JP2005162014A - 車線追従装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車線変更時に、上記外乱の影響により車線変更前の車線側へ自車が戻される力が働いた場合でも、変更前の車線に戻りやすくなるという問題を解決する。
【解決手段】車線変更判断手段２５による車線変更判断時、車線偏差量が大きいほどゲインを増大させる通常走行時制御ゲインに代え、少なくとも車線変更側方向は車線偏差量が大きくなってもゲインの増大を抑えた車線変更時制御ゲインを設定する制御ゲイン設定手段２６は、移動方向検出手段２４の出力に基づいて、車線変更中の自車の移動方向が車線変更後の車線へ向かっている場合には、車線偏差量が大きくなってもゲインの増大を抑えた第１の車線変更時制御ゲインを設定し、車線変更中の自車の移動方向が車線変更前の車線へ向かっている場合には、車線偏差量に対する制御ゲインが、第１の車線変更時制御ゲインよりも大きな第２の車線変更時制御ゲインを設定する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、自車の前方道路の車線状態を検出し、この車線情報から、自車の走行車線内に制御目標となる目標ラインを設定して、車線追従制御を行う車線追従装置に関するものである。

このような車線追従装置は、例えば下記特許文献１に記載されている。
この従来の車線追従装置では、通常走行時には、自車の走行ラインが目標ラインから外れるほど、自車を目標ライン方向に戻す操舵反力トルクが作用し、目標ラインから逸脱しない車線追従制御を行うようになっている。
一方、ドライバーの操作による車線変更時には、自車の走行ラインが目標ラインから外れても、目標ライン方向に戻す力の発生が小さく抑えられている。つまり、車線変更時にまで通常走行時と同様の操舵反力トルクがかかってしまうと、ドライバーはその制御ゲインに反したハンドル操作が要求され、滑らかな車線変更ができなくなる。よって、車線変更時に必要以上の力をドライバーに要求することなく、ドライバーの操作性を向上させようとするものである。

特開２００１−４８０３４号公報

しかしながら、上記従来の車線追従装置にあっては、車線変更する際、路面の傾きや路面の轍、および横風等の外乱の影響によって車線変更を開始した車線変更前の車線側へ自車が戻される力が働いた場合に、両車線の境界付近の制御ゲインを通常走行時よりも低く設定しているため、変更前の車線に戻りやすくなるという問題点があった。
本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、その目的は、車線変更時に、上記外乱の影響により車線変更前の車線側へ自車が戻される力が働いた場合でも、変更前の車線に戻りやすくなるという問題を解決する車線追従装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の車線追従装置は、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、前方道路の車線状態を検出する車線情報検出手段と、車線情報検出手段の出力に基づいて、走行車線内に目標ラインを設定する目標ライン設定手段と、目標ラインと自車の走行ラインとの車幅方向の偏差量である車線偏差量を演算する車線偏差量演算手段と、自車が車線変更をするときであると判断する車線変更判断手段と、車線変更判断時、車線偏差量が大きいほどゲインを増大させる通常走行時制御ゲインに代え、少なくとも車線変更側方向は車線偏差量が大きくなってもゲインの増大を抑えた車線変更時制御ゲインを設定する制御ゲイン設定手段と、車線追従制御時、目標ラインに自車を追従させる制御指令を自動操舵アクチュエータに対し出力する車線追従制御手段と、車線偏差量演算手段の出力信号の時間変化に基づいて、自車挙動の横方向の向きを検出する移動方向検出手段とを備え、制御ゲイン設定手段は、移動方向検出手段の出力に基づいて、車線変更中の自車の移動方向が車線変更後の車線へ向かっている場合には、車線偏差量が大きくなってもゲインの増大を抑えた第１の車線変更時制御ゲインを設定し、車線変更中の自車の移動方向が車線変更前の車線へ向かっている場合には、車線偏差量に対する制御ゲインが、第１の車線変更時制御ゲインよりも大きな第２の車線変更時制御ゲインを設定するという構成になっている。

