JP2001180511A - 車線追従走行制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車線追従制御中に轍路面を走行した際に、轍
路面による外乱の影響によって車線追従が不安定となる
ことを回避する。 【解決手段】 ＣＣＤカメラ１２の画像情報に基づく自
車両と目標車線との横偏差Ｙ、ヨー角偏差ψ、路面曲率
ρと、舵角センサ１０からの実舵角δとに基づき目標舵
角δ^* を算出し、この目標舵角δ^* と実舵角δとの舵角
偏差Δδの変動周期を求め、これと車体の左右の上下加
速度から算出したロール成分Ｒの変動周期とが一致する
とき轍路面を走行しているものと判定し、ロール成分Ｒ
及び舵角偏差Δδの変動の振幅に応じて、目標舵角δ^*
と実舵角δとに基づき算出した操舵トルクＴを増加方向
に補正して目標操舵トルクＴ^* を算出し、これに応じて
モータ９を駆動する。車線情報に基づく操舵トルクより
も大きな操舵トルクが発生されることになるから、轍路
面に起因する外乱の影響が抑制され、安定した車線追従
走行を行うことが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車両を、車両前
方の車線に追従して走行させるようにした車線追従走行
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の車線追従走行制御装置として
は、例えば特開平９−２２１０５３号公報に記載された
ものが知られている。この公報に記載の車両用操舵装置
では、ＣＣＤカメラによって車両前方走路を撮像し、こ
の撮像画像から道路白線を抽出することによって、前方
の車線状態を検出すると共に、自車両の走行位置を検出
している。そして、自車両が道路白線に沿って追従走行
するように、必要な操舵トルクを算出し、これに基づい
てモータを駆動することによって、操舵系に操舵補助力
を付与し、これによって、自車両は車線に追従して走行
するようになっている。

【０００３】このような、車線追従走行制御装置におい
ては、道路白線に精度よく追従させるに十分な操舵トル
クを発生する必要があると同時に、運転者自らの意思に
おいて、進路変更等を行う場合に、その妨げにならない
ように、操舵トルクが過大とならないよう抑制する必要
があり、そのトルクの大きさは適切な値に設定されるよ
うになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の車線追従走行制御装置においては、平滑な路面上
を走行している場合には、予め設定された操舵トルクの
大きさによって精度良く道路白線に追従走行することが
できる。しかしながら、轍等の不整がある路面上を走行
する場合には、路面からの外乱によって進路を乱される
ため、正しく追従走行を行うことができない恐れがあ
る。特に、図７に示すように、大型車等によって作られ
た轍がある路面上を乗用車で走行する場合には、乗用車
のトレッドと轍の間隔とが異なることから、進路を乱さ
れることになる。

【０００５】そこで、この発明は、上記従来の未解決の
問題に着目してなされたものであり、轍等の不整のある
路面上を走行する場合であっても、的確に車線に追従走
行することの可能な車線追従走行制御装置を提供するこ
とを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に係る車線追従走行制御装置は、
自車両前方道路の車線状態を検出し、当該車線状態と自
車両の走行状態とに基づき自車両を車線に追従走行させ
ることの可能な操舵補助力を検出してこの操舵補助力を
操舵系に付与することにより、自車両を車線に追従走行
させるようにした車線追従走行制御装置において、自車
両走行路面の轍状態を検出し、検出した轍状態に応じて
前記操舵補助力を補正するようになっていることを特徴
としている。

【０００７】この請求項１に係る発明では、自車両前方
道路の車線状態が検出されこの車線に自車両を追従させ
得る操舵補助力が算出される。このとき、走行路面の轍
状態が検出され、この検出した轍状態に応じて操舵補助
力が補正される。したがって、轍による車線追従の乱れ
分を抑制するように操舵補助力を補正することによっ
て、轍状態に係わらず良好に車線追従が行われることに
なる。

【０００８】また、請求項２に係る車線追従走行制御装
置は、自車両前方道路の車線状態を検出する車線状態検
出手段と、 自車両の走行状態を検出する自車両走行状
態検出手段と、前記車線状態検出手段で検出した車線状
態と、前記自車両走行状態検出手段で検出した自車両走
行状態とに基づき自車両を車線に追従走行させるために
必要な操舵制御量を検出する操舵制御量検出手段と、車
両の操舵系に連結され、前記操舵制御量検手段で検出し
た操舵制御量に応じた操舵補助力を前記操舵系に付与す
る操舵補助力発生手段と、を備えた車線追従走行制御装
置において、走行路面の轍状態を検出する轍状態検出手
段と、当該轍状態検出手段で検出した轍状態に基づい
て、前記操舵制御量検出手段で検出した操舵制御量を補
正する補正手段と、を備えることを特徴としている。

【０００９】この請求項２に係る発明では、自車両前方
道路の車線状態及び自車両の走行状態が検出され、これ
らに基づいて自車両を車線に追従させるために必要な操
舵制御量が検出され、この操舵制御量に応じた操舵補助
力が操舵系に付与されて操舵が行われ、自車両は車線に
追従して走行する。このとき、自車両走行路面の轍状態
が検出され、この轍状態に応じて前記操舵制御量の補正
が行われる。

【００１０】したがって、走行路面に轍がある場合には
路面からの外乱により操舵が良好に行われずに、正しく
追従走行を行うことができなくなる可能性があるが、例
えば轍を検出したときにはその轍状態に応じて操舵制御
量を大きくする方向に補正することによって、轍による
外乱の影響により車両が不安定となることを抑制し良好
に車線追従を行うことが可能となる。

【００１１】また、本発明の請求項３に係る車線追従走
行制御装置は、前記轍状態検出手段は、車両の操舵制御
状態を検出する操舵制御状態検出手段と、車両の振動状
態を検出する振動状態検出手段と、を備え、前記補正手
段は、操舵制御状態検出手段で検出した操舵制御状態及
び前記振動状態検出手段で検出した振動状態の変動周期
が同一であるとき前記操舵制御状態及び前記振動状態の
変動幅に応じて前記操舵制御量を増加させるようになっ
ていることを特徴としている。

【００１２】また、本発明の請求項４に係る車線追従走
行制御装置は、前記操舵制御量検出手段は、実舵角を検
出する実舵角検出手段を備え、前記車線状態と前記自車
両走行状態とに基づき自車両を車線に追従走行させ得る
目標舵角を算出してこの目標舵角と前記実舵角検出手段
で検出した実舵角とに基づいて前記操舵制御量を検出
し、前記操舵制御状態検出手段は、前記目標舵角と前記
実舵角との偏差を検出するようになっていることを特徴
としている。

【００１３】また、本発明の請求項５に係る車線追従走
行制御装置は、前記操舵制御状態検出手段は、前記操舵
補助力発生手段で発生する操舵補助力を検出するように
なっていることを特徴としている。また、本発明の請求
項６に係る車線追従走行制御装置は、前記振動状態検出
手段は、車体のロール振動を検出するようになっている
ことを特徴としている。

【００１４】また、本発明の請求項７に係る車線追従走
行制御装置は、前記振動状態検出手段は、車輪の上下振
動の左右逆相成分を検出するようになっていることを特
徴としている。また、本発明の請求項８に係る車線追従
走行制御装置は、前記振動状態検出手段は、車体の上下
加速度を検出する上下加速度検出手段と、車体及び車輪
間の相対速度を検出する相対速度検出手段とを備え、前
記上下加速度検出手段で検出した上下加速度の積分値と
前記相対速度検出手段で検出した相対速度とから車輪の
上下振動状態を推定するようになっていることを特徴と
している。

【００１５】また、本発明の請求項９に係る車線追従走
行制御装置は、前記振動状態検出手段は、車体の左右振
動を検出するようになっていることを特徴としている。
この請求項３から請求項９に係る発明では、轍状態検出
手段によって車両の操舵制御状態及び車両の振動状態が
検出される。この車両の操舵制御状態として、例えば自
車両を車線に追従走行させるために必要な目標舵角と実
舵角検出手段で検出した実舵角との偏差、又は、操舵補
助力発生手段で発生する操舵補助力が検出される。ま
た、前記車両の振動状態として、車体のロール振動、或
いは例えば車体の上下加速度と車体及び車輪間の相対速
度とをもとに算出する等して検出した車輪の上下振動の
左右逆相成分、或いは車体の左右振動が検出される。

【００１６】このとき、車両が轍路面を走行していると
きには轍による外乱を受けるため、車両には外乱周期に
応じた振動が発生すると共に外乱周期に応じて操舵制御
状態が変動する。したがって、これら操舵制御状態及び
振動状態の変動周期が一致するときには轍路面を走行し
ているとみなすことができ、このときには、操舵制御量
の補正を行い、外乱の影響を抑制するように操舵制御量
を増加させることによって、外乱の影響により車両が不
安定となることが抑制されることになる。

【００１７】また、本発明の請求項１０に係る車線追従
走行制御装置は、前記補正手段は、前記操舵制御状態検
出手段で検出した操舵制御状態又は前記振動状態検出手
段で検出した振動状態の変動の振幅が増加するほど、前
記操舵制御量の補正幅を増加させるようになっているこ
とを特徴としている。この請求項１０に係る発明では、
補正手段では、操舵制御量の補正を行う際に、前記操舵
制御状態又は前記振動状態の変動の振幅が増加するほ
ど、つまり、轍による影響が大きいほど操舵制御量の補
正幅を増加させるようにしているから、轍の程度に応じ
て操舵制御量の補正が行われることになる。

