JP2011051420A

JP2011051420A - 車両の操舵支援制御装置

Info

Publication number: JP2011051420A
Application number: JP2009200569A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Terasawa; 武寺澤
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2009-08-31
Filing date: 2009-08-31
Publication date: 2011-03-17
Anticipated expiration: 2029-08-31
Also published as: JP5314539B2

Abstract

【課題】ドライバ状態に応じて適切に警報感を与え、進行路を適切に維持するようにドライバを導きつつ制御して操舵支援する。
【解決手段】前方注視距離ｚｔにおける目標通過点ＰｃのＸ座標ｘｃ、推定通過点ＰｅのＸ座標ｘｅを基に目標ハンドル角θHtを算出し、現在のハンドル角θＨが目標ハンドル角θHtとなる操舵トルクを第１の制御量Ｔ１としてフィードバック制御により算出し、自車両の運転状態を基に車両モデルにより目標進行路を走行するための操舵トルクを第２の制御量Ｔ２として算出して、覚醒度ＤＡ、或いは、漫然度ＤＬに応じて全体の制御量Ｔｃに対する第１の制御量Ｔ１と第２の制御量Ｔ２の制御割合を設定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、設定した最適な進行路を走行するように操舵を支援する車両の操舵支援制御装置に関する。

近年、車両においては安全性や快適性を向上させるための様々な技術が開発され実用化されている。

例えば、特開２００６−２６４６２４号公報では、ドライバの注意力低下度合いに応じてマップを変更して大きさが変わるようにアシストトルクを設定し、車両運動に影響を与えない波形および／または周波数で出力する車線維持支援装置の技術が開示されている。

特開２００６−２６４６２４号公報

しかしながら、上述の特許文献１のように車両運動に影響を与えない波形および／または周波数でアシストトルクを出力する制御では、ドライバの注意力低下度合いに応じて警報を行うようにしているものの、警報が適切にドライバに伝わらなかった場合、車両が適切に車線を維持することが困難であるという課題がある。また、警報がドライバに伝わったとしてもドライバの操舵により車両が適切に車線を維持できない場合も適切に対応することができないという問題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ドライバ状態に応じて適切に警報感を与え、進行路を適切に維持するようにドライバを導きつつ制御して操舵支援する車両の操舵支援制御装置を提供することを目的としている。

本発明は、自車両前方の走行路情報を検出する前方情報検出手段と、上記自車両前方の走行路情報を基に自車両の目標進行路を設定する目標進行路設定手段と、現在の自車両の運転状態を基に自車両が走行すると予測される推定進行路を設定する推定進行路設定手段と、少なくとも上記目標進行路と上記推定進行路を基に自車両が上記目標進行路を走行するための目標操舵角を算出する目標操舵角算出手段と、現在の操舵角が上記目標操舵角となる操舵トルクを第１の制御量としてフィードバック制御により算出する第１の制御量算出手段と、自車両の運転状態を基に車両モデルにより上記目標進行路を走行するための操舵トルクを第２の制御量として算出する第２の制御量算出手段と、ドライバの運転意識の低下度合を検出する運転意識低下度合検出手段と、上記ドライバの運転意識の低下度合に応じて全体の制御量に対する上記第１の制御量と上記第２の制御量の制御割合を可変設定する制御割合設定手段と、上記第１の制御量と上記第２の制御量と上記制御割合とに基づいて操舵トルクを制御量として算出する制御量算出手段とを備えたことを特徴としている。

本発明による車両の操舵支援制御装置によれば、ドライバ状態に応じて適切に警報感を与え、進行路を適切に維持するようにドライバを導きつつ制御して操舵支援することが可能となる。

