JP2016175446A - 車両の車線逸脱防止制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドライバに対し脈動感等の違和感を与えることなく自然なフィーリングで精度の良い車線逸脱防止制御を行う。【解決手段】車線からの逸脱防止のために、目標ヨーレートγrefを設定し、該目標ヨーレートγrefを基に制御トルクＴｐを算出・出力する車両の車線逸脱防止制御装置において、車両の実ヨーレートの絶対値｜γ｜が目標ヨーレートの絶対値｜γref｜を上回った場合には第２の摩擦補償値Ｔp_fswを操舵系の摩擦補償値として選択設定し、操舵系の摩擦補償値に第２の摩擦補償値Ｔp_fswが設定されている状態から、目標ヨーレートγrefとヨーレートγとの差が予め設定しておいた閾値を超えた場合に、再度、第１の摩擦補償値Ｔp_fsaを操舵系の摩擦補償値に設定する。【選択図】図２

Description

本発明は、自車両が走行車線から逸脱しそうな場合に、アクチュエータを作動させて車線からの逸脱を防止する車両の車線逸脱防止制御装置に関する。

近年、車両においては、運転を支援する様々な装置が開発、実用化されており、車線からの逸脱を防止する車線逸脱防止制御装置もそのような装置の一つである。例えば、特開２００８−１９５４０２号公報（以下、特許文献１）では、走行中の車両が車線を逸脱すると判断したときに、車両に警報トルクを付加して車線逸脱を防止する運転支援装置において、自車における操舵トルクと横加速度との実特性から摩擦補償量を求め、印加トルクを設定する技術が開示されている。

特開２００８−１９５４０２号公報

ところで、上述の特許文献１に開示されるような車線逸脱防止制御装置では、操舵系を回動させるための摩擦補償を制御目標値（目標旋回量）に追従させるように行うと、制御が目標値に到達した後も目標値周辺で摩擦補償値の切り替えが発生する。特にピニオンアシスト方式の電動パワーステアリングの場合、モータ出力がウォームギアを介してピニオントルクに変換され、ユニバーサルジョイントを介してステアリングホイールに伝達するトルクと、ラックを介して前輪の回動トルクとなるが、一般的に存在する摩擦が、後者に対して前者の方が小さい。そのため、前輪を回動させるために十分な摩擦補償を行った場合、車線逸脱防止制御中にドライバがステアリングホイールを把持していると、ドライバに制御量（例えば、制御トルク）の脈動感を感じさせてしまうという課題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ドライバに対し脈動感等の違和感を与えることなく自然なフィーリングで精度の良い車線逸脱防止制御を行うことができる車両の車線逸脱防止制御装置を提供することを目的としている。

本発明の車両の車線逸脱防止制御装置の一態様は、自車両が走行する車線の情報を該車線に対する自車両の位置情報と共に車線情報として検出する車線情報検出手段と、自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、上記車線情報と上記自車両の走行状態に基づいて上記車線からの逸脱を防止する目標旋回量を算出する目標旋回量算出手段と、上記目標旋回量に基づき上記車線からの逸脱を防止する制御量を算出する制御量算出手段と、操舵系の操舵輪側の摩擦力に応じて予め設定する第１の摩擦補償値と上記操舵系のステアリングホイール側の摩擦力に応じて予め設定する第２の摩擦補償値のどちらか一方を、上記車線情報と上記自車両の走行状態に基づいて上記操舵系の摩擦補償値として選択設定する摩擦補償値設定手段とを備えた。

本発明による車両の車線逸脱防止制御装置によれば、ドライバに対し脈動感等の違和感を与えることなく自然なフィーリングで精度の良い車線逸脱防止制御を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図である。 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摩擦補償値設定ルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の一形態に係るＸ−Ｚ座標上における自車両及び車線と各パラメータの説明図である。 本発明の実施の一形態に係る車線逸脱防止制御の一例を示し、図６（ａ）は目標ヨーレートと車両に生じる実ヨーレートの一例を示すタイムチャートで、図６（ｂ）は設定される摩擦補償値の一例を示すタイムチャートである。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１において、符号１は操舵角をドライバ入力と独立して設定自在な電動パワーステアリング装置を示し、この電動パワーステアリング装置１は、ステアリング軸２が、図示しない車体フレームにステアリングコラム３を介して回動自在に支持されており、その一端が運転席側へ延出され、他端がエンジンルーム側へ延出されている。ステアリング軸２の運転席側端部には、ステアリングホイール４が固設され、また、エンジンルーム側へ延出する端部には、ピニオン軸５が連設されている。

