JP2001039325A - 車線追従装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 システム原価が低く、操舵感を損なうことも
なく、ドライバーの意図を反映し、ドライバーに違和感
を与えることなく自動操舵から手動操舵方向への切り替
えを達成する車線追従装置を提供すること。 【解決手段】 操舵力伝達系ａに設けられ、操舵トルク
もしくは操舵反力トルクを与える自動操舵アクチュエー
タｂと、自動操舵時、実操舵角が制御目標操舵角に一致
するように自動操舵アクチュエータｂに制御指令を出力
する自動操舵制御手段ｆと、を備えた車線追従装置にお
いて、自動操舵モードでの走行時、操舵角情報の変化に
基づいてドライバーが自動操舵に介入しているかどうか
を判定する自動操舵介入判定手段ｇを設け、自動操舵介
入判定手段ｇによる自動操舵介入判定時、自動操舵アク
チュエータｂによる制御量を小さく抑える補正をする制
御量補正手段ｈを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車線情報を取り込
み、操舵トルクを操舵力伝達系に与えることで前方車線
に自車を追従させる自動操舵を行う制御装置、もしく
は、操舵反力トルクを操舵力伝達系に与えることで前方
車線に自車を追従させるべくドライバー操舵をサポート
する制御装置として適用される車線追従装置の技術分野
に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車線追従装置としては、例えば、
特開平９−２４０５０２号公報に記載のものが知られて
いる。

【０００３】この公報には、スイッチによらず運転者の
意図を的確に捕捉して自動運転と手動運転とを切り替え
ることを目的とし、運転者からの操舵トルクを検出する
トルクセンサを設け、トルクセンサからの出力が所定の
しきい値未満のときには自動操舵モードに設定し、トル
クセンサからの出力が所定のしきい値以上のときには手
動操舵モードに設定する技術が示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の車線追従装置にあっては、下記に列挙する問題があ
る。

【０００５】(1) 高価なトルクセンサを設ける必要があ
るし、トルクセンサは出力値のドリフトに対する補正等
を考慮するとシステム原価は高くなる。

【０００６】(2) トルクセンサは軸のねじれ角を抵抗値
変化に置き換えて検出するものであり、ねじれ剛性の高
い部分に設定したのでは精度の高いトルク検出ができな
い。よって、操舵トルクが伝達されるステアリングシャ
フトの一部をトルクセンサ設置のために細いシャフトに
する必要がある。このため、ステアリング系のねじり剛
性が下がることになり、操舵感が悪くなる。

【０００７】(3) 自動操舵モードと手動操舵モードがＯ
Ｎ／ＯＦＦ的に切り替えられるため、自動操舵モードか
ら手動操舵モードへの変更時、アクチュエータにより付
与されていた操舵トルクが急にゼロとなるように、急激
な操舵トルクの変動があり、ドライバーに違和感を与え
る。

【０００８】本発明は上記課題に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、システム原価が低く、操
舵感を損なうこともなく、ドライバーの意図を反映し、
ドライバーに違和感を与えることなく自動操舵から手動
操舵方向への切り替えを達成する車線追従装置を提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、図１のクレーム対応図に示すように、操舵力伝達系
ａに設けられ、操舵トルクもしくは操舵反力トルクを与
える自動操舵アクチュエータｂと、実操舵角を検出する
実操舵角検出手段ｃと、前方道路の車線状態を検出する
車線情報検出手段ｄと、前方車線に自車を追従させるた
めに必要な制御目標操舵角を算出する制御目標操舵角算
出手段ｅと、自動操舵時、実操舵角が制御目標操舵角に
一致するように前記自動操舵アクチュエータｂに制御指
令を出力する自動操舵制御手段ｆと、を備えた車線追従
装置において、自動操舵モードでの走行時、操舵角情報
の変化に基づいてドライバーが自動操舵に介入している
かどうかを判定する自動操舵介入判定手段ｇを設け、前
記自動操舵介入判定手段ｇによる自動操舵介入判定時、
自動操舵アクチュエータｂによる制御量を小さく抑える
補正をする制御量補正手段ｈを設けたことを特徴とす
る。

