JP2023150481A - 車両のレーンキープ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両のスリップを検出してレーンキープ制御を自動キャンセルした後にドライバが介入することなく、レーンキープ制御を早期に再開できる車両のレーンキープ制御装置の提供。【解決手段】 自車両Ｍのスリップを検出した場合、レーンキープモードからスリップ対応モードに切換えて、自車両Ｍが安定する姿勢となるように操舵制御を行った後に、レーンキープモードを再開する車両のレーンキープ制御装置１。【選択図】図８

Description

本発明は、電動パワーステアリングを制御して設定した目標経路に沿って走行させる車両のレーンキープ制御装置に関する。

近年、車両の走行時に、カメラで道路の区画線を認識し、車両の操舵を制御し車線中央の維持、車線逸脱の抑制などを行う運転支援として車両のレーンキープ制御技術が知られている。例えば、特許文献１には、車両の走行路面の路面状態または路面μを的確に検出し、その検出結果に応じて、より的確なレーンキープ制御を行うことができるレーンキープ制御システムの技術が開示されている、

特開２０１６－８８４２９号公報

ところで、従来のレーンキープ制御システムなどの車両のレーンキープ制御装置は、雪道、アイスバーンなどの低μ路面の道路を走行中に車両がスリップ（横滑り）すると、レーンキープの正常なルートから車両が外れて誤ステア状態となる。そのため、従来のレーンキープ制御装置は、車両がスリップ状態に陥った際、運行設計領域（ＯＤＤ）範囲外であることを検知するとレーンキープ制御を自動でキャンセルし、ドライバに引き継ぐ制御を行う。

しかしながら、従来のレーンキープ制御装置では、レーンキープ制御をキャンセルした後に、車両が安定した走行状態となるまで、レーンキープ制御を再開させることができない。そのため、車両がスリップなどによって滑ってシステムがレーンキープ制御を自動キャンセルした後は、レーンキープを再開するにはドライバが介入しなければならない。

そこで、本発明は、上記事情に鑑み、車両のスリップを検出してレーンキープ制御を自動キャンセルした後にドライバが介入することなく、レーンキープ制御を早期に再開できる車両のレーンキープ制御装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様の車両のレーンキープ制御装置は、自車両が走行すべき目標経路を設定し、少なくとも前記目標経路からのずれ量を基に電動パワーステアリングモータに対する制御量を算出して、前記自車両が前記目標経路に沿って走行するように制御する車両のレーンキープ制御装置において、前記自車両の横滑りを検出した場合、レーンキープモードからスリップ対応モードに切換えて、前記自車両が安定する姿勢となるように操舵を行った後に、前記レーンキープモードを再開する。

本発明によれば、車両のスリップを検出してレーンキープ制御を自動キャンセルした後にドライバが介入することなく、レーンキープ制御を早期に再開できる車両のレーンキープ制御装置を提供できる。

車両の操舵系である車両のレーンキープ制御装置の構成を示す模式図 前方認識装置を備えた自車両を示す正面図 操舵制御部の機能ブロック図 電動パワーステアリングモータの操舵トルク－電動モータ基本電流値の特性の一例を示す説明図 フィードフォワード制御の説明図 横位置フィードバック制御の説明図 ヨー角フィードバック制御の説明図 スリップ対応モード時の制御例を示すフローチャート 直線道路の走行車線を自車両が走行しているときにスリップした状態を示す図 スリップした自車両がスリップ対応モード時の操舵制御により走行車線に対する姿勢が修正される状態を示す図 自車両が前方注視点を用いて推定した車両軌跡と目標経路との位置のずれ量に基づく操舵制御される状態を示す図

以下に図面を参照しながら、本発明の一態様の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明に用いる図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものであり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、および各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。

図１に示す、車両のレーンキープ制御装置１は、電動パワーステアリング装置２を備えている。電動パワーステアリング装置２は、操舵角をドライバ入力と独立して設定自在な構成である。

レーンキープ制御装置１は、ステアリング軸３が、図示しない車体フレームにステアリングコラム４ａを介して回動自在に支持される。ステアリング軸３は、その一端が運転席側へ延出され、他端が図示しないエンジンルーム側へ延出される。

ステアリング軸３の運転席側端部には、ステアリングホイール４が配設される。ステアリング軸３のエンジンルーム側へ延出する端部には、ピニオン軸５が配設される。

エンジンルーム（不図示）には、車幅方向へ延出し、ステアリングギヤボックス６が配設される。このステアリングギヤボックス６には、ラック軸支持機構１３が設けられる。ラック軸支持機構１３は、ラック軸７がステアリングギヤボックス６に往復移動自在に挿通支持されている。

