JP2010023756A - 車線維持支援装置及び車線維持支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者の意図する走行ラインとのずれからくる違和感を低減しつつ、走行車線逸脱を有効に防止することが可能な車線維持支援装置を提供する。
【解決手段】自車両が走行する走行車線の幅方向中央から幅方向左右の少なくとも一方にオフセットした位置である横方向変位閾値を設ける。そして、少なくとも左右の横方向変位閾値以内に自車両が位置する場合には、走行車線に対する角度偏差が小さくなるようにフィードバック制御（ヨー角制御）を行う。また、走行車線中央に対し左右の横方向変位閾値よりも外に自車両がいる場合には、主として横変位偏差が小さくなるようにフィードバック制御（横位置制御）を行う。さらに、上記制御の基礎とする情報に基づき、運転者の感覚に制御の報知をするための刺激を付与する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、自車両が走行車線に沿って走行し且つ走行車線から逸脱することを防止しつつ運転者に報知するための車線維持支援装置及び車線維持支援方法に関する。

車線維持支援装置としては、例えば特許文献１に記載する発明がある。
この特許文献１に記載の技術では、自車両の進行方向と走行車線との角度偏差が小さくなるように車輪の転舵角を制御する技術である。これによって、自車両が走行車線を逸脱することを防止することを目的としている。
特許第３７２９４９４号公報

特許文献１に記載のように、単純に、上記走行車線に対する角度偏差がゼロとなるように自車両の進行方向を制御すると、逸脱側へ角度偏差がついている場合と、逸脱回避側へ角度偏差がついている場合とで、同様な制御が介入することになる。
ここで、以下の説明では、自車両が走行車線の一方の端部側に近づいた位置にいる場合を例に説明する。

例えば、逸脱防止効果を確保するために制御ゲインを大きく設定するとする。この場合、逸脱側（自車両の進行方向が上記一方の端部側）へ角度偏差がついている場合には逸脱回避側への制御量が大きくなって、より有効に逸脱を防止することができる。しかし、逸脱回避側（自車両の進行方向が上記一方の端部から離れる方向）へ角度偏差がついている場合には、逸脱側への制御が強く介入することになる。つまり、逸脱側へ制御が介入しているかのような違和感を乗員に与える可能性がある。

逆に、逸脱回避側へ角度偏差がついている場合の制御介入の違和感を低減するために、制御ゲインを小さく設定すると、逸脱側へ角度偏差がついている場合の制御介入が弱くなり、逸脱防止効果が小さくなる。
このように、上記従来技術では、逸脱側への角度偏差発生時の逸脱防止効果と、逸脱回避側への角度偏差発生時の制御介入違和感とがトレードオフの関係にある。
本発明は、上記のような点に着目したもので、走行車線逸脱を有効に防止しつつ、運転者の意図する走行ラインとのずれからくる運転者が受ける違和感を低減可能な車線維持支援装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、自車両が走行する走行車線に横方向変位閾値を設ける。そして、自車両が走行車線の中央側から横方向変位閾値を通過する際に、横方向変位閾値より走行車線中央側では、走行車線に対する角度偏差を小さくするように自車両の進行方向を制御して、横方向変位閾値よりも走行車線の幅方向外側では、少なくとも横方向変位閾値からの横変位偏差を小さくするように自車両の進行方向を制御する。
さらに、上記制御の基礎とする情報に基づき、運転者の感覚に制御の報知をするための刺激を付与する。

本発明によれば、自車両が走行車線中央側に位置する場合には、角度偏差が小さくなるように制御することで、運転者の意図する走行ラインに応じて、自車両は走行車線に沿って走行する。
一方、自車両が走行車線の端部側に位置する場合には、走行車線中央部側に戻す制御が介入することで、適切に走行車線内に留めることができる。
以上のように、本発明によれば、運転者の意図する走行ラインとのずれからくる違和感を低減しつつ、有効に走行車線逸脱を防止することが可能となる。
更に、以上のような運転者の意図する走行ラインとのずれからくる違和感を低減するように車両の走行制御に基づいて、運転者が認知できる注意喚起を行う。
これによって、さらに、車線維持支援の際における、運転者の違和感を低減できる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態の車線維持支援装置を適用した自車両のシステム概要構成図である。
この実施形態の自車両は、ステアバイワイヤシステムを採用している。
（構成）
まず構成について図１を参照しながら説明する。
運転者が操作するステアリングホイール１２にステアリング入力軸３０が連結する。そのステアリング入力軸３０には、ステアリングホイール１２の操舵角を検出するハンドル角度センサ１を設ける。そのハンドル角度センサ１は、検出した操舵角度信号を操舵用コントローラ１１に出力する。

上記ステアリング入力軸３０に、操舵トルクセンサ２を介して第１中間軸３１が連結する。操舵トルクセンサ２は、ステアリング入力軸３０に入力した操舵トルクを検出し、そのトルク信号を操舵用コントローラ１１に出力する。
上記第１中間軸３１に、操舵反力アクチュエータ３が連結する。操舵反力アクチュエータ３は、操舵用コントローラ１１からの指令に基づき操舵反力を第１中間軸３１に付加する。その操舵反力アクチュエータ３の操舵反力モータに操舵反力モータ角度センサ４を設ける。操舵反力モータ角度センサ４は、操舵反力モータの回転角度位置を検出し、その検出信号を操舵用コントローラ１１に出力する。

上記第１中間軸３１に、メカニカルバックアップ装置１０を介して第２中間軸３２が連結する。メカニカルバックアップ装置１０は、通常状態では、第１中間軸３１と第２中間軸３２との間のトルク伝達を切った状態とする。また、メカニカルバックアップ装置１０は、操舵用コントローラ１１からの指令に基づき、第１中間軸３１と第２中間軸３２とを接続してトルク伝達を可能な状態とする。

上記第２中間軸３２は、転舵トルクセンサ７を介してステアリング出力軸３３に連結している。また、上記第２中間軸３２に、転舵アクチュエータ５が連結する。転舵アクチュエータ５は、操舵用コントローラ１１からの指令に基づき第２中間軸３２を回動変位する。その転舵アクチュエータ５の転舵用モータに転舵アクチュエータ角度センサ６を設ける。転舵アクチュエータ角度センサ６は、転舵アクチュエータ５のモータの回転角度位置を検出し、その検出信号を操舵用コントローラ１１に出力する。

上記ステアリング出力軸３３は、ラックアンドピニオン機構を介してラック軸３４に連結する。すなわち、ステアリング出力軸３３に連結するピニオンがラック軸３４のラックに噛み合う。ラック軸３４は、車幅方向に軸を向けて配置してある。そして、ステアリング出力軸３３を回動変位させることで、ラック軸３４は車幅方向に向けて軸方向変位する。符号８は、ピニオン角度センサ８を示し、ピニオンの回転角度を検出して操舵用コントローラ１１に出力する。

上記ラック軸３４の左右端部は、それぞれ左右のタイロッド３５を介してナックルに連結する。符号３６はナックルから突出するナックルアームを示す。ナックルは、操向輪である前輪１３を回転自在に支持する。上記タイロッド３５にタイロッド軸力センサ９を設ける。タイロッド軸力センサ９は、タイロッド３５の軸力を検出し、その検出信号を操舵用コントローラ１１に出力する。
また、自車両状態パラメータ１４が操舵用コントローラ１１に入力する。自車両状態パラメータ１４は、例えば車速検出手段が検出した車速や、路面摩擦係数推定手段が検出した走行路面の摩擦係数推定値である。

操舵用コントローラ１１は、ハンドル角度センサ１が検出した操舵角に相当する転舵角とする転舵指令値を転舵アクチュエータ５に出力すると共に、操舵反力を付与するための指令値を操舵反力アクチュエータ３に出力する。ここで、操舵用コントローラ１１は、後述の車線維持支援コントローラ１５から補正分の転舵指令を入力すると、その補正転舵指令を上記転舵指令値に付加（加算）することで、転舵指令値を補正する。

また、前輪１３及び後輪４０の各車輪にブレーキユニットを備える。各ブレーキユニットは、ブレーキディスク２２と、液圧の供給によりブレーキディスク２２を摩擦挟持してブレーキ力（制動力）を与えるホイルシリンダ２３とを備える。これらブレーキユニットの各ホイルシリンダ２３に、圧力制御ユニット２４が連結し、圧力制御ユニット２４から供給した液圧によって、ブレーキユニットは各車輪に対し個別に制動を付加する。

また、駆動輪を駆動するエンジン若しくはモータからなうる原動機４３とその原動機４３を駆動制御する駆動制御装置４２を備える。駆動制御装置４２は、上記車線維持支援コントローラ１５からの補正指令分だけ駆動量を補正する。
また、符号４４は、運転席前方のメータークラスター内のランプを示す。また、符号４５は、車室内に設けた警報装置を示す。
上記システム構成を備えた自車両に対し、車線維持支援装置を設ける。

その構成について次に説明する。
自車両に、画像処理機能付き単眼カメラを搭載する。この画像処理機能付き単眼カメラは、自車両の位置を検出するための外界認識手段１６である。画像処理機能付き単眼カメラは、自車両前方の路面を撮像する。その撮像したカメラ画像から路面の状態を判断し、自車が走行する走行車線内の自車両の位置に関する信号を、車線維持支援コントローラ１５に出力する。走行車線内の自車両の位置に関する信号は、走行車線に対する自車両の進行方向の角度偏差であるヨー角θ、走行車線中央からの横変位Ｘ、及び走行車線の曲率ρに関する情報である。

また、方向指示スイッチ１７を備える。方向指示スイッチ１７の信号は、運転者が走行車線を変更するか否かの判断情報として、車線維持支援コントローラ１５に出力する。
また、車線維持支援コントローラ１５は、操舵用コントローラ１１から、現在のステアの状態やタイヤの操舵状態などの信号が入力する。
車線維持支援コントローラ１５は、入力した信号に基づき自車両を走行車線に維持させるための制御量を算出して、少なくとも上記操舵用コントローラ１１に出力する。

次に、その車線維持支援コントローラ１５の処理について、図２を参照しつつ説明する。
この車線維持支援コントローラ１５は、所定サンプリング周期毎に繰り返し実行する。
まず作動すると、ステップＳ１００にて、各センサ及び操舵用コントローラ１１などからの各種データを読み込む。車輪速センサ１８〜２１から各車輪速Ｖｗを読み込む。また、操舵角δ、操舵角速度δ′、方向指示スイッチ１７の信号を読み込む。外界認識手段１６のカメラコントローラからは、自車両の走行車線Ｌに対する自車両のヨー角θ、走行車線中央Ｌｓからの横変位Ｘ、及び走行車線Ｌの曲率ρをそれぞれ読み込む。ここで、走行車線中央Ｌｓからの横変位Ｘは、例えば図３及び図４に示すように、自車両Ｃの重心位置Ｇを基準とすれば良い。もっとも自車両Ｃの重心位置Ｇを基準としなくても良い。例えば、自車両Ｃの前端部中央を基準にして、走行車線中央Ｌｓからの横変位Ｘを求めても良い。すなわち、図４のように、ヨー角θに応じて自車両Ｃの前端部から先に逸脱方向に変位するので、その部分を基準として横変位Ｘを求めて、より早期に横変位偏差を小さくするようにしても良い。

続いてステップＳ１１０にて、下記（１）式および（２）式に基づき、左右の横変位基準閾値ＸＬｔ、ＸＲｔの設定を行う。
ここで、図３に示すように、右側の横変位基準閾値ＸＲｔは、右逸脱に対して設定する横変位Ｘの偏差の基準である横変位基準位置ＬＸＲの位置を特定するものである。左側の横変位基準位置ＸＬｔは、左逸脱に対して設定する横変位Ｘの偏差の基準である横変位基準位置ＬＸＬの位置を特定するものである。
ＸＲｔ ＝ （ Ｗｌａｎｅ／２ ） − （ Ｗｃａｒ／２ ）
− Ｘｏｆｆｓｅｔ ・・・（１）
ＸＬｔ ＝ −（（Ｗｌａｎｅ／２ ） − （ Ｗｃａｒ／２ ）
− Ｘｏｆｆｓｅｔ ） ・・・（２）
ここで、走行車線中央Ｌｓからの横変位Ｘは、走行車線Ｌに対して自車両Ｃが中心よりも右側にいる場合を正とし、左側に位置する場合を負とする。このため、右側の横変位基準位置ＸＲｔ側を正としている。

また、図３に示すように、Ｗｌａｎｅは走行車線幅であり、Ｗｃａｒは自車両Ｃの車幅である。
また、Ｘｏｆｆｓｅｔは走行車線端部Ｌｅ（白線や路肩）の位置に対する余裕代である。この余裕代Ｘｏｆｆｓｅｔは、走行車線幅Ｗｌａｎｅや車速などに応じて変更しても良い。例えば、走行車線幅Ｗｌａｎｅが狭い程、余裕代Ｘｏｆｆｓｅｔを小さくする。また、左右の横変位基準位置ＬＸＬ、ＬＸＲ毎に異なる余裕代Ｘｏｆｆｓｅｔを使用しても良い。また、この左右の横変位基準位置ＬＸＬ、ＬＸＲは固定値であっても良い。

続いて、ステップＳ１２０にて、下記（３）式に基づき、右逸脱に対する横変位偏差ΔＸＲを算出する。
ΔＸＲ ＝ Ｘ − ＸＲｔ ・・・（３）
ただし、ΔＸＲ≦０の場合、ΔＸＲ＝０とする（正の値のみをとるようにする）。
上記（３）式によって、横変位Ｘと、右逸脱に対する横変位偏差ΔＸＲとは、図５（ａ）に示す関係となる。
すなわち、上記（３）式を使用することで、「Ｘ−ＸＲｔ≧０」となると、自車両Ｃが、走行車線中央Ｌｓに対し右の横変位基準位置ＬＸＲよりも外に出たと判定する。そして、自車両Ｃが右側の走行車線端部Ｌｅ側に寄った場合であるので、自車両Ｃに近い横変位基準位置として右側の横変位基準位置ＬＸＲを横変位偏差の基準として、右逸脱に対する横変位偏差ΔＸＲを求めることになる。

続いて、ステップＳ１３０にて、下記（４）式に基づき、左逸脱に対する横変位偏差ΔＸＬを算出する。
ΔＸＬ ＝ Ｘ − ＸＬｔ ・・・（４）
ただし、ΔＸＬ≧０の場合、ΔＸＬ＝０とする（負の値のみをとるようにする）。
上記式によって、横変位Ｘと、左逸脱に対する横変位偏差ΔＸＬとは、図５（ｂ）に示す関係となる。
すなわち、上記（４）式を使用することで、「Ｘ−ＸＬｔ≦０」となると、自車両Ｃが、走行車線中央Ｌｓに対し左の横変位基準位置ＬＸＬよりも外に出たと判定する。そして、自車両Ｃが左側の走行車線端部Ｌｅ側に寄った場合であるので、自車両Ｃに近い横変位基準位置として左側の横変位基準位置ＬＸＬを横変位偏差の基準として、左逸脱に対する横変位偏差ΔＸＬを求めることになる。

