JP2002104221A - 車線追従制御装置 - Google Patents
車線追従制御装置Info
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- B62D15/00—Steering not otherwise provided for
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- B62D15/025—Active steering aids, e.g. helping the driver by actively influencing the steering system after environment evaluation
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- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
- B62D5/046—Controlling the motor
- B62D5/0463—Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
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- B62D5/0475—Controlling other elements
- B62D5/0478—Clutches
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
- B60T2201/00—Particular use of vehicle brake systems; Special systems using also the brakes; Special software modules within the brake system controller
- B60T2201/08—Lane monitoring; Lane Keeping Systems
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 生産バラツキ等に起因して操舵系フリクショ
ンにバラツキが生じても、また、経時変化で操舵系フリ
クションが変化しても、車両個々に各走行場面にて同定
を行ったのと同様に、その車両に最適なモデルを得るこ
とができ、結果として、車線追従制御性能を最適なもの
にすることができる車線追従制御装置を提供すること。 【解決手段】 操舵系フリクションを考慮したモデルを
用いたオブザーバにて算出する制御指令算出手段を有す
る車線追従制御装置において、横変位データをサンプリ
ングするサンプリング手段と、予めモデル誤差の無い理
想的な状態で制御を行った場合の横変位分布を得てお
き、この横変位理想分布と自車の横変位分布を示すサン
プリングデータとを比較するサンプリングデータ比較手
段と、サンプリングデータが理想分布に対しバラツキが
大きい場合、モデル内のフリクション項の値を増大さ
せ、サンプリングデータが理想分布に対しバラツキが小
さい場合、モデル内の操舵系フリクション項の値を減少
させる操舵系フリクション補償手段とを設けた。
ンにバラツキが生じても、また、経時変化で操舵系フリ
クションが変化しても、車両個々に各走行場面にて同定
を行ったのと同様に、その車両に最適なモデルを得るこ
とができ、結果として、車線追従制御性能を最適なもの
にすることができる車線追従制御装置を提供すること。 【解決手段】 操舵系フリクションを考慮したモデルを
用いたオブザーバにて算出する制御指令算出手段を有す
る車線追従制御装置において、横変位データをサンプリ
ングするサンプリング手段と、予めモデル誤差の無い理
想的な状態で制御を行った場合の横変位分布を得てお
き、この横変位理想分布と自車の横変位分布を示すサン
プリングデータとを比較するサンプリングデータ比較手
段と、サンプリングデータが理想分布に対しバラツキが
大きい場合、モデル内のフリクション項の値を増大さ
せ、サンプリングデータが理想分布に対しバラツキが小
さい場合、モデル内の操舵系フリクション項の値を減少
させる操舵系フリクション補償手段とを設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、走行時に車線情報
を取り込み、操舵トルクを操舵力伝達系に与えることで
車線中央位置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
ことで車線中央位置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
制御装置の技術分野に属する。
を取り込み、操舵トルクを操舵力伝達系に与えることで
車線中央位置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
ことで車線中央位置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
制御装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】高速道路等で車線中央位置を走行するよ
うに車両の操舵系を制御する車線追従制御装置（Lane K
eeping Assistance System）は、車線を認識するカメラ
＆画像処理装置、レーンキープコントロールユニット、
ステアリングアクチュエータ等から構成され、車線追従
制御は、カメラより得られる前方注視点（自車位置）と
車線中央位置との横変位を入力し、ステアリングアクチ
ュエータ内のモータへの指令電流を算出する。この指令
電流算出手段として、図１０に示すように、操舵系フリ
クションを考慮したモデルを用いたオブザーバにて算出
される。
うに車両の操舵系を制御する車線追従制御装置（Lane K
eeping Assistance System）は、車線を認識するカメラ
＆画像処理装置、レーンキープコントロールユニット、
ステアリングアクチュエータ等から構成され、車線追従
制御は、カメラより得られる前方注視点（自車位置）と
車線中央位置との横変位を入力し、ステアリングアクチ
ュエータ内のモータへの指令電流を算出する。この指令
電流算出手段として、図１０に示すように、操舵系フリ
クションを考慮したモデルを用いたオブザーバにて算出
される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の車線追従制御装置にあっては、オブザーバを設計す
る際、モデル内の操舵系フリクション項（図１０の
ａ55）を、バラツキや経時変化を加味した上で、ノミナ
ル値等の固定値で設定しているため、生産バラツキによ
り、設定値に対して過大（過小）なフリクションの部品
が組み合わさった時、設定したモデルとの誤差が生じ、
車線追従性能が低下してしまう。
来の車線追従制御装置にあっては、オブザーバを設計す
る際、モデル内の操舵系フリクション項（図１０の
ａ55）を、バラツキや経時変化を加味した上で、ノミナ
ル値等の固定値で設定しているため、生産バラツキによ
り、設定値に対して過大（過小）なフリクションの部品
が組み合わさった時、設定したモデルとの誤差が生じ、
車線追従性能が低下してしまう。
