JP6766738B2 - パス追従制御システム - Google Patents

Description

本発明は、車両が目標パスに追従するように車両の走行を制御するパス追従制御システムに関する。

車両の車輪の舵角を算出する舵角センサが知られている。舵角センサによって算出される舵角を、以下「センサ舵角」と呼ぶ。舵角センサとして相対角センサが用いられる場合、センサ舵角の基準となる「舵角中点」が必要である。この舵角中点は、車両が直進状態にあるときのセンサ舵角であり、「直進舵角」あるいは「中立舵角」とも呼ばれる。舵角中点は、記憶装置に記憶され、舵角センサによるセンサ舵角の算出に使用される。また、絶対角センサにおいても、センサの中立位置舵角と直進舵角は一致しない事があるため、直進舵角を別途記憶する必要がある。

但し、舵角中点は、時間の経過と共に変化する可能性がある。例えば、舵角センサや車両部品（サスペンション等）の経年変化、温度変化、あるいは車両の整備によって、舵角中点は変化する。その結果、現在使用中の舵角中点が正確な舵角中点からずれている可能性がある。このような舵角中点のずれは車両制御の精度の低下を招くため、舵角中点を精度良く把握することが重要である。

特許文献１は、車両を先行車両に追従させる制御を行う追従制御装置を開示している。車両が直進走行をしているとき、追従制御装置は、先行車両の舵角を車車間通信を介して取得し、また、自車両の舵角を舵角センサによって算出する。そして、追従制御装置は、先行車両の舵角と自車両の舵角との差分を、舵角中点として設定する。

特許文献２は、電動パワーステアリング装置を開示している。この電動パワーステアリング装置は、直進状態判定手段と舵角中点演算手段を備えている。直進状態判定手段は、車両が直進状態にあるか否かを判定する。車両が直進状態にあるとき、舵角中点演算手段は、所定時間内に舵角センサによって検出された複数の検出角の平均値を算出し、その平均値を用いて舵角中点を算出する。

特許文献３は、自動運転システムを開示している。その自動運転システムは、車両の周辺情報を検出する周辺情報検出部と、検出された周辺情報及び地図情報に基づいて車両の走行計画を生成する走行計画生成部と、生成された走行計画に従って車両の走行を自動的に制御する走行制御部と、を備える。

特開２０１３−１０７５７１号公報 特開２００６−１０３３９０号公報 特開２０１６−０９９７１３号公報

車両における自動運転制御あるいは運転支援制御の一種として、「パス追従制御（path-following control）」が知られている。パス追従制御では、車両が目標パスに追従するように、車両の走行が自動的に制御される。より詳細には、車両が目標パスに追従するために必要な目標舵角が算出される。そして、舵角センサによって算出されるセンサ舵角が目標舵角となるように、車両の転舵制御が行われる。

ここで、上述の通り、現在使用中の舵角中点は必ずしも正確ではない。つまり、現在使用中の舵角中点は、実際の直進状態からずれている可能性がある。このような舵角中点のずれは、パス追従制御の精度の低下、つまり、目標パスに対する追従性能の低下の原因となる。従って、パス追従制御を実施する際には、舵角中点を精度良く把握することが望まれる。

しかしながら、特許文献１に開示されている舵角中点の設定方法によれば、先行車両の舵角に関する情報が必要である。従って、先行車両が存在しない場合には、舵角中点を設定することができない。また、特許文献１及び特許文献２では、舵角中点を設定する際に、車両が直進走行している必要がある。従って、車両が直進走行をしていない場合には、舵角中点を設定することができない。

パス追従制御を開始する際、先行車両が都合よく存在するとは限らない。また、パス追従制御を開始する際、車両が都合よく直進走行しているとは限らない。パス追従制御を開始する際に舵角中点を精度良く設定することができなければ、その後のパス追従制御の精度は低下し、目標パスに対する追従性能が低下する。

