JP5988308B2

JP5988308B2 - 車両のレーンキープ制御装置

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Publication number: JP5988308B2
Application number: JP2013271583A
Authority: JP
Inventors: 小山　哉; 哉小山
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2016-09-07
Anticipated expiration: 2033-12-27
Also published as: US9233711B2; CN107264617B; CN107264617A; US20150183460A1; JP2015123929A; CN104742959A; CN104742959B; DE102014118691A1

Description

本発明は、電動パワーステアリングモータを駆動させて設定した目標コースに沿って走行する車両のレーンキープ制御装置に関する。

近年、交通事故の低減やドライバの負担を軽減することを目的として、設定した目標コースに沿って走行するように操舵を支援補助し制御する様々なレーンキープ制御装置の技術が開発・提案されている。例えば、特開２００７−３２６５３４号公報（以下、特許文献１）では、カメラの撮像画像による車線形状情報に基づいて自車両の車線中央付近からの横変位を検出し、検出された横変位に基づいて自車両を車線に沿って走行させるうえで車両に付与すべき基準操舵トルクを算出する車両用車線維持支援装置において、道路の車線幅が大きい場合は小さい場合に比して、横変位に対する操舵トルクの不感帯を大きくし又はゲインを下げることで、車両に付与する操舵トルクを基準操舵トルクから変更する技術が開示されている。

特開２００７−３２６５３４号公報

ところで、道路を走行する際は、図８（ａ）に示すように、高速道路のような走行路幅の広い（Ｗｒ＞Ｃ：Ｗｒは走行路幅、Ｃは予め設定した基準幅）走行路を走行する場合には、走行路上に設定された目標コース（例えば、走行路の中央）からのずれ量をなくすようにフィードバック制御することにより、ドライバの操舵を支援して自然で安定した目標コースに沿ったレーンキープ制御をすることが可能となる。これに対し、図８（ｂ）に示すように、一般道路のような走行路幅の狭い（Ｗｒ≦Ｃ）走行路を走行する場合には、走行路上には、駐車車両や対向車等の障害物が存在することが多く、ドライバは、これらを回避しながら走行する必要が有り、走行路上の目標コースを走行するには困難な場面が多く存在する。このような実際の走行環境を考慮すると、上述の特許文献１に開示されるようなレーンキープ制御装置では、道路幅が狭くなるときに制御を強めることで車線内横位置保持性能を上げようとしているため、却って、目標コースに沿って走行させようとするレーンキープ制御がドライバの操舵の妨げとなってしまうという課題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、高速道路のような走行路幅が広い走行路では、ドライバがレーンキープ制御に任せて自然で安定した操舵支援を行うことができ、一般道路のような走行路幅が狭い走行路ではドライバの回避操舵に干渉することなく、実際の走行環境を考慮した最適なレーンキープ制御を実行することができ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している。

