JP2007001475A - 自動操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＧＰＳ測位が不可となり自動操舵から手動操舵へ切り換わる際に、ドライバに操舵負荷が急にかかることにより違和感を与えることを回避し、手動操舵への移行をスムーズに行う。
【解決手段】 ロスト区間の走行難易度に応じた操舵制御変更距離Ｄａ２ＬＫだけロスト区間の開始地点から手前の地点を操舵制御変更開始点Ｚｓとし（ステップＳ６、Ｓ７）、操舵制御変更開始点Ｚｓに到達するまでは、ＧＰＳ測位による自車位置に基づいてドライバの操舵操作よりも位置制御を優先した全自動操舵制御を行う（ステップＳ９）。操舵制御変更開始点Ｚｓに自車両が到達した時点で（ステップＳ８）、ドライバの操舵介入を許容しつつ自動操舵を行う半自動操舵制御に切り換え（ステップＳ２２）、以後、ＧＰＳ測位による自車位置又はデッドレコニングによる自車位置に基づいて半自動操舵制御を所定期間行った後、自動操舵を終了する（ステップＳ２５）。
【選択図】 図２

Description

本発明は、自車両が基準経路に沿って走行するように自動操舵を行う自動操舵制御装置に関するものである。

従来、自動操舵制御装置として、ＧＰＳ測位により自車位置を測位し、この測位結果に基づいて自動操舵制御を行うようにしたものが提案されている。また、ＧＰＳ衛星からの電波を取得することができなくなった場合等、ＧＰＳ測位が不可となった場合には、ドライバにＧＰＳ測位が不可であることを通知すると共に停車し、ドライバに対して自動操舵から手動操舵への切り換えを要求したり、或いは、ＧＰＳ測位が不可となったときに自動的に手動操舵へ切り換えたりするもの等も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２５６０３８号公報

前述のように、ＧＰＳ測位が不可となったときに、自動操舵から手動操舵へ切り換えるようにした自動操舵制御装置においては、ＧＰＳ測位が不可となったとき、ドライバは、基準経路に沿って走行すべく自動操舵を行っている状態から、速やかに手動操舵を開始する必要がある。ここで、基準経路に沿って走行する際の走行誤差が少なくなるように自動操舵制御を行おうとすればするほど、位置制御を重視した制御が行われるため、ドライバによる操舵介入がしにくい状態となる。このため、このようにドライバが操舵介入を行いにくい状態で、自動操舵から手動操舵への切り換えが行われると、自動操舵による操舵トルクが作用しておりドライバにとって操舵介入が行いにくい状態から、瞬時に自動操舵による操舵トルクが作用しない状態に切り換わることになり、且つドライバは基準経路に沿って走行するように操舵操作を行う必要があるため、特に、自動操舵による修正舵量が大きい場合等には、自動操舵から手動操舵に切り換わる際にドライバは違和感を覚えると共に、手動操舵に切り換わった後のドライバの操舵負荷が増加するという問題がある。

また、ＧＰＳ測位が不可となったときに自動操舵から手動操舵へ切り換えるようにしているため、ＧＰＳ測位が不可となる毎に自動操舵と手動操舵とが切り換わることになり、ＧＰＳ測位が不可となる状態が頻繁に生じた場合には、自動操舵と手動操舵との切り換えも頻繁に生じることになってドライバに煩わしさ感を与える可能性がある。

これを回避するために、ＧＰＳ測位が不可となった場合には、自律センサで検出される、車速、ヨーレート、横加速度等といった検出信号をもとに、デッドレコニングにより自車両の現在位置を推定し、これに基づいて、自動操舵を継続するということを前提に、自動操舵を解除するタイミングを遅らせるようにした方法等も提案されているが、ＧＰＳ測位が復帰しなければ、デッドレコニングによる自動操舵が不可となった時点で自動操舵が解除されるため、この場合も手動操舵への切り換わり時のドライバの負荷が増加することになり、特に、ＧＰＳ測位が不可となったときに、デッドレコニングにより自動操舵が行われる区間がカーブ路であった場合には、自動操舵が解除された時点で瞬時にドライバは操舵介入を開始してカーブ路走行を行うため操舵を行う必要があり、手動操舵への切り換わり時におけるドライバの負担が大きいという問題がある。

そこで、この発明は上記従来の未解決の問題点に着目してなされたものであり、自動操舵から手動操舵への切り換わり時においてドライバに違和感を与えることを防止し且つドライバの負荷の増加を抑制することの可能な自動操舵制御装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る自動操舵制御装置は、自車位置検出手段で自車位置の検出が可能なときは、この自車位置検出手段で検出される自車位置に基づいて、自車両が基準経路に沿って走行するように、ドライバの操舵操作等の外乱入力よりも操舵位置制御を優先した全自動操舵制御手段により操舵制御を行う。そして、自車位置検出手段で自車位置の検出が困難となるロスト区間が自車両前方の基準経路上に存在するときには、自車両が前記ロスト区間に進入する前に、全自動操舵制御手段に換えて、ドライバの操舵介入を許容しつつ自車両が基準経路に沿って走行するように操舵制御を行う半自動操舵制御手段を作動させる。

本発明に係る自動操舵制御装置によれば、全自動操舵制御手段により、自車位置検出手段で検出される自車位置に基づいて自車両が基準経路に沿って走行するように位置制御を優先して操舵制御を行っている状態で、自車両前方の基準経路上に、ロスト区間を検出したときには、自車両がロスト区間に進入する前に、半自動操舵制御手段に切り換え、ドライバの操舵介入を許容しつつ自車両が基準経路に沿って走行するように操舵制御を行い、自動操舵とドライバによる手動操舵との協調性を重視した自動操舵を行うから、ロスト区間への進入に伴い手動操舵に切り換わったときには、ドライバは既に操舵を行っている状態か操舵を行う準備ができている状態であるため、ドライバは、自動操舵から手動操舵に切り換わることによって、負荷を感じたり違和感を覚えたりすることなくスムーズに手動操舵に移行することができる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態を示す概略構成図である。
図１中、１ＦＬ、１ＦＲ、１ＲＬ及び１ＲＲはそれぞれ左前輪、右前輪、左後輪及び右後輪であって、後輪１ＲＬ及び１ＲＲは、エンジン２の駆動力が自動変速機３、プロペラシャフト４、最終減速装置５及び車軸６を順に介して伝達される駆動輪である。

また、前輪１ＦＬ及び１ＦＲは、ステアリングギヤ７、ステアリングシャフト８を介してステアリングホイール９に連結された操舵輪であり、ステアリングシャフト８には、電動モータで構成された操舵アクチュエータ１０が連結されている。この操舵アクチュエータ１０は、後述するコントローラ２０から出力される操舵制御量Ｓδに応じて、前輪１ＦＬ及び１ＦＲの操舵方向、操舵角、及び操舵速度を制御するように構成されている。

また、各車輪１ＦＬ〜１ＲＲには、車輪の回転速度に応じた周波数の車輪速Ｖｆｌ〜Ｖｒｒを出力する車輪速センサ１１ＦＬ〜１１ＲＲが配設されている。さらに、車両には、前後加速度Ｘｇを検出する前後加速度センサ１２と、横加速度Ｙｇを検出する横加速度センサ１３と、ヨーレートφを検出するヨーレートセンサ１４と、操舵角δを検出する操舵角センサ１５と、が備えられている。
また、車両には、人工衛星から送られる衛星電波を受信して現在の自車位置を検出するＧＰＳ１６と、所定領域の道路地図情報を記憶したＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体がセットされた記憶ユニット１７とが搭載されている。

