(57)【要約】【課題】装置構成が簡単でありながら円滑な操舵制御を行える車両の走行支援装置を提供する。【解決手段】車両１が走行する経路４の形状を認識する経路認識手段５と、車両１の走行状態に応じて車両１の操舵手段３に補助操舵力を付与する補助操舵手段６とを備える車両１の走行支援装置Ｓにおいて、運転者が操舵手段３に付与した操舵情報と、経路認識手段５が認識した、車両１が既に走行した経路４の形状とに応じて、補助操舵手段６が操舵手段３に付与する補助操舵力を可変にしてある。【選択図】  図１
2006306139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が走行する経路の形状を認識する経路認識手段と、
車両の走行状態に応じて前記車両の操舵手段に補助操舵力を付与する補助操舵手段とを備える車両の走行支援装置において、
運転者が前記操舵手段に付与した操舵情報と、
前記経路認識手段が認識した、前記車両が既に走行した経路の形状とに応じて、前記補助操舵手段が前記操舵手段に付与する前記補助操舵力を可変とする車両の走行支援装置。
【請求項２】
前記補助操舵手段が、前記操舵情報としての操舵角に基づいて経路の曲率を推定するものであり、
運転者によって付与された直前の操舵角に基づいて第１曲率を算出し、
前記経路認識手段が認識している経路の所定区間について計測した前記操舵角に基づいて第２曲率を算出すると共に、
前記第１曲率と前記第２曲率との差に基づいて、前記補助操舵力を可変とする請求項１に記載の車両の走行支援装置。
【請求項３】
前記補助操舵手段による前記第１曲率の算出に際し、前記第１曲率と前記第２曲率との差がクロソイド係数に基づく所定量以下となるように前記第１曲率を決定する請求項２に記載の車両の走行支援装置。
【請求項４】
前記運転者が前記操舵手段に付与する前記操舵情報のうち操舵トルクの大きさに応じて、前記補助操舵力を補正する速度を可変とする請求項１に記載の車両の走行支援装置。
【請求項５】
所定時間における前記操舵トルクの積分値に基づいて、前記経路の曲率を補正する補正曲率を決定する請求項４に記載の車両の走行支援装置。
【請求項６】
前記補正曲率が、前記第１曲率と前記第２曲率との差の絶対値以下となるように制限される請求項５に記載の車両の走行支援装置。
【請求項７】
前記補正曲率に基づいて前記補助操舵力を変更する際に、前記経路認識手段が有する前記経路に係る曲率に対して前記補正曲率を加えるように構成してある請求項５又は６に記載の車両の走行支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両が走行する経路の形状を認識する経路認識手段と、車両の走行状態に応じて前記車両の操舵手段に補助操舵力を付与する補助操舵手段とを備える車両の走行支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の走行支援装置としては、運転者のステアリングホイール操作に応じて作動すると共に、車両の路面走行状態に応じて操舵状態を制御し得る操舵制御手段を備え、これを制御して車両が経路内を走行するように走行支援するものがある。また、単なる走行支援ではなく、運転者の操作とは無関係に自動的に操舵制御を行ない、車両が経路内を走行するように制御する装置も知られている。
【０００３】
例えば、下記の特許文献１には、自ら走行路を探索しながら、その走行路上に最適な目標経路を設定し、車両がその目標経路上を走行するように車両の走行制御を行なう技術が開示してある。この装置では、撮像装置により車両の進行方向の領域を撮像し、その画像に基づいて道路エッジを認識する。この道路エッジを利用して自ら走行可能な領域を探索し、同時に、その走行可能領域内に適切な目標経路を設定する。本装置は、このときの車両の走行状態に従って車両を目標経路に合流させるための最適な制御目標量を求め、その制御目標量に応じて車両の走行制御を行なう。
【０００４】
