JP2019001425A - 車両用操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】積分制御を用いて車両の操舵を制御する車両用操舵制御装置において、車両が積分制御を受けずに走行する状態から積分制御を受けて走行する状態に復帰する際、外乱補償値を操舵制御へ反映することを目的とする。【解決手段】車両用操舵制御装置１０１は、車両の状態量を検出する車両状態量検出部３と、車両と目標走行ラインとの位置偏差を積分する積分制御部７と、目標状態量と実際の状態量との偏差に基づきフィードバック制御量を演算するフィードバック制御量演算部８と、積分制御部７の積分値とフィードバック制御量とに基づき操舵制御量を演算する操舵制御量演算部９と、操舵制御量に基づき操舵制御を行う操舵制御実施部１０と、外乱補償値を推定する外乱補償値推定部５と、を備え、車両が操舵制御を受けて走行する状態に復帰する際、操舵制御量演算部９は、積分値に代えて外乱補償値に基づき操舵制御量を演算する。【選択図】図１

Description

この発明は、車両用操舵制御装置に関する。

従来、車両が所望の目標走行ラインに追従して走行するよう、転舵輪の操舵補助、または自動操舵を行う技術が知られている。

例えば第１に、車両前方に取り付けたカメラを用いて道路の白線を認識することで、車両が車線の中央を走行するように操舵制御を行う技術がある。第２に、衛星情報により自車位置と運転者が予め設定した目標地点とを把握し、これらの情報と地図データなどに基づき目標走行ラインを演算し、目標走行ラインに追従するように操舵制御を行う技術がある。

しかしながら、これらの技術においては、路面の横断勾配すなわちカント等により車両横方向に外乱が発生したり、操舵制御の制御量を検出するセンサ、例えば舵角センサにオフセット誤差が生じたりした際に、目標走行ラインと自車位置の間に定常偏差が生じたまま車両が走行してしまうという問題があった。

これらの問題に対して、例えば特許文献１では、外乱の影響を補償するために積分制御を用いる技術が開示されている。特許文献１に開示されている技術では、外乱量の符号が変化した場合に積分値を零にリセットすることで、積分値が外乱に対して不適切な値となることを防いでいる。

特許第５５２５３５７号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、自車位置が検出できないなどの理由で操舵制御が停止した場合、またはドライバーオーバーライドが生じた場合には、意図せず積分値が蓄積され、外乱に対して適切な値にならないという問題がある。なお、ドライバーオーバーライドとは、運転者が目標走行ラインを逸脱してハンドル操作を行う操舵介入のことである。

このような場合に積分値を零にリセットする、すなわち積分制御を停止すると、操舵制御の再開時またはドライバーオーバーライドの解除時の操舵制御量の初期値に、外乱に対する補償が含まれず、車両を目標走行ラインから離れる方向に制御してしまう恐れがある。

本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、積分制御を用いて車両の操舵を制御する車両用操舵制御装置において、車両が積分制御を受けずに走行する状態から積分制御を受けて走行する状態に復帰する際、外乱補償値を操舵制御へ反映することを目的とする。

本発明の車両用操舵制御装置は、車両が目標走行ラインに追従して走行するように、車両の転舵輪の操舵制御を行う車両用操舵制御装置であって、車両の状態量を検出する車両状態量検出部と、車両と目標走行ラインとの位置偏差を積分する積分制御部と、車両が目標走行ラインに追従するために目指すべき車両の状態量である目標状態量と実際の車両の状態量との偏差に基づき、Ｐ制御またはＰＤ制御によるフィードバック制御量を演算するフィードバック制御量演算部と、積分制御部の積分値とフィードバック制御量とに基づき車両の操舵制御を行うための操舵制御量を演算する操舵制御量演算部と、操舵制御量に基づき車両の転舵論の操舵制御を行う操舵制御実施部と、車両に対する横方向の外乱を補償するための外乱補償値を推定する外乱補償値推定部と、を備え、車両が操舵制御を受けずに走行する状態から操舵制御を受けて走行する状態に復帰する際、操舵制御量演算部は、積分値に代えて外乱補償値に基づき操舵制御量を演算する。

