(57)【要約】【課題】  車両が車線から逸脱しそうになるとドライバに警報を行うようにした車線維持支援装置に関し、運転者に車両の車線からの横ずれを確実に認識させることができ、且つ運転者が支援装置を過信することを防止できるようにする。【解決手段】  車両のステアリングホイール１に車両の運動に影響を与えない程度の高い操舵入力周波数でパルス状のトルクを発生させる。このような高周波入力は人間は触感により感知しやすいので、車両にヨーモーメントを発生させずに運転者にシステムの作動を認識させることが可能となる。【選択図】        図１
2006264624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のステアリングホイールに、前記車両の運動に影響を与えない波形および／または周波数を有するトルクを発生させるトルク発生手段を備える
ことを特徴とする、車線維持支援装置。
【請求項２】
車両が走行している車線の中心位置を検出する車線中心検出手段と、
前記車線中心検出手段で検出された前記車線の中心位置と前記車両の幅方向中心位置との横ずれの大きさと方向とを算出する横ずれ量算出手段と、
該横ずれ量算出手段で算出された横ずれの大きさと方向に基づいて、前記車両のステアリングホイールに付与するトルクを設定するとともに、該設定されたトルクを前記車両の運動に影響を与えない波形および／または周波数を有するトルクを発生させるトルク発生手段とを備える
ことを特徴とする、車線維持支援装置。
【請求項３】
前記トルク発生手段は、
前記横ずれの大きさが大きくなるほど前記パルス状のトルクに対するゲインを大きく設定する
ことを特徴とする、請求項２記載の車線維持支援装置。
【請求項４】
前記トルク発生手段は、
前記パルス状のトルクを前記横ずれの大きさが大きくなるほど短い時間間隔で繰り返し発生させる
ことを特徴とする、請求項２又は３記載の車線維持支援装置。
【請求項５】
前記トルク発生手段は、
前記車両の中心位置が前記車線中心位置に近づく方向にトルクを発生させた後、前記車線中心位置から遠ざかる方向にトルクを発生させる
ことを特徴とする、請求項２〜４のいずれか１項記載の車線維持支援装置。
【請求項６】
前記車両の運転者の注意力を判定する注意力判定手段を備え、
前記トルク発生手段は、前記注意力判定手段で判定された前記運転者の注意力が低いほど、前記パルス状のトルクに対するゲインを大きく設定する
ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項記載の車線維持支援装置。
【請求項７】
前記車両の運転者の注意力を判定する注意力判定手段を備え、
前記トルク発生手段は、前記注意力判定手段で判定された前記運転者の注意力が低くなるほど、前記パルス状のトルクを短い時間間隔で繰り返し発生させる
ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項記載の車線維持支援装置。
【請求項８】
前記トルク発生手段は、前記車両の走行速度が高いほど前記パルス状のトルクを短い時間間隔で繰り返し発生させる
ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項記載の車線維持支援装置。
【請求項９】
前記周波数の主成分は３Ｈｚ以上である
ことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項記載の車線維持支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドライバに車線中央に対する位置を通知するようにした車線維持支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両に取り付けられたカメラにより車両前方の画像を取得するとともに、道路車線認識等の画像処理の結果から車線中央（図９参照）に対する車両横位置（車線中央に対する横ずれ量）を算出し、この横ずれ量が低減されるように操舵をアシストして車線（走行レーン）を維持するようにした、車線維持支援装置（lane Keeping Assist System）が研究，開発され、一部の乗用車ではすでに実用化されている。ここで、車線とは白線の間に位置し、道路上における車両の通行に適した領域を指す。なお、車線の境界を示すこれらの白線は、連続する線でも破線でも良い。
【０００３】
このような車線維持支援装置では、一般にコントローラ（ＥＣＵ）内に横ずれ量からアシストトルクを設定するマップ（図８参照）が格納されている。また、操舵系にはアクチュエーター（例えば電動モータ）が付設されており、このアクチュエーターが上記マップで設定されたアシストトルクを発生することによりドライバの操舵がアシストされる。
