JP2011073530A - 走行支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ステアリング及びブレーキによる車線逸脱防止制御中のドライバの操舵介入に対しては違和感のない逸脱防止制御を行うことはできない。
【解決手段】自車が車線からの逸脱しそうな場合又は自車が周囲障害物と衝突しそうな場合に、ブレーキ制御装置によるヨーモーメント又はステアリング制御装置のアシスト操舵トルクの少なくとも一つを制御し、自車の車線からの逸脱又は自車の周囲障害物との衝突を防止する制御装置であって、ステアリングのハンドル舵角，ドライバの操舵トルク及びアシスト操舵トルクの少なくとも一つに基づきドライバの操舵意思を検出し、ドライバの操舵意思を妨げないようにヨーモーメント又はアシスト操舵トルクの少なくとも一つを抑制する。
【選択図】 図２

Description

車線逸脱の制御を行う走行支援装置に関する。

ブレーキによる車線逸脱防止制御中にドライバが車線逸脱方向にハンドル操作した場合の制御方法としては、特許文献１に示す技術が挙げられる。

特許文献１では、自車が逸脱回避傾向にあると判断されたときに、逸脱回避制御を開始する前の操舵角と逸脱回避制御後の操舵角との偏差に基づいて、逸脱回避制御の制御量を補正する。前記制御により、ドライバの操舵介入度合いに応じて逸脱回避制御を制限することができ、運転者に違和感のない逸脱防止制御を行うことができるとしている。

一方で、ステアリングによる車線逸脱防止制御中にドライバが車線逸脱方向にハンドル操作した場合の制御方法としては、特許文献２に示す技術が挙げられる。車線マーク間の意図された中心線に沿って走行する車両の方向を制御するための運転者補助システムで、運転者が加えた操舵トルクがあらかじめ定めた閾値を超える場合は、車線維持の効果をオーバーライド又は打ち消す。前記制御により、ドライバの操舵介入があった場合に逸脱回避制御を制限することができ、運転者に違和感のない逸脱防止制御を行うことができるとしている。

特開２００５−１４５１９８号公報 特開平７−１０４８５０号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示された技術では、それぞれ単独のアクチュエータを用いた場合には違和感の無い逸脱防止制御ができるものの、ステアリング及びブレーキ両方を用いた車線逸脱防止制御中のドライバの操舵介入に対しては違和感のない逸脱防止制御を行うことはできない。

例えば、制御始めにブレーキによる車線逸脱防止を行い、途中からステアリングによる車線逸脱防止に切り替わる車線逸脱防止システムを想定する。特許文献１では、ステアリングによる車線逸脱防止制御が行われているときにドライバが車線逸脱防止制御に対抗してハンドルを動かさないように操舵介入した場合、逸脱回避制御を開始する前の操舵角と逸脱回避制御後の操舵角との偏差が発生しない。そのため、逸脱回避制御を制限することができず、違和感が残ってしまう。

続いて、特許文献２の課題について以下に述べる。ブレーキによる車線逸脱防止制御が行われているときにドライバが操舵介入した場合、操舵トルクは、ステアリングによる車線逸脱防止制御が行われているときに比べて非常に小さくなる。そのため、特許文献２の「運転者が加えた操舵トルクがあらかじめ定めた閾値を超える場合に車線維持の効果をオーバーライドする方法」では、ブレーキによる車線逸脱防止に対する操舵介入と、ステアリングによる車線逸脱防止に対する操舵介入の両方に対して有効な閾値を設定することが難しく、違和感のない制御を実現することができない。

本発明の目的は、ステアリング及びブレーキによる車線逸脱防止制御中のドライバの操舵介入に対して違和感のない逸脱防止制御を行う走行支援装置を提供することである。

上記課題を解決するために本発明の走行支援装置は、自車外の障害物を認識し、認識した結果として障害物情報を出力する障害物検出部と、モータを制御し、トルクを発生させるステアリング制御装置と、各車輪へ制動力を発生させるブレーキ制御装置と、ステアリング制御装置とブレーキ制御装置を制御する統合制御装置と、を有し、統合制御装置は、障害物検出部で検出された障害物情報と、自車の走行状態と、に基づいて目標ヨーモーメントを算出する道路逸脱防止制御部と、目標ヨーモーメントをブレーキ制御装置とステアリング制御装置へ配分する目標値配分部と、ステアリング制御装置に配分された目標ヨーモーメントをアシスト操舵トルクに変換する目標換算部と、アシスト操舵トルクからモデル舵角を算出し、算出されたモデル舵角とハンドル舵角との偏差をドライバの操舵意思として出力するドライバ操舵意思検出部と、ドライバの操舵意思に基づいて、道路逸脱防止制御部の算出した目標ヨーモーメントを補正する目標値補正部を有し、ブレーキ制御装置は、配分された目標ヨーモーメントに基づいてヨーモーメントを発生させ、ステアリング制御装置は、アシスト操舵トルクに基づいてトルクを発生させる構成とする。