これら、各車輪速センサ１１ＦＬ〜１１ＲＲで検出する車輪速Ｖｆｌ〜Ｖｒｒと、前後加速度センサ１２で検出される前後加速度Ｘｇと、横加速度センサ１３で検出される横加速度Ｙｇと、ヨーレートセンサ１４で検出されるヨーレートφと、操舵角センサ１５で検出される操舵角δと、ＧＰＳ１６で検出する自車位置情報と、記憶ユニット１７に記憶された道路地図情報とが、例えばマイクロコンピュータで構成されたコントローラ２０に入力される。なお、前記記憶ユニット１７には、トンネル等によってＧＰＳ衛星の電波が取得できずに自車位置を検出することが困難となる区間（以下、ロスト区間と称す）の情報も記憶されている。

前記コントローラ２０では、図２の自動操舵制御処理を予め設定した周期で実行することで、前述した操舵アクチュエータ１０に対する操舵制御量Ｓδを設定し、ドライバの操舵操作等の外乱により操舵角が変化することを回避し、ＧＰＳ測位による自車位置が基準経路における目標位置となるように、ドライバの操舵操作よりも位置制御を優先した全自動操舵制御を行うと共に、ＧＰＳ衛星の電波の取得が不可となるロスト区間に自車両が差しかかった際には、ロスト区間の走行難易度に応じたタイミングで、全自動操舵制御から半自動操舵制御に切り換え、ドライバによる操舵介入を許容し自動操舵と手動操舵との協調性を重視した半自動操舵制御を行う。なお、コントローラ２０では、この自動操舵制御処理を、ＧＰＳ測位が可能な状態となった時点で起動し、以後、予め設定した所定周期で実行する。

具体的には、前記自動操舵制御処理では、まず、ステップＳ１で、ＧＰＳ１６で検出された自車位置に従って記憶ユニット１７に記憶された道路地図情報を読込み、道路地図情報を構成するノードデータ（Ｘ，Ｙ）のうち、図３に示すように、自車位置（Ｘown，Ｙown）を基準とし前後に所定距離だけとった範囲（Ｘ0，Ｙ0）〜（Ｘｎ，Ｙｎ）を常時バッファに保有する。ここで、前方側の距離は、例えば、車速Ｖｃに所定時間ｔ１を乗じた値（＝Ｖｃ・ｔ１）、又は、この車速Ｖｃと所定時間ｔ１との乗算値及び予め設定した規定値との何れか大きい方に設定する。また、記憶ユニット１７から読み込んだノードデータ（Ｘ，Ｙ）に付随する、ＧＰＳ測位が不可となるロスト区間であるか否か（１or０）を表す情報を読み込む。さらに、各種センサから出力される各車輪速Ｖｆｌ〜Ｖｒｒと、前後加速度Ｘｇと、横加速度Ｙｇと、ヨーレートφとを読み込んでからステップＳ２に移行する。

ステップＳ２では、前記ステップＳ１で読み込んだ各車輪速Ｖｆｌ〜Ｖｒｒの平均値を算出しこれを車速Ｖｃとする。
次いでステップＳ３に移行して、前記ステップＳ１で読み込んだノードの中で、ＧＰＳ１６からの電波の取得ができなくなるロスト区間の開始地点の該当ノード（Ｘlost，Ｙlost）を検出する。

そして、自車両前方にロスト地点が存在しない場合には、ステップＳ３ａからそのまま後述のステップＳ９に移行し、自車両前方にロスト区間が存在する場合にはステップＳ３ａからステップＳ４に移行する。このステップＳ４では、ロスト開始地点と現在の自車位置（Ｘown，Ｙown）との間の距離Ｄ２lostを、次式（１）から算出する。
Ｄ２lost＝｛（Ｘown−Ｘlost）²＋（Ｙown−Ｙlost）²｝^1/2
……（１）

なお、走行路側に、ロスト開始地点を通知するためのインフラストラクチャを配置すると共に、インフラストラクチャとの間で路車間通信を行うための路車間通信手段を自車両に搭載し、路車間通信手段によりインフラストラクチャと自車両との間で路車間通信を行い、インフラストラクチャから、ロスト開始地点及びＧＰＳ衛星の電波を再度取得することが可能となる地点の情報を獲得するようにしてもよい。同様に、他車両との間で車々間通信を行う車々間通信手段を自車両に搭載し、車々間通信手段により他車両との間で車々間通信を行い、ロスト開始地点及びＧＰＳ衛星の電波を再度取得することが可能となる地点の情報を獲得するようにしてもよい。

次に、ステップＳ５では、ＧＰＳロスト後の自車両の基準経路の走行難易度Ｄｉｆｆを算出する。
具体的には、まず、ロスト区間距離Ｄlostを算出する。このロスト区間距離Ｄlostは、ＧＰＳ衛星からの電波の取得が不可となる区間の距離である衛星取得不能区間距離Ｄｇｐｓlostと、ＧＰＳ衛星からの電波の取得が復帰し高精度な位置計測が再開されるまでの復帰区間距離Ｄrecとの和として算出する。

前記衛星取得不能区間距離Ｄｇｐｓlostは、前記ステップＳ３で検出したＧＰＳ衛星からの電波の取得が不可となるロスト開始地点のノード（Ｘlost，Ｙlost）と、ＧＰＳ衛星からの電波を再度取得することが可能となる地点のノード（Ｘrec，Ｙrec）とに基づいて、次式（２）から算出する。
Ｄｇｐｓlost＝｛（Ｘlost−Ｘrec）²＋（Ｙlost−Ｙrec）²｝^1/2
……（２）
また、復帰区間距離Ｄrecは、位置計測の復帰にかかる時間Ｔrec（例えば、７秒程度）と車速Ｖｃとに基づいて、次式（３）から算出する。
Ｄrec＝Ｔrec×Ｖｃ ……（３）

そして、前記（２）及び（３）式により算出された衛星取得不能区間距離Ｄｇｐｓlost及び復帰区間距離Ｄrecに基づいて、次式（４）をもとにロスト区間距離Ｄlostを算出する。
Ｄlost＝Ｄｇｐｓlost＋Ｄrec ……（４）
このようにして算出したロスト区間距離Ｄlostに基づいて、走行難易度Ｄｉｆｆを算出する。この走行難易度Ｄｉｆｆは、デッドレコニングでの誤差の起こり易さを示す指標であって、例えばロスト区間距離Ｄlost、ロスト区間の道路曲率、ロスト区間の曲率変化値、ロスト区間の道路幅等に基づいて設定する。

前記走行難易度Ｄｉｆｆは、数値が大きいほど、難易度が高いことを表し、例えば、ロスト区間距離Ｄlostに基づいて設定する場合には、図４（ａ）の特性図に示すように、ロスト区間距離Ｄlostが長くなるほどこれに比例して走行難易度Ｄｉｆｆが高くなるように設定する。なお、図４（ａ）において横軸はロスト区間距離Ｄlost〔ｍ〕、縦軸は走行難易度Ｄｉｆｆである。

また、走行難易度Ｄｉｆｆを、ロスト区間の道路幅に基づいて設定する場合には、例えば図４（ｂ）に示すように、道路幅が大きくなるほどこれに反比例して走行難易度Ｄｉｆｆが高くなるように設定する。なお、図４（ｂ）において横軸は道路幅〔ｍ〕、縦軸は走行難易度である。なお道路幅は、道路地図情報から取得すればよい。
また、走行難易度Ｄｉｆｆを、ロスト区間の道路曲率に基づいて設定する場合には、図４（ｃ）の特性図に示すように、道路曲率が小さいときほど走行難易度Ｄｉｆｆが高くなり且つ、道路曲率が小さいときほど道路曲率の変化に対する走行難易度Ｄｉｆｆの変化が大きくなるように設定する。なお、図４（ｃ）において横軸は道路曲率〔ｍ〕、縦軸は走行難易度Ｄｉｆｆである。また、ロスト区間の道路曲率は、道路地図情報から取得すればよい。