本発明によれば、目標ラインから逸脱しない車線追従制御を確保しながら、車線変更時におけるドライバーの操作性の向上と、外乱の影響の抑制を両立させる車線追従装置を提供することができる。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下で説明する図面で、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
図１は、本発明の実施の形態の車線追従装置が適用された自動車用操舵系の全体システム図、図２は本実施の形態の車線追従装置の機能ブロック図、図３は本実施の形態の車線追従装置における処理の流れを示すフローチャート、図４（ａ）〜（ｄ）は本実施の形態の車線追従装置における車線変更時の目標ラインの設定を説明するための図、図５は本実施の形態の車線追従装置における車線変更時の制御ゲイン設定を示す図、図６は車線変更時の他の制御ゲイン設定を示す図である。
図１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、２ａはアッパーシャフト、２ｂはロアシャフト、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、８はウォームギヤ、９は電磁クラッチ、１０は操舵角センサ、１１はＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ、１２は車線追従コントローラ、１３は自動操舵スイッチ、１４は操舵トルクセンサ、１５は車速センサ、１６は右ウィンカスイッチ、１７は左ウィンカスイッチである。

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とで構成されている。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（図示されず）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に螺合されている。
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。なお、モータ７には電磁クラッチ９が内蔵されている。

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、その信号を車線追従コントローラ１２に送る。そして、車線追従コントローラ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とを用いて実操舵角θｄが算出される。
ＣＣＤカメラ１１は、自車の進行方向の前方道路を撮影し、その映像信号を車線追従コントローラ１２に送る。そして、車線追従コントローラ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（レーンマーク）が抽出識別される。

車線追従コントローラ１２では、自動操舵スイッチ１３による自動操舵モード選択時、自車走行状態情報と設定された目標ライン情報とに基づいて、目標ラインに自車を追従させるために必要な目標操舵角θｒが算出される。そして、目標操舵角θｒを得るべく、モータ７に対し制御指令（モータ電圧）を出力する車線追従制御が行われる。なお、制御による操舵状態は、検出された実操舵角θｄによりフィードバックされる。
自動操舵スイッチ１３は、車室内のドライバーが操作可能な位置に設けられ、ドライバーのスイッチオン操作により自動操舵モードに入る。
操舵トルクセンサ１４は、アッパーシャフト２ａの上部に操舵角センサ１０と隣接して設けられていて、ステアリングホイール１からのドライバー入力トルクに応じた捩れ角φを検出し、その信号を車線追従コントローラ１２に送る。そして、車線追従コントローラ１２の実操舵トルク演算部では、捩れ角φを用いて実操舵トルクＴｄが算出される。
車速センサ１５は、自車の車速を検出し、車線追従コントローラ１２に送る。
右ウィンカスイッチ１６および左ウィンカスイッチ１７は、そのスイッチ信号を車線追従コントローラ１２に送る。

