JPWO2014109307A1 - 車線内走行支援装置 - Google Patents
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Abstract
ステアリングホイール6と機械的に切り離された前輪5L,5Rの転舵角を制御する際、車線逸脱無しと判定された場合にはステアリングホイール6の操舵角に応じたSBW指令転舵角に基づいて前輪5L,5Rの転舵角を制御し、車線逸脱有りと判定された場合には車両を車線内に戻す方向にヨーモーメントを発生させるためのLDP指令転舵角に基づいて転舵角を制御する一方、LDP指令転舵角をステアリングホイール6に付与する操舵反力に反映させず、操舵角に基づいて操舵反力を制御する。
Description
本発明は、車線内走行支援装置に関する。
特許文献１には、走行車線に対する車線逸脱の有無を判定し、車線逸脱有りと判定した場合、走行車線内に戻す方向に電動パワーステアリングのアシスト力を増加させる技術が開示されている。
しかしながら、上記従来技術にあっては、アシスト力増加によって得られる転舵角は運転者の保舵力により変動するため、車両挙動がばらつき、狙いとする車両挙動が得られないという問題があった。
本発明の目的は、運転者の保舵力にかかわらず狙いの車両挙動が得られる車線内走行支援装置を提供することにある。
本発明の目的は、運転者の保舵力にかかわらず狙いの車両挙動が得られる車線内走行支援装置を提供することにある。
本発明では、操舵部と機械的に切り離された転舵部の転舵量を制御する際、車線逸脱無しと判定された場合には操舵部の操舵量に基づいて転舵部の転舵量を制御し、車線逸脱有りと判定された場合には車両を車線内に戻す方向にヨーモーメントを発生させるための走行支援転舵量に基づいて転舵量を制御する一方、走行支援転舵量を操舵部に付与する操舵反力に反映させず、操舵量に基づいて操舵反力を制御する。
よって、走行支援転舵量によって得られる転舵角は運転者の保舵力の影響を受けないため、運転者の保舵力にかかわらず狙いの車両挙動が得られる。
1 操舵部
2 転舵部
3 バックアップクラッチ
4 SBWコントローラ
5L,5R 前輪
6 ステアリングホイール
7 コラムシャフト
8 反力モータ
9 操舵角センサ
11 ピニオンシャフト
12 ステアリングギア
13 転舵モータ
14 転舵角センサ
15 ラックギア
16 ラック
17 カメラ
18 車速センサ
19 転舵制御部
19a 指令転舵角切り替え部
20 操舵反力制御部
20b 加算器
20c 加算器
21 映像処理部
22 電流ドライバ
23 電流ドライバ
24 ナビゲーションシステム
31 SBW指令転舵角演算部
32 LDP指令転舵角演算部
32a ヨー角演算部
32b 前方注視距離演算部
32c 横位置演算部
32d 逸脱判定部
32f 目標ヨー加速度演算部
32e 目標ヨーモーメント演算部
32g 目標ヨーレイト演算部
32h 指令転舵角演算部
32i リミッタ処理部
33 横力演算部
35 SAT演算部
36 操舵反力トルクオフセット部
36a ヨー角演算部
36b 横位置演算部
36c 反力選択部
36d リミッタ処理部
39 逸脱余裕時間に応じた反力演算部
39a 乗算器
39b 除算器
39c 除算器
39d 逸脱余裕時間選択部
39e 逸脱余裕時間に応じた反力演算部
40 横位置に応じた反力演算部
40a 減算器
40b 減算器
40c 横位置偏差選択部
40d 横位置偏差に応じた反力演算部
50 操舵反力制御部
51 横Gセンサ
52 転舵電流センサ
53 ヨーレイトセンサ
54 FB横力演算部
55 FF横力演算部
56 SAT演算部
2 転舵部
3 バックアップクラッチ
4 SBWコントローラ
5L,5R 前輪
6 ステアリングホイール
7 コラムシャフト
8 反力モータ
9 操舵角センサ
11 ピニオンシャフト
12 ステアリングギア
13 転舵モータ
14 転舵角センサ
15 ラックギア
16 ラック
17 カメラ
18 車速センサ
19 転舵制御部
19a 指令転舵角切り替え部
20 操舵反力制御部
20b 加算器
20c 加算器
21 映像処理部
22 電流ドライバ
23 電流ドライバ
24 ナビゲーションシステム
31 SBW指令転舵角演算部
32 LDP指令転舵角演算部
32a ヨー角演算部
32b 前方注視距離演算部
32c 横位置演算部
32d 逸脱判定部
32f 目標ヨー加速度演算部
32e 目標ヨーモーメント演算部
32g 目標ヨーレイト演算部
32h 指令転舵角演算部
32i リミッタ処理部
33 横力演算部
35 SAT演算部
36 操舵反力トルクオフセット部
36a ヨー角演算部
36b 横位置演算部
36c 反力選択部
36d リミッタ処理部
39 逸脱余裕時間に応じた反力演算部
39a 乗算器
39b 除算器
39c 除算器
39d 逸脱余裕時間選択部
39e 逸脱余裕時間に応じた反力演算部
40 横位置に応じた反力演算部
40a 減算器
40b 減算器
40c 横位置偏差選択部
40d 横位置偏差に応じた反力演算部
50 操舵反力制御部
51 横Gセンサ
52 転舵電流センサ
53 ヨーレイトセンサ
54 FB横力演算部
55 FF横力演算部
56 SAT演算部
〔実施例１〕
［システム構成］
図１は、実施例１の車両の操舵系を示すシステム図である。
実施例１の操舵装置は、操舵部1、転舵部2、バックアップクラッチ3、SBWコントローラ4を主要な構成とし、ドライバの操舵入力を受ける操舵部1と、左右前輪（転舵輪）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。
［システム構成］
図１は、実施例１の車両の操舵系を示すシステム図である。
実施例１の操舵装置は、操舵部1、転舵部2、バックアップクラッチ3、SBWコントローラ4を主要な構成とし、ドライバの操舵入力を受ける操舵部1と、左右前輪（転舵輪）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6、コラムシャフト7、反力モータ8および操舵角センサ9を備える。
コラムシャフト7は、ステアリングホイール6と一体に回転する。
反力モータ8は、例えば、ブラシレスモータであり、出力軸がコラムシャフト7と同軸の同軸モータであり、SBWコントローラ4からの指令に応じて、コラムシャフト7に操舵反力トルクを出力する。
操舵角センサ9は、コラムシャフト7の絶対回転角、すなわち、ステアリングホイール6の操舵角を検出する。
コラムシャフト7は、ステアリングホイール6と一体に回転する。
反力モータ8は、例えば、ブラシレスモータであり、出力軸がコラムシャフト7と同軸の同軸モータであり、SBWコントローラ4からの指令に応じて、コラムシャフト7に操舵反力トルクを出力する。
操舵角センサ9は、コラムシャフト7の絶対回転角、すなわち、ステアリングホイール6の操舵角を検出する。
転舵部2は、ピニオンシャフト11、ステアリングギア12、転舵モータ13、および転舵角センサ14を備える。
ステアリングギア12は、ラック&ピニオン式のステアリングギアであり、ピニオンシャフト11の回転に応じて前輪5L,5Rを転舵する。
転舵モータ13は、例えば、ブラシレスモータであり、出力軸が図外の減速機を介してラックギア15と接続され、SBWコントローラ4からの指令に応じて、ラック16に前輪5を転舵するための転舵トルクを出力する。
転舵角センサ14は、転舵モータ13の絶対回転角を検出する。ここで、転舵モータ13の回転角と前輪5の転舵角とは常に一意に定まる相関関係があるため、転舵モータ13の回転角から前輪5の転舵角を検出できる。以下では特に記載しない限り、前輪5の転舵角は転舵モータ13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、操舵部1のコラムシャフト7と転舵部2のピニオンシャフト11との間に設けられ、解放により操舵部1と転舵部2とを機械的に切り離し、締結により操舵部1と転舵部2とを機械的に接続する。
ステアリングギア12は、ラック&ピニオン式のステアリングギアであり、ピニオンシャフト11の回転に応じて前輪5L,5Rを転舵する。
転舵モータ13は、例えば、ブラシレスモータであり、出力軸が図外の減速機を介してラックギア15と接続され、SBWコントローラ4からの指令に応じて、ラック16に前輪5を転舵するための転舵トルクを出力する。
転舵角センサ14は、転舵モータ13の絶対回転角を検出する。ここで、転舵モータ13の回転角と前輪5の転舵角とは常に一意に定まる相関関係があるため、転舵モータ13の回転角から前輪5の転舵角を検出できる。以下では特に記載しない限り、前輪5の転舵角は転舵モータ13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、操舵部1のコラムシャフト7と転舵部2のピニオンシャフト11との間に設けられ、解放により操舵部1と転舵部2とを機械的に切り離し、締結により操舵部1と転舵部2とを機械的に接続する。
SBWコントローラ4には、上記操舵角センサ9および転舵角センサ14に加え、カメラ17により撮影された自車前方の走行路の映像および車速センサ18により検出された車速（車体速）が入力される。
SBWコントローラ4は、前輪5FL,5FRの転舵角を制御する転舵制御部19と、コラムシャフト7に付与する操舵反力トルクを制御する操舵反力制御部20と、映像処理部21とを有する。
転舵制御部19は、各入力情報に基づいて指令転舵角を生成し、生成した指令転舵角を電流ドライバ22へ出力する。
電流ドライバ22は、転舵角センサ14により検出される実転舵角を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13への指令電流を制御する。
操舵反力制御部20は、各入力情報に基づいて指令操舵反力トルクを生成し、生成した指令操舵反力トルクを電流ドライバ23へ出力する。
電流ドライバ23は、反力モータ8の電流値から推定される実操舵反力トルクを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8への指令電流を制御する。
映像処理部21は、カメラ17により撮影された自車前方の走行路の映像からエッジ抽出等の画像処理によって走行車線左右の白線（走行路区分線）を認識する。
加えて、SBWコントローラ4は、SBWシステムのフェール時、バックアップクラッチ3を締結して操舵部1と転舵部2とを機械的に連結し、ステアリングホイール6の操舵によるラック16の軸方向移動を可能とする。このとき、転舵モータ13のアシストトルクによりドライバの操舵力を補助する電動パワーステアリングシステム相当の制御を行ってもよい。
上記SBWシステムにおいて、各センサ、各コントローラ、各モータを複数設けた冗長系としてもよい。また、転舵制御部19と操舵反力制御部20を別体としてもよい。
