JP2016002792A - 車両の挙動制御装置及び車両の挙動制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ハンドル操舵系とは独立してヨーレートを発生させる車線追従制御が、ハンドル操舵による制御に切り換わる際に、車両の挙動に違和感が発生することを抑止する。【解決手段】車両の挙動制御装置は、推定走行路に基づいて、車線追従ヨーレートを算出する車線追従ヨーレート算出部２０４と、ハンドル操舵角に変換ゲインを乗算して得られるタイヤ舵角に基づいて、車両規範ヨーレートを算出する車両規範ヨーレート算出部２０６と、車線追従制御が中断されたことが判定された場合に、検出された車両のヨーレートに基づいて、ハンドル操舵角からタイヤ舵角へ変換する仮想的な変換ゲインを算出する変換ゲイン算出部２１０と、仮想的な変換ゲインを用いて算出した車両規範ヨーレートを目標ヨーレートとして選択する目標ヨーレート選択部２１２と、目標ヨーレートに基づいて後輪１０４，１０５のモータ１１０，１１２を制御するモータ制御部２１４と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、車両の挙動制御装置及び車両の挙動制御方法に関する。

近時においては、後輪をモータで独立駆動するトルクベクタリング制御などにより、ハンドル操舵系と異なるヨーレート発生機構を用いた車両が知られている。このようなヨーレート発生機構を用いた車線追従制御、コーナーリングアシスト制御では、ドライバーのハンドル操作との直接的な干渉を生じることがないため、ハンドル操舵角によらず所望のヨーレートを得ることができる。

例えば、下記の特許文献１には、ドライバーの操舵から独立して車両状態量を変化させることが可能な自動操舵制御装置を備えた車両において、自動操舵制御がドライバーの操舵に応じたドライバー操舵へ切り替わる場合に、自動操舵制御により生じた第１状態量(第１ヨーレート)と、検出されたハンドル角に対し生じるべき第２状態量（第２ヨーレート)とが一致するように制御することが記載されている。

特開２０１２−２３２６７６号公報

ドライバーの操舵から独立して車両状態量を変化させる車線追従制御を行っている際に、進行路の修正などでドライバーがハンドル操舵をして車線追従制御を中断する場合がある（以下、このような動作をオーバーライドとも称する）。車線追従制御を中断すると、ドライバーのハンドル操作による操舵に切り換わるが、切り換わった時点で車両が発生しているヨーレートに対してハンドル操舵角に相当するヨーレートが一致していないと、急激なヨー変化が発生し、操舵フィーリングに違和感が生じる場合がある。

上記特許文献１に記載された技術では、自動操舵制御からドライバーの操舵に応じた制御へ切り換わる場合に、自動操舵制御により発生する第１ヨーレートと、検出されたハンドル角に対し生じるべき第２ヨーレートとが一致するように制御しているが、両者が一致するまでの間は、ドライバーの意思による操舵入力と実際の車両の挙動が対応しない。このため、自動操舵制御からドライバーの操舵に応じた制御へ切り換わる場合に、ドライバーは操舵フィーリングに違和感を覚えしまい。自動操舵制御からドライバーによる操舵への切り換え時に違和感が発生する問題を回避することは困難である。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、ハンドル操舵系とは独立してヨーレートを発生させる車線追従制御が、ハンドル操舵による制御に切り換わる際に、車両の挙動に違和感が発生することを確実に抑止することが可能な、新規かつ改良された車両の挙動制御装置及び車両の挙動制御方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、推定走行路に基づいて、車線追従ヨーレートを算出する車線追従ヨーレート算出部と、ハンドル操舵角に変換ゲインを乗算して得られるタイヤ舵角に基づいて、車両規範ヨーレートを算出する車両規範ヨーレート算出部と、前記車線追従ヨーレートに基づく車線追従制御が中断されたことを判定する判定部と、前記車線追従制御が中断されたことが判定された時点で検出される車両のヨーレートに基づいて、ハンドル操舵角からタイヤ舵角へ変換する仮想的な変換ゲインを算出する変換ゲイン算出部と、前記車線追従制御が行われている場合は前記車線追従ヨーレートを目標ヨーレートとして選択し、前記判定部により前記車線追従制御が中断されたことが判定された場合に、前記仮想的な変換ゲインを用いて算出されたタイヤ舵角に基づいて前記車両規範ヨーレート算出部が算出した車両規範ヨーレートを目標ヨーレートとして選択する目標ヨーレート選択部と、前記目標ヨーレートに基づいて、ハンドル操舵系とは独立して車両のヨーレートを制御する制御部と、を備える、車両の挙動制御装置が提供される。