【０００４】具体的には、過大なフリクションの部品が
組み付けられた場合、オブザーバで算出される電流値で
は所望の操舵トルクが得られず、結果として制御ゲイン
が低下する。つまり、本来望ましい車線追従制御に対し
ふらつきが大きくなる。
組み付けられた場合、オブザーバで算出される電流値で
は所望の操舵トルクが得られず、結果として制御ゲイン
が低下する。つまり、本来望ましい車線追従制御に対し
ふらつきが大きくなる。
【０００５】逆に、フリクションが小さい部品が組み付
けられたり、あるいは、経時変化によりフリクションが
低下した場合、オブザーバで算出される電流値では操舵
トルクが過大となり、ハイゲインの状態で制御すること
になる。そのため、ドライバーが回避操作等で車線追従
制御に抗してハンドル操作する場合に、ハンドルの重さ
を感じることとなり、違和感を生じさせてしまう。
けられたり、あるいは、経時変化によりフリクションが
低下した場合、オブザーバで算出される電流値では操舵
トルクが過大となり、ハイゲインの状態で制御すること
になる。そのため、ドライバーが回避操作等で車線追従
制御に抗してハンドル操作する場合に、ハンドルの重さ
を感じることとなり、違和感を生じさせてしまう。
【０００６】上記問題点の解決手段として、工場出荷時
に車両個々に同定を行い、操舵系フリクション項を最適
化するという案がある。
に車両個々に同定を行い、操舵系フリクション項を最適
化するという案がある。
【０００７】しかし、生産される車両個々に同定作業が
必要となり、多大な工数が必要となってしまう。また、
通常、同定作業は工場出荷時にしか行わないため、経時
変化によるフリクション低下（変化）には対応すること
ができない。
必要となり、多大な工数が必要となってしまう。また、
通常、同定作業は工場出荷時にしか行わないため、経時
変化によるフリクション低下（変化）には対応すること
ができない。
【０００８】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、生産バラツキ等に起
因して操舵系フリクションにバラツキが生じても、ま
た、経時変化で操舵系フリクションが変化しても、車両
個々に各走行場面にて同定を行ったのと同様に、その車
両に最適なモデルを得ることができ、結果として、車線
追従制御性能を最適なものにすることができる車線追従
制御装置を提供することにある。
もので、その目的とするところは、生産バラツキ等に起
因して操舵系フリクションにバラツキが生じても、ま
た、経時変化で操舵系フリクションが変化しても、車両
個々に各走行場面にて同定を行ったのと同様に、その車
両に最適なモデルを得ることができ、結果として、車線
追従制御性能を最適なものにすることができる車線追従
制御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】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明では、自車走行位置と車線中央
位置との横変位を入力とし、車線中央位置に自車を追従
させる制御指令を、操舵系フリクションを考慮したモデ
ルを用いたオブザーバにて算出する制御指令算出手段を
有し、自動操舵モードでの走行時、車線中央位置に自車
を追従させるべく算出された制御指令を自動操舵アクチ
ュエータに出力する車線追従制御装置において、自動操
舵モードでの走行時、横変位データをサンプリングし、
多数のサンプリングデータを得るサンプリング手段と、
予めモデル誤差の無い理想的な状態で制御を行った場合
の横変位分布を得ておき、この横変位理想分布と自車の
横変位分布を示すサンプリングデータとを比較するサン
プリングデータ比較手段と、サンプリングデータが理想
分布に対しバラツキが大きい場合、操舵系フリクション
がモデル想定値に対し大きいと判断し、前記モデル内の
フリクション項の値を増大させ、サンプリングデータが
理想分布に対しバラツキが小さい場合、操舵系フリクシ
ョンがモデル想定値に対し小さいと判断し、前記モデル
内の操舵系フリクション項の値を減少させる操舵系フリ
クション補償手段と、を設けたことを特徴とする。
め、請求項１記載の発明では、自車走行位置と車線中央
位置との横変位を入力とし、車線中央位置に自車を追従
させる制御指令を、操舵系フリクションを考慮したモデ
ルを用いたオブザーバにて算出する制御指令算出手段を
有し、自動操舵モードでの走行時、車線中央位置に自車
を追従させるべく算出された制御指令を自動操舵アクチ
ュエータに出力する車線追従制御装置において、自動操
舵モードでの走行時、横変位データをサンプリングし、
多数のサンプリングデータを得るサンプリング手段と、
予めモデル誤差の無い理想的な状態で制御を行った場合
の横変位分布を得ておき、この横変位理想分布と自車の
横変位分布を示すサンプリングデータとを比較するサン
プリングデータ比較手段と、サンプリングデータが理想
分布に対しバラツキが大きい場合、操舵系フリクション
がモデル想定値に対し大きいと判断し、前記モデル内の
フリクション項の値を増大させ、サンプリングデータが
理想分布に対しバラツキが小さい場合、操舵系フリクシ
ョンがモデル想定値に対し小さいと判断し、前記モデル
内の操舵系フリクション項の値を減少させる操舵系フリ
クション補償手段と、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に記載
の車線追従制御装置において、前記サンプリング手段に
より得られた自車の横変位分布の最大頻度位置と車線中
央位置との車両オフセット量を算出する車両オフセット
量算出手段を設け、前記制御指令算出手段を、算出され
た車両オフセット量を入力し、車線中央位置のオフセッ
ト補正により制御指令を算出する手段としたことを特徴
とする。
の車線追従制御装置において、前記サンプリング手段に
より得られた自車の横変位分布の最大頻度位置と車線中
央位置との車両オフセット量を算出する車両オフセット
量算出手段を設け、前記制御指令算出手段を、算出され
た車両オフセット量を入力し、車線中央位置のオフセッ
ト補正により制御指令を算出する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に記載の車線追従制御装置において、車速が下
限車速と上限車速の範囲内で、道路曲率が上限曲率未満
であるというサンプリング条件を判断するサンプリング
条件判断手段を設け、前記サンプリング手段を、前記サ
ンプリング条件判断手段によりサンプリング条件が成立
であると判断されたときに横変位データをサンプリング
する手段としたことを特徴とする。
請求項２に記載の車線追従制御装置において、車速が下
限車速と上限車速の範囲内で、道路曲率が上限曲率未満
であるというサンプリング条件を判断するサンプリング
条件判断手段を設け、前記サンプリング手段を、前記サ
ンプリング条件判断手段によりサンプリング条件が成立
であると判断されたときに横変位データをサンプリング
する手段としたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の作用および効果】請求項１記載の発明にあって
は、自動操舵モードでの走行時、制御指令算出手段にお
いて、自車走行位置と車線中央位置との横変位を入力と
し、車線中央位置に自車を追従させる制御指令が、操舵