本発明の車両用操舵制御装置は、車両が目標走行ラインに追従して走行するように、車両の転舵輪の操舵制御を行う車両用操舵制御装置であって、車両の状態量を検出する車両状態量検出部と、車両と目標走行ラインとの位置偏差を積分する積分制御部と、車両が目標走行ラインに追従するために目指すべき車両の状態量である目標状態量と実際の車両の状態量との偏差に基づき、Ｐ制御またはＰＤ制御によるフィードバック制御量を演算するフィードバック制御量演算部と、積分制御部の積分値とフィードバック制御量とに基づき車両の操舵制御を行うための操舵制御量を演算する操舵制御量演算部と、操舵制御量に基づき車両の転舵論の操舵制御を行う操舵制御実施部と、車両に対する横方向の外乱を補償するための外乱補償値を推定する外乱補償値推定部と、を備え、車両が操舵制御を受けずに走行する状態から操舵制御を受けて走行する状態に復帰する際、操舵制御量演算部は、積分値に代えて外乱補償値に基づき操舵制御量を演算する。従って、車両が操舵制御を受けて走行する状態に復帰する際、外乱補償値を操舵制御へ反映することができる。

実施の形態１の車両用操舵制御装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１の車両用操舵制御装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１の車両用操舵制御装置のハードウェア構成図である。 実施の形態１の外乱補償値推定部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１の積分制御部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態２の車両用操舵制御装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態２の車両用操舵制御装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態２の外乱補償値推定部の動作を示すフローチャートである。

以下、この発明による車両用操舵制御装置を各実施の形態に従って図面を用いて説明する。なお、各実施の形態において、同一もしくは相当部分は同一符号で示し、重複する説明は省略する。

＜Ａ．実施の形態１＞
＜Ａ−１．構成＞
図１および図２は、実施の形態１に係る車両用操舵制御装置１０１の構成を示すブロック図である。図１は、操舵制御部６Ａの内部構成を省略した概略図であり、図２は、操舵制御部６Ａの内部構成を示した詳細図である。

図１に示すように、車両用操舵制御装置１０１は、操舵装置１、走行路認識部２、車両状態量検出部３、および転舵アクチュエータ２０を備えて構成される。

以下の説明で「車両」とは、操舵装置１を搭載した車両のことを指す。

車両状態量検出部３は、車両の車両状態量を検出する。車両状態量は、例えば操舵角、操舵角速度、操舵トルク、ヨーレート、横加速度、または路面反力トルクなどであるが、これらに限定されない。

走行路認識部２は、車両の前方を撮影するカメラなどから出力される映像信号に基づき、車両前方の走行路を認識する。さらに、走行路認識部２は、走行路の情報（以下、「走行路情報」と称する）、走行路に対する車両の相対位置を表す車両位置情報、および走行路の信頼度である走行路信頼度を出力する。

ここで、走行路信頼度は、走行路認識部２が走行路を認識しているか否かのいずれかの状態を示す２値で表される。走行路認識部２が走行路を認識している場合に走行路信頼度は高い値をとり、走行路認識部２が走行路を認識していない場合に走行路信頼度は低い値をとる。

走行路認識部２は、例えば走行路の左右両側にある白線を検知することにより、走行路を認識する。具体的には、走行路認識部２は公知の手法により、例えば車両前方の被写体の画像から、白線と周囲のコントラスト、白線幅、左右の白線間の距離である道路幅、白線角度、および曲率など、道路白線としての特徴点に基づいて左右の白線を抽出する。この場合、走行路認識部２は、白線の認識精度に応じて走行路信頼度を設定することができる。具体的には、走行路認識部２は、抽出した左右の白線における白点の画素数に応じ、白点の画素数が所定の閾値以上の場合は走行路信頼度が高い状態、閾値未満の場合は走行路信頼度が低い状態とする。

なお、白線を検知する方法は、走行路を認識する方法の一例であり、走行路認識部２は別の方法によって走行路を認識しても良い。

転舵アクチュエータ２０は、例えば、電動パワーステアリングの電動モータまたは油圧モータである。このモータの種類は特に限定せず、例えば直流モータまたは交流モータを用いることができる。

操舵装置１は、目標走行ライン設定部４、外乱補償値推定部５Ａ、操舵制御部６Ａを備えて構成される。

目標走行ライン設定部４は、走行路認識部２から走行路情報を取得し、走行路情報に基づき、車両を走行路に追従して走行させる際の目標となる目標走行ラインを走行路内に設定する。目標走行ラインは、例えば、走行路の右側の車線境界線である白線から所定の距離、例えば走行路幅の半分の距離だけ離れた位置に設定される。なお、目標走行ラインと車線境界線との間の所定の距離は、運転者が任意に設定しても良い。

