JP2016107750A - 車線維持支援装置及び車線維持支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ステアバイワイヤシステムを用いた車両において、操舵入力の切り増し又は切り戻しに応じて反力制御を切り替える。【解決手段】運転者の操舵入力を受けるステアリングホイールと車両の向きを変える転舵輪とが機械的に切り離された車両において、車両の走行状況に応じた操舵反力トルクをステアリングホイールに付与することで、車両の車線維持制御を行う。このとき、車両の走行状況に応じた操舵反力トルクを求める処理として、車両が車線の逸脱方向に近づく際に操舵反力トルクを求める第１処理と、車両が車線の逸脱回避方向に近づく際に操舵反力トルクを求める第２処理と、を別々に実施可能となっている。また、車両の走行状況が同一のとき、第１処理により求められる操舵反力トルクのほうが、第２処理により求められる操舵反力トルクよりも大きい。【選択図】図１５

Description

本発明は、車両の車線維持制御を行う車線維持支援装置及び車線維持支援方法に関する。

車両の車線維持支援装置として、例えば特許文献１に記載の技術がある。
特許文献１には、運転者からステアリングホイールに入力された操舵トルクの方向に応じてアシストトルクを付与する電動パワーステアリング（ＥＰＳ）システムが開示されている。

特開２０１０−１８８８２５号公報

車線維持支援装置では、高い車線追従性能と、運転者への十分な反力伝達性能との両立が求められるが、ステアリングホイールと車輪とが機械的に連結している電動パワーステアリングシステムでは、車線追従性能を高めた場合、ステアリングホイールに付与する反力は車輪の転舵角制御に伴って自動的に決まってしまい、２つの性能を満足することが困難であった。

ステアリングホイールと車輪とが機械的に切り離されたステアバイワイヤ（ＳＢＷ）システムを用いれば、反力と転舵角とを別々に制御できるようになることから、上記の問題は解決する。しかし、反力を高めたときに、過剰な０反力により運転者の操舵入力を超えてステアリングホイールが回ってしまうと、それに応じて車輪の転舵角が変化して車両の挙動に影響するため、反力制御の自由度は制限される。
本発明の目的は、ステアバイワイヤシステムのようにステアリングホイールと車輪とが機械的に切り離された車両において、操舵入力の切り増し又は切り戻しに応じて反力制御を切り替える車線維持支援装置及び車線維持支援方法を提供することである。

上記の課題を解決するため、本発明の一態様に係る車線維持支援装置は、運転者の操舵入力を受けるステアリングホイールと車両の向きを変える転舵輪とが機械的に切り離された車両において、車両の走行状況に応じた操舵反力トルクをステアリングホイールに付与することで、車両の車線維持制御を行う。このとき、車両の走行状況に応じた操舵反力トルクを求める処理として、車両が車線の逸脱方向に近づく際に操舵反力トルクを求める第１処理と、車両が車線の逸脱回避方向に近づく際に操舵反力トルクを求める第２処理と、を別々に実施可能となっている。また、車両の走行状況が同一のとき、第１処理により求められる操舵反力トルクのほうが、第２処理により求められる操舵反力トルクよりも大きい。

本発明の一態様によれば、操舵入力の切り増し側（逸脱側）での反力と、切り戻し側（逸脱回避側）での反力とを別々に求めることが可能であり、操舵入力の切り増し又は切り戻しに応じて反力制御を切り替えることができる。

車線維持支援装置を搭載した車両Ａの操舵系の構成例を表すブロック図である。 操舵反力制御部の構成例を表すブロック図である。 横力オフセット部の構成例を表すブロック図である。 操舵反力オフセット部の構成例を表すブロック図である。 逸脱余裕時間に応じた反力演算部の構成例を表すブロック図である。 横位置に応じた反力演算部の構成例を表すブロック図である。 車線維持制御部の構成例を表すブロック図である。 補正操舵角の設定に関するフローチャートである。 現在操舵角、補正操舵角、及び無効操舵角の関係を示すグラフである。 ラッチ操舵角の更新に関するフローチャートである。 ラッチ操舵角の更新における左方向対応処理に関するフローチャートである。 ラッチ操舵角の更新における右方向対応処理に関するフローチャートである。 切り替えゲイン（切り増しゲイン及び切り戻しゲイン）の演算に関するフローチャートである。 切り替えゲインの適用に関するフローチャートである。 車両が左方向の車線端部に寄っている場合の逸脱余裕時間−反力変換マップの説明図である。 車両が右方向の車線端部に寄っている場合の逸脱余裕時間−反力変換マップの説明図である。 車両が左方向の車線端部に寄っている場合の横位置偏差−反力変換マップの説明図である。 車両が右方向の車線端部に寄っている場合の横位置偏差−反力変換マップの説明図である。 転舵制御部の構成例を表すブロック図である。 外乱抑制指令転舵角演算部の構成例を表すブロック図である。 ヨー角に応じた反発力演算部の構成例を表すブロック図である。 横位置に応じた反発力演算部の構成例を表すブロック図である。 横位置フィードバック制御の実行領域を表す図である。

＜実施形態＞
以下に、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
（構成）
図１は、本実施形態に係る車線維持支援装置を搭載した車両Ａの操舵系の構成例を表すブロック図である。
図１に示すように、車両Ａは、操舵部１と、転舵部２と、バックアップクラッチ３と、ＳＢＷコントローラ４とを備える。車両Ａは、運転者の操舵入力を受ける操舵部１と、転舵輪である左右前輪５ＦＬ、５ＦＲを転舵する転舵部２とが機械的に切り離されたステアバイワイヤ（ＳＢＷ）システムを採用している。

操舵部１は、ステアリングホイール１ａと、コラムシャフト１ｂと、反力モータ１ｃと、操舵角センサ１ｄと、トルクセンサ１ｅを備える。
ステアリングホイール１ａは、運転者の操舵入力を受けて回転する。
コラムシャフト１ｂは、ステアリングホイール１ａと一体に回転する。
反力モータ１ｃは、出力軸がコラムシャフト１ｂと同軸であり、ＳＢＷコントローラ４からの指令（後述する反力モータ用電流ドライバ９ａが出力した指令電流）に応じて、ステアリングホイール１ａに付与する操舵反力トルクをコラムシャフト１ｂに出力する。例えば、反力モータ１ｃは、ブラシレスモータ等である。

操舵角センサ１ｄは、コラムシャフト１ｂの回転角、すなわち、ステアリングホイール１ａの操舵角（ハンドル角度）を検出する。そして、操舵角センサ１ｄは、検出結果を後述するＳＢＷコントローラ４に出力する。
トルクセンサ１ｅは、コラムシャフト１ｂに掛かる回転方向の力である操舵トルクを検出する。回転方向は操舵トルクの符号（±）により表現される。そして、トルクセンサ１ｅは、検出結果を後述するＳＢＷコントローラ４に出力する。

転舵部２は、ピニオンシャフト２ａと、ステアリングギア２ｂと、転舵モータ２ｃと、転舵角センサ２ｄと、ラック２ｆと、ラックギア２ｅとを備える。
ステアリングギア２ｂは、ピニオンシャフト２ａの回転に応じて、左右前輪５ＦＬ、５ＦＲを転舵する。ステアリングギア２ｂとしては、例えば、ラック・アンド・ピニオン式のステアリングギア等を採用できる。
転舵モータ２ｃは、出力軸が減速機を介してラックギア２ｅと接続され、ＳＢＷコントローラ４からの指令（後述する転舵モータ用電流ドライバ９ｂが出力した指令電流）に応じて、ラック２ｆに左右前輪５ＦＬ、５ＦＲを転舵するための転舵トルクを出力する。例えば、転舵モータ２ｃは、ブラシレスモータ等である。

転舵角センサ２ｄは、転舵モータ２ｃの回転角を検出する。ここで、転舵モータ２ｃの回転角と左右前輪５ＦＬ、５ＦＲの転舵角（タイヤ角度）との間には、一意に定まる相関関係がある。それゆえ、左右前輪５ＦＬ、５ＦＲの転舵角は、転舵モータ２ｃの回転角から検出できる。以下では特に記載しない限り、左右前輪５ＦＬ、５ＦＲの転舵角は、転舵モータ２ｃの回転角から算出されたものとする。
バックアップクラッチ３は、コラムシャフト１ｂとピニオンシャフト２ａとの間に設けられている。そして、バックアップクラッチ３は、解放状態になると操舵部１と転舵部２とを機械的に切り離し、締結状態になると操舵部１と転舵部２とを機械的に接続する。

また、車両Ａは、カメラ６と、各種センサ７と、ナビゲーションシステム８と、電流ドライバ９とを備える。
カメラ６は、車両Ａ前方の走行路の映像を検出する。続いて、カメラ６は、検出結果をＳＢＷコントローラ４に出力する。
各種センサ７は、車速センサ７ａと、加速度センサ７ｂと、ペダル操作センサ７ｃとを含む。
車速センサ７ａは、車両Ａの車速を検出する。続いて、車速センサ７ａは、検出結果をＳＢＷコントローラ４に出力する。
加速度センサ７ｂは、車両Ａの前後方向の加速度（前後加速度）、及び車両Ａの左右方向の加速度（横加速度）を検出する。そして、加速度センサ７ｂは、検出結果をＳＢＷコントローラ４に出力する。
ペダル操作センサ７ｃは、車両Ａのアクセルペダルの操作量及びブレーキペダルの操作量（ペダル操作情報）を検出する。そして、ペダル操作センサ７ｃは、検出結果をＳＢＷコントローラ４に出力する。

ナビゲーションシステム８は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機、地図データベース、及び表示モニタを備える。そして、ナビゲーションシステム８は、ＧＰＳ受信機及び地図データベースから車両Ａの位置及び道路情報を取得する。続いて、ナビゲーションシステム８は、取得した車両Ａの位置及び道路情報に基づいて経路探索を行う。続いて、ナビゲーションシステム８は、経路探索の結果を表示モニタに表示する。また、ナビゲーションシステム８は、取得した道路情報のうち、車両Ａの走行路の道路情報をＳＢＷコントローラ４に出力する。例えば、走行路の道路情報は、走行路の種別（高速道路、一般道）、及び現在の車両位置の走行路の車線幅（車線幅情報）等である。

電流ドライバ９は、反力モータ用電流ドライバ９ａと、転舵モータ用電流ドライバ９ｂとを含む。
反力モータ用電流ドライバ９ａは、反力モータ１ｃの電流値から推定される実操舵反力トルクを、ＳＢＷコントローラ４からの指令操舵反力トルクと一致させるトルクフィードバックにより、反力モータ１ｃへの指令電流を制御する。
転舵モータ用電流ドライバ９ｂは、転舵角センサ２ｄにより検出される実転舵角を、ＳＢＷコントローラ４からの指令転舵角と一致させる角度フィードバックにより、転舵モータ２ｃへの指令電流を制御する。

ＳＢＷコントローラ４は、操舵角センサ１ｄ、トルクセンサ１ｅ、転舵角センサ２ｄ、カメラ６、車速センサ７ａ、加速度センサ７ｂ、ペダル操作センサ７ｃ、及びナビゲーションシステム８が出力した検出結果（各種情報）を取得する。例えば、ＳＢＷコントローラ４は、電子制御装置（ＥＣＵ）等である。
本実施形態では、ＳＢＷコントローラ４は、映像処理部４ａと、車線維持制御部１０と、操舵反力制御部２０と、転舵制御部３０とを備える。なお、実際には、映像処理部４ａ、車線維持制御部１０、操舵反力制御部２０、及び転舵制御部３０はそれぞれ独立した回路又は装置であっても良い。

