JP6258729B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の操舵制御を行う技術に関する。

従来、車両を走行路（走行路）から逸脱させることなく走行させるレーンキープアシスト（Lane Keep Assist;LKA）技術を適用した車両制御装置が知られている。
特許文献１には、自車両の走行路からの逸脱傾向に応じて自車両を走行路の中央に戻す方向の操舵量を演算し、演算した操舵量を用いて走行路からの逸脱を防止するように自車両の操舵制御を行う技術が開示されている。具体的には、走行路中央に目標走行位置を設定し、横風や路面の傾斜（カント）等による外乱の影響で発生する目標走行位置からの偏差（横偏差）を減少させるように操舵量が演算されている。特許文献１に記載の技術では、目標走行位置からの横偏差（比例成分Ｐに相当）と横偏差の微分値である横速度（微分成分Ｄに相当）と横偏差の積分値（積分成分Ｉに相当）とに基づく所謂ＰＩＤ制御によって、偏差を目標値（例えば０）に一致させるような操舵量が演算されている。

特開２０１０−３６６４５号公報

前述のレーンキーピング制御にＰＩＤ制御を適用する場合には、一般に、次に示す（１）式が適用される。

δは操舵量を、Δｙは横偏差を、Ｋ_pは比例ゲインを、Ｋ_iは積分ゲインを、Ｋ_dは微分ゲインを、ｔは時間を示す。

ＰＩＤ制御は、横偏差Δｙを０に近付ける上で一般的に有効な制御であるが、積分ゲインＫ_iが大きく設定されると、所謂オーバーシュートが発生する。レーンキーピング制御にＰＩＤ制御を適用する場合、このようなオーバーシュートによって、車両がふらつき、乗員に違和感を与えるという問題が生じ得る。

かといって、積分ゲインＫ_iが、小さく設定されたり、または０に設定されたり（つまり、ＰＤ制御）すると、横風や路面の傾斜（カント）等による定常的な外乱が車両に作用しているような場合には、横偏差を目標値である０に一致させることができず、車両の位置を目標走行位置に合致させることができないという問題が生じ得る。

本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、横風や路面の傾斜（カント）等による定常的な外乱が車両に作用している場合にも、適切に車両の操舵制御を行う技術を提供することを目的としている。

本発明の一側面は、車両制御装置であって、曲率検出手段と、曲率操舵量演算手段と、状態操舵量演算手段と、基準操舵量演算手段と、操舵制御手段とを備える。曲率検出手段は、自車両が走行している走行路の曲率を検出する。曲率操舵量演算手段は、曲率検出手段により検出された曲率に応じて自車両を走行させるための操舵量である曲率操舵量を演算する。状態操舵量演算手段は、走行路の幅方向における自車両の位置を横位置とし、走行路内に設定した目標経路と横位置との距離を横偏差として、走行路の幅方向における自車両の速度である横速度と横偏差とにより表される車両状態を、車両状態の目標値である所定の目標状態に一致させるための操舵量である状態操舵量を演算する。基準操舵量演算手段は、横偏差が一定であると判定したときの操舵量と曲率操舵量との差分として表される操舵量であって、自車両の目標経路からの逸脱を抑制する方向への操舵量である基準操舵量を演算する。操舵制御手段は、曲率操舵量、状態操舵量、及び基準操舵量の総和である目標操舵量に基づいて、自車両の操舵量を制御する。

仮に、目標経路と一致するように車両を走行させるために、曲率操舵量と、状態操舵量（横偏差と横速度とによるＰＤ制御による操舵量）との和として目標操舵量を設定しているにも関わらず、横偏差が０にならず所定値を維持しているような場合には、車両の走行軌跡は目標経路に対して平行になると考えられる。すなわち、このときの操舵量によって車両を目標経路に一致させようとする力と、何らかの定常的な外乱（例えば、道路の傾き（カント）や横風等）により車両を目標経路から逸脱させようとする力が釣り合っていると考えられる。

このような場合、前述した本発明の構成によれば、車両が目標経路に沿って（平行に）走行していると判定したときの操舵量と道路の曲率に応じた曲率操舵量との差分である基準操舵量を更に目標操舵量に加えることで、自車両を走行路から逸脱させようとする外乱による作用を打ち消すことができる。すなわち、基準操舵量を設定することによって、外乱による作用があたかも無かったかのように、目標経路と一致するように自車両を走行させることができる。この結果、横風や路面の傾斜（カント）等による定常的な外乱が車両に作用している場合であっても、車両の乗員に違和感を与えること無く、適切に車両の操舵制御を行うことができる。

なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

車両制御装置の構成を示すブロック図である。 操舵制御処理のフローチャートである。 車両状態を説明するための図である。 （ａ）は基準操舵量が加算されない場合の走行軌跡を示す図であり、（ｂ）は基準操舵量が加算される場合の走行軌跡を示す図である。 車両制御装置の目標操舵量を設定する例を示す図である。 比較のために、ＰＩＤ制御によって目標操舵量を設定する例を示す図である。 変化規制基準操舵量を適用した場合に、目標操舵量を設定する例を示す図である。 （ａ）は変化規制基準操舵量を適用しない場合の走行軌跡を示す図であり、（ｂ）は変化規制基準操舵量を適用した場合の走行軌跡を示す図である。

以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
［１．全体構成］
図１に示す車両制御装置１は、車両に搭載された装置であって、検出部１０、車両制御部２０、操舵制御部３０を備える。

検出部１０は、カメラ１１と操舵角センサ１２と車速センサ１３を備える。カメラ１１は、車室内に備えられたバックミラーの車両前方側に取り付けられ、自車両の前方を撮像した撮像画像を表す画像データを車両制御部２０へ出力する。操舵角センサ１２は、図示しないステアリングの操舵角を検出し、検出結果である操舵角センサ値を車両制御部２０へ出力する。車速センサ１３は、自車両の車軸に取り付けられたパルス発生器から出力される単位時間当たりのパルス数に基づいて当該車軸の回転速度を検出し、検出した回転速度に基づいて自車両の速度を算出し、算出した車速を車両制御部２０へ出力する。

車両制御部２０は、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３を中心に構成された周知のマイクロコンピュータであり、カメラ１１から入力された画像データを用いて、車両の操舵を制御するための目標操舵量を演算して、操舵制御部３０へ出力する。

操舵制御部３０は、車両制御部２０から出力された目標操舵量に従って、ステアリングの操舵制御を行う。なお、操舵制御部３０は周知のものであるため、ここではその詳しい説明は省略する。

［２．処理の説明］
次に、車両制御部２０（ＣＰＵ２１）が実行する操舵制御処理について、図２のフローチャートを用いて説明する。なお、図２に示す処理は、運転者によって操作される所定の制御スイッチ（図示せず）がオンされている間、繰り返し実行される。

まず、Ｓ（ステップ）１００では、カメラ１１にて撮像された画像を表す画像データを取得し、取得した画像データに基づいて自車両が走行している道路の形状（具体的には、道路の曲率）を検出する。例えば、本ステップでは、画像データが表す撮像画像において、路面に描かれた車線境界線（車線中央線、車道外側線等）である白線や黄線を検出し、これらの車線境界線に従って自車両が走行している車線（以下、走行路という）を特定する。そして、自車両前方の所定範囲（例えば、車両前方の数ｍ〜十数ｍの範囲）内にて検出された、走行路の車線境界線の形状から、図３に示すように、走行路の曲率ρを算出する。本実施形態では一例として、走行路において、自車両９の進行方向に対して左右の車線境界線の曲率半径の平均値を曲率ρとして算出する。

図２に戻り、Ｓ１０５では、車両の状態（車両状態）として横偏差と横速度とを検出する。ここでは、走行路の幅方向における自車両９の位置を横位置とし、走行路内に設定した目標経路と横位置との距離を横偏差とし、走行路の幅方向における自車両の速度を横速度とする。

本実施形態では一例として、横偏差及び横速度は、カメラ１１の画像データに基づいて検出される。図３に示すように、例えば、目標経路Ｐは、走行路の幅方向における中央を通り走行路に沿う経路に設定されている。ここで、横偏差は、カメラ１１の画像データが表す画像に基づいて、目標経路Ｐと横位置Ｑとの距離Δｙとして検出される。一方、横速度は、横偏差（距離Δｙ）の微分値（ｄΔｙ／ｄｔ）として算出されてもよいが、本実施形態では一例として、カメラ１１の画像データが表す画像に基づいて検出された自車両９のヨー角θを用いて、（２）式に基づいて算出される。なお、（２）式における車速Ｖは、車速センサ１３によって検出された値を取得して用いる。

