JP2015209129A - 車両の操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】たとえ自車両前方に障害物が存在し、この障害物を操舵で隣接する車線に移動して回避するような状況であっても、一連の操舵操作の中で隣接する車線からの逸脱の防止、障害物の回避を適切に応答性良く、円滑に行う。【解決手段】ドライバの障害物に対する回避操舵意思を検出した場合は、レーンキープ制御が停止し易い方向に変更させる。また、障害物に対する回避操舵が完了した際、移動先の車線から外側への逸脱が予想される場合に、車線逸脱防止制御の作動を早めると共に強める方向に制御特性を変更させる。更に、障害物に対する回避操舵が完了したと判定した後、ハンドルを切り増す操作をした場合、ダンピングトルクを付加する。また、車線逸脱防止制御の制御特性を変更した際は、電動パワーステアリング装置１の異常判定領域を変更する。【選択図】図３

Description

本発明は、障害物の回避操舵や、その後の一連の操舵を支援する車両の操舵制御装置に関する。

近年、自動車等の車両においては、走行環境を認識し、ドライバの障害物回避操舵を支援したり、車線からの逸脱防止や、目標コースに沿って操舵制御するレーンキープ制御等の様々な操舵制御装置が開発され、実用化されている。例えば、特開２００９−５１３４９号公報（以下、特許文献１）では、車両の周囲の走行環境に基づいて、自車両と衝突する可能性がある対象物を障害物として認識し、車両の運動状態に基づいて、障害物との衝突を回避するための回避軌道を複数生成し、操舵を含むドライバの運転操作に基づいて、生成された複数の回避軌道の中から車両が走行すべき回避軌道を選択し、選択された回避軌道を追従して走行するように決定された回避制御量に基づいて車両の運動状態の制御を行い、障害物を回避するための一次的な回避操作の後に車両の安定性を保持するための二次的な回避操作も考慮して、一次的な回避操作として第１の操舵方向への操舵した後に中立方向に操舵を戻す状況において、操舵トルクが第１の方向に発生し、かつ、当該操舵トルクが通常走行時の操舵トルクよりも大きい状況を安定回避意図として検出し、安定回避意図が検出された場合に、車両の運動状態の制御を補正する走行支援装置の技術が開示されている。

特開２００９−５１３４９号公報

一般に、前方障害物を回避する操舵は、障害物を回避するために行う第１の操舵、障害物を回避後、障害物の反対側に行き過ぎないように行われる第２の操舵、元の車線に戻るために行われる第３の操舵によって行われる。このような操舵の流れを考えると、上述の特許文献１に開示されるような、操舵角の中立状態から切り返す際にドライバの安定回避意図を検出して操舵角の中立状態から切り返す際の舵力を強めて車両挙動を安定させるだけでは、一連の、第１、第２、第３の操舵を促し早める舵力を車両の回避動作や路外逸脱の状況に応じた適切なタイミングでドライバへ与えることが不十分であるという課題がある。すなわち、第１の操舵が遅れたり、ハンドル操作が大き過ぎたり、小さ過ぎたり不適切であると、隣接する車線からの逸脱も有効に防止することができないばかりか、障害物の回避も適切におこなわれず、車両の挙動が不安定な状態となり、その後の第２、第３の操舵も遅れが生じて円滑に行うことが困難になってしまう。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、たとえ自車両前方に障害物が存在し、この障害物を操舵で隣接する車線に移動して回避するような状況であっても、一連の操舵操作の中で隣接する車線からの逸脱の防止、障害物の回避を適切に応答性良く、円滑に行うことができる車両の操舵制御装置を提供することを目的としている。

本発明の車両の操舵制御装置の一態様は、少なくとも障害物と車線と自車両位置情報を検出する環境情報検出手段と、上記障害物を回避するために自車両が移動する、移動先の車線から外側への逸脱を予想する車線逸脱予想手段と、上記移動先の車線から外側への逸脱が予想される場合に、上記車線逸脱予想手段で予想した逸脱情報に基づいて上記移動先の車線から外側への逸脱を防止する操舵手段による制御を行う車線逸脱防止制御手段と、上記障害物に対する回避操舵が完了したか否か判定する回避操舵完了判定手段と、上記障害物に対する回避操舵が完了した際、自車両が上記移動先の車線から外側への逸脱が予想される場合に、上記車線逸脱防止制御手段の作動を早めると共に、上記車線逸脱防止制御手段の制御量を強める方向に上記車線逸脱防止制御手段の制御特性を変更させる車線逸脱防止制御特性変更手段とを備えた。

