JP2021127077A - 車両のレーンキープ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 経時的に操舵が過敏に応答することで蛇行するようなハンチング挙動を抑制して出荷時と変わらず安定した走行が得られる車両のレーンキープ制御装置の提供。【解決手段】 自車両が走行すべき目標経路を設定し、少なくとも目標経路からのずれ量を基に電動パワーステアリングモータ１２に対する制御量を算出し、自車両が目標経路に沿って走行するように制御し、目標経路に沿って走行させるための目標操舵角に対する自車両の実舵角の応答速度Ｖｎと設定応答速度Ｖ０を比較して、応答速度Ｖｎと設定応答速度Ｖ０が一致するように電動パワーステアリングモータ１２を駆動する電流値電流値Ｉｃｍｄｎ+１のゲインを決定して、決定されたゲインを更新する車両のレーンキープ制御装置。【選択図】図９

Description

本発明は、電動パワーステアリングを制御して設定した目標経路に沿って走行させる車両のレーンキープ制御装置に関する。

近年、車両の走行時に、カメラで道路の白線を認識したり、ＧＰＳなどの情報を取得したりして車両の操舵を制御し車線中央の維持、車線逸脱の抑制などを行う運転支援として車両のレーンキープ制御技術が知られている。

このような車両のレーンキープ制御装置は、操舵介入がされるときに走行経路を設計し、それをトレースするようにフィードフォワード制御を行い、車両の実走行路が目標経路からずれた分をフィードバック制御して補正が行われる。

例えば、特許文献１には、路面摩擦の大小があっても精度よく走行するために、目標舵角の微分値でゲインを変化させる技術が開示されている。

また、特許文献２には、パワーステアリングのフィーリングを出荷時に合わせるためにトルク出力値から操舵力を補正する技術が開示されている。

特開平５−３３８５４８号公報 特開２００８−３０２９００号公報

ところで、車両の操舵機構には、ラックアンドピニオン式のステアリングギヤボックスにラックアンドピニオンギヤの噛合ガタを無くすために、ピニオン軸にラック軸をバネなどにより付勢して所定の摩擦負荷を与えるラック軸支持機構が設けられている。

このラック軸支持機構による摩擦負荷は、ラックアンドピニオンギヤの摩耗などによる経年劣化によって減少し、ピニオン軸に対するラック軸の摩擦負荷が低下すると、レーンキープ時の操舵応答性が良くなる現象が生じる。

そのため、経時的に操舵が過敏に応答してしまいレーンキープ制御による指示舵角に対する実舵角がずれて、ハンチング（車両軌跡の振動）挙動を起こしてしまうという問題があった。これにより車両が蛇行するように走行してしまい、安定した車両の走行が得られないという課題があった。

そこで、本発明は、上記事情に鑑み、経時的に操舵が過敏に応答することで蛇行するようなハンチング挙動を抑制して出荷時と変わらず安定した走行が得られる車両のレーンキープ制御装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様の車両のレーンキープ制御装置は、自車両が走行すべき目標経路を設定し、少なくとも前記目標経路からのずれ量を基に電動パワーステアリングモータに対する制御量を算出し、前記自車両が前記目標経路に沿って走行するように制御する車両のレーンキープ制御装置において、前記目標経路に沿って走行させるための目標操舵角に対する前記自車両の実舵角の応答速度と設定応答速度を比較して、前記応答速度と前記設定応答速度が一致するように前記電動パワーステアリングモータを駆動する電流値のゲインを決定し、決定された前記ゲインを更新する。

本発明によれば、経時的に操舵が過敏に応答することで蛇行するようなハンチング挙動を抑制して出荷時と変わらず安定した走行が得られる車両のレーンキープ制御装置を提供することができる。