また、ラック軸７の左右両端は、ステアリングギヤボックス６の端部から各々突出されている。ラック軸７の端部には、タイロッド８を介してフロントナックル９が連設されている。

フロントナックル９は、操舵輪としての左右輪１０Ｌ，１０Ｒを回動自在に支持する。フロントナックル９は、車体フレームに転舵自在に支持されている。

ステアリングホイール４が操作されると、ステアリング軸３およびピニオン軸５が回転される。このピニオン軸５の回転により、ラック軸７が左右方向へ移動する。ラック軸７の移動により、フロントナックル９がキングピン軸（図示せず）を中心に回動する。これにより、左右輪１０Ｌ，１０Ｒが左右方向へ転舵される。

ピニオン軸５には、アシスト伝達機構１１が設けられる。アシスト伝達機構１１は、電動パワーステアリングモータ（電動モータ）１２が接続される。

電動モータ１２は、ステアリングホイール４に加える操舵トルクのアシスト、および設定された操舵角（目標操舵角）となるような操舵トルクの付加が行われる。電動モータ１２は、モータ駆動部２１により駆動される。このとき、操舵制御部２０から電動モータ１２を駆動制御する出力値としての目標電流がモータ駆動部２１に出力される。

操舵制御部２０には、前方認識装置３０が接続される。前方認識装置３０は、走行路の形状として前方の左右区画線（白線など）を認識して区画線位置情報を取得する走行路形状を認識する。

前方認識装置３０は、一対のカメラ３１，３２および図示しないステレオ画像処理装置から構成されている。一対のカメラ３１，３２は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳなどのイメージセンサを有している。これら一対のカメラ３１，３２は、例えば、車室内の天井付近の前方に一定の間隔をもって取り付けられる（図２参照）。

これら一対のカメラ３１，３２は、車外の対象を異なる視点からステレオ撮像する。そして、ステレオ画像処理装置（不図示）は、一対のカメラ３１，３２からの２つの画像データを処理する。ステレオ画像処理装置による一対のカメラ３１，３２からの２つの画像データの処理は、撮像された自車両Ｍの進行方向のステレオ画像対に対し、対応する位置のずれ量から距離情報を求める。そして、ステレオ画像処理装置は、距離画像を生成する。

操舵制御部２０には、ヨーレートセンサ２２、操舵角センサ２３、車輪速センサ２４、操舵トルクセンサ２５、加速度センサ２６、ジャイロセンサ２７などからの各種車両情報が入力（インプット）される。

ヨーレートセンサ２２は、自車両Ｍに作用するヨーレートを検出する。操舵角センサ２３は、ステアリングホイール４の操舵角を検出する。車輪速センサ２４は、自車両Ｍの前後左右各車輪の回転速度を検出し、走行スピード（車速Ｖ）を検出する。操舵トルクセンサ２５は、ステアリングホイール４の操作力を検出する。加速度センサ２６は、自車両Ｍの前後左右の加速度を検出する。ジャイロセンサ２７は、自車両Ｍの角速度または角加速度を検出する。

操舵制御部２０は、図３に示すように、モータ基本電流設定部２０ａ、フィードフォワード制御部２０ｂ、横位置フィードバック制御部２０ｃ、ヨー角フィードバック制御部２０ｄ、横位置フィードバックゲイン設定部２０ｅ、ヨー角フィードバックゲイン設定部２０ｆ、電動パワーステアリングモータ電流値算出部２０ｇから主要に構成されている。

レーンキープ制御装置１は、区画線データの認識おいて、区画線が道路面と比較して高輝度であるという知得に基づき、道路の幅方向の輝度変化を評価する。

そして、レーンキープ制御装置１は、画像平面における左右の区画線の位置を画像平面上で特定する。この区画線の実空間上の位置（ｘ，ｙ，ｚ）は、画像平面上の位置（ｉ，ｊ）とこの位置に関して算出された視差とに基づいて、即ち、距離情報に基づいて、周知の座標変換式より算出される。

自車両Ｍの位置を基準に設定された実空間の座標系は、例えば、ステレオカメラである一対のカメラ３１，３２の中央真下の道路面を原点として、車幅方向をｘ軸、車高方向をｙ軸、車長方向（距離方向）をｚ軸とする（図５参照）。

