JP2003048564A

JP2003048564A - 車両用操舵制御装置

Info

Publication number: JP2003048564A
Application number: JP2001239039A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Sato; 佐藤　　茂樹; Hiroshi Mori; 宏毛利
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2001-08-07
Filing date: 2001-08-07
Publication date: 2003-02-18
Anticipated expiration: 2021-08-07
Also published as: JP3775261B2

Abstract

(57)【要約】【課題】トルクセンサを用いる場合に比べて安価で、
かつ、操舵フィーリングに影響を与えることなく、舵角
偏差や舵角速度偏差により操舵介入判断を行う場合に比
べ、ドライバに操舵違和感を与えない適切な操舵介入判
断を行うことができる車両用操舵制御装置を提供するこ
と。【解決手段】自動操舵用モータ１６に対するモータ供
給電流iMに基づいて電流推定ヨーレート値dφ_Iを演算
し、画像データを処理するカメラコントローラ２６から
の車両走行状態情報に基づいて実車両ヨーレート値dφ_
rを演算し、これらのヨーレート偏差の絶対値｜dφ_r−
dφ_i｜が操舵介入判断しきい値Ｔｈより大きいとき、
ドライバによる操舵介入時であると判断するようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自車両が走行する
車線等の道路環境をカメラ等で検知し、自車両が目標車
線に追従するように操舵アクチュエータにより自動的に
前輪を操舵する車両用操舵制御装置の技術分野に属す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両用操舵制御装置において、自
動運転中にドライバの操舵介入を例えば、特開平１０−
１９４１５０号公報に記載のように、トルクセンサによ
りドライバの操舵トルクを検知することにより、ドライ
バの操舵介入を判断するものが知られている。

【０００３】また、操舵角や操舵角速度を検出してドラ
イバの操舵介入を判断するものとして、特開平１０−２
０３３９４号公報に記載のものが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、トルク
センサを用いてドライバの操舵介入を判断する従来の車
両用操舵制御装置にあっては、トルクセンサを車輪と操
舵アクチュエータとの間にレイアウトすると、路面から
操舵車輪への入力（路面反力トルク）等を検知してしま
うので、ステアリングホイールと操舵アクチュエータと
の間にトルクセンサをレイアウトする必要があるが、ス
テアリングコラム周りの例えばコンビネーションスイッ
チ近傍でのレイアウトは、スペース確保の上で難しい。
また、トルクセンサの操舵系への設置は、検出精度向上
のためにねじり剛性を低下させる必要があるため、操舵
フィーリングの向上に課題となる場合が多い。

【０００５】また、操舵角や操舵角速度を用いてドライ
バの操舵介入を判断する従来の車両用操舵制御装置にあ
っては、車線追従制御の性能を確保しつつ、ドライバに
操舵違和感を与えることなく、速やかに制御解除するこ
とが難しい。すなわち、ドライバの操舵介入判断は、目
標舵角と実舵角の偏差に応じた目標トルクを演算し、目
標トルクと実際に検出されるトルクとの差が判断しきい
値を超えた場合をドライバ操舵介入と判断するが、車線
追従性能を上げると、例え瞬間にせよ大きなトルクが必
要となるため、目標トルクが大きくなるときにも誤判断
を防止するには前記判断しきい値を大きな値にせざるを
得ない。その結果、小さい操舵トルクでのドライバ操舵
介入を判断できないという問題がある。

【０００６】更に、実舵角の偏差が所定値を超過するこ
とによりドライバの操舵介入を判断する方法も知られて
いるが、この場合においては、しきい値を大きく設定す
ると、ドライバ操舵介入と判断されるには大きい操舵力
を必要とするし、また、しきい値を小さく設定すると、
車線追従制御中にドライバ操舵介入判断による制御の誤
解除が頻発することになる。