前記判定部は、運転者によるハンドル操舵トルクと操舵反力トルクとの比較に基づいて、前記車線追従制御が中断されたか否かを判定するものであっても良い。

また、前記車両規範ヨーレート算出部は、前記車線追従制御の中断が継続している場合は、前記車線追従制御が中断されたことが判定された時点で算出された前記仮想的な変換ゲインを用いて、前記車両規範ヨーレートを算出するものであっても良い。

また、前記車線追従ヨーレート算出部は、カメラで撮像した画像から得られる推定走行路に基づいて、車線追従ヨーレートを算出するものであっても良い。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、推定走行路に基づいて、車線追従ヨーレートを算出するステップと、ハンドル操舵角に変換ゲインを乗算して得られるタイヤ舵角に基づいて、車両規範ヨーレートを算出するステップと、前記車線追従ヨーレートに基づく車線追従制御が中断されたことを判定するステップと、前記車線追従制御が中断されたことが判定された時点で検出される車両のヨーレートに基づいて、ハンドル操舵角からタイヤ舵角へ変換する仮想的な変換ゲインを算出するステップと、前記仮想的な変換ゲインを用いて算出した車両規範ヨーレートを目標ヨーレートとして選択するステップと、前記目標ヨーレートに基づいて、ハンドル操舵系とは独立して車両のヨーレートを制御するステップと、を備える、車両の挙動制御方法が提供される。

以上説明したように本発明によれば、ハンドル操舵系とは独立してヨーレートを発生させる車線追従制御が、ハンドル操舵による制御に切り換わる際に、車両の挙動に違和感が発生することを確実に抑止することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る車両の構成を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る車両の挙動制御装置の構成を示す模式図である。 車線追従ヨーレート算出部による車線追従ヨーレートＹｔｇ１の算出方法を説明するための模式図である。 車線追従ヨーレートＹｔｇ１に基づいて、カメラシステムにより得られる推定進行路に沿って車両が走行している状態を示す模式図である。 トルクベクタリング制御を行った場合に、ドライバーが同じハンドル操舵角θｈを設定したにも関わらず、異なるヨーレートが発生する状態を示す特性図である。 トルクベクタリング制御を行った場合に、ドライバーが同じハンドル操舵角θｈを設定したにも関わらず、異なるヨーレートが発生する状態を示す特性図である。 本実施形態に係る車両の挙動制御装置における処理を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

まず、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る車両１０００の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る車両１０００を示す模式図である。図１に示すように、車両１０００は、前輪１００，１０２、後輪１０４，１０６、後輪１０４，１０６を駆動するモータ１１０，１１２、パワーステアリング機構（Ｐ／Ｓ）１２０、舵角センサ１３０、ステアリング１３２、インバータ１４０，１４２、バッテリー１５０、ヨーレートセンサ１６０、車速センサ１７０、カメラシステム１８０、制御装置（ＥＣＵ）２００を有して構成されている。

本実施形態に係る車両１０００は、後輪１０４，１０６のそれぞれを駆動するためにモータ１１０，１１２が設けられている。このため、後輪１０４，１０６毎に駆動トルクを制御することができる。従って、前輪１００，１０２の操舵によるヨーレート発生とは独立して、後輪１０４，１０６のそれぞれを駆動することで、トルクベクタリング制御によりヨーレートを発生させることができる。後輪１０４，１０６は、制御装置２００の指令に基づき、後輪１０４，１０６に対応するインバータ１４０，１４２が制御されることで、駆動トルクが制御される。各インバータ１４０，１４２にはバッテリー１５０から電力が供給される。

パワーステアリング機構１２０は、トルク制御又は角度制御により前輪１００，１０２の舵角を制御する。舵角センサ１３０は、運転者がステアリング１３２を操作して入力した舵角θｈを検出する。ヨーレートセンサ１６０は、車両１０００のヨーレートＹａｗを検出する。車速センサ１７０は、車両１０００の車両速度Ｖを検出する。

