JP5358978B2 - 車両用走行制御装置及びその方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両を走行車線内に走行させる車両用走行制御装置及びその方法に関する。

従来技術では、運転者が走行車線の側方やカーブ路の内側を走行する場合に運転者の意に反して走行制御される場合があった。例えば、カーブ内側を走行しようとしても、走行制御が車両を車線中央方向に戻してしまう場合があった。これに対して、特許文献１に開示の技術は、運転者が要求する要求走行軌跡を基に、走行車線を基に決定した目標走行軌跡を補正している。この技術では、ステアリング角とステアトルクの変化量が小さいとき、現在の横位置を積算・平均化し、目標位置をオフセットしている。
特開２０００−１９８４５８号公報

ところで、特許文献１に開示の技術では、前述のように、目標位置をオフセットする構成になっている。これでは、カーブ路等において運転者が制御に反してステアリングを切り続けているようなシーンで、運転者のステアリング操作の意図する走行状態になっているとは言い難い。この場合、走行制御が運転者に違和感を与えてしまう。
そこで、本発明の課題は、運転者のステアリング操作の意図と走行制御とを合致させることである。

前記課題を解決するために、本発明は、運転者の操舵操作状態を検出し、その検出した運転者の操舵操作状態を基に、運転者による車両の横位置の変更の意図の有無を判定して、運転者による車両の横位置の変更の意図有りと判定した場合、走行車線に対する車両の横位置を制御するための制御目標値を前記運転者の操舵操作状態に基づいて変更する。

本発明によれば、運転者の操舵操作状態から該運転者による車両の横位置の変更の意図があると判定した場合、運転者の操舵操作状態を基に、横位置の制御目標値を変更する。この結果、運転者のステアリング操作の意図と走行制御とを合致させることを実現できる。

本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という。）を図面を参照しながら詳細に説明する。
（構成）
本実施形態は、本発明を適用した車両用走行制御装置である。例えば、車両において、車両用走行制御装置は、走行車線内での車両の走行支援を行う走行支援装置を構成している。図１は、車両用走行制御装置を搭載した車両１の構成を示す。車両１はいわゆるステアバイワイヤシステムを搭載している。

図１に示すように、車両１は、車体１Ａと、ステアリングホイール２と、入力側ステアリング軸３と、ハンドル角度センサ４と、操舵トルクセンサ５と、操舵アクチュエータ６と、操舵アクチュエータ角度センサ７と、転舵アクチュエータ８と、転舵アクチュエータ角度センサ９と、出力側ステアリング軸１０と、転舵トルクセンサ１１と、ピニオンギア１２と、ピニオン角度センサ１３と、ラックギア１４と、タイロッド１５と、タイロッド軸力センサ１６と、車輪１７ＦＬ〜１７ＲＲと、ブレーキディスク１８と、ホイールシリンダ１９と、圧力制御ユニット２０と、車両状態パラメータ取得部２１と、外界認識部２２と、方向指示スイッチ２３と、車輪速センサ２４ＦＬ〜２４ＲＲと、車線内走行支援コントローラ２５と、コントロール／駆動回路ユニット２６と、メカニカルバックアップ２７と、を備える。

入力側ステアリング軸３と一体に回転するようにステアリングホイール２を構成する。ステアリングホイール２は、運転者による操舵操作（操舵入力）を入力側ステアリング軸３に伝達する。入力側ステアリング軸３は、操舵アクチュエータ６を備える。ステアリングホイール２によって入力された操舵入力に加えて、操舵アクチュエータ６によって入力される操舵反力トルクを入力側ステアリング軸３に付与する。

入力側ステアリング軸３にハンドル角度センサ４を設ける。ハンドル角度センサ４は、入力側ステアリング軸３の回転角度を検出する。ここで、入力側ステアリング軸３の回転角度とは、運転者によるステアリングホイール２への操舵入力角度である。ハンドル角度センサ４は、検出した入力側ステアリング軸３の回転角度をコントロール／駆動回路ユニット２６に出力する。入力側ステアリング軸３に操舵トルクセンサ５を設ける。操舵トルクセンサ５は、入力側ステアリング軸３の回転トルクを検出する。ここで、入力側ステアリング軸３の回転トルクとは、ステアリングホイール２への操舵入力トルクである。操舵トルクセンサ５は、検出した入力側ステアリング軸３の回転トルクをコントロール／駆動回路ユニット２６に出力する。

操舵アクチュエータ６は、モータ軸と一体に回転するギアが入力側ステアリング軸３の一部に形成されたギアに噛合している。操舵アクチュエータ６は、コントロール／駆動回路ユニット２６の指示に従って、入力側ステアリング軸３に操舵トルクを付与したり、操舵反力トルクを付与したりする。操舵アクチュエータ角度センサ７は、操舵アクチュエータ６の回転角度（すなわち、操舵アクチュエータ６に伝達された操舵入力による回転角度又は操舵角）θｓを検出する。操舵アクチュエータ角度センサ７は、検出した回転角度をコントロール／駆動回路ユニット２６に出力する。

転舵アクチュエータ８は、モータ軸と一体に回転するギアが出力側ステアリング軸１０の一部に形成されたギアに噛合している。転舵アクチュエータ８は、コントロール／駆動回路ユニット２６の指示に従って、出力側ステアリング軸１０を回転させる。転舵アクチュエータ角度センサ９は、転舵アクチュエータ８の回転角度θｔを検出する。ここで、転舵アクチュエータ８の回転角度とは、転舵アクチュエータ８が出力した転舵のための回転角度又は実転舵角である。転舵アクチュエータ角度センサ９は、検出した回転角度θｔをコントロール／駆動回路ユニット２６に出力する。

出力側ステアリング軸１０は、転舵アクチュエータ８を備える。出力側ステアリング軸１０は、転舵アクチュエータ８によって入力された回転をピニオンギア１２に伝達する。出力側ステアリング軸１０に転舵トルクセンサ１１を設ける。転舵トルクセンサ１１は、出力側ステアリング軸１０の回転トルクを検出する。ここで、出力側ステアリング軸１０の回転トルクとは、ラックギア１４を介した車輪１７ＦＬ，１７ＦＲの転舵トルクである。 転舵トルクセンサ１１は、検出した出力側ステアリング軸１０の回転トルクをコントロール／駆動回路ユニット２６に出力する。

ピニオンギア１２は、ラックギア１４と噛合している。ピニオンギア１２は、出力側ステアリング軸１０から入力された回転をラックギア１４に伝達する。ピニオン角度センサ１３は、ピニオンギア１２の回転角度を検出する。ここで、ピニオンギア１２の回転角度とは、ラックギア１４を介して出力される車輪（操向輪）１７ＦＬ，１７ＦＲの転舵角である。ピニオン角度センサ１３は、検出したピニオンギア１２の回転角度をコントロール／駆動回路ユニット２６に出力する。ラックギア１４は、ピニオンギア１２と噛合する平歯を有する。ラックギア１４は、ピニオンギア１２の回転を車幅方向の直線運動に変換する。タイロッド１５は、ラックギア１４の両端部と車輪１７ＦＲ，１７ＦＬのナックルアームとを、ボールジョイントを介してそれぞれ連結している。ラックギア１４の両端部に設置されたタイロッド１５それぞれにタイロッド軸力センサ１６を設ける。タイロッド軸力センサ１６は、タイロッド１５に作用している軸力を検出する。タイロッド軸力センサ１６は、検出したタイロッド１５の軸力をコントロール／駆動回路ユニット２６に出力する。

サスペンションを介して車体１Ａに車輪１７ＦＬ〜１７ＲＲを設ける。車輪１７ＦＬ〜１７ＲＲのうち、車体１Ａの車両前後方向前側に配置された前輪（車輪１７ＦＬ，１７ＦＲ）は、タイロッド１５によってナックルアームが揺動されることにより、車体１Ａに対する向きが変化する。すなわち、転舵アクチュエータ８がステアリングホイール２と機械的に切り離した状態とされ、コントロール／駆動回路ユニット２６の指示に従って出力側ステアリング軸１０を回転させることで、前輪１７ＦＬ，１７ＦＲを転舵させる構成となっている。

ブレーキディスク１８は、車輪１７ＦＬ〜１７ＲＲと一体に回転する。ホイールシリンダ１９の押圧力によってブレーキパッドをブレーキディスク１８に押し当てることで、その摩擦力によって制動力を発生する。ホイールシリンダ１９は、各車輪１７ＦＬ〜１７ＲＲに設置されたブレーキパッドを、ブレーキディスク１８に押し当てる押圧力を発生する。圧力制御ユニット２０は、車線内走行支援コントローラ２５の指示に従って、各車輪１７ＦＬ〜１７ＲＲに設けたイールシリンダ１９の圧力を制御する。