【０００７】本発明は、上記問題点に着目してなされた
もので、その目的とするところは、トルクセンサを用い
る場合に比べて安価で、かつ、操舵フィーリングに影響
を与えることなく、舵角偏差や舵角速度偏差により操舵
介入判断を行う場合に比べ、ドライバに操舵違和感を与
えない適切な操舵介入判断を行うことができる車両用操
舵制御装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明では、走行車線に沿って車両を
走行させる車両用操舵制御装置において、走行車線情報
を検出する走行車線情報検出手段と、操舵角を検出する
操舵角検出手段と、供給電流に応じた操舵トルクを発生
させる操舵トルク発生手段と、前記走行車線情報検出手
段で検出した走行車線情報及び前記操舵角検出手段で検
出した操舵角とに基づいて、前記操舵トルク発生手段で
走行車線に追従する操舵トルクを発生させる供給電流を
出力する操舵トルク制御手段と、前記操舵トルク制御手
段から出力される操舵制御電流値に基づいて車両ヨーレ
ート値を推測する車両ヨーレート値推測手段と、車両走
行状態に基づいて実車両ヨーレート値を演算する実車両
ヨーレート値演算手段と、前記実車両ヨーレート値演算
手段で演算した実車両ヨーレート演算値と、前記車両ヨ
ーレート値推測手段で演算した車両ヨーレート推測値と
の偏差が、設定された操舵介入判断しきい値より大きい
とき、ドライバによる操舵介入と判断する操舵介入判断
手段と、を備えていることを特徴とする。

【０００９】請求項２に係る発明では、走行車線に沿っ
て車両を走行させる車両用操舵制御装置において、走行
車線情報を検出する走行車線情報検出手段と、操舵角を
検出する操舵角検出手段と、供給電流に応じた操舵トル
クを発生させる操舵トルク発生手段と、前記走行車線情
報検出手段で検出した走行車線情報及び前記操舵角検出
手段で検出した操舵角とに基づいて、前記操舵トルク発
生手段で走行車線に追従する操舵トルクを発生させる供
給電流を出力する操舵トルク制御手段と、前記操舵トル
ク制御手段から出力される操舵制御電流値に基づいて車
両ヨーレート値を推測する車両ヨーレート値推測手段
と、実車両ヨーレート値を検出するヨーレートセンサ
と、前記ヨーレートセンサで検出した実車両ヨーレート
検出値と、前記車両ヨーレート値推測手段で演算した車
両ヨーレート推測値との偏差が、設定された操舵介入判
断しきい値より大きいとき、ドライバによる操舵介入と
判断する操舵介入判断手段と、を備えていることを特徴
とする。

【００１０】請求項３に係る発明では、請求項１に記載
の車両用操舵制御装置において、車速を検出する車速検
出手段を設け、前記実車両ヨーレート値演算手段は、走
行車線情報検出手段で検出した走行車線情報と、前記操
舵角検出手段で検出した操舵角と、前記車速検出手段で
検出した車速とに基づいて、実車両ヨーレート演算値を
求める手段であることを特徴とする。

【００１１】請求項４に係る発明では、請求項１ないし
請求項３の何れかに記載の車両用操舵制御装置におい
て、前記操舵介入判断手段によりドライバによる操舵介
入であるとの判断時、操舵トルク発生手段に出力する操
舵制御電流値に制限を与える操舵介入処理手段を設けた
ことを特徴とする。

【００１２】請求項５に係る発明では、請求項１ないし
請求項４の何れかに記載の車両用操舵制御装置におい
て、前記走行車線情報検出手段で検出した走行車線情報
により推定される目標ラインからの車両横変位のずれ量
が大きくなるに従って、前記操舵介入判断しきい値を大
きくする操舵介入判断しきい値設定手段を設けたことを
特徴とする。

【００１３】請求項６に係る発明では、請求項５に記載
の車両用操舵制御装置において、前記操舵介入判断手段
は、前記走行車線情報検出手段で検出した走行車線情報
により推定される目標ラインからの車両横変位のずれ量
が所定値以下の時に限りドライバによる操舵介入を判断
する手段であることを特徴とする。

【００１４】

【発明の作用および効果】請求項１に係る発明にあって
は、走行車線に沿って車両を走行させる操舵制御時、操
舵トルク制御手段において、走行車線情報検出手段で検
出した走行車線情報及び操舵角検出手段で検出した操舵
角とに基づいて、操舵トルク発生手段で走行車線に追従
する操舵トルクを発生させる供給電流が出力される。そ
して、車両ヨーレート値推測手段において、操舵トルク
制御手段から出力される操舵制御電流値に基づいて車両
ヨーレート値が推測され、実車両ヨーレート値演算手段
において、車両走行状態に基づいて実車両ヨーレート値
が演算され、操舵介入判断手段において、実車両ヨーレ
ート値演算手段で演算した実車両ヨーレート演算値と、
車両ヨーレート値推測手段で演算した車両ヨーレート推
測値との偏差が、設定された操舵介入判断しきい値より
大きいとき、ドライバによる操舵介入と判断される。す
なわち、操舵制御電流値に基づいて車両ヨーレート値を
推測し、車両走行状態に基づいて実車両ヨーレート値を
演算し、これらのヨーレート偏差が操舵介入判断しきい
値より大きいとき、ドライバによる操舵介入時であると
判断するようにしたため、トルクセンサを用いる場合に
比べて安価で、かつ、操舵フィーリングに影響を与える
ことなく、舵角偏差や舵角速度偏差により操舵介入判断
を行う場合に比べ、ドライバに操舵違和感を与えない適
切な操舵介入判断を行うことができる。