本発明による車両の操舵制御装置によれば、たとえ自車両前方に障害物が存在し、この障害物を操舵で隣接する車線に移動して回避するような状況であっても、一連の操舵操作の中で隣接する車線からの逸脱の防止、障害物の回避を適切に応答性良く、円滑に行うことが可能となる。

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である。 本発明の実施の一形態に係る統合制御部とダンピングトルク算出部で実行される操舵制御のフローチャートである。 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車線逸脱防止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基本アシストトルクの特性説明図である。 本発明の実施の一形態に係るレーンキープ制御におけ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レーンキープ制御におけ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レーンキープ制御におけるヨー角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操舵制御の一例を示し、図１０（ａ）は、走行車線を走行する自車両が隣接する車線に移動して障害物を回避して再び走行車線に戻る様子の一例を示し、図１０（ｂ）は、図６（ａ）の制御の際のハンドル角を示す。 本発明の実施の一形態に係る車線逸脱防止制御の特性とその特性の変更の説明図である。 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異常判定領域とその変更の説明図である。

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は操舵トルクあるいは操舵角をドライバ入力と独立して設定自在な操舵手段としての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、設定された目標旋回量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トルクＴst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、後述する走行環境情報（障害物データ、車線データ、自車位置データ）を検出する画像認識装置３１、自車速Ｖ０を検出する車速センサ３２、ハンドル角θＨを検出するハンドル角センサ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。また、操舵制御部２０には、電動パワーステアリング装置１の異常を報知する、例えば電動パワーステアリング警告灯等の警報装置４０が接続されている。

画像認識装置３１には、車室内の天井前方に一定の間隔を持って取り付けられ、車外の対象を異なる視点からステレオ撮像し、撮像した画像情報を出力する電荷結合素子（ＣＣＤ）等の固体撮像素子を用いた図示しない左右１組のＣＣＤカメラ（ステレオカメラ）から画像情報が入力されるとともに車速センサ３２から自車速Ｖ０等が入力される。そして、これらの情報に基づき、画像認識装置３１は、ステレオカメラからの画像情報に基づいて自車両前方の立体物データや白線（車線区画線）データ等の前方情報を認識し、これら認識情報等に基づいて自車両の走行車線を推定する。更に、画像認識装置３１は、自車両の走行車線上に立体物が存在するか否かを調べ、存在する場合には、直近のものを障害物として認識する。

ここで、画像認識装置３１は、ステレオカメラからの画像情報の処理を、例えば以下のように行う。先ず、ステレオカメラで自車進行方向を撮像した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三角測量の原理によって距離情報を生成する。そして、この距離情報に対して周知のグルーピング処理を行い、グルーピング処理した距離情報を予め設定しておいた三次元的な道路形状データや立体物データ等と比較することにより、白線（車線区画線）データ、道路に沿って存在するガードレール、縁石等の側壁データ、車両等の立体物データ等を抽出する。

画像認識装置３１での白線（車線区画線）データの認識では、白線（車線区画線）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（車線区画線）の位置を画像平面上で特定する。この白線（車線区画線）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８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。

更に、画像認識装置３１は、白線（車線区画線）データや側壁データ、自車進行方向等に基づいて自車両の走行車線を推定し、自車両の走行車線前方に存在する直近の立体物を障害物として抽出（検出）する。そして、障害物を検出した場合には、その障害物情報として、自車両と障害物との相対距離Ｌ、障害物の移動速度Ｖｆ（＝（相対距離Ｌの変化の割合）＋自車速Ｖ０））、障害物の減速度ａｆ（＝障害物の移動速度Ｖｆの微分値）、障害物と自車両との幅方向のラップ率Ｒｒ（＝自車両の幅が障害物の幅に重なっている自車両の幅に対する割合：図１０（ａ）参照）等を演算する。

また、画像認識装置３１は、車両と分類される障害物を検出した場合は、該車両の後面の予め設定する領域の輝度変化からブレーキランプの点灯と、予め設定する領域の周期的な輝度変化からハザードランプの点滅を検出する。

