JPH11147473A

JPH11147473A - 保舵力補助装置

Info

Publication number: JPH11147473A
Application number: JP31737997A
Authority: JP
Inventors: Yoshifusa Nakane; 吉英中根; Yoshiaki Miichi; 善紀見市; Takashi Ota; 貴志太田
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1997-11-18
Filing date: 1997-11-18
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2017-11-18
Also published as: JP3314698B2

Abstract

(57)【要約】【課題】保舵力補助装置において、保舵力の補助要求
に応じて適切な保舵用制御トルクを付与することによ
り、カーブ路におけるドライバの保舵力を軽減するとと
もに、カーブ路に沿った操舵操作をドライバに的確に案
内できるようにする。【解決手段】曲率算出手段４Ａにより走行車線の走行
方向前方の曲率を算出し、車速検出手段３２により自車
両１の車速を検出する。そして、制御トルク算出手段５
により曲率算出手段４Ａで算出された走行車線の曲率と
車速検出手段３２で検出された自車両１の車速とに基づ
いて保舵用制御トルクを算出し、制御手段６により制御
トルク算出手段５で設定された制御トルクが自車両１の
カーブ旋回を助ける方向に発生するように車両の操舵ア
クチュエータ２１を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車において、
走行方向前方の路面のカーブ状況に応じてステアリング
に保舵トルクを加えてカーブにおけるドライバの保舵力
を軽減する、保舵力補助装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のステアリング操作を補助するた
めに、パワーステアリング装置が開発され普及してお
り、一般的に普及しているのは油圧式パワーステアリン
グ装置（以下、適宜パワステと省略する）である。この
ようなパワステでは、ステアリングシャフトに、ステア
リングホイールに加えられた操舵操作力に応じて捩れを
生じるトーションバが介装されており、このトーション
バの捩れに応じてコントロールバルブが作動してパワス
テ用油圧を制御し、適宜の方向に操舵操作力に応じたア
シスト力で操舵を補助するようになっている。

【０００３】したがって、ステアリングシャフトに介装
されたトーションバの捩じり剛性が高過ぎると、操舵操
作力に対してアシスト力が不足したり、また、コントロ
ールバルブを精度良く作動させることができなくなった
りする不具合があり、パワステ性能を確保するために、
かかるトーションバの剛性は抑えられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
にトーションバの捩じり剛性が抑えられると、ステアリ
ング系の剛性が低下するため、ステアリング操作時の剛
性感が不足して操舵フィーリングの低下を招くという課
題がある。しかしながら、トーションバに感応して作動
するパワーステアリング装置に、操舵力のアシストを頼
るかぎり、かかる課題の解決は困難である。

【０００５】一方、パワステとは異なる見地から、操舵
力のアシストを行ないうる技術も開発されている。つま
り、走行中の道路に対する車両の位置や姿勢の把握を行
ない、これに基づいて自動車のアクセル操作や操舵操作
を自動的に行なう自動走行制御の技術や、ドライバの運
転を案内するために操舵操作等を補助する技術（運転案
内装置）が開発されている。

【０００６】自動走行制御の場合、ドライバに何ら頼る
ことなく自動車を運転することが必要であり、道路をは
じめとした基本的施設（インフラ）を整備するなど、そ
の実用化には様々な条件整備が前提となる。一方、運転
案内装置の場合、自動車を運転するのはあくまでもドラ
イバであり、運転案内装置はドライバの運転操作のミス
をドライバに知らせたりミスを解消する方向へ運転を補
助したりするものである。したがって、運転案内装置
は、現在の道路環境においても実現可能な技術が多く、
より実用性の高い運転案内装置の開発が望まれている。

【０００７】カーブ路においては、車両には旋回方向と
は逆方向に横加速度がはたらき、ドライバはこの横加速
度に対抗してハンドルの保舵操作をしなければならず、
作用する横加速度の大きさに応じてドライバにも大きな
保舵力が要求される。したがって、操舵用アクチュエー
タを通じてステアリングに保舵用制御トルクを与え、カ
ーブ路におけるドライバの保舵力の軽減を図ることが考
えられる。

【０００８】この場合、保舵用制御トルクをどのように
与えるかが課題になる。つまり、ドライバを補助するた
めに与える保舵用制御トルクの付与の仕方によっては却
ってドライバの操舵操作を妨げ、ドライバに違和感を与
える虞があり、保舵用制御トルクはドライバに違和感を
与えることなくなるべく自然な形で付与することが望ま
れる。

