JP2018103761A - 自動運転車両 - Google Patents

Abstract

【課題】自動運転による車線変更に際し、運転者の操舵操作に基づいて車線変更に対する運転者の意図を判定することにより、運転者の意図を反映するシステムを提供する。【解決手段】操舵角が車両を目標軌跡に沿って走行させるための目標操舵角θtになるように転舵装置により転舵輪の転舵角を変化させる自動運転を行う制御装置を有し、制御装置は、車線変更の必要があるときには、車線変更が標準の態様にて行われるように転舵装置を制御する自動運転車両であって、制御装置は、車線変更の必要があり且つ運転者の操舵操作がある場合には（Ｓ３０、Ｓ７０）、操舵操作に応じて変化するパラメータに基づく指標値の大きさが、中止基準値よりも小さいときには（Ｓ９０）、自動運転を中止せずに指標値の大きさに応じて車線変更の目標軌跡を変更する（Ｓ１１０〜Ｓ１３０）。【選択図】図２

Description

本発明は、転舵輪が自動的に転舵されることにより走行路に沿って走行するよう構成された自動運転車両に係る。

転舵輪を転舵するよう構成された転舵装置と、車両が目標軌跡に沿って走行するように、転舵装置を制御することにより転舵輪の転舵角を変化させる自動運転を行うよう構成された制御装置と、を有する自動運転車両は、既によく知られている。制御装置は、車両を目標軌跡に沿って走行させるために必要な転舵輪の転舵角の目標変化量を演算し、転舵輪の転舵角の変化量が目標変化量になるように、転舵装置を制御するよう構成されている。

自動運転による車両の走行中にも車線変更が必要になる場合があるので、制御装置は、車両を目標軌跡に沿って走行させるために車線変更が必要であるか否かを判定する。更に、制御装置は、車線変更が必要であると判定したときには、予め設定された目標軌跡にて車線変更を行う。例えば、下記の特許文献１には、車線変更が必要であると判定したときには、予め設定された目標軌跡の車線変更を提案し、運転者が提案に同意すると、提案した目標軌跡にて車線変更を行うよう構成された制御装置を有する自動運転車両が記載されている。

特開２０１６−７１５１３号公報

〔発明が解決しようとする課題〕
特許文献１に記載された自動運転車両においては、運転者が自動運転による車線変更の提案に同意するためには、運転者は運転操作以外のスイッチ操作のような特別な操作を行う必要があり、特別な操作は運転者にとって煩わしい。また、特別な操作では自動運転による車線変更の提案に同意するか否かの二者択一的な意思表示しか行うことができない。そのため、運転者は、提案の車線変更よりも早め又は遅めの車線変更を行いたい場合にもその意思表示を行うことができず、提案の車線変更の目標軌跡を希望通りに修正することができない。

更に、運転者が提案の車線変更を受け入れた上で車線変更の軌跡を修正しようとする場合には、運転者は特別な操作を行うと共に、車両の車線変更の軌跡が修正されるよう修正操舵を行わなければならない。このことも運転者にとって煩わしいだけでなく、修正操舵の量が大きい場合には、運転者が目標軌跡から逸れるよう車両を走行させようとしていると判定されるため、運転者が自動運転の継続を希望していても自動運転が終了してしまう場合がある。

本発明の主要な課題は、自動運転による車線変更に際し、運転者の操舵操作に基づいて車線変更に対する運転者の意図を判定することにより、操舵操作以外の特別な操作を要することなく、運転者の意図を反映するように車線変更を行うことである。

〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕
本発明によれば、転舵輪（２０FL、２０FR）を転舵するよう構成された転舵装置（４２）と、車両を目標軌跡に沿って走行させるための目標操舵角（θlka）を演算し、操舵角（θ）が目標操舵角になるように、転舵装置の制御によって転舵輪の転舵角を変化させる自動運転を行うよう構成された制御装置（１４、１６）と、を有し、制御装置は、自動運転による車線変更の必要があるときには、車線変更の目標軌跡が予め設定された標準の軌跡に設定されて車線変更が行われるように転舵装置を制御するよう構成された自動運転車両（１０）が提供される。

制御装置（１４、１６）は、自動運転による車線変更の必要があり且つ運転者により操舵操作が行われている場合には、運転者の操舵操作に応じて変化する指標値であって、車線変更の軌跡に関する運転者の意図を判定するための指標値の大きさが、標準基準値よりも大きく且つ第一の自動運転中止基準値よりも小さいときには、自動運転を中止することなく、指標値の大きさに応じて車線変更の目標軌跡を変更するよう構成される。

上記の構成によれば、自動運転による車線変更の必要があり且つ運転者により操舵操作が行われている場合には、指標値の大きさが、標準基準値よりも大きく且つ第一の自動運転中止基準値よりも小さいときには、自動運転が中止されることなく、指標値の大きさに応じて車線変更の目標軌跡が変更される。よって、運転者は、自動運転による車線変更が行われる際に、指標値の大きさが標準基準値よりも大きく且つ第一の自動運転中止基準値よりも小さくなる範囲にて操舵操作を行うことにより、自動運転を中止させることなく、指標値の大きさに応じて車線変更の目標軌跡を変更することができる。

更に、上記の構成によれば、運転者の操舵操作に応じて変化する指標値であって、車線変更の軌跡に関する運転者の意図を判定するための指標値の大きさに応じて車線変更の軌跡に関する運転者の意図が判定される。よって、運転者は、操舵操作以外の特別な操作を要することなく操舵操作を行うことにより、自らの意図を反映する軌跡にて車線変更を行わせることができる。

〔発明の態様〕
本発明の一つの態様においては、指標値は、操舵トルク（Ｔ）、操舵角（θ）、操舵角速度（θd）、操舵角と目標操舵角（θlkat）との偏差（Δθt）及び目標軌跡に対する車両の横方向の偏差（Ｙ）の少なくとも一つである。

上記態様によれば、操舵トルク、操舵角、操舵角速度、操舵角と目標操舵角との偏差及び目標軌跡に対する車両の横方向の偏差の少なくとも一つに基づいて、車線変更の軌跡に関する運転者の意図を判定することができる。よって、指標値の大きさが、第一の自動運転中止基準値よりも小さいときには、自動運転を中止させることなく、上記五つの指標値の少なくとも一つに基づいて、車線変更に関する運転者の意図が反映するよう、車線変更の目標軌跡を変更することができる。

本発明の他の一つの態様においては、制御装置（１４、１６）は、車線変更の目標軌跡を、標準の軌跡よりも早めの車線変更の軌跡、標準の軌跡よりも遅めの車線変更の軌跡及び車線変更取り止めの軌跡の何れかに変更する。

上記態様によれば、運転者は、操舵操作を行うことにより、車線変更の目標軌跡を、指標値の大きさに応じて、標準の軌跡よりも早めの車線変更の軌跡、標準の軌跡よりも遅めの車線変更の軌跡及び車線変更取り止めの軌跡の何れかに変更することができる。

更に、本発明の他の一つの態様においては、制御装置（１４、１６）は、指標値の大きさが第一の自動運転中止基準値以上であるときには、自動運転を中止し、第一の自動運転中止基準値は、自動運転による車線変更が不要であり且つ運転者により操舵操作が行われているときにおける第二の自動運転中止基準値よりも大きい。

上記態様によれば、指標値の大きさが第一の自動運転中止基準値以上であるときには、自動運転が中止されるが、第一の自動運転中止基準値は、自動運転による車線変更が不要であり且つ運転者により操舵操作が行われているときにおける第二の自動運転中止基準値よりも大きい。よって、例えば第一の自動運転中止基準値が第二の自動運転中止基準値以下である場合に比して、運転者が継続を希望する自動運転が、運転者の操舵操作に起因して中止される虞を低減することができる。従って、自動運転を継続させつつ運転者の操舵操作によって車線変更の目標軌跡を変更することを行い易くすることができる。

更に、本発明の他の一つの態様においては、制御装置（１４、１６）は、指標値の大きさが標準基準値以下であるときには、車線変更の目標軌跡を標準の軌跡に設定するよう構成される。

上記態様によれば、指標値の大きさが標準基準値以下であるときには、車線変更の目標軌跡が標準の軌跡に設定される。よって、車線変更の目標軌跡が不必要に標準の軌跡以外の軌跡に変更されることを回避することができる。

