JP2014139063A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自車両の周囲の状況に拠らず、安定した自動操舵制御を実現可能な車両制御装置を提供する。
【解決手段】基本操舵量演算手段（Ｓ１２０）は、走行レーンの形状に沿う基本経路を走行するための操舵制御量である基本操舵量を算出する。姿勢検出手段（Ｓ１４０）は、横位置とヨー角とにより表される、自車両の車体姿勢を検出する。オフセット距離検出手段（Ｓ１５０）は、基本経路と横位置との距離をオフセット距離として検出する。補正操舵量演算手段（Ｓ１６０）は、予め設定された仮想目標点にて、予め設定された車体姿勢の目標値である目標姿勢に車体姿勢を一致させる仮想の走行経路である補正経路に沿って走行するための操舵制御量である補正操舵量を算出する。指示操舵量演算手段（Ｓ１７０）は基本操舵量及び補正操舵量に基づいて、自動操舵制御を行うための指示操舵量を算出する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、自動操舵制御を行う車両制御装置に関する。

近年、車両を走行レーンから逸脱させることなく走行させるレーンキープアシスト（Lane Keep Assist;LKA）技術を適用した車両制御装置の開発が進められている。この種の車両制御装置として、走行レーン上の前方に走行目標点を定め、該走行目標点を通過するように目標経路を設定し、車両の操舵量を自動制御するものが知られている（例えば特許文献１参照）。具体的には、特許文献１に記載の車両制御装置では、自車両が走行目標点に向かう経路を円弧と仮定して自車両の走行ラインが設定される。走行ラインの曲率半径は、自車両の進行方向と走行目標点の位置から決定される。

特開２００７−２６１４４９号公報

しかしながら、上記従来の車両制御装置では、自車両の走行ラインが、走行レーンの形状に関係なく設定されるため、走行レーンの形状に適した走行ラインが得られにくいという問題があった。

本発明は、こうした問題にかんがみなされたものであり、走行レーンの形状に適した走行ラインが得られやすい車両制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の車両制御装置では、走行レーン検出手段が自車両を走行させる走行レーンを検出する。また、基本操舵量演算手段が、走行レーンの形状に沿う基本経路を走行するための操舵制御量である基本操舵量を求める。さらにまた、姿勢検出手段が、横位置及びヨー角により表される車体姿勢を検出する。ここでは、走行レーンの幅方向における自車両の位置を横位置とする。また、自車両の位置での基本経路の接線方向を経路方向として、該経路方向に対する自車両の正面方向の傾きをヨー角とする。

また、オフセット距離検出手段が、基本経路と横位置との距離をオフセット距離として検出する。
さらにまた、補正操舵量演算手段が、自車両の現在位置から経路方向に予め設定された補正距離離れ、且つ走行レーンの幅方向にオフセット距離離れた位置を仮想目標点とし、該仮想目標点で、予め設定された車体姿勢の目標値である目標姿勢に、車体姿勢を一致させる仮想の経路を補正経路として、該補正経路に沿って走行するための操舵制御量である補正操舵量を求める。なお、目標姿勢は、必ずしも横位置及びヨー角の両方が設定される必要はなく、横位置またはヨー角のいずれか一方が設定されていてもよい。

そして、指示操舵量演算手段が、基本操舵量と補正操舵量とに基づいて指示操舵量を求め、自動操舵手段が指示操舵量に従って操舵制御を行う。
このような車両制御装置では、走行レーンの形状に沿った走行ライン（基本経路）を走行するための操舵制御量である基本操舵量と、車体姿勢を目標姿勢に一致させるための操舵制御量である補正操舵量と、に基づいて指示操舵量が求められる。従って、走行レーンの形状に関係なく指示操舵量が求められる構成と比較して、走行レーンの形状に適した走行ラインが得られやすくすることができる。