エンジンルームには、車幅方向へ延出するステアリングギヤボックス６が配設されており、このステアリングギヤボックス６にラック軸７が往復移動自在に挿通支持されている。このラック軸７に形成されたラック（図示せず）に、ピニオン軸５に形成されたピニオンが噛合されて、ラックアンドピニオン式のステアリングギヤ機構が形成されている。

また、ラック軸７の左右両端はステアリングギヤボックス６の端部から各々突出されており、その端部に、タイロッド８を介してフロントナックル９が連設されている。このフロントナックル９は、操舵輪としての左右輪１０Ｌ，１０Ｒを回動自在に支持すると共に、車体フレームに転舵自在に支持されている。従って、ステアリングホイール４を操作し、ステアリング軸２、ピニオン軸５を回転させると、このピニオン軸５の回転によりラック軸７が左右方向へ移動し、その移動によりフロントナックル９がキングピン軸（図示せず）を中心に回動して、左右輪（操舵輪）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（例えば、目標ヨーレートγref）となるような制御トルクＴｐ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から制御トルクＴｐ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は、ドライバの操舵力を補助する電動パワーステアリング制御機能、車両を目標進行路に沿って走行させるレーンキープ制御機能、逸脱判定線として、本実施の形態では、車線の車線区画線からの逸脱を防止する車線逸脱防止制御機能等を有して構成されるが、以下特に、車線逸脱防止制御機能の構成について説明する。

操舵制御部２０には、車線区画線を検出し、自車両が走行する車線の情報（車線区画線の位置、曲率等）を該車線に対する自車両の位置情報（車線区画線までの距離、車線に対する車両の姿勢角（対車線ヨー角）等）を車線情報として検出する前方認識装置３１が接続され、車速Ｖを検出する車速センサ３２、実ヨーレートγを検出するヨーレートセンサ３３、ドライバのステアリングホイールの保持、非保持を検出するステアリングホイール保持状態検出装置３４が接続されている。

前方認識装置３１は、例えば、車室内の天井前方に一定の間隔をもって取り付けられ、車外の対象を異なる視点からステレオ撮像する１組のカメラと、このカメラからの画像データを処理するステレオ画像処理装置とから構成されている。

前方認識装置３１のステレオ画像処理装置における、カメラからの画像データの処理は、例えば以下のように行われる。まず、カメラで撮像した自車両の進行方向の１組のステレオ画像対に対し、対応する位置のずれ量から距離情報を求め、距離画像を生成する。

白線等の車線区画線データの認識では、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車線区画線の位置を画像平面上で特定する。この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５に示すように、カメラの中央真下の道路面を原点Ｏとして、車幅方向をＸ軸（左方向を「＋」）、車高方向をＹ軸（上方向を「＋」）、車長方向（距離方向）をＺ軸（前方向を「＋」）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、道路上の自車両の車線を距離方向に複数区間に分割し、各区間における左右の車線区画線を所定に近似して連結することによって表現される。尚、本実施の形態では、車線の形状を１組の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。

前方認識装置３１では、取得した左右車線区画線の近似処理を実行する。具体的には、自車両の左側の車線区画線は最小自乗法により、以下の（１）式により近似される。

ｘ＝ＡＬ・ｚ^２＋ＢＬ・ｚ＋ＣＬ …（１）
また、自車両の右側の車線区画線は最小自乗法により、以下の（２）式により近似される。

ｘ＝ＡＲ・ｚ^２＋ＢＲ・ｚ＋ＣＲ …（２）
ここで、上述の（１）式、（２）式における、「ＡＬ」と「ＡＲ」は、それぞれの曲線における曲率を示し、左側の車線区画線の曲率κＬは、２・ＡＬであり、右側の車線区画線の曲率κＲは、２・ＡＲである。従って、車線の曲率κは、以下の（３）式となる。