【００１８】また、本発明の請求項１１に係る車線追従
走行制御装置は、前記補正手段は、前記操舵制御量を増
加方向に補正する状態が所定時間継続したときには、前
記操舵制御量の増加方向への補正を行わないようになっ
ていることを特徴としている。この請求項１１に係る発
明では、補正手段では、操舵制御量を増加方向に補正す
る状態が所定時間継続したときには、操舵制御量の増加
方向への補正が行われず、車線状態検出手段で検出した
車線状態と自車両走行状態検出手段で検出した自車両走
行状態とに基づき算出された自車両を車線に追従走行さ
せるために必要な操舵制御量を発生するように制御が行
われる。

【００１９】つまり、路面の轍が非常に深く掘れている
場合等、操舵制御量を増加方向へ補正しているのにも係
わらず、車両走行状態が安定せずに、操舵制御状態及び
振動状態の変動幅が所定時間継続した場合、すなわち、
モータ等の操舵補助力発生手段の性能以上の操舵補助力
を発生させるように制御が行われている場合には、操舵
制御量の増加方向への補正が行われないから、モータ等
の操舵補助力発生手段に対して無理に大きな操舵制御量
を発生させようと制御することが回避され、モータ等の
操舵補助力発生手段或いはモータとステアリングシャフ
トとの間に設けられたウォームギア，クラッチ等を保護
することが可能となる。

【００２０】また、本発明の請求項１２に係る車線追従
走行制御装置は、前記轍状態検出手段は、車体のバウン
ス及びピッチ方向の振動状態とロール方向の振動状態と
を検出し、これら振動状態の周波数特性に基づいて轍状
態を検出するようになっていることを特徴としている。
また、本発明の請求項１３に係る車線追従走行制御装置
は、前記轍状態検出手段は、ばね上共振周波数よりも高
い所定の周波数域における車体のロール方向の振動レベ
ルがしきい値を越えるかどうかを判定し、前記補正手段
は、前記ロール方向の振動レベルが前記しきい値を越え
るとき前記操舵制御量を増加させる方向に補正するよう
になっていることを特徴としている。

【００２１】また、本発明の請求項１４に係る車線追従
走行制御装置は、前記轍状態検出手段は、ばね上共振周
波数を含む所定の周波数域における車体のバウンス及び
ピッチ方向の振動レベルがしきい値を越えるかどうかを
判定し、前記補正手段は、前記バウンス及びピッチ方向
の振動レベルが前記しきい値を越えるとき前記操舵補助
力を減少させる方向に補正するようになっていることを
特徴としている。

【００２２】また、本発明の請求項１５に係る車線追従
走行制御装置は、前記補正手段は、ばね上共振周波数を
含む所定の周波数域における車体のバウンス及びピッチ
方向の振動レベルがしきい値を越え、且つばね上共振周
波数よりも高い所定の周波数域における車体のロール方
向の振動レベルがしきい値を越えるときには、前記操舵
補助力を減少させる方向に補正するようになっているこ
とを特徴としている。

【００２３】この請求項１２から請求項１５に係る発明
では、轍状態検出手段によって、車体のバウンス及びピ
ッチ方向の振動状態とロール方向の振動状態とが検出さ
れ、これら振動状態の周波数特性に基づいて轍状態が検
出され、これに基づいて補正手段での補正が行われる。
ここで、車両の振動特性として、タイヤの横方向の弾性
と車両重量、車両のロール慣性等との関係から、ばね上
共振周波数とばね下共振周波数の間の周波数域におい
て、振動が発生しやすくなっている。特に轍路面等でタ
イヤへ横方向の入力が加わった場合にはこの周波数域に
おける振動が強く引き起こされている。したがって、例
えば、ばね上共振周波数よりも高い所定の周波数域にお
ける車体のロール方向の振動レベルがしきい値を越える
ときには、轍路面であると判定することが可能となる。
また、このとき、ばね上共振周波数を含む所定の周波数
域における車体のバウンス及びピッチ方向の振動レベル
がしきい値を越えるときには、路面の突起、ねじれ、補
修後の路面等といった通常の路面不整が生じているとみ
なすことができるから、この場合には、操舵補助力を減
少させる方向に補正を行うことによって、例えば、車体
のバウンス及びピッチ方向の振動レベルが大きく、ＣＣ
Ｄカメラ等の車線状態検出手段により前方の車線状況を
正しく認識することができないような場合には、操舵補
助力を減少させることによって、誤った情報に基づく操
舵補助力を発生させることが回避される。

【００２４】また、本発明の請求項１６に係る車線追従
走行制御装置は、前記轍状態検出手段は、車体の左右方
向の振動状態を検出し、ヨー共振周波数よりも高い所定
の周波数域における左右方向の振動レベルがしきい値を
越えるかどうかを判定し、前記補正手段は前記左右方向
の振動レベルがしきい値を越えるときには、前記操舵制
御量を増加させる方向に補正するようになっていること
を特徴としている。

【００２５】この請求項１６の発明では、轍状態検出手
段によって、車体の左右方向の振動状態が検出され、タ
イヤへ横方向の入力が加わった場合にその振動が強く引
き起こされるヨー共振周波数よりも高い所定周波数域に
おける左右方向の振動レベルがしきい値を越えるとき、
つまり、轍路面を走行しているとみなすことの可能なと
きには、補正手段により操舵制御量を増加させる方向に
補正が行われる。

【００２６】さらに、本発明の請求項１７に係る車線追
従走行制御装置は、前記補正手段は、前記振動レベルが
増加するほど、前記操舵制御量の補正幅が増加するよう
に補正を行うようになっていることを特徴としている。
この請求項１７に係る発明では、補正手段では、操舵制
御量の補正を行う際に、振動レベルが増加するほど操舵
制御量の補正幅が増加するようにしているから、前記ロ
ール方向或いは左右方向の振動レベルが増加するほど、
つまり、轍による影響が大きいほど操舵制御量の補正幅
が増加されるから、轍による影響が大きいほど操舵制御
量が増加方向に大きく補正されることになる。また、バ
ウンス及びピッチ方向の振動レベルが増加するほど、つ
まり、ＣＣＤカメラ等の車線状態検出手段による前方の
車線状況の精度が低下するほど操舵制御量の補正幅が増
加されるから、車線状況の精度が低下するほど操舵制御
量が減少方向に大きく補正されることになる。

【００２７】

【発明の効果】本発明の請求項１に係る車線追従走行制
御装置によれば、走行路面前方の轍状態を検出し、これ
に基づいて操舵制御量を補正するようにしたから、轍に
よる車線追従走行制御の精度の低下を回避し良好に車線
追従走行を行うことができる。また、請求項２に係る車
線追従走行制御装置によれば、轍状態検出手段によって
自車両走行路面の轍状態を検出し、この轍状態に応じて
操舵制御量を補正するようにしたから、轍による外乱の
影響により車両が不安定となることを抑制し良好に車線
追従を行うことができる。

【００２８】また、請求項３に係る車線追従走行制御装
置によれば、車両の操舵制御状態及び振動状態の変動周
期が同一かどうかを判定することにより容易に轍状態を
検出することができるとと共に、轍状態であるときには
操舵制御量を増加させるようにしたから、轍による外乱
の影響を受けることを抑制することができる。また、請
求項４又は請求項５に係る車線追従走行制御装置によれ
ば、操舵制御状態として、目標舵角と実舵角との偏差又
は操舵補助力発生手段で発生する操舵補助力を検出する
ようにしたから、容易に操舵制御状態を検出することが
できる。

【００２９】また、請求項６から請求項９に係る車線追
従走行制御装置によれば、振動状態として、車体のロー
ル振動、車輪の上下振動の左右逆相成分、或いは車体の
左右方向の振動を検出するようにしたから、容易に振動
状態を検出することができる。特に、ステアリング機構
に加わる外乱と関係の深いばね下つまり車輪の上下振動
の左右逆相成分を検出するようにしたから、より正確に
轍路面の判断を行うことができる。また、このとき、車
輪の上下振動を、車体の上下加速度と、車体及び車輪間
の相対速度をもとに検出するから、容易に検出すること
ができる。

【００３０】また、請求項１０に係る車線追従走行制御
装置によれば、操舵制御状態又は振動状態の変動の振幅
が増加するほど、操舵制御量の補正幅が増加するように
補正を行うようにしたから、轍状態に応じて的確に補正
を行うことができる。また、請求項１１に係る車線追従
走行制御装置によれば、補正手段では、操舵制御量を増
加方向に補正した状態が所定時間継続したときには、操
舵制御量の増加方向への補正を行わないようにしたか
ら、操舵補助力発生手段が過負荷状態に維持されること
が回避される。

【００３１】また、請求項１２から請求項１５に係る車
線追従走行制御装置によれば、轍状態検出手段は、車体
のバウンス及びピッチ方向の振動状態とロール方向の振
動状態との周波数特性に基づいて轍状態を検出するよう
にしたから、容易に轍状態であるかどうかを検出するこ
とができる。特に、請求項１５に係る車線追従走行制御
装置によれば、前記補正手段は、ばね上共振周波数を含
む所定の周波数域における車体のバウンス及びピッチ方
向の振動レベルがしきい値を越え、且つばね上共振周波
数よりも高い所定の周波数域における車体のロール方向
の振動レベルがしきい値を越えるときには、前記操舵補
助力を減少させる方向に補正するようにしたから、うね
りや突起のある路面等の不整路面を走行時に轍路面であ
ると誤認識することを回避することができる。