本発明の実施の一形態に係る車両の操舵系の構成説明図である。本発明の実施の一形態に係る操舵制御部の機能ブロック図である。本発明の実施の一形態に係る操舵支援制御プログラムのフローチャートである。本発明の実施の一形態に係る目標進行路と推定進行路と前方注視距離の説明図である。本発明の実施の一形態に係る覚醒度と漫然度と制御分担比の関係のマップの説明図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１において、符号１は電動パワーステアリング装置を示し、この電動パワーステアリング装置１は、ステアリング軸２が、図示しない車体フレームにステアリングコラム３を介して回動自在に支持されており、その一端が運転席側へ延出され、他端がエンジンルーム側へ延出されている。ステアリング軸２の運転席側端部には、ステアリングホイール４が固設され、また、エンジンルーム側へ延出する端部には、ピニオン軸５が連設されている。

エンジンルームには、車幅方向へ延出するステアリングギヤボックス６が配設されており、このステアリングギヤボックス６にラック軸７が往復移動自在に挿通支持されている。このラック軸７に形成されたラック（図示せず）に、ピニオン軸５に形成されたピニオンが噛合されて、ラックアンドピニオン式のステアリングギヤ機構が形成されている。また、ラック軸７の左右両端はステアリングギヤボックス６の端部から各々突出されており、その端部に、タイロッド８を介してフロントナックル９が連設されている。このフロントナックル９は、操舵輪としての左右輪１０Ｌ，１０Ｒを回動自在に支持すると共に、キングピン（図示せず）を介して車体フレームに転舵自在に支持されている。従って、ステアリングホイール４を操作し、ステアリング軸２、ピニオン軸５を回転させると、このピニオン軸５の回転によりラック軸７が左右方向へ移動し、その移動によりフロントナックル９がキングピン（図示せず）を中心に回動して、左右輪１０Ｌ，１０Ｒが左右方向へ転舵される。

また、ピニオン軸５にアシスト伝達機構１１を介して、電動モータ１３が連設されており、この電動モータ１３にてステアリングホイール４に加える操舵トルクをアシストする。電動モータ１３は、後述する操舵制御部２０で設定する操舵トルク（制御量）Ｔｃとなるようにモータ駆動部２１を介して駆動される。

操舵制御部２０には、車両の車速Ｖを検出する車速センサ３１、ハンドル角θＨを検出するハンドル角センサ３２、ヨーレートγを検出するヨーレートセンサ３３、前方の道路形状、自車両の走行路に対するヨー角θcaを検出する前方情報検出手段としての前方認識装置３４、ドライバの運転意識の低下度合としてのドライバの覚醒度ＤＡを検出する運転意識低下度合検出手段としての覚醒度検出装置３５、ドライバの運転意識の低下度合としてのドライバの漫然度ＤＬを検出する運転意識低下度合検出手段としての漫然度検出装置３６が接続されている。

前方認識装置３４は、例えば、前方に向けて車室内に配設したステレオカメラ（ＣＣＤカメラ）で撮像した画像情報から白線や縁石等を抽出し、自車両前方の走行路を、図４に示すような、自車両を原点とするＸ−Ｚ座標平面（自車両の幅方向をＸ軸、前後方向をＺ軸とする座標平面）上に検出するようになっている。また、自車両の現在位置（Ｘ−Ｚ座標平面上での原点）における走行路に対する傾きをヨー角θcaとして算出して操舵制御部２０に出力する。例えば、前方走行路からその中央部分を目標進行路として算出し、この目標進行路を２次曲線で近似して、この近似した目標進行路の近似式を微分した値のＺ＝０における値（Ｚ軸に対する傾き）から算出する。

覚醒度検出装置３５は、ドライバの運転意識の低下度合を段階的（本実施の形態では３段階を例示する）な覚醒度ＤＡとして検出するもので、この覚醒度ＤＡは、高いほど、ドライバの運転意識の低下度合が低いことを示し、逆に、覚醒度ＤＡが低いほど、ドライバの運転意識の低下度合が高いことを示している。この覚醒度ＤＡの検出技術としては、例えば、特開２００５−７１１８５号公報で開示される技術が採用される。この技術では、時系列的に検出された車幅方向における車両の変位量を周波数変換して得られた高周波成分量と低周波成分量との比から覚醒度の推定値を算出するものとなっている。また、他の覚醒度ＤＡの検出技術として、特開２００７−３１２９０５号公報で開示される技術を採用することもできる。この技術では、瞼の動きのパターンから覚醒度を検出するものとなっている。

