(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が走行する道路の状況を検出する道路状況検出手段と、該道路状況検出手段により検出された道路状況に応じて舵取機構に助勢力を付加すべきアクチュエータの動作量を制御する制御手段とを備える操舵装置において、
前記道路状況検出手段は、前記車両の車幅の中央位置に設けられ該車両の進行方向の道路を撮像する撮像手段と、該撮像手段により撮像される画像の縦軸が重力方向に常に一致するように該撮像手段の姿勢を保持する姿勢保持手段と、前記撮像手段により撮像された画像の中央部の左右に位置する白線と前記画像の水平軸とのなす角α１，α２、及び前記中央部と白線との距離Ｌ１，Ｌ２を検出する画像処理部と、該画像処理部が検出した距離Ｌ１，Ｌ２に基づいて、前記角α１，α２を補正し、補正した角α１，α２に基づき、前記進行方向の道路の道幅方向の路面傾斜を予め算出する傾斜算出手段とを備えており、前記制御手段は、前記車両の進行方向と前記撮像手段の撮像方向とが一致した場合に、前記車両の前記道路の走行レーンを規定する白線からの距離に応じて前記舵取機構に付加すべき助勢力を求めており、求めた助勢力を、前記傾斜算出手段により算出された路面傾斜による前記車両の転舵方向の路面の高低に応じて大小となるように補正する補正手段を有し、該補正手段により補正された助勢力を発生させるべく前記アクチュエータの動作量を制御するようにしてあることを特徴とする操舵装置。
【請求項２】
前記補正手段は、前記白線からの距離が０のときに最大となり、該距離の絶対値の減少に応じて比例して増加する補正量を算出し、算出した補正量に、前記転舵方向が路面の低い方向であるときは小さく、高い方向であるときは大きくなるゲインを乗算することで、前記補正量を補正し、補正した補正量を前記助勢力に付加するようにしてあることを特徴とする請求項１記載の操舵装置。
【請求項３】
前記姿勢保持手段は、水平方向に対する前記車両の車幅方向の傾きを検出する傾き検出手段と、前記車両の進行方向に沿う水平軸周りに前記撮像手段を揺動させる揺動手段とを備えており、前記揺動手段は、前記傾き検出手段により検出された車両の傾き分だけ前記撮像手段を揺動させるように構成してあることを特徴とする請求項１又は２記載の操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両が走行する道路の状況に応じて、アクチュエータの動作量を制御して舵取機構に助勢力を付加するように構成してある操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の操舵を行う操舵装置は、運転者によるステアリングホイール等の操舵部材の操作を舵取機構に伝え、この舵取機構を動作させるように構成されている。近年、車両が走行する道路の状況、走行レーンにおける車両の位置、車速等の車両の走行状況等の情報に基づいてアクチュエータにより前記舵取機構を動作させ、運転者の運転負担を軽減するように構成された操舵装置が種々提案されている。このような操舵装置として、例えば、ＣＣＤカメラ等の撮像手段により車両の進行方向の道路を撮像し、撮像された画像により車両が走行する道路の走行レーンを規定する白線を検出して、走行レーンに沿った走行が自動的に行えるように操舵制御を行うように構成された操舵装置が提案されている。また、車両の走行レーンからの逸脱又は逸脱の予測に応じて、例えば車線変更等の運転者の意識的な操舵ではない場合に、走行レーンからの逸脱を防止すべく操舵介入を行うように構成された操舵装置が提案されている。
【０００３】
このようなレーンキープ制御を行うように構成された操舵装置においては、撮像手段により撮像された画像に基づいて車両が走行する走行レーン及び該走行レーンにおける車両の位置を検出して、検出された走行レーンの形状及び車両の位置に応じてアクチュエータを駆動し、該アクチュエータの発生力を舵取機構に加えて操舵又は操舵支援を行うように構成してある。
【０００４】
ところで、車両が走行する道路は、雨水などを排水するための排水溝が両側に設けてあり、この排水溝に雨水が流入し易くするために道幅方向に傾斜させてあるのが一般的である。車両を路面の低い方向に転舵する場合、操舵部材に加える必要操舵トルクは小さくてすむ一方、車両を路面の高い方向に転舵する場合、必要操舵トルクは大きくなる。このため、レーンキープ制御により車両を転舵させたとき、転舵方向の路面の高低の如何に係らず、走行レーンの白線からの距離に応じた力を舵取機構に加えた場合、運転者に違和感を与えるという問題があった。
【０００５】
この問題を解決すべく、車両の現在位置における道路の路面傾斜を検出して、検出された路面傾斜に応じて補正された助勢力を舵取機構に加えるように構成された操舵装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この構成により、車両の走行レーンの白線からの距離に応じた助勢力が車両の転舵方向の路面の高低に応じて大小となるように補正され、路面傾斜に応じて補正された助勢力が舵取機構に付加されることになるから、運転者に違和感を与えることなく、車両のレーンキープ制御を行うことができる。