本発明の他の一つの態様においては、制御装置（１４、１６）は、指標値の大きさが標準基準値よりも大きく且つ第一の自動運転中止基準値よりも小さい場合において、運転者の操舵操作による転舵輪の転舵方向が自動運転による転舵輪の転舵方向と同一の方向であるときに、車線変更の目標軌跡を早めの車線変更の軌跡に変更するよう構成される。

上記態様によれば、指標値の大きさが標準基準値よりも大きく且つ第一の自動運転中止基準値よりも小さい場合において、運転者の操舵操作及び自動運転による転舵輪の転舵方向が同一であるときに、車線変更の目標軌跡が早めの車線変更の軌跡に変更される。よって、運転者は、自動運転による転舵輪の転舵方向と同一の方向へ転舵輪が転舵されるよう操舵操作を行うことにより、操舵操作以外の特別な操作を要することなく、車線変更の目標軌跡を早めの車線変更の軌跡に変更することができる。

本発明の他の一つの態様においては、制御装置（１４、１６）は、運転者の操舵操作による転舵輪の転舵方向が自動運転による転舵輪の転舵方向とは逆の方向である場合において、標準基準値よりも大きく且つ第一の自動運転中止基準値よりも小さい値を車線変更取り止め基準値として、指標値の大きさが車線変更取り止め基準値以下であるときに、車線変更の目標軌跡を遅めの車線変更の軌跡に変更するよう構成される。

上記態様によれば、運転者の操舵操作及び自動運転による転舵輪の転舵方向が逆である場合において、指標値の大きさが車線変更取り止め基準値以下であるときに、車線変更の目標軌跡が遅めの車線変更の軌跡に変更される。よって、運転者は、自動運転による転舵輪の転舵方向と逆の方向へ転舵輪が転舵されるよう、指標値の大きさが車線変更取り止め基準値以下である範囲にて操舵操作を行うことにより、操舵操作以外の特別な操作を要することなく、車線変更の目標軌跡を遅めの車線変更の軌跡に変更することができる。

更に、本発明の他の一つの態様においては、制御装置（１４、１６）は、運転者の操舵操作による転舵輪の転舵方向が自動運転による転舵輪の転舵方向とは逆の方向である場合において、標準基準値よりも大きく且つ第一の自動運転中止基準値よりも小さい値を車線変更取り止め基準値として、指標値の大きさが車線変更取り止め基準値よりも大きいときに、車線変更の目標軌跡を車線変更取り止めの軌跡に変更するよう構成される。

上記態様によれば、運転者の操舵操作及び自動運転による転舵輪の転舵方向が逆である場合において、指標値の大きさが車線変更取り止め基準値よりも大きいときに、車線変更の目標軌跡が車線変更取り止めの軌跡に変更される。よって、運転者は、自動運転による転舵輪の転舵方向と逆の方向へ転舵輪が転舵されるよう、指標値の大きさが車線変更取り止め基準値よりも大きい範囲にて操舵操作を行うことにより、操舵操作以外の特別な操作を要することなく、車線変更の目標軌跡を車線変更取り止めの軌跡に変更し、車線変更を取り止めることができる。

更に、本発明の他の一つの態様においては、制御装置（１４、１６）は、運転者の操舵操作を補助するための目標操舵アシストトルク（Ｔat）を演算すると共に、操舵角が目標操舵角になるように転舵装置（４２）の制御によって転舵輪の転舵角を変化させるための自動運転の目標操舵トルク（Ｔadt）を演算するよう構成され、転舵装置は、目標操舵アシストトルク及び自動運転の目標操舵トルクの和（Ｔat＋Ｔadt）に基づいて転舵輪を転舵するよう構成され、制御装置は、車線変更の目標軌跡を早めの車線変更の軌跡及び車線変更取り止めの軌跡の一方に変更するときには、車線変更の目標軌跡を一方の軌跡に変更しないときに比して、目標操舵アシストトルクを増大させるよう構成される。

上記態様によれば、運転者の操舵操作を補助するための目標操舵アシストトルクが演算され、操舵角が目標操舵角になるように転舵装置の制御によって転舵輪の転舵角を変化させるための自動運転の目標操舵トルクが演算される。転舵輪は、目標操舵アシストトルク及び自動運転の目標操舵トルクの和に基づいて、転舵装置によって転舵される。目標操舵アシストトルクは、車線変更の目標軌跡が早めの車線変更の軌跡及び車線変更取り止めの軌跡の一方に変更されるときには、車線変更の目標軌跡が一方の軌跡に変更されないときに比して、増大される。よって、車線変更の目標軌跡が早めの車線変更の軌跡及び車線変更取り止めの軌跡の一方に変更されるときには、目標操舵アシストトルクが増大されるので、運転者は容易に操舵操作することができ、車線変更の目標軌跡を容易に早めの車線変更の軌跡又は車線変更取り止めの軌跡に変更することができる。

上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いられた符号が括弧書きで添えられている。しかし、本発明の各構成要素は、括弧書きで添えられた符号に対応する実施形態の構成要素に限定されるものではない。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。

本発明の実施形態にかかる車両用運転支援装置を示す概略構成図である。 実施形態におけるＬＫＡ制御の目標操舵トルクＴadtの演算制御ルーチンを示すフローチャートである。 図２に示されたフローチャートのステップ２０において実行される目標修正量Δθlkatの演算ルーチンを示すフローチャートである。 図２に示されたフローチャートのステップ１１０において実行される車線変更の目標軌跡決定及び操舵角θの目標変化量Δθatの演算ルーチンを示すフローチャートである。 実施形態における操舵アシストトルク制御ルーチンを示すフローチャートである。 図５に示されたフローチャートのステップ２３０において実行される目標摩擦トルクＴftの演算ルーチンを示すフローチャートである。 車両の目標横加速度Ｇyt及び車速Ｖに基づいてＬＫＡ制御の目標操舵角θlkatを演算するためのマップを示す図である。 操舵トルクＴ及び車速Ｖに基づいて目標基本操舵アシストトルクＴabを演算するためのマップを示す図である。 操舵角速度θd及び車速Ｖに基づいて目標減衰トルクＴdtを演算するためのマップを示す図である。 操舵角θの絶対値及び車速Ｖに基づいて目標基本摩擦トルクＴftbを演算するためのマップを示す図である。 操舵トルクＴの絶対値に基づいてトルクゲインＫtを演算するためのマップを示す図である。 図２に示されたフローチャートのステップ１１０において決定される車線変更の種々の目標軌跡を示す図である。 修正例におけるＬＫＡ制御の目標操舵トルクＴadtの演算制御ルーチンを示すフローチャートである。 図１３に示されたフローチャートのステップ１１０において実行される車線変更の目標軌跡決定及び操舵角θの目標変化量Δθatの演算ルーチンを示すフローチャートである。 修正例における操舵アシストトルク制御ルーチンを示すフローチャートである。

［実施形態］
以下に添付の図を参照しつつ、本発明の実施形態について詳細に説明する。

本発明の実施形態にかかる自動運転車両１０は、電動パワーステアリング（ＥＰＳ）装置１２及びこれを制御する制御装置としてのＥＰＳ制御装置１４と、走行制御装置１６とを有している。

図１に示されているように、車両１０は、転舵輪である左右の前輪２０FL、２０FR及び非転舵輪である左右の後輪２０RL、２０RRを有している。前輪２０FL及び２０FRは、運転者によるステアリングホイール２２の操作に応答して駆動される電動パワーステアリング装置１２によりラックバー２４及びタイロッド２６L及び２６Rを介して転舵される。ステアリングホイール２２は、ステアリングシャフト２８及びユニバーサルジョイント３２を介して電動パワーステアリング装置１２のピニオンシャフト３４に接続されている。

実施形態においては、電動パワーステアリング装置１２は、ラック同軸型の電動パワーステアリング装置であり、電動機３６と、電動機３６の回転トルクをラックバー２４の往復動方向の力に変換する例えばボールねじ式の変換機構３８とを有している。電動パワーステアリング装置１２は、ハウジング４０に対しラックバー２４を駆動する力を発生することにより、運転者の操舵負担を軽減すると共に、前輪２０FL及び２０FRを自動的に転舵するための駆動トルクを発生する。ＥＰＳ制御装置１４による電動パワーステアリング装置１２の制御については、後に詳細に説明する。

以上の説明から解るように、ステアリングシャフト２８、ユニバーサルジョイント３２、電動パワーステアリング装置１２、ラックバー２４及びタイロッド２６L及び２６Rなどは、必要に応じて前輪２０FL及び２０FRを転舵する転舵装置４２を形成している。電動パワーステアリング装置１２は、ラックバー２４に駆動力を付与するようになっているが、例えばステアリングシャフト２８にトルクを付与するようになっていてもよい。

