JP6638041B1 - 車線維持制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オーバーライド制御の実行中に走行車線から自車両が逸脱してしまうことを防止することができる車線維持制御装置を提供する。【解決手段】車線維持制御装置１１は、第１の初期目標操舵角算出部３０と第２の初期目標操舵角算出部４０と操舵角算出部６０とを備えている。第１の初期目標操舵角算出部３０の第１の演算部３８は、車両１が車線曲率に沿って走行するように、車線曲率を用いて第１の初期目標操舵角を算出する第１の演算を行う。第２の初期目標操舵角算出部４０の第２の演算部４４は、対車線ヨー角が目標ヨー角に一致するように、ヨー角偏差を用いて第２の初期目標操舵角を算出する第２の演算を行う。オーバーライド制御の実行中には、車線曲率およびヨー角偏差を補正せずに、通常の車線維持制御の実行中に比べて、目標操舵角を小さくする。【選択図】図３

Description

本発明は、自車両を車線に沿って走行させる車線維持制御を行う車線維持制御装置に関する。

近年、車両においては、運転者の運転を、より快適且つ安全に行えるように自動運転の技術を利用した様々な運転支援装置が開発され実用化されている。このような運転支援装置の１つとして、自車両を車線に沿って走行させる車線維持制御を行う車線維持制御装置が知られている。車線維持制御では、例えば、車両に搭載したカメラによる車線の認識結果に基づいて自車両の進行路を推定し、ステアリングに所定の操舵力を付加したり、自動操舵を行ったりすることによって、自車両を上記進行路の中央に維持する制御が行われる。

上記進行路の中央は、基本的に、車線の中央に設定される。しかし、隣接車線の走行車両が自車両に近い等の理由によって、意図的に車線の区画線側に自車両を寄せる場合には、運転者は、自車両が車線の中央から離れる方向にステアリングを操作する。この場合、ステアリングには、自車両を車線の中央に近づける方向の制御トルクが作用する。この制御トルクの方向は、運転者の操作方向とは反対であることから、運転者に違和感を与えてしまう。

運転支援制御に基づく制御トルクに起因する違和感を低減する方法としては、例えば、特開２０１３−９１３７０号公報に開示された技術のように、操舵支援装置が設定した走行経路から逸脱する場合に、障害物と自車両の間の距離が大きいほど、操舵支援トルクを小さくして、運転者が操舵輪を操舵する操舵トルクに対して、操舵支援トルクが干渉する割合を低下させる方法がある。また、他の方法としては、特開２０１４−１１８０２４号公報に開示された技術のように、舵角増大方向と舵角減少方向で操舵トルクを異ならせると共に、車線維持用アシストトルクの有無に応じて操舵トルクを異ならせる方法がある。

特開２０１３−９１３７０号公報 特開２０１４−１１８０２４号公報

ところで、車線維持制御装置等の運転支援装置は、運転支援制御の実行中に、運転者が所定の運転操作（ステアリング操作、アクセルペダル操作またはブレーキペダル操作）を行った場合、運転者の意思を優先して運転支援制御を抑制し、運転者による運転操作を優先するように、運転支援制御の制御態様を変化させるオーバーライド制御を実行することができるように構成されている。車線維持制御の実行中にオーバーライド制御が実行された場合、一律に制御トルクを減少させると、走行車線から自車両が逸脱してしまうおそれがある。特開２０１３−９１３７０号公報に開示された技術と特開２０１４−１１８０２４号公報に開示された技術のいずれにおいても、オーバーライド制御の実行中に走行車線から自車両が逸脱してしまうことを防止することはできない。

そこで、本発明は、オーバーライド制御の実行中に走行車線から自車両が逸脱してしまうことを防止することができる車線維持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線維持制御装置は、自車両を車線に沿って走行させる車線維持制御を行うと共に、前記車線維持制御として、前記車線維持制御の制御態様が互いに異なる第１の制御および第２の制御を選択的に実行可能な車線維持制御装置であって、前記車線の曲率である車線曲率の情報を取得する曲率取得手段と、前記車線に対する前記自車両のヨー角である対車線ヨー角の情報を取得する対車線ヨー角取得手段と、運転者の操舵トルクの情報を取得する操舵トルク取得手段と、前記操舵トルクに基づいて前記第２の制御を実行するか否かを判定する判定手段と、前記車線維持制御における前記自車両の目標操舵角を算出する操舵角算出手段とを備え、前記判定手段は、前記第１の制御の実行中に、前記操舵トルクの方向が前記車線から逸脱する方向であり且つ前記操舵トルクの大きさが所定の閾値以上である場合に、前記第２の制御を実行すると判定し、前記操舵角算出手段は、前記自車両が前記車線曲率に沿って走行するように前記車線曲率を用いて第１の初期目標操舵角を算出する第１の演算と、前記対車線ヨー角が所定の目標ヨー角に一致するように前記所定の目標ヨー角と前記対車線ヨー角との差であるヨー角偏差を用いて第２の初期目標操舵角を算出する第２の演算と、前記第１の初期目標操舵角と前記第２の初期目標操舵角の和を求めることを含む演算によって前記目標操舵角を算出する第３の演算を実行すると共に、前記第２の制御の実行中には、前記車線曲率および前記ヨー角偏差を補正せずに、前記第１の制御の実行中に比べて、前記目標操舵角を小さくする。