映像処理部４ａは、カメラ６から取得した車両Ａ前方の走行路の映像に対して、エッジ抽出等の画像処理を行って走行車線の左右の走行路区分線（道路白線）を検出する。なお、実際には、道路白線は、黄線や破線でも良い。また、道路白線が存在しない又は検出し難い場合には、道路白線の代わりに、路肩や縁石、側溝、ガードレール（防護柵）、防音壁、擁壁、中央分離帯等を検出するようにしても良い。そして、映像処理部４ａは、走行車線の左右の走行路区分線の検出結果（白線情報）を操舵反力制御部２０及び転舵制御部３０に出力する。

車線維持制御部１０は、操舵角センサ１ｄが出力した検出結果（操舵角）に基づいて、後述する切り替えゲインを算出する。そして、車線維持制御部１０は、算出結果（切り替えゲイン）を操舵反力制御部２０に出力する。また、車線維持制御部１０は、操舵反力制御部２０が出力した指令（指令操舵反力トルク）を監視する。車線維持制御部１０の詳細は後述する。

操舵反力制御部２０は、取得した各種情報に基づいて、コラムシャフト１ｂに付与する操舵反力トルクを制御する指令（指令操舵反力トルク）を算出する。そして、操舵反力制御部２０は、算出した指令操舵反力トルクを反力モータ用電流ドライバ９ａに出力する。必要であれば、車線維持制御部１０にも出力する。操舵反力制御部２０の詳細は後述する。
転舵制御部３０は、取得した各種情報に基づいて、左右前輪５ＦＬ、５ＦＲの転舵角を制御する指令（指令転舵角）を算出する。そして、転舵制御部３０は、算出した指令転舵角を転舵モータ用電流ドライバ９ｂに出力する。転舵制御部３０の詳細は後述する。

（操舵反力制御部２０の構成）
図２は、操舵反力制御部２０の構成例を表すブロック図である。
図２に示すように、操舵反力制御部２０は、横力演算部２１と、横力オフセット部２２と、減算器２０ａと、ＳＡＴ演算部２３と、加算器２０ｂと、操舵反力トルクオフセット部２４と、加算器２０ｃとを備える。

横力演算部２１は、操舵角センサ１ｄ及び車速センサ７ａが出力した検出結果（操舵角、車速）に基づき、操舵角−横力変換マップ（ＭＡＰ）を参照して、タイヤ横力を推定する。すなわち、横力演算部２１は、操舵角及び車速と、操舵角−横力変換マップとに基づいて、タイヤ横力を推定する。例えば、操舵角−横力変換マップは、予め実験等で算出したコンベンショナルな操舵装置（操舵部１と転舵部２とが機械的に接続された操舵装置）における車速毎の操舵角とタイヤ横力との関係を表すマップである。操舵角−横力変換マップでは、操舵角が大きいほどタイヤ横力を大きな値とする。また、操舵角−横力変換マップでは、操舵角が小さいときは操舵角が大きいときよりも、操舵角の変化量に対するタイヤ横力の変化量を大きくする。更に、操舵角−横力変換マップでは、車速が高いほどタイヤ横力を小さな値とする。そして、横力演算部２１は、算出結果を減算器２０ａに出力する。

横力オフセット部２２は、映像処理部４ａ及び車速センサ７ａが出力した検出結果（白線情報、車速）に基づいて、横力オフセット量を算出する。例えば、横力オフセット量は、タイヤ横力によって発生するセルフアライニングトルク（ＳＡＴ）に応じた操舵反力トルクを表す操舵反力特性をオフセットするためのオフセット量である。セルフアライニングトルクは、路面反力によって発生する、車輪が直進状態に戻ろうとする力（復元力）である。また、操舵反力特性は、後述するＳＡＴ演算部２３で用いる横力−操舵反力変換マップである。横力オフセット量は、道路白線の曲率が大きいほどセルフアライニングトルクと同一符号方向へオフセットする。そして、横力オフセット部２２は、算出結果を減算器２０ａに出力する。横力オフセット部２２の詳細は後述する。

減算器２０ａは、横力演算部２１が出力した算出結果（タイヤ横力）から、横力オフセット部２２が出力した算出結果（横力オフセット量）を減算する。これにより、減算器２０ａは、タイヤ横力によって発生するセルフアライニングトルクに応じた操舵反力トルクを表す操舵反力特性（後述する横力−操舵反力変換マップ）をセルフアライニングトルクと同一符号方向へオフセットできる。そして、減算器２０ａは、減算結果（オフセット後のタイヤ横力）をＳＡＴ演算部２３に出力する。

ＳＡＴ演算部２３は、減算器２０ａが出力した算出結果（オフセット後のタイヤ横力）に基づき、横力−操舵反力変換マップを参照して、オフセット後のタイヤ横力によって発生する操舵反力トルクを算出する。すなわち、ＳＡＴ演算部２３は、オフセット後のタイヤ横力と、横力−操舵反力変換マップとに基づいて、オフセット後のタイヤ横力によって発生する操舵反力トルクを算出する。そして、ＳＡＴ演算部２３は、算出結果（操舵反力トルク）を加算器２０ｂに出力する。

例えば、横力−操舵反力変換マップは、予め実験等で算出したコンベンショナルな操舵装置におけるタイヤ横力と操舵力トルクとの関係を表すマップである。すなわち、横力−操舵反力変換マップは、コンベンショナルな操舵装置において、タイヤ横力によって発生するセルフアライニングトルクに応じた操舵反力トルクを表す操舵反力特性を模擬したものとする。横力−操舵反力変換マップでは、タイヤ横力が大きいほど操舵反力トルクを大きな値とする。また、横力−操舵反力変換マップでは、タイヤ横力が小さいときは大きいときよりも、タイヤ横力の変化量に対する操舵反力トルクの変化量を大きくする。更に、横力−操舵反力変換マップでは、車速が高いほど操舵反力トルクを小さな値とする。

加算器２０ｂは、ＳＡＴ演算部２３が出力した算出結果（操舵反力トルク）に、ステアリング特性に応じた操舵反力トルク成分（ばね項、粘性項、慣性項）を加算する。ばね項は操舵角に比例する成分であり、操舵角に所定のゲインを乗じて算出する。粘性項は操舵角速度に比例する成分であり操舵角速度に所定のゲインを乗じて算出する。慣性項は操舵角加速度に比例する成分であり、操舵角加速度に所定のゲインを乗じて算出する。そして、加算器２０ｂは、加算結果（操舵反力トルク＋操舵反力トルク成分）を加算器２０ｃに出力する。

操舵反力トルクオフセット部２４は、映像処理部４ａ、車速センサ７ａ、及び車線維持制御部１０が出力した検出結果（白線情報、車速、切り替えゲイン）に基づいて、操舵反力オフセット量を算出する。例えば、操舵反力オフセット量は、操舵反力トルクが大きくなる方向への操舵反力特性（横力−操舵反力変換マップ）をオフセットするためのオフセット量である。操舵反力オフセット量は、車両Ａから道路白線までの距離（横位置）が短くなるほど操舵反力トルクが大きくなる方向へオフセットする。そして、操舵反力トルクオフセット部２４は、算出結果を加算器２０ｃに出力する。操舵反力トルクオフセット部２４の詳細は後述する。

加算器２０ｃは、加算器２０ｂが出力した算出結果（操舵反力トルク＋操舵反力トルク成分）に、操舵反力トルクオフセット部２４が出力した算出結果（操舵反力オフセット量）を加算する。そして、加算器２０ｃは、加算結果を、指令操舵反力トルク（反力指令）として反力モータ用電流ドライバ９ａに出力する。必要であれば、車線維持制御部１０にも出力する。

（横力オフセット部２２の構成）
図３は、横力オフセット部２２の構成例を表すブロック図である。
図３に示すように、横力オフセット部２２は、曲率演算部２２ａと、上下限リミッタ２２ｂと、ＳＡＴゲイン演算部２２ｃと、乗算器２２ｄと、リミッタ処理部２２ｅとを備える。

曲率演算部２２ａは、映像処理部４ａが出力した検出結果（白線情報）に基づいて、前方注視点での道路白線の曲率（設定時間（０．５秒）後の車両Ａ位置の道路白線の曲率）を算出する。そして、曲率演算部２２ａは、算出結果を乗算器２２ｄに出力する。
上下限リミッタ２２ｂは、車速センサ７ａが出力した検出結果（車速）に上下限リミッタ処理を行う。上下限リミッタ処理では、例えば、車速が０〜Ｖ１（＞０）の範囲で車速が大きくなるほど増大し、車速がＶ１以上の範囲で最大値とする。そして、上下限リミッタ２２ｂは、上下限リミッタ処理後の車速をＳＡＴゲイン演算部２２ｃに出力する。

ＳＡＴゲイン演算部２２ｃは、上下限リミッタ２２ｂが出力した算出結果（リミッタ処理後の車速）に基づいて、車速に応じたＳＡＴゲインを算出する。車速に応じたＳＡＴゲインは、例えば、車速が０〜７０ｋｍ／ｈの範囲で車速が大きくなるほど増大し、車速７０ｋｍ／ｈ以上の範囲で最大値になる。また、車速に応じたＳＡＴゲインは、車速が大きいときは車速が小さいときよりも、車速の変化量に対する当該ＳＡＴゲインの変化量が大きくなる。そして、ＳＡＴゲイン演算部２２ｃは、算出結果を乗算器２２ｄに出力する。

乗算器２２ｄは、曲率演算部２２ａが出力した算出結果（前方注視点での道路白線の曲率）にＳＡＴゲイン演算部２２ｃが出力した算出結果（車速に応じたＳＡＴゲイン）を乗算する。そして、乗算器２２ｄは、乗算結果を横力オフセット量としてリミッタ処理部２２ｅに出力する。これにより、乗算器２２ｄは、前方注視点での道路白線の曲率が大きいほど、つまり、道路白線の曲率半径が小さいほど横力オフセット量を増大できる。
リミッタ処理部２２ｅは、乗算器２２ｄが出力した算出結果（横力オフセット量）の最大値及び変化率の上限を制限する。横力オフセット量の最大値は、１０００Ｎとする。また、横力オフセット量の変化率の上限は、６００Ｎ／ｓとする。そして、リミッタ処理部２２ｅは、制限後の横力オフセット量を減算器２０ａに出力する。

（操舵反力トルクオフセット部２４の構成）
図４は、操舵反力トルクオフセット部２４の構成例を表すブロック図である。
図４に示すように、操舵反力トルクオフセット部２４は、ヨー角演算部２４ａと、横位置演算部２４ｂと、逸脱余裕時間に応じた反力演算部２５と、横位置に応じた反力演算部２６と、反力選択部２４ｃと、リミッタ処理部２４ｄとを備える。
ヨー角演算部２４ａは、映像処理部４ａが出力した検出結果（白線情報）に基づいて、前方注視点でのヨー角（道路白線と車両Ａ進行方向とのなす角度）を算出する。そして、ヨー角演算部２４ａは、算出結果を逸脱余裕時間に応じた反力演算部２５に出力する。

横位置演算部２４ｂは、映像処理部４ａ及びナビゲーションシステム１７が出力した検出結果（白線情報、車線幅情報）に基づいて、車両Ａの現在位置での車両Ａから道路白線までの距離（横位置）（以下、現在位置での横位置とも呼ぶ）、及び前方注視点での横位置を算出する。そして、横位置演算部２４ｂは、算出結果を逸脱余裕時間に応じた反力演算部２５及び横位置に応じた反力演算部２６に出力する。

逸脱余裕時間に応じた反力演算部２５は、車速センサ７ａ、車線維持制御部１０、ヨー角演算部２４ａ、及び横位置演算部２４ｂが出力した検出結果等（車速、切り替えゲイン、前方注視点でのヨー角、前方注視点での横位置）に基づいて、逸脱余裕時間に応じた反力を算出する。逸脱余裕時間に応じた反力としては、例えば、逸脱余裕時間が短いほど増大する反力がある。逸脱余裕時間としては、例えば、車両Ａが車線から逸脱するまでに要する時間（余裕時間）がある。そして、逸脱余裕時間に応じた反力演算部２５は、算出結果を反力選択部２４ｃに出力する。逸脱余裕時間に応じた反力演算部２５の詳細は後述する。

