JP5741697B2 - 車両の走行制御装置 - Google Patents
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Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の走行制御装置に係り、更に詳細には操舵輪を操舵することにより車両を目標軌跡（目標走行ライン）に沿って走行させる軌跡制御を行う車両の走行制御装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両の走行制御装置の一つとして、ステアリングギヤ比可変装置（ＶＧＲＳ）とも呼ばれる転舵角可変装置によって操舵輪を操舵することにより車両を目標軌跡に沿って走行させる走行制御装置はよく知られている。この種の走行制御装置に於いては、カメラにより撮影された車両前方の画像の解析により走行路が特定され、その特定された走行路に基づいて目標軌跡が設定され、車両が目標軌跡に沿って走行するよう操舵輪が操舵される。
【０００３】
また軌跡制御による操舵輪の操舵に伴って操舵入力手段としてのステアリングホイールが回転されると、車両の乗員が煩わしさを感じる。そのため軌跡制御により操舵輪が操舵されてもステアリングホイールができるだけ回転しないよう、転舵角可変装置及びパワーステアリング装置を制御することも既に知られている。
【０００４】
しかし軌跡制御が行われる車両の乗員は軌跡制御による車両の進行方向の変化を予知することができないため、不安感や異和感を覚えることがある。例えば車両前方の走行路の曲率が変化する状況に於いては、乗員は車両が走行路に沿って適正に進行方向を変化させながら走行するかについて不安感や異和感を覚えることがある。また車両前方に分岐路が存在する状況に於いては、乗員は車両が希望通りの走行路を選択して分岐路を通過するよう進行方向を変化させて或いは変化させずに走行するかについて不安感や異和感を覚えることがある。
【０００５】
この問題を解消する手段として、例えば下記の特許文献１に記載されている如くナビゲーション装置により音声にて車両の進行方向の変化を予告報知したり、メーター等のディスプレイに車両の進行方向の変化を予告表示したりすることが既に提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】特開平１０−１０５８８５号公報
【発明の概要】
【０００６】
〔発明が解決しようとする課題〕
音声によって車両の進行方向の変化が予告報知される場合には、聞き逃し等に起因して予告報知が車両の乗員により認識されないことが生じやすく、またオーディオ機能との干渉が避けられない。またディスプレイに車両の進行方向の変化が予告表示される場合には、ディスプレイの表示から車両の進行方向の変化に関する予告内容を瞬時に正確に把握することが困難であり、また運転者以外の乗員が予告表示自体を認識することが非常に困難である。
【０００７】
本発明の主要な目的は、軌跡制御による車両の進行方向の変化が音声やディスプレイの表示によって予告される場合に比して、確実に車両の乗員に車両の進行方向の変化を予告することである。
【０００８】
〔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、操舵輪を操舵することにより車両を目標軌跡に沿って走行させる軌跡制御を行う車両の走行制御装置に於いて、車両は運転者により操作される操舵入力手段の操作位置と操舵輪である前輪の舵角との関係を変化させる操舵関係可変装置を有し、前記軌跡制御により車両の進行方向が変更される可能性があるときには、前記軌跡制御による車両の進行方向の変更に先立って前記操舵関係可変装置を制御することにより前記操舵入力手段の操作位置を変化させることを特徴とする車両の走行制御装置（請求項１の構成）、又は操舵輪を操舵することにより車両を目標軌跡に沿って走行させる軌跡制御を行う車両の走行制御装置に於いて、車両は前輪及び後輪の舵角を変化させる舵角可変装置を有し、前記軌跡制御により車両の進行方向が変更される可能性があるときには、前記軌跡制御による車両の進行方向の変更に先立って前記舵角可変装置によって前輪及び後輪の舵角を制御することにより車両のヨー角及び走行路に対する車両の横方向の位置の少なくとも一方を変化させることを特徴とする車両の走行制御装置（請求項２の構成）、又は操舵輪を操舵することにより車両を目標軌跡に沿って走行させる軌跡制御を行う車両の走行制御装置に於いて、車両は運転者により操作される操舵入力手段の操作位置と操舵輪である前輪の舵角との関係を変化させる操舵関係可変装置と、補助操舵力発生装置とを有し、前記軌跡制御により車両の進行方向が変更される可能性があるときには、前記軌跡制御による車両の進行方向の変更に先立って前記操舵関係可変装置及び前記補助操舵力発生装置を制御することにより前輪の舵角を制御しつつ前記操舵入力手段の操作位置を変化させることを特徴とする車両の走行制御装置（請求項３の構成）、又は操舵輪を操舵することにより車両を目標軌跡に沿って走行させる軌跡制御を行う車両の走行制御装置に於いて、車両は運転者により操作される操舵入力手段の操作位置と前輪の舵角との関係を変化させる操舵関係可変装置と、後輪の舵角を変化させる後輪舵角可変装置とを有し、前記軌跡制御により車両の進行方向が変更される可能性があるときには、前記軌跡制御による車両の進行方向の変更に先立って前記操舵関係可変装置及び前記後輪舵角可変装置を制御することにより車両のヨー角及び走行路に対する車両の横方向の位置の少なくとも一方を変化させることを特徴とする車両の走行制御装置（請求項４の構成）が提供される。
【０００９】
請求項１の構成によれば、軌跡制御により車両の進行方向が変更される可能性があるときには、操舵関係可変装置を制御することによって操舵入力手段の操作位置と前輪の舵角との関係を変化させることにより、前輪の舵角をできるだけ目標軌跡を達成するための舵角に制御しつつ、操舵入力手段の操作位置を変化させることができる。
【００１０】
請求項２の構成によれば、軌跡制御により車両の進行方向が変更される可能性があるときには、前輪及び後輪の舵角を制御することによって車両のヨー角及び走行路に対する車両の横方向の位置の少なくとも一方を変化させることにより、車両の進行方向の変化を予告することができる。
【００１１】
請求項３の構成によれば、軌跡制御により車両の進行方向が変更される可能性があるときには、前輪の舵角を制御しつつ操舵入力手段の操作位置を変化させることができるので、前輪の舵角をできるだけ目標軌跡を達成するための舵角に制御しつつ、操舵入力手段の操作位置を変化させることができる。
【００１２】
請求項４の構成によれば、軌跡制御により車両の進行方向が変更される可能性があるときには、操舵関係可変装置及び後輪舵角可変装置を制御することによって車両のヨー角及び走行路に対する車両の横方向の位置の少なくとも一方を変化させることにより、車両の進行方向の変化を予告することができる。
【００１３】
よって請求項１乃至４の構成によれば、車両の進行方向の変化が音声やディスプレイの表示によって予告される場合に比して、確実に車両の乗員に車両の進行方向の変化を予告することができ、これにより車両の乗員は確実に軌跡制御による車両の進行方向の変化を予知することができる。
【００１４】
また上記構成に於いて、車両の進行方向の変更度合が高いときには進行方向の変更度合が低いときに比して、軌跡制御による車両の進行方向の変更に先立って変化させる量を大きくするようになっていてよい。
【００１５】
この構成によれば、車両の進行方向の変更度合が高いときには進行方向の変更度合が低いときに比して、車両の進行方向の変化を予告するための制御量を大きくし、車両の進行方向の変化を効果的に予告することができる。
【００１６】
また上記構成に於いて、車両が車線の中央に対し横方向へオフセットしているときには、軌跡制御による車両の進行方向の変更に先立ってオフセットの量が増大する方向へ変化させる量は、オフセットの量が減少する方向へ変化させる量に比して小さくてよい。
【００１７】
この構成によれば、車両の進行方向の変化を予告するための制御により車両のオフセットの量が増大するときには、予告するための制御量を小さくし、車両の乗員が覚える不安感を低減することができる。逆に車両の進行方向の変化を予告するための制御により車両のオフセットの量が減少するときには、予告するための制御量を大きくし、車両の進行方向の変化を効果的に予告することができる。
【００１８】
また上記構成に於いて、車両の走行の安全性が低いときには車両の走行の安全性が高いときに比して、軌跡制御による車両の進行方向の変更に先立って変化させる量を小さくするようになっていてよい。
【００１９】
この構成によれば、車両の走行の安全性が低いときには車両の走行の安全性が高いときに比して、車両の進行方向の変化を予告するための制御量が小さくされる。よって車両の進行方向の変化を予告するための制御によって車両の走行の安全性が更に低下される虞れを低減することができる。逆に車両の走行の安全性が高いときには車両の走行の安全性が低いときに比して、車両の進行方向の変化を予告するための制御量が小さくされる度合が低いので、車両の進行方向の変化を効果的に予告することができる。
【００２０】
また上記構成に於いて、軌跡制御による車両の進行方向の変更に先立って変化させる量が小さいときには、変化させる量が大きいときに比して軌跡制御による車両の進行方向の変更に先立って変化させる速度を大きくするようになっていてよい。
【００２１】
この構成によれば、車両の進行方向の変化を予告するための制御量が小さいときには、制御量を変化させる速度を大きくし、車両の乗員が車両の進行方向の変化の予告を認識し易くすることができる。逆に車両の進行方向の変化を予告するための制御量が大きいときには、制御量を変化させる速度を小さくし、車両の進行方向の変化を予告するための制御量の急激な変動によって車両の乗員が異和感を覚える虞れを低減することができる。
【００２２】
また上記構成に於いて、軌跡制御により車両の進行方向が変更される可能性は、分岐路に於いて車両の乗員により目標軌跡が変更される可能性があることによる可能性であり、軌跡制御による車両の進行方向の変更に先立って行わせる変化を車両の進行方向の変更後の方向とは逆の方向へ行わせるようになっていてよい。
【００２３】
この構成によれば、車両の進行方向の変化を予告するための制御量またが車両の進行方向の変更後の方向とは逆の方向へ変化される。よって分岐路に於いて運転者が目標軌跡の変更を希望する場合には運転者の運転操作量が大きくなるので、運転者が目標軌跡の変更を希望するか否かを運転者の運転操作量に基づいて確実に判定することができる。
【００２４】
また上記構成に於いて、設定されている目標軌跡に基づく進行方向とは異なる進行方向への分岐路が存在し、車両の乗員により目標軌跡が変更されることにより車両の進行方向が変更される可能性があるときには、操舵入力手段に対する運転者の操作に基づいて目標軌跡の変更の要否を判定するようになっていてよい。
【００２５】
この構成によれば、車両の乗員が目標軌跡の変更を希望する場合には、車両の進行方向を変更しようとして行われる操舵入力手段に対する運転者の操作に基づいて目標軌跡の変更の要否を判定することができる。
【００２６】
また上記構成に於いて、分岐路の手前に目標軌跡の変更の要否を判定するための判定走行区間を設定し、判定走行区間に於ける操舵入力手段に対する運転者の操作に基づいて目標軌跡の変更の要否を判定するようになっていてよい。
【００２７】
この構成によれば、判定走行区間に於ける操舵入力手段に対する運転者の操作に基づいて目標軌跡の変更の要否を判定することができる。
【００２８】
上記構成に於いて、分岐路の手前に判定走行区間の終点を設定し、終点より所定の距離手前の位置を判定走行区間の始点に設定するようになっていてよい。
【００２９】
この構成によれば、分岐路の手前に所定の距離の判定走行区間点を設定することができる。
【００３０】
また上記構成に於いて、車両が判定走行区間を通過した後に於ける操舵入力手段に対する運転者の操作量若しくは操作速度が大きいときには運転者の操作量若しくは操作速度が小さいときに比して、目標軌跡の変更を速やかに行うようになっていてよい。
【００３１】
この構成によれば、車両が判定走行区間を通過した後にも必要に応じて目標軌跡を変更することができ、またその変更の速度を運転者の操作量若しくは操作速度に応じて可変設定することができる。
【００３２】
また上記構成に於いて、軌跡制御により車両の進行方向が変更される可能性は、車両の走行に伴って走行路の曲率が変化して目標軌跡の曲率が変化すること、及び分岐路に於いて車両の乗員により目標軌跡が変更されること、の少なくとも一方による可能性であってよい。
【００３３】
この構成によれば、車両の走行に伴って走行路の曲率が変化して目標軌跡の曲率が変化する可能性がある場合若しくは分岐路に於いて車両の乗員により目標軌跡が変更される可能性がある場合について、車両の乗員に車両の進行方向の変化を予告することができる。
【００３４】
特に車両の走行に伴って走行路の曲率が変化し目標軌跡の曲率が変化する可能性がある場合には、走行路の曲率の変化に対応する車両の実際の進行方向の変化に先立って操舵入力手段の操作位置等の変化により、車両の乗員に車両の進行方向の変化が予告される。従って車両が走行路に沿って適正に進行方向を変化させながら走行するかについて乗員が不安感や異和感を覚える虞れを低減することができる。
【００３５】
また分岐路に於いて車両の乗員により目標軌跡が変更される可能性がある場合には、分岐路の手前に於いて操舵入力手段の操作位置等の変化により分岐路に於ける車両の進行方向の変化又は維持が予告される。従って乗員は予告通りの走行路を選択して分岐路を通過するか或いは他の走行路を選択して分岐路を通過するかの判断をすることができるので、車両が分岐路を通過する際に車両の乗員が不安感や異和感を覚える虞れを低減することができる。
【００３６】
また上記構成に於いて、車両ができるだけ目標軌跡に沿って走行するよう操舵輪の舵角を制御しつつ、操舵入力手段の操作位置、車両のヨー角、走行路に対する車両の横方向の位置の少なくとも一つを車両の進行方向の変更後の方向へ変化させるようになっていてよい。
【００３７】