なお、アシストトルク設定マップの特性としては、例えば図８に示す線ａ〜線ｄに示すようなものが知られている。このような特性（マップの形状）は、自動車メーカにより適宜設定されるものであるが、緊急操舵時のドライバの操舵を阻害したり、本来の車線維持支援装置の目的から逸脱した使用方法（すなわち、自動操舵運転）にならないように、トルクの上限（最大トルク）や操舵アシストの解除条件が設定されている。
【０００４】
また、上述したような、車両が車線中央に位置するように積極的に操舵アシストをする技術以外にも、車両が車線を逸脱しようとしていると判定すると、ステアリングホイールを振動させて、ドライバに警報を行うようにした技術も知られている（例えば特許文献１参照）。
また、これ以外にも、車速、ハンドル角、アクセル踏み込み量、ブレーキペダルのオンオフ、クラッチ操作状態、変速機の変速段（シフト位置）、ウインカレバー操作状態等の情報に基づいてドライバの運転注意力低下度合いを求め、ドライバの運転注意力低下度合いに応じて警報を行うようにした技術も実用化されている（下記の特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−２５１１７１号公報
【特許文献２】特開平７−２９０９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような従来の車線維持支援装置は、主に車両が高速道路を走行している場合に作動することを想定しているが、一般に高速道路は道路の曲率半径が大きく、このため、車線維持支援装置で入力されるアシストトルクは必然的に低周波入力（即ち、ゆっくりとした操舵）となる。結果として、車線維持支援装置からステアリングホイールに入力されるアシストトルク（修正トルク）も低周波となる。
【０００６】
しかしながら、このような低周波で入力される修正トルクは、ドライバーに知覚されない可能性もあり、そのためドライバはシステムが作動していると気が付かないことが考えられる。特に、車両が車線中央近くを走行しているのであれば、このときの修正トルクは低い。そして、仮にドライバが、車両が車線を維持するのに必要なシステムの作動を認識することができないと、ドライバはシステムに依存するようになるという課題がある。
【０００７】
加えて、注意力不足による車両の車線からの逸脱は、通常徐々に起こる（すなわち、低周波数）ため、車線維持支援装置における修正トルクも低周波数で入力される。ドライバの低注意力に起因する車両の蛇行は、車線維持支援装置によりある程度は軽減されるが、ここでもドライバはシステムの作動を知覚しないために、ドライバ自身の注意力低下を認識できない可能性がある。
【０００８】
ところで、一般に与えられた刺激の強さと人間の感覚の大きさとは比例せずに、下式（１）に示すStevensのべき法則を使ってモデル化されることが、知られている。なお、下式（１）において、Ｓは感覚強度、Ｉは刺激強度、ａ，ｂは定数である。
Ｓ＝ａＩb  ・・・（１）
上記の課題を解決するために、ドライバがはっきり知覚できる程度の大きさにアシストトルクを強くして、ドライバにシステムの作動を認識させることが考えられる。
【０００９】
しかしながら、この方法は以下のような問題がある。上述のべき法則によれば、ｂ＞１の場合、人間の感覚を一次関数的に増加させるためには、刺激の強さを指数関数的に増加させなくてはならない。パルス状のトルクが、ステアリングホイールへ入力されたかどうか検出する場合においては、Stevensのべき法則における指数ｂは１よりも小さいと予測される。これはドライバの感覚が一次関数的に増加するためには、アシストトルクを指数関数的に増加させなくてはならないということを示している。
【００１０】
しかしながら、上述したように、そもそも緊急操舵時のドライバの操舵を阻害しないようにアシストトルクの大きさは上限値が設定されており、ドライバが認識できる程度の値に設定するのは（或いはそのような方策を取るのは）困難である。
また、仮にドライバが認識できる程度の大きさのアシストトルクに設定した場合には、ドライバが操舵力を加えなくてもある程度の操舵が行われるような、いわゆる自動操舵に近い状態となる危険性があるため、ドライバがシステムを過信してしまい操舵をシステムに依存してしまうおそれがある。
【００１１】