本発明の車両のレーンキープ制御装置の一態様は、車両に搭載され、前記車両が走行すべき目標コースを設定し、設定した目標コースに沿って前記車両が走行するように電動パワーステアリングモータを制御するレーンキープ制御装置であって、現時点の制御量に応じてこれから自車両が通るであろう走行ラインを自車両の推定車両軌跡として算出し、予め設定する前方位置での前記目標コースと前記自車両の推定車両軌跡の位置のずれ量を基に、該位置のずれ量が無くなるように前記電動パワーステアリングモータに対するフィードバック制御量を算出する横位置フィードバック制御手段と、走行路幅が広い場合には走行路幅が狭い場合よりも、前記横位置フィードバック制御手段による前記フィードバック制御量のフィードバックゲインを大きく設定する横位置フィードバックゲイン設定手段とを備えた。また、本発明の車両のレーンキープ制御装置の他の一態様は、車両に搭載され、前記車両が走行すべき目標コースを設定し、設定した目標コースに沿って前記車両が走行するように電動パワーステアリングモータを制御するレーンキープ制御装置であって、前記目標コースの方向に対する自車両の進行方向のヨー角の角度のずれ量を基に、前記ヨー角の角度のずれ量が無くなるように前記電動パワーステアリングモータに対するフィードバック制御量を算出するヨー角フィードバック制御手段と、走行路幅が狭い場合には走行路幅が広い場合よりも、前記ヨー角フィードバック制御手段による前記フィードバック制御量のフィードバックゲインを大きく設定するヨー角フィードバックゲイン設定手段とを備えた。更に、本発明の車両のレーンキープ制御装置の他の一態様は、車両に搭載され、前記車両が走行すべき目標コースを設定し、設定した目標コースに沿って前記車両が走行するように電動パワーステアリングモータを制御するレーンキープ制御装置であって、現時点の制御量に応じてこれから自車両が通るであろう走行ラインを自車両の推定車両軌跡として算出し、予め設定する前方位置での前記目標コースと前記自車両の推定車両軌跡の位置のずれ量を基に、該位置のずれ量が無くなるように前記電動パワーステアリングモータに対するフィードバック制御量を算出する横位置フィードバック制御手段と、走行路幅が広い場合には走行路幅が狭い場合よりも、前記横位置フィードバック制御手段による前記フィードバック制御量のフィードバックゲインを大きく設定する横位置フィードバックゲイン設定手段と、前記目標コースの方向に対する自車両の進行方向のヨー角の角度のずれ量を基に、前記ヨー角の角度のずれ量が無くなるように前記電動パワーステアリングモータに対するフィードバック制御量を算出するヨー角フィードバック制御手段と、走行路幅が狭い場合には走行路幅が広い場合よりも、前記ヨー角フィードバック制御手段による前記フィードバック制御量のフィードバックゲインを大きく設定するヨー角フィードバックゲイン設定手段とを備えた。

本発明による車両のレーンキープ制御装置によれば、高速道路のような走行路幅が広い走行路では、ドライバがレーンキープ制御に任せて自然で安定した操舵支援を行うことができ、一般道路のような走行路幅が狭い走行路ではドライバの回避操舵に干渉することなく、実際の走行環境を考慮した最適なレーンキープ制御を実行することが可能となる。

本発明の実施の一形態に係る車両の操舵系の構成説明図である。本発明の実施の一形態に係る操舵制御部の機能ブロック図である。本発明の実施の一形態に係るレーンキープ制御プログラムのフローチャートである。本発明の実施の一形態に係る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である。本発明の実施の一形態に係るフィードフォワード制御の説明図である。本発明の実施の一形態に係る横位置フィードバック制御の説明図である。本発明の実施の一形態に係るヨー角フィードバック制御の説明図である。実際の走行環境における走行状態の説明図で、図８（ａ）は高速道路を走行する場合の説明図で、図８（ｂ）は一般道路を走行する場合の説明図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１において、符号１は操舵角をドライバ入力と独立して設定自在な電動パワーステアリング装置を示し、この電動パワーステアリング装置１は、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、また、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、車幅方向へ延出する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。このラック軸７に形成されたラック（図示せず）に、ピニオン軸５に形成されたピニオンが噛合されて、ラックアンドピニオン式のステアリングギヤ機構が形成されている。

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。

また、ピニオン軸５にアシスト伝達機構１１を介して、電動パワーステアリングモータ（電動モータ）１２が連設されており、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、及び、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Ｉcmd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Ｖを検出する車速センサ３２、操舵角（実舵角）θｐを検出する操舵角センサ３３、操舵トルクＴｄ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、図６に示すように、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。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。尚、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、他に、単眼カメラ、カラーカメラからの画像情報を基に求めるものであっても良い。

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コース（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コースとの位置のずれ量Δｘを算出し、このずれ量Δｘを無くすように制御して目標コース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コースに沿ったヨー角にするヨー角フィードバック制御量Ｉfbyを算出し、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と共に、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し、これら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。

このため、操舵制御部２０は、図２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。

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、目標コース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・ｚ^２＋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・演算等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・演算等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等を用いる場合には、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・Ｖ^２））・（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。