図２は、本実施の形態における車線追従装置を機能的に表現したものである。図２と図１に示すハードウェアとして表現したものとを対比させると、ステアリングホイール１、ステアリングシャフト２、自在継手３、ラックアンドピニオン式ステアリングギヤボックス４、サイドロッド５、ウォームホイールギヤ６、モータ７、ウォームギヤ８、電磁クラッチ９が図示しない操舵力伝達系および自動操舵アクチュエータに相当する。
そして、操舵角センサ１０、ＣＣＤカメラ１１、および車速センサ１５が車線情報検出手段２１に、車線追従コントローラ１２、自動操舵スイッチ１３、操舵トルクセンサ１４が目標ライン設定手段２２、車線偏差量演算手段２３、移動方向検出手段２４、制御ゲイン設定手段２６、車線追従制御手段２７に、右ウィンカスイッチ１６および左ウィンカスイッチ１７が車線変更判断手段２５にそれぞれ相当する。
自動操舵アクチュエータは、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。車線情報検出手段２１は、前方道路のレーンマークに基づいて車線状態を検出する。目標ライン設定手段２２は、車線情報検出手段２１からの出力に基づいて、走行車線内に制御目標となる目標ラインを設定する。車線偏差量演算手段２３は、目標ライン設定手段２２により設定された目標ラインと自車の走行ラインとの車幅方向の偏差量である車線偏差量を演算する。車線変更判断手段２５は、自車が車線変更をするときであると判断する。制御ゲイン設定手段２６は、車線変更判断手段２５による車線変更判断時には、車線偏差量が大きいほどゲインを増大させる通常走行時制御ゲインに代え、少なくとも車線変更側方向は車線偏差量が大きくなってもゲインの増大を抑えた車線変更時制御ゲインを設定する。車線追従制御手段２７は、車線追従制御時、設定された目標ラインに自車を追従させる制御指令を前記自動操舵アクチュエータに対し出力する。移動方向検出手段２４は、車線偏差量演算手段からの出力信号の時間変化に基づいて、自車挙動の横方向の向きを検出する。そして、制御ゲイン設定手段２６は、移動方向検出手段２４の出力に基づいて、車線変更中の自車の移動方向が車線変更後の車線へ向かっている場合には、車線偏差量が大きくなってもゲインの増大を抑えた第１の車線変更時制御ゲインを設定する。また、車線変更中の自車の移動方向が車線変更前の車線へ向かっている場合には、車線偏差量に対する制御ゲインが、第１の車線変更時制御ゲインよりも大きな第２の車線変更時制御ゲインを設定する。

次に、図３に基づき動作を説明する。
図３は、車線追従コントローラ１２の車線追従制御部でドライバーの自動操舵スイッチ１３のオン操作により開始される車線追従制御処理の流れを示すフローチャートである。以下、各ステップについて説明する。
まず、ステップ１（Ｓ１）において、車速Ｖと、実操舵角θｄと、ウィンカ信号と、進行方向の前方道路を撮影するＣＣＤカメラ１１からの映像信号を処理する画像処理部からの自車走行状態情報が読み込まれ、ステップ２（Ｓ２）へ進む。
次に、ステップ２（Ｓ２）において、左右のレーンマークで区切られた、自車が走行中の車線の中央位置を目標ラインとして設定する。このときの自車走行中車線の定義を、２車線道路で左車線から右車線への車線変更中の状態を示す図４（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。
図４において、４１は自車、４２は左側車線、４３は右側車線、４４は走行車線、４５は目標ライン、Ｌは左側の白線、Ｃは中央の白線、Ｒは右側の白線である。
左側車線４２にいる通常時は、図４（ａ）に示すように左右のレーンマークである白線Ｌと白線Ｃで区切られた左側車線４２が走行車線４４となり、白線Ｌと白線Ｃとの間の中央位置を目標ライン４５として設定する。そして、左側車線４２から右側車線４３への車線変更時、図４（ｂ）に示すように左側車線４２と右側車線４３との境界線である白線Ｃを、自車４１の中央が踏み越すまでは左側車線４２を走行車線４４とする。さらに、図４（ｃ）に示すように左側車線４２と右側車線４３との境界線である白線Ｃを、自車４１の中央が超えた場合は、白線Ｃと白線Ｒとで区切られた右側車線４３を走行車線４４として、白線Ｃと白線Ｒとの間の中央位置を目標ライン４５として設定する。最後に、図４（ｄ）に示すように右側車線４３へ車線変更が終了した場合は、右側車線４３を走行車線４４として、白線Ｃと白線Ｒとの間の中央位置を目標ライン４５として設定する。