【００１０】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
車線追従装置において、前記制御量補正手段ｈを、自動
操舵介入判定時、ドライバー介入度合いが第１設定レベ
ルから第２設定レベルまでは自動操舵アクチュエータに
よる制御量を介入度合いが大きくなるほど徐々に小さく
なる制御量に補正し、ドライバー介入度合いが第２設定
レベルを超えると自動操舵アクチュエータによる制御量
をゼロにする補正を行う手段としたことを特徴とする。

【００１１】請求項３記載の発明では、請求項１または
請求項２記載の車線追従装置において、前記自動操舵介
入判定手段ｇを、検出される実操舵角と算出される制御
目標操舵角の偏差が設定偏差以上のときにドライバー介
入時であると判定する手段としたことを特徴とする。

【００１２】請求項４記載の発明では、請求項１または
請求項２記載の車線追従装置において、前記自動操舵介
入判定手段ｇを、検出される実操舵角と算出される制御
目標操舵角の偏差の微分値が設定偏差微分値以上のとき
にドライバー介入時であると判定する手段としたことを
特徴とする。

【００１３】

【発明の作用および効果】請求項１記載の発明では、自
動操舵時、制御目標操舵角算出手段ｅにおいて、車線情
報検出手段ｄにより検出された前方車線に自車を追従さ
せるために必要な制御目標操舵角が算出され、自動操舵
制御手段ｆにおいて、実操舵角検出手段ｃからの実操舵
角が、制御目標操舵角算出手段ｅからの制御目標操舵角
に一致するように、操舵力伝達系ａに操舵トルクもしく
は操舵反力トルクを与える自動操舵アクチュエータｂに
制御指令が出力される。

【００１４】そして、上記自動操舵モードでの走行時、
自動操舵介入判定手段ｇにおいて、操舵角情報の変化に
基づいてドライバーが自動操舵に介入しているかどうか
が判定され、制御量補正手段ｈにおいて、自動操舵介入
判定時、自動操舵アクチュエータｂによる制御量を小さ
く抑える補正がなされる。

【００１５】このように、ドライバーの自動操舵への介
入を、自動操舵制御で用いられる操舵角情報の変化に基
づいて判定するようにしているため、従来のトルクセン
サからのセンサ情報を用いる場合に比べ、システム原価
が低くなるばかりでなく、ステアリング系のねじり剛性
が下がって操舵感を損なうこともない。

【００１６】また、自動操舵中にドライバーによる手動
操舵介入を判定することにより、ドライバーの操舵意図
がそのまま反映される。

【００１７】さらに、自動操舵介入判定時、自動操舵ア
クチュエータｂによる制御量を小さく抑える補正によ
り、自動操舵から手動操舵方向へ切り替えられる。つま
り、この切り替えは、モード切替ではなく、自動操舵モ
ードでの制御量を抑えて手動操舵を許容するものである
ため、従来のＯＮ／ＯＦＦ的なモード切替に比べ、ドラ
イバーに違和感を与えることがない。

【００１８】請求項２記載の発明では、制御量補正手段
ｈにおいて、自動操舵介入判定時、ドライバー介入度合
いが第１設定レベルから第２設定レベルまでは自動操舵
アクチュエータによる制御量を介入度合いが大きくなる
ほど徐々に小さくなる制御量に補正され、ドライバー介
入度合いが第２設定レベルを超えると自動操舵アクチュ
エータによる制御量がゼロにされる補正が行なわれる。

【００１９】よって、この切り替えは、ドライバー介入
度合いが第１設定レベルから第２設定レベルまでは自動
操舵モードを維持しながら手動操舵入力の許容量を徐々
に増してゆき、ドライバー介入度合いが第２設定レベル
を超えると手動操舵モードへの切り替えがなされるた
め、ドライバーへ違和感を与えない円滑なモード切り替
えを達成することができる。

【００２０】請求項３記載の発明では、自動操舵介入判
定手段ｇにおいて、検出される実操舵角と算出される制
御目標操舵角の偏差が設定偏差以上のときにドライバー
介入時であると判定される。

【００２１】すなわち、自動操舵モードでの走行中にド
ライバーが、例えば、直進走行時に走行車線を右か左に
オフセットするべくステアリング操作を行うと、検出さ
れる実操舵角が変化するのに対し、制御目標操舵角は一
定舵角を保とうとし、両操舵角の偏差が大きくなる。つ
まり、この偏差が設定偏差以上となる場合、ドライバー
が自動操舵に介入したと判定することができる。