実施形態においては、ステアリングシャフト２８には、該ステアリングシャフトの回転角度を操舵角θとして検出する操舵角センサ５０が設けられている。ピニオンシャフト３４には、操舵トルクＴを検出する操舵トルクセンサ５２が設けられている。操舵トルクセンサ５２はステアリングシャフト２８に設けられていてもよい。操舵角θを示す信号及び操舵トルクＴを示す信号は、ＥＰＳ制御装置１４へ入力される。車両１０には、車速Ｖを検出する車速センサ５４が設けられており、車速Ｖを示す信号もＥＰＳ制御装置１４へ入力される。なお、操舵角θ及び操舵トルクＴは、車両の左旋回方向への操舵の場合に正の値になる。このことは、後述の目標操舵角θlkat、目標運転支援操舵トルクＴdsなどの演算値についても同様である。

更に、車両１０には、車両の前方を撮影するＣＣＤカメラ６０及び車両を目標軌跡（目標の走行経路）に沿って走行させる軌跡制御（レーンキーピングアシスト制御）（必要に応じて「ＬＫＡ制御」と指称する）を行うか否かを選択するための選択スイッチ６２が設けられている。選択スイッチ６２は、車両の乗員により操作され、走行制御装置１６によりＬＫＡ制御を実行する作動位置（オン）と、ＬＫＡ制御を実行させない非作動位置（オフ）とに切り替わる。ＣＣＤカメラ６０により撮影された車両の前方の画像情報を示す信号及び選択スイッチ６２の位置（オン又はオフ）を示す信号は、走行制御装置１６へ入力される。

走行制御装置１６には、運動状態検出装置６４より、車両１０のヨーレート、前後加速度及び横加速度のように車両１０の運転支援制御に必要な車両の運動状態量を示す信号も入力される。なお、車両の前方の画像情報や走行車線の情報は、ＣＣＤカメラ６０以外の手段により取得されてもよく、ＣＣＤカメラ６０と他の手段との組合せにより取得されてもよい。

ＥＰＳ制御装置１４及び走行制御装置１６は、それぞれＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力ポート装置を有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続されたマイクロコンピュータを含んでいる。ＥＰＳ制御装置１４及び走行制御装置１６は、必要に応じて通信により相互に情報の授受を行う。

後に詳細に説明するように、走行制御装置１６は、図２及び図３に示されたフローチャートに従って、車両を目標軌跡に沿って走行させるための操舵角θの変化量Δθatを演算する。変化量Δθatは、車線変更の要否、運転者の操舵状況などを考慮して演算され、運転者の操舵状況に基づいてＬＫＡ制御を中止すべきか否かの判定も行われる。更に、走行制御装置１６は、操舵角θを変化量Δθat変化させるためのＬＫＡ制御の操舵トルクＴadtを演算する。ＥＰＳ制御装置１４は、図５及び図６に示されたフローチャートに従って、運転者の操舵負担を軽減すると共に運転者の操舵フィーリングを向上させる目標操舵アシストトルクＴatとＬＫＡ制御の操舵トルクＴadtとの和として最終目標操舵アシストトルクＴatfを演算する。更に、ＥＰＳ制御装置１４は、操舵アシストトルクＴaが最終目標操舵アシストトルクＴatfになるように電動パワーステアリング装置１２を制御する。

以上の説明から解るように、走行制御装置１６及びＥＰＳ制御装置１４は、互いに共働して、ＬＫＡ制御を実行して車両を目標軌跡に沿って走行させることにより、自動運転を行う。ＬＫＡ制御においては、ＣＣＤカメラ６０により撮影された車両の前方の画像情報に基づいて走行車線が特定され、走行車線の中央を通る目標コースとして目標軌跡が設定される。しかし、目標軌跡は走行車線の中央以外の位置を通る線であってもよく、車両が走行車線から逸脱することを防止するための軌跡であってもよい。なお、自動運転においては、車両の制駆動力が必要に応じて自動的に制御されてもよい。

更に、走行制御装置１６は、ＬＫＡ制御を実行しているときには、図２及び図４に示されたフローチャートに従って、自動運転を中止すべきであるか否か及び車線変更が必要であるか否かの判定を行う。走行制御装置１６は、車線変更が必要であると判定した場合には、車線変更の目標軌跡を変更する必要があるか否かの判定を行い、判定結果に応じて車線変更の目標軌跡を変更する。

＜ＬＫＡ制御の操舵トルクＴadtの演算＞
次に、図２及び図３に示されたフローチャートを参照して実施形態におけるＬＫＡ制御の目標操舵トルクＴadtの演算制御ルーチンについて説明する。図２に示されたフローチャートによる制御は、図には示されていないイグニッションスイッチがオンであるときに、走行制御装置１６によって所定の時間毎に繰返し実行される。なお、図２に示されたフローチャートによる制御を、単に「ＬＫＡ制御」と指称し、車線変更（レーンチェンジ）を「ＬＣ」と表記する。

まず、ステップ１０においては、ＬＫＡ制御の実行中であるか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときにはＬＫＡ制御はステップ１００へ進み、肯定判別が行われたときにはＬＫＡ制御はステップ２０へ進む。なお、ＬＫＡ制御は、選択スイッチ６２がオンであり、予め設定された許可条件（ＥＰＳ制御装置１４が正常であるなど）及び可能条件（道路の白線の認識により走行車線の特定が可能であるなど）が成立しているときに、実行される。

ステップ２０においては、図３に示されたフローチャートに従って、車両を目標軌跡に沿って走行させるために必要な操舵角θの目標変化量Δθlkatが、補正後の横偏差Ｙa及び補正後のヨー角偏差φaに基づいて演算される。操舵角θの目標変化量Δθlkatは、転舵輪である前輪２０FL及び２０FRの転舵角の目標変化量に対応する値として演算される。

ステップ３０においては、車両がステップ２０において決定された目標軌跡に沿って走行するためには、車線変更が必要であるか否かの判別が行われる。肯定判別が行われたときにはＬＫＡ制御はステップ７０へ進み、否定判別が行われたときにはＬＫＡ制御はステップ４０へ進む。

ステップ４０においては、例えば操舵角θが変化しているか否かの判別により、運転者が操舵しているか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときにはＬＫＡ制御はステップ６０へ進み、肯定判別が行われたときにはＬＫＡ制御はステップ５０へ進む。

ステップ５０においては、ＬＫＡ制御による前輪の転舵角の制御、即ち自動運転を中止すべきか否かの判別が行われる。肯定判別が行われたときにはＬＫＡ制御はステップ１００へ進む。否定判別が行われたときには、ステップ６０において車両を目標軌跡に沿って走行させるために必要な操舵角θの目標変化量Δθatが、ステップ２０において演算された目標変化量Δθlkatに設定され、その後ＬＫＡ制御はステップ１２０へ進む。ステップ５０において肯定判別が行われるのは、例えば図１２において細い二点鎖線の矢印にて示されているように、運転者が標準の車線変更の軌跡１０４n（太い実線の矢印）から大きく逸れるように車両を走行させようとする場合である。図１２については後に説明する。

なお、下記の条件Ａnce1〜Ａnce5の少なくとも一つが成立するときに、自動運転を中止すべきであると判定されてよい。下記の条件Ａnce1〜Ａnce5は、それぞれ操舵トルクＴ、操舵角θ、操舵角速度θd（操舵角θの時間微分値）、操舵角の偏差Δθt（操舵角θと目標操舵角θlkatとの偏差）及び横偏差Ｙ（目標軌跡に対する車両１０の横方向の位置の偏差。後述のステップ２１参照）についての条件である。操舵トルクＴ、操舵角θ、操舵角速度θd、操舵角の偏差Δθt及び横偏差Ｙは、運転者の操舵操作に応じて変化する指標値であって、車線変更の軌跡に関する運転者の意図を判定するための指標値である。基準値Ｔnce、θnce、θdnce、Δθtnce及びＹnceは何れも正の定数であり、車線変更が行われていない状況において自動運転を中止すべきか否かを判定するための第二の自動運転中止判定基準値である。
条件Ａnce1：｜Ｔ｜≧Ｔnce
条件Ａnce2：｜θ｜≧θnce
条件Ａnce3：｜θd｜≧θdnce
条件Ａnce4：｜Δθt｜≧Δθtnce
条件Ａnce5：｜Ｙ｜≧Ｙnce