また、走行難易度Ｄｉｆｆを、ロスト区間の道路曲率変化値に基づいて設定する場合には、前記道路曲率変化値は、すなわち、操舵角変化と同等とみなすことができるから、ロスト区間の道路曲率からロスト区間の操舵角変化を予測し、図４（ｄ）に示すように、操舵角変化が大きいときほど走行難易度Ｄｉｆｆが高くなり且つ操舵角変化が大きいときほど操舵角変化の変化量に対する走行難易度Ｄｉｆｆの変化量が大きくなるように設定する。なお、図４（ｄ）において横軸は単位時間当たりの操舵角変化〔ｒａｄ／ｓ〕、縦軸は走行難易度Ｄｉｆｆである。

なお、走行難易度Ｄｉｆｆは、上述のように各種パラメータに基づいて設定してもよく、また、各種パラメータに基づいて算出した複数の走行難易度に対して重み付けを行い、複数のパラメータに応じた走行難易度を加算して走行難易度Ｄｉｆｆを算出するようにしてもよい。また、このようにして算出した走行難易度Ｄｉｆｆに対し、さらに、道路摩擦係数μに応じて補正を行い、道路摩擦係数μが小さいときほど、走行難易度Ｄｉｆｆが高くなるように補正してもよく、また、道路勾配変化が大きいときほど、走行難易度Ｄｉｆｆが高くなるように補正してもよい。

このようにして、走行難易度Ｄｉｆｆを算出したならば、ステップＳ６に移行し、前記全自動操舵制御から半自動操舵制御に切り換えるタイミングを決定する操舵制御変更距離Ｄａ２ＬＫを設定する。
この操舵制御変更距離Ｄａ２ＬＫは、具体的には、車速Ｖｃと予め設定した所定時間とを乗算して算出し、且つ、前記所定時間を走行難易度Ｄｉｆｆが高いときほど長くなるように設定することで、図５の特性図に示すように、走行難易度Ｄｉｆｆが大きいときほど、操舵制御変更距離Ｄａ２ＬＫが大きくなるように設定する。なお、図５において、横軸は走行難易度Ｄｉｆｆ、縦軸は操舵制御変更距離Ｄａ２ＬＫである。

次いで、ステップＳ７に移行し、ロスト開始地点のノード（Ｘlost，Ｙlost）から、ステップＳ６で算出した操舵制御変更距離Ｄａ２ＬＫだけ手前の地点に相当するノード（Ｘｎ、Ｙｎ）を操舵制御変更開始点Ｚｓとして設定する。
次いで、ステップＳ８に移行し、自車両がステップＳ７で設定した操舵制御変更開始点Ｚｓに相当するノードに到達したかどうかを判断する。自車両が操舵制御変更開始点Ｚｓに到達していなければ、ステップＳ９に移行し、ドライバの操舵操作よりも位置制御を優先した位置制御重視の操舵制御である全自動操舵制御を行う。

この全自動操舵制御は、ステアリングホイールに対するドライバの操舵介入等による外乱の影響を極力小さくし、ドライバの操舵介入を必要とすることなく基準経路に沿って走行するように操舵制御を行うものである。例えば、自車両の現在位置を基準経路に沿って走行するための目標位置に制御し得る操舵角相当値を、操舵制御量Ｓδとしてステアリング機構に与え、サーボ剛性を高く組んだ位置制御系によって操舵制御を行う。

具体的には、図６のフローチャートに示すように、まず、ステップＳ３１で基準経路との誤差を検出するための、前方注視点距離Ｄ１先の前方注視点Ｐ１を設定する。この前方注視点距離Ｄ１は、図７（ａ）に示すように、前記前方注視点Ｐ１の位置が、車速Ｖｃが高いときほど、自車両からより前方の位置となるように設定する。また、自車両から前方注視点距離Ｄ１だけ先の地点に設定する前方注視点Ｐ１とは別に、将来の操舵量を予測する第２の前方注視点Ｐ２を、自車両から第２の前方注視点距離Ｄ２だけ先の地点に設定し、２種類の前方注視点して自動操舵制御を行うようにした自動操舵制御装置の場合には、図７（ｂ）又は（ｃ）に示すように、前方注視点距離を別々に設定する。なお、以後、ここでは、前方注視点Ｐ１及びＰ２を用いる場合について説明する。前記前方注視点Ｐ１のみを用いる場合には、公知の手順で、操舵制御を行えばよい。

次にステップＳ３２では、第２の前方注視点Ｐ２において将来の操舵量を予測するための曲率半径ρを算出する。
図８に示すように、第２の前方注視点Ｐ２を中央として前後に所定距離Ｄｓをとった地点における最寄りのノードをＰ_F及びＰ_Rとし、Ｐ２及びＰ_Rを結ぶ線分Ｐ２Ｐ_Rと、Ｐ２及びＰ_Fを結ぶ線分Ｐ２Ｐ_Fとで成す角度θと、Ｐ_F及びＰ_Rの距離ｄとをそれぞれ算出する。ここで、所定距離Ｄｓは、車速Ｖｃに、例えば１秒程度の一定時間ｔ２を乗じて算出する（Ｄｓ＝Ｖｃ×ｔ２）。

なお、所定距離Ｄｓが極めて短くなることを抑制するために最小値Ｄ_MINを設け、この最小値Ｄ_MIN及び車速Ｖｃに応じて算出される値のうち大きい方を所定距離Ｄｓとして算出するようにしてもよい。
そして、Ｐ_F、Ｐ２及びＰ_Rを通る円弧の中心Ｏは、線分Ｐ２Ｐ_Fの中点ａを通る垂直２等分線Ａと、線分Ｐ２Ｐ_Rの中点ｂを通る垂直２等分線Ｂとの交点であり、線分Ｐ２Ｐ_Rと線分Ｐ２Ｐ_Fとで成す角度θは、垂直２等分線Ａ及びＢの成す∠ａＯｂに等しくなる。また、∠Ｐ_FＯＰ_Rは∠ａＯｂの２倍であるので、角度θ及び距離ｄに基づいて次式（５）をもとに曲率半径ρを算出する。
ρ＝ｄ／２・ｓｉｎθ ……（５）

次に、ステップＳ３３では、誤差を検出するための前方注視点Ｐ１において、自車両の基準経路に対する横偏差Ｙ_Eを算出する。この基準経路に対する横偏差Ｙ_Eは、自車両の車両姿勢から求まる横偏差Ｙ_Sと、車両旋回状態から求まる横偏差Ｙ_Pとを加算して算出する（Ｙ_E＝Ｙ_S＋Ｙ_P）。
具体的には、まず、車両のスリップ角θｓを算出する。このスリップ角θｓは、前後加速度Ｘｇ及び横加速度Ｙｇに基づいて次式（６）から算出する。
θｓ＝ｔａｎ^-1（Ｙｇ／Ｘｇ） ……（６）

また、図９に示すような、基準座標上における自車両のヨー角をε₁、前方注視点Ｐ１を通り速度ベクトルＶに直角な直線Ｃと基準経路との交点Ｑにおける基準座標に対する基準経路のずれ角をε_Tとすると、基準経路に対する自車両のヨー角ε_Rは次式（７）で表される。
ε_R＝ε_T−ε₁ ……（７）
さらに、初期状態における基準経路と自車位置との横偏差をＹ_Uとすると、車両姿勢に応じた横偏差Ｙ_Sは、横偏差Ｙ_U、前方注視点距離Ｄ１、ヨー角ε_R及びスリップ角θｓに基づいて次式（８）から算出される。
Ｙ_S＝Ｙ_U＋Ｄ１・ｔａｎ（ε_R＋θｓ） ……（８）

次に、車両が定常円旋回を行っているとすると、スリップレートを無視することができるので、車両旋回状態から求まる横偏差Ｙ_Pは、次式（９）で表される。
Ｙ_P＝Ｄ１・ｔａｎβ ……（９）
なお、β＝１／２・ｓｉｎ^-1（Ｄ１・ε１／Ｘｇ）である。
そして、前記（８）及び（９）式により算出される横偏差Ｙ_S及び横偏差Ｙ_Pに基づいて、基準経路に対する横偏差Ｙ_Eを算出する。