あるいは、特許文献２には、運転者がステアリング操作を行わなくても前方の経路上を維持したまま走行可能な自動車用自動操舵装置が開示されている。特許文献２には、自動車の右側下方向の進路を撮影する撮影手段と、この撮影手段にて撮影した道路の中から隣接する経路の境界を示すラインを認識する認識手段と、この認識手段にて認識したラインの基準位置からの距離を検出する距離検出手段と、この距離検出手段にて検出した距離に応じた舵角制御信号を発生する舵角制御手段と、この舵角制御手段からの舵角制御信号を受けて車両の進行方向を変化させる舵角駆動手段とを備え、前記舵角制御信号による舵角制御手段の作動によって前記距離検出手段にて検出される距離を所定値に保持させる技術が開示してある。
【０００５】
【特許文献１】特開平２−４８７０４号公報
【特許文献２】特開昭６０−３７０１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献に係る装置は、何れも画像によって検出した経路に沿ってコーナリングすることが可能とされている。その際には、例えば運転者によるステアリング操作に対し、車両が経路の中央を維持するように操舵トルクを付加することで、ステアリング操作の負荷を軽減し、巡航運転を支援することができる。
【０００７】
しかし、このような走行支援装置においては、カメラで撮像した画像から経路を適切且つ安定的に検出する必要がある。通常、経路には、境界を識別するレーン境界線等が設けてあり、このレーン境界線を利用して経路を特定することが考えられる。しかし、そのためには、遠方までを正確に撮影可能な撮像手段が必要となる。
【０００８】
ところで、近時の車両には、車両前方あるいは後方の近傍の確認や駐車支援用に前方監視カメラや後方監視カメラを装着したものがある。しかし、これら既設の前方監視カメラや後方監視カメラは近傍の画像を確保し得るに留まり、遠方の画像を鮮明に撮影することができない。よって、曲線状の遠方のレーンマークを正確に特定するためには、別途、高性能の前方監視カメラを備えると共に、増大した画像情報を効率的に処理できる演算装置を備える必要が生じる。この結果、走行支援装置の構成が複雑になる上に、装置の価格が増大してしまう。
【０００９】
特許文献１の装置には、ナビゲーションシステムが開示されており、カメラ等を用いなくとも、当該システムの位置情報を有効に利用することも考えられる。しかし、ナビゲーション装置の検出情報のみを用いて車両の進行方向の位置座標を特定する場合には、ナビゲーション装置の精度に依存する所が大となる。よって、この手法による場合でも、結局、高性能のナビゲーション装置が必要となり、高価な装置となることに変わりはない。
【００１０】
そこで、本発明は上記実状に鑑み、装置構成が簡単でありながら円滑な操舵制御を行える車両の走行支援装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（特徴構成１）
本発明に係る車両の走行支援装置の第１の特徴構成は、車両が走行する経路の形状を認識する経路認識手段と、車両の走行状態に応じて前記車両の操舵手段に補助操舵力を付与する補助操舵手段とを備える車両の走行支援装置において、運転者が前記操舵手段に付与した操舵情報と、前記経路認識手段が認識した、前記車両が既に走行した経路の形状とに応じて、前記補助操舵手段が前記操舵手段に付与する前記補助操舵力を可変とした点に特徴を有する。
【００１２】
（効果）
車両の走行支援を行うためには、走行すべき経路上のどの位置を車両が走行しているか等の走行状態を把握し、この状態を基準にした目標状態を設定し、車両が当該目標状態となるように、必要な補助操舵力を操舵手段に付加する必要がある。
本発明の装置においては、車両の走行位置を知る経路認識手段は、車両が既に走行した経路の形状を認識するものである。これは、例えば、一般の車両に備えられているバックモニターなどのカメラを利用できるものであり、走行支援装置の構成を非常に簡単にすることができる。
【００１３】