漫然度検出装置３６は、ドライバの運転意識の低下度合を段階的（本実施の形態では３段階を例示する）な漫然度ＤＬとして検出するもので、この漫然度ＤＬは、高いほど、ドライバの運転意識の低下度合が高いことを示し、逆に、漫然度ＤＬが低いほど、ドライバの運転意識の低下度合が低いことを示している。この漫然度ＤＬの検出技術としては、例えば、特開平８−１７８７１２号公報で開示される技術が採用される。この技術では、ドライバの視線の停留時間及びバックミラー・サイドミラーの一定時間内の確認回数を基に、漫然度を検出するものとなっている。

操舵制御部２０は、上述の各入力信号を基に、前方注視距離ｚｔにおける目標通過点ＰｃのＸ座標ｘｃを自車両前方の走行路情報を基に算出し、前方注視距離ｚｔにおける推定通過点ＰｅのＸ座標ｘｅを現在の自車両の運転状態を基に算出して、これらの座標ｘｃ、ｘｅを基に目標ハンドル角θHtを算出し、現在のハンドル角θＨが目標ハンドル角θHtとなる操舵トルクを第１の制御量Ｔ１としてフィードバック制御により算出し、自車両の運転状態を基に車両モデルにより目標進行路を走行するための操舵トルクを第２の制御量Ｔ２として算出して、覚醒度ＤＡ、或いは、漫然度ＤＬに応じて全体の制御量Ｔｃに対する第１の制御量Ｔ１と第２の制御量Ｔ２の制御割合を設定し、この制御割合に算出された制御量Ｔｃをモータ駆動部２１に出力するようになっている。

すなわち、操舵制御部２０は、図２に示すように、前方注視距離算出部２０ａ、目標通過点算出部２０ｂ、推定通過点算出部２０ｃ、目標ハンドル角算出部２０ｄ、意識判定部２０ｅ、第１の制御分担比設定部２０ｆ、第２の制御分担比設定部２０ｇ、第１の制御量算出部２０ｈ、第２の制御量算出部２０ｉ、制御量算出部２０ｊから主要に構成されている。

前方注視距離算出部２０ａは、車速センサ３１から車速Ｖが入力される。そして、例えば、予め設定しておいた前方注視時間（例えば、１．２秒）等を基に、前方注視距離ｚｔを算出し、目標通過点算出部２０ｂ、推定通過点算出部２０ｃに出力する。尚、前方注視距離ｚｔは、この例に限るものではなく、他に、予め実験等により設定しておいた車速Ｖに応じたマップから設定するものであっても良い。

目標通過点算出部２０ｂは、前方認識装置３４から前方走行路情報が入力され、前方注視距離算出部２０ａから前方注視距離ｚｔが入力される。そして、例えば、図４に示すように、前方走行路の中央部分を目標進行路として設定し、前方注視距離ｚｔにおける、前方走行路の左端と右端の中央の部分を目標通過点Ｐｃとして設定し、この目標通過点ＰｃのＸ座標ｘｃを算出する。この目標通過点ＰｃのＸ座標ｘｃは、目標ハンドル角算出部２０ｄに出力される。このように、目標通過点算出部２０ｂは目標進行路設定手段として設けられている。

推定通過点算出部２０ｃは、車速センサ３１から車速Ｖが入力され、ヨーレートセンサ３３からヨーレートγが入力され、前方注視距離算出部２０ａから前方注視距離ｚｔが入力される。そして、例えば、以下の（１）式により、現在の自車両の運転状態を基に自車両が走行すると予測される推定進行路の前方注視距離ｚｔにおける通過点を推定通過点Ｐｅとして設定し、この推定通過点ＰｅのＸ座標ｘｅを算出して、目標ハンドル角算出部２０ｄに出力する。このように推定通過点算出部２０ｃは推定進行路設定手段として設けられている。
ｘｅ＝（ｚｔ^２・γ）／（２・Ｖ） …（１）

