JP2006143211A - 車両の操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】認識した走行区分線に沿って車両が走行するように操舵制御を行う際に、運転者の運転意志の有無を迅速かつ高精度に判定する。
【解決手段】運転者の運転意志の低下の有無を判定する時点で前記トルク検出手段が検出した前記操舵トルクの変化量を入力とするデジタルフィルタにより、前記時点以前のタイミングで前記トルク検出手段が検出した前記操舵トルクの変化量の過去に遡る所定数に対する移動積分値を算出する操舵トルク変化状態算出手段と、前記操舵トルク変化状態算出手段での算出結果に基づいて、運転者の運転意志の低下の有無を判定する運転意志判定手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、カメラにより撮影して得た画像から道路上の走行区分線を認識し、この走行区分線に沿って車両が走行するように操舵制御を行う車両の操舵制御装置に関する。

従来、例えば、走行路を撮影する車載カメラから得られた画像を画像処理することによって、道路上のライン（例えば、白線等の走行区分線）を検出して、車両をこのラインに沿って走行させるように、運転者から入力される操舵トルクをアシストする車両用操舵制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この車両用操舵制御装置においては、運転者が入力する操舵トルクの変化量と、道路上のラインから車両位置までの横ずれ量とに基づいて、運転者が運転意志を有しているか否かを判定しており、この運転意志の有無に対する判定結果に応じて、警報の出力可否や操舵トルクに対するアシストの実行可否等を決定するように設定されている。
特開２００１−１０５１９号公報

しかしながら、上記従来技術に係る車両用操舵制御装置においては、運転者が入力する操舵トルクの変化量を算出する際に、先ず、所定のサンプリング時間（例えば、数秒間）に亘る操舵トルクの時間変化に対する測定を開始し、このサンプリング時間内における操舵トルクの時間変化量を算出してから運転意志の有無を判定しているため、このサンプリング時間内においては、運転意志の有無を判定することができないという問題がある。すなわち、運転意志の有無を判定するために要する時間が長くなることで、この判定処理の継続期間中においては、運転意志に応じた適切な操舵制御を行うことができなくなる虞がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、認識した走行区分線に沿って車両が走行するように操舵制御を行う際に、運転者の運転意志の有無を迅速かつ高精度に判定することによって適切な操舵制御を行うことが可能な車両の操舵制御装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の車両の操舵制御装置は、車両の操舵輪（例えば、後述する実施の形態に対する参考技術の一例における操舵輪１９，１９）を操舵可能な操舵機構（例えば、後述する実施の形態に対する参考技術の一例における手動操舵力発生機構１６）を駆動するアクチュエータ（例えば、後述する実施の形態に対する参考技術の一例におけるモータ２０）と、運転者から入力される操舵トルクを検出するトルク検出手段（例えば、後述する実施の形態に対する参考技術の一例におけるトルクセンサ２２）と、車両の走行路を認識する走行路認識手段（例えば、後述する実施の形態に対する参考技術の一例におけるカメラ２５および画像認識処理部２６）と、前記走行路認識手段が認識した前記走行路に沿って車両が走行するように前記アクチュエータを駆動する信号を出力する操舵アシスト手段（例えば、後述する実施の形態に対する参考技術の一例におけるＥＰＳ制御装置２４）とを備える車両の操舵制御装置であって、運転者の運転意志の低下の有無を判定する時点で前記トルク検出手段が検出した前記操舵トルクの変化量を入力とするデジタルフィルタにより、前記時点以前のタイミングで前記トルク検出手段が検出した前記操舵トルクの変化量の過去に遡る所定数に対する移動積分値を算出する操舵トルク変化状態算出手段と、前記操舵トルク変化状態算出手段での算出結果に基づいて、運転者の運転意志の低下の有無を判定する運転意志判定手段（例えば、後述する実施の形態に対する参考技術の一例におけるステップＳ０５〜ステップＳ１０）と、運転者に対して警報を出力する報知手段（例えば、後述する実施の形態に対する参考技術の一例における警報装置３４）と、前記運転意志判定手段により運転意志が低下したと判定されたとき、前記操舵アシスト手段による前記アクチュエータの駆動の中止と前記報知手段による前記警報の出力との少なくとも何れかを実行する実行手段（例えば、後述する実施の形態に対する参考技術の一例におけるＬＫＡＳ制御装置２３）とを備えることを特徴としている。

上記構成の車両の操舵制御装置によれば、操舵トルク変化状態算出手段は、例えば所定時間間隔毎に実行する一連の処理において、トルク検出手段が検出した操舵トルクの前回の処理での前回値と今回の処理での今回値との差分の絶対値を算出する。そして、運転意志判定手段は、差分の絶対値の移動積分値に応じて、運転意志の低下の有無を判定する。

