JP5947849B2

JP5947849B2 - 車両の車線逸脱防止制御装置

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Publication number: JP5947849B2
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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ることにより、車両にヨーモーメントを付与させることで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、特開平７−１０５４９８号公報（以下、特許文献１）では、自車両の推定進行路と車線の側縁との交点までの距離と、交点における推定進行路と側縁とのなす角度とに基づき、車線からの逸脱状態を予測し、該予測に基づいて逸脱を防止すべく自動的な修正操舵を行う自動車の走行状態判定装置の技術が開示されている。

しかし、この特許文献１に開示される自動車の走行状態判定装置では、自車両の推定進行路と車線の側縁との交点までの距離と、交点における推定進行路と側縁とのなす角度のみで車線からの逸脱状態を予測するようになっているため、他に、例えば車両にカント等の横力外乱が作用すると逸脱状態の予測が精度良く行えず制御誤差が発生してしまうという問題がある。

そこで、例えば、特開２００５−１４５３３６号公報（以下、特許文献２）では、カントの下り側に自車両が逸脱する傾向がある場合には逸脱防止制御の開始タイミングを早める一方、カントの上り側に自車両が逸脱する傾向がある場合には逸脱防止制御の開始タイミングを遅くする車線逸脱防止装置の技術が開示されている。

特開平７−１０５４９８号公報特開２００５−１４５３３６号公報

しかしながら、上述の特許文献２に開示される車線逸脱防止装置の技術では、逸脱防止制御開始のタイミングが調整されるのみであるため、カント等の横力外乱が作用した場合の車線からの逸脱を防止する走行軌跡の最適化を行うことができないという課題がある。すなわち、平坦路であっても、カント上り方向への走行であっても、カント下り方向への走行であっても、それぞれ重力成分が車両の重心に作用して路面のカント状況に応じて走行軌跡の変化が生じて制御開始後の車両軌跡が各々ばらつくことになる。このため、カント下り方向への逸脱では、重力成分の横力により平坦路よりも外側の車両軌道を通ることになり、十分な逸脱防止効果が得られなかったり（車線逸脱を適切に防止できなかったり）、或いは、カント上り方向への逸脱では、重力成分の横力により平坦路よりも内側の車両軌道を通ることになり、ドライバに違和感を与えてしまうという問題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、カント等の横力外乱が車両に作用する際に、たとえ、カント上り方向への逸脱であっても、カント下り方向への逸脱であっても、最適な車線逸脱防止の車線軌跡によりドライバに違和感を与えること無く確実に車線逸脱の防止を図る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、車両が走行している車線を検出する車線検出手段と、車両に加わる外乱情報を検出する外乱情報検出手段と、車両が車線を逸脱すると判定する逸脱判定線の位置情報を、少なくとも上記車両に加わる外乱情報に応じて補正する補正手段と、上記補正した逸脱判定線の位置情報と走行状態に基づき上記車線からの逸脱の予想を行う逸脱予想手段と、上記車線からの逸脱予想に基づいて上記車線からの逸脱を防止するのに必要な車両に付加する目標旋回量を算出する目標旋回量算出手段と、上記目標旋回量を車両に発生させる目標旋回量発生手段とを備えた車両の車線逸脱防止制御装置において、上記外乱情報検出手段で検出する外乱情報は、上記車線のカント角であって、上記補正手段は、車両がカントの上り方向に逸脱する可能性がある場合には、上記車両が逸脱する逸脱判定線の位置を路外方向に補正して、上記目標旋回量算出手段で算出される目標旋回量が小さくなる方向に補正する一方、車両がカントの下り方向に逸脱する可能性がある場合には、上記車両が逸脱する逸脱判定線の位置を車線中央方向に補正して、上記目標旋回量算出手段で算出される目標旋回量が大きくなる方向に補正する。

本発明による車両の車線逸脱防止制御装置によれば、カント等の横力外乱が車両に作用する際に、たとえ、カント上り方向への逸脱であっても、カント下り方向への逸脱であっても、最適な車線逸脱防止の車線軌跡によりドライバに違和感を与えること無く確実に車線逸脱の防止を図ることが可能となる。