【０００９】また、保舵用制御トルク付与は、カーブ路
に沿ってドライバの操舵操作を誘導していくように行な
いたい。本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもの
で、保舵力の補助要求に応じて適切な保舵用制御トルク
を付与することにより、カーブ路におけるドライバの保
舵力を軽減するとともに、カーブ路に沿った操舵操作を
ドライバに的確に案内できるようにした、保舵力補助装
置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明の保舵力補助装置では、曲率算出手段が走行車
線の走行方向前方の曲率を算出し、車速検出手段が自車
両の車速を検出する。そして、制御トルク算出手段が、
曲率算出手段で算出された走行車線の曲率と車速検出手
段で検出された自車両の車速とに基づいて保舵用制御ト
ルクを算出する。制御手段は、このように制御トルク算
出手段で設定された制御トルクが自車両のカーブ旋回を
助ける方向に発生するように車両の操舵アクチュエータ
を制御する。

【００１１】これにより、自車両が走行方向前方のカー
ブに差しかかると、自車両のカーブに沿った旋回を助け
る方向にドライバの加える操舵トルクとは別に車両に作
用すると予測される横加速度に応じた保舵用制御トルク
が操舵アクチュエータにより付与されて、カーブ路にお
けるドライバの保舵力が軽減されるとともに、カーブ路
に沿った操舵操作がドライバに的確に案内される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の実施
の形態について説明すると、図１〜図１０は本発明の一
実施形態としての保舵力補助装置を示すものである。本
保舵力補助装置は、自動車において自車両がカーブ路を
走行していとるときに、車両に作用する横方向の加速度
によるドライバーのハンドル保舵の負担を軽減するため
のものであり、走行車線の状況を認識して、車両がカー
ブ路に差しかかると、図１に示すように、車両にそなえ
られた操舵アクチュエータ２１によりドライバの加える
保舵トルクとは別に保舵トルク（この保舵トルクは、ド
ライバの加える保舵トルクと区別するために保舵用制御
トルクと呼ぶ）を与えて、ドライバのステアリングホイ
ール（以下、ハンドルともいう）２０の保舵の負担を軽
減するものである。

【００１３】もちろん、この保舵用制御トルク自体も、
車両のカーブ路における挙動を修正する作用があるが、
この保舵用制御トルクは、あくまでもドライバーのハン
ドル保舵の負担軽減が主目的であり、カーブに沿って旋
回するように車両の位置を修正するのは、この保舵用制
御トルクが加えられたことで負担が軽減されたドライバ
の操舵操作によって行なうべきものとしている。

【００１４】したがって、本保舵力補助装置は、図１に
示すように、走行車線に対する自車両の位置を認識する
ために、車両１の前方の道路状態を撮像する撮像手段と
してのカメラ２と、カメラ２からの画像情報から画像情
報を適宜処理して前方道路上の左右の白線位置を認識す
る画像情報処理手段３と、この画像情報処理手段３によ
る白線位置画像情報から走行レーン（走行車線）の曲率
ρを算出する曲率算出手段４Ａとをそなえている。

【００１５】なお、この曲率ρと車速Ｖとにより横加速
度Ｇを算出できるが、横加速度Ｇは、カーブ路における
ドライバの負担に関する判定パラメータに相当する。ま
た、曲率算出手段４Ａは、自車両に対する走行車線（走
行レーン）の相対位置を推定する走行レーン推定手段４
内の機能要素としてそなえられている。さらに、本保舵
力補助装置は、車両１の車速Ｖを検出する車速センサ３
２と、この車速センサ３２により検出された車速Ｖ及び
曲率算出手段４Ａにより算出された走行レーンの曲率ρ
から車両１に作用する横加速度Ｇを算出し、この横加速
度Ｇ、即ち、カーブ路におけるドライバの負担の度合い
に基づいて、保舵用制御トルクＴｇを算出する制御トル
ク算出手段５と、ドライバの加える操舵トルクとは別に
保舵用制御トルクＴｇを操舵系に付与しうる操舵アクチ
ュエータ２１と、この制御トルク算出手段５で算出され
た保舵用制御トルクＴｇが横加速度Ｇに対抗して車両の
旋回を助ける方向に発生するように操舵アクチュエータ
２１を制御する制御手段（コントローラ）６とをそなえ
ている。