本発明の１つの目的は、目標パスに追従するように車両の走行を制御するパス追従制御を開始する際に、舵角中点を精度良く設定することができる技術を提供することにある。

本発明の１つの観点において、車両に搭載されるパス追従制御システムが提供される。
パス追従制御システムは、
前記車両の車輪を転舵する転舵装置と、
舵角中点を基準とした前記車輪の舵角を、センサ舵角として取得する舵角センサと、
前記車両が目標パスに追従するように前記車両の走行を自動的に制御するパス追従制御を行う制御装置と
を備える。
前記制御装置は、
前記目標パスを算出する処理と、
前記車両が前記目標パスに追従するために必要な目標舵角を、前記目標パスの旋回半径に応じて算出する処理と、
前記センサ舵角が前記目標舵角となるように前記転舵装置を制御する処理と
を行う。
前記パス追従制御の開始時の前記センサ舵角は、ドライバ舵角である。
前記パス追従制御の開始時、前記制御装置は、前記ドライバ舵角と前記目標舵角を取得し、前記ドライバ舵角と前記目標舵角との差に基づいて前記舵角中点を設定する。

本発明に係るパス追従制御システムは、パス追従制御の開始時に舵角中点を設定することができる。その舵角中点の設定は、次のような知見に立脚している。

すなわち、同じ形状（旋回半径）のレーンを走行する際、車両のドライバとパス追従制御システムは、同じ量だけ車輪を転舵すると考えられる。ドライバによる転舵量は、パス追従制御開始時のセンサ舵角であるドライバ舵角に反映される。一方、パス追従制御システムによる転舵量は、旋回半径に応じた目標舵角に反映される。現在使用中の舵角中点が正確な舵角中点と一致している場合、ドライバ舵角と目標舵角との間には差はないと考えられる。一方、現在使用中の舵角中点が正確な舵角中点からずれている場合、そのずれ量が、ドライバ舵角と目標舵角との差として現れる。

従って、本発明に係るパス追従制御システムは、パス追従制御の開始時に、ドライバ舵角と目標舵角を取得し、ドライバ舵角と目標舵角との差に基づいて舵角中点を設定（更新）する。これにより、その後のパス追従制御の精度が向上し、目標パスに対する追従性能が向上する。

また、本発明によれば、ドライバ舵角と目標舵角さえ取得することができれば、車両は直進していても旋回していても構わない。先行車両に関する情報も不要であるため、先行車両が存在している必要もない。特許文献１や特許文献２と比較して、本発明は制約が少ないと言える。従って、舵角中点を設定しやすくなり、結果として高精度のパス追従制御を開始しやすくなる。

本発明の実施の形態に係るパス追従制御システムによるパス追従制御を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態における舵角センサの舵角中点の“ずれ”を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態に係る舵角中点の設定方法を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態に係る舵角中点の設定方法を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態に係るパス追従制御システムの構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係るパス追従制御システムの制御装置の機能構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係るパス追従制御システムにおける舵角中点の設定方法を示すフローチャートである。

添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

１．概要
図１は、本実施の形態に係るパス追従制御システムによるパス追従制御を説明するための概念図である。パス追従制御システムは、車両１に搭載されており、車両１が目標パスＴＰに追従するように車両１の走行を自動的に制御する。このようなパス追従制御は、自動運転制御あるいは運転支援制御の一種である。つまり、パス追従制御システムは、自動運転システムあるいは運転支援システムの一部である。

図１に示される例において、目標パスＴＰの形状は旋回半径Ｒｐで規定される。目標パスＴＰの形状（すなわち旋回半径Ｒｐ）、目標パスＴＰと車両１との相対位置、及び車速Ｖｘが決まれば、車両１が目標パスＴＰに追従するために必要な車両状態量を求めることができる。そのような車両状態量としては、ヨーレートＹｒ、横加速度Ｇｙ、及びヨー角オフセットθｙｏが挙げられる。ここで、ヨー角オフセットθｙｏは、車両１の進行方向と車両１の直近の位置における目標パスＴＰの接線とのなす角度である。

更に、パス追従制御システムは、上記の車両状態量から、車両１が目標パスＴＰに追従するために必要な車両制御量を算出する。そして、パス追従制御システムは、算出された車両制御量に従って、車両１の走行を制御する。典型的には、車両制御量は、車両１の車輪の目標舵角を含む。パス追従制御システムは、車輪の舵角が目標舵角となるように、車輪を自動的に転舵する転舵制御を行う。