系フリクションを考慮したモデルを用いたオブザーバに
て算出され、算出された制御指令が自動操舵アクチュエ
ータに出力されることで、ドライバー操舵によらず車線
に追従する走行が確保される。この自動操舵モードでの
走行時、サンプリング手段において、横変位データがサ
ンプリングされ、多数のサンプリングデータが得られ
る。そして、サンプリングデータ比較手段において、予
めモデル誤差の無い理想的な状態で制御を行った場合の
横変位分布を得ておき、この横変位理想分布と自車の横
変位分布を示すサンプリングデータとが比較され、操舵
系フリクション補償手段において、サンプリングデータ
が理想分布に対しバラツキが大きい場合、操舵系フリク
ションがモデル想定値に対し大きいと判断し、モデル内
のフリクション項の値が増大され、サンプリングデータ
が理想分布に対しバラツキが小さい場合、操舵系フリク
ションがモデル想定値に対し小さいと判断し、モデル内
の操舵系フリクション項の値が減少される。すなわち、
サンプリングデータによる横変位分布が横変位理想分布
と一致するということは、モデル誤差が無く自車の操舵
系フリクションがモデル想定値と一致していることを意
味する。このため、サンプリングデータによる横変位分
布が横変位理想分布に対しバラツキが大きい、つまり、
理想分布に対して車線中央位置から離れた横変位分布に
なるということは、ふらつきの大きい低いゲインによる
制御が行われたことを表し、操舵系フリクションがモデ
ル想定値に対し大きいといえる。また、サンプリングデ
ータによる横変位分布が横変位理想分布に対しバラツキ
が小さい、つまり、理想分布に対して過剰に車線中央位
置に寄った横変位分布となるということは、必要以上に
高いゲインによる制御が行われたことを表し、操舵系フ
リクションがモデル想定値に対し小さいといえる。よっ
て、サンプリングデータによる横変位分布と横変位理想
分布との比較に基づき、モデル内の操舵系フリクション
項の値を適正値とする操舵系フリクション補償を行うこ
とで、生産バラツキ等に起因して操舵系フリクションに
バラツキが生じても、また、経時変化で操舵系フリクシ
ョンが変化しても、車両個々に各走行場面にて同定を行
ったのと同様に、その車両に最適なモデルを得ることが
でき、結果として、車線追従制御性能を最適なものにす
ることができる。
は、自動操舵モードでの走行時、制御指令算出手段にお
いて、自車走行位置と車線中央位置との横変位を入力と
し、車線中央位置に自車を追従させる制御指令が、操舵
系フリクションを考慮したモデルを用いたオブザーバに
て算出され、算出された制御指令が自動操舵アクチュエ
ータに出力されることで、ドライバー操舵によらず車線
に追従する走行が確保される。この自動操舵モードでの
走行時、サンプリング手段において、横変位データがサ
ンプリングされ、多数のサンプリングデータが得られ
る。そして、サンプリングデータ比較手段において、予
めモデル誤差の無い理想的な状態で制御を行った場合の
横変位分布を得ておき、この横変位理想分布と自車の横
変位分布を示すサンプリングデータとが比較され、操舵
系フリクション補償手段において、サンプリングデータ
が理想分布に対しバラツキが大きい場合、操舵系フリク
ションがモデル想定値に対し大きいと判断し、モデル内
のフリクション項の値が増大され、サンプリングデータ
が理想分布に対しバラツキが小さい場合、操舵系フリク
ションがモデル想定値に対し小さいと判断し、モデル内
の操舵系フリクション項の値が減少される。すなわち、
サンプリングデータによる横変位分布が横変位理想分布
と一致するということは、モデル誤差が無く自車の操舵
系フリクションがモデル想定値と一致していることを意
味する。このため、サンプリングデータによる横変位分
布が横変位理想分布に対しバラツキが大きい、つまり、
理想分布に対して車線中央位置から離れた横変位分布に
なるということは、ふらつきの大きい低いゲインによる
制御が行われたことを表し、操舵系フリクションがモデ
ル想定値に対し大きいといえる。また、サンプリングデ
ータによる横変位分布が横変位理想分布に対しバラツキ
が小さい、つまり、理想分布に対して過剰に車線中央位
置に寄った横変位分布となるということは、必要以上に
高いゲインによる制御が行われたことを表し、操舵系フ
リクションがモデル想定値に対し小さいといえる。よっ
て、サンプリングデータによる横変位分布と横変位理想
分布との比較に基づき、モデル内の操舵系フリクション
項の値を適正値とする操舵系フリクション補償を行うこ
とで、生産バラツキ等に起因して操舵系フリクションに
バラツキが生じても、また、経時変化で操舵系フリクシ
ョンが変化しても、車両個々に各走行場面にて同定を行
ったのと同様に、その車両に最適なモデルを得ることが
でき、結果として、車線追従制御性能を最適なものにす
ることができる。
【００１３】請求項２記載の発明にあっては、車両オフ
セット量算出手段において、サンプリング手段により得
られた自車の横変位分布の最大頻度位置と車線中央位置
との車両オフセット量が算出され、制御指令算出手段に
おいて、算出された車両オフセット量が入力され、車線
中央位置のオフセット補正により制御指令が算出され
る。すなわち、操舵角センサーの中立点ずれやカメラの
取付点ずれ等によって、定常的なオフセット量が発生し
ている場合には、車線中央位置からオフセット量だけず
れた位置を走行目標位置とする車線追従制御となる。こ
れに対し、定常的なオフセット量が発生している場合、
サンプリングデータにより作成される横変位分布では、
車線中央位置からオフセット量だけ離れた位置が最大頻
度位置となる。よって、サンプリングデータにより作成
される横変位分布を利用することで、定常的なオフセッ
ト量を把握することができ、その値を車線追従制御にフ
ィードバックすることで、車線追従制御時の車両オフセ
ットを解消することができる。
セット量算出手段において、サンプリング手段により得
られた自車の横変位分布の最大頻度位置と車線中央位置
との車両オフセット量が算出され、制御指令算出手段に
おいて、算出された車両オフセット量が入力され、車線
中央位置のオフセット補正により制御指令が算出され
る。すなわち、操舵角センサーの中立点ずれやカメラの
取付点ずれ等によって、定常的なオフセット量が発生し
ている場合には、車線中央位置からオフセット量だけず
れた位置を走行目標位置とする車線追従制御となる。こ
れに対し、定常的なオフセット量が発生している場合、
サンプリングデータにより作成される横変位分布では、
車線中央位置からオフセット量だけ離れた位置が最大頻
度位置となる。よって、サンプリングデータにより作成
される横変位分布を利用することで、定常的なオフセッ
ト量を把握することができ、その値を車線追従制御にフ
ィードバックすることで、車線追従制御時の車両オフセ
ットを解消することができる。
【００１４】請求項３記載の発明にあっては、サンプリ
ング条件判断手段において、車速が下限車速と上限車速
の範囲内で、道路曲率が上限曲率未満であるというサン
プリング条件が判断され、サンプリング手段において、
サンプリング条件が成立であると判断されたときに横変
位データがサンプリングされる。すなわち、自動操舵モ
ードでの走行中に常に横変位データをサンプリングする
ようにすると、高速走行時にはサンプリングデータによ