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第１のオフセット量ｘ_offset1の特性の一例を示す説明図である。本発明の実施の一形態に係る第２のオフセット量ｘ_offset2の特性の一例を示す説明図である。本発明の実施の一形態に係る第３のオフセット量ｘ_offset3の特性の一例を示す説明図で、図６（ａ）はカーブ外側に逸脱する場合の第３のオフセット量ｘ_offset3の特性の一例を示し、図６（ｂ）はカーブ内側に逸脱する場合の第３のオフセット量ｘ_offset3の特性の一例を示す。図４の第１のオフセット量ｘ_offset1でオフセットされる車線区画線の説明図である。図５の第２のオフセット量ｘ_offset2でオフセットされる車線区画線の説明図で、図８（ａ）は車線の幅が予め設定しておいた値よりも広い車線の場合を示し、図８（ｂ）は車線の幅が予め設定しておいた値よりも狭い車線の場合を示す。図６の第３のオフセット量ｘ_offset3でオフセットされる車線区画線の説明図である。

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）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（左右白線）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（左右白線）を検出し、車線区画線から車線情報と、車線に対する車両の姿勢角・位置情報を取得する車線検出手段としての前方認識装置３１が接続され、車速Ｖを検出する車速センサ３２、ヨーレートγを検出するヨーレートセンサ３３、横加速度Ｇを検出する横加速度センサ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ＣＣＤカメラと、このＣＣＤ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、ＣＣＤ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、ＣＣＤ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。

白線データの認識では、白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の位置を画像平面上で特定する。この白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３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（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。尚、本実施の形態では、車線の形状を１組のＣＣＤ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、上述の車線区画線位置情報、各センサ信号を基に、車線に対する車両のヨー角（以下、対車線ヨー角）θyawを算出し、車線の幅方向の車両位置（車線幅方向車両横位置）ｘｖを算出し、現在の走行状態で車線から逸脱する車線逸脱予想時間を基本車線逸脱予想時間Ｔttlc0として算出し、車線逸脱に至るまでの車線方向距離Ｌｚを算出し、走行路のカントに起因する横力外乱Ｆxd0に応じた車両が逸脱する車線区画線の位置（換言すれば、車線区画線から自車両までの距離（車線区画線車両距離）Ｌ）の補正量を第１のオフセット量ｘ_offset1として算出し、車線幅Ｗに応じた車線区画線車両距離Ｌの補正量を第２のオフセット量ｘ_offset2として算出し、車線形状（カーブ曲率κ）に応じた車線区画線車両距離Ｌの補正量を第３のオフセット量ｘ_offset3として算出し、これら第１，２，３のオフセット量ｘ_offset1，ｘ_offset2，ｘ_offset3で補正した車線区画線車両距離Ｌにより、車線逸脱予想時間Ｔttlcを算出し、目標旋回量としての目標ヨーレートγｔを算出し、目標トルクＴｐを算出して電動パワーステアリング装置１のモータ駆動部２１に出力して電動パワーステアリングモータ１２を駆動制御する。このように、操舵制御部２０は、外乱情報検出手段、補正手段、逸脱予想手段、目標旋回量算出手段の機能を有して構成され、電動パワーステアリング装置１は、目標旋回量発生手段として設けられている。

以下、図２のフローチャートを基に、操舵制御部２０で実行される車線逸脱防止制御を説明する。
まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１で、前方認識装置３１で取得した左右白線の近似処理を実行する。

自車両の左側の白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、自車両の右側の白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、左側の白線の曲率κは、２・ＡＬであり、右側の白線の曲率κは、２・ＡＲである。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３参照）。

次いで、Ｓ１０２に進み、自車両の対車線ヨー角θyawを、以下の（３）式により算出する。
θyaw＝ｔａｎ^−１（（ＢＬ＋ＢＲ）／２） …（３）
次に、Ｓ１０３に進み、車線の中央からの自車両位置である車線幅方向車両横位置ｘｖを、以下の（４）式により算出する。
ｘｖ＝（ＣＬ＋ＣＲ）／２ …（４）
次いで、Ｓ１０４に進み、現在の走行状態で車線から逸脱する車線逸脱予想時間を基本車線逸脱予想時間Ｔttlc0として、例えば、以下の（５）式により算出する。
Ｔttlc0＝Ｌ／（Ｖ・ｓｉｎ（θyaw）） …（５）
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、例えば、以下の（６）式により算出する。
Ｌ＝（（ＣＬ−ＣＲ）−ＴＲ）／２−ｘｖ …（６）
ここで、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３参照）。