SBWコントローラ4は、前輪5FL,5FRの転舵角を制御する転舵制御部19と、コラムシャフト7に付与する操舵反力トルクを制御する操舵反力制御部20と、映像処理部21とを有する。
転舵制御部19は、各入力情報に基づいて指令転舵角を生成し、生成した指令転舵角を電流ドライバ22へ出力する。
電流ドライバ22は、転舵角センサ14により検出される実転舵角を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13への指令電流を制御する。
操舵反力制御部20は、各入力情報に基づいて指令操舵反力トルクを生成し、生成した指令操舵反力トルクを電流ドライバ23へ出力する。
電流ドライバ23は、反力モータ8の電流値から推定される実操舵反力トルクを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8への指令電流を制御する。
映像処理部21は、カメラ17により撮影された自車前方の走行路の映像からエッジ抽出等の画像処理によって走行車線左右の白線（走行路区分線）を認識する。
加えて、SBWコントローラ4は、SBWシステムのフェール時、バックアップクラッチ3を締結して操舵部1と転舵部2とを機械的に連結し、ステアリングホイール6の操舵によるラック16の軸方向移動を可能とする。このとき、転舵モータ13のアシストトルクによりドライバの操舵力を補助する電動パワーステアリングシステム相当の制御を行ってもよい。
上記SBWシステムにおいて、各センサ、各コントローラ、各モータを複数設けた冗長系としてもよい。また、転舵制御部19と操舵反力制御部20を別体としてもよい。
実施例１では、ドライバの修正操舵量低減を狙いとし、修正操舵低減制御を実施する。修正操舵低減制御は、ドライバの操舵入力に対する車両の安定性向上を目的とし、２つの反力オフセット制御を行う。
1.横位置に応じた反力オフセット制御
横位置に応じてセルフアライニングトルクに応じた操舵反力特性を操舵反力の絶対値が大きくなる方向へオフセットし、ドライバが操舵角中立位置をまたぐ修正操舵を行ったときに操舵トルクの符号が反転するのを抑制する。
2.逸脱余裕時間に応じた反力オフセット制御
逸脱余裕時間（白線への到達時間）に応じてセルフアライニングトルクに応じた操舵反力特性を操舵反力の絶対値が大きくなる方向へオフセットし、ドライバが操舵角中立位置をまたぐ修正操舵を行ったときに操舵トルクの符号が反転するのを抑制する。
1.横位置に応じた反力オフセット制御
横位置に応じてセルフアライニングトルクに応じた操舵反力特性を操舵反力の絶対値が大きくなる方向へオフセットし、ドライバが操舵角中立位置をまたぐ修正操舵を行ったときに操舵トルクの符号が反転するのを抑制する。
2.逸脱余裕時間に応じた反力オフセット制御
逸脱余裕時間（白線への到達時間）に応じてセルフアライニングトルクに応じた操舵反力特性を操舵反力の絶対値が大きくなる方向へオフセットし、ドライバが操舵角中立位置をまたぐ修正操舵を行ったときに操舵トルクの符号が反転するのを抑制する。
［転舵制御部］
図２は、転舵制御部19の制御ブロック図である。
SBW指令転舵角演算部31は、操舵角と車速とに基づいてSBW指令転舵角を演算する。
LDP(Lane Departure Prevention)指令転舵角演算部32は、車線逸脱有りと判定された場合、車速と白線情報とに基づき、車両を車線内に戻す方向にヨーモーメントを発生させるためのLDP指令転舵角を演算する。LDP指令転舵角演算部32の詳細については後述する。
指令転舵角切り替え部19aは、後述する逸脱判定部32dから出力される逸脱フラグがリセット(=0)されている場合には、SBW指令転舵角を最終的な指令転舵角として電流ドライバ22へ出力し、逸脱フラグがセット(=1)されている場合には、LDP指令転舵角を最終的な指令転舵角として電流ドライバ22へ出力する。
図２は、転舵制御部19の制御ブロック図である。
SBW指令転舵角演算部31は、操舵角と車速とに基づいてSBW指令転舵角を演算する。
LDP(Lane Departure Prevention)指令転舵角演算部32は、車線逸脱有りと判定された場合、車速と白線情報とに基づき、車両を車線内に戻す方向にヨーモーメントを発生させるためのLDP指令転舵角を演算する。LDP指令転舵角演算部32の詳細については後述する。
指令転舵角切り替え部19aは、後述する逸脱判定部32dから出力される逸脱フラグがリセット(=0)されている場合には、SBW指令転舵角を最終的な指令転舵角として電流ドライバ22へ出力し、逸脱フラグがセット(=1)されている場合には、LDP指令転舵角を最終的な指令転舵角として電流ドライバ22へ出力する。
［操舵反力制御部］
図３は、操舵反力制御部20の制御ブロック図である。
横力演算部33は、操舵角と車速とに基づき、あらかじめ実験等により求めたコンベンショナルな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操舵角−横力変換マップを参照してタイヤ横力を演算する。操舵角−横力変換マップは、操舵角が大きいほどタイヤ横力が大きく、かつ、操舵角が小さいときは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が大きく、かつ、車速が高いほどタイヤ横力が小さくなる特性を有する。
SAT演算部35は、車速とタイヤ横力とに基づき、あらかじめ実験等により求め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反力トルクとの関係を表す横力−操舵反力トルク変換マップを参照してタイヤ横力によって発生する操舵反力トルクを演算する。タイヤ横力−操舵反力トルク変換マップは、タイヤ横力が大きいほど操舵反力トルクが大きく、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が大きく、かつ、車速が高いほど操舵反力トルクが小さくなる特性を有する。この特性は、コンベンショナルな操舵装置において、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セルフアライニングトルクによってステアリングホイールに発生する反力を模擬したものである。
図３は、操舵反力制御部20の制御ブロック図である。
横力演算部33は、操舵角と車速とに基づき、あらかじめ実験等により求めたコンベンショナルな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操舵角−横力変換マップを参照してタイヤ横力を演算する。操舵角−横力変換マップは、操舵角が大きいほどタイヤ横力が大きく、かつ、操舵角が小さいときは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が大きく、かつ、車速が高いほどタイヤ横力が小さくなる特性を有する。
SAT演算部35は、車速とタイヤ横力とに基づき、あらかじめ実験等により求め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反力トルクとの関係を表す横力−操舵反力トルク変換マップを参照してタイヤ横力によって発生する操舵反力トルクを演算する。タイヤ横力−操舵反力トルク変換マップは、タイヤ横力が大きいほど操舵反力トルクが大きく、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が大きく、かつ、車速が高いほど操舵反力トルクが小さくなる特性を有する。この特性は、コンベンショナルな操舵装置において、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セルフアライニングトルクによってステアリングホイールに発生する反力を模擬したものである。
加算器20bは、操舵反力トルクと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。
操舵反力トルクオフセット部36は、車速と自車前方の走行路の映像とに基づき、横位置または逸脱余裕時間に応じた反力オフセット制御において操舵反力特性をオフセットするための操舵反力トルクオフセット量を演算する。操舵反力トルクオフセット部36の詳細については後述する。
加算器20cは、ステアリング特性に応じた操舵反力トルク成分を加算した後の操舵反力トルクと操舵トルクオフセット量とを加算した値を最終的な指令操舵反力トルクとして電流ドライバ23へ出力する。
操舵反力トルクオフセット部36は、車速と自車前方の走行路の映像とに基づき、横位置または逸脱余裕時間に応じた反力オフセット制御において操舵反力特性をオフセットするための操舵反力トルクオフセット量を演算する。操舵反力トルクオフセット部36の詳細については後述する。
加算器20cは、ステアリング特性に応じた操舵反力トルク成分を加算した後の操舵反力トルクと操舵トルクオフセット量とを加算した値を最終的な指令操舵反力トルクとして電流ドライバ23へ出力する。
［LDP指令転舵角演算部］
図４は、LDP指令転舵角演算部32の制御ブロック図である。
ヨー角演算部32aは、自車進行方向と交差する白線（対象白線）と自車進行方向とのなす角度であるヨー角を演算する。
前方注視距離演算部32bは、所定の車頭時間と車速とを乗算し、ある車頭時間後に車両が居ると予測される前方距離である前方注視距離を演算する。
横位置演算部32cは、前方注視距離とヨー角とを乗算して前方注視距離に移動するまでの横位置の移動量を演算し、これを現在の横位置（対象白線までの距離）に加算して前方注視距離での横位置を演算する。
逸脱判定部32dは、前方注視距離での横位置の絶対値からあらかじめ設定された制御閾値を減じて前方注視距離での横位置偏差を演算し、演算した横位置偏差を出力する。また、横位置偏差がゼロ未満(<0)である場合には「車線逸脱無し」と判定して逸脱フラグをリセット(=0)する一方、横位置偏差がゼロ以上(≧0)である場合には「車線逸脱有り」と判定して逸脱フラグをセット(=1)する。なお、ウインカーが対象白線方向に出ている場合には、レーンチェンジ中であるため、横位置偏差がゼロ以上であっても「車線逸脱無し」と判定し、逸脱フラグをリセットする。
図４は、LDP指令転舵角演算部32の制御ブロック図である。
ヨー角演算部32aは、自車進行方向と交差する白線（対象白線）と自車進行方向とのなす角度であるヨー角を演算する。
前方注視距離演算部32bは、所定の車頭時間と車速とを乗算し、ある車頭時間後に車両が居ると予測される前方距離である前方注視距離を演算する。
横位置演算部32cは、前方注視距離とヨー角とを乗算して前方注視距離に移動するまでの横位置の移動量を演算し、これを現在の横位置（対象白線までの距離）に加算して前方注視距離での横位置を演算する。