ただし、後方の経路の形状しか認識できないために、前方の経路の曲率変化を予め把握し、車両が所定位置に到達したときに直ちに操舵手段に補助操舵力を付与するといった走行支援を行うことが出来ない。そこで、本発明の装置では、運転者が操舵手段を操舵して操舵情報を付与した時点を、経路の曲率が変化し始めた瞬間と認識して、補助操舵手段を動作させることとしている。運転者が操舵情報を付与するのは、多くの場合、車両がカーブに侵入したとき等である。よって、操舵情報の変化に基づいて補助操舵力を変更することで、走行支援のタイミングの遅れを解消することができる。この結果、運転者は、操舵手段から予想に反した反力トルクを受けるようなことがなく、違和感のない走行支援装置を提供することができる。
【００１４】
（特徴構成２）
本発明に係る走行支援装置の第２の特徴構成は、前記補助操舵手段が、前記操舵情報としての操舵角に基づいて経路の曲率を推定するものであり、運転者によって付与された直近の操舵角に基づいて第１曲率を算出し、前記経路認識手段が認識している経路の所定区間について計測した前記操舵角に基づいて第２曲率を算出すると共に、前記第１曲率と前記第２曲率との差に基づいて、前記補助操舵力を可変とした点にある。
【００１５】
（効果）
本発明は、運転者の操舵角の変化に基づいて補助操舵力を操舵手段に付与するものである。この場合に、運転者の操舵によって生じた操舵角の変化が、現実の経路の曲率に対してどの程度の差を有しているかを把握することが非常に重要となる。
そのために、本構成では、ある判断時点までの操舵角を、短期および長期の二種類の期間にわたって計測する。このうち、短期のものは、運転者によって付与された直近の操舵角であり、この測定から第１曲率を得る。当該第１曲率は、いわば現在の瞬間的な曲率であり、どの程度の補助操舵力が必要かを判断するのに有効な値である。
【００１６】
一方、長期のものは、経路認識手段が認識している経路の所定区間について計測した操舵角であり、この測定から第２曲率を得る。当該第２曲率は、第１曲率を得るために用いた操舵角のデータよりも多くのデータを用いて得た曲率である。よって、現実の経路の形状を認識するのに有効な値である。
本構成では、これら二つの曲率の差に基づいて補助操舵力を変更するから、運転者に要求される操舵力に良く一致した補助操舵力を精度良く算出することができる。しかも、運転者による操舵角の修正操作に合わせて補助操舵力の修正が行われるため、応答性の良い走行支援装置とすることができる。
【００１７】
（特徴構成３）
本発明に係る走行支援装置の第３の特徴構成は、前記補助操舵手段による前記第１曲率の算出に際し、前記第１曲率と前記第２曲率との差がクロソイド係数に基づく所定量以下となるように前記第１曲率を決定する点にある。
【００１８】
（効果）
例えば、一般道路や高速道路のコーナー部分は、道路の曲率が急激に変化するのを防止し、車両が円滑に走行できるようにクロソイド形状に構成してある。  
この点に鑑み、本装置においても、前記補助操舵手段による前記第１曲率の算出に際し、前記第１曲率と前記第２曲率との差がクロソイド係数に基づく所定量以下となるように前記第１曲率を決定する。本構成であれば、仮に、運転者の操舵操作が過大である場合に、現時点までの経路の形状を示す第２曲率に対して、あり得ない程の操舵角を付加修正するといった不都合を防止することができる。
【００１９】
（特徴構成４）
本発明に係る走行支援装置の第４の特徴構成は、前記運転者が前記操舵手段に付与する前記操舵情報のうち操舵トルクの大きさに応じて、前記補助操舵力を補正する速度を可変とした点にある。
【００２０】
（効果）
上記各構成では、運転者が操舵手段に付与する操舵情報のうち操舵角の大小に応じて曲率の変化率を推定した。本項では、さらに、運転者が操舵手段に付与する操舵情報の一つである操舵トルクの大きさに応じて、補助操舵力を補正する速度を可変に構成する。
つまり、車両の走行支援をより適切に行うには、修正すべき操舵角の大きさと修正の速さとが非常に重要である。通常の車両の運転において、操舵トルクが大きいということは、多くの場合、経路の曲率が急激に変化していることを意味する。よって、本構成のごとく、操舵トルクの大きさに応じて、補助操舵力の補正速度を可変にすることで、素早く操舵したい場合には、補助操舵力の付与を迅速に行えるなど、現実の走行情況により適応した走行支援を行うことができる。
【００２１】
（特徴構成５）
本発明に係る走行支援装置の第５の特徴構成は、所定時間における前記操舵トルクの積分値に基づいて、前記経路の曲率を補正する補正曲率を決定する点にある。