尚、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コース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・演算等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）。尚、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・ｚ^２＋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が入力され、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が入力され、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が入力され、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が入力され、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が入力され、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）
次に、上述の操舵制御部２０で実行されるレーンキープ制御を、図３のフローチャートで説明する。
まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１で、モータ基本電流設定部２０ａは、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を設定する。

次に、Ｓ１０２に進み、フィードフォワード制御部２０ｂは、例えば、前述の（１）式により、目標コース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を算出する。

次いで、Ｓ１０３に進み、横位置フィードバック制御部２０ｃは、例えば、前述の（３）式により、横位置フィードバック制御量（電流値）Ｉfbを算出する。

次に、Ｓ１０４に進み、ヨー角フィードバック制御部２０ｄは、例えば、前述の（８）式により、ヨー角フィードバック制御量（電流値）Ｉfbyを算出する。

そして、Ｓ１０５に進み、横位置フィードバックゲイン設定部２０ｅ、及び、ヨー角フィードバックゲイン設定部２０ｆでは、走行路幅Ｗｒを予め設定しておいた基準幅Ｃとが比較される。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、Ｓ１０６に進み、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（Ｇfb＝Ｇfb1）。

更に、Ｓ１０７に進んで、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（Ｇfby＝Ｇfby1）。

一方、Ｓ１０５の比較の結果、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、Ｓ１０８に進み、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（Ｇfb＝Ｇfb2）。ここで、Ｇfb1＞Ｇfb2である。

更に、Ｓ１０９に進んで、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（Ｇfby＝Ｇfby2）。ここで、Ｇfby1＜Ｇfby2である。

そして、Ｓ１１０に進み、電動パワーステアリングモータ電流値算出部２０ｇは、前述の（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を駆動制御してプログラムを抜ける。

このように本発明の実施の形態によれば、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コース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コースとの位置のずれ量Δｘを算出し、このずれ量Δｘを無くすように制御して目標コース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コースに沿ったヨー角にするヨー角フィードバック制御量Ｉfbyを算出し、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と共に、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し、これら各値を加算して電動モータ電流値Ｉcmdを算出する。このため、図８（ａ）に示すように、高速道路のような走行路幅が広い走行路では、横位置フィードバック制御量Ｉfbが大きく設定され、走行路上に設定された目標コースからのずれ量をなくすようにフィードバック制御することにより、ドライバの操舵を支援して自然で安定した目標コースに沿ったレーンキープ制御をすることが可能となる。これに対し、図８（ｂ）に示すように、一般道路のような走行路幅の狭い走行路を走行する場合には、横位置フィードバック制御量Ｉfbが小さく設定され、レーンキープ制御が、ドライバが駐車車両や対向車を回避しながら操舵することに干渉することが弱くなり、実際の走行環境を考慮した最適なレーンキープ制御を実行することが可能となる。また、車両の姿勢を制御するヨー角フィードバック制御量Ｉfbyは、走行路幅Ｗｒが狭い場合には走行路幅Ｗｒが広い場合よりも大きく設定されるので、ドライバが駐車車両や対向車を回避操舵が容易に安定して行うことができる。

尚、本実施の形態では、モータ駆動部２１に対する制御量（電動モータ電流値）Ｉcmdは、上述の（９）式、すなわち、Ｉpsb、Ｉff、Ｇfb・Ｉfb、Ｇfby・Ｉfbyを加算して算出する例で説明したが、これに限ることなく、更に、走行路のカント等の外乱の影響を考慮してフィードバック制御する制御量（積分補正）を含むものであっても良い。

また、本実施の形態では、横位置フィードバック制御量Ｉfbの影響度合いとヨー角フィードバック制御量Ｉfbyの両方を走行路幅Ｗｒによって変更するようになっているが、横位置フィードバック制御量Ｉfbの影響度合いのみを変更するように構成することもできる。