図３に戻って、ステップ３（Ｓ３）において、目標ラインと自車の走行ラインとの車幅方向の偏差量である車線偏差量ΔＬが演算され、ステップ４（Ｓ４）へ進む。
そして、ステップ４（Ｓ４）において、ステップ３（Ｓ３）の出力値である車線偏差量ΔＬの前回値からの変化量に基づいて、自車の横方向の動きが右方向であるか左方向であるかを検出して、ステップ５（Ｓ５）へ進む。
次に、ステップ５（Ｓ５）において、ウィンカ信号の有無により、自車が車線変更をするときであるかどうかが判断され、ＹＥＳの時にはステップ６（Ｓ６）へ進み、ＮＯの時にはステップ１１（Ｓ１１）へ進む。なお、本実施の形態においては、車線変更判断をウィンカにより行う例を示したが、舵角による例（舵角があるしきい値より大きいときには車線変更と判断する）や、トルクセンサによる例（ドライバーによる操舵トルクを検出し、その値があるしきい値より大きいときには車線変更と判断する）等としても良い。

そして、ステップ６（Ｓ６）において、車線変更判断の妥当性を判断する。具体的には、所定時間内での車線偏差量ΔＬの変化量を所定値と比較する。これは、ウィンカスイッチを戻すタイミングが遅くなった場合や戻さなかった場合に、車線変更時制御ゲインが設定されたままになるのを防止するためである。所定時間内での車線偏差量ΔＬの変化量が所定値以上であるかどうかが判断され、ＹＥＳの時にはステップ７（Ｓ７）へ進み、ＮＯの時にはステップ１１（Ｓ１１）へ進む。

次に、ステップ７（Ｓ７）において、ステップ４（Ｓ４）の結果に基づいて、自車が車線変更前の車線から車線変更後の車線へ向かっているのか、車線変更後の車線から車線変更前の車線へ向かっているのかを判定する。自車が車線変更前の車線から車線変更後の車線へ向かっている場合には、通常の車線変更の車両挙動となるので、ステップ９（Ｓ９）へ進む。一方、自車が車線変更後の車線から車線変更前の車線へ向かっている場合には、例えば路面の傾きや横風等の外乱の影響により車線変更動作に対して戻す力が働いているため、ステップ８（Ｓ８）へ進む。
ステップ８（Ｓ８）では、車線偏差量ΔＬが目標ラインに対して所定値（所定距離）Ｌ０よりも大きいかどうかの判断を行う。これは、目標ラインに対して自車が所定値Ｌ０の範囲にある場合には、車線変更動作の流れでドライバーが走行位置の調整を行うことが想定されるため、意図的な戻す力が発生することを考慮したものである。車線偏差量ΔＬが所定値Ｌ０よりも大きい場合にはステップ１０（Ｓ１０）へ進み、そうでない場合にはステップ９（Ｓ９）へ進む。

そして、ステップ９（Ｓ９）では、車線変更側方向は車線偏差量ΔＬが大きくなってもゲインの増大を抑えると共に、車速Ｖが低車速であるほど小さな車線変更時制御ゲインＧ０に設定され、ステップ１２（Ｓ１２）へ進む。本実施の形態においては、ゲイン変更のパラメータとして、本ステップ以降で車速Ｖを用いる例を示したが、他に、舵角、舵角スピード、道路曲率、横加速度、ヨーレート等をゲイン変更のパラメータとしても良い。
ステップ１０（Ｓ１０）では、車線変更側方向は車線偏差量ΔＬが大きくなってもゲインの増大を抑えると共に、車速Ｖが低車速であるほど小さな車線変更時制御ゲインＧ２に設定され、ステップ１２（Ｓ１２）へ進む。
ステップ１１（Ｓ１１）では、ステップ５（Ｓ５）において車線変更ではないとの判断時、または、ステップ６（Ｓ６）において所定時間内での車線偏差量ΔＬの変化量が所定値よりも小さいとの判断時、車線偏差量ΔＬが大きいほどゲインを増大させる通常走行時制御ゲインＧ１に設定され、ステップ１２（Ｓ１２）へ進む。