ステップ７０においては、ステップ４０と同様に、運転者が操舵しているか否かの判別が行われる。肯定判別が行われたときにはＬＫＡ制御はステップ９０へ進み、否定判別が行われたときにはＬＫＡ制御はステップ８０へ進む。

ステップ８０においては、図１２において実線の矢印にて示されているように、予め設定された標準の車線変更の軌跡１０４nに沿って車両を走行させるための操舵角θの目標変化量Δθatが演算される。なお、車線変更の目標軌跡は、車線の幅及び車速などに応じて複数設定されてＲＯＭに記憶されており、各車線変更の目標軌跡毎に車線に対する車両の位置に応じた目標操舵角θlctが設定されている。よって、目標変化量Δθatは車線変更の目標操舵角θlctと現在の操舵角θとの偏差θlct−θとして演算される。これらのことは、後述の遅めの車線変更の軌跡１０４d、早めの車線変更の軌跡１０４a、車線変更取り止めの軌跡１０４sについても同様である。

ステップ９０においては、ステップ５０と同様に、ＬＫＡ制御による車線変更のための前輪の転舵角の制御、即ち自動運転を中止すべきか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときにはＬＫＡ制御はステップ１１０へ進み、肯定判別が行われたときには、ステップ１００においてＬＫＡ制御の目標操舵トルクＴadtが０に設定され、その後ＬＫＡ制御はステップ１３０へ進む。ステップ９０において肯定判別が行われるのは、図１２において細い二点鎖線の矢印にて示されているように、運転者が標準の車線変更の軌跡１０４n（実線の矢印）から大きく逸れるように車両を走行させようとする場合である。一旦ステップ１００が実行されると、ステップ１０において否定判別が行われる。

なお、下記の条件Ａce1〜Ａce5の少なくとも一つが成立するときに、自動運転を中止すべきであると判定されてよい。下記の条件Ａce1〜Ａce5は、それぞれ操舵トルクＴ、操舵角θ、操舵角速度θd、操舵角の偏差Δθt及び横偏差Ｙについての条件である。基準値Ｔce、θce、θdce、Δθtce及びＹceは、それぞれ基準値Ｔnce、θnce、θdnce、Δθtnce及びＹnceよりも大きい正の定数であり、車線変更が行われている状況において自動運転を中止すべきか否かを判定するための第一の自動運転中止判定基準値である。
条件Ａce1：｜Ｔ｜≧Ｔce
条件Ａce2：｜θ｜≧θce
条件Ａce3：｜θd｜≧θdce
条件Ａce4：｜Δθt｜≧Δθtce
条件Ａce5：｜Ｙ｜≧Ｙce

ステップ１１０においては、図４に示されたフローチャートに従って、車線変更の目標軌跡が、図１２においてそれぞれ実線、破線、一点鎖線、二点鎖線の矢印にて示された標準の車線変更の軌跡１０４n、遅めの車線変更の軌跡１０４d、早めの車線変更の軌跡１０４a、車線変更取り止めの軌跡１０４sの何れであるかが決定される。また、決定された軌跡での車線変更を達成するための操舵角θの目標変化量Δθatが演算される。

なお、図１２において、１００及び１０２はそれぞれ車線変更前の車線及び車線変更後の車線を示し、１００ｃ及び１０２ｃはそれぞれ車線１００及び１０２の中央の線を示している。点Ｐsは車線変更の目標軌跡が判定されるときの車両１０の前端の位置を示している。点Ｐen、Ｐed及びＰeaは、それぞれ軌跡１０４n、１０４d及び１０４aについて車線変更が終了するときの車両の前端の位置を示している。Ｌn、Ｌd及びＬaは、それぞれ中央の線１００ｃ及び１０２ｃに沿う方向の点Ｐsと点Ｐen、Ｐed及びＰeaとの間の距離を示している。Ｗは中央の線１００ｃ及び１０２ｃの間の距離を示している。

遅めの車線変更の距離Ｌdは標準の車線変更の距離Ｌnよりも大きく、早めの車線変更の距離Ｌaは標準の車線変更の距離Ｌnよりも小さい。距離Ｌn、Ｌd及びＬaは、同一の車線変更の軌跡について見て、車速Ｖが高いほど大きくなる。よって、操舵角θの目標変化量Δθatの大きさは、車速Ｖが高いほど小さくなる。距離Ｗは、車線変更の軌跡が何れであるかに関係がなく、車線１００及び１０２の幅により決定され、車線の幅が大きいほど大きくなる。

ステップ１２０においては、目標変化量Δθatに基づくＰＩＤ補償演算により、操舵角θを目標変化量Δθat変化させるためのトルクとしてＬＫＡ制御の目標操舵トルクＴadtが演算される。

ステップ１３０においては、ＬＫＡ制御の目標操舵トルクＴadtを示す信号がＬＫＡ制御装置１６からＥＰＳ制御装置１４へ出力される。従って、後述のステップ２４０において最終目標操舵アシストトルクＴatfは目標操舵アシストトルクＴatと目標操舵トルクＴadtとの和に演算され、ステップ２５０において車線変更が行われる目標軌跡に沿って車両１０が走行するよう、前輪２０FL及び２０FRの転舵角が制御される。

＜目標変化量Δθlkatの演算＞
次に、図３に示されたフローチャートを参照して、上記ステップ２０において実行される目標変化量Δθlkatの演算ルーチンについて説明する。

まず、ステップ２１においては、ＣＣＤカメラ６０により撮影された車両１０の前方の画像情報の解析等により、走行路に沿う車両の目標軌跡が決定される。更に、目標軌跡に対する車両１０の横方向の偏差である横偏差Ｙ及び目標軌跡に対し車両１０の前後方向がなす角度であるヨー角偏差φが演算される。実施形態においては、目標軌跡に対する車両１０の横方向の位置の目標値及び目標軌跡に対し車両１０の前後方向がなす角度の目標値は何れも０であるが、これらの目標値の少なくとも一方は０でなくてもよい。

なお、車両１０の目標軌跡の決定は、図には示されていないナビゲーション装置よりの情報に基づいて行われてもよく、画像情報の解析とナビゲーション装置よりの情報との組合せに基づいて行われてもよい。また、横偏差Ｙ及びヨー角偏差φは、車両を目標軌跡に沿って走行させる軌跡制御を行うために必要なパラメータであるが、それらの演算要領は本発明の要旨をなすものではないので、これらのパラメータは任意の要領にて演算されてよい。

ステップ２２においては、当技術分野において公知の要領にて、目標軌跡の曲率Ｒ（半径の逆数）が演算される。

ステップ２３においては、横偏差Ｙa、ヨー角偏差φa及び曲率Ｒに基づいて、車両１０を目標軌跡に沿って走行させるために必要な車両の目標旋回状態量として目標横加速度Ｇytが演算される。目標横加速度Ｇytは横偏差Ｙa、ヨー角偏差φa及び曲率Ｒの関数により演算されてよく、また、上記横偏差Ｙa、ヨー角偏差φa及び曲率Ｒと目標横加速度Ｇytとの関係を示すマップが設定され、目標横加速度Ｇytはそのマップから演算されてもよい。

ステップ２４においては、車両の目標横加速度Ｇyt及び車速Ｖに基づいて図７に示されたマップが参照されることにより、軌跡制御の目標操舵角θlkatが演算される。図７に示されているように、目標操舵角θlkatは目標横加速度Ｇytの絶対値が大きいほど大きさが大きくなり、車速が高いほど大きさが小さくなるように演算される。

ステップ２５においては、車両１０を目標軌跡に沿って走行させるために必要な操舵角θの修正量である目標変化量Δθlkatが、目標操舵角θlkatと操舵角θとの差（θlkat−θ）として演算される。

＜車線変更の目標軌跡の決定及び目標変化量Δθatの演算＞
次に、図４に示されたフローチャートを参照して、上記ステップ１１０において実行される車線変更の目標軌跡の決定及び目標変化量Δθatの演算ルーチンについて説明する。

まず、ステップ１１１においては、車線変更の目標軌跡が標準の車線変更の軌跡に設定されるべきである否かの判別が行われる。否定判別が行われたときにはＬＫＡ制御はステップ１１３へ進む。肯定判別が行われたときには、ステップ１１２において車線変更の目標軌跡が標準の車線変更の軌跡に設定される。また、車両を標準の車線変更の軌跡１０４n（図１２の実線の矢印）に沿って走行させるために必要な操舵角θの目標変化量Δθatが、車線変更の目標操舵角θlctと現在の操舵角θとの偏差θlct−θとして演算される。ステップ１１１において肯定判別が行われるのは、車両が標準の車線変更の軌跡に沿って走行することに運転者が同意する場合である。