【特許文献１】特開２００７−１０６２５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献１に記載の操舵装置においては、車両の現在位置における道路の路面傾斜を検出しており、検出結果に応じた助勢力が舵取機構に付加される時点における車両の位置は、路面傾斜を検出した位置よりも先に進んだ位置となるから、制御遅れが生じるという問題があった。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、車両の進行方向の道路の路面傾斜を検出し、検出された路面傾斜に応じてアクチュエータの動作量を制御することにより、制御遅れを生じることなく、路面傾斜に応じて補正された適切な助勢力を舵取機構に付加することができる操舵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】
【０００８】
第１発明に係る操舵装置は、車両が走行する道路の状況を検出する道路状況検出手段と、該道路状況検出手段により検出された道路状況に応じて舵取機構に助勢力を付加すべきアクチュエータの動作量を制御する制御手段とを備える操舵装置において、前記道路状況検出手段は、前記車両の車幅の中央位置に設けられ該車両の進行方向の道路を撮像する撮像手段と、該撮像手段により撮像される画像の縦軸が重力方向に常に一致するように該撮像手段の姿勢を保持する姿勢保持手段と、前記撮像手段により撮像された画像の中央部の左右に位置する白線と前記画像の水平軸とのなす角α１，α２、及び前記中央部と白線との距離Ｌ１，Ｌ２を検出する画像処理部と、該画像処理部が検出した距離Ｌ１，Ｌ２に基づいて、前記角α１，α２を補正し、補正した角α１，α２に基づき、前記進行方向の道路の道幅方向の路面傾斜を予め算出する傾斜算出手段とを備えており、前記制御手段は、前記車両の進行方向と前記撮像手段の撮像方向とが一致した場合に、前記車両の前記道路の走行レーンを規定する白線からの距離に応じて前記舵取機構に付加すべき助勢力を求めており、求めた助勢力を、前記傾斜算出手段により算出された路面傾斜による前記車両の転舵方向の路面の高低に応じて大小となるように補正する補正手段を有し、該補正手段により補正された助勢力を発生させるべく前記アクチュエータの動作量を制御するようにしてあることを特徴とする。
【０００９】
第２発明に係る操舵装置は、前記補正手段は、前記白線からの距離が０のときに最大となり、該距離の絶対値の減少に応じて比例して増加する補正量を算出し、算出した補正量に、前記転舵方向が路面の低い方向であるときは小さく、高い方向であるときは大きくなるゲインを乗算することで、前記補正量を補正し、補正した補正量を前記助勢力に付加するようにしてあることを特徴とする。
【００１１】
第３発明に係る操舵装置は、前記姿勢保持手段は、水平方向に対する前記車両の車幅方向の傾きを検出する傾き検出手段と、前記車両の進行方向に沿う水平軸周りに前記撮像手段を揺動させる揺動手段とを備えており、前記揺動手段は、前記傾き検出手段により検出された車両の傾き分だけ前記撮像手段を揺動させるように構成してあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１発明によれば、車両の進行方向の道路を撮像し、撮像された画像に基づいて進行方向の道路の道幅方向の路面傾斜を予め算出して、予め算出された路面傾斜に応じてアクチュエータの動作量を制御しているから、制御遅れなく、その位置に到達したときに該位置における路面傾斜に応じた適切な助勢力を舵取機構に付加することができる。また、撮像手段により撮像される画像の縦軸が重力方向に常に一致するように撮像手段の姿勢を保持する姿勢保持手段を道路状況検出手段が有しているから、撮像手段により撮像された画像を撮像手段の姿勢、換言すると車両の車幅方向の傾きに応じて補正する必要がなく、路面傾斜を算出する傾斜算出手段の処理を簡易化することができる。また、車両の走行レーンを規定する白線からの距離に応じて舵取機構に付加すべき助勢力を求め、前記傾斜算出手段により算出された路面傾斜による車両の転舵方向の路面の高低に応じて大小になるように前記助勢力を補正して、補正された助勢力を発生させるべくアクチュエータの動作量を制御しているから、助勢力の補正量（オーバーレイトルク）を適切に設定することにより、路面が傾斜している場合にも、車両の動きが転舵方向の如何に係らず同じになり、運転者に違和感を与えずにすむ。また、例えば、運転者の操舵中にレーンキープ制御を行う場合において、路面が傾斜している場合にも、運転者が操舵部材に加えるべき操舵トルクが転舵方向の如何に係らず同じになり、運転者に違和感を与えずにすむ。
【００１３】