次に、Ｓ１０５に進み、車線逸脱に至るまでの車線方向距離Ｌｚを、例えば、以下の（７）式により、算出する。
Ｌｚ＝Ｖ・Ｔttlc0・ｃｏｓ（θyaw） …（７）
次いで、Ｓ１０６に進み、走行路のカントに起因する横力外乱Ｆxd0を、例えば、以下の（８）式により、算出する。
Ｆxd0＝ｍ・ｇ・ｓｉｎ（θca） …（８）
ここで、ｍは車両質量、ｇは重力加速度、θcaは路面のカント角であり、カント角θcaは、例えば、以下の（９）式により、算出する。
θca＝ｓｉｎ^−１（（Ｖ・γ−Ｇ）／ｇ） …（９）
尚、カント角θcaは、上述の（９）式で算出される値に限定されるものではなく、例えば、車両の運動方程式から導かれる横加速度と、実横加速度Ｇとの差を求め、この差を利用して算出する手法や、図示しないナビゲーションシステムの地図情報等から求められる値を用いるようにしても良い。

次に、Ｓ１０７に進んで、横力外乱Ｆxd0によって発生する定常ヨーレートγｄを、例えば、以下の（１０）式により、算出する。
γｄ＝（（−（ｌｆ・Ｋｆ−ｌｒ・Ｋｒ）・Ｖ）
／（２・ｌｗ^２・Ｋｆ・Ｋｒ・（１＋Ａｓ・Ｖ^２）））・Ｆxd0 …（１０）
ここで、ｌｆは前軸−重心間距離、ｌｒは後軸−重心間距離、ｌｗはホイールベース、Ｋｆは前輪のコーナリングパワー、Ｋｒは後輪のコーナリングパワー、Ａｓは車両固有のスタビリティファクタである。

次いで、Ｓ１０８に進み、Ｓ１０５の（７）式で算出した車線逸脱に至るまでの車線方向距離Ｌｚを走行する間に、横力外乱Ｆxd0によって定常円旋回すると仮定した場合の横方向（ｘ方向）の位置ずれ量（車線幅方向移動距離）ΔＬｘは、定常円の式を２次式のテイラー展開で近似して求めると、例えば、以下の（１１）式で、算出される。
ΔＬｘ＝（Ｌｚ^２／（２・Ｖ））・γｄ …（１１）
次に、Ｓ１０９に進み、横力外乱Ｆxd0によるオフセット量、すなわち、車両に横力外乱Ｆxd0が作用することによって生じる車線幅方向の走行軌跡の変化を相殺し、最適な車線逸脱防止軌跡を維持できるように補正する補正量を第１のオフセット量ｘ_offset1として、例えば、以下の（１２）式により、算出する。
ｘ_offset1＝−ΔＬｘ …（１２）
本実施の形態では、Ｓ１０６〜Ｓ１０９の処理の（８）式〜（１２）式により、横力外乱Ｆxd0による第１のオフセット量ｘ_offset1を求める例を説明したが、例えば、予め実験・計算等により設定しておいた図４に示すような特性図により、第１のオフセット量ｘ_offset1を設定するようにしても良い。

この横力外乱Ｆxd0による第１のオフセット量ｘ_offset1は、カント上り方向の補正では、カント角の絶対値が大きくなるほど車線区画線の路外側へのオフセット量が多くなり、カント下り方向の補正では、カント角の絶対値が大きくなるほど車線区画線の車線中央側へのオフセット量が多くなるようになっている（図７参照）。

これにより、カント上り方向の補正では、後述するＳ１１３の（１４）式で算出される車線逸脱予想時間Ｔttlcは、長くなる方向に補正され、後述するＳ１１５の（１５）式で算出される目標ヨーレートγｔの絶対値が小さくなる方向に補正されることになる。

逆に、カント下り方向の補正では、後述するＳ１１３の（１４）式で算出される車線逸脱予想時間Ｔttlcは、短くなる方向に補正され、後述するＳ１１５の（１５）式で算出される目標ヨーレートγｔの絶対値が大きくなる方向に補正されることになる。