車両の操舵系の構成を示す模式図 ラック軸支持機構の構成を示す断面図 操舵制御部の機能ブロック図 電動パワーステアリングモータの操舵トルク−電動モータ基本電流値の特性の一例を示す説明図 フィードフォワード制御の説明図 横位置フィードバック制御の説明図 ヨー角フィードバック制御の説明図 経時的に発生する直線道路における車両の目標経路に対する実走行軌跡の説明図 レーンキープ時の制御例を示すフローチャート 制御時の直線道路における車両の目標経路に対する実走行軌跡の説明図 フィードバックゲインを補正しない場合のカーブ進入時における車両の目標経路に対する実走行軌跡の説明図 フィードバックゲインを補正した場合のカーブ進入時における車両の目標経路に対する実走行軌跡の説明図

以下に図面を参照しながら、本発明の一態様の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明に用いる図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものであり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、および各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。

図１に示す、車両のレーンキープ制御装置を含む電動パワーステアリング装置１は、操舵角をドライバ入力と独立して設定自在な構成であって、ステアリング軸２が、図示しない車体フレームにステアリングコラム３を介して回動自在に支持されており、その一端が運転席側へ延出され、他端がエンジンルーム側へ延出されている。

ステアリング軸２の運転席側端部には、ステアリングホイール４が固設されており、舵角センサ４ａが設けられている。また、ステアリング軸２のエンジンルーム側へ延出する端部には、ピニオン軸５が連設されている。

エンジンルームには、車幅方向へ延出し、ラック軸支持機構４０が設けられたステアリングギヤボックス６が配設されており、このステアリングギヤボックス６にラック軸７が往復移動自在に挿通支持されている。

また、ラック軸７の左右両端はステアリングギヤボックス６の端部から各々突出されており、その端部に、タイロッド８を介してフロントナックル９が連設されている。このフロントナックル９は、操舵輪としての左右輪１０Ｌ，１０Ｒを回動自在に支持すると共に、車体フレームに転舵自在に支持されている。

従って、ステアリングホイール４を操作し、ステアリング軸２、ピニオン軸５を回転させると、このピニオン軸５の回転によりラック軸７が左右方向へ移動し、その移動によりフロントナックル９がキングピン軸（図示せず）を中心に回動して、左右輪１０Ｌ，１０Ｒが左右方向へ転舵される。

ラック軸支持機構４０は、ステアリングギヤボックス６に装着されている。ラック軸支持機構４０は、ラック軸ガイド４２を有している（図２参照）。

このラック軸ガイド４２は、円柱形状をなしており、ラック軸７との摺接部位に、ラック軸７のラック７ａに対して軸芯を挟んで反対側の軸背面部７ｂを軸方向へ往復摺動自在に支持する断面半円形状のラック軸摺接面４２ａが形成されている。

なお、ラック軸摺接面４２ａとラック軸７の表面との間には、グリースなどの潤滑剤が充填されている。このラック軸ガイド４２のラック軸摺接面４２ａとは反対側の面にばね収容凹部４２ｂが形成されている。

そして、ラック軸ガイド４２の軸周には、シール溝４２ｃが形成されている。このシール溝４２ｃに、図示しない、Ｏリングなどのシールリングが装着されて、ラック軸ガイド４２の外周とステアリングギヤボックス６の内壁との間のシール性が保持される。

また、ステアリングギヤボックス６には、ばね受けプラグ４３が螺着されている。このばね受けプラグ４３の基端は、ステアリングギヤボックス６から突出されて、ロックナット４５が螺合されている。このロックナット４５を締結することで、ばね受けプラグ４３がステアリングギヤボックス６に固定される。

また、ラック軸ガイド４２に、基部側が開口されたばね収容凹部４２ｂが形成されている。このばね収容凹部４２ｂに付勢部材としてのアジャストスプリング４４が収容されている。

このアジャストスプリング４４の基端がばね受けプラグ４３の座面に当接されている。これにより、アジャストスプリング４４の付勢力により、ラック軸ガイド４２に形成されたラック軸摺接面４２ａがラック軸７をピニオン軸５のピニオンに向けて押圧付勢している。

操舵制御部２０は、図３に示すように、モータ基本電流設定部２０ａ、フィードフォワード制御部２０ｂ、横位置フィードバック制御部２０ｃ、ヨー角フィードバック制御部２０ｄ、横位置フィードバックゲイン設定部２０ｅ、ヨー角フィードバックゲイン設定部２０ｆ、電動パワーステアリングモータ電流値算出部２０ｇから主要に構成されている。