図２は、本発明の一実施形態に係る車両の挙動制御装置の構成を示す模式図である。図２に示すように、本実施形態に係る車両の挙動制御装置は、カメラシステム１８０、車線追従ヨーレート算出部２０４、車両規範ヨーレート算出部２０６、オーバーライド判定部２０８、変換ゲイン算出部２１０、目標ヨーレート選択部２１２、トルクベクタリングモータ制御部２１４、変換ゲイン乗算部２１６を有して構成されている。図２に示す構成のうち、カメラシステム１８０以外の構成は、制御装置２００から構成される。

図２に示す構成において、車線追従ヨーレート算出部２０４は、カメラシステム１８０から取得した推定進行路情報と車両速度Ｖとに基づいて、車線追従ヨーレートＹｔｇ１を算出する。車両規範ヨーレート算出部２０６は、車両速度Ｖとタイヤ舵角とに基づいて、車両規範ヨーレートＹｔｇ２を算出する。

オーバーライド判定部２０８は、ドライバー（運転者）によるハンドル操舵トルクＴｑ＿ｈと、操舵反力トルクとの比較に基づいて、ドライバー（運転者）により車線追従制御のオーバーライドが行われたか否かを判定する。より具体的には、オーバーライド判定部２０８は、ハンドル操舵トルクＴｑ＿ｈが操舵反力トルクよりも大きい場合にオーバーライドが行われたことを判定する。ハンドル操舵トルクＴｑ＿ｈは、パワーステアリング機構１２０に含まれるセンサより検出することができる。また、操舵反力トルクは、ハンドル舵角θｈと車両速度Ｖに応じて操舵反力トルクを規定するマップから求めることができる。

また、オーバーライド判定部２０８は、ドライバーのステアリング操作による舵角θｈの向きと、カメラシステム１８０から得られる、後述する進行路との横偏差εとの向きとを比較し、両者の向きが一致していない場合はオーバーライドが行われたと判定しても良い。

変換ゲイン算出部２１０は、オーバーライド判定部２０８によりオーバーライドが行われたことが判定された場合に、ハンドル操舵角からタイヤ舵角へ変換する変換ゲインＧｈを算出する。

目標ヨーレート選択部２１２には、車線追従ヨーレートＹｔｇ１と車両規範ヨーレートＹｔｇ２が入力される。目標ヨーレート選択部２１２は、オーバーライドの判定結果に基づいて、車線追従制御のオーバーライドが行われた場合は車両規範ヨーレートＹｔｇ２を目標ヨーレートＹｔｇとして選択する。また、目標ヨーレート選択部２１２は、車線追従制御のオーバーライドが行われていない場合は、車線追従ヨーレートＹｔｇ１を目標ヨーレートＹｔｇとして選択する。目標ヨーレート選択部２１２は、選択により得られた目標ヨーレートＹｔｇをトルクベクタリング制御部２１４へ出力する。トルクベクタリングモータ制御部２１４は、入力された目標ヨーレートＹｔｇに基づいて、モータ１１０，１１２のトルクベクタリング制御を行い、車両ヨーレートＹａｗが目標ヨーレートＹｔｇとなるように制御する。

車両規範ヨーレートＹｔｇ２は、車両規範ヨーレート算出部２０６において、一般的な平面２輪モデルを表す以下の式（１）から算出することができる。車両規範ヨーレートＹｔｇ２は、平面２輪モデルの（１）式における車両ヨーレートγに相当する。

なお、（１）〜（３）式において、変数、定数は以下の通りである。
＜変数＞
γ：車両ヨーレート
Ｖ：車両速度
δ：タイヤ舵角
θｈ：ハンドル操舵角
Ｇｈ：ハンドル操舵角からタイヤ舵角への変換ゲイン
＜定数＞
ｌ：車両ホイールベース
ｌ_ｆ：車両重心点から前輪中心までの距離
ｌ_ｒ：車両重心点から前輪中心までの距離
ｍ：車両重量
ｋ_ｆ：コーナリングパワー定数（フロント）
ｋ_ｒ：コーナリングパワー定数（リア）
Ｇ＿ｈ０：ハンドル操舵角からタイヤ舵角への変換ゲインの初期値（ステアリングギヤ比）