【００１６】また、本保舵力補助装置の作動を選択する
スイッチ（ＳＷ）２３がそなえられている。したがっ
て、本装置を作動させたければスイッチ２３をオンに、
本装置を作動させたくなければスイッチ２３をオフに、
ドライバの好みに応じて選択できるようになっている。
さらに、例えばインパネ（インストルメントパネル）内
には、スイッチ２３がオンの場合、又は、負担軽減のた
めの保舵用制御トルクが加えられている場合に、これを
表示する作動表示部２４が設けられている。

【００１７】なお、画像情報処理手段３，走行レーン推
定手段４（曲率算出手段４Ａ），制御トルク算出手段
５，コントローラ６は、ＣＰＵ，入出力インタフェー
ス，ＲＯＭ，ＲＡＭ等をそなえてなる電子制御ユニット
として構成される。まず、車両が走行するカーブの大き
さの度合い、即ち、走行レーンの曲率ρの算出について
説明する。

【００１８】画像情報処理手段３では、まず、図２に示
すように、カメラ２からの原画像４１を取り込み、この
原画像４１から道路白線を抽出して、抽出した道路白線
の画像を、鉛直上方から見たような平面視画像４２に変
換する。次に、白線１２Ｌ，１２Ｒの認識について図３
を参照しながら説明する。なお、ここでは、走行レーン
左端の路側線としての白線１２Ｌの認識について説明す
るが、走行レーン右端の白線１２Ｒを基準とする場合に
ついても同様であるため、左端の白線１２Ｌについては
単に白線１２と称することにする。

【００１９】次に、画像情報認識手段３では、図３
（ａ）に示すように、車両１にそなえられたカメラ２に
より平地において車両前方の範囲（例えば５ｍ〜３０
ｍ）の白黒画像情報を取り込み、この画像情報から画面
上で縦方向の画像を一部省略する。そして、この画面上
で等間隔になるような複数の水平線１１を設定する。こ
の白黒画像情報の取り込みは、微小な制御周期毎に更新
されるようになっており、図３（ｂ）に示すように、そ
れぞれの水平線１１上において前回の画面での白線位置
の左右の所要の範囲（ここでは、左右５０画素〔ｄｏ
ｔ〕）を白線探査エリア（処理対象領域）１０として設
定する。また、初回の画面は、直線路における白線位置
を前回の画面データとして利用する。

【００２０】そして、図３（ｃ）に示すように、各水平
線の明度をそれぞれ左から横方向に微分する。また、図
中の符号１４はガードレールである。ところで、通常の
路面は輝度が低く、輝度変化も小さい。これに対して、
白線１２は通常の路面に比０して輝度が非常に高いの
で、このように道路の明度を微分すると、通常の路面か
ら白線１２への境界点で輝度変化がプラス、白線１２か
ら通常の路面への境界点で輝度変化がマイナスとなるよ
うな微分データが得られる。このような微分データの一
例を図３（ｄ）に示す。

【００２１】そして、各水平線１１のデータそれぞれに
ついて、微分値のピークが左からプラス，マイナスの順
に並んで現れ、且つそれぞれのピークの間隔が白線１２
として妥当と思われる程度（プラスのピークからマイナ
スのピークまでの間隔が例えば３０ｄｏｔ以内）に納ま
っている組み合わせを白線候補として抽出し、通常は、
図３（ｅ）に示すように、その中点Ｍを白線候補点１５
として保存する。

【００２２】そして、これらの白線候補点１５のうち、
画面中心に最も近いもののみを最終候補点として残す。
これは、例えば車両１が左側通行の場合、探索エリア１
０の中の右側が通常輝度変化の少ない道路面であり、こ
の通常の道路面に最も近い白線候補点１５が白線１２と
判断できる。したがって白線１２よりもさらに左側に、
ノイズの原因となる物体（例えばガードレール１４等）
が存在する場合であっても、カメラ２により撮像された
画像情報から白線１２を確実に認識することができる。

【００２３】そして、図３（ｆ）に示すように、最後に
各水平線データにおける白線候補点１５の上下方向の連
続性を画面の下方から順次検証していく。まず、事前に
前画面での白線１２の上下端間の傾きを計算しておく。
そして、最下点１５Ａを白線１２とすると、一本だけ上
の水平線１１上の候補点１５Ｂが、前回の白線１２の傾
き分±５０ｄｏｔの範囲内に入っているかを検証する。

【００２４】候補点１５Ｂがこの範囲内に入っていれば
これを白線とし、入っていないときは候補点１５Ｂは却
下されて、上述の傾きから補間計算した座標が白線位置
としてみなされる。そして、この検出を各水平線につい
て同様の作業を行なうことにより、連続した白線１２を
認識することができるのである。このような白線認識の
作業は、所要の周期で継続して行なわれ、その都度白線
１２の認識が更新されるようになっている。