また、自車外の障害物を認識し、認識した結果として障害物情報を出力する障害物検出部と、モータを制御し、トルクを発生させるステアリング制御装置と、各車輪へ制動力を発生させるヨーモーメント制御装置と、ステアリング制御装置とヨーモーメント制御装置を制御する統合制御装置と、を有し、統合制御装置は、障害物検出部で検出された障害物情報と、自車の走行状態と、に基づいて目標ヨーモーメントを算出する道路逸脱防止制御部と、目標ヨーモーメントをヨーモーメント制御装置とステアリング制御装置へ配分する目標値配分部と、ステアリング制御装置に配分された目標ヨーモーメントをアシスト操舵トルクに変換する目標換算部と、アシスト操舵トルクからモデル舵角を算出し、算出されたモデル舵角とハンドル舵角との偏差をドライバの操舵意思として出力するドライバ操舵意思検出部と、ドライバの操舵意思に基づいて、道路逸脱防止制御部の算出した目標ヨーモーメントを補正する目標値補正部と、を有し、ヨーモーメント制御装置は、配分された目標ヨーモーメントに基づいてヨーモーメントを発生させ、ステアリング制御装置は、アシスト操舵トルクに基づいてトルクを発生させる構成とする。

また、自車外の障害物を認識し、認識した結果として障害物情報を出力する障害物検出部と、モータを制御し、トルクを発生させるステアリング制御装置と、ハンドルの反力を制御する反力制御装置と、ステアリング制御装置と反力制御装置を制御する統合制御装置と、を有し、統合制御装置は、障害物検出部で検出された障害物情報と、自車の走行状態と、に基づいて目標ヨーモーメントを算出する道路逸脱防止制御部と、目標ヨーモーメントをアシスト操舵角に変換する目標換算部と、アシスト操舵トルクの値を０としてモデル舵角を算出し、算出されたモデル舵角とハンドル舵角との偏差をドライバの操舵意思として出力するドライバ操舵意思検出部と、ドライバの操舵意思に基づいて、道路逸脱防止制御部の算出した目標ヨーモーメントを補正する目標値補正部と、を有し、反力制御装置は、操舵トルクとハンドル舵角に基づいてハンドルに反力を発生させ、ステアリング制御装置は、アシスト操舵角に基づいてトルクを発生させる構成とする。

ステアリング及びブレーキによる車線逸脱防止制御中のドライバの操舵介入に対して違和感のない逸脱防止制御を行うことができる。

本発明に係る走行支援装置の第１の実施形態を示すシステム図である。 本発明に係る走行支援装置の第１，２の実施形態を示すブロック図である。 本発明の走行支援装置の走行シチュエーションと事故リスクを示す図である。 本発明の走行支援装置の仮想レーンと制御ゲインを示す図である。 本発明の走行支援装置の目標ヨーモーメントの算出方法を示す図である。 本発明の走行支援装置のドライバ操舵意思検出部と目標値補正部の詳細ブロック図である。 本発明の走行支援装置の補正ゲインを説明する図である。 本発明の第１の実施形態におけるステアリングによる車線逸脱防止制御中にドライバが車線変更しようとハンドル操作したケースを示す図である。 本発明の第１の実施形態におけるブレーキによる車線逸脱防止制御中にドライバが車線変更しようとハンドル操作したケースを示す図である。 本発明の第１の実施形態におけるステアリング及びブレーキによる車線逸脱防止制御中にドライバが車線変更しようとハンドル操作したケースを示す図である。 本発明に係る走行支援装置の第２の実施形態を示すシステム図である。 本発明の第２の実施形態におけるヨーモーメント制御機構による車線逸脱防止制御中にドライバが車線変更しようとハンドル操作したケースを示す図である。 本発明に係る走行支援装置の第３の実施形態を示すシステム図である。 本発明に係る走行支援装置の第３の実施形態を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態におけるステアバイワイヤによる車線逸脱防止制御中にドライバが車線変更しようとハンドル操作したケースを示す図である。

（第１の実施形態）
以下、本発明の走行支援装置の第１の実施形態について、図面を用いて説明する。

図１は、走行支援装置を示す図である。尚、ＦＬ輪は左前輪、ＦＲ輪は右前輪、ＲＬ輪は左後輪、ＲＲ輪は右後輪を、それぞれ意味する。

走行支援装置１０１は、自車の前方を認識する障害物検出部である単眼カメラ２と、各センサが取得した情報に基づき走行支援するステアリング制御機構１０と、ブレーキ制御機構１３と、ステアリング制御機構１０を制御するものであり、モータを制御し、トルクを発生させるステアリング制御装置８と、ブレーキ制御機構１３を制御するものであり、各車輪へ制動力を発生させるブレーキ制御装置１５と、ステアリング制御装置８及びブレーキ制御装置１５への指令値を演算する、つまりステアリング制御装置８及びブレーキ制御装置１５を制御する統合制御装置１と、を備える。

統合制御装置１，ステアリング制御装置８，ブレーキ制御装置１５，単眼カメラ２は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車内ネットワークを介して接続される。なお、アクチュエータ構成は、これに限定するものではなく、ブレーキ制御装置，ステアリング制御装置のいずれか一つが搭載されているものでも良い。