各車輪１７ＦＬ〜１７ＲＲに車輪速センサ２４ＦＬ〜２４ＲＲを設ける。車輪速センサ２４ＦＬ〜２４ＲＲは、各車輪の回転速度を示すパルス信号を、車両状態パラメータ取得部２１及び車線内走行支援コントローラ２５に出力する。車両状態パラメータ取得部２１は、各車輪速センサ２４ＦＬ〜２４ＲＲが出力する各車輪１７ＦＬ〜１７ＲＲの回転速度を示すパルス信号、方向指示スイッチ２３の動作信号、及び外界認識部２２の出力信号を取得する。

外界認識部２２は、走行環境や走行車線に対する車両の走行状態を検出するためのものである。外界認識部２２は、カメラ（例えば単眼カメラ）と演算装置とを備える。カメラは、車両周囲の画像を撮影する。演算装置は、カメラの撮影画像を解析し、車両前後方向と走行車線（白線又はセンターライン等）とがなす角（車両のヨー角）φｒ、車線中心からの横変位Ｘ及び走行車線の道路曲率ρを算出する。外界認識部２２は、演算装置によって算出したヨー角φｒ、横変位Ｘ及び道路曲率ρを車線内走行支援コントローラ２５に出力する。

方向指示スイッチ２３は、運転者による方向指示レバーの操作に対応して、右方向あるいは左方向を示唆する方向指示灯を点灯させる。また、方向指示スイッチ２３は、方向指示動作が行われていること、及びその指示方向を示す動作信号を車線内走行支援コントローラ２５に出力する。
車線内走行支援コントローラ２５に、車輪速センサ２４ＦＬ〜２４ＲＲから各車輪１７ＦＬ〜１７ＲＲの回転速度を示すパルス信号を入力する。また、車線内走行支援コントローラ２５に、方向指示スイッチ２３から方向指示の動作信号が入力する。また、車線内走行支援コントローラ２５に、外界認識部２２からヨー角φｒ等を入力する。また、車線内走行支援コントローラ２５に、コントロール／駆動回路ユニット２６から操舵入力の状態（操舵入力角、操舵入力トルク等）を入力する。そして、車線内走行支援コントローラ２５に、転舵出力の状態（転舵角、転舵トルク等）を入力する。

車線内走行支援コントローラ２５は、入力された情報を基に、後述する走行制御を実行する。すなわち、車線内走行支援コントローラ２５は、車両を走行車線内で走行させるための車両制御に関するパラメータを算出する。つまり、車線内走行支援コントローラ２５は、前輪１７ＦＬ，１７ＦＲの転舵角の制御（転舵制御又は横位置制御）に関するパラメータを算出する。さらに、車線内走行支援コントローラ２５は、車入力側ステアリング軸３に加える操舵トルクや操舵反力トルクの制御（操舵制御）に関するパラメータを算出する。そして、車線内走行支援コントローラ２５は、各車輪１７ＦＬ〜１７ＲＲの制動力の制御（制動力制御）に関するパラメータを算出する。

車線内走行支援コントローラ２５は、算出した制動力制御に関するパラメータを圧力制御ユニット２０への指示信号として出力する。また、車線内走行支援コントローラ２５は、算出した転舵制御及び操作制御に関するパラメータをコントロール／駆動回路ユニット２６に出力する。
コントロール／駆動回路ユニット２６は、自動車１全体を制御するものである。コントロール／駆動回路ユニット２６は、各部に設置されたセンサ及び車線内走行支援コントローラ２５から入力される信号、つまり走行状況に関する情報を基に、各種制御信号を操舵アクチュエータ６、転舵アクチュエータ８、メカニカルバックアップ２７等に出力する。このとき、出力する信号は、前輪１７ＦＬ，１７ＦＲの転舵角、入力側ステアリング軸３の操舵トルク及び操舵反力トルク、並びにメカニカルバックアップ２７の連結に関するものになる。また、コントロール／駆動回路ユニット２６は、操舵入力の状態及び転舵出力の状態に関する情報を車線内走行支援コントローラ２５に出力する。

また、コントロール／駆動回路ユニット２６は、車線内走行支援コントローラ２５から入力される前記制御信号による操舵トルクや操舵反力トルクを発生させる制御信号も操舵アクチュエータ６に出力する。さらに、コントロール／駆動回路ユニット２６は、操舵アクチュエータ角度センサ７によって検出された操舵アクチュエータ６の回転角度に応じて、前輪１７ＦＬ，１７ＦＲの転舵角を制御させる制御信号を転舵アクチュエータ８に出力する。

メカニカルバックアップ２７は、入力側ステアリング軸３と出力側ステアリング軸１０とを連結し、入力側ステアリング軸３から出力側ステアリング軸１０への力の伝達を確保する機構である。メカニカルバックアップ２７は、コントロール／駆動回路ユニット２６の指示に従って動作する。ここで、メカニカルバックアップ２７は、通常時には、コントロール／駆動回路ユニット２６から、入力側ステアリング軸３と出力側ステアリング軸１０とを連結しない状態が指示されている。そして、ハンドル角度センサ４で検出される操舵入力角及び操舵アクチュエータ角度センサ７の検出結果から算出される操舵入力角度との一致度合いが低く、ハンドル角度センサ４、操舵トルクセンサ５及び転舵アクチュエータ８等を介することなく操舵操作を行う必要が生じた場合に、入力側ステアリング軸３と出力側ステアリング軸１０とを連結するよう指示される。また、転舵アクチュエータ角度センサ９で検出した転舵角とピニオン角度センサ１３の検出結果から算出される転舵角との一致度合いが低く、ハンドル角度センサ４、操舵トルクセンサ５及び転舵アクチュエータ８等を介することなく操舵操作を行う必要が生じた場合に、入力側ステアリング軸３と出力側ステアリング軸１０とを連結するよう指示される。なお、例えばケーブル式ステアリング機構等によってメカニカルバックアップ２７を構成する。

図２は、車線内走行支援コントローラ２５が実行する制御プログラムの一例のフローチャートを示す。図示しないオペレーティングシステムで一定の時間毎の定時割り込み遂行で処理を実行する。
図２に示すように、処理を開始すると、先ずステップＳ１に示すように、車線内走行支援コントローラ２５は、各装置、センサからの各種データを読み込む。具体的には、車線内走行支援コントローラ２５は、転舵アクチュエータ角度センサ９から転舵角（実転舵角）θｔ、車輪速センサ２４ＦＬ〜２４ＲＲから各車輪速Ｖｗｉ（ｉ＝１〜４）、操舵アクチュエータ角度センサ７から操舵角θｓをそれぞれ読み込む。また、車線内走行支援コントローラ２５は、方向指示スイッチ２３の信号Ｑ、外界認識部２２からヨー角φｒ、横変位Ｘ及び道路曲率ρをそれぞれ読み込む。

続いてステップＳ２において、車線内走行支援コントローラ２５は車速Ｖを算出する。具体的には、前記ステップＳ１で読み込んだ車輪速度Ｖｗｉに基づいて、下記（１）式により車速Ｖを算出する。
前輪駆動の場合
Ｖ＝（Ｖｗ３＋Ｖｗ４）／２
後輪駆動の場合
Ｖ＝（Ｖｗ１＋Ｖｗ２）／２
・・・（１）
ここで、Ｖｗ１，Ｖｗ２は左右前輪それぞれの車輪速度であり、Ｖｗ３，Ｖｗ４は左右後輪それぞれの車輪速度である。この（１）式では、従動輪の車輪速の平均値として車速Ｖを算出している。

また、このように算出した車速Ｖは好ましくは通常走行時に用いる。例えば、ＡＢＳ（Anti-lock Brake System)制御等が作動している場合には、そのＡＢＳ制御内で推定している推定車体速度を前記車速Ｖとして用いるようにする。また、ナビゲーション装置１４でナビゲーション情報に利用している値を車速Ｖとして用いても良い。また、ＡＴ軸出力を基に、車速Ｖを算出しても良い。この場合、下記（２）式により車速Ｖを算出する。
Ｖ＝（２π・Ｒ）・Ｗ・（６０／１０００） ・・・（２）
ここで、Ｒは、車輪半径とデフギアの比（車輪半径／デフギア）であり、Ｗは、ＡＴ出力軸回転数（ｒｐｍ）である。