このとき、ｘ－ｚ平面（ｙ＝０）は、道路が平坦な場合、道路面と一致する。道路モデルは、道路上の自車両Ｍの走行レーンを距離方向に複数区間に分割し、各区間における左右の区画線を所定に近似して連結することによって表現される。

操舵制御部２０は、各入力信号を基に、ドライバの操舵トルクＴｄに応じてモータ基本電流Ｉｐｓｂを設定する。

操舵制御部２０は、走行路形状に基づいてフィードフォワード制御により目標経路（本実施の形態においては左区画線と右区画線の中間）に沿って走行するのに必要な電動モータ１２のフィードフォワード制御量Ｉｆｆを算出する。

操舵制御部２０は、自車両Ｍの車両軌跡を推定して予め設定する前方注視点における推定した車両軌跡と目標経路との位置のずれ量Δｘを算出する。

操舵制御部２０は、ずれ量Δｘを無くすように制御して目標経路に沿って走行する横位置フィードバック制御量Ｉｆｂを算出する。

操舵制御部２０は、自車両Ｍのヨー角を目標経路に沿ったヨー角にするヨー角フィードバック制御量Ｉｆｂｙを算出する。

操舵制御部２０は、フィードバック制御の各制御量に関し、走行路幅Ｗｒが広い場合には走行路幅Ｗｒが狭い場合よりも横位置フィードバック制御量Ｉｆｂの横位置フィードバックゲインを大きく設定する。

一方、操舵制御部２０は、走行路幅Ｗｒが狭い場合には走行路幅Ｗｒが広い場合よりもヨー角フィードバック制御量Ｉｆｂｙのヨー角フィードバックゲインを大きく設定する。

操舵制御部２０は、上記各値を加算して電動モータ電流値Ｉｃｍｄを算出する。これに基づいて、操舵制御部２０は、電動モータ電流値Ｉｃｍｄをモータ駆動部２１に出力して電動モータ１２を駆動制御する。

モータ基本電流設定部２０ａは、車輪速センサ２４から車速Ｖが入力される。モータ基本電流設定部２０ａは、操舵トルクセンサ２５から操舵トルクＴｄが入力される。

モータ基本電流設定部２０ａは、例えば、予め設定しておいた、図４に示すような、操舵トルクＴｄ－電動モータ基本電流値Ｉｐｓｂの特性マップを参照して電動モータ基本電流値Ｉｐｓｂを設定する。

そして、モータ基本電流設定部２０ａは、電動モータ基本電流値Ｉｐｓｂを電動パワーステアリングモータ電流値算出部２０ｇに出力する。

フィードフォワード制御部２０ｂは、前方認識装置３０から認識された画像情報が入力される。そして、例えば、以下の（１）式により、目標経路に沿って走行するのに必要な電動モータ１２のフィードフォワード制御量（電流値）Ｉｆｆを算出し、電動パワーステアリングモータ電流値算出部２０ｇに出力する。

Ｉｆｆ＝Ｇｉｆｆ・κ …（１）

ここで、κは、例えば、以下の（２）式で示すような、車線曲率を示す。

κ＝（κｌ＋κｒ）／２ …（２）

この（２）式において、κｌは左区画線による曲率成分であり、κｒは右区画線による曲率成分である。

これら、左右区画線の曲率成分κｌ，κｒは、具体的には、図５に示すような、左右区画線のそれぞれを構成する点に関して、二次の最小自乗法によって計算された二次項の係数を用いることによって定められる。

例えば、ｘ＝Ａ・ｚ２＋Ｂ・ｚ＋Ｃの二次式で区画線を近似した場合、２・Ａの値が曲率成分として用いられる。なお、これら区画線の曲率成分κｌ、κｒは、それぞれの区画線の曲率そのものでも良い。

また、（１）式におけるＧｉｆｆは、予め実験・演算などにより設定しておいたフィードフォワードゲインを示す。このように、フィードフォワード制御部２０ｂはフィードフォワード制御手段として設けられている。

横位置フィードバック制御部２０ｃは、前方認識装置３０から認識された画像情報が入力される。また、横位置フィードバック制御部２０ｃは、車輪速センサ２４から車速Ｖが入力される。さらに、横位置フィードバック制御部２０ｃは、操舵角センサ２３から操舵角θｐが入力される。