この転舵制御において、車輪の舵角は、舵角センサによって取得される。舵角センサによって取得される舵角を、以下「センサ舵角」と呼ぶ。舵角センサとして相対角センサが用いられる場合、センサ舵角の基準となる「舵角中点θｎ」が必要である。この舵角中点θｎは、車両１が直進状態にあるときのセンサ舵角であり、「直進舵角」あるいは「中立舵角」とも呼ばれる。舵角中点θｎは、記憶装置に記憶され、舵角センサによるセンサ舵角の算出に使用される。

但し、舵角中点θｎは、時間の経過と共に変化する可能性がある。例えば、舵角センサや車両部品（サスペンション等）の経年変化、温度変化、あるいは車両１の整備によって、舵角中点θｎは変化する。その結果、現在使用中の舵角中点θｎが正確な舵角中点θｎからずれている可能性がある。

図２は、舵角センサの舵角中点θｎの“ずれ”を説明するための概念図である。横軸はセンサ舵角を示し、縦軸は実舵角を示している。上述の通り、舵角中点θｎは、車両１が直進状態にあるときのセンサ舵角であり、実舵角がゼロであるときのセンサ舵角である。図２において、現在使用中の舵角中点θｎは正確な舵角中点θｎからずれている。正確な舵角中点θｎと現在使用中の舵角中点θｎとの間のずれ量は、オフセットδｏｆｆで表されている。

このような舵角中点θｎのずれは、パス追従制御の精度の低下、つまり、目標パスＴＰに対する追従性能の低下の原因となる。特に、パス追従制御を開始する際に舵角中点θｎを精度良く設定することができなければ、その後のパス追従制御の精度は低下し、目標パスＴＰに対する追従性能が低下する。従って、パス追従制御を開始する際に、舵角中点θｎを精度良く設定することが望まれる。

図３及び図４は、本実施の形態に係る舵角中点θｎの設定方法を説明するための概念図である。本実施の形態によれば、パス追従制御の開始時に舵角中点θｎが設定（更新）される。

例えば、図３に示されるように、車両１が旋回しているときにパス追従制御が開始した場合を考える。パス追従制御の開始前は、車両１のドライバがハンドルを用いて操舵を行い、パス追従制御の開始後は、パス追従制御システムが転舵制御を行う。同じ曲率（旋回半径Ｒｐ）のカーブを旋回するとき、ドライバもパス追従制御システムもほぼ同じ量だけ車輪を転舵すると考えられる。

図４を参照して、更に詳しく説明する。図４中の（ａ）欄は、パス追従制御の開始直前におけるドライバによる転舵量を示している。横軸は実舵角を示し、縦軸は走行レーンの曲率を示している。パス追従制御の開始直前、ドライバは、車両１が走行レーンに沿って走行するようにハンドルを操舵している。このときの転舵量（実舵角）は、走行レーンの曲率に応じて変わり、曲率が大きくなるほど実舵角も大きくなる。曲率がある値Ｃであるとき、ドライバによる転舵量はδｃであるとする。

図４中の（ｂ）欄は、パス追従制御の開始後におけるパス追従制御システムによる転舵量を示している。横軸はセンサ舵角を示し、縦軸は目標パスＴＰの曲率を示している。パス追従制御の開始後、パス追従制御システムは、走行レーンに沿った目標パスＴＰを設定し、その目標パスＴＰに車両１が追従するように転舵制御を行う。この転舵制御における目標舵角は、主に、目標パスＴＰの曲率、すなわち、目標パスＴＰの旋回半径Ｒｐ（図１参照）に応じて算出される。目標パスＴＰの旋回半径Ｒｐに応じて算出される目標舵角成分は、以下「目標舵角θｒｐ」と呼ばれる。すなわち、目標舵角θｒｐは、下記式（１）のように、旋回半径Ｒｐの関数として表される。

式（１）：
θｒｐ＝ｆ（Ｒｐ）

同じ形状（曲率Ｃ、旋回半径Ｒｐ）のレーンを走行するとき、ドライバもパス追従制御システムもほぼ同じ量だけ車輪を転舵すると考えられる。つまり、旋回半径Ｒｐに応じた目標舵角θｒｐは、図４中の（ａ）欄で示されたドライバによる転舵量δｃにほぼ等しいと考えられる。