本発明によれば、オーバーライド制御の実行中に走行車線から自車両が逸脱してしまうことを防止することができる車線維持制御装置を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る車線維持制御装置を搭載する車両の概略の構成を示す説明図である。 本発明の実施の形態におけるカメラユニットの構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施の形態に係る車線維持制御装置の構成を示す機能ブロック図である。 図３に示した第１の初期目標操舵角算出部の構成を示す機能ブロック図である。 図３に示した第２の初期目標操舵角算出部の構成を示す機能ブロック図である。 図３に示した第３の初期目標操舵角算出部の構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施の形態におけるオーバーライド判定部の判定処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態におけるオーバーライド判定フラグの変化を模式的に示す説明図である。 本発明の実施の形態における横位置偏差の変化を模式的に示す説明図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。始めに、図１を参照して、本実施の形態に係る車線維持制御装置を搭載する車両の概略の構成について説明する。図１に示したように、車両１には、左前輪ＦＬと、右前輪ＦＲと、左後輪ＲＬと、右後輪ＲＲとが設けられている。以下、左右前輪ＦＬ，ＦＲが駆動輪且つ操舵輪として構成された場合を例にとって説明する。

車両１には、更に、例えばラックアンドピニオン機構等のステアリング機構２が設けられている。ステアリング機構２には、タイロッド３を介して左右前輪ＦＬ，ＦＲが連設されていると共に、先端にステアリングホイール４が固設されたステアリング軸５が連設されている。左右前輪ＦＬ，ＦＲは、運転者によるステアリングホイール４の操作によって、ステアリング機構２を介して、左右方向に転舵される。

車両１には、更に、電動パワーステアリング装置（以下、ＥＰＳ装置と記す。）６が設けられている。ＥＰＳ装置６は、電動パワーステアリングモータ（以下、ＥＰＳモータと記す。）７と、電動パワーステアリング制御ユニット（以下、ＥＰＳ制御ユニットと記す。）８とを有している。なお、図１では、ＥＰＳ制御ユニットをＥＰＳ＿ＥＣＵと記している。ＥＰＳモータ７は、図示しない伝達機構を介して、ステアリング軸５に連接されている。

ＥＰＳ制御ユニット８は、後述する操舵角センサおよび車両状態取得手段の検出結果に基づいて、運転者の操舵トルクをアシストするアシストトルクを設定する。また、ＥＰＳ制御ユニット８は、設定したアシストトルクがステアリング軸５に付加されるように、ＥＰＳモータ７を制御する。

また、車両１には、更に、本実施の形態に係る車線維持制御装置１１が設けられている。ＥＰＳ制御ユニット８と車線維持制御装置１１は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車内ネットワーク１０に接続されている。図示しないが、車内ネットワーク１０には、更に、エンジン制御ユニット、変速機制御ユニット、ブレーキ制御ユニット等の、車両１の走行状態を制御する複数のユニットが接続されている。

車線維持制御装置１１は、車両１を車線に沿って走行させる車線維持制御を実行する装置である。車線維持制御装置１１は、車線維持制御の実行時には、アシストトルクである制御トルクを設定し、設定した制御トルクに対応する指令信号をＥＰＳ制御ユニット８に送信する。ＥＰＳ制御ユニット８は、受信した指令信号に基づいて、設定した制御トルクがステアリング軸５に付加されるように、ＥＰＳモータ７を制御する。

また、車両１には、更に、ステアリング軸５に介装されたトーションバー５ａの捩れ角から、運転者によってステアリングホイール４に入力される操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ１２が設けられている。操舵トルクセンサ１２は、車線維持制御装置１１に接続されている。なお、操舵トルクの正負は、ステアリングホイール４の操作方向が左旋回方向であるか右旋回方向であるかによって定義される。

車線維持制御装置１１は、車線維持制御として、車線維持制御の制御態様が互いに異なる第１の制御および第２の制御を選択的に実行可能である。本実施の形態では、第１の制御は、通常の車線維持制御であり、第２の制御は、運転者による運転操作を優先するように車線維持制御の制御態様を変化させるオーバーライド制御である。

本実施の形態では、車線維持制御装置１１は、運転者の操舵トルクの情報を取得する操舵トルク取得手段およびオーバーライド制御を実行するか否かを判定する判定手段として、オーバーライド判定部１１Ａを備えている。以下、オーバーライド制御を実行するか否かの判定を、オーバーライド判定と言う。オーバーライド判定部１１Ａは、操舵トルクセンサ１２が検出した操舵トルクの情報を取得し、取得した操舵トルクに基づいてオーバーライド判定を行う。オーバーライド判定部１１Ａは、更に、オーバーライド制御の実行中に、操舵トルクセンサ１２が検出した操舵トルクに基づいて、オーバーライド制御を中止して通常の車線維持制御を実行するか否かの判定を行う。以下、オーバーライド制御を中止して通常の車線維持制御を実行するか否かの判定を、中止判定と言う。

なお、後述するように、オーバーライド判定部１１Ａは、操舵トルクが所定の閾値以上の場合に、オーバーライド制御を実行すると判定する。操舵トルクが上記所定の閾値よりも大きな閾値であるキャンセル閾値以上になった場合、車線維持制御装置１１は、車線維持制御そのものを解除して、運転者による手動運転に切り替える。車線維持制御の解除の判定は、オーバーライド判定部１１Ａによって行われてもよい。

車線維持制御装置１１には、更に、操舵角センサ１３と、車両状態取得手段１４が接続されている。操舵角センサ１３は、ステアリングホイール４の操舵角を検出する。車両状態取得手段１４は、車両１の状態を取得するセンサ類の総称である。具体的には、例えば、車両状態取得手段１４は、車両１の車速を検出する車速センサ、車両１の横加速度を検出する横加速度センサ、車両１のヨーレートを検出するヨーレートセンサ等によって構成されている。

車線維持制御装置１１は、更に、車線維持制御における車両１の目標操舵角を算出する操舵角算出手段を含んでいる。操舵角算出手段の詳細については、後で説明する。

車両１には、更に、カメラユニット２１が設けられている。ここで、図１および図２を参照して、カメラユニット２１について詳しく説明する。図２は、カメラユニット２１の構成を示す機能ブロック図である。カメラユニット２１は、メインカメラ２２ａとサブカメラ２２ｂとを含むステレオカメラによって構成された車載カメラ２２と、画像処理部２３と、車線認識部２４とを有している。