この構成によれば、車両の軌跡をできるだけ目標軌跡に制御しつつ、操舵入力手段の操作位置、車両のヨー角、走行路に対する車両の横方向の位置の少なくとも一つを車両の進行方向の変更後の方向へ変化させて車両の進行方向の変化を予告することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】電動式パワーステアリング装置及び後輪操舵装置が搭載された車両に適用された本発明による車両の走行制御装置の第一の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】第一の実施形態に於ける車両の走行制御全体を示すブロック図である。
【図３】図２の軌跡制御ブロックに於ける制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】図２のステアリングホイールの回転制御ブロックに於ける制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】図２の操舵反力制御ブロックに於ける制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】図２の操舵アシストトルク制御ブロックに於ける制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】車両の目標横加速度Ｇytに基づいて軌跡制御のための前輪の目標舵角θlkaftを演算するためのマップである。
【図８】車両の目標横加速度Ｇytに基づいて軌跡制御のための後輪の目標舵角θlkartを演算するためのマップである。
【図９】目標軌跡の曲率Ｒの変化率Ｒlfdに基づいてステアリングホイールの目標回転角度θswtを演算するためのマップである。
【図１０】前輪の最終目標舵角θfftの二階微分値θfftddに基づいて電動式のパワーステアリング装置等の慣性を補償するためのアシストトルクＴicを演算するためのマップである。
【図１１】前輪の最終目標舵角θfftの微分値θfftdに基づいて電動式のパワーステアリング装置等の粘性を補償するためのアシストトルクＴdcを演算するためのマップである。
【図１２】前輪の最終目標舵角θfftの微分値θfftdに基づいて電動式のパワーステアリング装置等の摩擦を補償するためのアシストトルクＴfcを演算するためのマップである。
【図１３】応答補正後の前輪の目標舵角θftfに基づいて前輪の舵角制御に基づく補正トルクＴlkaftを演算するためのマップである。
【図１４】応答補正後の後輪の目標舵角θrtfに基づいて後輪の舵角制御に基づく補正トルクＴlkartを演算するためのマップである。
【図１５】操舵トルクＴs及び車速Ｖに基づいて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Ｔbasetを演算するためのマップである。
【図１６】車両が直進状態から左旋回状態に変化する走行路を走行する場合について第一の実施形態の作動を示す説明図である。
【図１７】本発明による車両の走行制御装置の第二の実施形態に於ける車両の走行制御全体を示すブロック図である。
【図１８】図１７の車両のヨー角制御ブロックに於ける制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１９】目標軌跡の曲率Ｒの変化率Ｒlfdに基づいて車両のヨー角の目標制御量Δθytを演算するためのマップである。
【図２０】車両が直進状態から左旋回状態に変化する走行路を走行する場合について第二の実施形態の作動を示す説明図である。
【図２１】本発明による車両の走行制御装置の第三の実施形態に於ける軌跡制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図２２】走行路自体がＹ字形に分岐する分岐路の例を示す説明図である。
【図２３】一つの走行路に於ける走行レーンが分岐する分岐路の例を示す説明図である。
【図２４】第三の実施形態に於いて目標軌跡の変更の要否を判定するルーチンを示すフローチャートである。
【図２５】第三の実施形態に於いて分岐路の存在を予告するルーチンを示すフローチャートである。
【図２６】第三の実施形態に於いて走行コースの選択に関する運転者の意思を判定するルーチンを示すフローチャートである。
【図２７】第三の実施形態に於いて走行コースの選択に関する運転者の最終的な意思を判定するルーチンを示すフローチャートである。
【図２８】第三の実施形態に於いて目標軌跡を変更するルーチンを示すフローチャートである。
【図２９】目標軌跡の変更許可区間及び運転者の意思判定区間の設定に関する説明図である。
【図３０】車両が分岐点の手前にある状況に於いて操舵角θ、操舵角速度θd等に基づいて運転者が希望する走行路が現在の走行路、左の分岐路、右の分岐路の何れであるかを判別するためのマップである。
【図３１】車両が分岐点の手前にある状況に於いて操舵トルクＴs、操舵トルク変化率Ｔsd等に基づいて運転者が希望する走行路が現在の走行路、左の分岐路、右の分岐路の何れであるかを判別するためのマップである。
【図３２】車両が分岐点を過ぎた状況に於いて操舵角θ、操舵角速度θd等に基づいて運転者が希望する走行路が現在の走行路、左の分岐路、右の分岐路の何れであるかを判別するためのマップである。
【図３３】車両が分岐点を過ぎた状況に於いて操舵トルクＴs、操舵トルク変化率Ｔsd等に基づいて運転者が希望する走行路が現在の走行路、左の分岐路、右の分岐路の何れであるかを判別するためのマップである。
【図３４】現在の目標軌跡上の車両の位置、分岐路の終点Ｑ2の位置、操舵角θ、操舵角速度θdに基づいて、運転者が希望する走行路が現在の走行路、左の分岐路、右の分岐路の何れであるかを判別するためのマップである。
【図３５】最大乖離度Ｄsmax、車速Ｖ、経過時間ｔcに基づいて変更後の目標軌跡についての重みＷsを演算するためのマップである。
【図３６】分岐路の二つの走行路がなす角度が大きい場合（Ａ）及び小さい場合（Ｂ）について第三の実施形態により目標軌跡が変更されることによる車両の軌跡を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施形態について詳細に説明する。
第一の実施形態
【００４０】
図１は電動式パワーステアリング装置及び後輪操舵装置が搭載された車両に適用された本発明による車両の走行制御装置の第一の実施形態を示す概略構成図である。
【００４１】
図１に於いて、本発明による走行制御装置１０は車両１２に搭載され、転舵角可変装置１４及びこれを制御する電子制御装置１６を含んでいる。また図１に於いて、１８FL及び１８FRはそれぞれ車両１２の操舵輪としての左右の前輪を示し、１８RL及び１８RRはそれぞれ左右の後輪を示している。操舵輪である左右の前輪１８FL及び１８FRは運転者によるステアリングホイール２０の操作に応答して駆動されるラック・アンド・ピニオン型の電動式パワーステアリング装置２２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。
【００４２】
操舵入力手段であるステアリングホイール２０はアッパステアリングシャフト２８、転舵角可変装置１４、ロアステアリングシャフト３０、ユニバーサルジョイント３２を介してパワーステアリング装置２２のピニオンシャフト３４に駆動接続されている。転舵角可変装置１４はハウジング１４Ａの側にてアッパステアリングシャフト２８の下端に連結され、回転子１４Ｂの側にて図には示されていない減速機構を介してロアステアリングシャフト３０の上端に連結された補助転舵駆動用の電動機３６を含んでいる。
【００４３】
かくして転舵角可変装置１４はアッパステアリングシャフト２８に対し相対的にロアステアリングシャフト３０を回転駆動することにより、左右の前輪１８FL及び１８FRをステアリングホイール２０に対し相対的に補助転舵駆動する。よって転舵角可変装置１４はステアリングギヤ比（操舵伝達比の逆数）を増減変化させるステアリングギヤ比可変装置（ＶＧＲＳ）、従って操舵伝達比可変装置としても機能し、電子制御装置１６の舵角制御部により制御される。
【００４４】
左右の後輪１８RL及び１８RRは左右の前輪１８FL及び１８FRの操舵とは独立に、後輪操舵装置４２の電動式のパワーステアリング装置４４によりタイロッド４６L及び４６Rを介して操舵され、後輪操舵装置４２は電子制御装置１６の舵角制御部により制御される。
【００４５】
図示の後輪操舵装置４２は周知の構成の電動式補助ステアリング装置であり、電動機４８Ａと、電動機４８Ａの回転をリレーロッド４８Ｂの往復運動に変換する例えばねじ式の運動変換機構４８Ｃとを有する。リレーロッド４８Ｂはタイロッド４６L、４６R及び図には示されていないナックルアームと共働してリレーロッド４８Ｂの往復運動により左右の後輪１８RL及び１８RRを転舵駆動する転舵機構を構成している。
【００４６】
図には詳細に示されていないが、変換機構４８Ｃは電動機４８Ａの回転をリレーロッド４８Ｂの往復運動に変換するが、左右の後輪１０RL及び１０RRが路面より受けリレーロッド４８Ｂに伝達された力を電動機４８Ａへ伝達せず、従ってリレーロッド４８Ｂに伝達された力によって電動機４８Ａが回転駆動されることがないよう構成されている。
【００４７】
図示の実施形態に於いては、電動式パワーステアリング装置２２はラック同軸型の電動式パワーステアリング装置であり、電動機５０と、電動機５０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５２とを有する。電動式パワーステアリング装置２２は電子制御装置１６の電動式パワーステアリング装置（ＥＰＳ）制御部によって制御され、ハウジング５４に対し相対的にラックバー２４を駆動する補助操舵力を発生することにより、運転者の操舵負担を軽減する操舵アシスト力発生装置として機能する。
【００４８】
尚転舵角可変装置１４は補助操舵アシスト力発生装置と共働して運転者の操舵操作によらず左右前輪舵角を変化させると共に、ステアリングホイール２０の回転角度を変化させることができる限り、任意の構成のものであってよい。同様に操舵アシスト力発生装置も補助操舵力を発生することができる限り任意の構成のものであってよい。また操舵入力手段はステアリングホイール２０であり、その操作位置は回転角度であるが、操舵入力手段はジョイスティック型の操舵レバーであってもよく、その場合の操作位置は往復操作位置であってよい。
【００４９】
図示の実施形態に於いては、アッパステアリングシャフト２８には該アッパ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及び操舵トルクＴsを検出する操舵トルクセンサ５２が設けられている。ロアステアリングシャフト３０にはその回転角度をピニオン角度（ピニオンシャフト３４の回転角度）φとして検出する回転角度センサ５４が設けられている。操舵角θを示す信号、操舵トルクＴsを示す信号、ピニオン角度φを示す信号は、車速センサ５６により検出された車速Ｖを示す信号と共に電子制御装置１６の舵角制御部及びＥＰＳ制御部へ入力される。
【００５０】
尚回転角度センサ５４は転舵角可変装置１４の相対回転角度θre、即ちアッパステアリングシャフト２８に対するロアステアリングシャフト３０の相対回転角度を検出する回転角度センサに置き換えられてもよい。
【００５１】
また車両１２には車両の前方を撮影するＣＣＤカメラ５８及び車両の乗員により操作され車両を走行路に沿って走行させるレーンキープアシスト（ＬＫＡ）制御を選択するための選択スイッチ６０が設けられている。ＣＣＤカメラ５８により撮影された車両の前方の画像情報を示す信号は電子制御装置１６の走行制御部へ入力される。尚車両の前方の画像情報や操向路の情報はＣＣＤカメラ以外の手段により取得されてもよい。
【００５２】
電子制御装置１６の各制御部はそれぞれＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと入出力ポート装置とを有し、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むものであってよい。また操舵角センサ５０、操舵トルクセンサ５２、回転角度センサ５４はそれぞれ車両の左旋回方向への操舵又は転舵の場合を正として操舵角θ、操舵トルクＴs、ピニオン角度φを検出する。
【００５３】
後に詳細に説明する如く、電子制御装置１６は、図２等に示されたフローチャートに従って転舵角可変装置１４及び電動式パワーステアリング装置２２を制御することにより、軌跡制御（「ＬＫＡ制御」とも呼ばれる）を行う。また電子制御装置１６は、車両を走行路に沿って走行させるための目標軌跡の曲率が車両の走行に伴って変化するときには、ステアリングホイール２０を軌跡制御による車両の進行方向の変更のための回転に先立って回転させる。
【００５４】
次に図２に示されたブロック図及び図３乃至図６に示されたフローチャートを参照して第一の実施形態に於ける車両の走行制御について説明する。尚図２乃至図６に示されたブロック図及び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の閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。
【００５５】
特に図２は第一の実施形態に於ける車両の走行制御全体を示すブロック図であり、図３は図２の軌跡制御ブロックに於ける制御ルーチンを示すフローチャートである。また図４は図２のステアリングホイールの回転制御ブロックに於ける制御ルーチンを示すフローチャートであり、図５は図２の操舵反力制御ブロックに於ける制御ルーチンを示すフローチャートである。更に図６は図２の操舵アシストトルク制御ブロックに於ける制御ルーチンを示すフローチャートである。
【００５６】
図２に示された軌跡制御ブロック１００に於ける制御は、電子制御装置１６の走行制御部により図３に示されたフローチャートに従って行われる。そして車両の軌跡制御により車両を目標軌跡に沿って走行させるための前輪の目標舵角θlkaft及び後輪の目標舵角θlkartが演算され、それぞれ軌跡制御のための前輪の目標舵角θft及び後輪の目標舵角θrtとして操舵反力制御ブロック４００へ出力される。
【００５７】