なお、それぞれ操舵トルクＴ、操舵角θ、操舵角速度θd、操舵角の偏差Δθt及び横偏差Ｙについての条件である下記の条件Ａcn1〜Ａcn5の全てが成立するときに、車線変更の目標軌跡が標準の車線変更に設定されるべきであると判定されてよい。基準値Ｔcn、θcn、θdcn、Δθtcn及びＹcnは、それぞれ基準値Ｔnce、θnce、θdnce、Δθtnce及びＹnceよりも小さい正の定数である。
条件Ａcn1：｜Ｔ｜≦Ｔcn
条件Ａcn2：｜θ｜≦θcn
条件Ａcn3：｜θd｜≦θdcn
条件Ａcn4：｜Δθt｜≦Δθtcn
条件Ａcn5：｜Ｙ｜≦Ｙcn

ステップ１１３においては、運転者の操舵の方向が車線変更のための操舵の方向と同一であるか否かの判別により、車線変更の目標軌跡が早めの車線変更の軌跡に設定されるべきである否かの判別が行われる。早めの車線変更とは、車線の変更が標準の車線変更よりも早く開始し、標準の車線変更よりも早く終了する車線変更である。否定判別が行われたときにはＬＫＡ制御はステップ１１５へ進む。肯定判別が行われたときには、ステップ１１４において車線変更の目標軌跡が早めの車線変更の軌跡に設定される。また、車両を早めの車線変更の軌跡１０４ａ（図１２の一点鎖線の矢印）に沿って走行させるために必要な操舵角θの目標変化量Δθatが、早めの車線変更の目標操舵角θlctと現在の操舵角θとの偏差θlct−θとして演算される。ステップ１１３において肯定判別が行われるのは、運転者が標準の車線変更よりも早めの車線変更を希望する場合である。

ステップ１１５においては、車線変更を取り止めるべきであるか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときにはＬＫＡ制御はステップ１１７へ進む。肯定判別が行われたときには、ステップ１１６において車線変更を取り止めるべきであると判別される。また、車線変更を取り止めるための操舵角θの目標変化量Δθatが、車両を元の車線において走行させるための目標操舵角θlctと現在の操舵角θとの偏差θlct−θとして演算される。

ステップ１１５において肯定判別が行われるのは、図１２において軌跡１０４ｓとして太い二点鎖線の矢印にて示されているように、運転者が標準の車線変更の軌跡１０４ｎ（実線の矢印）から逸れて元の車線において車両を走行させようとする場合である。よって、車線変更は取り止められるが、自動運転は継続される。これに対し、ステップ１１５において否定判別が行われるのは、運転者が標準の車線変更よりも遅めの車線変更を希望する場合である。遅めの車線変更とは、車線の変更が標準の車線変更よりも遅く開始し、標準の車線変更よりも遅く終了する車線変更である。

なお、それぞれ操舵トルクＴ、操舵角θ、操舵角速度θd、操舵角の偏差Δθt及び横偏差Ｙについての条件である下記の条件Ａcs1〜Ａcs5の少なくとも一つが成立するときに、車線変更を取り止めるすべきであると判定されてよい。基準値Ｔcs、θcs、θdcs、Δθtcs及びＹcsは、それぞれ基準値Ｔcn、θcn、θdcn、Δθtcn及びＹcnよりも大きく且つ基準値Ｔnce、θnce、θdnce、Δθtnce及びＹnceよりも小さい正の定数である。
条件Ａcs1：Ｔcs＜｜Ｔ｜＜Ｔce
条件Ａcs2：θcs＜｜θ｜＜θce
条件Ａcs3：θdcs＜｜θd｜＜θdce
条件Ａcs4：Δθtcs＜｜Δθt｜＜Δθtce
条件Ａcs5：Ｙcs＜｜Ｙ｜＜Ｙce

ステップ１１７においては、車線変更の目標軌跡が遅めの車線変更の軌跡に設定される。また、車両を遅めの車線変更の軌跡１０４ｄ（図１２の破線の矢印）に沿って走行させるために必要な操舵角θの目標変化量Δθatが、遅めの車線変更の目標操舵角θlctと現在の操舵角θとの偏差θlct−θとして演算される。

＜操舵アシストトルク制御＞
次に、図５に示されたフローチャートを参照して実施形態における操舵アシストトルク制御ルーチンについて説明する。図５に示されたフローチャートによる制御は、図には示されていないイグニッションスイッチがオンであるときに、ＥＰＳ制御装置１４によって所定の時間毎に繰返し実行される。

まず、ステップ２１０においては、操舵トルクＴ及び車速Ｖに基づいて図８に示されたマップが参照されることにより、運転者の操舵負担を軽減するための目標基本操舵アシストトルクＴabが演算される。図８に示されているように、目標基本操舵アシストトルクＴabは、操舵トルクＴの絶対値が大きいほど絶対値が大きくなると共に、車速Ｖが低いほど絶対値が大きくなるように演算される。

ステップ２２０においては、例えば操舵角θの時間微分値として操舵角速度θdが演算され、操舵角速度θd及び車速Ｖに基づいて図９に示されたマップが参照されることにより、操舵アシストトルクの減衰制御成分である目標減衰トルクＴdtが演算される。目標減衰トルクＴdtは、車速Ｖが高いほど絶対値が大きくなると共に、操舵角速度θdの絶対値が基準値θd0（正の値）未満のときには操舵角速度θdの絶対値が大きいほど絶対値が大きくなり、操舵角速度θdの絶対値が基準値θd0以上のときには一定の値になるよう、演算される。

ステップ２３０においては、図６に示されたフローチャートに従って、操舵アシストトルクの摩擦制御成分である目標摩擦トルクＴftが演算される。なお、目標減衰トルクＴdtは、ステアリングホイール２２のふらつきを低減するためのトルクであり、目標摩擦トルクＴftは操舵に適度の抵抗を与えるためのトルクであり、何れも操舵に対し抗力トルクとして作用する。

ステップ２４０においては、最終目標操舵アシストトルクＴatfが、目標基本操舵アシストトルクＴab、目標減衰トルクＴdt、目標摩擦トルクＴft及びＬＫＡ制御の目標操舵トルクＴadtの和（Ｔab＋Ｔdt＋Ｔf＋Ｔadt）として演算される。なお、目標基本操舵アシストトルクＴab、目標減衰トルクＴdt及び目標摩擦トルクＴftの和は、運転者の操舵負担を軽減すると共に運転者の操舵フィーリングを向上させるための目標操舵アシストトルクＴatである。よって、最終目標操舵アシストトルクＴatfは、目標操舵アシストトルクＴatとＬＫＡ制御の目標操舵トルクＴadtとの和（Ｔat＋Ｔadt）として演算される。目標操舵アシストトルクＴatは、上記トルクの和に限定されるものではなく、当技術分野において公知の任意のトルクの和として演算されてよい。

ステップ２５０においては、パワーステアリング装置１２の操舵アシストトルクＴaが最終目標操舵アシストトルクＴatfになるよう、最終目標操舵アシストトルクＴatfに基づいてパワーステアリング装置１２が制御される。よって、操舵アシストトルクが目標操舵アシストトルクＴatになると共に、ＬＫＡ制御の操舵トルクが目標操舵トルクＴadtになるよう制御される。従って、操舵角θの変化量が目標変化量Δθatになるよう制御されることにより、転舵輪である前輪２０FL及び２０FRの転舵角が目標変化量Δθatに対応する目標変化量だけ変化される。

＜目標摩擦トルクＴftの演算＞
次に、図６に示されたフローチャートを参照して、上記ステップ２３０において実行される目標摩擦トルクＴftの演算ルーチンについて説明する。

まず、ステップ２３１においては、操舵角θの絶対値及び車速Ｖに基づいて、図１０に示されたマップから、目標基本摩擦トルクＴfbtが演算される。図１０に示されているように、目標基本摩擦トルクＴfbtは、操舵角θの絶対値が大きいほど大きくなると共に、車速Ｖが高いほど大きくなるよう演算される。