カメラ２２ａ，２２ｂは、例えば、車室内におけるフロントガラスの近傍において、それぞれ、車幅方向の中央から所定の間隔をあけて配置されている。カメラ２２ａ，２２ｂは、それぞれ、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ等の撮像素子を含んでいる。撮像素子は、車両１が走行している進行方向の前方の走行環境の画像を撮像する。

画像処理部２３は、カメラ２２ａ，２２ｂによって撮像された一対のアナログ画像を所定の輝度階調のデジタル画像に変換する。また、画像処理部２３は、メインカメラ２２ａによって撮像された画像に基づいて基準画像データを生成し、サブカメラ２２ｂによって撮像された画像に基づいて比較画像データを生成する。そして、画像処理部２３は、基準画像データと比較画像データの視差に基づいて、車両１から対象物までの距離である距離データを算出する。

車線認識部２４は、車両１が走行する車線の左右両側に描画されている車線区画線を認識すると共に、車線区画線の認識結果に基づいて、車両１の車幅方向の位置である車両横位置と、目標横位置と、車両１が走行する車線の曲率（以下、車線曲率と記す。）と、車線に対する車両１のヨー角（以下、対車線ヨー角と記す。）を算出する。本実施の形態では、目標横位置は、左右の車線区画線から規定される車線の中央である。なお、本実施の形態では、曲率の正負は、左方向に曲がるか右方向に曲がるかによって定義される。

車線認識部２４は、例えば以下のようにして、車線曲率と対車線ヨー角を算出する。まず、基準画像データと比較画像データに基づいて、仮想道路平面を生成する。次に、距離データに基づいて、生成した仮想道路平面上に、左右の車線区画線の内側エッジをプロットする。次に、左右の内側エッジの曲率を算出する。次に、左右の内側エッジの曲率に基づいて、車線曲率と対車線ヨー角を算出する。

ＥＰＳ制御ユニット８、車線維持制御装置１１およびカメラユニット２１は、それぞれ、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えたマイクロコンピュータを主体として構成されている。ＲＯＭにはシステム毎に設定されている動作を実現するための制御プログラムが記憶されている。

次に、図３を参照して、車線維持制御装置１１の操舵角算出手段の詳細について説明する。図３は、車線維持制御装置１１の構成を示す機能ブロック図である。本実施の形態では、車線維持制御装置１１は、操舵角算出手段として、第１の初期目標操舵角算出部３０、第２の初期目標操舵角算出部４０、第３の初期目標操舵角算出部５０および操舵角算出部６０を備えている。第１の初期目標操舵角算出部３０は、第１の初期目標操舵角を算出する。第２の初期目標操舵角算出部４０は、第２の初期目標操舵角を算出する。第３の初期目標操舵角算出部５０は、第３の初期目標操舵角を算出する。操舵角算出部６０は、第１の初期目標操舵角と第２の初期目標操舵角の和を求めることを含む演算によって目標操舵角を算出する第３の演算を実行する。本実施の形態では、操舵角算出部６０は、第１の初期目標操舵角と第２の初期目標操舵角と第３の初期目標操舵角の和を求める演算によって目標操舵角を算出する。

車線維持制御装置１１は、更に、目標操舵角に基づいて操舵トルクを算出する操舵トルク算出部７０を備えている。本実施の形態では、操舵トルク算出部７０によって算出された操舵トルクが前述の制御トルク、すなわち車線維持制御の実行時のアシストトルクとして設定される。前述のように、設定された制御トルク対応する指令信号は、ＥＰＳ制御ユニット８に送信される。

以下、第１ないし第３の初期目標操舵角算出部３０，４０，５０の構成について説明する。始めに、図４を参照して、第１の初期目標操舵角算出部３０の構成について説明する。図４は、第１の初期目標操舵角算出部３０の構成を示す機能ブロック図である。第１の初期目標操舵角算出部３０は、曲率取得手段としての曲率取得部３１と、車速取得手段としての車速取得部３２と、対車線ヨー角取得手段としての対車線ヨー角取得部３３と、車両横位置取得手段としての車両横位置取得部３４と、オーバーライド判定結果取得部３５とを含んでいる。

曲率取得部３１は、車線認識部２４（図２参照）から、車線曲率の情報を取得する。車速取得部３２は、車両状態取得手段１４（図１参照）、具体的には車速センサから、車両１の車速の情報を取得する。対車線ヨー角取得部３３は、車線認識部２４から、対車線ヨー角の情報を取得する。車両横位置取得部３４は、車線認識部２４から、車両１の車両横位置の情報を取得する。オーバーライド判定結果取得部３５は、オーバーライド判定部１１Ａ（図１参照）から、オーバーライド判定の判定結果または中止判定の判定結果の情報を取得する。

第１の初期目標操舵角算出部３０は、更に、補正曲率算出部３６を含んでいる。補正曲率算出部３６は、車速取得部３２が取得した車速の情報と、対車線ヨー角取得部３３が取得した対車線ヨー角の情報と、車両横位置取得部３４が取得した車両横位置の情報とに基づいて、補正曲率を算出する第４の演算を実行する。補正曲率とは、車両１の現在位置から所定の時点における車両１の推定位置までの車両１の進行路の曲率であって、目標横位置である車線の中央から上記推定位置までの距離を０にする曲率である。所定の時点は、一定時間経過後の時点であってもよいし、車両１が一定の距離を進んだ時点であってもよい。

