(57)【要約】【課題】操舵制御量を適正に制御することができる車両制御装置を提供する。【解決手段】ＥＣＵ２０は、道路の車線を検出する車載カメラ１０と、自車両５０の操舵を実施する操舵装置３０とを備える自車両５０に適用され、操舵装置３０による操舵制御を実施する。ＥＣＵ２０は、車載カメラ１０の出力に基づいて自車両５０の走行状態を示す状態量を取得するとともに、その状態量と所定の目標値との偏差を算出する偏差算出部と、偏差の積分演算に基づき操舵制御量を算出する演算要素を含み、偏差を無くすように操舵制御量を算出する制御量算出部と、車載カメラ１０の出力の信頼度を算出する信頼度算出部と、信頼度に基づいて、積分演算における処理態様を変更する処理変更部と、を備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路の車線を検出する車線検出装置（１０）と、車両（５０）の操舵を実施する操舵装置（３０）とを備える車両に適用され、前記操舵装置による操舵制御を実施する車両制御装置（２０）であって、
前記車線検出装置の出力に基づいて前記車両の走行状態を示す状態量を取得するとともに、その状態量と所定の目標値との偏差を算出する偏差算出部と、
前記偏差の積分演算に基づき操舵制御量を算出する演算要素を含み、前記偏差を無くすように前記操舵制御量を算出する制御量算出部と、
前記車線検出装置の出力の信頼度を算出する信頼度算出部と、
前記信頼度に基づいて、前記積分演算における処理態様を変更する処理変更部と、
を備える車両制御装置。
【請求項２】
前記信頼度が所定値よりも小さいか否かを判定する信頼度判定部を備え、
前記処理変更部は、前記信頼度が前記所定値よりも小さいと判定された場合に前記積分演算を停止する請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記処理変更部は、前記信頼度が前記所定値よりも小さいと判定された場合に、前記積分演算を停止するとともに、前記偏差の積分演算で取得される積分値を所定の値に変更する請求項２に記載の車両制御装置。
【請求項４】
前記処理変更部は、前記信頼度が前記所定値よりも小さいと判定された場合に、前記積分演算を停止するとともに、前記積分値をゼロに変更する請求項３に記載の車両制御装置。
【請求項５】
前記処理変更部は、前記信頼度が前記所定値以上であると判定された場合に、前記積分演算を停止するとともに、前記積分値を、ゼロと前回の積分演算で取得された前回値との間の中間値に変更する請求項３又は４に記載の車両制御装置。
【請求項６】
前記信頼度が所定値よりも小さいと判定された場合において、前記信頼度の低下の要因が生じてから信頼度低下の旨が判定されるまでの間における前記操舵装置の実操舵量又は該実操舵量に相関するパラメータを算出する操舵量算出部を備え、
前記処理変更部は、前記実操舵量又は該実操舵量に相関するパラメータに基づいて、前記積分値を変更する請求項３乃至５のいずれか１項に記載の車両制御装置。
【請求項７】
前記処理変更部は、前記信頼度に応じて、前記積分演算における前記操舵制御量に対する感度を変更する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の車両制御装置。
【請求項８】
前記処理変更部は、前記感度の変更として、前記偏差の積分値に乗算する制御ゲインの変更を実施するものであり、前記制御ゲインの変更前後で、前記制御ゲインと前記偏差の積分値とを乗算した値が一定になるように前記積分値を調整する請求項７に記載の車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の走行を制御する車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載カメラにより撮影された画像等から区画線等を認識し、その認識結果に基づいて、車線に沿って車両が走行できるよう操舵装置の操舵トルクや操舵角といった操舵制御量を制御する、いわゆる車線維持制御が提案されている。このような制御では、カメラやセンサ等の車線検出装置により車線における自車両の横位置やヨー角といった車両の走行状態を示す状態量を取得し、その状態量と所定の目標値とから求められる偏差に基づいて、操舵制御量をフィードバック制御している。さらに、この操舵制御量の算出には、一般に、車線検出装置の出力の定常的な誤差を解消すべく偏差を積分演算する演算要素が含まれている。
【０００３】