電動パワーステアリングモータ（電動モータ）１２は、ピニオン軸５にアシスト伝達機構１１を介して連設されており、この電動モータ１２にてステアリングホイール４に加える操舵トルクのアシスト、および設定された操舵角（目標操舵角）となるような操舵トルクの付加が行われる。電動モータ１２は、後述する操舵制御部２０から制御出力値としての目標電流がモータ駆動部２１に出力されてモータ駆動部２１により駆動される。

操舵制御部２０には、走行路の形状として前方の左右白線を認識して白線位置情報を取得する走行路形状を認識する前方認識装置３１が接続され、また、車速を検出する車速センサ３２、操舵角（実舵角）を検出する操舵角センサ３３、操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ３４が接続されている。

前方認識装置３１は、例えば、車室内の天井前方に一定の間隔をもって取り付けられ、車外の対象を異なる視点からステレオ撮像する１組のＣＣＤカメラと、このＣＣＤカメラからの画像データを処理するステレオ画像処理装置とから構成されている。

前方認識装置３１のステレオ画像処理装置における、ＣＣＤカメラからの画像データの処理は、例えば以下のように行われる。まず、ＣＣＤカメラで撮像した自車両の進行方向の１組のステレオ画像対に対し、対応する位置のずれ量から距離情報を求め、距離画像を生成する。

白線データの認識では、白線は道路面と比較して高輝度であるという知得に基づき、道路の幅方向の輝度変化を評価して、画像平面における左右の白線の位置を画像平面上で特定する。この白線の実空間上の位置（ｘ，ｙ，ｚ）は、画像平面上の位置（ｉ，ｊ）とこの位置に関して算出された視差とに基づいて、すなわち、距離情報に基づいて、周知の座標変換式より算出される。

自車両の位置を基準に設定された実空間の座標系は、本実施の形態では、例えば、ステレオカメラの中央真下の道路面を原点として、車幅方向をｘ軸、車高方向をｙ軸、車長方向（距離方向）をｚ軸とする（図５参照）。

このとき、ｘ−ｚ平面（ｙ＝０）は、道路が平坦な場合、道路面と一致する。道路モデルは、道路上の自車両の走行レーンを距離方向に複数区間に分割し、各区間における左右の白線を所定に近似して連結することによって表現される。

そして、操舵制御部２０は、上述の各入力信号を基に、ドライバの操舵トルクＴｄに応じてモータ基本電流Ｉｐｓｂを設定し、走行路形状に基づいてフィードフォワード制御により目標経路（本実施の形態においては左白線と右白線の中間）に沿って走行するのに必要な電動モータ１２のフィードフォワード制御量Ｉｆｆを算出し、自車両の車両軌跡を推定して予め設定する前方注視点における推定した車両軌跡と目標経路との位置のずれ量Δｘを算出する。

操舵制御部２０は、ずれ量Δｘを無くすように制御して目標経路に沿って走行する横位置フィードバック制御量Ｉｆｂを算出し、車両のヨー角を目標経路に沿ったヨー角にするヨー角フィードバック制御量Ｉｆｂｙを算出する。

操舵制御部２０は、フィードバック制御の各制御量に関し、走行路幅Ｗｒが広い場合には走行路幅Ｗｒが狭い場合よりも横位置フィードバック制御量Ｉfbの横位置フィードバックゲインを大きく設定する。一方、操舵制御部２０は、走行路幅Ｗｒが狭い場合には走行路幅Ｗｒが広い場合よりもヨー角フィードバック制御量Ｉｆｂｙのヨー角フィードバックゲインを大きく設定する。

操舵制御部２０は、上記各値を加算して電動モータ電流値Ｉｃｍｄを算出し、モータ駆動部２１に出力して電動モータ１２を駆動制御する。

モータ基本電流設定部２０ａは、車速センサ３２から車速Ｖが入力され、操舵トルクセンサ３４から操舵トルクＴｄが入力される。

そして、例えば、予め設定しておいた、図４に示すような、操舵トルクＴｄ−電動モータ基本電流値Ｉｐｓｂの特性マップを参照して電動モータ基本電流値Ｉｐｓｂを設定し、電動パワーステアリングモータ電流値算出部２０ｇに出力する。