そして、以下の（３）式により、横位置フィードバック制御量（電流値）Ｉｆｂを算出する。この横位置フィードバック制御量Ｉｆｂを、電動パワーステアリングモータ電流値算出部２０ｇに出力する。

Ｉｆｂ＝Ｇｉｆｂ・Δｘ …（３）

ここで、Ｇｉｆｂは、予め実験・演算などにより設定しておいたゲインである。また、Δｘは、図６に示すように、以下の（４）式により算出される。

Δｘ＝（ｘｌ＋ｘｒ）／２－ｘｖ …（４）

この（４）式において、ｘｖは自車両Ｍの前方注視点（０，ｚｖ）のｚ座標における推定車両軌跡のｘ座標であり、前方注視点（０，ｚｖ）の前方注視距離（ｚ座標）であるｚｖは、本実施の形態では、ｚｖ＝Ｔ・Ｖで算出される。ここで、Ｔは予め設定しておいた予見時間であり、例えば、１．２secに設定されている。

従って、ｘｖは、自車両Ｍの走行状態に基づいて、自車両Ｍの諸元、車両固有のスタビリティファクタＡｓなどを用いる場合には、例えば、以下の（５）式で算出することができる。
ｘｖ＝（１／２）・（１／（１＋Ａｓ・Ｖ２））・（θｐ／Ｌｗ）・（Ｔ・Ｖ）２ …（５）

ここで、Ｌｗは、ホイールベースである。また、（４）式における、ｘｌは、前方注視点（０，ｚｖ）のｚ座標における左区画線のｘ座標であり、ｘｒは前方注視点（０，ｚｖ）のｚ座標における右区画線のｘ座標である。

なお、上述のｘｖは、車速Ｖやヨーレート（ｄθ／ｄｔ）を用いて、以下の（６）式で算出することもできる。または、画像情報を基に、以下の（７）式で算出することもできる。
ｘｖ＝（１／２）・（（ｄθ／ｄｔ）／Ｖ）・（Ｖ・Ｔ）２ …（６）
ｘｖ＝（１／２）・κ・（Ｖ・Ｔ）２ …（７）

このように、横位置フィードバック制御部２０ｃは、横位置フィードバック制御手段として設けられている。ヨー角フィードバック制御部２０ｄは、前方認識装置３０から認識された画像情報が入力される。

そして、例えば、以下の（８）式により、自車両Ｍのヨー角を目標経路に沿ったヨー角にフィードバック制御するヨー角フィードバック制御量（電流値）Ｉｆｂｙを算出する。そして、ヨー角フィードバック制御量（電流値）Ｉｆｂｙを電動パワーステアリングモータ電流値算出部２０ｇに出力する。

Ｉｆｂｙ＝Ｇｉｆｂｙ・（θｔｌ＋θｔｒ）／２ …（８）

ここで、Ｇｉｆｂｙは、予め実験・演算などにより設定しておいたゲインである。θｔｌは、前方認識装置３０からの画像情報による左区画線に対する自車両Ｍの傾きである。θｔｒは、前方認識装置３０からの画像情報による右区画線に対する自車両Ｍの傾きである（図７参照）。なお、対車線ヨー角Ψ＝（θｔｌ＋θｔｒ）／２により算出される。

これら、θｔｌ、θｔｒは、例えば、画像情報で得られる区画線の各点に対して、二次の最小二乗法によって計算された、一次項の係数（即ち、区画線を、ｘ＝Ａ・ｚ２＋Ｂ・ｚ＋Ｃの式で近似した際のＢの値）を用いても良い。

このように、ヨー角フィードバック制御部２０ｄはヨー角フィードバック制御手段として設けられている。なお、自車両Ｍのヨー角は、ヨーレートセンサ２２から入力されるヨー角の変化によって検出してもよい。

横位置フィードバックゲイン設定部２０ｅは、前方認識装置３０から認識された画像情報が入力される。そして、画像情報を基に、例えば、左区画線と右区画線の間隔から走行路幅Ｗｒを求め、走行路幅Ｗｒを予め設定しておいた基準幅Ｃと比較する。

この比較の結果、走行路幅Ｗｒが基準幅Ｃよりも広く（Ｗｒ＞Ｃ）、高速道路のような走行路幅Ｗｒが広い走行路と判定できる場合には、横位置フィードバック制御量Ｉｆｂに乗算する横位置フィードバックゲインＧｆｂとして高い値の横位置フィードバックゲインＧｆｂ１を設定する。