請求項１に記載の本発明の車両の操舵制御装置によれば、簡便かつ高精度に運転意志の低下の有無を判定することができる。

以下、本発明の一実施形態に対する参考技術の一例に係る車両の走行制御装置について添付図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施形態に対する参考技術の一例に係る車両の操舵制御装置１０の構成図であり、図２は図１に示す車両の操舵制御装置１０による操舵アシスト制御の処理の流れを示す機能ブロック図であり、図３は曲率１／Ｒの走行路の中心線Ｙｃに対する車両位置の偏差（横ずれ量）Ｙｄおよび車両偏向角Ａｈを示す図である。

図１に示すように、この車両の操舵制御装置１０において、ステアリングホイール１１に一体に設けられたステアリング軸１２は、ユニバーサルジョイント１３ａ，１３ｂを有する連結軸１３を介して、ステアリングギアボックス１４内に設けられたラック・ピニオン機構１５のピニオン１５ａに連結されて手動操舵力発生機構１６を構成している。
ピニオン１５ａはラック軸１７のラック歯１７ａに噛合っており、ステアリングホイール１１から入力された回転運動は、ピニオン１５ａを介してラック軸１７の往復運動に変換され、ラック軸１７の両端にタイロッド１８，１８を介して連結された２つの操舵輪１９，１９を転舵させる。

ラック軸１７と同軸にモータ２０が配設されており、モータ２０の回転力はラック軸１７にほぼ平行に設けられたボールねじ機構２１を介して推力に変換される。すなわち、モータ２０のロータ（図示略）には駆動側ヘリカルギア２０ａが一体に設けられ、この駆動側ヘリカルギア２０ａはボールねじ機構２１のねじ軸２１ａの軸端に一体に設けられたヘリカルギア２１ｂに噛合わされている。
ステアリングギアボックス１４内には、ピニオン１５ａに作用する操舵トルクＴｄ、すなわち運転者の手動操作により入力された操舵トルクＴｄを検出するためのトルクセンサ２２が設けられており、このトルクセンサ２２にて検出した操舵トルクＴｄの検出信号は、ＬＫＡＳ制御装置２３およびＥＰＳ制御装置２４に入力されている。

ＬＫＡＳ（lane keeping assistance system）制御装置２３は、ＬＫＡＳ制御モードとして、車両進行方向の道路上における走行区分線に沿って車両を走行させるために必要とされるトルクのアシスト量を算出する。そして、所定の条件下において、このアシスト量をモータ２０に出力させるためのトルク指令として、操舵アシストトルクＴｓをＥＰＳ制御装置２４に出力する。
このため、ＬＫＡＳ制御装置２３には、トルクセンサ２２から出力される操舵トルクＴｄの検出信号に加えて、後述する画像認識処理部２６から出力される走行区分線の情報と、車両重心の鉛直（重力）軸回りのヨーレート（回転角速度）を検出するヨーレートセンサ２７から出力される検出信号と、例えばステアリング軸１２に設けられたロータリエンコーダ等をなし、運転者が入力した操舵角度の方向と大きさを検出する舵角センサ２８から出力される検出信号と、車輪の回転速度を検出する車輪速センサ２９から出力される検出信号とが入力されている。

さらに、ＬＫＡＳ制御装置２３には、ターンシグナルＳＷ３０から出力されるターンシグナルのＯＮ／ＯＦＦを通知する信号と、ブレーキＳＷ３１から出力されるブレーキのＯＮ／ＯＦＦを通知する信号と、ワイパーＳＷ３２から出力されるワイパーのＯＮ／ＯＦＦを通知する信号と、メインＳＷ３３から出力される例えばＬＫＡＳ制御装置２３の作動／停止を通知する信号とが入力されている。
すなわち、ＬＫＡＳ制御装置２３は、例えばターンシグナルＳＷ３０からターンシグナルのＯＮを通知する信号が入力されている場合、あるいは、ブレーキＳＷ３１からブレーキのＯＮを通知する信号が入力されている場合、あるいは、ワイパーＳＷ３２からワイパーのＯＮを通知する信号が入力されている場合、あるいは、メインＳＷ３３からＬＫＡＳ制御装置２３の停止を通知する信号が入力されている場合、あるいは、ＬＫＡＳ制御装置２３における走行区分線の抽出処理が困難な場合等には、ＥＰＳ制御装置２４への操舵アシストトルクＴｓの出力を停止するように設定されている。

さらに、ＬＫＡＳ制御装置２３には、例えば警報音や音声メッセージ等を出力するスピーカや、例えば警報表示を行うディスプレイや点灯するランプ等をなす警報装置３４が接続されており、例えば車両が所定の走行領域内から逸脱した場合等には警報を出力するように設定されている。

ＥＰＳ制御装置２４は、車両の走行状態に応じた操舵トルクＴｄのアシスト量をモータ２０に出力させるためのモータ駆動電流を出力する。
このため、ＥＰＳ制御装置２４には、ＬＫＡＳ制御装置２３から出力される操舵アシストトルクＴｓおよびトルクセンサ２２から出力される操舵トルクＴｄの検出信号に加えて、モータ２０の通電電流を検出するモータ電流センサ３５から出力される検出信号（モータ電流）Ｉ_Ｍと、モータ２０の通電電圧を検出するモータ電圧センサ３６から出力される検出信号（モータ電圧）Ｖ_Ｍとが入力されている。