ステアリングホイールの回転制御ブロック２００に於ける制御は、電子制御装置１６の走行制御部により図４に示されたフローチャートに従って行われる。そして軌跡制御による車両の進行方向の変化に先立って車両の進行方向の変化を予告すべくステアリングホイール２０を回転させるための目標回転角度θswtが演算される。更にステアリングホイール２０を目標回転角度θswt回転させるための前輪の舵角の目標修正量Δθsftが演算され、加算器３１０へ出力される。
【００５８】
目標修正量Δθsftは加算器３１０によって前輪の目標舵角θftと加算され、これにより前輪の最終目標舵角θfftが演算される。そして前輪の舵角θfが最終目標舵角θfftになるよう電子制御装置１６の舵角制御部により転舵角可変装置１４が制御される。また電子制御装置１６の舵角制御部により後輪の目標舵角θrtが後輪の最終目標舵角θfrtに設定されると共に、後輪の舵角θrが最終目標舵角θfrtになるよう後輪操舵装置４２の電動式のパワーステアリング装置４４が制御される。
【００５９】
操舵反力制御ブロック４００に於ける制御は、電子制御装置１６のＥＰＳ制御部により図５に示されたフローチャートに従って行われる。そして前輪の舵角θfを車両の軌跡制御の目標舵角θlkaftに制御するための目標アシストトルクＴlkatが前輪の目標舵角θft、後輪の目標舵角θrt等に基づいて演算される。尚目標アシストトルクＴlkatは、転舵角可変装置１４及び電動式のパワーステアリング装置２２の共働によってステアリングホイール２０を回転させることなく前輪の舵角θfを軌跡制御の目標舵角θlkaftに制御するための目標アシストトルクである。
【００６０】
操舵アシストトルク制御ブロック５００に於ける制御は、電子制御装置１６のＥＰＳ制御部により図６に示されたフローチャートに従って行われる。そして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Ｔbasetと目標アシストトルクＴlkatとの和が最終目標アシストトルクＴfatとして演算される。また操舵アシストトルクが最終目標アシストトルクＴfatになるよう電動式パワーステアリング装置２２が制御される。
＜軌跡制御ルーチン＞
【００６１】
図３に示された軌跡制御ルーチンのステップ１１０に於いては、必要な情報の読み込みが行われた後、選択スイッチ６０がオンであるか否かの判別、即ち軌跡制御モードが選択されているか否かの判別が行われる。そして否定判別が行われたときには必要な情報の読み込み及びステップ１１０が再度実行され、肯定判別が行われたときには制御はステップ１２０へ進む。
【００６２】
ステップ１２０に於いてはＣＣＤカメラ５８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路の白線が検出されているか否かの判別、即ち走行路を特定することができるか否かの判別が行われる。そして否定判別が行われたときには軌跡制御のための目標軌跡を決定することができないので、制御は必要な情報の読み込み及びステップ１１０へ戻り、肯定判別が行われたときには制御はステップ１３０へ進む。
【００６３】
ステップ１３０に於いてはＣＣＤカメラ５８により撮影された車両の前方の画像情報の解析等により、車両の目標軌跡が決定されると共に、目標軌跡の曲率Ｒ（半径の逆数）、目標軌跡に対する車両の横方向の偏差Ｙ及びヨー角φが演算される。尚車両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、また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。
【００６４】
また目標軌跡の曲率Ｒ等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。特に目標軌跡の曲率Ｒは時間の経過によって車両の現在位置が漸次変化するので、例えば現在からの経過時間tの関数として演算されてよい。
【００６５】
ステップ１４０に於いては上記軌跡制御のパラメータに基づいて車両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横加速度Ｇytが演算される。尚目標横加速度Ｇytの演算要領も本発明の要旨をなすものではないので、目標横加速度Ｇytも任意の要領にて演算されてよい。また上記軌跡制御用パラメータと目標横加速度Ｇytとの関係を示すマップが設定され、上記軌跡制御用パラメータに基づいてマップより目標横加速度Ｇytが演算されてもよい。
【００６６】
ステップ１５０に於いては車両の目標横加速度Ｇytに基づいて図７に示されたマップより軌跡制御のための前輪の目標舵角θlkaftが演算される。そして軌跡制御のための前輪の目標舵角θftとして加算器３１０及び操舵反力制御ブロック４００へ出力される。
【００６７】
ステップ１６０に於いては車両の目標横加速度Ｇytに基づいて図８に示されたマップより軌跡制御のための後輪の目標舵角θlkartが演算される。そして軌跡制御のための後輪の目標舵角θrtとして操舵反力制御ブロック４００へ出力されると共に、後輪の最終目標舵角θfrtとして電子制御装置１６の舵角制御部へ出力される。
＜ステアリングホイールの回転制御ルーチン＞
【００６８】
図４に示されたステアリングホイールの回転制御ルーチンのステップ２１０及び２２０はそれぞれ上記軌跡制御ルーチンのステップ１１０及び１２０と同様に実行される。
【００６９】
ステップ２３０に於いてはステアリングホイールの回転制御のための基準距離Ｌfが演算される。この場合車両の乗員に車両の進行方向が変化することを予告するためのステアリングホイールの回転は、車速Ｖが高いほど車両の進行方向が実際に変化する位置から手前側への距離が大きい位置に於いて行われる必要がある。よって基準距離Ｌfは車速Ｖが高いほど大きい値に演算される。
【００７０】
ステップ２４０に於いては車両の前方の画像情報の解析結果及び車速Ｖに基づいて現在の走行位置より基準距離Ｌf前方に於ける目標軌跡の曲率Ｒlfが求められると共に、曲率Ｒlfの時間微分値が目標軌跡の曲率Ｒの変化率Ｒlfdとして演算される。
【００７１】
ステップ２５０に於いては目標軌跡の曲率Ｒの変化率Ｒlfdに基づいて図９に示されたマップよりステアリングホイール２０の目標回転角度θswtが演算される。尚図４には示されていないが、目標軌跡の曲率Ｒの変化率Ｒlfdの大きさが急激に変化することにより前輪の舵角の目標修正量Δθsftの大きさが急激に変化する場合には、目標修正量Δθsftはその大きさが漸次変化するよう修正されてよい。
【００７２】
ステップ２６０に於いては目標回転角度θswt及びステアリング系のギヤ比等に基づいてステアリングホイール２０を目標回転角度θswt回転させるための前輪の舵角の目標修正量Δsftが演算されると共に、加算器３１０へ出力される。
＜操舵反力制御ルーチン＞
【００７３】
図５に示された操舵反力制御ルーチンのステップ３１０に於いては、加算器３１０によって前輪の目標舵角θftと目標回転角度θswtとが加算されることにより演算された前輪の最終目標舵角θfftの微分値θfftd及び二階微分値θfftddが演算される。
【００７４】
ステップ３２０に於いては前輪の最終目標舵角θfftの二階微分値θfftddに基づいて図１０に示されたマップよりステアリング系及び電動式のパワーステアリング装置２２の慣性を補償するためのアシストトルクＴicが演算される。
【００７５】
ステップ３３０に於いては前輪の最終目標舵角θfftの微分値θfftdに基づいて図１１に示されたマップよりステアリング系及び電動式のパワーステアリング装置２２の粘性を補償するためのアシストトルクＴdcが演算される。
【００７６】
ステップ３４０に於いては前輪の最終目標舵角θfftの微分値θfftdに基づいて図１２に示されたマップよりステアリング系及び電動式のパワーステアリング装置２２の摩擦を補償するためのアシストトルクＴfcが演算される。
【００７７】
ステップ３５０に於いては軌跡制御のための前輪の目標舵角θftが例えば二次遅れ二次進みのフィルタにて処理されることにより、応答補正後の前輪の目標舵角θftfが演算される。例えば応答補正後の前輪の目標舵角θftfは下記の式１に従って演算される。尚式１に於いて、ｓはラプラス演算子であり、ａ0〜ａ2及びｂ0〜ｂ2は車両の仕様等により定まる係数である。
【数１】
【００７８】
ステップ３６０に於いては応答補正後の前輪の目標舵角θftfに基づいて図１３に示されたマップより前輪の舵角制御に基づく補正トルクＴlkaftが演算される。尚補正トルクＴlkaftは、軌跡制御の目的で前輪の舵角を目標舵角θftに制御するためのアシストトルクである。
【００７９】
ステップ３７０に於いては軌跡制御のための後輪の目標舵角θrtが例えば二次遅れ一次進みのフィルタにて処理されることにより、応答補正後の後輪の目標舵角θrtfが演算される。例えば応答補正後の後輪の目標舵角θrtfは下記の式２に従って演算される。尚式２に於いて、ｓはラプラス演算子であり、b0〜b2及びｃ0、ｃ1は車両の仕様等により定まる係数である。
【数２】
【００８０】
ステップ３８０に於いては応答補正後の後輪の目標舵角θrtfに基づいて図１４に示されたマップより後輪の舵角制御に基づく補正トルクＴlkartが演算される。尚補正トルクＴlkartは、軌跡制御の目的で後輪の舵角を目標舵角θrtに制御するためのアシストトルクである。
【００８１】
ステップ３９０に於いてはステップ３２０乃至３４０、３６０、３８０に於いて演算されたトルクＴic、Ｔdc、Ｔfc、Ｔlkaft、Ｔlkartの和が軌跡制御に基づく目標アシストトルクＴlkatとして演算されると共に、操舵アシストトルク制御ブロック５００へ出力される。
＜操舵アシストトルク制御ルーチン＞
【００８２】
図６に示された操舵アシストトルク制御ルーチンのステップ４１０に於いては、操舵トルクＴs及び車速Ｖに基づいて図１５に示されたマップ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Ｔbasetが演算される。
【００８３】
ステップ４２０に於いては目標基本操舵アシストトルクＴbasetと軌跡制御に基づく目標アシストトルクＴlkatとの和が最終目標アシストトルクＴfatとして演算される。
【００８４】
ステップ４３０に於いては操舵アシストトルクＴsが最終目標アシストトルクＴfatになるよう電動式パワーステアリング装置２２が制御される。
【００８５】
以上の説明より解る如く、軌跡制御ブロック１００に於いて車両の軌跡制御により車両を目標軌跡に沿って走行させるための前輪の目標舵角θlkaft及び後輪の目標舵角θlkartが演算される。またステアリングホイールの回転制御ブロック２００に於いて軌跡制御による車両の進行方向の変化に先立って車両の進行方向の変化を予告すべくステアリングホイール２０を回転させるための前輪の舵角の目標修正量Δsftが演算される。
【００８６】
そして加算器３１０によって目標修正量Δsftと前輪の目標舵角θft（＝θlkaft）とが加算されることにより前輪の最終目標舵角θfftが演算され、前輪の舵角θfが最終目標舵角θfftになるよう転舵角可変装置１４が制御される。また後輪の目標舵角θrt（＝θlkart）が後輪の最終目標舵角θfrtに設定され、後輪の舵角θrが最終目標舵角θfrtになるよう制御される。
【００８７】
また操舵反力制御ブロック４００に於いてステアリングホイール２０を回転させることなく前輪の舵角θfを軌跡制御の目標舵角θlkaftに制御するための目標アシストトルクＴlkatが演算される。また操舵アシストトルク制御ブロック５００に於いて運転者の操舵負担を軽減するための基本目標操舵アシストトルクＴbasetと目標アシストトルクＴlkatとの和が最終目標アシストトルクＴfatとして演算される。そして操舵アシストトルクが最終目標アシストトルクＴfatになるよう電動式パワーステアリング装置２２が制御される。
【００８８】
よって後輪の舵角θrは軌跡制御の後輪の目標舵角θlkartと同一の最終目標舵角θfrtになるよう制御されるが、前輪の舵角θfは軌跡制御の目標舵角θlkaftと目標修正量Δθsftとの和である最終目標舵角θfftになるよう制御される。またパワーステアリング装置２２は転舵角可変装置１４と共働してステアリングホイール２０を回転させることなく前輪及び後輪の舵角をそれぞれ軌跡制御の目標舵角θlkaft及びθlkartに制御する目標アシストトルクＴlkatを達成するよう制御される。
【００８９】
従って前後輪の舵角をそれぞれ軌跡制御の目標舵角θlkaft及びθlkartに制御して車両を目標軌跡に沿って走行させると共に、ステアリングホイール２０を前輪の舵角の目標修正量Δθsftに対応する目標回転角度θswt回転させることができる。よって軌跡制御による車両の進行方向の変化に先立って、車両の進行方向が変化することをステアリングホイール２０の回転によって車両の乗員に予告することができる。
【００９０】
例えば図１６は車両が直進状態から左旋回状態に変化する走行路を走行する場合について第一の実施形態の作動を示す説明図である。
【００９１】
図１６に於いて、８０及び８２はそれぞれ走行路８４の左右の白線を示しており、８６は左右の白線８０及び８２の中間位置を結ぶ線としての目標軌跡を示している。また８８は車両１２の基準位置、例えば重心を示し、９０は車両の前後方向を示している。更に図１６に於いて、車両１２の各走行位置Ｐ1〜Ｐ4に於けるステアリングホイール２０の回転位置が明確になるよう、９２はステアリングホイール２０のニュートラル位置の方向を示している。
【００９２】
車両１２が直進走行しているときには（走行位置Ｐ1）、前輪の目標舵角θlkaft及び後輪の目標舵角θlkartは０であり、前輪の舵角の目標修正量Δθsftも０である。よって前輪の舵角θf及び後輪の舵角θrも０、即ち車両の直進位置に制御され、ステアリングホイール２０はニュートラル位置に維持される。
【００９３】
車両１２が旋回領域に近づくと（走行位置Ｐ2）、前輪の目標舵角θlkaft及び後輪の目標舵角θlkartは０であるが、前輪の舵角の目標修正量Δθsftは左旋回の値になる。よって前輪の舵角θf及び後輪の舵角θrは０、即ち車両の直進位置に制御されるが、ステアリングホイール２０は左旋回方向へ目標回転角度θswt回転され、これにより車両の乗員に軌跡制御によって車両が間もなく左旋回状態になることが予告される。