フィードフォワード制御部２０ｂは、前方認識装置３１から認識された画像情報が入力される。そして、例えば、以下の（１）式により、目標経路に沿って走行するのに必要な電動モータ１２のフィードフォワード制御量（電流値）Ｉｆｆを算出し、電動パワーステアリングモータ電流値算出部２０ｇに出力する。
Ｉｆｆ＝Ｇｉｆｆ・κ …（１）
ここで、κは、例えば、以下の（２）式で示すような、車線曲率を示す。
κ＝（κｌ＋κｒ）／２ …（２）
この（２）式において、κｌは左白線による曲率成分であり、κｒは右白線による曲率成分である。

これら、左右白線の曲率成分κｌ，κｒは、具体的には、図５に示すような、左右白線のそれぞれを構成する点に関して、二次の最小自乗法によって計算された二次項の係数を用いることによって定められる。

例えば、ｘ＝Ａ・ｚ２＋Ｂ・ｚ＋Ｃの二次式で白線を近似した場合、２・Ａの値が曲率成分として用いられる。尚、これら白線の曲率成分κｌ、κｒは、それぞれの白線の曲率そのものでも良い。

また、（１）式におけるＧｉｆｆは、予め実験・演算などにより設定しておいたフィードフォワードゲインを示す。このように、フィードフォワード制御部２０ｂはフィードフォワード制御手段として設けられている。

横位置フィードバック制御部２０ｃは、前方認識装置３１から認識された画像情報が入力され、車速センサ３２から車速Ｖが入力され、操舵角センサ３３から操舵角θｐが入力される。

そして、以下の（３）式により、横位置フィードバック制御量（電流値）Ｉｆｂを算出し、この横位置フィードバック制御量Ｉｆｂを、電動パワーステアリングモータ電流値算出部２０ｇに出力する。
Ｉｆｂ＝Ｇｉｆｂ・Δｘ …（３）
ここで、Ｇｉｆｂは、予め実験・演算などにより設定しておいたゲインである。また、Δｘは、図６に示すように、以下の（４）式により算出される。

Δｘ＝（ｘｌ＋ｘｒ）／２−ｘｖ …（４）
この（４）式において、ｘｖは車両の前方注視点（０，ｚｖ）のｚ座標における推定車両軌跡のｘ座標であり、前方注視点（０，ｚｖ）の前方注視距離（ｚ座標）であるｚｖは、本実施の形態では、ｚｖ＝Ｔ・Ｖで算出される。ここで、Ｔは予め設定しておいた予見時間であり、例えば、１．２secに設定されている。

従って、ｘｖは、車両の走行状態に基づいて車両の諸元や車両固有のスタビリティファクタＡｓなどを用いる場合には、例えば、以下の（５）式で算出することができる。
ｘｖ＝（１／２）・（１／（１＋Ａｓ・Ｖ２））・（θｐ／Ｌｗ）・（Ｔ・Ｖ）２
…（５）
ここで、Ｌｗはホイールベースである。また、（４）式における、ｘｌは前方注視点（０，ｚｖ）のｚ座標における左白線のｘ座標であり、ｘｒは前方注視点（０，ｚｖ）のｚ座標における右白線のｘ座標である。

なお、上述のｘｖは、車速Ｖやヨーレート（ｄθ／ｄｔ）を用いて、以下の（６）式で算出することもでき、或いは、画像情報を基に、以下の（７）式で算出することもできる。
ｘｖ＝（１／２）・（（ｄθ／ｄｔ）／Ｖ）・（Ｖ・Ｔ）２ …（６）
ｘｖ＝（１／２）・κ・（Ｖ・Ｔ）２ …（７）
このように、横位置フィードバック制御部２０ｃは横位置フィードバック制御手段として設けられている。ヨー角フィードバック制御部２０ｄは、前方認識装置３１から認識された画像情報が入力される。