人間の触覚は連続的な刺激よりも変化する刺激により敏感である。肌に圧力がかかると、レセプターが変形して神経インパルスを伝える。その圧力が同じ強さでかかり続けると、その神経インパルスは徐々に減少してその伝達が停止してしまう。この現象は適応(adaptation）と呼ばれる。神経インパルスは、環境により変化するので、人間の触覚はハイパスフィルターのように機能すると言われている。
【００１２】
本発明はこのような課題に鑑みて創案されたものであって、運転者に車両の車線からの横ずれを確実に認識させることができ、且つ運転者が支援装置を過信することがないようにした、運転支援装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このため、本発明の車線維持支援装置は、車両のステアリングホイールに、前記車両の運動に影響を与えない波形および／または周波数を有するトルクを発生させるトルク発生手段を備えることを特徴としている（請求項１）。
ここでの“周波数”とは、パルス状のトルクの信号に含まれる周波数のスペクトルを意味し、また、“車両の運動に影響を与えない”とは、車両のヨー、横方向位置および速度に特段の影響を与えないことを意味する。以上のことは、本発明のすべての請求項において、共通である。人間の触覚はハイパスフィルターの特性を持っているため、ドライバはステアリングホイールに与えられるパルス状のトルクをはっきりと知覚することができる。
また、本発明の車線維持支援装置は、車両が走行している車線の中心位置を検出する車線中心検出手段と、前記車線中心検出手段で検出された前記車線の中心位置と前記車両の幅方向中心位置との横ずれの大きさと方向を算出する横ずれ量算出手段と、該横ずれ量算出手段で算出された横ずれの大きさと方向に基づいて、前記車両のステアリングホイールに付与するトルクを設定するとともに、該設定されたトルクを前記車両の運動に影響を与えない波形および／または周波数を有するトルクを発生させるトルク発生手段とを備えることを特徴としている（請求項２）。
【００１４】
また、前記トルク発生手段は、前記横ずれの大きさが大きくなるほど前記パルス状のトルクに対するゲインを大きく設定するのが好ましい（請求項３）。
また、前記トルク発生手段は、前記パルス状のトルクを前記横ずれの大きさが大きくなるほど短い時間間隔で繰り返し発生させるのが好ましい（請求項４）。
また、前記トルク発生手段は、前記車両の中心位置が前記車線中心位置に近づく方向にトルクを発生させた後、前記車線中心位置から遠ざかる方向にトルクを発生させるようにしてもよい（請求項５）。
【００１５】
また、車両の運転者の注意力を判定する注意力判定手段を設け、前記トルク発生手段は、前記注意力判定手段で判定された前記運転者の注意力が低いほど、前記パルス状のトルクに対するゲインを大きく設定するようにしてもよい（請求項６）。
また、前記トルク発生手段は、前記注意力判定手段で判定された前記運転者の注意力が低くなるほど、前記パルス状のトルクを短い時間間隔で繰り返し発生させるようにしてもよい（請求項７）。
【００１６】
また、前記トルク発生手段は、前記車両の走行速度が高いほど前記パルス状のトルクを短い時間間隔で繰り返し発生させるようにしてもよい（請求項８）。
また、前記周波数の主成分は３Ｈｚ以上であるのが好ましい（請求項９）。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の車線維持支援装置によれば、横ずれ量が微少な領域においても支援装置が作動していることを運転者が体感することができ、且つアシストトルクのステアリングへの影響を極めて微小に抑えることもできる。したがって、車両の横ずれが生じた場合に運転者に横ずれを確実に認識させることが出来るとともに運転者が支援装置を過信することもないという利点がある（請求項１，２，９）。
【００１８】
また、運転者は横ずれ量の大小と方向とを体感することができ、車両を車線中央に戻すための適切な操舵を促すことができるという利点がある（請求項３，４）。
そして、パルス状のトルクの発生方向を反転させることにより、車両が横ずれしたことを効果的に運転者に伝えることができ、また、アシストトルクを強くすると同時に、アシストトルクの影響により車両が動いても車両の動きを確実に抑制することができる（請求項５）。
【００１９】
また、運転者の注意力低下度合いに応じて上記パルス状のトルクの大きさと周波数を変更するので、注意力に応じた適切な車線位置情報を与えることができる（請求項６，７）。
高速走行時にパルス状のトルクの発生する時間間隔が短くなるので、高速走行時に運転者に強く車線位置情報を認識させることができ、運転者は車線維持のための操舵を適切に行うことができる（請求項８）。
【００２０】