第１実施形態での車両制御装置のブロック図である。 画像センサの検出エリアを示す説明図である。 自動操舵制御処理を示すフローチャートである。 自動操舵制御処理に用いる各パラメータを説明する説明図である。 基本操舵量演算を示すフローチャートである。 補正操舵量演算を示すフローチャートである。 走行予定経路（ａ）、基本経路（ｂ）及び補正経路（ｃ）の関係を示す説明図である。 先行車が存在する場合の走行予定経路（ａ）、基本経路（ｂ）、補正経路（ｃ）を示す説明図である。 第２実施形態での補正操舵量演算を示すフローチャートである。 （ａ）は第１参照点および第２参照点の位置を示す説明図であり、（ｂ）は第１参照点及び第２参照点を用いて生成した補正経路の一例を示す説明図である。 第３実施形態での補正操舵量演算を示すフローチャートである。 （ａ）は補正距離Ｘ１のときの仮想目標点の位置を示す説明図であり、（ｂ）は補正距離Ｘ２のときの仮想目標点の位置を示す説明図である。 第４実施形態での自動操舵制御処理を示すフローチャートである。 第５実施形態での自動操舵制御処理を示すフローチャートである。 （ａ）はオフセット距離Ｄａのときの補正経路更新フラグを示す説明図であり、（ｂ）はオフセット距離Ｄｂのときの補正経路更新フラグを示す説明図である。 第６実施形態での補正操舵量演算を示すフローチャートである。 （ａ）は補正経路更新周期を示す説明図であり、（ｂ）は補正経路を示す説明図であり、（ｃ）は補正更新周期を示す説明図であり、（ｄ）は補正操舵量を示す説明図である。 第７実施形態での補正操舵量演算を示すフローチャートである。 （ａ）は自車両の走行経路が補正経路からずれた様子を示す説明図であり、（ｂ）は（ａ）の実線で囲った部分の拡大図である。 第８実施形態での自動操舵制御処理を示すフローチャートである。 新仮想目標点の算出について説明する説明図である。 新仮想目標点に向かう新たな補正経路に従って設定された補正操舵量に基づいて走行した場合の経路を示す説明図である。 第８実施形態の変形例２における新仮想目標点の算出について説明する説明図である。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［第１実施形態］
［全体構成］
本発明が適用された車両制御装置１は、図１に示すように、自車両の周辺状況及び車両状態を検出する検出部１０と、検出部１０での検出結果に従って自車両を走行させる走行予定経路を設定し、その走行予定経路を走行させるための操舵指令を生成する制御部２０と、制御部２０からの操舵指令に従って自車両のステアリングを自動操舵する操舵制御部３０と、を備える。

検出部１０は、自車両の周辺状況として自車両前方の状況を検出する画像センサ（カメラ）１１と、車両状態として車速を検出する速度センサ１２とを少なくとも備える。
画像センサ１１は、車室内に備えられたバックミラーの前方に取り付けられ、車両前方の直進方向を中心とする所定角度範囲を検出エリアとする（図２参照）。

操舵制御部３０は、操舵指令に従って、ステアリングの操舵を制御する周知のものであるため、ここではその詳細についての説明を省略する。
制御部２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを中心に構成された周知のマイクロコンピュータからなり、ドライバの運転負荷を軽減する自動操舵制御を少なくとも実行する。

［自動操舵制御処理］
自動操舵制御処理の詳細を、図３に示すフローチャートに沿って説明する。本処理は、図示しない開始スイッチが操作されると、所定の解除条件（例えば、エンジンの停止、解除スイッチの操作等）が成立するまでの間、予め定められた周期（起動周期Ｔ０）毎に繰り返し起動する。

本処理が起動すると、まず、ステップ（以下単に「Ｓ」と記す）１１０では、検出部１０にて検出された周辺状況及び車両状態の検出結果として、少なくとも、撮像画像、及び車速を取得する。

次にＳ１２０では、自車両が走行する車線（走行レーン）の検出を行う。具体的には、撮像画像にて、路面に描かれた車線境界線（車線中央線、車道外側線等）である白線や黄線を検出し、これらの車線境界線に従って自車両が走行中の車線を特定し、特定した車線を走行レーンとする。

続くＳ１３０では、走行レーンの中央を通り走行レーンに沿う経路を、自車両の走行経路の目標値である基本経路とし、該基本経路を自車両に走行させるのに必要な操舵制御量である基本操舵量を求める基本操舵量演算を行う（図７（ｂ）参照）。

次にＳ１４０では、横位置及びヨー角によって表される車体姿勢を撮像画像に基づいて検出し、続くＳ１５０では、Ｓ１４０で検出した横位置に基づき、オフセット距離を求める。

ここでは、図４に示すように、走行レーンの幅方向における自車両の位置、具体的には、所定の基準位置（例えば走行レーンの左端）からの距離を横位置とする。そして、その横位置と基本経路との距離（ここでは車線中央との距離）をオフセット距離Ｄとする。つまり、オフセット距離Ｄは、基本経路を基準とした場合の幅方向における横位置のずれ量を表す。また、自車両の位置での基本経路の接線方向を経路方向として、該経路方向に対する自車両の正面方向の傾きを、ヨー角θとする。なお、図４に示すように自車両の位置が基本経路上にない場合は、オフセット距離Ｄをゼロとした位置での基本経路の接線方向を経路方向とする。また、幅方向は、経路方向と直交する方向である。以下では、自車両の位置での車体姿勢を現在姿勢といい、オフセット距離Ｄがゼロで、且つヨー角θがゼロである車体姿勢を基本姿勢という。

続くＳ１６０では、補正経路を走行させるのに必要な操舵制御量である補正操舵量を求める補正操舵量演算を行う（図７（ｂ）参照）。
次にＳ１７０では、Ｓ１４０で求めた基準操舵量とＳ１６０で求めた補正操舵量とに基づいて、これらの合計として指示操舵量を求める。つまり、指示操舵量は、基準操舵量と補正操舵量との和として求められる（図７（ａ）参照）。