また、第２の実施形態で示すヨーモーメント制御機構、第３の実施形態で示すステアバイワイヤでもよい。

単眼カメラ２は、自車外の障害物を認識し、認識した結果として障害物情報を出力する障害物検出部であり、具体的には、前方のレーンマーカの位置，自車の周囲にある障害物（駐車車両，歩行者，自転車，ガードレール，縁石、など）を認識し、その認識結果を統合制御装置１にＣＡＮを介し通信する。センサの構成は、これに限定するものではなく、ステレオカメラやレーザレーダ，ミリ波レーダなどでもよい。

続いて、ブレーキの動作について説明する。ドライバのブレーキペダル１２の踏力を、ブレーキブースタ（不図示）で倍力し、マスタシリンダ（不図示）によって、その力に応じた油圧を発生させる。発生した油圧は、ブレーキ制御機構１３を介して、ホイルシリンダ１６に供給される。

ホイルシリンダ１６ＦＬ，１６ＦＲ，１６ＲＬ，１６ＲＲは、ピストン（不図示），パッド（不図示）等から構成されており、マスタシリンダから供給された作動液によってピストンが推進され、ピストンに連結されたパッドがディスクロータ（不図示）に押圧される。

尚、ディスクロータは、車輪とともに回転している。そのため、ディスクロータに作用したブレーキトルクは、車輪と路面との間に作用するブレーキ力となる。以上により、ドライバのブレーキペダル操作に応じて、各輪に制動力が発生する。

ブレーキ制御装置１５には、コンバインセンサ１４（前後加速度，横加速度，ヨーレートの検出器）からのセンサ信号、各輪に設置された車輪速センサ２２ＦＬ，２２ＦＲ，２２ＲＬ，２２ＲＲからのセンサ信号、統合制御装置１からの目標ヨーモーメント、及び、ステアリング制御装置８を介したハンドル舵角検出装置２１からのセンサ信号が入力される。

又、ブレーキ制御装置１５の指令は、ポンプ（不図示），制御バルブ（不図示）を有するブレーキ制御機構１３に出力され、ドライバのブレーキペダル操作とは独立に、各輪に任意の制動力を発生させることができる。

更に、ブレーキ制御装置１５は、前記情報に基づいて車両のスピン，ドリフトアウト，車輪のロックを推定し、それらを抑制するように該当輪の制動力を発生させ、ドライバの操縦安定性を高める役割を担っている。

又、統合制御装置１が、ブレーキ制御装置１５に目標ヨーモーメントを送信することで、左右片側にアシストブレーキを掛けて所望のヨーモーメントを発生させることができる。但し、前記ブレーキ制御装置に限定するものではなく、ブレーキバイワイヤ等の他のアクチュエータを用いてもよい。

次に、ステアリングの動作について説明する。ドライバがハンドル６を介して入力した操舵トルクとハンドル舵角をそれぞれ操舵トルク検出装置７とハンドル舵角検出装置２１で検出し、それらの情報に基づいてステアリング制御装置８はモータ９を制御しトルクを発生させる。

ドライバの操舵トルクと、モータ９によるトルクの合力により、ステアリング制御機構１０が可動し、前輪が切れる。一方で、前輪の切れ角に応じて、路面からの反力がステアリング制御機構１０に伝わり、路面反力としてドライバに伝わる。

ステアリング制御装置８は、ドライバのステアリング操作とは独立に、モータ９によりトルクを発生し、ステアリング制御機構１０を制御することができる。

従って、ステアリング制御装置８は、統合制御装置１から指令されたアシスト操舵トルクに基づき所望のトルクを発生させることができる。但し、前記ステアリングの制御はトルク制御に限定するものではなく、舵角制御でも良い。

また、実施例２に示すステアバイワイヤ等の他のアクチュエータを用いても良い。

以上により、ステアリング制御装置は、統合制御装置１が演算したアシスト操舵トルクに基づき、ステアリングを制御することができる。

図２に、本発明の走行支援装置の第１の実施形態のブロック図を示す。

ここで統合制御装置１は、図２に記載の通り、障害物検出部である単眼カメラで検出された障害物情報と、自車の走行状態と、に基づいて目標ヨーモーメントを算出する道路逸脱防止制御部３０と、その目標ヨーモーメントをブレーキ制御装置１５とステアリング制御装置８へ配分する目標値配分部３２と、ステアリング制御装置８に配分された目標ヨーモーメントをアシスト操舵トルクに変換する目標換算部３４と、そのアシスト操舵トルクからモデル舵角を算出し、算出されたモデル舵角とハンドル舵角との偏差をドライバの操舵意思として出力するドライバ操舵意思検出部３６と、そのドライバの操舵意思に基づいて、道路逸脱防止制御部３０の算出した目標ヨーモーメントを補正する目標値補正部３１と、を備える。

図２のブロック図は、予め定められた周期で繰り返し実行される。道路逸脱防止制御部３０には、単眼カメラ２で認識したレーンマーカの位置及び自車の周囲の障害物（駐車車両，歩行者，自転車，ガードレール，縁石、など）の位置及び種別と、車輪速センサ２２で検出した各車輪の速度と、加速度センサ２９で検出した車両の横加速度が入力される。

道路逸脱防止制御部３０は、レーンマーカの位置，自車の周囲の障害物の位置及び種別，各車輪の速度，車両の横加速度の入力に基づき後述する図３〜図５に示す方法で目標ヨーモーメントを演算する。