更に、画像認識装置３１は、図１０（ａ）に示すように、現在の自車両の進行方向（カメラ位置を中心とする直進方向）と、障害物を回避するために自車両が移動する、移動先の車線（隣接する車線）の外側の車線区画線（以下、外側区画線と称す）とのなす角を交差角αとして算出する。更に、自車両の現在位置から外側区画線までの車線幅方向の距離をＤとして算出する。

こうして、画像認識装置３１で算出される障害物データ、車線データ、自車位置データは、操舵制御部２０に出力される。このように、画像認識装置３１は、環境情報検出手段として設けられている。尚、本実施の形態では、障害物データ、車線データ、自車位置データをステレオ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、上述の各信号が入力されて、自車両を目標コースに沿って走行制御するレーンキープ制御を行い、ドライバの障害物に対する回避操舵意思を検出した場合は、レーンキープ制御の走行制御が停止し易い方向に変更させる。また、障害物を回避するために自車両が移動する、移動先の車線から外側への逸脱を予想し、逸脱が予想される場合に、逸脱情報に基づいて移動先の車線から外側への逸脱を防止する電動パワーステアリング装置１による車線逸脱防止制御を行う。ここで、障害物に対する回避操舵が完了した際、自車両が移動先の車線から外側への逸脱が予想される場合に、車線逸脱防止制御の作動を早めると共に、強める方向に制御特性を変更させる。更に、障害物に対する回避操舵が完了したと判定した後、ドライバがハンドルを切り増す操作をした場合は、過剰な操舵操作を抑制するダンピングトルクを付加する。また、車線逸脱防止制御の制御特性を変更した際には、電動パワーステアリング装置１の異常を判定する異常判定領域を変更する。

このため、操舵制御部２０は、図２に示すように、基本アシストトルク設定部２０ａ、レーンキープ制御部２０ｂ、車線逸脱防止制御部２０ｃ、異常判定部２０ｄ、統合制御部２０ｅ、ダンピングトルク算出部２０ｆ、目標トルク算出部２０ｇから主要に構成されている。

基本アシストトルク設定部２０ａは、車速センサ３２から自車速Ｖ０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６に示すような、操舵トルクＴｄ−基本アシストトルクＴｂの特性マップを参照して基本アシストトルクＴｂを設定し、目標トルク算出部２０ｇに出力する。

レーンキープ制御部２０ｂは、画像認識装置３１から認識された画像情報（車線データ、自車位置データ）が入力され、車速センサ３２から自車速Ｖ０が入力され、ハンドル角センサ３３からハンドル角θＨが入力され、統合制御部２０ｅからレーンキープ制御の制御続行、或いは、制御停止の指示が入力される。

そして、例えば、図４に示す、レーンキープ制御プログラムに従って、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、走行車線の左側の車線区画線と右側の車線区画線の中間）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（トルク）Ｔff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（トルク）Ｔfb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（トルク）Ｔfbyを算出し、これら各値を加算してレーンキープ制御量（トルク）ＴLKSとして目標トルク算出部２０ｇに出力する。この際、統合制御部２０ｅからレーンキープ制御の停止指示がある場合には、レーンキープ制御量ＴLKSは０に設定され、レーンキープ制御はキャンセルされる。

すなわち、図４はレーンキープ制御プログラムのフローチャートを示し、まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）２０１で、後述する統合制御部２０ｅからレーンキープ制御の停止指示があるか否か判定される。

このＳ２０１で、統合制御部２０ｅからのレーンキープ制御の停止指示が無いと判定された場合は、Ｓ２０２に進み、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（トルク）Ｔffを算出する。
Ｔff＝Ｇff・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は左側の車線区画線による曲率成分であり、κｒは右側の車線区画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７に示すような、左右の車線区画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の二次式で車線区画線を近似した場合、２・Ａの値が曲率成分として用いられる。尚、これら車線区画線の曲率成分κｌ、κｒは、それぞれの車線区画線の曲率そのものでも良い。また、（１）式におけるＧff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。