また、前記パルス状のトルクの主周波数成分は３Ｈｚ以上であるのが好ましい。このような周波数であれば、車両の運動に特段の影響を与えず且つドライバの知覚に確実に訴えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図１〜図７を用いて本発明の一実施形態にかかる車線維持支援装置について説明する。
図２は本装置が適用される車両の操舵系の構造を示す模式図であって、図２に示すように、車両の操舵装置１０１は、ステアリングホイール１，ステアリングシャフト２，ステアリングギアボックス３，ピットマンアーム４及びモータ（駆動源）５等を備えて構成されている。
【００２２】
ステアリングホイール１はステアリングシャフト２を介してステアリングギアボックス３に接続されており、ステアリングギアボックス３にはピットマンアーム４が接続されている。このピットマンアーム４は図示しないリンク機構を介してやはり図示しない前輪に接続されており、ステアリングホイール１を回転させるとピットマンアーム４が揺動駆動され、この揺動運動により前輪が操舵されるようになっている。
【００２３】
また、ステアリングシャフト２にはベルト６を介してモータ５が接続されており、このモータ５が発生する駆動トルクによりステアリングホイール１に対する操舵入力がアシストされるようになっている。なお、詳細は図示しないが、このモータ５にはクラッチ機構が付設されており、このクラッチ機構によりステアリングシャフト２とモータ５とを断接することができるようになっている。
【００２４】
また、図１は本装置の要部構成を示す模式的なブロック図であって、図１及び図２に示すように、モータ５には制御手段としてのコントローラ（ＥＣＵ）が接続されており、このＥＣＵ７からの制御信号に基づいて、モータ５の作動状態が制御されるようになっている。
また、図１に示すように、このＥＣＵ７には、図示しない車両前方の画像取得に適した位置に固定されたカメラ８、車両の走行速度を検出する車速センサ９、ステアリングホイール１の操舵角を検出する舵角センサ１０、左右のウインカの操作状態をそれぞれ検出するウインカスイッチ１１、クラッチ操作状態を検出するクラッチセンサ１２が接続されている。また、図示はしないが、このＥＣＵ７には、アクセル踏み込み量又はアクセル開度を検出するアクセル開度センサ、ブレーキペダルのオンオフを検出するブレーキセンサ、変速機の変速段（シフト位置）を検出するセンサも接続されている。そして、これらのセンサ類で検出された車両の運転状態又は運転情報（車両情報）がＥＣＵ７に入力されるようになっている。
【００２５】
ここで、ＥＣＵ７は、カメラ８で取得した画像情報から走行レーン（車線）の中心位置と車両の幅方向中心位置との横ずれ量を算出するとともに、各センサからの情報に基づきドライバの注意力低下度合いを判定し、これらの横ずれ量及び注意力低下度合いから、ステアリングホイール１に対するアシストトルク（モータ５の駆動トルク）の大きさや操舵入力周波数（アシストトルクがステアリングホイール１に作用する操舵入力周波数）等のパラメータを設定してステアリングホイール１にフィードバック制御する機能を有している。
【００２６】
また、ステアリングホイール１に対して入力されるアシストトルクは、パルス状のトルクとして設定されるようになっており、車両の操舵に特段の影響を与えない波形および／または周波数に設定されている。
そして、アシストトルクをこのような波形および操舵入力周波数に設定することにより、操舵支援が自動操舵として作用することなく、且つ確実にドライバがステアリングホイール１からの触感により操舵支援装置の作動を体感することができるようになっている。
【００２７】
なお、このように本装置はドライバの知覚，触感（hap tic）に働きかける制御であり、このため、本装置におけるフィードバック制御をハップティックフィードバック制御（hap tic feedback）ともいう。また、この操舵入力周波数の主成分は具体的には３Ｈｚ以上に設定されているが、この数値の根拠については後述する。
以下、ＥＣＵ７の機能構成について説明すると、ＥＣＵ７の内部には、ドライバの注意力を判定又は推定する注意力判定手段２１と、車両の車線中央からのずれの大きさと方向を判定して車両が走行レーンから逸脱しないかを監視する車線逸脱監視手段２２と、上記の注意力判定手段２１及び車線逸脱監視手段２２からの情報に基づいて車両のステアリングホイール１にパルス状のトルクを発生させるトルク発生手段２３とを備えて構成されている。
【００２８】