続いて、図６で後述する目標値補正部３１で目標ヨーモーメントを補正する。目標値配分部３２は、前記目標ヨーモーメント（補正後）を、ブレーキへの目標ヨーモーメントとステアリングへの目標ヨーモーメントへ配分する。ブレーキへの目標ヨーモーメントとステアリングへの目標ヨーモーメントへの配分は、例えば車両の速度に応じて変更する。予め定めた速度に対して、低速時にはステアリングへの目標ヨーモーメントの配分を大きくし、高速ではブレーキへの目標ヨーモーメントを大きくする。そうすることで、低速でも逸脱を防止することができ、高速走行中に大きくハンドルが取られることがなくドライバの恐怖心を抑えることができる。ただし、配分方法は上記に限定するものではない。ブレーキへの目標ヨーモーメントはブレーキ制御装置１５に実装されているブレーキ制御部３３へＣＡＮで入力される。

ブレーキ制御部３３は、ブレーキへの目標ヨーモーメントに基づき、左右片側にブレーキを掛けて所望のヨーモーメントを発生させる。

一方、ステアリングへの目標ヨーモーメントは、目標換算部３４でアシスト操舵トルクに変換される。アシスト操舵トルクは、ステアリング制御装置８に実装されているステア制御部３５へＣＡＮで入力される。ステア制御部３５は、アシスト操舵トルクに基づき、ステアリングに所望のトルクを発生させる。

図６で後述するドライバ操舵意思検出部３６は、アシスト操舵トルク及びステアリングのハンドル舵角に基づきドライバの操舵意思を検出する。ここで、検出したドライバの操舵意思に基づき、目標値補正部３１は目標ヨーモーメント（補正前）を制限する。

続いて、道路逸脱防止制御部３０について図３〜図５を用いて説明する。

事故リスクの算出例として、図３（ａ）に走行しているシチュエーション、図３（ｂ）にそのシチュエーションにおける事故リスクを示す。道路逸脱防止制御部３０は、自車が白線から逸脱することを事故リスクと考え、図３（ｂ）の左下のように事故リスクを設定する。また、道路逸脱防止制御部３０は、車両との衝突の事故リスクが高いと考え、図３（ｂ）の右下のように白線逸脱に比べて大きな事故リスクを設定する。

続いて、道路逸脱防止制御部３０は、図４に示すように前記事故リスクの小さい側の端を滑らかに結ぶことで、自車が安全に走行可能な仮想レーン（図４の点線）を生成する。なお、仮想レーンの間は自車が自由に走行可能な領域である。自車が前記仮想レーンから逸脱しないようにヨーモーメントを車両に付加することで、事故リスクから車両を遠ざけることができる。

次に、事故リスクに応じて制御ゲインを設定する。事故リスクの小さい白線逸脱に対しては制御ゲインを小さく設定し、事故リスクの大きい駐車車両の近くでは制御ゲインを大きく設定する。詳細は後述するが、制御ゲインは仮想レーンからの逸脱量に対してどのくらい目標ヨーモーメントを出すかを決める値である。従って、仮想レーンから逸脱した場合に、制御ゲインが大きくなればそれだけ強く仮想レーン内に戻されることになる。従って、事故リスクに応じて制御ゲインを設定することで、図４に示すように、白線逸脱のように事故リスクが小さい場合は小さなヨーモーメントを車両に付加し、駐車車両との衝突回避のように事故リスクが大きい場合に大きなヨーモーメントを車両に付加することができる。なお、仮想レーンの生成方法，制御ゲインの設定の方法は前記に限定するものではなく、事故リスクを計算せずに、レーンマーカの位置と障害物の位置及び種別から直接仮想レーンの位置及び制御ゲインを設定しても良い。また、レーンマーカの種別に応じて制御ゲインを設定しても良い。

次に、道路逸脱防止制御部３０は、図５に示すように制御上の着目点である前方注視位置を算出する。そのために、まず、車輪速センサ２２が検出した情報に基づいて車速を推定する。

例えば、４つの車輪速センサの中で一番高い値を車速としてもよいし、車輪速センサ２２の平均値を用いてもよいし、その他の方法を用いてもよい。

次に、前方注視位置を求める。前方注視位置は、車速Ｖｘに比例する前方位置として、その距離を前方注視距離Ｘｐとする。自車が前方注視点Ｐへ到達する時間をｔｐ秒として、ｔｐ秒後に自車が横方向への移動距離Ｙｐを予測する。横移動を考慮すると、前方注視点Ｐは、車両前方にＸｐ離れ、横方向にＹｐオフセットした位置となる。操舵角がゼロであれば、車両前方にＶｘ×ｔｐ前進し、横方向への移動距離Ｙｐはゼロとなる。車両の横加速度がａｙであれば、横方向への移動距離Ｙｐはａｙ×Δｔ²／２と予測できる。

ここで横加速度は、車両運動センサのヨーレート情報ｒを用いて、ａｙ＝Ｖｘ×ｒとして求めることもできる。又は、操舵角がδであれば、ａｙ＝Ｖｘ×ｆ(δ)として求めることもできる。ここでｆ(δ)は舵角δとヨーレートｒを求める関数であり、車両運動モデルを用いて導出できる。これらの手法を用いずに、より精度の高い解析式に基づいて求めてもよい。