【００１５】請求項２に係る発明にあっては、走行車線
に沿って車両を走行させる操舵制御時、操舵トルク制御
手段において、走行車線情報検出手段で検出した走行車
線情報及び操舵角検出手段で検出した操舵角とに基づい
て、操舵トルク発生手段で走行車線に追従する操舵トル
クを発生させる供給電流が出力される。そして、車両ヨ
ーレート値推測手段において、操舵トルク制御手段から
出力される操舵制御電流値に基づいて車両ヨーレート値
が推測され、ヨーレートセンサにおいて、実車両ヨーレ
ートが検出され、操舵介入判断手段において、ヨーレー
トセンサで検出した実車両ヨーレート検出値と、車両ヨ
ーレート値推測手段で演算した車両ヨーレート推測値と
の偏差が、設定された操舵介入判断しきい値より大きい
とき、ドライバによる操舵介入と判断される。よって、
請求項１に係る発明と同様に、トルクセンサを用いる場
合に比べて安価で、かつ、操舵フィーリングに影響を与
えることなく、舵角偏差や舵角速度偏差により操舵介入
判断を行う場合に比べ、ドライバに操舵違和感を与えな
い適切な操舵介入判断を行うことができる。

【００１６】請求項３に係る発明にあっては、実車両ヨ
ーレート値演算手段において、走行車線情報検出手段で
検出した走行車線情報と、操舵角検出手段で検出した操
舵角と、車速検出手段で検出した車速とに基づいて、実
車両ヨーレート演算値が求められる。よって、実車両ヨ
ーレート値の演算に車速を加えているため、より精度良
く実車両ヨーレート値を演算することができる。

【００１７】請求項４に係る発明にあっては、操舵介入
判断手段によりドライバによる操舵介入であるとの判断
時、操舵介入処理手段において、操舵トルク発生手段に
出力する操舵制御電流値に制限が与えられる。よって、
操舵介入との判断時に自動操舵制御が解除されることが
ないため、自動操舵制御中にドライバが操舵介入を容易
に行うことができるようになる。

【００１８】請求項５に係る発明にあっては、操舵介入
判断しきい値設定手段において、走行車線情報検出手段
で検出した走行車線情報により推定される目標ラインか
らの車両横変位のずれ量が大きくなるに従って、操舵介
入判断しきい値が大きくされるため、車両横変位のずれ
量が大きくなるほど、つまり、車線逸脱余裕時間が少な
くなるほど、操舵介入判断の誤認識の確率を低くするこ
とができる。

【００１９】請求項６に係る発明にあっては、操舵介入
判断手段において、走行車線情報検出手段で検出した走
行車線情報により推定される目標ラインからの車両横変
位のずれ量が所定値以下の時に限りドライバによる操舵
介入が判断される。言い換えると、車両横変位のずれ量
が所定値を超えるような車線逸脱までの余裕時間が少な
い状況においては、操舵介入判断が行われないため、車
線逸脱を回避する操舵制御を確実に実施することができ
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明における車両用操舵
制御装置を実現する実施の形態を、請求項１，３，４に
対応する第１実施例と、請求項５に対応する第２実施例
と、請求項６に対応する第３実施例に基づいて説明す
る。

【００２１】（第１実施例）まず、構成を説明する。図
１は第１実施例の車両用操舵制御装置を示す全体システ
ムであり、図中１FL,１FRは前輪、１RL,１RRは後輪、２
はラック、３はピニオン、４はステアリングホイール、
５はステアリングシャフト、１０はコントロールユニッ
ト、１３は自動操舵機構（操舵トルク発生手段）、１４
はドリブンギア、１５はドライブギア、１６は自動操舵
用モータ、１７はクラッチ機構、２１は舵角センサ（操
舵角検出手段）、２２は車速センサ（車速検出手段）、
２３は横加速度センサ、２５は単眼カメラ、２６はカメ
ラコントローラ（走行車線情報検出手段）である。