このうち注意力判定手段２１は、カメラ８で撮像された車両前方の道路画像と、各種センサにより検出された車両の運転情報に基づいて前記車両のドライバの注意力を推定するものであって、例えばカメラ８で取得された道路画像から得られる白線位置情報と舵角センサ１０で得られるステアリングホイールの操作情報とから車両の蛇行を判定すると、ウインカスイッチ１１で得られるウインカ操作情報に基づいて当該蛇行が注意力低下に起因するものか否かを判定するとともに、蛇行量の大きさから注意力低下の度合いの大きさを判定するものである。そして、注意力判定手段２１では、判定された注意力低下度合いの大きさに応じて、スピーカ１３から警報音を発したりディスプレイ１４に警報表示を行ったりするとともに、トルク発生手段２３にドライバの注意力低下度合いを出力するようになっている。
【００２９】
また、車線逸脱監視手段２２は、カメラ８で撮像された車両前方の画像情報に基づき車両の車線中央からの横ずれの量と方向を判定するものであって、ここでは車線中心検出手段２２ａと横ずれ量算出手段２２ｂとを備えて構成されている。
このうち、車線中心検出手段２２ａは、自車両が走行している走行レーンの中心位置を検出するものであって、カメラ８からの情報を画像処理して得られる道路画像から、自車の左右に存在する道路白線を認識し、この左右の道路白線で区画された領域を自車量が走行している走行レーン（車線）を認識するとともに、この走行レーンの中心位置を検出するものである。また、横ずれ量算出手段２２ｂは、上記車線中心検出手段２２ａで検出された走行レーン中心位置と自車両の幅方向中心位置との距離を横ずれ量として算出するものである。
【００３０】
なお、注意力判定手段２１における注意力の推定手法や、車線中心検出手段２２ａ及び横ずれ量算出手段２２ｂにおける車線位置や横ずれ量の検出手法等についてはそれぞれ公知であるのでここでは詳しい説明を省略する。
また、トルク発生手段２３は、モータ５を駆動してステアリングホイール１に対するアシストトルクを設定するアシストトルク設定手段２３ａと、このアシストトルクに対するゲイン，パルス状の操舵入力の波形及びパルスの発生する時間間隔を設定するゲイン設定手段２３ｂとを備えている。
【００３１】
このうちアシストトルク設定手段２３ａには、図３に示すようなマップが格納されており、このマップから横ずれ量算出手段２２ｂで算出された量の関数としてアシストトルクが設定されるようになっている。
また、本実施形態では、アシストトルク設定手段２３ａには、図示するようにＰ１，Ｐ２，Ｐ３の３つの異なる特性のマップが記憶されており、注意力判定手段２１で判定されたドライバの注意力低下度合いに応じて、いずれか１つが選択されるようになっている。
【００３２】
そして、本実施形態では、注意力低下度合いが大きくなるほど（ドライバの注意力が低くなるほど）、アシストトルクが大きく設定されるようになっている。具体的には、注意力低下度合いが大きくなるほど、アシストトルク設定手段２３ａにおいてＰ１，Ｐ２，Ｐ３の順でマップが選択されるようになっている。
なお、本実施形態ではアシストトルク設定手段２３ａに３つの特性を設けた場合について説明しているが、アシストトルクを設定するための特性は１つだけでも良いし、２つ又は４つ以上設けてもよい。また、アシストトルク設定手段２３ａは、マップを使わずにドライバの注意力に応じたアシストトルクを決定しても良い。
【００３３】
また、ゲイン設定手段２３ｂには、図４に示すように、それぞれ矩形のパルス波によって発生するアシストトルクに対するゲインと、アシストトルクを出力する周期（パルス幅ｔ）と、パルスを繰り返し発生させる時間間隔Ｔとを組み合わせたマップが３つ記憶されており、車速等の車両の運転状態やドライバの注意力低下度合いや横ずれ量等に応じていずれか１つのマップが選択されるようになっている。
【００３４】
ここで、マップａ〜マップｃは、いずれも０．３３秒以下のパルス幅ｔでパルス状にアシストトルクを発生させるものである。
具体的にはマップａはゲイン＋１．０，パルス幅０．０６秒に設定され、これを０．６秒間隔で繰り返し実行するような特性として設定されている。なお、ここではゲインはアシストトルク設定手段２３ａで設定されるアシストトルクに対する係数であって、ゲインが正のときは、車両の中心位置が車線中心位置に近づく方向にアシストトルクを発生させ、ゲインが負のときは車線中心位置から遠ざかる方向にトルクを発生させることを意味している。正確には、マップａの波形は矩形であるため、マップａはすべての周波数成分を含んでいるが、正弦波の半波に近似することができる。この場合、マップａの周期は０．１２秒（ｔの２倍）なので、マップａの周波数の主成分は約８．３Ｈｚである。
【００３５】