第１の初期目標操舵角算出部３０は、更に、第１の漸近処理部３７を含んでいる。第１の漸近処理部３７は、オーバーライド判定結果取得部３５が取得したオーバーライド判定部１１Ａの判定結果に基づいて、補正曲率算出部３６が算出した補正曲率を補正する処理を行う。なお、オーバーライド判定部１１Ａの判定結果によっては、第１の漸近処理部３７は、補正曲率を補正する処理を行わない。以下、第１の漸近処理部３７よりも前段における補正曲率を第１の補正曲率とも言い、第１の漸近処理部３７よりも後段における補正曲率を第２の補正曲率とも言う。第２の補正曲率は、第１の補正曲率を補正した曲率、または、第１の補正曲率と同じ曲率である。

第１の初期目標操舵角算出部３０は、更に、第１の演算部３８を含んでいる。第１の演算部３８は、車両１が車線曲率に沿って走行するように、車線曲率を用いて第１の初期目標操舵角を算出する第１の演算を行うものである。本実施の形態では、第１の演算は、車線曲率と第２の補正曲率の和を求めることを含む演算と、車線曲率と第２の補正曲率の和を用いて第１の初期目標操舵角を算出する演算とを含んでいる。第１の初期目標操舵角は、車両１が車線曲率に沿って走行し、且つ補正曲率に沿って走行するための操舵角である。

次に、図５を参照して、第２の初期目標操舵角算出部４０の構成について説明する。図５は、第２の初期目標操舵角算出部４０の構成を示す機能ブロック図である。第２の初期目標操舵角算出部４０は、目標ヨー角取得部４１と、対車線ヨー角取得部４２を含んでいる。対車線ヨー角取得部４２は、図４に示した対車線ヨー角取得部３３と同様に、車線認識部２４（図２参照）から、対車線ヨー角の情報を取得する。

目標ヨー角取得部４１は、目標ヨー角の情報を取得する。目標ヨー角は、車両１を車線に沿って走行させる車両１のヨー角である。目標ヨー角は、車線認識部２４（図２参照）によって算出されてもよい。あるいは、第２の初期目標操舵角算出部４０に、目標ヨー角を算出する演算部が設けられていてもよい。

第２の初期目標操舵角算出部４０は、更に、ヨー角偏差算出部４３と、第２の演算部４４とを含んでいる。ヨー角偏差算出部４３は、目標ヨー角取得部４１が取得した目標ヨー角の情報と、対車線ヨー角取得部４２が取得した対車線ヨー角の情報に基づいて、目標ヨー角と対車線ヨー角との差であるヨー角偏差を算出する。

第２の演算部４４は、対車線ヨー角が目標ヨー角に一致するように、ヨー角偏差を用いて第２の初期目標操舵角を算出する第２の演算を行うものである。本実施の形態では、第２の演算部４４は、ヨー角偏差を用いたフィードバック制御によって、第２の初期目標操舵角を算出する。具体的には、第２の演算部４４は、ヨー角偏差が０になるように、ヨー角偏差と所定のフィードバックゲインとの乗算を含む演算によって、第２の初期目標操舵角を算出する。

また、本実施の形態では、対車線ヨー角が０°になるように、第２の初期目標操舵角が算出される。すなわち、本実施の形態では、目標ヨー角は０°である。

次に、図６を参照して、第３の初期目標操舵角算出部５０の構成について説明する。図６は、第３の初期目標操舵角算出部５０の構成を示す機能ブロック図である。第３の初期目標操舵角算出部５０は、目標横位置取得部５１と、車両横位置取得部５２と、オーバーライド判定結果取得部５３とを含んでいる。車両横位置取得部５２は、図４に示した車両横位置取得部３４と同様に、車線認識部２４（図２参照）から、車両１の車両横位置の情報を取得する。オーバーライド判定結果取得部５３は、図４に示したオーバーライド判定結果取得部３５と同様に、オーバーライド判定部１１Ａの判定結果の情報を取得する。

目標横位置取得部５１は、車線認識部２４（図２参照）から、目標横位置の情報を取得する。前述のように、本実施の形態では、目標横位置は、車線の中央である。

第３の初期目標操舵角算出部５０は、更に、横位置偏差算出部５４と、第２の漸近処理部５５とを含んでいる。横位置偏差算出部５４は、目標横位置取得部５１が取得した目標横位置の情報と、車両横位置取得部５２が取得した車両横位置の情報に基づいて、目標横位置と車両横位置との差である横位置偏差を算出する。

第２の漸近処理部５５は、オーバーライド判定結果取得部５３が取得したオーバーライド判定部１１Ａの判定結果に基づいて、横位置偏差算出部５４が算出した横位置偏差を補正する処理を行う。なお、オーバーライド判定部１１Ａの判定結果によっては、第２の漸近処理部５５は、横位置偏差を補正する処理を行わない。以下、第２の漸近処理部５５よりも前段における横位置偏差を第１の横位置偏差とも言い、第２の漸近処理部５５よりも後段における横位置偏差を第２の横位置偏差とも言う。第２の横位置偏差は、第１の横位置偏差を補正した偏差、または、第１の横位置偏差と同じ偏差である。

第３の初期目標操舵角算出部５０は、更に、第３の演算部５６を含んでいる。第３の演算部５６は、車両横位置が所定の目標横位置に一致するように、横位置偏差を用いて第３の初期目標操舵角を算出する第５の演算を行うものである。本実施の形態では、第３の演算部５６は、横位置偏差を用いたフィードバック制御によって、第３の初期目標操舵角を算出する。具体的には、第３の演算部５６は、横位置偏差が０になるように、横位置偏差と所定のフィードバックゲインとの乗算を含む演算によって、第３の初期目標操舵角を算出する。

前述のように、本実施の形態では、目標横位置は、車線の中央である。従って、本実施の形態では、車両横位置が車線の中央に一致するように、第３の初期目標操舵角が算出される。