外乱補償値推定部５Ａは、車両状態量検出部３から車両状態量を取得し、車両状態量に基づき、安定状態及び直進状態を判定する。そして、外乱補償値推定部５Ａは、判定条件が成立したときの操舵制御量を、外乱補償値として出力する。

図２に示すように、操舵装置１の操舵制御部６Ａは、積分制御部７、フィードバック制御量演算部８、操舵制御量演算部９、および操舵制御実施部１０を備えて構成される。

積分制御部７は、目標走行ライン設定部４から目標走行ラインの情報（以下、「目標走行ライン情報」と称する）を取得し、走行路認識部２から車両位置情報を取得する。積分制御部７は、通常時には、目標走行ライン情報と車両位置情報に基づき、車両の目標走行ラインに対する横方向偏差を積分する。ここで横方向とは、目標走行ラインに垂直な方向、または車両の進行方向に垂直な方向である。車両の目標走行ラインに対する横方向偏差とは、車両の位置と目標走行ラインとの横方向の距離である。但し、車両の位置ではなく車両前方の注視点の位置を用いても良い。つまり、車両前方の注視点と目標走行ラインとの横方向の距離を「車両の目標走行ラインに対する横方向偏差」としても良い。注視点は、例えば車両の進行方向において１０ｍ前方の地点に定められる。

積分制御部７は、操舵制御の停止時、またはドライバーオーバーライド時には、上記の横方向偏差の積分を停止し、前回の積分値を外乱補償値にリセットする。積分制御部７は、操舵制御の動作状況を示す情報を例えば操舵制御実施部１０から取得する。これらの状況下で、車両は目標走行ラインに追従するように制御されていないため、その時点における車両の目標走行ラインに対する横方向偏差を積分値に加えることは適切ではない。積分制御部７で演算された積分値は、積分制御量として積分制御部７から出力される。なお、上記の操舵制御の停止またはドライバーオーバーライドは、車両が目標走行ラインに追従するような操舵制御を受けずに走行する状態の一例である。

フィードバック制御量演算部８は、走行路認識部２から車両位置情報、車両状態量検出部３から車両状態量、目標走行ライン設定部４から目標走行ライン情報をそれぞれ取得する。フィードバック制御量演算部８はこれらの情報に基づき、車両の目標走行ラインに対する横方向偏差およびヨー角偏差を減少させるために目指すべき車両状態量である目標車両状態量を演算する。さらに、フィードバック制御量演算部８は、目標車両状態量と車両状態量検出部３から取得した車両状態量との偏差に基づきフィードバック制御を行い、フィードバック制御量を出力する。ここで行われるフィードバック制御は、積分制御を含まないＰ制御またはＰＤ制御である。なお、Ｐ制御およびＰＤ制御は公知であるため、ここでは説明を省略する。

操舵制御量演算部９は、積分制御部７から積分制御量を、フィードバック制御量演算部８からフィードバック制御量をそれぞれ取得し、両者を加算して操舵制御量を得る。

操舵制御実施部１０は、操舵制御量演算部９から操舵制御量を取得し、操舵制御量に基づき転舵アクチュエータ２０の駆動を指示する。ここで、操舵制御量は目標操舵角、目標ヨーレート、目標横加速度、または目標路面反力のいずれかである。操舵制御量を目標操舵角とする場合、操舵角を制御するシステムに対して本発明の効果を適用できる。また、操舵制御量を目標ヨーレートとする場合、ヨーレートを制御するシステムに対して本発明の効果を適用できる。また、操舵制御実施部１０は、走行路認識部２から走行路信頼度を取得し、走行路信頼度に基づき、操舵制御の作動、または停止を判定する。操舵制御実施部１０は、走行路信頼度が高い状態のときに操舵制御を作動可能と判断し、転舵アクチュエータ２０へ駆動を指示する。一方、操舵制御実施部１０は、走行路信頼度が低い状態のときに操舵制御を停止させる必要があると判断し、転舵アクチュエータ２０への駆動指示を停止する。

図３は、操舵装置１のハードウェア構成を示している。図３に示すように操舵装置１は、インタフェース（Ｉ／Ｆ）３１、プロセッサ３２、およびメモリ３３により実現する。Ｉ／Ｆ１０１、プロセッサ３２、およびメモリ３３は、互いにバス接続されている。プロセッサ３２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）などである。メモリ３３は、プログラムとして記述されたソフトウェア等を格納する。ここで「ソフトウェア等」とは、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアを指す。図１及び図２に示した操舵装置１の構成、すなわち目標走行ライン設定部４、外乱補償値推定部５Ａ、および操舵制御部６Ａは、プロセッサ３２がメモリ３３に格納されたプログラムを実行することにより、プロセッサ３２の機能として実現する。