逸脱判定部32dは、前方注視距離での横位置の絶対値からあらかじめ設定された制御閾値を減じて前方注視距離での横位置偏差を演算し、演算した横位置偏差を出力する。また、横位置偏差がゼロ未満(<0)である場合には「車線逸脱無し」と判定して逸脱フラグをリセット(=0)する一方、横位置偏差がゼロ以上(≧0)である場合には「車線逸脱有り」と判定して逸脱フラグをセット(=1)する。なお、ウインカーが対象白線方向に出ている場合には、レーンチェンジ中であるため、横位置偏差がゼロ以上であっても「車線逸脱無し」と判定し、逸脱フラグをリセットする。
目標ヨーモーメント演算部32eは、下記の式を参照して目標ヨーモーメントM*を演算する。
M* = (2×I×ΔY)/(L×T2)
ここで、Iはヨー慣性モーメント、ΔYは前方注視距離での横位置偏差、Lは前方注視距離、Tは車頭時間である。
目標ヨー加速度演算部32fは、目標ヨーモーメントにヨー慣性モーメント係数を乗じて目標ヨー加速度を演算する。
目標ヨーレイト演算部32gは、目標ヨー加速度に車頭時間を乗じて目標ヨーレイトを演算する。
指令転舵角演算部32hは、下記の式を参照してLDP指令転舵角δ*を演算する。
δ* = (φ*×WHEEL_BASE×(1+(V/vCh)2)×180)/(V×M_PI)
ここで、φ*は目標ヨーレイト、WHEEL_BASEはホイールベース、vChは車両の特性速度、Vは車速、M_PIは所定の係数である。なお、車両の特性速度vChとは、既知の"アッカーマン方程式"の中のパラメータであり、車両のセルフステアリング特性を表すものである。
M* = (2×I×ΔY)/(L×T2)
ここで、Iはヨー慣性モーメント、ΔYは前方注視距離での横位置偏差、Lは前方注視距離、Tは車頭時間である。
目標ヨー加速度演算部32fは、目標ヨーモーメントにヨー慣性モーメント係数を乗じて目標ヨー加速度を演算する。
目標ヨーレイト演算部32gは、目標ヨー加速度に車頭時間を乗じて目標ヨーレイトを演算する。
指令転舵角演算部32hは、下記の式を参照してLDP指令転舵角δ*を演算する。
δ* = (φ*×WHEEL_BASE×(1+(V/vCh)2)×180)/(V×M_PI)
ここで、φ*は目標ヨーレイト、WHEEL_BASEはホイールベース、vChは車両の特性速度、Vは車速、M_PIは所定の係数である。なお、車両の特性速度vChとは、既知の"アッカーマン方程式"の中のパラメータであり、車両のセルフステアリング特性を表すものである。
リミッタ処理部32iは、LDP指令転舵角の変化率の上限をレートリミット値で制限し、制限後の値を指令転舵角切り替え部19aに出力する。LDP指令転舵角の増加時は、減少時よりもレートリミット値を大きくする。具体的には、増加時のレートリミット値を、安全性の制約上取り得る最大値とし、減少時のレートリミッタ値を、横加速度（横G）が急変しない程度、かつ、制御が長く続くことで反対車線まで戻されることのない値に制限する。
また、増加時であっても、LDP指令転舵角が所定角度以上である場合には、増加から減少に転じる地点での横G変化が少なくなるように、LDP指令転舵角が所定角度未満である場合よりもレートリミッタ値を小さくする。
また、増加時であっても、LDP指令転舵角が所定角度以上である場合には、増加から減少に転じる地点での横G変化が少なくなるように、LDP指令転舵角が所定角度未満である場合よりもレートリミッタ値を小さくする。
［操舵反力トルクオフセット部］
図５は、操舵反力トルクオフセット部36の制御ブロック図である。
ヨー角演算部36aは、前方注視点でのヨー角を演算する。カメラ17により撮影された走行路の映像に基づいてヨー角を演算することで、簡単かつ高精度にヨー角を検出できる。
横位置演算部36bは、前方注視点での左右白線に対する横位置および現在位置での左右白線に対する横位置をそれぞれ演算する。ここで、横位置演算部36bは、自車が白線を越えて隣の走行車線に移った場合、すなわち、レーンチェンジが行われた場合、現在位置での左右白線に対する横位置を入れ替える。つまり、白線到達前の左白線に対する横位置を白線到達後の右白線に対する横位置とし、白線到達前の右白線に対する横位置を白線到達後の左白線に対する横位置とする。なお、車線幅が異なる走行車線にレーンチェンジした場合には、レーンチェンジ後の走行車線の車線幅W2をレーンチェンジ前の走行車線の車線幅W1で除した値W2/W1を入れ替えた横位置に乗じて横位置を補正する。ここで、各走行車線の車線幅情報は、ナビゲーションシステム24から取得する。
逸脱余裕時間に応じた反力演算部39は、車速とヨー角と前方注視点での左右白線に対する横位置とに基づき、逸脱余裕時間に応じた反力を演算する。逸脱余裕時間に応じた反力演算部39の詳細については後述する。
横位置に応じた反力演算部40は、現在位置での左右白線に対する横位置に基づき、横位置に応じた反力を演算する。横位置に応じた反力演算部40の詳細については後述する。
反力選択部36cは、逸脱余裕時間に応じた反力と横位置に応じた反力のうち絶対値が大きな方を操舵反力トルクオフセット量として選択する。
リミッタ処理部36dは、操舵反力トルクオフセット量の最大値および変化率の上限を制限する。例えば、最大値は2Nm、変化率の上限は10Nm/sとする。また、リミッタ処理部36dは、逸脱判定部32dから出力される逸脱フラグがセット(=1)された場合には、逸脱フラグがリセット(=0)されるまでの間、出力する操舵反力トルクオフセット量を、逸脱フラグがセットされる直前に出力した値に保持する。逸脱フラグがリセットされた後は、操舵反力トルクオフセット量を演算値まで戻すが、操舵反力の急変を抑制するために、操舵反力トルクオフセット量を所定の変化率により徐々に演算値まで変化させる。
図５は、操舵反力トルクオフセット部36の制御ブロック図である。
ヨー角演算部36aは、前方注視点でのヨー角を演算する。カメラ17により撮影された走行路の映像に基づいてヨー角を演算することで、簡単かつ高精度にヨー角を検出できる。
横位置演算部36bは、前方注視点での左右白線に対する横位置および現在位置での左右白線に対する横位置をそれぞれ演算する。ここで、横位置演算部36bは、自車が白線を越えて隣の走行車線に移った場合、すなわち、レーンチェンジが行われた場合、現在位置での左右白線に対する横位置を入れ替える。つまり、白線到達前の左白線に対する横位置を白線到達後の右白線に対する横位置とし、白線到達前の右白線に対する横位置を白線到達後の左白線に対する横位置とする。なお、車線幅が異なる走行車線にレーンチェンジした場合には、レーンチェンジ後の走行車線の車線幅W2をレーンチェンジ前の走行車線の車線幅W1で除した値W2/W1を入れ替えた横位置に乗じて横位置を補正する。ここで、各走行車線の車線幅情報は、ナビゲーションシステム24から取得する。
逸脱余裕時間に応じた反力演算部39は、車速とヨー角と前方注視点での左右白線に対する横位置とに基づき、逸脱余裕時間に応じた反力を演算する。逸脱余裕時間に応じた反力演算部39の詳細については後述する。
横位置に応じた反力演算部40は、現在位置での左右白線に対する横位置に基づき、横位置に応じた反力を演算する。横位置に応じた反力演算部40の詳細については後述する。
反力選択部36cは、逸脱余裕時間に応じた反力と横位置に応じた反力のうち絶対値が大きな方を操舵反力トルクオフセット量として選択する。
リミッタ処理部36dは、操舵反力トルクオフセット量の最大値および変化率の上限を制限する。例えば、最大値は2Nm、変化率の上限は10Nm/sとする。また、リミッタ処理部36dは、逸脱判定部32dから出力される逸脱フラグがセット(=1)された場合には、逸脱フラグがリセット(=0)されるまでの間、出力する操舵反力トルクオフセット量を、逸脱フラグがセットされる直前に出力した値に保持する。逸脱フラグがリセットされた後は、操舵反力トルクオフセット量を演算値まで戻すが、操舵反力の急変を抑制するために、操舵反力トルクオフセット量を所定の変化率により徐々に演算値まで変化させる。
図６は、逸脱余裕時間に応じた反力演算部39の制御ブロック図である。
乗算器39aは、ヨー角に車速を乗じて車両の横速度を求める。
除算器39bは、前方注視点での左白線に対する横位置を横速度で除して左白線に対する逸脱余裕時間を求める。
除算器39cは、前方注視点での右白線に対する横位置を横速度で除して右白線に対する逸脱余裕時間を求める。
逸脱余裕時間選択部39dは、左右白線に対する逸脱余裕時間のうち短い方を逸脱余裕時間として選択する。
逸脱余裕時間に応じた反力演算部39eは、逸脱余裕時間に基づき、逸脱余裕時間に応じた反力を演算する。逸脱余裕時間に応じた反力は、逸脱余裕時間に反比例（逸脱余裕時間の逆数に比例）し、3秒以上でほぼゼロとなる特性を有する。
乗算器39aは、ヨー角に車速を乗じて車両の横速度を求める。
除算器39bは、前方注視点での左白線に対する横位置を横速度で除して左白線に対する逸脱余裕時間を求める。
除算器39cは、前方注視点での右白線に対する横位置を横速度で除して右白線に対する逸脱余裕時間を求める。
逸脱余裕時間選択部39dは、左右白線に対する逸脱余裕時間のうち短い方を逸脱余裕時間として選択する。
逸脱余裕時間に応じた反力演算部39eは、逸脱余裕時間に基づき、逸脱余裕時間に応じた反力を演算する。逸脱余裕時間に応じた反力は、逸脱余裕時間に反比例（逸脱余裕時間の逆数に比例）し、3秒以上でほぼゼロとなる特性を有する。
図７は、横位置に応じた反力演算部40の制御ブロック図である。
減算器40aは、あらかじめ設定された目標左横位置（例えば、90cm）から左車線に対する横位置を減じて左車線に対する横位置偏差を求める。
減算器40bは、あらかじめ設定された目標右横位置（例えば、90cm）から右車線に対する横位置を減じて右車線に対する横位置偏差を求める。
横位置偏差選択部40cは、左右車線に対する横位置偏差のうち大きな方を横位置偏差として選択する。
横位置偏差に応じた反力演算部40dは、横位置偏差に基づき、横位置に応じた反力を演算する。横位置に応じた反力は、横位置偏差が大きいほど大きくなる特性とし、上限を設定する。
減算器40aは、あらかじめ設定された目標左横位置（例えば、90cm）から左車線に対する横位置を減じて左車線に対する横位置偏差を求める。
減算器40bは、あらかじめ設定された目標右横位置（例えば、90cm）から右車線に対する横位置を減じて右車線に対する横位置偏差を求める。
横位置偏差選択部40cは、左右車線に対する横位置偏差のうち大きな方を横位置偏差として選択する。
横位置偏差に応じた反力演算部40dは、横位置偏差に基づき、横位置に応じた反力を演算する。横位置に応じた反力は、横位置偏差が大きいほど大きくなる特性とし、上限を設定する。
次に、作用を説明する。
［横位置に応じた反力オフセット制御作用］