続いて、ステップＳ１４０にて、下記（５）式に基づき、右逸脱に対するヨー角偏差ΔθＲを算出する。ここで、走行車線Ｌに対する自車両Ｃのヨー角θは、右側へヨー角θがついている場合（図４のような状態）を正とし、左側へヨー角θがついている場合を負とする。
ΔθＲ ＝ θ （θ＞０の場合）
ΔθＲ ＝ ０ （θ≦０の場合）
・・・（５）
上記（５）式によって、ヨー角θと、右逸脱に対してのみ設定するヨー角偏差ΔθＲとは、図６（ａ）に示す関係となる。

続いて、ステップＳ１５０にて、下記（６）式に基づいて、左逸脱に対するヨー角偏差ΔθＬを算出する。
ΔθＬ ＝ θ （θ＜０の場合）
ΔθＬ ＝ ０ （θ≧０の場合）
・・・（６）
上記（６）式によって、ヨー角θと、左逸脱に対してのみ設定するヨー角偏差ΔθＬとは、図６（ｂ）に示す関係となる。

続いて、ステップＳ１６０にて、走行車線Ｌのカーブ方向、曲率ρ、及びヨー角θ（逸脱）の方向に応じて、右逸脱に対する走行車線端部制御フィードバック補正ゲインＫρＬ＿Ｒ、及び左逸脱に対する走行車線端部制御フィードバック補正ゲインＫρＬ＿Ｌを、それぞれ求める。
すなわち、曲率ρの向き（走行車線Ｌのカーブ方向）に応じて３種類に分けて、下記のように、個別のマップを使用して、右逸脱に対する走行車線端部制御フィードバック補正ゲインＫρＬ＿Ｒ、及び左逸脱に対する走行車線端部制御フィードバック補正ゲインＫρＬ＿Ｌを設定する。

曲率ρ＜０（右カーブ）と判定した場合：
ＫρＬ＿Ｒ：図７に示すような、カーブＩＮ側補正ゲインマップから読み込む。
ＫρＬ＿Ｌ：図８に示すような、カーブＯＵＴ側補正ゲインマップから読み込む。
曲率ρ＞０（左カーブ）と判定した場合
ＫρＬ＿Ｒ：図８に示すような、カーブＯＵＴ側補正ゲインマップから読み込む。
ＫρＬ＿Ｌ：図７に示すような、カーブＩＮ側補正ゲインマップから読み込む。
曲率ρ＝０（直線路）と判定した場合
ＫρＬ＿Ｒ ＝ １．０ （補正なし）
ＫρＬ＿Ｌ ＝ １．０ （補正なし）
ここで、走行車線Ｌの曲率ρは、旋回半径の逆数であり、直線路でρ＝０となり、カーブがきつくなる（旋回半径が小さくなる）につれて、曲率ρの絶対値が大きな値となる。また、左カーブを正とし、右カーブを負とする。

上記カーブＩＮ側補正ゲインマップは、図７のように、曲率ρの絶対値が所定以上となると、曲率ρの絶対値が大きくなるにつれて、補正のゲインが小さくなるマップである。そして、左右の走行車線端部Ｌｅのうち、カーブ路の内側に位置する走行車線端部Ｌｅに対する制御のゲインを、曲率ρの絶対値の増大に応じて低減するように補正するものである。

また、上記カーブＯＵＴ側補正ゲインマップは、図８のように、曲率ρの絶対値が所定以上となると、曲率ρの絶対値が大きくなるにつれて、補正のゲインが大きくなるマップである。そして、左右の走行車線端部Ｌｅのうち、カーブ路の外側に位置する走行車線端部Ｌｅに対する制御のゲインを、曲率ρの絶対値の増大に応じて増加するように補正するものである。

続いてステップＳ１７０では、走行車線Ｌのカーブ方向、曲率ρ、及び横変位Ｘ（逸脱）の方向に応じて、右逸脱に対する走行車線中央部制御フィードバック補正ゲインＫρＹ＿Ｒ、左逸脱に対する走行車線中央部制御フィードバック補正ゲインＫρＹ＿Ｌをそれぞれ求める。
すなわち、曲率ρの向き（走行車線Ｌのカーブ方向）に応じて３種類に分けて、下記のように、マップを使用して、右逸脱に対する走行車線中央部制御フィードバック補正ゲインＫρＹ＿Ｒ、及び左逸脱に対する走行車線中央部制御フィードバック補正ゲインＫρＹ＿Ｌをそれぞれ設定する。

曲率ρ＜０（右カーブ）と判定した場合
ＫρＹ＿Ｒ ： 図７に示すような、カーブＩＮ側補正ゲインマップから読み込む。
ＫρＹ＿Ｌ ： 図８に示すような、カーブＯＵＴ側補正ゲインマップから読み込む。
曲率ρ＞０（左カーブ）と判定した場合
ＫρＹ＿Ｒ ： 図８に示すような、カーブＯＵＴ側補正ゲインマップから読み込む。
ＫρＹ＿Ｌ ： 図７に示すような、カーブＩＮ側補正ゲインマップから読み込む。
曲率ρ＝０（直線路）と判定した場合
ＫρＹ＿Ｒ ＝ １．０ （補正なし）
ＫρＹ＿Ｌ ＝ １．０ （補正なし）

ここで、カーブＩＮ側補正ゲインマップ及びカーブＯＵＴ側補正ゲインマップを、走行車線端部制御フィードバック補正ゲインを求める場合と、走行車線中央部制御フィードバック補正ゲインを求める場合とで、同じ傾向のマップを使用している。ただし、マップ上の勾配を走行車線端部制御フィードバック補正ゲインＫρＬ＿Ｒ、ＫρＬ＿Ｌを求める場合と、走行車線中央部制御フィードバック補正ゲインＫρＹ＿Ｒ、ＫρＹ＿Ｌを求める場合とで異なるマップを使用するようにしている。すなわち、走行車線端部制御フィードバック補正ゲインＫρＬ＿Ｒ、ＫρＬ＿Ｌを求める際に使用するカーブＩＮ側補正ゲインマップ及びカーブＯＵＴ側補正ゲインマップの方が、曲率ρの絶対値の変化に対する勾配を大きく設定する。これは、走行車線端部Ｌｅ側の方がカーブの内側及び外側での曲率ρに対する補正量を大きくして、その分だけ敏感にするためである。

続いてステップＳ１８０では、下記（７）式、（８）式に基づいて、右逸脱に対する走行車線端部制御による目標転舵角φＬ＿Ｒｔ、及び左逸脱に対する走行車線端部制御による目標転舵角φＬ＿Ｌｔを算出する。
φＬ＿Ｒｔ＝−（（（Ｋｃ＿Ｌ１×Ｋｖ＿Ｌ１×ΔＸＲ）
＋（Ｋｃ＿Ｌ２×Ｋｖ＿Ｌ２×θ）
＋（Ｋｃ＿Ｌ３×Ｋｖ＿Ｌ３×ρ））
×ＫρＬ＿Ｒ） ・・・（７）
φＬ＿Ｌｔ＝−（（（Ｋｃ＿Ｌ１×Ｋｖ＿Ｌ１×ΔＸＬ）
＋（Ｋｃ＿Ｌ２×Ｋｖ＿Ｌ２×θ）
＋（Ｋｃ＿Ｌ３×Ｋｖ＿Ｌ３×ρ））
×ＫρＬ＿Ｒ） ・・・（８）
ここで、Ｋｃ＿Ｌ１、Ｋｃ＿Ｌ２、Ｋｃ＿Ｌ３は、車両諸元により定まるフィードバックゲインである。

Ｋｖ＿Ｌ１、Ｋｖ＿Ｌ２、Ｋｖ＿Ｌ３は、車速に応じた補正ゲインである。例えば、 Ｋｖ＿Ｌ１、Ｋｖ＿Ｌ２、Ｋｖ＿Ｌ３は、車速に応じて大きくなる。
ここで、上記（７）式及び（８）式の２項目及び３項目は、横変位偏差に対する補正項（収束項）である。このため、補正ゲインＫｃ＿Ｌ１よりも、補正ゲインＫｃ＿Ｌ２、Ｋｃ＿Ｌ３を小さく設定してある。同様に、補正ゲインＫｖ＿Ｌ１よりも、補正ゲインＫｃ＿Ｌ２、Ｋｃ＿Ｌ３を小さく設定してある。

すなわち、右逸脱若しくは左逸脱に対する走行車線端部制御による目標転舵角φＬ＿Ｌｔ、φＬ＿Ｒｔは、各横変位基準位置ＬＸＬ、ＬＸＲからの横変位偏差が小さくなる制御量を求めるものである。そして、その際に、自車両Ｃのヨー角θ及び道路曲率ρでその制御量を補正している。このとき、上記式の第２項の自車両Ｃのヨー角θ分は、横速度に対するフィードバック制御量として作用する。このため、第２項の自車両Ｃのヨー角θ分として、ヨー角偏差ΔθＲ若しくはΔθＬを使用することなく、ヨー角θを使用している。

以上から、後述のステップＳ２００のように、最終の目標転舵角φｔを算出する際に、右逸脱に対する走行車線端部制御による目標転舵角φＬ＿Ｒｔと左逸脱に対する走行車線端部制御による目標転舵角φＬ＿Ｌｔの和として算出する。すなわち、上記目標転舵角φＬ＿Ｒｔと目標転舵角φＬ＿Ｌｔの和を、走行車線端部制御分の目標転舵角としている。
このとき、走行車線中央Ｌｓ側である左右の横変位基準位置ＬＸＬ、ＬＸＲの間に自車両Ｃが位置する場合には、図５のように横変位偏差ΔＸＲ、ΔＸＬの両方の値が０となる。すなわち、上記目標転舵角φＬ＿Ｒｔと目標転舵角φＬ＿Ｌｔの値は、小さな値となる。この結果、走行車線端部制御分の目標転舵角は小さなものとなり、後述の走行車線中央部制御分の目標転舵角φＹ＿Ｌｔ、φＹ＿Ｒｔが支配的となる。

また、走行車線中央Ｌｓ側である左右の横変位基準位置ＬＸＬ、ＬＸＲの間の外に自車両Ｃが位置する場合には、図５のように横変位偏差ΔＸＲ、ΔＸＬの一方の値だけが０となる。すなわち、目標転舵角φＬ＿Ｒｔと目標転舵角φＬ＿Ｌｔのうち、自車両Ｃから離れた側の走行車線端部制御用の目標転舵角φＬ＿Ｌｔ若しくはφＬ＿Ｒｔの一方は小さくなり、自車両Ｃに近い側の走行車線端部制御用の目標転舵角φＬ＿Ｌｔ若しくはφＬ＿Ｒｔの他方が、走行車線端部制御分の目標転舵角としては支配的となる。

そして、走行車線Ｌに対する自車両Ｃのヨー角θを横変位Ｘに対する微分項（横速度）として第２項に設けてそのままフィードバックして制御し、さらに道路曲率ρに対する補正項として第３項を設けてフィードバックして制御する。この結果、第１項によって、横変位基準位置を基準として走行車線Ｌ外側へ自車両Ｃの位置を制御しようとする動きを無くしつつ適切に走行車線Ｌ内に留め、第２項及び第３項を設けることで、走行車線端部Ｌｅからの自車両Ｃのはじき返され感を低減することができる。すなわち、収束項として第２項（横方向変位の微分値）及び第３項（路面のカーブに対する収束項）を設けることで、横変位基準位置への収束が良くなる。
更に、走行車線端部制御フィードバック補正ゲインＫρＬ＿Ｒ、ＫρＬ＿Ｌを乗算して制御ゲインを補正する。すなわち、走行車線Ｌのカーブ方向、曲率ρ、及び横位置に応じて補正することにより、カーブ路においても違和感なく、適切に、制御を行うことができる。
なお、上記第３項をゼロとしても良い。

続いてステップＳ１９０において、下記（９）式及び（１０）式に基づき、右逸脱に対する走行車線中央部制御による目標転舵角φＹ＿Ｒｔ、左逸脱に対する走行車線中央部制御による目標転舵角φＹ＿Ｌｔを算出する。
φＹ＿Ｒｔ＝−（Ｋｃ＿Ｙ ×Ｋｖ＿Ｙ ×Ｋｙ＿Ｒ ×ＫρＹ＿Ｒ ×ΔθＲ）
・・・（９）
φＹ＿Ｌｔ＝−（Ｋｃ＿Ｙ ×Ｋｖ＿Ｙ ×Ｋｙ＿Ｌ ×ＫρＹ＿Ｌ ×ΔθＬ）
・・・（１０）
ここで、Ｋｃ＿Ｙは車両諸元により定まるフィードバックゲインである。また、Ｋｖ＿Ｙは車速に応じた補正ゲインである。例えば、Ｋｖ＿Ｙは車速が高いほど大きな値とする。

また、Ｋｙ＿Ｒ、Ｋｙ＿Ｌは、図９に示すような、走行車線Ｌに対する横変位Ｘに応じてそれぞれ個別に設定するフィードバックゲインである。
すなわち、右逸脱に対する走行車線中央部制御による目標転舵角φＹ＿Ｒｔは、自車両Ｃの進行方向が、右側を向いている場合である。このため、右逸脱に対するフィードバックゲインＫｙ＿Ｒは、左側の走行車線端部Ｌｅ側を基準として右側の走行車線端部Ｌｅに近づくにつれて大きくなるように設定してある。

また、左逸脱に対する走行車線中央部制御による目標転舵角φＹ＿Ｌｔは、自車両Ｃの進行方向が、左側を向いている場合である。このため、左逸脱に対するフィードバックゲインＫｙ＿Ｌは、右側の走行車線端部Ｌｅ側を基準として左側走行車線端部Ｌｅに近づくにつれて大きくなるように設定してある。なお、目標転舵角φＹ＿Ｒｔ、及びφＹ＿Ｌｔは、右方向への転舵を正とし、左方向への転舵を負とする。

ここで、後述のステップＳ２００のように、走行車線中央部制御分の最終目標転舵角を、右逸脱に対する走行車線中央部制御による目標転舵角φＹ＿Ｒｔと左逸脱に対する走行車線中央部制御による目標転舵角φＹ＿Ｌｔの和として算出する。このとき、右側へヨー角θがついている場合には、図６のようにΔθＬ＝０となるため、左逸脱に対する目標転舵角φＹ＿Ｌｔは０となる。すなわち、右逸脱に対する目標転舵角φＹ＿Ｒｔのみを採用することになる。同様に、左側へヨー角θがついている場合には、図６のようにΔθＲ＝０となるため、右逸脱に対する目標転舵角φＹ＿Ｒｔは０となる。すなわち、左逸脱に対する目標転舵角φＹ＿Ｌｔのみを採用することになる。

このとき、前述の通り、制御ゲインＫｙ＿Ｒ、Ｋｙ＿Ｌを、図９に示すように、自車両Ｃのヨー角θの向き側の走行車線端部Ｌｅを基準として、その走行車線端部Ｌｅに近づくほど大きくなるように設定している。このことから、逸脱側へヨー角θが発生している場合には積極的に逸脱を防止するよう制御量が大きく介入して制御する。また、逸脱回避側へヨー角θが発生している場合には、制御量が小さくなることで、違和感なく、穏やかに、走行車線Ｌに沿った方向に、自車両Ｃの進行方向の向きを合わせることができる。