最後にＳ１８０では、Ｓ１７０で求めた指示操舵量を操舵指令として操舵制御部３０に出力し、本処理を終了する。
［基本操舵量演算］
ここで、先のＳ１３０で実行する基本操舵量演算の詳細を、図５に示すフローチャートに沿って説明する。

本処理が起動すると、まずＳ２１０では、基本経路の形状として、基本経路の曲率半径の推定値ρを求める。推定値ρは、予め設定された車両前方の規定範囲（例えば、車両前方の数ｍ〜十数ｍの範囲）内にて検出された走行レーンでの車線境界線の形状から求められる。具体的には、走行レーンにて右側の車線境界線の曲率半径と、左側の車線境界線の曲率半径との平均値を推定値ρとして算出する。

次にＳ２２０では、基本経路に沿って、基本姿勢で自車両を走行させるのに必要な操舵量である基本操舵量を算出し、本処理を終了する。ここでは、予め測定した自車両の操舵特性から設定された、車速及び走行経路の曲率半径と操舵量との対応を示すマップに基づき、Ｓ１１０で取得した車速、及びＳ２１０で算出した推定値ρに応じた基本操舵量が算出される。なお、基本操舵量は、予め設定された上限値を超えないように算出され、この上限値は、例えば、自車両の乗員に不安感を与えない程度の操舵量に設定されている。

［補正操舵量演算］
次に、先のＳ１６０で実行する補正操舵量演算の詳細を、図６に示すフローチャートに沿って説明する。

本処理が起動すると、まずＳ３１０では、仮想目標点、及び目標姿勢を設定する。ここで、仮想目標点は、自車両の位置から経路方向に、予め設定された補正距離離れ、且つ走行レーンの幅方向（幅方向左右両側のうち基本経路側）にＳ１５０で算出したオフセット距離離れた位置に設定されている。なお、以下では、自車両から走行レーンの幅方向にオフセット距離離れ、経路方向に延びる経路を仮想目標経路という。本実施形態では、仮想目標経路は走行レーンの中央を通り経路方向へ延びる直線状の経路であり、仮想目標点は、仮想目標経路上に設定される。一方、目標姿勢は、仮想目標点での車体姿勢の目標値であり、ここでは、その目標値としてヨー角がゼロに設定されている。

続くＳ３２０では、補正経路を設定する。補正経路は、仮想目標点にて、現在姿勢を目標姿勢に一致させるのに必要な走行経路である。ここでは、自車両の位置と仮想目標点とを接続した直線状の経路を補正経路として設定する。

最後に、Ｓ３３０では、補正経路に沿って自車両を走行させるための操舵量である補正操舵量を求め、本処理を終了する。なお、補正操舵量は、予め設定された上限値を超えないように算出され、この上限値は、基本操舵量の場合と同様に、自車両の乗員に不安感を与えない程度の操舵量に設定されている。

［作動］
このように構成された車両制御装置１では、図７に示すように、基本経路（同図（ｂ）参照）を基本姿勢で走行させるための基本操舵量と、現在姿勢から目標姿勢へ移行させる補正経路（同図（ｃ）参照）を走行させるための補正操舵量とに基づく指示操舵量によって、基本経路に沿った走行予定経路（同図（ａ）参照）を自車両に走行させるように操舵制御が行われる。

［効果］
以上説明したように車両制御装置１では、走行レーンの形状に沿った走行ライン（基本経路）を走行するための操舵制御量である基本操舵量と、車体姿勢を目標姿勢に一致させるための操舵制御量である補正操舵量と、に基づいて指示操舵量が求められる。従って、走行レーンの形状に関係なく指示操舵量が求められる構成と比較して、走行レーンの形状に適した走行ラインが得られやすくすることができる。

また、車両制御装置１では、カメラ１１の撮像範囲が遮られ遠方を認識できないような場合、即ち、例えば図８（ａ）に示すように自車両前方に先行車が存在するような場合であっても、カメラ１１で認識可能な直近の道路形状（走行レーンの形状。同図（ｂ）参照）に基づいて基本操舵量を算出し、この基本操舵量を、目標姿勢に対するずれ（同図（ｃ）参照）に応じた補正操舵量で補正することよって、適切に指示操舵量を設定することができる。

従って、車両制御装置１では、カメラ１１による遠方の認識の有無に関わらず、即ち自車両の周囲の状況に拠らず、安定した自動操舵制御を実現することができる。
［請求項との対応］
図３に示す自動操舵制御処理のＳ１２０が特許請求の範囲における「走行レーン検出手段」に相当し、Ｓ１３０が特許請求の範囲における「基本操舵量演算手段」に相当し、Ｓ１４０が特許請求の範囲における「姿勢検出手段」に相当し、Ｓ１５０が特許請求の範囲における「オフセット距離検出手段」に相当し、Ｓ１６０が特許請求の範囲における「補正操舵量演算手段」に相当し、Ｓ１７０が特許請求の範囲における「指示操舵量演算手段」に相当し、Ｓ１８０が特許請求の範囲における「自動操舵手段」に相当する。