図には示されていないが、車速Ｖが中高車速域にあるときには、操舵角θの絶対値が大きいほどセルフアライニングトルクＴsatが大きくなる。よって、操舵角θの絶対値が大きい領域における必要な保舵力を低減し操舵の収束性を向上させるために、目標基本摩擦トルクＴfbtは操舵角θの絶対値が大きいほど大きい値に演算される。また、セルフアライニングトルクＴsatは車速Ｖが高いほど大きくなる。よって、車速Ｖが高いほど中高速走行時に必要な保舵力を低減し操舵の収束性を向上させると共に、低速走行時における操舵抵抗を低減するために、目標基本摩擦トルクＴfbtは車速Ｖが高いほど大きい値に演算される。

ステップ２３２においては、摩擦トルクを制御するための目標操舵角θftが演算される。なお、目標操舵角θftは、例えば特開２００９−１２６２４４号公報の図５に示されたフローチャートに従って行われる目標操舵角θtの演算と同様の要領にて演算されてよい。

ステップ２３３においては、操舵角θ及び目標操舵角θftに基づいて、下記の式（１）に従って目標付加摩擦トルクＴctが演算される。なお、下記の式（１）におけるゲインＫは、正の値である。下記の式（１）から解るように、目標付加摩擦トルクＴctの符号、即ちその作用方向は、操舵角θ及び目標操舵角θftの大小関係によって決定される。
Ｔct＝Ｋ（θft−θ） …（１）

ステップ２３４においては、操舵トルクＴの絶対値に基づいて、図１１に示されたマップから、トルクゲインＫtが演算される。トルクゲインＫtは、操舵トルクＴの絶対値が基準値Ｔ0（正の値）未満のときには、操舵トルクＴの絶対値が大きいほど０以上で１未満の範囲にて大きくなり、操舵トルクＴの絶対値が基準値Ｔ0以上のときには、１になるよう、演算される。

ステップ２３５においては、目標付加摩擦トルクＴctにトルクゲインＫtが乗算されることにより、目標付加摩擦トルクＴctが補正される。

ステップ２３６においては、補正後の目標付加摩擦トルクＴctがローパスフィルタ処理されることにより、高周波のノイズ成分が除去されたローパスフィルタ処理後の目標付加摩擦トルクＴctfとして、目標摩擦トルクＴftが演算される。

以上の説明から解るように、実施形態によれば、自動運転による車線変更の必要があり且つ運転者により操舵操作が行われている場合には、ステップ３０及び７０において肯定判別が行われ、ステップ９０以降が実行される。操舵トルクＴなどの何れかの指標値の大きさが、基準値Ｔnceなどの対応する標準基準値よりも大きく且つ第一の自動運転中止基準値よりも小さいときには、ステップ９０において否定判別が行われる。よって、ステップ１１０において自動運転が中止されることなく、指標値の大きさに応じて車線変更の目標軌跡が変更される。従って、運転者は、自動運転による車線変更が行われる際に、指標値の大きさが標準基準値よりも大きく且つ第一の自動運転中止基準値よりも小さくなる範囲にて操舵操作を行うことにより、自動運転を中止させることなく、指標値の大きさに応じて車線変更の目標軌跡を変更することができる。

また、ステップ１１０において、図４に示されたフローチャートに従って、運転者の操舵操作に応じて変化する指標値であって、車線変更の軌跡に関する運転者の意図を判定するための指標値の大きさに応じて車線変更の軌跡に関する運転者の意図が判定される。よって、運転者は、操舵操作以外の特別な操作を要することなく操舵操作を行うことにより、自らの意図を反映する軌跡にて車線変更を行わせることができる。

実施形態において、運転者の操舵操作に応じて変化する指標値であって、車線変更の軌跡に関する運転者の意図を判定するための指標値は、操舵トルクＴ、操舵角θ、操舵角速度θd、操舵角の偏差Δθt及び横偏差Ｙである。これらの指標値によれば、車線変更の軌跡に関する運転者の意図を的確に判定することができる。よって、指標値の大きさが、第一の自動運転中止基準値よりも小さいときには、自動運転を中止させることなく、上記五つの指標値に基づいて、車線変更に関する運転者の意図が的確に反映するよう、車線変更の目標軌跡を変更することができる。

また、実施形態によれば、指標値の大きさが、標準基準値よりも大きく且つ第一の自動運転中止基準値よりも小さいときには、ステップ１１０が実行される。ステップ１１０において、車線変更の目標軌跡が、標準の軌跡よりも早めの車線変更の軌跡、標準の軌跡よりも遅めの車線変更の軌跡及び車線変更取り止めの軌跡の何れかに変更される。よって、運転者は、操舵操作を行うことにより、車線変更の目標軌跡を、指標値の大きさに応じて、標準の軌跡よりも早めの車線変更の軌跡、標準の軌跡よりも遅めの車線変更の軌跡及び車線変更取り止めの軌跡の何れかに変更することができる。

更に、実施形態によれば、指標値の大きさが第一の自動運転中止基準値以上であるときには、自動運転が中止される（ステップ５０）。第一の自動運転中止基準値は、自動運転による車線変更が不要であり且つ運転者により操舵操作が行われているときにおける第二の自動運転中止基準値（ステップ９０）よりも大きい。よって、例えば第一の自動運転中止基準値が第二の自動運転中止基準値以下である場合に比して、運転者が継続を希望する自動運転が、運転者の操舵操作に起因して中止される虞を低減することができる。従って、自動運転を継続させつつ運転者の操舵操作によって車線変更の目標軌跡を変更することを行い易くすることができる。

＜実施形態の作動＞
以上の通り構成された実施形態にかかる自動運転車両１０の作動を、ＬＫＡ制御中の種々の場合について説明する。

なお、ＬＫＡ制御が実行されていない場合には、図２に示されたフローチャートのステップ１０において否定判別が行われ、ステップ１００においてＬＫＡ制御の目標操舵トルクＴadtが０に設定される。よって、図５に示されたフローチャートのステップ２４０において最終目標操舵アシストトルクＴatfは目標操舵アシストトルクＴatのみと同一の値に演算されるので、ＬＫＡ制御による前輪２０FL及び２０FRの転舵角の制御、即ち自動運転は行われない。

＜Ａ．車線変更が不要で非操舵中の場合＞
車線変更が不要で運転者により操舵操作が行われていない場合には、図２に示されたフローチャートのステップ１０において肯定判別が行われ、ステップ３０及び４０において否定判別が行われる。よって、ステップ６０において操舵角θの目標変化量Δθatが、ステップ２０において演算された目標変化量Δθlkatに設定され、ステップ１２０及び１３０により車両を車線変更が不要な目標軌跡に沿って走行させるためのＬＫＡ制御の目標操舵トルクＴadtが演算される。従って、ステップ２４０において最終目標操舵アシストトルクＴatfは目標操舵アシストトルクＴatと目標操舵トルクＴadtとの和に演算され、ステップ２５０において車線変更が行われない目標軌跡に沿って車両１０が走行するよう、前輪２０FL及び２０FRの転舵角が制御される。

＜Ｂ．車線変更が不要で操舵中の場合＞
車線変更が不要で運転者により操舵操作が行われている場合には、図２に示されたフローチャートのステップ１０において肯定判別が行われ、ステップ３０において否定判別が行われ、ステップ４０において肯定判別が行われる。よって、ステップ５０において、上記条件Ａnce1〜Ａnce5の少なくとも一つが成立するか否かの判別が行われることにより、自動運転を中止すべきか否かの判別が行われる。

自動運転を中止すべき旨の判別が行われたときには、ステップ１００においてＬＫＡ制御の目標操舵トルクＴadtが０に設定され、ステップ１３０において、目標操舵トルクＴadtが０であることを示す信号がＬＫＡ制御装置１６からＥＰＳ制御装置１４へ出力される。その後はステップ１０に於いて否定判別が行われる。従って、ステップ２４０において最終目標操舵アシストトルクＴatfは目標操舵アシストトルクＴatに演算され、ステップ２５０において自動運転が行われることなく操舵アシストトルクＴaの制御が行われる。

これに対し、自動運転を中止すべきではない旨の判別が行われたときには、ステップ６０において、操舵角θの目標変化量Δθatが、ステップ２０において演算された目標変化量Δθlkatに設定される。よって、上記＜Ａ．車線変更が不要で非操舵中の場合＞と同様に、車線変更が行われない目標軌跡に沿って車両１０が走行するよう、前輪の転舵角が制御される。