続いて、道路逸脱防止制御部３０は、図５に示すように前方注視位置の仮想レーンからの逸脱量Δｅに基づいて（１）式により目標ヨーモーメントＭを算出する。

但し、Ｋ_p，Ｋ_dは比例ゲインと微分ゲイン、ｓはラプラス演算子である。sgnは左の仮想レーンへの逸脱の場合は−１、右レーン逸脱の場合は１を表す関数である。

逸脱量Δｅは、自車が仮想レーンより逸脱した場合を正、ヨーモーメントは左回りを正とする。以上の図３〜図５に示す演算により、事故リスクに応じて（１）式の制御ゲインを変えることができ、事故リスクが高い場合には大きな目標ヨーモーメントを演算し、確実に逸脱防止をすることができる。逆に、事故リスクが小さい場合には小さな目標ヨーモーメントを演算することになり、過大な制御をしてドライバに大きな違和感を出すことなく逸脱防止を促すことができる。

続いて、図６を用いて目標値補正部３１及びドライバ操舵意思検出部３６を説明する。ドライバ操舵意思検出部３６は、アシスト操舵トルクのみを入力した場合のステアリングの挙動を表すモデル舵角とステアリングのハンドル舵角の偏差からドライバの操舵意思を検出する。

ドライバの操舵意思に基づいて、図７に示す補正ゲインマップ３７で補正ゲインαを算出する。図７の補正ゲインは、ドライバの操舵意思が大きくなるにつれて（モデル操舵角とハンドル舵角の偏差の絶対値が大きくなるにつれて）小さくなり、道路逸脱防止の目標ヨーモーメントを抑制することができる。

なお、図７に示すように、道路逸脱防止制御部３０で算出した事故リスクが大きい場合は、当該事故リスクが小さい場合に比べてドライバの操舵意思に対する補正ゲインαの減少割合を小さくする。こうすることで、例えば車線逸脱した先に何も障害物が存在しないような事故リスクが低い車線逸脱に対しては、ドライバの操舵意思が大きいときに目標ヨーモーメントを抑制でき、違和感のない車線逸脱防止を実現できる。

それに対し、車線逸脱した先にガードレールのような障害物が存在する事故リスクが高い車線逸脱に対しては、ドライバの操舵意思が大きい場合に目標ヨーモーメントをあまり抑制せずに事故の回避を優先することができる。以下では、車線逸脱した先に何も障害物が存在しないような事故リスクが低い車線逸脱を例に説明するが、本願はこれに限定するものではない。

次に、ステアリングによる車線逸脱防止制御中にドライバが車線変更しようとハンドル操作したケースについて図８を用いて説明する。

車両が、仮想レーンを設定した白線を徐々に逸脱するシチュエーションを想定する。制御するアクチュエータはステアリングのみである。前方注視位置が仮想レーンから逸脱していくにつれて、アシスト操舵トルクがグラフに示すように付加される。それに対し、ドライバは隣車線に行こうとして舵角のグラフに示すようにハンドルを保持している。時刻８ｂでは、ハンドル舵角はドライバによって保持されているので一定であるが、モデル舵角は補正後のアシスト操舵トルクによってマイナス方向に大きくなっており、モデル舵角とハンドル舵角の偏差で表されるドライバの操舵意思が大きくなっている。

そのドライバの操舵意思が大きくなるにつれて、補正ゲインαは小さくなり、その結果アシスト操舵トルクは補正を行わない場合に比べて小さくなる。時刻８ｃでは、時刻８ｂに比べてモデル舵角がより大きく減少するため、ドライバの介入意思が大きいと判断される。その結果、補正ゲインはゼロになり、アシスト操舵トルクがゼロに抑制できている。

以上より、ドライバの操舵意思に応じてステアリングによる車線逸脱防止制御を制限することができ、違和感のない車線逸脱防止制御を実現できているといえる。

次に、ブレーキによる車線逸脱防止制御中にドライバが車線変更しようとハンドル操作したケースについて図９を用いて説明する。

車両が、仮想レーンを設定した白線を徐々に逸脱するシチュエーションを想定する。制御するアクチュエータはブレーキのみである。前方注視位置が仮想レーンから逸脱していくにつれて、ブレーキ目標ヨーモーメントがグラフに示すように付加される。それに対し、ドライバは何もハンドルを操作しないと自車線に戻ってしまうので、舵角のグラフに示すように隣車線に行こうとしてハンドルを切り増している。時刻９ｂでは、ハンドル舵角はドライバによって切り増されているのに対し、モデル舵角は初期状態のままなので、モデル舵角とハンドル舵角の偏差であるドライバの介入意思が大きくなる。

そのドライバの介入意思が大きくなるにつれて、補正ゲインαは小さくなり、その結果目標ヨーモーメントは補正を行わない場合に比べて小さくなる。時刻９ｃでは、時刻９ｂと同様の処理により補正ゲインがゼロになり、目標ヨーモーメントがゼロに抑制できている。