次にステップＳ３４では、第１操舵量δ１を、前方注視点Ｐ１を通過する基準経路に対する横偏差Ｙ_Eに基づいて次式（１０）から算出する。
δ１＝ｋ１・Ｙ_E＋ｋ２・（ｄＹ_E／ｄｔ） ……（１０）
なお、（１０）式中の、ｋ１及びｋ２は係数であり、直線走行時の外乱に対して追従誤差が拡大しないように最適な値を実験から求めることが望ましい。
次に、ステップＳ３５では、第２操舵量δ２を、前記ステップＳ３２で算出した曲率半径ρと車両のホイールベースＬとに基づいて算出する。
δ２＝Ｌ／ρ ……（１１）

次いでステップＳ３６に移行して、前記ステップＳ３４で算出した第１操舵量δ１と前記ステップＳ３５で算出した第２操舵量δ２とに基づいて、次式（１２）から、基準経路に沿って自車両が走行するために必要な目標操舵角δｃを算出する。
δｃ＝δ１＋δ２ ……（１２）
次にステップＳ３７では、実際の操舵角を、前記ステップＳ３６で算出した目標操舵角δｃに制御するために必要な操舵トルクを算出し、これを操舵制御量Ｓδとして操舵アクチュエータ１０に出力する。そして、タイマ割込処理を終了し、所定のメインプログラムに復帰する。

これによって、操舵アクチュエータ１０では、指定された操舵制御量Ｓδに応じてステアリングシャフト８を回動され、操舵角δnowが目標制御角δｃとなるように制御されることになる。以上により、全自動操舵制御が終了する。
一方、前記ステップＳ８で、自車両がステップＳ７で設定した操舵制御変更開始点Ｚｓに到達していればステップＳ１０に移行し、ＧＰＳ衛星からの電波をロストした、ＧＰＳロスト状態であるかどうかを判断する。つまり、ＧＰＳ衛星からの電波に基づいて高精度な位置計測が不能な状態であるときＧＰＳロスト状態であると判断し、ステップＳ１１に移行する。

このステップＳ１１では、デッドレコニングにより自車両の現在位置を推定する。このデッドレコニングでは、各種センサで検出した、車輪速Ｖｆｌ〜Ｖｒｒと、横加速度Ｙｇと、ヨーレートφ等との値に基づいて、公知の手順で自車両の現在位置を推定する。なお、ＧＰＳロスト状態であるときには、デッドレコニングにより推定した現在位置情報に基づいて、自車両前方の、道路地図情報を、記憶ユニット１７から読み込むように構成されている。
そして、デッドレコニングにより現在位置を推定したならば後述のステップＳ２１に移行する。

一方、前記ステップＳ１０の処理で自車両がＧＰＳロスト状態でない場合には、ステップＳ１２に移行し、ＧＰＳロスト状態から高精度な位置計測を行うことの可能な状態に移行した状態であるかどうかを判断する。そして、ロスト区間を通過し終えた場合等、ＧＰＳロスト状態から復帰した状態である場合にはステップＳ９に移行し、前述の全自動操舵制御を行う。
前記ステップＳ１２で、ＧＰＳロスト状態からＧＰＳ測位が可能な状態に復帰した状態でない場合、つまり、これからロスト区間に進入する場合には、ステップＳ２１に移行する。

このステップＳ２１では、自車両が前記ステップＳ７で設定した操舵制御変更開始点Ｚｓに到達してからの経過時間が、予め設定した所定時間ｔ１１に達したかどうかを判断する。なお、この経過時間は、前記ステップＳ８で自車両が操舵制御変更開始点Ｚｓに到達した時点でタイマを起動すること等によって計測する。また、前記所定時間ｔ１１は、後述の半自動操舵制御が実行される継続時間を規定するものであって、デッドレコニングによる自車位置の精度を確保することの可能な時間であり、且つ、自動操舵から手動操舵に切り換えた際に、ドライバに対して急に操舵負荷がかかることに起因してドライバに違和感を与えることを回避することの可能な時間に設定される。

そして、自車両が操舵制御変更開始点Ｚｓに到達してから所定時間ｔ１１が経過していない場合には、ステップＳ２２に移行し半自動操舵制御を行う。
この半自動操舵制御は、自動操舵とドライバの操舵操作との協調性を確保し、ドライバによる操舵介入が容易となるように自動操舵制御を行うものである。例えば、自車両の現在位置を基準経路に沿って走行するための目標位置に制御し得る操舵力相当値を、操舵制御量Ｓδとしてステアリング機構に与え、力制御系によって操舵制御を行う。

具体的には、図１０に示す手順で処理を行う。図１０において、ステップＳ３１からステップＳ３５の処理は、上記全自動操舵制御における処理と同様であって、前方注視点Ｐ１及びＰ２を設定し（ステップＳ３１）、前方注視点Ｐ２における曲率半径ρを算出し（ステップＳ３２）、前方注視点Ｐ１における自車両の目標経路に対する横偏差Ｙ_Eを算出し（ステップＳ３３）、横偏差Ｙ_Eに応じた第１操舵量δ１を算出する（ステップＳ３４）。さらに、曲率半径ρに基づいて第２操舵量δ２を算出する（ステップＳ３５）。

このようにして第１操舵量δ１及び第２操舵量δ２を算出したならば、ステップＳ３６ａに移行し、前記ステップＳ３４で算出した第１操舵量δ１と前記ステップＳ３５で算出した第２操舵量δ２とに基づいて、最終的にステアリングに出力する目標操舵トルクＴδを算出する。
具体的には、まず、現在の操舵角δｎｏｗと、目標操舵角δｃとの偏差Δδを求める。なお、目標操舵角δｃは、前記第１操舵量δ１と第２操舵量δ２との和（δｃ＝δ１＋δ２）である。

そして、この偏差Δδに予め設定したゲインＫｓｔｒを乗算し、次式（１３）から、目標操舵トルクＴδを算出する。
Ｔδ＝Ｋｓｔｒ×Δδ ……（１３）
なお、前記ゲインＫｓｔｒは、偏差Δδを、ドライバによる操舵介入を許容し且つ、操舵角を、目標操舵角δｃと一致するように制御し得るトルクに変化する値であって、実験等によって算出される。

そして、このようにして、目標操舵トルクＴδを算出したならば、ステップＳ３７に移行し、ステップＳ３６ａで算出した目標操舵トルクＴδを操舵制御量Ｓδとして操舵アクチュエータ１０に出力する。そして、タイマ割込処理を終了し、所定のメインプログラムに復帰する。
これによって、操舵アクチュエータ１０では、目標操舵トルクＴδを発生させこれをステアリングシャフトに作用させることにより、操舵角が目標操舵角δｃと一致するよう制御する。

また、半自動操舵制御では、ロスト区間の通過に伴い、自動操舵が解除されることをドライバに通知するための警報や、自動操舵が解除されるまでの時間等をドライバに通知する処理を行い、ドライバに対して手動での操舵を促す。以上によって、半自動制御処理が終了する。
一方、前記ステップＳ２１で、自車両が操舵制御変更開始点Ｚｓに到達してから所定時間が経過した場合には、ステップＳ２３に移行し、ドライバがステアリングホイールを握っているか、すなわち、ステアリングホイールの操作が行われているか又は保舵が行われているかどうかを判断する。

この判断は、例えば、ステアリングコラム内に内蔵されたトルクセンサに予め設定したしきい値以上のトルクがかかっているかどうかを検出すること等により行う。
そして、ドライバがステアリングホイールを握っていないと判断されるときには、ステップＳ２５に移行し、半自動操舵制御共に終了する。つまり、デッドレコニングによる自車位置に基づく自動操舵制御では十分な制御精度を確保することは困難とし、この時点で自動操舵制御処理自体を終了する。そして、以後、再度ＧＰＳ測位が可能な状態となったとき自動操舵制御処理を起動する。このとき、例えば、自動操舵制御を終了する旨をドライバに通知するための警報を発生する等の対処を行って終了する。また、前記ステップＳ２３でドライバがステアリングホイールを握っていないと判断されている場合には、減速する或いは停車する等の対処を行って自動操舵制御処理を終了する。