κ＝（２・ＡＬ＋２・ＡＲ）／２＝ＡＬ＋ＡＲ …（３）
また、（１）式、（２）式における、「ＢＬ」と「ＢＲ」は、それぞれの曲線の自車両の幅方向における傾きを示し、「ＣＬ」と「ＣＲ」は、それぞれの曲線の自車両の幅方向における位置を示す（図５参照）。

更に、前方認識装置３１は、自車両の対車線ヨー角θyawを、以下の（４）式により算出する。

θyaw＝ｔａｎ^−１（（ＢＬ＋ＢＲ）／２） …（４）
以上のように前方認識装置３１で検出され、算出された車線情報は操舵制御部２０に入力され、前方認識装置３１は車線情報検出手段として設けられている。

また、ステアリングホイール保持状態検出装置３４は、例えば、特開２００７−２９９０４８号公報に開示されるような、ステアリングホイール４に複数箇所設けて温度変化や振動（脈拍等による）、圧力変化、電圧変化等を検出することによりドライバのステアリングホイール４の保持、非保持を検出するステアリングタッチセンサである。尚、車内カメラ等によりドライバのステアリングホイール４の保持、非保持を検出するものであっても良い。

そして、操舵制御部２０は、上述の各入力信号に基づいて、車線に沿って走行するのに必要な車線曲率旋回用目標ヨーレートγref_laneを算出し、自車両の車線からの逸脱状態を予測し、該逸脱状態に応じて車線からの逸脱を防止する逸脱防止挙動用目標ヨーレートγref_turnを算出し、車線曲率旋回用目標ヨーレートγref_laneと逸脱防止挙動用目標ヨーレートγref_turnとに基づき目標ヨーレートγrefを算出し、車線曲率旋回用目標ヨーレートγref_laneに基づき車線曲率旋回用フィードフォワードトルクＴp_ff_laneを算出し、逸脱防止挙動用目標ヨーレートγref_turnに基づき逸脱防止挙動用フィードフォワードトルクＴp_ff_turnを算出し、目標ヨーレートγrefに基づいて目標ヨーレートフィードバックトルクＴp_fbを算出する。また、操舵系の操舵輪１０Ｌ、１０Ｒ側の摩擦力に応じて予め設定する第１の摩擦補償値Ｔp_fsaと操舵系のステアリングホイール４側の摩擦力に応じて予め設定する第２の摩擦補償値Ｔp_fswのどちらか一方を、車線情報と自車両の走行状態に基づいて操舵系の摩擦補償値Ｔp_fとして選択設定する。そして、これら車線曲率旋回用フィードフォワードトルクＴp_ff_lane、逸脱防止挙動用フィードフォワードトルクＴp_ff_turn、目標ヨーレートフィードバックトルクＴp_fb、摩擦補償値Ｔp_fにより制御トルクＴｐを算出してモータ駆動部２１に出力する。

このため、操舵制御部２０は、図２に示すように、車線曲率旋回用目標ヨーレート算出部２０ａ、逸脱防止挙動用目標ヨーレート算出部２０ｂ、目標ヨーレート算出部２０ｃ、車線曲率旋回用フィードフォワードトルク算出部２０ｄ、逸脱防止挙動用フィードフォワードトルク算出部２０ｅ、目標ヨーレートフィードバックトルク算出部２０ｆ、摩擦補償値設定部２０ｇ、制御トルク算出部２０ｈから主要に構成されている。

車線曲率旋回用目標ヨーレート算出部２０ａは、前方認識装置３１から車線の曲率κが入力され、車速センサ３２から車速Ｖが入力される。そして、例えば、以下の（５）式により、車線に沿って走行するのに必要な車線曲率旋回用目標ヨーレートγref_lane（第１の目標旋回量）を算出し、目標ヨーレート算出部２０ｃ、車線曲率旋回用フィードフォワードトルク算出部２０ｄに出力する。