次にステップ１２（Ｓ１２）において、目標ラインに自車を追従させるために必要な目標操舵角θｒが演算され、ステップ１３（Ｓ１３）へ進む。
そして、ステップ１３（Ｓ１３）において、設定された制御ゲインＧ０またはＧ１またはＧ２と目標操舵角θｒとによりモータ電圧ＶＭ｛ＶＭ＝Ｇ０・ｆ（θｒ）またはＶＭ＝Ｇ１・ｆ（θｒ）またはＶＭ＝Ｇ２・ｆ（θｒ）｝が演算され、ステップ１４（Ｓ１４）へ進む。
最後に、ステップ１４（Ｓ１４）において、演算されたモータ電圧ＶＭがモータ７に対して出力される。

上記のように本実施の形態においては、自動操舵スイッチ１３を入れての自動操舵モードにおける車線追従制御時、車線変更をしない通常の走行状態においては、図３のフローチャートで、ステップ１（Ｓ１）→ステップ２（Ｓ２）→ステップ３（Ｓ３）→ステップ４（Ｓ４）→ステップ５（Ｓ５）→ステップ１１（Ｓ１１）→ステップ１２（Ｓ１２）→ステップ１３（Ｓ１３）→ステップ１４（Ｓ１４）へと進む流れとなる。ステップ１１（Ｓ１１）では、車線偏差量ΔＬが大きいほどゲインを増大させる通常走行時制御ゲインＧ１に設定される。ステップ１４（Ｓ１４）では、設定された制御ゲインＧ１と目標操舵角θｒとにより演算されたモータ電圧ＶＭがモータ７に対して出力される。ここで、通常走行時制御ゲインＧ１は、車線偏差量ΔＬが大きいほど二次特性的に増大する値で与えられる。
このように、車線変更を行わない通常走行時には、車線偏差量ΔＬが大きいほどゲインが増大する通常走行時制御ゲインＧ１に設定されるため、走行ラインが目標ラインから外れるほど目標ライン方向に戻す力が操舵力伝達系に作用することになり、目標ラインから逸脱しない車線追従制御が確保される。

なお、自動操舵スイッチ１３を入れての自動操舵モードにおける車線追従制御時、ドライバー操作により車線変更を行うときには、自車の挙動により設定される制御ゲインが変化する。
車線変更前の車線から車線変更後の車線へ自車が問題なく向かっている場合には、図３のフローチャートで、ステップ１（Ｓ１）→ステップ２（Ｓ２）→ステップ３（Ｓ３）→ステップ４（Ｓ４）→ステップ５（Ｓ５）→ステップ６（Ｓ６）→ステップ７（Ｓ７）→ステップ９（Ｓ９）→ステップ１２（Ｓ１２）→ステップ１３（Ｓ１３）→ステップ１４（Ｓ１４）へと進む流れとなる。ステップ９（Ｓ９）では、車線変更側方向は車線偏差量ΔＬが大きくなってもゲインの増大を抑えると共に、車速Ｖが低車速であるほど小さな車線変更時制御ゲインＧ０に設定される。ステップ１４（Ｓ１４）では、車線変更側方向は制御ゲインＧ０と目標操舵角θｒとにより、また、車線変更側と反対側方向は制御ゲインＧ１と目標操舵角θｒにより演算されたモータ電圧ＶＭがモータ７に対して出力される。ここで、車線変更時制御ゲインＧ０は、図５に示すように、例えば、通常走行時制御ゲインＧ１に車速Ｖに応じた定数を加味することで、車線偏差量ΔＬが大きくなっても増大が抑えられた値で与えられる。