ここで、車載カメラ等の車線検出装置においては、種々の要因により一時的な誤検出が生じるおそれがある。そして、その誤検出による検出精度の低下時には、誤った操舵制御量が算出されることで、不適切な操舵が発生し車両のふらつき等が生じるおそれがある。そこで、例えば特許文献１に記載の装置では、自車線の検出精度の指標としてヘッドランプの照射状態を用い、ヘッドランプの照射状態の良好度合が小さい場合には操舵制御量の制御感度を弱めるよう制御している。これにより、自車線の検出精度が悪い状況で、操舵制御量の制御状態が悪化することを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３０８０９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、自車線の検出精度の低下時に、操舵制御量の制御感度を弱めた場合であっても、操舵制御量の算出は実行されており、それに応じた車両の操舵が発生する。例えば、偏差の積分演算が引き続き実行されることで、誤検出によって誤った値として算出された偏差が逐次積分値として蓄積され、その積分値に基づいて操舵制御量が算出されることとなる。その結果、操舵制御量の誤差の増大に伴って、不適切な操舵が発生し、車両のふらつき等が生じるおそれがある。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みたものであり、操舵制御量を適正に制御することができる車両制御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】
【０００７】
本発明は、道路の車線を検出する車線検出装置と、前記車両の操舵を実施する操舵装置とを備える車両に適用され、前記操舵装置による操舵制御を実施する車両制御装置であって、前記車線検出装置の出力に基づいて前記車両の走行状態を示す状態量を取得するとともに、その状態量と所定の目標値との偏差を算出する偏差算出部と、前記偏差の積分演算に基づき操舵制御量を算出する演算要素を含み、前記偏差を無くすように前記操舵制御量を算出する制御量算出部と、前記車線検出装置の出力の信頼度を算出する信頼度算出部と、前記信頼度に基づいて、前記積分演算における処理態様を変更する処理変更部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
車線維持制御では、一般に、車線検出装置によって取得される車両の状態量（自車線における自車両の横位置やヨー角等）と所定の目標値との偏差に基づいて、操舵制御量がフィードバック制御される。また、このとき車線検出装置の出力の定常的な誤差を解消すべく積分制御が実施される。ただし、車線を検出するカメラやセンサ等の車線検出装置においては、種々の要因により一時的な誤検出が生じるおそれがある。そして、その誤検出による検出精度の低下時には、偏差が誤った値として算出され、さらにその偏差が逐次積分値として蓄積されることとなる。その結果、誤った操舵制御量が算出されることで不適切な操舵が発生し、車両のふらつき等が生じるおそれがある。
【０００９】
上記構成では、車線検出装置の出力に基づいて車両の走行状態を示す状態量を取得するとともに、その状態量と所定の目標値との偏差を算出し、さらにその偏差の積分演算を含む演算によって操舵制御量を算出する。そして、車線検出装置の出力の信頼度に基づいて、積分演算における処理態様を変更するようにした。つまり、車線の検出精度に関係なく一様に積分演算を実施する場合とは異なり、車線検出装置の出力の信頼度に応じて車線の検出精度が相違することを加味し、積分演算における処理態様を変更するようにした。これにより、不適切な操舵の発生を抑えることができ、車両のふらつきを抑制できる。その結果、車両の操舵制御を適正に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】車線維持制御システムの概略構成を示す図。
【図２】ＥＣＵにより取得される車両の状態量を説明する図。
【図３】操舵制御量の算出を説明するための図。
【図４】従来制御における自車両の挙動を説明するための図。
【図５】従来制御の態様を示すタイミングチャート。
【図６】本実施形態における操舵制御の手順を示すフローチャート。
【図７】本実施形態における自車両の挙動を説明するための図。
【図８】本実施形態における操舵制御の態様を示すタイミングチャート。
【図９】第２実施形態における操舵制御の手順を示すフローチャート。
【図１０】第２実施形態における操舵制御の態様を示すタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、操舵装置を有する車両に搭載された車線維持制御システムを具体化している。当該システムでは、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）を中枢として、自車両が車線を走行する際に車線における所望の位置（例えば、車両の中央）を走行できるように操舵制御量を制御している。
【００１２】
まず、本実施形態に係る車両の車線維持制御システムの概略構成について図１を用いて説明する。自車両５０は、車載カメラ１０やヨーレートセンサ１１、車速センサ１２、操舵角センサ１３といった各種検出部と、ＥＣＵ２０と、操舵装置３０とを主に有している。
【００１３】
車載カメラ１０は、自車両５０の進行方向における前方の撮像画像を取得し、この撮像画像に基づいて車線を検出する。車載カメラ１０は、例えばＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサ、近赤外線センサ等の単眼カメラ又はステレオカメラを含む装置であり、例えば自車両５０のフロントガラスの上端付近で且つ車幅方向の中央付近に取付けられている。
【００１４】