＜Ｃ．車線変更が必要で非操舵中の場合＞
車線変更が必要で運転者により操舵操作が行われていない場合には、図２に示されたフローチャートのステップ１０及び３０において肯定判別が行われ、ステップ７０において否定判別が行われる。よって、ステップ８０において予め設定された車線変更の軌跡に沿って車両を走行させるための操舵角θの目標変化量Δθatが演算され、ステップ１２０及び１３０により車両を車線変更が必要な目標軌跡に沿って走行させるためのＬＫＡ制御の目標操舵トルクＴadtが演算される。従って、ステップ２４０において最終目標操舵アシストトルクＴatfは目標操舵アシストトルクＴatと目標操舵トルクＴadtとの和に演算され、ステップ２５０において軌跡１０４nに沿って車両１０が走行するよう、前輪の転舵角が制御される。

＜Ｄ．車線変更が必要で操舵中の場合＞
車線変更が必要で運転者により操舵操作が行われている場合には、図２に示されたフローチャートのステップ１０、３０及び７０において肯定判別が行われる。よって、ステップ９０において、上記条件Ａce1〜Ａce5の少なくとも一つが成立するか否かの判別が行われることにより、自動運転を中止すべきか否かの判別が行われる。

自動運転を中止すべき旨の判別が行われたときには、ステップ１００においてＬＫＡ制御の目標操舵トルクＴadtが０に設定される。よって、上記＜Ｂ．車線変更が不要で操舵中の場合＞において自動運転を中止すべき旨の判別が行われた場合と同様に、自動運転が行われることなく操舵アシストトルクの制御が行われる。

これに対し、自動運転を中止すべきではない旨の判別が行われたときには、ステップ１１０において、車線変更の目標軌跡が標準の車線変更の軌跡、遅めの車線変更の軌跡、早めの車線変更の軌跡、車線変更取り止めの軌跡の何れであるかが決定され、決定された目標軌跡での車線変更を達成するための操舵角θの目標変化量Δθatが演算される。ステップ１２０において、操舵角θを目標変化量Δθat変化させるためのトルクとしてＬＫＡ制御の目標操舵トルクＴadtが演算される。従って、ステップ２４０において最終目標操舵アシストトルクＴatfは目標操舵アシストトルクＴatと目標操舵トルクＴadtとの和に演算され、ステップ２５０において決定された車線変更の目標軌跡に沿って車両１０が走行するよう、前輪の転舵角が制御される。

Ｄ−１．上記条件Ａcn1〜Ａcn5の全てが成立する場合
この場合には、ステップ１１１において肯定判別が行われ、ステップ１１２において車線変更の目標軌跡が標準の車線変更１０４n（図１２の実線の矢印）に設定される。よって、車線変更の目標軌跡が不必要に標準の軌跡以外の軌跡に変更されることを回避することができる。

Ｄ−２．上記条件Ａcn1〜Ａcn5の何れかが成立せず、運転者の操舵の方向が車線変更のための操舵の方向と同一である場合
この場合には、ステップ１１１において否定判別が行われ、ステップ１１３において肯定判別が行われ、ステップ１１４において車線変更の目標軌跡が早めの車線変更１０４a（図１２の一点鎖線の矢印）に設定される。よって、運転者は、自動運転による転舵輪の転舵方向と同一の方向へ転舵輪が転舵されるよう操舵操作を行うことにより、操舵操作以外の特別な操作を要することなく、車線変更の目標軌跡を早めの車線変更の軌跡に変更することができる。

Ｄ−３．上記条件Ａcn1〜Ａcn5の何れかが成立せず、運転者の操舵の方向が車線変更のための操舵の方向とは逆の方向であり、上記条件Ａcs1〜Ａcs5の少なくとも一つが成立する場合
この場合には、ステップ１１１及び１１３において否定判別が行われ、ステップ１１５において肯定判別が行われ、ステップ１１６において車線変更を取り止めて元の車線１００に戻るべきである（図１２の太い二点鎖線の矢印）と判別される。よって、操舵角θの目標変化量Δθatは、車両が車線変更取り止めの軌跡１００sに沿って走行する値になるよう演算される。よって、運転者は、自動運転による転舵輪の転舵方向と逆の方向へ転舵輪が転舵されるよう、指標値の大きさが車線変更取り止め基準値よりも大きい範囲にて操舵操作を行うことにより、操舵操作以外の特別な操作を要することなく、車線変更の目標軌跡を車線変更取り止めの軌跡に変更することができる。

Ｄ−４．上記条件Ａcn1〜Ａcn5の何れかが成立せず、運転者の操舵の方向が車線変更のための操舵の方向とは逆の方向であり、上記条件Ａcs1〜Ａcs5の何れも成立しない場合
この場合には、ステップ１１１、１１３及び１１５において否定判別が行われ、ステップ１１７において車線変更の目標軌跡が遅めの車線変更１００d（図１２の破線の矢印）に設定される。よって、運転者は、自動運転による転舵輪の転舵方向と逆の方向へ転舵輪が転舵されるよう、指標値の大きさが車線変更取り止め基準値以下である範囲にて操舵操作を行うことにより、操舵操作以外の特別な操作を要することなく、車線変更の目標軌跡を遅めの車線変更の軌跡に変更することができる。

なお、車線変更の目標軌跡が遅めの車線変更の軌跡又は早めの車線変更の軌跡に変更される場合には、車線変更が進行すると、車両が運転者の希望する車線変更の軌跡に沿って走行するようになるので、運転者の操舵操作量は小さくなる。よって、ステップ７０において否定判別が行われ、ステップ８０において、操舵角θの目標変化量Δθatは車線変更が設定された軌跡にて行われるよう演算される。

［修正例］
修正例におけるＬＫＡ制御の目標操舵トルクＴadtの演算は、図２に示されたフローチャートに代えて、図１３に示されたフローチャートに従って行われる。ステップ１１０において実行される車線変更の目標軌跡の決定及び操舵角θの目標変化量Δθatの演算は、図１４に示されたフローチャートに従って行われる。更に、操舵アシストトルクの制御は、図５に示されたフローチャートに代えて、図１５に示されたフローチャートに従って行われる。なお、図１３、図１４及び図１５において、それぞれ図２、図４及び図５に示されたステップと同一のステップには、図２、図４及び図５において付されたステップ番号と同一のステップ番号が付されており、それらのステップについての説明を省略する。

図１３と図２との比較から解るように、図１３のステップ６０においては、操舵角θの目標変化量Δθatが目標変化量Δθlkatに設定されると共に、運転者の操舵負担を軽減するための目標基本操舵アシストトルクＴabに対する補正係数Ｋaが１に設定される。ステップ８０においては、標準の車線変更の軌跡１０４nに沿って車両を走行させるための操舵角θの目標変化量Δθatが演算されると共に、補正係数Ｋaが１に設定される。更に、ステップ１００においては、ＬＫＡ制御の目標操舵トルクＴadtが０に設定されると共に、補正係数Ｋaが１に設定される。

また、図１４と図４との比較から解るように、図１４のステップ１１２及び１１７においては、それぞれ実施形態の場合と同様に、車線変更の目標軌跡が設定され、操舵角θの目標変化量Δθatが演算されると共に、補正係数Ｋaが１に設定される。これに対し、ステップ１１４においては、車線変更の目標軌跡が早めの車線変更の軌跡に設定され、操舵角θの目標変化量Δθatが演算されると共に、補正係数ＫaがＫaa（１よりも大きい正の定数）に設定される。同様に、ステップ１１６においては、車線変更の目標軌跡が車線変更取り止めの軌跡に設定され、操舵角θの目標変化量Δθatが演算されると共に、補正係数ＫaがＫas（１よりも大きい正の定数）に設定される。ＫasはＫaa１よりも大きい値であることが好ましいが、Ｋaaと同一又はＫaaよりも小さい値であってもよい。

更に、図１５と図５との比較から解るように、図１５のステップ２４０においては、最終目標操舵アシストトルクＴatfが、補正係数Ｋa及び目標基本操舵アシストトルクＴabの積、目標減衰トルクＴdt、目標摩擦トルクＴft及びＬＫＡ制御の目標操舵トルクＴadtの和（ＫaＴab＋Ｔdt＋Ｔf＋Ｔadt）として演算される。即ち、目標基本操舵アシストトルクＴabがＫa倍に補正される。

以上の説明より解るように、修正例によれば、実施形態において得られる作用効果と同一の作用効果を得ることができることに加えて、補正係数Ｋaによる作用効果を得ることができる。