【００２２】よって、自動操舵制御で制御情報として用
いられる実操舵角と制御目標操舵角の偏差量を監視する
ことで、ドライバーが自動操舵にどの程度介入している
かまで精度良く判定することができる。

【００２３】請求項４記載の発明では、自動操舵介入判
定手段ｇにおいて、検出される実操舵角と算出される制
御目標操舵角の偏差の微分値が設定偏差微分値以上のと
きにドライバー介入時であると判定される。

【００２４】すなわち、自動操舵モードでの走行中にド
ライバーが、例えば、直進走行時に障害物を避けようと
して急にステアリング操作を行うと、検出される実操舵
角が急変するのに対し、制御目標操舵角は一定舵角を保
とうとし、両操舵角の偏差微分値が大きくなる。つま
り、この偏差微分値が設定偏差微分値以上となる場合、
ドライバーが自動操舵に介入したと判定することができ
る。

【００２５】よって、自動操舵制御で制御情報として用
いられる実操舵角と制御目標操舵角の偏差微分値を監視
することで、急操舵時にドライバーの自動操舵への介入
を応答良く判定することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）実施の形態１は
請求項１〜３に記載の発明に対応する車線追従装置であ
る。

【００２７】まず、構成を説明する。

【００２８】図２は実施の形態１の車線追従装置が適用
された自動車用操舵系を示す全体システム図であり、図
２において、１はステアリングホイール、２はステアリ
ングシャフト（操舵力伝達系ａに相当）、３は自在継
手、４はラックアンドピニオン式ステアリングギヤボッ
クス、５はサイドロッド、６はウォームホイールギヤ、
７はモータ（自動操舵アクチュエータｂに相当）、８は
ウォームギヤ、９は電磁クラッチ、１０は操舵角センサ
（実操舵角検出手段ｃに相当）、１１はＣＣＤカメラ
（車線情報検出手段ｄに相当）、１２は自動操舵コント
ローラである。

【００２９】前記ステアリングシャフト２は、ステアリ
ングホイール１と一体に回転するアッパーシャフト２ａ
と、アッパーシャフト２ａとは自在継手３により連結さ
れたロアシャフト２ｂとで構成され、アッパーシャフト
２ａの上端にステアリングホイール１が取り付けられ、
ロアシャフト２ｂの下端に設けられたピニオンがラック
アンドピニオン式ステアリングギヤボックス４内で車両
左右方向に延びるサイドロッド５の螺合されている。

【００３０】前記アッパーシャフト２ａの下部には、ウ
ォームホイールギヤ６が設けられ、これに螺合するウォ
ームギヤ８がモータ７のモータ軸に設けられ、モータ駆
動によりアッパーシャフト２ａにモータ操舵トルクが与
えられる。尚、モータ７には電磁クラッチ９が内蔵され
ている。

【００３１】前記操舵角センサ１０は、アッパーシャフ
ト２ａの上部に設けられていて、アッパーシャフト２ａ
の回転角θを検出し、その信号を自動操舵コントローラ
１２に送る。そして、自動操舵コントローラ１２の実操
舵角演算部では、回転角θとステアリングギヤ比を用い
て実操舵角θｄが算出される。

【００３２】前記ＣＣＤカメラ１１は、進行方向の前方
道路を撮影し、その映像信号を自動操舵コントローラ１
２に送る。そして、自動操舵コントローラ１２の画像処
理部では、ＣＣＤカメラ１１からの信号に基づく前方映
像を画像処理し、白線あるいはセンターラインなどの前
方車線の境界線が抽出識別され、自車走行状態情報が作
成される。

【００３３】前記自動操舵コントローラ１２では、自動
操舵モード選択時、自車走行状態情報に基づいて前方車
線に自車を追従させるために必要な操舵トルクＴｒと目
標操舵角θoptが算出され、実操舵角θｄが目標操舵角
θoptに一致するように、前記モータ７に操舵トルクＴ
ｒ（＝モータ操舵トルクＴrout）を得る制御指令（モー
タ電流）を出力する自動操舵の基本制御が行われる。

【００３４】次に、作用を説明する。

【００３５】［自動操舵制御作動］図３は自動操舵コン
トローラ１２の自動操舵制御部（自動操舵制御手段ｆに
相当）で行われる自動操舵制御作動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。