また、上記制御ゲインＫｙ＿Ｒ、Ｋｙ＿Ｌは、一方の走行車線端部Ｌｅを基準として、その走行車線端部Ｌｅに近づくほど大きくなるように設定している。これによって、自車両Ｃが走行車線中央Ｌｓを跨るように走行しても、連続して制御量が変化して、走行車線中央Ｌｓを跨る際の違和感を抑えることが可能となっている。
更に、カーブ路における走行車線中央Ｌｓに対して内側若しくは外側に変位している場合には、ステップＳ１７０において算出するように、走行車線Ｌのカーブ方向、及び曲率ρに応じて補正することにより、カーブ路においても違和感なく、適切に、制御を行うことができる。

続いてステップＳ２００では、車線維持支援のための最終目標転舵角φｔを算出する。
本実施例では、下記（１１）式のように、ステップＳ１８０において算出した走行車線端部制御による左右の目標転舵角φＬ＿Ｌｔ、φＬ＿Ｒｔと、ステップＳ１９０において算出した走行車線中央部制御による左右目標転舵角φＹ＿Ｌｔ、φＹ＿Ｒｔとの和として算出する。
φｔ＝（α＿Ｒ ×φＬ＿Ｒｔ ＋β＿Ｒ ×φＹ＿Ｒｔ）
＋（α＿Ｌ ×φＬ＿Ｌｔ ＋β＿Ｌ ×φＹ＿Ｌｔ）
・・・（１１）

ここで、α＿Ｒ、β＿Ｒは、それぞれ、右逸脱に対する走行車線端部制御、及び走行車線中央部制御に対する重み付け係数である。また、α＿Ｌ、β＿Ｌは、それぞれ、左逸脱に対する走行車線端部制御、及び走行車線中央部制御に対する重み付け係数である。
上記重み付け係数α＿Ｒ、α＿Ｌ、β＿Ｒ、β＿Ｌは、図１０に示す関係となっていて、自車両Ｃの横位置に応じて、α＿Ｒ、α＿Ｌに対するβ＿Ｒ、β＿Ｌの相対的な大きさが変化するようになっている。
また、下記式の関係となっている。
α＿Ｒ ＋ β＿Ｒ ＝ １．０
α＿Ｌ ＋ β＿Ｌ ＝ １．０

この重み付け係数について説明する。
（７）式及び（８）式にあるように、走行車線端部制御による目標転舵角φＬ＿Ｒｔ、φＬ＿Ｌｔの第２項としてヨー角要素（横速度）のフィードバックがある。このフィードバックは、走行車線端部Ｌｅからのはじき返され感を低減するための、横変位要素の微分項として設定してある。このために、横変位要素のフィードバックと併せて、横変位基準位置への収束性を向上させることが可能となる。

一方、（９）式及び（１０）式にあるように、走行車線中央部制御におけるヨー角θ要素のフィードバックは、走行車線Ｌに対して自車両Ｃの進行方向を合わせることを目的として設定する。
このため、例えば、走行車線Ｌの左端部において、左側（逸脱側）へのヨー角θがついている場合、走行車線端部制御における横変位フィードバック要素に加えて、走行車線中央部制御におけるヨー角フィードバックを行うと、制御過多となるおそれがある。また、走行車線Ｌ左端部において、右側（逸脱回避側）へヨー角θがついている場合、走行車線中央部制御におけるヨー角フィードバックは弱く設定しており、横変位基準位置への収束性が悪く、走行車線端部Ｌｅからのはじき返され感が生じてしまう可能性がある。

このため、本実施形態では、例えば、図１０に示すように、横変位基準閾値よりも走行車線端部Ｌｅ側に寄るにつれて走行車線端部制御側の重みを大きくする。一方、走行車線中央Ｌｓ側に寄るにつれて走行車線中央部制御側の重みを大きくする。このように、自車両Ｃの走行車線Ｌに対する横位置に応じてこれらの重みを設定する。このように設定することで、走行車線中央Ｌｓでは、拘束感のない自由なライン取りが実現しつつ、走行車線端部Ｌｅでは、適切に走行車線Ｌ内に留め、かつ走行車線端部Ｌｅからのはじき返され感を低減することができる。
上述のように重み付けを行う事で、横変位基準閾値よりも走行車線端部Ｌｅ側において、横変位フィードバックとヨー角フィードバックの両方の制御を行う重複制御領域を有することになる。

次に、ステップＳ２０１では、運転者に報知するために、ステアリングの操舵反力の変動を、ステアリングトルクτとして算出する。
ステアリングトルクτは、（２００）式〜（２０４）式に基づいて算出する。すなわち、右方向の横位置制御分のステアリングトルクτＬ＿Ｒ、左方向の横位置制御分のステアリングトルクτＬ＿Ｌ、右方向のヨー角制御分のステアリングトルクτｃ＿Ｒ、及び左方向のヨー角制御分のステアリングトルクτｃ＿Ｌをそれぞれ算出する。その後に、それらを加算して最終的なステアリングトルクτを求める。

τＬ＿Ｒ ＝（Ｋｃ＿Ｌ１×Ｋｖ＿Ｌ１×ΔＸＲ）
＋（Ｋｃ＿Ｌ２×Ｋｖ＿Ｌ２×θ）
＋（Ｋｃ＿Ｌ３×Ｋｖ＿Ｌ３×ρ） ・・・（２００）
τＬ＿Ｌ ＝（Ｋｃ＿Ｌ１×Ｋｖ＿Ｌ１×ΔＸＬ）
＋（Ｋｃ＿Ｌ２×Ｋｖ＿Ｌ２×θ）
＋（Ｋｃ＿Ｌ３×Ｋｖ＿Ｌ３×ρ） ・・・（２０１）
τＹ＿Ｒ ＝Ｋｃ＿Ｙ×Ｋｖ＿Ｙ×ＫＹ＿Ｒ×ΔθＲ ・・・（２０２）
τＹ＿Ｌ ＝Ｋｃ＿Ｙ×Ｋｖ＿Ｙ×ＫＹ＿Ｌ×ΔθＬ ・・・（２０３）
τ ＝τＬ＿Ｒ ＋τＬ＿Ｌ ＋τＹ＿Ｒ ＋τＹ＿Ｌ ・・・（２０４）
ここで、Ｋｃ＿Ｌ１、Ｋｃ＿Ｌ２、Ｋｃ＿Ｌ３は、車両諸元により定まるフィードバックゲインである。

Ｋｖ＿Ｌ１、Ｋｖ＿Ｌ２、Ｋｖ＿Ｌ３は、車速に応じた補正ゲインである。例えば、 Ｋｖ＿Ｌ１、Ｋｖ＿Ｌ２、Ｋｖ＿Ｌ３は、車速に応じて大きくなる。
ここで、上記（２００）式及び（２０１）式の２項目及び３項目は、横変位偏差に対する補正項（収束項）である。このため、補正ゲインＫｃ＿Ｌ１よりも補正ゲインＫｃ＿Ｌ２、Ｋｃ＿Ｌ３を小さく設定してある。同様に、補正ゲインＫｖ＿Ｌ１よりも補正ゲインＫｃ＿Ｌ２、Ｋｃ＿Ｌ３を小さく設定してある。

また、Ｋｃ＿Ｙは車両諸元により定まるフィードバックゲインである。また、Ｋｖ＿Ｙは車速に応じた補正ゲインである。例えば、Ｋｖ＿Ｙは車速が高いほど大きな値とする。
また、Ｋｙ＿Ｒ、Ｋｙ＿Ｌは、図９に示すような、走行車線Ｌに対する横変位Ｘに応じてそれぞれ個別に設定するフィードバックゲインである。
すなわち、右逸脱に対する走行車線中央部制御による目標転舵角φＹ＿Ｒｔ目標ステアリングトルクτＹ＿Ｒは、自車両Ｃの進行方向が、右側を向いている場合である。このため、右逸脱に対するフィードバックゲインＫｙ＿Ｒは、左側の走行車線端部Ｌｅ側を基準として右側の走行車線端部Ｌｅに近づくにつれて大きくなるように設定してある。

また、左逸脱に対する走行車線中央部制御による目標転舵角φＹ＿Ｌｔに対応する目標ステアリングトルクτＹ＿Ｌは、自車両Ｃの進行方向が、左側を向いている場合である。このため、左逸脱に対するフィードバックゲインＫｙ＿Ｌは、右側の走行車線端部Ｌｅ側を基準として左側走行車線端部Ｌｅに近づくにつれて大きくなるように設定してある。なお、目標転舵角φＹ＿Ｒｔ、及びφＹ＿Ｌｔは、右方向への転舵を正とし、左方向への転舵を負とする。目標ステアリングトルクτＹ＿Ｒ、及びτＹ＿Ｌは、左方向へのトルクを正とし、右方向へのトルクを負とする。

続いて、ステップＳ２１０において、運転者の走行車線変更の意思を判定する。具体的には、上記ステップＳ１００で得た方向スイッチ信号及び自車両Ｃの進行方向に基づき、運転者の走行車線Ｌを変更するか否かの意思を判定する。
すなわち、方向スイッチ信号が示す方向（ウインカ点灯側）と自車両Ｃの進行方向とが同方向の場合には、運転者が意識的に走行車線Ｌを変更しようとしていると判定する。この場合には、ステップＳ２２０における転舵角の補正を行うこと無く、復帰する。なお、ステアリングホイール１２の操舵が、方向スイッチ信号が示す方向（ウインカ点灯側）と同方向の場合に運転者が意識的に走行車線Ｌ変更しようとしていると判定しても良い。

続いてステップＳ２２０にて、ステップＳ２００において算出した最終目標転舵角φｔの補正転舵角指令値を操舵用コントローラ１１に出力する。また、ステップＳ２０１で算出したステアリングトルクτを操舵反力アクチュエータ３に出力する。
ここで、操舵用コントローラ１１では、前述の通り、車線維持支援コントローラ１５から最終目標転舵角φｔの補正転舵角指令値を入力すると、運転者の操舵操作に応じて算出した目標転舵角に当該最終目標転舵角φｔを付加して、最終的な目標転舵角とし、その目標転舵角に応じた転舵角となるように、転舵アクチュエータ５を駆動する。

ここで、本実施形態の車線維持支援装置を提供する自車両Ｃとして、ステアバイワイヤシステムの自車両Ｃを例示している。電動若しくは油圧を使用したパワステアリングシステムを搭載した自車両Ｃの場合には、上記最終目標転舵角φｔをアシストトルク量の補正量に変換して、アシストルクに付加することで転舵角分の補正を行うようにしても良い。
また、ステアリング軸を回転変位して転舵角を変更可能な自車両Ｃにあっては、その回転変位量を上記最終目標転舵角φｔの分だけ補正するようにすればよい。

ここで、左右の横変位基準位置ＬＸＬ、ＬＸＲは、横方向変位閾値及び横変位基準位置の両方を構成する。ステップＳ１８０、Ｓ１９０は、制御量算出手段を構成する。ステップＳ２００及び操舵用コントローラ１１は、進行方向制御手段を構成する。（４）式及び（５）式は、左右の横方向変位閾値間に位置する場合における、横変位偏差をゼロ、若しくは制御ゲインを小さくする構成に対応する。（９）式及び（１０）式が、第２制御量算出手段を構成し、その目標転舵角φＹ＿Ｒｔ、φＹ＿Ｌｔが第２の制御量となる。（７）式及び（８）式が、第１制御量算出手段を構成し、その目標転舵角φＬ＿Ｒｔ、φＬ＿Ｌｔが第１の制御量となる。また、（１１）式は、最終制御量算出手段を構成する。また、最終目標転舵角φｔが、最終的な制御量を構成する。また、補正ゲインＫρＬ＿Ｒ、ＫρＬ＿Ｌ、ＫρＹ＿Ｒ、ＫρＹ＿Ｌがカーブ路補正手段を構成する。左右の走行車線端部Ｌｅが横端部基準位置を構成する。重み付け係数α＿Ｒ、α＿Ｌが第２重み付け係数を構成する。重み付け係数β＿Ｒ、β＿Ｌが第１重み付け係数を構成する。ヨー角偏差ΔθＲ若しくはΔθＬが、角度偏差を構成する。
ステップＳ２０１が報知量演算手段を構成する。ステップＳ２１０及び操舵反力アクチュエータ３が感覚刺激手段を構成する。

（動作）
「左右の横変位基準位置ＬＸＬ、ＬＸＲの間」
まず自車両Ｃが、左右の横変位基準位置ＬＸＬ、ＬＸＲの間を走行している場合について説明する。
この場合には、ΔＸＲ及びΔＸＬは共にゼロとなる。このため、（７）式及び（８）式で示す、走行車線端部制御による左右の目標転舵角φＬ＿Ｒｔ及びφＬ＿Ｌｔの第１項はゼロとなる。つまり、走行車線端部制御による左右の目標転舵角φＬ＿Ｒｔ及びφＬ＿Ｌｔは、小さな値となる。
ここで、走行車線端部制御による左右の目標転舵角φＬ＿Ｒｔ及びφＬ＿Ｌｔの２項は、自車両Ｃの横速度分をゼロとする制御量となる。また、走行車線端部制御による左右の目標転舵角φＬ＿Ｒｔ及びφＬ＿Ｌｔの２項は、直進路であればゼロの値を取る。

更に、自車両Ｃが、左右の横変位基準位置ＬＸＬ、ＬＸＲの間を走行している場合には、走行車線端部制御による左右の目標転舵角φＬ＿Ｒｔ及びφＬ＿Ｌｔに対する重み付け係数α＿Ｒ、α＿Ｌは図１０のように小さな値に設定してある。
これによって、自車両Ｃが、左右の横変位基準位置ＬＸＬ、ＬＸＲの間を走行している場合には、走行車線中央部制御による目標転舵角φＹ＿Ｒｔ及びφＹ＿Ｌｔが支配的となる。特に、図１０のように、走行車線端部制御による左右の目標転舵角φＬ＿Ｒｔ及びφＬ＿Ｌｔに対する重み付け係数α＿Ｒ、α＿Ｌよりも、走行車線中央部制御による目標転舵角φＹ＿Ｒｔ及びφＹ＿Ｌｔのβ＿Ｒ、β＿Ｌの方が大きくなるように設定してある。このことからも、自車両Ｃが、左右の横変位基準位置ＬＸＬ、ＬＸＲの間を走行している場合には、走行車線中央部制御による目標転舵角φＹ＿Ｒｔ及びφＹ＿Ｌｔが支配的となる。

このため、自車両Ｃが、左右の横変位基準位置ＬＸＬ、ＬＸＲの間を走行している場合には、角度偏差が小さくなるように制御されて、自車両Ｃは、運転者の意図する走行ラインに沿って、走行車線Ｌと平行な方向に走行する。
以上のことから、自車両Ｃが走行車線中央Ｌｓ側に位置する場合には、角度偏差が小さくなるように制御する。また、横方向変位に対するフィードバックが無いか小さい。つまり走行車線中央Ｌｓ側に戻す制御介入は無いか小さい。この結果、運転者の意図する走行ラインに応じて、自車両Ｃは走行車線Ｌに沿って走行する。