続くＳ１１０では、曲率操舵量ＤＡを演算する。曲率操舵量ＤＡは、Ｓ１００により検出された曲率ρに応じて自車両９を走行させるための操舵量である。すなわち、曲率操舵量ＤＡは、走行路の曲がり具合に応じて自車両９を走行させるのに必要な操舵量であり、走行路が直線の場合は０（ＤＡ＝０）である。本実施形態では一例として、予め測定した自車両９の操舵特性から設定された、走行経路の曲率と自車両の車速と操舵量との対応を示すマップに基づき、Ｓ１００で算出した走行路の曲率ρ、Ｓ１０５で算出した車速Ｖに応じて、曲率操舵量ＤＡが演算される。

次にＳ１１５では、状態操舵量ＤＢを演算する。状態操舵量ＤＢは、横偏差と横速度とにより表される車両状態を、車両状態の目標値である所定の目標状態に一致させるための操舵量である。本実施形態では一例として、目標状態は、横偏差が０で、且つ横速度が０の状態に設定されている。

続くＳ１２０では、Ｓ１０５で検出された横速度が、所定の第１速度Ｖ１以上であるか否かを判定する。本ステップでの処理は、後述するように、自車両９に作用する定常的な外乱が無くなったことを検出するための処理である。つまり、自車両９に作用する定常的な外乱が無くなった状態では、一般に横速度が大きく変化するため、本実施形態では一例として、横速度が所定の第１速度Ｖ１以上であることを、自車両９に作用する定常的な外乱が無くなったこととして検出する。ここで、横速度が第１速度Ｖ１以上である場合にＳ１２５へ移行し、第１速度Ｖ１未満である場合はＳ１３０へ移行する。

前述のＳ１２０で横速度が第１速度Ｖ１以上である場合に移行するＳ１２５では、基準操舵量ＤＣをリセット（０にセット）し、Ｓ１３５へ移行する。ここでいう基準操舵量ＤＣは、後述するように、自車両９が目標経路Ｐに対して所定期間にわたって平行に走行しているときの操舵量であって、より正確には、この操舵量から、走行路が曲がっている場合の曲率操舵量ＤＡを減算した操舵量である。また、基準操舵量ＤＣは、自車両９に作用する定常的な外乱を打ち消すための操舵量であるため、Ｓ１２０にて定常的な外乱が無くなったと判断されて移行する本ステップでは、基準操舵量ＤＣを初期化（０にセット）する処理を行う。

前述のＳ１２０で横速度が第１速度Ｖ１未満である場合に移行するＳ１３０では、横偏差が一定であるか否か（すなわち、自車両９が目標経路Ｐに対して平行に走行しているか否か）を判定する。本ステップでは、一例として、横速度が所定の第２速度Ｖ２未満であることを、横偏差が一定であることとして判定する。第２速度Ｖ２は、０に近い値（Ｖ２＞０）であり、前述の第１速度Ｖ１より十分小さい値（Ｖ２≪Ｖ１）に設定されている。ここで、横速度が第２速度Ｖ２未満である場合はＳ１４０へ移行し、横速度が第２速度Ｖ２以上である場合はＳ１３５へ移行する。

前述のＳ１３０で横速度が第２速度Ｖ２以上である場合に移行するＳ１３５では、横速度が第２速度Ｖ２未満である期間（すなわち、自車両９が目標経路Ｐに対して平行に走行している期間）をカウントするための基準カウンタＣをリセット（０にセット）し、Ｓ１６０へ移行する。

前述のＳ１３０で横速度が第２速度Ｖ２未満である場合（すなわち、自車両９が目標経路Ｐに対して平行に走行している場合）に移行するＳ１４０では、基準カウンタＣをインクリメント（Ｃ←Ｃ＋１）し、Ｓ１４５へ移行する。

Ｓ１４５では、基準カウンタＣが所定の待機回数Ｗ以上（Ｃ≧Ｗ）であるか否かを判定する。すなわち、基準カウンタＣが待機回数Ｗになるまでの所定期間（待機期間Ｔｗという）にわたって、自車両９が目標経路Ｐに対して平行に走行し続けているか否かを判定する。ここで、基準カウンタＣが待機回数Ｗ未満である場合はＳ１６０へ移行し、基準カウンタＣが待機回数Ｗ以上である場合はＳ１５０へ移行する。