次いで、Ｓ２０３に進み、例えば、以下の（３）式により、横位置フィードバック制御量（トルク）Ｔfbを算出する。
Ｔfb＝Ｇfb・Δｘ …（３）
ここで、Ｇfb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８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・Ｖ０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・Ｖ０^２））
・（θＨ／（Ｎ・Ｌｗ））・（Ｔ・Ｖ０）^２ …（５）
ここで、Ｌｗはホイールベース、Ｎはステアリングギヤ比である。また、（４）式における、ｘｌは前方注視点（０，ｚｖ）のｚ座標における左側の車線区画線のｘ座標であり、ｘｒは前方注視点（０，ｚｖ）のｚ座標における右側の車線区画線のｘ座標である。

尚、上述のｘｖは、車速Ｖ０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）／Ｖ０）・（Ｖ０・Ｔ）^２ …（６）
ｘｖ＝（１／２）・κ・（Ｖ０・Ｔ）^２ …（７）

次いで、Ｓ２０４に進み、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（トルク）Ｔfbyを算出する。
Ｔfby＝Ｇfby・（θtl＋θtr）／２ …（８）
ここで、Ｇfbyは、予め実験・演算等により設定しておいたゲインで、θtlは画像認識装置３１からの画像情報による左側の車線区画線に対する自車両の傾き、θtrは画像認識装置３１からの画像情報による右側の車線区画線に対する自車両の傾きである（図９参照）。尚、これら、θtl、θtrは、例えば、画像情報で得られる車線区画線の各点に対して、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、車線区画線を、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。

次に、Ｓ２０５に進み、例えば、以下の（９）式により、レーンキープ制御量ＴLKSを算出する。
ＴLKS＝Ｔff＋Ｔfb＋Ｔfby …（９）
一方、前述のＳ２０１で、統合制御部２０ｅからのレーンキープ制御の停止指示があると判定された場合は、Ｓ２０６に進み、ＴLKS＝０（レーンキープ制御の停止）が設定される。

Ｓ２０５、或いは、Ｓ２０６でレーンキープ制御量ＴLKSを算出した後は、Ｓ２０７に進み、レーンキープ制御量ＴLKSを目標トルク算出部２０ｇに出力する。このように、レーンキープ制御部２０ｂは、レーンキープ制御手段として設けられている。

車線逸脱防止制御部２０ｃは、画像認識装置３１から認識された画像情報（障害物データ、車線データ、自車位置データ：具体的には、障害物を回避するために自車両が移動する、移動先の車線（隣接する車線）の外側区画線との交差角α、自車両の現在位置から外側区画線までの車線幅方向の距離Ｄ）が入力され、車速センサ３２から自車速Ｖ０が入力され、統合制御部２０ｅから車線逸脱防止制御の特性変更の信号が必要に応じて入力される。

そして、例えば、図５に示す、車線逸脱防止制御プログラムに従って、障害物を回避するために自車両が移動する、移動先の車線から外側への逸脱を予想し、逸脱が予想される場合に、逸脱情報に基づいて移動先の車線から外側への逸脱を防止する方向への操舵トルク（逸脱防止目標付加舵力）ＴLDPを算出して目標トルク算出部２０ｇに出力し、電動パワーステアリング装置１による車線逸脱防止制御を行う。ここで、統合制御部２０ｅから車線逸脱防止制御の特性変更の信号が入力された際には、車線逸脱防止制御の作動を早めると共に、強める方向に制御特性を変更させる。

すなわち、図５は車線逸脱防止制御プログラムのフローチャートを示し、まず、Ｓ３０１で、障害物を回避するために自車両が移動する、移動先の車線の外側区画線から外側への逸脱を予想して、例えば、以下の（１０）式により、車線逸脱予想時間Ｔttlcを算出する。
Ｔttlc＝Ｄ／（Ｖ・sin（α）） …（１０）

次に、Ｓ３０２に進み、例えば、Ｓ３０１で算出した車線逸脱予想時間Ｔttlcと予め設定しておいた警報閾値とを比較して、車線逸脱予想時間Ｔttlcが警報閾値よりも短い場合は、図示しないディスプレイ等の表示装置や音声等により、ドライバにより車線逸脱警報を行う。