また、車載カメラ１０は、取得した撮像画像に基づいて、自車両５０が走行する車線の左右を区画する区画線の位置を検出する。具体的には、車載カメラ１０は、画像にsobelフィルタ等を適用してエッジ点を抽出し、抽出したエッジ点にハフ変換等を行って、左右の区画線を構成するエッジ点を検出する。そして、区画線のエッジ点の画像平面上の座標を算出し、算出した座標を区画線の位置とする。そして、車載カメラ１０は、所定周期で、検出された区画線の位置をＥＣＵ２０へ送信する。なお、区画線には、実線や破線が含まれ、それら各線には白色、黄色、青色などの彩色が施されていてもよい。
【００１５】
ヨーレートセンサ１１は、自車両５０の旋回方向への角速度（ヨーレート）を検出する。ヨーレートセンサ１１は、振動子を有し、自車両５０のヨーモーメントに基づいて振動子に生じた歪を検出することで自車両５０のヨーレートを検出する。検出されたヨーレートは、ＥＣＵ２０へ出力される。
【００１６】
車速センサ１２は、例えば車輪に取り付けられており、当該車輪の回転速度に基づいて自車両５０の車速Ｖを検出する。検出された車速Ｖは、ＥＣＵ２０へ出力される。
【００１７】
操舵角センサ１３は、操舵装置３０の操舵量を検出する。操舵角センサ１３は、ステアリングシャフト３２に取り付けらており、ハンドル３１の回転角度（操舵角）を検出する。検出された操舵角は、ＥＣＵ２０へ出力される。
【００１８】
ＥＣＵ２０は、ＣＰＵや各種メモリ等を備えたコンピュータを主体として構成されている。ＥＣＵ２０は、車載カメラ１０から出力される区画線の情報に基づいて、自車両５０が走行する車線を検出する。この車線の検出では、例えば、車載カメラ１０によって検出された左右の区画線で区画される車線の幅方向における中心座標や、車両の走行状態を示す状態量が取得される。
【００１９】
図２は、ＥＣＵ２０により取得される車両の状態量を説明する図である。本実施形態では、ＥＣＵ２０は状態量として、自車両５０の進行方向に対する中心線の傾きであるヨー角θ、自車線における自車両５０の横位置ｙを取得する。ここで、横位置ｙは、車線の幅方向における中心線に対するずれ量として取得される。つまり、中心線を目標横位置とした場合、横位置ｙと横位置偏差Δｙは同じ値として取得される。中心線は、左右の区画線で区画される車線の幅方向における中心を通る線である。なお、車両の状態量は、走路パラメータとも称される。
【００２０】
また、ＥＣＵ２０は、自車両５０が車線の所望の位置を走行できるように、取得された状態量及び所定の目標値の偏差と、その偏差の積分とに基づいて操舵制御量δをフィードバック制御している。具体的には、ＥＣＵ２０は、図３に示す制御構成に従って、操舵制御量δを算出する。
【００２１】
図３では、まず車両の各状態量（例えば、ヨー角θ及び横位置ｙ）と、各目標値との偏差を算出する。より詳しくは、例えば、目標ヨー角（例えば０°）からヨー角θを減算することで、ヨー角偏差Δθを算出する。また、目標横位置（例えば車線の中央線が目標横位置であれば０）から横位置ｙを減算することで、横位置偏差Δｙを算出する。
【００２２】
次に、算出された偏差を積分演算することで積分値を取得する。図３では、横位置偏差Δｙを積分演算することで、積分値ｚ（つまり、∫Δｙｄｔ）を算出する。なおここでは、カント等の外乱の影響によって生じる横位置ｙの定常偏差をなくすために、横位置偏差Δｙの積分値ｚをフィードバック制御に用いている。
【００２３】
続いて、取得された各状態量の偏差及びその積分値（Δθ，Δｙ，ｚ）に、それぞれ対応する制御ゲイン（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３）を乗算する。そして、得られた各値に基づいて操舵制御量δを算出する。すなわち、操舵制御量δは、下記式（１）に基づいて算出される。
操舵制御量δ＝−Ｇ１×Δθ−Ｇ２×Δｙ−Ｇ３×ｚ  …  （１）
算出された操舵制御量δは、ＥＣＵ２０からＥＰＳ（Electric Power Steering）コントローラ２１に出力される。
【００２４】
ＥＰＳコントローラ２１は、不図示のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備える周知のコンピュータであり、操舵装置３０のモータ３４に接続されている。ＥＰＳコントローラ２１は、ＥＣＵ２０から出力される操舵制御量δに基づいてモータ３４を制御し、操舵角や操舵トルクを変化させる。
【００２５】
操舵装置３０は、例えば、電動式の操舵装置であり、モータ３４の回転により、ハンドル３１に接続されたステアリングシャフト３２に操舵トルクを加え、自車両５０の操舵を設定する。また、ステアリングシャフト３２の先端にはピニオンギア３５が設けられている。このピニオンギア３５はラックギア３６に噛み合っている。ラックギア３６の両端には、タイロッド等を介して一対の車輪が回転可能に連結されている。また、ステアリングシャフト３２には減速ギア３３を介してモータ３４が取り付けられている。
【００２６】