インタフェース（Ｉ／Ｆ）１０１は、操舵装置１の外部にある外部装置、すなわち走行路認識部２、車両状態量検出部３、および転舵アクチュエータ２０と、操舵装置１との信号の入出力制御を行う。なお、図３では、外部装置として転舵アクチュエータ２０のみを示している。

＜Ａ−２．動作＞
図４は、外乱補償値推定部５Ａの動作を示すフローチャートである。以下、図４に沿って外乱補償値推定部５Ａの動作を説明する。図４のフローは、一定周期などで繰り返し行われる。

まず、外乱補償値推定部５Ａは車両状態量検出部３から車両状態量を取得する（ステップＳ１０１）。

次に、外乱補償値推定部５Ａは、車両状態量に基づき車両が安定状態か否かを判定する（ステップＳ１０２）。外乱補償値推定部５Ａは、車両状態量の変化量が閾値以下の状態が所定時間以上継続した場合に車両を安定状態と判定し、それ以外の場合に安定状態ではないと判定する。安定状態の判定に用いられる車両状態量は、操舵トルク、操舵角、操舵角速度、ヨーレート、横加速度、および車両進行方向と走行路がなす角のいずれか一つ、または幾つかの組み合わせである。操舵トルク、操舵角、および操舵角速度によれば、外乱補償値推定部５Ａはドライバーの操舵状態から安定状態を判定することができる。また、ヨーレート、横加速度、および車両進行方向と走行路がなす角によれば、外乱補償値推定部５Ａは車両の運動状態から安定状態を判定することができる。

外乱補償値推定部５Ａは、ステップＳ１０２で車両を安定状態と判定すると、車両が直進状態か否かを判定する（ステップＳ１０３）。外乱補償値推定部５Ａは、車両状態量が閾値以下の状態が所定時間以上継続した場合に車両を直進状態と判定し、それ以外のときに車両を直進状態ではないと判定する。直進状態の判定に用いられる車両状態量は、操舵トルク、操舵角、操舵角速度、ヨーレート、横加速度、および車両進行方向と走行路がなす角、のいずれか一つ、または幾つかの組み合わせである。また、外乱補償値推定部５Ａは、走行路情報に含まれる走行路の曲率情報を用いて直進状態の判定を行っても良い。操舵トルク、操舵角、および操舵角速度によれば、外乱補償値推定部５Ａはドライバーの操舵状態から直進状態を判定することができる。また、ヨーレート、横加速度、および車両進行方向と走行路がなす角によれば、外乱補償値推定部５Ａは車両の運動状態から直進状態を判定することができる。また、走行路の曲率によれば、外乱補償値推定部５Ａは走行路認識部２による走行路の認識結果から直進状態を判定することができる。

外乱補償値推定部５Ａは、ステップＳ１０３で車両を直進状態と判定すると、当該判定時点の操舵制御量を新たな外乱補償値として、外乱補償値を更新する。ここで、外乱補償値とする操舵制御量は、操舵角またはヨーレートのいずれかである。このように、外乱補償値推定部５Ａは、車両が直進状態の場合に限って操舵制御量を外乱補償値とする。車両が曲線路を走行中に操舵制御量を外乱補償値とすると、外乱補償値が曲線路特有の外乱に対する補償値となってしまい、直線路には適さない値となってしまう。しかし、直進状態の場合に限って操舵制御量を外乱補償値とすることにより、曲線路において定常的に発生する外乱の影響を取り除くことができる。

外乱補償値推定部５Ａは、ステップＳ１０２で車両が安定状態ではないと判定した場合、またはステップＳ１０３で車両が直進状態ではないと判定した場合、前回条件成立時の外乱補償値を保持する（ステップＳ１０５）。なお、外乱補償値の初期値は零とする。

外乱補償値推定部５Ａは、ステップＳ１０４またはステップＳ１０５で更新または保持された外乱補償値を出力する（ステップＳ１０６）。以上で、外乱補償値推定部５Ａの動作が終了する。