ＥＰＳ制御装置２４は、ＥＰＳ制御モードにおいては、例えばトルクセンサ２２にて検出した運転者から入力される操舵トルクＴｄに応じて、この操舵トルクＴｄを補助するパワーステアリング用のアシスト量を算出して、このアシスト量をモータ２０に出力させるためのトルク指令としてパワーステアリングトルクＴｅを算出する。そして、後述するように、このＥＰＳ制御モードに対して、操舵トルクＴｄに応じた所定の制御比率Ｄｅ（例えば、１００％以下の所定の値）を設定して、この制御比率ＤｅをパワーステアリングトルクＴｅに演算して得た値を、新たなパワーステアリングトルクＴｅ’として設定する。

また、ＥＰＳ制御装置２４は、後述するように、ＬＫＡＳ制御モードに対して、例えばトルクセンサ２２にて検出した操舵トルクＴｄに応じた所定の制御比率Ｄｓ（例えば、１００％以下の所定の値）を設定して、この制御比率ＤｓをＬＫＡＳ制御装置２３から入力される操舵アシストトルクＴｓに演算して得た値を、新たな操舵アシストトルクＴｓとして設定する。
そして、ＥＰＳ制御装置２４は、ＥＰＳ制御モードに係る新たなパワーステアリングトルクＴｅ’とＬＫＡＳ制御モードに係る操舵アシストトルクＴｓとを加算して、アシストトルクＴａを算出し、モータ２０の駆動回路（図示略）を介して、このアシストトルクＴａを発生させるためのモータ駆動電流を出力する。

以下に、図２および図３を参照しながら、本実施の形態に対する参考技術の一例による車両の操舵制御装置１０における処理、特にＬＫＡＳ制御装置２３およびＥＰＳ制御装置２４の動作について説明する。
先ず、例えば車両のフロントウィンドウの内側にルームミラー（図示略）等と一体に設けられたカメラ２５によって、車両前方や後方の所定領域における走行区分線を撮像する。そして、画像認識処理部２６にて、カメラ２５から出力される画像データに基づき走行路区分線（白線）を認識する。
このとき、画像認識処理部２６は、例えば図３に示すように、走行路の適宜の位置において、走行路の中心線Ｙｃの旋回半径Ｒから走行路の曲率１／Ｒを算出する。さらに、画像認識処理部２６は、例えば車両の現在位置を原点とし、車両の進行方向をＸ軸とし、このＸ軸に直交する方向（つまり車両の車幅方向）をＹ軸とする相対座標系を設定し、Ｙ軸上における車両の現在位置から走行路の中心線Ｙｃまでの距離（横ずれ量）Ｙｄと、走行路の中心線ＹｃとＹ軸との交点位置における中心線Ｙｃの接線ａとＸ軸とのなす角（車両偏向角）Ａｈとを算出する。

そして、画像認識処理部２６は、算出した走行路の曲率１／ＲをＬＫＡＳ制御装置２３のＦＦ制御部２３ａへ出力し、横ずれ量Ｙｄおよび車両偏向角ＡｈをＬＫＡＳ制御装置２３のＦＢ制御部２３ｂへ出力する。
ＬＫＡＳ制御装置２３のＦＦ制御部２３ａは、フィードフォワード制御によって走行路の曲率１／Ｒから所定の特性に基づいて基本操舵アシストトルクＴｆを算出し、加算部２３ｃへ出力する。
また、ＬＫＡＳ制御装置２３のＦＢ制御部２３ｂは、フィードバック制御によって横ずれ量Ｙｄおよび車両偏向角Ａｈに基づいて補正操舵アシストトルクＴｂを算出し、加算部２３ｃへ出力する。
なお、基本操舵アシストトルクＴｆは、車両のコーナリング力に対する均衡を保つためのアシストトルクであり、補正操舵アシストトルクＴｂは、車両を走行路の中心線Ｙｃに沿って走行させるため、あるいは、車両の安定性確保のためのアシストトルクである。

加算部２３ｃは、基本操舵アシストトルクＴｆと補正操舵アシストトルクＴｂとを加算して、車両を走行区分線に沿って走行させるための操舵アシストトルクＴｓを算出して、ＥＰＳ制御装置２４のリミット値設定部４１へ出力する。