以上より、ドライバの操舵意思に応じてブレーキによる車線逸脱防止制御を制限することができ、違和感のない車線逸脱防止制御を実現できているといえる。

次に、ステアリング及びブレーキによる車線逸脱防止制御中にドライバが車線変更しようとハンドル操作したケースについて図１０を用いて説明する。

車両が、仮想レーンを設定した白線を徐々に逸脱するシチュエーションを想定する。時刻１０ａ〜時刻１０ｃはブレーキによる車線逸脱防止をし、時刻１０ｃ〜時刻１０ｅはステアリングによる車線逸脱防止をする。

前方注視位置が仮想レーンから逸脱していくにつれて、ブレーキの目標ヨーモーメントがグラフに示すように付加される。それに対し、ドライバはそのままだと自車線に戻されてしまうので、舵角のグラフに示すように隣車線に行こうとしてハンドルを切り増す。時刻１０ｂでは、ハンドル舵角はドライバによって切り増されているのに対し、モデル舵角は初期状態のままであるので、モデル舵角とハンドル舵角の偏差で表されるドライバの操舵意思が大きくなっている。

ドライバの介入意思が大きくなるにつれて、補正ゲインαは小さくなり、その結果ブレーキの目標ヨーモーメントは制限される。時刻１０ｃでは、時刻９ｂに比べてより大きなドライバの操舵意思があると判断され、補正ゲインはさらに小さくなっており、その結果目標ヨーモーメントが小さく抑えられている。

時刻１０ｃから時刻１０ｄではブレーキからステアリングに徐々に制御が切り替わってきている。それに対し、ドライバは隣車線に行きたいので、舵角のグラフに示すように制御にハンドルを取られないようにハンドルを保持している。モデル舵角は補正後のアシスト操舵トルクが入力されマイナス方向に大きくなり、モデル舵角とハンドル舵角の偏差で表されるドライバの介入意思が増加している。

その結果、最終的に補正ゲインαは時刻１０ｄでゼロになり、アシスト操舵トルクはゼロに抑えられている。

以上より、ドライバの操舵意思に応じてステアリングとブレーキによる車線逸脱防止制御をスムーズに制限することができ、違和感のない車線逸脱防止制御を実現できているといえる。

（第２の実施形態）
以下、本発明の走行支援装置の第２の実施形態について、図面を用いて説明する。

図１１に走行支援装置のシステム構成を示す。第２の実施形態は、第１の実施形態のブレーキ制御機構１３及びブレーキ制御装置１５を、ヨーモーメント制御機構２４及びヨーモーメント制御装置２５に置き換えたものである。目標値配分部で配分された目標ヨーモーメントに基づいてヨーモーメントを発生させる点では第１の実施形態と同じである。第１の実施形態とは当然機構が異なるが、アクチュエータの制御方法などは異なるが、ブレーキ制御装置とヨーモーメント制御装置のいずれも、配分された目標ヨーモーメント（入力）になるようにヨーモーメント（出力）を発生させるという点では同じである。なお、実施形態１と差異のある部分だけを説明し、同様の部分の説明は省略する。

モータを制御し、トルクを発生させるステアリング制御装置８，各車輪へ制動力を発生させるヨーモーメント制御装置２５，ステアリング制御装置８及びヨーモーメント制御装置２５を制御する統合制御装置１，障害物検出部である単眼カメラ２は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車内ネットワークを介して接続される。

ヨーモーメント制御機構２４について説明する。ヨーモーメント制御機構２４は複列配置した遊星ギヤ（図示しない）を左右輪間に連結し、片側の遊星ギヤにモータトルクを入力することで、１個のモータ（図示しない）で左右輪に逆向きのトルクを発生できる。

大多数の量産車種においてパワートレインがフロントに搭載されるため、本システムはスペース上の制約から後輪搭載が望ましい。但し、これに限定するものではない。

ヨーモーメント制御装置２５は、ヨーモーメント制御機構２４のモータ９を制御することで、任意のヨーモーメントを発生することができる。従って、統合制御装置１は、ステアリング制御装置８に目標ヨーモーメントを送信することで、ヨーモーメント制御装置２５により所望のヨーモーメントを発生させることができる。

第２の実施形態のブロック図は、図２のブレーキ制御部３３及びブレーキ実機をヨーモーメント制御機構制御部及びヨーモーメント制御機構に置き換えること以外は、同様のため説明を省略する。

また、図３〜図７に示す道路逸脱防止制御部３０，目標値補正部３１及びドライバ操舵意思検出部３６は、第１の実施形態と同様のため説明を省略する。

続いて、ヨーモーメント制御機構２４による車線逸脱防止制御中にドライバが車線変更しようとハンドル操作したケースについて図１２を用いて説明する。

車両が、仮想レーンを設定した白線を徐々に逸脱するシチュエーションを想定する。制御するアクチュエータはヨーモーメント制御機構２４のみである。前方注視位置が仮想レーンから逸脱していくにつれて、ヨーモーメント制御機構２４への目標ヨーモーメントがグラフに示すように付加される。それに対し、ドライバは何もしないと自車線に戻ってしまうので、隣車線に行こうとして舵角のグラフに示すようにハンドルを切り増している。時刻１２ｂでは、ハンドル舵角はドライバによって切り増されているのに対し、モデル舵角は初期状態のままなので、モデル舵角とハンドル舵角の偏差で表されるドライバの介入意思が大きくなっている。