以上の処理により、車両が安定状態かつ直進状態にある場合には、現在の操舵制御量が新たな外乱補償値となる。車両が直進状態でなければ外乱補償値は更新されない。車両がカーブを走行する場合、走行路のバンク等が車両状態量に定常的な影響を与える。そのため、そのような場合には外乱補償値を更新しないことによって、より正確な外乱補償値を決定することができる。

図５は、積分制御部７の動作を示すフローチャートである。以下、図５に沿って積分制御部７の動作を説明する。図５のフローは、一定周期などで繰り返し行われる。

まず、積分制御部７は、走行路認識部２から走行路情報、目標走行ライン設定部４から目標走行ライン情報、車両状態量検出部３から車両状態量、外乱補償値推定部５Ａから外乱補償値をそれぞれ取得する（ステップＳ２０１）。

次に、積分制御部７は、操舵制御実施部１０から操舵制御の動作状況を取得し、操舵制御が作動中であるかどうかを判定する（ステップＳ２０２）。

積分制御部７は、操舵制御が作動中であると判定すると、ドライバーオーバーライド状態かどうかを判定する（ステップＳ２０３）。積分制御部７は、車両状態量が閾値以上である場合にドライバーオーバーライド状態と判定し、それ以外のときはドライバーオーバーライド状態ではないと判定する。ここで、ドライバーオーバーライド判定に用いられる車両状態量は、操舵トルク、操舵角、および操舵角速度のいずれか一つ、または幾つかの組み合わせである。例えば、積分制御部７は、操舵トルクからドライバーがハンドルを操舵しているか否かを判断することができ、これによりドライバーオーバーライド状態を判定することができる。

積分制御部７は、ドライバーオーバーライド状態ではないと判定すると、車両の目標走行ラインに対する横方向偏差の積分値を計算する（ステップＳ２０４）。これにより、操舵制御作動中かつドライバーオーバーライド状態でない場合に、車両の目標走行ラインに対する横方向偏差の積分値により外乱が補償される。

積分制御部７は、操舵制御が作動中でない場合、または操舵制御が作動中かつドライバーオーバーライド状態の場合に、積分値を外乱補償値にリセットする（ステップＳ２０５）。これにより、積分値が過剰に積算されることが防がれる。また、外乱補償値が積分値のリセット値であるため、操舵制御の再開時またはドライバーオーバーライド解除時の操舵制御量の初期値に、外乱補償値を反映させることができる。なお、ここで、積分制御部７は積分値を外乱補償値にリセットしたが、積分値を零にリセットした上で、操舵制御量に外乱補償値を加算しても良い。

積分制御部７は、ステップＳ２０４あるいはステップＳ２０５にて演算された積分値を積分制御量として出力する（ステップＳ２０６）。

＜Ａ−３．効果＞
実施の形態１にかかる車両用操舵制御装置１０１は、車両が目標走行ラインに追従して走行するように、車両の転舵輪の操舵制御を行う車両用操舵制御装置であって、車両の状態量を検出する車両状態量検出部３と、車両と目標走行ラインとの位置偏差を積分する積分制御部７と、車両が目標走行ラインに追従するために目指すべき車両の状態量である目標状態量と実際の車両の状態量との偏差に基づき、Ｐ制御またはＰＤ制御によるフィードバック制御量を演算するフィードバック制御量演算部８と、積分制御部７の積分値とフィードバック制御量とに基づき車両の操舵制御を行うための操舵制御量を演算する操舵制御量演算部９と、操舵制御量に基づき車両の転舵論の操舵制御を行う操舵制御実施部１０と、車両に対する横方向の外乱を補償するための外乱補償値を推定する外乱補償値推定部５Ａと、を備え、車両が操舵制御を受けずに走行する状態から操舵制御を受けて走行する状態に復帰する際、操舵制御量演算部９は、積分値に代えて外乱補償値に基づき操舵制御量を演算する。操舵制御の再開時に積分値が零から始まると、積分値が外乱に対する適正値まで蓄積されるまでの間、車両は外乱の影響を受けてしまう。しかし、上記の構成によれば、操舵制御の再開時に、直ちに外乱補償値を操舵制御へ反映することができる。従って、操舵制御の再開時に、横方向の外乱の影響を受けて目標走行ラインから離れる方向に車両を操舵制御してしまうことを抑制できる。

また、車両が操舵制御を受けずに走行する状態とは、操舵制御実施部１０が操舵制御を行わない状態、またはドライバーオーバーライドの状態である。車両用操舵制御装置１０１によれば、このような状態から操舵制御を再開したときに、操舵制御量演算部９は、積分値に代えて外乱補償値に基づき操舵制御量を演算する。従って、操舵制御の再開時に積分値が意図せず蓄積されることを防ぐことができる。