［第２実施形態］
第２実施形態について説明する。
［構成］
装置構成は車両制御装置１と同じであり、制御部２０で実行される補正操舵量演算処理の一部が、第１実施形態のものとは一部異なっているため、その異なる部分を中心に説明する。

［補正操舵量演算処理］
図９に示すように、本実施形態の補正操舵量演算処理では、図６に示した処理と比較して、Ｓ３１５が追加されていると共に、Ｓ３２０がＳ３２１に置換されている。

即ち、Ｓ３１０の処理を実行後、Ｓ３１５では、少なくとも二つの参照点を設定する。具体的には、図１０（ａ）に示すように、自車両の進行方向上に第１参照点Ｓ１を設定し、仮想目標経路上であり且つＳ３１０で設定した仮想目標点より遠方に第２参照点Ｓ２を設定する。

続くＳ３２１では、現在位置、仮想目標点、第１参照点Ｓ１、及び第２参照点Ｓ２を用いて、スプライン補間による曲線近似により、補正経路を設定する。最後に、Ｓ３３０では、Ｓ３２１で設定した補正経路に基づいて補正操舵量を算出し、本処理を終了する。

［効果］
以上説明したように本実施形態の車両制御装置によると、図１０（ｂ）に示すように、曲線状に設定された補正経路に基づいて操舵量が設定されるため、乗員に不安感を与えるような急操舵を、より抑制することができる。

［第３実施形態］
第３実施形態について説明する。
装置構成は車両制御装置１と同じであり、制御部２０で実行される補正操舵量演算の一部が、第１実施形態のものとは一部異なっているため、その異なる部分を中心に説明する。

［補正操舵量演算］
図１１に示すように、本実施形態の補正操舵量演算では、図６に示した処理と比較して、Ｓ３０１が追加されていると共に、Ｓ３１０がＳ３１１に置換されている。

即ち、本処理が起動すると、まずＳ３０１では、車速、自車両に作用する横加速度、操舵角、目標姿勢の横位置、及び目標姿勢のオフセット距離のうち少なくとも一つの状態量に基づき、補正距離の値を設定する。本実施形態では、図３のＳ１１０にて検出された車速に基づいて、車速が高いほど補正距離を大きい値に設定する。

続くＳ３１１では、基本的にはＳ３１０の処理と同様であるが、Ｓ３０１で設定した補正距離を用いて仮想目標点を設定する。その後、Ｓ３２０、Ｓ３３０の処理を実行して本処理を終了する。

［効果］
以上説明したように、本実施形態によれば、例えば車速が低い場合は、図１２（ａ）に示すように補正距離がＸ１である位置に仮想目標点が設定され、一方、車速が高い場合は、同図（ｂ）に示すように、車速が低い場合よりも遠方の、補正距離がＸ２である位置に仮想目標点が設定される（Ｘ２＞Ｘ１）。つまり、車速が高いほど、仮想目標点が遠方に設定されるため、急操舵が抑制され、安定した操舵制御を実現することができる。

［変形例］
上記実施形態は、車速に応じて補正距離を設定するように構成されていた。これに対し、図３のＳ１４０にて検出された車体姿勢に応じて、目標姿勢のオフセット距離が大きいほど補正距離を大きく設定するように構成してもよい。または、目標姿勢のヨー角が大きいほど補正距離を大きく設定するように構成してもよい。

また、少なくとも、自車両に作用する横加速度を検出する横加速度検出センサを検出部１０に更に備え、制御部２０で実行される補正操舵量演算にて、検出された横加速度が大きいほど補正距離を大きく設定するように構成されてもよい。

さらにまた、少なくとも、検出部１０に操舵角を検出する操舵角センサを備え、制御部２０で実行される補正操舵量演算にて、検出された操舵角が大きいほど補正距離を大きく設定するように構成されてもよい。いずれにおいても、上記実施形態と同様の効果が奏される。

［第４実施形態］
第４実施形態について説明する。
［構成］
装置構成は車両制御装置１と同じであり、制御部２０で実行される自動操舵制御処理の一部が、第１実施形態のものとは一部異なっているため、その異なる部分を中心に説明する。

［自動操舵制御処理］
図１３に示すように、本実施形態の自動操舵制御処理では、図３に示した処理と比較して、Ｓ１２５、Ｓ１５５が追加されている。

即ち、Ｓ１１０、Ｓ１２０の処理を実行後、Ｓ１２５では、基本操舵量の更新タイミングであるか否かを判断し、更新タイミングでなければ、そのままＳ１４０に移行する。一方、更新タイミングであれば、Ｓ１３０にて基本操舵量を演算し、Ｓ１４０に移行する。

その後、Ｓ１４０、Ｓ１５０の処理を実行して、Ｓ１５５では、補正操舵量の更新タイミングであるか否かを判断し、更新タイミングでなければ、そのままＳ１７０に移行する。一方、更新タイミングであれば、Ｓ１６０にて補正操舵量を演算し、Ｓ１７０に移行する。その後、Ｓ１７０、Ｓ１８０の処理を実行して本処理を終了する。