すなわち、カント上り方向への走行時には、重力加速度が逸脱しようとする車両の逸脱を妨げる方向に作用し、逸脱防止の車両軌跡は、そのままの逸脱防止制御であると車線中央側にシフトされ、車線中央に偏った走行軌跡を描く。これに対し、カント下り方向への走行時には、重力加速度が逸脱しようとする車両の逸脱を助長する方向に作用し、逸脱防止の車両軌跡は、そのままの逸脱防止制御であると車線端側に接近され、場合によっては、車線逸脱を防止できない場合も生じる。このように、横力外乱Ｆxd0による影響を考慮しない場合には、逸脱防止の車両軌跡もばらつき、ドライバに違和感を与えてしまうことになる。従って、上述のように、横力外乱Ｆxd0による第１のオフセット量ｘ_offset1は、カント上り方向の補正では、カント角の絶対値が大きくなるほど車線区画線の路外側へのオフセット量が多くなり、カント下り方向の補正では、カント角の絶対値が大きくなるほど車線区画線の車線中央側へのオフセット量が多くなるように設定することにより、様々な、横力外乱Ｆxd0に対して、ドライバが違和感を持つこと無く逸脱防止の車両軌跡を略一定に保ち、確実に逸脱防止を図ることができるようになっているのである。

次いで、Ｓ１１０に進み、車線幅Ｗ（＝ＣＬ−ＣＲ）に応じたオフセット量、すなわち、第２のオフセット量ｘ_offset2を、例えば、予め実験・計算等により設定しておいた、図５に示すような特性図を参照して算出する。

この車線幅Ｗに応じた第２のオフセット量ｘ_offset2は、車線幅Ｗが予め設定しておいた値よりも広い車線で車両が逸脱する可能性がある場合には、車線幅Ｗが広いほど車線区画線は車線中央側へのオフセット量が多くなる（図８（ａ）参照）。また、車線幅Ｗが予め設定しておいた値よりも狭い車線で車両が逸脱する可能性がある場合には、車線幅Ｗが狭いほど車線区画線は路外側へのオフセット量が多くなるようになっている（図８（ｂ）参照）。

これにより、車線幅Ｗが予め設定しておいた値よりも広い車線で車両が逸脱する可能性がある場合には、後述するＳ１１３の（１４）式で算出される車線逸脱予想時間Ｔttlcは、短くなる方向に補正され、Ｓ１１５の（１５）式で算出される目標ヨーレートγｔの絶対値が大きくなる方向に補正されることになる。

逆に、車線幅Ｗが予め設定しておいた値よりも狭い車線で車両が逸脱する可能性がある場合には、後述するＳ１１３の（１４）式で算出される車線逸脱予想時間Ｔttlcは、長くなる方向に補正され、Ｓ１１５の（１５）式で算出される目標ヨーレートγｔの絶対値が小さくなる方向に補正されることになる。

すなわち、車線を走行するにあたっては、車線幅が広い道路であっても狭い道路であっても車線の中央を走行する方が望ましい。車線逸脱防止制御では、自車両の対車線ヨー角θyawや車線区画線車両距離Ｌを制御パラメータとして用いるため、車線幅Ｗが狭い車線では、特に、車線区画線車両距離Ｌが短くなって、制御が頻繁に介入しがちになる。従って、上述の如く車線幅Ｗに応じた第２のオフセット量ｘ_offset2を設定することにより、車線幅Ｗが広い車線では、そのまま車線の中央を安定して走行できるように制御するが、車線幅が狭い車線では、頻繁な制御によって走行安定性が失われないように制御するのである。

次に、Ｓ１１１に進み、車線形状に応じたオフセット量、すなわち、第３のオフセット量ｘ_offset3を、例えば、予め実験・計算等により設定しておいた、図６に示すような特性図を参照して算出する。

この車線形状に応じた第３のオフセット量ｘ_offset3は、車線のカーブの外側に逸脱する可能性がある場合には、カーブの曲率κが大きいほど車線区画線の車線中央側へのオフセット量が多くなり（図６（ａ）参照）、車線のカーブの内側に逸脱する可能性がある場合には、カーブの曲率κが大きいほど車線区画線の路外側へのオフセット量が多くなるようになっている（図６（ｂ）参照）。

これにより、車線のカーブの外側に逸脱する可能性がある場合には、後述するＳ１１３の（１４）式で算出される車線逸脱予想時間Ｔttlcは、短くなる方向に補正され、Ｓ１１５の（１５）式で算出される目標ヨーレートγｔの絶対値が大きくなる方向に補正されることになる。

逆に、車線のカーブの内側に逸脱する可能性がある場合には、後述するＳ１１３の（１４）式で算出される車線逸脱予想時間Ｔttlcは、長くなる方向に補正され、Ｓ１１５の（１５）式で算出される目標ヨーレートγｔの絶対値が小さくなる方向に補正されることになる。