【００３６】ステップ３０では、実操舵角演算部からの
実操舵角θｄと、画像処理部からの自車走行状態情報が
読み込まれる。

【００３７】ステップ３１では、自車走行状態情報に基
づいて前方車線に自車を追従させるために必要な操舵ト
ルクＴｒと目標操舵角θoptが算出される（制御目標操
舵角算出手段ｅに相当）。

【００３８】ステップ３２では、実操舵角θｄと目標操
舵角θoptとの差の絶対値である偏差操舵角θｈ（＝｜
θｄ−θopt｜）が算出される。

【００３９】ステップ３３では、偏差操舵角θｈが第１
しきい値θ０未満かどうかが判断される。

【００４０】ステップ３４では、ステップ３３でθｈ＜
θ０であると判断されたとき、モータ操舵トルク（電
流）Ｔｒoutが、ステップ３１で算出された操舵トルク
Ｔｒに設定される。

【００４１】ステップ３５では、ステップ３３でθｈ≧
θ０であると判断されたとき、偏差操舵角θｈが第２し
きい値２θ０未満かどうかが判断される。

【００４２】ステップ３６では、ステップ３５でθｈ＜
２θ０であると判断されたとき、モータ操舵トルク（電
流）Ｔｒoutが、Ｔｒout＝Ｔｒ（２θ０−θｈ）／θ０
に設定される。つまり、偏差操舵角θｈがθ０≦θｈ＜
２θ０の範囲であるとき、偏差操舵角θｈが大きくなる
ほどＴｒoutが徐々に小さくなる。

【００４３】ステップ３７では、ステップ３５でθｈ≧
２θ０であると判断されたとき、モータ操舵トルク（電
流）Ｔｒoutが、Ｔｒout＝０に設定される。

【００４４】尚、ステップ３３及びステップ３５が自動
操舵介入判定手段ｇに相当し、ステップ３６及びステッ
プ３７が制御量補正手段ｈに相当する。

【００４５】［自動操舵作用］自動操舵モードの選択時
であって、ドライバーの介入が無い、もしくは、ほとん
ど無いとき、図３のフローチャートにおいて、ステップ
３０→ステップ３１→ステップ３２→ステップ３３→ス
テップ３４へと進む流れとなり、ステップ３４では、モ
ータ操舵トルク（電流）Ｔｒoutが、ステップ３１で算
出された操舵トルクＴｒに設定され、モータ操舵トルク
Ｔｒoutを得るモータ電流が自動操舵コントローラ１２
からモータ７へ出力される。

【００４６】よって、実操舵角θｄと目標操舵角θopt
との差の絶対値である偏差操舵角θｈが第１しきい値θ
０未満であるときは、ドライバーが自動操舵に介入して
いないと判定され、実操舵角θｄが前方車線に自車を追
従させるために必要な目標操舵角θoptに一致するよう
に、操舵力伝達系にモータ７により操舵トルクを与える
自動操舵制御が行われることになる。

【００４７】つまり、ドライバーが操舵に介入していな
い自動操舵制御時、偏差操舵角θｈを無くすフィードバ
ック制御が行われ、目標操舵角θoptの変更に伴い実操
舵角θｄとの間には偏差操舵角θｈが発生する。偏差第
１しきい値θ０は、各制御周期で生じ得る最大偏差操舵
角に誤差やバラツキ分を加えた値に設定される。これに
よって、偏差操舵角θｈが第１しきい値θ０未満である
ときは、ドライバーの介入が無い、もしくは、ほとんど
無いと精度良く判定することができる。

【００４８】［自動操舵から手動操舵への切り替え作
用］自動操舵モードの選択時であって、走行車線の変更
等のためにドライバーがステアリング操作を行うと、ド
ライバーの介入により実操舵角θｄが変化し、実操舵角
θｄと目標操舵角θoptとの差の絶対値である偏差操舵
角θｈが第１しきい値θ０以上となる。よって、図３の
フローチャートにおいて、ステップ３０→ステップ３１
→ステップ３２→ステップ３３→ステップ３５へと進む
流れとなり、ドライバーの介入初期である場合には、ス
テップ３５からステップ３６へ進み、ステップ３６で
は、モータ操舵トルク（電流）Ｔｒoutが、Ｔｒout＝Ｔ
ｒ（２θ０−θｈ）／θ０に設定され、このモータ操舵
トルクＴｒoutを得るモータ電流が自動操舵コントロー
ラ１２からモータ７へ出力される。