第２発明によれば、補正手段は、走行レーンを規定する白線からの距離が０のときに最大となり、距離の絶対値の減少に応じて比例して増加する補正量を算出し、算出した補正量に、転舵方向が路面の低い方向であるときは小さく、高い方向であるときは大きくなるゲインを乗算することで、補正量を補正し、補正した補正量を助勢力に付加するので、助勢力の補正量を適切に設定することにより、路面が傾斜している場合にも、車両の動きが転舵方向の如何に係らず同じになり、運転者に違和感を与えずにすむ。また、例えば、運転者の操舵中にレーンキープ制御を行う場合において、路面が傾斜している場合にも、運転者が操舵部材に加えるべき操舵トルクが転舵方向の如何に係らず同じになり、運転者に違和感を与えずにすむ。
【００１５】
第３発明によれば、水平方向に対する車両の車幅方向の傾きを傾き検出手段により検出し、検出された傾きの分だけ、車両の進行方向に沿う水平軸周りに撮像手段を揺動手段により揺動させているから、傾き検出手段及び揺動手段という簡易な構成により、撮像手段の姿勢を保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明に係る操舵装置の構成を示す模式図である。本発明に係る操舵装置は、図示しない車体の左右方向に延設されたラックハウジング１１の内部に軸長方向への移動自在に支持されたラック軸１０と、ラックハウジング１１の中途に交叉するピニオンハウジング２０の内部に回転自在に支持されたピニオン軸２とを有するラックピニオン式の舵取機構１を備えている。
【００１７】
ラックハウジング１１の両側から外部に突出するラック軸１０の両端は、各別のタイロッド１２，１２を介して操舵用車輪としての左右の前輪１３，１３に連結されている。またピニオンハウジング２０の一側から外部に突出するピニオン軸２の上端は、ステアリング軸３を介して操舵部材としてのステアリングホイール３０に連結されている。
【００１８】
ステアリング軸３は、筒形をなすハウジング３１の内部に回転自在に支持され、該ハウジング３１を介して、図示しない車室の内部に前方を下とした傾斜姿勢を保って取付けてあり、ハウジング３１の下方へのステアリング軸３の突出端にピニオン軸２が連結され、同じく上方への突出端にステアリングホイール３０が固設されている。
【００１９】
以上の構成により、操舵のためのステアリングホイール３０の回転操作がなされた場合、この回転がステアリング軸３を介してピニオン軸２に伝達され、該ピニオン軸２の回転が、ピニオンとラックとの噛合部においてラック軸１０の軸長方向の移動に変換されることとなり、このようなラック軸１０の移動が、左右の前輪１３，１３に各別のタイロッド１２，１２を介して伝えられて舵取りがなされる。
【００２０】
ステアリング軸３を支持するハウジング３１の中途には、ステアリングホイール３０の回転操作によりステアリング軸３に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサ４が設けてある。
【００２１】
ラックハウジング１１の中途部外側には、アクチュエータとしての電動モータ５が取付けてある。この電動モータ５の出力軸は、ラックハウジング１１の内部に延設され、ボールねじ機構等の運動変換機構を介してラック軸１０の中途に伝動構成されている。
【００２２】
このように取付けられた電動モータ５は、アシスト制御部６又はレーンキープ制御部８からモータ駆動回路５０を介して与えられる制御指令に従って駆動される。アシスト制御部６には、トルクセンサ４により検出された操舵トルクの検出値が与えられる。またアシスト制御部６には、車両の適宜部位に配された車速センサ７により検出された車速の検出値が与えられる。
【００２３】
アシスト制御部６は、トルクセンサ４及び車速センサ７による検出値を用いて目標補助力を求めて、求めた目標補助力を発生させるべく電動モータ５を駆動するアシスト制御動作をなす。この動作により、前述の如く行われる舵取りが補助される。
【００２４】
アシスト制御部６には、レーンキープ制御部８が相互に通信可能に接続してあり、車室内の適宜の部位に設けられたレーンキープ制御開始スイッチ（図示せず）の操作に応じてレーンキープ制御が開始される。レーンキープ制御部８には、車両の進行方向の道路を撮像すべく車両の適宜の部位に設けられた例えば、ＣＣＤカメラ等の車載カメラ９により撮像される画像の出力信号、車速センサ７により検出された車速の検出値が夫々与えられる。レーンキープ制御部８は、後述する如く、道路の走行レーンに沿って車両を走行させるべく電動モータ５を駆動するレーンキープ制御動作を行う。なお、レーンキープ制御部８は、操舵トルクが一定値以上になった場合、又は方向指示器（図示せず）の操作がなされた場合にレーンキープ制御動作を終了するように構成してある。
【００２５】
車載カメラ９は、姿勢保持手段９０により撮像される画像の縦軸が重力方向に常に一致するように姿勢保持してある。図２は、車載カメラ９の姿勢保持手段９０の構成を示す模式図である。車両の適宜の部位には、姿勢制御用モータ９１が該姿勢制御用モータ９１の出力軸が車両の進行方向に沿う水平方向に一致するように取付けてある。この姿勢制御用モータ９１の出力軸には、該出力軸に同軸をなして設けられた第１歯車９２ａと該第１歯車９２ａに噛合する歯数の異なる第２歯車９２ｂとを有する揺動伝達手段９２が設けてある。第２歯車９２ｂの中央部には、車載カメラ９が同軸をなして取付けてある。
【００２６】