一方、路面の傾きや横風等の外乱の影響により、車線変更後の車線から車線変更前の車線へ自車が戻されるような場合には、図３のフローチャートで、ステップ１（Ｓ１）→ステップ２（Ｓ２）→ステップ３（Ｓ３）→ステップ４（Ｓ４）→ステップ５（Ｓ５）→ステップ６（Ｓ６）→ステップ７（Ｓ７）→ステップ８（Ｓ８）→ステップ１０（Ｓ１０）→ステップ１２（Ｓ１２）→ステップ１３（Ｓ１３）→ステップ１４（Ｓ１４）へと進む流れとなる。ステップ１０（Ｓ１０）では、車線変更側方向（紙面左側方向）は車線偏差量ΔＬに対して車線変更時制御ゲインＧ０よりも大きなゲインとなる車線変更時制御ゲインＧ２に設定され、ステップ１４（Ｓ１４）では、車線変更側方向（紙面左側方向）は制御ゲインＧ２と目標操舵角θｒとにより、また、車線変更側と反対側方向（紙面右側方向）は制御ゲインＧ１と目標操舵角θｒとにより演算されたモータ電圧ＶＭがモータ７に対して出力される。ここで、車線変更時制御ゲインＧ２は、図５に示すように、例えば、通常走行時制御ゲインＧ１に車速Ｖに応じた定数を加味することで、車線偏差量ΔＬに対する制御ゲインが、車線変更時制御ゲインＧ０よりも大きな値で与えられる。
また、車線変更後の目標ラインに近づいた場合は、車線変更動作の流れでドライバーが走行位置の調整を行うことが想定されるため、図６に示すように車線偏差量ΔＬが所定値Ｌ０の範囲内になれば、車線変更後の車線から車線変更前の車線へ自車が戻されるような場合であっても、設定する制御ゲインは車線変更時制御ゲインＧ０とする。このときの処理の流れは、図３のフローチャートで、ステップ１（Ｓ１）→ステップ２（Ｓ２）→ステップ３（Ｓ３）→ステップ４（Ｓ４）→ステップ５（Ｓ５）→ステップ６（Ｓ６）→ステップ７（Ｓ７）→ステップ８（Ｓ８）→ステップ９（Ｓ９）→ステップ１２（Ｓ１２）→ステップ１３（Ｓ１３）→ステップ１４（Ｓ１４）へと進む流れとなる。ステップ９（Ｓ９）では、車線変更側方向は車線偏差量ΔＬが大きくなってもゲインの増大を抑えると共に、車速Ｖが低車速であるほど小さな車線変更時制御ゲインＧ０に設定される。ステップ１４（Ｓ１４）では、車線変更側方向（紙面左側方向）は制御ゲインＧ０と目標操舵角θｒとにより、また、車線変更側と反対側方向（紙面右側方向）は制御ゲインＧ１と目標操舵角θｒとにより演算されたモータ電圧ＶＭがモータ７に対して出力される。
以上のように本実施の車線追従装置では、車線変更時には、車線変更前の車線から車線変更後の車線へ自車が移動している場合には、車線変更側方向は車線偏差量ΔＬが大きくなってもゲインの増大を抑えた車線変更時制御ゲインＧ０に設定されるため、車線変更により走行ラインが目標ラインから外れても目標ライン方向に戻す力の発生が小さく抑えられ、ドライバーの操作性を向上させることができる。また、車線変更時に、路面の傾きや横風等の外乱の影響により、車線変更後の車線から車線変更前の車線へ自車が戻される場合には、車線変更時制御ゲインＧ０よりもゲインの大きな車線変更時制御ゲインＧ２に設定されるため、車線変更後の車線に自車が入った場合には外乱の影響によるドライバーの操舵力の増加が抑えられる。
また、制御ゲイン設定手段２６は、車線変更後の車線での車線偏差量ΔＬが所定の範囲Ｌ０内の場合には、第２の車線変更時制御ゲインＧ２の設定を行わない。このように自車が車線変更後の車線での目標ラインに近づいた場合には、車線変更後の車線から車線変更前の車線へ自車が戻されている場合でも、目標ラインへ戻す力を大きくせず、車線変更時制御ゲインＧ０に設定されるため、車線変更動作終了直前にドライバーの意思による走行位置調節時には、車線変更前の車線方向へも小さな力で動かすことが可能な車線追従装置を提供できる。
また、車線変更判断手段２５は、所定時間あたりの車線偏差量の変化量が所定値以下の場合には車線変更ではないと判断する。なお、車線変更と判断されてからの継続時間が所定値以上の場合に車線変更ではないと判断してもよい。これにより車線変更が終ったにもかかわらず、車線変更の指示が出しっ放しであるとき、特定の条件のもとで車線変更ではないと判断することにより、通常走行時の制御ゲインＧ１に戻すことが可能な車線追従装置を提供できる。
以上のように本実施の形態においては、目標ラインから逸脱しない車線追従制御を確保しながら、車線変更時におけるドライバーの操作性向上と外乱の影響の抑制を両立させることが可能である。
なお、以上説明した実施の形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施の形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