【００２２】前記前輪１FL,１FRには一般的なラックア
ンドピニオン式の操舵機構が配設されている。この操舵
機構は、前輪１FL,１FRの操舵軸（タイロッド）に接続
されるラック２と、これに噛合するピニオン３と、この
ピニオン３をステアリングホイール４に与えられる操舵
トルクで回転させるステアリングシャフト５とを備えて
いる。

【００２３】また、ステアリングシャフト５の上部に
は、前輪１FL,１FRを自動操舵するための操舵アクチュ
エータを構成する自動操舵機構１３が配設されている。
この自動操舵機構１３は、ステアリングシャフト５と同
軸に取り付けられたドリブンギア１４と、これに噛合す
るドライブギア１５と、このドライブギア１５を回転駆
動する自動操舵用モータ１６とから構成されている。な
お、自動操舵用モータ１６とドライブギア１５との間に
は、クラッチ機構１７が介装されており、自動操舵制御
時にのみクラッチ機構１７が締結され、そうでないとき
には、クラッチ機構１７が非締結状態となって自動操舵
用モータ１６の回転力がステアリングシャフト５に入力
されないようにしている。

【００２４】また、車両には種々のセンサ類が取り付け
られている。前記舵角センサ２２は、ステアリングシャ
フト５の回転角から操舵角θを検出してコントロールユ
ニット１０に出力する。また、図示しない自動変速機の
出力側に車速センサ２２が取り付けられ、この車速セン
サ２２で検出された車速Ｖもコントロールユニット１０
に出力される。ここで、操舵角センサ２１から出力され
る操舵角θは、右操舵時に正値、左操舵時に負値となる
ように設定され、横加速度センサ２３から出力される横
加速度Gyは、左旋回時に正値、右旋回時に負値となるよ
うに設定されている。

【００２５】さらに、車室内のインナーミラーステー等
の固定部には、図１（ａ）に示すように、ＣＣＤカメラ
等の単眼カメラ２５が設置され、車両前方状況を撮像
し、撮像した画像データをカメラコントローラ２６に出
力する。このカメラコントローラ２６は、例えば、特開
平１１−１０２４９９号公報に記載されているように、
単眼カメラ２５の画像データを二値化等の処理により自
車両近傍の白線を検出すると共に、所定の車両前方注視
点での道路に対する車両の相対横変位ｙ、車両の白線に
対するヨー角φ、走行車線前方の道路曲率ρを算出し、
これらをコントロールユニット１０に出力する。

【００２６】前記コントロールユニット１０は、図示し
ないマイクロコンピュータ等の離散化されたディジタル
システムで構成され、入力されたヨー角φ、相対横変位
ｙ、道路曲率ρに基づいてコーナーを通過する際に最適
な目標操舵角θ＊を算出し、操舵角センサ２１で検出し
た実操舵角θを目標操舵角θ^＊に一致させるように自動
操舵用モータ１６に対する供給電流iMを算出し、この供
給電流iMを電流制限処理してからパルス幅変調してパル
ス電流に変換して自動操舵用モータ１６に出力すること
により、自動操舵用モータ１６をデューティ制御する。

【００２７】次に、作用を説明する。

【００２８】［自動操舵制御処理］図２はコントロール
ユニット１０で実行される自動操舵制御処理の流れを示
すフローチャートで、以下、各ステップについて説明す
る。この自動操舵制御処理は、所定時間（例えば、10ms
ec）毎のタイマ割り込み処理として実行される。

【００２９】ステップＳ１では、操舵角センサ２１で検
出した操舵角θ、横加速度センサ２３で検出した横加速
度Gy、車速センサ１８で検出した車速Ｖ、並びに、カメ
ラコントローラ２６で検出したヨー角φ、相対横変位ｙ
及び道路曲率ρを読み込んでからステップＳ２に移行す
る。