式（２）：
θｒｐ＝ｆ（Ｒｐ）≒δｃ

図４中の（ｃ）欄は、（ａ）欄と（ｂ）欄の重ね合わせを示している。横軸はセンサ舵角を示し、縦軸は曲率を示している。既出の図２の場合と同様に、現在使用中の舵角中点θｎは正確な舵角中点θｎからずれている。正確な舵角中点θｎと現在使用中の舵角中点θｎとの間のずれ量は、オフセットδｏｆｆである。オフセットδｏｆｆを求めることは、正確な舵角中点θｎを求めることと等価である。

パス追従制御の開始の直前まで、ドライバが操舵を行っている。従って、パス追従制御の開始時のセンサ舵角は、ドライバによる転舵量δｃを反映した値となる。このようなパス追従制御の開始時のセンサ舵角は、以下「ドライバ舵角θｓｔｒ」と呼ばれる。図４から分かるように、ドライバ舵角θｓｔｒは、転舵量δｃとオフセットδｏｆｆの和で表される。つまり、ドライバ舵角θｓｔｒは、次の式（３）で表される。

式（３）：
θｓｔｒ＝δｃ＋δｏｆｆ

式（１）〜式（３）から、オフセットδｏｆｆ、つまり、正確な舵角中点θｎは、次の式（４）で表される。

式（４）：
θｎ＝δｏｆｆ
≒θｓｔｒ−θｒｐ
＝θｓｔｒ−ｆ（Ｒｐ）

すなわち、パス追従制御開始時の正確な舵角中点θｎは、ドライバ舵角θｓｔｒと目標舵角θｒｐとの差で与えられる。本実施の形態に係るパス追従制御システムは、パス追従開始時に、ドライバ舵角θｓｔｒと目標舵角θｒｐを取得し、式（４）に従って舵角中点θｎを設定（更新）する。これにより、その後のパス追従制御の精度が向上し、目標パスＴＰに対する追従性能が向上する。

また、図４から分かるように、曲率Ｃがゼロであっても、すなわち、車両１が直進していても、式（４）は成り立つ。ドライバ舵角θｓｔｒと目標舵角θｒｐさえ取得することができれば、車両１は直進していても旋回していても構わない。また、先行車両に関する情報は不要であり、先行車両が存在している必要もない。すなわち、上記の特許文献１あるいは特許文献２に開示された方法と比較して、本実施の形態に係る舵角中点θｎの設定方法は、制約が少ないと言える。従って、舵角中点θｎを設定しやすくなり、結果として高精度のパス追従制御を開始しやすくなる。

以下、本実施の形態に係るパス追従制御システムについて、更に詳しく説明する。

２．パス追従制御システム
図５は、本実施の形態に係るパス追従制御システム１０の構成例を示すブロック図である。パス追従制御システム１０は、車両１に搭載されている自動運転システムあるいは運転支援システムの一部であり、パス追従制御を実行する。より詳細には、パス追従制御システム１０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信器２０、地図データベース３０、センサ群４０、ＨＭＩ（Human Machine Interface）ユニット５０、走行装置６０、及び制御装置１００を備えている。

ＧＰＳ受信器２０は、複数のＧＰＳ衛星から送信される信号を受信し、受信信号に基づいて車両１の位置及び方位を算出する。ＧＰＳ受信器２０は、算出した情報を制御装置１００に送る。

地図データベース３０には、地図上の各レーンの境界位置を示す情報があらかじめ記録されている。各レーンの境界位置は、点群あるいは線群で表される。この地図データベース３０は、所定の記憶装置に格納されている。

センサ群４０は、車両１の周囲の状況や車両１の走行状態を検出する。センサ群４０は、検出した情報を制御装置１００に送る。

例えば、センサ群４０は、舵角センサ４５を含んでいる。舵角センサ４５は、車両１の車輪の舵角を取得（算出あるいは推定）する。例えば、舵角センサ４５は、相対角センサであり、舵角中点θｎを基準とした舵角を取得する。この舵角センサ４５によって取得される舵角が、センサ舵角である。また、舵角中点θｎは、所定の記憶装置に記憶されており、必要に応じて更新可能である。

センサ群４０は、更に、ライダー（LIDAR: Laser Imaging Detection and Ranging）、レーダー、カメラ、車速センサ、ヨーレートセンサ、横加速度センサなどを含んでいる。ライダーは、光を利用して車両１の周囲の物標を検出する。レーダーは、電波を利用して車両１の周囲の物標を検出する。カメラは、車両１の周囲の状況を撮像する。車速センサは、車両１の速度を検出する。ヨーレートセンサは、車両１のヨーレートを検出する。横加速度センサは、車両１に作用する横加速度を検出する。