【００２５】走行レーン右端の路側線としての白線１２
Ｒの認識についも、これと同様に行なわれる。推定手段
４では、このように各認識周期で認識された原画像４１
上の白線１２Ｒ，１２Ｌを平面視画像４２に変換して、
走行レーン左端の白線１２Ｌから推定しうる道路中心線
ＬＣ_Lと走行レーン右端の白線１２Ｒから推定しうる道
路中心線ＬＣ_Rとに基づいて、道路中心線ＬＣの推定を
行なうようになっている。そして、この道路中心線ＬＣ
に基づいて横ずれ量ΔＹ，偏角β及び曲率指標θを算出
する。

【００２６】なお、偏角βとは、図４に示すように、屈
曲した道路中心線ＬＣの接線と車両中心線方向とがなす
角であり、車両から所定距離だけ離れた第１検出点（図
中には近地点と示す）における基準線位置情報と、この
近地点よりもさらに所定距離だけ離れた第２検出点（図
中には遠地点と示す）における基準線位置情報とから算
出することができる。

【００２７】つまり、偏角βは、これらの第１検出点と
第２検出点とを結んだ直線と、自車両中心線とがなす角
として算出するようになっている。このようにして算出
される偏角は、第１検出点と第２検出点との中間地点
（図中×印）における偏角であり、少なくとも車両１か
ら一定以上前方の地点の偏角である。また、この例で
は、カメラ２による画像情報に基づく道路中心線ＬＣの
うち車両１に最も近い地点を第１検出点としており、横
ずれ量ΔＹは、この第１検出点における自車両中心線と
道路中心線ＬＣとの横方向距離（道路幅方向，カメラ画
像の横方向距離）を横ずれ量（横偏差）ΔＹとして算出
する。

【００２８】曲率算出手段４Ａでは、図５に示すよう
に、例えば車両前方の道路中心線ＬＣ上の点Ｂ（これを
カーブ検出点とする）に対してサンプリング距離Ｌだけ
後方の第１地点（点Ａ）と、カーブ検出点（点Ｂ）に対
してサンプリング距離Ｌだけ前方の第２地点（点Ｃ）と
を与えて、点Ａから点Ｂに至る第１のベクトルＡＢと、
点Ｂから点Ｃに至る第２のベクトルＢＣとのなす角度θ
を点Ｂにおける曲率指標（曲率特性）として算出するよ
うになっている。

【００２９】そして、これらのサンプリング距離Ｌと曲
率指標θとから走行レーンの曲率（道路曲率）ρを次式
により算出するようになっている。 ρ＝２ｓｉｎ（θ／２）／Ｌ・・・・・・・・・・・・（１）つまり、この曲率指標θの値は、点Ｂにおけるカーブの
屈曲度を表す指標であり、曲率指標θが大きい程、点Ｂ
におけるカーブの曲率ρが大きく、カーブが急であるこ
とを示している。

【００３０】制御トルク算出手段５では、このようにし
て算出される走行レーンの曲率ρを基に車両に作用する
横加速度Ｇを算出する。つまり、車速センサ３２で検出
される車両の走行速度の大きさをＶとすると、横加速度
Ｇは次式で算出される。Ｇ＝ρ×Ｖ² ・・・・・・・・・・・・・（２）そして、この横加速度Ｇに基づいて保舵用制御トルクＴ
ｇを設定するが、本装置では、この保舵用制御トルクＴ
ｇの設定に特徴がある。

【００３１】つまり、保舵用制御トルクＴｇは、自動操
舵に用いる操舵トルクとは異なり、カーブ路におけるド
ライバの保舵力の軽減が主目的であって、車両の位置を
車線上に保持するのはドライバの操舵操作によるため、
保舵用制御トルクＴｇは、ドライバの操舵操作を妨げな
い程度の大きさに、つまり、ドライバが容易に打ち勝て
る程度の大きさに設定されている。

【００３２】したがって、カーブ路において横加速度Ｇ
が作用したとき、この横加速度Ｇによるドライバの負担
を軽減する方向に保舵用制御トルクＴｇを加えた場合に
も、ドライバが車線を逸脱する方向に操舵操作を行なお
うとすれば、十分にこれを行なえるようになっている。
これにより、車両を走行車線外に退避させるための緊急
操舵も容易に行なえ、また、カーブ路におけるレーンチ
ェンジの際に保舵用制御トルクＴｇが働いたとしても、
レーンチェンジの妨げにはならないようになっている。