【００３２】また、本発明の請求項１６に係る車線追従
走行制御装置によれば、車体の左右方向の振動状態を検
出し、ヨー共振周波数よりも高い所定周波数域における
左右方向の振動レベルがしきい値を越えるときには、操
舵制御量を増加させる方向に補正を行うようにしたか
ら、轍路面走行時には操舵制御量を増加させて安定した
走行を保ことができる。

【００３３】さらに、請求項１７に係る車線追従走行制
御装置によれば、ロール方向、左右方向の振動レベル、
或いはバウンス及びピッチ方向の振動レベルが増加する
ほど、操舵制御量の補正幅を増加させるようにしたか
ら、轍による影響或いは車線状況の検出精度の低下に応
じて、補正制御量を的確に補正することができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。まず、第１の実施の形態を説明す
る。図１は、本発明の実施の形態を示す概略構成図であ
って、図１に示すように、ステアリングホイール１はス
テアリングシャフト２の上端部に連結され、このステア
リングシャフト２の下端部は例えばラックアンドピニオ
ン形式の操向装置４に連結されている。また、前記ステ
アリングシャフト２にはウォームギヤ６を介してモータ
９の回転軸が連結され、モータ９の回転力が、回転軸、
電磁クラッチ９ａ、ウォームギヤ６、ステアリングシャ
フト２を介して操向装置４に伝達されるようになってい
る。

【００３５】さらに、ステアリングシャフト２の操向装
置４近傍には、舵角センサ１０が設けられ、この検出信
号はコントローラ２０に出力されるようになっている。
また、車両室内には進行方向前方を撮像するＣＣＤカメ
ラ１２が設けられ、このＣＣＤカメラ１２の画像情報は
車線情報処理装置３０で処理され、この車線情報処理装
置３０において車線情報が抽出されてコントローラ２０
に出力されるようになっている。また、左右前輪のサス
ペンション上部に相当する車体には、上下加速度センサ
１４Ｌ及び１４Ｒがそれぞれ設けられ、これら上下加速
度センサ１４Ｌ及び１４Ｒの検出信号は前記コントロー
ラ２０に出力されるようになっている。

【００３６】前記コントローラ２０は、例えばマイクロ
コンピュータ等で構成され、前記舵角センサ１０及び上
下加速度センサ１４Ｌ，１４Ｒの検出信号を、図示しな
いＡ／Ｄ変換器を介して入力する。そして、図２に示す
ように、舵角センサ１０で検出した実舵角δと、後述の
車線情報処理装置３０からの横偏差Ｙ、ヨー角偏差ψ、
路面曲率ρ等の所定の画像処理情報を入力し、これら画
像処理情報と、舵角センサ１０からの実舵角δとをもと
に、目標舵角算出部２１において、自車を車線に追従さ
せるための目標舵角δ^* を算出する。この目標舵角δ^*
と舵角センサ１０からの実舵角δとの偏差Δδをもと
に、操舵トルク算出部２２において、目標舵角δ^* と実
舵角δとを一致させるために必要とする操舵トルクＴを
算出する。

【００３７】一方、路面轍状態判断部２３では、上下加
速度センサ１４Ｌ，１４Ｒの検出信号Ｚ_GL，Ｚ_GRと、操
舵トルク算出部２２で算出した目標舵角δ^* 及び実舵角
δとの舵角偏差Δδとに基づいて路面の轍状態を判断
し、操舵トルク補正演算部２４では、操舵トルク算出部
２２で算出した操舵トルクＴを、路面轍状態判断部２３
での判断に応じて補正してこれを目標操舵トルクＴ^* と
し、この目標操舵トルクＴ^* に応じた制御信号をモータ
ドライバ２５に出力する。

【００３８】モータドライバ２５では、目標操舵トルク
Ｔ^* を発生し得る駆動電流をモータ９に供給する。一
方、車線情報処理装置３０はマイクロコンピュータ等を
含んで構成され、ＣＣＤカメラの画像情報をもとに車線
情報を抽出する公知の方法と同様に処理を行い、ＣＣＤ
カメラ１２の画像情報を読み込み、車線抽出処理部３２
において白線情報、つまり車線情報を抽出する。そし
て、位置偏差算出部３４において、白線情報をもとに、
車線中心に対する自車の横方向位置偏差Ｙ及び車線方向
に対する自車のヨー角ψ、前方路面の曲率ρを算出す
る。そして、これら情報からなる画像処理情報を、コン
トローラ２０に出力する。

【００３９】図３は、コントローラ２０における、車線
追従走向制御処理の処理手順の一例を示すフローチャー
トである。この車線追従走向制御処理は、タイマー割り
込みによって一定時間毎に実行される。そして、まず、
ステップＳ１で、上下加速度センサ１４Ｌ，１４Ｒの検
出信号Ｚ_GL、Ｚ_GRを図示しないＡ／Ｄ変換器を介して入
力する。次いで、ステップＳ２に移行して、これらの差
ΔＺ_G （＝Ｚ_GL−Ｚ_GR）、つまりロール成分Ｒを算出
し、これを所定の記憶領域に格納した後、ステップＳ３
に移行する。

【００４０】このステップＳ３では、車線情報処理装置
３０から、車線中心に対する自車の横方向位置偏差Ｙ及
び車線方向に対する自車のヨー角方向ψ、前方路面の曲
率ρからなる画像処理情報を入力し、次いで、ステップ
Ｓ４に移行して、舵角センサ１０で検出した実舵角δを
図示しないＡ／Ｄ変換器を介して入力する。そして、ス
テップＳ５に移行し、前記車線情報処理装置３０から入
力した横方向位置偏差Ｙ、ヨー角偏差ψ、前方路面の曲
率ρと、舵角センサ１０からの実舵角δとをもとに、車
両を車線に追従して走向するために必要な目標舵角θ^*
を算出する。この目標舵角θ^* の算出は、実舵角δに対
して、横方向位置偏差Ｙ及びその微分値（ｄＹ／ｄ
ｔ）、ヨー角偏差ψ、路面曲率ρのそれぞれに比例した
量の補正を与える方法により算出する。すなわち、次式
（１）に基づいて、目標舵角δ^* を算出する。なお、式
中のＫ１〜Ｋ４は比例定数である。

【００４１】 δ^* ＝δ＋Ｋ１×Ｙ＋Ｋ２×（ｄＹ／ｄｔ）＋Ｋ３×ψ＋Ｋ４×ρ ……（１） 次いで、ステップＳ６に移行し、実舵角δと目標舵角δ
^* との差である舵角偏差Δδを算出する。そして、この
舵角偏差Δδを所定の記憶領域に記憶した後、ステップ
Ｓ７に移行し、舵角を目標舵角δ^* に一致させるために
必要とする操舵トルクＴを、次式（２）に基づいて算出
する。なお、式中のＫ５及びＫ６は比例定数である。

【００４２】 Ｔ＝Ｋ５×δ^* ＋Ｋ６×δ ……（２） 次いで、ステップＳ８に移行し、路面轍状態判断処理を
実行する。この路面轍状態判断処理は図４に示すように
行う。すなわち、所定の記憶領域に格納している、ステ
ップＳ２の処理で算出した上下加速度のロール成分Ｒ及
び、ステップＳ６の処理で算出した舵角偏差Δδとのそ
れぞれに対して、バンドパスフィルタ処理部５１及び５
２においてバンドパスフィルタ処理を行い、高周波のノ
イズ成分と極低周波の成分とをそれぞれ除去する。そし
て、バンドパスフィルタ処理後の各信号について、変動
周期比較部５３において変動周期を比較する。

【００４３】つまり、図５（ａ）に示すように、舵角偏
差Δδの変動周期Ｔδを計測すると共に、その振幅Ｗδ
を検出し、同様に、図５（ｂ）に示すようにロール成分
Ｒの変動周期ＴＲ及びその振幅ＷＲを計測する。そし
て、これら変動周期Ｔδ及びＴＲを比較し、これらが一
致するときには、轍路面を走行していると判断する。そ
して、変動周期Ｔδ及びＴＲに基づいて補正係数αを求
める。この補正係数αは、例えば予め設定し所定の記憶
領域に格納している、図６に示すような制御マップに基
づいて設定し、振幅Ｗδが大きくなるほどαは大きくな
り、また振幅ＷＲが大きくなるほどαが大きくなるよう
に設定する。なお補正係数αは“１”以上であり且つ予
め設定した上限値以内の値に設定する。

【００４４】そして、このようにして補正係数αが設定
されると、次に、ステップＳ９に移行し、操舵トルク補
正演算を行う。つまり、ステップＳ８での路面轍状態判
断結果設定した補正係数αに基づいて、ステップＳ７で
算出した操舵トルクＴを、次式（３）にしたがって補正
し、目標操舵トルクＴ^* を算出する。 Ｔ^* ＝α×Ｔ ……（３） そして、この目標操舵トルクＴ^* に応じた制御指令をモ
ータドライバ２５に出力し、モータドライバ２５では、
制御指令に応じた駆動電流をモータ９に供給する。