ＥＰＳ制御装置２４のリミット値設定部４１は、モータ２０へ供給されるモータ駆動電流あるいは操舵アシストトルクＴｓに対するリミット値を設定する。
第１制御ゲイン演算部４２は、操舵アシストトルクＴｓに所定の第１制御ゲインＫｆを演算して得た値を、新たな操舵アシストトルクＴｓとしてＬＫＡＳ制御比率算出部４３へと出力する。
ＬＫＡＳ制御比率算出部４３は、トルクセンサ２２にて検出された操舵トルクＴｄに基づき、ＬＫＡＳ制御モードに対する所定の制御比率Ｄｓを算出し、この制御比率Ｄｓを操舵アシストトルクＴｓに演算させて得た値を、新たな操舵アシストトルクＴｓとして加算部４５へと出力する。
例えば、操舵トルクＴｄが所定の第１トルク＃Ｔ１以下の場合には、制御比率Ｄｓ＝１００％とされ、操舵トルクＴｄが所定の第１トルク＃Ｔ１以上かつ所定の第２トルク＃２以下の場合には、制御比率Ｄｓは減少傾向に変化し、操舵トルクＴｄが所定の第２トルク＃Ｔ２以上の場合には、制御比率Ｄｓ＝０％とされている。

また、ＥＰＳ制御比率算出部４４は、トルクセンサ２２にて検出された操舵トルクＴｄに基づき、ＥＰＳ制御モードに対する所定の制御比率Ｄｅを算出し、この制御比率Ｄｅを、操舵トルクＴｄおよびモータ電流Ｉ_Ｍおよびモータ電圧Ｖ_Ｍから予め定めたマップ４７を用いて求めたパワーステアリングトルクＴｅに演算させて得た値を、新たなパワーステアリングトルクＴｅ’として加算部４５へと出力する。
例えば、操舵トルクＴｄが所定の第１トルク＃Ｔ１以下の場合には、制御比率Ｄｅ＝０％とされ、操舵トルクＴｄが所定の第１トルク＃Ｔ１以上かつ所定の第２トルク＃２以下の場合には、制御比率Ｄｅは増加傾向に変化し、操舵トルクＴｄが所定の第２トルク＃Ｔ２以上の場合には、制御比率Ｄｅ＝１００％とされている。

加算部４５は、操舵アシストトルクＴｓにパワーステアリングトルクＴｅ’を加算して、モータ２０に発生させるトルクの目標値とされるアシストトルクＴａを算出する。
第２制御ゲイン演算部４６は、アシストトルクＴａに所定の第２制御ゲインＫｅを演算して、モータ２０にアシストトルクＴａを発生させるための通電電流値を算出し、この通電電流値に基づくモータ駆動電流をモータ２０へと出力する。
なお、本実施の形態に対する参考技術の一例においてはＬＫＡＳ制御装置２３は、操舵アシストトルクＴｓを算出し、ＥＰＳ制御装置２４へ出力したが、ＬＫＡＳ制御装置２３において操舵アシストトルクＴｓをモータ駆動電流に変換して、ＥＰＳ制御装置２４へ出力するように構成してもよい。

本実施の形態に対する参考技術の一例による車両の操舵制御装置１０は上記構成を備えており、次に、この車両の操舵制御装置１０の動作について添付図面を参照しながら説明する。
図４は車両の操舵制御装置１０の動作を示すフローチャートであり、図５は図４に示す警報出力処理を示すフローチャートであり、図６は図４に示す車線維持制御復帰判断処理を示すフローチャートであり、図７は運転意志低下判定フラグＦ＿Ｄのフラグ値、操舵トルクＴｄ、操舵アシストトルクＴｓおよび第１のカウンタＣ１の計数値の時間変化の一例を示すグラフ図である。
なお、以下に示す一連の処理は、所定時間（例えば、１００ｍｓ）毎に繰り返し実行されるものである。

先ず、図４に示すステップＳ０１において、トルクセンサ２２から出力される検出信号によって現在のトルク値ＴＲＱを取得する。
次に、ステップＳ０２においては、前回の処理におけるトルク値ＴＲＱＯＬＤと今回の処理におけるトルク値ＴＲＱとの差分の絶対値によってトルク値偏差絶対値ＴＲＱＤＥＦ＿ＡＢＳ（＝｜ＴＲＱ―ＴＲＱＯＬＤ｜）を算出する。
次に、ステップＳ０３においては、算出したトルク値偏差絶対値ＴＲＱＤＥＦ＿ＡＢＳを、リングバッファからなる記憶部（図示略）に記憶する。
次に、ステップＳ０４においては、記憶部に格納されているすべてのトルク値偏差絶対値ＴＲＱＤＥＦ＿ＡＢＳを加算してトルク値偏差積算値ＴＲＱＤＥＦ＿ＳＵＭを算出する。

ここで、トルク値偏差絶対値ＴＲＱＤＥＦ＿ＡＢＳが格納される記憶部は、例えば適宜に設定可能な所定数のバッファを有するリングバッファとされており、例えば３０個のバッファを有する場合には、所定時間（例えば、１００ｍｓ）毎に繰り返される一連の処理において、３秒間だけ過去に遡る３０個のトルク値偏差絶対値ＴＲＱＤＥＦ＿ＡＢＳのデータが格納されている。そして、新たなデータが追加される度に、最も古いデータが消去され、常に、最新の３秒間に亘る３０個のデータが格納されるように設定されている。

