(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行車線を検出して当該走行車線に沿って車両を走行させる車線追従走行制御装置において、車両の操舵角を検出する操舵角検出手段と、走行車線情報を検出する走行車線情報検出手段と、供給電流に応じた操舵トルクを発生させる操舵トルク発生手段と、少なくとも前記走行車線情報検出手段で検出した走行車線情報及び前記操舵角検出手段で検出した操舵角とに基づいて前記操舵トルク発生手段で走行車線に追従する操舵トルクを発生させる供給電流を出力する操舵トルク制御手段と、該操舵トルク制御手段から前記操舵トルク発生手段に供給する供給電流を制限する電流制限手段とを備え、前記電流制限手段は、操舵開始時に所定期間だけ電流制限値を通常制限値より大きい値の初期制限値に設定するように構成されていることを特徴とする車線追従走行制御装置。
【請求項２】
前記電流制限手段は、走行車線検出手段で検出した道路曲率が設定値を越えたときに操舵開始時として判断するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の車線追従走行制御装置。
【請求項３】
前記電流制限手段は、操舵速度を検出する操舵速度検出手段を有し、該操舵速度検出手段の操舵速度が設定速度を越えたときに操舵開始時として判断するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の車線追従走行制御装置。
【請求項４】
前記電流制限手段は、前記所定期間として操舵角が増加している操舵時間の実測値に基づいて設定された固定操舵時間を設定したことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の車線追従走行制御装置。
【請求項５】
前記電流制限手段は、前記所定期間として目標操舵角を制御操舵速度で除算した操舵時間を設定することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の車線追従走行制御装置。
【請求項６】
前記電流制限手段は、操舵速度を検出する操舵速度検出手段を有し、前記所定期間を前記操舵速度検出手段で検出した操舵速度が設定操舵速度を越えている期間として設定するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の車線追従走行制御装置。
【請求項７】
前記電流制限手段は、初期制限値を車速感応型パワーステアリングの操舵補助トルク特性を考慮して高速側設定車速から車速の減少に伴って減少補正するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の車線追従走行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行車線を検出し、これに追従して走行する車線追従走行制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車線追従走行制御装置としては、例えば特開平７−１０４８５０号公報に記載されたものが知られている。
この従来例では、ビデオ・カメラ等で道路上の車線マークを検出し、信号プロセッサで車線マークに対する車両の側方位置を推定し、さらに車両の向きを検出し、これらに基づいて操舵角要求を演算し、この操舵角要求と操舵角検出値との偏差に制御ゲインを乗算してからリミッタで制限され、さらに旋回率制限されて操舵機構に結合された電動モータに供給することにより、電動モータで制御トルクを発生する一方、運転者からの操舵トルクを補助するかあるいはこれに対抗するトルク入力を操舵機構に与え、運転者が印加した操舵トルクが予め定めたトルク閾値を越えるときに電動モータによるトルク入力を打ち消すようにした車両用運転者補助システムが記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例にあっては、車線追従走行制御を行う場合に、操舵制御制御中でも運転者が容易に介入操舵可能とするように車線追従走行制御中の操舵トルクを比較的低い値に制限せざるを得ず、この制限を行うために、実際には電動モータでの発生トルクの最大値を電動モータに供給する供給電流を制限することより実現している。
【０００４】
このように、電動モータに供給する供給電流を制限すると、制御操舵性能上（旋回可能横加速度）の必要電流が制限されることになり、コーナーの曲率が小さい場合に車線追従の性能目標である可能旋回横加速度の旋回を達成することが難しくなるという未解決の課題がある。
また、ステアリング機構に車線追従走行制御の操舵力発生機構とは別個の車速感応型のパワーステアリングを連結し、このパワーステアリングで発生する操舵補助トルクをアクチュエータに供給する電流で制限するように構成した場合には、パワーステアリングで発生する操舵補助トルクが車速によって変化するため、ステアリング機構のトータルの操舵トルクが変化することになり、車線追従走行制御で発生する操舵トルクがコーナーの曲率と対応しなくなるという未解決の課題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、運転者の介入操舵に影響を与えることなく車線追従制御特性を向上させることができる車線追従走行制御装置を提供することを目的としている。