【００４５】ここで、ＣＣＤカメラ１２及び車線情報処
理装置３０の車線抽出処理部３２が車線状態検出手段に
対応し、車線情報処理装置３０の位置偏差算出部３４が
自車両走行状態検出手段に対応し、モータ９が操舵補助
力発生手段に対応し、舵角センサ１０が実舵角検出手段
に対応し、図３のステップＳ１及びＳ２の処理が振動状
態検出手段に対応し、ステップＳ４からＳ６の処理が操
舵制御状態検出手段に対応し、ステップＳ７の処理が操
舵制御量検出手段に対応し、ステップＳ８の処理が轍状
態検出手段に対応し、ステップＳ９の処理が補正手段に
対応している。

【００４６】次に、上記第１の実施の形態の動作を説明
する。車線情報処理装置３０では、ＣＣＤカメラ１２で
撮像した車両前方の画像情報を入力し、この画像情報を
もとに、白線情報を抽出し、その車線中心に対する自車
の横方向位置偏差Ｙ及び車線方向に対する自車のヨー角
ψ、前方路面の曲率ρを算出する。そして、これら画像
処理情報を、コントローラ２０に出力する。

【００４７】一方、コントローラ２０では、所定周期で
車線追従走向制御処理を実行し、上下加速度センサ１４
Ｌ，１４Ｒの検出信号を読み込みこれらの差からロール
成分Ｒを算出し、これを所定の記憶領域に格納する（ス
テップＳ１，Ｓ２）。そして、車線情報処理装置３０か
らの画像処理情報及び舵角センサ１０からの実舵角δを
読み込み（ステップＳ３，Ｓ４）、これらに基づいて前
記（１）式にしたがって、目標舵角δ^* を算出する（ス
テップＳ５）。

【００４８】そして、実舵角δと目標舵角δ^* とから舵
角偏差Δδを算出し（ステップＳ６）、これを所定の記
憶領域に格納した後、この舵角偏差Δδをもとに、これ
を抑制し得る操舵トルクＴを算出する（ステップＳ
７）。そして、予め所定の記憶領域に格納している舵角
偏差Δδとロール成分Ｒとをもとに、前記図５に基づい
て轍状態を判定して補正係数αを設定し（ステップＳ
８）、操舵トルクＴを補正係数αによって補正して目標
操舵トルクＴ^* を算出し（ステップＳ９）、これに基づ
いてモータ９を駆動する。なお、このとき、必要に応じ
てクラッチ９ａを制御し、モータ９を駆動するときには
クラッチ９ａを接続状態に制御し、モータ９を停止させ
るときにはクラッチ９ａを遮断状態に制御するようにな
っている。

【００４９】これによって、目標操舵トルクＴ^* に応じ
たトルクがステアリングシャフト２に伝達され、これに
よって操向装置４が駆動されて、車両は車線に沿って走
行する。このとき、車両が轍のない路面を走向している
場合には、左右の上下加速度センサ１４Ｌ，１４Ｒで検
出される上下加速度Ｚ_GL，Ｚ_GRは略一致するから、上下
加速度のロール成分Ｒの変動は少なく、また、変動した
としてもロール成分Ｒの変動周期ＴＲは周期的ではない
か、或いは周期的であったとしても、目標舵角δ ^* と実
角度δとの角度偏差Δδの変動周期Ｔδとはまず一致し
ないから、ステップＳ８の路面轍状態判断処理におい
て、轍が生じていないと判定される。よって、補正係数
αは“１”に設定され、ステップＳ７で算出される操舵
トルクＴが目標操舵トルクＴ^* となり、これに基づいて
モータ９が駆動される。

【００５０】したがって、ステアリングシャフト２に
は、実舵角δを目標舵角δ^* に一致させ得るトルクが付
与され、これによって、舵角が操舵されて車両は車線に
沿って走行するようになる。この状態から、車両が図７
に示すような、この車両よりも大きな大型車等によって
作られた轍路面に進入すると、車線に沿って車両を走向
させようとしても、路面からの外乱によって左右に進路
が変動し、進路の変動と同期して上下方向の路面入力を
受けることになる。これと同時に、路面からの外乱を受
けることによって舵角も影響を受けるため、追従走向を
行うために本来適切な舵角に対して偏差が生じ、外乱周
期に応じて舵角も変動することになる。

【００５１】したがって、上下加速度センサ１４Ｌ，１
４Ｒで検出される上下加速度Ｚ_GL，Ｚ_GRが変化し、何れ
か一方の車輪にのみ路面からの上下入力が作用すること
になるから、上下加速度のロール成分Ｒは図５（ｂ）に
示すように、外乱周期に応じて変動する。同様に、路面
からの外乱によって車両は車線からずれるため、実舵角
δと目標舵角δ^* との舵角偏差Δδも外乱周期に応じて
変動する。

【００５２】よって、周期ＴδとＴＲとがほぼ一致する
から、ステップＳ８の路面轍状態判断処理において、轍
が生じていると判定され、このときの、舵角偏差Δδの
振幅Ｗδ及びロール成分Ｒの振幅ＷＲに基づいて図６の
制御マップから補正係数αが設定される。このとき、補
正係数αは“１”以上であり、また、振幅Ｗδ及びＷＲ
が大きいほど、つまり轍による外乱が大きいほど補正係
数αは増加するように設定されるから、ステップＳ９で
算出される目標操舵トルクＴ^* は、外乱が大きくなるほ
ど、操舵トルクＴよりも大きな値に設定されることにな
る。

【００５３】したがって、外乱の大きさに応じて、車線
情報に基づく操舵トルクＴよりも大きなトルクが発生さ
れるから、轍による外乱の影響を抑制し、安定した車線
追従走向を行うことができる。また、このとき、補正係
数αの上限値が設定されているから、目標操舵トルクＴ
^* が際限なく大きな値に補正されることを回避すること
ができる。

【００５４】なお、上記第１の実施の形態においては、
舵角偏差Δδ及びロール成分Ｒの周期を直接計測して周
期の比較を行うようにした場合について説明したが、こ
れに限るものではなく、例えば、両信号の相互相関関数
を計算することによって、周期を比較するようにしても
よく、この場合、相関係数が大きくなるにつれて補正係
数αを大きくするようにすればよい。

【００５５】また、上記第１の実施の形態においては、
左右のばね上加速度を計測し、これに基づきロール成分
を検出するようにした場合について説明したが、これに
限らず、例えば、図示しない左右車輪のサスペンション
に車体及び車輪間の相対変位又は相対速度を計測するセ
ンサを設け、これらセンサの検出信号に基づいてロール
方向の振動成分を算出するようにしてもよく、また、車
体と路面との間隔を計測する距離センサ等を設け、この
検出信号に基づいて算出するようにしてもよい。

【００５６】また、上記第１の実施の形態においては、
前輪のサスペンション位置に、加速度センサ１４Ｌ，１
４Ｒを設けた場合について説明したが、これに限らず、
後輪のサスペンション位置に設けるようにしてもよく、
また、四輪のサスペンション位置において振動を計測し
ここからロール方向の振動成分を算出するようにしても
よい。

【００５７】次に、本発明の第２の実施の形態を説明す
る。図８は、第２の実施の形態における概略構成図であ
って、図１に示す第１の実施の形態における概略構成図
において、相対速度センサ１５Ｌ，１５Ｒが追加されて
いる。これら相対速度センサ１５Ｌ，１５Ｒは、左右の
前輪のサスペンションに設けられ、車体及び車輪間の相
対速度を計測するようになっていて、これら相対速度セ
ンサ１５Ｌ，１５Ｒの検出信号は、コントローラ２０に
出力されるようになっている。

【００５８】そして、この第２の実施の形態におけるコ
ントローラ２０では、図９に示すように、上下加速度セ
ンサ（上下加速度検出手段）１４Ｌ，１４Ｒ、相対速度
センサ（相対速度検出手段）１５Ｌ，１５Ｒ、及び舵角
偏差Δδに基づいて轍状態の判断を行うようになってい
る。すなわち、まず、上下加速度センサ１４Ｌ，１４Ｒ
の検出信号Ｚ_GL，Ｚ_GRを積分器６１において積分処理
し、ばね上下速度ｄＺ_L，ｄＺ_R に変換する。そして、
このばね上下速度ｄＺ_L ，ｄＺ_R と、相対速度センサ１
５Ｌ，１５Ｒの検出信号ｄＳ_L ，ｄＳ_R とをもとに、演
算器６２において、左右の車輪毎にその差、つまり、ば
ね下速度ｄＺ_0L（＝ｄＺ_L −ｄＳ_L ），ｄＺ_0R（＝ｄＺ
_R −ｄＳ_R ）を算出する。

【００５９】そして、ロール成分算出部６３で、左右の
ばね下速度ｄＺ_0L、ｄＺ_0Rの差、つまり、ロール成分Ｒ
（＝ｄＺ_0L−ｄＺ_0R）を算出する。一方、目標舵角δ^*
と実舵角δとの舵角偏差Δδに対して、上記第１の実施
の形態と同様に、バンドパスフィルタ６４においてバン
ドパスフィルタ処理を行い、変動周期比較部６５におい
て、バンドパスフィルタ処理後の舵角偏差Δδとロール
成分Ｒとをもとに、上記第１の実施の形態と同様に、変
動周期の比較を行う。そして、その変動周期が一致する
ときには轍が発生していると判断し、各信号の振幅に基
づいて、前記図６に示す制御マップに基づいて補正係数
αを設定する。