ＨＭＩユニット５０は、車両１のドライバに情報を提供し、また、ドライバから情報を受け付けるためのインタフェースである。例えば、ＨＭＩユニット５０は、入力装置、表示装置、スピーカ、及びマイクを備えている。入力装置としては、タッチパネル、キーボード、スイッチ、ボタンが例示される。ドライバは、入力装置を用いて、情報をＨＭＩユニット５０に入力することができる。例えば、ドライバは、入力装置を用いて、パス追従制御の開始を指示することができる。ＨＭＩユニット５０は、ドライバから入力された情報を制御装置１００に送る。

走行装置６０は、車両１の走行を制御するためのアクチュエータを含んでいる。より詳細には、走行装置６０、駆動装置、制動装置、及び転舵装置６５を含んでいる。駆動装置は、駆動力を発生させる動力源である。駆動装置としては、エンジンや電動機が例示される。制動装置は、制動力を発生させる。

転舵装置６５は、車両１の車輪を転舵する。例えば、転舵装置６５は、パワーステアリング（EPS: Electric Power Steering）装置を含んでいる。パワーステアリング装置のモータを駆動制御することによって、車輪を転舵することができる。尚、上記の舵角センサ４５は、パワーステアリング装置に内蔵されていてもよい。

制御装置１００は、車両１のパス追従制御を行う。典型的には、制御装置１００は、プロセッサ、記憶装置、及び入出力インタフェースを備えるマイクロコンピュータである。制御装置１００は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも呼ばれる。制御装置１００は、入出力インタフェースを通して各種情報を受け取る。そして、制御装置１００は、受け取った情報に基づいてパス追従制御を行う。

図６は、本実施の形態に係る制御装置１００の機能構成を示すブロック図である。制御装置１００は、機能ブロックとして、情報取得部１１０、目標パス算出部１２０、車両走行制御部１３０、及び舵角中点設定部１４０を備えている。これら機能ブロックは、制御装置１００のプロセッサが記憶装置に格納された制御プログラムを実行することにより実現される。制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納されていてもよい。

情報取得部１１０は、各種情報を取得する。具体的には、情報取得部１１０は、ＧＰＳ受信器２０から、車両１の現在位置及び方位を示す位置方位情報を取得する。

また、情報取得部１１０は、地図データベース３０からレーンに関する情報を読み出し、レーン情報を生成する。レーン情報は、地図上の各レーンの配置（位置、形状、傾き）を含んでいる。情報取得部１１０は、レーン情報に基づいて、レーン曲率、レーン幅等を算出することができる。また、情報取得部１１０は、レーン情報に基づいて、レーンの合流、分岐、交差等を把握することができる。

更に、情報取得部１１０は、センサ群４０によって得られた情報に基づいて、車両状態情報及び周辺状況情報を生成する。車両状態情報は、舵角センサ４５によって得られるセンサ舵角を含む。その他に、車両状態情報は、車両１の速度、ヨーレート、横加速度などを含む。周辺状況情報は、車両１の周囲の物標に関する物標情報を含んでいる。物標としては、白線、路側物、周辺車両などが例示される。

更に、情報取得部１１０は、ＨＭＩユニット５０を通して、ドライバからの入力情報を受け取る。ドライバからの入力情報は、例えば、パス追従制御の開始指示を含む。

目標パス算出部１２０は、情報取得部１１０によって取得された情報に基づいて、目標パスＴＰを算出する。例えば、目標パスＴＰは、位置方位情報、レーン情報、及び周辺状況情報に基づいて算出される。これにより、情報取得部１１０は、レーン形状に沿った目標パスＴＰを算出することができる。

車両走行制御部１３０は、目標パスＴＰに追従するように車両１の走行を制御する車両走行制御を行う。具体的には、車両走行制御部１３０は、目標パスＴＰの情報、位置方位情報、車両状態情報に基づいて、目標パスＴＰと車両１との相対位置を認識し、車両１が目標パスＴＰに追従するために必要な車両制御量を算出する。そして、車両走行制御部１３０は、算出した車両制御量に従って走行装置６０を作動させる。