また、本発明は、車速感応型のパワーステアリングを備えている場合に、このパワーステアリングで発生する補助操舵トルクの変化を考慮して正確な車線追従制御特性を得ることができる車線追従走行制御装置を提供することを他の目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る車線追従走行制御装置は、走行車線を検出して当該走行車線に沿って車両を走行させる車線追従走行制御装置において、車両の操舵角を検出する操舵角検出手段と、走行車線情報を検出する走行車線情報検出手段と、供給電流に応じた操舵トルクを発生させる操舵トルク発生手段と、少なくとも前記走行車線情報検出手段で検出した走行車線情報及び前記操舵角検出手段で検出した操舵角とに基づいて前記操舵トルク発生手段で走行車線に追従する操舵トルクを発生させる供給電流を出力する操舵トルク制御手段と、該操舵トルク制御手段から前記操舵トルク発生手段に供給する供給電流を制限する電流制限手段とを備え、前記電流制限手段は、操舵開始時に所定期間だけ電流制限値を通常制限値より大きい値の初期制限値に設定するように構成されていることを特徴としている。
【０００７】
この請求項１に係る発明では、車両が直進走行状態からコーナーを走行する状態となるときに、電流制限手段で旋回開始時に所定時間だけ電流制限値を通常制限値より大きい値の初期制限値に設定し、この初期制限値に従って操舵トルク制御手段から出力される操舵トルク発生手段に対する供給電流を制限することにより、操舵トルク発生手段に対する供給電流を増加させて、車線追従制御に必要な操舵トルクを確保する。
【０００８】
また、請求項２に係る車線追従走行制御装置は、請求項１に係る発明において、前記電流制限手段は、走行車線検出手段で検出した道路曲率が設定値を越えたときに操舵開始時として判断するように構成されていることを特徴としている。この請求項２に係る発明では、走行車線検出手段で検出した走行車線を規定する道路曲率が設定値を越えたときに操舵開始時として判断するので、道路曲率が大きい場合には、さほど大きな操舵トルクを必要としないことから操舵トルク発生手段に供給する供給電流を通常制限値によって小さい値に制限し、道路曲率が所定値を越えて小さくなると、初期制限値によって大きな値に制限することにより、車線追従制御特性を向上させ、車線追従制御で大きな操舵トルクを必要とする場合のみ初期制限値を設定することができる。
【０００９】
さらに、請求項３に係る車線追従走行制御装置は、請求項１に係る発明において、前記電流制限手段は、操舵速度を検出する操舵速度検出手段を有し、該操舵速度検出手段の操舵速度が設定速度を越えたときに操舵開始時として判断するように構成されていることを特徴としている。
この請求項３に係る発明では、操舵速度が設定速度以下であるときには、通常制限値を設定し、操舵速度が設定速度を越えると初期制限値を設定することにより、請求項２の作用と同様にコーナーの曲率が大きいときには操舵トルクを小さい値に制限し、曲率が小さいときには大きな操舵トルクを確保することができる。
【００１０】
さらにまた、請求項４に係る車線追従走行制御装置は、請求項１乃至３の何れかに係る発明において、前記電流制限手段は、前記所定期間として操舵角が増加している操舵時間の実測値に基づいて設定された固定操舵時間を設定したことを特徴としている。
この請求項４に係る発明では、初期旋回状態となっ初期制限値を設定した状態で操舵時間の実測値に基づいて設定される固定操舵時間が経過したときに通常制限値に復帰するので、初期制限値による大きな操舵トルク発生状態が不必要に長く継続されることを抑制する。
【００１１】
なおさらに、請求項５に係る車線追従走行制御装置は、請求項１乃至３の何れかの発明において、前記電流制限手段は、前記所定期間として目標操舵角を制御操舵速度で除算した操舵時間を設定することを特徴としている。
この請求項５に係る発明では、目標操舵角を制御操舵速度で除算した操舵時間を所定期間として設定することにより、旋回開始状態となってから保舵状態となるまでの時間だけ初期制限値による大きな操舵トルク発生状態となるので、走行状態に応じて大きな操舵トルクが必要な時間だけ初期制限値を維持することができる。
【００１２】
また、請求項６に係る車線追従走行制御装置は、請求項１乃至３の何れかの発明において、前記電流制限手段は、操舵速度を検出する操舵速度検出手段を有し、前記所定期間を前記操舵速度検出手段で検出した操舵速度が設定操舵速度を越えている期間として設定するように構成されていることを特徴としている。
この請求項６に係る発明では、初期制限値を維持する期間が操舵速度が設定操舵速度を越えている期間に設定されることにより、実際に操舵制御状態となってから目標操舵角近傍となるまでの間の実際に大きな操舵トルクを必要とする期間だけ初期制限値を維持することができる。
【００１３】