【００６０】次に、上記第２の実施の動作を説明する。
図１０は、第２の実施の形態において、コントローラ２
０において実行される車線追従走向制御処理の処理手順
を示すフローチャートであって、図３に示す第１の実施
の形態における車線追従走向制御処理と同一部には同一
符号を付与しその詳細な説明は省略する。

【００６１】コントローラ２０では、所定周期で車線追
従走向制御処理を実行し、上下加速度センサ１４Ｌ，１
４Ｒの検出信号を読み込み（ステップＳ１）、さらに、
相対速度センサ１５Ｌ，１５Ｒの検出信号ｄＳ_L ，ｄＳ
_R を読み込む（ステップＳ１０１）。そして、上下加速
度センサ１４Ｌ，１４Ｒの検出信号Ｚ_GL，Ｚ_GRを積分処
理して、ばね上下速度ｄＺ_L ，ｄＺ_R を算出し、この上
下速度ｄＺ_L ，ｄＺ_R と、相対速度センサ１５Ｌ，１５
Ｒの検出信号ｄＳ_L ，ｄＳ_R との差から、ばね下速度ｄ
Ｚ_0L（＝ｄＺ_L −ｄＳ_L ），ｄＺ_0R（＝ｄＺ_R −ｄ
Ｓ_R ）を算出する（ステップＳ１０２）。

【００６２】そして、ばね下速度ｄＺ_0L、ｄＺ_0Rの差か
ら、ロール成分Ｒ（＝ｄＺ_0L−ｄＺ _0R）を算出しこれを
所定の記憶領域に格納した後（ステップＳ１０３）、車
線情報処理装置３０で上記第１の実施の形態と同様にし
て検出した、車線中心に対する自車の横方向位置偏差Ｙ
及び車線方向に対する自車のヨー角方向ψ、前方路面の
曲率ρからなる画像処理情報、及び舵角センサ１０から
の実舵角δを読み込む（ステップＳ３，Ｓ４）。そし
て、これらに基づいて前記（１）式にしたがって、目標
舵角δ^* を算出する（ステップＳ５）。

【００６３】そして、実舵角δと目標舵角δ^* とから舵
角偏差Δδを算出し（ステップＳ６）、これを所定の記
憶領域に格納した後、この舵角偏差Δδをもとに、これ
を抑制し得る操舵トルクＴを前記（２）式に基づいて算
出する（ステップＳ７）。そして、予め所定の記憶領域
に格納している舵角偏差Δδと、ステップＳ１０３で算
出したロール成分Ｒとをもとに、前記図５に基づいて轍
状態を判定して補正係数αを設定し（ステップＳ１０
４）、操舵トルクＴを補正係数αによって補正して目標
操舵トルクＴ^* を算出し（ステップＳ９）、これに基づ
いてモータ９を駆動する。

【００６４】したがって、車両が轍路面を走向すると、
上下加速度センサ１４Ｌ，１４Ｒで検出される上下加速
度Ｚ_GL，Ｚ_GR、また、相対速度センサ１５Ｌ，１５Ｒで
算出される相対速度ｄＳ_L ，ｄＳ_R は、轍による外乱に
同期して変動するから、これらに基づいて算出されるロ
ール成分Ｒも、図５（ａ）に示すように外乱周期に応じ
変動し、同様に、実舵角δと目標舵角δ^* との舵角偏差
Δδも図５（ａ）に示すように外乱周期に応じて変動す
る。

【００６５】よって、周期ＴδとＴＲとがほぼ一致する
から、このときの、舵角偏差Δδの振幅Ｗδ及びロール
成分Ｒの振幅ＷＲに基づいて図６の制御マップから補正
係数αが設定され、これに基づいて操舵トルクＴが補正
されて目標操舵トルクＴ^* が算出される。このように、
上記第２の実施の形態においても、上記第１の実施の形
態と同様の作用効果を得ることができると共に、第２の
実施の形態では、ばね下速度ｄＺ _0L、ｄＺ_0Rを算出し、
つまり、ステアリング機構に加わる外乱とより関係の深
いばね下つまり車輪の振動を推定するようにしたから、
より高精度に轍路面の判断を行うことができる。

【００６６】次に、本発明の第３の実施の形態を説明す
る。図１１は、第３の実施の形態における概略構成図で
あって、図１に示す第１の実施の形態における概略構成
図において、上下加速度センサ１４Ｒ，１４Ｌに替え
て、車体の左右方向の振動を計測する横加速度センサ１
６が設けられ、この横加速度センサ１６の検出信号Ｙ_G
は、コントローラ２０に出力されるようになっている。

【００６７】そして、この第３の実施の形態におけるコ
ントローラ２０では、図１２に示すように、横加速度セ
ンサ１６の検出信号Ｙ_G 及び舵角偏差Δδに基づいて轍
状態の判断を行うようになっている。すなわち、横加速
度センサ１６からの横加速度Ｙ_G に対してバンドパスフ
ィルタ７１においてバンドパスフィルタ処理を行い、ま
た、目標舵角δ^* と実舵角δとの舵角偏差Δδに対して
バンドパスフィルタ７２においてバンドパスフィルタ処
理を行う。そして、バンドパスフィルタ処理した横加速
度Ｙ_G 及び舵角偏差Δδをもとに、変動周期比較部７３
において、横加速度Ｙ_G の変動周期と舵角偏差Δδの変
動周期とを上記第１の実施の形態と同様にして比較し、
これらが同一周期で変動するときには轍が発生している
と判断し、各信号の振幅に基づいて、前記第１の実施の
形態と同様に、前記図６に示すような予め設定した図示
しない制御マップに基づいて補正係数αを設定する。な
お、補正係数αは、上記第１の実施の形態と同様に、
“１”以上所定値以下の値であり且つ振幅が大きくなる
ほど大きくなるように設定される。

【００６８】図１３は、コントローラ２０において実行
される第３の実施の形態における車線追従走向制御処理
の処理手順を示すフローチャートであって、前記図３に
示す第１の実施の形態における車線追従走向制御処理と
同一部には同一符号を付与しその詳細な説明は省略す
る。コントローラ２０では、所定周期で車線追従走向制
御処理を実行し、まず、横加速度センサ１６からの横加
速度Ｙ_G を読み込み、これを所定の記憶領域に格納し
（ステップＳ２０１）、さらに、車線情報処理装置３０
において、上記第１の実施の形態と同様にして検出した
画像処理情報及び舵角センサ１０からの実舵角δを読み
込み（ステップＳ３，Ｓ４）、これらに基づいて前記
（１）式にしたがって、目標舵角δ^* を算出する（ステ
ップＳ５）。

【００６９】そして、実舵角δと目標舵角δ^* とから舵
角偏差Δδを算出しこれを所定の記憶領域に格納した後
（ステップＳ６）、実舵角δと目標舵角δ^* とを一致さ
せることの可能な操舵トルクＴを前記（２）式に基づい
て算出する（ステップＳ７）。そして、ステップＳ２０
１で所定の記憶領域に格納した横加速度Ｙ_G とステップ
Ｓ６で所定の記憶領域に格納した舵角偏差Δδとをもと
に、上記第１の実施の形態と同様にして、これらをバン
ドパスフィルタ処理した後、それぞれの変動周期及び振
幅を求めこれに基づき轍状態を判定して補正係数αを設
定し（ステップＳ２０２）、ステップＳ７で算出した操
舵トルクＴを補正係数αによって補正して目標操舵トル
クＴ^* を算出し（ステップＳ９）、これに基づいてモー
タ９を駆動する。

【００７０】したがって、車両が轍路面を走向すると、
横加速度センサ１６で検出される横加速度Ｙ_G は、轍に
よる外乱に同期して変動するから、横加速度Ｙ_G は外乱
周期に応じて変動し、同様に、実舵角δと目標舵角δ^*
との舵角偏差Δδも外乱周期に応じて変動する。よっ
て、横加速度Ｙ_G 及び舵角偏差Δδの変動周期がほぼ一
致するから、このときの、舵角偏差Δδの振幅及び横加
速度Ｙ_G の振幅に基づいて予め設定した図示しない制御
マップから補正係数αが設定され、舵角偏差Δδの振幅
及び横加速度Ｙ_G の振幅の振幅が大きいほど補正係数α
が大きく設定され操舵トルクＴはより大きな値に補正さ
れる。

【００７１】したがって、上記第１の実施の形態に示す
ように路面入力によって生じる上下加速度を計測するこ
とに替えて、ステアリング機構に外乱が加わることによ
って生じる横加速度Ｙ_G を検出することによって、第３
の実施の形態においても、上記第１の実施の形態と同等
の作用効果を得ることができる。次に、本発明の第４の
実施の形態を説明する。