【００３０】ステップＳ２では、ヨー角φ、相対横変位
ｙ及び道路曲率ρに基づいて、下記の(1)式の演算を行
って、今回の目標操舵角θ^＊(n)を算出し、これを今回
目標操舵角記憶領域に記憶されている全開の目標操舵角
θ^＊(n-1)を前回目標操舵角記憶領域に更新記憶すると
共に、今回の目標操舵角θ^＊(n)を今回目標操舵角記憶
領域に更新記憶する。ステップＳ３では、下記の(2)式に従った演算を行っ
て、操舵角θを目標操舵角θ^＊に一致させるＰＩＤ制御
を行って、自動操舵用モータ１６に対するモータ供給電
流iMを算出し、これをモータ供給電流記憶領域に更新記
憶する。ここで、Kviは電圧値を電流値に変換するための制御ゲ
イン、Kpは比例ゲイン、Kiは積分ゲイン、Kdは微分ゲイ
ンである。この(2)式でモータ供給電流iMを算出する理
由は、減算器で、目標操舵角θ^＊から操舵角θを減算し
て両者の偏差△θを算出し、これを演算器に供給して、
ＰＩＤ制御演算を行って目標モータ制御電圧Ｖ^＊を算出
し、この目標モータ制御電圧Ｖ^＊を電圧電流変換器に供
給して、目標モータ制御電圧Ｖ^＊に制御ゲインKviを乗
算してモータ供給電流iMを算出し、これを自動操舵用モ
ータ１６に供給するフィードバック制御系を構成した場
合を考え、これと等価な演算を行うようにしたものであ
る。

【００３１】ステップＳ４では、後述する演算により電
流推定ヨーレート値dφ_I（車両ヨーレート推測値）と
実車両ヨーレート値dφ_r（実車両ヨーレート演算値）
を求め（車両ヨーレート値推測手段、実車両ヨーレート
値演算手段）、これらの値の偏差の絶対値｜dφ_r−dφ
_i｜が操舵介入判断しきい値Ｔｈより大きいかどうかを
判断し、ＮＯの場合はステップＳ５へ進み、ＹＥＳの場
合はステップＳ６へ進む（操舵介入判断手段）。

【００３２】ステップＳ５では、モータ供給電流iMに応
じたパルス幅変調したパルス電流が自動操舵用モータ１
６に供給される（操舵トルク制御手段）。

【００３３】ステップＳ６では、ドライバ操舵介入処理
として、モータ供給電流iMに応じたパルス幅変調したパ
ルス電流にリミッタ処理した電流が自動操舵用モータ１
６に供給される（操舵介入処理手段）。

【００３４】［電流推定ヨーレート値dφ_iと実車両ヨ
ーレート値dφ_rの演算］まず、ヨーレート推定の方法
を説明する。車両を２輪モデル（図３）によって、近似
的に同定する。このとき、運動方程式は、となる。さらに、操舵トルクは前輪のセルフアライニン
グトルクと釣り合うので、これらを整理して、操舵トルク入力の状態方程式を導
く。但し、Ｉ：ヨー慣性モーメント、ｍ：車両重量、Ｖ：車速、
β：車体横滑り角、 dφ：ヨーレート、δ：前輪実舵角、Ｃf（Ｃr）：前（後）輪コーナリングパワー（二輪分）ｌf（ｌr）：重心〜前（後）輪間距離、Ｎa：アクチュ
エータのギア比、Ｋi：電流−トルク変換ゲイン、Ｎ：操舵系ギア比この時、トルク（電流）からヨーレート、横滑り角の伝
達関数は次のように書ける。 (7)式により、電流推定ヨーレート値dφ_Iが算出でき
る。

【００３５】次に、実車両ヨーレート値dφ_rを車両状
態量により推定する方法を説明する。状態ベクトルを次
の用に定義する。ここで、dφはヨーレート、φ_rはヨー角、dｙ_ｃｒは目
標ラインから横変位ずれ速度、ｙ_ｃｒは目標ラインから
横変位ずれ、dθは操舵角速度、θは操舵角である。車
両モデルの状態方程式が次式で与えられる。但し、白線を認識するカメラユニットは、前方Ｌ_ｓ[m]の注視
点での目標軌道（車線中央）からの横変位を検出するこ
とができる。車両が目標軌道近傍を走行する場合、前方
注視点での横変位ｙ_ｓｒは目標軌道からの相対横変位ｙ
_ｃｒ，相対ヨー角φ_ｒを用いて近似的に次式で表すこと
ができる。本システムでは、前記前方注視点での横変位の他にステ
アリングホイール角である操舵角θも検出し、次の観測
出力方程式を得る。ここで、以上の状態方程式、出力方程式を基に、操舵角，画像デ
ータによる前方横変位データから、状態量をオブザーバ
により推定できる。そして、オブザーバにより推定され
る状態量の一つのヨーレート値を、実車両ヨーレート値
dφ_rとして用いる。