横位置に応じた反力オフセット制御は、横位置に応じた反力を操舵反力トルクオフセット量として操舵反力トルクに加算する。これにより、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は、図８に示すように、白線までの距離が短くなるほど操舵反力トルクの絶対値が大きくなる方向へオフセットされる。なお、図８は右車線に近い場合であり、左車線に近い場合は図８と反対方向にオフセットされる。
［横位置に応じた反力オフセット制御作用］
横位置に応じた反力オフセット制御は、横位置に応じた反力を操舵反力トルクオフセット量として操舵反力トルクに加算する。これにより、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は、図８に示すように、白線までの距離が短くなるほど操舵反力トルクの絶対値が大きくなる方向へオフセットされる。なお、図８は右車線に近い場合であり、左車線に近い場合は図８と反対方向にオフセットされる。
ここで、従来の操舵反力制御において、ドライバの不意な右方向への切り増し操作により車両の走行位置が右側にずれ、その後ドライバが修正操舵によって走行位置を走行車線中央付近に戻す場合を考える。ドライバが不意な操作を行ったときの操舵角と操舵トルクを、図９の特性A上の点P1の位置とする。特性Aは、コンベンショナルな操舵装置を模擬した操舵反力特性を設定したときの操舵角と操舵トルクとの関係を表す特性とする。この状態から走行位置を走行車線中央付近に戻すためには、前輪を左に転舵させる必要が有るため、ドライバは操舵角中立位置への切り戻し操作に続けて、操舵角中立位置からの切り増し操作を行い、ステアリングホイールを狙った角度θ5に合わせる。このとき、上記従来技術では、操舵角中立位置（操舵角ゼロ点）と操舵トルク中立位置（操舵トルクゼロ点）とが一致しているため、操舵角中立位置までは操舵トルクを減少させ、操舵角中立位置を超えたら操舵トルクを増加させる必要がある。つまり、操舵角中立位置をまたぐ修正操舵を行う場合、操舵トルクの符号が反転し、ドライバが力をコントロールする方向が切り替わると共に、操舵トルク中立位置付近は他の操舵角領域と比較して操舵トルクの変化量に対する操舵角の変化量が著しく小さいため、ドライバの操舵負担が大きく、ステアリングホイールを狙った角度θ5にコントロールすることが困難である。これにより、車両の走行位置がオーバーシュートしやすくなることで、修正操舵量の増大を招くという問題があった。
これに対し、実施例１の横位置に応じた反力オフセット制御では、白線までの距離が短いほどセルフアライニングトルクに応じた操舵反力トルクを操舵反力トルクの絶対値が大きくなる方向へオフセットすることで、操舵角と操舵トルクとの関係を表す特性は、図１０に示すように、操舵トルクの絶対値が大きくなる方向へオフセットされ、白線までの距離が短くなるに従い特性Aから特性Cへと連続的に変化する。このとき、操舵角を維持するためには、操舵トルクを増やす必要があり、操舵トルクが一定であれば、ステアリングホイール6が少しずつ操舵角中立位置に戻されるため（点P1→点P2）、ドライバの不意な切り増し操作によって車両の走行位置が右側にずれるのを抑制できる。一方、ドライバが操舵角を維持した場合、操舵角と操舵トルクは点P1から点P3へと移動する。この状態からドライバが修正操舵を行う場合、特性Cでは操舵トルク中立位置が操舵角中立位置よりも切り増し側へオフセットされているため、操舵角中立位置からの切り増し操作時において、操舵トルク中立位置に達するまでの間、操舵トルクの符号は反転しない。よって、ドライバは操舵トルクを減少させ、ステアリングホイール6が狙いの角度となったときにステアリングホイール6の回転を止めるだけで、前輪5L,5Rの転舵角をコントロールできる。つまり、実施例１の横位置に応じた反力オフセット制御は、ドライバが力をコントロールする方向が切り替わりにくいため、ドライバの修正操舵を容易化できる。この結果、車両の走行位置がオーバーシュートしにくくなるため、修正操舵量を低減できる。
従来、ドライバの不意な操作によって走行位置がずれるのを抑制することを目的とし、白線に近付くほど操舵反力を大きくする技術は知られているが、当該従来技術では、白線に近づくほどステアリングホイールを重くするだけであって、操舵反力特性における操舵トルク中立位置は常に操舵角中立位置と一致しているため、操舵角中立位置をまたぐ修正操舵では、操舵トルクの符号が反転し、ドライバの操舵負担は軽減されない。つまり、白線までの距離が短いほどセルフアライニングトルクに応じた操舵反力トルクを操舵反力トルクの絶対値が大きくなる方向へオフセットすることで、走行位置のずれ抑制とドライバの操舵負担軽減との両立を実現できる。
また、実施例１の横位置に応じた反力オフセット制御では、白線までの距離が短いほどオフセット量を大きくしているため、操舵トルク中立位置は、白線までの距離が短いほど操舵角中立位置からより離れた位置へオフセットされる。ドライバが車両の走行位置を走行車線中央付近まで戻す修正操舵を行う場合、白線に近いほど操舵角中立位置からの切り増し操作量を多くする必要がある。このとき、操舵角中立位置に対する操舵トルク中立位置のオフセット量が小さいと、ステアリングホイールが狙いの角度となる前に操舵トルクが中立位置を越えて操舵トルクの符号が反転する可能性がある。よって、白線までの距離が短いほどオフセット量を大きくすることで、操舵トルクが中立位置を越えるのを抑制できる。
実施例１の横位置に応じた反力オフセット制御において、横位置演算部36bは、自車が白線に到達したとき、現在位置での左右白線に対する横位置を入れ替える。横位置に応じた反力オフセット制御では、自車が走行車線中央付近から遠ざかるほど操舵反力を大きくすることで自車が走行車線中央付近に戻りやすくしている。つまり、ヨー角積分値（横位置変化）を外乱とみなし、車両をヨー角積分値が無くなる方向へ誘導するように操舵反力を制御している。このため、レーンチェンジが行われた場合、ヨー角積分値をリセットする必要がある。仮にヨー角積分値をリセットしない場合、レーンチェンジ後もレーンチェンジ前の走行車線中央付近に車両を戻すための操舵反力が作用し続けるため、ドライバの操作が阻害されるからである。なお、単に積分値をゼロとするのみでは、レーンチェンジ後の走行車線中央付近に車両を誘導することができない。
そこで、実施例１では、自車が白線に到達した場合には、ドライバの意図的な操作とみなせるため、その場合は現在位置での左右白線に対する横位置を入れ替える、換言すると、ヨー角積分値の符号を反転させることにより、自車を誘導する位置をレーンチェンジ前の走行車線中央付近からレーンチェンジ後の走行車線中央付近に切り替え、レーンチェンジ後の走行車線中央付近に自車を誘導するための操舵反力を生成できる。このとき、レーンチェンジ前の走行車線の車線幅W1に対するレーンチェンジ後の走行車線の車線幅W2の比率W2/W1を考慮するため、正確な横位置を設定でき、自車を走行車線中央付近に誘導するための最適なオフセット量を設定できる。
［逸脱余裕時間に応じた反力オフセット制御作用］
逸脱余裕時間に応じた反力オフセット制御は、逸脱余裕時間に応じた反力を操舵反力トルクオフセット量として操舵反力トルクに加算する。これにより、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は、図８に示したように、逸脱余裕時間が短くなるほど操舵反力トルクの絶対値が大きくなる方向へオフセットされる。なお、図８は右車線に近い場合であり、左車線に近い場合は図８と反対方向にオフセットされる。
逸脱余裕時間に応じた反力オフセット制御は、逸脱余裕時間に応じた反力を操舵反力トルクオフセット量として操舵反力トルクに加算する。これにより、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は、図８に示したように、逸脱余裕時間が短くなるほど操舵反力トルクの絶対値が大きくなる方向へオフセットされる。なお、図８は右車線に近い場合であり、左車線に近い場合は図８と反対方向にオフセットされる。
このため、操舵角と操舵トルクとの関係を表す特性は、図１０に示したように、操舵トルクの絶対値が大きくなる方向へオフセットされ、逸脱余裕時間が短くなるに従い特性Aから特性Cへと連続的に変化する。このとき、操舵角を維持するためには、操舵トルクを増やす必要があり、操舵トルクが一定であれば、ステアリングホイール6が少しずつ操舵角中立位置に戻されるため（点P1→点P2）、ドライバの不意な切り増し操作によって車両の走行位置が右側にずれるのを抑制できる。一方、ドライバが操舵角を維持した場合、操舵角と操舵トルクは点P1から点P3へと移動する。この状態からドライバが修正操舵を行う場合、特性Cでは操舵トルク中立位置が操舵角中立位置よりも切り増し側へオフセットされているため、操舵角中立位置からの切り増し操作時において、操舵トルク中立位置に達するまでの間、操舵トルクの符号は反転しない。よって、ドライバは操舵トルクを減少させ、ステアリングホイール6が狙いの角度となったときにステアリングホイール6の回転を止めるだけで、前輪5L,5Rの転舵角をコントロールできる。つまり、実施例１の逸脱余裕時間に応じた反力オフセット制御は、ドライバが力をコントロールする方向が切り替わりにくいため、ドライバの修正操舵を容易化できる。この結果、車両の走行位置がオーバーシュートしにくくなるため、修正操舵量を低減できる。
また、実施例１の逸脱余裕時間に応じた反力オフセット制御では、逸脱余裕時間が短いほどオフセット量を大きくしているため、操舵トルク中立位置は、逸脱余裕時間が短いほど操舵角中立位置からより離れた位置へオフセットされる。ドライバが車両の走行位置を走行車線中央付近まで戻す修正操舵を行う場合、逸脱余裕時間が短いほど白線に近い可能性が高く、白線に近いほど操舵角中立位置からの切り増し操作量を多くする必要がある。このとき、操舵角中立位置に対する操舵トルク中立位置のオフセット量が小さいと、ステアリングホイールが狙いの角度となる前に操舵トルクが中立位置を越えて操舵トルクの符号が反転する可能性がある。よって、白線までの距離が短いほどオフセット量を大きくすることで、操舵トルクが中立位置を越えるのを抑制できる。
［横位置および逸脱余裕時間に応じた反力オフセット制御の併用効果］
操舵反力制御部20では、操舵反力トルクオフセット部36において、逸脱余裕時間に応じた反力と横位置に応じた反力のうち絶対値が大きな方を操舵反力トルクオフセット量として選択し、加算器20cにおいて、操舵反力トルクに操舵反力トルクオフセット量を加算する。これにより、逸脱余裕時間または横位置に応じて操舵反力特性が操舵反力トルクの絶対値が大きくなる方向へオフセットされる。