ドライバの介入意思が大きくなるにつれて、補正ゲインαは小さくなり、その結果ヨーモーメント制御機構の目標ヨーモーメントは補正を行わない場合に比べて小さく抑えられる。時刻１２ｃでは、１２ｂと同様の処理により補正ゲインはゼロになり、その結果ヨーモーメント制御機構の目標ヨーモーメントがゼロに抑えられている。

以上より、ドライバの介入意思に応じてヨーモーメント制御機構２４による車線逸脱防止制御を制限することができ、違和感のない車線逸脱防止制御を実現できているといえる。

（第３の実施形態）
以下、本発明の走行支援装置の第３の実施形態について、図面を用いて説明する。

図１３に走行支援装置のシステム構成を示す。第２の実施形態は、第１の実施形態のステアリング制御機構１０及びステアリング制御装置８とハンドル６の機械的な接続をなくし、ハンドル６の反力を制御する反力制御装置２６とステアリング制御装置８を電気的に接続した所謂ステアバイワイヤを搭載している。

また、ブレーキ制御機構１３及びブレーキ制御装置１５は搭載していない。なお、実施形態１と差異のある部分だけを説明し、同様の部分の説明は省略する。

統合制御装置１，ステアリング制御装置８，反力制御装置２６，単眼カメラ２は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車内ネットワークを介して接続される。

次に、ステアバイワイヤの動作について説明する。ドライバがハンドル６を介して入力した操舵トルクとハンドル舵角をそれぞれ操舵トルク検出装置７とハンドル舵角検出装置２１が検出し、それらの情報が反力制御装置２６に入力される。

反力制御装置２６は、その操舵トルクとハンドル舵角をステアリング制御装置８にＣＡＮを介して通信すると共に、操舵トルクとハンドル舵角に基づきハンドルに反力を発生させる。

ステアリング制御装置８はモータ９を制御し、ステアリング制御機構１０を前記ハンドル舵角に対応した操舵角に制御する。さらに、ステアリング制御機構１０とハンドル６との機械的な接続が無いので、ステアリング制御装置８はドライバのステアリング操作とは独立にステアリング制御機構１０の角度を制御することができる。従って、ステアリング制御装置８は、ハンドル６に対応した操舵角に逸脱防止のためのアシスト操舵角を加えて制御できる。但し、ステアリングの制御は操舵角制御に限定するものではなく、アシスト操舵トルクを加えても良い。

第３の実施形態でのブロック図を図１４に示す。

ステア制御部３５に入力されるアシスト操舵トルクをアシスト操舵角に置き換えることと、目標値配分部３２，ブレーキ制御部３３，ブレーキ実機のブロックがない以外は、第１の実施形態と同様のため説明を省略する。

なお、図のようにステアバイワイヤをアシスト操舵角のみで制御している場合は、ドライバ操舵意思検出部３６に入力されるアシスト操舵トルクはゼロとなる。

つまり、第３の実施形態での統合制御装置１は、障害物検出部である単眼カメラ２で検出された障害物情報と、自車の走行状態と、に基づいて目標ヨーモーメントを算出する道路逸脱防止制御部３０と、目標ヨーモーメントをアシスト操舵角に変換する目標換算部３４と、シスト操舵トルクの値を０としてモデル舵角を算出し、算出された前記モデル舵角とハンドル舵角との偏差をドライバの操舵意思として出力するドライバ操舵意思検出部３６と、ドライバの操舵意思に基づいて、道路逸脱防止制御部３０の算出した目標ヨーモーメントを補正する目標値補正部３１と、を有し、目標換算部３４には、この目標値補正部で補正された目標ヨーモーメントを入力する。

図３〜図７に示す道路逸脱防止制御部３０，目標値補正部３１及びドライバ操舵意思検出部３６は、第１の実施形態と同様のため説明を省略する。

次に、ステアバイワイヤによる車線逸脱防止制御中にドライバが車線変更しようとハンドル操作したケースについて図１５を用いて説明する。

車両が仮想レーンを設定した白線を徐々に逸脱するシチュエーションを想定する。使用するアクチュエータはステアバイワイヤのみである。前方注視位置が仮想レーンから逸脱していくにつれて、アシスト操舵角がグラフに示すように付加される。それに対し、ドライバは何もしないと自車線に戻されてしまうので、隣車線に行こうするためグラフに示すようにハンドル舵角を切り増している。時刻１５ｂでは、ハンドル舵角はドライバによって切り増されているのに対し、モデル舵角は初期状態のままなので、モデル舵角とハンドル舵角の偏差で表されるドライバの操舵意思が大きくなっている。

ドライバの操舵意思が大きくなるにつれて、補正ゲインαは小さくなるので、アシスト操舵角は補正を行わない場合に比べて小さく抑えることができる。時刻１５ｃでは、時刻１５ｂと同様の処理により補正ゲインはゼロになり、その結果アシスト操舵角がゼロに抑えられている。

以上より、ドライバの操舵意思に応じてステアバイワイヤによる車線逸脱防止制御を制限することができ、違和感のない車線逸脱防止制御を実現できているといえる。

以上、３つの実施形態について説明したが、具体的な構成は各実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。