逆に、走行路幅Ｗｒが基準幅Ｃ以下（Ｗｒ≦Ｃ）であり、一般道路のような走行路幅Ｗｒが狭い走行路と判定できる場合には、横位置フィードバック制御量Ｉｆｂに乗算する横位置フィードバックゲインＧｆｂとして小さな値の横位置フィードバックゲインＧｆｂ２を設定する。

即ち、Ｇｆｂ１＞Ｇｆｂ２であり、走行路幅Ｗｒが広い場合には、走行路幅Ｗｒが狭い場合よりも横位置フィードバック制御量Ｉｆｂの影響度合を強く設定する。こうして設定された横位置フィードバックゲインＧｆｂは、電動パワーステアリングモータ電流値算出部２０ｇに出力される。このように、横位置フィードバックゲイン設定部２０ｅは横位置フィードバックゲイン設定手段として設けられている。

ヨー角フィードバックゲイン設定部２０ｆは、前方認識装置３０から認識された画像情報が入力される。そして、画像情報を基に、例えば、左区画線と右区画線の間隔から走行路幅Ｗｒを求め、走行路幅Ｗｒを予め設定しておいた基準幅Ｃと比較する。

この比較の結果、走行路幅Ｗｒが基準幅Ｃよりも広く（Ｗｒ＞Ｃ）、高速道路のような走行路幅Ｗｒが広い走行路と判定できる場合には、ヨー角フィードバック制御量Ｉｆｂｙに乗算するヨー角フィードバックゲインＧｆｂｙとして小さな値のヨー角フィードバックゲインＧｆｂｙ１を設定する。

逆に、走行路幅Ｗｒが基準幅Ｃ以下（Ｗｒ≦Ｃ）であり、一般道路のような走行路幅Ｗｒが狭い走行路と判定できる場合には、ヨー角フィードバック制御量Ｉｆｂｙに乗算するヨー角フィードバックゲインＧｆｂｙとして大きな値のヨー角フィードバックゲインＧｆｂｙ２を設定する。

即ち、Ｇｆｂｙ１＜Ｇｆｂｙ２であり、走行路幅Ｗｒが狭い場合には、走行路幅Ｗｒが広い場合よりもヨー角フィードバック制御量Ｉｆｂｙの影響度合を強く設定する。こうして設定されたヨー角フィードバックゲインＧｆｂｙは、電動パワーステアリングモータ電流値算出部２０ｇに出力される。このように、ヨー角フィードバックゲイン設定部２０ｆはヨー角フィードバックゲイン設定手段として設けられている。

電動パワーステアリングモータ電流値算出部２０ｇは、モータ基本電流設定部２０ａから電動モータ基本電流値Ｉｐｓｂが入力される。電動パワーステアリングモータ電流値算出部２０ｇは、フィードフォワード制御部２０ｂからフィードフォワード制御量Ｉｆｆが入力される。

電動パワーステアリングモータ電流値算出部２０ｇは、横位置フィードバック制御部２０ｃから横位置フィードバック制御量Ｉｆｂが入力される。電動パワーステアリングモータ電流値算出部２０ｇは、ヨー角フィードバック制御部２０ｄからヨー角フィードバック制御量Ｉｆｂｙが入力される。

電動パワーステアリングモータ電流値算出部２０ｇは、横位置フィードバックゲイン設定部２０ｅから横位置フィードバックゲインＧｆｂが入力される。電動パワーステアリングモータ電流値算出部２０ｇは、ヨー角フィードバックゲイン設定部２０ｆからヨー角フィードバックゲインＧｆｂｙが入力される。

そして、例えば、以下の（９）式により、電動モータ電流値Ｉｃｍｄを算出し、モータ駆動部２１に出力して電動モータ１２を駆動制御する。

Ｉｃｍｄ＝Ｉｐｓｂ＋Ｉｆｆ＋Ｇｆｂ・Ｉｆｂ＋Ｇｆｂｙ・Ｉｆｂｙ …（９）

以上のように構成されたレーンキープ制御装置１の操舵制御部２０によって自車両Ｍのレーンキープ制御が実行される。

即ち、操舵制御部２０は、前方認識装置３０によって検出された左右の車線区画線情報から、自車両Ｍが走行する走行車線の情報（左右の車線区画線の位置、曲率など）と、走行車線に対する自車両Ｍの位置情報（左右の車線区画線までの距離、走行路幅、走行車線に対する車両の姿勢角の対車線ヨー角など）と、を走行車線情報として検出する。