ところで、車線維持制御では、カメラやセンサ等の車線検出装置によって検出された車線に沿って、自車両５０が走行できるように操舵制御量が制御されている。具体的には、車線検出装置によって取得される車両の状態量と所定の目標値との偏差に基づいて、操舵制御量がフィードバック制御される。また、一般に、操舵制御量の算出には、上記偏差を積分演算する演算要素が含まれている。つまり、車線の検出精度は操舵制御に密接に関係している。
【００２７】
一方、車線検出装置は、路面状況や天候といった種々の要因によって一時的に誤検出が生じることがある。そして、誤検出によって車線の検出精度が低下した場合には、誤った操舵制御量が算出されることで、不適切な操舵が発生するおそれがある。かかる場合、車両がふらつく等の車両の走行が不安定になることが考えられる。図４には、従来の車線維持制御によって、車線の中央に沿って自車両５０が走行する際の自車両５０の挙動を示している。なお、左側の区画線の脇には、路肩静止物としてガードレールが設置されている。
【００２８】
ここで、区間Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３において、ガードレールが一時的に区画線として認識されると、その区間における自車線が誤って検出されることになる。つまり、区間Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３では自車線が左側に広がって検出されることになり、その結果、自車線の中央が左側にずれる。そして、検出された自車線の中央に沿って走行するように操舵制御が実施されることで、自車両５０が図４のように左右に蛇行走行することになる。つまり、自車線の誤検出に起因して、不適切な操舵制御量が発生し、自車両５０のふらつきが生じる。
【００２９】
図５には、自車両５０が図４の挙動を示す場合のタイミングチャートを示す。タイミングｔ１１〜ｔ１２間では、区間Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３での自車線の誤検出に伴い横位置偏差Δｙが誤って算出される。そしてこれらの各区間では、その横位置偏差Δｙの積分演算によって、積分値ｚが増加し、ひいては積分制御量Ｇ３ｚも増加する。つまり、積分演算が実行されることで、誤った値として算出された横位置偏差Δｙが積分値ｚとして逐次蓄積され、ひいては積分制御量Ｇ３ｚの誤差が増大していく。
【００３０】
その後、タイミングｔ１２以降において、自車線の誤検出が解消すると、自車線の中央に沿って操舵制御が実施されることで、横位置偏差Δｙがゼロに収束していく。これに伴って、積分値ｚ及び積分制御量Ｇ３ｚもゼロに収束していく。しかしながら、タイミングｔ１２の時点において積分制御量Ｇ３ｚの誤差が大きくなっていることから、自車両５０が自車線の中央に戻る（タイミングｔ１３）までに時間がかかることになる。このように従来制御では、自車線の誤検出に起因して、不適切な操舵の発生といった車両制御の悪化が懸念される。
【００３１】
そこで、本実施形態では、ＥＣＵ２０は、車載カメラ１０の出力に基づいて自車両５０の走行状態を示す状態量を取得するとともに、その状態量と所定の目標値との偏差を算出し、さらにその偏差の積分演算を含む演算によって操舵制御量を算出する。そして、車載カメラ１０の出力の信頼度に基づいて、積分演算における処理態様を変更するようにした。すなわち、車載カメラ１０の出力の信頼度に基づいて積分演算における処理態様を変更することで、誤検出に起因して誤った値が積分値として蓄積されることを抑制し、その結果操舵制御量を適正に制御することができるようにした。ここで、処理態様の変更として具体的には、積分演算の停止処理や積分値の変更が含まれる。
【００３２】
より詳しくは、ＥＣＵ２０は、車載カメラ１０の出力の信頼度が所定値よりも小さいか否かを判定し、信頼度が所定値よりも小さいと判定された場合に積分演算を停止するようにした。この場合、積分演算を停止することで積分値の値は一定に保持される。
【００３３】
また、ＥＣＵ２０は、車線の検出精度を図る指標として、車載カメラ１０の出力の信頼度を判定する。信頼度は、信頼度が大きければ車線の検出精度が高いことを意味し、信頼度が小さければ車線の検出精度が低いことを意味する。この信頼度の判定に際しては、周知の方法を用いることができ、例えば車載カメラ１０により認識された区画線の精度を判定する方法を用いることができる。例えば、所定の連続性をもって検出される区画線のエッジ点が、所定以上の変化量をもってばらつきを示した場合、又は連続区間の長さが過小となった場合に、信頼度が小さいと判定することができる。
【００３４】
なお、本実施形態では、信頼度の算出において、車線の左右両側の区画線のうち片方の区画線の認識は正しく行われている場合を想定している。つまり、ＥＣＵ２０は、車線の左右両側の区画線のうち片方の区画線が正しく認識されている場合に、信頼度を算出する。言い換えると、ＥＣＵ２０は、例えば所定の連続性をもって検出される左右の区画線のエッジ点が左右いずれも所定以上の変化量をもってばらつきを示した場合、すなわち区画線の左右両側とも検出精度が低いような場合は、信頼度を算出しない。そのためかかる場合には、ＥＣＵ２０は、積分演算における処理態様を変更する本制御は実施しない。
【００３５】