車両規範ヨーレートＹｔｇ２（＝γ）は、車両速度Ｖ、及びタイヤ舵角δを変数として、（１）式から算出される。（１）式のタイヤ舵角δは、直接センシングできないため、（２）式から、ハンドル操舵角θｈに変換ゲインＧｈを乗じることで算出される。通常時には、変換ゲインＧｈとして、ステアリングギア比Ｇ＿ｈ０が用いられる。ステアリングギヤ比Ｇ＿ｈ０は、例えば１／１５程度の値である。また、（１）式における定数Ａは車両の特性を表す定数であり、（３）式から求められる。

図３は、車線追従ヨーレート算出部２０４による車線追従ヨーレートＹｔｇ１の算出方法を説明するための模式図である。カメラシステム１８０は、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を有する左右１対のカメラを有して構成され、車両外の外部環境を撮像し、自車両が走行するレーンの白線Ｗを画像情報として認識することができる。また、カメラシステム１８０は、撮像した左右１組のステレオ画像対に対し、対応する位置のずれ量から三角測量の原理によって対象物までの距離情報を生成して取得することができる。また、カメラシステム１８０は、三角測量の原理によって生成した距離情報に対して、周知のグルーピング処理を行い、グルーピング処理した距離情報を予め設定しておいた三次元的な立体物データ等と比較することにより、立体物データや白線データ等を検出する。これにより、カメラシステム１８０は、先行車両や走行レーンを示す白線Ｗの他、一時停止の標識、停止線、ＥＴＣゲートなども認識することもできる。

図３に示すように、ステレオカメラシステム１８０は、車両１０００が走行する走行レーンの白線Ｗを検出し、カメラシステム１８０から前方に向かって前方視点距離Ｌだけ離れた直線Ｌ１と白線Ｗとの交点Ｐ１，Ｐ２で白線座標を求める。そして、交点Ｐ１，Ｐ２の中点Ｐ３で進行路座標を求める。また、カメラシステム１８０の前方向と直線Ｌ１との交点Ｐ４（前方注視点）の座標を求める。

図３において、進行路との偏差ε’は進行路との横偏差ε（Ｐ３−Ｐ４間の距離）で近似することができるため、ε’→εとする。そして、カメラシステム１８０で事前に検知した進行路との横偏差εと前方注視点距離Ｌとから、操舵量に相当するパラメータ（＝旋回支援角度α［ｒａｄ］）を算出する。旋回支援角度αは、以下の式（４）から算出することができる。
α＝２×ｓｉｎ^−１（ε／２Ｌ） ・・・・（４）

コーナー進入時、コーナー走行時等にステアリング１３２による操舵量が不足した場合には、旋回支援角度αによるリアトルクベクタリング制御（プレビューコーナーリングアシスト制御）を実施する。車線追従ヨーレートＹｔｇ１は、旋回支援角度αを平面２輪モデルの（１）式のδに代入することで、求めることができる。すなわち、車線追従ヨーレートＹｔｇ１は、以下の式（５）から算出することができる。

なお、本実施形態では、カメラシステム１８０で撮像した画像から得られる推定走行路に基づいて車線追従ヨーレートを算出するが、他の情報から推定走行路を取得して車線追従ヨーレートＹｔｇ１を算出しても良い。

目標ヨーレート選択部２１２は、入力された車線追従ヨーレートＹｔｇ１と車両規範ヨーレートＹｔｇ２とを比較し、オーバーライド判定の結果に応じていずれか一方を選択する。

図４は、車線追従ヨーレートＹｔｇ１に基づいて、カメラシステム１８０による推定進行路に沿って車両１０００が走行している状態を示す模式図である。図３で説明したように、カメラシステム１８０により走行レーンを示す白線Ｗが検出され、旋回支援角度αが求まる。そして、車両速度Ｖと旋回支援角度αとから車線追従ヨーレートＹｔｇ１が算出される。上述したように、本実施形態の車両１０００は、ハンドル操作系とは異なるヨーレート発生機構を備えており、後輪１０４，１０６のそれぞれを独立のモータ１１０，１１２で駆動することにより、車線追従ヨーレートＹｔｇ１に基づくトルクベクタリング制御を行うことができる。この場合、ドライバーの操作によるハンドル操舵角θｈによらず、所望のヨーレートを得ることができる。