そして、例えば、以下の（８）式により、車両のヨー角を目標経路に沿ったヨー角にフィードバック制御するヨー角フィードバック制御量（電流値）Ｉｆｂｙを算出して電動パワーステアリングモータ電流値算出部２０ｇに出力する。
Ｉｆｂｙ＝Ｇｉｆｂｙ・（θｔｌ＋θｔｒ）／２ …（８）
ここで、Ｇｉｆｂｙは、予め実験・演算などにより設定しておいたゲインで、θｔｌは前方認識装置３１からの画像情報による左白線に対する自車両の傾き、θｔｒは前方認識装置３１からの画像情報による右白線に対する自車両の傾きである（図７参照）。

なお、これら、θｔｌ、θｔｒは、例えば、画像情報で得られる白線の各点に対して、二次の最小二乗法によって計算された、一次項の係数（すなわち、白線を、ｘ＝Ａ・ｚ２＋Ｂ・ｚ＋Ｃの式で近似した際のＢの値）を用いても良い。このように、ヨー角フィードバック制御部２０ｄはヨー角フィードバック制御手段として設けられている。

横位置フィードバックゲイン設定部２０ｅは、前方認識装置３１から認識された画像情報が入力される。そして、画像情報を基に、例えば、左白線と右白線の間隔から走行路幅Ｗｒを求め、走行路幅Ｗｒを予め設定しておいた基準幅Ｃと比較する。

この比較の結果、走行路幅Ｗｒが基準幅Ｃよりも広く（Ｗｒ＞Ｃ）、高速道路のような走行路幅Ｗｒが広い走行路と判定できる場合には、横位置フィードバック制御量Ｉｆｂに乗算する横位置フィードバックゲインＧｆｂとして高い値の横位置フィードバックゲインＧｆｂ１を設定する。

逆に、走行路幅Ｗｒが基準幅Ｃ以下（Ｗｒ≦Ｃ）で、一般道路のような走行路幅Ｗｒが狭い走行路と判定できる場合には、横位置フィードバック制御量Ｉfbに乗算する横位置フィードバックゲインＧfbとして小さな値の横位置フィードバックゲインＧｆｂ２ を設定する。

すなわち、Ｇｆｂ１＞Ｇｆｂ２であり、走行路幅Ｗｒが広い場合には走行路幅Ｗｒが狭い場合よりも横位置フィードバック制御量Ｉfbの影響度合を強く設定し、こうして設定された横位置フィードバックゲインＧfbは、電動パワーステアリングモータ電流値算出部２０ｇに出力される。このように、横位置フィードバックゲイン設定部２０ｅは横位置フィードバックゲイン設定手段として設けられている。

ヨー角フィードバックゲイン設定部２０ｆは、前方認識装置３１から認識された画像情報が入力される。そして、画像情報を基に、例えば、左白線と右白線の間隔から走行路幅Ｗｒを求め、走行路幅Ｗｒを予め設定しておいた基準幅Ｃと比較する。

この比較の結果、走行路幅Ｗｒが基準幅Ｃよりも広く（Ｗｒ＞Ｃ）、高速道路のような走行路幅Ｗｒが広い走行路と判定できる場合には、ヨー角フィードバック制御量Ｉｆｂｙに乗算するヨー角フィードバックゲインＧｆｂｙとして小さな値のヨー角フィードバックゲインＧfby1を設定する。

逆に、走行路幅Ｗｒが基準幅Ｃ以下（Ｗｒ≦Ｃ）で、一般道路のような走行路幅Ｗｒが狭い走行路と判定できる場合には、ヨー角フィードバック制御量Ｉｆｂｙに乗算するヨー角フィードバックゲインＧｆｂｙとして大きな値のヨー角フィードバックゲインＧfby2を設定する。