姿勢制御用モータ９１は、姿勢制御部９３からモータ駆動回路（図示せず）を介して与えられる制御指令に従って駆動される。姿勢制御部９３には、車両の適宜の部位に設けられた車両傾きセンサ９４により検出された車両の車幅方向の傾きの検出値が与えられる。車両傾きセンサ９４として、例えば、ロール角センサ、ジャイロセンサ等が用いられる。なお、ロール角センサ及びジャイロセンサはそれ自体公知であるので詳細な説明は省略する。
【００２７】
姿勢制御部９３は、車両傾きセンサ９４による検出値を用いて、車載カメラ９を車両の車幅方向の傾きの分だけ回転させるために必要な回転量を求め、求めた回転量を得るべく姿勢制御用モータ９１を駆動する姿勢制御動作をなす。この動作により、姿勢制御用モータ９１が回転し、この回転に伴い、該姿勢制御用モータ９１の出力軸に設けられた第１歯車９２ａが回転し、この回転に応じて第２歯車９２ｂ及び車載カメラ９が車両の進行方向に沿う水平軸周りに回転することになり、この結果、車載カメラ９により撮像される画像の縦軸が重力方向に常に一致するように車載カメラ９の姿勢が鉛直方向に保持される。
【００２８】
図３は、レーンキープ制御部８の構成を示すブロック図である。尚、図３には、レーンキープ制御部８を機能ブロックにより表しているが、レーンキープ制御部８は、内部バスにより接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを備え、ＲＯＭに記憶された制御プログラムに従うＣＰＵの動作により以下のレーンキープ制御を実施するＥＣＵとして構成されている。
【００２９】
車載カメラ９により撮像された画像の出力信号は、レーンキープ制御部８の画像処理部８１に与えられる。この画像は、縦軸が重力方向に常に一致するように鉛直方向に姿勢保持された車載カメラ９により撮像してあるから、撮像された画像の上下方向（縦軸）が鉛直方向（重力方向）に、左右方向（横軸）が水平方向に夫々一致している。図４は、進行方向の道路の画像であり、道幅方向に路面傾斜のない走行レーンの中央を車両が走行している場合の画像である。
【００３０】
画像処理部８１は、車載カメラ９により与えられた画像データに対して一連の画像認識処理を施し、車両が走行する道路上に設けられた一対の白線１００Ｌ，１００Ｒを認識することにより走行レーン１００を検出する。車載カメラ９が撮像した画像内において、路面と白線１００Ｌ，１００Ｒとの輝度差が大きいことから、走行レーン１００を規定する白線１００Ｌ，１００Ｒはエッジ検出等により比較的容易に検出することができ、車両の前方の走行レーン１００を検出することができる。画像処理部８１は、検出した白線１００Ｌ，１００Ｒを直線近似した２つの直線Ｌａ１，Ｌａ２（図４中に破線にて示す）を求める。
【００３１】
画像処理部８１は、画像の中央部Ｏの左右に位置する白線１００Ｌ，１００Ｒにおける白線１００Ｌ，１００Ｒの画像の水平軸（画像の横軸）に対する傾きα１，α２（図４において破線Ｌａ１，Ｌａ２と画像の水平軸とがなす角度）及び画像の中央部Ｏと白線１００Ｌ，１００Ｒとの距離Ｌ１，Ｌ２（図４において画像の中央部Ｏと破線Ｌａ１，Ｌａ２との距離）を夫々検出する。なお、車載カメラ９の設置位置に応じて車載カメラ９により撮像された画像の中央部Ｏの車両からの距離が決まるから、車載カメラ９は画像の中央部Ｏが車両からＸ（ｍ）先の画像になるように予め車両の適宜の位置に設けてあり、レーンキープ制御部８には、画像の中央部Ｏが車両からＸ（ｍ）先の画像であることが予め記憶させてある。これにより、車両の進行方向Ｘ（ｍ）先の路面の傾斜情報、より詳しくは白線１００Ｌ，１００Ｒの画像の水平軸に対する傾きα１，α２及び画像の中央部Ｏと白線１００Ｌ，１００Ｒとの距離Ｌ１，Ｌ２を検出することができる。図４の如く、道幅方向に路面傾斜のない走行レーン１００の中央を車両が走行している場合は、白線１００Ｌ，１００Ｒの画像の水平軸に対する傾きα１，α２は等しくなり、画像の中央部Ｏと白線１００Ｌ，１００Ｒ（直線Ｌａ１，Ｌａ２）との距離Ｌ１，Ｌ２も等しくなる。
【００３２】
画像処理部８１は、検出した白線１００Ｌ，１００Ｒの画像の水平軸に対する傾きα１，α２を路面傾斜算出部８２に与える。また画像処理部８１は、検出した画像の中央部Ｏと白線１００Ｌ，１００Ｒとの距離Ｌ１，Ｌ２を車両位置判定部８３に与える。車両位置判定部８３は、後述する如く、距離Ｌ１，Ｌ２に応じて車両の走行レーン１００の中央からのずれを求め、求めた車両の走行レーン１００の中央からのずれを路面傾斜算出部８２に与える。
【００３３】
路面傾斜算出部８２は、図５に示すような、白線１００Ｌ，１００Ｒの画像の水平軸に対する傾きα１，α２と路面傾斜βとの関係を示す路面傾斜マップを有している。図５の横軸はα１−α２を、縦軸は路面傾斜βを夫々示している。図５に示す如く、路面傾斜マップは、α１−α２の増加に応じて比例して増加するように設定してある。路面傾斜βは、水平軸とのなす角度を表しており、図４において左下がりの傾斜のときは、路面傾斜βが正となり、図４において右下がりの傾斜のときは、路面傾斜βが負となる。
【００３４】