【００４９】そして、ドライバーの介入が本格的にな
り、偏差操舵角θｈが第２しきい値２θ０以上となる
と、図３にフローチャートにおいて、ステップ３０→ス
テップ３１→ステップ３２→ステップ３３→ステップ３
５→ステップ３７へ進み、ステップ３７では、モータ操
舵トルク（電流）Ｔｒoutが、Ｔｒout＝０に設定され、
自動操舵コントローラ１２からモータ７への電流出力が
遮断され、実質的に自動操舵モードから操舵トルクの付
与がない手動操舵モードへ切り替えられたことになる。

【００５０】つまり、偏差操舵角θｈが第１しきい値θ
０以上であることで、ドライバーの操舵介入時である
が、偏差操舵角θｈが第１しきい値θ０をわずかに超え
た領域（θ０≦θｈ＜２θ０）であるときは、ドライバ
ー介入初期であると判定され、図４に示すように、偏差
操舵角θｈが大きくなるほど制御量であるＴｒoutを徐
々に小さく抑える補正がなされる。そして、偏差操舵角
θｈが第２しきい値２θ０以上となった時点からＴｒou
t＝０に設定される。

【００５１】よって、自動操舵介入初期は、モード切替
ではなく、自動操舵モードでの制御量を抑えて手動操舵
を許容するものであるため、従来のＯＮ／ＯＦＦ的なモ
ード切替に比べ、ドライバーに違和感を与えることがな
い。

【００５２】さらに、自動操舵介入判定の開始から、ド
ライバー介入度合いに応じて手動操舵入力の許容量を徐
々に増してゆき、スムーズに手動操舵モードへ切り替え
るようにしているため、ドライバーへ違和感を与えない
円滑なモード切り替えを達成することができる。

【００５３】次に、効果を説明する。

【００５４】(1) 自動操舵モードでの走行時、偏差操舵
角θｈに基づいてドライバーが自動操舵に介入している
かどうかが判定され、自動操舵介入判定時、モータ７に
よるモータ操舵トルクＴｒoutを小さく抑える補正がな
されるため、システム原価が低く、操舵感を損なうこと
もなく、ドライバーの意図を反映し、ドライバーに違和
感を与えることなく自動操舵から手動操舵方向への切り
替えを達成する車線追従装置を提供することができる。

【００５５】すなわち、ドライバーの自動操舵への介入
を、偏差操舵角θｈに基づいて判定するようにしている
ため、従来のトルクセンサからのセンサ情報を用いる場
合に比べ、システム原価が低くなるばかりでなく、ステ
アリング系のねじり剛性が下がって操舵感を損なうこと
もない。

【００５６】また、自動操舵中にドライバーによる手動
操舵介入を判定することにより、ドライバーの操舵意図
がそのまま反映される。

【００５７】さらに、自動操舵介入判定時、モータ７に
よるモータ操舵トルクＴｒoutを小さく抑える補正によ
り、自動操舵から手動操舵方向へ切り替えられる。つま
り、この切り替えは、モード切替ではなく、自動操舵モ
ードでの制御量を抑えて手動操舵を許容するものである
ため、従来のＯＮ／ＯＦＦ的なモード切替に比べ、ドラ
イバーに違和感を与えることがない。

【００５８】(2) 制御量であるモータ操舵トルクＴｒou
tを補正するにあたって、偏差操舵角θｈがθ０≦θｈ
＜２θ０の領域であるときは、ドライバー介入初期であ
ると判定され、偏差操舵角θｈが大きくなるほど制御量
であるＴｒoutを徐々に小さく抑える補正がなされ、偏
差操舵角θｈが第２しきい値２θ０以上となった時点か
らＴｒout＝０に設定たため、偏差操舵角θｈが２θ０
までは自動操舵モードを維持しながら手動操舵入力の許
容量を徐々に増してゆき、偏差操舵角θｈが２θ０以上
になると手動操舵モードへの切り替えがなされるため、
ドライバーへ違和感を与えない円滑なモード切り替えを
達成することができる。

【００５９】(3) 実操舵角θｄと目標操舵角θoptとの
差の絶対値である偏差操舵角θｈが第１しきい値θ０以
上のときにドライバー介入時であると判定するため、自
動操舵制御で制御情報として用いられる実操舵角θｄと
目標操舵角θoptの偏差操舵角θｈを監視することで、
ドライバーが自動操舵にどの程度介入しているかまで精
度良く判定することができる。