図５及び図６は、トルクベクタリング制御を行った場合に、ドライバーが同じハンドル操舵角θｈを設定したにも関わらず、異なるヨーレートが発生する状態を示す特性図である。図５及び図６において、縦軸はハンドル操舵角及び車両ヨーレートを、横軸は時間をそれぞれ示している。ここで、図５は、車線追従制御を行わない場合を示している。図５に示す期間Ｔ１では、ハンドル操舵角が−１５［ｄｅｇ］程度であり、ヨーセンサにより検出された車両ヨーレートは０．０７５［ｒａｄ／ｓｅｃ］となっている。

一方、図６は、車線追従制御を行った場合を示している。図６に示す期間Ｔ２では、車両ヨーレートは図５の期間Ｔ１と同じ０．０７５［ｒａｄ／ｓｅｃ］程度であるが、ハンドル操舵角が−６［ｄｅｇ］程度であり図５よりも小さくなっている。従って、車線追従制御を行わない場合（図５）と、車線追従制御を行った場合（図６）とでは、同じ車両ヨーレートであるにも関わらず、ハンドル操舵角が異なっていることが判る。

換言すれば、図５に示す期間Ｔ１と図６に示す期間Ｔ２では、車両ヨーレートが同一であるため、同じ半径のカーブを走行しているが、ハンドル操舵角は図６の方がより小さくなっている。これは、車線追従制御を行った場合は、後輪のトルクベクタリング制御により、より少ないハンドル操舵角でコーナーを曲がることができるためである。

図４に示す車両１０００が矢印Ａ１方向に進む場合、後輪のトルクベクタリング制御により、白線Ｗに従って推定走行路に応じた車線追従制御が行われる。従って、矢印Ａ１方向に進む場合は、ドライバーに違和感を生じさせることなく車両１０００が走行することになる。

一方、ドライバーが車両１０００を矢印Ａ２方向に操舵しようとすると、車線追従制御による操舵がオーバーライドされて、ハンドル操舵による制御に切り換わる。つまり、白線Ｗに基づく推定走行路に応じた車線追従制御が終了し、ドライバー自身のハンドル操舵による制御が行われる。

上述したように、車線追従制御が行われている場合は、後輪のトルクベクタリング制御により、車線追従制御が行われていない場合よりも少ないハンドル操舵角で車両１０００を矢印Ａ１方向に走行させることができる。一方、車線追従制御による操舵がオーバーライドされると、後輪のトルクベクタリング制御が終了するため、車線追従制御におけるオーバーライド前のハンドル操舵角でドライバーが車両１０００を走行させると、後輪のトルクベクタリングによる旋回が無い分だけ旋回半径が大きくなり、車両１０００は外側に向かって（より直進方向に）走行する。つまり、オーバーライド後は、オーバーライド前と同じハンドル操舵角ではオーバーライド前と同じ方向に進めないことになる。これにより、ドライバーは、車両１０００の挙動に違和感を覚えてしまう。

このため、本実施形態に係る車両の挙動制御装置は、車線追従制御からハンドル操舵による追従制御へオーバーライドが行われた場合は、車線追従ヨーレートＹｔｇ１に基づく制御から車両規範ヨーレートＹｔｇ２に基づく制御に切り換えるとともに、ハンドル操舵角からタイヤ舵角への変換ゲインＧｈをオーバーライドが生じたタイミングの変換ゲインに維持する制御を行う。

上述したように、図４に示すようなカーブを走行中に、車線追従ヨーレートＹｔｇ１に基づく制御から車両規範ヨーレートＹｔｇ２に基づく制御に切り換えると、ドライバーの想定よりもタイヤ舵角が小さくなり、ドライバーが意図する方向よりも外側へ車両１０００が進もうとする。本実施形態では、オーバーライドが発生したタイミングでハンドル舵角からタイヤ舵角への変換ゲインを算出し、オーバーライドが生じた後は算出した変換ゲインに基づいて仮想的なタイヤ舵角を算出する。