具体的には、ここでは、基本操舵量を更新する周期を予め設定された基本更新周期Ｔ１とし、補正操舵量を更新する周期を予め設定された補正更新周期Ｔ２として、基本更新周期Ｔ１が経過する毎にセットされる基本更新フラグ、及び補正更新周期Ｔ２が経過する毎にセットされる補正更新フラグを検出することにより、更新タイミングであるか否かを判断する。但し、補正更新周期Ｔ２は、起動周期Ｔ０以上（Ｔ０≦Ｔ２）に設定され、且つ基本更新周期Ｔ１より小さく（Ｔ２＜Ｔ１）設定されているものとする。

［効果］
以上説明したように、本実施形態の車両制御装置は、基本経路に比べて短い周期で補正経路を更新するため、より精度良く、目標とする基本経路に沿う操舵制御を行うことができる。

［第５実施形態］
第５実施形態について説明する。
［構成］
装置構成は車両制御装置１と同じであり、制御部２０で実行される自動操舵制御処理の一部が、第４実施形態のものとは一部異なっているため、その異なる部分を中心に説明する。

［自動操舵制御処理］
図１４に示すように、本実施形態の自動操舵制御処理は、図１３に示した処理と比較して、Ｓ１５４が追加されると共に、Ｓ１５５がＳ１５６に置換される。

即ち、Ｓ１５４ではＳ１１０で検出される車両の状態に基づいて補正更新周期Ｔ２を設定し、続くＳ１５６では、Ｓ１５４で設定した補正更新周期Ｔ２を用いて、補正操舵量の更新タイミングであるか否かを判断する。具体的には、Ｓ１５４では、図３のＳ１５０で検出したオフセット距離が小さくなるに従って、補正更新周期Ｔ２が短く設定される。

これにより、例えば、Ｓ１５０にてオフセット距離Ｄａ、Ｄｂ（Ｄａ＞Ｄｂ）が検出された場合、オフセット距離Ｄｂのときの補正更新周期Ｔｂは、図１５（ｂ）に示す様に、オフセット距離Ｄａのときの補正更新周期Ｔａ（図１５（ａ）参照）より、短く設定される。

［効果］
以上説明したように、本実施形態の車両制御装置では、オフセット距離が小さくなるに従って補正経路の更新頻度が高く設定される。つまり、目標とする基本経路に近づくに従って指示操舵量を更新する頻度を高くするため、より精度良く、基本経路に沿う操舵制御を実現することができる。

［請求項との対応］
図１４に示す自動操舵制御処理のＳ１５４が特許請求の範囲における「補正更新周期設定手段」に相当する。

［第６実施形態］
第６実施形態について説明する。
［構成］
装置構成は、車両制御装置１の検出部１０に、少なくとも、自車両の移動距離を検出する移動距離検出センサを更に備える。自車両の移動距離の検出は、車輪軸の回転に応じて出力されるパルス信号を用いる周知の手法を用いることができる。

また、制御部２０で実行される自動操舵制御処理は図１３に示される第４実施形態での処理と同じである。但し、ここでは、補正更新周期Ｔ２が起動周期Ｔ０と等しく設定されている（Ｔ０＝Ｔ２））。また、補正操舵量演算の一部が、第２実施形態の処理と一部異なっているため、その異なる部分を中心に説明する。

［補正操舵量演算］
図１６に示すように、本実施形態の補正操舵量演算は、図９に示される処理にＳ３０５、Ｓ３２３、Ｓ３２４を追加したものとなる。

即ち、補正制御演算の処理が起動されると、Ｓ３０５では、補正経路の更新タイミングであるか否かを判断する。具体的には、補正経路更新フラグを検出した場合に更新タイミングであると判断する。補正経路更新フラグは、補正経路を更新する周期を予め設定された補正経路更新周期Ｔ３として、補正経路更新タイマが補正経路更新周期Ｔ３の経過を検出する毎に出力される。なお、補正経路更新タイマは、補正経路更新フラグが出力されるとリセットされる。補正経路更新周期Ｔ３は、補正更新周期Ｔ２（図１３参照）より大きく（Ｔ３＞Ｔ２）、補正更新周期Ｔ２は起動周期Ｔ０と同じ周期に設定されているものとする（Ｔ２＝Ｔ０）。

ここで、更新タイミングでなければ、そのままＳ３２４に移行する。一方、更新タイミングであれば、Ｓ３１０〜Ｓ３２１の処理を実行して補正経路を設定し、Ｓ３２３に移行する。

続くＳ３２３では、Ｓ３２１で設定した補正経路に基づいて、補正経路上を走行した距離と、この距離を走行したときに、続いて補正経路上を走行するために必要となる操舵量との対応関係を表すテーブルを生成し、Ｓ３２４に移行する。