一方、ステップＳ２３でドライバがステアリングホイールを握っていると判断されるときには、ステップＳ２４に移行し、前記ステップＳ８で設定した制御変更開始地点Ｚｓからの自車両の走行距離が、予め設定したしきい値ＬＫｄ２に達したかどうかを判断する。そして、制御変更開始地点Ｚｓからの走行距離が、前記しきい値ＬＫｄ２に達していないときには、ステップＳ２２に移行し、半自動操舵制御を行う。

なお、前記走行距離のしきい値ＬＫｄ２は、ステップＳ２１における制御変更開始地点Ｚｓ到達後の経過時間が前記所定時間ｔ１１相当であるときの、走行距離ＬＫｄ１（＝所定時間ｔ１１×Ｖｃ）よりも長い値に設定され、例えば、所定時間ｔ１２×Ｖｃで算出される値に設定される。つまり、デッドレコニングによる自車位置に基づく自動操舵制御は十分な制御精度を確保することは困難ではあるが、ドライバがステアリングホイールを握っていることから、自動操舵制御の制御精度は多少低下するが、自動操舵制御は継続可能として半自動操舵制御を行う。したがって、走行距離のしきい値ＬＫｄ２は、ドライバがステアリングホイールを握っている状態で、デッドレコニングによる自車両の現在位置に基づき自動操舵制御を継続することの可能な走行距離に設定される。
一方、制御変更開始地点Ｚｓからの走行距離がしきい値ＬＫｄ２に達したときにはステップＳ２５に移行し、ドライバがステアリングホイールを握っていてもこれ以上の自動操舵制御は困難として、自動操舵制御処理を終了する。

次に、上記第１の実施の形態の動作を説明する。
今、自車両ＭがＧＰＳ衛星からの電波を良好に受信可能な走行路を走行している場合には、自車両Ｍは、受信したＧＰＳ衛星からの電波に基づいて自車位置を検出する。そして、自車両の現在位置に基づいて、記憶ユニット１７から自車両前方の道路地図情報を獲得する（ステップＳ１、Ｓ２）。道路地図情報から、自車両前方の所定領域には、ＧＰＳロスト状態となるロスト区間が存在しないと判断される場合には（ステップＳ３）、ステップＳ３ａからステップＳ９に移行し、全自動操舵制御を行う。すなわち、ＧＰＳ測位により検出した自車両の現在位置が、道路地図情報から得られる基準経路に沿って走行するための、目標とする位置となり得る目標操舵角を算出し、この目標操舵角を実現するように操舵アクチュエータ１０を駆動する。

これによって、自車両は、ドライバの操舵介入や外乱等の影響を受けることなく、且つ、ドライバの操舵介入を必要とすることなく、基準経路に沿って走行することになる。
この状態から、自車両前方の道路地図情報に基づいて、自車両の走行路前方にトンネル等が存在するため、ＧＰＳロスト状態となるロスト区間が存在する場合には、ステップＳ３の処理でロスト開始地点のノードが検出され、ロスト開始地点に到達するまでの距離が算出される（ステップＳ４）。さらに、道路地図情報からロスト区間の走行難易度が算出され（ステップＳ５）、これに応じて、操舵制御変更距離Ｄａ２ＬＫが設定され（ステップＳ６）、操舵制御変更開始点Ｚｓが設定される（ステップＳ７）。例えば、前記図４（ａ）から図４（ｄ）に示すように、トンネル区間が長い場合等、ロスト区間の距離が長いときほど走行難易度は大きな値に設定され、また、ロスト区間の道路幅が狭いときほど走行難易度は大きな値に設定され、また、トンネルがカーブしておりその曲率が小さいときほど走行難易度は大きな値に設定され、ステアリングホイールの操舵速度が速いときすなわち急操舵しているときほど走行難易度は大きな値に設定される。

このとき、例えば、図１１に示すように、自車両前方に比較的距離の短いトンネルＴｕが存在し、且つ直進路を走行している場合には、走行難易度は比較的小さな値に設定される。逆に、図１２に示すようにトンネルＴｕが比較的距離の長いトンネルである場合には、走行難易度は比較的大きな値に設定される。
このため、図１１のように、比較的距離の短いトンネルＴｕの場合には、操舵制御変更距離Ｄａ２ＬＫは比較的短い値に設定されることから、トンネルＴｕの入口手前の、トンネルＴｕに比較的近い地点が操舵制御変更開始点Ｚｓとして設定される。逆に、図１２のように、比較的距離の長いトンネルＴｕの場合には操舵制御変更距離Ｄａ２ＬＫは比較的長い値に設定されることから、トンネルＴｕの入口手前の、トンネルＴｕから比較的遠い地点が操舵制御変更開始点Ｚｓとして設定される。

そして、この操舵制御変更開始点Ｚｓに自車両が到達するまでの間は、ステップＳ８からステップＳ９を経てステップＳ１に戻り、引き続きＧＰＳ測位により得た自車位置に基づいて自車両が基準経路に沿って走行するよう位置制御を重視した全自動操舵制御による自動操舵が行われる。
そして、自車両が操舵制御変更開始点Ｚｓに到達すると、ステップＳ８からステップＳ１０に移行するが、ＧＰＳロスト状態でない間は、ステップＳ１０からステップＳ１２、ステップＳ２１を経てステップＳ２２に移行し、ＧＰＳ測位により検出した自車両の現在位置に基づいて、ドライバとの協調性を重視した半自動操舵制御による自動操舵が行われ、その後、自車両が操舵制御変更開始点Ｚｓに到達してから所定時間ｔ１１が経過するまでの間、つまり、図１１に示す、操舵制御変更開始点Ｚｓからの走行距離がＬＫｄ１となるまでの区間は、半自動操舵制御による自動操舵が行われることになる。

したがって、ドライバが、自車両がトンネルに進入するため、ＧＰＳロスト状態となることを認識しステアリングホイールを握り操舵操作を行った場合には、ドライバの操舵操作を許容しつつ自動操舵による操舵が行われることになる。
そして、トンネルＴｕの長さが比較的短いことから、所定時間ｔ１１が経過する以前に自車両がトンネルＴｕを通過し終え、ＧＰＳロスト状態から復帰し、図１１の地点ＺｒｅｃでＧＰＳ測位により高精度に自車位置を検出可能な状態となると、ステップＳ１０からステップＳ１２を経てステップＳ９に移行し、全自動操舵制御を行う。したがって、地点Ｚｒｅｃ以後、全自動操舵制御による自動操舵が再開されることになり、位置制御を重視した自動操舵制御が行われることになる。したがって、地点Ｚｒｅｃから、ドライバの操舵介入を必要としなくとも基準経路に沿って走行することが可能となる。

このように、トンネルＴｕに進入するとＧＰＳロスト状態となるが、ＧＰＳロスト状態である間は、デッドレコニングによる位置検出値に基づいて半自動操舵制御により自動操舵制御を行うことにより、自動操舵を継続しつつ、ドライバの操舵操作を許容するようにしている。したがって、図１１に示すように短いトンネルを走行している場合等、一時的にＧＰＳロスト状態となる場合には、半自動操舵制御によって自動操舵が継続されるから、一時的にＧＰＳロスト状態となる毎に、手動操舵に切り換わることを回避することができ、ドライバに手動操舵を行う煩わしさ間を与えることを回避することができる。