次に、車線維持制御の実行について説明する。車線維持制御は、例えば、運転者が車線維持制御のためのスイッチをオンにすることによって実行される。車線維持制御の実行中には、第１の初期目標操舵角算出部３０によって第１の初期目標操舵角が算出され、第２の初期目標操舵角算出部４０によって第２の初期目標操舵角が算出され、第３の初期目標操舵角算出部５０によって第３の初期目標操舵角が算出される。そして、操舵角算出部６０によって目標操舵角が算出され、操舵トルク算出部７０によって操舵トルクが算出される。

ＥＰＳ制御ユニット８は、操舵トルク算出部７０によって算出された操舵トルクに対応する指令信号を受信して、受信した指令信号に基づいて、上記の操舵トルクがステアリング軸５に付加されるように、ＥＰＳモータ７を制御する。このようにして、車線維持制御が実行される。

次に、オーバーライド制御の実行と中止について説明する。前述のように、オーバーライド制御を実行するか否かの判定すなわちオーバーライド判定と、オーバーライド制御を中止して通常の車線維持制御を実行するか否かの判定すなわち中止判定は、オーバーライド判定部１１Ａ（図１参照）によって行われる。本実施の形態では、オーバーライド判定部１１Ａは、操舵トルクセンサ１２が検出した操舵トルクに加えて、車線認識部２４によって算出された車両横位置に基づいて、オーバーライド判定処理と中止判定処理を実行する。

また、本実施の形態では、判定結果に対応する情報として、オーバーライド判定フラグが用いられる。本実施の形態では、通常の車線維持制御の実行中に、オーバーライド判定フラグがＯＦＦからＯＮになると、オーバーライド制御が実行される。また、オーバーライド制御の実行中に、オーバーライド判定フラグがＯＮからＯＦＦになると、オーバーライド制御が中止されて、通常の車線維持制御が実行される。

なお、オーバーライド判定フラグがＯＦＦの状態が継続することにより、通常の車線維持制御が継続して実行される。また、オーバーライド判定フラグがＯＮの状態が継続することにより、オーバーライド制御が継続して実行される。

以下、図７を参照して、オーバーライド判定部１１Ａの判定処理について具体的に説明する。図７は、オーバーライド判定部１１Ａの判定処理の一例を示すフローチャートである。車線維持制御の実行中には、図７に示した各ステップが所定の間隔で繰り返し実行される。判定処理では、まず、車線認識部２４から車両横位置の情報を取得し、車両１が車線の左よりを走行しているか否かを判定する（ステップＳ１１）。具体的には、例えば、車両１が車線の中央よりも左側の位置にある場合には、車両１が車線の左よりを走行していると判定される。

ステップＳ１１において車両１が車線の左よりを走行していると判定された場合（ＹＥＳ）には、次に、操舵トルクの方向が車線から逸脱する方向であるか否かが判定される。具体的には、操舵トルクセンサ１２から操舵トルクの情報を取得し、操舵トルクの方向が左旋回方向であるか否か判定される（ステップＳ１２）。ここで、操舵トルクの値を記号Ｔｓで表し、ステアリングホイール４の操作方向が左旋回方向である場合のＴｓを負の値で表し、ステアリングホイール４の操作方向が右旋回方向である場合のＴｓを正の値で表す。ステップＳ１２では、例えば、Ｔｓが負の値であるか否かによって、操舵トルクの方向が左旋回方向であるか否か判定される。

ステップＳ１２において操舵トルクの方向が左旋回方向である場合（ＹＥＳ）、すなわち操舵トルクの方向が車線から逸脱する方向である場合には、次に、操舵トルクの絶対値｜Ｔｓ｜が所定の閾値ＴＨ１以上であるか否かが判定される（ステップＳ１３）。操舵トルクの絶対値｜Ｔｓ｜が所定の閾値ＴＨ１以上の場合（ＹＥＳ）には、次に、オーバーライド判定フラグをＯＮにする（ステップＳ１４）。

ステップＳ１２において操舵トルクの方向が左旋回方向ではない場合（ＮＯ）と、ステップＳ１３において操舵トルクの絶対値｜Ｔｓ｜が所定の閾値ＴＨ１以上ではない場合（ＮＯ）には、次に、オーバーライド判定フラグをＯＦＦにする（ステップＳ１５）。

ステップＳ１１において車両１が車線の左よりを走行していると判定されない場合（ＮＯ）には、次に、操舵トルクの方向が車線から逸脱する方向であるか否かが判定される。具体的には、操舵トルクセンサ１２から操舵トルクの情報を取得し、操舵トルクの方向が右旋回方向であるか否か判定される（ステップＳ１６）。ステップＳ１６では、例えば、例えば、Ｔｓが正の値であるか否かによって、操舵トルクの方向が右旋回方向であるか否か判定される。

ステップＳ１６において操舵トルクの方向が右旋回方向である場合（ＹＥＳ）、すなわち操舵トルクの方向が車線から逸脱する方向である場合には、次に、操舵トルクの絶対値｜Ｔｓ｜が所定の閾値ＴＨ２以上であるか否かが判定される（ステップＳ１７）。操舵トルクの絶対値｜Ｔｓ｜が所定の閾値ＴＨ２以上の場合（ＹＥＳ）には、次に、オーバーライド判定フラグをＯＮにする（ステップＳ１８）。

ステップＳ１６において操舵トルクの方向が右旋回方向ではない場合（ＮＯ）と、ステップＳ１７において操舵トルクの絶対値｜Ｔｓ｜が所定の閾値ＴＨ２以上ではない場合（ＮＯ）には、次に、オーバーライド判定フラグをＯＦＦにする（ステップＳ１９）。