この走行車線情報に基づいて、自車両Ｍが車線中央維持制御、車線逸脱抑制制御などのレーンキープ制御が行われる。なお、操舵制御部２０のレーンキープ制御例は、周知であるため、その制御例の詳細に関しては省略する。

ここで、本実施の形態の車両のレーンキープ制御装置１は、自車両Ｍのレーンキープ制御中にスリップ（横滑り）した場合、図８のフローチャートの制御例を操舵制御部２０が実行する。

レーンキープ制御装置１の操舵制御部２０は、自車両Ｍがスリップ（横滑り）しているか否かを検出する（Ｓ１）。このとき、操舵制御部２０は、目標経路に対して、ヨーレートセンサ２２から入力されるヨーレート、操舵角センサ２３から入力される操舵角θｐ、車輪速センサ２４から入力される車速Ｖ、加速度センサ２６から入力される前後左右方向の加速度、ジャイロセンサ２７から入力されるヨーレートなどから自車両Ｍがスリップしているか否かを判定する。

具体的に、操舵制御部２０は、例えば、図９に示すように、対車線ヨー角Ψ｛＝（θｔｌ＋θｔｒ）／２｝が所定の閾値（第１の閾値）Ｔ１よりも大きくなった場合、自車両Ｍがスリップしていると判定する。なお、図９においては、直線道路の走行車線を自車両Ｍが走行しているときにスリップした状態を例示している。

また、操舵制御部２０は、例えば、操舵角センサ２３から入力される操舵角θｐと車輪速センサ２４から入力される車輪速（車速Ｖ）から演算される値に対して、加速度センサ２６から入力される加速度、ジャイロセンサ２７から入力される角加速度などの値が大きく異なる場合、自車両Ｍがスリップしていると判定してもよい。

さらに、操舵制御部２０は、例えば、操舵角θｐと車輪速（車速Ｖ）から演算される値に対して、ヨーレートセンサ２２から入力されるヨーレートの値が大きく異なる場合、自車両Ｍがスリップしていると判定してもよい。

なお、操舵制御部２０は、例えば、前方認識装置３０から認識された画像情報から、左右いずれかの区画線が検出されず、自車両Ｍの進行方向が検出されている区画線に向かって移動している場合、自車両Ｍがスリップしていると判定してもよい。

そして、操舵制御部２０は、レーンキープ制御中に、自車両Ｍのスリップ検出を繰り返し行う。操舵制御部２０は、自車両Ｍのスリップを検出した場合、レーンキープ制御を終了（ＯＦＦ）する（Ｓ２）。

次に、スリップ対応制御を開始（ＯＮ）する（Ｓ３）。即ち、操舵制御部２０は、レーンキープモードのレーンキープ制御からスリップ対応モードであるスリップ対応制御に引き継ぎ実行する。

スリップ対応制御において、操舵制御部２０は、自車両Ｍのスリップ状態を検出する（Ｓ４）。このとき、操舵制御部２０は、車速Ｖと操舵角θｐに対する自車両Ｍの進行方向の挙動からスリップ状態を検出する。このとき、操舵制御部２０は、例えば、対車線ヨー角Ψ、操舵角θｐ、車輪速（車速Ｖ）、前後の加速度、角加速度、ヨーレートなどの値から自車両Ｍのスリップ状態を検出する。

そして、操舵制御部２０は、自車両Ｍのスリップが終了間際であるか否かを判定する（Ｓ５）。操舵制御部２０は、例えば、対車線ヨー角Ψの減少、車速Ｖと操舵角θｐから演算される値に対して、加速度、角加速度、ヨーレートなど値の差の減少によって、自車両Ｍのスリップが終了間際を検出する。

操舵制御部２０は、自車両Ｍのスリップが終了間際でない場合、ステップＳ４の自車両Ｍのスリップ状態の検出に戻り、ステップＳ５の判定ルーチンを繰り返し実行する。

操舵制御部２０は、自車両Ｍのスリップが終了間際の場合、自車両Ｍの進行方向を検出する（Ｓ６）。操舵制御部２０は、例えば、左右の区画線から求められる走行車線に対する自車両Ｍの車長方向であるｚ軸の方向を検出する。即ち、操舵制御部２０は、走行車線に対する自車両Ｍの進行方向となる前後方向の姿勢を検出する。