また併行して、右方向の横位置制御分のステアリングトルクτＬ＿Ｒ、左方向の横位置制御分のステアリングトルクτＬ＿Ｌ、右方向のヨー角制御分のステアリングトルクτｃ＿Ｒ、及び左方向のヨー角制御分のステアリングトルクτｃ＿Ｌをそれぞれ算出する。その後に、それらを加算して最終的なステアリングトルクτを求める。
そして、ΔＸＲ及びΔＸＬは共にゼロであることから右方向の横位置制御分のステアリングトルクτＬ＿Ｒ、左方向の横位置制御分のステアリングトルクτＬ＿Ｌは小さくなる。このため、ヨー角に応じたステアリングトルクτを算出して、ステアリングトルクτを操舵反力としてハンドル１２に付与する。

またこのとき、目標転舵角φＹ＿Ｒｔ及びφＹ＿Ｌｔを算出する際に、（９）式及び（１０）式に示すように、制御ゲインとしてＫｙ＿Ｒ、Ｋｙ＿Ｌを乗算して補正している。この制御ゲインＫｙ＿Ｒ、Ｋｙ＿Ｌは、自車両Ｃの進行方向側の走行方向端部に対して自車両Ｃの距離が近づくほど大きくなって、上記目標転舵角φＹ＿Ｒｔ及びφＹ＿Ｌｔは大きな値となる。
このため、自車両Ｃの進行方向が逸脱側の場合には、目標転舵角φＹ＿Ｒｔ及びφＹ＿Ｌｔは大きくなって逸脱防止効果が大きくなる。また、自車両Ｃの進行方向が逸脱回避側の場合には、目標転舵角φＹ＿Ｒｔ及びφＹ＿Ｌｔは小さくなって、制御過多とならずに違和感を低減する。

例えば、自車両Ｃの進行方向が、走行車線Ｌに対し右側にヨー角θがついている場合には、自車両Ｃが走行車線中央Ｌｓに対し右側に横変位Ｘして位置（逸脱側）しているほど、目標転舵角φＹ＿Ｒｔは大きくなる。つまり、逸脱回避効果が大きくなる。一方、自車両Ｃが走行車線中央Ｌｓに対し左側に横変位Ｘして位置（逸脱回避側）しているほど、目標転舵角φＹ＿Ｒｔは小さくなる。

また、上記制御ゲインＫｙ＿Ｒ、Ｋｙ＿Ｌは、自車両Ｃの進行方向側の走行方向端部からの距離に応じて変化させる。このため、自車両Ｃの進行方向が走行車線Ｌに対し右側に傾いて、つまり右側にヨー角θがついている場合に、自車両Ｃが走行車線中央Ｌｓに対して左側から右側に当該走行車線中央Ｌｓを跨るように走行する場合であっても、運転者に違和感を与えにくくなっている。

「横変位基準位置ＬＸＬ、ＬＸＲよりも外側に進入する移行期」
次に、自車両Ｃが、走行車線中央Ｌｓ側から、左右の横変位基準位置ＬＸＬ、ＬＸＲよりも外側に移行する場合について説明する。
ここで、横変位基準位置ＬＸＬ、ＬＸＲよりも走行車線端部側の領域を逸脱領域と呼ぶ。
上述のように、自車両Ｃが、左右の横変位基準位置ＬＸＬ、ＬＸＲの間を走行している場合には、角度偏差が小さくなるように制御する。このため、自車両が逸脱領域に進入する際における、自車両の逸脱方向へのヨー角を小さく抑制することに繋がる。
すなわち、自車両が逸脱領域に進入する過程における、上記逸脱側への角度偏差を小さくする第２の制御量による制御が、横変位偏差を小さくする第１の制御量を低減するための予備制御として作用する。

「逸脱領域に位置する場合」
次に、自車両Ｃが、走行車線中央Ｌｓに対し、左右の横変位基準位置ＬＸＬ、ＬＸＲよりも外側に位置した場合（逸脱領域に位置する場合）について説明する。
この場合には、（７）式及び（８）式によって示す、走行車線端部制御による目標転舵角φＬ＿Ｒｔ、φＬ＿Ｌｔによって、自車両Ｃが近い側の横変位基準位置との偏差が小さくなるように制御が介入する。すなわち、走行車線中央Ｌｓに対し左右の横変位基準位置ＬＸＬ、ＬＸＲ内に向けて、つまり走行車線中央Ｌｓ側に戻す制御が介入する。これによって、走行車線Ｌ外側へ自車両Ｃの位置を制御しようとする動きを無くしつつ、適切に走行車線Ｌ内に留めることができる。

このとき、走行車線中央部制御による目標転舵角φＹ＿Ｒｔ、φＹ＿Ｌｔによって角度偏差が小さくする制御も介入している。
このため、図１１の下側部分のように、逸脱側（自車両Ｃに近い走行車線Ｌの端部側）へ角度偏差（ヨー角θ）がついている場合には、その角度偏差を解消する制御量と共に、横方向変位を解消する方向の制御量が同方向に発生する。この結果、逸脱回避側への制御量が大きくなって、より有効に逸脱を防止することができる。またこのとき、上述のようにヨー角フィードバックの制御ゲインＫｙ＿Ｒ、Ｋｙ＿Ｒは大きい値となっている。つまり、角度偏差を解消する制御量は大きくなっているので、その効果が大きい。

また、図１１の上側部分のように、逸脱回避側（自車両Ｃに近い走行車線Ｌの端部側から離れる方向）へ角度偏差（ヨー角θ）がついている場合には、角度偏差を解消する逸脱側へ制御量によって、横方向変位を解消する方向の制御量が低減若しくは解消する。この結果、逸脱側へ制御が介入しているかのような違和感を低減出来る。またこのとき、上述のようにヨー角フィードバックの制御ゲインＫｙ＿Ｒ、Ｋｙ＿Ｒは小さい値となっている。つまり、角度偏差を解消する制御量は小さくなっているので、その違和感低減の効果が大きい。

また、（７）式及び（８）式によって示すように、走行車線端部制御による目標転舵角φＬ＿Ｒｔ、φＬ＿Ｌｔは、第２項で横速度が小さくする制御量、及び、第３項で道路曲率ρを加味した制御量によって、横変位基準位置に沿った方向への収束性が良くなり、走行車線端部Ｌｅからのはじき返され感を低減することが出来る。
更に、制御フィードバック補正ゲインＫρＬ＿Ｒ、ＫρＬ＿Ｌ、ＫρＹ＿Ｒ、ＫρＹ＿Ｌで制御量を補正することで、カーブ路においては、カーブ内側とカーブ外側とで、目標転舵角φｔが変わる。

すなわち、図１２の下側部分のように、走行車線中央Ｌｓに対しカーブ内側に自車両Ｃが位置する場合には、走行車線Ｌの曲率が大きくなるほど、つまりカーブがきつくなるほど、制御フィードバック補正ゲインＫρＬ＿Ｒ、ＫρＬ＿Ｌ、ＫρＹ＿Ｒ、ＫρＹ＿Ｌを小さくしている。すなわち、目標転舵角を小さく補正している。これによって制御過多となることを防止して、運転者への違和感を低減する。

一方、図１２の上側部分のように、走行車線中央Ｌｓに対しカーブ外側に自車両Ｃが位置する場合には、走行車線Ｌの曲率が大きくなるほど、つまりカーブがきつくなるほど、制御フィードバック補正ゲインＫρＬ＿Ｒ、ＫρＬ＿Ｌ、ＫρＹ＿Ｒ、ＫρＹ＿Ｌを大きくしている。すなわち、目標転舵角を大きく補正している。これによって、走行車線逸脱効果を大きくしている。

また併行して、右方向の横位置制御分のステアリングトルクτＬ＿Ｒ、左方向の横位置制御分のステアリングトルクτＬ＿Ｌ、右方向のヨー角制御分のステアリングトルクτｃ＿Ｒ、及び左方向のヨー角制御分のステアリングトルクτｃ＿Ｌをそれぞれ算出する。その後に、それらを加算して最終的なステアリングトルクτを求める。
そして、横変位及びヨー角に応じたステアリングトルクτを算出して、ステアリングトルクτを操舵反力としてハンドル１２に付与する。
これによって、制御の大きさに応じた報知が同期をとって運転者の感覚を刺激するように入力することとなる。

「横方向変位閾値外への逸脱の際の複合的な作用」
横方向変位閾値外への逸脱の際の、自車両の軌跡を図１３に示す。
上述のように、ヨー角制御によって、自車両が逸脱領域に進入する際における、自車両の逸脱方向へのヨー角（進入角度）を小さくすることが出来る。
このため、自車両が逸脱領域に進入した後における、横方向変位閾値の外側への逸脱量が小さくなる。この結果、横変位偏差を小さくするための制御量（横位置制御）が小さくなる。この制御量が小さいことから、その分、走行車線端部からのはじき返され感が小さくなる。また、逸脱回避能力の向上に繋がる。

また、自車両の角度偏差が逸脱回避方向に向いて、横方向変位閾値に接近するシーンでは、ヨー角と横位置制御の相乗効果で、上述のようにはじき返され感が小さくなる。
さらに、上記車線維持支援の制御と同期をとって、制御量に応じたステアリングの操舵反力の変動をステアリングトルクτとして入力する。これによって、車線維持支援の制御を行ったことを運転者に報知する。

（本実施形態の効果）
（１）第２制御量算出手段によって第２の制御量を算出する。すなわち、自車両Ｃが左右の横方向変位閾値内、つまり横方向変位閾値よりも走行車線中央部側では、角度偏差を小さくする制御である、ヨー角フィードバック制御を行う。これによって、走行車線中央Ｌｓ側では、走行車線Ｌに沿った方向に車両の進行方向を制御する。この結果、走行車線中央Ｌｓ側では、拘束感のない自由なライン取りができる。

（２）第１制御量算出手段によって第１の制御量を算出する。すなわち、自車両Ｃが左右の横方向変位閾値外、つまり横方向変位閾値よりも走行車線端部側では、横変位偏差を小さくする制御である、横位置フィードバック制御（横位置制御）を行う。
これによって、自車両Ｃが横方向変位閾値外の逸脱領域に進入すると、横方向変位閾値内に戻す効果が発生する。

（３）このとき、上記自車両Ｃが左右の横方向変位閾値内では、第２の制御量によってヨー角フィードバック制御を行う結果、自車両が、走行車線中央側から横方向変位閾値を越えて逸脱領域に進入する際における、その進入角度を小さく抑えることが可能となる。これによって、第２の制御量による上記ヨー角フィードバック制御が、逸脱防止のための予備制御としての効果を奏する。
すなわち、上記進入角が小さい場合には、続く自車両が逸脱領域に進入した後おける、横方向変位閾値の外側への逸脱量が小さくなる。そして、自車両が逸脱領域に進入すると、横変位偏差を小さくするフィードバック制御で使用する第１の制御量が小さくなる。
この結果、走行車線端部側からのはじき返され感が低減し、逸脱側へ制御が介入しているかのような違和感を低減出来る。すなわち、乗員が感じる拘束感を低減することが可能となる。

（４）報知量演算手段及び感覚刺激手段を備える。
これによって、車両挙動制御した場合に、運転者が認知できる注意喚起を行うことが出来る。すなわち、車両挙動制御を実施した事に対する、運転者に違和感を低減する。
ここで、実際に車両挙動制御した場合に、運転者が認知できる注意喚起がないまま、車両挙動制御のみを実施した場合に、運転者に違和感を与えるおそれがある。
またこの報知と共に、上述のように逸脱側へ制御が介入しているかのような違和感を低減する結果、その相乗効果によって、更に運転者に違和感を抑えることに繋がる。

（５）感覚刺激手段は、触覚を刺激する。
これによって、触覚を通じて運転者に車線維持支援の制御に応じた報知を与えることができる。
（６）感覚刺激手段は、ハンドルの操作反力の変動によって報知する。
これによって、運転操作するハンドルを通じて車線維持支援の制御に応じた報知を与えることができる。

（７）横方向変位閾値よりも車線端部側の範囲における少なくとも一部の領域（重複制御領域）において、第１の制御量及び第２の制御量の両方の制御量に基づいて制御する。
これによって、自車両Ｃが、走行車線中央Ｌｓに対し左右の横方向変位閾値の外であれば、横変位Ｘとヨー角θの両方のフィードバック制御を行う。この結果、走行車線端部Ｌｅ側では、自車両Ｃを適切に走行車線Ｌ内に留め、かつ走行車線端部Ｌｅからのはじき返され感を低減した車線維持支援を行うことができる。
すなわち、逸脱領域における横方向変位閾値側の重複制御領域において、横位置制御の制御量とヨー角制御の制御量の両方を使用する。両方の制御量を使用する相乗効果として、次の効果を奏する。

すなわち、逸脱領域に進入する際に、逸脱側への角度偏差となって車両が進行する場合には、横位置制御の制御量とヨー角制御の制御量の向きが同じ方向（逸脱回避方向）への制御量となる。この結果、逸脱回避側への制御量が大きくなって、より有効の逸脱を防止することが出来る。すなわち、逸脱防止効果が大きくなる。
一方、逸脱領域で横方向変位閾値に向かう際に、逸脱回避側への角度偏差となって車両が進行する場合には、横位置制御の制御量とヨー角制御の制御量の向きが反対方向への制御量となっている。この結果、逸脱側へ制御が介入しているかのような違和感を低減しつう左右の横方向閾値内に車両を戻すことが可能となる。
このように、横位置制御にヨー角制御を加えることにより、逸脱回避のための車両の転舵半径を大きくすることが出来る。このことは、ヨー方向の加減速度を小さくできて、より確実に、はじき返され感を小さくできる。

（８）走行車線端部制御による目標転舵角φＬ＿Ｒｔ、φＬ＿Ｌｔと、走行車線中央部制御による目標転舵角φＹ＿Ｒｔ、φＹ＿Ｌｔとから、最終目標転舵角φｔを算出している。このとき、上記第１重み付け係数及び第２重み付け係数（第３重み付け係数、第４重み付け係数）は、横変位偏差によって変更し、横変位偏差が大きいほど、第１重み付け係数に対し第２重み付け係数（第３重み付け係数、第４重み付け係数）を大きく設定する。すなわち、走行車線端部Ｌｅ側に寄るにつれて走行車線端部制御の重みを大きくする。一方、走行車線中央Ｌｓ側に寄るにつれて走行車線中央部制御の重みを大きくする。このように、自車両Ｃの走行車線Ｌに対する横位置に応じてこれらの重みを設定する。

この結果、走行車線中央Ｌｓ側では、ヨー角フィードバックが支配的となって拘束感のない自由なライン取りを実現する。一方、走行車線端部Ｌｅ側では、横変位Ｘによるフィードバック制御が支配的となって、適切に走行車線Ｌ内に留め、かつ走行車線端部Ｌｅからのはじき返され感を低減することができる。
特に、本実施形態では、走行車線端部制御による目標転舵角φＬ＿Ｒｔ、φＬ＿Ｌｔにおいて収束項（第２項）としてのヨー角フィードバック分があるが、上記重み付けによって、ヨー角フィードバックが制御過多となることを低減することが可能となる。

（９）第１の制御量を横変位速度によって補正する。すなわち、走行車線端部制御による目標転舵角φＬ＿Ｒｔ、φＬ＿Ｌｔ、つまり横変位Ｘによるフィードバック制御の制御量の第２項として横変位速度の制御量を付加している。
この結果、横変位基準位置に対する横変位Ｘに対する収束性が良くなる。これによって、走行車線端部Ｌｅからのはじき返され感をさらに低減することが出来る。