さらに、請求項７に係る車線追従走行制御装置は、請求項１乃至６の何れの発明において、前記電流制限手段は、初期制限値を車速感応型パワーステアリングの操舵補助トルク特性を考慮して高速側設定車速から車速の減少に伴って減少補正するように構成されていることを特徴としている。
この請求項７に係る発明では、車速感応型のパワーステアリングで発生される操舵補助トルク特性を考慮して、電流制限手段における初期制御値を補正するので、パワーステアリングの特性に応じて初期制限値が補正されて、車線追従走行制御の操舵トルクを適正状態に制御することができる。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、車両が直進走行状態からコーナーを走行する状態となるときに、電流制限手段で旋回開始時に所定時間だけ電流制限値を通常制限値より大きい値の初期制限値に設定し、この初期制限値に従って操舵トルク制御手段による操舵トルク発生手段に対する供給電流を制限することにより、操舵トルク制御手段に対する供給電流を増加させて、車線追従制御に必要な操舵トルクを確保することができ、車線追従走行制御時の旋回性能を向上させることができるという効果が得られる。
【００１５】
また、請求項２に係る発明によれば、走行車線検出手段で検出した走行車線を規定する道路曲率が設定値を越えたときに操舵開始時として判断するので、道路曲率が大きい場合には、さほど大きな操舵トルクを必要としないことから操舵トルク発生手段に供給する供給電流を通常制限値によって小さい値に制限し、道路曲率が所定値を越えて小さくなると、初期制限値によって大きな値に制限することにより、車線追従制御特性を向上させ、車線追従制御で大きな操舵トルクを必要とする場合のみ初期制限値を設定することができるという効果が得られる。
【００１６】
さらに、請求項３に係る発明によれば、操舵速度検出手段で検出した操舵速度が設定速度を越えたときに操舵開始時として判断し、操舵トルク発生手段に供給する供給電流を初期制限値によって大きな値に制限し、操舵速度が所定速度以下となると、通常制限値によって小さな値に制限することにより、車線追従制御特性を向上させ、車線追従制御で大きな操舵トルクを必要とする場合のみ初期制限値を設定することができるという効果が得られる。
【００１７】
さらにまた、請求項４に係る発明によれば、初期旋回状態となっ初期制限値を設定した状態で操舵時間の実測値に基づいて設定される固定操舵時間が経過したときに通常制限値に復帰するので、初期制限値による大きな操舵トルク発生状態が不必要に長く継続されることを抑制することができるという効果が得られる。なおさらに、請求項５に係る発明によれば、目標操舵角を制御操舵速度で除算した操舵時間を所定期間として設定することにより、旋回開始状態となってから保舵状態となるまでの時間だけ初期制限値による大きな操舵トルク発生状態となるので、走行状態に応じて真に大きな操舵トルクが必要な時間だけ初期制限値を維持することができるという効果が得られる。
【００１８】
また、請求項６に係る発明によれば、初期制限値を維持する期間が操舵速度が設定操舵速度を越えている期間に設定されることにより、実際に操舵制御状態となってから目標操舵角近傍となるまでの間の実際に大きな操舵トルクを必要とする期間だけ初期制限値を維持することができ、初期制限値の維持状態をより確実に設定することができるという効果が得られる。
【００１９】
さらに、請求項７に係る発明によれば、車速感応型のパワーステアリングで発生される操舵補助トルク特性を考慮して、電流制限手段における初期制御値を補正するので、パワーステアリングの特性に応じて初期制限値が補正されて、パワーステアリングの操舵補助トルクによるセルフアライニングトルクの変化を正確に補正して車線追従走行制御の操舵トルクを適正状態に制御することができるとうい効果が得られる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を伴って説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態を示す概略構成図であり、図１（ｂ）において、１ＦＬ，１ＦＲは前輪、１ＲＬ及び１ＲＲは後輪を示し、前輪１ＦＬ，１ＦＲには一般的なラックアンドピニオン式の操舵機構が配設されている。この操舵機構は、前輪１ＦＬ，１ＦＲの操舵軸（タイロッド）に接続されるラック２と、これに噛合するピニオン３と、このピニオン３をステアリングホイール４に与えられる操舵トルクで回転させるステアリングシャフト５とを備えている。
【００２１】
また、ステアリングシャフト５におけるピニオン３の上部には、前輪１ＦＬ，１ＦＲを自動操舵するための操舵アクチュエータを構成する自動操舵機構１３が配設されている。この自動操舵機構１３は、ステアリングシャフト５と同軸に取付けられたドリブンギヤ１４と、これに噛合するドライブギヤ１５と、このドライブギヤ１５を回転駆動する自動操舵用モータ１６とから構成されている。なお、自動操舵モータ１６とドライブギヤ１５との間にはクラッチ機構１７が介装されており、自動操舵制御時にのみクラッチ機構１７が締結され、そうでないときにはクラッチ機構１７が非締結状態となって自動操舵モータ１６の回転力がステアリングシャフト５に入力されないようしている。