１ 統合制御装置
２ 単眼カメラ
６ ハンドル
７ 操舵トルク検出装置
８ ステアリング制御装置
９ モータ
１０ ステアリング制御機構
１２ ブレーキペダル
１３ ブレーキ制御機構
１４ コンバインセンサ
１５ ブレーキ制御装置
１６，１６ＦＬ〜１６ＲＲ ホイルシリンダ
２２，２２ＦＬ〜２２ＲＲ 車輪速センサ
２４ ヨーモーメント制御機構
２５ ヨーモーメント制御装置
２６ 反力制御装置
２９ 加速度センサ
３０ 道路逸脱防止制御部
３１ 目標値補正部
３２ 目標値配分部
３３ ブレーキ制御部
３４ 目標換算部
３５ ステア制御部
３６ ドライバ操舵意思検出部
３７ 補正ゲインマップ
１０１ 走行支援装置

Claims (4)

1. 自車外の障害物を認識し、認識した結果として障害物情報を出力する障害物検出部と、
   モータを制御し、トルクを発生させるステアリング制御装置と、
   各車輪へ制動力を発生させるブレーキ制御装置と、
   前記ステアリング制御装置と前記ブレーキ制御装置を制御する統合制御装置と、を有し、
   前記統合制御装置は、
   前記障害物検出部で検出された障害物情報と、自車の走行状態と、に基づいて目標ヨーモーメントを算出する道路逸脱防止制御部と、
   目標ヨーモーメントをブレーキ制御装置とステアリング制御装置へ配分する目標値配分部と、
   ステアリング制御装置に配分された目標ヨーモーメントをアシスト操舵トルクに変換する目標換算部と、
   前記アシスト操舵トルクからモデル舵角を算出し、算出された前記モデル舵角と前記ハンドル舵角との偏差をドライバの操舵意思として出力するドライバ操舵意思検出部と、
   前記ドライバの操舵意思に基づいて、道路逸脱防止制御部の算出した前記目標ヨーモーメントを補正する目標値補正部と、を有し、
   前記ブレーキ制御装置は、配分された目標ヨーモーメントに基づいてヨーモーメントを発生させ、
   前記ステアリング制御装置は、アシスト操舵トルクに基づいてトルクを発生させる走行支援装置。
2. 自車外の障害物を認識し、認識した結果として障害物情報を出力する障害物検出部と、
   モータを制御し、トルクを発生させるステアリング制御装置と、
   各車輪へ制動力を発生させるヨーモーメント制御装置と、
   前記ステアリング制御装置と前記ヨーモーメント制御装置を制御する統合制御装置と、を有し、
   前記統合制御装置は、
   前記障害物検出部で検出された障害物情報と、自車の走行状態と、に基づいて目標ヨーモーメントを算出する道路逸脱防止制御部と、
   目標ヨーモーメントをヨーモーメント制御装置とステアリング制御装置へ配分する目標値配分部と、
   ステアリング制御装置に配分された目標ヨーモーメントをアシスト操舵トルクに変換する目標換算部と、
   前記アシスト操舵トルクからモデル舵角を算出し、算出された前記モデル舵角と前記ハンドル舵角との偏差をドライバの操舵意思として出力するドライバ操舵意思検出部と、
   前記ドライバの操舵意思に基づいて、道路逸脱防止制御部の算出した前記目標ヨーモーメントを補正する目標値補正部と、を有し、
   前記ヨーモーメント制御装置は、配分された目標ヨーモーメントに基づいてヨーモーメントを発生させ、
   前記ステアリング制御装置は、アシスト操舵トルクに基づいてトルクを発生させる走行支援装置。
3. 自車外の障害物を認識し、認識した結果として障害物情報を出力する障害物検出部と、
   モータを制御し、トルクを発生させるステアリング制御装置と、
   ハンドルの反力を制御する反力制御装置と、
   前記ステアリング制御装置と前記反力制御装置を制御する統合制御装置と、を有し、
   前記統合制御装置は、
   前記障害物検出部で検出された障害物情報と、自車の走行状態と、に基づいて目標ヨーモーメントを算出する道路逸脱防止制御部と、
   前記目標ヨーモーメントをアシスト操舵角に変換する目標換算部と、
   アシスト操舵トルクの値を０としてモデル舵角を算出し、算出された前記モデル舵角と前記ハンドル舵角との偏差をドライバの操舵意思として出力するドライバ操舵意思検出部と、
   前記ドライバの操舵意思に基づいて、道路逸脱防止制御部の算出した前記目標ヨーモーメントを補正する目標値補正部と、を有し、
   前記反力制御装置は、前記操舵トルクと前記ハンドル舵角に基づいてハンドルに反力を発生させ、
   前記ステアリング制御装置は、前記アシスト操舵角に基づいてトルクを発生させる走行支援装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の走行支援装置において、
   前記目標値補正部は、前記偏差に基づいて前記道路逸脱防止制御部で算出された目標ヨーモーメントを補正する補正ゲインを算出し、算出された前記補正ゲインに基づいて前記目標ヨーモーメントを補正する走行支援装置。

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