そして、このようなマップａが選択された場合には、ステアリングホイール１にアシストトルク設定手段２３ａで設定されたアシストトルクがｔ＝０．０６秒だけ入力され、これがＴ＝０．６０秒間隔で繰り返し実行されることとなる。そして、このような高周波入力（約８．３Ｈｚ）をステアリングホイール１に与えることにより、ドライバがアシストトルクの入力をステアリングホイール１を握る手を通して触感で認識することができ、ドライバはシステムの作動を認識することができるのである。
【００３６】
また、マップｂ及びマップｃは、０．０６秒でゲイン＋１．２を出力した後の、後半の周期０．０６秒（ｔ２）でゲイン−０．６を出力する特性に設定されたアシストトルクを指す。つまり、マップｂ及びマップｃは、いずれも、車両の中心位置が車線中心位置に近づく方向にアシストトルクを発生させた後、車線中心位置から遠ざかる方向にアシストトルクを発生させるようなマップとして設定されており、マップｂはこれを０．９５秒間隔（Ｔ）で、マップｃは０．６０秒間隔（Ｔ）で実行するような特性として設定されている。
【００３７】
このように最初により強いアシストトルクを入力し、その後に速くて短い反転アシストトルクを入力するので、マップｂおよびｃによって生じるアシストトルクはマップａの場合よりもドライバの知覚により強く訴えることができる。与えられた知覚レベルに到達するために、マップｂおよびｃは後述する理由によりさらに車両の運動への影響をより強く抑制する。
【００３８】
マップａでは、トルク入力によりステアリングホイール１をわずかな角度だけ回転し、それがドライバに知覚されるが車両の運動に大きな影響を与えるほど大きくはない。ステアリングホイールを握っているドライバの手の弾性と車両の操舵システムの弾性によりステアリングホイールは少しだけ回転する。トルク入力後、操舵システムの摩擦のためステアリングホイールは元の位置に完全に戻ることはないが、マップｂおよびｃでのトルクの反転により、この摩擦に打ち勝って、ステアリングホイールは元の角度近くまで戻る。このようにアシストトルクの方向が反転しても、ドライバはアシストトルクの意図した方向をはっきり知覚することができる。
【００３９】
ところで、このようなゲイン設定手段２３ｂでは、注意力低下度合いが大きくなるほど、アシストトルクの変化度合いが大きいマップを選択するように設定されている。本実施形態ではアシストトルクの変化度合いは、マップａ，マップｂ，マップｃの順で大きくなるので、注意力低下度合いが大きくなるほど、マップａ，マップｂ，マップｃの順でマップが選択されるようになっている。
【００４０】
なお、本実施形態ではゲイン設定手段２３ｂに３つのマップを設けた場合について説明しているが、このようなマップを１つだけ設定してもよいし、任意の複数のマップを設定してもよい。また、ゲイン設定手段２３ｂは、ドライバの注意力に応じたゲインをマップを使わずに決定しても良い。
また、ゲイン設定手段２３ｂに設定されるマップの特性は上述の４つのマップに限定されるものではなく、マップの特性については種々変更可能である。例えば少なくともゲインの大きさがそれぞれ異なる複数のマップを設け、横ずれ量算出手段２２ｂで検出された車両の横ずれ量が大きくなるほどパルス状のアシストトルクに対するゲインが大きくなるようにマップを順次選択するようしても良いし、注意力判定手段２１で判定されたドライバの注意力が低くなるほどゲインが大きくなるようにマップを順次選択するようにしても良い。また、パルス波形は矩形に限定されず、例えば鋭角的な正弦波や三角波でも良い。
【００４１】
また、少なくともアシストトルクを発生する時間間隔Ｔがそれぞれ異なる複数のマップを設け、横ずれ量が大きくなるほど、アシストトルクを発生する時間間隔が短くなるようにマップを順次選択するようにしても良いし、ドライバの注意力が低くなるほど、アシストトルクを発生する時間間隔が短くなるようにマップを順次選択するようにしても良い。また、車両の走行速度が高くなるほどアシストトルクを発生する時間間隔が短くなるようにマップを順次選択するようにしても良い。
【００４２】
以上、トルク発生手段２３の構成について説明したが、その作用を説明すると以下のようになる。例えばアシストトルク設定手段２３ａにおいてアシストトルクを設定するマップとしてＰ１が選択され、また、ゲイン設定手段２３ｂにおいて、マップａが選択されると、まずアシストトルク設定手段２３ａにおいて、マップＰ１から車両横位置（横ずれ量）に応じたアシストトルクが設定され、次に、ゲイン設定手段２３ｂにより、アシストトルク設定手段２３ａで設定されたアシストトルクにマップａのゲイン（この場合、パルス持続時間に対して、＋１．０）を掛けた値のトルクが最終的な出力トルクとして設定されるとともに、その発生パターンが設定される。つまり、ここではマップａにしたがって、周期０．０６秒で、且つ０．６０秒間隔でアシストトルクが発生するように設定される。