また、車両用操舵制御装置１０１において、積分制御部７は、車両の状態量に基づき積分を停止する。従って、車両用操舵制御装置１０１によれば、操舵制御の再開時に積分値が意図せず蓄積されることを防ぐことができる。

また、車両用操舵制御装置１０１において、外乱補償値推定部５Ａは、車両の状態量に基づき車両が安定状態か否かを判定し、車両が安定状態の場合には操舵制御量を外乱補償値とする。従って、外乱補償値推定部５Ａは、定常な外乱値を精度良く計算することができる。

＜Ｂ．実施の形態２＞
＜Ｂ−１．構成＞
図６および図７は、実施の形態２に係る車両用操舵制御装置１０２の構成を示すブロック図である。図６は、操舵制御部６Ｂの内部構成を省略した概略図であり、図２は、操舵制御部６Ｂの内部構成を示した詳細図である。

図６に示すように、車両用操舵制御装置１０２は、実施の形態１の車両用操舵制御装置１０１と比較すると、外乱補償値推定部５Ａに代えて外乱補償値推定部５Ｂを備え、操舵制御部６Ａに代えて操舵制御部６Ｂを備える。外乱補償値推定部５Ｂと操舵制御部６Ｂ以外の車両用操舵制御装置１０２の構成は、車両用操舵制御装置１０１の構成と同様であるため、以下では、車両用操舵制御装置１０２と異なる構成についてのみ説明を行う。

図７に示すように、操舵制御部６Ｂは、実施の形態１の操舵制御部６Ａの構成に加えて、フィードフォワード制御量演算部１１を備えている。

フィードフォワード制御量演算部１１は、走行路認識部２から走行路情報を取得する。そして、フィードフォワード制御量演算部１１は、走行路情報に含まれる走行路の曲率情報に基づき、フィードフォワード制御量を演算し、出力する。

外乱補償値推定部５Ｂは、フィードフォワード制御量演算部１１からフィードフォワード制御量を取得する。そして、外乱補償値推定部５Ｂは、車両の状態量に基づき車両が安定状態か否か、および直進状態か否かを判定し、車両が安定状態かつ直進状態であるときに、操舵制御量からフィードフォワード制御量を引いた値により外乱補償値を更新する。

＜Ｂ−２．動作＞
図８は、実施の形態２の外乱補償値推定部５Ｂの動作を示すフローチャートである。以下、図８に沿って外乱補償値推定部５Ｂの動作を説明する。

まず、外乱補償値推定部５Ｂは、車両状態量検出部３から車両状態量を、フィードフォワード制御量演算部１１からフィードフォワード制御量をそれぞれ取得する（ステップＳ３０１）。

次に、外乱補償値推定部５Ｂは、車両状態量に基づき車両が安定状態か否かを判定する（ステップＳ３０２）。本ステップは、図４のステップＳ１０２と同様であり、実施の形態１で既に説明しているため、ここでは詳細な説明を省略する。

外乱補償値推定部５Ｂは、ステップＳ３０２で車両を安定状態と判定すると、車両が直進状態か否かを判定する（ステップＳ３０３）。本ステップは、図４のステップＳ１０３と同様であり、実施の形態１で既に説明しているため、ここでは詳細な説明を省略する。

外乱補償値推定部５Ｂは、ステップＳ３０３で車両を直進状態と判定すると、現在すなわちステップＳ３０３の判定時点の操舵制御量からフィードフォワード制御量を除いた値で、外乱補償値を更新する（ステップＳ３０４）。なお、外乱補償値の初期値は零とする。ここで、外乱補償値とする操舵制御量は、操舵角またはヨーレートのいずれかである。

外乱補償値推定部５Ｂは、ステップＳ３０２で車両が安定状態ではないと判定した場合、またはステップＳ３０３で車両が直進状態ではないと判定した場合、前回条件成立時の外乱補償値を保持する（ステップＳ３０５）。

外乱補償値推定部５Ｂは、ステップＳ３０４またはステップＳ３０５で更新または保持された外乱補償値を出力する（ステップＳ１０６）。

以上で、外乱補償値推定部５Ｂの動作が終了する。この処理により、フィードフォワード制御による操舵制御量が外乱補償値から除かれるため、外乱補償が過補償とならない効果がある。