例えば、車線追従制御を行わない場合に、ハンドル舵角からタイヤ舵角への変換ゲイン（ステアリングギヤ比Ｇ＿ｈ０）が１／１５であるものとする。車線追従制御を行う場合、図４において、オーバーライド前に車線追従制御により車両１０００が矢印Ａ１方向に進んでいる場合に、ハンドル舵角からタイヤ舵角Ｇｈへの仮想的な変換ゲインが、１／１０であるものとする。ここで、仮想的な変換ゲインとは、車線追従制御を行っている際の車両１０００の進行方向から推定される仮想的なタイヤ舵角に基づいて算出され、ハンドル舵角に対する仮想的なタイヤ舵角の比である。車両１０００の進行方向から推定される仮想的なタイヤ舵角は、ハンドル舵角による旋回と、後輪のトルクベクタリングによる旋回とによって定まる。

この場合に、本実施形態では、オーバーライドが行われると、オーバーライド開始時の仮想的な変換ゲインＧｈ（上述の例では、Ｇｈ＝１／１０）を逆計算し、この仮想的な変換ゲインＧｈにより車両規範ヨーレートＹｔｇ２を算出し、ハンドル操舵制御を行う。これにより、ハンドル舵角に対してステアリングギヤ比Ｇ＿ｈ０よりも大きな仮想的な変換ゲインＧｈによりタイヤ舵角への変換が行われるため、ハンドル舵角によって定まる車両の進行方向が、オーバーライド前とオーバーライド後で一致し、オーバーライド開始時に車両の挙動に違和感が生じることを確実に抑止することができる。

仮想的な変換ゲインＧｈの算出方法は以下の通りである。先ず、オーバーライド判定が行われた場合、車線追従ヨーレートＹｔｇ１に基づく制御から、車両規範ヨーレートＹｔｇ２に基づく制御への切り換えが行われる。この際、オーバーライド開始時に発生している車両ヨーレートＹａｗをヨーレートセンサ１６０から検出して（１）式のγに代入し、車両速度Ｖを（１）式に代入することで、タイヤ舵角δが求まる。そして、求めたタイヤ舵角δと、オーバーライド開始時のハンドル操舵角θｈとを（２）式に代入することで、オーバーライド開始時の仮想的な変換ゲインＧｈが求まる。

そして、車両規範ヨーレートＹｔｇ２に基づく制御への切り換えが行われた後、仮想的な変換ゲインＧｈに基づいて、（１）式、（２）式から車両規範ヨーレートＹｔｇ２（＝γ）を求め、求めた車両規範ヨーレートＹｔｇ２に基づいてトルクベクタリングモータ制御部１１４が制御を行う。これにより、オーバーライド開始時に求められた仮想的な変換ゲインに基づいてハンドル操舵制御が行われるため、車線追従ヨーレートＹｔｇ１に基づく制御から、車両規範ヨーレートＹｔｇ２に基づく制御への切り換えを行った際に、ハンドル操舵角からタイヤ舵角への変換ゲインが最適に調整されることになり、ドライバーのハンドル操舵入力に対応した車両挙動を得ることができる。これにより、オーバーライド時に、車両が発生させているヨーレートに対してハンドル操舵角が小さい場合であっても、ハンドル操舵角からタイヤ舵角への変換ゲインが最適に調整されるため、車両挙動の変化を抑制することができ、車両の挙動に違和感が生じることを確実に抑止することが可能である。従って、ドライバーは、ハンドル操舵入力に対応した車両挙動を得ることが可能である。

仮想的な変換ゲインＧｈは、ヨーレートセンサ１６０から求まる車両ヨーレートＹａｗから逆演算されるため、オーバーライド開始時には、車両規範ヨーレートＹｔｇ２は車両ヨーレートＹａｗと等しくなる。その後のオーバーライドの係属中には、ドライバーのハンドル操作に応じて、仮想的な変換ゲインＧｈに基づいて車両規範ヨーレートＹｔｇ２が算出される。従って、目標となる車両規範ヨーレートＹｔｇ２の連続性を確保することが可能である。