次に、ステップＳ０５においては、トルク値偏差積算値ＴＲＱＤＥＦ＿ＳＵＭが、所定の運転意志判定閾値ＴＨ１（例えば、８ｋｇｆ・ｃｍ×９．８／１００Ｎ・ｍ）以下か否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０６に進み、第１のカウンタＣ１の計数値にゼロをセットして計数値を初期化し、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０７に進み、第１のカウンタＣ１の計数を実行する。

次に、ステップＳ０８においては、第１のカウンタＣ１の計数値が、所定の第１閾時間Ｔ１（数秒、例えば５秒等）以上か否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０９に進み、運転意志が低下したことを示す運転意志低下判定フラグＦ＿Ｄのフラグ値に「１」をセットし、運転意志が低下したと判定して、後述するステップＳ１１に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１０に進み、運転意志が低下したことを示す運転意志低下判定フラグＦ＿Ｄのフラグ値に「０」をセットし、運転意志有りと判定して、ステップＳ１１に進む。
ステップＳ１１においては、後述する警報出力処理を実行する。
そして、ステップＳ１２においては、後述する車線維持制御復帰判断処理を実行して、一連の処理を終了する。

以下に、上述したステップＳ１１における、警報出力処理について添付図面を参照しながら説明する。
先ず、図５に示すステップＳ２１においては、運転意志低下判定フラグＦ＿Ｄのフラグ値が「１」か否か、つまり運転意志が低下したと判定されたか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ２４に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２においては、警報時間に関する第２のカウンタＣ２の計数値にゼロをセットして計数値を初期化する。
次に、ステップＳ２３においては、警報出力の開始を決定する。

そして、ステップＳ２４においては、警報出力の開始が決定され、かつ、第２のカウンタＣ２の計数値が、所定の第２閾時間Ｔ２（例えば、Ｔ２＝３ｓ等）以下か否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ２７に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２５に進む。
ステップＳ２５においては、警報の出力を実行する。
そして、ステップＳ２６においては、第２のカウンタＣ２の計数を実行する。

ステップＳ２７においては、第２のカウンタＣ２の計数値が所定の警報終了時間ＴＥ（例えば、ＴＥ＝３ｓ等）に到達したか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２８に進み、警報の出力を終了して、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、一連の処理を終了する。

以下に、上述したステップＳ１２における、車線維持制御復帰判断処理について添付図面を参照しながら説明する。
先ず、図６に示すステップＳ３１においては、警報の出力が終了したか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ３３に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ３２に進む。
ステップＳ３２においては、操舵制御装置１０による走行制御を中断する制御中断モードに移行することを決定する。

そして、ステップＳ３３においては、制御中断モードか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ３６に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ３４に進む。
ステップＳ３４においては、第３のカウンタＣ３の計数を実行する。

そして、ステップＳ３５においては、第１制御ゲインＫｆの値を変化させることによって、操舵アシストトルクＴｓをゼロとする。
次に、ステップＳ３６においては、第３のカウンタＣ３が所定の第３閾時間Ｔ３（例えば、Ｔ３＝３ｓ等）に到達したか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ３７に進み、第１制御ゲインＫｆの値を変化させることによって、操舵アシストトルクＴｓをゼロとして、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ３８に進む。

ステップＳ３８においては、運転意志低下判定フラグＦ＿Ｄのフラグ値が「１」か否か、つまり運転意志が低下したと判定されたか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、上述したステップＳ３７に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ３９に進む。
ステップＳ３９においては、ゼロとされた操舵アシストトルクＴｓを、第１制御ゲインＫｆの値を変化させることによって所定の設定値へと復帰させ、一連の処理を終了する。
なお、ステップＳ３５、Ｓ３７、Ｓ３９において、操舵アシストトルクＴｓをゼロとする、あるいは、所定の設定値へと復帰させる場合、所定時間（例えば、１秒や２秒等）をかけて変化させてもよい。

すなわち、例えば図７に示すように、運転者から入力される操舵トルクＴｄの時間変化が小さくなって、上述したようにトルク値偏差積算値ＴＲＱＤＥＦ＿ＳＵＭが所定の運転意志判定閾値ＴＨ１以下となった場合には、運転意志の有無を判定するための第１のカウンタＣ１の計数を開始する。
そして、この第１のカウンタＣ１の計数値が所定の第１閾時間Ｔ１以上となった時点（例えば、図７に示す時刻Ａ）で、運転意志低下判定フラグＦ＿Ｄのフラグ値に「１」をセットし、運転意志が低下したと判定すると共に、操舵アシストトルクＴｓを徐々にゼロに低下させる。
そして、運転者から入力される操舵トルクＴｄの時間変化が増大して、トルク値偏差積算値ＴＲＱＤＥＦ＿ＳＵＭが所定の運転意志判定閾値ＴＨ１を超えた時点（例えば、図７に示す時刻Ｂ）で、運転意志低下判定フラグＦ＿Ｄのフラグ値に「０」をセットし、運転意志有りと判定すると共に、操舵アシストトルクＴｓをゼロから所定の設定値まで徐々に復帰させる。