【００３６】［自動操舵制御作用］自動操舵制御による
走行中、ドライバが操舵非介入である場合、図２のフロ
ーチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ス
テップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５へと進む流れ
となり、ステップＳ５では、モータ供給電流iMに応じた
パルス幅変調したパルス電流が自動操舵用モータ１６に
供給される。

【００３７】自動操舵制御による走行中、ドライバが操
舵介入した場合、図２のフローチャートにおいて、ステ
ップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４
へと進む流れとなり、ステップＳ４では、電流推定ヨー
レート値dφ_Iと実車両ヨーレート値dφ_rの偏差の絶対
値｜dφ_r−dφ_i｜が操舵介入判断しきい値Ｔｈより大
きいことにより、操舵介入時であると判断され、ステッ
プＳ６へ進み、ステップＳ６では、モータ供給電流iMに
応じたパルス幅変調したパルス電流にリミッタ処理を加
えた電流が自動操舵用モータ１６に供給される。

【００３８】次に、効果を説明する。

【００３９】(1)自動操舵用モータ１６に対するモータ
供給電流iMに基づいて電流推定ヨーレート値dφ_Iを演
算し、画像データを処理するカメラコントローラ２６か
らの車両走行状態情報に基づいて実車両ヨーレート値d
φ_rを演算し、これらのヨーレート偏差の絶対値｜dφ_
r−dφ_i｜が操舵介入判断しきい値Ｔｈより大きいと
き、ドライバによる操舵介入時であると判断するように
したため、トルクセンサを用いる場合に比べて安価で、
かつ、操舵フィーリングに影響を与えることなく、舵角
偏差や舵角速度偏差により操舵介入判断を行う場合に比
べ、ドライバに操舵違和感を与えない適切な操舵介入判
断を行うことができる。

【００４０】(2)画像データを処理するカメラコントロ
ーラ２６で検出した走行車線情報と、舵角センサ２１で
検出した操舵角θと、車速センサ２２で検出した車速Ｖ
とに基づいて、実車両ヨーレート値dφ_rを演算するよ
うにしたため、精度良く実車両ヨーレート値dφ_rを演
算することができる。

【００４１】(3)操舵介入判断ステップであるステップ
Ｓ４によりドライバによる操舵介入であるとの判断時、
操舵介入処理ステップであるステップＳ６において、自
動操舵用モータ１６に出力する制御電流に制限を与える
ようにしているため、操舵介入との判断時に自動操舵制
御が解除されることがなく、自動操舵制御中にドライバ
が操舵介入を容易に行うことができるようになる。

【００４２】（第２実施例）第１実施例では、操舵介入
判断しきい値Ｔｈを、自車両の車線中央からの横変位ｙ
_ｃｒにかかわらず、一定値で与える例としたのに対し、
第２実施例は、操舵介入判断しきい値Ｔｈを、自車両の
車線中央からの横変位ｙ_ｃｒの関数により与えるように
した例である。

【００４３】第２実施例の構成は第１実施例と同様であ
り、また、作用についても操舵介入判断しきい値Ｔｈの
設定に関する以外の作用は同様であるので、図示並びに
説明を省略する。

【００４４】［操舵介入判断しきい値設定］(9),(10)式
から得られるオブザーバにより状態量の横変位ｙｃｒが
大きいときは、車両が車線中央から離れている状態、す
なわち、車線逸脱する余裕時間が少ない状況であるとい
える。

【００４５】本発明による操舵介入判断は、演算による
推測で行うため、誤認識が無いとは言えない。そこで、
車両逸脱余裕時間が少ない状態では、なるべく操舵介入
判断を実施しない方が望ましい。

【００４６】そのため、操舵介入判断しきい値Ｔｈを、
図４及び図５に示すように、自車両の車線中央からの横
変位ｙ_ｃｒの関数として与えるようにした（操舵介入判
断しきい値設定手段）。

【００４７】図４では、自車両の車線中央からの横変位
ｙ_ｃｒが大きくなるに従って操舵介入判断しきい値Ｔｈ
を大きくする比例特性により、操舵介入判断しきい値Ｔ
ｈを与えるようにしている。