（１０）左右の走行車線端部Ｌｅのうち、自車両Ｃの進行方向側に位置する走行車線端部Ｌｅに対する自車両Ｃの距離によって、走行車線中央部制御による第２の制御量（第３の制御量、第４の制御量）の制御ゲインを補正する。そして、走行車線中央部制御による目標転舵角φＹ＿Ｒｔ、φＹ＿Ｒｔを求めている。
すなわち、走行車線Ｌに対する車両の横位置に応じて、ヨー角フィードバック制御の制御ゲインを変更している。このとき、上記走行車線端部Ｌｅに対する自車両Ｃの距離が短いほど上記制御ゲインが大きくなるように補正する。
例えば、右側へヨー角θがついている場合には、左側の走行車線端部Ｌｅから右側の走行車線端部Ｌｅに近づくにつれて大きくする。また、左側へヨー角θがついている場合には、右側の走行車線端部Ｌｅから左側の走行車線端部Ｌｅに近づくにつれて大きく設定する。

その結果、仮に横変位Ｘによるフィードバック制御を行わなくても、車両の進行方向（ヨー角θ）を制御することにより、運転者の意図する走行ラインとのずれからくる違和感（拘束感）のない車線維持支援を行うことができる。
また、逸脱側へヨー角θがついている場合には制御ゲイン（制御量）を大きくし、逸脱防止効果を確保する。一方、逸脱回避側へヨー角θがついている場合には制御ゲイン（制御量）を小さくし、制御過多という違和感も低減することができる。
このとき、逸脱回避側へヨー角θがついている場合の制御ゲイン（制御量）を小さくすることにより、逸脱側へヨー角θがついている場合の制御ゲイン（制御量）を大きく設定しても振動（ハンチング）が起こりにくく、より逸脱防止効果の大きいものとすることができる。

（１１）走行車線端部制御による目標転舵角φＬ＿Ｒｔ、φＬ＿Ｌｔ、つまり横変位Ｘによるフィードバック制御の制御量の第３項として走行車線Ｌの曲率に応じた制御量を付加している。
この結果、走行車線Ｌがカーブ路であっても、横変位基準位置に対する横変位Ｘに対する収束性が良くなる。

（１２）カーブ路補正手段を備える。
走行車線Ｌの曲率ρが所定以上、つまりカーブ路である場合には、走行車線Ｌの幅方向中央に対してカーブ内側とカーブ外側とで異なる制御ゲインで補正している。すなわち、走行車線Ｌの幅方向中央に対し走行車線Ｌのカーブ内側に自車両Ｃが位置する場合には、上記曲率が小さい場合よりも曲率が大きい場合に制御ゲインを小さく補正する。一方、走行車線Ｌの幅方向中央に対し走行車線Ｌのカーブ外側に自車両Ｃが位置する場合には、上記曲率が小さい場合よりも曲率が大きい場合に制御ゲインを大きく補正する。
この結果、カーブ内側での制御過多を防止出来る。すなわち、制御量が大きい場合に発生する、カーブ外側へはじき返すかのような違和感を低減出来る。
また、カーブ外側での制御不足を防止することが出来る。すなわち、カーブ外側へのヨー角θ発生時の制御介入が強くなり、逸脱防止効果が大きくなる。

（変形例）
（１）上記実施形態では、感覚刺激手段は、操舵反力によって運転者の触覚を刺激する。触覚への刺激はこれに限定しない。これに代えて、座席やヘッドレストなどを振動させることで報知しても良い。
（２）感覚刺激手段として、視覚を刺激して運転者に車線維持支援の制御に応じた報知を与えても良い。この場合には、ランプ４４の明るさや点滅速度等を制御量などに基づき求める。
制御に対して、視覚刺激によって運転者が認知できる注意喚起を発生可能となる。
（３）例えば、メータークラスター内のランプ４４を上記報知量に応じて点滅させても良い。この場合には、点滅速度(点滅信号)等を制御量などに基づき求める。
運転席前方等にあるランプによって運転者が認知できる注意喚起を発生可能となる。

（４）または、感覚刺激手段として、聴覚を刺激して運転者に車線維持支援の制御に応じた報知を与えても良い。この場合には、音の高さや大きさ等を制御量などに基づき求める。
制御に対して、聴覚刺激によって運転者が認知できる注意喚起を発生可能となる。
（５）例えば、警報装置４５で発する警報音によって、聴覚を刺激して運転者に車線維持支援の制御に応じた報知を与える。
運転者が視認することなく、運転者が認知できる注意喚起を発生可能となる。

（６）上記ステップＳ２０１で算出する、報知手段としてのステアリングトルクτの別の演算方法について説明する。上記実施形態は、報知量演算手段において、横変位量と角度偏差に基づき報知量を演算する例である。一方、以下の演算方法は、第１及び第２の制御量に基づき報知量を算出する例である。
すなわち、ステアリングトルクτを、上述の（２００）式〜（２０４）式の代わりに、（２０５）式〜（２０９）式に基づいて算出してもよい。
τＬ＿Ｒ ＝ ｆＬ＿Ｒｔ × ＫτＬ ・・・ （２０５）
τＬ＿Ｌ ＝ ｆＬ＿Ｌｔ × ＫτＬ ・・・ （２０６）
τＹ＿Ｒ ＝ ｆＹ＿Ｒｔ × ＫτＹ ・・・ （２０７）
τＹ＿Ｌ ＝ ｆＹ＿Ｌｔ × ＫτＹ ・・・ （２０８）
τ ＝ τＬ＿Ｒ ＋ τＬ＿Ｌ ＋ τＹ＿Ｒ ＋ τＹ＿Ｌ ・・・ （２０９）

ここで、ｆＬ＿Ｒｔ、ｆＬ＿Ｌｔは、前述の（７）式及び（８）式の目標転舵角φＬ＿Ｒｔ、φＬ＿Ｌｔであり、ｆＹ＿Ｒｔ、ｆＹ−Ｌｔは、前述の（９）式、（１０）式の目標転舵角φＬ＿Ｒｔであり、φＹ＿Ｒｔ、φＹ＿Ｌｔである。
また、ＫτＬ、ＫτＹは、ステアリングトルクの大きさを決める重み係数であって、大きい値にすればステアリングトルクが大きくなる。したがって、運転者が違和感を感じない範囲で、ステアリングトルクを大きくするように、ＫτＬ、ＫτＹを決める。

（７）上記実施形態では、横方向変位閾値と横変位基準位置とが、一致している場合を例示した。図１４に示すように、横変位基準位置ＬＸＬ、ＬＸＲを、横方向変位閾値ＬＡＬ、ＬＡＲよりも内側に設定しても良い。
この場合には、自車両Ｃが、走行車線中央Ｌｓに対し横方向変位閾値よりも外側に位置すると、横方向変位閾値ＬＡＬ、ＬＡＲよりも内側に位置する横変位基準位置ＬＸＬ、ＬＸＲに向けて横変位Ｘが小さくなるようにフィードバック制御が行われる。
横方向フィードバック制御の制御ゲインを調整することが可能となる。

（８）また、横変位基準位置ＬＸＬ、ＬＸＲを、横方向変位閾値ＬＡＬ、ＬＡＲよりも内側に設定する場合には、自車両Ｃが、横変位基準位置ＬＸＬ、ＬＸＲと横方向変位閾値ＬＡＬ、ＬＡＲとの間に位置する場合においても、横変位Ｘが小さくなるようにフィードバック制御を行っても良い。ただし、自車両Ｃが横方向変位閾値ＬＡＬ、ＬＡＲよりも外側にいる場合と比較して制御ゲインを小さく抑える。
（９）上記実施形態では、走行車線端部Ｌｅを横方向端部位置とした。これに替えて、横方向端部位置を走行車線端部Ｌｅよりも所定量だけ内側に設定しても良い。例えば、上記横変位基準位置ＬＸＬ、ＬＸＲと等しくしても良い。

（１０）上記実施形態では、上記重み付け係数α＿Ｒ、α＿Ｌ、β＿Ｒ、β＿Ｌは、図１０に示す関係となっていて、自車両Ｃの横位置に応じて、α＿Ｒ、α＿Ｌに対するβ＿Ｒ、β＿Ｌの相対的な大きさが変化するようにした。
上記重み付け係数α＿Ｒ、α＿Ｌ、β＿Ｒ、β＿Ｌの関係は、これに限定しない。
例えば、
α＿Ｒ ： β＿Ｒ ＝ １：１
α＿Ｌ ： β＿Ｌ ＝ １：１
と一定に設定しても良い。このように設定しても効果を得ることができたことを確認している。

（１１）横方向変位閾値から車線中央部側にオフセットした位置と当該横方向変位閾値との間を逸脱側遷移領域として設定する。そして、逸脱遷移領域よりも車線中央部側の領域では、第２の制御量をゼロとする。
例えば、図１５に示すように、重み付け係数β＿Ｒ、β＿Ｌについて、逸脱遷移領域よりも車線中央部側の領域でゼロに設定する。
この結果、逸脱遷移領域よりも車線中央部側の領域では、より拘束感を減らすことが可能となる。

（１２）横方向変位閾値から車線中央部側にオフセットした位置と当該横方向変位閾値との間を逸脱側遷移領域として設定する。そして、逸脱遷移領域よりも車線中央部側の領域では、第３の制御量をゼロとする。
例えば、図１５に示すように、重み付け係数β＿Ｒ、β＿Ｌについて、逸脱遷移領域よりも車線中央部側の領域でゼロに設定する。
この結果、逸脱遷移領域よりも車線中央部側の領域では、より拘束感を減らすことが可能となる。

（１３）逸脱遷移領域において、角度偏差に対する制御ゲインを、車線中央部側が車線端部側よりも大きくする。また、横方向変位偏差に対する制御ゲインを、車線中央部側が車線端部側に対して小さくする。
例えば、図１５に示すように、重み付け係数β＿Ｒ、β＿Ｌについて、逸脱遷移領域では、横方向変位閾値ＸＲｔ、ＸＬｔに近づくほど、大きく設定する。
これによって、自車両Ｃが横方向変位閾値ＸＲｔ、ＸＬｔに近づくほど、逸脱方向への角度偏差を小さくする効果が発生する。この結果、中央側から横方向変位閾値を越えて逸脱領域に進入する際における、その進入角度を小さくすることができる。

（１４）上記実施形態では、制御量に基づき、車輪の転舵角もしくは転舵トルクを補正することで自車両の進行方向を制御する場合を例示した。転舵角もしくは転舵トルクを補正する代わりに、制御量に基づき、制駆動量もしくは制駆動力を補正するようにしても良い。この場合には、横変位偏差を小さくする、若しくは角度偏差を小さくするためのヨーモーメントの量で上記各制御量を算出する。そして、その制御量に対応するヨーモーメントを発生するように各制駆動力を補正する。
（１５）横方向変位閾値は、左右幅方向一方だけでもよい。または、左右の横方向変位閾値の一方だけを走行車線端部位置に設定しても良い。
（１６）操舵輪は、後輪でも良いし、前後輪両方でも良い。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記各実施形態と同様な構成については同一の符号を付して説明する。
本実施形態の車線維持支援装置を適用する自車両の車両構成は、上記第１実施形態と同様である。従って、その車両構成の説明は省略する。
そして、上述のようなシステム構成を備えた自車両に対し、車線維持支援装置を設ける。

その構成について次に説明する。
自車両に、画像処理機能付き単眼カメラを搭載する。この画像処理機能付き単眼カメラは、自車両の位置を検出するための外界認識手段１６である。画像処理機能付き単眼カメラは、自車両前方の路面を撮像する。その撮像したカメラ画像から路面の状態を判断し、自車が走行する走行車線内の自車両の位置に関する信号を、車線維持支援コントローラ１５に出力する。走行車線内の自車両の位置に関する信号は、走行車線に対する自車両の進行方向の角度偏差であるヨー角θ、走行車線中央からの横変位Ｘ、及び走行車線の曲率ρである。

また、方向指示スイッチ１７を備える。方向指示スイッチ１７の信号は、運転者が走行車線を変更するか否かの判断情報として、車線維持支援コントローラ１５に出力する。
また、車線維持支援コントローラ１５は、操舵用コントローラ１１から、現在のステアの状態やタイヤの操舵状態などの信号が入力する。車線維持支援コントローラ１５は、入力した信号に基づき自車両を走行車線に維持させるための制御量を算出して、少なくとも上記操舵用コントローラ１１に出力する。

次に、その車線維持支援コントローラ１５の処理について、図１６を参照しつつ説明する。
この車線維持支援コントローラ１５は、所定サンプリング周期毎に繰り返し実行する。
まず作動すると、ステップＳ１１００にて、各センサ及び操舵用コントローラ１１などからの各種データを読み込む。車線センサ１８〜２１から各車輪速Ｖｗを読み込む。また、操舵角δ、操舵角速度δ′、方向指示スイッチ１７の信号を読み込む。外界認識手段１６のカメラコントローラからは、自車両の走行車線Ｌに対する自車両のヨー角θ、走行車線中央Ｌｓからの横変位Ｘ、及び走行車線Ｌの曲率ρをそれぞれ読み込む。ここで、走行車線中央Ｌｓからの横変位Ｘは、例えば図３及び図４に示すように、自車両Ｃの重心位置Ｇを基準とすれば良い。もっとも自車両Ｃ重心位置Ｇを基準としなくても良い。例えば、自車両Ｃの前端部中央を基準にして、走行車線中央Ｌｓからの横変位Ｘを求めても良い。すなわち、図４のように、ヨー角θに応じて自車両Ｃ前端部から先に逸脱方向に変位するので、その部分を基準として横変位Ｘを求めて、より早期に横変位偏差を小さくするようにしても良い。

続いてステップＳ１１１０にて、下記（１）式及び（２）式に基づき、左右の横変位基準閾値ＸＬｔ、ＸＲｔの設定を行う。
ここで、図３に示すように、右側の横変位基準閾値ＸＲｔは、右逸脱に対して設定する横変位Ｘの偏差の基準である横変位基準位置ＬＸＲの位置を特定するものである。左側の横変位基準位置ＸＬｔは、左逸脱に対して設定する横変位Ｘの偏差の基準である横変位基準位置ＬＸＬの位置を特定するものである。
ＸＲｔ ＝ （ Ｗｌａｎｅ／２ ） − （ Ｗｃａｒ／２ ）
− Ｘｏｆｆｓｅｔ ・・・（１）
ＸＬｔ ＝ −（（Ｗｌａｎｅ／２ ） − （ Ｗｃａｒ／２ ）
− Ｘｏｆｆｓｅｔ ）・・・（２）
ここで、走行車線中央Ｌｓからの横変位Ｘは、走行車線Ｌに対して自車両Ｃが中心より右側にいる場合を正とし、左側に位置する場合を負とする。このため、右側の横変位基準位置ＸＲｔ側を正としている。