例えば、車両走行制御部１３０は、車両１が目標パスＴＰに追従するために必要な目標舵角を算出する。また、車両走行制御部１３０は、車両状態情報から、舵角センサ４５によって得られたセンサ舵角を取得する。そして、車両走行制御部１３０は、センサ舵角が目標舵角となるように転舵装置６５の動作を制御する。具体的には、車両走行制御部１３０は、センサ舵角と目標舵角の差に応じたモータ電流指令値を算出し、そのモータ電流指令値に従ってパワーステアリング装置のモータを駆動する。このようにして車両走行制御が実現される。

舵角中点設定部１４０は、舵角センサ４５の舵角中点θｎの設定（更新）を行う。より詳細には、舵角中点設定部１４０は、パス追従制御の開始時、図４で示された原理に基づいて舵角中点θｎの設定（更新）を行う。

以下、本実施の形態に係る舵角中点θｎの設定方法について、更に詳しく説明する。

３．舵角中点の設定方法
図７は、本実施の形態に係る舵角中点θｎの設定方法を示すフローチャートである。

ステップＳ１０：
ドライバは、ＨＭＩユニット５０の入力装置を用いて、パス追従制御の開始指示を入力することができる。舵角中点設定部１４０は、パス追従制御開始指示が入力されたか否かを判定する。パス追従制御開始指示が入力された場合、処理はステップＳ２０に進む。

ステップＳ２０：
舵角中点設定部１４０は、ドライバ舵角θｓｔｒを取得する。図４で示された通り、ドライバ舵角θｓｔｒは、パス追従制御の開始時のセンサ舵角である。その後、処理はステップＳ３０に進む。

ステップＳ３０：
目標パス算出部１２０は、パス追従制御開始後の最初の目標パスＴＰを算出する。その後、処理はステップＳ４０に進む。

ステップＳ４０：
車両走行制御部１３０は、車両１が目標パスＴＰに追従するために必要な車両状態量を求める。車両状態量としては、ヨーレートＹｒ、横加速度Ｇｙ、及びヨー角オフセットθｙｏが挙げられる（図１参照）。更に、車両走行制御部１３０は、車両状態量から、車両１が目標パスＴＰに追従するために必要な車両制御量を算出する。車両制御量は、目標舵角を含む。特に、車両走行制御部１３０は、上記式（１）に従って、目標パスＴＰの旋回半径Ｒｐに応じた目標舵角θｒｐを算出する。その後、処理はステップＳ５０に進む。

ステップＳ５０：
舵角中点設定部１４０は、所定の条件が満たされるか否かを判定する。ここでの所定の条件とは、ヨー角オフセットθｙｏ、ヨーレートＹｒ、及び横加速度Ｇｙのそれぞれが所定値以内であることである。

所定の条件が満たされない場合（ステップＳ５０；Ｎｏ）、それは、車両１の現在の走行経路が目標パスＴＰからあまりにもかけ離れていることを意味する。その場合は、図４で示された原理が必ずしも成り立たない。よって、舵角中点設定部１４０は、舵角中点θｎを更新することなく、処理を終了する。一方、所定の条件が満たされる場合（ステップＳ５０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ６０に進む。

ステップＳ６０：
舵角中点設定部１４０は、上記式（４）に従って、舵角中点θｎを算出し、更新する。つまり、舵角中点設定部１４０は、ドライバ舵角θｓｔｒと目標舵角θｒｐとの差を、最新の舵角中点θｎに設定する。これにより、その後のパス追従制御の精度が向上し、目標パスＴＰに対する追従性能が向上する。

尚、パス追従制御の開始時に舵角中点θｎが設定された後、舵角中点θｎは学習等を通して更に更新されてもよい。学習を通した舵角中点θｎの更新方法は、周知である。

４．効果
以上に説明されたように、本実施の形態に係るパス追従制御システム１０は、パス追従制御の開始時に舵角中点θｎを設定することができる。その舵角中点θｎの設定は、次のような知見に立脚している。