すなわち、Ｇｆｂｙ１＜Ｇｆｂｙ２であり、走行路幅Ｗｒが狭い場合には走行路幅Ｗｒが広い場合よりもヨー角フィードバック制御量Ｉｆｂｙの影響度合を強く設定し、こうして設定されたヨー角フィードバックゲインＧｆｂｙは、電動パワーステアリングモータ電流値算出部２０ｇに出力される。このように、ヨー角フィードバックゲイン設定部２０ｆはヨー角フィードバックゲイン設定手段として設けられている。

電動パワーステアリングモータ電流値算出部２０ｇは、モータ基本電流設定部２０ａから電動モータ基本電流値Ｉｐｓｂ、フィードフォワード制御部２０ｂからフィードフォワード制御量Ｉｆｆ、横位置フィードバック制御部２０ｃから横位置フィードバック制御量Ｉfb、ヨー角フィードバック制御部２０ｄからヨー角フィードバック制御量Ｉｆｂｙ、横位置フィードバックゲイン設定部２０ｅから横位置フィードバックゲインＧｆｂ、およびヨー角フィードバックゲイン設定部２０ｆからヨー角フィードバックゲインＧｆｂｙがそれぞれ入力される。

そして、例えば、以下の（９）式により、電動モータ電流値Ｉｃｍｄを算出し、モータ駆動部２１に出力して電動モータ１２を駆動制御する。
Ｉｃｍｄ＝Ｉｐｓｂ＋Ｉｆｆ＋Ｇｆｂ・Ｉｆｂ＋Ｇｆｂｙ・Ｉｆｂｙ …（９）
以上のように構成された操舵制御部２０によってレーンキープ制御が実行される。なお、操舵制御部２０のレーンキープ制御例は、周知であるため、その制御例の詳細に関しては省略する。

ところで、ステアリングギヤボックス６に設けられたラック軸支持機構４０は、ラック軸７のラックギヤとピニオン軸５のピニオンギヤとの噛合ガタを軽減している。

ラックギヤとピニオンギヤは、経時的に摺接部位に摩耗が生じて摩擦低下により、操舵角（目標操舵角）に対する舵角速度の応答性が良くなり車両の実舵角の応答速度に誤差が生じる。具体的には、レーンキープ時の実舵角が目標操舵角よりも速くなり、図８に示すように、自車両が左白線と右白線の中間の目標経路に向かって速く移動し、それを戻そうとする制御がなされるため、自車両が蛇行するような挙動が発生する。

このような現象を改善するため、本実施の形態の電動パワーステアリング装置１は、レーンキープ制御時に、図９のフローチャートに示すような制御例を実行する。

図９のフローチャートに示すように、先ず、電動パワーステアリング装置１の操舵制御部２０は、レーンキープがＯＮであるか否かを判定する（Ｓ１）。

レーンキープがＯＮである場合、内部メモリに記憶されている電動モータ電流値Ｉｃｍｄｎのフィードバックゲインマップを読み込む（Ｓ２）。なお、ここでのフィードバックゲインＩＧｋｎは、指示操舵角（目標操舵角）に対する自車両の実舵角の舵角速度である応答速度Ｖｎが車両出荷時の設定応答速度Ｖ０となるように最適化した電動モータ電流値Ｉｋを算出するためのゲイン量である。そのため、車両の出荷時においては、電動モータ電流値Ｉｋを算出するフィードバックゲインＩＧｋｎがゼロ（ＩＧｋｎ＝０）のマップが書き込まれている。

操舵制御部２０は、ステップＳ２で読み込んだフィードバックゲインＩＧｋｎを適用した電動モータ電流値Ｉｃｍｄｎ+１を算出し、モータ駆動部２１に出力する（Ｓ３）。

ここでは、上記（９）の式から求めた電動モータ電流値Ｉｃｍｄｎに読み込んだフィードバックゲインＩＧｋｎを乗じて電動モータ電流値Ｉｃｍｄｎ+１が決定される。

操舵制御部２０は、指示操舵角（目標操舵角）に対して操舵角センサ３３により検出された実舵角の応答速度Ｖｎと車両出荷時の設定応答速度Ｖ０とを比較して、応答速度Ｖｎが設定応答速度Ｖ０よりも速いか否かを判定する（Ｓ４）。