【００２２】
また、車両には種々のセンサ類が取付けられている。図中、２１は舵角センサであって、ステアリングシャフト５の回転角から操舵角θを検出してコントロールユニット１０に出力する。また、図示しない自動変速機の出力側に車速センサ２２が取付けられ、この車速センサ２２で検出された車速検出値Ｖもコントロールユニット１０に出力される。
【００２３】
さらに、車室内のインナーミラーステー等の固定部には、図１（ａ）に示すように、ＣＣＤカメラ等の単眼カメラ２５が設置され、車両前方状況を撮像し、撮像した画像データをカメラコントローラ２６に出力する。このカメラコントローラ２６は、例えば特開平１１−１０２４９９号公報に記載されているように、単眼カメラ２５の画像データを二値化等の処理により自車両近傍の白線を検出すると共に、所定の車両前方注視点での道路に対する車両の相対横偏位ｙ、車両の白線の接線に対するヨー角Φ、走行車線前方の道路曲率ρを算出し、これらをコントロールユニット１０に出力する。
【００２４】
コントロールユニット１０は、図示しないマイクロコンピュータ等の離散化されたディジタルシステムで構成され、入力されたヨー角Φ、相対横偏位ｙ、道路曲率ρに基づいてコーナーを通過する際に最適な目標操舵角θ＊  を算出し、操舵角センサ２１で検出した実操舵角θを目標操舵角θ＊  に一致させるように自動操舵用モータ１６に対する供給電流ｉＭ  を算出し、この供給電流ｉＭ  を電流制限処理してからパルス幅変調してパルス電流に変換して自動操舵用モータ１６に出力することにより、自動操舵用モータ１６をデューティ制御する。
【００２５】
次に、上記実施形態の動作をコントロールユニット１０で実行する操舵制御処理手順を表す図２及び電流制限値演算処理手順を表す図３のフローチャートを伴って説明する。
この操舵制御処理は、メインプログラムとして実行され、先ず、ステップＳ１で、操舵角センサ２１で検出した実操舵角θ、車速センサ１８で検出した車速検出値Ｖ、及びカメラコントローラ２６で検出したヨー角Φ、横偏位量ｙ及び道路曲率ρを読込んでからステップＳ２に移行する。
【００２６】
このステップＳ２では、ヨー角Φ、横偏位量ｙ及び道路曲率ρをもとに下記（１）式の演算を行って目標操舵角θ＊  を算出する。
θ＊  ＝Ｋａ・Φ＋Ｋｂ・ｙ＋Ｋｃ・ρ        …………（１）
ここで、Ｋａ，Ｋｂ，Ｋｃは、車速に応じて変動する制御ゲインであり、目標操舵角θ＊  は右方向の操舵時に正値、左方向の操舵時には負値となる。
【００２７】
次いで、ステップＳ３に移行して、下記（２）式に従った演算を行って、実操舵角θを目標操舵角θ＊  に一致させるＰＩＤ制御を行って自動操舵用モータ１６に対するモータ供給電流ｉＭ  を算出し、これをモータ供給電流記憶領域に更新記憶する。
ｉＭ  ＝Ｋｖｉ（Ｋｐ＋Ｋｉ／ｓ＋Ｋｄ・ｓ）（θ＊  −θ）  …………（２）
ここで、Ｋｖｉは電圧値を電流値に変換するための制御ゲイン、Ｋｐは比例ゲイン、Ｋｉは積分ゲイン、Ｋｄは微分ゲインである。
【００２８】
この（２）式でモータ供給電流ｉＭ  を算出する理由は、図４に示すように、減算器３１で、目標操舵角θ＊  から実操舵角θを減算して両者の偏差Δθを算出し、これを演算器３２に供給して、ＰＩＤ制御演算を行って目標モータ制御電圧Ｖ＊  を算出し、この目標モータ制御電圧Ｖ＊  を電圧電流変換器３３に供給して、目標モータ制御電圧Ｖ＊  に制御ゲインＫｖｉを乗算してモータ供給電流ｉＭ  を算出し、これを自動操舵用モータ１６に供給するフィードバック制御系を構成した場合を考え、これと等価な演算を行うようにしたものである。
【００２９】
次いで、ステップＳ４に移行して、算出した供給電流ｉＭ  が電流制限値記憶領域に記憶されている電流制限値ｉＬ  を越えているか否かを判定し、ｉＭ  ≦ｉＬ  であるときには直接ステップＳ６に移行し、ｉＭ  ＞ｉＬ  であるときにはステップＳ５に移行して、電流制限値ｉＬ  を供給電流ｉＭ  として設定し、これを前記モータ供給電流記憶領域に更新記憶してからステップＳ６に移行する。
【００３０】
このステップＳ６では、供給電流記憶領域に記憶されている供給電流ｉＭ  をパルス幅変調したパルス電流を操舵補助モータ１３に操舵方向に応じた向きとなるように出力してから前記ステップＳ１に戻る。
また、電流制限値演算処理は、図３に示すように、ステップＳ１１でカメラコントローラ２６で算出した道路曲率ρを読込み，次いでステップＳ１２に移行して、道路曲率ρが予め設定した設定曲率ρＳ  を越えているか否かを判定することにより、操舵を開始した初期操舵状態であるか否かを判定し、ρ≦ρＳ  であるときには、略直線走行状態であると判断してステップＳ１３に移行して、走行状態フラグＦＲを直進走行状態を表す“０”にリセットしてからステップＳ１４に移行し、図５に示す直進走行や保舵状態で使用する比較的小さい値の通常制限値ｉＬＵを電流制限値ｉＬ  として設定し、これを電流制限値記憶領域に更新記憶してから処理を終了してステップＳ１１に戻る。
【００３１】