【００９４】
車両１２が旋回領域に入ると（走行位置Ｐ3）、前輪の目標舵角θlkaft及び後輪の目標舵角θlkartは目標軌跡８６の曲率Ｒに応じた左旋回の値になり、前輪の舵角の目標修正量Δθsft及び目標回転角度θswtは漸次０に減少する。よって前輪の舵角θf及び後輪の舵角θrは車両の左旋回位置に制御され、ステアリングホイール２０は左旋回位置よりニュートラル位置へ漸次戻され、これにより車両の乗員に軌跡制御によって左旋回状態が変更されることがないことが予告される。
【００９５】
車両１２が定常的な左旋回状態になると（走行位置Ｐ4）、前輪の目標舵角θlkaft及び後輪の目標舵角θlkartは目標軌跡８６の曲率Ｒに応じた左旋回の値に維持され、前輪の舵角の目標修正量Δθsft及び目標回転角度θswtは０に維持される。よって前輪の舵角θf及び後輪の舵角θrは車両の左旋回位置に制御され、ステアリングホイール２０はニュートラル位置に維持され、これにより車両の乗員に現在の左旋回状態が維持されることが予告される。
第二の実施形態
【００９６】
図１７は本発明による車両の走行制御装置の第二の実施形態に於ける車両の走行制御全体を示すブロック図である。尚図１７に於いて、図２に示されたブロックに対応するブロックには、図２に於いて付された符号と同一の符号が付されている。
【００９７】
この第二の実施形態に於いては、軌跡制御ブロック１００、ステアリングホイールの回転制御ブロック２００、操舵反力制御ブロック４００、操舵反力制御ブロック５００に加えて、車両のヨー角制御ブロック６００が設けられている。尚ヨー角制御ブロック６００以外の各ブロックに於ける制御は上述の第一の実施形態の場合と同一である。
【００９８】
ヨー角制御ブロック６００に於ける制御は、電子制御装置１６の走行制御部により図１８に示されたフローチャートに従って行われる。そして車両の軌跡制御により車両のヨー角φを制御して車両の乗員に車両のヨー角の変化を予告するための前輪及び後輪の舵角の目標修正量Δθyft及びΔθyrtが演算され、それぞれ加算器３２０及び３３０へ出力される。
【００９９】
前輪の舵角の目標修正量Δθyftは加算器３２０によって前輪の目標舵角θlkaftと加算され、これにより前輪の目標舵角θftが演算される。前輪の目標舵角θftは加算器３１０及び操舵反力制御ブロック４００へ出力される。
【０１００】
同様に後輪の舵角の目標修正量Δθyrtは加算器３３０によって後輪の目標舵角θlkartと加算され、これにより後輪の目標舵角θrtが演算される。後輪の目標舵角θrtは操舵反力制御ブロック４００へ出力されると共に、後輪の最終目標舵角θfrtとして電子制御装置１６の舵角制御部へ出力される。
＜車両のヨー角制御ルーチン＞
【０１０１】
図１８に示されたヨー角制御ルーチンのステップ５１０乃至５４０はそれぞれ上述のステアリングホイールの回転制御ルーチン（図４）のステップ２１０乃至２４０と同様に実行される。
【０１０２】
ステップ５５０に於いては目標軌跡の曲率Ｒの変化率Ｒlfdに基づいて図１９に示されたマップより車両の軌跡制御による車両の進行方向の変化を車両の乗員に予告するための車両のヨー角の目標制御量Δθytが演算される。
【０１０３】
ステップ５６０に於いてはヨー角の目標制御量Δθytが例えば一次進みのフィルタにて処理されることにより、前輪及び後輪の舵角の目標修正量Δθyft、Δθyrtが演算され、それぞれ加算器３２０、３３０へ出力される。この場合前輪及び後輪の舵角の目標修正量Δθyft、Δθyrtはそれぞれ下記の式３及び４に従って演算されてよい。尚これらの式に於いて、ｓはラプラス演算子であり、時定数Ｋf及びＫrは車両の仕様等により定まる定数である。
【０１０４】
Δθyft＝−（Ｋfｓ＋１）Δθyt ……（３）
Δθyrt＝−（Ｋrｓ＋１）Δθyt ……（４）
【０１０５】
尚図１８に示されたヨー角制御ルーチンは図４に示されたステアリングホイールの回転制御ルーチンと統合されてもよい。例えば図４のステップ２５０が完了するとステップ５５０及び５６０が実行されるよう修正されてもよい。
【０１０６】
以上の説明より解る如く、この第二の実施形態に於いても、ヨー角制御ブロック６００以外の各ブロックに於ける制御は上述の第一の実施形態の場合と同様に実行される。またヨー角制御ブロック６００に於ける制御により、車両の軌跡制御により車両のヨー角φを制御して車両の乗員に車両の進行方向の変化を予告するための前輪及び後輪の舵角の目標修正量Δθyft及びΔθyrtが演算される。
【０１０７】
そして前輪の舵角の目標修正量Δθyftは加算器３２０によって前輪の目標舵角θlkaftと加算され、これにより演算される前輪の目標舵角θftは加算器３１０及び操舵反力制御ブロック４００へ出力される。同様に後輪の舵角の目標修正量Δθyrtは加算器３３０によって後輪の目標舵角θlkartと加算され、これにより演算される後輪の目標舵角θrtは操舵反力制御ブロック４００へ出力されると共に、後輪の最終目標舵角θfrtとして電子制御装置１６の舵角制御部へ出力される。
【０１０８】
よって前輪の舵角θfは軌跡制御の目標舵角θlkaftとヨー角制御の目標修正量Δθyftとステアリングホイールの回転制御の目標修正量Δθsftとの和である最終目標舵角θfftになるよう制御される。また後輪の舵角θrは軌跡制御の後輪の目標舵角θlkartとヨー角制御の目標修正量Δθyrtとの和である最終目標舵角θfrtになるよう制御される。またパワーステアリング装置２２は転舵角可変装置１４と共働してステアリングホイール２０を回転させることなく前後輪の舵角を軌跡制御の目標舵角とヨー角制御の目標修正量との和θft及びθrtに制御する目標アシストトルクＴlkatを達成するよう制御される。
【０１０９】
従って車両のヨー角を制御しつつ車両を目標軌跡に沿って走行させるよう前後輪の舵角を制御することができると共に、ステアリングホイール２０を前輪の舵角の目標修正量Δθsftに対応する目標回転角度θswt回転させることができる。よって軌跡制御による車両の進行方向の変化に先立って、車両の進行方向が変化することをステアリングホイール２０の回転及び車両のヨー角の両者によって車両の乗員に予告することができ、従って第一の実施形態の場合よりも効果的な予告を行うことができる。
【０１１０】
例えば図２０は車両が直進状態から左旋回状態に変化する走行路を走行する場合について第二の実施形態の作動を示す説明図である。尚図２０に於いて、図１６に示された部分に対応する部分には図１６に於いて付された符号と同一の符号が付されている。
【０１１１】
車両１２が直進走行しているときには（走行位置Ｐ1）、前後輪の目標舵角θlkaft及びθlkartは０であり、ヨー角制御の前後輪の目標修正量Δθyft及びΔθyrtも０であり、前輪の舵角の目標修正量Δθsftも０である。よって前輪の舵角θf及び後輪の舵角θrも０、即ち車両の直進位置に制御され、ステアリングホイール２０はニュートラル位置に維持され、車両のヨー角は０に維持される。
【０１１２】
車両１２が旋回領域に近づくと（走行位置Ｐ2）、前輪の目標舵角θlkaft及び後輪の目標舵角θlkartは０であるが、ヨー角制御の前後輪の目標修正量Δθyft及びΔθyrtは車両のヨー角が左向きになる値になり、前輪の舵角の目標修正量Δθsftは左旋回の値になる。よって前輪の舵角θf及び後輪の舵角θrはそれぞれ右旋回位置及び左旋回位置の値に制御され、これにより車両のヨー角が左向きに制御されると共に、ステアリングホイール２０は左旋回方向へ目標回転角度θswt回転される。従って車両の乗員に軌跡制御によって車両が間もなく左旋回状態になることが車両のヨー角及びステアリングホイール２０の回転の両者によって予告される。
【０１１３】
車両１２が旋回領域に入ると（走行位置Ｐ3）、前輪の目標舵角θlkaft及び後輪の目標舵角θlkartは目標軌跡８６の曲率Ｒに応じた左旋回の値になる。またヨー角制御の前後輪の目標修正量Δθyft及びΔθyrtは漸次０に減少し、前輪の舵角の目標修正量Δθsft及び目標回転角度θswtも漸次０に減少する。よって前輪の舵角θf及び後輪の舵角θrはそれぞれ右旋回位置及び左旋回位置の値より漸次低減され、ステアリングホイール２０は左旋回位置よりニュトラル位置へ漸次戻される。これにより車両の乗員に軌跡制御によって左旋回状態が変更されることがないことが予告される。
【０１１４】
車両１２が定常的な左旋回状態になると（走行位置Ｐ4）、前輪の目標舵角θlkaft及び後輪の目標舵角θlkartは目標軌跡８６の曲率Ｒに応じた左旋回の値に維持される。またヨー角制御の前後輪の目標修正量Δθyft、Δθyrt、前輪の舵角の目標修正量Δθsft、目標回転角度θswtは０に維持される。よって前輪の舵角θf及び後輪の舵角θrは車両の左旋回位置に制御され、ステアリングホイール２０はニュトラル位置に維持され、これにより車両の乗員に現在の左旋回状態が維持されることが予告される。
第三の実施形態
【０１１５】
この第三の実施形態に於いては、図１７に示された軌跡制御ブロック１００を除く各制御ブロックに於ける制御は上述の第二の実施形態の場合と同様に行われる。即ちステアリングホイールの回転制御ブロック２００、操舵反力制御ブロック４００、操舵反力制御ブロック５００、車両のヨー角制御ブロック６００に於ける制御は上述の第二の実施形態の場合と同様に行われる。
【０１１６】
軌跡制御ブロック１００に於ける車両の軌跡制御は、電子制御装置１６の走行制御部により図２１に示されたフローチャートに従って行われる。車両の軌跡制御に於いては、車両の目標軌跡が設定され、目標軌跡に沿う走行路に分岐路が存在するか否かの判定が行われる。そして分岐路が存在すると判定されたときには、走行コースの変更に関する運転者の意思を判定することにより目標軌跡の変更の要否の判定が行われる。更に目標軌跡の変更が必要であると判定されたときには、目標軌跡が運転者の意思に則した走行コースの目標軌跡へ変更される。尚本願に於ける分岐路とは、Ｙ字路や十字路の如く車両の走行コースが複数の走行コースに分岐する走行路である。
【０１１７】
例えば図２２は走行路自体が分岐する分岐路（Ｙ字路）の例を示している。図２２に示された分岐路に於いては、走行路８４の走行コース９４が分岐点Ｑ1に於いて走行路８４Ａの走行コース９４Ａと走行路８４Ｂの走行コース９４ＢとにＹ字形に分岐する。尚点Ｑ2は分岐の終点、即ちそれよりも先に於いては走行コースを変更することができない点を示している。以下の説明に於いては走行コース９４及び９４Ａが現在の目標軌跡であり、目標軌跡の変更が必要であると判定されたときには目標軌跡が走行コース９４Ｂへ変更されるものとする。
【０１１８】
また図２３は一つの走行路に於いて走行コースが分岐する分岐路の例を示している。図２３に示された分岐路に於いては、走行路８４が二つの走行レーンを有し、それらが分離帯９６によって部分的に分離されることにより走行コース９４が分岐点Ｑ1に於いて走行コース９４Ｃと走行コース９４Ｄとに分岐する。尚分岐点Ｑ1の位置は車速Ｖや走行レーンの幅等によって変化し、分岐の終点Ｑ2は分離帯９６の手前側の端部の位置によって決定される。
【０１１９】
第三の実施形態に於いて、分岐路が存在すると判定されたときには、走行路の分岐点の手前に於いて現在の目標軌跡が車両の乗員によって認識されるよう、分岐点後の複数の走行コースのうち現在の目標軌跡に近い側へ車両が近づくよう車両の横方向の位置が変化される。そしてその車両の横方向の位置の変化に対し運転者が行う運転操作に基づいて運転者に走行コースの変更の意思があるか否かが判定され、走行コースの変更の意思があると判定されたときには、その判定に基づいて目標軌跡の変更が必要であると判定される。
＜軌跡制御ルーチン＞
【０１２０】
図２１に示された軌跡制御ルーチンのステップ７１０及び７２０はそれぞれ上述の第一の実施形態に於ける軌跡制御ルーチン（図３）のステップ１１０及び１２０と同様に実行される。但しステップ７２０に於いて肯定判別が行われたときには制御はステップ７３０へ進む。
【０１２１】
ステップ７３０に於いてはＣＣＤカメラ５８により撮影された車両の前方の画像情報の解析等により、車両前方の走行路が判定される。また走行路の判定結果及び図には示されていないナビゲーション装置等により設定された目標走行経路に基づいて車両の目標軌跡が設定される。
【０１２２】
ステップ７４０に於いては前方の走行路に分岐路があるか否かを判定するための分岐路判定区間が、例えば現在の位置よりＬminの位置よりＬmaxの位置までの区間に設定される。この場合Ｌmin及びＬmaxは車速Ｖが高いほど大きい値になるよう、車速Ｖに基づいて可変設定される。尚距離Ｌmaxは後述の運転者の意思判定区間の長さよりも大きい値に設定され、距離Ｌminは距離Ｌmaxよりも小さい値に設定される。
【０１２３】
ステップ７５０に於いてはＣＣＤカメラ５８により撮影された車両の前方の画像情報の解析等の結果若しくはナビゲーション装置等よりの情報に基づいて分岐路判定区間内に分岐路があるか否かが判定される。そして否定判別が行われたときには目標軌跡を変更する必要がないので、制御はステップ９１０へ進み、肯定判別が行われたときには制御はステップ８００へ進む。尚既に分岐路があると判定されているときには、ステップ７５０に於ける分岐路有無の判定が行われることなく制御はステップ８００へ進む。
【０１２４】
ステップ８００に於いては図２４乃至図２７に示されたフローチャートに従って目標軌跡を変更する必要があるか否かが判定される。そして否定判別が行われたときには制御はステップ９１０へ進み、肯定判別が行われたときには制御はステップ９００へ進む。尚既に目標軌跡を変更する必要があると判定されているときには、ステップ８００に於ける目標軌跡の変更要否の判定が行われることなく制御はステップ９１０へ進む。
【０１２５】
ステップ９００に於いては図２８に示されたフローチャートに従って目標軌跡が現状の目標軌跡より分岐する別の軌跡に変更される。例えば図２２に示された分岐路の場合には、目標軌跡が走行コース９４Ａの軌跡より走行コース９４Ｂの軌跡へ変更される。
【０１２６】