る横変位分布が横変位理想分布に対しバラツキが小さい
ものとなるし、逆に、低速走行時にはサンプリングデー
タによる横変位分布が横変位理想分布に対しバラツキが
大きいものとなる。また、旋回半径が小さいカーブを走
行している時には、サンプリングデータによる横変位分
布が横変位理想分布に対しバラツキが大きいものとな
る。つまり、操舵系フリクションに起因して横変位分布
のバラツキが変化する以外に、車速や道路曲率に起因し
てもバラツキが変化し、このバラツキは操舵系フリクシ
ョンを推定する場合、推定精度を低くする原因となる。
よって、車速や道路曲率に起因して横変位分布のバラツ
キが変化するような条件を排除して横変位データをサン
プリングするようにすることで、自動操舵モードでの走
行中に精度良く操舵系フリクションを推定することがで
きる。
ング条件判断手段において、車速が下限車速と上限車速
の範囲内で、道路曲率が上限曲率未満であるというサン
プリング条件が判断され、サンプリング手段において、
サンプリング条件が成立であると判断されたときに横変
位データがサンプリングされる。すなわち、自動操舵モ
ードでの走行中に常に横変位データをサンプリングする
ようにすると、高速走行時にはサンプリングデータによ
る横変位分布が横変位理想分布に対しバラツキが小さい
ものとなるし、逆に、低速走行時にはサンプリングデー
タによる横変位分布が横変位理想分布に対しバラツキが
大きいものとなる。また、旋回半径が小さいカーブを走
行している時には、サンプリングデータによる横変位分
布が横変位理想分布に対しバラツキが大きいものとな
る。つまり、操舵系フリクションに起因して横変位分布
のバラツキが変化する以外に、車速や道路曲率に起因し
てもバラツキが変化し、このバラツキは操舵系フリクシ
ョンを推定する場合、推定精度を低くする原因となる。
よって、車速や道路曲率に起因して横変位分布のバラツ
キが変化するような条件を排除して横変位データをサン
プリングするようにすることで、自動操舵モードでの走
行中に精度良く操舵系フリクションを推定することがで
きる。
【００１５】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）まず、構成を説
明する。
明する。
【００１６】図１は実施の形態１の車線追従制御装置が
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、ステアリングコラム１にはコラムシャフト２が内挿
支持され、前記コラムシャフト２の上端部にはステアリ
ングホイール３が設けられ、前記コラムシャフト２の下
端部には左右の車輪４，５を転舵する油圧パワーステア
リング機構６が連結され、前記コラムシャフト２の途中
位置には補助操舵トルクを付与するアシストアクチュエ
ータ７（自動操舵アクチュエータ）が設けられている。
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、ステアリングコラム１にはコラムシャフト２が内挿
支持され、前記コラムシャフト２の上端部にはステアリ
ングホイール３が設けられ、前記コラムシャフト２の下
端部には左右の車輪４，５を転舵する油圧パワーステア
リング機構６が連結され、前記コラムシャフト２の途中
位置には補助操舵トルクを付与するアシストアクチュエ
ータ７（自動操舵アクチュエータ）が設けられている。
【００１７】前記アシストアクチュエータ７は、モータ
ー８と、モータ軸に設けられた電磁クラッチ９と、該電
磁クラッチ９を介してモーター８により回転駆動される
駆動歯車１０と、該駆動歯車１０に噛み合う被駆動歯車
１１によるウォーム＆ホイール減速機構を有して構成さ
れている。
ー８と、モータ軸に設けられた電磁クラッチ９と、該電
磁クラッチ９を介してモーター８により回転駆動される
駆動歯車１０と、該駆動歯車１０に噛み合う被駆動歯車
１１によるウォーム＆ホイール減速機構を有して構成さ
れている。
【００１８】前記コラムシャフト２のステアリングホイ
ール３に近い位置には、コラムシャフト２の回転角度を
検出する操舵角センサー１３が設けられ、また、前記駆
動歯車１０の電磁クラッチ９とは反対側の歯車軸端部に
は、駆動歯車１０の回転角度を検出するエンコーダー
（角度センサー）１４が設けられ、操舵角センサー１３
及びエンコーダー１４からのセンサ信号は、レーンキー
プコントロールユニット１５に入力される。
ール３に近い位置には、コラムシャフト２の回転角度を
検出する操舵角センサー１３が設けられ、また、前記駆
動歯車１０の電磁クラッチ９とは反対側の歯車軸端部に
は、駆動歯車１０の回転角度を検出するエンコーダー
（角度センサー）１４が設けられ、操舵角センサー１３
及びエンコーダー１４からのセンサ信号は、レーンキー
プコントロールユニット１５に入力される。
【００１９】前記レーンキープコントロールユニット１
５には、操舵角センサー１３及びエンコーダー１４から
のセンサ信号以外に、進行方向の前方道路を撮影するＣ
ＣＤカメラと画像処理回路を一体に持つカメラ＆画像処
理装置１６からの自車走行状態情報と、車速センサー等
からの車両系各種信号が入力され、レーンキープコント
ロールユニット１５からは、モーター８に対しモーター
駆動する制御電流が出力されると共に、電磁クラッチ９
に対し断接指令が出力される。
５には、操舵角センサー１３及びエンコーダー１４から
のセンサ信号以外に、進行方向の前方道路を撮影するＣ
ＣＤカメラと画像処理回路を一体に持つカメラ＆画像処
理装置１６からの自車走行状態情報と、車速センサー等
からの車両系各種信号が入力され、レーンキープコント
ロールユニット１５からは、モーター８に対しモーター
駆動する制御電流が出力されると共に、電磁クラッチ９
に対し断接指令が出力される。
【００２０】前記カメラ＆画像処理装置１６では、ＣＣ
Ｄカメラからの信号に基づく前方道路映像を画像処理
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、自車走行位置と車線中央位置との横
変位を含む自車走行状態情報が作成される。
Ｄカメラからの信号に基づく前方道路映像を画像処理
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、自車走行位置と車線中央位置との横
変位を含む自車走行状態情報が作成される。
【００２１】前記レーンキープコントロールユニット１
５には、横変位を入力とし、車線中央位置に自車を追従
させる制御電流を、操舵系フリクションを考慮したモデ
ルを用いたオブザーバにて算出する制御電流算出部を有
し、自動操舵モードでの走行時、車線中央位置に自車を
追従させるべく算出された制御電流をモーター８に出力
する車線追従制御が行われる。
５には、横変位を入力とし、車線中央位置に自車を追従
させる制御電流を、操舵系フリクションを考慮したモデ
ルを用いたオブザーバにて算出する制御電流算出部を有
し、自動操舵モードでの走行時、車線中央位置に自車を
追従させるべく算出された制御電流をモーター８に出力
する車線追従制御が行われる。
【００２２】次に、作用を説明する。
【００２３】［横変位データサンプリング処理］図２は
レーンキープコントロールユニット１５で行われる横変
位データサンプリング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。