尚、推定通過点ＰｅのＸ座標ｘｅは、ハンドル角θＨを基に、以下の（２）式により求めても良い。
ｘｅ＝（θＨ・ｚｔ^２）／（２・（１＋Ａ・Ｖ^２）・ｌｗ・ｎ） …（２）
ここで、ｌｗはホイールベース、ｎはステアリングギヤ比である。また、Ａは車両のスタビリティファクタであり、例えば、以下の（３）式により算出される。
Ａ＝−（ｍ／（２・（ｌｆ＋ｌｒ）^２））
・（ｌｆ・Ｋｆ−ｌｒ・Ｋｒ）／（Ｋｆ・Ｋｒ） …（３）
ここで、ｍは車両質量、ｌｆは前軸−重心間距離、ｌｒは後軸−重心間距離、Ｋｆは前輪の等価コーナリングパワー、Ｋｒは後輪の等価コーナリングパワーである。

目標ハンドル角算出部２０ｄは、前方認識装置３４からヨー角θcaが入力され、目標通過点算出部２０ｂから目標通過点ＰｃのＸ座標ｘｃが入力され、推定通過点算出部２０ｃから推定通過点ＰｅのＸ座標ｘｅが入力される。そして、例えば、以下の（４）式により、目標ハンドル角θHtを算出し、第１の制御量算出部２０ｈ、第２の制御量算出部２０ｉに出力する。
θHt＝Ｇｌ・（ｘｃ−ｘｅ）^３＋Ｇｙ・θca …（４）
ここで、Ｇｌは、予め設定しておいた横位置制御フィードバックゲイン、Ｇｙは、予め設定しておいたヨー角フィードバックゲインである。このように、目標ハンドル角算出部２０ｄは、目標操舵角算出手段として設けられている。

意識判定部２０ｅは、覚醒度検出装置３５から覚醒度ＤＡが入力され、漫然度検出装置３６から漫然度ＤＬが入力される。そして、覚醒度ＤＡと漫然度ＤＬの大きさが比較され、大きい方（ドライバの運転意識の状態がより明確に表れている方）が選択されて、この選択結果が第１の制御分担比設定部２０ｆ、第２の制御分担比設定部２０ｇに出力される。

第１の制御分担比設定部２０ｆは、覚醒度検出装置３５から覚醒度ＤＡが入力され、漫然度検出装置３６から漫然度ＤＬが入力され、意識判定部２０ｅから覚醒度ＤＡと漫然度ＤＬの選択の結果が入力される。そして、覚醒度ＤＡと漫然度ＤＬのどちらか選択されている方のマップ（図５）を参照して、第１の制御分担比Ｒ１を設定して第１の制御量算出部２０ｈに出力する。尚、図５では、右側が覚醒度ＤＡに応じて第１の制御分担比Ｒ１と第２の制御分担比Ｒ２を設定する覚醒度マップ、左側が漫然度ＤＬに応じて第１の制御分担比Ｒ１と第２の制御分担比Ｒ２を設定する漫然度マップとなっている。

第２の制御分担比設定部２０ｇは、覚醒度検出装置３５から覚醒度ＤＡが入力され、漫然度検出装置３６から漫然度ＤＬが入力され、意識判定部２０ｅから覚醒度ＤＡと漫然度ＤＬの選択の結果が入力される。そして、覚醒度ＤＡと漫然度ＤＬのどちらか選択されている方のマップ（図５）を参照して、第２の制御分担比Ｒ２を設定して第２の制御量算出部２０ｉに出力する。