続いてステップＳ３において、車線内走行支援コントローラ２５は、前方注視距離における推定横変位位置までの距離（以下、境界線距離という。）を算出する。具体的には、車線内走行支援コントローラ２５は、前記ステップＳ１で読み込んだヨー角φｒ、横変位（現在の横変位）Ｘ及び道路曲率ρ、並びにステップＳ２で算出した車速Ｖを用いて、下記（３）式により、将来の推定横変位Ｘｓを算出する。
Ｘｓ＝Ｔｔ・Ｖ・（φｒ＋Ｔｔ・Ｖ・ρ）＋Ｘ ・・・（３）

ここで、Ｔｔは前方注視距離算出用の車頭時間である。そして、前記（３）式で算出した推定横変位Ｘｓを用いて、下記（４）式により、境界線距離（前方注視距離における推定横変位Ｘｓ）に到達するまでの時間（以下、境界線到達時間という。）Ｔｋを算出する。
Ｔｋ＝√（Ｘｚ^２＋Ｘｓ^２） ／Ｖ ・・・（４）
ここで、Ｘｚは、車頭時間Ｔｔに車速Ｖを乗じて得た前方注視距離である。この境界線到達時間Ｔｋに車速Ｖを乗じて得た値（Ｔｋ・Ｖ）は境界線距離である。

続いてステップＳ４において、車線内走行支援コントローラ２５は、車両情報及び道路情報を基に、運転者の意図する横移動量を算出する。具体的には、次のような演算を行う。図３には、以下の各種演算で用いる値を図示している。
先ず、前記ステップＳ１で読み込んだ道路曲率ρ、前記ステップＳ２で算出した車速Ｖを用いて、下記（５）式により、ヨーレイトＹｒを算出する。
Ｙｒ＝Ｖ・ρ ・・・（５）

この（５）式で示すヨーレイトＹｒは、道路曲率ρの走行路において、現在の車両の横位置を変化させずに（走行車線内の横位置を一定にして）走行した場合のヨーレイトとなる。そして、前記（５）式で算出したヨーレイトＹｒをアッカーマン式に適用して、下記（６）式により操舵量θｒｏｗを算出する。
θｒｏｗ＝ＡＴＡＮ（Ｙｒ・Ｗｂ・（１．０＋Ｖ／Ｋｓ）^２／Ｖ） ・・・（６）

ここで、Ｗｂは係数である。この（６）式に示す操舵量θｒｏｗは、走行車線内を現在の横位置を維持して走行させるために必要な操舵量である。そして、下記（７）式に示すように、前記ステップＳ１で読み込んだ現在の操舵量θｓから前記（６）式で算出した操舵量θｒｏｗを減算して、操舵量θｄｒｖを算出する。
θｄｒｖ＝θｓ−θｒｏｗ ・・・（７）

この（７）式に示す操舵量θｄｒｖは、運転者が横位置を変化させる操舵量となる。すなわち、現在の横位置を維持している場合には（θｓ＝θｒｏｗ）、操舵量θｄｒｖは零になる。また、運転者が現在の横位置を変化させている場合又は現在の横位置を変化させようとしている場合には、その変化量に応じて操舵量θｄｒｖが変化する。ここで、不感帯を設けて操舵量θｄｒｖを算出しても良い。すなわち、操舵量θｄｒｖが操舵しきい値θｔｈ以下の場合（θｄｒｖ≦θｔｈ）、不感帯の範囲内にあるとして、操舵量θｄｒｖを零に設定する。例えば現在の操舵量θｓに応じて操舵しきい値θｔｈを設定する。

このような操舵量θｄｒｖは、運転者による車両の横位置の変更の意図を判定する値となる。すなわち、操舵量θｄｒｖが零、つまり運転者が現在の横位置を維持している場合（θｓ＝θｒｏｗ）、運転者による車両の横位置の変更の意図がないと判定できる。また、操舵量θｄｒｖがある値を示す場合、具体的には操舵しきい値θｔｈよりも大きい場合、運転者による車両の横位置の変更の意図があると判定できる。
そして、下記（８）式により、転舵量θｄｒｖにより発生するヨーレイトＹｒｄｒｖを算出する。
Ｙｒｄｒｖ＝Ｖ／（Ｗｂ・（１．０＋（Ｖ／Ｋｓ）^２）・ｔａｎθｄｒｖ
・・・（８）

ここで、Ｋｓは車両諸元で決まる値である。この（８）式により算出したヨーレイトＹｒｄｒｖは、車両の横位置を現在値から運転者が意図する値に変更するときに必要なヨーレイトになる。そして、このヨーレイトＹｒｄｒｖが、車頭時間Ｔｄｒｖの間続くと仮定して、車頭時間後（前方注視距離）の横移動量Ｘｏｆｓｅｔを、下記（９）式により算出する。
Ｘｏｆｓｅｔ＝Ｔｄｒｖ・ｔａｎ（Ｙｒｄｒｖ・Ｔｄｒｖ） ・・・（９）
ここで、車頭時間Ｔｄｒｖは前記車頭時間Ｔｔでも良い。また、操舵量θｒｏｗとの関係では、操舵量θｒｏｗと現在の操舵量θｓとが等しい場合、すなわち運転者が現在の横位置を維持してようとしている場合には、操舵量θｄｒｖは零になるから、前記（８）式及び（９）式により、横移動量Ｘｏｆｓｅｔは零になる。

続いてステップＳ５において、車線内走行支援コントローラ２５は、目標転舵角θｏｐｔを算出する。具体的には、車線内走行支援コントローラ２５は、前記ステップＳ４で算出した横移動量Ｘｏｆｓｅｔ、並びに前記ステップＳ１で読み込んだヨー角φｒ、道路曲率ρ及び転舵角θｔを用いて、下記（１０）式により、目標転舵角θｏｐｔを算出する。
θｏｐｔ＝Ｋ_Ｌ・Ｘｏｆｓｅｔ＋Ｋ_Ｙ・φｒ＋Ｋ_Ｒ・ρ＋Ｋ_Ｄ・θｔ ・・・（１０）

ここで、Ｋ_Ｌは、車速Ｖにより変化する横変位ゲインである。また、Ｋ_Ｙは、ヨー角φｒにより変化するヨー角ゲインである。また、Ｋ_Ｒは、道路曲率ρにより変化する曲率ゲインである。また、Ｋ_Ｄは、転舵角θｔにより変化する転舵角ゲインである。図４は、車速Ｖと横変位ゲインＫ_Ｌとの関係の一例を示す。図４に示すように、車速Ｖが増加すると、横変位ゲインＫ_Ｌは減少する。また、図５は、ヨー角φｒとヨー角ゲインＫ_Ｙとの関係の一例を示す。図５に示すように、ヨー角φｒが小さい場合には、ヨー角φｒの増加とともにヨー角ゲインＫ_Ｙは増加し、ヨー角φｒがある程度大きくなると、ヨー角φｒが増加すると、ヨー角ゲインＫ_Ｙは減少する。また、図６は、道路曲率ρと曲率ゲインＫ_Ｒとの関係の一例を示す。図６に示すように、道路曲率ρが増加すると、曲率ゲインＫ_Ｒは増加する。また、図７は、転舵角θｔと転舵角ゲインＫ_Ｄとの関係の一例を示す。図７に示すように、転舵角θｔが小さい場合には、転舵角θｔが増加する過程で、転舵角ゲインＫ_Ｄは負値を示し、転舵角ゲインＫ_Ｄが減少傾向から増加傾向に転ずる。そして、転舵角θｔがさらに大きくなると、転舵角θｔが増加するとともに、転舵角ゲインＫ_Ｄは正値で増加するようになる。

このようなことから、前記（１０）式において、右辺第１項は、横移動量Ｘｏｆｓｅｔに応じた目標転舵角θｏｐｔの変化分を示す。また、右辺第２項は、ヨー角φｒに応じた目標転舵角θｏｐｔの変化分を示す。また、右辺第３項は、道路曲率ρに応じた目標転舵角θｏｐｔの変化分を示す。また、右辺第４項は、転舵角θｔに応じた目標転舵角θｏｐｔの変化分を示す。そして、この（１０）式で得た目標転舵角θｏｐｔを、タイヤの転舵角に対して加算する。すなわち、現在の横位置を発生させているタイヤの現在の転舵角に、運転者が意図する変更分の目標転舵角θｏｐｔを加算する。