【００４８】図５では、自車両の車線中央からの横変位
ｙ_ｃｒが、−ｙ_ｃｒｏ〜＋ｙ_ｃｒｏの範囲では操舵介入
判断しきい値Ｔｈを一定値で与え、−ｙ_ｃｒｏより小さ
い横変位領域と＋ｙ_ｃｒｏより大きい横変位領域では、
比例特性により操舵介入判断しきい値Ｔｈを与えるよう
にしている。

【００４９】次に、効果を説明する。

【００５０】この第２実施例の車両用操舵制御装置にあ
っては、第１実施例の効果に加え、下記の効果を得るこ
とができる。

【００５１】(4)操舵介入判断しきい値Ｔｈの設定手段
において、自車両の車線中央からの横変位ｙ_ｃｒが大き
くなるに従って操舵介入判断しきい値Ｔｈが大きくされ
るため、車線中央からの横変位ｙ_ｃｒが大きくなるほ
ど、つまり、車線逸脱余裕時間が少なくなるほど、操舵
介入判断の誤認識の確率を低くすることができる。な
お、目標ライン付近を走行中には、小さな操舵介入トル
クで操舵介入判断することで、操舵感を損ねることを抑
えることができる。

【００５２】（第３実施例）第１，２実施例は、車線中
央からの横変位ｙ_ｃｒの大きさにかかわらず必ず操舵介
入判断を行う例であるのに対し、第３実施例は、自車両
の車線中央からの横変位ｙ_ｃｒが大きいときには操舵介
入判断を行わないようにした例である。

【００５３】第３実施例の構成は第１実施例と同様であ
り、また、作用についても操舵介入判断しきい値Ｔｈの
設定に関する以外の作用は同様であるので、図示並びに
説明を省略する。

【００５４】［操舵介入判断しきい値設定］操舵介入判
断しきい値Ｔｈは、図６に示すように、自車両の車線中
央からの横変位ｙ_ｃｒが、−ｙ_ｃｒｏ〜＋ｙ_ｃｒｏの範
囲では操舵介入判断しきい値Ｔｈを一定値で与え、−ｙ
_ｃｒｏより小さい横変位領域と＋ｙ_ｃｒｏより大きい横
変位領域では、操舵介入判断しきい値Ｔｈを与えないよ
うにしている。

【００５５】次に、効果を説明する。

【００５６】この第３実施例の車両用操舵制御装置で
は、第１実施例の効果に加え、下記の効果を得ることが
できる。

【００５７】(5)自車両の車線中央からの横変位ｙ_ｃｒ
が、−ｙ_ｃｒｏより小さい横変位領域と＋ｙ_ｃｒｏより
大きい横変位領域では、操舵介入判断を行わないように
したため、車線中央からの横変位ｙ_ｃｒが大きく車線逸
脱までの余裕時間が少ない状況においては、車線逸脱を
回避する操舵制御を確実に実施することができる。な
お、目標ライン付近を走行中には、小さな操舵介入トル
クで操舵介入判断することで、操舵感を損ねることを抑
えることができる。

【００５８】（他の実施例）以上、本発明の車両用操舵
制御装置を第１実施例〜第３実施例に基づき説明してき
たが、具体的な構成については、これらの実施例に限ら
れるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発
明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容
される。

【００５９】例えば、第１〜第３実施例では、画像デー
タを処理するカメラコントローラ２６からの車両走行状
態情報に基づいて実車両ヨーレート値dφ_rを演算によ
り求める例を示したが、ヨーレートセンサをシステムに
組み込み、実測により実車両ヨーレート値dφ_rを検出
するようにしても良い（請求項２に係る発明）。この場
合にも、第１実施例と同様に、トルクセンサを用いる場
合に比べて安価で、かつ、操舵フィーリングに影響を与
えることなく、舵角偏差や舵角速度偏差により操舵介入
判断を行う場合に比べ、ドライバに操舵違和感を与えな
い適切な操舵介入判断を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の車両用操舵制御装置を示す全体シ
ステム図である。