次に、本車両制御装置における操舵制御の処理手順について、図６のフローチャートを参照して説明する。本処理は、ＥＣＵ２０が所定間隔で繰り返し実行する。
【００３６】
ステップＳ１１では、車線検出装置の出力に基づいて、自車両５０の走行状態を示す状態量を取得する。ここでは、ＥＣＵ２０は、車載カメラ１０から出力される車線の情報に基づいて、状態量として、例えばヨー角θや横位置ｙを取得する。ステップＳ１２では、取得された状態量と所定の目標値との偏差を算出する。例えば、自車両５０のヨー角θと目標ヨー角とのヨー角偏差Δθ、及び自車両５０の横位置ｙと目標横位置との横位置偏差Δｙを算出する。なお、ステップＳ１１及びステップＳ１２が「偏差算出部」に相当する。
【００３７】
ステップＳ１３では、車線検出装置の出力の信頼度を算出する。ここでは、上述のように、車載カメラ１０によって認識された区画線のエッジ点の連続性を用いて信頼度を算出する。信頼度の算出には、予め定められた相関マップを用いるとよい。ステップＳ１４では、算出された信頼度が閾値Ｔｈ１よりも大きいか否かを判定する。ここで、閾値Ｔｈ１は自車線の検出精度が低下したことが判定される判定値である。ステップＳ１４がＹＥＳであればステップＳ１５へ進み、通常の演算処理によって操舵制御量δを算出する。なお、ステップＳ１３が「信頼度算出部」に相当し、ステップＳ１４が「信頼度判定部」に相当する。
【００３８】
ステップＳ１５では、ステップＳ１２で算出された偏差の積分演算を実行する。ここでは、例えば横位置偏差Δｙを積分演算することで積分値ｚを算出する。なお、積分演算は現時点を基準として、その時点から所定期間前までの値を用いて実施される。過去に算出された横位置偏差ΔｙはＥＣＵ２０内のメモリに記憶されており、ＥＣＵ２０は、過去に算出された横位置偏差Δｙと現時点において算出された横位置偏差Δｙとを用いて、積分値ｚを算出する。
【００３９】
ステップＳ１６では、算出された偏差とその偏差の積分値とに基づいて、操舵制御量δを算出する。ここでは、上述した式（１）に基づいて、操舵制御量δを算出する。そして、ＥＣＵ２０により算出された操舵制御量δはＥＰＳコントローラ２１に出力され、操舵装置３０による操舵制御が実施される。なお、ステップＳ１５及びステップＳ１６が「制御量算出部」に相当する。
【００４０】
一方、ステップＳ１４がＮＯであれば、自車線の検出精度が低下したとみなして偏差の積分演算における処理態様を変更する。処理態様の変更として、ステップＳ１７では、横位置偏差Δｙの積分演算を停止する。この処理によって、積分値ｚは一定の値で保持されることとなる。ステップＳ１８では、積分演算における操舵制御量δに対する感度を変更する。具体的には、積分値ｚに乗算する制御ゲインＧ３を小さくする側に変更する。この場合、制御ゲインＧ３を小さくする側に変更することで、操舵制御量δに対する積分演算の感度が小さくなる。
【００４１】
このように、ＥＣＵ２０は、信頼度（つまり、車線の検出精度）が低いと判定された場合に、積分演算を停止するとともに、制御ゲインＧ３を小さくすることで、積分演算が及ぼす操舵制御量δへの影響を小さくしている。
【００４２】
ここで、車載カメラ１０の出力の信頼度は、例えば区画線のエッジ点を時系列で取得し、そのエッジ点のばらつき等に基づいて判定するため、エッジ点の変化（区画線の誤差）が生じたとしても、自車線の検出精度の低下を直ちに判定できない可能性がある。言い換えると、信頼度が小さいと判定された時点では、すでに区画線の認識に誤差が生じてからある程度の時間が経過している可能性があると考えられる。かかる場合、信頼度が小さいと判定されるまでは積分演算が通常通り実行されるため、信頼度の判定の時点では、すでに誤検出に起因する誤った値が積分値として蓄積されていることとなる。そして、例えば、信頼度の判定が遅く、誤った値が蓄積される時間が長い場合には、積分演算に基づく積分制御量Ｇ３ｚの誤差が増大しており、それによって不適切な操舵が実際に発生していると考えられる。
【００４３】
そこで、本実施形態では、信頼度が低下したと判定された場合において、信頼度の低下の要因が生じてから信頼度低下の旨が判定されるまでの間における操舵装置３０の操舵量を算出し、算出された操舵量に基づいて積分値を変更するようにした。具体的には、区画線の認識の誤差が発生してから信頼度の低下が判定されるまでの期間内において発生する実操舵量を算出する。そして、算出された実操舵量が閾値Ｔｈ２よりも小さい場合は、積分値ｚをゼロに変更するようにした。つまり、誤検出に起因する実操舵量が小さい場合は、積分値ｚをゼロにリセットすることで積分制御量Ｇ３ｚの誤差を解消し、ひいては操舵制御量δを適正化することができる。
【００４４】
また、操舵制御量δの急激な変化は、急な操舵の発生につながりドライバビリティに影響を及ぼすおそれがあるため、ＥＣＵ２０は、実操舵量が閾値Ｔｈ２以上である場合は、積分値ｚを、ゼロよりも大きい所定値、すなわちゼロと積分演算を停止する直前の積分値（前回値）との間の中間値に変更する。例えば、積分値ｚを前回値の１／２、又は１／３に変更する。つまり、誤検出に起因する実操舵量が大きい場合は、急な操舵が発生しないようドライバビリティを確保している。