本発明の実施の形態の車線追従装置が適用された自動車用操舵系の全体システム図である。 本発明の実施の形態の車線追従装置の機能ブロック図である。 本発明の実施の形態の車線追従装置における処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態の車線追従装置における車線変更時の目標ラインの設定を説明する図である。 本発明の実施の形態の車線追従装置における車線変更時の制御ゲイン設定を示す図である。 本発明の実施の形態の車線追従装置における車線変更時の他の制御ゲイン設定を示す図である。

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
２ａ：アッパーシャフト ２ｂ：ロアシャフト
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：車線追従コントローラ
１３：自動操舵スイッチ １４：操舵トルクセンサ
１５：車速センサ １６：右ウィンカスイッチ
１７：左ウィンカスイッチ
２１：車線情報検出手段 ２２：目標ライン設定手段
２３：車線偏差量演算手段 ２４：移動方向検出手段
２５：車線変更判断手段 ２６：制御ゲイン設定手段
２７：車線追従制御手段
４１：自車 ４２：左側車線
４３：右側車線 ４４：走行車線
４５：目標ライン

Claims (3)

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、
   前方道路のレーンマークに基づいて車線状態を検出する車線情報検出手段と、
   前記車線情報検出手段からの出力に基づいて、走行車線内に制御目標となる目標ラインを設定する目標ライン設定手段と、
   前記目標ライン設定手段により設定された目標ラインと自車の走行ラインとの車幅方向の偏差量である車線偏差量を演算する車線偏差量演算手段と、
   自車が車線変更をするときであると判断する車線変更判断手段と、
   前記車線変更判断手段による車線変更判断時には、車線偏差量が大きいほどゲインを増大させる通常走行時制御ゲインに代え、少なくとも車線変更側方向は車線偏差量が大きくなってもゲインの増大を抑えた車線変更時制御ゲインを設定する制御ゲイン設定手段と、
   車線追従制御時、設定された前記目標ラインに自車を追従させる制御指令を前記自動操舵アクチュエータに対し出力する車線追従制御手段と
   を備えた車線追従装置において、
   前記車線偏差量演算手段からの出力信号の時間変化に基づいて、自車挙動の横方向の向きを検出する移動方向検出手段を備え、
   前記制御ゲイン設定手段は、前記移動方向検出手段の出力に基づいて、車線変更中の自車の移動方向が車線変更後の車線へ向かっている場合には、車線偏差量が大きくなってもゲインの増大を抑えた第１の車線変更時制御ゲインを設定し、かつ、車線変更中の自車の移動方向が車線変更前の車線へ向かっている場合には、車線偏差量に対する制御ゲインが、第１の車線変更時制御ゲインよりも大きな第２の車線変更時制御ゲインを設定することを特徴とする車線追従装置。
2. 前記制御ゲイン設定手段は、
   車線変更後の車線での車線偏差量が所定の範囲内の場合には、前記第２の車線変更時制御ゲインの設定を行わないことを特徴とする請求項１に記載の車線追従装置。
3. 前記車線変更判断手段は、
   車線変更と判断されてからの継続時間が所定値以上、または、所定時間あたりの車線偏差量の変化量が所定値以下、の少なくともいずれかの場合には車線変更ではないと判断することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車線追従装置。

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