一方、図１２に示すように、比較的長いトンネルＴｕに進入し、自車両が操舵制御変更開始点Ｚｓに到達してから所定時間ｔ１１が経過するまでの間、つまり、図１２に示すように操舵制御変更開始点Ｚｓから所定時間ｔ１１相当の距離ＬＫｄ１が経過するまでの間にＧＰＳロスト状態から復帰しない場合には、所定時間ｔ１１が経過するまでの間は、ステップＳ２１からステップＳ２２に移行して、デッドレコニングにより半自動操舵制御が継続されるが、所定時間ｔ１１が経過するとステップＳ２１からステップＳ２３に移行する。そして、このとき、ドライバがトンネル通過によりＧＰＳロスト状態であることを認識し、ステアリングホイールを握っておりドライバに手動操舵を行う意志があると予測されるときには、ステップＳ２３からステップＳ２４を経てステップＳ２２に移行し、引き続き半自動操舵制御により自動操舵が行われ、操舵制御変更開始点Ｚｓから所定距離ＬＫｄ２が経過した地点Ｚｄ２で、ステップＳ２５に移行し、自動操舵制御処理が終了し手動操舵に切り換わる。ここで、この切り換わり地点Ｚｄ２では、ドライバは、手動操舵への切り換わりを認識して、ステアリングホイールを握り、ある程度操舵を行っているか操舵を行う用意ができている状態にある。したがって、地点Ｚｄ２で自動操舵から手動操舵に切り換わったとしても、手動操舵を行うことに対してドライバは大きな負荷を感じることはない。よって、カーブ路等ドライバに操舵負荷がかかるような走行路を走行している状態で、自動操舵から手動操舵への切り換わったとしても、ドライバの操舵負荷が大きく増加することはない。

また、このとき、操舵制御変更開始点Ｚｓから所定時間ｔ１１が経過した時点以後は、デッドレコニングによる自車両の現在位置の検出精度が低下することになるが、前述のようにドライバがステアリングホイールを握っているときにのみ、引き続き半自動操舵制御を行うようにしている。したがって、自車両の現在の位置の検出精度は低下するものの、その精度の低下をドライバの操舵操作により補うようにしているから、ドライバの操舵操作により自動操舵の精度低下分を補いつつ、引き続き自動操舵を行うことができ、すなわち、自動操舵の継続時間をより延長させることができ、その分ドライバの操舵負荷を軽減することができる。

一方、自車両が操舵制御変更開始点Ｚｓから所定時間ｔ１１が経過した時点でドライバがステアリングホイールを握っていない場合には、ステップＳ２３からステップＳ２５に移行し、減速或いは停車して自動操舵制御処理が終了する。
したがって、デッドレコニングによる自車両の現在位置の検出精度が低下した時点で、自動操舵が解除されるから、精度が低下した現在位置に基づいて自動操舵が継続されることを回避することができる。

また、このとき、図１１に示すように、トンネルの長さが短い場合に比較してトンネルの長さが長い場合の方が、ロスト区間の距離が長いことから、トンネルの長さが長い場合の方が、走行難易度Ｄｉｆｆはより大きな値に設定される。操舵制御変更距離Ｄａ２ＬＫは、図５に示すように、走行難易度Ｄｉｆｆが高いときほどより長い距離に設定され、操舵制御変更開始点Ｚｓは、トンネル入口の地点よりも、より手前の地点に設定されることから、ロスト区間に進入する際に、走行難易度Ｄｉｆｆが高いときほどより早い時点で半自動操舵制御が開始され、走行難易度Ｄｉｆｆが低いときほどロスト区間により近づいて時点で半自動操舵制御が開始されることになる。

したがって、比較的ロスト区間が短い場合等、走行難易度Ｄｉｆｆが低いときには、より遅い時点で半自動操舵制御を開始するから、ロスト区間進入後、より遅い時点まで、半自動操舵制御が継続されることになる。このため、短いトンネルを通過する場合等一時的にＧＰＳロスト状態となる場合に、ロスト区間走行中に、手動操舵に切り換わることを回避することができ、手動操舵への切り換えに伴ってドライバに煩わしさ感を与えることを回避することができる。

逆に比較的ロスト区間が長い場合等、走行難易度Ｄｉｆｆが高いときには、より早い時点で半自動操舵制御を開始し、より早い時点でドライバに手動操舵への切り換えを促すから、長いトンネル等走行難易度の高い走行路通行中に、ＧＰＳ測位による自車検出位置よりも精度の低いデッドレコニングによる自車位置に基づき自動操舵が長い時間継続されることを回避すると共に、ロスト区間進入に先立って、より早い時点でドライバにステアリングホイールを握らせ、より早い段階から、ドライバに対して手動操舵を行うよう仕向けることによって、自動操舵が終了する以前に、より確実に手動操舵に対する準備を行わせることができ、安全性をより向上させることができる。

次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
この第２の実施の形態は上記第１の実施の形態において、コントローラ２０で実行される自動操舵制御処理の処理手順が異なること以外は同様であるので、同一部には同一符号を付与しその詳細な説明は省略する。
図１３は、第２の実施の形態において実行される自動操舵制御処理の処理手順の一例である。

この第２の実施の形態における自動操舵制御処理において、ステップＳ１からステップＳ１２の処理は上記第１の実施の形態における図２に示す自動操舵制御処理と同様である。
この第２の実施の形態では、図１３に示すように、ステップＳ１１でデッドレコニングによる位置検出を行ったとき、又は、ステップＳ１２でＧＰＳロスト状態からの復帰ではないと判断されるときには、ステップＳ４１に移行し、操舵補正積算量Ｅｒの算出を行う。

具体的には、デッドレコニングにより推定した自車両の現在位置の蓄積誤差を推定する。この蓄積誤差は、追従誤差を補正するためのフィードバック制御量の積算量が大きければ大きいときほど、実際の自車両の現在位置と推定した自車量の位置との差を表す推定蓄積誤差は大きくなるとみなして算出する。
まず、後述のステップＳ４４で、前記図２のステップＳ９の処理と同様に実行される全自動操舵制御において算出される目標操舵トルクＴδを、ＧＰＳロスト状態となって以後、デットレコニングによる位置検出が開始された時点から積算し、目標操舵トルクＴδの積算値ΣＴδを算出する。

そして、このようにして算出した目標操舵トルクＴδの積算値ΣＴδに予め設定したゲインＫを乗算し、これを操舵補正積算量Ｅｒとする。なお、前記ゲインＫは、例えば実験等によって算出される。
このようにして、操舵補正積算量Ｅｒを算出したならば、ステップＳ４２に移行し、前記操舵補正積算量Ｅｒの大きさに応じて、前記ステップＳ５で算出した走行難易度Ｄｉｆｆを補正する。具体的には、操舵補正積算量Ｅｒに応じて前記走行難易度Ｄｉｆｆがより大きくなるように補正し、且つ、操舵補正積算量Ｅｒが大きいときほど走行難易度Ｄｉｆｆがより高くなるように補正する。さらに、補正した走行難易度Ｄｉｆｆに基づいて、前記ステップＳ６及びステップＳ７の処理と同様の手順で、操舵制御変更距離Ｄａ２ＬＫを算出し、さらに、操舵制御変更開始点Ｚｓ′を新たに設定する。

そして、ステップＳ４３に移行し、この補正した走行難易度Ｄｉｆｆに基づく操舵制御変更開始点Ｚｓ′に自車両が到達した時点から所定時間ｔ１１が経過したかを判断する。具体的には、例えば、現在の車速Ｖｃ或いは、現時点以前の所定期間における車速Ｖｃの平均値等の車速の代表値を設定し、この車速の代表値と所定時間ｔ１１とを乗算して、所定時間ｔ１１に自車両が進んだ距離を算出し、この距離だけ、新たに設定した操舵制御変更開始点Ｚｓ′から進んだ地点を特定する。そして、この地点に自車両が到達したかどうかを判断する。
そして、自車両が、補正後の操舵制御変更開始点Ｚｓ′から、所定時間ｔ１１相当距離だけ進んだ位置に到達していない場合には、ステップＳ４４に移行し、前記ステップＳ２２の処理と同様に半自動操舵制御を行う。