路面傾斜算出部８２は、車両位置判定部８３により与えられた車両の走行レーン１００の中央からのずれが０である場合に、画像処理部８１により与えられた傾きα１，α２をそのまま用いてα１−α２を求め、求めたα１−α２を路面傾斜マップに適用して、車両よりＸ（ｍ）先の走行レーン１００の道幅方向の路面傾斜βを算出する。図４の如く、道幅方向に路面傾斜のない走行レーン１００の中央を車両が走行している場合は、α１＝α２であるから、路面傾斜βは０°となる。図６は、進行方向の道路の画像であり、道幅方向に路面傾斜のある走行レーンの中央を車両が走行している場合の画像である。このとき、車載カメラ９は、撮像される画像の縦軸が重力方向に常に一致するように姿勢保持されており、路面傾斜時においても画像の水平軸は路面傾斜のないときと同じであるため、白線１００Ｌ，１００Ｒの画像の水平軸に対する傾きα１，α２は、路面傾斜に応じて変化する。図において、左側の白線１００Ｌの画像の水平軸に対する傾きα１は、右側の白線１００Ｒの画像の水平軸に対する傾きα２よりも小さくなる（α１＜α２）から、α１−α２は負となり、路面傾斜βも負となる。なお、画像の中央部Ｏと白線１００Ｌ，１００Ｒとの距離Ｌ１，Ｌ２は等しくなる。
【００３５】
一方、車両位置判定部８３は、画像処理部８１により与えられた画像の中央部Ｏと白線１００Ｌ，１００Ｒとの距離Ｌ１，Ｌ２を用いて、走行レーン１００における車両の位置を判定する。図４及び図６に示すように、車両が走行レーン１００の中央を走行している場合は、画像の中央部Ｏと白線１００Ｌ，１００Ｒとの距離Ｌ１，Ｌ２は等しくなる（Ｌ１＝Ｌ２）。図７は、進行方向の道路の画像であり、道幅方向に路面傾斜のない走行レーンの中央から離れた右側の白線１００Ｒ寄りの位置を車両が走行している場合の画像である。左側の白線１００Ｌの画像の水平軸に対する傾きα１は、右側の白線１００Ｒの画像の水平軸に対する傾きα２よりも小さくなる（α１＜α２）と共に、画像の中央部Ｏと左側の白線１００Ｌとの距離Ｌ１は、画像の中央部Ｏと右側の白線１００Ｒとの距離Ｌ２よりも大きくなる（Ｌ１＞Ｌ２）。このように車両が走行レーン１００の中央から離れた位置を走行している場合は、画像の中央部Ｏと白線１００Ｌ，１００Ｒとの距離Ｌ１，Ｌ２に差が生じる。車両が走行レーン１００の中央から図において右側の白線１００Ｒよりの位置にあるときは、Ｌ１−Ｌ２が正となり、車両が走行レーン１００の中央から図において左側の白線１００Ｌよりの位置にあるときは、Ｌ１−Ｌ２が負となる。
【００３６】
車両位置判定部８３は、このＬ１−Ｌ２の値を車両の中央からのずれの指標として用いており、例えば、Ｌ１−Ｌ２に応じて決まる車両の中央からのずれと傾きα１，α２との関係を示す車両位置ずれマップを有しており、画像処理部８１により与えられた距離Ｌ１，Ｌ２を用いてＬ１−Ｌ２を求め、求めたＬ１−Ｌ２を車両位置ずれマップに適用することにより、車両の走行レーン１００の中央からのずれを求めるように構成してある。車両位置判定部８３は、前述した如く、この車両の走行レーン１００の中央からのずれを路面傾斜算出部８２に与える。
【００３７】
路面傾斜算出部８２は、車両位置判定部８３により与えられた車両の走行レーン１００の中央からのずれを用いて傾きα１，α２を補正し、補正された傾きα１，α２を用いて前述した如く、走行レーン１００の車両よりＸ（ｍ）先の道幅方向の路面傾斜βを算出する。路面傾斜算出部８２は、このように算出した路面傾斜βをオーバーレイトルクマップ補正部８４に与える。
【００３８】
オーバーレイトルクマップ補正部８４は、図８に示すような、車両の白線１００Ｌ，１００Ｒからの距離とオーバーレイトルクとの関係を示すオーバーレイトルクマップを有している。図８の横軸は車両の白線１００Ｌ，１００Ｒからの距離を、縦軸はオーバーレイトルクを夫々示しており、横軸の右側は車両の右側の白線１００Ｒからの距離を、横軸の左側は車両の左側の白線１００Ｌからの距離を夫々示している。図８に示す如く、オーバーレイトルクマップは、車両の白線１００Ｌ，１００Ｒからの距離の絶対値の減少に応じて比例して増加し、白線１００Ｌ，１００Ｒからの距離が０であるときに最大になるように設定してある。車両の白線１００Ｌ，１００Ｒからの距離として、２本の白線１００Ｌ，１００Ｒのうち車両に近い方の白線と該車両との距離を用いており、オーバーレイトルクは、走行レーン１００に沿って車両が走行するように、走行レーン１００の中央から離れるに応じて大となる助勢力を、車両を中央に向けて転舵させる方向に舵取機構１に付加するものである。走行レーン１００に道幅方向の路面傾斜βがないとき、オーバーレイトルクマップは、図８に実線にて示すように、左右対称の形状となり、走行レーン１００の右側の白線１００Ｒ及び車両間の距離に対するオーバーレイトルクと走行レーン１００の左側の白線１００Ｌ及び車両間の距離に対するオーバーレイトルクとが等しくなるように設定してある。
【００３９】