また、図３に示すように、Ｗｌａｎｅは走行車線幅であり、Ｗｃａｒは自車両Ｃの車幅である。
また、Ｘｏｆｆｓｅｔは走行車線端部Ｌｅ（白線）位置に対する余裕代である。この余裕代Ｘｏｆｆｓｅｔは、走行車線幅Ｗｌａｎｅや車速などに応じて変更しても良い。例えば、走行車線幅Ｗｌａｎｅが狭い程、余裕代Ｘｏｆｆｓｅｔを小さくする。また、左右の横変位基準位置ＬＸＬ、ＬＸＲ毎に異なる余裕代Ｘｏｆｆｓｅｔを使用しても良い。また、この左右の横変位基準位置ＬＸＬ、ＬＸＲは固定値であっても良い。

続いて、ステップＳ１１２０にて、下記（３）式に基づき、右逸脱に対する横変位偏差ΔＸＲを算出する。
ΔＸＲ ＝ Ｘ − ＸＲｔ ・・・（３）
ただし、ΔＸＲ≦０の場合、ΔＸＲ＝０とする（正の値のみをとるようにする）。
上記（３）式によって、横変位Ｘと、右逸脱に対する横変位偏差ΔＸＲとは、図５（ａ）に示す関係となる。
すなわち、上記（３）式を使用することで、「Ｘ−ＸＲｔ≧０」となると、自車両Ｃが、走行車線中央Ｌｓに対し右の横変位基準位置ＬＸＲよりも外に出たと判定する。そして、自車両Ｃが右側の走行車線端部Ｌｅ側に寄った場合であるので、自車両Ｃに近い横変位基準位置として右側の横変位基準位置ＬＸＲを横変位偏差の基準として、右逸脱に対する横変位偏差ΔＸＲを求めることになる。

続いて、ステップＳ１１３０にて、下記（４）式に基づき、左逸脱に対する横変位偏差ΔＸＬを算出する。
ΔＸＬ ＝ Ｘ − ＸＬｔ ・・・（４）
ただし、ΔＸＬ≧０の場合、ΔＸＬ＝０とする（負の値のみをとるようにする）。
上記式によって、横変位Ｘと、左逸脱に対する横変位偏差ΔＸＬとは、図５（ｂ）に示す関係となる。
すなわち、上記（４）式を使用することで、「Ｘ−ＸＬｔ≦０」となると、自車両Ｃが、走行車線中央Ｌｓに対し左の横変位基準位置ＬＸＬよりも外に出たと判定する。そして、自車両Ｃが左側の走行車線端部Ｌｅ側に寄った場合であるので、自車両Ｃに近い横変位基準位置として左側の横変位基準位置ＬＸＬを横変位偏差の基準として、左逸脱に対する横変位偏差ΔＸＬを求めることになる。

続いて、ステップＳ１４０にて、下記（５）式に基づき、右逸脱に対するヨー角偏差ΔθＲを算出する。ここで、走行車線Ｌに対する自車両Ｃのヨー角θは、右側へヨー角θがついている場合（図４のような状態）を正とし、左側へヨー角θがついている場合を負とする。
ΔθＲ ＝ θ （θ＞０の場合）
ΔθＲ ＝ ０ （θ≦０の場合） ・・・（５）
上記（５）式によって、ヨー角θと、右逸脱に対してのみ設定するヨー角偏差ΔθＲとは、図６（ａ）に示す関係となる。

続いて、ステップＳ１５０にて、下記（６）式に基づいて、左逸脱に対するヨー角偏差ΔθＬを算出する。
ΔθＬ ＝ θ （θ＜０の場合）
ΔθＬ ＝ ０ （θ≧０の場合） ・・・（６）
上記（６）式によって、ヨー角θと、左逸脱に対してのみ設定するヨー角偏差ΔθＬとは、図６（ｂ）に示す関係となる。

続いて、ステップＳ１１６０にて、走行車線Ｌのカーブ方向、曲率ρ、及びヨー角θ（逸脱）の方向に応じて、右逸脱に対する走行車線端部制御フィードバック補正ゲインＫρＬ＿Ｒ、及び左逸脱に対する走行車線端部制御フィードバック補正ゲインＫρＬ＿Ｌを、それぞれ求める。
すなわち、曲率ρの向き（走行車線Ｌのカーブ方向）に応じて３種類に分けて、下記のように、個別のマップを使用して、右逸脱に対する走行車線端部制御フィードバック補正ゲインＫρＬ＿Ｒ、及び左逸脱に対する走行車線端部制御フィードバック補正ゲインＫρＬ＿Ｌを設定する。

曲率ρ＜０（右カーブ）と判定した場合：
ＫρＬ＿Ｒ：図７に示すような、カーブＩＮ側補正ゲインマップから読み込む。
ＫρＬ＿Ｌ：図８に示すような、カーブＯＵＴ側補正ゲインマップから読み込む。
曲率ρ＞０（左カーブ）と判定した場合
ＫρＬ＿Ｒ：図８に示すような、カーブＯＵＴ側補正ゲインマップから読み込む。
ＫρＬ＿Ｌ：図７に示すような、カーブＩＮ側補正ゲインマップから読み込む。
曲率ρ＝０（直線路）と判定した場合
ＫρＬ＿Ｒ ＝ １．０ （補正なし）
ＫρＬ＿Ｌ ＝ １．０ （補正なし）

ここで、走行車線Ｌの曲率ρは、旋回半径の逆数であり、直線路でρ＝０となり、カーブがきつくなる（旋回半径が小さくなる）につれて、曲率ρの絶対値が大きな値となる。また、左カーブを正とし、右カーブを負とする。
上記カーブＩＮ側補正ゲインマップは、図７のように、曲率ρの絶対値が所定以上となると、曲率ρの絶対値が大きくなるにつれて、補正のゲインが小さくなるマップである。そして、左右の走行車線端部Ｌｅのうちカーブ路の内側に位置する走行車線端部Ｌｅに対する制御のゲインを、曲率ρの絶対値の増大に応じて低減するように補正するものである。

また、上記カーブＯＵＴ側補正ゲインマップは、図８のように、曲率ρの絶対値が所定以上となると、曲率ρの絶対値が大きくなるにつれて、補正のゲインが大きくなるマップである。そして、左右の走行車線端部Ｌｅのうちカーブ路の外側に位置する走行車線端部Ｌｅに対する制御のゲインを、曲率ρの絶対値の増大に応じて増加するように補正するものである。

続いてステップＳ１１７０では、走行車線Ｌのカーブ方向、曲率ρ、及び横変位Ｘ（逸脱）の方向に応じて、右逸脱に対する走行車線中央部制御フィードバック補正ゲインＫρＹ＿Ｒ、左逸脱に対する走行車線中央部制御フィードバック補正ゲインＫρＹ＿Ｌをそれぞれ求める。
すなわち、曲率ρの向き（走行車線Ｌのカーブ方向）に応じて３種類に分けて、下記のように、マップを使用して、右逸脱に対する走行車線中央部制御フィードバック補正ゲインＫρＹ＿Ｒ、及び左逸脱に対する走行車線中央部制御フィードバック補正ゲインＫρＹ＿Ｌをそれぞれ設定する。

曲率ρ＜０（右カーブ）と判定した場合
ＫρＹ＿Ｒ ： 図７に示すような、カーブＩＮ側補正ゲインマップから読み込む。
ＫρＹ＿Ｌ ： 図８に示すような、カーブＯＵＴ側補正ゲインマップから読み込む。
曲率ρ＞０（左カーブ）と判定した場合
ＫρＹ＿Ｒ ： 図８に示すような、カーブＯＵＴ側補正ゲインマップから読み込む。
ＫρＹ＿Ｌ ： 図７に示すような、カーブＩＮ側補正ゲインマップから読み込む。
曲率ρ＝０（直線路）と判定した場合
ＫρＹ＿Ｒ ＝ １．０ （補正なし）
ＫρＹ＿Ｌ ＝ １．０ （補正なし）

ここで、カーブＩＮ側補正ゲインマップ及びカーブＯＵＴ側補正ゲインマップを、走行車線端部制御フィードバック補正ゲインを求める場合と、走行車線中央部制御フィードバック補正ゲインを求める場合とで同じ傾向のマップを使用している。ただし、マップ上の勾配を走行車線端部制御フィードバック補正ゲインＫρＬ＿Ｒ、ＫρＬ＿Ｌを求める場合と、走行車線中央部制御フィードバック補正ゲインＫρＹ＿Ｒ、ＫρＹ＿Ｌを求める場合とで異なるマップを使用するようにしている。すなわち、走行車線端部制御フィードバック補正ゲインＫρＬ＿Ｒ、ＫρＬ＿Ｌを求める際に使用するカーブＩＮ側補正ゲインマップ及びカーブＯＵＴ側補正ゲインマップの方が、曲率ρの絶対値の変化に対する勾配を大きく設定する。これは、走行車線端部Ｌｅ側の方がカーブの内側及び外側での曲率ρに対する補正量を大きくして、その分だけ敏感にするためである。

続いてステップＳ１１８０では、下記（１０７）式、（１０８）式に基づいて、右逸脱に対する走行車線端部制御による目標仮想反発力ＦＬ＿Ｒｔ、及び左逸脱に対する走行車線端部制御による目標仮想反発力ＦＬ＿Ｌｔを算出する。
ＦＬ＿Ｒｔ＝−（（Ｋ＿Ｌ１×ΔＸＲ）＋（Ｋ＿Ｌ２×θ）
＋（Ｋ＿Ｌ３×ρ））・・・（１０７）
ＦＬ＿Ｌｔ＝−（（Ｋ＿Ｌ１×ΔＸＬ）＋（Ｋ＿Ｌ２×θ）
＋（Ｋ＿Ｌ３×ρ））・・・（１０８）
ここで、Ｋ＿Ｌ１、Ｋ＿Ｌ２、Ｋ＿Ｌ３は、車両諸元や車速により定まるフィードバックゲインである。ここで、上記（１０７）式及び（１０８）式の２項目及び３項目は、横変位偏差に対する補正項（収束項）である。このため、補正ゲインＫ＿Ｌ１よりも補正ゲインＫ＿Ｌ２、Ｋ＿Ｌ３を小さく設定してある。

また、右方向への仮想反発力を正とし、左方向への仮想反発力を負としている。
すなわち、右逸脱若しくは左逸脱に対する走行車線端部制御による目標仮想反発力ＦＬ＿Ｒｔ、ＦＬ＿Ｒｔは、各横変位基準位置ＬＸＬ、ＬＸＲからの横変位偏差が小さくなる制御量を求めるものである。そして、その際に、自車両Ｃのヨー角θ及び道路曲率ρでその制御量を補正している。このとき、上記式の第２項の自車両Ｃのヨー角θ分は、横速度に対するフィードバック制御量として作用する。このため、第２項の自車両Ｃのヨー角θ分として、ヨー角偏差ΔθＲ若しくはΔθＬを使用することなく、ヨー角θを使用している。

以上から、後述のステップＳ１２００のように、最終の目標仮想反発力Ｆｔを算出する際に、右逸脱に対する走行車線端部制御による目標仮想反発力ＦＬ＿Ｒｔと左逸脱に対する走行車線端部制御による目標仮想反発力ＦＬ＿Ｌｔの和として算出する。すなわち、上記目標仮想反発力ＦＬ＿Ｒｔと目標仮想反発力ＦＬ＿Ｌｔの和を、走行車線端部制御分の目標転舵角としている。

このとき、走行車線中央Ｌｓ側である左右の横変位基準位置ＬＸＬ、ＬＸＲの間に自車両Ｃが位置する場合には、図５のように横変位偏差ΔＸＲ、ΔＸＬの両方の値が０となる。すなわち、上記目標仮想反発力ＦＬ＿Ｒｔと目標仮想反発力ＦＬ＿Ｌｔの値は、小さな値となる。この結果、走行車線端部制御分の目標仮想反発力は小さなものとなり、後述の走行車線中央部制御分の目標仮想反発力ＦＹ＿Ｌｔ、ＦＹ＿Ｒｔが支配的となる。

また、走行車線中央Ｌｓ側である左右の横変位基準位置ＬＸＬ、ＬＸＲの間の外に自車両Ｃが位置する場合には、図５のように横変位偏差ΔＸＲ、ΔＸＬの一方の値だけが０となる。すなわち、目標仮想反発力ＦＬ＿Ｒｔと目標仮想反発力ＦＬ＿Ｌｔのうち、自車両Ｃから離れた側の走行車線端部制御用の目標仮想反発力ＦＬ＿Ｌｔ若しくはＦＬ＿Ｒｔの一方は小さくなり、自車両Ｃに近い側の走行車線端部制御用の目標仮想反発力ＦＬ＿Ｌｔ若しくはＦＬ＿Ｒｔの他方が、走行車線端部制御分の目標仮想反発力としては支配的となる。

そして、走行車線Ｌに対する自車両Ｃのヨー角θを横変位Ｘに対する微分項（横速度）として第２項に設けてそのままフィードバックして制御し、さらに道路曲率ρに対する補正項として第３項を設けてフィードバックして制御する。この結果、第１項によって、横変位基準位置を基準として走行車線Ｌ外側へ自車両Ｃの位置を制御しようとする動きを無くしつつ適切に走行車線Ｌ内に留め、第２項及び第３項を設けることで、走行車線端部Ｌｅからの自車両Ｃのはじき返され感を低減することができる。すなわち、収束項として第２項（横方向変位の微分値）及び第３項（路面のカーブに対する収束項）を設けることで、横変位基準位置への収束が良くなる。

続いてステップＳ１１９０において、下記（１０９）式及び（１１０）式に基づき、右逸脱に対する走行車線中央部制御による目標仮想反発力ＦＹ＿Ｒｔ、左逸脱に対する走行車線中央部制御による目標仮想反発力ＦＹ＿Ｌｔを算出する。
ＦＹ＿Ｒｔ＝−Ｋｙ＿Ｒ×ΔθＲ ・・・（１０９）
ＦＹ＿Ｌｔ＝−Ｋｙ＿Ｌ×ΔθＬ ・・・（１１０）
ここで、Ｋｙ＿Ｒ、Ｋｙ＿Ｌは、図９に示すような、走行車線Ｌに対する横変位Ｘに応じてそれぞれ個別に設定するフィードバックゲインである。

すなわち、右逸脱に対する走行車線中央部制御による目標仮想反発力ＦＹ＿Ｒｔは、自車両Ｃの進行方向が、右側を向いている場合である。このため、右逸脱に対するフィードバックゲインＫｙ＿Ｒは、左側の走行車線端部Ｌｅ側を基準として右側の走行車線端部Ｌｅに近づくにつれて大きくなるように設定してある。
また、左逸脱に対する走行車線中央部制御による目標仮想反発力ＦＹ＿Ｌｔは、自車両Ｃの進行方向が、左側を向いている場合である。このため、左逸脱に対するフィードバックゲインＫｙ＿Ｌは、右側の走行車線端部Ｌｅ側を基準として左側走行車線端部Ｌｅに近づくにつれて大きくなるように設定してある。なお、目標仮想反発力ＦＹ＿Ｒｔ、及びＦＹ＿Ｌｔは、右方向への反発力を正とし、左方向への反発力を負とする。