一方、自車両が、所定時間ｔ１１相当距離だけ進んだ位置に到達した場合にはステップＳ４５に移行し、前記図２のステップＳ２３の処理と同様の手順で、ドライバがステアリングホイールを握っているかどうかを判断する。そして、ステアリングホイールを握っていない場合にはステップＳ４７に移行して、自動操舵を終了するが、ステアリングホイールを握っている場合には、ステップＳ４６に移行する。そして、このステップＳ４６では、前記ステップＳ４２で補正した操舵制御変更開始点Ｚｓ′からの走行距離が、所定距離ＬＫｄ２に達したかどうかを判断し、所定距離ＬＫｄ２に達していなければステップ４４に移行し引き続き半自動操舵制御を行い、所定距離ＬＫｄ２に達している場合には、ステップＳ４７に移行し、自動操舵制御処理を終了する。

次に、上記第２の実施の形態の動作を説明する。
今、図１４に示すように、自車両は直進路を走行しており、その前方にトンネルＴｕが存在しているものとする。
自車両では、上記第１の実施の形態と同様に、道路地図情報に基づいて自車両前方にロスト区間の存在を検出していないときには、ステップＳ３ａからステップＳ９に移行し、全自動操舵制御を行い、ドライバの操舵介入等によるステアリング機構への操舵入力の影響を除去し、自車両の現在位置が目標とする位置をなるように自動操舵制御を行い、自車両のドライバの操舵介入を受けなくとも基準経路に沿って走行する全自動操舵状態となる。

この状態から、自車両前方にロスト区間の存在を検出すると、ロスト区間の走行難易度Ｄｉｆｆを算出し（ステップＳ５）、これに基づいて操舵制御変更開始点Ｚｓを設定し（ステップＳ６、Ｓ７）、自車両が操舵制御変更開始点Ｚｓに到達していないときには、ステップＳ９に移行して引き続き全自動操舵制御を実行するが、自車両が制御変更開始地点Ｚｓに到達したならばステップＳ８からステップＳ１０、Ｓ１２を経てステップＳ４１に移行する。そして、ＧＰＳロスト状態でない間は、操舵補正積算値Ｅｒの算出は行われないから、前記ステップＳ５で設定された、ロスト区間の道路情報に応じた走行難易度Ｄｉｆｆに基づいて設定した操舵制御変更開始点Ｚｓを基準とした半自動操舵制御が行われるが、ＧＰＳロスト状態となり、デッドレコニングによる自車両の現在位置に基づく半自動操舵制御が行われる状態となると、デッドレコニングによる自車両の現在位置に基づく半自動操舵制御における目標操舵トルクＴδの積算値ΣＴδの算出が開始される。

そして、この積算値ΣＴδに基づき操舵補正積算値Ｅｒを算出し、これに応じて走行難易度Ｄｉｆｆを補正し、補正した走行難易度Ｄｉｆｆに応じて、再度、操舵制御変更開始点Ｚｓ′を算出する（ステップＳ４２）。そして、補正した操舵制御変更開始点Ｚｓ′を基準として、自車両が操舵制御変更開始点Ｚｓ′に到達してから、所定時間ｔ１１が経過したかどうかが判断される。

ここで、デッドレコニングでは、自車両の車速やヨーレート、横加速度等に基づいて自車両の現在位置を算出するようにしているため、例えば、デッドレコニング中に、わだちや路面くぼみを通過した場合等、走行路の状態によっては、デッドレコニングによる自車両の推定位置と、実際の現在位置との差が大きくなる可能性があり、自車両の現在位置の検出精度が低下する可能性がある。特に、ロスト区間距離が長い場合には、検出精度が低下した現在位置に基づいて自動操舵が行われることになり、自動操舵の制御精度が低下する可能性がある。

しかしながら、半自動操舵制御における目標操舵トルクＴδの積算値である操舵補正積算値Ｅｒに応じて走行難易度Ｄｉｆｆを補正し、目標とする自車両の走行位置とデッドレコニングによる自車両の現在位置との差が大きいと予測されるときほど、走行難易度Ｄｉｆｆがより高くなるように補正し、操舵制御変更開始点Ｚｓ′が、ロスト区間よりも手前の、ロスト区間からより遠い地点にあると仮定し、この前倒しにした操舵制御変更開始点Ｚｓ′を基準として、半自動操舵制御の終了タイミングを決定することで、半自動操舵制御の終了地点が、より前倒しの地点となるように補正している。

したがって、わだち等による実際の路面状況等の影響によって、自車両の現在位置の推定精度が低下した場合には、道路情報に応じて設定した走行難易度Ｄｉｆｆに基づく半自動操舵制御の終了地点（Ｚｄ１、Ｚｄ２）よりも、より手前の地点Ｚｄ１′、Ｚｄ２′で自動操舵制御が終了されるから、推定精度が低下した自車両の現在位置に基づいて、自動操舵が継続されることを回避することができ、安全性をより向上させることができる。

また、このとき、半自動操舵制御における目標操舵トルクＴδの積算値である操舵補正積算値Ｅｒに応じて、走行難易度Ｄｉｆｆを補正するようにし、実際の制御量つまり実際の誤差量に基づいて走行難易度Ｄｉｆｆを補正しているから、わだち等による影響に相当する距離だけ、半自動操舵制御の終了時点を前倒しにすることができ、半自動操舵制御の終了タイミングを的確な位置に変更することができる。

なお、上記第２の実施の形態においては、操舵制御変更開始点Ｚｓを補正することで、半自動操舵制御の終了タイミングを早めるようにした場合について説明したが、これに限るものではない。
例えば、前記半自動操舵制御の終了タイミングを規定する所定時間ｔ１１及び所定距離ＬＫｄ２を、補正した走行難易度Ｄｉｆｆに応じて短縮することで終了タイミングを早めるようにしてもよい。

この場合には、例えば、前記所定時間ｔ１１と、所定距離ＬＫｄ２を規定する所定時間ｔ１２とに、図１５の制御マップに示すように、走行難易度が高いときほど、小さな値となる修正係数を乗算して、これら所定時間ｔ１１、ｔ１２を補正し、図１３のステップＳ４３、ステップＳ４６の処理で、補正した所定時間ｔ１１及び補正したｔ１２に応じて設定される所定距離ＬＫｄ２に基づいて、半自動操舵制御を終了するかどうかを判断するようにすればよい。

また、上記第２の実施の形態では、目標操舵トルクＴδの積算値から、操舵補正積算値Ｅｒを算出する場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば、目標操舵角δｃと現在の操舵角δｎｏｗとの差Δδの積算値等、デッドレコニングによる自車両の現在位置の推定誤差に相当する値を算出するようにしてもよい。
また、上記第２の実施の形態では、操舵補正積算値Ｅｒの大きさに関わらず走行制御変更開始点Ｚｓを補正するようにした場合について説明したが、例えば、操舵補正積算値Ｅｒがしきい値よりも大きくなり、ある程度の推定誤差が生じたと判断される状態となったときに、走行制御変更開始点Ｚｓを補正するようにしてもよい。

また、上記各実施の形態においては、ロスト区間の位置情報を、道路地図情報から獲得する場合について説明したがこれに限るものではなく、例えば、他車両との間で車々間通信を行うための車々間通信装置や、走行路側に配置されたインフラ設備との間で路車間通信を行うための路車間通信装置を搭載し、車々間通信や路車間通信により他車両或いは走行路側からロスト区間の位置情報を獲得するようにしてもよい。

また、上記各実施の形態においては、ロスト区間として、トンネルの位置を検出するようにした場合について説明したが、トンネルに限るものではなく、例えば、地形的な問題でＧＰＳ衛星から電波を受信することのできないような区間等、ＧＰＳ衛星からの電波を受信することが困難である地点を、ロスト区間として設定すればよい。
また、上記各実施の形態においては、ＧＰＳロスト状態となった後、デッドレコニングにより自車両の現在位置を推定し、推定した自車両の現在位置に基づいて半自動操舵制御を所定期間継続するようにした場合について説明したが、デッドレコニングを行わず、ＧＰＳロスト状態となった時点で自動操舵を終了するようにした場合であっても適用することができる。