なお、操舵量θｒｏｗとの関係では、操舵量θｒｏｗと現在の操舵量θｓとが等しい場合、すなわち運転者が現在の横位置を維持しようとしている場合には、横移動量Ｘｏｆｓｅｔは零になるから、横移動量Ｘｏｆｓｅｔに応じた目標転舵角θｏｐｔの変化分Ｋ_Ｌ・Ｘｏｆｓｅｔは零になる。すなわち、操舵量θｒｏｗと現在の操舵量θｓとが等しい場合、操舵量θｒｏｗ又は横移動量Ｘｏｆｓｅｔが目標転舵角θｏｐｔに寄与することはない。

続いてステップＳ６において、車線内走行支援コントローラ２５は、操舵制御開始判定をする。操舵制御とは、ステアリング２に付与するトルク制御である。すなわち、このステップＳ６では、ステアリング２にトルクの付与開始タイミング（操作開始タイミング）を判定する。具体的には、車線内走行支援コントローラ２５は、前記ステップＳ３で算出した境界線到達時間Ｔｋと操舵判断しきい値Ｔ_Ｌ１とを比較する。操舵判断しきい値Ｔ_Ｌ１は境界線到達時間Ｔｋに対応して設定したしきい値である。ここで、車線内走行支援コントローラ２５は、境界線到達時間Ｔｋが操舵判断しきい値Ｔ_Ｌ１以下の場合（｜Ｔｋ｜≦Ｔ_Ｌ１）、操舵制御開始判断フラグＦｓｔｒをＯＮに設定する（Ｆｓｔｒ＝ＯＮ）。すなわち、操舵判断しきい値Ｔ_Ｌ１に対応する時間内に車両が推定横変位Ｘｓ上の位置に到達する場合、操舵制御開始判断フラグＦｓｔｒをＯＮに設定する。また、車線内走行支援コントローラ２５は、境界線到達時間Ｔｋが操舵判断しきい値Ｔ_Ｌ１よりも大きい場合（｜Ｔｋ｜＞Ｔ_Ｌ１）、操舵制御開始判断フラグＦｓｔｒをＯＦＦに設定する（Ｆｓｔｒ＝ＯＦＦ）。すなわち、推定横変位Ｘｓ上の位置に到達する時間（境界線到達時間Ｔｋ）が、車両が操舵判断しきい値Ｔ_Ｌ１に対応する時間を超える場合、操舵制御開始判断フラグＦｓｔｒをＯＦＦに設定する。

また、車線内走行支援コントローラ２５は、同時に変位方向Ｄｓｔｒも判定する。具体的には、車線内走行支援コントローラ２５は、横変位Ｘが車線中央から左方向への横変位の場合、その方向を変位方向Ｄｓｔｒに設定し（Ｄｓｔｒ＝ｌｅｆｔ）、横変位Ｘが車線中央から右方向への横変位の場合、その方向を変位方向Ｄｓｔｒに設定する（Ｄｓｔｒ＝ｒｉｇｈｔ）。

続くステップＳ７では、車線内走行支援コントローラ２５は、車線逸脱防止制御を開始するための車線逸脱判定をする。車線逸脱防止制御とは、車両が走行車線から逸脱してしまうのを防止するための制御である。このステップＳ７では、具体的には、車線内走行支援コントローラ２５は、逸脱判断しきい値Ｔ_Ｌと境界線到達時間Ｔｋとを比較する。ここで、車線内走行支援コントローラ２５は、逸脱判断しきい値Ｔ_Ｌが境界線到達時間Ｔｋ以下の場合（Ｔ_Ｌ≦Ｔｋ）、車両が走行車線から逸脱している又は逸脱する可能性が高いとして、逸脱判断フラグＦｏｕｔをＯＮに設定する（Ｆｏｕｔ＝ＯＮ）。また、車線内走行支援コントローラ２５は、逸脱判断しきい値Ｔ_Ｌが境界線到達時間Ｔｋよりも大きい場合（Ｔ_Ｌ＞Ｔｋ）、車両が走行車線から逸脱していない又は逸脱する可能性が低いとして、逸脱判断フラグＦｏｕｔをＯＦＦに設定する（Ｆｏｕｔ＝ＯＦＦ）。

また、車線内走行支援コントローラ２５は、同時に逸脱方向Ｄｏｕｔも判定する。具体的には、車線内走行支援コントローラ２５は、横変位Ｘが車線中央から左方向への横変位の場合、その方向を逸脱方向Ｄｏｕｔに設定し（Ｄｏｕｔ＝ｌｅｆｔ）、横変位Ｘが車線中央から右方向への横変位の場合、その方向を逸脱方向Ｄｏｕｔに設定する（Ｄｏｕｔ＝ｒｉｇｈｔ）。
続いてステップＳ８において、車線内走行支援コントローラ２５は、運転者の車線変更の意思を判定する。具体的には、前記ステップＳ１で得た方向スイッチ信号Ｑ、前記ステップＳ６で得た変位方向Ｄｓｔｒ及びステップＳ７で得た逸脱方向Ｄｏｕｔを基に、次のように運転者の車線変更の意思を判定する。

先ず、方向スイッチ信号Ｑと変位方向Ｄｓｔｒとを基に、前記ステップＳ６で設定した操舵制御開始判断フラグＦｓｔｒを再設定する処理を行う。車線内走行支援コントローラ２５は、方向スイッチ信号Ｑが示す方向（ウインカ点灯側）と変位方向Ｄｓｔｒが示す方向とが同じ場合、運転者が意識的に車線変更していると判定する。このとき、車線内走行支援コントローラ２５は、操舵制御開始判断フラグＦｓｔｒをＯＦＦに変更する（Ｆｓｔｒ＝ＯＦＦ）。また、車線内走行支援コントローラ２５は、方向スイッチ信号Ｑが示す方向（ウインカ点灯側）と変位方向Ｄｓｔｒが示す方向とが異なる場合、操舵制御開始判断フラグＦｓｔｒを維持する。このとき、車線内走行支援コントローラ２５は、操舵制御開始判断フラグＦｓｔｒをＯＮのままにする（Ｆｓｔｒ＝ＯＮ）。

また、車線内走行支援コントローラ２５は、方向指示スイッチ２０が操作されていない場合には、操舵角θｓに基づいて運転者の車線変更の意思を判定する。すなわち、車線内走行支援コントローラ２５は、運転者が逸脱方向に操舵している場合において、その操舵角θｓとその操舵角の変化量（単位時間当たりの変化量）Δθｓとの両方が設定値以上のときには、運転者が横変位を許容している意思があると判定する。このとき、車線内走行支援コントローラ２５は、操舵制御開始判断フラグＦｓｔｒをＯＦＦに変更する（Ｆｓｔｒ＝ＯＦＦ）。なお、操舵トルクセンサ２から得た操舵トルクＴｓに基づいて運転者の意思を判定しても良い。このように、操舵制御開始判断フラグＦｓｔｒがＯＮである場合において運転者が意識的に車線変更していないときには、操舵制御開始判断フラグＦｓｔｒをＯＮに維持している。

次に、方向スイッチ信号Ｑと逸脱方向Ｄｏｕｔとを基に、前記ステップＳ６で設定した逸脱判断フラグＦｏｕｔを再設定する処理を行う。車線内走行支援コントローラ２５は、方向スイッチ信号Ｑが示す方向（ウインカ点灯側）と逸脱方向Ｄｏｕｔが示す方向とが同じ場合、運転者が意識的に車線変更していると判定する。このとき、車線内走行支援コントローラ２５は、逸脱判断フラグＦｏｕｔをＯＦＦに変更する（Ｆｏｕｔ＝ＯＦＦ）。また、車線内走行支援コントローラ２５は、方向スイッチ信号Ｑが示す方向（ウインカ点灯側）と逸脱方向Ｄｏｕｔが示す方向とが異なる場合、逸脱判断フラグＦｏｕｔを維持する。このとき、車線内走行支援コントローラ２５は、逸脱判断フラグＦｏｕｔをＯＮのままにする（Ｆｏｕｔ＝ＯＮ）。