一方、ステップＳ１２の判定結果が、ρ≧ρＳ  であるときには、旋回状態であると判断してステップＳ１５に移行し、走行状態フラグＦＲが“０”にリセットされているか否かを判定し、これが“１”にセットされているときには旋回状態を継続しているものと判断して直接ステップＳ１８に移行し、走行状態フラグＦＲが“０”にリセットされているときには前回の走行状態が直進走行状態であり、旋回開始状態であると判断してステップＳ１６に移行し、予め種々のコーナーでの操舵角が増加している操舵時間の実測値に基づいて算出された固定操舵時間ｔ１に設定された操舵時間タイマをセットし、次いでステップＳ１７に移行して、走行状態フラグＦＲを旋回状態を表す“１”にセットしてからステップＳ１８に移行する。
【００３２】
ステップＳ１８では、操舵時間タイマがタイムアップしたか否かを判定し、これがタイムアップしていないときにはステップＳ１９に移行して、前述した通常制限値ｉＬＵに比較して後述する操舵系のオーバーオールフリックションとアクチュエータフリクションとの和でなるフリックショントルクＴＦＲに相当する電流値ｉＴＦの例えば２倍程度を加算した初期制限値ｉＬＳに設定してから前記ステップＳ１２に戻り、操舵時間タイマがタイムアップしたときには保舵状態又は直進状態に復帰するものと判断して前記ステップＳ１４に移行する。
【００３３】
したがって、今、車両が直進路の中央部を直進走行しているものとすると、この状態では、道路曲率検出装置１９で検出した道路曲率ρが設定曲率ρＳ  より小さくなるため、図３の電流制限値演算処理において、ステップＳ１２からステップＳ１３に移行することにより、走行状態フラグＦＲが“０”にリセットされ、次いでステップＳ１４に移行して、図５に示すように、時点ｔ０  で比較的小さい値の通常制限値ｉＬＵが電流制限値ｉＬ  として設定される。
【００３４】
一方、図２の操舵制御処理では、道路曲率ρが非常に小さい値であると共に、車両の車線中央を直進走行しているので、ヨー角Φ及び相対横偏位ｙも小さい値となり、ステップＳ２で算出される目標操舵角θ＊  が略“０”となり、このときの操舵角センサ２１で検出した実操舵角θも略“０”となるので、ステップＳ３で算出されるモータ供給電流ｉＭ  も略零となる。このため、モータ供給電流ｉＭ  が直進状態又は保舵状態に最適な小さい値の通常制限値ｉＬＵに設定された電流制限値ｉＬ  より小さい値となるので、このモータ供給電流ｉＭ  がそのままパルス幅変調されたパルス電流として自動操舵用モータ１６に供給されることにより、この自動操舵用モータ１６の駆動が停止された状態を維持し、直進走行状態を継続する。この直進走行状態では、自動操舵用モータ１６が駆動されていないので、例えば運転者の意志で車線変更する場合や前方の障害物を回避する場合に、ステーリングホイール４を介入操舵した場合に、自動操舵力が負荷となることがなく、軽い操舵トルクで操舵を行って車線変更を行うことができる。
【００３５】
この直進走行状態から比較的道路曲率ρが大きい右側にカーブしたコーナーを通過する状態となると、カメラコントローラ２６から入力されるヨー角Φ、所定前方注視点における相対横方向ｙ及び道路曲率ρの値が正方向に増加することになる。このため、図３の電流制限値演算処理で道路曲率ρが設定曲率ρＳ  を越える状態となるまでは、ステップＳ１２からステップＳ１３を経てステップＳ１４に移行することにより、通常制限値ｉＬＵが電流制限値ｉＬ  として設定される状態が継続される。
【００３６】
しかしながら、時点ｔ１  で、道路曲率ρが設定曲率ρＳ  を越える状態となると、ステップＳ１２からステップＳ１５に移行し、前回まで直進走行状態であり、走行状態フラグＦＲが“０”にリセットされているので、ステップＳ１６に移行して、操舵時間タイマをセットしてカウントを開始し、次いでステップＳ１７に移行して、走行状態フラグＦＲを“１”にセットしてからステップＳ１８に移行し、操舵時間タイマがセットされたばかりであるので、ステップＳ１９に移行して、図５に示すように、電流制限値ｉＬ  として通常制限値ｉＬＵより大きな値の初期制限値ｉＬＳが設定され、これが電流制限値記憶領域に更新記憶される。
【００３７】
また、図２の操舵制御処理では、所定の前方注視点がコーナー開始部に達すると、コーナーの道路曲率ρが徐々に大きい値となると共に、相対横偏位ｙ及びヨー角Φも大きくなるので、ステップＳ２で算出される目標操舵角θ＊  が正方向に増加することになる。このため、ステップＳ３で算出されるモータ供給電流ｉＭ  が“０”から増加し、コーナーの道路曲率ρに応じた値のモータ供給電流ｉＭ  が算出される。このとき、前述したように図３の電流制限値演算手段で通常制限値ｉＬＵに比較して大きな値の初期制限値ｉＬＳが電流制限値ｉＬ  として設定されていることにより、この電流制限値ｉＬ  に達するまでの範囲のモータ電流ｉＭ  を自動操舵用モータ１６に供給することが可能となり、旋回初期時に比較的大きな操舵トルクを発生して、操舵機構１３によって前輪１ＦＬ及び１ＦＲを右転舵して、車両を走行車線の中央に道路曲率ρの接線と平行となるように自動操舵してコーナーを走行することができる。
【００３８】