ここで、所定の警報終了時間ＴＥに亘る警報の出力によって、走行制御を中断する制御中断モードに移行した場合には、この制御中断モードの継続時間を第３のカウンタＣ３により計数し、この計数値が所定の第３閾時間Ｔ３に到達する毎に、運転意志低下判定フラグＦ＿Ｄのフラグ値に「１」がセットされているか否か、つまり運転意志が低下したと判定されているか否かを判定する。
そして、運転意志が低下している場合には制御中断モードを継続し、運転意志の低下が無いと判定されている場合には、制御中断モードを停止して、所定の走行制御に復帰する。

上述したように、本実施の形態に対する参考技術の一例による車両の操舵制御装置１０によれば、前回の処理におけるトルク値ＴＲＱＯＬＤと今回の処理におけるトルク値ＴＲＱとの差分の絶対値であるトルク値偏差絶対値ＴＲＱＤＥＦ＿ＡＢＳ（＝｜ＴＲＱ―ＴＲＱＯＬＤ｜）の移動積分値（トルク値偏差積算値ＴＲＱＤＥＦ＿ＳＵＭ）に応じて、運転意志の低下の有無を判定することにより、簡便かつ高精度に運転意志の低下の有無を判定することができる。
しかも、単に、トルク値偏差積算値ＴＲＱＤＥＦ＿ＳＵＭが所定の運転意志判定閾値ＴＨ１以下となっただけではなく、この状態が所定の第１閾時間Ｔ１以上に亘って継続したときに、運転意志が低下したと判定することにより、運転意志判定の低下の有無を確実に判定することができ、より一層、適切な操舵制御を実行することができる。

なお、本実施の形態に対する参考技術の一例においては、前回の処理におけるトルク値ＴＲＱＯＬＤと今回の処理におけるトルク値ＴＲＱとの差分の絶対値によってトルク値偏差絶対値ＴＲＱＤＥＦ＿ＡＢＳ（＝｜ＴＲＱ―ＴＲＱＯＬＤ｜）を算出し、このトルク値偏差絶対値ＴＲＱＤＥＦ＿ＡＢＳを記憶するとしたが、これに限定されず、例えばトルク値偏差絶対値ＴＲＱＤＥＦ＿ＡＢＳ（＝｜ＴＲＱ―ＴＲＱＯＬＤ｜）の２乗値を算出し、このトルク値偏差絶対値ＴＲＱＤＥＦ＿ＡＢＳの２乗値を記憶してもよい。
この場合には、記憶部に格納されているすべてのトルク値偏差絶対値ＴＲＱＤＥＦ＿ＡＢＳの２乗値を加算してトルク値偏差２乗値積算値ＳＱＲ＿ＳＵＭを算出する。そして、トルク値偏差２乗値積算値ＳＱＲ＿ＳＵＭが、所定の運転意志判定閾値ＴＨＱ１以下か否かを判定する。

以下、本発明の一実施形態に係る車両の走行制御装置について、特に、上述した参考技術の一例に係る車両の操舵制御装置１０と異なる点のみについて説明する。
上述した参考技術においては、トルク値偏差絶対値ＴＲＱＤＥＦ＿ＡＢＳをリングバッファに記憶し、このリングバッファに格納されたすべてのトルク値偏差絶対値ＴＲＱＤＥＦ＿ＡＢＳを加算することによって、トルク値偏差積算値ＴＲＱＤＥＦ＿ＳＵＭつまりトルク値偏差絶対値ＴＲＱＤＥＦ＿ＡＢＳの移動積分値を算出するとしたが、本実施の形態においては、例えば下記数式（１）に示す伝達関数Ｈ（ｚ）のデジタルフィルタを用いて移動積分値を算出してもよい。
この数式（１）において、例えば、ａ（ｊ）＝０、ｂ（ｊ）＝１、ｎｂ＝２９として、所定時間（例えば、１００ｍｓ）毎の入力にトルク値偏差絶対値ＴＲＱＤＥＦ＿ＡＢＳを与えることで、最新の３秒間のトルク値偏差絶対値ＴＲＱＤＥＦ＿ＡＢＳの移動積分値を算出することができ、このようにすることで、リングバッファ等が不要となり装置構成を簡素化することができる。

なお、上述した参考技術においては、例えば図８に示す第１のカウンタＣ１の計数値に応じた第１制御ゲインＫｆの変化を示すグラフ図のように、いわば運転意志の強さを示す第１のカウンタＣ１の計数値に応じて、この計数値が増大した場合には、第１制御ゲインＫｆつまり走行制御による運転支援率の値を低下させてもよい。この場合には、運転意志に応じて適切な走行制御を行うことができると共に、例えば運転意志が低下し始めると、第１制御ゲインＫｆが低下させられることで、操舵アシストトルクＴｓが小さくなる。これにより、運転者がステアリングホイール１１から感じ取る反力に変化が生じ、運転意志の低下を運転者自身が認識することが可能となる。