横位置に応じた反力演算部２６は、車線維持制御部１０及び横位置演算部２４ｂが出力した算出結果（切り替えゲイン、現在位置での横位置）に基づいて、横位置に応じた反力を算出する。横位置に応じた反力としては、例えば、横位置偏差が長いほど増大する反力がある。横位置偏差としては、例えば、車両Ａから目標左横位置までの距離及び車両Ａから目標右横位置までの距離のうち大きいほうがある。また、目標左横位置としては、例えば、左道路白線から道路中央側９０ｃｍの位置がある。目標右横位置としては、例えば、右道路白線から道路中央側９０ｃｍの位置がある。そして、横位置に応じた反力演算部２６は、算出結果を反力選択部２４ｃに出力する。横位置に応じた反力演算部２６の詳細は後述する。

反力選択部２４ｃは、逸脱余裕時間に応じた反力演算部２５が出力した算出結果（逸脱余裕時間に応じた反力）と、横位置に応じた反力演算部２６が出力した算出結果（横位置に応じた反力）のうち絶対値が大きなほうを選択する。そして、反力選択部２４ｃは、選択結果を操舵反力オフセット量としてリミッタ処理部２４ｄに出力する。
リミッタ処理部２４ｄは、反力選択部２４ｃが出力した選択結果（操舵反力オフセット量）の最大値及び変化率の上限を制限する。操舵反力オフセット量の最大値は、２Ｎｍとする。また、操舵反力オフセット量の変化量の上限は、１０Ｎｍ／ｓとする。そして、リミッタ処理部２４ｄは、制限後の操舵反力オフセット量を加算器２０ｃ（図２参照）に出力する。

（逸脱余裕時間に応じた反力演算部２５の構成）
図５は、逸脱余裕時間に応じた反力演算部２５の構成例を表すブロック図である。
図５に示すように、逸脱余裕時間に応じた反力演算部２５は、乗算器２５ａと、除算器２５ｂと、除算器２５ｃと、逸脱余裕時間選択部２５ｄと、逸脱余裕時間反力マップ演算部２５ｅとを備える。

乗算器２５ａは、ヨー角演算部２４ａが出力した算出結果（ヨー角）に車速を乗算する。そして、乗算器２５ａは、乗算結果（以下、車両Ａの横速度とも呼ぶ）を除算器２５ｂ及び除算器２５ｃに出力する。
除算器２５ｂは、横位置演算部２４ｂが出力した算出結果（現在位置での横位置）のうち、前方注視点での車両Ａから左道路白線までの距離（左道路白線に対する横位置）を、乗算器２５ａが出力した算出結果（横速度）で除算する。そして、除算器２５ｂは、除算結果（以下、左道路白線に対する逸脱余裕時間とも呼ぶ）を逸脱余裕時間選択部２５ｄに出力する。

除算器２５ｃは、横位置演算部２４ｂが出力した算出結果（現在位置での横位置）のうち、前方注視点での車両Ａから右道路白線までの距離（右道路白線に対する横位置）を、乗算器２５ａが出力した算出結果（横速度）で除算する。そして、除算器２５ｂは、除算結果（以下、右道路白線に対する逸脱余裕時間とも呼ぶ）を逸脱余裕時間選択部２５ｄに出力する。
逸脱余裕時間選択部２５ｄは、除算器２５ｂが出力した算出結果（左道路白線に対する逸脱余裕時間）及び除算器２５ｃが出力した算出結果（右道路白線に対する逸脱余裕時間）のうち短いほうを選択する。そして、逸脱余裕時間選択部２５ｄは、選択結果（以下、逸脱余裕時間とも呼ぶ）を逸脱余裕時間反力マップ演算部２５ｅに出力する。

逸脱余裕時間反力マップ演算部２５ｅは、車線維持制御部１０が出力した算出結果（切り替えゲイン）及び逸脱余裕時間選択部２５ｄが出力した算出結果（逸脱余裕時間）に基づいて、逸脱余裕時間に応じた反力を算出する。逸脱余裕時間に応じた反力は、逸脱余裕時間が３秒以上の範囲で最低値（例えば、ほぼ０）となり、逸脱余裕時間が０〜３秒の範囲で逸脱余裕時間が短いほど増大する（逸脱余裕時間に反比例した値となる）。そして、逸脱余裕時間反力マップ演算部２５ｅは、算出結果（逸脱余裕時間に応じた反力）を反力選択部２４ｃ（図４参照）に出力する。これにより、逸脱余裕時間に応じた反力は、逸脱余裕時間が短いほど増大する。

本実施形態では、逸脱余裕時間反力マップ演算部２５ｅは、逸脱余裕時間に応じた操舵反力トルクのマップ（逸脱余裕時間−反力変換マップ）を車線の切り増し側（逸脱側）と切り戻し側（逸脱回避側）との２種類用意する。例えば、逸脱余裕時間−反力変換マップとして、第１の逸脱側マップと、第１の逸脱回避側マップとを用意する。そして、それぞれのマップに対して切り替えゲインを適用することで、逸脱余裕時間に応じた反力を算出する。切り替えゲインの適用の詳細は後述する。

（横位置に応じた反力演算部２６）
図６は、横位置に応じた反力演算部２６の構成例を表すブロック図である。
図６に示すように、横位置に応じた反力演算部２６は、減算器２６ａと、減算器２６ｂと、横位置偏差選択部２６ｃと、横位置偏差反力マップ演算部２６ｄとを備える。
減算器２６ａは、横位置演算部２４ｂが出力した算出結果（車両Ａの現在位置での車両Ａから左道路白線までの距離（左道路白線に対する横位置））から予め定めた目標左横位置（例えば、９０ｃｍ）を減算する。そして、減算器２６ａは、減算結果（以下、左道路白線に対する横位置偏差とも呼ぶ）を横位置偏差選択部２６ｃに出力する。

減算器２６ｂは、横位置演算部２４ｂが出力した算出結果（車両Ａの現在位置での車両Ａから右道路白線までの距離（右道路白線に対する横位置））から予め定めた目標右横位置（例えば、９０ｃｍ）を減算する。そして、減算器２６ｂは、減算結果（以下、右道路白線に対する横位置偏差とも呼ぶ）を横位置偏差選択部２６ｃに出力する。
横位置偏差選択部２６ｃは、減算器２６ａが出力した算出結果（左道路白線に対する横位置偏差）及び減算器２６ｂが出力した算出結果（右道路白線に対する横位置偏差）のうち大きいほうを選択する。そして、横位置偏差選択部２６ｃは、選択結果（以下、横位置偏差とも呼ぶ）を横位置偏差反力マップ演算部２６ｄに出力する。

横位置偏差反力マップ演算部２６ｄは、車線維持制御部１０が出力した算出結果（切り替えゲイン）及び横位置偏差選択部２６ｃが出力した算出結果（横位置偏差）に基づいて、横位置に応じた反力を算出する。横位置に応じた反力は、横位置偏差が設定値未満の範囲で横位置偏差が大きくなるほど増大し、横位置偏差が設定値以上の範囲で最大値になる。そして、横位置偏差反力マップ演算部２６ｄは、算出結果（横位置に応じた反力）を反力選択部２４ｃ（図４参照）に出力する。これにより、横位置に応じた反力は、横位置偏差が長いほど増大する。

本実施形態では、横位置偏差反力マップ演算部２６ｄは、横位置に応じた操舵反力トルクのマップ（横位置偏差−反力変換マップ）を車線の切り増し側（逸脱側）と切り戻し側（逸脱回避側）との２種類用意する。例えば、横位置偏差−反力変換マップとして、第２の逸脱側マップと、第２の逸脱回避側マップとを用意する。そして、それぞれのマップに対して切り替えゲインを適用することで、横位置に応じた反力を算出する。切り替えゲインの適用の詳細は後述する。

なお、本実施形態では、上記の逸脱余裕時間反力マップ演算部２５ｅ及び横位置偏差反力マップ演算部２６ｄで使用される切り替えゲインは、車線維持制御部１０により算出される。ここでは、車線維持制御部１０と操舵反力制御部２０とはそれぞれ独立した構成としている。但し、実際には、車線維持制御部１０は、操舵反力制御部２０の一部でも良い。例えば、車線維持制御部１０は、操舵反力トルクオフセット部２４の一部でも良い。以下に、車線維持制御部１０の詳細について説明する。

（車線維持制御部１０の構成）
図７は、車線維持制御部１０の構成例を表すブロック図である。
図７に示すように、車線維持制御部１０は、補正操舵角設定部１０ａと、ラッチ操舵角更新部１０ｂと、切り替えゲイン演算部１０ｃとを備える。

（補正操舵角の設定）
図８は、補正操舵角の設定に関するフローチャートである。また、図９は、後述する現在操舵角、補正操舵角、及び無効操舵角の各々の関係と、図８に示す処理フローの各段階における現在操舵角及び補正操舵角の変化を示すグラフである。

補正操舵角設定部１０ａは、操舵角センサ１ｄが出力した検出結果（操舵角）に基づき、現在の操舵角（現在操舵角）が、補正に用いる操舵角（補正操舵角）に既定の無効操舵角を加算した操舵角以上（現在操舵角≧補正操舵角＋無効操舵角）であるか判断する（ステップＳ１０１）。ここでは、補正操舵角の初期値は０度である。無効操舵角はステアリングホイール１ａの切り返しにおける「遊び」（緩み）に相当する操舵角（不感帯）であり、この無効操舵角の分は回転しても無視する。なお、無効操舵角は、例えば１度である。無効操舵角は、予め設定された固定値でも良い。

現在操舵角が補正操舵角に無効操舵角を加算した操舵角以上である場合（ステップＳ１０１でＹｅｓ）、補正操舵角設定部１０ａは、補正操舵角を更新する（ステップＳ１０２）。ここでは、補正操舵角設定部１０ａは、補正操舵角を、現在操舵角から無効操舵角を減じた操舵角に置き換える（補正操舵角＝現在操舵角−無効操舵角）。なお、現在操舵角が補正操舵角に無効操舵角を加算した操舵角以上である場合とは、ステアリングホイール１ａを切り増し側（逸脱側）に切っている状況である。このとき、補正操舵角は、常に、現在操舵角から無効操舵角を減算した値を保っている。

現在操舵角が補正操舵角に無効操舵角を加算した操舵角以上ではない場合（ステップＳ１０１でＮｏ）、補正操舵角設定部１０ａは、現在操舵角が補正操舵角から無効操舵角を減じた操舵角以下（現在操舵角≦補正操舵角−無効操舵角）であるか判断する（ステップＳ１０３）。
現在操舵角が補正操舵角から無効操舵角を減じた操舵角以下である場合（ステップＳ１０３でＹｅｓ）、補正操舵角設定部１０ａは、補正操舵角を更新する（ステップＳ１０４）。ここでは、補正操舵角設定部１０ａは、補正操舵角を、現在操舵角に無効操舵角を加算した操舵角に置き換える（補正操舵角＝現在操舵角＋無効操舵角）。なお、現在操舵角が補正操舵角から無効操舵角を減じた操舵角以下である場合とは、ステアリングホイール１ａを切り戻し側（逸脱回避側）に切っている状況である。このとき、補正操舵角は、常に、現在操舵角に無効操舵角を加算した値を保っている。