ステップ９１０に於いては車両の軌跡を目標軌跡にするための前輪の目標舵角θlkaft及び後輪の目標舵角θlkartが演算されると共に、目標軌跡に則してステアリングホイール２０の目標回転角度θswtが演算される。この場合前後輪の目標舵角θlkaft、θlkart及び目標回転角度θswtは例えば第一及び第二の実施形態の場合と同様の要領にて演算されてもよく、また他の要領にて演算されてもよい。そして前後輪の舵角θf及びθrがそれぞれ対応する最終目標舵角θfft及びθfrtになるよう転舵角可変装置１４及び電動式パワーステアリング装置２２、４４が制御され、これにより車両が目標軌跡に沿って走行するよう制御される。
＜目標軌跡の変更要否判定のルーチン＞
【０１２７】
目標軌跡の変更要否判定のルーチンの説明に先立ち、図２２に示された分岐路を例にして、図２９を参照しながら目標軌跡の変更許可区間及び後述の運転者の意思判定区間の設定について説明する。
【０１２８】
図２９に示されている如く、分岐点Ｑ1より距離Ｌp手前の位置Ｑ3が目標軌跡の変更許可区間Ｓcp及び運転者の意思判定区間Ｓidの始点に設定される。そして分岐点Ｑ1が運転者の意思判定区間Ｓidの終点に設定される。また図２９に示されている如く、車両１２が分岐点Ｑ1を大きく過ぎると、分岐の終点Ｑ2の手前で走行コース９４Ａから走行コース９４Ｂへ又はこの逆に走行コースを変更することができなくなる。このような走行コースの変更が可能な領域のうち分岐点Ｑ1より最も遠い点Ｑ4及びＱ5を目標軌跡の変更許可区間Ｓcpの終点とする。尚距離Ｌpは車速Ｖが高いほど大きい値に設定され、目標軌跡の変更許可区間Ｓcpの終点Ｑ4及びＱ5は車速Ｖが高く分岐路のなす角度が大きく走行路の幅が大きいほど分岐点Ｑ1に近い位置に設定される。
【０１２９】
次に図２４に示されたフローチャートを参照してステップ８００に於いて行われる目標軌跡の変更要否判定のルーチンについて説明する。
【０１３０】
まずステップ８１０に於いては目標軌跡の変更許可区間がまだ設定されていないときには、目標軌跡の変更許可区間が設定される。尚変更許可区間は目標軌跡の変更を許可する区間であり、その手前側及び後側に於いては目標軌跡の変更が禁止される。
【０１３１】
ステップ８２０に於いては車両が目標軌跡の変更許可区間Ｓcp内にあるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときには目標軌跡の変更が許可されないので制御はステップ９１０へ進み、肯定判別が行われたときには制御はステップ８３０へ進む。
【０１３２】
ステップ８３０に於いては車両が分岐点Ｑ1の手前にあるか否かの判別、即ち車両が運転者の意思判定区間Ｓid内にあるか否かの判別が行われる。そして否定判別が行われたときには制御はステップ８６０へ進み、肯定判別が行われたときには制御はステップ８４０へ進む。
【０１３３】
ステップ８４０に於いては後述の図２５に示されたフローチャートに従って走行路に対する車両の横方向の位置等が現在の目標軌跡に基づいて変化されることにより、車両の乗員に対し分岐路の存在の予告が行われる。
【０１３４】
ステップ８５０に於いては後述の図２６に示されたフローチャートに従って車両が分岐点を通過する前の状況に於いて走行コースの選択に関する運転者の意思、即ち運転者が希望する走行コースが何れであるかの判定が行われる。
【０１３５】
ステップ８６０に於いては図２７に示されたフローチャートに従って車両が分岐点を通過した後の状況に於いて走行コースの選択に関する運転者の最終的な意思の判定が行われる。
【０１３６】
ステップ８７０に於いては運転者が希望する走行コースと現在の目標軌跡との関係に基づいて走行コースの変更を希望しているか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときには制御はステップ９００へ進み、否定判別が行われたときには制御はステップ９１０へ進む。
＜分岐路の存在の予告制御のルーチン＞
【０１３７】
分岐路の存在の予告制御のルーチンを示す図２５に示されたフローチャートのステップ８４１に於いては、車両が分岐点を通過した後の目標軌跡が現在の車両の進行方向に対し左側であるか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときには制御はステップ８４３へ進み、否定判別が行われたときには制御はステップ８４２へ進む。
【０１３８】
ステップ８４２に於いては車両が分岐点を通過した後の目標軌跡が現在の車両の進行方向に対し右側であるか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときには制御はステップ８４４へ進み、否定判別が行われたときには制御はステップ８４５へ進む。
【０１３９】
ステップ８４３に於いては車両１２が現在の目標軌跡に対し左側へシフトした状態にて現在の目標軌跡に沿って走行するよう前後輪の目標舵角θlkaft、θlkart及びステアリングホイール２０の目標回転角度θswtが演算される。例えば図２９に於いて二点鎖線の矢印にて示されている如く、車両１２がまず僅かに左旋回した後僅かに右旋回することにより車両が左に寄った状態にて走行路８４に沿って走行するよう前後輪の目標舵角及びステアリングホイール２０の目標回転角度が演算される。
【０１４０】
ステップ８４４に於いては車両１２が現在の目標軌跡に対し右側へシフトした状態にて現在の目標軌跡に沿って走行するよう前後輪の目標舵角θlkaft、θlkart及びステアリングホイール２０の目標回転角度θswtが演算される。
【０１４１】
ステップ８４５に於いては前後輪の目標舵角θlkaft及びθlkartが車両１２が現在の目標軌跡に対し左右へシフトしないよう現在の目標軌跡に則して演算される共に、ステアリングホイール２０が回転しないよいうその目標回転角度θswtが０に演算される。
＜運転者の意思判定のルーチン＞
【０１４２】
運転者の意思判定のルーチンを示す図２６に示されたフローチャートのステップ８５１に於いては、操舵角θの微分値として操舵角速度θdが演算される。そして操舵角θ、操舵角速度θd、分岐路が左、右、左右の何れにあるかの情報に基づいて図３０に示されたマップを使用して運転者が希望する走行路が現在の走行路、左の分岐路、右の分岐路の何れであるかの判別が行われる。そして希望の走行路が現在の走行路であるときにはフラグＦsが０にセットされ、希望の走行路が左の分岐路であるときにはフラグＦsが１にセットされ、希望の走行路が右の分岐路であるときにはフラグＦsが−１にセットされる。
【０１４３】
ステップ８５２に於いては操舵トルクＴsの微分値として操舵トルク変化率Ｔsdが演算される。そして操舵トルクＴs、操舵トルク変化率Ｔsd、分岐路が左、右、左右の何れにあるかの情報に基づいて図３１に示されたマップを使用して運転者が希望する走行路が現在の走行路、左の分岐路、右の分岐路の何れであるかの判別が行われる。そして希望の走行路が現在の走行路であるときにはフラグＦtが０にセットされ、希望の走行路が左の分岐路であるときにはフラグＦtが１にセットされ、希望の走行路が右の分岐路であるときにはフラグＦtが−１にセットされる。
【０１４４】
ステップ８５４に於いては下記の式５に従って運転者の走行コース変更希望の指標値であるフラグＦが演算される。尚下記の式５に於ける係数Ｋs及びＫtは例えば０．５の如く０よりも大きく０．５以下の定数であり、Ｋs及びＫdの和は１である。
Ｆ＝ＫsＦs＋ＫtＦt ……（５）
【０１４５】
ステップ８５５に於いてはフラグＦが正の基準値Ｆp（１又は１よりも僅かに小さい正の定数）以上であるか否かの判別が行われる。そして否定判別が行われたときには制御はステップ８５７へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ８５６に於いて運転者が走行コースを左側の分岐路へ変更することを希望していると判定される。
【０１４６】
ステップ８５７に於いてはフラグＦが負の基準値Ｆn（−１又は−１よりも僅かに大きい負の定数）以下であるか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときにはステップ８５８に於いて運転者が走行コースを右側の分岐路へ変更することを希望していると判定され、否定判別が行われたときにはステップ８５９に於いて運転者が走行コースの変更を希望していないと判定される。
＜運転者の最終的な意思判定のルーチン＞
【０１４７】
運転者の最終的な意思判定のルーチンを示す図２７に示されたフローチャートのステップ８６１及び８６２は、それぞれ図２６に示されたフローチャートのステップ８５１及び８５２と同様に実行される。但しステップ８６１及び８６２の判別はそれぞれ図３２及び図３３に示されたマップを使用して行われる。図３２及び図３３に示されたマップの閾値の大きさは図３０及び図３１に示されたマップの閾値の大きさよりも大きい。
【０１４８】
ステップ８６２の次に実行されるステップ８６３に於いては、運転者が希望する走行路が現在の走行路、左側への分岐路、右側への分岐路の何れであるかについての判別が行われる。そして希望の走行路が現在の走行路であるときにはフラグＦfが０にセットされ、希望の走行路が左側への分岐路であるときにはフラグＦfが１にセットされ、希望の走行路が右側への分岐路であるときにはフラグＦfが−１にセットされる。
【０１４９】
例えば図３４に於いて、９４AL及び９４ARはそれぞれ左側への分岐路の目標軌跡及び右側への分岐路の目標軌跡を示し、Ｑ2L及びＱ2Rはそれぞれ左側への分岐路９４ALの分岐の終点及び右側への分岐路９４ARの分岐の終点を示している。従って現在の目標軌跡９４上の位置、分岐の終点Ｑ2L及びＱ2Rの位置、操舵角θ、操舵角速度θdに基づいて、運転者が希望する走行路が現在の走行路、左側への分岐路、右側への分岐路の何れであるかの判別が行われる。
【０１５０】
ステップ８６４に於いては下記の式６に従って運転者の走行コース変更希望の指標値であるフラグＦが演算される。尚下記の式６に於ける係数Ｋs、Ｋt、Ｋfは例えばそれぞれ０．３、０．３、０．４の如く０よりも大きく０．４以下の定数であり、Ｋs、Ｋt、Ｋfの和は１である。
Ｆ＝ＫsＦs＋ＫtＦt＋ＫfＦf ……（６）
【０１５１】
ステップ８６５乃至８６９はそれぞれ図２６のステップ８５５乃至８５９と同様に実行され、これにより走行路の変更について運転者の最終的な意思の判定が行われる。
【０１５２】
尚ステップ８６１及び８６２が省略され、フラグＦがフラグＦfに設定されてもよい。またステップ８６３が省略され、フラグＦが上記式５に従って演算されてもよい。
＜目標軌跡の変更制御ルーチン＞
【０１５３】
目標軌跡の変更制御ルーチンを示す図２８に示されたフローチャートのステップ９０１に於いては、例えば後述の重みＷsが１になったか否かの判別により、目標軌跡の変更が完了したか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときには制御はステップ９１０へ進み、否定判別が行われたときには制御はステップ９０２へ進む。
【０１５４】
ステップ９０２に於いては後述の目標軌跡変更の緊急度Ｄsの演算が開始された後であるか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときには制御はステップ９０５へ進み、否定判別が行われたときには制御はステップ９０３へ進む。
【０１５５】
ステップ９０３に於いては車両１２の現在の位置が分岐路の分岐点Ｑ1の手前であるか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときにはステップ９０４に於いて車両１２の分岐点Ｑ1を通過した後の目標軌跡がステップ８５０又は８６０にて判定された運転者の希望する走行コースの軌跡へ変更され、否定判別が行われたときには制御はステップ９０５へ進む。
【０１５６】
ステップ９０５に於いては目標軌跡を変更する必要性の指標値である乖離度Ｄsが演算される。図３２に於けるマップに於いて、Ｆｓ＝０の領域とＦｓ＝１又は−１の領域との境界を基準線として、乖離度ＤsはＦｓ＝１又は−１の領域にある操舵角θ及び操舵角速度θdの座標点と基準線との距離を示す値である。またステップ９０５に於いては各サイクルの乖離度Ｄsの増大変化量ΔＤsが基準値ΔＤs0（０に近い正の定数）以下になったときの乖離度Ｄsが最大乖離度Ｄsmaxに演算される。
【０１５７】
尚乖離度Ｄsは目標軌跡の変更により車両が描く軌跡の曲率が大きくなるほど高くなるよう算される。例えば乖離度Ｄsは、分岐路の二つの走行路がなす角度が大きいほど大きく、また分岐点Ｑ1と終点Ｑ2との間の距離が小さいほど大きく、また走行路の幅が狭いほど大きくなるよう演算される。また図２９の分岐路に於いて、目標軌跡が９４Ｂより９４Ａへ変化するときには目標軌跡が９４Ａより９４Ｂへ変化するときに比して乖離度Ｄsが高い値に演算される。
【０１５８】
ステップ９０６に於いては最大乖離度Ｄsmax、車速Ｖ、経過時間ｔcに基づいて図３５に示されたマップより変更後の目標軌跡についての重みＷsが演算される。図３５に示されている如く、重みＷsは最大乖離度Ｄsmaxが高く車速Ｖが高いほど早く０から１へ変化するよう演算される。また重みＷsは車両１２が図２９に示された目標軌跡の変更許可区間Ｓcpの終点Ｑ4及びＱ5に到達する前に１になるよう演算される。
【０１５９】
ステップ９０７に於いては重みＷsに基づいて目標軌跡が現在の目標軌跡から運転者の希望する走行コースの目標軌跡へ漸次変更される。例えば現在の目標軌跡及び運転者の希望する走行コースの目標軌跡の曲率についての時間の関数をそれぞれＲpre及びＲnewとして、目標軌跡を変化させるための暫定の軌跡の曲率Ｒinsが下記の式７に従って演算される。
Ｒins＝（１−Ｗs）Ｒpre＋ＷsＲnew ……（７）
【０１６０】
以上の説明より解る如く、第三の実施形態に於いては、図２１に示されたフローチャートのステップ７５０に於いて現在の目標軌跡の走行路に分岐路が存在するか否かの判定が行われる。そして分岐路が存在すると判定されたときには、ステップ８００に於いて運転者が走行コースの変更を希望し、目標軌跡を変更する必要があるか否かの判定が行われる。更に目標軌跡の変更が必要であると判定されたときには、ステップ９００に於いて目標軌跡が運転者の意思に則した走行コースの軌跡になるよう変更される。
【０１６１】