さらに、上述した参考技術においては、例えば図９に示す第１のカウンタＣ１の計数値に応じた逸脱警報開始閾値ＴＨ２の変化を示すグラフ図のように、第１のカウンタＣ１の計数値が増大した場合には、運転意志が低下していると判断して、車両が所定の走行領域を逸脱したことを報知するか否かを判定するための逸脱警報開始閾値ＴＨ２を低下させて、警報が出力され易くなるように設定してもよい。
なお、逸脱警報開始閾値ＴＨ２とは、例えば上述した横ずれ量Ｙｄに対する所定の閾値であってもよいし、例えば図１０に示すように、Ｙ軸上における車両の現在位置から走行路の境界線Ｙｅまでの距離ＬＤに対する所定の閾値等であってもよい。
また、上述した参考技術においては、運転者の操舵トルクＴｄをアシストするようにしたが、いわゆる自動運転にも適用可能なことは言うまでもない。

なお、上述した参考技術においては、トルク値偏差積算値ＴＲＱＤＥＦ＿ＳＵＭまたはトルク値偏差２乗値積算値ＳＱＲ＿ＳＵＭに基づいて運転者の運転意志の低下の有無を判定するとしたが、これに限定されず、例えば図１１に示す上述した参考技術の変形例に係る車両の操舵制御装置１０の動作を示すフローチャートのように、トルクセンサ２２から出力される操舵トルクＴｄの検出信号の所定期間における最大値と最小値との差に基づいて運転意志の低下の有無を判定してもよい。この場合には、例えば上述したステップＳ０２〜ステップＳ０８の処理の代わりに、下記ステップＳ４２〜ステップＳ４９の処理を実行する。なお、以下に示す一連の処理、つまりステップＳ０１及びステップＳ４２〜ステップＳ４９及びステップＳ１０〜ステップＳ１２は、所定時間（例えば、１０ｍｓ）毎に繰り返し実行される。

例えば、図１１に示すステップＳ４２においては、取得した現在のトルク値ＴＲＱを、リングバッファからなる記憶部（図示略）に記憶する。ここで、適宜に設定可能な所定数のバッファを有するリングバッファにおいて、例えば１００個のバッファを有する場合には、所定時間（例えば、１０ｍｓ）毎に繰り返される一連の処理において、１秒間だけ過去に遡る１００個のトルク値ＴＲＱのデータが格納されている。そして、新たなデータが追加される度に、最も古いデータが消去され、常に、最新の１秒間に亘る１００個のデータが格納されるように設定されている。
そして、ステップＳ４３においては、記憶部に格納されているすべてのトルク値ＴＲＱにおける最大値ＴＲＱ＿ＢＵＦＦ＿ＭＡＸを抽出する。
そして、ステップＳ４４においては、記憶部に格納されているすべてのトルク値ＴＲＱにおける最小値ＴＲＱ＿ＢＵＦＦ＿ＭＩＮを抽出する。
そして、ステップＳ４５においては、最大値ＴＲＱ＿ＢＵＦＦ＿ＭＡＸから最小値ＴＲＱ＿ＢＵＦＦ＿ＭＩＮを減算し、トルク値変動幅ＴＲＱ＿ＷＩＤＴＨを算出する。

次に、ステップＳ４６においては、トルク値変動幅ＴＲＱ＿ＷＩＤＴＨが、所定の運転意志判定閾値ＴＨ＿Ｗ１（例えば、２ｋｇｆ・ｃｍ×９．８／１００Ｎ・ｍ）以下か否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ４７に進み、第４のカウンタＣ４の計数値にゼロをセットして計数値を初期化し、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ４８に進み、第４のカウンタＣ４の計数を実行する。
次に、ステップＳ４９においては、第４のカウンタＣ４の計数値が、所定の第４閾時間Ｔ４（数秒、例えば７秒等）以上か否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、上述したステップＳ０９に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ１０に進む。
尚、ステップＳ４６において、トルク値変動幅ＴＲＱ＿ＷＩＤＴＨが、所定の運転意志判定閾値ＴＨ＿Ｗ１以下か否かを判定するのに加えて、より精度良く運転意志の低下の有無を判断するため、さらに、現在のトルク値ＴＲＱの大きさが所定の運転意志判定閾値ＴＨ＿Ｗ２（数ｋｇｆ・ｃｍ×９．８／１００Ｎ・ｍ、例えば５ｋｇｆ・ｃｍ×９．８／１００Ｎ・ｍ）以下であるときに、ステップＳ４８に進むようにしてもよい。