すなわち、図５に示すように、Ｒ１＋Ｒ２＝１の関係となっており、第１の制御分担比Ｒ１が全体の制御量Ｔｃに対する第１の制御量Ｔ１の割合を示す値となっており、第２の制御分担比Ｒ２が全体の制御量Ｔｃに対する第２の制御量Ｔ２の割合を示す値となっている。そして、覚醒度ＤＡに応じて第１、第２の制御分担比Ｒ１、Ｒ２を設定する場合においては（図５の右側の場合では）、ドライバの意識の低下が少なく覚醒度ＤＡが高い場合ほど、第１の制御分担比Ｒ１が小さく、第２の制御分担比Ｒ２が大きく設定される。また、漫然度ＤＬに応じて第１、第２の制御分担比Ｒ１、Ｒ２を設定する場合においては（図５の左側の場合では）、ドライバの意識の低下が少なく漫然度ＤＡが低い場合ほど、第１の制御分担比Ｒ１が小さく、第２の制御分担比Ｒ２が大きく設定される。このように、意識判定部２０ｅ、第１の制御分担比設定部２０ｆ、第２の制御分担比設定部２０ｇで制御割合設定手段が構成されている。尚、第１、第２の制御分担比Ｒ１、Ｒ２を上述のように設定する意味は後述する。

第１の制御量算出部２０ｈは、ハンドル角センサ３２からハンドル角θＨが入力され、目標ハンドル角算出部２０ｄから目標ハンドル角θHtが入力され、第１の制御分担比設定部２０ｆから第１の制御分担比Ｒ１が入力される。そして、例えば、以下の（５）式により、第１の制御量Ｔ１を算出して、制御量算出部２０ｊに出力する。
Ｔ１＝Ｒ１・（Ｇｐ・（θHt−θＨ）＋Ｇｄ・ｄ（θHt−θＨ）／ｄｔ）…（５）
ここで、Ｇｐは、予め設定しておいた操舵角フィードバック制御比例項ゲイン、Ｇｄは、予め設定しておいた操舵角フィードバック制御微分項ゲインである。

すなわち、上述の（５）式は、現在のハンドル角θＨを目標ハンドル角θHtとするのに必要な操舵トルクをフィードバック制御により算出することを意味するもので、この操舵トルクを第１の制御量Ｔ１として算出するのである。この第１の制御量Ｔ１は、上述のようにフィードバック制御により算出するため、目標進行路からの逸脱の仕方によっては通常の操舵よりも高周波の領域までも応答することができ、現在のハンドル角θＨを目標ハンドル角θHtとするのに極めて制御性の高いものとなっている。また、通常の操舵よりも高周波の領域までも応答して、ドライバの操舵状態に大きく干渉することもあり、ドライバの知覚にはっきりと捉えられ、警報感を確実に与えることができる制御ともなっている。このため、ドライバの意識の低下が大きい場合（覚醒度ＤＡが低い、或いは、漫然度ＤＬが高い場合）においては、車両が適切に車線走行を維持できるようにすると共に、ドライバに対する警報感を確実に与えるために、第１の制御分担比設定部２０ｆで第１の制御量Ｔ１の制御分担比Ｒ１が大きく設定される。また、ドライバの意識の低下が少ない場合（覚醒度ＤＡが高い、或いは、漫然度ＤＬが低い場合）では、ドライバの操舵により車線に沿った走行が適切に行われることが予想され、また、ドライバの操舵に対する過干渉を防止するために、第１の制御分担比設定部２０ｆで第１の制御量Ｔ１の制御分担比Ｒ１が小さく設定される。このように、第１の制御量算出部２０ｈは、第１の制御量算出手段として設けられている。