一方、車速センサ７により検出された車速の検出値は、移動距離積算部８５に与えられる。移動距離積算部８５は、車速センサ７により与えられた車速を用いて、車載カメラ９により進行方向の道路を撮像した時点以降の車両の移動距離を、車速に微小時間を乗算した値を積分することにより求めている。移動距離積算部８５は、車速に微小時間を乗算した値の積分値が、車載カメラ９により進行方向の道路を撮像した時点の画像の中央部Ｏに対応するＸ（ｍ）に等しくなったときに、動作指令信号をオーバーレイトルクマップ補正部８４及び車両位置判定部８３に夫々与える。オーバーレイトルクマップ補正部８４は、移動距離積算部８５により動作指令信号が与えられたときに、路面傾斜算出部８２により与えられた路面傾斜βを用いてオーバーレイトルクマップを補正する。この補正は、路面傾斜βに応じたゲインＧを決定し、決定したゲインＧをオーバーレイトルクマップに乗算することにより行われる。ゲインＧは、車両の転舵方向が路面の低い方向であるときはオーバーレイトルクを小さく、路面の高い方向であるときはオーバーレイトルクを大きくするように決定してある。この結果、オーバーレイトルクマップは、図８に破線にて示すように、左右非対称の形状となる。図８に破線にて示す例は、車両の転舵方向が左であるときにオーバーレイトルクが大きくなる左側の路面が高くなるように路面が傾斜している場合である。オーバーレイトルクマップ補正部８４は、このように補正したオーバーレイトルクマップをトルク決定部８６に与える。
【００４０】
車両位置判定部８３は、移動距離積算部８５により動作指令信号が与えられたときに、画像処理部８１により与えられた画像の中央部Ｏと白線１００Ｌ，１００Ｒとの距離Ｌ１，Ｌ２を用いて、走行レーン１００における車両の位置、即ち車両の白線１００Ｌ，１００Ｒからの距離を判定する。車両位置判定部８３は、車両の白線１００Ｌ，１００Ｒからの距離のうち小さいほうの値をトルク決定部８６に与える。
【００４１】
トルク決定部８６は、オーバーレイトルクマップ補正部８４により与えられた補正されたオーバーレイトルクマップに車両位置判定部８３により与えられた車両の白線１００Ｌ，１００Ｒからの距離を適用することにより、舵取機構１に付加するオーバーレイトルクを決定する。トルク決定部８６は、決定したオーバーレイトルクを動作指令出力部８７に与える。
【００４２】
動作指令出力部８７は、トルク決定部８６により与えられたオーバーレイトルクを得るべく生成したＰＷＭ信号をモータ駆動回路５０に与える。モータ駆動回路５０は、与えられたＰＷＭ信号に応じた開閉動作により電動モータ５に給電／遮断を行い、電動モータ５を駆動する。この結果、車両が走行する走行レーン１００の路面傾斜及び車両の白線１００Ｌ，１００Ｒからの距離に応じたオーバーレイトルクが舵取機構１に付加されることになる。
【００４３】
図９は、レーンキープ制御部８のオーバーレイトルクマップ補正動作の内容を示すフローチャートである。レーンキープ制御部８は、車載カメラ９により撮像された画像の出力信号と車速センサ７により検出された車速の検出値とを所定のサンプリング周期にて夫々取込み（ステップＳ１，２）、車両の移動距離をリセットする（ステップＳ３）。
【００４４】
ステップＳ１において取込まれた画像を用いて、画像の中央部Ｏの左右に位置する白線１００Ｌ，１００Ｒにおける白線１００Ｌ，１００Ｒの画像の水平軸に対する傾きα１，α２を検出する（ステップＳ４）。ステップＳ１において取込まれた画像を用いて、画像の中央部Ｏと白線１００Ｌ，１００Ｒとの距離Ｌ１，Ｌ２を検出する（ステップＳ５）。前述したように、傾きα１，α２及び距離Ｌ１，Ｌ２の検出は画像処理部８１においてなされる。
【００４５】
次に、ステップＳ５において検出された画像の中央部Ｏと白線１００Ｌ，１００Ｒとの距離Ｌ１，Ｌ２を用いてＬ１−Ｌ２を求め、求めたＬ１−Ｌ２の値から、車両が走行レーン１００の中央に位置するか否かを判定する（ステップＳ６）。車両が走行レーン１００の中央に位置する場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、ステップＳ８に進む。一方、車両が走行レーン１００の中央に位置しない場合（ステップＳ６：ＮＯ）、車両位置判定部８３により与えられた車両の走行レーン１００の中央からのずれを用いて白線１００Ｌ，１００Ｒの画像の水平軸に対する傾きα１，α２を補正し（ステップＳ７）、ステップＳ８に進む。前述したように、車両が走行レーン１００の中央に位置するか否かの判定は車両位置判定部８３においてなされ、白線１００Ｌ，１００Ｒの画像の水平軸に対する傾きα１，α２の補正は路面傾斜算出部８２においてなされる。
【００４６】
次に、ステップＳ４において検出された白線１００Ｌ，１００Ｒの画像の水平軸に対する傾きα１，α２又はステップＳ７において補正された傾きα１，α２を用いてα１−α２を求め、求めたα１−α２を路面傾斜マップに適用して走行レーン１００の車両よりＸ（ｍ）先の道幅方向の路面傾斜βを算出する（ステップＳ８）。前述したように、走行レーン１００の道幅方向の路面傾斜βの算出は、路面傾斜算出部８２においてなされる。
【００４７】