Ｓ１５０では、操舵角センサ１２から操舵角センサ値を取得し、この操舵角センサ値に応じた操舵量Ｘを算出する。つまり、操舵角センサ値はステアリングの回転角度を表す値であるため、本ステップでは、取得した操舵角センサ値を、操舵角センサ値が表す回転角度を得るために必要な操舵量（操舵量Ｘ）に変換する。

次にＳ１５５では、Ｓ１５０で算出した操舵量ＸからＳ１１０で算出した曲率操舵量ＤＡを減算した値を、基準操舵量ＤＣとして設定する。このように、基準操舵量ＤＣは、自車両９が目標経路Ｐに対して所定期間（待機期間Ｔｗ）にわたって平行に走行しているときの操舵量（正確には、平行に走行しているときの操舵量から、走行路の曲がり具合に応じた曲率操舵量ＤＡを減算した操舵量）である。

ところで、自車両９が目標経路Ｐに対して平行に走行しているときは、自車両９を走行路（目標経路Ｐ）から逸脱させようとする方向に作用する力と、自車両９を目標経路Ｐに近付ける方向に作用する力とが釣り合っているときである。自車両９を目標経路Ｐから逸脱させようとする方向に作用する力としては、例えば、道路の傾き（カント）や横風等のように、何らかの定常的な外乱によって作用する力が挙げられる。これに対し、自車両９を目標経路Ｐに近付ける方向に作用する力は、操舵量Ｘに基づく力である。但し、操舵量Ｘには、走行路の曲がり具合に応じた操舵量（曲率操舵量ＤＡに相当する）も含まれている。

そこで、本ステップでは、操舵量Ｘから曲率操舵量ＤＡを減算した操舵量に基づく力が、何らかの定常的な外乱によって自車両９を走行路（目標経路Ｐ）から逸脱させようとする力に釣り合っているものとして、自車両９の目標経路Ｐからの逸脱を抑制する方向へのこの操舵量（Ｘ−ＤＡ）を基準操舵量ＤＣとして設定する。つまり、基準操舵量ＤＣは、自車両９に作用する定常的な外乱を打ち消すための操舵量である。

続くＳ１６０では、曲率操舵量ＤＡと状態操舵量ＤＢと基準操舵量ＤＣとの総和を、目標操舵量Ｍとして設定する。すなわち、本ステップでは、走行路が曲線状である場合には走行路の曲率ρに応じた操舵量である曲率操舵量ＤＡによって状態操舵量ＤＢを補正し、自車両９に定常的な外乱が作用している場合には、定常的な外乱に応じた操舵量であって定常的な外乱による作用を打ち消す方向への操舵量である基準操舵量ＤＣによって状態操舵量ＤＢを補正して、目標操舵量Ｍを設定する。

最後にＳ１６５では、Ｓ１６０で設定された目標操舵量Ｍを用いて、操舵制御部３０に自車両９の操舵制御を行わせる。そして、本操舵制御処理を終了する。
［３．作動］
このように構成された車両制御装置１の作動の一例を説明する。

なお、本実施形態では一例として、車両制御装置１では、運転者によって操作される前述の制御スイッチがオンされていない間は、車両制御部２０によって、図２に示す操舵制御処理のフローチャートにおけるＳ１００〜Ｓ１１５、及びＳ１６０〜Ｓ１６５の処理が繰り返し実行されるようになっているものとする。但し、Ｓ１６０における基準操舵量ＤＣの値は０に設定されており、曲率操舵量ＤＡと状態操舵量ＤＢとの合計値として目標操舵量Ｍが算出され、算出された目標操舵量Ｍに基づいて自車両９の操舵制御が行われているものとする。ここで、例えばこの様な車両制御装置１では、自車両９に定常的な外乱が作用していない場合は、曲率操舵量ＤＡと状態操舵量ＤＢとの合計値として算出された目標操舵量Ｍによって、車両状態が所定の目標状態に一致するように、自車両９についての操舵制御が行われる。