【００２２】
（効果）
本発明の走行支援装置は、運転者が操舵手段に付与する操舵角の大きさ等に基づいて補助操舵力が決定される。ただし、運転者の操舵が常に正確であるとは限らない。通常は、操舵手段の操舵トルクには、ある程度のふらつきが含まれる。よって、仮に、運転者による操舵トルクの変化に基づいて直ちに補助操舵力を発生させるとすると、運転者の操舵が適切でない場合でも、当該操舵のノイズが補助操舵力等に反映されてしまう。この結果、操舵手段からの反トルクを頻繁に受ける運転者は運転に違和感を生じることとなる。
そこで、本構成のごとく操舵トルクを積分することにより、操舵手段のふらつきの影響を軽減しつつ、付与すべき曲率の補正量を算出することができる。この結果、前記反トルクの発生などを抑えて、極めて円滑な走行支援を行うことができる。
【００２３】
（特徴構成６）
本発明に係る走行支援装置の第６の特徴構成は、前記補正曲率が、前記第１曲率と前記第２曲率との差の絶対値以下となるように制限される点にある。
【００２４】
（効果）
操舵トルクの積分に基づく補正は、曲率補正を円滑に行うことができるものの、例えば、操舵トルクを長期にわたって積分し続けると、経路の補正曲率が過大となるおそれがある。そこで、本構成のごとく、前記第１曲率と前記第２曲率との差を補正曲率の最大値として設定する。このように制限することで、不適切な運転操作に基づいて経路の曲率を過大に修正するといった人為的な操作の誤りの影響を抑制することができる。
【００２５】
（特徴構成７）
本発明に係る走行支援装置の第７の特徴構成は、前記補正曲率に基づいて前記補助操舵力を変更する際に、前記経路認識手段が有する前記経路に係る曲率に対して前記補正曲率を加えるように構成した点にある。
【００２６】
（効果）
ここまでに求めた補正曲率をより有効に利用するためには、当該曲率補正を付加すべきベースとなる経路の曲率が正確なほど良い。この点、経路認識手段が有する後方の経路に係る曲率は、運転者の操舵角の要素等を含まない客観的な曲率とすることができる。よって、当該経路認識手段による曲率に上記補正曲率を付加することで、以降の曲率補正が最も正確なものとなり、円滑な走行支援装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
（概要）
本発明に係る車両１の走行支援装置Ｓは、車両１走行中の運転者によるハンドル２の操作態様に応じて操舵手段３に操舵力を補助的に付加し、運転者の操舵力を軽減する装置である。補助的な操舵力を付与するためには、車両１の走行状態を正確に把握する必要がある。例えば、仮に車両１が経路４の側縁部を走行している場合に、経路４から外れる方向に操舵力を付与するのは妥当ではなく、経路４の内部の走行を維持できる状態で補助操舵力を付与するのが好ましい。
【００２８】
そのためには、通常、前方を監視するカメラ等によって、経路４における車両１の走行位置を把握する。本発明においても、経路４の形状を把握する経路認識手段５を備えるが、特に、車両１が既に走行した後方の経路４の形状を認識する手段を備えた点に特徴を有する。
後方の経路４の形状を認識する場合には、操舵手段３に上記補助操舵力を付与する際の時間遅れが問題となる。このような遅れが生じると、例えば、ハンドル２が運転者の予想に反する動きをするなど、運転感覚を損なうこととなる。本発明は、このような不都合を防止しつつ、後方の経路４の形状しか把握できない場合でも、適切に補助操舵力を付与できる走行支援装置Ｓを得ようとするものである。
以下、図面に基づいて本発明の特徴構成及び作用効果について説明する。
【００２９】
（走行支援装置の構成）
本発明の走行支援装置Ｓの構成を図１に示す。
図１は、本発明の一実施形態に係る走行支援装置Ｓの概略構成を示す。
車両１の後方に、経路認識手段５としての後方カメラ５ａを設けてある。当該後方カメラ５ａは、バックモニタに用いるカメラ等を用いることができる。
車両１の走行方向を変更する操舵手段３としては、電動パワーステアリングシステム（以下、「ＥＰＳ」と称する）を備えている。当該ＥＰＳは、運転時に運転者の操舵力を軽減するために、駆動モータによって操舵手段３に操舵力を付与する装置である。本発明では、当該ＥＰＳを補助操舵手段３の一部として用いる。