第２の制御量算出部２０ｉは、車速センサ３１から車速Ｖが入力され、ハンドル角センサ３２からハンドル角θＨが入力され、目標ハンドル角算出部２０ｄから目標ハンドル角θHtが入力され、第２の制御分担比設定部２０ｇから第２の制御分担比Ｒ２が入力される。そして、例えば、以下の（６）式により、第２の制御量Ｔ２を算出して、制御量算出部２０ｊに出力する。
Ｔ２＝Ｒ２・（２・ξ・Ｋｆ・（β＋（ｌｆ／Ｖ）・γｄ−θHt／ｎ））…（６）
ここで、ξはトレールを示す。また、βは車体すべり角を示し、γｄは目標ヨーレートを示し、それぞれ（７）、（８）式により、算出される。
β＝（（１−（ｍ／（２・（ｌｆ＋ｌｒ）））・（ｌｆ／（ｌｒ・Ｋｒ））・Ｖ^２）
／（１＋Ａ・Ｖ^２））・（ｌｒ／（ｌｆ＋ｌｒ））・（θＨ／ｎ）…（７）
γｄ＝（１／（１＋Ａ・Ｖ^２））・（Ｖ／（ｌｆ＋ｌｒ））・（θＨ／ｎ）…（８）
すなわち、上述の（６）式は、目標進行路を走行するための操舵トルクを自車両の運転状態を基に車両モデルにより算出することを意味するもので、この操舵トルクを第２の制御量Ｔ２として算出するのである。このため、第２の制御量Ｔ２は、あくまでも車両モデルを基本とした制御となるため、通常の操舵の周波数領域（低周波領域）での応答となり、上述のフィードバック制御による第１の制御量Ｔ１と比較すると、その効果がやや遅れて反映されることになる。その反面、上述の如く低周波領域での応答で収まるため、現在のドライバの操舵に自然と付加されるようにその効果が表れることとなり、ドライバに対して過干渉となることがなく、自然な制御効果があらわれることになる。このため、ドライバの意識の低下が少ない場合（覚醒度ＤＡが高い、或いは、漫然度ＤＬが低い場合）においては、ドライバに対して過干渉となることなく、車両が適切に車線走行を維持できるように、第２の制御分担比設定部２０ｇで、第２の制御量Ｔ２の制御分担比Ｒ２が大きく設定される。また、ドライバの意識の低下が大きい場合（覚醒度ＤＡが低い、或いは、漫然度ＤＬが高い場合）では、積極的に制御して、且つ、ドライバにより確かな警報感を与える方が好ましいため（第１の制御量Ｔ１の割合を多くした方が好ましいため）、第２の制御分担比設定部２０ｇで、第２の制御量Ｔ２の制御分担比Ｒ２が小さく設定される。このように、第２の制御量算出部２０ｉは、第２の制御量算出手段として設けられている。

制御量算出部２０ｊは、第１の制御量算出部２０ｈから第１の制御量Ｔ１が入力され、第２の制御量算出部２０ｉから第２の制御量Ｔ２が入力される。そして、以下の（９）式により、制御量Ｔｃを算出してモータ駆動部２１に出力する。このように、制御量算出部２０ｊは、制御量算出手段として設けられている。
Ｔｃ＝Ｔ１＋Ｔ２ …（９）

次に、上述の操舵制御部２０で実行される操舵支援制御を、図３のフローチャートで説明する。
まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１で、必要なパラメータ、すなわち、車速Ｖ、ハンドル角θＨ、ヨーレートγ、前方の道路形状、自車両の走行路に対するヨー角θca、覚醒度ＤＡ、漫然度ＤＬが読み込まれる。

次いで、Ｓ１０２に進み、前方注視距離算出部２０ａで、上述の如く車速Ｖ等に応じて前方注視距離ｚｔを算出する。

次に、Ｓ１０３に進み、目標通過点算出部２０ｂで、前方走行路情報と前方注視距離ｚｔにより、目標通過点のＸ座標ｘｃを算出する。

次いで、Ｓ１０４に進み、推定通過点算出部２０ｃで、前述の（１）式、或いは、（２）式により、推定通過点のＸ座標ｘｅを算出する。

次に、Ｓ１０５に進み、目標ハンドル角算出部２０ｄで、前述の（４）式により、目標ハンドル角θHtを算出する。

次いで、Ｓ１０６に進み、意識判定部２０ｅで、覚醒度ＤＡと漫然度ＤＬの大きさを比較する。この比較の結果、覚醒度ＤＡが漫然度ＤＬ以上の場合は、Ｓ１０７に進み、図５に示すマップの右側の覚醒度マップに基づいて、第１の制御分担比設定部２０ｆで第１の制御分担比Ｒ１を設定し、第２の制御分担比設定部２０ｇで第２の制御分担比Ｒ２を設定してＳ１０９へと進む。逆に、覚醒度ＤＡが漫然度ＤＬより小さい場合は、Ｓ１０８に進み、図５に示すマップの左側の漫然度マップに基づいて、第１の制御分担比設定部２０ｆで第１の制御分担比Ｒ１を設定し、第２の制御分担比設定部２０ｇで第２の制御分担比Ｒ２を設定してＳ１０９へと進む。