また、車線内走行支援コントローラ２５は、方向指示スイッチ２０が操作されていない場合には、操舵角θｓに基づいて運転者の車線変更の意思を判定する。すなわち、車線内走行支援コントローラ２５は、運転者が逸脱方向に操舵している場合において、その操舵角θｓとその操舵角の変化量（単位時間当たりの変化量）Δθｓとの両方が設定値以上のときには、運転者が横変位を許容している意思があると判定する。このとき、車線内走行支援コントローラ２５は、逸脱判断フラグＦｏｕｔをＯＦＦに変更する（Ｆｏｕｔ＝ＯＦＦ）。なお、操舵トルクセンサ２から得た操舵トルクＴｓに基づいて運転者の意思を判定しても良い。このように、逸脱判断フラグＦｏｕｔがＯＮである場合において運転者が意識的に車線変更していないときには、逸脱判断フラグＦｏｕｔをＯＮに維持している。

続いてステップＳ９において、車線内走行支援コントローラ２５は、前記ステップＳ８で最終設定した逸脱判断フラグＦｏｕｔがＯＮの場合、車線逸脱防止のための警報として、音出力又は表示出力をする。なお、後述するように、逸脱判断フラグＦｏｕｔがＯＮの場合、車線逸脱防止制御として車両へのヨーモーメント付与を開始するから、この車両へのヨーモーメント付与と同時に該警報出力がされる。しかし、警報の出力タイミングは、これに限定されるものではなく、例えば、車両へのヨーモーメント付与の開始タイミングよりも早くしても良い。

続いてステップＳ１０において、車線内走行支援コントローラ２５は、操舵制御のための操舵制御トルクＴｓｔｒを算出する。具体的には、車線内走行支援コントローラ２５は、前記ステップＳ３で算出した境界線到達時間Ｔｋを用いて、下記（１１）式により操舵制御トルクＴｓｔｒを算出する。
Ｔｓｔｒ＝Ｋｓｔｒ_１・Ｋｓｔｒ_２／Ｔｋ ・・・（１１）

ここで、Ｋｓｔｒ_１は車両諸元から決まる比例ゲインである。また、Ｋｓｔｒ_２は車速Ｖに応じて変動する比例ゲインである。図８は、車速Ｖと比例ゲインＫｓｔｒ_２との関係の一例を示す。図８に示すように、車速Ｖが増加すると、比例ゲインＫｓｔｒ_２は減少する。なお、操舵制御開始判断フラグＦｓｔｒ＝ＯＦＦのときには、操舵制御トルクＴｓｔｒを零に設定する（Ｔｓｔｒ＝０）。この（１１）式によれば、境界線到達時間Ｔｋが長くなるほど、操舵制御トルクＴｓｔｒは小さくなる。ステアリングホイール２は、このような操舵制御トルクＴｓｔｒが付与されて操作される。

また、操舵制御トルクＴｓｔｒを所定の最大値Ｔｍａｘ及び最小値Ｔｍｉｎでリミット処理する。具体的には、操舵制御トルクＴｓｔｒが所定の最大値Ｔｍａｘよりも大きい場合、操舵制御トルクＴｓｔｒを所定の最大値Ｔｍａｘに設定する（Ｔｓｔｒ＝Ｔｍａｘ）。また、操舵制御トルクＴｓｔｒが所定の最小値Ｔｍｉｎ未満の場合、操舵制御トルクＴｓｔｒを所定の最小値Ｔｍｉｎに設定する（Ｔｓｔｒ＝Ｔｍｉｎ）。或いは、操舵制御トルクＴｓｔｒの増加割合の最大値を、所定の最大値Ｔｍａｘで制限し、操舵制御トルクＴｓｔｒの減少割合の最大値を、所定の最小値Ｔｍｉｎで制限する。

続いてステップＳ１０において、車線内走行支援コントローラ２５は、車線逸脱防止制御として、車両に発生させる目標ヨーモーメントＭｓを算出する。具体的には、車線内走行支援コントローラ２５は、前記ステップＳ３で算出した境界線到達時間Ｔｋを用いて、下記（１２）式により目標ヨーモーメントＭｓを算出する。
Ｍｓ＝Ｋ_１・Ｋ_２／Ｔｋ ・・・（１２）

ここで、Ｋ_１は車両諸元から決まる比例ゲインである。また、Ｋ_２は車速Ｖに応じて変動する比例ゲインである。図９は、車速Ｖと比例ゲインＫ_２との関係の一例を示す。図９に示すように、車速Ｖが小さい領域では、比例ゲインＫ_２は大きい一定の値となり、車速Ｖが大きくなると、該車速Ｖが増加するのに対して、比例ゲインＫ_２は減少する。また、車速Ｖがさらに大きくなると、車速Ｖにかかわらず、比例ゲインＫ_２は小さい一定の値となる。なお、操舵制御開始判断フラグＦｓｔｒ＝ＯＦＦの場合、目標ヨーモーメントＭｓを零に設定する（Ｍｓ＝０）。この（１２）式によれば、境界線到達時間Ｔｋが長くなるほど、目標ヨーモーメントＭｓは小さくなる。

また、目標ヨーモーメントＭｓを最大値Ｍｍａｘ及び最小値Ｍｍｉｎでリミット処理する。具体的には、目標ヨーモーメントＭｓが所定の最大値Ｍｍａｘよりも大きい場合、操目標ヨーモーメントＭｓを所定の最大値Ｍｍａｘに設定する（Ｍｓｔｒ＝Ｍｍａｘ）。また、目標ヨーモーメントＭｓが所定の最小値Ｍｍｉｎ未満の場合、目標ヨーモーメントＭｓを所定の最小値Ｍｍｉｎに設定する（Ｍｓｔｒ＝Ｍｍｉｎ）。或いは、目標ヨーモーメントＭｓの増加割合の最大値を、所定の最大値Ｍｍａｘで制限し、目標ヨーモーメントＭｓの減少割合の最大値を、所定の最小値Ｍｍｉｎで制限する。

続いてステップＳ１２において、車線内走行支援コントローラ２５は、操舵制御及び操向輪の転舵制御のために、操舵角及び操舵角制御量等を出力する。具体的には、車線内走行支援コントローラ２５は、操舵制御開始判断フラグＦｓｔｒ、前記ステップＳ１０で算出した操舵制御トルクＴｓｔｒ及び前記ステップＳ５で算出した目標転舵角θｏｐｔを基に、コントローラ／駆動回路ユニット２６に制御信号を出力する。ここで用いる操舵制御開始判断フラグＦｓｔｒは、前記ステップＳ８で最終設定した操舵制御開始判断フラグＦｓｔｒである。ここで、車線内走行支援コントローラ２５は、操舵制御開始判断フラグＦｓｔｒがＯＦＦの場合、制御信号となる操舵制御トルクＴｓｔｒを零に設定する。また、このとき、目標転舵角θｏｐｔを零にしても良い。

続いてステップＳ１３において、車線内走行支援コントローラ２５は、車線逸脱防止制御のために、目標ヨーモーメントを出力する。具体的には、車線内走行支援コントローラ２５は、逸脱判断フラグＦｏｕｔ及び前記ステップＳ１１で算出した目標ヨーモーメントＭｓを基に、圧力制御ユニット２４に制御信号を出力する。ここで用いる逸脱判断フラグＦｏｕｔは、前記ステップＳ８で最終設定した逸脱判断フラグＦｏｕｔである。ここで、車線内走行支援コントローラ２５は、逸脱判断フラグＦｏｕｔがＯＦＦの場合、圧力制御ユニット２４に指令する目標ヨーモーメントを零に設定する。また、車線内走行支援コントローラ２５は、逸脱判断フラグＦｏｕｔがＯＮの場合、前記ステップＳ１１で算出した目標ヨーモーメントＭｓを指令する。

（動作及び作用）
一連の動作及び作用は次のようになる。
車線内走行支援コントローラ２５は、車両の走行中に各種データを読み込むとともに（前記ステップＳ１）、車速Ｖを算出する（前記ステップＳ２）。続いて、車線内走行支援コントローラ２５は、境界線到達時間Ｔｋを算出する（前記ステップＳ３）。続いて、車線内走行支援コントローラ２５は、横移動量Ｘｏｆｓｅｔを算出し（前記ステップＳ４）、その算出した横移動量Ｘｏｆｓｅｔを用いて、目標転舵角θｏｐｔを算出する（前記ステップＳ５）。続いて、車線内走行支援コントローラ２５は、先に算出した境界線到達時間Ｔｋを用いて、操舵制御開始判定をする（前記ステップＳ６）。ここでは、車線内走行支援コントローラ２５は、操舵制御開始判断フラグＦｓｔｒ及び変位方向Ｄｓｔｒを設定する。また、車線内走行支援コントローラ２５は、境界線到達時間Ｔｋを用いて、車線逸脱判定をする（前記ステップＳ７）。ここでは、逸脱判断フラグＦｏｕｔ及び逸脱方向Ｄｏｕｔを設定する。そして、車線内走行支援コントローラ２５は、運転者の車線変更の意思を判定し、その判定結果を基に、操舵制御開始判断フラグＦｓｔｒ及び逸脱判断フラグＦｏｕｔを最終設定する（前記ステップＳ８）。そして、車線内走行支援コントローラ２５は、その設定した逸脱判断フラグＦｏｕｔを基に、車線逸脱防止のための警報として、音出力又は表示出力をする（前記ステップＳ９）。