次いで、Ｓ３０３に進み、統合制御部２０ｅからの車線逸脱防止制御の特性変更の信号を参照しつつ車線逸脱防止制御特性の設定を行う。この車線逸脱防止制御特性は、例えば、図１１に示すように、車線逸脱予想時間Ｔttlcに応じた、車両挙動（特性）等を考慮して予め実験、計算等により設定された、逸脱を防止する方向への操舵トルク（逸脱防止目標付加舵力）ＴLDPの特性となっている。この図１１の車線逸脱防止制御の特性をみても明らかなように、車線逸脱予想時間Ｔttlcが長いときから短くなるにつれて逸脱防止目標付加舵力ＴLDPが次第に大きく設定される特性となっている。ここで、通常時は、Ｔttlc−ＴLDPの特性は、図１１の破線の特性１のような制御特性に設定されているが、統合制御部２０ｅから車線逸脱防止制御の特性変更の信号が入力された際には、図１１の実線の特性２のような制御特性に変更され、通常より長い車線逸脱予想時間Ｔttlcから逸脱防止目標付加舵力ＴLDPが出力されて車線逸脱防止制御の作動を早めると共に、逸脱防止目標付加舵力ＴLDPを強める方向に制御特性が変更される。

そして、Ｓ３０４に進んで、Ｓ３０３で設定されたＴttlc−ＴLDPの特性に基づいて、逸脱防止目標付加舵力ＴLDPを設定して目標トルク算出部２０ｇに出力する。このように、車線逸脱防止制御部２０ｃは、車線逸脱予想手段、車線逸脱防止制御手段として設けられている。

異常判定部２０ｄは、操舵トルクセンサ３４から操舵トルクＴｄが入力され、
目標トルク算出部２０ｇから目標トルクＴstが入力され、統合制御部２０ｅから異常判定領域変更の信号が必要に応じて入力される。そして、例えば、図１２に示すような、操舵トルクの絶対値|Ｔｄ|と、目標トルクの絶対値|Ｔst|のマップを参照し、操舵系が該マップ上に設定しておいた異常判定領域にあるか否か判定し、異常判定領域にあると判定された場合は、アラーム等の警報装置４０で電動パワーステアリング装置１の異常を報知し、電動パワーステアリング装置１に係る制御の停止、或いは、特定のセンサ等の異常が判明している場合は、他のパラメータを代用して制御を継続する。

ここで、電動パワーステアリングモータ装置１の異常判定領域は、図１２にも示すように、操舵トルクの絶対値|Ｔｄ|に対し、大きな目標トルクの絶対値|Ｔst|が出力されている場合に異常と判定される特性となっている。通常は、境界１よりも大きな目標トルクの絶対値|Ｔst|の場合に異常と判定されるようになっているが、統合制御部２０ｅから異常判定領域変更の信号が入力されている場合は、境界１が上方（境界２参照）へ変更されて、通常よりも大きな目標トルクの絶対値|Ｔst|が出力されていても、電動パワーステアリングモータ装置１が異常と判定しないように変更される。このように、異常判定部２０ｄは異常判定手段として設けられている。

統合制御部２０ｅは、画像認識装置３１から認識された画像情報（障害物データ、車線データ、自車位置データ）が入力され、車速センサ３２から自車速Ｖ０が入力され、ハンドル角センサ３３からハンドル角θＨが入力される。ダンピングトルク算出部２０ｆは、ハンドル角センサ３３からハンドル角θＨが入力され、統合制御部２０ｅから、後述する回避操舵の判定結果、切り増し操舵の判定結果が入力される。

そして、図３に示す操舵制御のフローチャートに従って、統合制御部２０ｅは、ドライバの障害物に対する回避操舵意思を検出した場合は、レーンキープ制御の走行制御が停止し易い方向に変更させる。また、統合制御部２０ｅは、障害物に対する回避操舵が完了した際、自車両が移動先の車線から外側への逸脱が予想される場合に、車線逸脱防止制御の作動を早めると共に、強める方向に制御特性を変更させる。更に、ダンピングトルク算出部２０ｆは、障害物に対する回避操舵が完了したと判定した後、ドライバがハンドルを切り増す操作をした場合は、過剰な操舵操作を抑制するダンピングトルクを付加する。また、統合制御部２０ｅは、車線逸脱防止制御の制御特性を変更した際には、電動パワーステアリング装置１の異常を判定する異常判定領域を変更する。

すなわち、図３の操舵制御のプログラムのフローチャートは、Ｓ１０１でドライバの回避操舵意志の判定処理が行われる。

本実施の形態では、以下の３つの場合の何れかでドライバの回避操舵意志の判定処理が行われるようになっており、以下の３つの場合の何れかが生じているか判定される。

・障害物に対する接触時間（ＴＴＣ（Time-To-Collision：衝突余裕時間）やＴＨＷ（Time-Head-Way：車間時間））が予め設定しておいた設定時間よりも短くなった際に障害物のブレーキランプが点灯した場合。