すなわち、同じ形状（旋回半径Ｒｐ）のレーンを走行する際、車両１のドライバとパス追従制御システム１０は、ほぼ同じ量だけ車輪を転舵すると考えられる。ドライバによる転舵量は、パス追従制御開始時のセンサ舵角であるドライバ舵角θｓｔｒに反映される。一方、パス追従制御システム１０による転舵量は、旋回半径Ｒｐに応じた目標舵角θｒｐに反映される。現在使用中の舵角中点θｎが正確な舵角中点θｎと一致している場合、ドライバ舵角θｓｔｒと目標舵角θｒｐとの間には差はないと考えられる。一方、現在使用中の舵角中点θｎが正確な舵角中点θｎからずれている場合、そのずれ量が、ドライバ舵角θｓｔｒと目標舵角θｒｐとの差として現れる。

従って、本実施の形態に係るパス追従制御システム１０は、パス追従制御の開始時に、ドライバ舵角θｓｔｒと目標舵角θｒｐを取得し、ドライバ舵角θｓｔｒと目標舵角θｒｐとの差に基づいて舵角中点θｎを設定（更新）する。これにより、その後のパス追従制御の精度が向上し、目標パスＴＰに対する追従性能が向上する。

また、本実施の形態によれば、ドライバ舵角θｓｔｒと目標舵角θｒｐさえ取得することができれば、車両１は直進していても旋回していても構わない。先行車両に関する情報も不要であるため、先行車両が存在している必要もない。このように、本実施の形態に係る舵角中点θｎの設定方法は、制約が少ないと言える。従って、舵角中点θｎを設定しやすくなり、結果として高精度のパス追従制御を開始しやすくなる。

５．変形例
次に、本実施の形態に係る舵角中点θｎの設定方法の変形例を説明する。変形例は、ステップＳ６０を除いて、上記と同じである。変形例に係るステップＳ６０において、舵角中点設定部１４０は、ヨー角オフセットθｙｏ、ヨーレートＹｒ、横加速度Ｇｙといった車両状態量も考慮に入れる。ヨー角オフセットθｙｏ、ヨーレートＹｒ、及び横加速度Ｇｙに応じた補正量Δは、次の式（５）で表される。

式（５）：
Δ＝ｇ（θｙｏ、Ｙｒ、Ｇｙ）

例えば、車両状態量（θｙｏ、Ｙｒ、Ｇｙ）と補正量Δとの関係を規定する補正量マップが予め作成され、制御装置１００の記憶装置に格納される。舵角中点設定部１４０は、その補正量マップと車両状態量（θｙｏ、Ｙｒ、Ｇｙ）に基づいて、補正量Δを算出することができる。そして、舵角中点設定部１４０は、次の式（６）に従って、舵角中点θｎを算出し、更新する。

式（６）：
θｎ≒θｓｔｒ−θｒｐ−Δ
＝θｓｔｒ−ｆ（Ｒｐ）−ｇ（θｙｏ、Ｙｒ、Ｇｙ）

このように、ヨー角オフセットθｙｏ、ヨーレートＹｒ、及び横加速度Ｇｙに応じた補正量Δも考慮することにより、舵角中点θｎの精度が更に向上する。

１ 車両
１０ パス追従制御システム
２０ ＧＰＳ受信器
３０ 地図データベース
４０ センサ群
４５ 舵角センサ
５０ ＨＭＩユニット
６０ 走行装置
６５ 転舵装置
１００ 制御装置
１１０ 情報取得部
１２０ 目標パス算出部
１３０ 車両走行制御部
１４０ 舵角中点設定部
ＴＰ 目標パス

Claims (1)

1. 車両に搭載されるパス追従制御システムであって、
   前記車両の車輪を転舵する転舵装置と、
   舵角中点を基準とした前記車輪の舵角を、センサ舵角として取得する舵角センサと、
   前記車両が目標パスに追従するように前記車両の走行を自動的に制御するパス追従制御を行う制御装置と
   を備え、
   前記制御装置は、
   前記目標パスを算出する処理と、
   前記車両が前記目標パスに追従するために必要な目標舵角を、前記目標パスの旋回半径に応じて算出する処理と、
   前記センサ舵角が前記目標舵角となるように前記転舵装置を制御する処理と
   を行い、
   前記パス追従制御の開始時の前記センサ舵角は、ドライバ舵角であり、
   前記パス追従制御の開始時、前記制御装置は、前記ドライバ舵角と前記目標舵角を取得し、前記ドライバ舵角と前記目標舵角との差に基づいて前記舵角中点を設定する
   パス追従制御システム。

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