また、上述した参考技術においては、少なくとも、トルク値偏差積算値ＴＲＱＤＥＦ＿ＳＵＭまたはトルク値偏差２乗値積算値ＳＱＲ＿ＳＵＭ、及び、トルク値変動幅ＴＲＱ＿ＷＩＤＴＨの何れかに基づいて運転意志の低下の有無を判定する判定処理ステップ（図示略）を備えてもよい。
すなわち、上述した参考技術でのステップＳ０１〜ステップＳ１２の一連の処理と、上述した上述した参考技術の変形例でのステップＳ０１及びステップＳ４２〜ステップＳ４９及びステップＳ１０〜ステップＳ１２の一連の処理とを、互いに独立に実行し、この判定処理ステップにおいて、少なくともステップＳ０８またはステップＳ４９の何れかの判定結果に応じて運転意志の低下の有無を判定する。なお、この場合、ステップＳ０８においては、第１のカウンタＣ１の計数値が、所定の第１閾時間Ｔ１（１０数秒〜２０数秒、例えば２０秒等）以上か否かを判定する。

また、上述した参考技術の変形例においては、トルク値変動幅ＴＲＱ＿ＷＩＤＴＨに限らず、記憶部に格納されているすべてのトルク値ＴＲＱの標準偏差や、トルク値ＴＲＱの変化量の標準偏差に応じて運転意志の低下の有無を判定してもよい。
この場合には、例えば上述したステップＳ４３〜ステップＳ４６の代わりに、標準偏差判定ステップ（図示略）を備え、この標準偏差判定ステップにおいて、記憶部に格納されているすべてのトルク値ＴＲＱの標準偏差や、時系列データとされるトルク値ＴＲＱの時間変化量の標準偏差を算出し、現在のトルク値ＴＲＱの絶対値が所定値（例えば、２ｋｇｆ・ｃｍ×９．８／１００Ｎ・ｍ）以下、かつ、トルク値ＴＲＱの標準偏差が、所定の運転意志判定閾値ＴＨ＿Ｓ１（例えば、０．５ｋｇｆ・ｃｍ×９．８／１００Ｎ・ｍ）以下か否か、あるいは、トルク値ＴＲＱの時間変化量の標準偏差が、所定の運転意志判定閾値ＴＨ＿Ｓ２（例えば、０．５ｋｇｆ・ｃｍ×９．８／１００Ｎ・ｍ）以下か否かを判定する。そして、判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ４７に進む。一方、判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ４８に進む。

本発明の一実施形態に対する参考技術の一例に係る車両の走行制御装置の構成図である。 図１に示す車両の走行制御装置による操舵アシスト制御の処理の流れを示す機能ブロック図である。 曲率１／Ｒの走行路の中心線Ｙｃに対する車両位置の偏差（横ずれ量）Ｙｄおよび車両偏向角Ａｈを示す図である。 図１に示す車両の操舵制御装置の動作を示すフローチャートである。 図４に示す警報出力処理を示すフローチャートである。 図４に示す車線維持制御復帰判断処理を示すフローチャートである。 運転意志低下判定フラグＦ＿Ｄのフラグ値、操舵トルクＴｄ、操舵アシストトルクＴｓおよび第１のカウンタＣ１の計数値の時間変化の一例を示すグラフ図である。 第１のカウンタＣ１の計数値に応じた第１制御ゲインＫｆの変化を示すグラフ図である。 第１のカウンタＣ１の計数値に応じた逸脱警報開始閾値ＴＨ２の変化を示すグラフ図である。 車両の現在位置から走行路の境界線Ｙｅまでの距離ＬＤを示すグラフ図である。 上述した参考技術の変形例に係る車両の走行制御装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 車両の操舵制御装置
１６ 手動操舵力発生機構（操舵機構）
１９ 操舵輪
２０ モータ（アクチュエータ）
２２ トルクセンサ（トルク検出手段）
２３ ＬＫＡＳ制御装置（実行手段、逸脱警報報知手段）
２４ ＥＰＳ制御装置（操舵アシスト手段）
２５ カメラ（走行路認識手段）
２６ 画像認識処理部（走行路認識手段）
３４ 警報装置（報知手段）
ステップＳ０５〜ステップＳ１０ 運転意志判定手段

Claims (1)

1. 車両の操舵輪を操舵可能な操舵機構を駆動するアクチュエータと、
   運転者から入力される操舵トルクを検出するトルク検出手段と、
   車両の走行路を認識する走行路認識手段と、
   前記走行路認識手段が認識した前記走行路に沿って車両が走行するように前記アクチュエータを駆動する信号を出力する操舵アシスト手段と
   を備える車両の操舵制御装置であって、
   運転者の運転意志の低下の有無を判定する時点で前記トルク検出手段が検出した前記操舵トルクの変化量を入力とするデジタルフィルタにより、前記時点以前のタイミングで前記トルク検出手段が検出した前記操舵トルクの変化量の過去に遡る所定数に対する移動積分値を算出する操舵トルク変化状態算出手段と、
   前記操舵トルク変化状態算出手段での算出結果に基づいて、運転者の運転意志の低下の有無を判定する運転意志判定手段と、
   運転者に対して警報を出力する報知手段と、
   前記運転意志判定手段により運転意志が低下したと判定されたとき、前記操舵アシスト手段による前記アクチュエータの駆動の中止と前記報知手段による前記警報の出力との少なくとも何れかを実行する実行手段と
   を備えることを特徴とする車両の操舵制御装置。
   
   

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