Ｓ１０７、或いは、Ｓ１０８で、第１の制御分担比Ｒ１、第２の制御分担比Ｒ２を設定してＳ１０９に進むと、第１の制御量算出部２０ｈで、前述の（５）式により、第１の制御量Ｔ１を算出する。

次いで、Ｓ１１０に進むと、第２の制御量算出部２０ｉで、前述の（６）式により、第２の制御量Ｔ２を算出する。

そして、Ｓ１１１に進むと、制御量算出部２０ｊで、前述の（９）式により、制御量Ｔｃを算出してモータ駆動部２１に出力してプログラムを抜ける。

このように、本発明の実施の形態によれば、前方注視距離ｚｔにおける目標通過点ＰｃのＸ座標ｘｃ、推定通過点ＰｅのＸ座標ｘｅを基に目標ハンドル角θHtを算出し、現在のハンドル角θＨが目標ハンドル角θHtとなる操舵トルクを第１の制御量Ｔ１としてフィードバック制御により算出し、自車両の運転状態を基に車両モデルにより目標進行路を走行するための操舵トルクを第２の制御量Ｔ２として算出して、覚醒度ＤＡ、或いは、漫然度ＤＬに応じて全体の制御量Ｔｃに対する第１の制御量Ｔ１と第２の制御量Ｔ２の制御割合を設定する。この際、第１の制御量Ｔ１は、フィードバック制御により算出するため、目標進行路からの逸脱の仕方によっては通常の操舵よりも高周波の領域までも応答することができ、現在のハンドル角θＨを目標ハンドル角θHtとするのに極めて制御性の高いものとなっている。また、通常の操舵よりも高周波の領域までも応答して、ドライバの操舵状態に大きく干渉することもあり、ドライバの知覚にはっきりと捉えられ、警報感を確実に与えることができる制御ともなっている。このため、ドライバの意識の低下が大きい場合（覚醒度ＤＡが低い、或いは、漫然度ＤＬが高い場合）においては、車両が適切に車線走行を維持できるようにすると共に、ドライバに対する警報感を確実に与えるために、第１の制御量Ｔ１の制御分担比Ｒ１が大きく設定される。また、ドライバの意識の低下が少ない場合（覚醒度ＤＡが高い、或いは、漫然度ＤＬが低い場合）では、ドライバの操舵により車線に沿った走行が適切に行われることが予想され、また、ドライバの操舵に対する過干渉を防止するために、第１の制御量Ｔ１の制御分担比Ｒ１が小さく設定される。

一方、第２の制御量Ｔ２は、あくまでも車両モデルを基本とした制御となるため、通常の操舵の周波数領域（低周波領域）での応答となり、上述のフィードバック制御による第１の制御量Ｔ１と比較すると、その効果がやや遅れて反映されることになる。その反面、上述の如く低周波領域での応答で収まるため、現在のドライバの操舵に自然と付加されるようにその効果が表れることとなり、ドライバに対して過干渉となることがなく、自然な制御効果があらわれることになる。このため、ドライバの意識の低下が少ない場合（覚醒度ＤＡが高い、或いは、漫然度ＤＬが低い場合）においては、ドライバに対して過干渉となることなく、車両が適切に車線走行を維持できるように、第２の制御量Ｔ２の制御分担比Ｒ２が大きく設定される。また、ドライバの意識の低下が大きい場合（覚醒度ＤＡが低い、或いは、漫然度ＤＬが高い場合）では、積極的に制御して、且つ、ドライバにより確かな警報感を与える方が好ましいため（第１の制御量Ｔ１の割合を多くした方が好ましいため）、第２の制御量Ｔ２の制御分担比Ｒ２が小さく設定される。