ここで、補正操舵角設定部１０ａは、現在操舵角が０度（中立位置）になったか判断する（ステップＳ１０５）。現在操舵角が０度になっていない場合（ステップＳ１０５でＮｏ）には、未だステアリングホイール１ａを切り戻し側（逸脱回避側）に切っている状況であるため、上記の処理（ステップＳ１０４）で更新した補正操舵角を用いる。
現在操舵角が０度になった場合（ステップＳ１０５でＹｅｓ）、現在操舵角をそれ以上補正する必要がないため、補正操舵角設定部１０ａは、補正操舵角を直ちに０にする。すなわち、補正操舵角を初期化する。なお、車線維持制御において、現在操舵角が０度となるのは、車両が車線に沿って道なりに走行する時（例えば車線中央を走行する時）であると考えられる。車線がカーブである場合には、上記の現在操舵角の「０度」を「カーブ曲率又は転舵角に応じた最適な操舵角」としても良い。但し、実際には、これらの例に限定されない。

現在操舵角が補正操舵角から無効操舵角を減じた操舵角以下でない場合（ステップＳ１０３でＮｏ）、補正操舵角設定部１０ａは、補正操舵角を更新せずに現状維持する（ステップＳ１０７）。例えば、運転者がステアリングホイール１ａを切り増し側（逸脱側）に切り始めた状況で現在操舵角が無効操舵角以下である場合や、運転者がステアリングホイール１ａを回転させず一定の操舵角で固定している状況（保舵状態）で現在操舵角が変化していない場合には、補正操舵角設定部１０ａは、補正操舵角を更新せずに現状維持する。
補正操舵角設定部１０ａは、補正操舵角をラッチ操舵角更新部１０ｂに出力する（ステップＳ１０８）。

（ラッチ操舵角の更新）
図１０Ａは、ラッチ操舵角の更新に関するフローチャートである。
ラッチ操舵角更新部１０ｂは、操舵反力制御部２０から出力される指令操舵反力トルク（反力指令）を監視する。例えば、ラッチ操舵角更新部１０ｂは、操舵反力制御部２０から出力される指令操舵反力トルクを毎回ラッチしても良い。このとき、ラッチ操舵角更新部１０ｂは、少なくとも直近の２回分の指令値、すなわち指令操舵反力トルクの前回値（直前に出力した反力指令）と前々回値（その１つ前に出力した反力指令）とを保持する。そして、ラッチ操舵角更新部１０ｂは、指令操舵反力トルクの前回値が０又は前々回値と逆符号であるか判断する（ステップＳ２０１）。すなわち、ステアリングホイール１ａの回転方向の切り替え（切り増し→切り戻し、又は切り戻し→切り増し）があるか判断する。指令操舵反力トルクの前回値が０でも前々回値と逆符号でもない場合（ステップＳ２０１でＮｏ）、ステアリングホイール１ａの回転方向の切り替えがないため、補正操舵角をラッチ（保存）しない。すなわち、現在ラッチされている操舵角（ラッチ操舵角）を初期化しない。

指令操舵反力トルクの前回値が０又は前々回値と逆符号である場合（ステップＳ２０１でＹｅｓ）、ステアリングホイール１ａの回転方向の切り替えが発生したため、ラッチ操舵角更新部１０ｂは、補正操舵角設定部１０ａが出力した補正操舵角をラッチする（ステップＳ２０２）。すなわち、ラッチ操舵角を初期化するため、ラッチ操舵角の値に、その時点での補正操舵角を代入する（ラッチ操舵角＝補正操舵角）。

ラッチ操舵角更新部１０ｂは、ステアリングホイール１ａに左方向への操舵反力トルクが発生しているか判断する（ステップＳ２０３）。なお、ステアリングホイール１ａに左方向への操舵反力トルクが発生するのは、車両Ａが車線の右側の道路白線に近い又は近づいている状態であり、車両Ａを車線の中央側に戻そうとする左方向の反力が発生している状態である。
ステアリングホイール１ａに左方向への操舵反力トルクが発生している場合（ステップＳ２０３でＹｅｓ）、ラッチ操舵角更新部１０ｂは、図１０Ｂに示す左方向対応処理を行い、ラッチ操舵角を更新する。左方向対応処理の詳細は後述する。

また、ラッチ操舵角更新部１０ｂは、ステアリングホイール１ａに左方向への操舵反力トルクが発生していない場合（ステップＳ２０３でＮｏ）、ステアリングホイール１ａに右方向への操舵反力トルクが発生しているか判断する（ステップＳ２０４）。なお、ステアリングホイール１ａに右方向への操舵反力トルクが発生するのは、車両Ａが車線の左側の道路白線に近い又は近づいている状態であり、車両Ａを車線の中央側に戻そうとする右方向の反力が発生している状態である。

ステアリングホイール１ａに右方向への操舵反力トルクが発生している場合（ステップＳ２０４でＹｅｓ）、ラッチ操舵角更新部１０ｂは、図１０Ｃに示す右方向対応処理を行い、ラッチ操舵角を更新する。右方向対応処理の詳細は後述する。
ラッチ操舵角更新部１０ｂは、補正操舵角及びラッチ操舵角を切り替えゲイン演算部１０ｃに出力する（ステップＳ２０５）。

（左方向対応処理）
図１０Ｂは、ラッチ操舵角の更新における左方向対応処理に関するフローチャートである。
ステアリングホイール１ａに左方向への操舵反力トルクが発生している場合（図１０ＡのステップＳ２０３でＹｅｓ）、ラッチ操舵角更新部１０ｂは、補正操舵角がラッチ操舵角より大きい値（補正操舵角＞ラッチ操舵角）であるか判断する（ステップＳ２１１）。

補正操舵角がラッチ操舵角より大きくない場合（ステップＳ２１１でＮｏ）、ラッチ操舵角更新部１０ｂは、映像処理部４ａ及び操舵反力制御部２０が出力した検出結果（白線情報、指令操舵反力トルク）に基づいて、道路のカーブ曲率が閾値以上かつ指令操舵反力トルクがカーブ外側方向に閾値以上であるか判断する（ステップＳ２１２）。すなわち、ステアリングホイール１ａやコラムシャフト１ｂの捩れ（フリクション）分のトルクを検知できるか判断する。例えば、カーブを走行中に運転者がステアリングホイール１ａに加える力を緩めているときには、フリクションが発生しないため、フリクション分のトルクを検知できない。

補正操舵角がラッチ操舵角より大きい場合（ステップＳ２１１でＹｅｓ）、又は、道路のカーブ曲率が閾値以上かつ指令操舵反力トルクがカーブ外側方向に閾値以上である場合（ステップＳ２１２でＹｅｓ）、ラッチ操舵角更新部１０ｂは、補正操舵角をラッチする（ステップＳ２１３）。すなわち、ラッチ操舵角を更新するため、ラッチ操舵角の値に、その時点での補正操舵角を代入する（ラッチ操舵角＝補正操舵角）。すなわち、ラッチ操舵角の最大値が更新される。

道路のカーブ曲率が閾値以上かつ指令操舵反力トルクがカーブ外側方向に閾値以上ではない場合（ステップＳ２１２でＮｏ）、ラッチ操舵角更新部１０ｂは、補正操舵角が、ラッチ操舵角から操舵角ヒス（ヒステリシス値）を減じた操舵角より大きいか判断する（ステップＳ２１４）。なお、操舵角ヒスは、例えば１度である。操舵角ヒスは、予め設定された固定値でも良い。補正操舵角が、ラッチ操舵角から操舵角ヒスを減じた操舵角より大きくない場合（ステップＳ２１４でＮｏ）、ラッチ操舵角更新部１０ｂは、何もしない。

補正操舵角が、ラッチ操舵角から操舵角ヒスを減じた操舵角より大きい場合（ステップＳ２１４でＹｅｓ）、ラッチ操舵角更新部１０ｂは、補正操舵角に操舵角ヒスを加算した操舵角をラッチする（ステップＳ２１５）。これにより、ラッチ操舵角は更新され、補正操舵角に操舵角ヒスを加算した操舵角となる（ラッチ操舵角＝補正操舵角＋操舵角ヒス）。ここでは、ゲインを１よりも大きくしないために、ラッチ操舵角と補正操舵角との差分を操舵角ヒス分までとしている。

（右方向対応処理）
図１０Ｃは、ラッチ操舵角の更新における右方向対応処理に関するフローチャートである。
ステアリングホイール１ａに右方向への操舵反力トルクが発生している場合（図１０ＡのステップＳ２０４でＹｅｓ）、ラッチ操舵角更新部１０ｂは、補正操舵角がラッチ操舵角より小さい値（補正操舵角＜ラッチ操舵角）であるか判断する（ステップＳ２２１）。

補正操舵角がラッチ操舵角より小さくない場合（ステップＳ２２１でＮｏ）、ラッチ操舵角更新部１０ｂは、道路のカーブ曲率が閾値以上かつ指令操舵反力トルクがカーブ外側方向に閾値以上であるか判断する（ステップＳ２２２）。
補正操舵角がラッチ操舵角より小さい場合（ステップＳ２２１でＹｅｓ）、又は、道路のカーブ曲率が閾値以上かつ指令操舵反力トルクがカーブ外側方向に閾値以上である場合（ステップＳ２２２でＹｅｓ）、ラッチ操舵角更新部１０ｂは、補正操舵角をラッチする（ステップＳ２２３）。すなわち、ラッチ操舵角を更新するため、ラッチ操舵角の値に、その時点での補正操舵角を代入する（ラッチ操舵角＝補正操舵角）。

道路のカーブ曲率が閾値以上かつ指令操舵反力トルクがカーブ外側方向に閾値以上ではない場合（ステップＳ２２２でＮｏ）、ラッチ操舵角更新部１０ｂは、補正操舵角が、ラッチ操舵角に既定の操舵角ヒスを加算した操舵角より小さいか判断する（ステップＳ２２４）。補正操舵角が、ラッチ操舵角に操舵角ヒスを加算した操舵角より小さくない場合（ステップＳ２２４でＮｏ）、ラッチ操舵角更新部１０ｂは、何もしない。

補正操舵角が、ラッチ操舵角に操舵角ヒスを加算した操舵角より小さい場合（ステップＳ２２４でＹｅｓ）、ラッチ操舵角更新部１０ｂは、補正操舵角から操舵角ヒスを減じた操舵角をラッチする（ステップＳ２２５）。これにより、ラッチ操舵角は更新され、補正操舵角から操舵角ヒスを減じた操舵角となる（ラッチ操舵角＝補正操舵角−操舵角ヒス）。

（切り替えゲインの演算）
図１１は、切り替えゲイン（切り増しゲイン及び切り戻しゲイン）の演算に関するフローチャートである。
切り替えゲイン演算部１０ｃは、切り戻しゲインを設定する（ステップＳ３０１）。ここでは、切り戻しゲインに、ラッチ操舵角から補正操舵角を減じた操舵角を、操舵角ヒスで割った値を設定する（切り戻しゲイン＝（ラッチ操舵角−補正操舵角）／操舵角ヒス）。

切り替えゲイン演算部１０ｃは、切り増しゲインを設定する（ステップＳ３０２）。ここでは、切り増しゲインに、１から切り戻しゲインを減じた値を設定する（切り増しゲイン＝１−切り戻しゲイン）。
これにより、切り戻しゲインと切り増しゲインとの合計値が１になる範囲内で、切り戻しゲインと切り増しゲインとの値のバランスがとられる。したがって、切り戻しゲイン及び切り増しゲインはそれぞれ０から１の間で変動する。

切り替えゲイン演算部１０ｃは、算出結果（切り替えゲイン）を操舵反力制御部２０に出力する。ここでは、切り替えゲインは、切り戻しゲインと、切り増しゲインとを示す。すなわち、切り替えゲイン演算部１０ｃは、算出結果（切り替えゲイン）として、切り戻しゲイン及び切り増しゲインを操舵反力制御部２０に出力する。このとき、切り替えゲイン演算部１０ｃは、算出結果（切り替えゲイン）として、切り戻しゲイン及び切り増しゲインを、逸脱余裕時間反力マップ演算部２５ｅ（図５参照）及び横位置偏差反力マップ演算部２６ｄ（図６参照）に出力しても良い。