【００４５】
また、ＥＣＵ２０は、例えば、以下のようにして実操舵量を算出する。ＥＣＵ２０は、車載カメラ１０により認識された区画線のエッジ点を履歴として記憶しており、車載カメラ１０の出力の信頼度が小さいと判定された時点Ｔ１から、エッジ点の履歴を用いて実際に区画線の認識誤差が生じた時点Ｔ０を特定する。そして、操舵角センサ１３により検出された操舵角に基づいて、その期間（Ｔ０〜Ｔ１）内に発生した実操舵量を算出する。すなわち、実操舵量は、自車線に対して自車両５０の横位置ｙを補正するために生じる操舵量である。
【００４６】
図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１９では、実操舵量を算出する。ここでは、例えば上述の方法により実操舵量を算出する。なお、ステップＳ１９が「操舵量算出部」に相当する。ステップＳ２０では、実操舵量が閾値Ｔｈ２よりも小さいか否かを判定する。ステップＳ２０がＹＥＳであれば、ステップＳ２１へ進み、積分値ｚをゼロに変更する。そして、ステップＳ１６で操舵制御量δを算出する。なおこの場合、積分値ｚをゼロに変更することで、積分制御量Ｇ３ｚはゼロとなる。
【００４７】
一方、ステップＳ２０がＮＯであれば、ステップＳ２２へ進む。ステップＳ２２では、積分値ｚを所定値に変更する。例えば、所定値はゼロと積分演算を停止する直前の積分値（前回値）との間の中間値である。そして、ステップＳ１６で操舵制御量δを算出する。なお、ステップＳ１７〜２２が「処理変更部」に相当する。
【００４８】
なお、ステップＳ１９〜Ｓ２２において、実操舵量に代えて、操舵制御量δ、積分制御量Ｇ３ｚ及び積分値ｚのいずれかに基づいて積分値ｚを変更する構成としてもよい。かかる場合、例えば、ＥＣＵ２０は、算出された操舵制御量δを履歴として記憶しており、その履歴とエッジ点の履歴とを用いることで、信頼度の低下の要因が生じてから信頼度低下の旨が判定されるまでの期間での操舵制御量δを算出する。なお本実施形態では、操舵制御量δ、積分制御量Ｇ３ｚ及び積分値ｚが「実操舵量に相関するパラメータ」に相当する。
【００４９】
続いて、図７，図８には、図６の処理をより具体的に示す。図７には、本実施形態において、車線の中央に沿って自車両５０が走行する際の自車両５０の挙動を示し、図８には、対応するタイミングチャートを示す。ここでは、図６のステップＳ２０がＹＥＳの場合、つまり実制御量が閾値Ｔｈ２よりも小さい場合における制御を示している。なお、図７，図８は、従来制御について説明した図４，図５に対応しており、区間Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３で一時的に自車線の誤検出が生じた場合における制御を示している。
【００５０】
まず、タイミングｔ２１において、車載カメラ１０によって車線が誤って検出されると、自車両５０の横位置に誤差が発生し、横位置偏差Δｙが誤って算出される。そして、横位置偏差Δｙの誤った値が蓄積されることで、積分値ｚが増加するとともに、積分制御量Ｇ３ｚも増加する。その後、タイミングｔ２２にて、車載カメラ１０の出力の信頼度が低下すると、横位置偏差Δｙの積分演算が停止されるとともに、積分値ｚがゼロに変更される。そしてこれに伴って、積分制御量Ｇ３ｚもゼロとなる。
【００５１】
その後、自車線の誤検出と正常検出が交互に繰り返されるが、この間も積分値ｚはゼロのままに維持され、積分制御量Ｇ３ｚもゼロのままとなる。そして、タイミングｔ２３以降において、自車線の誤検出が解消されると、横位置偏差Δｙがゼロに近づいていき、タイミングｔ２４にて、横位置偏差Δｙがゼロとなる。つまり、自車両５０の横位置ｙが車線の中央に戻る。
【００５２】
一方、車載カメラ１０の出力の信頼度はエッジ点の連続性等が良化することで回復する。この信頼度の回復に伴って、積分演算の停止が解除される。すなわち、積分演算が再開される。なお、信頼度の回復は、エッジ点の連続性等から求められる信頼度が所定値以上になったことに基づいて判定されるとよい。
【００５３】
ここで、本制御と従来制御とを比較すると、本制御では、横位置偏差Δｙの積分演算が停止されるとともに積分値ｚがゼロに変更されることで、従来制御に比べて不適切な操舵量の発生が抑制される。つまり、自車線の中央から逸脱する際に発生する操舵量は、本制御の方が従来制御よりも小さくなる。また、本制御では、不適切な操舵量の蓄積が抑えられることで、自車線の中央から逸脱した状態を速やかに解消することができる。つまり、従来制御におけるタイミングｔ１２〜ｔ１３までの時間よりも、本制御におけるタイミングｔ２３〜ｔ２４までの時間の方が短く済む。
【００５４】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００５５】
上記構成では、車載カメラ１０の出力に基づいて自車両５０の走行状態を示す状態量を取得するとともに、その状態量と所定の目標値との偏差を算出し、さらにその偏差の積分演算を含む演算によって操舵制御量δを算出する。そして、車載カメラ１０の出力の信頼度に基づいて、積分演算における処理態様を変更するようにした。つまり、車線の検出精度に関係なく一様に積分演算を実施する場合とは異なり、車載カメラ１０の出力の信頼度に応じて車線の検出精度が相違することを加味し、積分演算における処理態様を変更するようにした。これにより、不適切な操舵の発生を抑えることができ、自車両５０のふらつきを抑制できる。その結果、自車両５０の操舵制御を適正に実施することができる。