そして、第１の制御量Ｔ１と第２の制御量Ｔ２とで算出される制御量Ｔｃは、車両運動に作用自在な操舵トルクであるので、車両を該操舵トルクによりドライバを導きつつ確実な車線維持走行を可能としている。このように、本実施の形態では、ドライバの状態に応じて、操舵支援制御の特性を適切に考慮して、導出される制御量を適切に割合調整して制御するようになっているので、ドライバ状態に応じて適切に警報感を与え、進行路を適切に維持するようにドライバを導きつつ制御して操舵支援することが可能となる。

尚、本実施の形態では、ドライバの意識低下度合を、覚醒度ＤＡ、或いは、漫然度ＤＬにより検出するようにしているが、覚醒度検出装置３５、或いは、漫然度検出装置３６のどちらかのみ備えた装置で構成しても良い。また、覚醒度ＤＡや漫然度ＤＬ以外であっても、ドライバの意識の低下度合が判断できるものであれば、同様の効果を生じることが可能である。

１電動パワーステアリング装置
２０操舵制御部
２０ａ前方注視距離算出部
２０ｂ目標通過点算出部（目標進行路設定手段）
２０ｃ推定通過点算出部（推定進行路設定手段）
２０ｄ目標ハンドル角算出部（目標操舵角算出手段）
２０ｅ意識判定部（制御割合設定手段）
２０ｆ第１の制御分担比設定部（制御割合設定手段）
２０ｇ第２の制御分担比設定部（制御割合設定手段）
２０ｈ第１の制御量算出部（第１の制御量算出手段）
２０ｉ第２の制御量算出部（第２の制御量算出手段）
２０ｊ制御量算出部（制御量算出手段）
３１車速センサ
３２ハンドル角センサ
３３ヨーレートセンサ
３４前方認識装置（前方情報検出手段）
３５覚醒度検出装置（運転意識低下度合検出手段）
３６漫然度検出装置（運転意識低下度合検出手段）

Claims

自車両前方の走行路情報を検出する前方情報検出手段と、
上記自車両前方の走行路情報を基に自車両の目標進行路を設定する目標進行路設定手段と、
現在の自車両の運転状態を基に自車両が走行すると予測される推定進行路を設定する推定進行路設定手段と、
少なくとも上記目標進行路と上記推定進行路を基に自車両が上記目標進行路を走行するための目標操舵角を算出する目標操舵角算出手段と、
現在の操舵角が上記目標操舵角となる操舵トルクを第１の制御量としてフィードバック制御により算出する第１の制御量算出手段と、
自車両の運転状態を基に車両モデルにより上記目標進行路を走行するための操舵トルクを第２の制御量として算出する第２の制御量算出手段と、
ドライバの運転意識の低下度合を検出する運転意識低下度合検出手段と、
上記ドライバの運転意識の低下度合に応じて全体の制御量に対する上記第１の制御量と上記第２の制御量の制御割合を可変設定する制御割合設定手段と、
上記第１の制御量と上記第２の制御量と上記制御割合とに基づいて操舵トルクを制御量として算出する制御量算出手段と、
を備えたことを特徴とする車両の操舵支援制御装置。
上記制御割合設定手段は、上記運転意識低下度合検出手段で検出したドライバの運転意識が低く、低下度合が高い場合ほど、上記第１の制御量の割合が大きくなり、上記第２の制御量の割合が小さくなるように上記制御割合を設定することを特徴とする請求項１記載の車両の操舵支援制御装置。
上記運転意識低下度合検出手段は、ドライバの覚醒度と漫然度の少なくとも一方で上記ドライバの運転意識低下度合を検出するものであって、上記ドライバの運転意識低下度合が低く上記ドライバの運転意識が高い場合には上記覚醒度は高く検出され、上記漫然度は低く検出される一方、上記ドライバの運転意識低下度合が高く上記ドライバの運転意識が低い場合には上記覚醒度は低く検出され、上記漫然度が高く検出されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両の操舵支援制御装置。