【００６０】すなわち、自動操舵モードでの走行中にド
ライバーが、例えば、直進走行時に走行車線を右か左に
オフセットするべくステアリング操作を行うと、実操舵
角θｄが変化するのに対し、目標操舵角θoptは一定舵
角を保とうとし、両操舵角θｄ，θoptの偏差操舵角θ
ｈが自動操舵制御での偏差レベル以上に大きくなる。つ
まり、この偏差操舵角θｈが第１しきい値θ０以上とな
る場合、ドライバーが自動操舵に介入したと判定するこ
とができる。

【００６１】（実施の形態２）実施の形態２は請求項
１，２，４に記載の発明に対応する車線追従装置であ
り、構成については、図２に示す実施の形態１の自動車
用ステアリング系を示す全体システム図と同様であるの
で、図示並びに説明を省略する。

【００６２】次に、作用を説明する。

【００６３】［自動操舵制御作動］図５は実施の形態２
における自動操舵コントローラ１２の自動操舵制御部
（自動操舵制御手段ｆに相当）で行われる自動操舵制御
作動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。

【００６４】ステップ３０及びステップ３１は、図３と
同様である。

【００６５】ステップ３２では、実操舵角θｄと目標操
舵角θoptとの差である偏差操舵角θｈ（＝θｄ−θop
t）が算出される。

【００６６】ステップ３８では、ステップ３２で求めら
れた今回の偏差操舵角θｈとメモリに格納されている前
回または数制御周期前の偏差操舵角θｈとの差をとる微
分演算により偏差微分値ｄθｈが算出される。

【００６７】ステップ３３’では、偏差微分値ｄθｈが
第１しきい値θＤ未満かどうかが判断される。

【００６８】ステップ３４では、ステップ３３’でｄθ
ｈ＜θＤであると判断されたとき、モータ操舵トルク
（電流）Ｔｒoutが、ステップ３１で算出された操舵ト
ルクＴｒに設定される。

【００６９】ステップ３５’では、ステップ３３’でｄ
θｈ≧θＤであると判断されたとき、偏差微分値ｄθｈ
が第２しきい値２θＤ未満かどうかが判断される。

【００７０】ステップ３６’では、ステップ３５’でｄ
θｈ＜２θＤであると判断されたとき、モータ操舵トル
ク（電流）Ｔｒoutが、Ｔｒout＝Ｔｒ（２θＤ−ｄθ
ｈ）／θＤに設定される。つまり、偏差微分値ｄθｈが
θＤ≦ｄθｈ＜２θＤの範囲であるとき、偏差微分値ｄ
θｈが大きくなるほどＴｒoutが徐々に小さくなる。

【００７１】ステップ３７では、ステップ３５’でｄθ
ｈ≧２θＤであると判断されたとき、モータ操舵トルク
（電流）Ｔｒoutが、Ｔｒout＝０に設定される。

【００７２】尚、ステップ３３’及びステップ３５’が
自動操舵介入判定手段ｇに相当し、ステップ３６’及び
ステップ３７が制御量補正手段ｈに相当する。

【００７３】［自動操舵作用］自動操舵モードの選択時
であって、ドライバーの介入が無い、もしくは、ほとん
ど無いとき、図５のフローチャートにおいて、ステップ
３０→ステップ３１→ステップ３２’→ステップ３８→
ステップ３３’→ステップ３４へと進む流れとなり、ス
テップ３４では、モータ操舵トルク（電流）Ｔｒout
が、ステップ３１で算出された操舵トルクＴｒに設定さ
れ、モータ操舵トルクＴｒoutを得るモータ電流が自動
操舵コントローラ１２からモータ７へ出力される。

【００７４】よって、偏差微分値ｄθｈが第１しきい値
θＤ未満であるときは、ドライバーが自動操舵に介入し
ていないと判定され、実操舵角θｄが前方車線に自車を
追従させるために必要な目標操舵角θoptに一致するよ
うに、操舵力伝達系にモータ７により操舵トルクを与え
る自動操舵制御が行われることになる。