なお、ステップＳ１７における閾値ＴＨ２は、ステップＳ１３における閾値ＴＨ１と同じでもよいし、異なっていてもよい。

次に、図４を参照して、第１の初期目標操舵角算出部３０の第１の漸近処理部３７によって行われる、補正曲率算出部３６が算出した補正曲率を補正する処理について説明する。前述のように、第１の漸近処理部３７は、オーバーライド判定結果取得部３５が取得したオーバーライド判定部１１Ａの判定結果に基づいて、上記の補正処理を行う。

ここで、通常の車線維持制御の実行中に算出される補正曲率の値を第１の値とする。第１の値は、第１の漸近処理部３７よりも前段における補正曲率（第１の補正曲率）の値でもある。第１の漸近処理部３７は、オーバーライド制御の実行中には、補正曲率の値を、その絶対値が第１の値の絶対値よりも小さい第２の値に補正する。本実施の形態では特に、第２の値は０である。また、本実施の形態では、オーバーライド判定部１１Ａがオーバーライド制御を実行すると判定したとき、すなわち、通常の車線維持制御の実行中に、オーバーライド判定フラグがＯＦＦからＯＮになったときには、第１の漸近処理部３７は、補正曲率の値を、第２の値まで漸近させる。補正曲率の値が第２の値に達したら、第１の漸近処理部３７は、補正曲率の値を、第２の値に保持する。

また、オーバーライド判定部１１Ａがオーバーライド制御を中止して通常の車線維持制御を実行すると判定したとき、すなわち、オーバーライド制御の実行中に、オーバーライド判定フラグがＯＮからＯＦＦになったときには、第１の漸近処理部３７は、補正曲率の値を第１の値まで漸近させる。言い換えると、第１の漸近処理部３７は、補正曲率の値が、第１の漸近処理部３７よりも前段における補正曲率（第１の補正曲率）の値に戻るように、補正曲率の値を第１の値まで漸近させる。補正曲率の値が第１の値に達したら、第１の漸近処理部３７は、補正曲率を補正する処理を終了する。

なお、補正曲率の値が第２の値のときに、オーバーライド判定フラグがＯＮからＯＦＦになったときには、第１の漸近処理部３７は、補正曲率の値を第２の値から第１の値まで漸近させる。また、補正曲率の値の漸近中に、オーバーライド判定フラグがＯＮからＯＦＦになったときには、第１の漸近処理部３７は、補正曲率の値を、オーバーライド判定フラグがＯＮからＯＦＦになったときの値から第１の値まで漸近させる。

また、補正曲率の値を第１の値または第２の値に漸近させる場合、第１の漸近処理部３７は、例えば、所定の期間、補正曲率の値を線形的に漸増または漸減させることによって、補正曲率の値を第１の値または第２の値に漸近させてもよい。

次に、図６を参照して、第３の初期目標操舵角算出部５０の第２の漸近処理部５５によって行われる、横位置偏差算出部５４が算出した横位置偏差を補正する処理について説明する。前述のように、第２の漸近処理部５５は、オーバーライド判定結果取得部５３が取得したオーバーライド判定部１１Ａの判定結果に基づいて、上記の補正処理を行う。

ここで、通常の車線維持制御の実行中に算出される横位置偏差の値を第３の値とする。第３の値は、第２の漸近処理部５５よりも前段における横位置偏差（第１の横位置偏差）の値でもある。第２の漸近処理部５５は、オーバーライド制御の実行中には、横位置偏差の値を、その絶対値が第３の値の絶対値よりも小さい第４の値に補正する。本実施の形態では特に、第４の値は０である。また、本実施の形態では、オーバーライド判定部１１Ａがオーバーライド制御を実行すると判定したとき、すなわち、通常の車線維持制御の実行中に、オーバーライド判定フラグがＯＦＦからＯＮになったときには、第２の漸近処理部５５は、横位置偏差の値を、第４の値まで漸近させる。横位置偏差の値が第４の値に達したら、第２の漸近処理部５５は、横位置偏差の値を、第４の値に保持する。

また、オーバーライド判定部１１Ａがオーバーライド制御を中止して通常の車線維持制御を実行すると判定したとき、すなわち、オーバーライド制御の実行中に、オーバーライド判定フラグがＯＮからＯＦＦになったときには、第２の漸近処理部５５は、横位置偏差の値を第３の値まで漸近させる。言い換えると、第２の漸近処理部５５は、横位置偏差の値が、第２の漸近処理部５５よりも前段における横位置偏差（第１の横位置偏差）の値に戻るように、横位置偏差の値を第３の値まで漸近させる。横位置偏差の値が第３の値に達したら、第２の漸近処理部５５は、横位置偏差を補正する処理を終了する。

なお、横位置偏差の値が第４の値のときに、オーバーライド判定フラグがＯＮからＯＦＦになったときには、第２の漸近処理部５５は、横位置偏差の値を第４の値から第３の値まで漸近させる。また、横位置偏差の値の漸近中に、オーバーライド判定フラグがＯＮからＯＦＦになったときには、第２の漸近処理部５５は、横位置偏差の値を、オーバーライド判定フラグがＯＮからＯＦＦになったときの値から第３の値まで漸近させる。

また、横位置偏差の値を第３の値または第４の値に漸近させる場合、第２の漸近処理部５５は、例えば、所定の期間、横位置偏差の値を線形的に漸増または漸減させることによって、横位置偏差の値を第３の値または第４の値に漸近させてもよい。

次に、第１の漸近処理部３７の補正処理と第２の漸近処理部５５の補正処理の具体例について説明する。ここでは、第２の漸近処理部５５の補正処理を例にとって説明する。図８は、オーバーライド判定フラグの変化を模式的に示す説明図である。図８において、横軸は時間を示し、縦軸はオーバーライド判定フラグの値を示している。図８では、オーバーライド判定フラグがＯＦＦのときのオーバーライド判定フラグの値を０で表し、オーバーライド判定フラグがＯＮのときのオーバーライド判定フラグの値を１で表している。オーバーライド判定フラグは、時刻ｔ１にＯＦＦからＯＮになり、時刻ｔ２にＯＮからＯＦＦになっている。