ここで、後述のステップＳ１２００のように、走行車線中央部制御分の最終目標仮想反発力を、右逸脱に対する走行車線中央部制御による目標仮想反発力ＦＹ＿Ｒｔと左逸脱に対する走行車線中央部制御による目標仮想反発力ＦＹ＿Ｌｔの和として算出する。このとき、右側へヨー角θがついている場合には、図６のようにΔθＬ＝０となるため、左逸脱に対する目標仮想反発力ＦＹ＿Ｌｔは０となる。すなわち、右逸脱に対する目標仮想反発力ＦＹ＿Ｒｔのみを採用することになる。同様に、左側へヨー角θがついている場合には、図６のようにΔθＲ＝０となるため、右逸脱に対する目標仮想反発力ＦＹ＿Ｒｔは０となる。すなわち、左逸脱に対する目標仮想反発力ＦＹ＿Ｌｔのみを採用することになる。

このとき、前述の通り、制御ゲインＫｙ＿Ｒ、Ｋｙ＿Ｌを、図９に示すように、自車両Ｃのヨー角θの向き側の走行車線端部Ｌｅを基準として、その走行車線端部Ｌｅに近づくほど大きくなるように設定している。このことから、逸脱側へヨー角θが発生している場合には積極的に逸脱を防止するよう制御量が大きく介入して制御する。また、逸脱回避側へヨー角θが発生している場合には、制御量が小さくなることで、違和感なく、穏やかに、走行車線Ｌに沿った方向に、自車両Ｃの進行方向の向きを合わせることができる。

また、上記制御ゲインＫｙ＿Ｒ、Ｋｙ＿Ｌは、一方の走行車線端部Ｌｅを基準として、その走行車線端部Ｌｅに近づくほど大きくなるように設定している。これによって、自車両Ｃが走行車線中央Ｌｓを跨るように走行しても、連続して制御量が変化して、走行車線中央Ｌｓを跨る際の違和感を抑えることが可能となっている。
更に、カーブ路における走行車線中央Ｌｓに対して内側若しくは外側に変位している場合には、ステップＳ１１７０において算出するように、走行車線Ｌのカーブ方向、及び曲率ρに応じて補正することにより、カーブ路においても違和感なく、適切に、制御を行うことができる。

続いてステップＳ１２００では、車線維持支援のための最終目標仮想反発力Ｆｔを算出する。
本実施例では、下記（１１１）式のように、ステップＳ１８０において算出した走行車線端部制御による左右の目標仮想反発力ＦＬ＿Ｌｔ、ＦＬ＿Ｒｔと、ステップＳ１１９０において算出した走行車線中央部制御による左右の目標仮想反発力ＦＹ＿Ｌｔ、ＦＹ＿Ｒｔとの和として算出する。
Ｆｔ＝（α＿Ｒ ×ＦＬ＿Ｒｔ ＋β＿Ｒ ×ＦＹ＿Ｒｔ）
＋（α＿Ｌ ×ＦＬ＿Ｌｔ ＋β＿Ｌ ×ＦＹ＿Ｌｔ） ・・・（１１１）

ここで、α＿Ｒ、β＿Ｒは、それぞれ、右逸脱に対する走行車線端部制御、及び走行車線中央部制御に対する重み付け係数である。また、α＿Ｌ、β＿Ｌは、それぞれ、左逸脱に対する走行車線端部制御、及び走行車線中央部制御に対する重み付け係数である。
上記重み付け係数α＿Ｒ、α＿Ｌ、β＿Ｒ、β＿Ｌは、一定値、例えば、α＿Ｒ＝α＿Ｌ＝β＿Ｒ＝β＿Ｌ＝１、としてもよいし、図１０に示すような関係としてもいい。図１０に示す関係においては、上記重み付け係数α＿Ｒ、α＿Ｌ、β＿Ｒ、β＿Ｌは、自車両Ｃの横位置に応じて、α＿Ｒ、α＿Ｌに対するβ＿Ｒ、β＿Ｌの相対的な大きさが変化するようになっている。

また、下記式の関係となっている。
α＿Ｒ ＋ β＿Ｒ ＝ １．０
α＿Ｌ ＋ β＿Ｌ ＝ １．０
この重み付け係数について説明する。
（１０７）式及び（１０８）式にあるように、走行車線端部制御による目標転舵角φＬ＿Ｒｔ、φＬ＿Ｌｔの第２項としてヨー角要素（横速度）のフィードバックがある。このフィードバックは、走行車線端部Ｌｅからのはじき返され感を低減するための、横変位要素の微分項として設定してある。このために、横変位要素のフィードバックと併せて、横変位基準位置への収束性を向上させることが可能となる。

一方、（１０９）式及び（１１０）式にあるように、走行車線中央部制御におけるヨー角θ要素のフィードバックは、走行車線Ｌに対して自車両Ｃの進行方向を合わせることを目的として設定する。
このため、例えば、走行車線Ｌの左端部において、左側（逸脱側）へのヨー角θがついている場合、走行車線端部制御における横変位フィードバック要素に加えて、走行車線中央部制御におけるヨー角フィードバックを行うと、制御過多となる。また、走行車線Ｌ左端部において、右側（逸脱回避側）へヨー角θがついている場合、走行車線中央部制御におけるヨー角フィードバックは弱く設定しており、横変位基準位置への収束性が悪く、走行車線端部Ｌｅからのはじき返され感が生じてしまう。

このため、本実施形態では、例えば、図１０に示すように、走行車線端部Ｌｅ側に寄るにつれて走行車線端部制御側の重みを大きくする。一方、走行車線中央Ｌｓ側に寄るにつれて走行車線中央部制御側の重みを大きくする。このように、自車両Ｃの走行車線Ｌに対する横位置に応じてこれらの重みを設定する。このように設定することで、走行車線中央Ｌｓでは、拘束感のない自由なライン取りが実現しつつ、走行車線端部Ｌｅでは、適切に走行車線Ｌ内に留め、かつ走行車線端部Ｌｅからのはじき返され感を低減することができる。

続いて、ステップＳ１２０１において、最終目標仮想反発力Ｆｔに基づいて、自車両の最終目標転舵角ｆｔを算出する。具体的には、（１１１）式の最終目標仮想反発力Ｆｔが自車両に加わった場合の自車両のヨー方向の変位を実現するために必要な転舵角を、最終目標転舵角ｆｔとして算出する。まず、最終目標仮想反発力Ｆｔが自車両に加わった場合に、自車両に発生するヨー方向のモーメントを（１１２）式により算出する。
Ｍ＝Ｆ×（ＨＢ／２） ・・・（１１２）
ここで、ＨＢは、車両の前輪と後輪との距離を表すホイールベースを表す。

次に、ヨー方向のモーメントＭから、ヨー方向の加速度Ｙαを（１１３）式により算出する。
Ｙα＝Ｍ／Ｉ ・・・（１１３）
ここで、Ｉは、自車両のヨー慣性モーメントであって、車両の寸法や重量、重量配分等の車両諸元から決まる。
次に、ヨー方向の加速度Ｙαを使って、（１１４）式によりヨーレートＹｒを算出する。
Ｙｒ＝Ｍ／Ｉ×Ｔｈ ・・・（１１４）
ここで、Ｔｈは、ヨーレートＹｒの発生を設定する補正係数である。

次に、ヨーレートＹｒから、最終目標転舵角ｆｔを算出する。算出法には、例えば、従来から複数の方法が提案されており、ここでは、一例としてアッカーマン近似式を使って（１１５）式により算出する方法を記載する。
＜前輪で操舵する場合＞
最終目標転舵角ｆｔ＝＋Ｙｒ×ＨＢ／Ｖ
＜後輪で操舵する場合＞
最終目標転舵角ｆｔ＝−Ｙｒ×ＨＢ／Ｖ
・・・（１１５）
ここで、ＨＢは、車両の前輪と後輪との距離を表すホイールベース、Ｖは自社の車速を表す。

また、最終目標転舵角ｆｔについて、右方向への転舵を正、左方向への転舵を負としているが、車両の旋回方向に対して前輪操舵で実現する場合と後輪操舵で実現する場合とで転舵方向が逆となるため（例えば、左方向に旋回する場合、前輪転舵だと左への転舵となり、後輪操舵だと右への転舵となる）、（１１５）式で算出される最終目標転舵角ｆｔの符号は逆となる。

次にステップＳ１２０２において、運転者に報知するために、ステアリングの操舵反力の変動を、ステアリングトルクτとして算出する。ステアリングトルクτは、（１１６）式〜（１２０）式に基づいて算出する。
τＬ−Ｒ ＝ − ＦＬ＿Ｒｔ × ＫτＬ ・・・（１１６）
τＬ−Ｌ ＝ − ＦＬ＿Ｌｔ × ＫτＬ ・・・（１１７）
τＹ−Ｒ ＝ − ＦＹ＿Ｒｔ× ＫτＹ ・・・（１１８）
τＹ−Ｌ ＝ − ＦＹ＿Ｌｔ× ＫτＹ ・・・（１１９）
τ ＝ τＬ−Ｒ＋τＬ−Ｌ＋τＹ−Ｒ＋τＹ−Ｌ ・・・（１２０）

仮想反発力ＦＬ＿Ｒｔ、ＦＬ＿Ｌｔ、ＦＹ＿Ｒｔ、ＦＹ＿Ｌｔの符号は、左への反発力が負、右への反発力が正である。ステアリングトルクτの符号は、左へのトルクが正、右へのトルクが負である。
ここで、ＦＬ＿Ｒｔ、ＦＬ＿Ｌｔ、ＦＹ＿Ｒｔ、ＦＹ＿Ｌｔは、（１０７）式〜（１１０）式で求めた目標仮想反発力である。
また、ＫτＬ、ＫτＹは、ステアリングトルクの大きさを決める重み係数であって、大きい値にすればステアリングトルクが大きくなる。したがって、運転者が違和感を感じない範囲で、ステアリングトルクを大きくするように、ＫτＬ、ＫτＹを決める。

続いて、ステップＳ１２１０において、運転者の走行車線変更の意思を判定する。具体的には、上記ステップＳ１１００で得た方向スイッチ信号及び自車両Ｃの進行方向に基づき、運転者の走行車線Ｌを変更するか否かの意思を判定する。
すなわち、方向スイッチ信号が示す方向（ウインカ点灯側）と自車両Ｃの進行方向とが同方向の場合には、運転者が意識的に走行車線Ｌを変更しようとしていると判定する。この場合には、ステップＳ１２２０における転舵角の補正を行うこと無く、復帰する。なお、ステアリングホイール１２の操舵が、方向スイッチ信号が示す方向（ウインカ点灯側）と同方向の場合に運転者が意識的に走行車線Ｌ変更しようとしていると判定しても良い。

続いてステップＳ１２２０にて、ステップＳ１２００において算出した最終目標転舵角φｔの補正転舵角指令値を操舵用コントローラ１１に出力する。同時に、ステップＳ１２０２で算出したステアリングトルクτを操舵反力アクチュエータ３に出力する。
ここで、操舵用コントローラ１１では、前述の通り、車線維持支援コントローラ１５から最終目標転舵角φｔの補正転舵角指令値を入力すると、運転者の操舵操作に応じて算出した目標転舵角に当該最終目標転舵角φｔを付加して、最終的な目標転舵角とし、その目標転舵角に応じた転舵角となるように、転舵アクチュエータ５を駆動する。

また、本実施形態の車線維持支援装置を提供する自車両Ｃとして、ステアバイワイヤシステムの自車両Ｃを例示している。電動若しくは油圧を使用したパワステアリングシステムを搭載した自車両Ｃの場合には、上記最終目標仮想反発力Ｆｔをアシストトルク量の補正量に変換して、アシストルクに付加することで転舵角分の補正を行うようにしても良い。
また、ステアリング軸を回転変位して転舵角を変更可能な自車両Ｃにあっては、その回転変位量を上記最終目標仮想反発力Ｆｔの分だけ補正するようにすればよい。
その他の構成は上記第１または第２実施形態と同様である。

ここで、左右の横変位基準位置ＬＸＬ、ＬＸＲは、横方向変位閾値及び横変位基準位置の両方を構成する。ステップＳ１１８０、Ｓ１１９０は、目標仮想反発力算出手段を構成する。ステップＳ１２００及び操舵用コントローラ１１は、進行方向制御手段を構成する。（４）式及び（５）式は、左右の横方向変位閾値間に位置する場合における、横変位偏差をゼロ、若しくは制御ゲインを小さくする構成に対応する。（１０９）式及び（１１０）式が、第２の目標仮想反発力算出手段を構成し、その目標仮想反発力ＦＹ＿Ｒｔ、ＦＹ＿Ｌｔが第２の目標仮想反発力となる。（１０７）式及び（１０８）式が、第１の目標仮想反発力算出手段を構成し、その目標仮想反発力ＦＬ＿Ｒｔ、ＦφＬ＿Ｌｔが第１の目標仮想反発力となる。また、最終目標仮想反発力Ｆｔが、最終的な目標仮想反発力を構成する。また、補正ゲインＫρＬ＿Ｒ、ＫρＬ＿Ｌ、ＫρＹ＿Ｒ、ＫρＹ＿Ｌがカーブ路補正手段を構成する。左右の走行車線端部Ｌｅが横端部基準位置を構成する。重み付け係数α＿Ｒ、α＿Ｌが第２重み付け係数を構成する。重み付け係数β＿Ｒ、β＿Ｌが第１重み付け係数を構成する。ヨー角偏差ΔθＲ若しくはΔθＬが、角度偏差を構成する。

（動作・作用）
第１実施形態では、横変位偏差ΔＸやヨー角θに基づいて、制御量としての目標転舵角φＬを直接算出している。
これに対し、この実施形態では、横変位偏差ΔＸやヨー角θに基づいて、一度、１次出力として、自車両に対し走行車線幅方向から付加する力としての最終目標仮想反発力Ｆｔを算出する。その上で、最終目標仮想反発力Ｆｔから２次出力として制御量としての目標転舵角を算出する。
また、上記車線維持支援の制御と同期をとって、仮想反発力に応じたステアリングの操舵反力の変動をステアリングトルクτとして入力する。これによって、車線維持支援の制御を行ったことを運転者に報知する。

（本実施形態の効果）
（１）目標仮想反発力に基づき報知量を演算する。すなわち、一度、最終目標仮想反発力Ｆｔを算出することにより、制御量を運転者の視覚や聴覚や触覚等に刺激を与えて報知する場合に、刺激の量や傾向を決める基準として、最終目標仮想反発力を利用することができる。したがって、回避操作性能で決まる最終目標転舵角に基づいて報知のための刺激の量や傾向を決めた場合よりも、より運転者の感覚にあわせた刺激に調節しやすくなる。この結果、運転者の違和感を低減することができる。

（２）自車両が横方向変位閾値よりも走行車線端部側に位置する場合に、上記横方向変位閾値からの自車両の横変位偏差に基づき、自車両を上記横方向変位閾値よりも車幅方向中央部側に戻すために、自車両に対し走行車線端部側から走行車線中央側に向けて仮想的に加える第１の目標仮想反発力を算出する。また、自車両が少なくとも横方向変位閾値よりも走行車線中央側に位置する場合に、少なくとも横方向変位閾値に近づくと、上記走行車線に対する自車両の進行方向の角度偏差が小さくなるように自車両に対し走行車線幅方向から仮想的に加える第２の目標仮想反発力を算出する。