前述した特許文献１に記載された手法では、例えばカーブを走行中に自動操舵制御からドライバーの操舵に応じた制御へ切り換わると、自動操舵制御により発生する第１ヨーレートと、検出されたハンドル角に対し生じるべき第２ヨーレートとが一致するように制御が行われるため、ハンドル舵角が一定であっても車両のヨーレートが刻々と変化し、ドライバーに違和感が生じてしまう。一方、本実施形態によれば、オーバーライド開始時点で仮想的な変換ゲインＧｈを求めるため、オーバーライド開始時点でハンドル操舵角θｈから車両規範ヨーレートＹｔｇ２が一義的に求まり、以降も仮想的な変換ゲインＧｈに基づいて車両規範ヨーレートＹｔｇ２が算出される。従って、ハンドル操舵角に対して車両挙動が一致しない過渡的な期間が発生することがなく、ドライバーがハンドルをきっていれば、ハンドル操舵角に応じて車両ヨーレートが発生し続けることなる。これにより、車両挙動に違和感が生じることを確実に抑止できる。

なお、本実施形態では、後輪１０４，１０６の独立駆動によるトルクベクタリングを用いた車線追従制御を行う車両１０００を例示したが、本実施形態に係る車両の挙動制御装置は、ドライバーのハンドル操作とは独立したヨーレート発生機構を有する構成に広く適用することができる。ドライバーのハンドル操作とは独立したヨーレート発生機構としては、本実施形態のように後輪１０４，１０６を独立して駆動するものの他、トルクベクタリングデファレンシャルによるもの、後輪操舵機構（４ＷＳ）によるもの、摩擦ブレーキによるもの、等を挙げることができる。

図７は、本実施形態に係る車両の挙動制御装置における処理を示すフローチャートである。先ず、ステップＳ１０では、ドライバーのハンドル操作によりオーバーライドが行われたか否かを判定する。オーバーライドが行われていない場合は、ステップＳ１２へ進み、推定進行路に基づく車線追従ヨーレートＹｔｇ１を演算する。ステップＳ１２の後はステップＳ１４へ進み、目標ヨーレートＹｔｇを車線追従ヨーレートＹｔｇ１とする。ステップＳ１４の後はステップＳ１６へ進み、目標ヨーレートＹｔｇに基づきトルクベクタリングの制御目標値を設定する。トルクベクタリングモータ制御部２１４は、制御目標値として設定された目標ヨーレートＹｔｇに基づいてモータ１１０，１１２を駆動し、車両ヨーレートＹａｗを目標ヨーレートＹｔｇへ制御する。

一方、ステップＳ１０でオーバーライドが行われたことが判定された場合は、ステップＳ１８へ進む。ステップＳ１８では、既にオーバーライドが継続中であるか否かを判定し、既にオーバーライドが継続中でない場合、すなわち、オーバーライドが開始した時点の場合は、ステップＳ２０へ進む。ステップＳ２０では、オーバーライド開始時点のハンドル舵角θｈ、車速Ｖ、および車両発生ヨーレートＹａｗ（＝γ）を用いて、（１）式、（２）式から仮想的な変換ゲインＧｈを逆演算する。具体的には、車両１０００が備えるヨーレートセンサにより車両発生ヨーレートＹａｗ（＝γ）を検出し、車速Ｖとともに（１）式へ代入することでタイヤ舵角δが求まる。このタイヤ舵角δとハンドル舵角θｈを（２）式へ代入することで、仮想的な変換ゲインＧｈを演算することができる。

ステップＳ２０の後はステップＳ２２へ進み、（２）式に基づいて、ハンドル操舵角θｈに仮想的な変換ゲインＧｈを乗算して得られる仮想タイヤ舵角δを算出し、この仮想タイヤ舵角θｈを（１）式に代入して、車両規範ヨーレートＹｔｇ２（＝γ）を求める。次のステップＳ２４では、目標ヨーレートＹｔｇを車線追従ヨーレートＹｔｇ２とする。ステップＳ２４の後はステップＳ１６へ進み、目標ヨーレートＹｔｇに基づきトルクベクタリングの制御目標値を設定する。トルクベクタリングモータ制御部２１４は、制御目標値として設定された目標ヨーレートＹｔｇに基づいてモータ１１０，１１２を駆動し、車両ヨーレートＹａｗを目標ヨーレートＹｔｇへ制御する。