【００７２】この第４の実施の形態におけるコントロー
ラ２０では、車線追従走向制御処理を、図１４のブロッ
ク図に示すように行っている。なお、前記図２に示す第
１の実施の形態におけるブロック図と同一部には同一符
号を付与し、その詳細な説明は省略する。すなわち、車
線情報処理装置３０から横偏差Ｙ及びヨー角偏差ψを入
力し、これらをもとに、操舵トルク算出部２２ａにおい
て、操舵トルクＴを算出する。つまり、車線情報に応じ
て完全に追従するよう操舵力を発生するのではなく、運
転者が車線に沿って走行しようとする運転動作を補助す
るように、補助的な操舵トルクを発生するようにしてい
る。

【００７３】そして、路面轍状態判断部２３ａでは、こ
の操舵トルクＴと上下加速度センサ１４Ｌ，１４Ｒで検
出した上下加速度Ｚ_{G L} ，Ｚ_GRとをもとに、路面轍状態
を判断する。そして、この判断結果に応じて、操舵操舵
トルク算出部２２ａで算出した操舵トルクＴを操舵トル
ク補正演算部２４において補正し、これを目標操舵トル
クＴ^* としてモータドライバ２５に出力する。このモー
タドライバ２５では、目標操舵トルクＴ^* を発生し得る
駆動電流をモータ９に出力しモータ９を駆動制御する。

【００７４】図１５は、第４の実施の形態における車線
追従制御処理の処理手順の一例を示すフローチャートで
あって、図３に示す第１の実施の形態における車線追従
制御処理の処理手順と同一部には同一符号を付与しその
詳細な説明は省略する。すなわち、まず、上下加速度セ
ンサ１４Ｌ，１４Ｒの検出信号Ｚ_GL、Ｚ_GRを読み込み
（ステップＳ１）、これらの差からロール成分Ｒ（＝Ｚ
_GL−Ｚ_GR）を算出してこれを所定の記憶領域に格納する
（ステップＳ２）。

【００７５】次いで、車線情報処理装置３０から、車線
中心に対する自車の横方向位置偏差Ｙ及び車線方向に対
する自車のヨー角方向ψからなる偏差情報を読み込み
（ステップＳ３０１）、これらをもとに制御トルクＴを
算出しこれを所定の記憶領域に格納する（ステップＳ３
０２）。この制御トルクＴの算出は、横方向位置偏差Ｙ
及びヨー角方向ψとに比例した量の補正を与える方法に
より行う。つまり、次式（４）に基づいて行う。なお、
式中のＫ１１及びＫ１２は比例定数である。

【００７６】 Ｔ＝Ｋ１１×Ｙ＋Ｋ２×ψ ……（４） そして、ステップＳ２で算出したロール成分Ｒと操舵ト
ルクＴとをもとに路面轍状態判断処理を行う（ステップ
Ｓ３０３）。つまり、上記第１の実施の形態と同様に、
所定の記憶領域に格納した制御トルクＴ及びロール成分
Ｒのそれぞれに対し、バンドパスフィルタ処理をして高
周波のノイズ成分及び極低周波の成分とを除去し、その
後、それぞれの変動周期及び振幅を検出する。そして、
これらの変動周期が一致するときには轍路面を走向して
いると判定する。そして、前記図６に示すような予め設
定した図示しない制御マップに基づいて、制御トルクＴ
及びロール成分Ｒの振幅に応じた補正係数αを設定す
る。なお、補正係数αは、上記第１の実施の形態と同様
に、“１”以上所定値以下の値であり且つ振幅が大きく
なるほど大きくなるように設定される。

【００７７】そして、設定した補正係数αに応じて操舵
トルクＴを補正し、補正後の操舵トルクを目標操舵トル
クＴ^* とし（ステップＳ９）、これに応じた制御指令を
モータ９に出力する（ステップＳ１０）。したがって、
この第４の実施の形態では、車両が轍路面を走行したと
きには、周期的な外乱を受けるため、車両を車線に追従
させるために必要とする操舵トルクＴも周期的に変化す
ることになる。一方、車両のロール成分Ｒは轍路面に応
じて変動するから、ロール成分Ｒの変動周期と操舵トル
クＴの変動周期とがほぼ一致し、轍路面であると判断さ
れて、操舵トルクＴ及びロール成分Ｒの振幅に応じた補
正係数αによって、操舵トルクＴが大きな値に補正され
ることになる。

【００７８】したがって、この場合も上記第１の実施の
形態と同等の作用効果を得ることができる。なお、上記
第１から第４の実施の形態においては、操舵制御状態検
出手段として、実舵角δと目標舵角δ^* との舵角偏差Δ
δを用いるようにした場合、或いは操舵トルクＴを用い
るようにした場合について説明し、また、車両振動状態
検出手段として、ばね上振動を計測する場合、また、ば
ね下振動を推定する場合、或いは横加速度を用いる場合
について説明したが、これらを相互に組み合わせて轍状
態を判定することも可能である。

【００７９】次に、本発明の第５の実施の形態を説明す
る。この第５の実施の形態における概略構成は、図１に
示す第１の実施の形態における概略構成と同様である。
そして、第５の実施の形態では、コントローラ２０で
は、図１６に示す車線追従走向制御処理を実行するよう
になっている。なお、図３に示す第１の実施の形態にお
ける車線追従走向制御処理と同一処理部には同一符号を
付与しその詳細な説明は省略する。

【００８０】すなわち、この第５の実施の形態において
は、上下加速度センサ１４Ｌ，１４Ｒの検出信号を読み
込み、これらをもとにロール成分Ｒを算出する（ステッ
プＳ１，Ｓ２）。次いで、ステップＳ４０１に移行して
バウンスピッチ成分を算出する。このバウンスピッチ成
分ＢＰは、上下加速度センサ１４Ｌ，１４Ｒの検出信号
Ｚ_GL，Ｚ_GRの和（＝Ｚ_GL＋Ｚ_GR）から算出する。そして
これを所定の記憶領域に格納する。

【００８１】そして、車線情報処理装置３０からの画像
処理情報、舵角センサ１０からの検出信号を読み込み
（ステップＳ３，Ｓ４）、上記式（１）に基づいて目標
舵角δ ^* を算出した後（ステップＳ５）、ステップＳ７
に移行して舵角センサ１０からの実舵角δと目標舵角δ
^* とに基づき前記（２）式に基づいて操舵トルクＴを算
出する。

【００８２】次に、ステップＳ４０２に移行して路面轍
状態を判断する。この路面轍状態の判断は、ステップＳ
２で算出したロール成分Ｒ及びステップＳ４０１で算出
したバウンスピッチ成分ＢＰに基づき図１７に示すよう
に行う。すなわち、所定の記憶領域に格納しているバウ
ンスピッチ成分ＢＰに対し、バンドパスフィルタ８１に
おいてバンドパスフィルタ処理を行う。このとき、ばね
上共振周波数域（例えば０．５Ｈｚ〜２Ｈｚ程度）にお
ける信号を抽出するようにカットオフ周波数を定める。
同様に、ロール成分Ｒに対して、バンドパスフィルタ８
２においてバンドパスフィルタ処理を行い、このとき、
ばね上共振周波数及びばね下共振周波数の間の周波数域
（例えば３Ｈｚ〜１０Ｈｚ程度）における信号を抽出す
るようにカットオフ周波数を定める。

【００８３】そして、このようにしてバンドパスフィル
タ処理を行ったバウンスピッチ成分ＢＰ及びロール成分
Ｒそれぞれに対してオーバーオールパワー算出部８３，
８４においてオーバーオールパワーを算出する。つま
り、バウンスピッチ成分ＢＰのばね上共振周波数域にお
けるパワースペクトルの和と、ロール成分Ｒのばね上共
振周波数及びばね下共振周波数の間の周波数域における
パワースペクトルの和とを算出し、このバウンスピッチ
成分ＢＰ及びロール成分Ｒのオーバーオールパワーをも
とに振動レベル判断部８５において、振動レベルを判断
しこれに応じて補正係数αを設定する。

【００８４】この補正係数αの設定は、図１８のフロー
チャートに基づいて行う。すなわち、まず、ステップＳ
５０１でバウンスピッチ成分ＢＰが予め設定したしきい
値ＢＰ_THを越えるかどうかを判定し、バウンスピッチ成
分ＢＰがしきい値ＢＰ_THを越えるときには、ステップＳ
５０２に移行する。このステップＳ５０２では、補正係
数αを図１９（ａ）に示す制御マップに基づいて、
“１”以下の値に設定する。

【００８５】一方、ステップＳ５０１でバウンスピッチ
成分ＢＰがしきい値ＢＰ_THを越えないときにはステップ
Ｓ５０３に移行し、ロール成分Ｒがしきい値Ｒ_THを越え
るかどうかを判定する。そして、ロール成分Ｒがしきい
値Ｒ_THを越えるときにはステップＳ５０４に移行し補正
係数αを図１９（ｂ）の制御マップにしたがって“１”
以上の値に設定する。そして、ステップＳ５０３の処理
でロール成分Ｒがしきい値Ｒ_THを越えないときにはステ
ップＳ５０５に移行し補正係数αをα＝１に設定する。
そして、補正係数αが設定されると処理を終了する。