そして、算出した目標仮想反発力が車両に作用したのと同等の車両挙動を発生させるために、上記目標仮想反発力に基づき自車両の進行を制御する。
これよって、自車両Ｃが左右の横方向変位閾値内、つまり横方向変位閾値よりも走行車線中央部側では、走行車線Ｌに沿った方向に車両の進行方向がなるような仮想の反発力を自車両に付与可能となる。この結果、走行車線中央Ｌｓ側では、拘束感のない自由なライン取りができる。
一方、自車両Ｃが左右の横方向変位閾値外、つまり横方向変位閾値よりも走行車線端部側では、自車両Ｃを横方向変位閾値に戻すような仮想の反発力を当該自車両Ｃに付与可能となる。
これによって、自車両Ｃが横方向変位閾値外の逸脱領域に進入すると、横方向変位閾値内に戻す効果が発生する。

（３）目標仮想反発力から車両の挙動を制御する制御量を求める。
すなわち、一次出力として、自車両に付与する力である目標仮想反発力Ｆｔを求める。その後に、目標仮想反発力Ｆｔを車両の挙動を制御する転舵や制駆動力などの制御出力に変換して、上記目標仮想反発力Ｆｔが付加されたときに発生するであろう車両の挙動を実現している。
このため、複数の制御装置を組合せて、目的とする車両の挙動を補正制御することが容易となり、逸脱制御のための制御の自由度が向上する。また、他の制御との統合も容易となる。

すなわち、目標仮想反発力Ｆｔを転舵補正と制動補正とで分担させる事も可能となる。
また、本実施形態と異なる別の制御、例えば、前方車両との車間距離制御のように、制御力を発生する向きが異なる制御と、本実施形態の制御とを、同時に実施する場合、複数の異なる制御量を統合する必要がある。制御を統合するためには、統合する複数の制御の出力を、同じ次元の物理量に揃えた上で、統合する必要がある。
このとき、本実施形態の制御は、制御の結果である転舵角を制御量として直接求めるのではなく、一次出力として、力を表す変数である目標仮想反発力Ｆｔを求めている。一般的に車両制御の出力として、力を出力することは容易であるため、他の制御の制御出力と、力の次元で合成することができる。したがって、他の制御との統合制御が容易になる。

（４）第２の目標仮想反発力を、上記第１の目標仮想反発力を低減するための予備制御の仮想反発力として、上記自車両が車線中央側から横方向変位閾値へ到達する前に算出する。
自車両の進行方向の角度偏差が小さくなるように自車両に対し走行車線幅方向から第２の目標仮想反発力を加える事で、逸脱領域に進入する際の進入角を小さく出来る。
これによって、第２の目標仮想反発力に基づく制御量による制御が、逸脱防止のための予備制御としての効果を奏する。

すなわち、上記進入角が小さい場合には、続く自車両が逸脱領域に進入した後おける、横方向変位閾値の外側への逸脱量が小さくなる。そして、自車両が逸脱領域に進入すると、横変位偏差を小さくするための第１の目標仮想反発力が小さくなる。
この結果、走行車線端部側からのはじき返され感が低減し、逸脱側へ制御が介入しているかのような違和感を低減出来る。すなわち、乗員が感じる拘束感を低減することが可能となる。
（５）その他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

（変形例）
（１）左右別々に、第１の目標仮想反発力と第２の目標仮想反発力とのセレクトハイを行った後に、左右の目標仮想反発力を加算して、最終的な目標仮想反発力を算出しても良い。
最終の目標仮想反発力を算出する際に、単純に第１の目標仮想反発力と第２の目標仮想反発力とを加算すると、大きくヨー角θがついている場合などにおいて、走行車線Ｌの端部側で制御量が過大となる可能性がある。この問題を解決するためには制御ゲインを一律的に落とすという手法も考えることができる。しかしこの場合には、制御性能が低くなってしまう。
これに対し、セレクトハイを行うことで、最終の目標仮想反発力に基づく制御量を大きくしすぎることなく、走行車線中央Ｌｓ側での制御性能を確保しつつ、走行車線端部Ｌｅ側での制御性能を確保できる。

（２）上記実施形態では、ステップＳ１２０１において、最終目標仮想反発力Ｆｔに基づいて、自車両の最終目標転舵角ｆｔ若しくは最終目標転舵トルクを制御量として算出する。これに代えて、最終目標仮想反発力Ｆｔに基づき、制御量として制駆動量若しくは制駆動力を算出しても良い。
これによっても、これによって、目的の挙動を自車両に発生することが可能となる。
その一例を示す。

上述のように、（１１１）式の最終目標仮想反発力Ｆｔが自車両に加わった場合の自車両のヨー方向の変位を実現するために必要な制動力を、最終目標制動力として算出する。まず、最終目標仮想反発力Ｆｔが自車両に加わった場合に、自車両に発生するヨー方向のモーメントを（１１２）式により算出する。
Ｍ＝Ｆ×（ＨＢ／２） ・・・（１１２）
ここで、ＨＢは、車両の前輪と後輪との距離を表すホイールベースを表す。

次に、ヨー方向のモーメントを発生させるために、目標ヨーモーメントＭに応じて各輪の目標制動液圧Ｐｓを算出する。目標ヨーモーメントが設定値Ｍｓ０より小さい場合は後輪左右輪の制動力に差を発生させ、設定値より大きい場合は前後左右輪で制動力差を発生させる。
まず、目標制動液圧差ΔＰｓ＿ｆ、ΔＰｓ＿ｒを目標ヨーモーメントＭｓから次式で算出する。
｜Ｍｓ｜ ＜ Ｍｓ０ の場合
ΔＰｓ＿ｆ ＝ ０
ΔＰｓ＿ｒ ＝ ２ × Ｋｂ＿ｒ × ｜Ｍｓ｜ ／ Ｔ
｜Ｍｓ｜ ≧ Ｍｓ０ の場合
ΔＰｓ＿ｆ ＝ ２ × Ｋｂ＿ｆ × （ ｜Ｍｓ｜ − Ｍｓ０ ） ／ Ｔ
ΔＰｓ＿ｒ ＝ ２ × Ｋｂ＿ｒ × Ｍｓ０ ／ Ｔ
ここで、Ｔはトレッドを示す。また、Ｋｂ＿ｆ、Ｋｂ＿ｒは制動力を制動液圧に換算する場合の換算係数であり、ブレーキ諸元により定まる。

次に、ヨーモーメントの発生方向から、運転者による制動操作であるマスターシリンダ液圧Pmも考慮して、各輪の目標制動液圧Psを算出する。
右方向へのヨーモーメント発生時
Ps_fl = Pm
Ps_fr = Pm + ΔPs_f
Ps_rl = Pm_r
Ps_rr = Pm_r + ΔPs_r
左方向へのヨーモーメント発生時
Ps_fl = Pm + ΔPs_f
Ps_fr = Pm
Ps_rl = Pm_r + ΔPs_r
Ps_rr = Pm_r
ここで、Pm_rはPmから算出される前後配分を考慮した後輪用マスターシリンダ液圧である。
次に、上記算出された目標制動液圧Psに応じて圧力制御ユニットにて制動液圧を発生させる。
これによって、目的の車両挙動を発生するためのヨーモーメントが発生する。

（３）上記説明では、最終目標仮想反発力Ｆｔが自車両に加わった場合の自車両のヨーモーメントの発生を実現するために必要な、最終目標転舵角や最終目標制動力を算出している。それに代えて、若しくは併用して、上記ヨーモーメントを駆動力の変動によって実現しても良い。
また、駆動力の変動と、制動力、転舵を組み合わせて上記ヨーモーメントを発生するように制御しても良い。
この場合でも、目的の挙動を自車両に発生することが可能となる。

（４）上記ヨーモーメントを発生する際に、前輪が接地面に対して発生するヨー方向の力の向きと、後輪が接地面に対して発生するヨー方向の力の向きとを、同じ向きとなるようにして、上記ヨーモーメントを発生させても良い。
この場合には、自車両を、ヨー角方向の変動を抑えつつ横方向に変位させることが可能となる。

（５）また、前輪が接地面に対して発生するヨー方向の力と、後輪が接地面に対して発生するヨー方向の力とを、反対の向きとなるようにして、上記ヨーモーメントを発生させても良い。
この場合には、自車両を、積極的にヨー角方向の変化を発生しつつ横方向に変位させることが可能となる。
（６）更に、前輪が接地面に対して発生するヨー方向の力の大きさと、後輪が接地面に対して発生するヨー方向の力の大きさとを、異なる大きさとして、上記ヨーモーメントを発生させても良い。
これによって、発生するヨーモーメントを調整可能となる。

本発明に基づく第１実施形態に係る車両のシステム構成を説明する図である。 本発明に基づく第１実施形態に係る車線維持支援コントローラの処理を説明する図である。 本発明に基づく第１実施形態に係る各値の関係を説明する平面図である。 本発明に基づく第１実施形態に係る各値の関係を説明する平面図である。 横変位Ｘと横変位偏差との関係を示す図である。 ヨー角θとヨー角偏差との関係を示す図である。 カーブＩＮ側ゲインマップを示す概念図である。 カーブＯＵＴ側ゲインマップを示す概念図である。 フィードバックゲインＫｙ＿Ｒ、Ｋｙ＿Ｌの状態を示す概念図である。 横位置と重み付け係数の値を示す図である。 本発明に基づく第１実施形態に係る動作を説明する図である。 本発明に基づく第１実施形態に係るカーブ路における動作を説明する図である。 本発明に基づく第１実施形態に係る逸脱時の走行軌跡を示す概念図である。 本発明に基づく第１実施形態の変形例に係る各値の関係を説明する平面図である。 本発明に基づく第１実施形態に係る逸脱側遷移領域の重み付けを示す図である。 本発明に基づく第２実施形態に係る車線維持支援コントローラの処理を説明する図である。

符号の説明

２ 操舵トルクセンサ
３ 操舵反力アクチュエータ
５ 転舵アクチュエータ
１１ 操舵用コントローラ
１５ 車線維持支援コントローラ
τ 最終的なステアリングトルク
τＬ＿Ｌ 左方向の横位置制御分のステアリングトルク
τＬ＿Ｒ 右方向の横位置制御分のステアリングトルク
τＹ＿Ｌ 左方向のヨー角制御分のステアリングトルク
τＹ＿Ｒ 右方向のヨー角制御分のステアリングトルク
Ｌ 走行車線
Ｌｅ 走行車線端部
Ｌｓ 走行車線中央
Ｗｌａｎｅ 走行車線幅
θ ヨー角
ρ 道路曲率
Ｘ 横変位
ＬＸＬ 左の横変位基準位置
ＬＸＲ 右の横変位基準位置
ΔＸＬ 左逸脱に対する横変位偏差
ΔＸＲ 右逸脱に対する横変位偏差
ΔθＬ ヨー角偏差
ΔθＲ ヨー角偏差
Ｋｙ＿Ｌ フィードバックゲイン（カーブ路補正手段）
Ｋｙ＿Ｒ フィードバックゲイン（カーブ路補正手段）
ＫρＬ＿Ｌ 走行車線端部制御フィードバック補正ゲイン
ＫρＬ＿Ｒ 走行車線端部制御フィードバック補正ゲイン
ＫρＹ＿Ｌ 走行車線中央部制御フィードバック補正ゲイン
ＫρＹ＿Ｒ 走行車線中央部制御フィードバック補正ゲイン
φＬ＿Ｌｔ 左逸脱に対する走行車線端部制御による目標転舵角（制御量）
φＬ＿Ｒｔ 右逸脱に対する走行車線端部制御による目標転舵角（制御量）
φＹ＿Ｌｔ 左逸脱に対する走行車線中央部制御による目標転舵角（制御量）
φＹ＿Ｒｔ 右逸脱に対する走行車線中央部制御による目標転舵角（制御量）
φｔ 最終目標転舵角（制御量）
ＦＬ＿Ｌｔ、ＦＬ＿Ｒｔ 第１の目標仮想反発力
ＦＹ＿Ｌｔ、ＦＹ＿Ｒｔ 第２の目標仮想反発力
Ｆｔ 最終目標仮想反発力

Claims (9)

1. 走行車線に対する自車両の横方向変位に関する情報を取得する横方向変位取得手段と、
   自車両が走行する走行車線に横方向変位閾値を設ける横方向変位閾値設定手段と、
   上記横方向変位閾値からの自車両の横変位偏差を小さくする第１の制御量を算出する第１制御量算出手段と、上記走行車線に対する自車両の進行方向の角度偏差を小さくする第２の制御量を算出する第２制御量算出手段と、
   自車両が上記走行車線の幅方向中央側から上記横方向変位閾値を通過する際に、上記横方向変位閾値より上記走行車線中央側では第２の制御量、上記横方向変位閾値よりも上記走行車線の幅方向外側では少なくとも第１の制御量に基づき制御量を算出する制御量算出手段と、
   上記制御量算出手段が算出した制御量に基づき、車輪の転舵角若しくは転舵トルク又は制駆動量若しくは制駆動力を補正することで自車両の進行を制御する進行方向制御手段と、
   上記制御量算出手段が算出した制御量又は上記横変位偏差若しくは角度偏差に基づいて、報知量を演算する報知量演算手段と、
   報知信号演算手段の演算した報知量に基づき、運転者の感覚に対し報知の刺激を付与する感覚刺激手段と、を備えることを特徴とする車線維持支援装置。
2. 上記制御量算出手段は、上記横変位偏差を小さくするために走行車線の端部側から中央部側に向けて自車両に仮想的に加える第１の目標仮想反発力を算出すると共に、上記角度偏差を小さくするために走行車線の左右幅方向から自車両に仮想的に加える第２の目標仮想反発力を算出し、その第１の目標仮想反発力及び第２の目標仮想反発力に基づき上記制御量を算出し、
   上記報知量演算手段は、上記目標仮想反発力に基づき報知量を演算することを特徴とする請求項１に記載した車線維持支援装置。
3. 上記感覚刺激手段は、運転者の触覚に対し刺激を付与することを特徴とする請求項１または請求項２に記載した車線維持支援装置。
4. 上記感覚刺激手段は、ハンドルの操作反力の変動によって刺激を付与することを特徴とする請求項３に記載した車線維持支援装置。
5. 上記感覚刺激手段は、運転者の視覚に対し刺激を付与することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載した車線維持支援装置。
6. 視覚に対する刺激は、光の点滅によって運転者の視覚に対し刺激を付与することを特徴とする請求項５に記載した車線維持支援装置。
7. 上記感覚刺激手段は、運転者の聴覚に対し刺激を付与することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載した車線維持支援装置。
8. 上記感覚刺激手段は、警報音によって運転者の聴覚に対し刺激を付与することを特徴とする請求項７に記載した車線維持支援装置。
9. 自車両が走行する走行車線に横方向変位閾値を設けると共に、走行車線に対する自車両の横方向変位に関する情報を取得し、
   自車両が上記走行車線の幅方向中央側から上記横方向変位閾値を通過する際に、上記横方向変位閾値より上記走行車線中央側では、走行車線に対する自車両の進行方向の角度偏差が小さくなるように自車両の進行方向を制御し、上記横方向変位閾値よりも上記走行車線の幅方向外側では、少なくとも横方向変位閾値からの自車両の横変位偏差が小さくなるように自車両の進行方向を制御し、
   上記制御に基づいて上記角度偏差及び横変位偏差に応じた報知量の刺激を運転者の感覚に与えることを特徴とする車線維持支援方法。

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