【００４３】
そして、このような車線逸脱監視手段２２及びトルク発生手段２３により、例えばウインカが操作されていないにもかかわらず、車両が車線を逸脱しそうになると、車線中心位置からの横ズレ量に応じてステアリングホイール１に対するパルス状のトルク（アシストトルク）が設定され、また、このアシストトルクが所定の時間間隔をおいて出力されるようになっている。
【００４４】
なお、このようなアシストトルク設定手段２３ａ及びゲイン設定手段２３ｂにおける２つのマップを掛け合わせると図５に示すような３次元マップとなる。ここで、図５に示す３次元マップは、アシストトルク設定手段２３ａにおいてマップＰ１が選択され、ゲイン設定手段２３ｂにおいてマップａが選択された場合に、これらの２つのマップを掛け合わせて１つのマップとして示した例である。したがって、トルク発生手段２３に最初からこのような３次元マップを記憶しておき、この３次元マップから、ステアリングホイール１に対するアシストトルクの大きさや操舵入力周波数等を設定するようにしても良い。また、トルク発生手段２３に複数の３次元マップを記憶しておき、ドライバの注意力低下度合いや車両の運転状態に応じて１つの３次元マップを選択するようにしても良い。
【００４５】
次に、このパルス設定手段２３で設定されるパルス状のアシストトルクが短い周期（０．３３秒以下：３Ｈｚ以上の高周波入力）に設定される理由について以下、簡単に説明する。
図６は一般的な操舵特性を示すグラフであって、車両に生じるヨー角速度の周波数応答特性を示している。図示するように車両の操舵角に対するヨー角速度周波数応答特性は、２次ローパスフィルタと同様の応答特性となっており、応答周波数は１〜２Ｈｚの間にピークとなり、これよりも高い周波数の操舵入力では、応答が大きく減少し応答遅れが大きくなる。逆に、１．０Ｈｚ以下の低周波領域では応答が大きく減少することはなく応答遅れがほとんどない。
【００４６】
したがって、速い操舵入力（３Ｈｚ以上、つまりパルス持続時間０．３３秒以下）をパルス的に与えれば、車両運動に特段の影響を与えずに（つまり車両のヨー、横方向位置、速度に影響を与えずに）、ドライバにステアリングホイール１を介して車線の逸脱を警報することが可能となる。特に、このような高周波入力はわずかな大きさでも知覚しやすいという利点があり、小さなアシストトルクであっても高周波入力とすることとでドライバに車両の横ずれを認識させることができる。アシストトルクが矩形のパルスであれば、パルス波を正弦波の半波を使って近似し、パルス幅を０．１７秒以下に設定することで上述の特性を得ることができる。
【００４７】
次に、図７を用いて本装置の全体的な作用について説明する。なお、ＥＣＵ７におけるアシストトルクＴassistの設定については、上述と重複するので説明を省略する。まず、ＥＣＵ７のトルク発生手段２３でアシストトルクＴassistが設定されると、ＥＣＵ７からは設定されたアシストトルクＴassistに応じた制御信号がモータ５に出力され、モータ５が駆動される。そして、ステアリングホイール１には、このようなモータ５の駆動トルク（アシストトルク）Ｔassistとドライバによる操舵力Ｔdriverとが加算されて入力される。
【００４８】
そして、このアシストトルクに応答して、ドライバがトルクをステアリングホイール１に働かせて、操舵角αを生成すると、車両の横ずれ量（車線中央に対する車両位置）ｙが低減される。また、このときの横ずれ量ｙがカメラ８を介してＥＣＵ７にフィードバックされ、次の制御ルーチンでのアシストトルクＴassistの設定に用いられる。
以上詳述したように、本装置では、ステアリングホイール１にアシストトルクを入力しているので、車両の運動に大きく影響を与えることなくドライバに車線中心位置に対する車両の位置情報（横ずれ）を与えることができる。つまり、高周波の入力は、人間が触感により知覚しやすいため、確実に横ずれを認識させることができ、且つ車両に生じるヨーモーメントは無視できるほど小さく、運転者がシステムを過信するようなことも防止できるという利点がある。
【００４９】
なお、このようなハップティックフィードバック制御を適用しない場合には、ドライバにアシストトルクを知覚させるためには比較的大きな駆動トルクが必要となるため、自動操舵に近い状態となり、ドライバがシステムに依存してしまいドライバの注意力を喚起するのが困難であるという課題があったが、本装置によれば、新たなハードウェアを何ら追加することなくこのような課題を解決することができる。特にマップｂおよびｃを適用することにより、ドライバが知覚する刺激を比較的強くしても、車両の運動への影響は効果的に抑制することができる。