一方、自車両９に定常的に外乱が作用する場合は、車両制御装置１は、次のように作動する。なお、自車両９に定常的に外乱が作用する場合の一例として、ここでは、図４（ａ）に示すように、路面が自車両９の進行方向に対して右側から左側へ傾斜しているような直線状の道路を、自車両９が走行する場合について説明する。この場合、自車両９には、走行路の路面の横断勾配（カント）によって、自車両９を走行路から逸脱させようとする方向に（図４（ａ）では自車両９の進行方向に対して左向きに）、定常的に外乱が作用する。

すなわち、自車両９に定常的に作用する外乱によって、図５（ｇ）に示すように、横偏差が一定になる状況（自車両９が目標経路Ｐに対して平行に走行している状況）が生じ得る。これは、前述の標準目標操舵量による自車両９を目標経路Ｐに近付ける方向に作用する力と、定常的な外乱による自車両９を走行路（目標経路Ｐ）から逸脱させようとする方向に作用する力とが釣り合う状況が生じるからである。

ここで、時刻ｔ１で運転者によって操作される前述の制御スイッチがオンされると、前述の操舵制御処理の実行が開始される（作動開始）。作動開始時は、基準操舵量ＤＣは、前述のように０に設定されている（図５（ｃ）参照）。

図５（ｅ）に示すように横速度として０が検出された場合、自車両９が目標経路Ｐに対して平行に走行していると判断され（Ｓ１３０；ＹＥＳ）、図５（ｆ）に示すように、基準カウンタＣのカウントアップが開始される（Ｓ１４０）。

時刻ｔ２で、図５（ｆ）に示すように基準カウンタＣが待機回数Ｗに等しくなると、すなわち待機期間Ｔｗにわたって自車両９が目標経路Ｐに対して平行に走行し続けていることが検出されると（Ｓ１４５；ＹＥＳ）、図５（ｃ）に示すように、このときの操舵角センサ値に応じた操舵量Ｘから曲率操舵量ＤＡを減算した値（ここでは、走行路が直線状でありＤＡ＝０であるため、操舵量Ｘ）が基準操舵量ＤＣとして設定される（Ｓ１５５）。

目標操舵量Ｍは、基準操舵量ＤＣが設定されると、前述の制御スイッチがオンされる前に算出された曲率操舵量ＤＡと状態操舵量ＤＢとの合計値に代えて、図５（ｄ）に示すように、曲率操舵量ＤＡと状態操舵量ＤＢと基準操舵量ＤＣとの合計値に設定される（Ｓ１６０）。

目標操舵量Ｍが設定されると、図５（ｅ）に示すように、横速度は、目標操舵量Ｍに応じた値となるため０ではなくなり（Ｓ１３０；ＮＯ）、図５（ｆ）に示すように、基準カウンタＣがリセットされる（Ｓ１３５）。

時刻ｔ２以降は、図５（ｇ）に示すように、横偏差が次第に０に近づくように減少を開始し、図５（ｂ）及び図５（ｄ）に示すように、状態操舵量ＤＢ及び目標操舵量Ｍは０に近づくように減少していく。但し、基準操舵量ＤＣは、時刻ｔ２のときの操舵角センサ値に応じた操舵量Ｘを維持し続ける。

時刻ｔ３で、図５（ｇ）に示すように、横偏差の低減が完了し（横偏差が０になり）、図５（ｅ）に示すように、横速度の低減が完了すると（横速度が０になると）、図４（ｂ）に示すように、自車両９の走行経路が目標経路Ｐに一致する。この結果、図５（ｂ）に示すように、状態操舵量ＤＢは０となる。すなわち、時刻ｔ３以降は、目標操舵量Ｍの値は基準操舵量ＤＣの値に等しくなる。そして、この目標操舵量Ｍに基づく操舵制御によって、横偏差及び横速度が共に０に維持され続けるようになる。

なお、走行路が曲線状である場合は、曲率ρに応じて曲率操舵量ＤＡが設定される（ＤＡ≠０）以外は、走行路が直線上である場合と同様に作動する。
［４．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。