なお、上記第１の実施の形態において、ＧＰＳ１６が自車位置検出手段に対応し、図２のステップＳ１の処理で、ＧＰＳ１６で検出した自車位置に基づき記憶ユニット１７から自車両前方の道路地図情報を獲得する処理が基準経路検出手段及びロスト情報獲得手段に対応し、ステップＳ３の処理がロスト区間検出手段に対応し、ステップＳ５の処理が走行難易度検出手段に対応し、ステップＳ１１の処理が自車位置推定手段に対応している。また、図２のステップＳ９及びステップＳ２２の処理が操舵制御手段に対応し、ステップＳ９の処理が全自動操舵制御手段に対応し、ステップＳ２２の処理が半自動操舵制御手段に対応している。また、図２のステップＳ４からステップＳ８、ステップＳ１０からステップＳ２１、ステップＳ２３からステップＳ２５の処理が操舵制御切換手段に対応し、ステップＳ２３の処理が保舵状態検出手段に対応している。

また、第２の実施の形態において、ＧＰＳ１６が自車位置検出手段に対応し、図１３のステップＳ１の処理で、ＧＰＳ１６で検出した自車位置に基づき記憶ユニット１７から自車両前方の道路地図情報を獲得する処理が基準経路検出手段及びロスト情報獲得手段に対応し、ステップＳ３の処理がロスト区間検出手段に対応し、ステップＳ５の処理が走行難易度検出手段に対応し、ステップＳ１１の処理が自車位置推定手段に対応している。また、図１３のステップＳ９及びステップＳ４４の処理が操舵制御手段に対応し、ステップＳ９の処理が全自動操舵制御手段に対応し、ステップＳ４４の処理が半自動操舵制御手段に対応している。また、図１３のステップＳ４からステップＳ８、ステップＳ１０からステップＳ４３、ステップＳ４５からステップＳ４７の処理が操舵制御切換手段に対応し、ステップＳ４５の処理が保舵状態検出手段に対応し、ステップＳ４１の処理が蓄積誤差検出手段に対応し、ステップＳ４３の処理が終了タイミング調整手段に対応している。

本発明における自動操舵制御装置の一例を示す概略構成図である。 図１のコントローラで実行される自動操舵制御処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。 道路地図情報の構成を示す説明図である。 走行難易度を設定するためのマップである。 走行難易度Ｄｉｆｆと操舵制御変更距離Ｄａ２ＬＫとの対応を表すマップである。 図２のステップＳ９の全自動操舵制御処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。 前方注視点距離を設定するためのマップである。 第２の前方注視点Ｐ２における道路曲率半径の算出方法を説明する図である 第１の前方注視点Ｐ１における横偏差Ｙｅの算出方法を説明するための説明図である。 図２のステップＳ２２の半自動操舵制御処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態の動作説明に供する説明図である。 本発明の第１の実施の形態の動作説明に供する説明図である。 第２の実施の形態における自動操舵制御処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。 第２の実施の形態の動作説明に供する説明図である。 走行難易度Ｄｉｆｆと修正係数との対応を表すマップである。

符号の説明

１ＦＬ〜１ＲＲ 左前輪〜右後輪
２ エンジン
３ 自動変速機
５ 最終減速装置
８ ステアリングシャフト
９ ステアリングホイール
１０ 操舵アクチュエータ
１１ＦＬ〜１１ＲＲ 車輪速センサ
１２ 前後加速度センサ
１３ 横加速度センサ
１４ ヨーレートセンサ
１５ 操舵角センサ
１６ ＧＰＳ
１７ 記憶ユニット
２０ コントローラ

Claims (9)

1. 自車位置を検出する自車位置検出手段と、
   自車両が走行する基準経路を検出する基準経路検出手段と、
   前記自車位置検出手段で検出した自車位置に基づいて、自車両が前記基準経路に沿って走行するよう操舵制御を行う操舵制御手段と、を備えた自動操舵制御装置において、
   前記操舵制御手段は、自車両が前記基準経路に沿って走行するための位置制御を優先した操舵制御を行う全自動操舵制御手段と、
   ドライバの操舵介入を許容し且つ前記自車両が前記基準経路に沿って走行するように操舵制御を行う半自動操舵制御手段と、
   前記基準経路上の、前記自車位置検出手段による自車位置の検出が困難となるロスト区間を検出するロスト区間検出手段と、
   前記自車位置検出手段で前記自車位置の検出が可能なとき前記全自動操舵制御手段を作動し、
   前記ロスト区間検出手段で前記ロスト区間が検出されたとき、自車両が前記ロスト区間に進入する前に、前記全自動操舵制御手段に換えて前記半自動操舵制御手段を作動する操舵制御切換手段と、を備えることを特徴とする自動操舵制御装置。
2. 前記ロスト状況検出手段で検出したロスト区間以降の前記基準経路の道路状況を検出し、当該道路状況に基づいて自車両の走行難易度を検出する走行難易度検出手段を備え、
   前記操舵制御切換手段は、前記走行難易度検出手段で検出した前記走行難易度に応じて前記半自動操舵制御手段への切換タイミングを変更することを特徴とする請求項１記載の自動操舵制御装置。
3. 前記操舵制御切換手段は、前記走行難易度が高いときほど、前記ロスト区間からより手前の地点で前記半自動操舵制御手段に切り換えることを特徴とする請求項２記載の自動操舵制御装置。
4. 前記走行難易度検出手段は、前記ロスト区間の継続距離、前記ロスト区間の道路幅、前記ロスト区間の道路曲率、及び前記ロスト区間の道路曲率変化状況の少なくとも何れか１つに基づいて前記走行難易度を検出することを特徴とする請求項２又は請求項３記載の自動操舵制御装置。
5. 前記自車位置検出手段による自車位置の検出が困難となったとき自車位置を推定する自車位置推定手段を備え、
   前記半自動操舵制御手段は、前記自車位置検出手段で検出した自車位置又は前記自車位置推定手段で推定した自車位置推定値に基づいて前記操舵制御を行うことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の自動操舵制御装置。
6. ドライバがステアリングホイールを保舵しているかどうかを検出する保舵状況検出手段を備え、
   前記操舵制御切換手段は、前記半自動操舵制御手段による操舵制御中に、前記保舵状況検出手段でドライバが保舵していることを検出したときには前記半自動操舵制御手段の前記制御期間を延長することを特徴とする請求項５記載の自動操舵制御装置。
7. 前記操舵制御切換手段は、前記自車位置推定手段で推定した自車位置推定値に基づく前記操舵制御中、前記基準経路に対する前記自車位置推定値の蓄積誤差を検出する蓄積誤差検出手段と、
   当該蓄積誤差検出手段で検出した蓄積誤差に応じて、前記半自動操舵制御手段の作動終了タイミングを早める終了タイミング調整手段と、を備えることを特徴とする請求項５又は請求項６記載の自動操舵制御装置。
8. 前記終了タイミング調整手段は、前記蓄積誤差に応じて前記走行難易度検出手段で検出した走行難易度を補正し、
   前記操舵制御切換手段は、補正後の走行難易度で特定される前記半自動操舵制御手段の作動開始時点を基準として前記制御期間を設定することを特徴とする請求項７記載の自動操舵制御装置。
9. 自車両前方の前記ロスト区間の位置を表すロスト区間情報を獲得するロスト情報獲得手段を備え、
   前記ロスト区間検出手段は、前記ロスト情報獲得手段で獲得したロスト区間情報に基づいて、前記ロスト区間を検出することを特徴とする請求項１から請求項８の何れか１項に記載の自動操舵制御装置。

Images