【００７５】つまり、ドライバーが操舵に介入していな
い自動操舵制御時、偏差操舵角θｈを無くすフィードバ
ック制御が行われ、目標操舵角θoptの変更に伴い実操
舵角θｄとの間には偏差操舵角θｈが発生する。しか
し、偏差操舵角θｈの変化速度は目標操舵角θoptの変
化レベルであるので、第１しきい値θＤは、各制御周期
で生じ得る最大偏差変化レベルに誤差やバラツキ分を加
えた値に設定される。これによって、偏差微分値ｄθｈ
が第１しきい値θＤ未満であるときは、ドライバーの介
入が無い、もしくは、ほとんど無いと精度良く判定する
ことができる。

【００７６】［自動操舵から手動操舵への切り替え作
用］自動操舵モードの選択時であって、前方障害物回避
等のためにドライバーが急操舵を行うと、ドライバーの
介入により偏差微分値ｄθｈが大きくなり、偏差微分値
ｄθｈが第１しきい値θＤ以上となる。よって、図５に
フローチャートにおいて、ステップ３０→ステップ３１
→ステップ３２’→ステップ３８→ステップ３３’→ス
テップ３５’へと進む流れとなり、ドライバーの介入初
期である場合には、ステップ３５’からステップ３６’
へ進み、ステップ３６’では、モータ操舵トルク（電
流）Ｔｒoutが、Ｔｒout＝Ｔｒ（２θＤ−ｄθｈ）／θ
Ｄに設定され、このモータ操舵トルクＴｒoutを得るモ
ータ電流が自動操舵コントローラ１２からモータ７へ出
力される。

【００７７】そして、ドライバーの介入が本格的にな
り、偏差微分値ｄθｈが第２しきい値２θＤ以上となる
と、図５のフローチャートにおいて、ステップ３０→ス
テップ３１→ステップ３２’→ステップ３８→ステップ
３３’→ステップ３５’→ステップ３７へ進み、ステッ
プ３７では、モータ操舵トルク（電流）Ｔｒoutが、Ｔ
ｒout＝０に設定され、自動操舵コントローラ１２から
モータ７への電流出力が遮断され、実質的に自動操舵モ
ードから操舵トルクの付与がない手動操舵モードへ切り
替えられたことになる。

【００７８】つまり、偏差微分値ｄθｈが第１しきい値
θＤ以上であることで、ドライバーの操舵介入時である
が、偏差微分値ｄθｈが第１しきい値θＤをわずかに超
えた領域（θＤ≦ｄθｈ＜２θＤ）であるときは、ドラ
イバー介入初期であると判定され、図６に示すように、
偏差微分値ｄθｈが大きくなるほど制御量であるＴｒou
tを徐々に小さく抑える補正がなされる。そして、偏差
微分値ｄθｈが第２しきい値２θＤ以上となった時点か
らＴｒout＝０に設定される。

【００７９】よって、自動操舵介入初期は、モード切替
ではなく、自動操舵モードでの制御量を抑えて手動操舵
を許容するものであるため、従来のＯＮ／ＯＦＦ的なモ
ード切替に比べ、ドライバーに違和感を与えることがな
い。

【００８０】さらに、自動操舵介入判定の開始から、ド
ライバー介入度合いに応じて手動操舵入力の許容量を徐
々に増してゆき、スムーズに手動操舵モードへ切り替え
るようにしているため、ドライバーへ違和感を与えない
円滑なモード切り替えを達成することができる。

【００８１】次に、効果を説明する。

【００８２】実施の形態１の上記(1),(2)の効果に加
え、下記の効果が得られる。

【００８３】(3) 偏差微分値ｄθｈが第１しきい値θＤ
以上のときにドライバー介入時であると判定するため、
自動操舵制御で制御情報として用いられる実操舵角θｄ
と目標操舵角θoptの偏差微分値ｄθｈを監視すること
で、急操舵時にドライバーの自動操舵への介入を応答良
く判定することができる。

【００８４】すなわち、自動操舵モードでの走行中にド
ライバーが、例えば、直進走行時に障害物を避けようと
して急にステアリング操作を行うと、実操舵角θｄが急
変するのに対し、目標操舵角θoptは一定舵角を保とう
とし、両操舵角θｄ，θoptの偏差微分値ｄθｈが大き
くなる。つまり、この偏差微分値ｄθｈが第１しきい値
θＤ以上となる場合、ドライバーが自動操舵に介入した
と判定することができる。つまり、緊急回避のためのス
テアリング操作に対し応答良く手動操舵モードへ切り替
えることができ有用である。