従って第三の実施形態によれば、車両が分岐路に差し掛かる状況に於いて運転者が心変わりや道路状況等により目標軌跡とは異なる走行経路を希望する場合にも、その運転者の意思に則して車両の目標軌跡を設定し直すことができる。よって車両が分岐路に差し掛かり運転者が走行コースの変更を希望する場合にも確実に運転者の意思を反映させた目標軌跡に沿って車両を走行させることができる。
【０１６２】
以上の点に鑑みれば、第三の実施形態は、「目標軌跡に沿って車両を走行させる車両の走行制御装置に於いて、車両の前方に分岐路が存在するか否かを判定し、分岐路が存在するときには運転者が目標軌跡の変更を希望しているか否かを判定し、目標軌跡の変更希望の有無に応じて目標軌跡の変更を制御する車両の走行制御装置」の技術思想であると考えられてもよい。
【０１６３】
また第三の実施形態によれば、図２４に示されたフローチャートのステップ８１０に於いて目標軌跡の変更許可区間が設定される。そして車両が目標軌跡の変更許可区間内であって分岐路の分岐点Ｑ1の手前にあるときには、ステップ８２０及び８３０に於いてそれぞれ肯定判別が行われる。よってステップ８４０に於いて走行路に対する車両の横方向の位置等が現在の目標軌跡に基づいて変化されることにより、車両の乗員に対し分岐路の存在の予告が行われる。そしてステップ８５０に於いて運転者の操舵操作に基づいて走行コースの選択に関する運転者の意思の判定が行われ、ステップ８７０に於いて運転者が走行コースの変更を希望しているか否かの判別が行われる。
【０１６４】
よって走行路に対する車両の横方向の位置等が変化されない場合に比して、換言すれば車両の乗員に分岐路の存在が予告されない場合に比して、確実に且つ正確に走行コースの選択に関する運転者の意思を判定することができる。
【０１６５】
また第三の実施形態によれば、車両が目標軌跡の変更許可区間内であっても分岐路の分岐点Ｑ1を過ぎているときには、ステップ８２０及び８３０に於いてそれぞれ肯定判別及び否定判別が行われる。よってステップ８６０に於いて車両が分岐点を通過した後の状況に於いて走行コースの選択に関する運転者の最終的な意思の判定が行われ、その判定結果に基づいてステップ８７０に於いて運転者が走行コースの変更を希望しているか否かの判別が行われる。
【０１６６】
従ってステップ８３０に於いて否定判別が行われると、ステップ８６０及び８７０が実行されることなく制御がステップ９１０へ進む場合に比して、運転者の意思による走行コースの変更及びこれに伴う目標軌跡の変更の可能性を高精度に判定することができる。換言すれば車両が分岐点を通過すると走行コースの選択に関する運転者の最終的な意思の判定が行われない場合に比して、運転者の意思を尊重した車両の走行制御を実現することができる。
【０１６７】
また第三の実施形態によれば、車両１２が分岐点Ｑ1の前にあるときには、図２８に示されたフローチャートのステップ９０３に於いて肯定判別が行われ、ステップ９０４に於いて目標軌跡が即座に運転者の希望する走行コースの軌跡へ変更される。よって車両１２が分岐点Ｑ1を通過すると同時に目標軌跡を運転者が希望する走行コースの軌跡へ確実に変更することができる。
【０１６８】
また第三の実施形態によれば、車両１２が分岐点Ｑ1を通過した状況に於いて目標軌跡を変更する必要があるときには、ステップ９０３に於いて否定判別が行われ、ステップ９０５乃至９０７に於いて目標軌跡が変更される。この場合ステップ９０５に於いて目標軌跡を変更する必要性の指標値である乖離度Ｄs及びその最大値である最大乖離度Ｄsmaxが演算され、最大乖離度Ｄsmaxが高いほど変更後の目標軌跡の重みＷsが早く１になるよう演算される。
【０１６９】
従って例えば図３６（Ａ）に示されている如く、走行コースを変更するための車両の向きの変化の速さが高くなるよう制御される必要性が高いほど前後輪の舵角の変化を速くして走行コースを確実に変更することができる。逆に図３６（Ｂ）に示されている如く、車両の向きの変化の速さが高くなくてよいときには、前後輪の舵角の変化を穏やかにして車両の進行方向の急激な変動及びこれに起因して車両の乗員が異和感を覚える虞れを低減することができる。
【０１７０】
尚上述の第一乃至第三の実施形態によれば、ステアリング系及び電動式のパワーステアリング装置２２の慣性を補償するためのアシストトルクＴicは前輪の最終目標舵角θfftの二階微分値θfftddに基づいて演算される。またステアリング系及び電動式のパワーステアリング装置２２の粘性を補償するためのアシストトルクＴdc及び摩擦を補償するためのアシストトルクＴfcは前輪の最終目標舵角θfftの微分値θfftdに基づいて演算される。
【０１７１】
従ってアシストトルクＴic等が前輪の目標舵角θft及び後輪の目標舵角θrtに基づいて演算される場合に比して、電動式のパワーステアリング装置２２の作動に伴う慣性等の影響を低減して目標アシストトルクＴlkatを演算することができる。よって目標回転角度θswtに基づく前輪の舵角の目標修正量Δθsftが考慮されることなく目標アシストトルクＴlkatが演算される場合に比して、前後輪の舵角やステアリングホイール２０の回転を正確に制御することができる。
【０１７２】
また上述の第一乃至第三の実施形態によれば、第三の実施形態に於ける予告の手段（横方向へのシフト）が第一及び第二の実施形態に於ける予告の手段とは異なる。よって第一又は第二の実施形態と第三の実施形態とが組合されて一つの車両に適用されても、車両の乗員は予告が走行路の曲率の変化についての予告か分岐路についての予告かを識別して認識することができる。
【０１７３】
尚上述の第一乃至第三の実施形態に於いては、ステアリングホイール２０の目標回転角度θswtの演算に際し、走行路の車線の中央に対する車両の横方向へのオフセットは考慮されていない。しかし走行路の車線の中央に対し車両が横方向へオフセットしている場合には、そのオフセットしている側へ車両が大きく移動したり旋回したりするような予告が発せられると、車両の乗員が却って不安感を覚える虞れがある。
【０１７４】
よって操舵入力手段の操作位置、車両のヨー角、車両の横方向の位置を変化させる大きさは、その変化が車両のオフセットを増大させる方向であるときには、逆の場合に比して小さくなるよう、車両のオフセットに応じて可変設定されることが好ましい。
【０１７５】
例えば第一の実施形態の場合には、ステップ２５０に於いて車両のオフセットを考慮してステアリングホイール２０の目標回転角度θswtが演算される。また第二の実施形態の場合には、ステップ５５０に於いて車両のオフセットを考慮して車両のヨー角の目標制御量Δθytが演算される。更に第三の実施形態の場合には、ステップ８４３又は８４４に於いて車両のオフセットを考慮して前後輪の目標舵角θlkaft、θlkartやステアリングホイール２０の目標回転角度θswtが演算される。これらの構成によれば、走行路の車線の中央に対し車両が横方向へオフセットしている場合に、そのオフセットの側へ車両が大きく移動したりする予告が発せられることを防止し、これにより車両の乗員が却って不安感を覚える虞れを低減することができる。
【０１７６】
また上述の第一乃至第三の実施形態に於いては、ステアリングホイール２０の目標回転角度θswtの演算に際し、車両の走行の安全性は考慮されていない。しかし走行路の車線の幅が小さい場合や、走行路の混雑状況、対向車の有無、路面状況、車速、走行路の曲率の如何によっては、車両が大きく移動したり旋回したりする予告が発せられると、車両の乗員が不安感を覚える虞れがある。
【０１７７】
よって操舵入力手段の操作位置、車両のヨー角、走行路に対する車両の横方向の位置を変化させる大きさは、車両の走行の安全性が低いときには、逆の場合に比して小さくなるよう、車両の走行の安全性に応じて可変設定されることが好ましい。この場合車両の走行の安全性は走行路の車線の幅の大小、走行路の混雑状況、対向車の有無、路面状況、車速、走行路の曲率等を指標として判定されてよい。
【０１７８】
尚各実施形態に於いて、車両の走行の安全性を考慮することは、上述の車両の横方向へのオフセットの場合と同様に上記各ステップに於ける演算に於いて車両の走行の安全性を考慮して目標回転角度θswt等が演算されることにより達成される。これらの構成によれば、車両の走行の安全性が低い場合に、その安全性が更に低下する方向へ車両が大きく移動したり旋回したりする予告が発せられることを防止し、これにより車両の乗員が不安感を覚える虞れを低減することができる。
【０１７９】
更に上述の第一乃至第三の実施形態に於いては、ステアリングホイール２０の目標回転角度θswtの演算に際し、予告のための制御量の大きさによる予告の速さは考慮されていない。しかし予告のための制御量の大きさが大きいときには予告が穏やかに行われても車両の乗員は予告を認識することができるのに対し、予告のための制御量の大きさが小さいときには予告がゆっくりと行われると、車両の乗員は予告を認識することができない。
【０１８０】
よって操舵入力手段の操作位置等を変化させる速度は、それらの変化の大きさが小さいときには、それらの変化の大きさが大きいときに比して大きくなるよう、操舵入力手段の操作位置等の変化の大きさに応じて可変設定されることが好ましい。
【０１８１】
尚各実施形態に於いて、操舵入力手段の操作位置等を変化させる大きさを考慮することは、上述の車両の横方向へのオフセットの場合と同様に上記各ステップに於ける演算に於いて操舵入力手段の操作位置等を変化させる大きさが小さいほど早く目標回転角度θswt等の目標制御量になるよう制御することにより達成される。これらの構成によれば、予告のための制御量の大きさが小さいときにも車両の乗員に予告を効果的に認識させることができる。
【０１８２】
以上に於いては本発明を特定の実施例について詳細に説明したが、本発明は上述の実施例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例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【０１８３】
例えば上述の第一乃至第三の実施形態に於いては、車両の進行方向が変化することの可能性を予告する手段は、ステアリングホイール２０の回転、車両のヨー角の変化、走行路に対する車両の横方向の位置の変化である。しかし第一及び第二の実施形態に於ける予告手段として、走行路に対する車両の横方向の位置の変化やウインカの作動が追加されてもよい。また第三の実施形態に於ける予告手段として、車両のヨー角の変化やウインカの作動が追加されてもよく、更には減速が追加されてもよい。
【０１８４】
また上述の第一乃至第三の実施形態に於いては、車両を目標軌跡に沿って走行させるための手段は、転舵角可変装置１４、パワーステアリング装置２２及び後輪操舵装置４２である。しかし第一の実施形態に於いては、車両のヨー角の制御は行われないので、後輪操舵装置４２が省略され、後輪の舵角が制御されなくてもよい。よって第一の実施形態は後輪操舵装置４２が設けられていない車両に適用されてもよく、その場合には軌跡制御ブロック１００に於ける後輪の目標舵角θlkartの演算は不要であるので、図３のステップ１６０及び図５のステップ３８０、３９０が省略される。
【０１８５】
また第三の実施形態も後輪操舵装置４２が設けられていない車両に適用され、車両の進行方向が変化することの可能性の予告がステアリングホイール２０の回転等によって行われてもよい。
【０１８６】
また上述の第一乃至第三の実施形態に於いては、前輪の舵角の制御は転舵角可変装置１４とパワーステアリング装置２２との共働によって行われるようになっている。しかし転舵角可変装置１４が設けられていない車両に於いて前輪の舵角の制御がパワーステアリング装置２２によって行われることにより、車両を目標軌跡に沿って走行させると共に、車両の進行方向が変化することの可能性の予告が行われてもよい。
【０１８７】
また上述の第一乃至第三の実施形態に於いては、車両の進行方向が変化することの可能性の予告が行われないときには軌跡制御のために前輪の舵角が制御されてもステアリングホイール２０は回転しないよう操舵アシストトルクが制御される。本発明の走行制御装置は、車両の進行方向が変化することの可能性の予告が行われないときには軌跡制御のために前輪の舵角が制御されるとステアリングホイール２０が回転する車両に適用されてもよい。
【０１８８】
また上述の第三の実施態に於いては、目標軌跡を変化させるための暫定の軌跡の曲率Ｒinsは現在の目標軌跡及び運転者の希望する走行コースの目標軌跡の曲率について関数Ｒpre及びＲnewの重み和により演算される。しかし目標軌跡を変化させるための暫定の前後輪の目標舵角が現在の目標軌跡及び運転者の希望する走行コースの目標軌跡に基づく前後輪の目標舵角の重み和により演算されてもよい。
【０１８９】
また上述の第三の実施形態に於いても、車両の進行方向が変化することの可能性の予告、即ち分岐路が存在することの予告は、現在の目標軌跡による分岐路の方向へ車両の横方向位置等を変化させることによって行われるようになっている。しかし運転者の意思は予告に対する運転者の反応により判定されるので、予告のための車両の横方向位置等の変化は現在の目標軌跡による分岐路の方向とは逆の方向であってもよい。
【０００１】
本発明は、車両の走行制御装置に係り、更に詳細には操舵輪を操舵することにより車両を目標軌跡（目標走行ライン）に沿って走行させる軌跡制御を行う車両の走行制御装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両の走行制御装置の一つとして、ステアリングギヤ比可変装置（ＶＧＲＳ）とも呼ばれる転舵角可変装置によって操舵輪を操舵することにより車両を目標軌跡に沿って走行させる走行制御装置はよく知られている。この種の走行制御装置に於いては、カメラにより撮影された車両前方の画像の解析により走行路が特定され、その特定された走行路に基づいて目標軌跡が設定され、車両が目標軌跡に沿って走行するよう操舵輪が操舵される。
【０００３】
また軌跡制御による操舵輪の操舵に伴って操舵入力手段としてのステアリングホイールが回転されると、車両の乗員が煩わしさを感じる。そのため軌跡制御により操舵輪が操舵されてもステアリングホイールができるだけ回転しないよう、転舵角可変装置及びパワーステアリング装置を制御することも既に知られている。
【０００４】