γref_lane＝κ・Ｖ …（５）
逸脱防止挙動用目標ヨーレート算出部２０ｂは、前方認識装置３１から車線区画線の近似結果、自車両の対車線ヨー角θyawが入力され、車速センサ３２から車速Ｖが入力される。そして、例えば、以下の（６）式、或いは、（１０）式により、逸脱状態に応じて車線からの逸脱を防止する逸脱防止挙動用目標ヨーレートγref_turn（第２の目標旋回量）を算出し、目標ヨーレート算出部２０ｃ、逸脱防止挙動用フィードフォワードトルク算出部２０ｅに出力する。
・自車両の対車線ヨー角θyawが車線逸脱方向の場合
γref_turn＝−θyaw／ｔtlc …（６）
ここで、ｔtlcは、現在の走行状態で車線から逸脱する車線逸脱予想時間であり、例えば、以下の（７）式により算出する。

ｔtlc＝Ｌ／（Ｖ・ｓｉｎ（θyaw）） …（７）
ここで、Ｌは車線区画線から自車両までの距離（車線区画線車両距離）であり、以下の（８）式により算出できる。

Ｌ＝（（ＣＬ−ＣＲ）−ＴＲ）／２−ｘｖ …（８）
この（８）式において、ＴＲは車両のトレッドであり、本発明の実施の形態では、タイヤ位置を車線逸脱判定の基準に用いるものとする（図５参照）。また、ｘｖは車線中央からの車線幅方向車両横位置であり、以下の（９）式により、算出できる。

ｘｖ＝（ＣＬ＋ＣＲ）／２ …（９）
・自車両の対車線ヨー角θyawが車線反逸脱方向の場合
γref_turn＝−（θref_yaw−θyaw）／ｔref …（１０）
ここで、θref_yawは予め実験・計算等により設定しておいたヨー角、ｔrefは予め実験・計算等により設定しておいた制御目標時間である。

目標ヨーレート算出部２０ｃは、車線曲率旋回用目標ヨーレート算出部２０ａから車線曲率旋回用目標ヨーレートγref_laneが入力され、逸脱防止挙動用目標ヨーレート算出部２０ｂから逸脱防止挙動用目標ヨーレートγref_turnが入力される。そして、以下の（１１）式により、目標ヨーレートγrefを算出し、目標ヨーレートフィードバックトルク算出部２０ｆ、摩擦補償値設定部２０ｇに出力する。

γref＝γref_lane＋γref_turn …（１１）
このように、目標ヨーレート算出部２０ｃは、目標旋回量算出手段として設けられている。

車線曲率旋回用フィードフォワードトルク算出部２０ｄは、車線曲率旋回用目標ヨーレート算出部２０ａから車線曲率旋回用目標ヨーレートγref_laneが入力される。そして、例えば、以下の（１２）式により、車線曲率旋回用フィードフォワードトルクＴp_ff_laneを算出し、制御トルク算出部２０ｈに出力する。

Ｔp_ff_lane＝Ｋtrq・γref_lane …（１２）
ここで、Ｋtrqはトルク換算フィードフォワードゲインである。

逸脱防止挙動用フィードフォワードトルク算出部２０ｅは、逸脱防止挙動用目標ヨーレート算出部２０ｂから逸脱防止挙動用目標ヨーレートγref_turnが入力される。そして、例えば、以下の（１３）式により、逸脱防止挙動用フィードフォワードトルクＴp_ff_turnを算出し、制御トルク算出部２０ｈに出力する。

Ｔp_ff_turn＝Ｋtrq・γref_turn …（１３）
目標ヨーレートフィードバックトルク算出部２０ｆは、ヨーレートセンサ３３から実ヨーレートγが入力され、目標ヨーレート算出部２０ｃから目標ヨーレートγrefが入力される。そして、例えば、以下の（１４）式により、目標ヨーレートフィードバックトルクＴp_fbを算出し、制御トルク算出部２０ｈに出力する。

Ｔp_fb＝Ｋｐ・（γref−γ）＋Ｋｉ・∫（γref−γ）ｄｔ
＋Ｋｄ・ｄ（γref−γ）／ｄｔ …（１４）
ここで、Ｋｐは比例ゲイン、Ｋｉは積分ゲイン、Ｋｄは微分ゲインである。