逸脱余裕時間に応じた反力オフセット制御では、自車と白線とが平行である場合、すなわち、ヨー角がゼロである場合、逸脱余裕時間に応じた反力はゼロである。このため、自車が白線に近い位置であっても、ヨー角が小さい場合には、僅かな反力しか出すことができない。これに対し、横位置に応じた反力オフセット制御では、白線までの距離に比例して反力（横位置に応じた反力）を生成するため、白線までの距離が短くなるほど大きな反力を出すことができ、自車を走行車線中央付近に戻しやすくすることができる。
操舵反力制御部20では、操舵反力トルクオフセット部36において、逸脱余裕時間に応じた反力と横位置に応じた反力のうち絶対値が大きな方を操舵反力トルクオフセット量として選択し、加算器20cにおいて、操舵反力トルクに操舵反力トルクオフセット量を加算する。これにより、逸脱余裕時間または横位置に応じて操舵反力特性が操舵反力トルクの絶対値が大きくなる方向へオフセットされる。
逸脱余裕時間に応じた反力オフセット制御では、自車と白線とが平行である場合、すなわち、ヨー角がゼロである場合、逸脱余裕時間に応じた反力はゼロである。このため、自車が白線に近い位置であっても、ヨー角が小さい場合には、僅かな反力しか出すことができない。これに対し、横位置に応じた反力オフセット制御では、白線までの距離に比例して反力（横位置に応じた反力）を生成するため、白線までの距離が短くなるほど大きな反力を出すことができ、自車を走行車線中央付近に戻しやすくすることができる。
一方、横位置に応じた反力オフセット制御では、自車が走行車線中央付近にある場合、横位置に応じた反力はゼロである。このため、走行車線中央付近であっても、ヨー角が大きく、さらに車速が高いとき場合には、短時間で白線まで到達するのに対し、操舵反力を応答良く増大させることが難しい。これに対し、逸脱余裕時間に応じた反力オフセット制御では、逸脱余裕時間に応じて反力（逸脱余裕時間に応じた反力）を生成すること、および当該反力は逸脱余裕時間が3秒以下になると急激に立ち上がる特性であることから、短時間で白線まで到達する場合であっても、操舵反力を応答良く増大させて車線逸脱を抑制できる。
よって、逸脱余裕時間に応じた反力オフセット制御と横位置に応じた反力オフセット制御を併用することにより、白線までの距離に応じて安定的な反力を付与しつつ、車線逸脱を効果的に抑制できる。このとき、逸脱余裕時間に応じた反力と横位置に応じた反力のうち絶対値が大きな方を用いることで、常に必要とされる最適な操舵反力を付与できる。
よって、逸脱余裕時間に応じた反力オフセット制御と横位置に応じた反力オフセット制御を併用することにより、白線までの距離に応じて安定的な反力を付与しつつ、車線逸脱を効果的に抑制できる。このとき、逸脱余裕時間に応じた反力と横位置に応じた反力のうち絶対値が大きな方を用いることで、常に必要とされる最適な操舵反力を付与できる。
［車線内走行支援作用］
従来の車線内走行支援装置では、車線逸脱有りと判定した場合、走行車線内に戻す方向に電動パワーステアリングのアシスト力を増加させることで、ドライバに車両を車線内に戻す操作を促しているものの、アシスト力増加によって得られる転舵角はドライバの保舵力により変動するため、車両挙動がばらつき、狙いとする車両挙動が得られない。
例えば、図１１(a)のようにドライバがしっかりとステアリングホイールを握っている場合、ドライバの保舵力に打ち勝って前輪を転舵させる力が小さいため、アシスト力増加によって得られる転舵角が小さくなり、車線の逸脱を防止できない。一方、図１１(b)のようにドライバが軽くステアリングホイールを握っている場合、ドライバの保舵力に打ち勝って前輪を転舵させる力が過大となり、車線内に深く戻ってしまう。
従来の車線内走行支援装置では、車線逸脱有りと判定した場合、走行車線内に戻す方向に電動パワーステアリングのアシスト力を増加させることで、ドライバに車両を車線内に戻す操作を促しているものの、アシスト力増加によって得られる転舵角はドライバの保舵力により変動するため、車両挙動がばらつき、狙いとする車両挙動が得られない。
例えば、図１１(a)のようにドライバがしっかりとステアリングホイールを握っている場合、ドライバの保舵力に打ち勝って前輪を転舵させる力が小さいため、アシスト力増加によって得られる転舵角が小さくなり、車線の逸脱を防止できない。一方、図１１(b)のようにドライバが軽くステアリングホイールを握っている場合、ドライバの保舵力に打ち勝って前輪を転舵させる力が過大となり、車線内に深く戻ってしまう。
これに対し、実施例１では、車線逸脱無しと判定された場合には操舵角と車速とに基づくSBW指令転舵角に基づいて転舵角を制御し、車線逸脱有りと判定された場合には車両を車線内に戻す方向にヨーモーメントを発生させるためのLDP指令転舵角に基づいて転舵角を制御する。すなわち、車両を車線内に戻すための転舵角を直接前輪5L,5Rに与えるため、図１２(a),(b)に示すように、ドライバの保舵力の大小にかかわらず、実際の転舵角をLDP指令転舵角に一致させることができる。つまり、実際の転舵角はLDP指令転舵角のみに依存し、ドライバの保舵力の影響を受けないため、運転者の保舵力にかかわらず、常に狙いとする車両挙動が得られる。
一方、操舵反力については、LDP指令転舵角を反映させず、操舵角と車速とから推定したタイヤ横力に応じた操舵反力を付与することで、LDP指令転舵角の付与およびSBW指令転舵角とLDP指令転舵角との切り替えによって生じるタイヤ横力の変動が操舵反力に反映されないため、ドライバに違和感を与えることはない。
一方、操舵反力については、LDP指令転舵角を反映させず、操舵角と車速とから推定したタイヤ横力に応じた操舵反力を付与することで、LDP指令転舵角の付与およびSBW指令転舵角とLDP指令転舵角との切り替えによって生じるタイヤ横力の変動が操舵反力に反映されないため、ドライバに違和感を与えることはない。
図１３は、実施例１のLDP指令転舵角の変化を示すタイムチャートであり、リミッタ処理部32iは、LDP指令転舵角の増加時（Aの領域）には減少時（Bの領域）よりもレートリミット値を大きくする。車線逸脱が発生している場合、早期に横Gを変化させてドライバに車線逸脱を回避する操舵を促す必要がある。一方、車線逸脱を回避した後は、横Gの変化を出来るだけ抑えて車両挙動の急変を防止する必要がある。よって、LDP指令転舵角の増加勾配を減少勾配よりも大きくすることで、ドライバにより早く車線逸脱を回避する操舵を促すことができると共に、車線逸脱回避後の車両挙動の急変を抑制できる。
また、リミッタ処理部32iは、増加時であっても、LDP指令転舵角が所定角度以上である場合（Cの領域）には、LDP指令転舵角が所定角度未満である場合（Aの領域）よりもレートリミッタ値を小さくする。LDP指令転舵角が大きな領域において、増加から減少に転じる地点（ピーク点）の横G変化が大きいと、乗員が不快に感じるヨージャークが大きくなり、乗員の体や頭が大きく振られることで不快感を与えてしまう。よって、LDP指令転舵角が所定角度以上である場合には増加勾配を小さくすることで、ピーク点の横G変化を小さくでき、ヨージャークを小さくして乗員に与える不快感を軽減できる。
また、リミッタ処理部32iは、増加時であっても、LDP指令転舵角が所定角度以上である場合（Cの領域）には、LDP指令転舵角が所定角度未満である場合（Aの領域）よりもレートリミッタ値を小さくする。LDP指令転舵角が大きな領域において、増加から減少に転じる地点（ピーク点）の横G変化が大きいと、乗員が不快に感じるヨージャークが大きくなり、乗員の体や頭が大きく振られることで不快感を与えてしまう。よって、LDP指令転舵角が所定角度以上である場合には増加勾配を小さくすることで、ピーク点の横G変化を小さくでき、ヨージャークを小さくして乗員に与える不快感を軽減できる。
リミッタ処理部36dは、車線逸脱有りと判定された場合、反力オフセット制御（横位置に応じた反力オフセット制御、逸脱余裕時間に応じた反力オフセット制御）における操舵反力トルクオフセット量を、当該判定直前の値に維持する。よって、LDP指令転舵角の付与により生じる横位置および逸脱余裕時間の変化が操舵反力に反映されないため、ドライバに与える違和感を軽減できる。
以上説明したように、実施例１にあっては以下に列挙する効果を奏する。
(1) 運転者の操舵入力を受けるステアリングホイール6と、ステアリングホイール6と機械的に切り離された前輪5L,5Rを転舵する転舵部2と、走行車線に対する車線逸脱の有無を判定する逸脱判定部32dと、車線逸脱有りと判定された場合、車両を車線内に戻す方向にヨーモーメントを発生させるためのLDP指令転舵角を演算するLDP指令転舵角演算部32と、車線逸脱無しと判定された場合には操舵角に応じたSBW指令転舵角に基づいて前輪5L,5Rの転舵角を制御し、車線逸脱有りと判定された場合にはLDP指令転舵角に基づいて転舵角を制御する転舵制御部19と、LDP指令転舵角をステアリングホイール6に付与する操舵反力に反映させず、操舵角に基づいて操舵反力を制御する操舵反力制御部20と、を備えた。
これにより、運転者の保舵力にかかわらず狙いの車両挙動が得られる。
(1) 運転者の操舵入力を受けるステアリングホイール6と、ステアリングホイール6と機械的に切り離された前輪5L,5Rを転舵する転舵部2と、走行車線に対する車線逸脱の有無を判定する逸脱判定部32dと、車線逸脱有りと判定された場合、車両を車線内に戻す方向にヨーモーメントを発生させるためのLDP指令転舵角を演算するLDP指令転舵角演算部32と、車線逸脱無しと判定された場合には操舵角に応じたSBW指令転舵角に基づいて前輪5L,5Rの転舵角を制御し、車線逸脱有りと判定された場合にはLDP指令転舵角に基づいて転舵角を制御する転舵制御部19と、LDP指令転舵角をステアリングホイール6に付与する操舵反力に反映させず、操舵角に基づいて操舵反力を制御する操舵反力制御部20と、を備えた。
これにより、運転者の保舵力にかかわらず狙いの車両挙動が得られる。
(2) 操舵角に基づいてタイヤ横力を演算する横力演算部33と、タイヤ横力に基づいてセルフアライニングトルクを推定するSAT演算部35と、セルフアライニングトルクと操舵反力を座標軸とする座標上に、セルフアライニングトルクが大きいほど大きな操舵反力となる操舵反力特性を設定し、当該操舵反力特性に基づいて指令操舵反力トルクを演算する操舵反力制御部20と、白線に対する自車の横位置を検出する横位置演算部36bと、座標上で操舵反力特性を横位置が白線に近いほど操舵反力の絶対値が大きくなる方向へオフセットする操舵反力トルクオフセット部36と、を備え、操舵反力制御部20は、指令操舵反力トルクに基づいてステアリングホイール6に操舵反力を付与し、操舵反力トルクオフセット部36は、車線逸脱有りと判定された場合には、当該判定直前のオフセット量を維持する。
これにより、操舵トルク中立位置が操舵角中立位置よりも切り増し側へオフセットされるため、修正操舵時における操舵トルクの符号の反転が抑制される。この結果、ドライバが力をコントロールする方向が切り替わりにくくなるため、ドライバの操舵負担を軽減できる。