【００５０】
また、アシストトルク設定手段２３ａに複数のマップを設け、ドライバの注意力低下度合いに応じてマップを選択するのでドライバの注意力低下度合いに応じた適切なアシストトルクを設定することができる。
同様に、ゲイン設定手段２３ｂに複数のマップを設けて、ドライバの注意力低下度合いに応じてマップを選択するので、ドライバの注意力低下度合いに応じた適切なゲイン，操舵入力周波数及びパルス発生の時間間隔を設定することができるという利点がある。
【００５１】
また、トルク発生手段２３において、横ずれ量が大きくなるほどパルス状のアシストトルクに対するゲインを大きく設定するように構成した場合や、横ずれ量が大きくなるほど短い時間間隔で上記パルス状のアシストトルクを繰り返し発生させるように構成した場合には、ドライバは横ずれ量の程度を体感することができ、適切な操舵を促すことができるようになる。
【００５２】
また、トルク発生手段２３において、車両の走行速度が高くなるほど短い時間間隔で上記パルス状のアシストトルクを繰り返し発生させるように構成した場合には、高速走行時にアシストトルクの発生する時間間隔が短くなるので、ドライバに強く車線位置情報を認識させることができ、ドライバは車線維持のための操舵を適切に行うことができる。また、これにより車両の安全性を高めることができる。
【００５３】
また、トルク発生手段２３において、注意力判定手段２１で判定されたドライバの注意力が低くなるほど、パルス状のアシストトルクに対するゲインを大きく設定するように構成した場合や、ドライバの注意力が低くなるほど、パルス状のアシストトルクを短い時間間隔で繰り返し発生させるように構成した場合には、ドライバの注意力が低いときほど、ドライバに伝わる刺激が強くなるのでドライバの注意力低下を喚起することができる、また、注意力に応じた適切な車線位置情報を与えることができる。
【００５４】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば操舵装置としては図２に示すようなボールナット式タイプのもの以外にもラックアンドピニオン式のものを適用しても良い。また、モータ５とステアリングシャフト１との接続構造についても、図２に示すベルト駆動方式以外にギヤ駆動方式のものを適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態にかかる車線維持支援装置の要部構成を示す模式的なブロック図である
【図２】本発明の一実施形態にかかる車線維持支援装置が適用される車両の操舵系の構造を示す模式図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる車線維持支援装置に適用されるアシストトルク設定マップを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる車線維持支援装置に適用されるゲイン設定マップを示す図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる車線維持支援装置に適用される３次元マップの一例を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態にかかる車線維持支援装置における操舵入力周波数の設定の根拠を示す図であって、一般的な操舵特性について示す図である。
【図７】本発明の一実施形態にかかる車線維持支援装置のハップティックフィードバック制御を説明するためのブロック線図である。
【図８】従来の車線維持支援装置におけるアシストトルク設定マップの一例である。
【図９】本発明の一実施形態にかかる車線維持支援装置が適用される車両が走行する路面の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  ステアリングホイール
５  モータ
７  制御手段とコントローラ（ＥＣＵ）
８  カメラ
２１  注意力判定手段
２３  トルク発生手段
２２ａ  車線中心検出手段
２２ｂ  横ずれ量算出手段
２３  トルク発生手段
２３ａ  アシストトルク設定手段
２３ｂ  ゲイン設定手段
【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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