［４Ａ］車両制御部２０は、曲率操舵量ＤＡ（Ｓ１１０）と状態操舵量ＤＢ（Ｓ１１５）と基準操舵量ＤＣ（Ｓ１５５）との総和である目標操舵量Ｍに基づいて、自車両９の操舵制御を行う（Ｓ１６０）。ここで、基準操舵量ＤＣ、走行路の曲率ρに応じて自車両９を走行させるための操舵量であり、状態操舵量ＤＢは、横偏差及び横偏差を微分した値である横速度を０に一致させるための操舵量である。また、基準操舵量ＤＣは、横偏差が一定であると判定したときの操舵角センサ１２から検出される操舵量と曲率操舵量ＤＡとの差分として表される操舵量であって、自車両９の目標経路Ｐからの逸脱を抑制する方向への操舵量である。

例えば、目標経路Ｐと一致するように自車両９を走行させるために、曲率操舵量ＤＡと状態操舵量ＤＢとの和として目標操舵量Ｍを設定しているにも関わらず、自車両９が目標経路Ｐに沿って（すなわち平行に）走行しているような場合は、このときの操舵量によって自車両９を目標経路Ｐに一致させようとする力と、何らかの定常的な外乱（例えば、走行路の路面の傾斜（カント）や横風等）により自車両９を目標経路Ｐから逸脱させようとする力が釣り合っていると考えられる。

このような場合、本実施形態によれば、自車両９が目標経路Ｐに沿って（平行に）走行していると判定したときの状態操舵量ＤＢと走行路の曲率ρに応じた曲率操舵量ＤＡとの差分である基準操舵量ＤＣを更に目標操舵量Ｍに加えることで、自車両９を走行路から逸脱させようとする外乱による作用を打ち消すことができる。すなわち、基準操舵量ＤＣを設定することによって、定常的な外乱による作用があたかも無かったかのように、目標経路Ｐと一致するように自車両９を走行させることができる。この結果、横風や路面の傾斜（カント）等による定常的な外乱が自車両９に作用している場合であっても、自車両９の乗員に違和感を与えること無く、適切に自車両９の操舵制御を行うことができる。

なお、比較のために、本実施形態のようなレーンキーピング制御に、（１）式に従ってＰＩＤ制御を適用する場合について説明する。ＰＩＤ制御では、例えば図６（ａ）に示すように、時刻ｔｓにおいて所定値を有する横偏差（Ｐ）を０にすべく、当該横偏差（Ｐ）に基づく操舵量（図６（ｄ））と、図６（ｂ）に示す横偏差の微分値（Ｄ）に基づく操舵量（図６（ｅ））と、図６（ｃ）に示す横偏差の積分値（Ｉ）に基づく操舵量（図６（ｆ））との総和として、図６（ｇ）に示す目標操舵量（Ｐ＋Ｄ＋Ｉ）が演算される。図６は、（１）式における積分ゲインＫ_iが過大に設定されている場合の一例を示す図であり、目標操舵量（Ｐ＋Ｄ＋Ｉ）による操舵制御によって、時刻ｔｍにおいて横偏差（Ｐ）が０となった後に、時刻ｔｓ〜時刻ｔｍの間とは反対側に横偏差（Ｐ）が生じる様子（所謂オーバーシュートが発生する様子）を示している（図６（ａ）参照）。このような積分ゲインＫ_iが過大に設定されている場合のＰＩＤ制御では、横風や路面の傾斜（カント）等による定常的な外乱が車両に作用しているような場合に、目標とする位置（横偏差（Ｐ）が０となる位置）に車両を近付けることはできるが、車両がふらつき、乗員に違和感を与えるという問題が生じ得る。

これに対し、本実施形態の車両制御部２０は、横偏差の積分値（Ｉ）を用いることなく、代わりに基準操舵量ＤＣを用いている。従って、横偏差の積分値（Ｉ）に起因する所謂オーバーシュートにより車両がふらつくという現象を抑制することができる。

［４Ｂ］車両制御部２０は、横速度が所定期間（本実施形態では基準カウンタＣの値が所定値Ｗに達するまでの待機期間Ｔｗ）以上にわたって所定値（本実施形態では第２速度Ｖ２）未満である場合に、横偏差が一定であると判定する（Ｓ１３０〜Ｓ１５５）。これによれば、横速度が第２速度Ｖ２未満であるか否かを瞬時値によって判定する場合と比較して、測定誤差等の影響を抑制することができる。この結果、誤った測定結果に基づく不要な操舵が抑制され、乗員の違和感を低減することができる。