更に、走行路幅Ｗｒは基準幅Ｃと比較して判定するようになっているが、これに限ること無く、例えば、ナビゲーションシステムの地図情報等から、自車の走行路の種別が高速道路であることが判断できる場合は、走行路幅の広い道路を走行中と判定し、逆に、自車の走行路の種別が一般道路であることが判断できる場合は走行路幅の狭い道路を走行中と判定するようにしても良い。

１電動パワーステアリング装置
２ステアリング軸
４ステアリングホイール
５ピニオン軸
１０Ｌ、１０Ｒ車輪
１２電動モータ
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（フィードフォワード制御手段）
２０ｃ横位置フィードバック制御部（横位置フィードバック制御手段）
２０ｄヨー角フィードバック制御部（ヨー角フィードバック制御手段）
２０ｅ横位置フィードバックゲイン設定部（横位置フィードバックゲイン設定手段）
２０ｆヨー角フィードバックゲイン設定部（ヨー角フィードバックゲイン設定手段）
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

Claims

車両に搭載され、前記車両が走行すべき目標コースを設定し、設定した目標コースに沿って前記車両が走行するように電動パワーステアリングモータを制御するレーンキープ制御装置であって、
現時点の制御量に応じてこれから自車両が通るであろう走行ラインを自車両の推定車両軌跡として算出し、予め設定する前方位置での前記目標コースと前記自車両の推定車両軌跡の位置のずれ量を基に、該位置のずれ量が無くなるように前記電動パワーステアリングモータに対するフィードバック制御量を算出する横位置フィードバック制御手段と、
走行路幅が広い場合には走行路幅が狭い場合よりも、前記横位置フィードバック制御手段による前記フィードバック制御量のフィードバックゲインを大きく設定する横位置フィードバックゲイン設定手段と、
を備えたことを特徴とする車両のレーンキープ制御装置。
車両に搭載され、前記車両が走行すべき目標コースを設定し、設定した目標コースに沿って前記車両が走行するように電動パワーステアリングモータを制御するレーンキープ制御装置であって、
前記目標コースの方向に対する自車両の進行方向のヨー角の角度のずれ量を基に、前記ヨー角の角度のずれ量が無くなるように前記電動パワーステアリングモータに対するフィードバック制御量を算出するヨー角フィードバック制御手段と、
走行路幅が狭い場合には走行路幅が広い場合よりも、前記ヨー角フィードバック制御手段による前記フィードバック制御量のフィードバックゲインを大きく設定するヨー角フィードバックゲイン設定手段と、
を備えたことを特徴とする車両のレーンキープ制御装置。
車両に搭載され、前記車両が走行すべき目標コースを設定し、設定した目標コースに沿って前記車両が走行するように電動パワーステアリングモータを制御するレーンキープ制御装置であって、
現時点の制御量に応じてこれから自車両が通るであろう走行ラインを自車両の推定車両軌跡として算出し、予め設定する前方位置での前記目標コースと前記自車両の推定車両軌跡の位置のずれ量を基に、該位置のずれ量が無くなるように前記電動パワーステアリングモータに対するフィードバック制御量を算出する横位置フィードバック制御手段と、
走行路幅が広い場合には走行路幅が狭い場合よりも、前記横位置フィードバック制御手段による前記フィードバック制御量のフィードバックゲインを大きく設定する横位置フィードバックゲイン設定手段と、
前記目標コースの方向に対する自車両の進行方向のヨー角の角度のずれ量を基に、前記ヨー角の角度のずれ量が無くなるように前記電動パワーステアリングモータに対するフィードバック制御量を算出するヨー角フィードバック制御手段と、
走行路幅が狭い場合には走行路幅が広い場合よりも、前記ヨー角フィードバック制御手段による前記フィードバック制御量のフィードバックゲインを大きく設定するヨー角フィードバックゲイン設定手段と、
を備えたことを特徴とする車両のレーンキープ制御装置。
前記走行路幅は、走行路の種別で判定することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の車両のレーンキープ制御装置。
走行路形状に基づいてフィードフォワード制御により前記目標コースに沿って走行するのに必要な制御量を算出するフィードフォワード制御手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載の車両のレーンキープ制御装置。