【００８５】（その他の実施の形態）実施の形態１，２
では、自動操舵時に操舵トルクを付与する制御装置への
適用例を示したが、自動操舵時に操舵反力トルクを付与
する制御装置へ適用しても良い。この場合、ドライバー
の介入度合いが大きいほど操舵反力トルクが小さくなる
制御が行われる。

【００８６】実施の形態１，２では、制御量である出力
トルクを小さく抑える補正制御例を示したが、制御目標
操舵角を補正することで結果的に制御量を小さく抑える
ようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車線追従装置を示すクレーム対応図で
ある。

【図２】実施の形態１の車線追従装置が適用された自動
車用ステアリング系を示す全体システム図である。

【図３】実施の形態１における自動操舵コントローラの
自動操舵制御部で行われる自動操舵制御作動の流れを示
すフローチャートである。

【図４】実施の形態１の自動操舵制御での偏差操舵角に
対するモータ出力トルク（制御演算出力トルク）特性を
示す図である。

【図５】実施の形態２における自動操舵コントローラの
自動操舵制御部で行われる自動操舵制御作動の流れを示
すフローチャートである。

【図６】実施の形態２の自動操舵制御での偏差操舵角に
対するモータ出力トルク（制御演算出力トルク）特性を
示す図である。

【符号の説明】

ａ 操舵力伝達系 ｂ 自動操舵アクチュエータ ｃ 実操舵角検出手段 ｄ 車線情報検出手段 ｅ 制御目標操舵角算出手段 ｆ 自動操舵制御手段 ｇ 自動操舵介入判定手段 ｈ 制御量補正手段 １ ステアリングホイール ２ ステアリングシャフト ３ 自在継手 ４ ラックアンドピニオン式ステアリングギヤボックス ５ サイドロッド ６ ウォームホイールギヤ ７ モータ ８ ウォームギヤ ９ 電磁クラッチ １０ 操舵角センサ １１ ＣＣＤカメラ １２ 自動操舵コントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 毛利 宏 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 古性 裕之 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 島影 正康 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 3D032 CC08 CC20 CC48 DA03 DA09 DA84 DA88 DC03 DC29 DC33 DC34 DC38 DC40 DD02 DD17 DE02 EA01 EB04 EB11 EB12 EC23 GG01 5H301 AA03 AA10 BB20 CC06 EE08 EE13 GG01 HH02 HH05

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操舵力伝達系に設けられ、操舵トルクも
   しくは操舵反力トルクを与える自動操舵アクチュエータ
   と、 実操舵角を検出する実操舵角検出手段と、 前方道路の車線状態を検出する車線情報検出手段と、 前方車線に自車を追従させるために必要な制御目標操舵
   角を算出する制御目標操舵角算出手段と、 自動操舵時、実操舵角が制御目標操舵角に一致するよう
   に前記自動操舵アクチュエータに制御指令を出力する自
   動操舵制御手段と、 を備えた車線追従装置において、 自動操舵モードでの走行時、操舵角情報の変化に基づい
   てドライバーが自動操舵に介入しているかどうかを判定
   する自動操舵介入判定手段を設け、 前記自動操舵介入判定手段による自動操舵介入判定時、
   自動操舵アクチュエータによる制御量を小さく抑える補
   正をする制御量補正手段を設けたことを特徴とする車線
   追従装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の車線追従装置において、 前記制御量補正手段を、自動操舵介入判定時、ドライバ
   ー介入度合いが第１設定レベルから第２設定レベルまで
   は自動操舵アクチュエータによる制御量を介入度合いが
   大きくなるほど徐々に小さくなる制御量に補正し、ドラ
   イバー介入度合いが第２設定レベルを超えると自動操舵
   アクチュエータによる制御量をゼロにする補正を行う手
   段としたことを特徴とする車線追従装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の車線追従
   装置において、 前記自動操舵介入判定手段を、検出される実操舵角と算
   出される制御目標操舵角の偏差が設定偏差以上のときに
   ドライバー介入時であると判定する手段としたことを特
   徴とする車線追従装置。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２記載の車線追従
   装置において、 前記自動操舵介入判定手段を、検出される実操舵角と算
   出される制御目標操舵角の偏差の微分値が設定偏差微分
   値以上のときにドライバー介入時であると判定する手段
   としたことを特徴とする車線追従装置。