＜Ｂ−３．効果＞
実施の形態２に係る車両用操舵制御装置１０２は、実施の形態１に係る車両用操舵制御装置１０１の構成に加えて、車両の走行路の曲率情報に基づきフィードフォワード制御量を演算するフィードフォワード制御量演算部を備える。操舵制御量演算部９は、積分制御部７の積分値、フィードバック制御量、およびフィードフォワード制御量に基づき操舵制御量を演算し、外乱補償値推定部５Ｂは、車両の状態量に基づき車両が安定状態か否かを判定し、車両が安定状態の場合には操舵制御量からフィードフォワード制御量を減算した値を外乱補償値とする。このように、車両用操舵制御装置１０２では、フィードフォワード制御量が外乱補償値から除去されるため、外乱補償が過補償とならないようにすることができる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

１ 操舵装置、２ 走行路認識部、３ 車両状態量検出部、４ 目標走行ライン設定部、５Ａ，５Ｂ 外乱補償値推定部、６Ａ，６Ｂ 操舵制御部、７ 積分制御部、８ フィードバック制御量演算部、９ 操舵制御量演算部、１０ 操舵制御実施部、１１ フィードフォワード制御量演算部、２０ 転舵アクチュエータ、３１ インタフェース、３２ プロセッサ、３３ メモリ、１０１，１０２ 車両用操舵制御装置。

本発明の車両用操舵制御装置は、車両が目標走行ラインに追従して走行するように、車両の転舵輪の操舵制御を行う車両用操舵制御装置であって、車両の状態量を検出する車両状態量検出部と、車両と目標走行ラインとの位置偏差を積分する積分制御部と、車両が目標走行ラインに追従するために目指すべき車両の状態量である目標状態量と実際の車両の状態量との偏差に基づき、Ｐ制御またはＰＤ制御によるフィードバック制御量を演算するフィードバック制御量演算部と、積分制御部の積分値とフィードバック制御量とに基づき車両の操舵制御を行うための操舵制御量を演算する操舵制御量演算部と、操舵制御量に基づき車両の転舵論の操舵制御を行う操舵制御実施部と、車両に対する横方向の外乱を補償するための外乱補償値を推定する外乱補償値推定部と、を備え、車両が操舵制御を受けずに走行する状態から操舵制御を受けて走行する状態に復帰する際、操舵制御量演算部は、積分値に代えて、車両が操舵制御を受けずに走行している間の操舵角またはヨーレートのいずれかである外乱補償値に基づき操舵制御量を演算する。

本発明の車両用操舵制御装置は、車両が目標走行ラインに追従して走行するように、車両の転舵輪の操舵制御を行う車両用操舵制御装置であって、車両の状態量を検出する車両状態量検出部と、車両と目標走行ラインとの位置偏差を積分する積分制御部と、車両が目標走行ラインに追従するために目指すべき車両の状態量である目標状態量と実際の車両の状態量との偏差に基づき、Ｐ制御またはＰＤ制御によるフィードバック制御量を演算するフィードバック制御量演算部と、積分制御部の積分値とフィードバック制御量とに基づき車両の操舵制御を行うための操舵制御量を演算する操舵制御量演算部と、操舵制御量に基づき車両の転舵論の操舵制御を行う操舵制御実施部と、車両に対する横方向の外乱を補償するための外乱補償値を推定する外乱補償値推定部と、を備え、車両が操舵制御を受けずに走行する状態から操舵制御を受けて走行する状態に復帰する際、操舵制御量演算部は、積分値に代えて、車両が操舵制御を受けずに走行している間の操舵角またはヨーレートのいずれかである外乱補償値に基づき操舵制御量を演算する。従って、車両が操舵制御を受けて走行する状態に復帰する際、外乱補償値を操舵制御へ反映することができる。

インタフェース（Ｉ／Ｆ）３１は、操舵装置１の外部にある外部装置、すなわち走行路認識部２、車両状態量検出部３、および転舵アクチュエータ２０と、操舵装置１との信号の入出力制御を行う。なお、図３では、外部装置として転舵アクチュエータ２０のみを示している。

Claims (14)