（他の実施例：操舵角に相当する情報を用いた切り替えゲインの演算）
上記の説明では、車線維持制御部１０は、操舵角を用いて切り替えゲインを算出している。但し、実際には、操舵角に限らず、操舵角に相当する情報を用いて切り替えゲインを算出することも可能である。例えば、操舵角に相当する情報として、ステアリングホイールに発生する操舵トルクや、道路形状から推定される推定ヨーレート（ヨー角の変化速度）と実際に発生している実ヨーレートとの差分等を用いて切り替えゲインを算出しても良い。

操舵角、操舵トルク、及びヨーレートの差分はいずれも、ステアリングホイールの操舵状態が逸脱方向に大きくなるに従って大きな値となる操舵状態値である。
（ａ）操舵トルク
操舵角の代わりに操舵トルクを用いて切り替えゲインを算出する場合、上記の説明において、操舵角を操舵トルクと読み替える。操舵角と操舵トルクとは、いずれもステアリングホイール１ａの回転の度合いを示す値であるため、互換性がある。例えば、操舵角はステアリングホイール１ａの回転角を示し、操舵トルクはステアリングホイール１ａの回転方向の力を示す。なお、操舵トルクについては、トルクセンサ１ｅ（図１参照）が操舵トルクを検出し、検出結果を車線維持制御部１０に出力するようにしても良い。

（ｂ）推定ヨーレートと実ヨーレートとの差分
操舵角の代わりに推定ヨーレートと実ヨーレートとの差分を用いて切り替えゲインを算出する場合、上記の説明において、操舵角を推定ヨーレートと実ヨーレートとの差分と読み替える。例えば、推定ヨーレートは、車線に沿って道なりに走行していると仮定した場合のヨーレートを表す推定値であり、実ヨーレートは、現在のヨーレートを表す実測値である。推定ヨーレートと実ヨーレートとの差分は、操舵角と同じく、ステアリングホイール１ａの操舵に応じて変化する値である。なお、推定ヨーレートについては、目標ヨーレート演算部３２ｇ（図１７参照）が目標ヨーレートを算出し、算出結果を推定ヨーレートとして車線維持制御部１０に出力するようにしても良い。また、実ヨーレートについては、各種センサ７の１つとして更にヨーレートセンサ７ｄ（図示せず）を設け、このヨーレートセンサ７ｄが車両Ａのヨーレートを検出し、検出結果を実ヨーレートとして車線維持制御部１０に出力するようにしても良い。

（切り替えゲインの適用）
図１２は、切り替えゲインの適用に関するフローチャートである。なお、切り替えゲインの適用は、逸脱余裕時間反力マップ演算部２５ｅ（図５参照）及び横位置偏差反力マップ演算部２６ｄ（図６参照）のそれぞれにおいて実施するが、使用するマップと情報（逸脱余裕時間、横位置偏差）が異なる点以外は、基本的に共通である。

逸脱余裕時間反力マップ演算部２５ｅ及び横位置偏差反力マップ演算部２６ｄの各々は、切り戻しゲインを切り戻し側（逸脱回避側）のマップに乗じて切り戻し操舵反力トルクを算出する（ステップＳ４０１）。
例えば、逸脱余裕時間反力マップ演算部２５ｅは、逸脱余裕時間を用いて、図１３又は図１４に示す切り戻し側（逸脱回避側）の逸脱余裕時間−反力変換マップ（第１の逸脱回避側マップ）から逸脱余裕時間に応じた操舵反力トルクを取得し、逸脱余裕時間に応じた操舵反力トルクに切り戻しゲインを乗じて、逸脱余裕時間に応じた切り戻し操舵反力トルクを算出する。
また、横位置偏差反力マップ演算部２６ｄは、横位置偏差を用いて、図１５又は図１６に示す切り戻し側（逸脱回避側）の横位置偏差−反力変換マップ（第２の逸脱回避側マップ）から横位置偏差に応じた操舵反力トルクを取得し、横位置偏差に応じた操舵反力トルクに切り戻しゲインを乗じて、横位置偏差に応じた切り戻し操舵反力トルクを算出する。

逸脱余裕時間反力マップ演算部２５ｅ及び横位置偏差反力マップ演算部２６ｄの各々は、切り増しゲインを切り増し側（逸脱側）のマップに乗じて切り増し操舵反力トルクを算出する（ステップＳ４０２）。
例えば、逸脱余裕時間反力マップ演算部２５ｅは、逸脱余裕時間を用いて、図１３又は図１４に示す切り増し側（逸脱側）の逸脱余裕時間−反力変換マップ（第１の逸脱側マップ）から逸脱余裕時間に応じた操舵反力トルクを取得し、逸脱余裕時間に応じた操舵反力トルクに切り増しゲインを乗じて、逸脱余裕時間に応じた切り増し操舵反力トルクを算出する。
また、横位置偏差反力マップ演算部２６ｄは、横位置偏差を用いて、図１５又は図１６に示す切り増し側（逸脱側）の横位置偏差−反力変換マップ（第２の逸脱側マップ）から横位置偏差に応じた転舵角を取得し、横位置偏差に応じた転舵角に切り増しゲインを乗じて、横位置偏差に応じた切り増し操舵反力トルクを算出する。

逸脱余裕時間反力マップ演算部２５ｅ及び横位置偏差反力マップ演算部２６ｄの各々は、切り戻し操舵反力トルクに切り増し操舵反力トルクを加算して合計操舵反力トルクを算出する（ステップＳ４０３）。
例えば、逸脱余裕時間反力マップ演算部２５ｅは、逸脱余裕時間に応じた切り戻し操舵反力トルクに、逸脱余裕時間に応じた切り増し操舵反力トルクを加算して、逸脱余裕時間に応じた合計操舵反力トルクを算出する。
また、横位置偏差反力マップ演算部２６ｄは、横位置偏差に応じた切り戻し操舵反力トルクに、横位置偏差に応じた切り増し操舵反力トルクを加算して、横位置偏差に応じた合計操舵反力トルクを算出する。

逸脱余裕時間反力マップ演算部２５ｅ及び横位置偏差反力マップ演算部２６ｄの各々は、加算結果（合計操舵反力トルク）を指令値として、反力選択部２４ｃ（図４参照）に出力する（ステップＳ４０４）。
例えば、逸脱余裕時間反力マップ演算部２５ｅは、逸脱余裕時間に応じた合計操舵反力トルクを、逸脱余裕時間に応じた反力として、反力選択部２４ｃ（図４参照）に出力する。
また、横位置偏差反力マップ演算部２６ｄは、横位置偏差に応じた合計操舵反力トルクを、横位置偏差に応じた反力として、反力選択部２４ｃ（図４参照）に出力する。

このように、逸脱余裕時間反力マップ演算部２５ｅ及び横位置偏差反力マップ演算部２６ｄの各々は、横位置に応じて、切り戻し側（逸脱回避側）と切り増し側（逸脱側）との２種類のマップのマップ引きを行って操舵反力トルクを取得し、切り戻し側（逸脱回避側）の操舵反力トルクに切り戻しゲインを乗じ、切り増し側（逸脱側）の操舵反力トルクに切り増しゲインを乗じて、それらの乗算結果を合算する。すなわち、切り戻しゲインと切り増しゲインとを用いて、２種類のマップのブレンド（混合）を行う。

（マップの遷移）
図１３は、車両Ａが左方向の車線端部に寄っている場合の逸脱余裕時間−反力変換マップの説明図である。図１４は、車両Ａが右方向の車線端部に寄っている場合の逸脱余裕時間−反力変換マップの説明図である。図１５は、車両Ａが左方向の車線端部に寄っている場合の横位置偏差−反力変換マップの説明図である。図１６は、車両Ａが右方向の車線端部に寄っている場合の横位置偏差−反力変換マップの説明図である。

図１３〜図１６において、本実施形態に係る車線維持支援装置は、運転者がステアリングホイール１ａを切って車線中央から車線端部に寄っていく時（図中のＸ点）には、切り増し側（逸脱側）のマップに基づいて反力を算出する。具体的には、切り増し側（逸脱側）のマップから得られる反力に切り増しゲインを乗じた値と、切り戻し側（逸脱回避側）のマップから得られる反力に切り戻しゲインを乗じた値とを合算して反力を算出しているが、この間には切り増しゲインが１であり、切り戻しゲインが０であるため、結果として切り増し側（逸脱側）のマップから得られる反力のみ使用することになる。

次に、本実施形態に係る車線維持支援装置は、運転者がステアリングホイール１ａを切るのを止めた時（図中のＹ点）、反力制御によりステアリングホイール１ａが少し戻りつつ、切り増し側（逸脱側）のマップから切り戻し側（逸脱回避側）のマップに遷移する（図中のＹ点→Ｚ点）。具体的には、切り増し側（逸脱側）のマップから得られる反力に切り増しゲインを乗じた値と、切り戻し側（逸脱回避側）のマップから得られる反力に切り戻しゲインを乗じた値とを合算して反力を算出しているが、この間に、切り増しゲインが１から０に変化し、切り戻しゲインが０から１に変化するため、合算した反力において、切り増し側（逸脱側）のマップから得られる反力の占める割合は徐々に小さくなっていき、切り戻し側（逸脱回避側）のマップから得られる反力の占める割合は徐々に大きくなっていく。

次に、本実施形態に係る車線維持支援装置は、運転者がステアリングホイール１ａを切って車線端部から車線中央に戻っていく時（図中のＺ点）には、切り戻し側（逸脱回避側）のマップに基づいて反力を算出する。具体的には、切り増し側（逸脱側）のマップから得られる反力に切り増しゲインを乗じた値と、切り戻し側（逸脱回避側）のマップから得られる反力に切り戻しゲインを乗じた値とを合算して反力を算出しているが、この間には切り増しゲインが０であり、切り戻しゲインが１であるため、結果として切り戻し側（逸脱回避側）のマップから得られる反力のみ使用することになる。

本実施形態によれば、逸脱側に対する反力を大きく設計しても、逸脱回避側では反力が弱まるため、挙動への影響が少ない。そのため、大きな反力伝達と、少ない挙動への影響との両立が可能となる。また、逸脱余裕時間−反力変換マップと横位置偏差−反力変換マップとは、同じ切り替えゲインを用いて切り替えているため、逸脱余裕時間−反力変換マップの切り替えと、横位置偏差−反力変換マップの切り替えとは、同時に行うことになる。

（転舵制御部３０の構成）
図１７は、転舵制御部３０の構成例を表すブロック図である。
図１７に示すように、転舵制御部３０は、ＳＢＷ指令転舵角演算部３１と、外乱抑制指令転舵角演算部３２と、加算器３０ａとを備える。
ＳＢＷ指令転舵角演算部３１は、操舵角センサ１ｄ及び車速センサ７ａが出力した検出結果（操舵角、車速）に基づいて、ステアリングホイール１ａの操舵に応じた左右前輪５ＦＬ、５ＦＲの転舵角とするための転舵角（ＳＢＷ指令転舵角）を算出する。そして、ＳＢＷ指令転舵角演算部３１は、算出結果を加算器３０ａに出力する。

外乱抑制指令転舵角演算部３２は、車速センサ７ａ及び映像処理部４ａが出力した検出結果（車速、白線情報）に基づいて、ＳＢＷ指令転舵角演算部３１が出力した算出結果（ＳＢＷ指令転舵角）を補正するための転舵角（外乱抑制指令転舵角）を算出する。例えば、外乱抑制指令転舵角は、外乱により発生したヨー角（後述）等を低減するための転舵角である。そして、外乱抑制指令転舵角演算部３２は、算出結果を加算器３０ａに出力する。