【００５６】
具体的には、車載カメラ１０の出力の信頼度が所定値よりも小さい場合に、横位置偏差Δｙの積分演算を停止するようにした。この場合、積分演算を停止することで、積分値ｚが一定に保持される。つまり、積分演算によって誤った横位置偏差Δｙの値が蓄積されることを防ぐことができる。これによって、誤検出に起因した不適切な操舵の発生を抑えることができる。
【００５７】
また、積分演算を停止するとともに、横位置偏差Δｙの積分値ｚを所定の値に変更するようにした。この場合、積分値ｚを所定値に変更することで、例えば、操舵制御量δの急変を抑えることができる。これにより、急な操舵の発生を抑制し、ドライバビリティの悪化を防ぐことができる。
【００５８】
一方、車載カメラ１０の出力の信頼度が低いと判定された時点において、誤った値として算出された横位置偏差Δｙがすでに積分値ｚとして蓄積されている可能性がある。かかる場合には、不適切な操舵が実際に発生していることが考えられる。この点を考慮し、上記構成では、積分演算を停止するとともに、積分値ｚをゼロに変更するようにした。この場合、積分値ｚをゼロにリセットすることで、誤検出に起因する誤った値の蓄積が解消される。これによって、不適切な操舵を抑制することができる。
【００５９】
また、車載カメラ１０の出力の信頼度が低下したと判定された場合において、信頼度の低下の要因が生じてから信頼度低下の旨が判定されるまでの間における操舵装置３０の実操舵量を算出し、その実操舵量に基づいて積分値の値を変更するようにした。この場合、車載カメラ１０の誤検出に起因する誤った実操舵量に基づいて積分値の値を変更することで、急な操舵の発生を抑制しつつ、不適切な操舵の発生を抑えることができる。
【００６０】
さらに、信頼度に応じて積分演算における操舵制御量δに対する感度を変更するようにした。この場合、例えば、信頼度が小さい場合に、積分演算における操舵制御量δに対する感度を小さくすることで、誤った値が蓄積された積分値ｚが操舵制御量δに与える影響を低減することができる。
【００６１】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、上記第１実施形態との相違点を中心に説明する。上記第１実施形態では、偏差の積分演算を停止する場合において、制御ゲインＧ３を変更するとともに、積分値ｚを予め設定された値（ゼロ又は所定値）に変更した。これに対し、第２実施形態では、かかる場合において、制御ゲインＧ３を変更するとともに、制御ゲインＧ３の変更前後で積分制御量Ｇ３ｚが一定になるように積分値ｚを変更（調整）する。すなわち、制御ゲインＧ３の変更前後で積分制御量Ｇ３ｚが、連続した値となるように積分値ｚを変更する。
【００６２】
具体的には、積分演算を停止する時点において偏差の積分値ｚが大きい場合に、制御ゲインＧ３を小さくするとともに、積分制御量Ｇ３ｚが一定となるように積分値ｚを変更する。なお、積分値が大きい場合としては、例えば、積分値ｚに、誤った値の偏差に加えて、センサのバイアス誤差やカントなどの外乱等によって検出された横位置偏差Δｙが正常な値として蓄積されている場合が挙げられる。このような積分値ｚが大きい場合は、ゲインを変更することで操舵制御量δが急激に変化するおそれがあるため、かかる場合には積分制御量Ｇ３ｚが一定になるように制御している。
【００６３】
図９は、第２実施形態における操舵制御の処理手順を示すフローチャートである。本処理は、上述の図６に置き換えてＥＣＵ２０により所定周期で繰り返し実施される。なお図９では、図６と同様の処理について同一のステップ番号を付して説明を簡略にする。
【００６４】
図９において、信頼度が閾値Ｔｈ１以下であると判定すると（ステップＳ１４：ＮＯ）、ステップＳ１７へ進み、積分演算を停止する。続くステップＳ１８では、制御ゲインＧ３を変更する。ここでは、制御ゲインＧ３を小さくなる側に変更する。ステップＳ３１では、前回の積分値ｚ（ｉ−１）、すなわち積分演算を停止する直前の積分値を取得する。ステップＳ３２では、前回の積分値ｚ（ｉ−１）が閾値Ｔｈ３よりも大きいか否かを判定する。前回の積分値ｚ（ｉ−１）が閾値Ｔｈ３よりも大きければ（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、ステップＳ３３において、積分値ｚを積分制御量Ｇ３ｚが一定となるように変更する。この場合、例えば変更前の制御ゲインＧ３をＧ３ａ、変更前の積分値ｚをｚａ、変更後の制御ゲインＧ３をＧ３ｂ、変更後の積分値ｚをｚｂとすると、ｚｂは下記の式（２）に基づいて、算出される。
ｚｂ＝Ｇ３ａ／Ｇ３ｂ×ｚａ  …  （２）
なお、変更後の制御ゲインＧ３ｂの値は車速等によって変化し、適合などにより定められる。
【００６５】