【００８６】前記制御マップは予め設定したものであっ
て、図１９（ａ）に示すように、バウンスピッチ成分Ｂ
Ｐが零からしきい値ＢＰ_THまでの間は補正係数αは
“１”に設定され、バウンスピッチ成分ＢＰがしきい値
ＢＰ_THからしきい値ＢＰ_THよりも大きいしきい値Ｂ
Ｐ_TH′までの間はバウンスピッチ成分ＢＰが増加するに
つれて補正係数αは小さくなり、バウンスピッチ成分Ｂ
Ｐがしきい値ＢＰ_TH′を越えると、補正係数αは零と
“１”との間の所定値に維持されるように設定される。
また、図１９（ｂ）に示すように、ロール成分Ｒが零か
らしきい値Ｒ_THまでの間は補正係数αは“１”に設定さ
れ、ロール成分Ｒがしきい値Ｒ_THからしきい値Ｒ_THより
も大きいしきい値Ｒ_TH′までの間は、ロール成分Ｒが増
加するにつれて補正係数αは小さくなり、ロール成分Ｒ
がしきい値Ｒ_TH′を越えると“１”よりも大きい所定値
に設定される。

【００８７】このようにしてステップＳ４０２の処理で
補正係数αが設定されると、この補正係数αに応じてス
テップＳ７の処理で算出した操舵トルクＴが補正されて
目標操舵トルクＴ^* が算出され（ステップＳ９）、これ
に応じた指令信号がモータ９に出力される（ステップＳ
１０）。ここで、車両の振動特性として、タイヤの横方
向への弾性と、車両重量、車両のロール慣性との関係か
ら、ばね上共振周波数とばね下共振周波数との間の周波
数域において振動が発生しやすく、特に、轍路面等を走
行することによってタイヤへ横方向への入力が加わった
場合には、この周波数域における振動が強く引き起こさ
れる。したがって、ここでは、この特性に着目し、ロー
ル成分からばね上共振周波数とばね下共振周波数との間
の周波数域における振動を、オーバーオールパワーを求
めることによって抽出し、これを、タイヤへ横方向への
入力が加わった状態、すなわち轍路面を検出するための
指標としている。

【００８８】したがって、例えば車両が、上下に波打つ
うねり路面において、轍掘れが生じているような路面を
走行した場合、車両にはロール方向の振動が発生すると
共に、バウンスピッチ方向の振動も引き起こされる。こ
のようにバウンスピッチ方向の振動が生じている場合、
車体に搭載されたＣＣＤカメラ１２も同様に振動するた
め、その画像情報から求められる車線状況の精度は低下
することになる。

【００８９】しかしながら、このように、バウンスピッ
チ方向の振動が大きいときには（ステップＳ５０１）、
ロール方向の振動が大きい場合でも（ステップＳ５０
３）、補正係数αは“１”以下の値に設定され（ステッ
プＳ５０２）、つまり、車線状況に基づいて算出される
操舵トルクＴは小さく補正されて目標操舵トルクＴ
^* は、操舵トルクＴよりも小さくなる。つまり、画像情
報から求められる車線状況の信頼性が低いときには操舵
補助力を抑制するようにしているから、真に必要とする
操舵トルクよりも大きな操舵トルクが作用することを回
避することができ、安全性を向上させることができる。
また、バウンスピッチ方向の振動が大きいときには、そ
の振動レベルが大きくなるほど、補正係数αを小さく設
定し、すなわち、得られる車線状況の信頼性が低くなる
ほど、操舵補助力をより小さく抑制するようにしている
から、操舵補助力を的確に抑制することができる。

【００９０】また、この第５の実施の形態の場合、ロー
ル成分のばね上共振周波数とばね下共振周波数との間の
周波数域における振動から轍路面であるかどうかを判定
するようにしているため、第１の実施の形態に比較して
より簡易な構成で実現することができる。次に、本発明
の第６の実施の形態を説明する。

【００９１】この第６の実施の形態の構成は、前記図１
１に示す第３の実施の形態の概略構成と同様であって、
横加速度センサ１６の検出信号に基づいて轍状態を検出
するようにしている。図２０は、第６の実施の形態にお
ける、車線追従制御処理のフローチャートであって、前
記図１３に示す上記第３の実施の形態における車線追従
制御処理の処理手順と同一部には同一符号を付与し、そ
の詳細な説明は省略する。

【００９２】すなわち、この第６の実施の形態における
車線追従制御処理では、ステップＳ６０１の処理では、
路面轍状態判断を横加速度Ｙ_G に基づいて行うようにな
っている。つまり、図２１に示すように、横加速度Ｙ_G
に対してバンドパスフィルタ９１において、バンドパス
フィルタ処理を行って、ヨー共振周波数以上の周波数成
分を抽出し、これをもとに、オーバーオールパワー算出
部９２において、特にタイヤに横方向の入力が加わった
場合にその振動が強く引き起こされるヨー共振周波数以
上の周波数成分におけるパワースペクトルの和を算出
し、これに基づいて振動レベル判断部９３において、振
動レベルを判定し補正係数αを設定する。

【００９３】この補正係数αの設定は、例えば図１９
（ｂ）に示すように、オーバーオールパワーが零から第
１のしきい値Ｒ_THである間は補正係数αは“１”、オー
バーオールパワーが第１のしきい値Ｒ_THからこれよりも
大きい第２のしきい値Ｒ_TH′である間は、オーバーオー
ルパワーが増加するにつれて補正係数αが増加し、第２
のしきい値Ｒ_TH′を越えると所定値となるように設定す
る。

【００９４】したがって、この場合、路面から加わる外
乱による車体の左右振動を横加速度センサ１６で検出
し、これに応じて轍路面を走行しているかどうかを検出
するようにしているから、轍路面走行しているときに操
舵トルクを増加傾向に補正することによって、上記第１
の実施の形態と同等の作用効果を得ることができる。次
に、本発明の第７の実施の形態を説明する。

【００９５】この第７の実施の形態は、図２２の第７の
実施の形態における車線追従走行制御処理のフローチャ
ートに示すように、図３に示す第１の実施の形態におけ
る車線追従走行処理のフローチャートにおいて、ステッ
プＳ７０１〜Ｓ７０３の処理が追加されている。すなわ
ち、上下加速度のロール成分Ｒ、舵角偏差Δδに基づい
て補正係数αを設定した後（ステップＳ８）、ステップ
Ｓ７０１に移行し、ステップＳ８で設定される補正係数
αがα＞１の状態が所定時間継続したかどうかを判定す
る（ステップＳ８０１）。この判定は、例えばステップ
Ｓ８で設定される補正係数αがα＞１となったときに、
カウントを開始し、ステップＳ８で設定される補正係数
αがα＞１でなくなったときにカウント値をリセットす
ること等によって継続時間を測定するようにしておき、
これに基づいて行う。なお、この所定時間は、路面轍状
態を検出し、補正係数αを増加させて操舵トルクＴを増
加方向に補正したときに、車両走行状態が安定するまで
の平均的な値に応じて定められる時間であって、車両特
性に応じて決定される値である。

【００９６】そして、補正係数αがα＞１の状態が所定
時間継続していなければ、そのままステップＳ９に移行
し、上記第１の実施の形態と同様にして、ステップＳ８
で設定した補正係数αに基づいて操舵トルクＴの補正を
行い、目標操舵トルクＴ^* を算出する。一方、ステップ
Ｓ７０１の処理で、補正係数αがα＞１の状態が所定時
間継続したときにはステップＳ７０２に移行し、上下加
速度のロール成分Ｒ及び舵角偏差Δδの振幅がそれぞれ
に予め設定したしきい値以上であるかを判定する。この
しきい値は、車線追従走行を行った際に通常取り得る値
の大きさに応じて定められる値である。

【００９７】そして、ステップＳ７０２で、上下加速度
のロール成分Ｒ及び舵角偏差Δδの振幅がそれぞれしき
い値以上であるときには、ステップＳ７０３に移行して
補正係数α＝１に設定した後ステップＳ９に移行し、こ
の補正係数αに基づいて目標操舵トルクＴ^* を算出す
る。つまり、操舵トルクＴが目標操舵トルクＴ^* として
設定され、これに基づいて操舵補助トルクが発生され
る。

【００９８】一方、ステップＳ７０２の処理で、上下加
速度のロール成分Ｒ、舵角偏差Δδの振幅が共に、しき
い値以上でないときには、ステップＳ７０２からステッ
プＳ９に移行し、ステップＳ８で設定した補正係数αに
基づいて操舵トルクＴの補正を行い、目標操舵トルクＴ
^* を算出する。したがって、例えば、路面の轍が非常に
深く掘れている路面を走行している場合等、ステアリン
グシャフト２に連結したモータ９で発生可能なトルクで
は制御トルクが不足する場合等には、車両走行状態が安
定しないから補正係数αがα＞１となる状態が継続す
る。この状態が継続すると、モータ９の性能以上に大き
なトルクを発生するように制御が行われることになり、
モータ９を始め、ステアリングシャフト２，ウォームギ
ヤ６等に負担がかかることになる。

【００９９】しかしながら、補正係数αがα＞１の状態
が所定時間継続すると、αはα＝１に設定され操舵トル
クＴの補正は行われないから、性能以上に大きな操舵補
助トルクを発生させるように制御が行われることはな
く、ステアリングシャフト２に連結されたモータ９やウ
ォームギア６、クラッチ９ａ等を保護することができ
る。

【０１００】なお、上記第１の実施の形態と同等の作用
効果を得ることができることはいうまでもない。また、
上記実施の形態においては、第１の実施の形態に適用し
た場合について説明したが、上記第２から第６の実施の
形態に適用可能であることはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態を示す概略構成図である。