また、ステップＳ１８において、既にオーバーライドが継続中の場合は、ステップＳ２０をとばしてステップＳ２２へ進む。この場合、オーバーライド開始時に算出された仮想的な変換ゲインＧｈを用いてステップＳ２２の処理が行われる。このように、ステップＳ２０における仮想的な変換ゲインの演算は、オーバーライド開始時に１回のみ行われる。

以上説明したように本実施形態によれば、車線追従制御からハンドル操舵による追従制御へオーバーライドが行われた場合に、その時点で発生している車両ヨーレートＹａｗとハンドル舵角θｈに基づいて仮想的な変換ゲインＧｈを算出し、以降の処理では仮想的な変換ゲインＧｈから車両規範ヨーレートＹｔｇ２を算出してハンドル操舵による追従制御を行う。これにより、オーバーライド開始時点のハンドル操舵角と車両ヨーレートの関係性を維持したモデルにより、車両規範ヨーレートＹｔｇ２を目標値としてハンドル操舵による追従制御を行うことが可能となり、車線追従制御からハンドル操舵による追従制御へ切り換わる際の車両挙動に違和感が生じてしまうことを確実に抑止できる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１８０ カメラシステム
２００ 制御装置
２０４ 車線追従ヨーレート算出部
２０６ 車両規範ヨーレート算出部
２０８ オーバーライド判定部
２１０ 変換ゲイン算出部
２１２ 目標ヨーレート選択部
２１４ トルクベクタリングモータ制御部

Claims (5)

1. 推定走行路に基づいて、車線追従ヨーレートを算出する車線追従ヨーレート算出部と、
   ハンドル操舵角に変換ゲインを乗算して得られるタイヤ舵角に基づいて、車両規範ヨーレートを算出する車両規範ヨーレート算出部と、
   前記車線追従ヨーレートに基づく車線追従制御が中断されたことを判定する判定部と、
   前記車線追従制御が中断されたことが判定された時点で検出される車両のヨーレートに基づいて、ハンドル操舵角からタイヤ舵角へ変換する仮想的な変換ゲインを算出する変換ゲイン算出部と、
   前記車線追従制御が行われている場合は前記車線追従ヨーレートを目標ヨーレートとして選択し、前記判定部により前記車線追従制御が中断されたことが判定された場合に、前記仮想的な変換ゲインを用いて算出されたタイヤ舵角に基づいて前記車両規範ヨーレート算出部が算出した車両規範ヨーレートを目標ヨーレートとして選択する目標ヨーレート選択部と、
   前記目標ヨーレートに基づいて、ハンドル操舵系とは独立して車両のヨーレートを制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする、車両の挙動制御装置。
2. 前記判定部は、運転者によるハンドル操舵トルクと操舵反力トルクとの比較に基づいて、前記車線追従制御が中断されたか否かを判定することを特徴とする、請求項１に記載の車両の挙動制御装置。
3. 前記車両規範ヨーレート算出部は、前記車線追従制御の中断が継続している場合は、前記車線追従制御が中断されたことが判定された時点で算出された前記仮想的な変換ゲインを用いて、前記車両規範ヨーレートを算出することを特徴とする、請求項１に記載の車両の挙動制御装置。
4. 前記車線追従ヨーレート算出部は、カメラで撮像した画像から得られる推定走行路に基づいて、車線追従ヨーレートを算出することを特徴とする、請求項１に記載の車両の挙動制御装置。
5. 推定走行路に基づいて、車線追従ヨーレートを算出するステップと、
   ハンドル操舵角に変換ゲインを乗算して得られるタイヤ舵角に基づいて、車両規範ヨーレートを算出するステップと、
   前記車線追従ヨーレートに基づく車線追従制御が中断されたことを判定するステップと、
   前記車線追従制御が中断されたことが判定された時点で検出される車両のヨーレートに基づいて、ハンドル操舵角からタイヤ舵角へ変換する仮想的な変換ゲインを算出するステップと、
   前記仮想的な変換ゲインを用いて算出した車両規範ヨーレートを目標ヨーレートとして選択するステップと、
   前記目標ヨーレートに基づいて、ハンドル操舵系とは独立して車両のヨーレートを制御するステップと、
   を備えることを特徴とする、車両の挙動制御方法。
   

Images