［４Ｃ］車両制御部２０は、ヨー角θに基づいて、横速度が一定であるか否かを判定している。すなわち、自車両９が横方向へ移動するとヨー角θが所定値以上となる（自車両９が経路方向に対して傾く）ので、ヨー角θを用いても、横偏差が一定であるか否かを判定することができる。本実施形態では、ヨー角θを用いて横速度を算出しているため、例えば、横偏差の検出精度が低い場合であっても（このような場合、検出された横偏差の微分値である横速度の精度も低くなる）、精度よく横速度を検出することができる。

［４Ｄ］車両制御部２０は、横速度が所定値（本実施形態では、第１速度Ｖ１）以上である場合に、基準操舵量ＤＣの演算結果を０にする（Ｓ１２５）。これによれば、横速度が大きくなる場合、すなわち、横風や走行路の路面の傾斜（カント）等の定常的な外乱が急に無くなった場合や、外乱の向きが逆になった場合には、基準操舵量ＤＣがリセットされるため、目標経路Ｐから外れることなく自車両９を走行させることができる。

なお、本実施形態では、Ｓ１００が曲率検出手段としての処理の一例に相当し、Ｓ１１０が曲率操舵量演算手段としての処理の一例に相当し、Ｓ１１５が状態操舵量演算手段としての処理の一例に相当し、Ｓ１５５が基準操舵量演算手段としての処理の一例に相当し、Ｓ１６５が操舵制御手段としての処理の一例に相当する。

［５．他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

［５Ａ］上記実施形態では、所定の待機期間Ｔｗにわたって自車両９が目標経路Ｐに対して平行に走行し続けていることが検出されると（Ｓ１４５；ＹＥＳ）、操舵角センサ値に応じた操舵量Ｘから曲率操舵量ＤＡを減算した値を、即座に基準操舵量ＤＣとして設定していた（Ｓ１５５）。これに対し、車両制御部２０は、図７に示すように、所定の待機期間Ｔｗにわたって自車両９が目標経路Ｐに対して平行に走行し続けていることを検出し、基準操舵量ＤＣとして既に演算されていた第１の演算量ＤＣ１とは異なる第２の演算量ＤＣ２を算出した場合には、目標操舵量Ｍを算出するための基準操舵量ＤＣを、第１の演算量ＤＣ１から第２の演算量ＤＣ２へ徐々に変化させるようにしてもよい。

例えば、一例として図７に示すように、基準操舵量ＤＣとして既に第１の演算量ＤＣ１がリセット（０にセット）されており（ＤＣ１＝０）、時刻ｔ２で所定の待機期間Ｔｗにわたって自車両９が目標経路Ｐに対して平行に走行し続けていることが検出され、第１の演算量ＤＣ１とは異なる第２の演算量ＤＣ２（ＤＣ２＝Ｘ）が基準操舵量ＤＣとして演算されたとする（図７（ｃ）参照）。この場合、車両制御部２０は、所定の変化期間Ｔｈ（時刻ｔ２〜時刻ｔ４）にわたって、第１の演算量ＤＣ１（ＤＣ１＝０）から第２の演算量ＤＣ２（ＤＣ２＝Ｘ）へ徐々に変化させるように変化規制基準操舵量ＤＣｈを演算し（図７（ｄ）参照）、基準操舵量ＤＣに代えて変化規制基準操舵量ＤＣｈを用いて、目標操舵量Ｍを算出してもよい（図７（ｄ）参照）。なお、所定の変化期間Ｔｈは、例えば図７（ｈ）に示すように、変化量制御カウンタによってカウントされる。

これにより、変化規制基準操舵量ＤＣｈを適用しない上記実施形態と比べて、目標操舵量Ｍが滑らかに変化する。この結果、図８（ｂ）に示すように、変化規制基準操舵量Ｄｃｈを適用しない上記実施形態と比べて（図８（ａ）参照）、自車両９の走行軌跡が滑らかに変化する。これにより、乗員の違和感をより低減することができる。

［５Ｂ］上記実施形態では、車両制御部２０は、横速度が所定値（第１速度Ｖ１）以上であることを、自車両９に作用する定常的な外乱が無くなったこととして検出していたが、これに限らず、例えば、横速度を微分することにより得られる横加速度が所定値以上であることを、自車両９に作用する定常的な外乱が無くなったこととして検出してもよい。