また、車線内走行支援コントローラ２５は、境界線到達時間Ｔｋを用いて、操舵制御トルクＴｓｔｒ及び目標ヨーモーメントＭｓを算出する（前記ステップＳ１０、ステップＳ１１）。そして、車線内走行支援コントローラ２５は、その算出した操舵制御トルクＴｓｔｒ及び目標ヨーモーメントＭｓ、並びに目標転舵角θｏｐｔを基に、操舵制御、操向輪の転舵制御及び車線逸脱防止制御を行う（前記ステップＳ１２、ステップＳ１３）。すなわち、車線内走行支援コントローラ２５は、操舵制御及び操向輪の転舵制御のための制御信号をコントロール／駆動回路ユニット２６及び圧力制御ユニット２０に出力する。

これにより、コントロール／駆動回路ユニット２６では、車線内走行支援コントローラ２５の指示に従って、操舵アクチュエータ６により操舵トルクを制御する。具体的には、コントロール／駆動回路ユニット２６は、操舵制御開始判断フラグＦｓｔｒがＯＦＦの場合、操舵トルクを発生させないようにする。すなわち、ステアリングホイール２の操作は行わない。また、コントロール／駆動回路ユニット２６は、操舵制御開始判断フラグＦｓｔｒがＯＮの場合、操舵アクチュエータ６により操舵制御トルクＴｓｔｒを発生させて、ステアリングホイール２を操作する。

さらに、コントロール／駆動回路ユニット２６では、車線内走行支援コントローラ２５の指示に従って、転舵アクチュエータ８により転舵トルクを制御する。具体的には、コントロール／駆動回路ユニット２６は、操向輪の転舵角に目標転舵角θｏｐｔを加算する。これにより、車両は、目標転舵角θｏｐｔに応じた横位置、すなわち推定横変位Ｘｓに横移動量Ｘｏｆｓｅｔを加算した値に相当する横位置を通過するように制御される。つまり、現在の操向輪の転舵角に対応する将来の横位置ではなく、ステアリングホイール２の操舵量θｓに対応する将来の横位置を通過するように車両が制御される。このように、本実施形態の転舵制御では、ステアリングホイール２の操舵量θｓを走行制御の情報として用いている。操向輪の転舵とステアリングホイール２の操舵とが機械的に独立した構造をなすステアバイワイヤシステムだからこそ、このような制御を実現できると言える。

ここで、操舵量θｒｏｗと現在の操舵量θｓとが等しい場合、すなわち横移動量Ｘｏｆｓｅｔが零の場合を考える。この場合、前記（１０）式によれば、横移動量Ｘｏｆｓｅｔに応じた目標転舵角θｏｐｔの変化分（Ｋ_Ｌ・Ｘｏｆｓｅｔ）に対応する転舵トルクは発生しない。その一方で、横移動量Ｘｏｆｓｅｔ以外の値であるヨー角φｒ等に応じた目標転舵角θｏｐｔの変化分に対応する転舵トルク（Ｋ_Ｙ・φｒ等）は発生する。すなわち、横移動量Ｘｏｆｓｅｔが零の場合でも、常にヨー角φｒ等の横移動量Ｘｏｆｓｅｔ以外の値に応じた転舵制御がなされる。例えば、転舵制御では、ヨー角φｒを零にする制御をする。すなわち、走行車線に対して車両が平行な姿勢になるように制御する。また、操舵制御開始判断フラグＦｓｔｒがＯＦＦの場合（｜Ｔｋ｜＞Ｔ_Ｌ１）、操向輪の転舵制御のみを実施する。

車両用走行制御装置は、以上のような操舵制御及び操向輪の転舵制御により、車線内走行の支援を行うことができる。すなわち、車両用走行制御装置は、境界線到達時間Ｔｋを基に、操向輪の転舵とステアリングホイール２を介した報知動作とを、それぞれ異なる条件で制御することができる。具体的には、通常時には、ステアリングホイール２を介した報知動作を行わず、操向輪の転舵制御のみを行う。このとき、操向輪の転舵制御は、横移動量Ｘｏｆｓｅｔやヨー角φｒ等に応じた横位置の制御になる（前記（１０）式参照）。そして、境界線到達時間Ｔｋがある程度短くなったときに、操向輪の転舵制御に加えて、ステアリングホイール２を操作する、すなわち報知動作を行う。車両用走行制御装置は、この報知動作により、車線内を走行させるための支援情報を運転者に提供することになる。これにより、車両用走行制御装置は、車線内走行を支援しながらも、車両の逸脱リスクを効果的に運転者に伝達することができる。このように、車両用走行制御装置は、操舵操作と支援情報とを整合させることができ、運転者の違和感を防止しつつ、車線内走行を支援することができる。なお、ステアリングホイール２を介した報知動作としては、操舵トルクを変化させる他に、ステアリングホイール２に振動を与える方法を挙げることができる。

また、圧力制御ユニット２０では、車線内走行支援コントローラ２５の指示に従って、各車輪１７ＦＬ〜１７ＲＲに備えられたホイールシリンダ１９の圧力を制御する。具体的には、圧力制御ユニット２０は、逸脱判断フラグＦｏｕｔがＯＦＦの場合、左右輪のホイールシリンダ１９に圧力差を発生させないようにして、左右輪に制動力差を発生させないようにする。また、圧力制御ユニット２０は、逸脱判断フラグＦｏｕｔがＯＮの場合、左右輪のホイールシリンダ１９に圧力差を発生させて、左右輪に制動力差を発生させる。これにより、車両に目標ヨーモーメントＭｓを発生させる。

ここで、例えば、逸脱判断しきい値Ｔ_Ｌを操舵判断しきい値Ｔ_Ｌ１未満に設定する（Ｔ_Ｌ＜Ｔ_Ｌ１）。これにより、境界線到達時間Ｔｋが短くなっていくと、操向輪の転舵制御に加えて、操舵制御が介入し、次いで、車線逸脱防止制御が介入するようになる。これにより、車両用走行制御装置は、車線内走行を支援しながら、車両が車線逸脱するのを防止できる。

図１０は、操向輪の転舵制御の流れを示している。
図１０に示すように、車両用走行制御装置は、横位置（横変位Ｘ）、ステアリング実舵角（操舵角θｓ）、曲率（道路曲率ρ）及び車速（車速Ｖ）を取得する（前記ステップＳ１〜ステップＳ３）。続いて、車両用走行制御装置は、曲率を基にヨーレイト（ヨーレイトＹｒ）を算出し、算出したヨーレイトを基に推定ステアリング舵角（操舵量θｒｏｗ）を算出する（前記ステップＳ４、（５）式〜（６）式）。そして、車両用走行制御装置は、推定ステアリング舵角からステアリング実舵角を減算して、差分ヨーレイト（ヨーレイトＹｒｄｒｖ）を算出する（前記ステップＳ４、（７）式〜（８）式）。続いて、車両用走行制御装置は、差分ヨーレイト、車速及び前方注視距離を基に、ドライバ意図横移動量（横移動量Ｘｏｆｓｅｔ）を算出する（前記ステップＳ４、（３）式〜（４）式）。そして、車両用走行制御装置は、ドライバ意図横移動量（ドライバ意図横位置）を現在の横位置に加算し、ドライバ意図横移動量を実現する目標位置の制御を実施する（前記ステップＳ５、（１０）式）。

なお、この実施形態を次のような構成により実現することもできる。
すなわち、この実施形態では、横移動量Ｘｏｆｓｅｔを基に、目標転舵角θｏｐｔを算出している（前記（１０）式）。すなわち、横移動量Ｘｏｆｓｅｔに対応する位置が直接目標横位置となるように、目標転舵角θｏｐｔを算出している。これに対して、演算処理の実施ステップ毎に、前回の横位置の制御目標値に所定量加算していくことで、該制御目標値を、運転者による操舵操作状態を基に推定される将来の車両の横位置に近づけていくこともできる。具体的には、横移動量Ｘｏｆｓｅｔに積分ゲインＫ_Ｂ（＜１）を乗じた値を、前回の目標横位置又は目標転舵角に加算し、目標横位置又は目標転舵角を更新していく。