レーンキープコントロールユニット１５で行われる横変
位データサンプリング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。
【００２４】ステップ２０では、サンプリング事前処理
が行われる。
が行われる。
【００２５】ステップ２１では、サンプリング条件が判
断され、不成立の場合にはサンプリング処理に進まず、
成立の場合にはステップ２２のサンプリング処理に進む
（サンプリング条件判断手段）。
断され、不成立の場合にはサンプリング処理に進まず、
成立の場合にはステップ２２のサンプリング処理に進む
（サンプリング条件判断手段）。
【００２６】ここで、サンプリング条件は、 1)Ｖ０＜車速Ｖ＜Ｖ１ Ｖ０：サンプリング下限車速（例えば、７０km/h） Ｖ１：サンプリング上限車速（例えば、１１０km/h） 2)曲率Ｒ＜Ｒ０ Ｒ０：サンプリング上限曲率（例えば、３００Ｒ） 3)サンプリング禁止フラグ＝０ サンプリング禁止フラグは禁止時に１であり、システム
故障時、または、非制御時、または、ドライバー介入
時、または、ウィンカー作動時にサンプリング禁止フラ
グ＝１とされる。
故障時、または、非制御時、または、ドライバー介入
時、または、ウィンカー作動時にサンプリング禁止フラ
グ＝１とされる。
【００２７】ステップ２２では、横変位データをサンプ
リングし、多数のサンプリングデータを得るサンプリン
グ処理が行われる（サンプリング手段）。
リングし、多数のサンプリングデータを得るサンプリン
グ処理が行われる（サンプリング手段）。
【００２８】このサンプリング処理では、 1)データ数カウントアップ 2)平均値算出 3)分散値（標準偏差）算出 が行われる。
【００２９】ステップ２３では、サンプリング継続判断
が行われる。ここで、データ数Ｎがサンプリング終了デ
ータ数Ｎ０未満の場合にはサンプリング継続と判断し、
ステップ２１及びステップ２２の処理を繰り返し、デー
タ数Ｎがサンプリング終了データ数Ｎ０以上になるとス
テップ２４へ進む。
が行われる。ここで、データ数Ｎがサンプリング終了デ
ータ数Ｎ０未満の場合にはサンプリング継続と判断し、
ステップ２１及びステップ２２の処理を繰り返し、デー
タ数Ｎがサンプリング終了データ数Ｎ０以上になるとス
テップ２４へ進む。
【００３０】ステップ２４では、予めモデル誤差の無い
理想的な状態で制御を行った場合の横変位分布を得てお
き、この横変位理想分布と自車の横変位分布を示すサン
プリングデータとが比較され、両分布の分散値（平方
和）に差が認められる場合、モデル変更を行う必要があ
ると判断し、ステップ２５へ進む（サンプリングデータ
比較手段）。
理想的な状態で制御を行った場合の横変位分布を得てお
き、この横変位理想分布と自車の横変位分布を示すサン
プリングデータとが比較され、両分布の分散値（平方
和）に差が認められる場合、モデル変更を行う必要があ
ると判断し、ステップ２５へ進む（サンプリングデータ
比較手段）。
【００３１】このサンプリングデータ比較処理（モデル
変更判断）は、図４に示すように、分散値（平方和）の
比較によりなされる。すなわち、サンプリングデータか
ら統計値として、平均値Ｙ（Ｙ＝ΣＹｉ／ｎ）と分散値
Ｓ（Ｓ＝Σ（Ｙｉ−Ｙ）2）が算出される。横変位理想
分布である比較データには、平均値Ｙと分散値Ｓに対応
する比較データ平均値Ｙｍと比較データ分散値Ｓｍを持
つ。上記算出データの分散値Ｓを比較データの分散値Ｓ
ｍにより除することで、分散度の比較値を示す分散比ｘ
0 2を算出する。 ｘ0 2＝Ｓ／Ｓｍ この分散比ｘ0 2をｘ2(n-1,0.05)、ｘ2(n-1,0.95)と比較
し、比較データに対し算出データが大きくなった、ある
いは、小さくなったかを検定する。検定結果、分散値Ｓ
と分散値Ｓｍに差が認められる場合、モデル変更を行う
必要があると判断し、フリクション項の修正値の算出を
行う。
変更判断）は、図４に示すように、分散値（平方和）の
比較によりなされる。すなわち、サンプリングデータか
ら統計値として、平均値Ｙ（Ｙ＝ΣＹｉ／ｎ）と分散値
Ｓ（Ｓ＝Σ（Ｙｉ−Ｙ）2）が算出される。横変位理想
分布である比較データには、平均値Ｙと分散値Ｓに対応
する比較データ平均値Ｙｍと比較データ分散値Ｓｍを持
つ。上記算出データの分散値Ｓを比較データの分散値Ｓ
ｍにより除することで、分散度の比較値を示す分散比ｘ
0 2を算出する。 ｘ0 2＝Ｓ／Ｓｍ この分散比ｘ0 2をｘ2(n-1,0.05)、ｘ2(n-1,0.95)と比較
し、比較データに対し算出データが大きくなった、ある
いは、小さくなったかを検定する。検定結果、分散値Ｓ
と分散値Ｓｍに差が認められる場合、モデル変更を行う
必要があると判断し、フリクション項の修正値の算出を
行う。
【００３２】ステップ２５では、図３に示すモデル変更
フローチャートにしたがって、分散値Ｓと分散値Ｓｍの
差に応じ、フリクション項の修正値（modelGAIN）が算
出されると共に、モデル変更フラグがセットされる。
フローチャートにしたがって、分散値Ｓと分散値Ｓｍの
差に応じ、フリクション項の修正値（modelGAIN）が算
出されると共に、モデル変更フラグがセットされる。
【００３３】ステップ２６では、変更内容であるフリク
ション項の修正値（modelGAIN）が記憶される。
ション項の修正値（modelGAIN）が記憶される。
【００３４】［モデル変更処理］図３はレーンキープコ
ントロールユニット１５で行われるモデル変更処理の流
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。
ントロールユニット１５で行われるモデル変更処理の流
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。
【００３５】ステップ３０では、1)Ｃ／Ｕ機能初期診
断、2)ＲＬＹ、各種信号関係初期診断によるイニシャル
処理が行われる。
断、2)ＲＬＹ、各種信号関係初期診断によるイニシャル
処理が行われる。
【００３６】ステップ３１では、EEP ROMよりモデル変
更データ（モデル変更フラグ、フリクション項修正値）
が読み出される。
更データ（モデル変更フラグ、フリクション項修正値）
が読み出される。
【００３７】ステップ３２では、モデル変更フラグ＝１
かどうかが判断される。
かどうかが判断される。
【００３８】ステップ３３では、ステップ３２で変更要
と判断された場合、マトリックス内のフリクション項ａ
55を変更するモデル変更処理が行われる（操舵系フリク
ション補償手段）。
と判断された場合、マトリックス内のフリクション項ａ
55を変更するモデル変更処理が行われる（操舵系フリク
ション補償手段）。
【００３９】モデル変更処理について説明すると、図５
に示すように、オブザーバ演算に用いるマトリックス内
のフリクション（関連）項ａ55の修正値は、当初設定し
た値に計数をかけ新たな値となるような計数（modelGAI
N）を算出する。 ModelGAIN＝ｆ（ｋ）＊ｘ0 ここで、ｆ（ｋ）は、実験的に求めた関数、ｘ0は分散
値Ｓと分散値Ｓｍとの差である。そして、無制限にフリ
クション項ａ55の値が変更されるのを防ぐ目的でリミッ
ト処理を行う。
に示すように、オブザーバ演算に用いるマトリックス内
のフリクション（関連）項ａ55の修正値は、当初設定し