次にＳ３２４では、Ｓ１１０で検出したパルス信号から走行距離を検出する。最後にＳ３３０では、Ｓ３２４で検出した走行距離に応じた補正操舵量を、Ｓ３２２で生成したテーブルに基づき算出し、本処理を終了する。

［効果］
以上説明したように、本実施形態の車両制御装置では、基本操舵量、補正経路、補正操舵量を更新する周期を任意に設定することができる。

例えば、基本更新周期Ｔ１より短い周期である補正経路更新周期Ｔ３（図１７（ａ）参照）ごとに更新される補正経路（同図（ｂ）参照）について、補正経路更新周期Ｔ３より短い補正更新周期Ｔ２（同図（ｃ）参照）ごとに、補正操舵角（同図（ｄ）参照。）を更新することが可能である。なお、ここでは、補正操舵角を補正操舵量として算出しているが、補正操舵量はこれに限るものではない。

これによると、短い周期で補正操舵量が更新されるため、より精度良く、目標とする基本経路に沿う操舵制御を実現することができる。特に補正経路が曲線状に設定されている場合に、より効果が奏される。

［第７実施形態］
第７実施形態について説明する。
[構成]
装置構成は第４実施形態の車両制御装置と同じであり、制御部２０で実行される自動操舵制御処理が第４実施形態のものと同じである。但し、補正操舵量演算の一部が、第４実施形態のものとは一部異なっているため、その異なる部分を中心に説明する。

［補正操舵量演算］
図１８に示すように、本実施形態の補正操舵量演算では、図１６に示した処理と比較して、Ｓ３４０〜Ｓ３６０が追加されている。

即ち、Ｓ３１０〜Ｓ３３０の処理を実行後、Ｓ３４０では、図１３に示すＳ１４０で検出した車体姿勢とＳ３２１で設定した補正経路とを比較し、補正経路に対する車体姿勢のずれを検出する。

続くＳ３５０では、Ｓ３４０で検出したずれに基づきフィードバック補正操舵量（ＦＢ補正操舵量）を算出する。最後にＳ３６０では、Ｓ３３０で算出した補正操舵量を、Ｓ３５０で算出したＦＢ補正操舵量によって調整した値を補正操舵量として出力し、本処理を終了する。

［効果］
以上説明したように、本実施形態の車両制御装置は、補正経路に対する車体姿勢のずれを補正するように補正操舵量が設定される。

これにより、例えば、横風、轍（わだち）、道路の横断勾配（カント）等の影響により、図１９（ａ）に示すように補正経路に対して自車両の車体姿勢がずれる場合があっても、図１９（ｂ）に示すように、車体姿勢のずれ（補正経路に対するヨー角及び補正経路に対するずれ）に基づいて、ＦＢ操舵量によって補正操舵量が調整される。

従って、補正経路を精度良く追従することができ、結果として、精度よく、目標とする基本経路に沿う操舵制御を実行することができる。
［請求項との対応］
図１８に示す補正操舵量演算のＳ３４０〜Ｓ３６０が特許請求の範囲における「補正操舵量調整手段」に相当する。

［第８実施形態］
第８実施形態について説明する。
［構成］
本実施形態の基本的な構成は第６実施形態と同様であるため、以下では、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。

［自動操舵制御処理］
本実施形態の車両制御装置では、制御部２０で実行される処理のうち、補正操舵量演算については第６実施形態のもの（図１６参照）と同様であり、自動操舵制御処理の一部が第６実施形態のもの（図１３参照）とは異なる。

図２０に示すように、本実施形態の自動操舵制御処理は、第６実施形態の自動操舵制御処理（図１３参照）と比較して、Ｓ１８１〜Ｓ１８５が追加されている。
すなわち、Ｓ１８１では、走行レーンの幅方向における自車両の横位置を検出する。補正操舵量は、補正経路に沿って自車両を走行させるための操舵量であるが、上述の道路の横断勾配や、ヨー角の検出誤差、オフセット距離の検出誤差等の何らかの要因により、補正経路から外れた経路を自車両が走行してしまうことが生じ得る。

そこで、続くＳ１８２では、補正経路に沿って自車両が走行した場合の横位置と、実際の自車両の横位置と、の差（道路の幅方向における差）を距離差分として検出する。次にＳ１８３では、距離差分が予め定められた距離閾値を超えているか否かを判断する。ここで、距離差分が距離閾値以下である場合、本処理を終了する。一方、距離差分が距離閾値を越えている場合、Ｓ１８４に移行する。

Ｓ１８４では、Ｓ１８２で検出した距離差分に基づいて、新たな仮想目標点（新仮想目標点という）を設定する。新仮想目標点の設定については、図２１を用いて説明する。
図２１に示すように、補正経路（図中に実線Ａとして示す）の設定開始点を経路開始地点（Ｍ０）として、仮想目標経路の方向における、経路開始地点（Ｍ０）から現在位置（Ｍ１）までの距離を、走行距離Ｘｔとする。また、仮に自車両がこのまま補正経路（実線Ａ）に基づいて設定された補正操舵量に従って走行するとしたときに、実際に自車両が走行すると推定される経路を実走行推定経路とする（図中に点線ａとして示す）。