【００３０】
当該走行支援装置Ｓは、前記後方カメラ５ａが撮影した画像情報を処理して、車両１が既に走行した経路４の形状を認識する等の機能を有する画像処理ユニットＥＣＵ１、および、前記操舵手段３に補助操舵力を付与する補助操舵手段６としての機能を有する操舵制御ユニットＥＣＵ２を備えている。
前記画像処理ユニットＥＣＵ１には、前記後方カメラ５ａの他、車速センサ７等が接続してある。一方、前記操舵制御ユニットＥＣＵ２には、運転者が操舵手段３に付与する操舵力を計測する操舵トルクセンサ８、および、前輪の操舵角を示す操舵角センサ９、ＥＰＳの駆動モータの回転角を検出する回転角センサ１０等を接続してある。
尚、前記画像処理ユニットＥＣＵ１および前記操舵制御ユニットＥＣＵ２は、信号線１１によって互いに交信可能に接続してあるから、前記各センサは、何れのユニットに接続されるものであっても良い。
【００３１】
図２には、本発明の走行支援装置Ｓの基本的な制御ブロックを示す。
本装置では、走行状態を計測する上記各センサからの検出データに基き、まず、車両１の現在の走行状態量を演算する。これにより、例えば、経路４における車両１の走行位置・速度・操舵手段３の操舵角・横方向の加速度等を認識する。
一方、上記各センサからの検出データに基き、前記操舵手段３に付与すべき操舵角を求める等の目標状態量の演算を行う。ここでは、上記走行状態量の各検出データに応じた目標量を演算する。これら走行状態量と目標状態量とを比較し、例えば、操舵手段３に付与すべき操舵角をフィードバック制御演算し、そのために必要な操舵トルクを算出してＥＰＳに出力する。
【００３２】
本発明の走行支援装置Ｓでは、経路４の曲率を認識するための後方カメラ５ａが設置してある。ただし、当該後方カメラ５ａは、通常、広角レンズで構成してあるから、後方遠方を詳細に確認することは出来ない。よって、画像から得た経路４における車両１の位置や、車速等の情報を常に蓄積しておき、経路４の曲率を推定する。
【００３３】
ただし、上記のごとく操舵手段３に補助操舵力を付与する際に、既に走行が終了した経路４の形状のみを知るだけでは、上記補助操舵力の入力が遅れる。その結果、運転者は、ハンドル２から予想外の反力トルクを受ける等して運転感覚が損なわれる。
そこで当該走行支援装置Ｓでは、運転者が操舵手段３に入力した操舵情報に基づいて操舵手段３の曲率を補正すべき補正量を演算し、前記操舵手段３にフィードフォワード制御により補助操舵力を付与する。操舵情報としては、例えば、運転者がハンドル２に付与する操舵角や、ハンドル２を操舵する操舵トルク等が該当する。具体的な演算手法につき以下に説明する。
【００３４】
（補正曲率演算の手法）
当該走行支援装置Ｓでは、前方の経路４の形状を知ることが出来ない。よって、経路４の屈曲状態に応じて適切なタイミングで操舵力を付与するために、本発明の装置では、運転者が操舵手段３に付与する操舵角あるいは操舵トルクを利用して曲率補正を行う。
図３には、当該走行支援装置Ｓが行う補正曲率演算のフローを示す。また、図４には、曲率補正を行う際の車両１の走行状態を模式的に示す。
【００３５】
（１）道路曲率推定演算
本発明の走行支援装置Ｓでは、運転者が前記操舵手段３に付与した操舵角あるいは操舵トルクに応じて、操舵手段３に補助操舵力が付与される。つまり、経路４の前方形状を認識する手段を持たない本装置では、経路４の曲率が変化した際に最初に生じる状態量の変化が、運転者自らが行う操舵操作に基く操舵角の変化であると考える。実際に、操舵量の大小と、経路４の曲率変化の大小とは良好に対応する。
そこで、当該装置では、経路４の曲率変化の程度を判断するために、運転者がそれまでに行った操舵角の計測結果を利用する。これにより、以降の経路４の曲率変化量を算出し、操舵角をどの程度補正すべきか等を演算して、ＥＰＳに補助操舵力を入力する（図３・♯１）。
【００３６】
本発明においては、前記操舵角の計測は、短期と長期との二種類で行う。