さらに、操舵量θｄｒｖが不感帯の範囲外にある場合（θｄｒｖ＞θｔｈ）、前回の目標横位置又は目標転舵角に加算し、目標横位置又は目標転舵角を更新し、操舵量θｄｒｖが不感帯の範囲内にある場合（θｄｒｖ≦θｔｈ）、前回の目標横位置又は目標転舵角の加算を停止、すなわち目標横位置又は目標転舵角の更新を停止することもできる。
また、横位置の制御目標値の変更を制限値により制限して行うこともできる。具体的には、制限値を走行車線の車線区分線上又はその近傍に設定する。例えば、操舵量θｒｏｗや横移動量Ｘｏｆｓｅｔを、それら値に応じて設定した制限値で制限して得る。これにより、横移動量Ｘｏｆｓｅｔを基に得た目標横位置が走行車線外に設定されないようにする。

また、運転者の操舵操作による操舵角が不感帯内のものである場合、変更後の制御目標値を変更前の制御目標値に徐々に戻すこともできる。具体的には、現在の操舵量θｓが不感帯を規定する操舵しきい値Ｔｓ以下の場合、目標横位置を車線中央側に徐々に戻す（更新する）ようにすることもできる。また、現在の操舵量θｓが操舵しきい値Ｔｓ以下の場合、現在の横位置を目標横位置として保持することもできる。
また、運転者がステアリングホイール２を操作する際の操舵操作トルクや操舵操作速度の少なくとも何れかを基に、運転者による車両の横位置の変更の意図の有無を判定することもできる。

また、転舵制御の開始を判断するための転舵判断しきい値Ｔ_Ｌ２を設けることもできる。これにより、境界線到達時間Ｔｋが転舵判断しきい値Ｔ_Ｌ２以下になった場合（｜Ｔｋ｜≦Ｔ_Ｌ２）、転舵制御を開始するようにする。さらに、このように転舵判断しきい値Ｔ_Ｌ２により転舵制御の開始を判断する場合に、該転舵判断しきい値Ｔ_Ｌ２と操舵判断しきい値Ｔ_Ｌ１との関係を所定の関係にすることもできる。例えば、操舵判断しきい値Ｔ_Ｌ１が転舵判断しきい値Ｔ_Ｌ２未満（Ｔ_Ｌ１＜Ｔ_Ｌ２）となるように設定する。これにより、境界線到達時間Ｔｋが短くなる過程で、操向輪の転舵制御が先ず介入し、次いで操舵制御が介入するようになる。

また、操舵判断しきい値Ｔ_Ｌ１が転舵判断しきい値Ｔ_Ｌ２以上（Ｔ_Ｌ１≧Ｔ_Ｌ２）となるように設定することもできる。これにより、境界線到達時間Ｔｋが短くなる過程で、操舵が先ず介入し、次いで操向輪の転舵制御が介入するようになる。これにより、車両の逸脱リスクを運転者に先ず伝達し、その後、運転者の意図に応じた横位置になるように走行制御することができる。
また、操舵判断しきい値Ｔ_Ｌ１と転舵判断しきい値Ｔ_Ｌ２とが等しくなるように（Ｔ_Ｌ１＝Ｔ_Ｌ２）設定することもできる。これにより、操向輪の転舵制御と操舵制御とを同時に開始できる。
また、運転者が操舵中である場合において、変位方向Ｄｓｔｒと運転者による操舵方向とが同じ場合、操舵判断しきい値Ｔ_Ｌ１を適宜変更することもできる。これにより、運転者への警報効果を向上させることができる。

なお、この実施形態において、コントロール／駆動回路ユニット２６及び転舵アクチュエータ８は、走行車線に対する車両の横位置を制御する制御手段を実現している。また、車線内走行支援コントローラ２５のステップＳ１の処理は、運転者の操舵操作状態を検出する操舵操作状態検出手段を実現している。また、車線内走行支援コントローラ２５のステップＳ４の処理は、前記操舵操作状態検出手段が検出した運転者の操舵操作状態を基に、運転者による車両の横位置の変更の意図の有無を判定する横位置変更意図判定手段を実現している。また、車線内走行支援コントローラ２５のステップＳ５の処理は、前記横位置変更意図判定手段が運転者による車両の横位置の変更の意図有りと判定した場合、前記制御手段による横位置の制御目標値を前記運転者の操舵操作状態に基づいて変更する変更手段を実現している。

また、この実施形態において、車線内走行支援コントローラ２５のステップＳ４の処理は、前記操舵操作状態検出手段が検出した運転者の操舵操作状態を基に、走行車線に対する車両の将来の横位置であり、運転者の意図する横位置を推定する横位置推定手段を実現している。車線内走行支援コントローラ２５のステップＳ５〜ステップＳ１３の処理は、前記横位置推定手段が推定した横位置を制御目標としつつ、走行車線内での走行を維持するように車両を走行制御する制御手段を実現している。
また、この実施形態では、運転者の操舵操作状態を基に、走行車線に対する車両の将来の横位置であり、運転者の意図する横位置を推定し、その推定した横位置を制御目標としつつ、走行車線内での走行を維持するように車両を走行制御する車両用走行制御方法を実現している。

（効果）
本実施形態の効果は次のようになる。
（１）操舵角θｓから得た操舵量θｄｒｖがある値を示す場合、その操舵量θｄｒｖに応じた目標転舵角θｏｐｔを操向輪の転舵角に加算している（前記ステップＳ４、ステップＳ５）。すなわち、操舵角θｓを基に、運転者による車両の横位置の変更の意図有りと判定した場合、走行車線に対する車両の横位置を制御する制御手段の横位置の制御目標値を変更している。これにより、運転者のステアリング操作の意図と走行制御とを合致させることができる。

例えば、特許文献１に開示の技術では、運転者が制御に反して操舵していることを検出した場合に単に制御目標を変更するに過ぎなかった。これに対して、本実施形態では、運転者の操舵操作状態から該運転者の意図する横移動量Ｘｏｆｓｅｔを推定して、その横移動量Ｘｏｆｓｅｔに対応させて横位置の制御目標値を変更している。これにより、運転者のステアリング操作の意思に合致させた横位置になるように、車両を走行させることができる。このように、運転者のステアリング操作の意図と走行制御とを合致させることを実現している。

（２）横移動量Ｘｏｆｓｅｔに応じて、目標転舵角θｏｐｔを算出している（前記（１０）式）。すなわち、車両状態及び車両の周囲環境の状態の少なくとも何れかを基に得た推定される将来の車両の横位置と、運転者による操舵操作状態を基に推定される将来の車両の横位置とが異なる場合、すなわち横移動量Ｘｏｆｓｅｔが得られる場合、運転者による車両の横位置の変更の意図有りと判定して、横移動量Ｘｏｆｓｅｔに応じて目標転舵角θｏｐｔを算出している。このとき算出した目標転舵角θｏｐｔを操向輪の転舵角に加算している。このように、車両の横位置に着目して運転者の意図を判定しており、これにより、横位置で走行ラインの判断等した運転者の意図を高い精度で判定できる。

（３）運転者のステアリングホイール２を操作する操舵角、操舵操作トルク及び操舵操作速度の少なくとも何れかを基に、運転者による車両の横位置の変更の意図の有無を判定している。操舵角を基に、運転者による車両の横位置の変更の意図の有無を判定することで、運転者の意図を横位置制御に反映できる。また、操舵操作トルク及び操舵操作速度を基に、運転者による車両の横位置の変更の意図の有無を判定することで、運転者が急な操舵操作をしても、そのときの運転者の意図を横位置の制御に反映できる。

（４）運転者による車両の横位置の変更の意図の有無の判定のために、操舵角θｓと対比する操舵量θｒｏｗを、走行車線の道路曲率ρを基に算出している（前記（６）式、（７）式）。すなわち、走行車線の道路曲率ρを基に、運転者による車両の横位置の変更の意図の有無を判定している。これにより、道路形状の影響を受けることなく、操舵操作状態により運転者の意図を判定できる。

（５）横移動量Ｘｏｆｓｅｔに積分ゲインＫ_Ｂ（＜１）を乗じた値を、前回の目標横位置又は目標転舵角に加算し、目標横位置又は目標転舵角を更新している。これにより、目標横位置又は目標転舵角の更新を円滑に行うことができる。さらに、運転者の不意な操舵操作等が目標横位置又は目標転舵角に影響するのを抑制できる。