【００３３】また、保舵用制御トルクＴｇは、車両に作
用する横加速度Ｇに応じた大きさに設定されるようにな
っている。つまり、制御トルク算出手段５では、図６に
示すように、横加速度Ｇに比例するように保舵用制御ト
ルクＴｇを設定する。図６中、横加速度Ｇに関する横座
標は、右方向が車両の右方向への横加速度の作用を、左
方向が車両の左方向への横加速度の作用を示しており、
保舵用制御トルクＴｇに関する縦座標は、上方向が車両
を車線左側へ導く左操舵を、下方向が車両を車線右側へ
導く右操舵を示している。

【００３４】図６に示すように、車両に右方向への横加
速度が作用すれば、この横加速度Ｇに応じて車両を車線
左側へ導く左操舵の保舵用制御トルクＴｇを設定し、車
両に左方向への横加速度が作用すれば、この横加速度Ｇ
に応じて車両を車線右側へ導く右操舵の保舵用制御トル
クＴｇを設定する。ただし、いずれも、保舵用制御トル
クＴｇの大きさは一定値Ｔｇｍで制限しており、ここで
は、横加速度Ｇの大きさがＧ１となったら一定値Ｔｇｍ
に制限している。これは、上述のように、ドライバが容
易に打ち勝てる程度の大きさに制限しているのである。

【００３５】そして、制御トルク算出手段５は、このよ
うにして設定された保舵用制御トルクＴｇにゲインＫを
乗じてコントローラ６へ出力する。なお、このゲインＫ
は、ステアリングシャフト４０（図１０に示す）にそな
えられた図示しないパワーステアリング機構の構造によ
り決まる係数である。また、ゲインＫの大きさは調整可
能であり、上述のようにドライバの保舵力を一部負担す
るのみならず、ドライバの保舵力を完全に負担してドラ
イバがハンドル２０から手を放しても一定舵角を保つよ
うなレベルに設定することも可能である。

【００３６】また、操舵アクチュエータ２１は、ステア
リングシャフトにトルクを加えうるアクチュエータであ
ればよく、例えば、図１０に示すように、ステアリング
シャフト４０の図示しないトーションバーよりも下方
（パワーステアリング側）に設置した小型電動トルクモ
ータ４１により構成してもよい。この場合、モータ４１
からステアリングシャフト４０へのトルク伝達は、ウォ
ーム４２ａとウォームホイール４２ｂとからなるウォー
ムギヤ４２を介して行なうが、ウォームホイール４２ｂ
とステアリングシャフト４０との間にはトルクリミッタ
４３を介装する。このトルクリミッタ４３により、万が
一モータ４１が固着した場合でもドライバーは容易にハ
ンドル２０の操作を行なうことができる。また、モータ
４１は最大トルクを必要最小限に設定されており、例え
コントローラ６に故障が生じてもドライバーに過剰な操
舵負担を与えないようになっている。

【００３７】なお、制御トルク算出手段５とコントロー
ラ６との間には、実際に操舵アクチュエータ２１で発揮
される制御トルクが急変することなく滑らかに連続する
ように制御トルク算出情報の出力に対して平滑化処理す
るローパスフィルタ２５が介装されている。本発明の一
実施形態としての保舵力補助装置は、上述のように構成
されているので、保舵力補助の処理は、例えば図８に示
すように行なわれる。

【００３８】つまり、制御スイッチ２３がオンか否かが
判定され（ステップＳ１０）、制御スイッチ２３がオン
でなければ保舵力補助の処理は行なわないが、制御スイ
ッチ２３がオンであれば、ステップＳ２０以降の処理を
行なう。即ち、まず、曲率算出手段４Ａで走行レーンの
曲率を算出し（ステップＳ２０）、制御トルク算出手段
５でこの走行レーンの曲率を基に算出される横加速度に
応じた制御トルクを算出し（ステップＳ３０）、コント
ローラ６を通じて、この制御トルクに応じた制御量で操
舵アクチュエータ２１を作動させるとともに、作動表示
部２４に表示信号を出力する（ステップＳ４０）。