摩擦補償値設定部２０ｇは、ヨーレートセンサ３３から実ヨーレートγが入力され、ステアリングホイール保持状態検出装置３４からドライバのステアリングホイール４の保持、非保持の判定結果が入力され、目標ヨーレート算出部２０ｃから目標ヨーレートγrefが入力される。そして、目標ヨーレートγrefと該目標ヨーレートγrefに対するヨーレートγとに基づき操舵系の摩擦を補償する摩擦補償値Ｔp_fを設定し、例えば、目標ヨーレートγrefと実ヨーレートの偏差に応じて符号を付与し（γref＞γの場合は「＋」、γref≦γの場合は「−」）、制御トルク算出部２０ｈに出力する。

この摩擦補償値Ｔp_f設定は、具体的には、図４に示すフローチャートに従って実行され、初期値として第１の摩擦補償値Ｔp_fsaが操舵系の摩擦補償値Ｔp_fに設定された操舵系において、目標ヨーレートの絶対値｜γref｜に近づく実ヨーレートの絶対値｜γ｜が目標ヨーレートの絶対値｜γref｜を上回った場合には、操舵系の摩擦補償値Ｔp_fに第２の摩擦補償値Ｔp_fswが設定される。そして、摩擦補償値Ｔp_fが第２の摩擦補償値Ｔp_fswに設定されている状態から、目標ヨーレートγrefと実ヨーレートの偏差が予め設定しておいた閾値を超えた場合に、再度、第１の摩擦補償値Ｔp_fsaが操舵系の摩擦補償値Ｔp_fに設定される。

ここで、第１の摩擦補償値Ｔp_fsaは、予め実験、計算、学習等により設定しておいた操舵系の前輪を回動させるのに必要な摩擦補償値であり、第２の摩擦補償値Ｔp_fswは、予め実験、計算、学習等により設定しておいた操舵系のステアリングホイール側の摩擦力に応じた摩擦補償値であり、第１の摩擦補償値Ｔp_fsa＞第２の摩擦補償値Ｔp_fswである。

上述の摩擦補償値Ｔp_fの設定を、図４のフローチャートで、以下説明する。

まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）２０１で、初期値若しくは前回値として第１の摩擦補償値Ｔp_fsaが操舵系の摩擦補償値Ｔp_fに設定されているか否か判定し、第１の摩擦補償値Ｔp_fsaが操舵系の摩擦補償値Ｔp_fに設定されている場合は、Ｓ２０２に進む。

Ｓ２０２では、逸脱方向が左方向か右方向か判定され、左方向の場合はＳ２０３に進む。

Ｓ２０３では、目標ヨーレートの絶対値｜γref｜に近づく実ヨーレートの絶対値｜γ｜が目標ヨーレートの絶対値｜γref｜を上回ったか否か、すなわち、γ＜γrefか否か判定され、γ＜γrefの場合は、Ｓ２０４に進み、第２の摩擦補償値Ｔp_fswを操舵系の摩擦補償値Ｔp_fに設定して（Ｔp_f＝Ｔp_fsw）、プログラムを抜ける。

逆に、目標ヨーレートの絶対値｜γref｜に近づく実ヨーレートの絶対値｜γ｜が目標ヨーレートの絶対値｜γref｜を未だ上回っていない場合、すなわち、γ≧γrefの場合は、そのままプログラムを抜ける。尚、この場合、Ｔp_f＝Ｔp_fsaとなっている。

一方、上述のＳ２０２で、右方向と判定されるとＳ２０５に進む。

Ｓ２０５では、目標ヨーレートの絶対値｜γref｜に近づく実ヨーレートの絶対値｜γ｜が目標ヨーレートの絶対値｜γref｜を上回ったか否か、すなわち、γ＞γrefか否か判定され、γ＞γrefの場合は、Ｓ２０６に進み、第２の摩擦補償値Ｔp_fswを操舵系の摩擦補償値Ｔp_fに設定して（Ｔp_f＝Ｔp_fsw）、プログラムを抜ける。