加算器３０ａは、ＳＢＷ指令転舵角演算部３１が出力した算出結果（ＳＢＷ指令転舵角）に外乱抑制指令転舵角演算部３２が出力した算出結果（外乱抑制指令転舵角）を加算する。これにより、加算器３０ａは、ＳＢＷ指令転舵角を外乱抑制指令転舵角で補正する。そして、加算器３０ａは、加算結果を、指令転舵角（転舵指令）として転舵モータ用電流ドライバ９ｂに出力する。

（外乱抑制指令転舵角演算部３２の構成）
図１８は、外乱抑制指令転舵角演算部３２の構成例を表すブロック図である。
図１８に示すように、外乱抑制指令転舵角演算部３２は、ヨー角演算部３２ａと、曲率演算部３２ｂと、横位置演算部３２ｃと、ヨー角に応じた反発力演算部３３と、横位置に応じた反発力演算部３４と、加算器３２ｄと、目標ヨーモーメント演算部３２ｅと、目標ヨー加速度演算部３２ｆと、目標ヨーレート演算部３２ｇと、指令転舵角演算部３２ｈと、リミッタ処理部３２ｉとを備える。

ヨー角演算部３２ａは、車速センサ７ａ及び映像処理部４ａが出力した検出結果（車速、白線情報）に基づいて、前方注視点でのヨー角を算出する。前方注視点でのヨー角としては、例えば、設定時間（例えば、０．５秒）後に走行車線（道路白線）と車両Ａ進行方向とのなす角度がある。そして、ヨー角演算部３２ａは、算出結果をヨー角に応じた反発力演算部３３及び横位置に応じた反発力演算部３４に出力する。

曲率演算部３２ｂは、車速センサ７ａ及び映像処理部４ａが出力した検出結果（車速、白線情報）に基づいて、前方注視点での道路白線の曲率を算出する。前方注視点での道路白線の曲率としては、例えば、設定時間（０．５秒）後の車両Ａ位置の走行車線（道路白線）の曲率がある。そして、曲率演算部３２ｂは、算出結果をヨー角に応じた反発力演算部３３及び横位置に応じた反発力演算部３４に出力する。

横位置演算部３２ｃは、映像処理部４ａが出力した検出結果（白線情報）に基づいて、前方注視点での車両Ａから道路白線までの距離（横位置）（以下、前方注視点での横位置とも呼ぶ）を算出する。前方注視点での横位置としては、例えば、設定時間（０．５秒）後の車両Ａ位置から道路白線までの距離（横位置）がある。そして、横位置演算部３２ｃは、算出結果を横位置に応じた反発力演算部３４に出力する。

ヨー角に応じた反発力演算部３３は、ヨー角演算部３２ａ、曲率演算部３２ｂ、及び車速センサ７ａが出力した検出結果（前方注視点でのヨー角、前方注視点での道路白線の曲率、車速）に基づいて、ヨー角フィードバック制御（転舵制御）を行う。ヨー角フィードバック制御では、外乱により発生したヨー角を低減するための車両Ａの反発力（以下、ヨー角に応じた反発力とも呼ぶ）を算出する。これにより、ヨー角フィードバック制御では、前方注視点でのヨー角に基づいて当該ヨー角が低減する方向へ左右前輪５ＦＬ、５ＦＲの転舵角を制御する。そして、ヨー角に応じた反発力演算部３３は、算出結果を加算器３２ｄに出力する。ヨー角に応じた反発力演算部３３の詳細は後述する。

横位置に応じた反発力演算部３４は、ヨー角演算部３２ａ、曲率演算部３２ｂ、横位置演算部３２ｃ、及び車速センサ７ａが出力した検出結果（前方注視点でのヨー角、前方注視点での道路白線の曲率、前方注視点での横位置、車速）に基づいて、横位置フィードバック制御（転舵角制御）を行う。横位置フィードバック制御では、外乱により発生した横位置変化を低減するための車両Ａの反発力（以下、横位置に応じた反発力とも呼ぶ）を算出する。これにより、横位置フィードバック制御では、前方注視点での横位置に基づいて車両Ａが走行車線の中央方向、つまり、横位置が低減する方向へ左右前輪５ＦＬ、５ＦＲの転舵角を制御する。そして、横位置に応じた反発力演算部３４は、算出結果を加算器３２ｄに出力する。横位置に応じた反発力演算部３４の詳細は後述する。

加算器３２ｄは、ヨー角に応じた反発力演算部３３が出力した算出結果（ヨー角に応じた反発力）、及び横位置に応じた反発力演算部３４が出力した算出結果（横位置に応じた反発力）を加算する。そして、加算器３２ｄは、加算結果（以下、横方向反発力とも呼ぶ）を目標ヨーモーメント演算部３２ｅに出力する。

目標ヨーモーメント演算部３２ｅは、加算器３２ｄが出力した算出結果（横方向反発力）に基づいて、目標ヨーモーメントを算出する。具体的には、目標ヨーモーメント演算部３２ｅは、横方向反発力、ホイールベースＷＨＥＥＬＢＡＳＥ、後輪軸重、及び前輪軸重に基づき、下記（１）式に従って目標ヨーモーメントＭ^＊を算出する。そして、目標ヨーモーメント演算部３２ｅは、算出結果を目標ヨー加速度演算部３２ｆに出力する。
Ｍ^＊＝横方向反発力×（後輪軸重／（前輪軸重＋後輪軸重））×ＷＨＥＥＬＢＡＳＥ ……（１）

目標ヨー加速度演算部３２ｆは、目標ヨーモーメント演算部３２ｅが出力した算出結果（目標ヨーモーメント）に基づいて、目標ヨー加速度を算出する。具体的には、目標ヨー加速度演算部３２ｆは、目標ヨーモーメントに予め定めたヨー慣性モーメント係数を乗算する。そして、目標ヨー加速度演算部３２ｆは、乗算結果を目標ヨー加速度として目標ヨーレート演算部３２ｇに出力する。
目標ヨーレート演算部３２ｇは、目標ヨー加速度演算部３２ｆが出力した算出結果（目標ヨー加速度）に基づいて、目標ヨーレートを算出する。具体的には、目標ヨーレート演算部３２ｇは、目標ヨー加速度に車頭時間を乗算する。そして、目標ヨーレート演算部３２ｇは、乗算結果を目標ヨーレートとして指令転舵角演算部３２ｈに出力する。

指令転舵角演算部３２ｈは、目標ヨーレート演算部３２ｇ及び車速センサ７ａが出力した検出結果（目標ヨーレート、車速）に基づいて、外乱抑制指令転舵角を算出する。具体的には、指令転舵角演算部３２ｈは、目標ヨーレートφ^＊、車速Ｖ、ホイールベースＷＨＥＥＬＢＡＳＥ、及び車両Ａの特性速度Ｖｃｈに基づき、下記（２）式に従って外乱抑制指令転舵角δｓｔ^＊を算出する。ここで、車両Ａの特性速度Ｖｃｈとしては、例えば、既知のアッカーマン方程式の中の、車両Ａのセルフステアリング特性を表すパラメータがある。そして、指令転舵角演算部３２ｈは、算出結果をリミッタ処理部３２ｉに出力する。
δｓｔ^＊＝（φ^＊×ＷＨＥＥＬＢＡＳＥ×（１＋（Ｖ／Ｖｃｈ）^２）×１８０）／（Ｖ×ＭＰＩ） ……（２）
なお、ＭＰＩは、予め定めた係数である。

リミッタ処理部３２ｉは、指令転舵角演算部３２ｈが出力した算出結果（外乱抑制指令転舵角δｓｔ^＊）の最大値及び変化率の上限を制限する。外乱抑制指令転舵角δｓｔ^＊の最大値は、コンベンショナルな操舵装置（操舵部１と転舵部２とが機械的に接続された操舵装置）において、ステアリングホイール１ａの操舵角が中立位置付近の遊びの角度範囲（例えば、左右３度）にあるときの当該遊びの範囲に対応する左右前輪５ＦＬ、５ＦＲの転舵角範囲（例えば、左右０．２度）とする。そして、リミッタ処理部３２ｉは、制限後の外乱抑制指令転舵角δｓｔ^＊を加算器３０ａ（図１７参照）に出力する。

（ヨー角に応じた反発力演算部３３の構成）
図１９は、ヨー角に応じた反発力演算部３３の構成例を表すブロック図である。
図１９に示すように、ヨー角に応じた反発力演算部３３は、上下限リミッタ３３ａと、設定ゲイン乗算部３３ｂと、車速補正ゲイン乗算部３３ｃと、曲率補正ゲイン乗算部３３ｄと、乗算器３３ｅとを備える。

上下限リミッタ３３ａは、ヨー角演算部３２ａが出力した算出結果（前方注視点でのヨー角）に上下限リミッタ処理を行う。上下限リミッタ処理では、例えば、ヨー角が正値の場合（道路白線と車両Ａ進行方向の延長線とが交差するときのヨー角を正とする）には、外乱を抑制可能な設定値以上の値で、且つ、車両Ａが振動的となる値及び運転者の操舵によって発生する値未満の正値（上限値。例えば、１度）とする。また、上下限リミッタ処理では、例えば、ヨー角が負の場合には０とする。そして、上下限リミッタ３３ａは、上下限リミッタ処理後のヨー角を設定ゲイン乗算部３３ｂに出力する。これにより、上下限リミッタ処理後のヨー角は、ヨー角が発生した場合にのみ正値となる。

設定ゲイン乗算部３３ｂは、上下限リミッタ３３ａが出力した算出結果（上下限リミッタ処理後のヨー角）に予め定めた設定ゲインを乗算する。設定ゲインは、例えば、制御量不足を回避しつつ応答性を確保できる値以上の値とする。また、設定ゲインは、車両Ａが振動的となる値、及び運転者が操舵角と転舵角との中立ずれを感じる値未満の値とする。そして、設定ゲイン乗算部３３ｂは、乗算結果（以下、上限値乗算後の設定ゲインとも呼ぶ）を乗算器３３ｅに出力する。

車速補正ゲイン乗算部３３ｃは、車速センサ７ａが出力した検出結果（車速）に予め定めた車速補正ゲインを乗算する。車速補正ゲインは、例えば、車速が０〜７０ｋｍ／ｈの範囲で最大値となり、車速７０〜１３０ｋｍ／ｈの範囲で車速が大きくなるほど減少し、車速１３０ｋｍ／ｈ以上の範囲で最小値（例えば、ほぼ０）となる。そして、車速補正ゲイン乗算部３３ｃは、乗算結果を乗算器３３ｅに出力する。

曲率補正ゲイン乗算部３３ｄは、曲率演算部３２ｂが出力した検出結果（前方注視点での曲率）に予め定めた曲率補正ゲインを乗算する。曲率補正ゲインは、例えば、曲率がＲ１〜Ｒ２（＞Ｒ１）の範囲で最大値となり、曲率がＲ２〜Ｒ３（＞Ｒ２）の範囲で曲率が大きくなるほど減少し、曲率Ｒ３以上の範囲で最小値（例えば、ほぼ０）となる。そして、曲率補正ゲイン乗算部３３ｄは、乗算結果を乗算器３３ｅに出力する。これにより、曲率補正ゲイン乗算部３３ｄは、前方注視点での曲率が大きいほど乗算結果を低減できる。