【００３９】このような処理を図９のブロック図を用い
て説明すれば、走行車線に対して、ドライバ側ではこれ
を視覚により認知しながら適宜判断を行なって、ハンド
ルの保舵操作を行なう。一方、本保舵力補助装置では、
まずカメラ２を通じた画像認識により走行車線に対する
レーン認識を行なって、走行レーンの曲率（道路曲率）
ρを算出して、この曲率ρと車速Ｖとから横加速度Ｇを
算出し、この横加速度Ｇから保舵用制御トルクＴｇを算
出する。そして、この保舵用制御トルクに基づいて操舵
アクチュエータ２１を作動させる。

【００４０】これにより、ドライバの保舵トルクと操舵
アクチュエータ２１による保舵用制御トルクとが加算さ
れた状態となって、パワーステアリング装置を経て操舵
輪２２側へ伝達され、操舵輪２２を保舵するのである。
このような各処理について更に詳述すれば、制御トルク
を算出するにあたり、走行レーンの曲率ρを算出する必
要がある。まず、本装置では、走行レーン推定手段４に
より、車両前方の道路中心線ＬＣの曲率指標θを算出す
る。ここでは、カメラ２による画像情報に基づく道路中
心線ＬＣ上の点Ｂ（カーブ検出点）に対してサンプリン
グ距離Ｌだけ後方の第１地点（点Ａ）と、カーブ検出点
（点Ｂ）に対してサンプリング距離Ｌだけ前方の第２地
点（点Ｃ）とを与えて、点Ａから点Ｂに至る第１のベク
トルＡＢと、点Ｂから点Ｃに至る第２のベクトルＢＣと
のなす角度θを点Ｂにおける曲率指標（曲率特性）とし
て算出する。

【００４１】つまり、本装置では、走行レーン左端の白
線１２Ｌと、走行レーン右端の白線１２Ｒとに関して白
線認識を行ない、この白線認識から、車両の走行してい
る走行レーンが車両に対してどのような偏角をもってカ
ーブしているかを推定するが、まず、各白線１２Ｌ、１
２Ｒの認識について、左側の白線１２Ｌを例に説明す
る。

【００４２】まず、図３（ａ）に示すように、カメラ２
により平地において車両前方の範囲（例えば５ｍ〜３０
ｍ）の白黒画像情報を微小な制御周期毎に取り込み、各
周期毎に、この画面上で等間隔になるような複数の水平
線１１を設定する。そして、図３（ｂ）に示すように、
それぞれの水平線１１上において前回の画面での白線位
置の左右の所要の範囲（例えば左右５０画素〔ｄｏ
ｔ〕）を白線探査エリア（処理対象領域）１０として設
定する。なお、初期画面では、直線路における白線位置
を前回の画面データとして利用する。

【００４３】このような画像情報から、図３（ｃ）に示
すように、各水平線の明度をそれぞれ左から横方向に微
分して、このような各水平線の微分データ〔図３（ｄ）
参照〕から、微分値のピークが左からプラス，マイナス
の順に並んで現れ、且つそれぞれのピークの間隔が白線
１２として妥当と思われる程度（プラスのピークからマ
イナスのピークまでの間隔が例えば３０ｄｏｔ以内）に
納まっている組み合わせを白線候補として抽出し、その
中点を白線候補点１５として保存する〔図３（ｅ）参
照〕。

【００４４】そして、これらの白線候補点１５のうち、
画面中心に最も近いもののみを最終候補点として残す。
このように白線候補点１５を画面中心に最も近いものに
限定することにより、白線１２よりもさらに外側に、ノ
イズの原因となる物体（例えばガードレール１４や他の
走行レーンの車両等）が存在する場合であっても、カメ
ラ２による画像情報から白線１２を確実に認識すること
ができる。

【００４５】最後に、図３（ｆ）に示すように、各水平
線データにおける白線候補点１５の上下方向の連続性を
画面の下方から順次検証していく。まず、事前に前画面
での白線１２の上下端間の傾きを計算しておく。そし
て、最下点１５Ａを白線１２とすると、一本上の水平線
１１上の候補点１５Ｂが、前回の白線１２の傾き分±５
０ｄｏｔの範囲内に入っているかを比較して、候補点１
５Ｂがこの範囲内に入っていればこれを白線とし、入っ
ていないときは候補点１５Ｂは却下されて、上述の傾き
から補間計算した座標を白線位置とみなす。

【００４６】このような作業を各水平線について行なう
ことにより、連続した白線１２を認識することができ
る。このような白線認識の作業は、所要の周期で継続し
て行なわれ、その都度白線１２の認識を更新していく。
こうして、周期的に走行レーンの左右の白線１２Ｌ，１
２Ｒの認識を行なうが、これと同様に行なわれる。