このコーナーにさしかかることによる操舵開始時には、自動操舵で発生する操舵トルクは、セルフアライニングトルクＴＳＡと操舵系のオーバーオールフリクション及びアクチュエータフリクションを加算したフリクショントルクＴＦＲとの合成力でなる操舵必要トルクに打ち勝つ必要があり、比較的大きな操舵トルクを必要とすることになり、上記したように、初期制限値ｉＬＳでモータ供給電流ｉＭ  の電流制限を緩和することにより、自動操舵に必要な操舵必要トルクより大きな操舵トルクを確保することができる。
【００３９】
そして、図３の処理において、ステップＳ１９からステップＳ１２に戻り、コーナー走行を継続しているときには前回の処理時に走行状態フラグＦＲが“１”にセットされているので、ステップＳ１５から直接ステップＳ１８に移行し、操舵時間タイマがタイムアップしたか否かを判定し、操舵時間タイマがタイムアップしないときには、ステップＳ１９に移行して大きな値の初期制限値ｉＬＳによってモータ供給電流ｉＭ  が制限される状態が継続されるので、自動操舵用モータ１６で大きな操舵トルクを発生して効果的な車線追従走行制御を行うことができる。
【００４０】
その後、操舵状態から保舵状態に移行し、時点ｔ２  で、操舵時間タイマがタイムアップすると、図３の電流制限値演算処理において、ステップＳ１８からステップＳ１４に移行して、通常制限値ｉＬＵが電流制限値ｉＬ  として設定される状態に復帰し、これによって、モータ供給電流ｉＭ  が制限される状態に復帰することにより、自動操舵用モータ１６で発生する操舵トルクが小さい値に制限されて、運転者の意志による操舵介入が容易な状態に復帰する。
【００４１】
この保舵状態では、操舵開始時と異なり、前述した操舵系のオーバーオールフリクション及びアクチュエータフリクションの和で表されるフリクショントルクＴＦＲが保舵力に加算されることになるため、セルフアライニングトルクＴＳＡからフリックショントルクＴＦＲを減算した値の操舵時必要トルクより小さな保舵トルクを発生できれば良いので、モータ供給電流ｉＭ  を通常制限値ｉＬＵで小さい値に制限しても必要な保舵トルクを確保することができる。
【００４２】
一方、操舵時間タイマがタイムアップする前に直線走行状態に復帰したときには、ステップＳ１２からステップＳ１３に移行して、走行状態フラグＦＲが“０”にリセットされるので、例えはスラローム走行する場合のように左右の操舵を繰り返す場合には、道路曲率ρが小さくなった時点で走行状態フラグＦＲが“０”にリセットされることにより、右又は左操舵状態から左又は右操舵状態に切り換わる際に、操舵時間タイマが起動されて、所定時間ｔ１の計時状態となり、旋回開始後所定期間だけ初期制限値ｉＬＳが電流制限値ｉＬ  として設定されることになり、旋回初期時に大きな操舵トルクを確保して車線追従性能を向上させることができ、その後は通常制限値ｉＬＵに復帰させることにより、運転者の意志による操舵介入を容易とすることができる。
【００４３】
なお、上記第１の実施形態においては、道路曲率ρが設定曲率ρＳ  を越えたときに操舵開始状態と判定する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図６に示すように、図３におけるステップＳ１２に代えて、操舵角センサ２１で検出した実操舵角θを微分して操舵角速度θ′（＝ｄθ／ｄｔ）を算出するステップＳ２１と、このステップＳ２１で算出した操舵角速度θ′が設定速度θ′Ｓ  を越えたか否かを判定するステップＳ２２を設け、このステップＳ２２の判定結果がθ′≦θ′Ｓ  であるときに前記ステップＳ１３に移行し、θ′＞θ′Ｓ  であるときに前記ステップＳ１５に移行するように構成し、操舵角速度θ′が設定速度θ′Ｓ  以下であるときには直線走行状態と判断し、設定速度θ′Ｓ  を越えたときに操舵開始状態であると判断するようにしてもよい。
【００４４】
また、上記第１の実施形態においては、初期制限値ｉＬＳを維持する期間を操舵時間タイマがタイムアップするまでの固定値ｔ１に設定する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図７に示すように、図３におけるステップＳ１５とステップＳ１６との間に前記ステップＳ２の操舵制御処理で算出される目標操舵角θ＊  から実操舵角θを減算した値の絶対値でなる操舵角偏差Δθを算出するステップＳ３１及び算出した操舵角偏差Δθを予め設定された制御操舵速度θ′Ｃ  で除算して操舵時間ｔ１を算出し、算出した操舵時間ｔ１をソフトウェアタイマで構成される操舵時間タイマに設定するステップＳ３２を挿入することにより、旋回開始時の操舵角偏差Δθに応じた操舵時間ｔ１を設定することにより、より正確な初期制限値継続期間を設定することができる。ここで、操舵角偏差Δθに基づいて操舵時間ｔ１を設定したが、前回が直進走行状態であり、実操舵角θが略“０”であるので、目標操舵角θ＊  をそのまま使用して、これを制御操舵速度で除算して操舵時間ｔ１を算出するようにしてもよい。
【００４５】