このステップＳ４において、指示操舵角（目標操舵角）に対する実舵角の応答速度Ｖｎが車両出荷時の設定応答速度Ｖ０と同じ（Ｖｎ＝Ｖ０）である場合、操舵制御部２０は、ステップＳ７に移行する。

一方、操舵制御部２０は、指示操舵角（目標操舵角）に対する実舵角の応答速度Ｖｎが車両出荷時の設定応答速度Ｖ０よりも速い（Ｖｎ＞Ｖ０）場合、ステップＳ５に移行する。このステップＳ５において、操舵制御部２０は、実舵角の応答速度Ｖｎが車両出荷時の設定応答速度Ｖ０と一致（Ｖｎ＝Ｖ０）するための電動モータ電流値Ｉｃｍｄｎ+１のフィードバックゲインＩＧｋｎ+１を算出する（Ｓ５）。

そして、操舵制御部２０は、算出した電動モータ電流値Ｉｃｍｄｎ+１のフィードバックゲインＩＧｋｎ+１のマップを内部メモリに書き換えて更新する（Ｓ６）。

次に、操舵制御部２０は、入力された前方認識装置３１の画像情報に基づき走行経路の曲率を算出し（Ｓ７）、この算出した走行経路の曲率の変化量に応じて、電動モータ電流値Ｉｃｍｄｎ+１のフィードバックゲインＩＧｋｎ+１を補正する（Ｓ８）。

そして、操舵制御部２０は、補正後のフィードバックゲインＩＧｋｎ+１を適用した電動モータ電流値Ｉｃｍｄｎ+１を算出し、モータ駆動部２１に出力する（Ｓ９）。

フィードバックゲインＩＧｋｎ+１の補正量は、自車両がこれから走行する走行路の曲率変化量に応じて変更される。即ち、操舵制御部２０によるステップＳ７からＳ９の制御において、例えば、図１０に示すように、走行路が直線の場合、走行路の曲率変化量が略０（ゼロ）であるため、フィードバックゲインＩＧｋｎ+１の補正量を変更しないことで、図８に示したような自車両が蛇行することが抑制され、左白線と右白線の中間の目標走行路に沿って安定して走行する直進走行性を得ることができる。

なお、操舵制御部２０は、例えば、走行路が定常旋回の場合も、走行路の曲率変化量が略０（ゼロ）であるため、フィードバックゲインＩＧｋｎ+１の補正量を変更しない、または補正量を若干減少する。これにより自車両が左白線と右白線の中間の目標走行路に沿って安定した走行する旋回走行性を得ることができる。

さらに、操舵制御部２０は、例えば、カーブ進入時などの曲率変化が大きい走行路の場合、走行路の曲率変化量が多くなり、この変化量に応じて、フィードバックゲインＩＧｋｎ+１の補正量を減少する。これにより、指示操舵角（目標操舵角）に対する実舵角の応答速度Ｖｎが速まり、図１１に示すように、自車両が操舵応答の遅れによりカーブ外側へ膨らんで左白線と右白線の中間の目標経路から逸脱することが防止され、図１２に示すように、自車両がカーブ進入時の目標経路に沿って安定した走行するカーブ走行性を得ることができる。

そして、操舵制御部２０は、レーンキープがＯＦＦであるか否かを判定する（Ｓ１０）。操舵制御部２０は、レーンキープがＯＦＦでなければ、再度、ステップＳ２に移行して、ステップＳ２からステップＳ９が繰り返し実行され、レーンキープがＯＦＦであれば制御を終了する。

以上に記載したように本実施の形態の操舵制御部２０は、目標経路に沿って自動操舵またはアシスト操舵するレーンキープ時に、経時的に摩耗するラックアンドピニオンギヤなどの機械的な要因によって、車両出荷時の操舵応答性に対して自車両の挙動が変わり、どれだけ速く反応しているかを判断して、それに応じて電動モータ電流値のフィードバックゲインを変化させることで車両出荷時の操舵応答性を維持する制御を実行する。即ち、操舵制御部２０は、レーンキープ時の目標操舵角に対する自車両の実舵角のずれを補正して車両出荷時の操舵応答性に戻すように制御する。