また、LDP指令転舵角の付与により生じる横位置および逸脱余裕時間の変化が操舵反力に反映されないため、ドライバに与える違和感を軽減できる。
これにより、操舵トルク中立位置が操舵角中立位置よりも切り増し側へオフセットされるため、修正操舵時における操舵トルクの符号の反転が抑制される。この結果、ドライバが力をコントロールする方向が切り替わりにくくなるため、ドライバの操舵負担を軽減できる。
また、LDP指令転舵角の付与により生じる横位置および逸脱余裕時間の変化が操舵反力に反映されないため、ドライバに与える違和感を軽減できる。
(3) 自車が白線に到達する時間である余裕時間を算出する逸脱余裕時間選択部39dを備え、操舵反力トルクオフセット部36は、検出された横位置が白線に近いほど大きな横位置オフセット量を算出すると共に、算出された余裕時間が短いほど大きな余裕時間オフセット量を算出し、横位置オフセット量と余裕時間オフセット量のうち大きい方を用いてオフセットを行う。
これにより、白線までの距離に応じて安定的な反力を付与しつつ、車線逸脱を効果的に抑制できる。このとき、逸脱余裕時間に応じた反力と横位置に応じた反力のうち絶対値が大きな方を用いることで、常に必要とされる最適な操舵反力を付与できる。
これにより、白線までの距離に応じて安定的な反力を付与しつつ、車線逸脱を効果的に抑制できる。このとき、逸脱余裕時間に応じた反力と横位置に応じた反力のうち絶対値が大きな方を用いることで、常に必要とされる最適な操舵反力を付与できる。
(4) LDP指令転舵角の変化を制限するリミッタ処理部32iを設け、リミッタ処理部32iは、LDP指令転舵角の増加勾配を減少勾配よりも大きくする。
これにより、ドライバにより早く車線逸脱を回避する操舵を促すことができると共に、車線逸脱回避後の車両挙動の急変を抑制できる。
これにより、ドライバにより早く車線逸脱を回避する操舵を促すことができると共に、車線逸脱回避後の車両挙動の急変を抑制できる。
(5) リミッタ処理部32iは、LDP指令転舵角が所定角度以上の場合には、所定角度未満の場合よりも増加勾配を小さく。
これにより、LDP指令転舵角が増加から減少に転じる地点で発生するヨージャークを抑制して乗員に与える違和感を軽減できる。
これにより、LDP指令転舵角が増加から減少に転じる地点で発生するヨージャークを抑制して乗員に与える違和感を軽減できる。
(6) ステアリングホイール6と機械的に切り離された前輪5L,5Rの転舵角を制御する際、車線逸脱無しと判定された場合にはステアリングホイール6の操舵角に応じたSBW指令転舵角に基づいて前輪5L,5Rの転舵角を制御し、車線逸脱有りと判定された場合には車両を車線内に戻す方向にヨーモーメントを発生させるためのLDP指令転舵角に基づいて転舵角を制御する一方、LDP指令転舵角をステアリングホイール6に付与する操舵反力に反映させず、操舵角に基づいて操舵反力を制御する。
これにより、運転者の保舵力にかかわらず狙いの車両挙動が得られる。
これにより、運転者の保舵力にかかわらず狙いの車両挙動が得られる。
(7) 走行車線に対する車線逸脱の有無を判定する逸脱判定部32dと、ステアリングホイール6と機械的に切り離された前輪5L,5Rの転舵角を制御する際、車線逸脱無しと判定された場合にはステアリングホイール6の操舵角に応じたSBW指令転舵角に基づいて前輪5L,5Rの転舵角を制御し、車線逸脱有りと判定された場合には車両を車線内に戻す方向にヨーモーメントを発生させるためのLDP指令転舵角に基づいて転舵角を制御する一方、LDP指令転舵角をステアリングホイール6に付与する操舵反力に反映させず、操舵角に基づいて操舵反力を制御するSBWコントローラ4と、を備えた。
これにより、運転者の保舵力にかかわらず狙いの車両挙動が得られる。
これにより、運転者の保舵力にかかわらず狙いの車両挙動が得られる。
〔実施例２〕
実施例２の操舵装置は、操舵反力制御部の構成が実施例１と相違する。
［操舵反力制御部］
図１４は、実施例２の操舵反力制御部50の制御ブロック図である。図３に示した実施例１と相違する部位のみ説明する。
横Gセンサ51は、車両の横方向加速度（横G）を検出する。
ヨーレイトセンサ52は、車両のヨーレイトを検出する。
FB横力演算部53は、横Gとヨーレイトに基づき、公知の２輪モデルを用いてフィードバック(FB)タイヤ横力を演算する。
実施例２の操舵装置は、操舵反力制御部の構成が実施例１と相違する。
［操舵反力制御部］
図１４は、実施例２の操舵反力制御部50の制御ブロック図である。図３に示した実施例１と相違する部位のみ説明する。
横Gセンサ51は、車両の横方向加速度（横G）を検出する。
ヨーレイトセンサ52は、車両のヨーレイトを検出する。
FB横力演算部53は、横Gとヨーレイトに基づき、公知の２輪モデルを用いてフィードバック(FB)タイヤ横力を演算する。
FF横力演算部54は、操舵角と車速とに基づき、あらかじめ実験等により求めたコンベンショナルな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操舵角−横力変換マップを参照してフィードフォワード(FF)タイヤ横力を演算する。操舵角−横力変換マップは、操舵角が大きいほどタイヤ横力が大きく、かつ、操舵角が小さいときは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が大きく、かつ、車速が高いほどタイヤ横力が小さくなる特性を有する。
SAT演算部55は、FBタイヤ横力とFFタイヤ横力とを、車速および両横力の差分の絶対値（横力差分）を考慮して重み付けし、最終的なタイヤ横力を求め、車速とタイヤ横力とに基づき、あらかじめ実験等により求め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反力トルクとの関係を表す横力−操舵反力トルク変換マップを参照してタイヤ横力によって発生する操舵反力トルクを演算する。タイヤ横力−操舵反力トルク変換マップについては実施例１と同様である。
SAT演算部55は、車速が所定の車速閾値（例えば、30km/h）未満の場合、車速が低いほどFFタイヤ横力の車速に応じた配分比率Gvを小さくし、FBタイヤ横力の車速に応じた配分比率1-Gvを大きくする。ここで、車速閾値は、タイヤ特性の非線形性が現れ、FFタイヤ横力の推定精度が低下を開始する車速である。一方、車速が所定値を超える場合、FFタイヤ横力とFBタイヤ横力の車速に応じた配分比率Gv,1-Gvを共に0.5とする。
SAT演算部55は、横力差分が所定の第１横力差分閾値未満の場合、FFタイヤ横力の横力差分に応じた配分比率Gfを1、FBタイヤ横力の横力差分に応じた配分比率1-Gfをゼロとする。ここで、第１横力差分閾値は、FFタイヤ横力の推定精度が低下を開始する横力差分である。また、横力差分が所定の第２横力差分を超える場合、FFタイヤ横力の横力差分に応じた配分比率Gfをゼロ、FBタイヤ横力の横力差分に応じた配分比率1-Gfを1とする。ここで、第２横力差分閾値は、FFタイヤ横力の推定精度がFBタイヤ横力の推定精度よりも低下する横力差分である。さらに、横力差分が第１横力差分閾値以上、かつ、第２横力差分閾値以下である場合、横力差分が大きいほどFFタイヤ横力の横力差分に応じた配分比率Gfを小さくし、FBタイヤ横力の横力差分に応じた配分比率1-Gfを大きくする。
SAT演算部55は、車速に応じた配分比率Gvと横力差分に応じた配分比率Gfとを乗じてゲインkを求め、FFタイヤ横力にゲインkを乗じた値とFBタイヤ横力にゲイン(1-k)を乗じた値とを加算して最終的なタイヤ横力を求める。なお、SAT演算部55は、逸脱判定部32dから出力される逸脱フラグがセットされた場合には、逸脱フラグがリセットされるまでの間、ゲインkを1、ゲイン(1-k)をゼロとする。
SAT演算部55は、車速に応じた配分比率Gvと横力差分に応じた配分比率Gfとを乗じてゲインkを求め、FFタイヤ横力にゲインkを乗じた値とFBタイヤ横力にゲイン(1-k)を乗じた値とを加算して最終的なタイヤ横力を求める。なお、SAT演算部55は、逸脱判定部32dから出力される逸脱フラグがセットされた場合には、逸脱フラグがリセットされるまでの間、ゲインkを1、ゲイン(1-k)をゼロとする。
次に、作用を説明する。
［FFタイヤ横力とFBタイヤ横力によるタイヤ横力演算作用］
実施例２では、操舵反力制御部50のSAT演算部55において、車速および操舵角からFFタイヤ横力を推定すると共に、旋回状態量である横GおよびヨーレイトからFBタイヤ横力を推定している。そして、車速および横力差分に応じてFFタイヤ横力とFBタイヤ横力との重み付けを行い、最終的なタイヤ横力を求めている。FBタイヤ横力は、路面状態の変化や車両状態の変化に応じて変化する。一方、FFタイヤ横力は、路面状態の変化等にかかわらず滑らかに変化する。このため、FFタイヤ横力は、タイヤ特性の非線形性が現れる車速閾値未満のときには、推定精度が低下する。これに対し、FBタイヤ横力の推定精度は、車速にかかわらずほぼ一定である。
［FFタイヤ横力とFBタイヤ横力によるタイヤ横力演算作用］
実施例２では、操舵反力制御部50のSAT演算部55において、車速および操舵角からFFタイヤ横力を推定すると共に、旋回状態量である横GおよびヨーレイトからFBタイヤ横力を推定している。そして、車速および横力差分に応じてFFタイヤ横力とFBタイヤ横力との重み付けを行い、最終的なタイヤ横力を求めている。FBタイヤ横力は、路面状態の変化や車両状態の変化に応じて変化する。一方、FFタイヤ横力は、路面状態の変化等にかかわらず滑らかに変化する。このため、FFタイヤ横力は、タイヤ特性の非線形性が現れる車速閾値未満のときには、推定精度が低下する。これに対し、FBタイヤ横力の推定精度は、車速にかかわらずほぼ一定である。
そこで、実施例２では、車速が車速閾値未満の場合には車速が低いほどFFタイヤ横力に乗じるゲインkを小さくする一方、FBタイヤ横力に乗じるゲイン(1-k)を大きくする。これにより、低車速域におけるタイヤ横力の推定精度低下を抑制でき、より適切な操舵反力を付与できる。また、実施例２では、横力差分が第１横力差分閾値以上の場合には横力差分が大きいほどFFタイヤ横力に乗じるゲインkを小さくする一方、FBタイヤ横力に乗じるゲイン(1-k)を大きくする。これにより、FFタイヤ横力の推定精度低下に対し、最終的なタイヤ横力の推定精度低下を抑制でき、より適切な操舵反力を付与できる。
［車線内走行支援作用］
実施例２では、SAT演算部55において、車線逸脱有りと判定された場合、FFタイヤ横力のみに基づいて指令操舵反力トルクを演算する。よって、LDP指令転舵角の付与により生じる横Gおよびヨーレイトの変化が操舵反力に反映されないため、ドライバに与える違和感を軽減できる。