【００４７】そして、推定手段４では、各道路中心線Ｌ
Ｃ_L，ＬＣ_Rを平均して道路中心線ＬＣ（＝ＬＣ_L＋Ｌ
Ｃ_R）を算出する。こうして道路中心線ＬＣが推定され
ると、車両前方の道路中心線ＬＣ上の点Ｂ（カーブ検出
点）に対してサンプリング距離Ｌだけ後方の第１地点
（点Ａ）と、カーブ検出点（点Ｂ）に対してサンプリン
グ距離Ｌだけ前方の第２地点（点Ｃ）とを与えて、点Ａ
から点Ｂに至る第１のベクトルＡＢと、点Ｂから点Ｃに
至る第２のベクトルＢＣとのなす角度θを点Ｂにおける
曲率指標（曲率特性）として算出する。また、第１検出
点における自車両中心線と道路中心線ＬＣとの横方向距
離（道路幅方向，カメラ画像の横方向距離）を横ずれ量
（横偏差）ΔＹとして算出し、第１検出点と第２検出点
とを結んだ直線と、自車両中心線とがなす角を偏角βと
して算出する。

【００４８】このようにして、曲率指標θが算出される
と、走行レーン推定手段４は、（１）式より走行レーン
の曲率ρを算定し、さらに車速センサ３２で検出された
車両の車速Ｖを用いて（２）式より車両に作用する横加
速度Ｇを算出する。制御トルク算出手段５による保舵用
制御トルクＴｇの算出は、図６に示すようなマップやテ
ーブル又は演算式を用いて行なう。つまり、図６に示す
ように、走行レーンが左方向にカーブしている場合、車
両に作用する横加速度Ｇは車両の旋回を妨げる右方向に
働くので、横加速度Ｇの大きさに応じて車両を左側へ旋
回させる左操舵の保舵用制御トルクＴｇを設定し、走行
レーンが右方向にカーブしている場合は、横加速度Ｇの
大きさに応じて車両を右側へ旋回させる右操舵の保舵用
制御トルクＴｇを設定する。ただし、ドライバが容易に
打ち勝てる程度に保舵用制御トルクＴｇの大きさを保つ
ため、横加速度Ｇの大きさがＧ１以上の場合は保舵用制
御トルクＴｇの大きさを一定値Ｔｇｍに制限する。

【００４９】したがって、この保舵用制御トルクＴｇを
付与されることで、ドライバはカーブ路におけるハンド
ル２０の保舵力を軽減され、大きな横加速度Ｇが作用す
るような場合でも容易に操舵操作が行なわれるようにな
る。また、この保舵用制御トルクＴｇは、車両がこれか
ら進入するカーブにおいて作用するであろう横加速度Ｇ
を前もって予測し、この予測された横加速度Ｇをもとに
決定されるため、ドライバにカーブに沿ったハンドル操
舵を促すように保舵用制御トルクＴｇを付与することが
できる。このため、この保舵用制御トルクＴｇは車両が
カーブにさしかかったことをドライバに警告する効果も
あり、例えば脇見運転のドライバに対して有効である。

【００５０】さらに、制御トルク算出手段５では、保舵
用制御トルクＴｇのゲインＫをドライバの任意に変更す
ることができるようになっており、ゲインＫの設定によ
ってはドライバがハンドルから手を放しても保舵用制御
トルクＴｇにより一定舵角を保持することもできる。さ
らに、油圧パワーステアリング機構のみに操舵力の補助
を頼ると、きめ細かくアシスト制御するためにはトーシ
ョンバーの捩じり剛性を高くすることができず、剛性感
不足な操舵フィーリングになってしまうが、本保舵力補
助装置では、油圧パワーステアリング機構とは別に設け
られた小型電動トルクモータ４１が油圧パワーステアリ
ング機構とともにドライバの操舵操作をアシストするの
で、油圧パワーステアリング機構の負担が小さくなり、
これにより油圧パワーステアリング機構の制御能力を小
さくすることができる。したがって、ステアリング系の
剛性を高く設定することができ、剛性感不足を解消する
ことができることになる。

【００５１】また、ローパスフィルタ２５により、保舵
用制御トルクＴｇが平滑化処理されて出力されるので、
操舵アクチュエータ２１で発生する保舵用制御トルクが
急変することなく滑らかに連続するようになり、カーブ
路におけるハンドルの保舵制御を安定して行なうことが
できる利点もある。なお、制御トルク算出手段５による
保舵用制御トルクＴｇの算出は、横加速度Ｇに対して図
６に示すような特性に限定されない。