ステップＳ２において取込まれた車速を用いて、車速に微小時間を乗算した値を積分することにより、車載カメラ９により進行方向の道路を撮像した時点以降の車両の移動距離を積算する（ステップＳ９）。次にステップＳ９において求めた車両の移動距離がＸ（ｍ）であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。車両の移動距離がＸ（ｍ）である場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、ステップＳ８において予め算出した路面傾斜βに応じたゲインＧを決定し、決定したゲインＧをオーバーレイトルクマップに乗算することによりオーバーレイトルクマップを補正し（ステップＳ１１）、オーバーレイトルクマップ補正動作を終了する。一方、車両の移動距離がＸ（ｍ）未満である場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、ステップＳ９に戻り一連の動作を繰り返す。前述したように、車両の移動距離の積算及び車両の移動距離がＸ（ｍ）であるか否かの判定は移動距離積算部８５においてなされる。前述したように、オーバーレイトルクマップの補正はオーバーレイトルクマップ補正部８４によりなされる。
【００４８】
以上のように構成された本実施の形態に係る操舵装置は、車両の進行方向の道路を撮像し、撮像された画像に基づいて進行方向Ｘ（ｍ）先の走行レーン１００の道幅方向の路面傾斜βを予め算出して、予め算出された路面傾斜βに応じて電動モータ５の動作量を制御するように構成してあるから、制御遅れなく、その位置（Ｘ（ｍ）先）に到達したときに該位置における路面傾斜βに応じた適切なオーバーレイトルクを舵取機構１に付加することができる。
【００４９】
また、車両の走行レーン１００を規定する白線１００Ｌ，１００Ｒからの距離と舵取機構１に付加すべきオーバーレイトルクとの対応関係を示すオーバーレイトルクマップを、車両の転舵方向の路面の高低に応じて前記オーバーレイトルクが大小になるように補正しているから、路面が傾斜している場合にも、車両の動きが転舵方向の如何に係らず同じになり、運転者に違和感を与えずにすむ。また、例えば、運転者の操舵中にレーンキープ制御を行う場合において、路面が傾斜している場合にも、運転者がステアリングホイール３０に加えるべき操舵トルクが転舵方向の如何に係らず同じになり、運転者に違和感を与えずにすむ。
【００５０】
車載カメラ９により撮像される画像の縦軸が重力方向に常に一致するように車載カメラ９の姿勢を姿勢保持手段９０により保持しているから、車載カメラ９により撮像された画像を車載カメラ９の傾きに応じて補正する必要がなく、撮像された画像に基づいて路面傾斜βを求めるレーンキープ制御部８の処理を簡易化することができる。また、車両傾きセンサ９４により水平方向に対する車両の車幅方向の傾きを検出し、検出された傾きの分だけ姿勢制御用モータ９１を駆動して、第１歯車９２ａ及び第２歯車９２ｂを有する揺動伝達手段９２を介して車載カメラ９を揺動させることにより、車載カメラ９により撮像される画像の縦軸が重力方向に常に一致するように車載カメラ９を姿勢保持するように構成しているから、車両傾きセンサ９４及び揺動伝達手段９２という簡易な構成により、撮像手段の姿勢を保持することができる。
【００５１】
なお、本実施の形態において、姿勢保持手段９０は、姿勢制御用モータ９１と、該姿勢制御用モータ９１の出力軸に設けられた第１歯車９２ａ、及び該第１歯車９２ａに噛合し車載カメラ９が同軸をなして取付けられた第２歯車９２ｂを有する揺動伝達手段９２とを備え、姿勢制御用モータ９１を駆動して車両の車幅方向の傾きの分だけ車載カメラ９を回転させることにより、車載カメラ９により撮像される画像の縦軸が重力方向に常に一致するように車載カメラ９を姿勢保持するように構成してあるが、これに限定されず、車載カメラ９を姿勢保持可能な構成であればよい。例えば、車両の進行方向に沿う水平軸周りに揺動可能に吊下げられた水平台を備え、該水平台上に車載カメラを設置して、水平台及び車載カメラが自重により揺動することにより車載カメラの姿勢を保持するように構成してもよい。
【００５２】
また、本実施の形態において、車両の白線１００Ｌ，１００Ｒからの距離とオーバーレイトルクとの関係を示すオーバーレイトルクマップを用いて舵取機構１に付加するオーバーレイトルクを決定しているが、これに限定されず、車両の白線１００Ｌ，１００Ｒからの距離とオーバーレイトルクとの関係を示す参照テーブルを用いてオーバーレイトルクを決定してもよい。路面傾斜マップ、車両位置ずれマップについても同様である。
【００５３】
また、本実施の形態においては、アシスト制御からレーンキープ制御にレーンキープ制御開始スイッチの操作に応じて切り替わるように構成してあるが、これに限定されず、車両の走行レーンからの逸脱又は逸脱の予測に応じて、例えば車線変更等の運転者の意識的な操舵ではない場合に、走行レーンからの逸脱を防止すべく自動的に操舵介入を行うように構成してもよい。
【００５４】
さらに、本実施の形態において、アシスト制御部６、レーンキープ制御部８及び姿勢制御部９３を別個に構成しているが、これに限定されず、一つ又は２つのＥＣＵとして構成してもよい。
【００５５】