た値に計数をかけ新たな値となるような計数（modelGAI
N）を算出する。 ModelGAIN＝ｆ（ｋ）＊ｘ0 ここで、ｆ（ｋ）は、実験的に求めた関数、ｘ0は分散
値Ｓと分散値Ｓｍとの差である。そして、無制限にフリ
クション項ａ55の値が変更されるのを防ぐ目的でリミッ
ト処理を行う。
【００４０】ステップ３４では、モデル変更終了が確認
され、通常制御へと移行する。具体的には、変更後のフ
リクション項ａ55が規定範囲以外の値、０等、本来取り
得ない値となっていないかのチェックを行うことで確認
される。
され、通常制御へと移行する。具体的には、変更後のフ
リクション項ａ55が規定範囲以外の値、０等、本来取り
得ない値となっていないかのチェックを行うことで確認
される。
【００４１】［操舵系フリクション補償作用］横変位を
入力とし、車線中央位置に自車を追従させる自動操舵モ
ードでの走行時、図２のフローチャートで、ステップ２
０→ステップ２１→ステップ２２→ステップ２３へと進
み、ステップ２１→ステップ２２→ステップ２３を繰り
返す流れとなり、この間、ステップ２２において、横変
位データがサンプリングされ、サンプリング終了データ
数Ｎ０によるサンプリングデータが得られる。このサン
プリングデータを、横軸を横変位とし縦軸を頻度とする
横変位分布によりあらわすと、例えば、バラツキが大き
い場合には、図６に示すように、車線中央から離れた横
変位まで広がる横変位分布となり、また、バラツキが小
さい場合には、図７に示すように、横変位が車線中央に
ほぼ集中する横変位分布となる。
入力とし、車線中央位置に自車を追従させる自動操舵モ
ードでの走行時、図２のフローチャートで、ステップ２
０→ステップ２１→ステップ２２→ステップ２３へと進
み、ステップ２１→ステップ２２→ステップ２３を繰り
返す流れとなり、この間、ステップ２２において、横変
位データがサンプリングされ、サンプリング終了データ
数Ｎ０によるサンプリングデータが得られる。このサン
プリングデータを、横軸を横変位とし縦軸を頻度とする
横変位分布によりあらわすと、例えば、バラツキが大き
い場合には、図６に示すように、車線中央から離れた横
変位まで広がる横変位分布となり、また、バラツキが小
さい場合には、図７に示すように、横変位が車線中央に
ほぼ集中する横変位分布となる。
【００４２】そして、ステップ２３にてサンプリング継
続判断が終了すると、ステップ２４において、予めモデ
ル誤差の無い理想的な状態で制御を行った場合の横変位
分布を得ておき（図８）、この横変位理想分布と自車の
横変位分布を示すサンプリングデータ（例えば、図６や
図７）とが比較される。
続判断が終了すると、ステップ２４において、予めモデ
ル誤差の無い理想的な状態で制御を行った場合の横変位
分布を得ておき（図８）、この横変位理想分布と自車の
横変位分布を示すサンプリングデータ（例えば、図６や
図７）とが比較される。
【００４３】そして、ステップ２４において、算出デー
タの分散値Ｓと比較データの分散値Ｓｍに差が認められ
る場合、モデル変更を行う必要があると判断され、ステ
ップ２５へ進み、ステップ２５では、図３に示すモデル
変更フローチャートにしたがって、分散値Ｓと分散値Ｓ
ｍの差ｘ0に応じ、オブザーバに用いるマトリックス内
のフリクション項ａ55の計数modelGAINが算出され、当
初設定されているフリクション項ａ55に計数modelGAIN
をかけることで、新たなフリクション項ａ55とする修正
が行われる。
タの分散値Ｓと比較データの分散値Ｓｍに差が認められ
る場合、モデル変更を行う必要があると判断され、ステ
ップ２５へ進み、ステップ２５では、図３に示すモデル
変更フローチャートにしたがって、分散値Ｓと分散値Ｓ
ｍの差ｘ0に応じ、オブザーバに用いるマトリックス内
のフリクション項ａ55の計数modelGAINが算出され、当
初設定されているフリクション項ａ55に計数modelGAIN
をかけることで、新たなフリクション項ａ55とする修正
が行われる。
【００４４】具体的には、例えば、図６に示すように、
サンプリングデータが理想分布に対しバラツキが大きい
場合、操舵系フリクションがモデル想定値に対し大きい
と判断し、モデル内のフリクション項ａ55の値が増大さ
れ、逆に、図７に示すように、サンプリングデータが理
想分布に対しバラツキが小さい場合、操舵系フリクショ
ンがモデル想定値に対し小さいと判断し、モデル内の操
舵系フリクション項ａ 55の値が減少される。
サンプリングデータが理想分布に対しバラツキが大きい
場合、操舵系フリクションがモデル想定値に対し大きい
と判断し、モデル内のフリクション項ａ55の値が増大さ
れ、逆に、図７に示すように、サンプリングデータが理
想分布に対しバラツキが小さい場合、操舵系フリクショ
ンがモデル想定値に対し小さいと判断し、モデル内の操
舵系フリクション項ａ 55の値が減少される。
【００４５】すなわち、サンプリングデータによる横変
位分布が横変位理想分布と一致するということは、モデ
ル誤差が無く自車の操舵系フリクションがモデル想定値
と一致していることを意味する。
位分布が横変位理想分布と一致するということは、モデ
ル誤差が無く自車の操舵系フリクションがモデル想定値
と一致していることを意味する。
【００４６】このため、例えば、フリクションが大きい
部品が組み付けられた場合、オブザーバで算出される電
流値では所望の操舵トルクが得られず、結果として、ゲ
インが低下し、望ましい制御に対しふらつきが大きくな
る。すなわち、サンプリングデータによる横変位分布が
横変位理想分布に対しバラツキが大きい、つまり、図４
に示すように、比較データの理想分布に対し、サンプリ
ングデータによる横変位分布は、車線中央位置から離れ
た横変位分布であるということは、ふらつきの大きい低
いゲインによる制御が行われたことを表し、操舵系フリ
クションがモデル想定値に対し大きいといえる。
部品が組み付けられた場合、オブザーバで算出される電
流値では所望の操舵トルクが得られず、結果として、ゲ
インが低下し、望ましい制御に対しふらつきが大きくな
る。すなわち、サンプリングデータによる横変位分布が
横変位理想分布に対しバラツキが大きい、つまり、図４
に示すように、比較データの理想分布に対し、サンプリ
ングデータによる横変位分布は、車線中央位置から離れ
た横変位分布であるということは、ふらつきの大きい低
いゲインによる制御が行われたことを表し、操舵系フリ
クションがモデル想定値に対し大きいといえる。
【００４７】一方、例えば、フリクションが小さい部品
が組み付けられたり、あるいは、経時変化でフリクショ
ンが低下した場合、オブザーバで算出される電流値では
操舵トルクが過大になり、ハイゲインの状態で制御する
ことになる。すなわち、サンプリングデータによる横変
位分布（図７）が横変位理想分布（図８）に対しバラツ
キが小さい、つまり、理想分布に対して過剰に車線中央
位置に寄った横変位分布となるということは、前記のよ
うに、必要以上に高いゲインによる制御が行われたこと
を表し、操舵系フリクションがモデル想定値に対し小さ
いといえる。
が組み付けられたり、あるいは、経時変化でフリクショ
ンが低下した場合、オブザーバで算出される電流値では
操舵トルクが過大になり、ハイゲインの状態で制御する
ことになる。すなわち、サンプリングデータによる横変