図９は、横位置偏差の値の変化を模式的に示す説明図である。図９において、横軸は時間を示し、縦軸は横位置偏差を示している。なお、図９では、補正処理前の横位置偏差（第１の横位置偏差）の平均値が１になるように、横位置偏差を規格化している。また、図９では、第４の値を０としている。また、図９において、符号９１は、第２の漸近処理部５５によって補正された横位置偏差を示し、符号９２は、補正されていない横位置偏差（第１の横位置偏差）を示している。

図８および図９に示したように、時刻ｔ１においてオーバーライド判定フラグがＯＦＦからＯＮになると、第２の漸近処理部５５は、横位置偏差の値を０まで漸近させる処理を開始する。図９に示した例では、第２の漸近処理部５５は、所定の期間、横位置偏差の値を線形的に漸減させることによって、横位置偏差の値を０まで漸近させている。横位置偏差の値が０に達した後は、第２の漸近処理部５５は、横位置偏差の値が０の状態を保持する。

また、時刻ｔ２においてオーバーライド判定フラグがＯＮからＯＦＦになると、第２の漸近処理部５５は、横位置偏差の値を、補正されていない横位置偏差の値まで漸近させる処理を開始する。図９に示した例では、第２の漸近処理部５５は、所定の期間、横位置偏差の値を線形的に漸増させることによって、横位置偏差の値を、補正されていない横位置偏差（第１の横位置偏差）の値まで漸近させている。横位置偏差の値が、補正されていない横位置偏差の値に達した後は、第２の漸近処理部５５は、補正処理を終了する。

なお、ここまでは、第２の漸近処理部５５の補正処理を例にとって説明してきた。第１の漸近処理部３７の補正処理も、基本的には、図８および図９を参照して説明した第２の漸近処理部５５の補正処理と同様である。

次に、本実施の形態に係る車線維持制御装置１１の作用および効果について説明する。本実施の形態では、第１の初期目標操舵角算出部３０、第２の初期目標操舵角算出部４０、第３の初期目標操舵角算出部５０および操舵角算出部６０によって、目標操舵角を算出すると共に、オーバーライド制御の実行中には、車線曲率およびヨー角偏差を補正せずに、通常の車線維持制御の実行中に比べて、目標操舵角を小さくしている。

本実施の形態では、第１の漸近処理部３７の補正処理と第２の漸近処理部５５の補正処理によって、目標操舵角を小さくしている。すなわち、本実施の形態では、オーバーライド制御の実行中に、第１の漸近処理部３７が、補正曲率の絶対値が小さくなるように、補正曲率を補正している。補正曲率の絶対値が小さくなると、第１の初期目標操舵角が小さくなり、その結果、目標操舵角も小さくなる。また、本実施の形態では、オーバーライド制御の実行中に、第２の漸近処理部５５が、横位置偏差の絶対値が小さくなるように、横位置偏差を補正している。横位置偏差の絶対値が小さくなると、第３の初期目標操舵角が小さくなり、その結果、目標操舵角も小さくなる。

本実施の形態では、オーバーライド制御の実行中には、通常の車線維持制御の実行中に比べて、目標操舵角を小さくしている。これにより、本実施の形態よれば、オーバーライド制御の実行中に、運転者の操作方向とは反対方向に作用する制御トルクを小さくすることができ、その結果、運転者に与える違和感を抑制することができる。また、本実施の形態では、オーバーライド制御の実行中に作用する上記の制御トルクによって、運転者にオーバーライド制御の実行中であることを認識させることができる。

また、本実施の形態では、車線曲率およびヨー角偏差を補正せずに、目標操舵角を小さくしている。すなわち、本実施の形態では、オーバーライド制御の実行中であっても、車両１が車線曲率に沿って走行し、且つ対車線ヨー角が所定の目標ヨー角に一致するように、車両１が制御される。これにより、本実施の形態によれば、オーバーライド制御の実行中に、走行車線から車両１が逸脱してしまうことを防止することができる。

また、本実施の形態では、第１の漸近処理部３７は、補正曲率を補正する際には、補正曲率の値を所定の値まで漸近させている。同様に、第２の漸近処理部５５は、横位置偏差を補正する際には、横位置偏差の値を所定の値まで漸近させている。これにより、本実施の形態によれば、目標操舵角を徐々に変化させることができ、その結果、運転者に与える違和感をより抑制することができる。

なお、本実施の形態では、第１の漸近処理部３７は、補正処理によって、補正曲率の値を第２の値すなわち０にしている。同様に、第２の漸近処理部５５は、補正処理によって、横位置偏差の値を第４の値すなわち０にしている。補正曲率と横位置偏差の各々の値が０の場合には、車線の中央に車両１を近づける制御が実行されない。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

１…車両、２…ステアリング機構、３…タイロッド、４…ステアリングホイール、５…ステアリング軸、６…ＥＰＳ装置、７…ＥＰＳモータ、８…ＥＰＳ制御ユニット、１０…車内ネットワーク、１１…車線維持制御装置、１１Ａ…オーバーライド判定部、１２…操舵トルクセンサ、１３…操舵角センサ、１４…車両状態取得手段、２１…カメラユニット、２２…車載カメラ、２３…画像処理部、２４…車線認識部、３０…第１の初期目標操舵角算出部、３１…曲率取得部、３２…車速取得部、３３…対車線ヨー角取得部、３４…車両横位置取得部、３５…オーバーライド判定結果取得部、３６…補正曲率算出部、３７…第１の漸近処理部、３８…第１の演算部、４０…第２の初期目標操舵角算出部、４１…目標ヨー角取得部、４２…対車線ヨー角取得部、４３…ヨー角偏差算出部、４４…第２の演算部、５０…第３の初期目標操舵角算出部、５１…目標横位置取得部、５２…車両横位置取得部、５３…オーバーライド判定結果取得部、５４…横位置偏差算出部、５５…第２の漸近処理部、５６…第３の演算部、６０…操舵角算出部、７０…操舵トルク算出部。