さらにまた、補正距離Ｘと走行距離Ｘｔの差を残り距離Ｘｎとして、自車両がこのまま実走行推定経路（点線ａ）に沿って走行するとしたときに、現在位置（Ｍ１）から残り距離Ｘｎを走行して到達すると推定される位置を到達推定位置（Ｍ３）とする。さらにまた、道路の幅方向における仮想目標点（Ｍ４）から到達推定位置（Ｍ３）までの距離の差（横位置の差）を推定差分βとする。

推定差分βは、走行距離Ｘｔ、距離差分α、及び補正距離Ｘを用いて（１）式に従って算出される。

そして、新仮想目標点を、仮想目標経路方向については、仮想目標経路方向に現在位置（Ｍ１）から補正距離Ｘ離れ、且つ道路の幅方向については、幅方向左右両側のうち仮想目標経路を挟んで自車両が位置する側と反対側に仮想目標経路から（１）式により算出した推定差分βだけ離れた位置に設定する。また、該新仮想目標点（Ｍ５）を、補正操舵量演算（図１６参照）のＳ３１０で用いる仮想目標点として設定する。

続くＳ１８５では、補正経路更新フラグ（第６実施形態参照）を出力する。そして本処理を終了する。
［効果］
以上説明したように、本実施形態の車両制御装置は、補正経路からの自車両の横位置（距離差分α）が距離閾値を超えてずれる（Ｓ１８３：ＹＥＳ）と、新たな仮想目標点として新仮想目標点を設定（Ｓ１８４）し、補正経路更新フラグを出力する（Ｓ１８５）。これにより、自動操舵制御処理において補正更新フラグを出力した周期の次の周期では、補正制御量演算（Ｓ１６０）にて、補正経路の更新タイミングであると判断（Ｓ３０５：ＹＥＳ）され、新仮想目標点を用いて新たな補正経路が生成される。

つまり、図２２に示すように、自車両の現在位置（Ｍ１）から新仮想目標点（Ｍ５）へ向かう新たな補正経路（図中に点線Ｂとして示す）が生成される。そして、この新たな補正経路（Ｂ）に応じた補正操舵量による操舵制御によって、自車両は、図中に実線ｂとして示す経路に沿って走行する。この結果、自車両は仮想目標経路（レーンセンター）に近づくことができる。

従って、本実施形態の車両制御装置では、何らかの要因により、例えば、ヨー角の検出精度の低下や走行レーンの曲率の検出精度の低下等が生じたことが要因で、または路面の横断勾配が要因で、自車両の位置が走行予定経路からずれることがあったとしても、目標とする経路に沿って自車両を走行させることができる。

［請求項との対応］
図２０に示す自動操舵制御処理のＳ１８１〜Ｓ１８５が特許請求の範囲における「仮想目標点調整手段」に相当し、Ｓ１８３が特許請求の範囲における「距離差分判断手段」に相当し、Ｓ１８５が特許請求の範囲における「補正経路更新指示手段」に相当する。

［変形例１］
上記実施形態では、新仮想目標点の幅方向の位置を、幅方向左右両側のうち自車両が位置する側と反対側に仮想目標経路から推定差分β離れた位置に設定したが、これに限るものではない。新仮想目標点の幅方向の位置は、幅方向左右両側のうち自車両が位置する側と反対側に仮想目標経路から予め設定された所定距離離れた位置に設定されていてもよい。このように構成された車両制御装置においても、補正経路から距離差分αずれたら仮想目標点を補正するという処理を繰り返すことで、自車両の走行経路を目標とする経路（基本経路）に近づけることができる。

［変形例２］
上記実施形態では、新仮想目標点の仮想目標経路方向の位置を、自車両の現在位置から補正距離離れた位置に設定したが、これに限るものではない。走行距離Ｘｔが比較的小さい場合は、図２３に示すように、新仮想目標点（Ｍ６）の仮想目標経路方向の位置を、仮想目標点（Ｍ４）と同様に、つまり現在位置（Ｍ１）から残り距離Ｘｎだけ仮想目標経路方向前方に設定してもよい。このとき、幅方向の位置については、上記実施形態で算出した推定差分βを用いて設定（図２３）してもよいし、変形例１と同様に予め定められた所定距離を用いて設定してもよい。

［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲にて様々な態様で実施することが可能である。

上記実施形態では、目標姿勢としてヨー角をゼロに設定した。このように、目標姿勢としてヨー角のみを設定しても良いし、目標姿勢としてヨー角に代えて横位置のみを設定しても良い。または、目標姿勢として、ヨー角及び横位置の両方を設定しても良い。