実施例２では、SAT演算部55において、車線逸脱有りと判定された場合、FFタイヤ横力のみに基づいて指令操舵反力トルクを演算する。よって、LDP指令転舵角の付与により生じる横Gおよびヨーレイトの変化が操舵反力に反映されないため、ドライバに与える違和感を軽減できる。
以上説明したように、実施例２にあっては実施例１の効果(3)〜(5)に加え、以下に列挙する効果を奏する。
(8) 運転者の操舵入力を受けるステアリングホイール6と、ステアリングホイール6と機械的に切り離された前輪5L,5Rを転舵する転舵部2と、車両の横Gを検出する横Gセンサ51と、車両のヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ52と、走行車線に対する車線逸脱の有無を判定する逸脱判定部32dと、車線逸脱有りと判定された場合、車両を車線内に戻す方向にヨーモーメントを発生させるためのLDP指令転舵角を演算するLDP指令転舵角演算部32と、車線逸脱無しと判定された場合にはステアリングホイール6の操舵角に応じたSBW指令転舵角に基づいて前輪5L,5Rの転舵角を制御し、車線逸脱有りと判定された場合にはLDP指令転舵角に基づいて転舵角を制御する転舵制御部19と、車線逸脱無しと判定された場合には操舵角に応じたFFタイヤ横力と横Gとヨーレイトとに応じたFBタイヤ横力との少なくとも一方に基づいてステアリングホイール6に付与する操舵反力を制御し、車線逸脱有りと判定された場合にはFBタイヤ横力をステアリングホイール6に付与する操舵反力に反映させず、FFタイヤ横力に基づいて操舵反力を制御する操舵反力制御部50と、を備えた。
これにより、運転者の保舵力にかかわらず狙いの車両挙動が得られる。
また、LDP指令転舵角の付与により生じる横Gおよびヨーレイトの変化が操舵反力に反映されないため、ドライバに与える違和感を軽減できる。
(8) 運転者の操舵入力を受けるステアリングホイール6と、ステアリングホイール6と機械的に切り離された前輪5L,5Rを転舵する転舵部2と、車両の横Gを検出する横Gセンサ51と、車両のヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ52と、走行車線に対する車線逸脱の有無を判定する逸脱判定部32dと、車線逸脱有りと判定された場合、車両を車線内に戻す方向にヨーモーメントを発生させるためのLDP指令転舵角を演算するLDP指令転舵角演算部32と、車線逸脱無しと判定された場合にはステアリングホイール6の操舵角に応じたSBW指令転舵角に基づいて前輪5L,5Rの転舵角を制御し、車線逸脱有りと判定された場合にはLDP指令転舵角に基づいて転舵角を制御する転舵制御部19と、車線逸脱無しと判定された場合には操舵角に応じたFFタイヤ横力と横Gとヨーレイトとに応じたFBタイヤ横力との少なくとも一方に基づいてステアリングホイール6に付与する操舵反力を制御し、車線逸脱有りと判定された場合にはFBタイヤ横力をステアリングホイール6に付与する操舵反力に反映させず、FFタイヤ横力に基づいて操舵反力を制御する操舵反力制御部50と、を備えた。
これにより、運転者の保舵力にかかわらず狙いの車両挙動が得られる。
また、LDP指令転舵角の付与により生じる横Gおよびヨーレイトの変化が操舵反力に反映されないため、ドライバに与える違和感を軽減できる。
(9) 操舵角に基づいてFFタイヤ横力を演算するFFタイヤ横力演算部54と、横Gとヨーレイトとに基づいてFBタイヤ横力を演算するFBタイヤ横力演算部53と、FFタイヤ横力とFBタイヤ横力との少なくとも一方に基づいてセルフアライニングトルクを推定するSAT演算部55と、セルフアライニングトルクと操舵反力を座標軸とする座標上に、セルフアライニングトルクが大きいほど大きな操舵反力となる操舵反力特性を設定し、当該操舵反力特性に基づいて指令操舵反力トルクを演算する操舵反力制御部20と、白線に対する自車の横位置を検出する横位置演算部36bと、座標上で操舵反力特性を横位置が白線に近いほど操舵反力の絶対値が大きくなる方向へオフセットする操舵反力トルクオフセット部36と、を備え、操舵反力制御部20は、指令操舵反力トルクに基づいてステアリングホイール6に操舵反力を付与し、操舵反力トルクオフセット部36は、車線逸脱有りと判定された場合には、当該判定直前のオフセット量を維持する。
これにより、操舵トルク中立位置が操舵角中立位置よりも切り増し側へオフセットされるため、修正操舵時における操舵トルクの符号の反転が抑制される。この結果、ドライバが力をコントロールする方向が切り替わりにくくなるため、ドライバの操舵負担を軽減できる。
また、LDP指令転舵角の付与により生じる横位置および逸脱余裕時間の変化が操舵反力に反映されないため、ドライバに与える違和感を軽減できる。
これにより、操舵トルク中立位置が操舵角中立位置よりも切り増し側へオフセットされるため、修正操舵時における操舵トルクの符号の反転が抑制される。この結果、ドライバが力をコントロールする方向が切り替わりにくくなるため、ドライバの操舵負担を軽減できる。
また、LDP指令転舵角の付与により生じる横位置および逸脱余裕時間の変化が操舵反力に反映されないため、ドライバに与える違和感を軽減できる。
（他の実施例）
以上、本発明を実施するための形態を、実施例に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
以上、本発明を実施するための形態を、実施例に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
Claims (9)
- 運転者の操舵入力を受ける操舵部と、
前記操舵部と機械的に切り離され転舵輪を転舵する転舵部と、
走行車線に対する車線逸脱の有無を判定する車線逸脱判定手段と、
車線逸脱有りと判定された場合、車両を車線内に戻す方向にヨーモーメントを発生させるための走行支援転舵量を演算する走行支援転舵量演算手段と、
車線逸脱無しと判定された場合には前記操舵部の操舵量に基づいて前記転舵部の転舵量を制御し、車線逸脱有りと判定された場合には前記走行支援転舵量に基づいて前記転舵量を制御する転舵制御手段と、
前記走行支援転舵量を前記操舵部に付与する操舵反力に反映させず、前記操舵量に基づいて前記操舵反力を制御する操舵反力制御手段と、
を備えたことを特徴とする車線内走行支援装置。 - 運転者の操舵入力を受ける操舵部と、
前記操舵部と機械的に切り離され転舵輪を転舵する転舵部と、
車両の旋回状態量を検出する旋回状態量検出手段と、
走行車線に対する車線逸脱の有無を判定する車線逸脱判定手段と、
車線逸脱有りと判定された場合、車両を車線内に戻す方向にヨーモーメントを発生させるための走行支援転舵量を演算する走行支援転舵量演算手段と、
車線逸脱無しと判定された場合には前記操舵部の操舵量に基づいて前記転舵部の転舵量を制御し、車線逸脱有りと判定された場合には前記走行支援転舵量に基づいて前記転舵量を制御する転舵制御手段と、
車線逸脱無しと判定された場合には前記操舵量と前記旋回状態量との少なくとも一方に基づいて前記操舵部に付与する操舵反力を制御し、車線逸脱有りと判定された場合には前記旋回状態量を前記操舵反力に反映させず、前記操舵量に基づいて前記操舵反力を制御する操舵反力制御手段と、
を備えたことを特徴とする車線内走行支援装置。 - 請求項１に記載の車線内走行支援装置において、
前記操舵量に基づいてセルフアライニングトルクを推定するセルフアライニングトルク推定手段と、
前記セルフアライニングトルクと操舵反力を座標軸とする座標上に、セルフアライニングトルクが大きいほど大きな操舵反力となる操舵反力特性を設定し、当該操舵反力特性に基づいて目標操舵反力を演算する目標操舵反力演算手段と、
白線に対する自車の横位置を検出する横位置検出手段と、
前記座標上で前記操舵反力特性を前記横位置が白線に近いほど前記操舵反力の絶対値が大きくなる方向へオフセットするオフセット手段と、
を備え、
前記操舵反力制御手段は、前記目標操舵反力に基づいて前記操舵部に操舵反力を付与し、
前記オフセット手段は、車線逸脱有りと判定された場合には、当該判定直前のオフセット量を維持することを特徴とする車線内走行支援装置。 - 請求項２に記載の車線内走行支援装置において、
前記操舵量と前記旋回状態量との少なくとも一方に基づいてセルフアライニングトルクを推定するセルフアライニングトルク推定手段と、
前記セルフアライニングトルクと操舵反力を座標軸とする座標上に、セルフアライニングトルクが大きいほど大きな操舵反力となる操舵反力特性を設定し、当該操舵反力特性に基づいて目標操舵反力を演算する目標操舵反力演算手段と、
白線に対する自車の横位置を検出する横位置検出手段と、
前記座標上で前記操舵反力特性を前記横位置が白線に近いほど前記操舵反力の絶対値が大きくなる方向へオフセットするオフセット手段と、
を備え、
前記操舵反力制御手段は、前記目標操舵反力に基づいて前記操舵部に操舵反力を付与し、
前記オフセット手段は、車線逸脱有りと判定された場合には、当該判定直前のオフセット量を維持することを特徴とする車線内走行支援装置。 - 請求項３または４に記載の車線内走行支援装置において、
自車が白線に到達する時間である余裕時間を算出する余裕時間算出手段を備え、
前記オフセット手段は、前記検出された横位置が白線に近いほど大きな横位置オフセット量を算出すると共に、前記算出された余裕時間が短いほど大きな余裕時間オフセット量を算出し、前記横位置オフセット量と前記余裕時間オフセット量のうち大きい方を用いて前記オフセットを行うことを特徴とする操舵制御装置。 - 請求項１ないし５のいずれかに記載の車線内走行支援装置において、
前記走行支援転舵量の変化を制限する変化制限部を設け、
前記変化制限部は、前記走行支援転舵量の増加勾配を減少勾配よりも大きくすることを特徴とする車線内走行支援装置。 - 請求項１ないし６のいずれかに記載の車線内走行支援装置において、
前記変化制限部は、前記走行支援転舵量が所定量以上の場合には、前記所定量未満の場合よりも前記増加勾配を小さくすることを特徴とする車線内走行支援装置。 - 操舵部と機械的に切り離された転舵部の転舵量を制御する際、車線逸脱無しと判定された場合には前記操舵部の操舵量に基づいて前記転舵部の転舵量を制御し、車線逸脱有りと判定された場合には車両を車線内に戻す方向にヨーモーメントを発生させるための走行支援転舵量に基づいて前記転舵量を制御する一方、前記走行支援転舵量を前記操舵部に付与する操舵反力に反映させず、前記操舵量に基づいて前記操舵反力を制御することを特徴とする車線内走行支援装置。
- 走行車線に対する車線逸脱の有無を判定するセンサと、
操舵部と機械的に切り離された転舵部の転舵量を制御する際、車線逸脱無しと判定された場合には前記操舵部の操舵量に基づいて前記転舵部の転舵量を制御し、車線逸脱有りと判定された場合には車両を車線内に戻す方向にヨーモーメントを発生させるための走行支援転舵量に基づいて前記転舵量を制御する一方、前記走行支援転舵量を前記操舵部に付与する操舵反力に反映させず、前記操舵量に基づいて前記操舵反力を制御するコントローラと、