【図２】第１の実施の形態における車線追従走行制御装
置における処理手順の一例を示すブロック図である。

【図３】第１の実施の形態における車線追従走行制御処
理の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図４】第１の実施の形態における路面轍状態判断の処
理手順を示すブロック図である。

【図５】路面轍状態判断の説明に供する説明図である。

【図６】補正係数αを設定するための制御マップであ
る。

【図７】第１の実施の形態の動作説明に供する説明図で
ある。

【図８】第２の実施の形態を示す概略構成図である。

【図９】第２の実施の形態における路面轍状態判断の処
理手順を示すブロック図である。

【図１０】第２の実施の形態における車線追従走行制御
処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図１１】第３の実施の形態を示す概略構成図である。

【図１２】第３の実施の形態における路面轍状態判断の
処理手順を示すブロック図である。

【図１３】第３の実施の形態における車線追従走行制御
処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図１４】第４の実施の形態における車線追従走行制御
装置における処理手順の一例を示すブロック図である。

【図１５】第４の実施の形態における車線追従走行制御
処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図１６】第５の実施の形態における車線追従走行制御
処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図１７】第５の実施の形態における路面轍状態判断の
処理手順を示すブロック図である。

【図１８】図１７の振動レベル判断部８５における補正
係数の設定手順を示すフローチャートである。

【図１９】バウンスピッチ成分のオーバーオールパワー
と補正係数α、及びロール成分のオーバーオールパワー
と補正係数αとの対応を表す制御マップである。

【図２０】第６の実施の形態における車線追従走行制御
処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図２１】第６の実施の形態における路面轍状態判断の
処理手順を示すブロック図である。

【図２２】第７の実施の形態における車線追従走行制御
処理の処理手順の一例を示すフトーチャートである。

【符号の説明】

１ ステアリングホイール ２ ステアリングシャフト ４ 操向装置 ９ モータ ９ａ クラッチ １０ 舵角センサ １２ ＣＣＤカメラ １４Ｌ，１４Ｒ 上下加速度センサ １５Ｌ，１５Ｒ 相対速度センサ １６ 横加速度センサ ２０ コントローラ ３０ 車線情報処理装置

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 111:00 Ｂ６２Ｄ 113:00 113:00 137:00 137:00 Ｇ０１Ｐ 15/00 Ｊ (72)発明者 豊田 博充 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 高浜 琢 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 CC05 CC20 CC27 DA03 DA36 DA42 DA43 DA84 DA88 DB01 DC14 DC38 EB11 EC23 5H180 AA01 CC04 CC24 LL01 LL02 LL09

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自車両前方道路の車線状態を検出し、当
   該車線状態と自車両の走行状態とに基づき自車両を車線
   に追従走行させることの可能な操舵補助力を検出してこ
   の操舵補助力を操舵系に付与することにより、自車両を
   車線に追従走行させるようにした車線追従走行制御装置
   において、 自車両走行路面の轍状態を検出し、検出した轍状態に応
   じて前記操舵補助力を補正するようになっていることを
   特徴とする車線追従走行制御装置。
2. 【請求項２】 自車両前方道路の車線状態を検出する車
   線状態検出手段と、 自車両の走行状態を検出する自車両走行状態検出手段
   と、 前記車線状態検出手段で検出した車線状態と、前記自車
   両走行状態検出手段で検出した自車両走行状態とに基づ
   き自車両を車線に追従走行させるために必要な操舵制御
   量を検出する操舵制御量検出手段と、 車両の操舵系に連結され、前記操舵制御量検手段で検出
   した操舵制御量に応じた操舵補助力を前記操舵系に付与
   する操舵補助力発生手段と、を備えた車線追従走行制御
   装置において、 走行路面の轍状態を検出する轍状態検出手段と、 当該轍状態検出手段で検出した轍状態に基づいて、前記
   操舵制御量検出手段で検出した操舵制御量を補正する補
   正手段と、を備えることを特徴とする車線追従走行制御
   装置。
3. 【請求項３】 前記轍状態検出手段は、車両の操舵制御
   状態を検出する操舵制御状態検出手段と、車両の振動状
   態を検出する振動状態検出手段と、を備え、前記補正手
   段は、操舵制御状態検出手段で検出した操舵制御状態及
   び前記振動状態検出手段で検出した振動状態の変動周期
   が同一であるとき前記操舵制御状態及び前記振動状態の
   変動幅に応じて前記操舵制御量を増加させるようになっ
   ていることを特徴とする請求項２記載の車線追従走行制
   御装置。
4. 【請求項４】 前記操舵制御量検出手段は、実舵角を検
   出する実舵角検出手段を備え、前記車線状態と前記自車
   両走行状態とに基づき自車両を車線に追従走行させ得る
   目標舵角を算出してこの目標舵角と前記実舵角検出手段
   で検出した実舵角とに基づいて前記操舵制御量を検出
   し、前記操舵制御状態検出手段は、前記目標舵角と前記
   実舵角との偏差を検出するようになっていることを特徴
   とする請求項３記載の車線追従走行制御装置。
5. 【請求項５】 前記操舵制御状態検出手段は、前記操舵
   補助力発生手段で発生する操舵補助力を検出するように
   なっていることを特徴とする請求項３記載の車線追従走
   行制御装置。
6. 【請求項６】 前記振動状態検出手段は、車体のロール
   振動を検出するようになっていることを特徴とする請求
   項３乃至５の何れかに記載の車線追従走行制御装置。
7. 【請求項７】 前記振動状態検出手段は、車輪の上下振
   動の左右逆相成分を検出するようになっていることを特
   徴とする請求項３乃至５の何れかに記載の車線追従走行
   制御装置。
8. 【請求項８】 前記振動状態検出手段は、車体の上下加
   速度を検出する上下加速度検出手段と、車体及び車輪間
   の相対速度を検出する相対速度検出手段とを備え、前記
   上下加速度検出手段で検出した上下加速度の積分値と前
   記相対速度検出手段で検出した相対速度とから車輪の上
   下振動状態を推定するようになっていることを特徴とす
   る請求項７記載の車線追従走行制御装置。
9. 【請求項９】 前記振動状態検出手段は、車体の左右振
   動を検出するようになっていることを特徴とする請求項
   ３乃至５の何れかに記載の車線追従走行制御装置。
10. 【請求項１０】 前記補正手段は、前記操舵制御状態検
    出手段で検出した操舵制御状態又は前記振動状態検出手
    段で検出した振動状態の変動の振幅が増加するほど、前
    記操舵制御量の補正幅を増加させるようになっているこ
    とを特徴とする請求項３乃至９の何れかに記載の車線追
    従走行制御装置。
11. 【請求項１１】 前記補正手段は、前記操舵制御量を増
    加方向に補正する状態が所定時間継続したときには、前
    記操舵制御量の増加方向への補正を行わないようになっ
    ていることを特徴とする請求項２乃至１０の何れかに記
    載の車線追従走行制御装置。
12. 【請求項１２】 前記轍状態検出手段は、車体のバウン
    ス及びピッチ方向の振動状態とロール方向の振動状態と
    を検出し、これら振動状態の周波数特性に基づいて轍状
    態を検出するようになっていることを特徴とする請求項
    ２記載の車線追従走行制御装置。
13. 【請求項１３】 前記轍状態検出手段は、ばね上共振周
    波数よりも高い所定の周波数域における車体のロール方
    向の振動レベルがしきい値を越えるかどうかを判定し、
    前記補正手段は、前記ロール方向の振動レベルが前記し
    きい値を越えるとき前記操舵制御量を増加させる方向に
    補正するようになっていることを特徴とする請求項１２
    記載の車線追従走行制御装置。
14. 【請求項１４】 前記轍状態検出手段は、ばね上共振周
    波数を含む所定の周波数域における車体のバウンス及び
    ピッチ方向の振動レベルがしきい値を越えるかどうかを
    判定し、前記補正手段は、前記バウンス及びピッチ方向
    の振動レベルが前記しきい値を越えるとき前記操舵補助
    力を減少させる方向に補正するようになっていることを
    特徴とする請求項１２又は１３記載の車線追従走行制御
    装置。
15. 【請求項１５】 前記補正手段は、ばね上共振周波数を
    含む所定の周波数域における車体のバウンス及びピッチ
    方向の振動レベルがしきい値を越え、且つばね上共振周
    波数よりも高い所定の周波数域における車体のロール方
    向の振動レベルがしきい値を越えるときには、前記操舵
    補助力を減少させる方向に補正するようになっているこ
    とを特徴とする請求項１４記載の車線追従走行制御装
    置。
16. 【請求項１６】 前記轍状態検出手段は、車体の左右方
    向の振動状態を検出し、ヨー共振周波数よりも高い所定
    の周波数域における左右方向の振動レベルがしきい値を
    越えるかどうかを判定し、前記補正手段は前記左右方向
    の振動レベルがしきい値を越えるときには、前記操舵制
    御量を増加させる方向に補正するようになっていること
    を特徴とする請求項２記載の車線追従走行制御装置。
17. 【請求項１７】 前記補正手段は、前記振動レベルが増
    加するほど、前記操舵制御量の補正幅が増加するように
    補正を行うようになっていることを特徴とする請求項１
    ３乃至１６の何れかに記載の車線追従走行制御装置。