乗算器３３ｅは、設定ゲイン乗算部３３ｂ、車速補正ゲイン乗算部３３ｃ及び曲率補正ゲイン乗算部３３ｄが出力した算出結果を互いに乗算する。そして、乗算結果をヨー角に応じた反発力として加算器３２ｄに出力する。これにより、乗算器３３ｅは、外乱抑制指令転舵角演算部３２は、ヨー角が発生した場合にのみヨー角フィードバック制御を行う。
また、乗算器３３ｅ（転舵制御部３０）は、前方注視点での曲率が大きいほど、ヨー角に応じた反発力の絶対値を低減できる。それゆえ、転舵制御部３０は、例えば、車両Ａが曲率半径の小さいカーブ（曲路）を走行する場合に、ヨー角に応じた反発力を低減できる。そのため、転舵制御部３０は、ヨー角が低減する方向への左右前輪５ＦＬ、５ＦＲの転舵を抑制できる。これにより、運転者は、より意図に応じた経路で車両Ａを運転できる。

（横位置に応じた反発力演算部３４の構成）
図２０は、横位置に応じた反発力演算部３４の構成例を表すブロック図である。
図２０に示すように、横位置に応じた反発力演算部３４は、減算器３４ａと、上下限リミッタ３４ｂと、距離補正ゲイン乗算部３４ｃと、横位置フィードバックゲイン乗算部３４ｄと、車速補正ゲイン乗算部３４ｅと、曲率補正ゲイン乗算部３４ｆとを備える。

減算器３４ａは、予め定めた横位置閾値（例えば、９０ｃｍ）から、横位置演算部３２ｃが出力した算出結果（前方注視点での車両Ａから道路白線までの距離（横位置））を減算する。そして、減算器３４ａは、減算結果（以下、横位置偏差とも呼ぶ）を上下限リミッタ３４ｂに出力する。これにより、横位置偏差は、前方注視点での車両Ａから道路白線までの距離が９０ｃｍより小さい場合（隣接車線側である場合）にのみ正値となる。

上下限リミッタ３４ｂは、減算器３４ａが出力した算出結果（横位置偏差）に上下限リミッタ処理を行う。上下限リミッタ処理では、例えば、横位置偏差が正値である場合には予め定めた正値とし、横位置偏差が負値である場合には０とする。そして、上下限リミッタ３４ｂは、上下限リミッタ処理後の横位置偏差を乗算器３４ｇに出力する。これにより、上下限リミッタ処理後の横位置偏差は、前方注視点での車両Ａから道路白線までの距離が９０ｃｍより小さい場合（隣接車線側である場合）にのみ正値となる。

距離補正ゲイン乗算部３４ｃは、横位置演算部３２ｃが出力した算出結果（前方注視点での横位置）に距離補正ゲインを乗算する。距離補正ゲインは、例えば、車両Ａから道路白線までの距離（横位置）がＹ１〜Ｙ２（＞Ｙ１）の範囲で最大値となり、横位置がＹ２〜Ｙ３（＞Ｙ２）の範囲で横位置が大きくなるほど減少し、横位置がＹ３以上の範囲で最小値になる。そして、距離補正ゲイン乗算部３４ｃは、乗算結果（以下、補正後の道路白線までの距離とも呼ぶ）を横位置フィードバックゲイン乗算部３４ｄに出力する。

横位置フィードバックゲイン乗算部３４ｄは、距離補正ゲイン乗算部３４ｃが出力した算出結果（補正後の道路白線までの距離）に予め定めた横位置フィードバックゲインを乗算する。横位置フィードバックゲインは、例えば、制御量不足を回避しつつ応答性を確保できる設定値以上の値とする。また、横位置フィードバックゲインは、車両Ａが振動的になる値、及び運転者が中立ずれを感じる値未満の値とする。更に、横位置フィードバックゲインは、ヨー角フィードバックゲインよりも小さな値とする。そして、横位置フィードバックゲイン乗算部３４ｄは、乗算結果を乗算器３４ｇに出力する。

車速補正ゲイン乗算部３４ｅは、車速センサ７ａが出力した検出結果（車速）に予め定めた車速補正ゲインを乗算する。車速補正ゲインは、例えば、車速が０〜７０ｋｍ／ｈの範囲で最大値となり、車速７０〜１３０ｋｍ／ｈの範囲で車速が大きくなるほど減少し、車速１３０ｋｍ／ｈ以上の範囲で最小値（例えば、０）となる。そして、車速補正ゲイン乗算部３４ｅは、乗算結果を乗算器３４ｇに出力する。

曲率補正ゲイン乗算部３４ｆは、曲率演算部３２ｂが出力した検出結果（前方注視点での曲率）に予め定めた曲率補正ゲインを乗算する。曲率補正ゲインは、例えば、前方注視点での曲率がＲ１〜Ｒ２（＞Ｒ１）の範囲で最大値となり、曲率がＲ２〜Ｒ３（＞Ｒ２）の範囲で曲率が大きくなるほど減少し、曲率がＲ３以上の範囲で最小値（例えば、０）となる。そして、曲率補正ゲイン乗算部３４ｆは、乗算結果を乗算器３４ｇに出力する。

（横位置フィードバック制御の実行領域）
図２１は、横位置フィードバック制御の実行領域を表す図である。
乗算器３４ｇは、横位置フィードバックゲイン乗算部３４ｄ、車速補正ゲイン乗算部３４ｅ、及び曲率補正ゲイン乗算部３４ｆが出力した算出結果を互いに乗算する。そして、乗算器３４ｇは、乗算結果（以下、横位置に応じた反発力とも呼ぶ）を加算器３２ｄに出力する。これにより、外乱抑制指令転舵角演算部３２は、前方注視点での車両Ａから道路白線までの距離が９０ｃｍより小さい場合、つまり、道路白線から９０ｃｍの位置より隣接車線側である場合にのみ横位置フィードバック制御を行う。すなわち、図２１に示すように、走行車線中央付近は、横位置フィードバック制御を行わない領域（不感帯）となる。

また、乗算器３４ｇ（転舵制御部３０）は、前方注視点での曲率が大きいほど、横位置に応じた反発力の絶対値を低減できる。それゆえ、転舵制御部３０は、例えば、車両Ａが曲率半径の小さいカーブを走行する場合に、横位置に応じた反発力を低減できる。そのため、転舵制御部３０は、横位置が低減する方向への左右前輪５ＦＬ、５ＦＲの転舵を抑制できる。これにより、運転者は、より意図に応じた経路で車両Ａを運転できる。

（本実施形態の効果）
本実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
（１）本実施形態に係る車線維持支援装置は、運転者の操舵入力を受けるステアリングホイールと車両の向きを変える転舵輪とが機械的に切り離された車両において、車両の走行状況に応じた操舵反力トルクをステアリングホイールに付与することで、車両の車線維持制御を行う。このとき、車両の走行状況に応じた操舵反力トルクを求める処理として、車両が車線の逸脱方向に近づく際に操舵反力トルクを求める第１処理と、車両が車線の逸脱回避方向に近づく際に操舵反力トルクを求める第２処理と、を別々に実施可能となっている。また、車両の走行状況が同一のとき、第１処理により求められる操舵反力トルクのほうが、第２処理により求められる操舵反力トルクよりも大きい。

これにより、操舵入力の切り増し側（逸脱側）での反力と、切り戻し側（逸脱回避側）での反力とを別々に求めることが可能であり、操舵入力の切り増し又は切り戻しに応じて反力制御を切り替えることができる。
また、車両の走行状況が同一のときであっても、運転者が既にステアリングホイールを元に戻し始めており緩慢にステアリングホイールを戻すことが望まれる逸脱回避側よりも、車線端部に向かっており直ちにステアリングホイールを元に戻すことが望まれる逸脱側のほうが、大きい反力を得られるようになる。

（２）本実施形態に係る車線維持支援装置は、車両の走行状況としての車両が車線から逸脱するまでに要する時間を表す逸脱余裕時間に応じて第１処理と第２処理とを実施する。
これにより、逸脱余裕時間が短いほど操舵反力トルクが増大し、かつ、切り増し側（逸脱側）と切り戻し側（逸脱回避側）とで操舵反力トルクが異なるように制御することができる。
（３）本実施形態に係る車線維持支援装置は、車両の走行状況としての車両の車線における横位置に応じて第１処理と第２処理とを実施する。
これにより、横位置偏差が大きいほど操舵反力トルクが増大し、かつ、切り増し側（逸脱側）と切り戻し側（逸脱回避側）とで操舵反力トルクが異なるように制御することができる。

（４）本実施形態に係る車線維持支援装置は、操舵入力の方向の変化に応じて、第１処理により求められる操舵反力トルクと、第２処理により求められる操舵反力トルクとを切り替える。
これにより、操舵入力の方向に応じて、横位置に応じた操舵反力トルクを、車線の逸脱側と逸脱回避側との間で切り替えることができる。
（５）本実施形態に係る車線維持支援装置は、操舵入力の方向の変化があったときに操舵反力トルクの切り替えを遅らせる不感帯を有する。
これにより、操舵入力に対する反応を緩和し、急に方向が切り替わって挙動が不安定になるのを回避することができる。

（６）本実施形態に係る車線維持支援装置は、操舵入力の方向の変化に応じて操舵反力トルクを切り替える際に、切換前の操舵反力トルクの割合が徐々に減少し、切換後の操舵反力トルクの割合が徐々に増加するように、第１処理により求められる操舵反力トルクと第２処理により求められる操舵反力トルクとにそれぞれの割合を乗じて加算した値を、車両の走行状況に応じた操舵反力トルクとしてステアリングホイールに付与する。
これにより、逸脱側と逸脱回避側との間で、操舵反力トルクを円滑に切り替えながら制御することができる。

（７）本実施形態に係る車線維持支援装置は、ステアリングホイールの操舵状態が逸脱方向に大きくなるに従って大きな値となる操舵状態値が、その時点で保持している操舵状態値であるラッチ値よりも大きくなれば、その時点の操舵状態値でラッチ値を更新する一方で、その時点の操舵状態値が、その時点のラッチ値以下であればラッチ値を保持し、操舵状態値がその時点のラッチ値から予め設定されたヒステリシス値の分だけ小さい値に変化するまでの間は、第１処理により求められる操舵反力トルクの割合は徐々に減少し、第２処理により求められる操舵反力トルクの割合は徐々に増加するように、第１処理により求められる操舵反力トルクと第２処理により求められる操舵反力トルクとにそれぞれの割合を乗じて加算した値を、車両の走行状況に応じた操舵反力トルクとしてステアリングホイールに付与する。
これにより、逸脱側から逸脱回避側への操舵反力トルクの急激な変化を回避し、緩やかに操舵反力トルクが切り替わるように制御することができる。

（８）本実施形態に係る車線維持支援装置は、操舵状態値が、その時点のラッチ値からヒステリシス値の分だけ減じた値よりも小さくなった場合には、その時点の操舵状態値にヒステリシス値を加えた値でラッチ値を更新する。
これにより、逸脱側の操舵反力トルクと逸脱回避側の操舵反力トルクとのそれぞれの割合（切り替えゲイン）を１よりも大きくしないために、差分をヒステリシス値の分までとして、それぞれの割合を０〜１で変化させるようにすることができる。

（９）本実施形態に係る車線維持支援装置は、操舵反力トルクの値が０になった時点又は操舵反力トルクの符号が逆になった時点で、ラッチ値をその時点の操舵状態値で更新する初期化処理を行う。
これにより、ステアリングホイールに左方向への反力が発生している場合から、右方向への反力が発生している場合に切り替わった時に、ラッチ値を適切に更新することができる。

（１０）上記の操舵状態値は、ステアリングホイールの操舵角、ステアリングホイールに発生する操舵トルク、及び道路形状から推定される推定ヨーレートと実際に発生している実ヨーレートとの差分のうちのいずれかである。
すなわち、上記の操舵状態値として、操舵角、操舵トルク、及び推定ヨーレートと実ヨーレートとの差分のうちのいずれかを用いることができる。
なお、上記の操舵状態値として操舵角を用いる場合、上記のラッチ値はラッチ操舵角であり、上記のヒステリシス値は操舵角ヒスである。