【００５２】つまり、保舵用制御トルクＴｇは、横加速
度Ｇが大きさに応じて大きくなるものであればよく、特
に、横加速度Ｇが小さい領域では保舵用制御トルクＴｇ
を０として、この領域（不感帯）よりも横加速度Ｇの大
きさが大きくなれば、保舵用制御トルクＴｇを横加速度
Ｇに応じて設定するようにしてもよい。この場合、図７
に示すように保舵用制御トルクＴｇを横加速度Ｇに対し
て線型に増加させてもよく、また、ステップ状に増加さ
せてもよい。

【００５３】また、本実施形態では、カメラ２を通じた
画像情報より走行レーンの曲率ρを推定し、この走行レ
ーンの曲率ρと車速センサ３２で検出された車速Ｖとを
用いて横加速度Ｇを算出しているが、これとは別に横加
速度センサによる横加速度の検出を併用してもよい。こ
の場合、走行レーンの認識が不調の時でも横加速度セン
サを通じて検出された横加速度をもとに保舵用制御トル
クを付与することができる、つまりロバスト性を確保す
ることができるという利点がある。

【００５４】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明の保舵力補助装置によれば、自車両がカーブ路に進
入すると、走行レーンの曲率と車速とから横加速度を算
出し、この横加速度に応じた大きさの保舵用制御トルク
が操舵アクチュエータより付与されるので、ドライバは
カーブ路におけるハンドルの保舵力を軽減され、大きな
横加速度が作用するようなカーブや車速でも容易に操舵
操作が行なわれるようになる。

【００５５】この結果、パワーステアリング機構への依
存度を軽減することができ、トーションバーの捩じり剛
性を高めてステアリング等の剛性を高く設定して、操舵
フィーリングのよいステアリング剛性感を得られるよう
になる。また、この保舵用制御トルクは、車両がこれか
ら進入するカーブにおいて作用するであろう横加速度を
前もって予測し、この予測された横加速度をもとに決定
されるため、ドライバにカーブに沿ったハンドル操舵を
促すように保舵用制御トルクを付与することができる。
このため、この保舵用制御トルクは車両がカーブにさし
かかったことをドライバに警告する効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としての保舵力補助装置の
構成を模式的に示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施形態にかかる走行レーン認識の
ための画像処理を説明する図である。

【図３】本発明の一実施形態にかかる走行レーン認識を
（ａ）〜（ｆ）の順で説明する模式図である。

【図４】走行レーン認識を説明する模式的な平面図であ
る。

【図５】走行レーンの曲率の算出について説明するため
の説明図である。

【図６】本発明の一実施形態としての保舵力補助装置に
かかる保舵用制御トルクの設定マップの一例を示す図で
ある。

【図７】本発明の一実施形態としての保舵力補助装置に
かかる保舵用制御トルクの設定マップの他の例を示す図
である。

【図８】本発明の一実施形態としての保舵力補助装置の
動作を説明するフローチャートである。

【図９】本発明の一実施形態としての保舵力補助装置の
作用を説明するブロック図である。

【図１０】本発明の一実施形態としての保舵力補助装置
にそなえられる操舵アクチュエータの構成の一例を示す
模式図である。

【符号の説明】

１車両２カメラ３画像情報処理手段４走行レーン推定手段４Ａ曲率算出手段５制御トルク算出手段６制御手段（コントローラ）２０ステアリングホイール（ハンドル）２１操舵アクチュエータ２２操舵輪２３スイッチ２４作動表示部２５ローパスフィルタ３２車速センサ４０ステアリングシャフト４１小型電動トルクモータ４２ウォームギヤ４３トルクリミッタＬＣ道路中心線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自車両の走行方向前方の走行車線のカー
ブ状況に応じてステアリングに保舵トルクを加えてカー
ブ旋回時におけるドライバの保舵力を軽減する保舵力補
助装置であって、該走行車線の走行方向前方の曲率を算出する曲率算出手
段と、該自車両の車速を検出する車速検出手段と、該曲率算出手段で算出された該曲率と該車速検出手段で
検出された該車速とに基づいて制御トルクを算出する制
御トルク算出手段と、該制御トルク算出手段で算出された該制御トルクが該車
両のカーブの旋回を助ける方向に発生するように該操舵
アクチュエータを制御する制御手段とをそなえたことを
特徴とする、保舵力補助装置。