そして、操舵制御部２０は、自車両Ｍのヨー角が目標経路に戻るよう操舵制御を実行する（Ｓ７）。操舵制御部２０は、モータ駆動部２１を駆動制御して、電動モータ１２によりステアリングホイール４に加える操舵トルクのアシストを実行する。即ち、操舵制御部２０は、自車両Ｍが目標経路方向に戻る操舵角（目標操舵角）θｐとなるように制御を行う。

その後、操舵制御部２０は、対車線ヨー角Ψが所定の閾値（第２の閾値）Ｔ２以下であるか否かを判定する（Ｓ８）。なお、所定の閾値Ｔ２は、所定の閾値（第１の閾値）Ｔ１よりも小さい値である。操舵制御部２０は、例えば、図１０に示すように、走行車線に対する自車両Ｍの進行方向となる前後方向の姿勢を操舵によって修正（旋回）する。

そして、操舵制御部２０は、対車線ヨー角Ψが所定の閾値Ｔ２以下となるまで、このステップＳ８の判定ルーチンを繰り返し実行する。なお、所定の閾値Ｔ２は、自車両Ｍが走行車線の目標経路に対して、スリップすることなく姿勢を変更できる範囲に方向修正できる対車線ヨー角Ψに設定される。なお、ステップＳ８は、例えば、前方認識装置３０から認識された画像情報から、左右の区画線の両方が検出されたか否かを判定するルーチンとしてもよい。

操舵制御部２０は、自車両Ｍの対車線ヨー角Ψが所定の閾値Ｔ２以下となった場合、走行路幅Ｗｒに対する自車両Ｍの横位置を検出する（Ｓ９）。操舵制御部２０は、前方認識装置３０から認識された画像情報から、左区画線と右区画線の間隔から求めた走行路幅Ｗｒに対する自車両Ｍの横位置を検出する。

そして、操舵制御部２０は、走行路幅Ｗｒに対する自車両Ｍの横位置を修正する操舵制御を実行する（Ｓ１０）。このとき、操舵制御部２０は、図１１に示すように、レーンキープ制御時の自車両Ｍの車長方向であるｚ軸上の第１の前方注視点Ｐ１よりも進行側に距離が長いｚ軸上の第２の前方注視点Ｐ２を用いて推定した車両軌跡と目標経路との位置のずれ量Δｘ１に基づく操舵制御を実行する。

即ち、操舵制御部２０は、ここでのずれ量Δｘ１がレーンキープ制御時の第１の前方注視点Ｐ１を用いて推定した車両軌跡と目標経路との位置のずれ量Δｘ０よりも小さいため、自車両Ｍの横位置を目標経路に向けて緩やかに戻す操舵制御を行う。

そして、操舵制御部２０は、走行路幅Ｗｒに対する自車両Ｍの横位置が所定の閾値内であるか否かを判定する（Ｓ１１）。ここでの閾値（第３の閾値）は、自車両Ｍのレーンキープ制御を再開しても急舵角とならない自車両Ｍの横位置が設定されている。操舵制御部２０は、前方認識装置３０から認識された画像情報に基づき、自車両Ｍの横位置が所定の閾値内となるまで、ステップＳ５の判定ルーチンを繰り返し実行する。

操舵制御部２０は、自車両Ｍの横位置が所定の閾値内となった場合、スリップ対応制御を終了（ＯＦＦ）する（Ｓ１２）。そして、操舵制御部２０は、レーンキープ制御を開始（ＯＮ）し、本制御を終了する。即ち、操舵制御部２０は、スリップ対応モードであるスリップ対応制御からレーンキープモードのレーンキープ制御に引き継ぎ実行する。

以上に説明したように、本実施の形態の車両のレーンキープ制御装置１は、レーンキープ実行中に自車両Ｍのスリップ（横滑り）を検知した場合、レーンキープ制御を一時的にキャンセルして、スリップ対応モード（制御）に切換えて、自車両Ｍが安定する姿勢に復帰させ、再度、レーンキープ制御を実行する。

また、車両のレーンキープ制御装置１は、スリップ対応モード実行中、段階的に車線の外に自車両Ｍが出ないように緩やかに車線中央の目標経路に戻して、自車両Ｍが安定する走行姿勢に戻して早期にレーンキープ制御を再開する。

以上に記載の本実施の形態では、走行路の形状を一対のカメラ３１，３２からの画像を基に認識する例で説明したが、単眼カメラ、カラーカメラなどからの画像情報を基に求めるものであっても良い。さらに、車両に搭載されたＧＰＳによる自車両位置の検出値からステアリング制御を実行する構成としてもよい。