即ち、ステップ１１４において、車線変更の目標軌跡が早めの車線変更の軌跡に変更されるときには、補正係数Ｋaが１よりも大きい正の定数であるＫasに設定される。ステップ１１６において、車線変更の目標軌跡が車線変更取り止めの軌跡に設定されるときには、補正係数Ｋaが１よりも大きい正の定数であるＫasに設定される。よって、目標基本操舵アシストトルクＴabは、車線変更の目標軌跡が早めの車線変更の軌跡又は車線変更取り止めの軌跡に変更されるときには、車線変更の目標軌跡がこれらの軌跡に変更されないときに比して、増大される。従って、車線変更の目標軌跡が早めの車線変更の軌跡又は車線変更取り止めの軌跡に変更されるときには、目標操舵アシストトルクが増大されるので、運転者は容易に操舵操作することができ、車線変更の目標軌跡を容易に早めの車線変更の軌又は車線変更取り止めの軌跡跡に変更することができる。

なお、車線変更の目標軌跡が早めの車線変更の軌跡に変更される場合にも、車線変更が進行すると、運転者の操舵操作量は減少する。よって、ステップ７０において否定判別が行われ、補正係数Ｋaは１に設定される。従って、車線変更の途中で操舵アシストトルクが過剰になることを回避することができる。

同様に、車線変更の目標軌跡が車線変更取り止めの軌跡に変更される場合にも、車線変更取り止めが完了に近づくと、運転者の操舵操作量は減少する。よって、ステップ７０において否定判別が行われ、補正係数Ｋaは１に設定される。従って、車線変更取り止めが完了に近づく状況において操舵アシストトルクが過剰になることを回避することができる。

以上においては本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

例えば、上述の実施形態及び修正例においては、指標値は、操舵トルクＴ、操舵角θ、操舵角速度θd、操舵角の偏差Δθt及び横偏差Ｙであるが、指標値はこれらの少なくとも一つであればよく、これらの指標値の何れかが省略されてもよい。

また、上述の実施形態及び修正例においては、ステップ５０、９０及び１１５においては、それぞれ五つの条件の少なくとも一つが成立するときに肯定判別が行われるようになっている。しかし、五つの条件のうちの任意の複数の条件が成立するときに肯定判別が行われるよう修正されてもよい。

また、上述の実施形態及び修正例においては、ステップ１１０において指標値の大きさに応じて車線変更の目標軌跡が、標準の軌跡よりも早めの車線変更の軌跡、標準の軌跡よりも遅めの車線変更の軌跡及び車線変更取り止めの軌跡の何れかに変更される。早めの車線変更の軌跡及び遅めの車線変更の軌跡は、車速Ｖに応じて可変設定されるが、指標値の大きさによっては可変設定されない。しかし、早めの車線変更の軌跡及び遅めの車線変更の軌跡は、車速Ｖ及び指標値の大きさの両者に応じて可変設定されるよう修正されてもよい。

また、上述の実施形態及び修正例においては、標準の軌跡、標準の軌跡よりも早めの車線変更の軌跡及び標準の軌跡よりも遅めの車線変更の軌跡は、同一の形態をなし、車線変更の開始タイミングが異なっている。しかし、例えば早めの車線変更の軌跡における操舵角の変化速度が標準の軌跡における操舵角の変化速度よりも速くなり、遅めの車線変更の軌跡における操舵角の変化速度が標準の軌跡における操舵角の変化速度よりも遅くなるよう、各軌跡の形態が互いに異なるよう修正されてもよい。

更に、上述の実施形態及び修正例においては、ステップ５０において否定判別が行われたときには、ステップ４０において否定判別が行われた場合と同様に、ステップ６０において操舵角θの目標変化量Δθatが目標変化量Δθlkatに設定される。しかし、ステップ５０において否定判別が行われたときには、操舵角θの目標変化量Δθatは、運転者の操舵操作量を考慮して目標変化量Δθlkatが修正された値に演算されるよう修正されてもよい。

１０…自動運転車両、１２…電動パワーステアリング（ＥＰＳ）装置、１４…ＥＰＳ制御装置、１６…走行制御装置、２０FL〜２０RR…車輪、４２…転舵装置、５０…操舵角センサ、５２…トルクセンサ、５４…車速センサ、６０…ＣＣＤカメラ、６２…選択スイッチ

Claims (9)

1. 転舵輪を転舵するよう構成された転舵装置と、車両を目標軌跡に沿って走行させるための目標操舵角を演算し、操舵角が前記目標操舵角になるように、前記転舵装置の制御によって前記転舵輪の転舵角を変化させる自動運転を行うよう構成された制御装置と、を有し、前記制御装置は、自動運転による車線変更の必要があるときには、車線変更の目標軌跡が予め設定された標準の軌跡に設定されて車線変更が行われるように前記転舵装置を制御するよう構成された自動運転車両において、
   前記制御装置は、自動運転による車線変更の必要があり且つ運転者により操舵操作が行われている場合には、運転者の操舵操作に応じて変化する指標値であって、車線変更の軌跡に関する運転者の意図を判定するための指標値の大きさが、標準基準値よりも大きく且つ第一の自動運転中止基準値よりも小さいときには、自動運転を中止することなく、前記指標値の大きさに応じて前記車線変更の目標軌跡を変更するよう構成された自動運転車両。
2. 請求項１に記載の自動運転車両において、前記指標値は、操舵トルク、操舵角、操舵角速度、操舵角と目標操舵角との偏差及び目標軌跡に対する車両の横方向の偏差の少なくとも一つである、自動運転車両。
3. 請求項１に記載の自動運転車両において、前記制御装置は、前記車線変更の目標軌跡を、前記標準の軌跡よりも早めの車線変更の軌跡、前記標準の軌跡よりも遅めの車線変更の軌跡及び車線変更取り止めの軌跡の何れかに変更するよう構成された自動運転車両。
4. 請求項１に記載の自動運転車両において、前記制御装置は、前記指標値の大きさが前記第一の自動運転中止基準値以上であるときには、自動運転を中止し、前記第一の自動運転中止基準値は、自動運転による車線変更が不要であり且つ運転者により操舵操作が行われているときにおける第二の自動運転中止基準値よりも大きい、自動運転車両。
5. 請求項１に記載の自動運転車両において、前記制御装置は、前記指標値の大きさが前記標準基準値以下であるときには、前記車線変更の目標軌跡を前記標準の軌跡に設定するよう構成された自動運転車両。
6. 請求項３に記載の自動運転車両において、前記制御装置は、前記指標値の大きさが前記標準基準値よりも大きく且つ前記第一の自動運転中止基準値よりも小さい場合において、運転者の操舵操作による前記転舵輪の転舵方向が自動運転による前記転舵輪の転舵方向と同一の方向であるときに、前記車線変更の目標軌跡を前記早めの車線変更の軌跡に変更するよう構成された自動運転車両。
7. 請求項３に記載の自動運転車両において、前記制御装置は、運転者の操舵操作による前記転舵輪の転舵方向が自動運転による前記転舵輪の転舵方向とは逆の方向である場合において、前記標準基準値よりも大きく且つ前記第一の自動運転中止基準値よりも小さい値を車線変更取り止め基準値として、前記指標値の大きさが前記車線変更取り止め基準値以下であるときに、前記車線変更の目標軌跡を前記遅めの車線変更の軌跡に変更するよう構成された自動運転車両。
8. 請求項３に記載の自動運転車両において、前記制御装置は、運転者の操舵操作による前記転舵輪の転舵方向が自動運転による前記転舵輪の転舵方向とは逆の方向である場合において、前記標準基準値よりも大きく且つ前記第一の自動運転中止基準値よりも小さい値を車線変更取り止め基準値として、前記指標値の大きさが前記車線変更取り止め基準値よりも大きいときに、前記車線変更の目標軌跡を前記車線変更取り止めの軌跡に変更するよう構成された自動運転車両。
9. 請求項６に記載の自動運転車両において、前記制御装置は、運転者の操舵操作を補助するための目標操舵アシストトルクを演算すると共に、操舵角が前記目標操舵角になるように前記転舵装置の制御によって前記転舵輪の転舵角を変化させるための自動運転の目標操舵トルクを演算するよう構成され、前記転舵装置は、前記目標操舵アシストトルク及び前記自動運転の目標操舵トルクの和に基づいて前記転舵輪を転舵するよう構成され、前記制御装置は、前記車線変更の目標軌跡を前記早めの車線変更の軌跡及び前記車線変更取り止めの軌跡の一方に変更するときには、前記車線変更の目標軌跡を前記一方の軌跡に変更しないときに比して、前記目標操舵アシストトルクを増大させるよう構成された自動運転車両。

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