逆に、目標ヨーレートの絶対値｜γref｜に近づく実ヨーレートの絶対値｜γ｜が目標ヨーレートの絶対値｜γref｜を未だ上回っていない場合、すなわち、γ≦γrefの場合は、そのままプログラムを抜ける。尚、この場合、Ｔp_f＝Ｔp_fsaとなっている。

また、前述のＳ２０１で、初期値若しくは前回値として第１の摩擦補償値Ｔp_fsaが操舵系の摩擦補償値Ｔp_fに設定されていないと判定された場合、すなわち、第２の摩擦補償値Ｔp_fswが操舵系の摩擦補償値Ｔp_fに設定されている場合、Ｓ２０７に進み、ステアリングホイール４が保持状態か否か判定される。

そして、ステアリングホイール４が保持状態の場合は、そのままプログラムを抜け（すなわち、Ｔp_f＝Ｔp_fsw）、逆に、ステアリングホイール４が保持状態ではない場合は、Ｓ２０８に進む。

Ｓ２０８では、目標ヨーレートγrefと実ヨーレートγの偏差の絶対値｜γref−γ｜が予め実験、計算等により設定しておいた閾値γccと比較され、｜γref−γ｜≧γccの場合は、Ｓ２０９に進み、第１の摩擦補償値Ｔp_fsaを操舵系の摩擦補償値Ｔp_fに設定し（Ｔp_f＝Ｔp_fsa）、プログラムを抜ける。

逆に、｜γref−γ｜＜γccの場合は、そのままプログラムを抜ける。尚、この場合、Ｔp_f＝Ｔp_fswとなっている。

このように、摩擦補償値設定部２０ｇは、摩擦補償値設定手段として設けられている。

制御トルク算出部２０ｈは、車線曲率旋回用フィードフォワードトルク算出部２０ｄから車線曲率旋回用フィードフォワードトルクＴp_ff_laneが入力され、逸脱防止挙動用フィードフォワードトルク算出部２０ｅから逸脱防止挙動用フィードフォワードトルクＴp_ff_turnが入力され、目標ヨーレートフィードバックトルク算出部２０ｆから目標ヨーレートフィードバックトルクＴp_fbが入力され、摩擦補償値設定部２０ｇから摩擦補償値Ｔp_fが入力される。そして、以下の（１５）式により、制御トルクＴｐを算出してモータ駆動部２１に出力する。

Ｔｐ＝Ｔp_ff_lane＋Ｔp_ff_turn＋Ｔp_fb＋Ｔp_f …（１５）
このように、本発明の実施の形態では、制御トルク算出部２０ｈは制御量算出手段として設けられている。

次に、上述の操舵制御部２０で実行される車線逸脱防止制御を、図３のフローチャートで説明する。

まず、Ｓ１０１で、車線曲率旋回用目標ヨーレート算出部２０ａは、前述の（５）式により、車線に沿って走行するのに必要な車線曲率旋回用目標ヨーレートγref_laneを算出する。

次いで、Ｓ１０２に進み、逸脱防止挙動用目標ヨーレート算出部２０ｂは、例えば、前述の（６）式、或いは、（１０）式により、逸脱状態に応じて車線からの逸脱を防止する逸脱防止挙動用目標ヨーレートγref_turnを算出する。

次に、Ｓ１０３に進んで、目標ヨーレート算出部２０ｃは、前述の（１１）式により、目標ヨーレートγrefを算出する。

次いで、Ｓ１０４に進み、車線曲率旋回用フィードフォワードトルク算出部２０ｄは、前述の（１２）式により、車線曲率旋回用フィードフォワードトルクＴp_ff_laneを算出する。

次に、Ｓ１０５に進んで、逸脱防止挙動用フィードフォワードトルク算出部２０ｅは、前述の（１３）式により、逸脱防止挙動用フィードフォワードトルクＴp_ff_turnを算出する。