1. 車両が目標走行ラインに追従して走行するように、前記車両の転舵輪の操舵制御を行う車両用操舵制御装置であって、
   前記車両の状態量を検出する車両状態量検出部と、
   前記車両と前記目標走行ラインとの位置偏差を積分する積分制御部と、
   前記車両が前記目標走行ラインに追従するために目指すべき前記車両の状態量である目標状態量と実際の前記車両の状態量との偏差に基づき、Ｐ制御またはＰＤ制御によるフィードバック制御量を演算するフィードバック制御量演算部と、
   前記積分制御部の積分値と前記フィードバック制御量とに基づき前記車両の操舵制御を行うための操舵制御量を演算する操舵制御量演算部と、
   前記操舵制御量に基づき前記車両の転舵論の操舵制御を行う操舵制御実施部と、
   前記車両に対する横方向の外乱を補償するための外乱補償値を推定する外乱補償値推定部と、を備え、
   前記車両が前記操舵制御を受けずに走行する状態から前記操舵制御を受けて走行する状態に復帰する際、前記操舵制御量演算部は、前記積分値に代えて前記外乱補償値に基づき前記操舵制御量を演算する、
   車両用操舵制御装置。
2. 前記操舵制御を受けずに走行する状態とは、前記操舵制御実施部が前記操舵制御を行わない状態、またはドライバーオーバーライドの状態である、
   請求項１に記載の車両用操舵制御装置。
3. 前記積分制御部は、前記車両の状態量に基づき前記積分を停止する、
   請求項１又は２に記載の車両用操舵制御装置。
4. 前記車両の状態量は、前記車両の操舵トルクを含み、
   前記積分制御部は、前記操舵トルクに基づき前記積分を停止する、
   請求項３に記載の車両用操舵制御装置。
5. 前記外乱補償値推定部は、前記車両の状態量に基づき前記車両が安定状態か否かを判定し、前記車両が安定状態の場合には前記操舵制御量を前記外乱補償値とする、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の車両用操舵制御装置。
6. 前記外乱補償値推定部は、前記車両の操舵トルク、操舵角、操舵角速度、ヨーレート、横加速度、および進行方向と走行路がなす角、の少なくともいずれか一つに基づき、前記車両が安定状態か否かを判定する、
   請求項５に記載の車両用操舵制御装置。
7. 前記外乱補償値推定部は、前記車両の状態量に基づき前記車両が直進状態か否かを判定し、前記車両が安定状態かつ直進状態の場合には前記操舵制御量を前記外乱補償値とする、
   請求項５または６に記載の車両用操舵制御装置。
8. 前記外乱補償値推定部は、前記車両の操舵トルク、操舵角、操舵角速度、ヨーレート、横加速度、進行方向と走行路がなす角、および走行路の曲率の少なくともいずれか一つに基づき、前記車両が直進状態か否かを判定する、
   請求項７に記載の車両用操舵制御装置。
9. 前記車両の走行路の曲率情報に基づきフィードフォワード制御量を演算するフィードフォワード制御量演算部をさらに備え、
   前記操舵制御量演算部は、前記積分制御部の積分値、前記フィードバック制御量、および前記フィードフォワード制御量に基づき前記操舵制御量を演算し、
   前記外乱補償値推定部は、前記車両の状態量に基づき前記車両が安定状態か否かを判定し、前記車両が安定状態の場合には前記操舵制御量から前記フィードフォワード制御量を減算した値を前記外乱補償値とする、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の車両用操舵制御装置。
10. 前記外乱補償値推定部は、前記車両の操舵トルク、操舵角、操舵角速度、ヨーレート、横加速度、および進行方向と走行路がなす角の少なくともいずれか一つに基づき、前記車両が安定状態か否かを判定する、
    請求項９に記載の車両用操舵制御装置。
11. 前記外乱補償値推定部は、前記車両の状態量に基づき前記車両が直進状態か否かを判定し、前記車両が安定状態かつ直進状態の場合には前記操舵制御量から前記フィードフォワード制御量を減算した値を前記外乱補償値とする、
    請求項９または１０に記載の車両用操舵制御装置。
12. 前記外乱補償値推定部は、前記車両の操舵トルク、操舵角、操舵角速度、ヨーレート、横加速度、進行方向と走行路がなす角、および走行路の曲率の少なくともいずれか一つに基づき、前記車両が直進状態か否かを判定する、
    請求項１１に記載の車両用操舵制御装置。
13. 前記操舵制御量は、前記車両の操舵角に関する制御量である、
    請求項１から１２のいずれか１項に記載の車両用操舵制御装置。
14. 前記操舵制御量は、前記車両のヨーレートに関する制御量である、
    請求項１から１２のいずれか１項に記載の車両用操舵制御装置。

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