［５Ｃ］上記実施形態では、車両制御部２０は、走行路の曲率ρを、カメラ１１による撮像画像に基づいて検出していたが、これに限らず、例えばナビゲーション装置を備える場合であれば、車両制御部２０は、ナビゲーション装置が有する地図情報と、ＧＰＳ衛星より受信した信号に基づき検出される自車両９の現在位置の情報とに基づいて、走行路の曲率ρを検出してもよい。

［５Ｄ］上記実施形態では、横速度は、ヨー角θに基づいて算出されていたが、これに限らず、横偏差（距離Δｙ）の微分値（ｄΔｙ／ｄｔ）として算出されてもよい。
［５Ｅ］上記実施形態では、カメラ１１による撮像画像に基づいて車両状態（横偏差、横速度）を検出していたが、これに限らず、レーザレーダによって車両状態を検出してもよい。

［５Ｆ］上記実施形態では、本発明の特徴部分を明確にするため、運転者によって操作される制御スイッチがオフされている間は、車両制御部２０によって、曲率操舵量ＤＡと状態操舵量ＤＢとの合計値（基準操舵量ＤＣ＝０）を目標操舵量Ｍとした操舵制御が行われるものとして、車両制御装置１の作動を説明したが、これはあくまで一例であり、車両制御装置１の構成はこれに限らない。例えば、運転者によって操作される制御スイッチがオフされている間は、車両制御部２０によって、目標操舵量Ｍに基づく操舵制御そのものが行われないように車両制御装置１を構成してもよい。

［５Ｇ］上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。

［５Ｈ］本発明は、前述した車両制御装置１の他、当該車両制御装置１を構成要素とするシステム、当該車両制御装置１としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、車両制御方法など、種々の形態で実現することができる。

１…車両制御装置 １０…検出部 １１…カメラ １２…操舵角センサ ２０…車両制御部 ３０…操舵制御部。

Claims (7)

1. 自車両が走行している走行路の曲率を検出する曲率検出手段（Ｓ１００）と、
   前記曲率検出手段により検出された曲率に応じて自車両を走行させるための操舵量である曲率操舵量を演算する曲率操舵量演算手段（Ｓ１１０）と、
   前記走行路の幅方向における自車両の位置を横位置とし、前記走行路内に設定した目標経路と前記横位置との距離を横偏差として、前記走行路の幅方向における自車両の速度である横速度と前記横偏差とにより表される車両状態を、前記車両状態の目標値である所定の目標状態に一致させるための操舵量である状態操舵量を演算する状態操舵量演算手段（Ｓ１１５）と、
   前記横偏差が一定であると判定したときの操舵量と前記曲率操舵量との差分として表される操舵量であって、自車両の前記目標経路からの逸脱を抑制する方向への操舵量である基準操舵量を演算する基準操舵量演算手段（Ｓ１５５）と、
   前記曲率操舵量、前記状態操舵量、及び前記基準操舵量の総和である目標操舵量に基づいて、自車両の操舵量を制御する操舵制御手段（Ｓ１６５）と、
   を備えることを特徴とする車両制御装置。
2. 請求項１に記載の車両制御装置であって、
   前記基準操舵量演算手段は、前記横速度が所定期間以上にわたって所定値以下である場合、前記横偏差が一定であると判定する
   ことを特徴とする車両制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の車両制御装置であって、
   前記基準操舵量演算手段は、ヨー角に基づいて、前記横偏差が一定であると判定する
   ことを特徴とする車両制御装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
   前記操舵制御手段は、前記基準操舵量演算手段によって、既に演算されていた第１の演算量とは異なる第２の演算量が演算された場合には、前記目標操舵量を演算するための前記基準操舵量を前記第１の演算量から前記第２の演算量へ徐々に変化させる
   ことを特徴とする車両制御装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
   前記基準操舵量演算手段は、前記横速度が所定値以上である場合に、前記基準操舵量の演算結果を０にする
   ことを特徴とする車両制御装置。
6. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
   前記基準操舵量演算手段は、前記横速度を微分することにより得られる横加速度が所定値以上である場合に、前記基準操舵量の演算結果を０にする
   ことを特徴とする車両制御装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
   前記基準操舵量演算手段は、前記基準操舵量を、前記横偏差が一定であると判定したときの操舵量と前記曲率操舵量との差分として演算する
   ことを特徴とする車両制御装置。

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