さらにまた、上記実施形態では走行レーンの中央を通る経路を基本経路としたが、基本経路は、これに限るものではなく、走行レーンに沿う形状であれば良い。
また、上記実施形態では、画像センサ１１により取得した撮像画像に基づき、オフセット距離及びヨー角を車体姿勢として検出していたが、例えば、レーザレーダによって車体姿勢を検出するように構成してもよい。また、ヨーレートセンサによってヨー角を検出するように構成してもよい。

さらにまた、上記実施形態では、画像センサ１１により取得した撮像画像に基づき、基本経路の曲率半径の推定値を検出していたが、例えばナビゲーション装置を備える場合であれば、ナビゲーション装置が有する地図情報と、ＧＰＳ衛星より受信した信号に基づき検出される自車両の現在位置の情報とに基づき、基本経路の曲率半径の推定値を検出するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、検出部１０に備える速度センサ１２によって車速を検出していたが、速度センサを備えず、画像センサによる撮像画像に基づいて車速を検出するように構成してもよい。

１・・・車両制御装置 １０・・・検出部 ２０・・・制御部 ３０・・・操舵制御部

Claims (11)

1. 自車両を走行させる走行レーンを検出する走行レーン検出手段（Ｓ１２０）と、
   前記走行レーンの形状に沿う経路を基本経路として、該基本経路を走行するための操舵制御量である基本操舵量を求める基本操舵量演算手段（Ｓ１３０）と、
   前記走行レーンの幅方向における自車両の位置を横位置とし、自車両の位置での前記基本経路の接線方向を経路方向として、該経路方向に対する自車両の正面方向の傾きをヨー角として、前記横位置及び前記ヨー角により表される車体姿勢を検出する姿勢検出手段（Ｓ１４０）と、
   前記基本経路と前記横位置との距離をオフセット距離として検出するオフセット距離検出手段（Ｓ１５０）と、
   前記自車両の位置から前記経路方向に予め設定された補正距離離れ、且つ前記走行レーンの幅方向に前記オフセット距離離れた位置を仮想目標点とし、該仮想目標点で、予め設定された前記車体姿勢の目標値である目標姿勢に、前記車体姿勢を一致させる仮想の走行経路を補正経路として、該補正経路に沿って走行するための操舵制御量である補正操舵量を求める補正操舵量演算手段（Ｓ１６０）と、
   前記基本操舵量及び前記補正操舵量に基づいて指示操舵量を求める指示操舵量演算手段（Ｓ１７０）と、
   前記指示操舵量に従って操舵制御を行う自動操舵手段（Ｓ１８０）と、
   を備えることを特徴とする車両制御装置。
2. 前記補正経路は、前記自車両の位置と前記仮想目標点との間を曲線近似することにより設定されることを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記補正距離は、前記自車両の車速が高いほど大きな値に設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の車両制御装置。
4. 前記基本操舵量演算手段が前記基本操舵量を求める周期を基本更新周期とし、
   前記補正操舵量演算手段が前記補正操舵量を求める周期を補正更新周期として、
   前記補正更新周期が前記基本更新周期より短く設定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車両制御装置。
5. 前記補正操舵量演算手段は、前記補正更新周期を設定する補正更新周期設定手段（Ｓ１５４）を備え、
   該補正更新周期設定手段は、前記オフセット距離が小さくなるほど、前記補正更新周期を短く設定することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の車両制御装置。
6. 前記補正操舵量演算手段が前記補正経路を求める周期を補正経路更新周期として、前記補正更新周期が前記補正経路更新周期より短く設定されていることを特徴とする請求項４または５に記載の車両制御装置。
7. 前記指示操舵量は、前記車体姿勢と前記補正経路とのずれが小さくなるように設定されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の車両制御装置。
8. 前記補正操舵量演算手段は、前記車体姿勢と前記補正経路とのずれが小さくなるように前記補正操舵量を調整する補正操舵量調整手段（Ｓ３４０−Ｓ３６０）を備えることを特徴とする請求項７に記載の車両制御装置。
9. 前記横位置と前記補正経路とのずれが小さくなるように前記仮想目標点を調整する仮想目標点調整手段（Ｓ１８１−Ｓ１８５）を備えることを特徴とする請求項７に記載の車両制御装置。
10. 前記仮想目標点調整手段は、前記補正操舵量演算手段に、前記横位置と前記補正経路とのずれが小さくなるように調整された前記仮想目標点を用いて更新した前記補正経路に従って前記補正操舵量を求めるように指示する補正経路更新指示手段（Ｓ１８５）を備えることを特徴とする請求項９に記載の車両制御装置。
11. 前記仮想目標点調整手段は、前記横位置と前記補正経路とのずれを距離差分として、該距離差分が、予め定められた距離閾値を超えているか否かを判断する距離差分判断手段（Ｓ１８３）を備え、
    前記補正経路更新指示手段は、前記距離差分判断手段にて前記距離差分が前記距離閾値を超えていると判断されたときに、前記補正操舵量演算手段への指示を行うことを特徴とする請求項１０に記載の車両制御装置。