以上の実施の形態においては、レーンキープ制御を行うように構成された操舵装置について述べたが、これに限定されない。図１０は、本発明の他の実施の形態に係る操舵装置の構成を示す模式図である。
【００５６】
アシスト制御部６には、トルクセンサ４により検出された操舵トルクの検出値、車速センサ７により検出された車速の検出値が夫々与えられる。さらにアシスト制御部６には、車両の進行方向の道路を撮像すべく車両の適宜の部位に設けられた車載カメラ９により撮像される画像の出力信号が与えられる。その他の構成は、図１に示す実施の形態と同様であるため、対応する構成部材に図１と同一の参照符号を付して、その構成及び動作の詳細な説明を省略する。
【００５７】
アシスト制御部６は、トルクセンサ４及び車速センサ７による検出値を用いて目標補助力を求め、求めた目標補助力を走行レーンの道幅方向の路面傾斜βに応じて車両の転舵方向の路面の高低に応じて目標補助力が大小になるように補正して、補正された目標補助力を発生させるべく電動モータ５を駆動するアシスト制御動作をなす。路面傾斜βの算出及び算出された路面傾斜βを用いた目標補助力の補正の考え方は、前述した実施の形態の路面傾斜βの算出及び算出された路面傾斜βを用いたオーバーレイトルクの補正の考え方と同様であるため、説明を省略する。
【００５８】
以上のように構成された操舵装置においては、車両の進行方向の道路を撮像し、撮像された画像に基づいて進行方向Ｘ（ｍ）先の走行レーンの道幅方向の路面傾斜βを予め算出して、予め算出された路面傾斜βに応じて車両の転舵方向の路面の高低に応じて目標補助力が大小になるように補正して、補正された目標補助力を発生させるべく電動モータ５の動作量を制御するように構成してあるから、制御遅れなく、その位置（Ｘ（ｍ）先）に到達したときに該位置における路面傾斜βに応じた適切な助勢力を舵取機構１に付加することができる。また、路面が傾斜している場合にも、運転者がステアリングホイール３０に加えるべき操舵トルクが転舵方向の如何に係らず同じになり、運転者に違和感を与えずにすむ。
【００５９】
なお、図１及び図１０に示す操舵装置は、電動モータ５の出力軸がラック軸１０と角度をなすようにラックハウジング１１の外側に前記モータを設けたラックアシスト型の電動パワーステアリング装置として構成してあるが、これに限定されない。電動モータの出力軸がラック軸１０と平行をなすようにラックハウジング１１の外側に電動モータを設けたラックアシスト型の電動パワーステアリング装置として構成してもよいし、ラック軸１０と同軸をなすようにラックハウジング１１の内側に操舵補助用のモータを設けたラックアシスト型の電動パワーステアリング装置として構成してもよい。また、コラムハウジング３１の外側に電動モータを取付け、ステアリング軸３に伝動構成してなるコラムアシスト型の電動パワーステアリング装置として構成してもよいし、舵取機構１に付設された油圧シリンダの発生力により操舵を補助する油圧パワーステアリング装置として構成してもよい。
【００６０】
さらに、本発明は、その他、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内において種々変更した形態にて実施することが可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係る操舵装置の構成を示す模式図である。
【図２】車載カメラの姿勢保持手段の構成を示す模式図である。
【図３】レーンキープ制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】道幅方向に路面傾斜のない走行レーンの中央を車両が走行している場合の画像である。
【図５】白線の傾きと路面傾斜との関係を示す路面傾斜マップである。
【図６】道幅方向に路面傾斜のある走行レーンの中央を車両が走行している場合の画像である。
【図７】道幅方向に路面傾斜のない走行レーンの中央から離れた右側の白線寄りの位置を車両が走行している場合の画像である。
【図８】オーバーレイトルクマップである。
【図９】レーンキープ制御部のオーバーレイトルクマップ補正動作の内容を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の他の実施の形態に係る操舵装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６２】
１  舵取機構、５  電動モータ（アクチュエータ）、８  レーンキープ制御部（傾斜算出手段、制御手段）、９  車載カメラ（撮像手段、道路状況検出手段）、９１  姿勢制御用モータ（揺動手段、姿勢保持手段、道路状況検出手段）、９２  揺動伝達手段（揺動手段、姿勢保持手段、道路状況検出手段）、９４  車両傾きセンサ（傾き検出手段、姿勢保持手段、道路状況検出手段）
【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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【図１０】
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