すなわち、車線のカーブの外側に逸脱する可能性がある場合には、ドライバの視線には路外が目前に迫ってくるため、直進路のような車線逸脱の基準で車線区画線を用いるとドライバに不安感をもたらす虞がある。従って、車線のカーブの外側に逸脱する可能性がある場合には、カーブの曲率κが大きいほど車線区画線の車線中央側へのオフセット量を多くしてドライバが安心してカーブを通過できるようにするのである。

一方、車線のカーブを通過する場合、ドライバの走行手法として、アウトインアウト（out-in-out）走行でカーブを安全に通過しようとする場合も多い。このようなアウトインアウト走行を考慮した場合、車線のカーブの内側に逸脱する基準を通常のままに設定しておくと、車線逸脱防止制御により、車両を道路中央に制御する旋回力が発生してしまい、アウトインアウト走行を妨げてしまう可能性がある。従って、車線のカーブの内側に逸脱する可能性がある場合には、カーブの曲率κが大きいほど車線区画線の路外側へのオフセット量を多くしてドライバのアウトインアウト走行に干渉しないようにするのである。

Ｓ１０９、Ｓ１１０、Ｓ１１１で、第１、２、３のオフセット量ｘ_offset1、ｘ_offset2、ｘ_offset3を算出した後は、Ｓ１１２に進み、例えば、以下の（１３）式により、最終的なオフセット量ｘ_offsetを算出する。
ｘ_offset＝ｘ_offset1＋ｘ_offset2＋ｘ_offset3 …（１３）
次に、Ｓ１１３に進み、例えば、以下の（１４）式により、補正により得られる車線逸脱予想時間Ｔttlcを算出する。

Ｔttlc＝（Ｌ−ｘ_offset）／（Ｖ・ｓｉｎ（θyaw）） …（１４）
次いで、Ｓ１１４に進み、上述の車線逸脱予想時間Ｔttlcが、操舵制御部２０に接続されている警報制御装置４０に出力され、この警報制御装置４０で、車線逸脱予想時間Ｔttlcと予め設定しておいた閾値とが比較され、車線逸脱予想時間Ｔttlcが閾値より短くなった場合には、音声、チャイム音等の聴覚的な警報や、モニタ表示等の視覚的な警報により、ドライバに対して車線逸脱警報が発せられる。

次に、Ｓ１１５に進み、例えば、以下の（１５）式により、目標旋回量としての目標ヨーレートγｔを算出する。
γｔ＝−θyaw／Ｔttlc …（１５）
そして、Ｓ１１６に進んで、例えば、以下の（１６）式により、目標トルクＴｐを算出してモータ駆動部２１に出力し、電動モータ１２を駆動させる。
Ｔｐ＝Ｋｐ・（γｔ−γ）＋Ｋｉ・∫（γｔ−γ）
＋Ｋｄ・ｄ（γｔ−γ）／ｄｔ …（１６）
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。

このように、本実施の形態によれば、対車線ヨー角θyaw、車線幅方向車両横位置ｘｖを算出し、現在の走行状態で車線から逸脱する車線逸脱予想時間を基本車線逸脱予想時間Ｔttlc0として算出し、車線逸脱に至るまでの車線方向距離Ｌｚを算出し、走行路のカントに起因する横力外乱Ｆxd0に応じた車線区画線の第１のオフセット量ｘ_offset1を算出し、車線幅Ｗに応じた車線区画線の第２のオフセット量ｘ_offset2を算出し、車線形状に応じた車線区画線の第３のオフセット量ｘ_offset3を算出し、これら第１，２，３のオフセット量ｘ_offset1，ｘ_offset2，ｘ_offset3で補正した車線区画線により、車線逸脱予想時間Ｔttlcを算出し、目標ヨーレートγｔ、目標トルクＴｐを算出して電動パワーステアリングモータ１２を駆動制御する。このため、カント等の横力外乱が車両に作用する際に、たとえ、カント上り方向への逸脱であっても、カント下り方向への逸脱であっても、また、車線幅Ｗが異なる車線であっても、更に、カーブを通過する場合であっても、第１，２，３のオフセット量ｘ_offset1，ｘ_offset2，ｘ_offset3によって目標ヨーレートγｔが補正・算出され、この目標ヨーレートγｔに基づく目標トルクＴｐが出力されて最適な車線逸脱防止の車線軌跡によりドライバに違和感を与えること無く確実に車線逸脱の防止を図ることが可能となる。