さらには、図８に示すように、図６におけるステップＳ１５〜ステップＳ１８の処理を省略し、ステップＳ２２の判定結果がθ′＞θ′Ｓ  であるときに直接ステップＳ１９に移行するようにして、操舵速度θ′が設定速度θ′Ｓ  を越えている期間即ち操舵の切り増しを行っている期間だけ初期制限値ｉＬＳを電流制限値ｉＬ  として設定するようにしてもよく、この場合には、保舵状態又は直進状態に近くなって操舵速度θ′が設定速度θ′Ｓ  以下となったときに通常制限値ｉＬＵに復帰することになり、自動操舵状況により正確に対応した初期制限値ｉＬＳの設定を行うことができる。
【００４６】
次に、本発明の第２の実施形態を図９及び図１０について説明する。
この第２の実施形態は、操舵機構１３が車速感応型のパワーステアリングを備えている場合に、このパワーステアリングで発生する操舵補助トルクの変化に影響されることなく自動操舵を行うようにしたものである。
すなわち、第２の実施形態では、図９に示すように、ラック２と並列にパワーステアリング５０が配設されている。このパワーステアリング５０は、両ロッド型の流体シリンダ５１を有し、この流体シリンダ５１におけるピストンロッド５２の両端がラック２に連結されていると共に、ピストン５３で画成された流体シリンダ５１の流体室５４Ｌ及び５４Ｒがパワーステアリングバルブ５５を介して油圧ポンプ５６及び油タンク５７に連結されている。
【００４７】
ここで、パワーステアリングバルブ５５は、ステアリングシャフト５におけるドリブンギヤ１４よりピニオン３側に介装されたトーションバーの周りに形成されており、ステアリングシャフト５に小さな左（又は右）操舵トルクが入力されたときに可変オリフィス６１Ｌ（又は６１Ｒ）及び６２Ｌ（又は６２Ｒ）が閉じきり、大きな操舵トルクが入力されたときに可変オリフィス６３Ｌ，６３Ｒが閉じきるように設定されていると共に、可変オリフィス６２Ｌ及び６３Ｌの接続点と可変オリフィス６２Ｒ及び６３Ｒの接続点との間に車速Ｖが高くなるに従って開く電磁ソレノイドバルブ６４が配設された構成を有する。ここで、電磁ソレノイドバルブ６４には、図１０に示すような車速に応じた通電電流ｉＶ  が供給され、低車速域では高い値ｉＭＡＸ  の通電電流ｉＶ  が供給されて全閉状態となり、この状態から車速Ｖが第１の設定車速Ｖ１  を越えて増加すると、車速Ｖの増加に応じて通電電流ｉＶ  が減少し、車速Ｖが第２の設定車速Ｖ２  以上となると最小通電電流ｉＭＩＮ  となって略全開状態となる。
【００４８】
したがって、車両が停車時や低車速で走行している場合には、電磁ソレノイドバルブ６４が閉状態となり、この状態で、非操舵時には各オリフィス６１Ｆ〜６３Ｒが全開状態であるので、流体シリンダ５０には圧力が供給されず、操舵補助トルクの発生が停止されるが、例えばステアリングホイール４を右操舵したときには、その操舵トルクに応じて可変オリフィス６１Ｒ〜６３Ｒが閉じるため、油圧ポンプ５６から供給される圧力流体は、可変オリフィス６１Ｌ，６３Ｒ及び６２Ｒを通じて油タンク５７に供給されることになり、可変オリフィス６２Ｒ及び６３Ｒの閉じ量に応じた大きな流体圧が流体室５４に供給されることにより、ピストンロッド５１が左動してラック２を左動させ大きな右操舵補助トルクを発生させて、運転者が軽い操舵を行うことができる。
【００４９】
一方、高速走行での右操舵時には、電磁ソレノイドバルブ６４が全開状態となるので、操舵時に作動流体が可変オリフィス６２Ｒをバイパスすることになり、可変オリフィス６３Ｒで発生する小さい流体圧が流体室５４に供給されることにより、ピストンロッド５１が左動してラック２を左動させる小さな操舵補助トルクを発生させて重目の操舵力となる。
【００５０】
このように、パワーステアリング５０で発生する操舵補助トルクが、車速Ｖが高くなるにつれて小さくなるように設定されていることから、電流制限値演算処理が図１１に示すように、第１の実施形態における図３の処理にステップＳ１８とステップＳ１９との間に車速Ｖをもとに、図１２に示す制御ゲイン算出用制御マップを参照して制御ゲインＫＧ  を算出するステップＳ４１と、算出した制御ゲインＫＧ  をパワーステアリングの操舵補助トルクが最小であるときの最大初期制限値ｉＬＳＭＡＸ  に乗算して初期制限値ｉＬＳを算出するステップＳ４２とが介挿され、このステップＳ４２で算出された初期制限値ｉＬＳがステップＳ１９で電流制限値ｉＬ  として設定されることを除いては図３の処理と同様の処理を行い、図３との対応処理には同一ステップ番号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００５１】
ここで、図１２の制御ゲイン算出用制御マップは、車速Ｖが第１の設定車速Ｖ１  に達するまでの間は、制御ゲインＫＧ  が“１”より十分に小さい値の最小値ＫＧＭＩＮに設定され、車速Ｖが第１の設定車速Ｖ１  を越えて増加すると、その増加に応じて制御ゲインＫＧ  も増加し、車速Ｖが第２の設定車速Ｖ２  以上となると制御ゲインＫＧ  が“１”に固定されるように設定されている。
【００５２】