なお、レーンキープ制御装置１の操舵制御部２０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、ＲＡＭなどの記憶装置などを含むプロセッサを有している。また、プロセッサの複数の回路の全て若しくは一部の構成は、ソフトウェアで実行してもよい。例えば、ＲＯＭに格納された各機能に対応する各種プログラムをＣＰＵが読み出して実行するようにしてもよい。

さらに、プロセッサの全部若しくは一部の機能は、論理回路あるいはアナログ回路で構成してもよく、また各種プログラムの処理を、ＦＰＧＡなどの電子回路により実現するようにしてもよい。

以上の実施の形態に記載した発明は、それらの形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記各形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得るものである。

例えば、各形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、述べられている課題が解決でき、述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得るものである。

１…レーンキープ制御装置
２…電動パワーステアリング装置
３…ステアリング軸
４…ステアリングホイール
４ａ…ステアリングコラム
５…ピニオン軸
６…ステアリングギヤボックス
７…ラック軸
８…タイロッド
９…フロントナックル
１０Ｌ，１０Ｒ…左右輪
１１…アシスト伝達機構
１２…電動パワーステアリングモータ（電動モータ）
１２…電動モータ
１３…ラック軸支持機構
２０…操舵制御部
２０ａ…モータ基本電流設定部
２０ｂ…フィードフォワード制御部
２０ｃ…横位置フィードバック制御部
２０ｄ…ヨー角フィードバック制御部
２０ｅ…横位置フィードバックゲイン設定部
２０ｆ…ヨー角フィードバックゲイン設定部
２０ｇ…電動パワーステアリングモータ電流値算出部
２１…モータ駆動部
２２…ヨーレートセンサ
２３…操舵角センサ
２４…車輪速センサ
２５…操舵トルクセンサ
２６…加速度センサ
２７…ジャイロセンサ
３０…前方認識装置
３１，３２…カメラ
Ｍ…自車両
Ｐ１，Ｐ２…前方注視点
Ｔ１…第１の閾値
Ｔ２…第２の閾値
Ψ，（θｔｌ＋θｔｒ）／２…対車線ヨー角
θｐ…操舵角
Ｖ…車速
Ｗｒ…走行路幅
Δｘ０，Δｘ１…ずれ量

Claims (5)

1. 自車両が走行すべき目標経路を設定し、少なくとも前記目標経路からのずれ量を基に電動パワーステアリングモータに対する制御量を算出して、前記自車両が前記目標経路に沿って走行するように制御する車両のレーンキープ制御装置において、
   前記自車両の横滑りを検出した場合、レーンキープモードからスリップ対応モードに切換えて、前記自車両が安定する姿勢となるように操舵制御を行った後に、前記レーンキープモードを再開することを特徴とする車両のレーンキープ制御装置。
2. 前記電動パワーステアリングモータを駆動するモータ駆動部と、
   前記自車両に作用するヨーレートを検出するヨーレートセンサと、
   ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサと、
   前記自車両の前後左右各車輪の回転速度を検出する車輪速センサと、
   前記自車両の前後左右の加速度を検出する加速度センサと、
   前記自車両の角速度または角加速度を検出するジャイロセンサと、
   前方の左右区画線を認識して走行路形状を認識する前方認識装置と、
   前記ヨーレートセンサ、前記操舵角センサ、前記車輪速センサ、前記加速度センサ、前記ジャイロセンサおよび前記前方認識装置から各種車両情報が入力され、前記各種車両情報に基づき前記モータ駆動部を制御する操舵制御装置と、
   を備え、
   前記操舵制御装置は、前記各種車両情報から前記自車両の前記横滑りを検出して、前記スリップ対応モードを実行することを特徴とする請求項１に記載の車両のレーンキープ制御装置。
3. 前記操舵制御装置は、前記自車両の対車線ヨー角が第１の閾値よりも大きくなった場合に前記自車両の前記横滑りを判定することを特徴とする請求項２に記載の車両のレーンキープ制御装置。
4. 前記操舵制御装置は、前記自車両の対車線ヨー角が前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値以下となるまで、前記自車両が安定する姿勢となるように操舵制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の車両のレーンキープ制御装置。
5. 前記操舵制御装置は、前記レーンキープモード時の第１の前方注視点よりも前記自車両の進行側に距離が長い第２の前方注視点を用いて操舵制御を行うことを特徴とする請求項４に記載の車両のレーンキープ制御装置。

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