・障害物に対する接触時間（ＴＴＣ（Time-To-Collision：衝突余裕時間）やＴＨＷ（Time-Head-Way：車間時間））が予め設定しておいた設定時間よりも短くなった際に障害物のハザードランプが点滅した場合。

・障害物に対する接触時間（ＴＴＣ（Time-To-Collision：衝突余裕時間）やＴＨＷ（Time-Head-Way：車間時間））が予め設定しておいた設定時間よりも短くなった際に自車両と障害物との幅方向のラップ率の増加を検出した場合。

次いで、Ｓ１０２に進み、Ｓ１０１で上述の３の場合の何れかの場合が検出されてドライバの回避操舵意志が有るか否か判定される。

この判定の結果、ドライバの回避操舵意志が有ると判定された場合、Ｓ１０３に進み、予め実験・演算等により設定しておいたレーンキープ制御実行判定値ＴLKCを小さな値に変更する。

このレーンキープ制御実行判定値ＴLKCは、例えば、ドライバによる操舵入力（トルク）があった場合に、ドライバによる操舵意志を優先して実行するように設定されるもので、このレーンキープ制御実行判定値ＴLKCよりも大きな操舵入力があった場合には、レーンキープ制御が解除されるようになっている。従って、Ｓ１０３でレーンキープ制御実行判定値ＴLKCが小さな値に変更されることにより、ドライバの操舵入力に対してレーンキープ制御が解除されやすくなる。

次いで、Ｓ１０４に進み、操舵トルクＴｄがレーンキープ制御実行判定値ＴLKCよりも大きい（Ｔｄ＞ＴLKC）か否か判定され、Ｔｄ＞ＴLKCの場合は、レーンキープ制御を解除するために、Ｓ１０５に進んで、レーンキープ制御部２０ｂに対してレーンキープ制御の停止指示を行って、Ｓ１０６に進む。

一方、Ｓ１０２でドライバの回避操舵意志が無いと判定された場合、Ｓ１０４でＴｄ≦ＴLKCと判定された場合は、レーンキープ制御の解除は通常通りとしてＳ１０６に進む。

Ｓ１０６では、十分な回避操舵が行われたか否か判定される。本実施の形態ではラップ率Ｒｒ、或いは、自車両位置により判定するようになっており、図１０（ａ）に示すように、ラップ率Ｒｒ＝０、或いは、自車両の中央位置が自車両の走行車線の車線区画線を超えた場合に、十分な回避操舵が行われ、回避操舵が完了したと判定する。

Ｓ１０６で十分な回避操舵が行われたと判定された場合は、Ｓ１０７に進み、前述の（１０）式により、車線逸脱予想時間Ｔttlcを算出する。

そして、Ｓ１０８に進み、車線逸脱予想時間Ｔttlcと予め実験・演算等により設定しておいた閾値（逸脱可能性の判定閾値）ＴLDCとを比較する。

このＳ１０８の判定の結果、車線逸脱予想時間Ｔttlcが閾値ＴLDC以下（Ｔttlc≦ＴLDC）で、自車両が移動先の車線から外側へ逸脱する可能性があると判定された場合は、Ｓ１０９に進み、車線逸脱防止制御部２０ｃに対し、車線逸脱防止制御の特性変更の信号を出力して車線逸脱防止制御の作動を早めると共に、強める方向に制御特性を変更させる。

次に、Ｓ１１０に進み、異常判定部２０ｄに対し、異常判定領域変更の信号を出力し、操舵トルクの絶対値|Ｔｄ|に対し、通常よりも大きな目標トルクの絶対値|Ｔst|が出力されても、電動パワーステアリングモータ装置１が異常と誤判定しないように変更指示し、Ｓ１１１へと進む。

一方、Ｓ１０８での判定の結果、車線逸脱予想時間Ｔttlcが閾値ＴLDCよりも長く（Ｔttlc＞ＴLDC）、自車両が移動先の車線から外側へ逸脱する可能性がないと判定された場合は、Ｓ１０９、Ｓ１１０の処理をジャンプしてＳ１１１に進む。