次いで、Ｓ１０６に進み、目標ヨーレートフィードバックトルク算出部２０ｆは、前述の（１４）式により、目標ヨーレートフィードバックトルクＴp_fbを算出する。

次に、Ｓ１０７に進み、摩擦補償値設定部２０ｇで摩擦補償値Ｔp_fを設定する。

そして、制御トルク算出部２０ｈは、前述の（１５）式により、制御トルクＴｐを算出してモータ駆動部２１に出力してプログラムを抜ける。

このように、本発明の実施の形態では、車線に沿って走行するのに必要な車線曲率旋回用目標ヨーレートγref_laneを算出し、自車両の車線からの逸脱状態を予測し、該逸脱状態に応じて車線からの逸脱を防止する逸脱防止挙動用目標ヨーレートγref_turnを算出し、車線曲率旋回用目標ヨーレートγref_laneと逸脱防止挙動用目標ヨーレートγref_turnとに基づき目標ヨーレートγrefを算出し、車線曲率旋回用目標ヨーレートγref_laneに基づき車線曲率旋回用フィードフォワードトルクＴp_ff_laneを算出し、逸脱防止挙動用目標ヨーレートγref_turnに基づき逸脱防止挙動用フィードフォワードトルクＴp_ff_turnを算出し、目標ヨーレートγrefに基づいて目標ヨーレートフィードバックトルクＴp_fbを算出する。また、操舵系の操舵輪１０Ｌ、１０Ｒ側の摩擦力に応じて予め設定する第１の摩擦補償値Ｔp_fsaと操舵系のステアリングホイール４側の摩擦力に応じて予め設定する第２の摩擦補償値Ｔp_fswのどちらか一方を、車線情報と自車両の走行状態に基づいて操舵系の摩擦補償値Ｔp_fとして選択設定する。そして、これら車線曲率旋回用フィードフォワードトルクＴp_ff_lane、逸脱防止挙動用フィードフォワードトルクＴp_ff_turn、目標ヨーレートフィードバックトルクＴp_fb、摩擦補償値Ｔp_fにより制御トルクＴｐを算出する。

図６（ａ）に示すように、例えば、右側の車線区画線からの逸脱防止を図るため車両を左方向に旋回させるため、γref≧０の目標ヨーレートγrefが出力されている場合（時刻ｔ０〜ｔ２）、車両の実ヨーレートγが目標ヨーレートγrefに追従して近づき、時刻ｔ１で目標ヨーレートγrefを上回る。この時刻ｔ０〜ｔ１までは、図６（ｂ）に示すように、操舵系の摩擦補償値Ｔp_fとして第１の摩擦補償値Ｔp_fsaが設定される。しかし、時刻ｔ１で実ヨーレートγが目標ヨーレートγrefを上回ってからは、第２の摩擦補償値Ｔp_fswが操舵系の摩擦補償値Ｔp_fに設定される。そして、目標ヨーレートγrefを上回った実ヨーレートγが目標ヨーレートγrefに収束していき、時刻ｔ２で、目標ヨーレートγrefとヨーレートγとの差が予め設定しておいた閾値を超えた場合に、再び、操舵系の摩擦補償値Ｔp_fとして第１の摩擦補償値Ｔp_fsaが設定される（尚、摩擦補償値Ｔp_fの符号は、目標ヨーレートγrefと実ヨーレートγとの偏差による）。その後、再び、車両の実ヨーレートγが目標ヨーレートγrefに追従して近づき、時刻ｔ３で目標ヨーレートγrefを下回った場合からは、第２の摩擦補償値Ｔp_fswが操舵系の摩擦補償値Ｔp_fに設定される。このため、逸脱防止制御において、制御が目標値に到達した後は、操舵系の摩擦補償値Ｔp_fとして第１の摩擦補償値Ｔp_fsaよりも小さな第２の摩擦補償値Ｔp_fswが設定されるので、たとえ、逸脱防止制御中にドライバがステアリングホイール４を把持していたとしても、ドライバに制御トルクＴｐの脈動感を感じさせてしまうことを確実に防止でき、ドライバに対し違和感を与えることなく自然なフィーリングで精度の良い車線逸脱防止制御を行うことができる。特に、ピニオンアシスト方式の電動パワーステアリング装置では、ピニオン軸５からステアリングホイール４に至る摩擦力とピニオン軸５から操舵輪１０Ｌ，１０Ｒに至る摩擦力の差が大きく、ステアリングホイール４側の摩擦力が操舵輪１０Ｌ，１０Ｒ側の摩擦力よりも小さいため、操舵輪１０Ｌ，１０Ｒを制御するための制御トルクＴｐの脈動がステアリングホイール４側に顕著に表れてドライバに違和感を感じさせる虞がある。本願は、このような違和感の発生を確実に防止するものである。