一方、前回の積分値ｚ（ｉ−１）が閾値Ｔｈ３以下であれば（ステップＳ３２：ＮＯ）、ステップＳ３４において、積分値ｚを予め設定された値（例えば、ゼロ）に変更する。そして、ステップＳ３３又はステップＳ３４で変更された積分値ｚをそれぞれ用いて、ステップＳ１６にて操舵制御量δを算出する。
【００６６】
続いて、図１０には、図９の処理をより具体的に示すタイミングチャートを示す。ここでは、車載カメラ１０の出力の信頼度が小さいと判定された場合（ステップＳ１４：ＮＯ）であって、さらに前回の積分値ｚ（ｉ−１）が閾値Ｔｈ３よりも大きいと判定された場合（ステップＳ３２：ＹＥＳ）の制御について示している。なお、図１０では、図７と同様、自車線の誤検出が複数の区間（Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３）において生じた場合を想定している。
【００６７】
タイミングｔ３１において、車載カメラ１０によって車線が誤って検出されることで、横位置偏差Δｙが誤って算出される。その結果、積分値ｚ及び積分制御量Ｇ３ｚはともに増加する。そして、タイミングｔ３２にて、車載カメラ１０の出力の信頼度が閾値Ｔｈ１以下となると、横位置偏差Δｙの積分演算が停止されるとともに、制御ゲインＧ３が小さくなる側に変更される。さらにこのタイミングｔ３２において、前回の積分値ｚ（ｉ−１）が閾値Ｔｈ３よりも大きいと、積分制御量Ｇ３ｚが制御ゲインＧ３の変更前後で一定となるように、すなわち積分制御量Ｇ３ｚが連続した値となるように積分値ｚが変更される。この場合、制御ゲインＧ３は小さくなる側に変更されるため、上記の式（２）により積分値ｚは大きくなる側に変更される。なお、その後の制御については、図８と同様となる。
【００６８】
上記構成によれば、積分制御量Ｇ３ｚが一定となるように積分値ｚを調整することで、制御ゲインＧ３の変更時に生じる操舵制御量δの急変、ひいては急な操舵の発生を抑制でき、ドライバビリティを良好に保つことができる。
【００６９】
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。
【００７０】
・上記実施形態では、操舵制御量δの算出に用いる車両走行の状態量として、ヨー角θ及び横位置ｙを用いたが、これに限定されず、例えば横速度やヨーレートを用いることができる。なお、横速度は、ヨー角θと車速センサ１２により検出される車速Ｖとに基づいて取得される。また、ヨーレートはヨーレートセンサ１１により検出される。
【００７１】
また、車両走行の状態量として、横位置ｙのみを用いて操舵制御量δを算出する構成としてもよい。なおこの場合、操舵制御量δは、例えば下記式（３）に基づいて算出される。
操舵制御量δ＝−Ｇ２×Δｙ−Ｇ３×ｚ  …  （３）
【００７２】
・上記実施形態では、車載カメラ１０の出力の信頼度が低下したと判定された場合に、横位置偏差Δｙの積分演算を停止するとともに、制御ゲインＧ３を変更する構成としたが、制御ゲインＧ３の変更を実施しない構成としてもよい。
【００７３】
・第１実施形態では、車載カメラ１０の出力の信頼度が低下したと判定された場合に、積分演算を停止するとともに、実操舵量に基づいて積分値ｚを変更する構成にしたが、これを変更してもよい。例えば、信頼度が低下したと判定された場合に、積分演算を停止し、積分値ｚは変更しない構成としてもよい。かかる構成では、積分値ｚは、積分演算を停止する直前の積分値（前回値）が維持されることになる。
【００７４】
また、信頼度が低下したと判定された場合に、積分演算を停止するとともに、実操舵量にかかわらず積分値ｚを所定値に変更する構成としてもよい。例えば、図６において、ステップＳ１４がＮＯの場合に、ステップＳ１７とステップＳ２１（又はステップＳ２２）のみを実施する構成としてもよい。この構成によれば、演算負荷の観点から好適である。なお、これらの上記構成においても、積分演算が停止されることで、自車線の誤検出に起因する不適切な操舵量の発生は抑制される。
【００７５】
・第２実施形態では、積分値ｚの値に応じて、積分値ｚを積分制御量Ｇ３ｚが一定となるように変更するか否かを判定する構成とした。この点、これに限らず、例えば制御ゲインＧ３の総制御ゲイン（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３の総和）に対する割合に応じて、積分値ｚを積分制御量Ｇ３ｚが一定となるように変更するか否かを判定する構成としてもよい。例えば、制御ゲインＧ３の総制御ゲインに対する割合が大きい場合は、積分値ｚを積分制御量Ｇ３ｚが一定となるように変更することができる。これにより、制御ゲインＧ３の変更時に操舵制御量δが急変することを防ぐことができる。
【符号の説明】
【００７６】
１０…車載カメラ、２０…ＥＣＵ、３０…操舵装置、５０…自車両。
【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】
2018079892.tif 000009
【図８】
2018079892.tif 000010
【図９】
2018079892.tif 000011
【図１０】
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