短期の計測は、運転者が付与した操舵角のうち、現在に至るまでの直前の操舵角について行う。図４においては、車両１が状態ｂから状態ｃに至る時間ｔ０の区間において当該計測を行う。以下の（Ａ）式に示すごとく、例えば、直前の操舵角として３回の計測周期にわたって操舵角を計測し、これらの移動平均から現在に至る直前の経路４の曲率を推定する。１回の計測周期を約１００ｍｓｅｃとすると、時間ｔ０は３００ｍｓｅｃである。この曲率は、運転者が行った操舵のうち最新のデータを用いて得たものであり、補助操舵力を算出するために基本となる曲率である。以降においては、この曲率を第１曲率ρｓｗ０と称する。
【００３７】
次に、長期の操舵角の計測を行う。長期の計測は、例えば、図４に示すごとく、経路認識手段５である後方カメラ５ａの画像情報によって既に認識している経路４のうち、所定区間について操舵角を測定する。図４の例では、当該所定区間は、車両１が状態ａから状態ｃに至る区間である。この区間の長さは、例えば５００〜６００ｍである。また、車両１が状態ａから状態ｃに至る時間ｔ１は、前記時間ｔ０よりも長い。この測定結果に基づき、以下の（Ｂ）式を用いて第２曲率ρｓｗ１を算出する。この場合には、例えば、２００回の計測周期にわたって操舵角を計測し、これらの移動平均から第２曲率ρｓｗ１を求める。第２曲率ρｓｗ１は第１曲率ρｓｗ０に比べて多くの計測結果を用いて算出したものであるから、第１曲率ρｓｗ０に比べて実際の経路４の曲率により近い数値である。
【００３８】
次に、経路４の曲率補正を行うために、第１曲率ρｓｗ０と第２曲率ρｓｗ１との差を求める。つまり、これまでに走行した経路４の形状をより正確に表している第２曲率ρｓｗ１に対する第１曲率ρｓｗ０の変化分の大小によって、操舵手段に付与すべき補助操舵力を演算する。このように、操舵角に基づいて経路４の曲率を推定し、車両１の運転操作を支援することで、仮に経路４の後方形状のみの情報しか有していなくても、補助操舵力を適切なタイミングで付与することができ、応答性の良い走行支援装置Ｓを得ることができる。
【００３９】
（１−１）最新操舵角情報による曲率推定
【数１】
2006306139.tif 000003
【００４０】
（１−２）画像による道路曲率推定と対応する操舵角情報による曲率推定  
【数２】
2006306139.tif 000004
【００４１】
（２）推定曲率制限
上記のごとく、運転者が操舵手段３に操舵角を付与したという事実は、経路４の曲率が変化したことを知る有効な情報である。しかし、運転者の操舵角が常に正しいとは限らない。通常、運転者の操舵にはある程度のふらつきが含まれることが多く、場合によっては過大な操舵がなされることもある。そこで、上記第１曲率ρｓｗ０を求める際には、以下の（Ｃ）式に示すように一定の制限を設ける（図３・♯２♯３）。
【００４２】
例えば、一般に道路のコーナー部分は車両１が円滑に走行できるようにクロソイド形状に構成してある。そのためにクロソイド係数が設定され、道路の曲率変化分が規定してある。これにより、道路の曲率が急激に変化するのを防止している。本装置においても、急激な補助操舵力が操舵手段３に付与されるのを防止するために、以下に示すような制限を設ける。
【００４３】
つまり、前記補助操舵手段６による前記第１曲率ρｓｗ０の算出に際し、前記第１曲率ρｓｗ０と前記第２曲率ρｓｗ１との差がクロソイド係数に基づく所定量以下となるように前記第１曲率ρｓｗ０を決定する（図４参照）。
仮に、第１曲率ρｓｗ０が第２曲率ρｓｗ１に対して過大に変化している場合には、第１曲率ρｓｗ０の変化幅がΔLd / Amin2  に制限される。ΔLdは、画像による経路曲率推定区間の半分の距離である。例えば、図４の場合には、車両１が状態ａから状態ｃに至るまでの区間を後方カメラ５ａで監視することになるから、この距離を２×ΔLdとして、その半分の距離である。つまり、車両１の走行距離を設定することで、その間に生じる曲率の最大変化幅は必然的に決定される。上記ΔLd / Amin2  は、その最大幅を示すものである。このように制限を設けることにより、操舵手段３に補助操舵力が付与される際に、運転者が違和感を感じることなく円滑な走行支援を行うことができる。
【００４４】
【数３】
2006306139.tif 000005