また、操舵角と操舵トルクとは、いずれもステアリングホイールの回転の度合いを示す値であるため、互換性がある。例えば、操舵角はステアリングホイールの回転角を示し、操舵トルクはステアリングホイールの回転方向の力を示す。操舵トルクにより、車線中央からの逸脱の度合いを示す。
また、操舵角に相当する情報として、推定ヨーレートと実ヨーレートとの差分を用いることができる。例えば、推定ヨーレートは、車線に沿って道なりに走行していると仮定した場合のヨーレートであり、実ヨーレートは、実際のヨーレートである。推定ヨーレートと実ヨーレートとの差分により、車線中央からの逸脱の度合いを示す。

（１１）本実施形態に係る車線維持支援装置は、第１処理において操舵反力トルクを求めるために用いられる逸脱側マップと、第２処理において操舵反力トルクを求めるために用いられる逸脱回避側マップとを有する。
これにより、ステアバイワイヤシステムを用いた車両において、操舵入力の切り増し側（逸脱側）での反力を指示するマップと、切り戻し側（逸脱回避側）での反力を指示するマップとを用いて、操舵入力の切り増し又は切り戻しに応じて反力制御を切り替えることができる。

（変形例）
［逸脱余裕時間又は横位置のいずれか一方のみに応じた操舵反力トルクの算出］
上記の説明では、本実施形態に係る車線維持支援装置は、車両が車線から逸脱するまでに要する時間を表す逸脱余裕時間に応じた操舵反力トルクと、車両の車線における横位置に応じた操舵反力トルクとの両方を求めている。但し、実際には、いずれか一方の操舵反力トルクのみ求めるようにしても良い。この場合、図４に示す操舵反力トルクオフセット部２４において、逸脱余裕時間に応じた反力演算部２５と、横位置に応じた反力演算部２６とのうちいずれか一方のみ設ければ良い。若しくは、図４に示す操舵反力トルクオフセット部２４において、車両Ａが低速の場合には逸脱余裕時間に応じた反力演算部２５を利用し、車両Ａが高速の場合には横位置に応じた反力演算部２６を利用するようにしても良い。これにより、図４に示す操舵反力トルクオフセット部２４において、反力選択部２４ｃは不要となる。また、いずれか一方の操舵反力トルクのみ求めれば良いため、処理負荷が低減し、かつ、処理速度が向上する。

［マップの即時切り替え］
図１３〜図１６において、本実施形態に係る車線維持支援装置は、運転者がステアリングホイール１ａを切るのを止めた時（図中のＹ点）、その時点で切り増しゲインを１から０に即時更新し、切り戻しゲインを０から１に即時更新することで（図１１のステップＳ３０１、Ｓ３０２）、直ちに切り増し側（逸脱側）のマップから切り戻し側（逸脱回避側）のマップに遷移しても良い（図中のＹ点→Ｚ点）。

これにより、ステアリングホイール１ａの回転方向の切り替え時における切り替えゲインの演算及び操舵反力トルクの算出が単純化するため、処理の高速化と負荷低減を図ることができる。例えば、スポーツカーのように、高速で走行することが多く、処理の高速化が求められ、かつ、操舵反力トルクを急に切り替えても運転者への影響が少ない（あまり違和感がない）と推測される車種の場合には、上記のように、直ちに切り増し側（逸脱側）のマップから切り戻し側（逸脱回避側）のマップに遷移する。

［運転者の意図的な車線逸脱への対応］
上記の説明では、本実施形態に係る車線維持支援装置は、車両Ａが車線端部（道路白線）に寄っている場合に車両Ａを車線中央に戻すように車線維持制御する。但し、実際には、（I）走行車線から隣接車線に車線変更する場合、（II）本線車線から分流車線に移動する場合、（III）合流車線から本線車線に移動する場合、若しくは（IV）緊急時に路側帯に停車する場合、又は（V）道路沿いの店舗や駐車場等に進入する場合等のように、運転者が車線端部の外側への移動を所望する場合には、本実施形態に係る車線維持制御を中断するようにしても良い。

具体的には、取得した道路情報や白線情報等において車線端部の外側に車両Ａが進入可能な領域（他の車線、ジャンクション、サービスエリア、路側帯、店舗、公共施設、駐車場等）があるときに、（I）方向指示器を作動させている場合、（II）運転者が一定の角度（閾値）以上に切り増し側（逸脱側）にステアリングホイール１ａを切っている場合、又は（III）車両Ａを車線中央に戻す操舵反力トルクを発生させても運転者が切り増し側（逸脱側）にステアリングホイール１ａを切り続けている場合には、運転者が車線端部の外側への移動を所望していると判断して、本実施形態に係る車線維持制御を中断する。例えば、指令操舵反力トルクや指令転舵角を電流ドライバに出力しない。

反対に、取得した道路情報や白線情報等において車線端部の外側に車両Ａが進入可能な領域がない場合には、運転者が車線端部の外側への移動を所望していても、車線端部の外側への移動は不可能であると判断して、本実施形態に係る車線維持制御を無条件で実施する。
以上、本発明の実施形態を詳述してきたが、実際には、上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があっても本発明に含まれる。

１ 操舵部
１ａ ステアリングホイール
１ｂ コラムシャフト
１ｃ 反力モータ
１ｄ 操舵角センサ
１ｅ トルクセンサ
２ 転舵部
２ａ ピニオンシャフト
２ｂ ステアリングギア
２ｃ 転舵モータ
２ｄ 転舵角センサ
２ｅ ラックギア
２ｆ ラック
３ バックアップクラッチ
４ ＳＢＷコントローラ
４ａ 映像処理部
５ＦＬ、５ＦＲ 左右前輪
６ カメラ
７ 各種センサ
７ａ 車速センサ
７ｂ 加速度センサ
７ｃ ペダル操作センサ
８ ナビゲーションシステム
９ 電流ドライバ
９ａ 反力モータ用電流ドライバ
９ｂ 転舵モータ用電流ドライバ
１０ 車線維持制御部
１０ａ 補正操舵角設定部
１０ｂ ラッチ操舵角更新部
１０ｃ 切り替えゲイン演算部
２０ 操舵反力制御部
２１ 横力演算部
２２ 横力オフセット部
２３ ＳＡＴ演算部
２４ 操舵反力トルクオフセット部
２５ 逸脱余裕時間に応じた反力演算部
２５ｅ 逸脱余裕時間反力マップ演算部
２６ 横位置に応じた反力演算部
２６ｄ 横位置偏差反力マップ演算部
３０ 転舵制御部
３１ ＳＢＷ指令転舵角演算部
３２ 外乱抑制指令転舵角演算部
３３ ヨー角に応じた反発力演算部
３４ 横位置に応じた反発力演算部

Claims (12)

1. 運転者の操舵入力を受けるステアリングホイールと、
   前記ステアリングホイールと機械的に切り離された転舵輪と、
   車両の走行状況に応じた操舵反力トルクを求めて前記ステアリングホイールに付与する操舵反力制御部と、
   を備え、
   前記操舵反力制御部は、前記車両の走行状況に応じた操舵反力トルクを求める処理として、前記車両が車線の逸脱方向に近づく際に前記操舵反力トルクを求める第１処理と、前記車両が車線の逸脱回避方向に近づく際に前記操舵反力トルクを求める第２処理と、を別々に実施可能となっており、
   前記車両の走行状況が同一のとき、前記第１処理により求められる前記操舵反力トルクのほうが、前記第２処理により求められる前記操舵反力トルクよりも大きいことを特徴とする車線維持支援装置。
2. 前記操舵反力制御部は、前記車両の走行状況としての前記車両が車線から逸脱するまでに要する時間を表す逸脱余裕時間に応じて前記第１処理と前記第２処理とを実施する請求項１に記載の車線維持支援装置。
3. 前記操舵反力制御部は、前記車両の走行状況としての前記車両の車線における横位置に応じて前記第１処理と前記第２処理とを実施する請求項１又は請求項２に記載の車線維持支援装置。
4. 前記操舵反力制御部は、前記操舵入力の方向の変化に応じて、前記第１処理により求められる前記操舵反力トルクと、前記第２処理により求められる前記操舵反力トルクとを切り替える請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車線維持支援装置。
5. 前記操舵反力制御部は、前記操舵入力の方向の変化があったときに前記操舵反力トルクの切り替えを遅らせる不感帯を有する請求項４に記載の車線維持支援装置。
6. 前記操舵反力制御部は、前記操舵入力の方向の変化に応じて前記操舵反力トルクを切り替える際に、切換前の前記操舵反力トルクの割合が徐々に減少し、切換後の前記操舵反力トルクの割合が徐々に増加するように、前記第１処理により求められる前記操舵反力トルクと前記第２処理により求められる前記操舵反力トルクとにそれぞれの割合を乗じて加算した値を、前記車両の走行状況に応じた前記操舵反力トルクとして前記ステアリングホイールに付与する請求項４又は請求項５に記載の車線維持支援装置。
7. 前記操舵反力制御部は、前記ステアリングホイールの操舵状態が逸脱方向に大きくなるに従って大きな値となる操舵状態値が、その時点で保持している前記操舵状態値であるラッチ値よりも大きくなれば、その時点の前記操舵状態値でラッチ値を更新する一方で、その時点の前記操舵状態値が、その時点の前記ラッチ値以下であれば前記ラッチ値を保持し、前記操舵状態値がその時点の前記ラッチ値から予め設定されたヒステリシス値の分だけ小さい値に変化するまでの間は、前記第１処理により求められる前記操舵反力トルクの割合は徐々に減少し、前記第２処理により求められる前記操舵反力トルクの割合は徐々に増加するように、前記第１処理により求められる前記操舵反力トルクと前記第２処理により求められる前記操舵反力トルクとにそれぞれの前記割合を乗じて加算した値を、前記車両の走行状況に応じた前記操舵反力トルクとして前記ステアリングホイールに付与する請求項６に記載の車線維持支援装置。
8. 前記操舵反力制御部は、前記操舵状態値が、その時点の前記ラッチ値から前記ヒステリシス値の分だけ減じた値よりも小さくなった場合には、その時点の前記操舵状態値に前記ヒステリシス値を加えた値で前記ラッチ値を更新する請求項７に記載の車線維持支援装置。
9. 前記操舵反力制御部は、前記操舵反力トルクの値が０になった時点又は前記操舵反力トルクの符号が逆になった時点で、前記ラッチ値をその時点の前記操舵状態値で更新する初期化処理を行う請求項７又は請求項８に記載の車線維持支援装置。
10. 前記操舵状態値は、前記ステアリングホイールの操舵角、前記ステアリングホイールに発生する操舵トルク、及び道路形状から推定される推定ヨーレートと実際に発生している実ヨーレートとの差分のうちのいずれかである請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の車線維持支援装置。
11. 前記操舵反力制御部は、前記第１処理において前記操舵反力トルクを求めるために用いられる逸脱側マップと、前記第２処理において前記操舵反力トルクを求めるために用いられる逸脱回避側マップとを有する請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の車線維持支援装置。
12. 運転者の操舵入力を受けるステアリングホイールに、車両の走行状況に応じた操舵反力トルクを付与することで、前記車両の車線維持制御を行う車線維持支援方法において、
    前記車両が車線の逸脱方向に近づく際に前記操舵反力トルクを求める第１処理と、前記車両が車線の逸脱回避方向に近づく際に前記操舵反力トルクを求める第２処理と、を別々に実施し、
    前記車両の走行状況が同一のとき、前記第１処理により求められる前記操舵反力トルクのほうが、前記第２処理により求められる前記操舵反力トルクよりも大きいことを特徴とする車線維持支援方法。

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