位分布（図７）が横変位理想分布（図８）に対しバラツ
キが小さい、つまり、理想分布に対して過剰に車線中央
位置に寄った横変位分布となるということは、前記のよ
うに、必要以上に高いゲインによる制御が行われたこと
を表し、操舵系フリクションがモデル想定値に対し小さ
いといえる。
【００４８】よって、サンプリングデータによる横変位
分布と横変位理想分布との比較に基づき、モデル内の操
舵系フリクション項ａ55の値を適正値とする操舵系フリ
クション補償を行うことで、生産バラツキ等に起因して
操舵系フリクションにバラツキが生じても、また、経時
変化で操舵系フリクションが変化しても、車両個々に各
走行場面にて同定を行ったのと同様に、その車両に最適
なモデルを得ることができ、結果として、車線追従制御
性能を最適なものにすることができる。
分布と横変位理想分布との比較に基づき、モデル内の操
舵系フリクション項ａ55の値を適正値とする操舵系フリ
クション補償を行うことで、生産バラツキ等に起因して
操舵系フリクションにバラツキが生じても、また、経時
変化で操舵系フリクションが変化しても、車両個々に各
走行場面にて同定を行ったのと同様に、その車両に最適
なモデルを得ることができ、結果として、車線追従制御
性能を最適なものにすることができる。
【００４９】［オフセット補正作用］上記のように、ス
テップ２２において、横変位データがサンプリングさ
れ、サンプリング終了データ数Ｎ０によるサンプリング
データが得られると、このサンプリングデータを、横軸
を横変位とし縦軸を頻度とする横変位分布によりあらわ
される。
テップ２２において、横変位データがサンプリングさ
れ、サンプリング終了データ数Ｎ０によるサンプリング
データが得られると、このサンプリングデータを、横軸
を横変位とし縦軸を頻度とする横変位分布によりあらわ
される。
【００５０】この場合、操舵角センサー１３の中立点ず
れやＣＣＤカメラの取付点ずれ等によって、定常的なオ
フセット量が発生している場合には、図９に示すよう
に、横変位分布で最大頻度の位置が車線中央位置からオ
フセット量だけずれた位置となる。
れやＣＣＤカメラの取付点ずれ等によって、定常的なオ
フセット量が発生している場合には、図９に示すよう
に、横変位分布で最大頻度の位置が車線中央位置からオ
フセット量だけずれた位置となる。
【００５１】そこで、サンプリング処理により得られた
自車の横変位分布の最大頻度位置と車線中央位置との車
両オフセット量を算出し、この算出された車両オフセッ
ト量を車線追従制御にフィードバックし、車線中央位置
をオフセット補正することにより、制御電流を算出する
ようにしている。
自車の横変位分布の最大頻度位置と車線中央位置との車
両オフセット量を算出し、この算出された車両オフセッ
ト量を車線追従制御にフィードバックし、車線中央位置
をオフセット補正することにより、制御電流を算出する
ようにしている。
【００５２】よって、サンプリングデータにより作成さ
れる横変位分布を利用することで、定常的なオフセット
量を把握することができ、その値を車線追従制御にフィ
ードバックすることで、車線追従制御時の車両オフセッ
トを解消することができる。
れる横変位分布を利用することで、定常的なオフセット
量を把握することができ、その値を車線追従制御にフィ
ードバックすることで、車線追従制御時の車両オフセッ
トを解消することができる。
【００５３】［サンプリング条件判断作用］図２のフロ
ーチャートのステップ２１においては、車速Ｖが下限車
速Ｖ０と上限車速Ｖ１の範囲内で、道路曲率Ｒが上限曲
率Ｒ０未満であるというサンプリング条件が判断され、
このサンプリング条件が成立であると判断されたときに
ステップ２２へ進み、横変位データがサンプリングされ
る。
ーチャートのステップ２１においては、車速Ｖが下限車
速Ｖ０と上限車速Ｖ１の範囲内で、道路曲率Ｒが上限曲
率Ｒ０未満であるというサンプリング条件が判断され、
このサンプリング条件が成立であると判断されたときに
ステップ２２へ進み、横変位データがサンプリングされ
る。
【００５４】すなわち、自動操舵モードでの走行中に、
何ら条件を課すことなく常に横変位データをサンプリン
グするようにすると、高速走行時にはサンプリングデー
タによる横変位分布が横変位理想分布に対しバラツキが
小さいものとなるし、逆に、低速走行時にはサンプリン
グデータによる横変位分布が横変位理想分布に対しバラ
ツキが大きいものとなる。また、旋回半径が小さいカー
ブを走行している時には、サンプリングデータによる横
変位分布が横変位理想分布に対しバラツキが大きいもの
となる。
何ら条件を課すことなく常に横変位データをサンプリン
グするようにすると、高速走行時にはサンプリングデー
タによる横変位分布が横変位理想分布に対しバラツキが
小さいものとなるし、逆に、低速走行時にはサンプリン
グデータによる横変位分布が横変位理想分布に対しバラ
ツキが大きいものとなる。また、旋回半径が小さいカー
ブを走行している時には、サンプリングデータによる横
変位分布が横変位理想分布に対しバラツキが大きいもの
となる。
【００５５】つまり、操舵系フリクションに起因して横
変位分布のバラツキが変化する以外に、車速Ｖや道路曲
率Ｒに起因してもバラツキが変化し、このバラツキは操
舵系フリクションを推定する場合、推定精度を低くする
原因となる。
変位分布のバラツキが変化する以外に、車速Ｖや道路曲
率Ｒに起因してもバラツキが変化し、このバラツキは操
舵系フリクションを推定する場合、推定精度を低くする
原因となる。
【００５６】よって、車速Ｖや道路曲率Ｒに起因して横
変位分布のバラツキが変化するような条件を排除して横
変位データをサンプリングするようにすることで、自動
操舵モードでの走行中に精度良く操舵系フリクションを
推定することができる。
変位分布のバラツキが変化するような条件を排除して横
変位データをサンプリングするようにすることで、自動
操舵モードでの走行中に精度良く操舵系フリクションを
推定することができる。
【００５７】次に、効果を説明する。
【００５８】(1) サンプリングデータによる横変位分布
と横変位理想分布との比較に基づき、モデル内の操舵系
フリクション項ａ55の値を適正値とする操舵系フリクシ
ョン補償を行うように構成したため、生産バラツキ等に
起因して操舵系フリクションにバラツキが生じても、ま
た、経時変化で操舵系フリクションが変化しても、車両
個々に各走行場面にて同定を行ったのと同様に、その車
両に最適なモデルを得ることができ、結果として、車線
追従制御性能を最適なものにすることができる。
と横変位理想分布との比較に基づき、モデル内の操舵系
フリクション項ａ55の値を適正値とする操舵系フリクシ
ョン補償を行うように構成したため、生産バラツキ等に
起因して操舵系フリクションにバラツキが生じても、ま
た、経時変化で操舵系フリクションが変化しても、車両
個々に各走行場面にて同定を行ったのと同様に、その車
両に最適なモデルを得ることができ、結果として、車線
追従制御性能を最適なものにすることができる。
【００５９】(2) サンプリングデータにより得られた自
車の横変位分布の最大頻度位置と車線中央位置との車両
オフセット量を算出し、このオフセット量を車線追従制
御にフィードバックする構成としたため、定常的なオフ
セット量を把握することができ、その値を車線追従制御