そして、Ｓ１１１では、操舵が切り増し操舵か否か判定される。本実施の形態では、例えば、ハンドル角θＨとハンドル角度速度（ｄθＨ／ｄｔ）の符号を参照して、符号が同符号の場合に、切り増し操舵と判定する。

Ｓ１１１の判定の結果、切り増し操舵と判定された場合は、Ｓ１１２に進み、ダンピングトルク算出部２０ｆで、例えば、以下の（１１）式により、ドライバの過剰な操舵を防止すべく、ダンピングトルクＴsdを算出する。
Ｔsd＝Ｋｄ・（ｄθＨ／ｄｔ） …（１１）
ここで、Ｋｄは、ダンピング係数である。

また、Ｓ１０６で十分な回避操舵が行われていないと判定された場合、或いは、Ｓ１１１で切り増し操舵ではないと判定された場合は、Ｓ１１３に進み、ダンピングトルク算出部２０ｆは、Ｔsd＝０に設定する。

そして、Ｓ１１２、或いは、Ｓ１１３でダンピングトルクＴsdを設定した後は、Ｓ１１４に進んで、ダンピングトルクＴsdを目標トルク算出部２０ｇに出力してプログラムを抜ける。このように、統合制御部２０ｅは、車線逸脱予想手段、回避操舵完了判定手段、車線逸脱防止制御特性変更手段の機能を有して設けられている。

目標トルク算出部２０ｇは、基本アシストトルク設定部２０ａから基本アシストトルクＴｂが入力され、レーンキープ制御部２０ｂからレーンキープ制御量ＴLKSが入力され、車線逸脱防止制御部２０ｃから逸脱防止目標付加舵力ＴLDPが入力され、ダンピングトルク算出部２０ｆからダンピングトルクＴsdが入力される。そして、例えば、以下の（１２）式により、目標トルクＴstを算出し、モータ駆動部２１に出力する。
Ｔst＝Ｔｂ＋ＴLKS＋ＴLDP＋Ｔsd …（１２）
このように本発明の実施の形態では、自車両を目標コースに沿って走行制御するレーンキープ制御を行い、ドライバの障害物に対する回避操舵意思を検出した場合は、レーンキープ制御の走行制御が停止し易い方向に変更させる。また、障害物を回避するために自車両が移動する、移動先の車線から外側への逸脱を予想し、逸脱が予想される場合に、逸脱情報に基づいて移動先の車線から外側への逸脱を防止する電動パワーステアリング装置１による車線逸脱防止制御を行う。ここで、障害物に対する回避操舵が完了した際、自車両が移動先の車線から外側への逸脱が予想される場合に、車線逸脱防止制御の作動を早めると共に、強める方向に制御特性を変更させる。更に、障害物に対する回避操舵が完了したと判定した後、ドライバがハンドルを切り増す操作をした場合は、過剰な操舵操作を抑制するダンピングトルクを付加する。また、車線逸脱防止制御の制御特性を変更した際には、電動パワーステアリング装置１の異常を判定する異常判定領域を変更する。このため、たとえ自車両前方に障害物が存在し、この障害物を操舵で隣接する車線に移動して回避するような状況であっても、一連の操舵操作の中で隣接する車線からの逸脱の防止、障害物の回避を適切に応答性良く、円滑に行うことが可能となる。具体的には、図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すように、まず、障害物を回避する場合には、通常は、時刻ｔ１’まで（ドライバの操舵トルクＴｄが通常のレーンキープ制御実行判定値ＴLKCを超えるまで）レーンキープ制御が作動しているが、自車両の走行車線に存在する障害物との接触時間が予め設定しておいた設定時間よりも短くなった際の障害物のブレーキランプの点灯、或いは、ハザードランプの点滅、或いは、ラップ率Ｒｒが増加する場合は、ドライバの回避操舵意志があると判定し、レーンキープ制御実行判定値ＴLKCを小さくしてレーンキープ制御が解除され易くする。このため、障害物を回避する場合の第１の操舵の実行が、時刻ｔ１に早められることになる。