さらに、操舵制御部２０は、直進、旋回、カーブ進入時などの異なる曲率の走行路における曲率変化量に応じて電動モータ電流値のフィードバックゲインを補正して、車両が安定して左白線と右白線の中間の目標経路に沿って走行するように制御する。

これにより、特に直進安定性を保ちつつ、経年によるフィーリングが変わることなく違和感をドライバに与えないようにすることができる。

以上の説明から本実施の形態の車両のレーンキープ制御装置は、経時的に操舵が過敏に応答してしまいレーンキープ制御による指示舵角に対する実舵角がずれることで生じるハンチング（車両軌跡の振動）挙動を抑制することができる。これにより、車両は、出荷時と変わらず安定した走行を得ることができる。

以上に記載の本実施の形態では、走行路の形状を１組のＣＣＤカメラからの画像を基に認識する例で説明したが、単眼カメラ、カラーカメラなどからの画像情報を基に求めるものであっても良い。さらに、車両に搭載されたＧＰＳによる自車両位置の検出値からステアリング制御を実行する構成としてもよい。

なお、電動パワーステアリング装置１の操舵制御部２０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、ＲＡＭなどの記憶装置などを含むプロセッサを有している。また、プロセッサの複数の回路の全て若しくは一部の構成は、ソフトウェアで実行してもよい。例えば、ＲＯＭに格納された各機能に対応する各種プログラムをＣＰＵが読み出して実行するようにしてもよい。

さらに、プロセッサの全部若しくは一部の機能は、論理回路あるいはアナログ回路で構成してもよく、また各種プログラムの処理を、ＦＰＧＡなどの電子回路により実現するようにしてもよい。

以上の実施の形態に記載した発明は、それらの形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記各形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得るものである。
例えば、各形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、述べられている課題が解決でき、述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得るものである。

１…電動パワーステアリング装置
２…ステアリング軸
３…ステアリングコラム
４…ステアリングホイール
４ａ…舵角センサ
５…ピニオン軸
６…ステアリングギヤボックス
７…ラック軸
７ａ…ラック
７ｂ…軸背面部
８…タイロッド
９…フロントナックル
１０Ｌ，１０Ｒ…左右輪
１１…アシスト伝達機構
１２…電動パワーステアリングモータ
２０…操舵制御部
２０ａ…モータ基本電流設定部
２０ｂ…フィードフォワード制御部
２０ｃ…横位置フィードバック制御部
２０ｄ…ヨー角フィードバック制御部
２０ｅ…横位置フィードバックゲイン設定部
２０ｆ…ヨー角フィードバックゲイン設定部
２０ｇ…電動パワーステアリングモータ電流値算出部
２１…モータ駆動部
３１…前方認識装置
３２…車速センサ
３３…操舵角センサ
３４…操舵トルクセンサ
４０…ラック軸支持機構

Claims (4)

1. 自車両が走行すべき目標経路を設定し、少なくとも前記目標経路からのずれ量を基に電動パワーステアリングモータに対する制御量を算出し、前記自車両が前記目標経路に沿って走行するように制御する車両のレーンキープ制御装置において、
   前記目標経路に沿って走行させるための目標操舵角に対する前記自車両の実舵角の応答速度と設定応答速度を比較して、前記応答速度と前記設定応答速度が一致するように前記電動パワーステアリングモータを駆動する電流値のゲインを決定して、決定された前記ゲインを更新することを特徴とする車両のレーンキープ制御装置。
2. 前記制御手段は、前記車両の走行経路の曲率変化量に応じて前記ゲインを補正することを特徴とする請求項１に記載の車両のレーンキープ制御装置。
3. 前記ゲインの前記補正は、前記曲率変化量が多いほど小さくすることを特徴とする請求項２に記載の車両のレーンキープ制御装置。
4. 前記設定応答速度は、車両出荷時における前記目標操舵角に対する前記実舵角の前記応答速度であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両のレーンキープ制御装置。

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