この第２の実施形態によると、車両が停止しているか又は第１の設定車速Ｖ１  未満で走行している状態は、制御ゲインＫＧ  が最小値ＫＧＭＩＮに設定されることにより、自動操舵用モータ１６で発生される自動操舵トルクによってステアリングシャフト５が回動すると、これに応じてパワーステアリングバルブ５５の可変オリフィス６１Ｌ〜６３Ｌ（又は６１Ｒ〜６３Ｒ）が閉じられる方向に作動されることにより、パワーステアリング５０で図１０に示す最大値ｉＭＡＸ  の通電電流ｉＶ  が電磁ソレノイドバルブ６４に供給されることにより、自動操舵トルクに応じた操舵補助トルクが流体シリンダ５１で発生され、これがラック２に伝達されるので、自動操舵トルクと操舵補助トルクとの和で表される操舵トルクが操舵機構１３に伝達されて、旋回開始時に前述した第１の実施形態におけると同様の操舵トルクを発生することができる。
【００５３】
そして、車速Ｖが増加することにより、パワーステアリング５０で発生される操舵補助トルクが減少することにより、この分制御ゲインＫＧ  が増加して、自動操舵トルクの制限が緩和されるので、操舵補助トルクと自動操舵トルクとの和は第１の実施形態で発生する自動操舵トルクと一致することになり、さらに車速Ｖが第２の設定車速Ｖ２  以上となると制御ゲインＫＧ  が“１”となり、パワーステアリング５０で発生される操舵補助トルクが最小となる分を自動操舵トルクが最大となって補い、両者の和が第１の実施形態におけると同様の操舵トルクを発生することができる。
【００５４】
したがって、車速によってパワーステアリング５０で発生される操舵補助トルクの変化に応じて初期電流制限値ｉＬ  を変化させることができ、車速にかかわらず、自動操舵時における旋回開始時に発生する操舵トルクを略一定値に制御することができる。
なお、上記第２の実施形態においても、前述した第１の実施形態と同様に、操舵時間ｔ１を目標操舵角θ＊  と操舵角θとの操舵角偏差Δθを制御操舵速度θ′Ｃ  で除算して算出する操舵時間ｔ１としたり、操舵速度θ′が設定速度θ′Ｓ  を越えている期間のみ初期制限値ｉＬ  を設定するようにしたり、操舵開始状態を操舵速度θ′で判断するようにしてもよい。
【００５５】
また、上記第２の実施形態においては、流体圧を使用したパワーステアリング５０を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、電動モータを使用した車速感応型の電動パワーステアリングを適用するようにしてもよい。
さらに、上記第１及び第２の実施形態においては、目標操舵角θ＊  をヨー角Φ、相対横偏位ｙ及び道路曲率ρに基づいて算出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、相対横偏位ｙと道路曲率ρとに基づいて目標操舵角θ＊  を算出するようにしてもよく、さらには車速Ｖと道路曲率ρとに基づいて下記（３）式に従って目標操舵角θ＊  を算出するようにしてもよい。
【００５６】
θ＊  ＝（ａ＋ｂ）・ρ＋（ｍ  ・  ρ・  Ｖ２（ｂ・  Ｃｒ−ａ・  Ｃｆ））／（（ａ＋ｂ）Ｃｆ  ・  Ｃｒ）    ……（３）
但し、ａは前輪軸と車両重心点との平面視における距離、ｂは後輪軸と車両重心点との平面視における距離、ｍは車両質量、Ｃｆは前左右二輪のコーナリングスティフネス、Ｃｒは後左右二輪のコーナリングスティフネスである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】第１の実施形態における操舵制御処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図３】第１の実施形態における電流制限値演算処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】操舵サーボ系の一例を示すブロック線図である。
【図５】第１の実施形態における電流制限値の変化状態を示すタイムチャートである。
【図６】第１の実施形態の変形例を示すフローチャートである。
【図７】第１の実施形態の他の変形例を示すフローチャートである。
【図８】第１の実施形態のさらに他の変形例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施形態を示す概略構成図である。
【図１０】パワーステアリングの車速感応特性を示す特性線図である。
【図１１】第２の実施形態における電流制限値演算処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１２】車速と制御ゲインとの関係を示す制御ゲイン算出用制御マップを示す特性線図である。
【符号の説明】
２  ラック
３  ピニオン
４  ステアリングホイール
５  ステアリングシャフト
１０  コントロールユニット
１３  操舵機構
１６  自動操舵用モータ
２１  操舵角センサ
２２  車速センサ
２５  単眼カメラ
２６  カメラコントローラ
５０  パワーステアリング
５１  流体シリンダ
５５  パワーステアリングバルブ
６４  電磁ソレノイドバルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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