【図２】第１実施例の車両用操舵制御装置のコントロー
ルユニットで実行される自動操舵制御処理の流れを示す
フローチャートである。

【図３】第１実施例の車両用操舵制御装置においてヨー
レートの推定する場合、車両を近似的に同定する２輪モ
デルを示す図である。

【図４】第２実施例の車両用操舵制御装置における操舵
介入しきい値の第１特性図である。

【図５】第２実施例の車両用操舵制御装置における操舵
介入しきい値の第２特性図である。

【図６】第３実施例の車両用操舵制御装置における操舵
介入しきい値特性図である。

【符号の説明】

１FL,１FR 前輪１RL,１RR 後輪２ラック３ピニオン４ステアリングホイール５ステアリングシャフト１０コントロールユニット１３自動操舵機構（操舵トルク発生手段）１４ドリブンギア１５ドライブギア１６自動操舵用モータ１７クラッチ機構２１舵角センサ（操舵角検出手段）２２車速センサ（車速検出手段）２３横加速度センサ２５単眼カメラ２６カメラコントローラ（走行車線情報検出手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ６２Ｄ 137:00 Ｂ６２Ｄ 137:00 Ｆターム(参考） 3D032 CC08 CC20 CC21 CC48 DA03 DA23 DA29 DA32 DB12 DC33 DC38 DD02 DD07 DD13 DD17 DE20 EB11 EB16 EC23 GG01 5H180 AA01 CC04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】走行車線に沿って車両を走行させる車両
用操舵制御装置において、走行車線情報を検出する走行車線情報検出手段と、操舵角を検出する操舵角検出手段と、供給電流に応じた操舵トルクを発生させる操舵トルク発
生手段と、前記走行車線情報検出手段で検出した走行車線情報及び
前記操舵角検出手段で検出した操舵角とに基づいて、前
記操舵トルク発生手段で走行車線に追従する操舵トルク
を発生させる供給電流を出力する操舵トルク制御手段
と、前記操舵トルク制御手段から出力される操舵制御電流値
に基づいて車両ヨーレート値を推測する車両ヨーレート
値推測手段と、車両走行状態に基づいて実車両ヨーレート値を演算する
実車両ヨーレート値演算手段と、前記実車両ヨーレート値演算手段で演算した実車両ヨー
レート演算値と、前記車両ヨーレート値推測手段で演算
した車両ヨーレート推測値との偏差が、設定された操舵
介入判断しきい値より大きいとき、ドライバによる操舵
介入と判断する操舵介入判断手段と、を備えていることを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項２】走行車線に沿って車両を走行させる車両
用操舵制御装置において、走行車線情報を検出する走行車線情報検出手段と、操舵角を検出する操舵角検出手段と、供給電流に応じた操舵トルクを発生させる操舵トルク発
生手段と、前記走行車線情報検出手段で検出した走行車線情報及び
前記操舵角検出手段で検出した操舵角とに基づいて、前
記操舵トルク発生手段で走行車線に追従する操舵トルク
を発生させる供給電流を出力する操舵トルク制御手段
と、前記操舵トルク制御手段から出力される操舵制御電流値
に基づいて車両ヨーレート値を推測する車両ヨーレート
値推測手段と、実車両ヨーレート値を検出するヨーレートセンサと、前記ヨーレートセンサで検出した実車両ヨーレート検出
値と、前記車両ヨーレート値推測手段で演算した車両ヨ
ーレート推測値との偏差が、設定された操舵介入判断し
きい値より大きいとき、ドライバによる操舵介入と判断
する操舵介入判断手段と、を備えていることを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項３】請求項１に記載の車両用操舵制御装置に
おいて、車速を検出する車速検出手段を設け、前記実車両ヨーレート値演算手段は、走行車線情報検出
手段で検出した走行車線情報と、前記操舵角検出手段で
検出した操舵角と、前記車速検出手段で検出した車速と
に基づいて、実車両ヨーレート演算値を求める手段であ
ることを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項４】請求項１ないし請求項３の何れかに記載
の車両用操舵制御装置において、前記操舵介入判断手段によりドライバによる操舵介入で
あるとの判断時、操舵トルク発生手段に出力する操舵制
御電流値に制限を与える操舵介入処理手段を設けたこと
を特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項５】請求項１ないし請求項４の何れかに記載
の車両用操舵制御装置において、前記走行車線情報検出手段で検出した走行車線情報によ
り推定される目標ラインからの車両横変位のずれ量が大
きくなるに従って、前記操舵介入判断しきい値を大きく
する操舵介入判断しきい値設定手段を設けたことを特徴
とする車両用操舵制御装置。
【請求項６】請求項５に記載の車両用操舵制御装置に
おいて、前記操舵介入判断手段は、前記走行車線情報検出手段で
検出した走行車線情報により推定される目標ラインから
の車両横変位のずれ量が所定値以下の時に限りドライバ
による操舵介入を判断する手段であることを特徴とする
車両用操舵制御装置。