尚、本実施の形態では、車線からの逸脱を判定する逸脱判定線として車線区画線を用いた例で説明したが、他に、例えば車線区画線から所定の車線内側に逸脱を判定する逸脱判定線を設定し、この逸脱判定線を基準に制御するものであっても、本発明が適用できることは言うまでも無い。

また、本発明の実施の形態では、横力外乱Ｆxd0による第１のオフセット量ｘ_offset1と、車線幅Ｗに応じた第２のオフセット量ｘ_offset2と、車線形状に応じた第３のオフセット量ｘ_offset3の３つのオフセット量により車線区画線の位置を補正するようになっているが、第１のオフセット量ｘ_offset1のみの車線区画線の位置の補正、或いは、第１のオフセット量ｘ_offset1と第２のオフセット量ｘ_offset2のみの車線区画線の位置の補正、或いは、第１のオフセット量ｘ_offset1と第３のオフセット量ｘ_offset3のみの車線区画線の位置の補正、更に、第１のオフセット量ｘ_offset1を含む他のオフセット量によって車線区画線の位置を補正するようにしても良い。

１電動パワーステアリング装置（目標旋回量発生手段）
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
１０Ｌ、１０Ｒ車輪
１２電動モータ
２０操舵制御部（外乱情報検出手段、補正手段、逸脱予想手段、目標旋回量算出手段）
２１モータ駆動部
３１前方認識装置（車線検出手段）
３２車速センサ
３３ヨーレートセンサ
３４横加速度センサ
４０警報制御装置

Claims

車両が走行している車線を検出する車線検出手段と、
車両に加わる外乱情報を検出する外乱情報検出手段と、
車両が車線を逸脱すると判定する逸脱判定線の位置情報を、少なくとも上記車両に加わる外乱情報に応じて補正する補正手段と、
上記補正した逸脱判定線の位置情報と走行状態に基づき上記車線からの逸脱の予想を行う逸脱予想手段と、
上記車線からの逸脱予想に基づいて上記車線からの逸脱を防止するのに必要な車両に付加する目標旋回量を算出する目標旋回量算出手段と、
上記目標旋回量を車両に発生させる目標旋回量発生手段と、
を備えた車両の車線逸脱防止制御装置において、
上記外乱情報検出手段で検出する外乱情報は、上記車線のカント角であって、上記補正手段は、車両がカントの上り方向に逸脱する可能性がある場合には、上記車両が逸脱する逸脱判定線の位置を路外方向に補正して、上記目標旋回量算出手段で算出される目標旋回量が小さくなる方向に補正する一方、車両がカントの下り方向に逸脱する可能性がある場合には、上記車両が逸脱する逸脱判定線の位置を車線中央方向に補正して、上記目標旋回量算出手段で算出される目標旋回量が大きくなる方向に補正することを特徴とする車両の車線逸脱防止制御装置。
上記補正手段は、上記車両が逸脱する逸脱判定線の位置情報を、少なくとも上記車両に加わる外乱情報と、上記車線の幅に応じて補正するものであって、
上記補正手段は、上記車線の幅が予め設定しておいた値よりも広い車線で車両が逸脱する可能性がある場合には、上記車両が逸脱する逸脱判定線の位置を車線中央方向に補正して、上記目標旋回量算出手段で算出される目標旋回量が大きくなる方向に補正する一方、上記車線の幅が予め設定しておいた値よりも狭い車線で車両が逸脱する可能性がある場合には、上記車両が逸脱する逸脱判定線の位置を路外方向に補正して、上記目標旋回量算出手段で算出される目標旋回量が小さくなる方向に補正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。
上記補正手段は、上記車両が逸脱する逸脱判定線の位置情報を、少なくとも上記車両に加わる外乱情報と、上記車線の形状に応じて補正するものであって、
上記補正手段は、上記車線のカーブの内側に逸脱する可能性がある場合には、上記車両が逸脱する逸脱判定線の位置を路外方向に補正して、上記目標旋回量算出手段で算出される目標旋回量が小さくなる方向に補正する一方、上記車線のカーブの外側に逸脱する可能性がある場合には、上記車両が逸脱する逸脱判定線の位置を車線中央方向に補正して、上記目標旋回量算出手段で算出される目標旋回量が大きくなる方向に補正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。
上記逸脱予想手段は、上記車線から車両が逸脱するまでの車線逸脱予想時間を算出し、上記目標旋回量算出手段は、上記車線に対する車両のヨー角と上記車線逸脱予想時間を基に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３の何れか一つに記載の車両の車線逸脱防止制御装置。