【００４５】
（３）道路曲率補正速度演算
上記においては、運転者の操舵角の大小に応じて曲率の変化率を推定し、現在までの経路４の曲率と、以降の経路４の曲率との差を求めることができる。本項では、さらに、前記運転者が前記操舵手段３に操舵角を付与する際の操舵トルクの大きさに応じて、前記補助操舵力を補正する速度を可変に構成する（図３・♯４）。
つまり、操舵トルクが大きいということは、多くの場合、経路４の曲率が急激に変化していることを意味する。よって、このような場合には、補助操舵力を迅速に付与することとする。この演算を行う式を以下の（Ｄ）式に示す。
【００４６】
ただし、この場合の曲率の補正態様は以下の二つに分ける。
まず、操舵トルクが所定のしきい値よりも小さい場合には、運転者の操舵トルクを打ち消すように補助操舵力を発生させる。つまり、操舵トルクが小さい場合には、単に運転者の操舵がふらついているに過ぎないと判断することができる。よって、所定値よりも小さな操舵トルクは消去するように走行支援するものとする。
一方、運転者の操舵トルクが所定のしきい値を超えている場合には、操舵手段３を積極的に操舵したと判断できる。その場合には、操舵トルクの大きさに応じて、曲率補正の速度を大きくする。
【００４７】
【数４】
2006306139.tif 000006
【００４８】
（４）補正道路曲率演算
運転者の操舵が無駄なく理想的なものである場合には、そこから得られる操舵トルクに基づいて直ちに曲率補正の速度を決定すればよい。しかし、通常、運転者の操舵には、ふらつきなどのノイズが含まれる。この結果、運転者は操舵手段３からの反トルクを頻繁に感じ、運転感覚に違和感が生じる。
そこで、本発明の装置では、そのような運転者の不適切な操作の悪影響を以下のようにして除去する。即ち、運転者の操舵トルクによって経路４の曲率を補正する際に、（Ｅ）式に示すように、所定時間における前記操舵トルクの積分値に基づいて、前記経路４の曲率を補正する補正曲率を決定することとする（図３・♯５）。
具体的には、補正速度Ｖｃに計算周期Ｔｓを掛けたものを積分する。このように操舵トルクを積分することで、操舵のふらつきをフィルタリングする効果が生じ、曲率補正を滑らかにすることができる。
【００４９】
【数５】
2006306139.tif 000007
【００５０】
（５）補正曲率制限範囲外制限部
上記操舵トルクの積分に基づく補正は、曲率補正を円滑に行うことができるものの、所定の制限を設ける必要がある。例えば、操舵トルクを長期にわたって積分し続けると、経路４の補正曲率が過大となるおそれがある。そこで、以下の（Ｆ）式に示すように、補正曲率Δρｓｗの最大値として、前記第１曲率ρｓｗ０と第２曲率ρｓｗ１との差を用いる（図３・♯６♯７，図４参照）。このように、操舵トルクによる補正を制限することで、不適切な運転操作に基づいて経路４の曲率を過大に修正するといった不都合が生じるのを防止することができる。
【００５１】
尚、（Ｆ）式中の（ρｓｗ0−ρｓｗ1）は、経路４の曲率が切り替わった場合等にはマイナス符号となる場合がある。本構成では、そのような場合に、曲率が逆方向であると判断することは行わず、曲率の補正を一旦ゼロにすることに留めている。これにより、経路４の曲率の符号が逆転するといった複雑な状態において、運転者の不適切な操舵に基く誤った修正操作が行われるのを確実に防止している。
【００５２】
【数６】
2006306139.tif 000008
【００５３】
（６）道路曲率補正
最終的に操舵手段３に入力する補助操舵力を決定する際には、（Ｇ）式に示すごとく、ここまでに求めた補正曲率Δρｓｗを、経路認識手段５が有する経路４の曲率に加える（図３・♯８）。ここでの経路４の曲率は、例えば後方カメラ５ａの画像情報によって得た曲率である。
このように、曲率補正のベースとして最も正確な経路４の形状を用いることで、以降の曲率補正が最も正確なものとなり、円滑な補助操舵が可能な走行支援装置Ｓを得ることができる。
【００５４】
【数７】
2006306139.tif 000009
【００５５】
（検証）
本装置により、経路４の曲率補正を行った場合の一例を図５に示す。