しかし軌跡制御が行われる車両の乗員は軌跡制御による車両の進行方向の変化を予知することができないため、不安感や異和感を覚えることがある。例えば車両前方の走行路の曲率が変化する状況に於いては、乗員は車両が走行路に沿って適正に進行方向を変化させながら走行するかについて不安感や異和感を覚えることがある。また車両前方に分岐路が存在する状況に於いては、乗員は車両が希望通りの走行路を選択して分岐路を通過するよう進行方向を変化させて或いは変化させずに走行するかについて不安感や異和感を覚えることがある。
【０００５】
この問題を解消する手段として、例えば下記の特許文献１に記載されている如くナビゲーション装置により音声にて車両の進行方向の変化を予告報知したり、メーター等のディスプレイに車両の進行方向の変化を予告表示したりすることが既に提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】特開平１０−１０５８８５号公報
【発明の概要】
【０００６】
〔発明が解決しようとする課題〕
音声によって車両の進行方向の変化が予告報知される場合には、聞き逃し等に起因して予告報知が車両の乗員により認識されないことが生じやすく、またオーディオ機能との干渉が避けられない。またディスプレイに車両の進行方向の変化が予告表示される場合には、ディスプレイの表示から車両の進行方向の変化に関する予告内容を瞬時に正確に把握することが困難であり、また運転者以外の乗員が予告表示自体を認識することが非常に困難である。
【０００７】
本発明の主要な目的は、軌跡制御による車両の進行方向の変化が音声やディスプレイの表示によって予告される場合に比して、確実に車両の乗員に車両の進行方向の変化を予告することである。
【０００８】
〔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、操舵輪を操舵することにより車両を目標軌跡に沿って走行させる軌跡制御を行う車両の走行制御装置に於いて、車両は運転者により操作される操舵入力手段の操作位置と操舵輪である前輪の舵角との関係を変化させる操舵関係可変装置を有し、前記軌跡制御により車両の進行方向が変更される可能性があるときには、前記軌跡制御による車両の進行方向の変更に先立って前記操舵関係可変装置を制御することにより前記操舵入力手段の操作位置を変化させることを特徴とする車両の走行制御装置（請求項１の構成）、又は操舵輪を操舵することにより車両を目標軌跡に沿って走行させる軌跡制御を行う車両の走行制御装置に於いて、車両は前輪及び後輪の舵角を変化させる舵角可変装置を有し、前記軌跡制御により車両の進行方向が変更される可能性があるときには、前記軌跡制御による車両の進行方向の変更に先立って前記舵角可変装置によって前輪及び後輪の舵角を制御することにより車両のヨー角及び走行路に対する車両の横方向の位置の少なくとも一方を変化させることを特徴とする車両の走行制御装置（請求項２の構成）、又は操舵輪を操舵することにより車両を目標軌跡に沿って走行させる軌跡制御を行う車両の走行制御装置に於いて、車両は運転者により操作される操舵入力手段の操作位置と操舵輪である前輪の舵角との関係を変化させる操舵関係可変装置と、補助操舵力発生装置とを有し、前記軌跡制御により車両の進行方向が変更される可能性があるときには、前記軌跡制御による車両の進行方向の変更に先立って前記操舵関係可変装置及び前記補助操舵力発生装置を制御することにより前輪の舵角を制御しつつ前記操舵入力手段の操作位置を変化させることを特徴とする車両の走行制御装置（請求項３の構成）、又は操舵輪を操舵することにより車両を目標軌跡に沿って走行させる軌跡制御を行う車両の走行制御装置に於いて、車両は運転者により操作される操舵入力手段の操作位置と前輪の舵角との関係を変化させる操舵関係可変装置と、後輪の舵角を変化させる後輪舵角可変装置とを有し、前記軌跡制御により車両の進行方向が変更される可能性があるときには、前記軌跡制御による車両の進行方向の変更に先立って前記操舵関係可変装置及び前記後輪舵角可変装置を制御することにより車両のヨー角及び走行路に対する車両の横方向の位置の少なくとも一方を変化させることを特徴とする車両の走行制御装置（請求項４の構成）が提供される。
【０００９】
請求項１の構成によれば、軌跡制御により車両の進行方向が変更される可能性があるときには、操舵関係可変装置を制御することによって操舵入力手段の操作位置と前輪の舵角との関係を変化させることにより、前輪の舵角をできるだけ目標軌跡を達成するための舵角に制御しつつ、操舵入力手段の操作位置を変化させることができる。
【００１０】
請求項２の構成によれば、軌跡制御により車両の進行方向が変更される可能性があるときには、前輪及び後輪の舵角を制御することによって車両のヨー角及び走行路に対する車両の横方向の位置の少なくとも一方を変化させることにより、車両の進行方向の変化を予告することができる。
【００１１】
請求項３の構成によれば、軌跡制御により車両の進行方向が変更される可能性があるときには、前輪の舵角を制御しつつ操舵入力手段の操作位置を変化させることができるので、前輪の舵角をできるだけ目標軌跡を達成するための舵角に制御しつつ、操舵入力手段の操作位置を変化させることができる。
【００１２】
請求項４の構成によれば、軌跡制御により車両の進行方向が変更される可能性があるときには、操舵関係可変装置及び後輪舵角可変装置を制御することによって車両のヨー角及び走行路に対する車両の横方向の位置の少なくとも一方を変化させることにより、車両の進行方向の変化を予告することができる。
【００１３】
よって請求項１乃至４の構成によれば、車両の進行方向の変化が音声やディスプレイの表示によって予告される場合に比して、確実に車両の乗員に車両の進行方向の変化を予告することができ、これにより車両の乗員は確実に軌跡制御による車両の進行方向の変化を予知することができる。
【００１４】
また上記構成に於いて、車両の進行方向の変更度合が高いときには進行方向の変更度合が低いときに比して、軌跡制御による車両の進行方向の変更に先立って変化させる量を大きくするようになっていてよい。
【００１５】
この構成によれば、車両の進行方向の変更度合が高いときには進行方向の変更度合が低いときに比して、車両の進行方向の変化を予告するための制御量を大きくし、車両の進行方向の変化を効果的に予告することができる。
【００１６】
また上記構成に於いて、車両が車線の中央に対し横方向へオフセットしているときには、軌跡制御による車両の進行方向の変更に先立ってオフセットの量が増大する方向へ変化させる量は、オフセットの量が減少する方向へ変化させる量に比して小さくてよい。
【００１７】
この構成によれば、車両の進行方向の変化を予告するための制御により車両のオフセットの量が増大するときには、予告するための制御量を小さくし、車両の乗員が覚える不安感を低減することができる。逆に車両の進行方向の変化を予告するための制御により車両のオフセットの量が減少するときには、予告するための制御量を大きくし、車両の進行方向の変化を効果的に予告することができる。
【００１８】
また上記構成に於いて、車両の走行の安全性が低いときには車両の走行の安全性が高いときに比して、軌跡制御による車両の進行方向の変更に先立って変化させる量を小さくするようになっていてよい。
【００１９】
この構成によれば、車両の走行の安全性が低いときには車両の走行の安全性が高いときに比して、車両の進行方向の変化を予告するための制御量が小さくされる。よって車両の進行方向の変化を予告するための制御によって車両の走行の安全性が更に低下される虞れを低減することができる。逆に車両の走行の安全性が高いときには車両の走行の安全性が低いときに比して、車両の進行方向の変化を予告するための制御量が小さくされる度合が低いので、車両の進行方向の変化を効果的に予告することができる。
【００２０】
また上記構成に於いて、軌跡制御による車両の進行方向の変更に先立って変化させる量が小さいときには、変化させる量が大きいときに比して軌跡制御による車両の進行方向の変更に先立って変化させる速度を大きくするようになっていてよい。
【００２１】
この構成によれば、車両の進行方向の変化を予告するための制御量が小さいときには、制御量を変化させる速度を大きくし、車両の乗員が車両の進行方向の変化の予告を認識し易くすることができる。逆に車両の進行方向の変化を予告するための制御量が大きいときには、制御量を変化させる速度を小さくし、車両の進行方向の変化を予告するための制御量の急激な変動によって車両の乗員が異和感を覚える虞れを低減することができる。
【００２２】
また上記構成に於いて、軌跡制御により車両の進行方向が変更される可能性は、分岐路に於いて車両の乗員により目標軌跡が変更される可能性があることによる可能性であり、軌跡制御による車両の進行方向の変更に先立って行わせる変化を車両の進行方向の変更後の方向とは逆の方向へ行わせるようになっていてよい。
【００２３】
この構成によれば、車両の進行方向の変化を予告するための制御量またが車両の進行方向の変更後の方向とは逆の方向へ変化される。よって分岐路に於いて運転者が目標軌跡の変更を希望する場合には運転者の運転操作量が大きくなるので、運転者が目標軌跡の変更を希望するか否かを運転者の運転操作量に基づいて確実に判定することができる。
【００２４】
また上記構成に於いて、設定されている目標軌跡に基づく進行方向とは異なる進行方向への分岐路が存在し、車両の乗員により目標軌跡が変更されることにより車両の進行方向が変更される可能性があるときには、操舵入力手段に対する運転者の操作に基づいて目標軌跡の変更の要否を判定するようになっていてよい。
【００２５】
この構成によれば、車両の乗員が目標軌跡の変更を希望する場合には、車両の進行方向を変更しようとして行われる操舵入力手段に対する運転者の操作に基づいて目標軌跡の変更の要否を判定することができる。
【００２６】
また上記構成に於いて、分岐路の手前に目標軌跡の変更の要否を判定するための判定走行区間を設定し、判定走行区間に於ける操舵入力手段に対する運転者の操作に基づいて目標軌跡の変更の要否を判定するようになっていてよい。
【００２７】
この構成によれば、判定走行区間に於ける操舵入力手段に対する運転者の操作に基づいて目標軌跡の変更の要否を判定することができる。
【００２８】
上記構成に於いて、分岐路の手前に判定走行区間の終点を設定し、終点より所定の距離手前の位置を判定走行区間の始点に設定するようになっていてよい。
【００２９】
この構成によれば、分岐路の手前に所定の距離の判定走行区間点を設定することができる。
【００３０】
また上記構成に於いて、車両が判定走行区間を通過した後に於ける操舵入力手段に対する運転者の操作量若しくは操作速度が大きいときには運転者の操作量若しくは操作速度が小さいときに比して、目標軌跡の変更を速やかに行うようになっていてよい。
【００３１】
この構成によれば、車両が判定走行区間を通過した後にも必要に応じて目標軌跡を変更することができ、またその変更の速度を運転者の操作量若しくは操作速度に応じて可変設定することができる。
【００３２】
また上記構成に於いて、軌跡制御により車両の進行方向が変更される可能性は、車両の走行に伴って走行路の曲率が変化して目標軌跡の曲率が変化すること、及び分岐路に於いて車両の乗員により目標軌跡が変更されること、の少なくとも一方による可能性であってよい。
【００３３】
この構成によれば、車両の走行に伴って走行路の曲率が変化して目標軌跡の曲率が変化する可能性がある場合若しくは分岐路に於いて車両の乗員により目標軌跡が変更される可能性がある場合について、車両の乗員に車両の進行方向の変化を予告することができる。
【００３４】
特に車両の走行に伴って走行路の曲率が変化し目標軌跡の曲率が変化する可能性がある場合には、走行路の曲率の変化に対応する車両の実際の進行方向の変化に先立って操舵入力手段の操作位置等の変化により、車両の乗員に車両の進行方向の変化が予告される。従って車両が走行路に沿って適正に進行方向を変化させながら走行するかについて乗員が不安感や異和感を覚える虞れを低減することができる。
【００３５】
また分岐路に於いて車両の乗員により目標軌跡が変更される可能性がある場合には、分岐路の手前に於いて操舵入力手段の操作位置等の変化により分岐路に於ける車両の進行方向の変化又は維持が予告される。従って乗員は予告通りの走行路を選択して分岐路を通過するか或いは他の走行路を選択して分岐路を通過するかの判断をすることができるので、車両が分岐路を通過する際に車両の乗員が不安感や異和感を覚える虞れを低減することができる。
【００３６】
また上記構成に於いて、車両ができるだけ目標軌跡に沿って走行するよう操舵輪の舵角を制御しつつ、操舵入力手段の操作位置、車両のヨー角、走行路に対する車両の横方向の位置の少なくとも一つを車両の進行方向の変更後の方向へ変化させるようになっていてよい。
【００３７】
この構成によれば、車両の軌跡をできるだけ目標軌跡に制御しつつ、操舵入力手段の操作位置、車両のヨー角、走行路に対する車両の横方向の位置の少なくとも一つを車両の進行方向の変更後の方向へ変化させて車両の進行方向の変化を予告することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】電動式パワーステアリング装置及び後輪操舵装置が搭載された車両に適用された本発明による車両の走行制御装置の第一の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】第一の実施形態に於ける車両の走行制御全体を示すブロック図である。
【図３】図２の軌跡制御ブロックに於ける制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】図２のステアリングホイールの回転制御ブロックに於ける制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】図２の操舵反力制御ブロックに於ける制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】図２の操舵アシストトルク制御ブロックに於ける制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】車両の目標横加速度Ｇytに基づいて軌跡制御のための前輪の目標舵角θlkaftを演算するためのマップである。