こうして、障害物を回避する第１の操舵を行っているとき、ラップ率Ｒｒ＝０、或いは、自車両の中央位置が自車両の走行車線の車線区画線を超えて十分な回避操舵が行われたと判定される（時刻ｔ２）と、車線逸脱防止制御の作動（図１０（ａ）中の自車両を右側に向ける操舵トルクの付加）を早めると共に、強める方向に制御特性を変更させる。これにより、障害物を回避後、障害物の反対側に行き過ぎないように行われる第２の操舵のタイミングが早く行われる。

また、障害物を回避して、自車両の走行車線に戻る第３の操舵の操舵においても車線データ、障害物データに応じて車線逸脱防止制御の作動（図１０（ａ）中の自車両を左側に向ける操舵トルクの付加）を早めると共に、強める方向に制御特性を変更させる（時刻ｔ３）。これにより第３の操舵のタイミングが早く行われる。

更に、時刻ｔ２以後は、ドライバがハンドルを更に切り増す操作をした場合は、それ以後の過剰な操舵を防止する操舵制御（ダンピングトルクＴsdの付加）を行う。

１ 電動パワーステアリング装置（操舵手段）
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
６ ステアリングギヤボックス
７ ラック軸
８ タイロッド
９ フロントナックル
１０Ｌ，１０Ｒ 操舵輪
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 基本アシストトルク設定部
２０ｂ レーンキープ制御部（レーンキープ制御手段）
２０ｃ 車線逸脱防止制御部（車線逸脱予想手段、車線逸脱防止制御手段）
２０ｄ 異常判定部（異常判定手段）
２０ｅ 統合制御部（車線逸脱予想手段、回避操舵完了判定手段、車線逸脱防止制御特性変更手段）
２０ｆ ダンピングトルク算出部
２０ｇ 目標トルク算出部
２１ モータ駆動部
３１ 画像認識装置（環境情報検出手段）
３２ 車速センサ
３３ ハンドル角センサ
３４ 操舵トルクセンサ
４０ 警報装置

Claims (6)

1. 少なくとも障害物と車線と自車両位置情報を検出する環境情報検出手段と、
   上記障害物を回避するために自車両が移動する、移動先の車線から外側への逸脱を予想する車線逸脱予想手段と、
   上記移動先の車線から外側への逸脱が予想される場合に、上記車線逸脱予想手段で予想した逸脱情報に基づいて上記移動先の車線から外側への逸脱を防止する操舵手段による制御を行う車線逸脱防止制御手段と、
   上記障害物に対する回避操舵が完了したか否か判定する回避操舵完了判定手段と、
   上記障害物に対する回避操舵が完了した際、自車両が上記移動先の車線から外側への逸脱が予想される場合に、上記車線逸脱防止制御手段の作動を早めると共に、上記車線逸脱防止制御手段の制御量を強める方向に上記車線逸脱防止制御手段の制御特性を変更させる車線逸脱防止制御特性変更手段と、
   を備えたことを特徴とする車両の操舵制御装置。
2. 上記回避操舵完了判定手段で、上記障害物に対する回避操舵が完了したと判定した後、ドライバがハンドルを切り増す操作をした場合は、過剰な操舵操作を抑制するダンピングトルクを付加することを特徴とする請求項１記載の車両の操舵制御装置。
3. 上記車線逸脱防止制御特性変更手段で上記車線逸脱防止制御手段の制御特性を変更した際には、上記操舵手段に対する入力値と上記操舵手段からの出力値とにより上記操舵手段の異常を判定する異常判定手段の異常判定領域を変更することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両の操舵制御装置。
4. 上記環境情報検出手段からの情報に基づいて自車両を目標コースに沿って走行制御するレーンキープ制御手段を有し、
   ドライバの上記障害物に対する回避操舵意思を検出した場合は、上記レーンキープ制御手段の走行制御が停止し易い方向に変更させ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操舵制御装置。
5. 上記ドライバの上記障害物に対する回避操舵意思は、上記障害物に対する接触時間が設定時間よりも短くなった際の上記障害物のブレーキランプの点灯と、上記障害物に対する接触時間が設定時間よりも短くなった際の上記障害物のハザードランプの点滅の少なくとも一方で検出することを特徴とする請求項４記載の車両の操舵制御装置。
6. 上記ドライバの上記障害物に対する回避操舵意思は、上記障害物に対する接触時間が設定時間よりも短くなった際の自車両と上記障害物との幅方向のラップ率の変化で検出することを特徴とする請求項４記載の車両の操舵制御装置。

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