を備えたことを特徴とする車線内走行支援装置。
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| SE541114C2 (en) * | 2016-04-18 | 2019-04-09 | Scania Cv Ab | A method for steering assistance and a steering assist system |
| JP6481660B2 (ja) * | 2016-06-09 | 2019-03-13 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用挙動制御装置 |
| JP2018020682A (ja) * | 2016-08-04 | 2018-02-08 | トヨタ自動車株式会社 | 車両制御装置 |
| JP6868173B2 (ja) * | 2016-09-20 | 2021-05-12 | 日立Astemo株式会社 | 車両制御装置、車両制御方法および電動パワーステアリング装置 |
| JP6853068B2 (ja) * | 2017-03-02 | 2021-03-31 | トヨタ自動車株式会社 | 偏向制御装置 |
| WO2018161980A1 (de) | 2017-03-07 | 2018-09-13 | Continental Automotive Gmbh | Vorrichtung und verfahren zur detektion einer handführung eines lenkrades |
| US11193782B2 (en) * | 2017-03-27 | 2021-12-07 | Mitsubishi Electric Corporation | Vehicle position estimation apparatus |
| JP6638012B2 (ja) * | 2018-03-16 | 2020-01-29 | 株式会社Ｓｕｂａｒｕ | 車両の車線逸脱防止制御装置 |
| JP6900930B2 (ja) * | 2018-04-13 | 2021-07-14 | トヨタ自動車株式会社 | 車両走行制御装置 |
| US10676129B2 (en) * | 2018-06-25 | 2020-06-09 | Steering Solutions Ip Holding Corporation | Driver notification using handwheel actuators in steer-by-wire systems |
| JP7074600B2 (ja) * | 2018-07-18 | 2022-05-24 | トヨタ自動車株式会社 | 運転支援装置 |
| KR102533963B1 (ko) * | 2018-07-26 | 2023-05-18 | 현대모비스 주식회사 | 전동식 조향 장치 및 그 제어 방법 |
| JP7110812B2 (ja) * | 2018-08-06 | 2022-08-02 | マツダ株式会社 | 車両制御装置および車両制御方法 |
| JP7042732B2 (ja) * | 2018-11-30 | 2022-03-28 | 株式会社クボタ | 自動操舵システムおよび自動操舵方法 |
| WO2020130479A1 (ko) * | 2018-12-19 | 2020-06-25 | 주식회사 만도 | 조향 제어 장치와 조향 제어 방법, 및 조향 장치 |
| DE102019206980B4 (de) * | 2019-05-14 | 2023-06-22 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren und Lenkungssteuergerät zum Ermitteln einer Stellgröße für das Einstellen eines Servolenkmoments bei einem Fahrzeuglenksystem |
| CN112238896B (zh) * | 2019-07-18 | 2021-10-22 | 上海燧方智能科技有限公司 | 车用转向方法、系统、行驶机构的转向方法及行驶机构 |
| CN112373477B (zh) * | 2020-11-23 | 2023-03-28 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 自动驾驶系统的冗余控制方法、自动驾驶系统、汽车、控制器及计算机可读存储介质 |
Family Cites Families (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04133860A (ja) * | 1990-09-25 | 1992-05-07 | Honda Motor Co Ltd | 車輌用操舵装置の制御方法 |
| JP3638169B2 (ja) * | 1996-02-16 | 2005-04-13 | 本田技研工業株式会社 | 車両衝突予防装置 |
| JP3493568B2 (ja) * | 1997-02-12 | 2004-02-03 | 光洋精工株式会社 | 自動車の舵取装置 |
| JP3635940B2 (ja) * | 1998-10-02 | 2005-04-06 | トヨタ自動車株式会社 | 操舵制御装置 |
| JP2000198458A (ja) * | 1999-01-08 | 2000-07-18 | Mazda Motor Corp | 車両の制御装置 |
| JP2001187582A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-10 | Koyo Seiko Co Ltd | パワーステアリング装置 |
| DE60226817D1 (de) * | 2001-08-23 | 2008-07-10 | Nissan Motor | Fahrassistenzsystem |
| JP3593110B2 (ja) * | 2002-02-14 | 2004-11-24 | 三菱電機株式会社 | 車両用操舵装置 |
| JP4089283B2 (ja) * | 2002-04-26 | 2008-05-28 | 株式会社ジェイテクト | 電動パワーステアリング装置のモータ制御装置 |
| US6738699B2 (en) * | 2002-08-26 | 2004-05-18 | Visteon Global Technologies, Inc. | Vehicle steering system control based on a model-matching strategy |
| JP3941640B2 (ja) * | 2002-09-18 | 2007-07-04 | 日産自動車株式会社 | 車両用運転操作補助装置、車両用運転操作補助方法、およびその方法を適用した車両 |
| WO2004101346A1 (ja) * | 2003-05-16 | 2004-11-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 操舵制御装置 |
| JP4294401B2 (ja) * | 2003-07-25 | 2009-07-15 | 富士重工業株式会社 | 車両用走行支援装置 |
| US7240441B2 (en) * | 2004-02-12 | 2007-07-10 | Mccoy Ted | Excavator thumb for use with excavator equipment |
| JP4367214B2 (ja) | 2004-04-21 | 2009-11-18 | 日産自動車株式会社 | 車両用運転操作補助装置および車両用運転操作補助装置を備えた車両 |
| JP4630039B2 (ja) * | 2004-11-01 | 2011-02-09 | 株式会社アドヴィックス | 車両の操舵制御装置 |
| JP4867313B2 (ja) | 2004-12-27 | 2012-02-01 | 日産自動車株式会社 | 車線逸脱防止装置 |
| JP4945909B2 (ja) | 2005-03-09 | 2012-06-06 | 株式会社ジェイテクト | 車両用操舵装置 |
| JP4290670B2 (ja) * | 2005-04-15 | 2009-07-08 | 三菱電機株式会社 | 電動パワーステアリング制御装置 |
| JP4314489B2 (ja) * | 2005-09-16 | 2009-08-19 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の操舵装置 |
| US20070179697A1 (en) * | 2006-01-31 | 2007-08-02 | Bendix Commercial Vehicle Systems Llc | Lane departure warning system and method |
| JP5286982B2 (ja) * | 2007-08-02 | 2013-09-11 | 日産自動車株式会社 | 車両用操舵制御装置及び方法 |
| JP5359085B2 (ja) * | 2008-03-04 | 2013-12-04 | 日産自動車株式会社 | 車線維持支援装置及び車線維持支援方法 |
| JP2009248685A (ja) * | 2008-04-03 | 2009-10-29 | Toyota Motor Corp | 運転支援装置 |
| JP2011255817A (ja) * | 2010-06-10 | 2011-12-22 | Mitsubishi Motors Corp | 車線逸脱防止装置 |
| US8827626B2 (en) * | 2010-12-22 | 2014-09-09 | Caterpillar Inc. | Excavator thumb assembly |
| KR101361360B1 (ko) * | 2011-12-26 | 2014-02-11 | 현대자동차주식회사 | 측후방 감지센서를 이용한 차간거리 제어 시스템 및 그 제어 방법 |
| CN102717825A (zh) * | 2012-06-20 | 2012-10-10 | 清华大学 | 一种协同式车道保持控制方法 |
-
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