にフィードバックすることで、車線追従制御時の車両オ
フセットを解消することができる。
車の横変位分布の最大頻度位置と車線中央位置との車両
オフセット量を算出し、このオフセット量を車線追従制
御にフィードバックする構成としたため、定常的なオフ
セット量を把握することができ、その値を車線追従制御
にフィードバックすることで、車線追従制御時の車両オ
フセットを解消することができる。
【００６０】(3) 車速Ｖが下限車速Ｖ０と上限車速Ｖ１
の範囲内で、道路曲率Ｒが上限曲率Ｒ０未満であるとい
うサンプリング条件が成立であると判断されたときに横
変位データをサンプリングする構成としたため、自動操
舵モードでの走行中に精度良く操舵系フリクションを推
定することができる。（その他の実施の形態）実施の形
態１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。
の範囲内で、道路曲率Ｒが上限曲率Ｒ０未満であるとい
うサンプリング条件が成立であると判断されたときに横
変位データをサンプリングする構成としたため、自動操
舵モードでの走行中に精度良く操舵系フリクションを推
定することができる。（その他の実施の形態）実施の形
態１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。
【００６１】実施の形態１では、図２のステップ２４に
おいて、サンプリングした横変位データの統計値を算出
し、記憶しているが、サンプリングした横変位データを
規定個（上記Ｎ０相当）記憶し、Ｎ＞Ｎ０の場合、デー
タの古い順に上書きし、常に最新データを記憶する場合
もあり得る。この場合、図２のステップ２３におけるサ
ンプリング継続判断の代わりに、統計値算出を行う。
おいて、サンプリングした横変位データの統計値を算出
し、記憶しているが、サンプリングした横変位データを
規定個（上記Ｎ０相当）記憶し、Ｎ＞Ｎ０の場合、デー
タの古い順に上書きし、常に最新データを記憶する場合
もあり得る。この場合、図２のステップ２３におけるサ
ンプリング継続判断の代わりに、統計値算出を行う。
【図１】実施の形態１の車線追従制御装置が適用された
自動車用ステアリング系を示す全体システム図である。
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２】実施の形態１におけるレーンキープコントロー
ルユニットで行われるで行われる横変位データサンプリ
ング処理の流れを示すフローチャートである。
ルユニットで行われるで行われる横変位データサンプリ
ング処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】実施の形態１におけるレーンキープコントロー
ルユニットで行われるで行われるモデル変更処理の流れ
を示すフローチャートである。
ルユニットで行われるで行われるモデル変更処理の流れ
を示すフローチャートである。
【図４】サンプリングデータと比較データによる分散値
の比較方法を示す横変位分布特性図である。
の比較方法を示す横変位分布特性図である。
【図５】制御電流を算出するオブザーバ演算に用いるマ
トリックス内のフリクション項を示す図である。
トリックス内のフリクション項を示す図である。
【図６】バラツキが大きい場合のサンプリングデータに
よる横変位分布を示す特性図である。
よる横変位分布を示す特性図である。
【図７】バラツキが小さい場合のサンプリングデータに
よる横変位分布を示す特性図である。
よる横変位分布を示す特性図である。
【図８】モデル誤差の無い理想的な状態で制御を行った
場合の横変位分布を示す特性図である。
場合の横変位分布を示す特性図である。
【図９】オフセットがある場合の横変位分布を示す特性
図である。
図である。
【図１０】従来の制御系構成（オブザーバモデル）とオ
ブザーバ演算に用いるマトリックス内のフリクション項
を示す図である。
ブザーバ演算に用いるマトリックス内のフリクション項
を示す図である。
１ ステアリングコラム ２ コラムシャフト ３ ステアリングホイール ４，５ 左右の車輪 ６ 油圧パワーステアリング機構 ７ アシストアクチュエータ（自動操舵アクチュエー
タ） ８ モーター ９ 電磁クラッチ １０ 駆動歯車 １１ 被駆動歯車 １３ 操舵角センサー １４ エンコーダー １５ レーンキープコントロールユニット １６ カメラ＆画像処理装置
タ） ８ モーター ９ 電磁クラッチ １０ 駆動歯車 １１ 被駆動歯車 １３ 操舵角センサー １４ エンコーダー １５ レーンキープコントロールユニット １６ カメラ＆画像処理装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 CC02 CC20 DA03 DA63 DA84 DA88 DA90 DB11 DC04 DD01 DD02 DE02 EC23 GG01 5H004 GA15 GB12 JB24 KA32 KB04 KC35 KC49 LA12
Claims (3)
- 【請求項１】 自車走行位置と車線中央位置との横変位
を入力とし、車線中央位置に自車を追従させる制御指令
を、操舵系フリクションを考慮したモデルを用いたオブ
ザーバにて算出する制御指令算出手段を有し、自動操舵
モードでの走行時、車線中央位置に自車を追従させるべ
く算出された制御指令を自動操舵アクチュエータに出力
する車線追従制御装置において、 自動操舵モードでの走行時、横変位データをサンプリン
グし、多数のサンプリングデータを得るサンプリング手
段と、 予めモデル誤差の無い理想的な状態で制御を行った場合
の横変位分布を得ておき、この横変位理想分布と自車の
横変位分布を示すサンプリングデータとを比較するサン
プリングデータ比較手段と、 サンプリングデータが理想分布に対しバラツキが大きい
場合、操舵系フリクションがモデル想定値に対し大きい
と判断し、前記モデル内のフリクション項の値を増大さ
せ、サンプリングデータが理想分布に対しバラツキが小
さい場合、操舵系フリクションがモデル想定値に対し小
さいと判断し、前記モデル内の操舵系フリクション項の
値を減少させる操舵系フリクション補償手段と、 を設けたことを特徴とする車線追従制御装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の車線追従制御装置にお
いて、 前記サンプリング手段により得られた自車の横変位分布
の最大頻度位置と車線中央位置との車両オフセット量を
算出する車両オフセット量算出手段を設け、 前記制御指令算出手段を、算出された車両オフセット量
を入力し、車線中央位置のオフセット補正により制御指
令を算出する手段としたことを特徴とする車線追従制御
装置。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の車線追
従制御装置において、 車速が下限車速と上限車速の範囲内で、道路曲率が上限
曲率未満であるというサンプリング条件を判断するサン
プリング条件判断手段を設け、 前記サンプリング手段を、前記サンプリング条件判断手
段によりサンプリング条件が成立であると判断されたと
きに横変位データをサンプリングする手段としたことを
特徴とする車線追従制御装置。
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