（６）操舵量θｄｒｖを不感帯を設けて検出し、その検出した操舵量θｄｒｖを基に、運転者による車両の横位置の変更の意図の有無を判定している。これは、ステアリングホイール２そのものの操舵角θｓを不感帯を設けて検出し、その検出した操舵角θｓを基に、運転者による車両の横位置の変更の意図の有無を判定していることと等価である。これにより、運転者の不意な操舵操作等が目標横位置又は目標転舵角に影響するのを抑制できる。

（７）操舵量θｄｒｖが不感帯の範囲外にある場合（θｄｒｖ＞θｔｈ）、前回の目標横位置又は目標転舵角に加算し、目標横位置又は目標転舵角を更新し、操舵量θｄｒｖが不感帯の範囲内にある場合（θｄｒｖ≦θｔｈ）、前回の目標横位置又は目標転舵角の加算を停止、すなわち目標横位置又は目標転舵角の更新を停止している。これにより、運転者がステアリングホイール２を戻すことで、操舵量θｄｒｖが不感帯の範囲内になる。よって、運転者は、運転者がステアリングホイール２を戻すことで、その時点の目標横位置又は目標転舵角に維持できるようになる。すなわち、運転者は、ステアリングホイール２を戻すだけで、その時点の走行横位置を維持できるようになる。

（８）操舵量θｄｒｖが不感帯の範囲内にある場合、変更した制御目標値を変更前の制御目標値に徐々に戻している。これにより、車両は、運転者の不意な操舵操作等で、走行ラインが車線中央からずれてしまっても、自動的に車線中央に戻るようになる。
（９）横位置の制御目標値の変更を制限値により制限している。これにより、横位置の制御目標値を運転者に違和感を与えるような値に設定してしまうのを防止できる。

（１０）走行車線に対する車両の横位置を制御するとともに、走行車線に対する車両のヨー角を制御している（前記（１０）式）。これにより、走行車線に対する車両の姿勢も同時に制御できる。
（１１）車線逸脱防止制御といった、走行車線内での走行を維持する走行制御を組み込んでいる。これにより、運転者のステアリング操作の意思に合致させた横位置になるようにしながらも、車両が車線逸脱してしまうことを防止できる。

（１２）運転者の操舵操作状態を基に、走行車線に対する車両の将来の横位置であり、運転者の意図する横位置を推定し、その推定した横位置を制御目標としつつ、走行車線内での走行を維持するように車両を走行制御している。これにより、走行制御では、操向輪の転舵状態と独立したものとして、運転者による操舵操作状態を走行制御のための情報として取得している。そして、走行制御では、その情報を基に、その運転者の操舵操作が意図する横位置を制御目標としている。このとき、走行制御では、走行車線内での走行を維持するように車両を制御することで、運転者の操舵操作が意図する横位置を制御目標とした場合でも、同時に、車両を車線中央付近で走行さることができたり、車両が車線逸脱してしまうのを防止できる。

本発明の実施形態の車両の構成を示す概略図である。 走行制御の処理手順を示すフローチャートである。 各種演算で用いる値を示す図である。 車速Ｖと横変位ゲインＫ_Ｌとの関係を示す図である。 車速Ｖとヨー角ゲインＫ_Ｙとの関係を示す図である。 車速Ｖと曲率ゲインＫ_Ｒとの関係を示す図である。 車速Ｖと転舵角ゲインＫ_Ｄとの関係を示す図である。 車速Ｖと比例ゲインＫｓｔｒ_２との関係を示す図である。 車速Ｖと比例ゲインＫ_２との関係を示す図である。 操向輪の転舵制御の流れを示すブロック図である。

符号の説明

１は自動車、１Ａは車体、２はステアリングホイール、３は入力側ステアリング軸、４はハンドル角度センサ、５は操舵トルクセンサ、６は操舵反力アクチュエータ、７は操舵反力アクチュエータ角度センサ、８は転舵アクチュエータ、９は転舵アクチュエータ角度センサ、１０は出力側ステアリング軸、１１は転舵トルクセンサ、１２はピニオンギア、１３はピニオン角度センサ、１４はラックギア、１５はタイロッド、１６はタイロッド軸力センサ、１７ＦＬ〜１７ＲＲは車輪、１８はブレーキディスク、１９はホイールシリンダ、２０は圧力制御ユニット、２１は車両状態パラメータ取得部、２２は外界認識部、２３は方向指示スイッチ、２４ＦＬ〜２４ＲＲは車輪速センサ、２５は車線内走行支援コントローラ、２６は駆動回路ユニット、２７はメカニカルバックアップ

Claims (11)

1. 走行車線に対する車両の横位置を制御する制御手段と、
   運転者の操舵操作状態を検出する操舵操作状態検出手段と、
   前記操舵操作状態検出手段が検出した運転者の操舵操作状態を基に、運転者による車両の横位置の変更の意図の有無を判定する横位置変更意図判定手段と、
   前記横位置変更意図判定手段が運転者による車両の横位置の変更の意図有りと判定した場合、前記制御手段による横位置の制御目標値を前記運転者の操舵操作状態に基づいて変更する変更手段と、
   車両の状態及び車両の周囲環境の状態の少なくとも何れかを検出する状態検出手段と、
   を備え、
   前記横位置変更意図判定手段は、前記状態検出手段が検出した車両状態及び車両の周囲環境の状態の少なくとも何れかを基に得た推定される将来の車両の横位置と、運転者による操舵操作状態を基に推定される将来の車両の横位置とが異なる場合、運転者による車両の横位置の変更の意図有りと判定することを特徴とする車両用走行制御装置。
2. 前記横位置変更意図判定手段は、前記運転者の操舵操作状態となる操舵角、操舵操作トルク及び操舵操作速度の少なくとも何れかを基に、運転者による車両の横位置の変更の意図の有無を判定することを特徴とする請求項１に記載の車両用走行制御装置。
3. 前記車両の周囲環境は走行車線の道路曲率であることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用走行制御装置。
4. 前記変更手段は、演算処理の実施ステップ毎に、前回の横位置の制御目標値に所定量加算していくことで、該制御目標値を、運転者による操舵操作状態を基に推定される将来の車両の横位置に近づけていくことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用走行制御装置。
5. 前記横位置変更意図判定手段は、運転者の操舵操作による操舵角を不感帯を設けて検出し、その検出した操舵角を基に、運転者による車両の横位置の変更の意図の有無を判定することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の車両用走行制御装置。
6. 前記変更手段は、演算処理の実施ステップ毎に、前回の横位置の制御目標値に所定量加算していくことで、該制御目標値を、運転者による操舵操作状態を基に推定される将来の車両の横位置に近づけていくものであり、運転者の操舵操作による操舵角が不感帯の範囲外にある場合、前記制御目標値を、運転者による操舵操作状態を基に推定される将来の車両の横位置に近づける処理を実施し、運転者の操舵操作による操舵角が不感帯の範囲内にある場合、前記制御目標値を、運転者による操舵操作状態を基に推定される将来の車両の横位置に近づける処理を停止することを特徴とする請求項５に記載の車両用走行制御装置。
7. 前記変更手段は、運転者の操舵操作による操舵角が不感帯の範囲内にある場合、変更した制御目標値を変更前の制御目標値に徐々に戻すことを特徴とする請求項５又は６に記載の車両用走行制御装置。
8. 前記変更手段は、前記横位置の制御目標値の変更を制限値により制限して行うことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の車両用走行制御装置。
9. 走行車線に対して車両がなすヨー角を検出するヨー角検出手段を備え、前記走行制御手段は、走行車線に対する車両の横位置を制御するとともに、前記ヨー角検出手段が検出したヨー角を基に、車両のヨー角を制御することを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の車両用走行制御装置。
10. 前記制御手段は、さらに走行車線内での走行を維持するように車両を走行制御することを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の車両用走行制御装置。
11. 車両状態及び車両の周囲環境の状態の少なくとも何れかを基に得た推定される将来の車両の横位置と、運転者による操舵操作状態を基に推定される将来の車両の横位置とが異なる場合、運転者による車両の横位置の変更の意図有りと判定し、その意図有りと判定した場合には、前記運転者の操舵操作状態を基に推定される将来の横位置を制御目標としつつ、走行車線内での走行を維持するように車両を走行制御すること特徴とする車両用走行制御方法。

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