１ 電動パワーステアリング装置
２ ステアリング軸
４ ステアリングホイール
５ ピニオン軸
１０Ｌ、１０Ｒ 車輪（操舵輪）
１２ 電動モータ
２０ 操舵制御部
２０ａ 車線曲率旋回用目標ヨーレート算出部
２０ｂ 逸脱防止挙動用目標ヨーレート算出部
２０ｃ 目標ヨーレート算出部（目標旋回量算出手段）
２０ｄ 車線曲率旋回用フィードフォワードトルク算出部
２０ｅ 逸脱防止挙動用フィードフォワードトルク算出部
２０ｆ 目標ヨーレートフィードバックトルク算出部
２０ｇ 摩擦補償値設定部（摩擦補償値設定手段）
２０ｈ 制御トルク算出部（制御量算出手段）
２１ モータ駆動部
３１ 前方認識装置（車線情報検出手段）
３２ 車速センサ（走行状態検出手段）
３３ ヨーレートセンサ（走行状態検出手段）
３４ ステアリングホイール保持状態検出装置

Claims (6)

1. 自車両が走行する車線の情報を該車線に対する自車両の位置情報と共に車線情報として検出する車線情報検出手段と、
   自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
   上記車線情報と上記自車両の走行状態に基づいて上記車線からの逸脱を防止する目標旋回量を算出する目標旋回量算出手段と、
   上記目標旋回量に基づき上記車線からの逸脱を防止する制御量を算出する制御量算出手段と、
   操舵系の操舵輪側の摩擦力に応じて予め設定する第１の摩擦補償値と上記操舵系のステアリングホイール側の摩擦力に応じて予め設定する第２の摩擦補償値のどちらか一方を、上記車線情報と上記自車両の走行状態に基づいて上記操舵系の摩擦補償値として選択設定する摩擦補償値設定手段と、
   を備えたことを特徴とする車両の車線逸脱防止制御装置。
2. 上記摩擦補償値設定手段は、上記目標旋回量と自車両の実際の旋回量との差分が予め設定する閾値以上発生した場合に上記第１の摩擦補償値を上記操舵系の摩擦補償値として選択設定する一方、上記目標旋回量と自車両の実際の旋回量との差分が上記閾値未満の場合には上記第２の摩擦補償値を上記操舵系の摩擦補償値として選択設定することを特徴とする請求項１記載の車両の車線逸脱防止制御装置。
3. 上記摩擦補償値設定手段は、上記目標旋回量の絶対値を自車両の実際の旋回量の絶対値が上回るまで上記第１の摩擦補償値を上記操舵系の摩擦補償値として選択設定することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両の車線逸脱防止制御装置。
4. 上記第１の摩擦補償値の絶対値は、上記第２の摩擦補償値の絶対値よりも大きい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車線逸脱防止制御装置。
5. 上記摩擦補償値設定手段は、ドライバがステアリングホイールを保持している場合には、上記第２の摩擦補償値を上記操舵系の摩擦補償値として選択設定することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載の車両の車線逸脱防止制御装置。
6. 上記目標旋回量算出手段は、上記車線情報と上記自車両の走行状態に基づいて上記車線に沿って走行するのに必要な第１の目標旋回量を算出し、上記車線情報と上記自車両の走行状態に基づいて自車両の上記車線からの逸脱状態を予測し、該逸脱状態に応じて上記車線からの逸脱を防止する第２の目標旋回量を算出し、上記第１の目標旋回量と上記第２の目標旋回量に基づいて上記目標旋回量を算出することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載の車両の車線逸脱防止制御装置。

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