Claims (11)

1. 自車両を車線に沿って走行させる車線維持制御を行うと共に、前記車線維持制御として、前記車線維持制御の制御態様が互いに異なる第１の制御および第２の制御を選択的に実行可能な車線維持制御装置であって、
   前記車線の曲率である車線曲率の情報を取得する曲率取得手段と、
   前記車線に対する前記自車両のヨー角である対車線ヨー角の情報を取得する対車線ヨー角取得手段と、
   運転者の操舵トルクの情報を取得する操舵トルク取得手段と、
   前記操舵トルクに基づいて前記第２の制御を実行するか否かを判定する判定手段と、
   前記車線維持制御における前記自車両の目標操舵角を算出する操舵角算出手段とを備え、
   前記判定手段は、前記第１の制御の実行中に、前記操舵トルクの方向が前記車線から逸脱する方向であり且つ前記操舵トルクの大きさが所定の閾値以上である場合に、前記第２の制御を実行すると判定し、
   前記操舵角算出手段は、前記自車両が前記車線曲率に沿って走行するように前記車線曲率を用いて第１の初期目標操舵角を算出する第１の演算と、前記対車線ヨー角が所定の目標ヨー角に一致するように前記所定の目標ヨー角と前記対車線ヨー角との差であるヨー角偏差を用いて第２の初期目標操舵角を算出する第２の演算と、前記第１の初期目標操舵角と前記第２の初期目標操舵角の和を求めることを含む演算によって前記目標操舵角を算出する第３の演算を実行すると共に、前記第２の制御の実行中には、前記車線曲率および前記ヨー角偏差を補正せずに、前記第１の制御の実行中に比べて、前記目標操舵角を小さくすることを特徴とする車線維持制御装置。
2. 更に、前記自車両の車速の情報を取得する車速取得手段と、
   前記車線における前記自車両の車幅方向の位置である車両横位置の情報を取得する車両横位置取得手段とを備え、
   前記操舵角算出手段は、更に、前記車速、前記対車線ヨー角および前記車両横位置を用いて、前記自車両の現在位置から所定の時点における前記自車両の推定位置までの前記自車両の進行路の曲率であって、所定の目標横位置から前記推定位置における前記車両横位置までの距離を０にする曲率である補正曲率を算出する第４の演算を実行し、
   前記第１の演算は、前記車線曲率と前記補正曲率の和を求めることを含む演算と、前記車線曲率と前記補正曲率の和を用いて前記第１の初期目標操舵角を算出する演算とを含み、
   前記第１の制御の実行中に算出される前記補正曲率の値を第１の値としたときに、前記操舵角算出手段は、前記第２の制御の実行中には、前記補正曲率の値を、その絶対値が前記第１の値の絶対値よりも小さい第２の値に補正することを特徴とする請求項１に記載の車線維持制御装置。
3. 前記第２の値は０であることを特徴とする請求項２に記載の車線維持制御装置。
4. 前記判定手段が前記第２の制御を実行すると判定したときには、前記操舵角算出手段は、前記補正曲率の値を前記第２の値まで漸近させることを特徴とする請求項２に記載の車線維持制御装置。
5. 前記判定手段は、更に、前記第２の制御の実行中に、前記操舵トルクに基づいて前記第２の制御を中止して前記第１の制御を実行するか否かを判定し、
   前記判定手段が前記第２の制御を中止して前記第１の制御を実行すると判定したときには、前記操舵角算出手段は、前記補正曲率の値を前記第１の値まで漸近させることを特徴とする請求項２に記載の車線維持制御装置。
6. 前記所定の目標横位置は、前記車線の中央であることを特徴とする請求項２に記載の車線維持制御装置。
7. 更に、前記車線における前記自車両の車幅方向の位置である車両横位置の情報を取得する車両横位置取得手段を備え、
   前記操舵角算出手段は、更に、前記車両横位置が所定の目標横位置に一致するように、前記所定の目標横位置と前記車両横位置との差である横位置偏差を用いて第３の初期目標操舵角を算出する第５の演算を実行し、
   前記目標操舵角は、前記第１の初期目標操舵角と前記第２の初期目標操舵角と前記第３の初期目標操舵角の和を求める演算によって算出され、
   前記第１の制御の実行中に算出される前記横位置偏差の値を第３の値としたときに、前記操舵角算出手段は、前記第２の制御の実行中には、前記横位置偏差の値を、その絶対値が前記第３の値の絶対値よりも小さい第４の値に補正することを特徴とする請求項１に記載の車線維持制御装置。
8. 前記第４の値は０であることを特徴とする請求項７に記載の車線維持制御装置。
9. 前記判定手段が前記第２の制御を実行すると判定したときには、前記操舵角算出手段は、前記横位置偏差の値を前記第４の値まで漸近させることを特徴とする請求項７に記載の車線維持制御装置。
10. 前記判定手段は、更に、前記第２の制御の実行中に、前記操舵トルクに基づいて前記第２の制御を中止して前記第１の制御を実行するか否かを判定し、
    前記判定手段が前記第２の制御を中止して前記第１の制御を実行すると判定したときには、前記操舵角算出手段は、前記横位置偏差の値を前記第３の値まで漸近させることを特徴とする請求項７に記載の車線維持制御装置。
11. 前記所定の目標横位置は、前記車線の中央であることを特徴とする請求項７に記載の車線維持制御装置。

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