図５中、上側のグラフは走行時間と道路曲率との関係を示すグラフである。同図のうち、点線が実際の道路の曲率の変化を示す。図中、Ａ点からＢ点に至る部分は、例えば道路のカーブの入り口部分を示す。この領域では、カーブの曲率が変化する。Ｂ点よりも後の領域は、曲率が一定となったカーブ部分を示す。
後方カメラ５ａを用い、画像計測のみによって曲率補正を行った場合の曲率変化を示すのが細い実線である。このグラフから、曲率補正が大幅に遅れているのがわかる。
これに対し、本装置で曲率補正を行った結果を示すのが太い実線である。Ａ点直後のコーナーの入り口近傍では曲率補正がやや遅れるものの、Ｂ点に近付くに伴って、補正した曲率は実際の道路曲率の変化に良好に追随していることがわかる。
【００５６】
図５の下側の図は、走行時間と操舵トルクとの関係を示すグラフである。同図中、細い実線は、走行支援を行わない場合の操舵トルクを示すグラフである。つまり、補助操舵力の入力が無い場合の操舵力の変化を示す。カーブ入り口のＡ点に差し掛かる前から操舵力が増加し始め、定常カーブとなったＢ点の直後まで所定の操舵トルクが必要なことがわかる。
これに対して、本装置で補正を行った場合の操舵トルクの変化を示すのが太い実線である。Ａ点の直後まではある程度の操舵トルクが必要であるものの、Ａ点とＢ点との中間位置付近から定常カーブの領域に至るまで、運転者が必要とする操舵トルクが大幅に軽減されていることがわかる。
このように本発明の装置は、道路曲率推定精度が向上しており、曲率補正の遅れが少なく、運転者に求めれられる操舵トルクを大幅に軽減可能な走行支援装置Ｓであることがわかる。
【００５７】
〔第１の別実施形態〕
上記実施形態では、車両１が既に走行した経路４の形状を認識する経路認識手段５が、後方カメラ５ａである例を示したが、この例に限られるものではない。例えば、この他に、経路４に埋設した磁気マーカーを用いるものであってもよいし、ＧＰＳを用いるものであってもよい。要するに、現在までの経路４を正しく認識できる手段であれば、何れの手段を用いても本発明の走行支援装置を構成することができる。
【００５８】
〔第２の別実施形態〕
上記実施形態では、経路４の曲率変化を求めるために、運転者による操舵角の計測結果を用いた。しかし、これに代えて、車両１のヨーレイトに基づいて経路４の曲率を求めるものであってもよい。
具体的には、曲率推定の手法は以下の（Ｈ）式、および（Ｉ）式に示すとおりである。この場合にも、前述の（Ａ）式、および（Ｂ）式で示したのと同様に、短期の計測による第１曲率ρｓｗ０、および、長期の計測による第２曲率ρｓｗ１を求める。
ヨーレイトの大小は、操舵角の大小と連動する。よって、ヨーレイトに基づく場合も、操舵角に基づく場合と同様の精度で曲率推定が可能である。
【００５９】
最新ヨーレイト情報による曲率推定  
【数８】
2006306139.tif 000010
【００６０】
画像による道路曲率推定と対応するヨーレイト情報による曲率推定
【数９】
2006306139.tif 000011
【００６１】
尚、本発明に係る走行支援装置Ｓは、一般道路を走行する車両１の走行支援に適用することができる他、工場敷地内を走行する作業車両１等、操舵力の補助が必要とされる各種の車両１に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明に係る走行支援装置の概要を示す図
【図２】本発明に係る走行支援装置の制御ブロックを示す図
【図３】本発明に係る走行支援装置の制御フローを示す図
【図４】曲率補正を行う際の車両の走行状態を模式的に示す図
【図５】本発明に係る走行支援装置の検証結果を示す図
【符号の説明】
【００６３】
１        車両
３        操舵手段
４        経路
５        経路認識手段
６        補助操舵手段
Ｓ        走行支援装置
ρｓｗ０  第１曲率
ρｓｗ１  第２曲率
【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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