【図８】車両の目標横加速度Ｇytに基づいて軌跡制御のための後輪の目標舵角θlkartを演算するためのマップである。
【図９】目標軌跡の曲率Ｒの変化率Ｒlfdに基づいてステアリングホイールの目標回転角度θswtを演算するためのマップである。
【図１０】前輪の最終目標舵角θfftの二階微分値θfftddに基づいて電動式のパワーステアリング装置等の慣性を補償するためのアシストトルクＴicを演算するためのマップである。
【図１１】前輪の最終目標舵角θfftの微分値θfftdに基づいて電動式のパワーステアリング装置等の粘性を補償するためのアシストトルクＴdcを演算するためのマップである。
【図１２】前輪の最終目標舵角θfftの微分値θfftdに基づいて電動式のパワーステアリング装置等の摩擦を補償するためのアシストトルクＴfcを演算するためのマップである。
【図１３】応答補正後の前輪の目標舵角θftfに基づいて前輪の舵角制御に基づく補正トルクＴlkaftを演算するためのマップである。
【図１４】応答補正後の後輪の目標舵角θrtfに基づいて後輪の舵角制御に基づく補正トルクＴlkartを演算するためのマップである。
【図１５】操舵トルクＴs及び車速Ｖに基づいて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Ｔbasetを演算するためのマップである。
【図１６】車両が直進状態から左旋回状態に変化する走行路を走行する場合について第一の実施形態の作動を示す説明図である。
【図１７】本発明による車両の走行制御装置の第二の実施形態に於ける車両の走行制御全体を示すブロック図である。
【図１８】図１７の車両のヨー角制御ブロックに於ける制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１９】目標軌跡の曲率Ｒの変化率Ｒlfdに基づいて車両のヨー角の目標制御量Δθytを演算するためのマップである。
【図２０】車両が直進状態から左旋回状態に変化する走行路を走行する場合について第二の実施形態の作動を示す説明図である。
【図２１】本発明による車両の走行制御装置の第三の実施形態に於ける軌跡制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図２２】走行路自体がＹ字形に分岐する分岐路の例を示す説明図である。
【図２３】一つの走行路に於ける走行レーンが分岐する分岐路の例を示す説明図である。
【図２４】第三の実施形態に於いて目標軌跡の変更の要否を判定するルーチンを示すフローチャートである。
【図２５】第三の実施形態に於いて分岐路の存在を予告するルーチンを示すフローチャートである。
【図２６】第三の実施形態に於いて走行コースの選択に関する運転者の意思を判定するルーチンを示すフローチャートである。
【図２７】第三の実施形態に於いて走行コースの選択に関する運転者の最終的な意思を判定するルーチンを示すフローチャートである。
【図２８】第三の実施形態に於いて目標軌跡を変更するルーチンを示すフローチャートである。
【図２９】目標軌跡の変更許可区間及び運転者の意思判定区間の設定に関する説明図である。
【図３０】車両が分岐点の手前にある状況に於いて操舵角θ、操舵角速度θd等に基づいて運転者が希望する走行路が現在の走行路、左の分岐路、右の分岐路の何れであるかを判別するためのマップである。
【図３１】車両が分岐点の手前にある状況に於いて操舵トルクＴs、操舵トルク変化率Ｔsd等に基づいて運転者が希望する走行路が現在の走行路、左の分岐路、右の分岐路の何れであるかを判別するためのマップである。
【図３２】車両が分岐点を過ぎた状況に於いて操舵角θ、操舵角速度θd等に基づいて運転者が希望する走行路が現在の走行路、左の分岐路、右の分岐路の何れであるかを判別するためのマップである。
【図３３】車両が分岐点を過ぎた状況に於いて操舵トルクＴs、操舵トルク変化率Ｔsd等に基づいて運転者が希望する走行路が現在の走行路、左の分岐路、右の分岐路の何れであるかを判別するためのマップである。
【図３４】現在の目標軌跡上の車両の位置、分岐路の終点Ｑ2の位置、操舵角θ、操舵角速度θdに基づいて、運転者が希望する走行路が現在の走行路、左の分岐路、右の分岐路の何れであるかを判別するためのマップである。
【図３５】最大乖離度Ｄsmax、車速Ｖ、経過時間ｔcに基づいて変更後の目標軌跡についての重みＷsを演算するためのマップである。
【図３６】分岐路の二つの走行路がなす角度が大きい場合（Ａ）及び小さい場合（Ｂ）について第三の実施形態により目標軌跡が変更されることによる車両の軌跡を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施形態について詳細に説明する。
第一の実施形態
【００４０】
図１は電動式パワーステアリング装置及び後輪操舵装置が搭載された車両に適用された本発明による車両の走行制御装置の第一の実施形態を示す概略構成図である。
【００４１】
図１に於いて、本発明による走行制御装置１０は車両１２に搭載され、転舵角可変装置１４及びこれを制御する電子制御装置１６を含んでいる。また図１に於いて、１８FL及び１８FRはそれぞれ車両１２の操舵輪としての左右の前輪を示し、１８RL及び１８RRはそれぞれ左右の後輪を示している。操舵輪である左右の前輪１８FL及び１８FRは運転者によるステアリングホイール２０の操作に応答して駆動されるラック・アンド・ピニオン型の電動式パワーステアリング装置２２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。
【００４２】
操舵入力手段であるステアリングホイール２０はアッパステアリングシャフト２８、転舵角可変装置１４、ロアステアリングシャフト３０、ユニバーサルジョイント３２を介してパワーステアリング装置２２のピニオンシャフト３４に駆動接続されている。転舵角可変装置１４はハウジング１４Ａの側にてアッパステアリングシャフト２８の下端に連結され、回転子１４Ｂの側にて図には示されていない減速機構を介してロアステアリングシャフト３０の上端に連結された補助転舵駆動用の電動機３６を含んでいる。
【００４３】
かくして転舵角可変装置１４はアッパステアリングシャフト２８に対し相対的にロアステアリングシャフト３０を回転駆動することにより、左右の前輪１８FL及び１８FRをステアリングホイール２０に対し相対的に補助転舵駆動する。よって転舵角可変装置１４はステアリングギヤ比（操舵伝達比の逆数）を増減変化させるステアリングギヤ比可変装置（ＶＧＲＳ）、従って操舵伝達比可変装置としても機能し、電子制御装置１６の舵角制御部により制御される。
【００４４】
左右の後輪１８RL及び１８RRは左右の前輪１８FL及び１８FRの操舵とは独立に、後輪操舵装置４２の電動式のパワーステアリング装置４４によりタイロッド４６L及び４６Rを介して操舵され、後輪操舵装置４２は電子制御装置１６の舵角制御部により制御される。
【００４５】
図示の後輪操舵装置４２は周知の構成の電動式補助ステアリング装置であり、電動機４８Ａと、電動機４８Ａの回転をリレーロッド４８Ｂの往復運動に変換する例えばねじ式の運動変換機構４８Ｃとを有する。リレーロッド４８Ｂはタイロッド４６L、４６R及び図には示されていないナックルアームと共働してリレーロッド４８Ｂの往復運動により左右の後輪１８RL及び１８RRを転舵駆動する転舵機構を構成している。
【００４６】
図には詳細に示されていないが、変換機構４８Ｃは電動機４８Ａの回転をリレーロッド４８Ｂの往復運動に変換するが、左右の後輪１０RL及び１０RRが路面より受けリレーロッド４８Ｂに伝達された力を電動機４８Ａへ伝達せず、従ってリレーロッド４８Ｂに伝達された力によって電動機４８Ａが回転駆動されることがないよう構成されている。
【００４７】
図示の実施形態に於いては、電動式パワーステアリング装置２２はラック同軸型の電動式パワーステアリング装置であり、電動機５０と、電動機５０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５２とを有する。電動式パワーステアリング装置２２は電子制御装置１６の電動式パワーステアリング装置（ＥＰＳ）制御部によって制御され、ハウジング５４に対し相対的にラックバー２４を駆動する補助操舵力を発生することにより、運転者の操舵負担を軽減する操舵アシスト力発生装置として機能する。
【００４８】
尚転舵角可変装置１４は補助操舵アシスト力発生装置と共働して運転者の操舵操作によらず左右前輪舵角を変化させると共に、ステアリングホイール２０の回転角度を変化させることができる限り、任意の構成のものであってよい。同様に操舵アシスト力発生装置も補助操舵力を発生することができる限り任意の構成のものであってよい。また操舵入力手段はステアリングホイール２０であり、その操作位置は回転角度であるが、操舵入力手段はジョイスティック型の操舵レバーであってもよく、その場合の操作位置は往復操作位置であってよい。
【００４９】
図示の実施形態に於いては、アッパステアリングシャフト２８には該アッパ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及び操舵トルクＴsを検出する操舵トルクセンサ５２が設けられている。ロアステアリングシャフト３０にはその回転角度をピニオン角度（ピニオンシャフト３４の回転角度）φとして検出する回転角度センサ５４が設けられている。操舵角θを示す信号、操舵トルクＴsを示す信号、ピニオン角度φを示す信号は、車速センサ５６により検出された車速Ｖを示す信号と共に電子制御装置１６の舵角制御部及びＥＰＳ制御部へ入力される。
【００５０】
尚回転角度センサ５４は転舵角可変装置１４の相対回転角度θre、即ちアッパステアリングシャフト２８に対するロアステアリングシャフト３０の相対回転角度を検出する回転角度センサに置き換えられてもよい。
【００５１】
また車両１２には車両の前方を撮影するＣＣＤカメラ５８及び車両の乗員により操作され車両を走行路に沿って走行させるレーンキープアシスト（ＬＫＡ）制御を選択するための選択スイッチ６０が設けられている。ＣＣＤカメラ５８により撮影された車両の前方の画像情報を示す信号は電子制御装置１６の走行制御部へ入力される。尚車両の前方の画像情報や操向路の情報はＣＣＤカメラ以外の手段により取得されてもよい。
【００５２】
電子制御装置１６の各制御部はそれぞれＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと入出力ポート装置とを有し、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むものであってよい。また操舵角センサ５０、操舵トルクセンサ５２、回転角度センサ５４はそれぞれ車両の左旋回方向への操舵又は転舵の場合を正として操舵角θ、操舵トルクＴs、ピニオン角度φを検出する。
【００５３】
後に詳細に説明する如く、電子制御装置１６は、図２等に示されたフローチャートに従って転舵角可変装置１４及び電動式パワーステアリング装置２２を制御することにより、軌跡制御（「ＬＫＡ制御」とも呼ばれる）を行う。また電子制御装置１６は、車両を走行路に沿って走行させるための目標軌跡の曲率が車両の走行に伴って変化するときには、ステアリングホイール２０を軌跡制御による車両の進行方向の変更のための回転に先立って回転させる。
【００５４】
次に図２に示されたブロック図及び図３乃至図６に示されたフローチャートを参照して第一の実施形態に於ける車両の走行制御について説明する。尚図２乃至図６に示されたブロック図及び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の閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。
【００５５】
特に図２は第一の実施形態に於ける車両の走行制御全体を示すブロック図であり、図３は図２の軌跡制御ブロックに於ける制御ルーチンを示すフローチャートである。また図４は図２のステアリングホイールの回転制御ブロックに於ける制御ルーチンを示すフローチャートであり、図５は図２の操舵反力制御ブロックに於ける制御ルーチンを示すフローチャートである。更に図６は図２の操舵アシストトルク制御ブロックに於ける制御ルーチンを示すフローチャートである。
【００５６】
図２に示された軌跡制御ブロック１００に於ける制御は、電子制御装置１６の走行制御部により図３に示されたフローチャートに従って行われる。そして車両の軌跡制御により車両を目標軌跡に沿って走行させるための前輪の目標舵角θlkaft及び後輪の目標舵角θlkartが演算され、それぞれ軌跡制御のための前輪の目標舵角θft及び後輪の目標舵角θrtとして操舵反力制御ブロック４００へ出力される。
【００５７】
ステアリングホイールの回転制御ブロック２００に於ける制御は、電子制御装置１６の走行制御部により図４に示されたフローチャートに従って行われる。そして軌跡制御による車両の進行方向の変化に先立って車両の進行方向の変化を予告すべくステアリングホイール２０を回転させるための目標回転角度θswtが演算される。更にステアリングホイール２０を目標回転角度θswt回転させるための前輪の舵角の目標修正量Δθsftが演算され、加算器３１０へ出力される。
【００５８】
目標修正量Δθsftは加算器３１０によって前輪の目標舵角θftと加算され、これにより前輪の最終目標舵角θfftが演算される。そして前輪の舵角θfが最終目標舵角θfftになるよう電子制御装置１６の舵角制御部により転舵角可変装置１４が制御される。また電子制御装置１６の舵角制御部により後輪の目標舵角θrtが後輪の最終目標舵角θfrtに設定されると共に、後輪の舵角θrが最終目標舵角θfrtになるよう後輪操舵装置４２の電動式のパワーステアリング装置４４が制御される。
【００５９】
操舵反力制御ブロック４００に於ける制御は、電子制御装置１６のＥＰＳ制御部により図５に示されたフローチャートに従って行われる。そして前輪の舵角θfを車両の軌跡制御の目標舵角θlkaftに制御するための目標アシストトルクＴlkatが前輪の目標舵角θft、後輪の目標舵角θrt等に基づいて演算される。尚目標アシストトルクＴlkatは、転舵角可変装置１４及び電動式のパワーステアリング装置２２の共働によってステアリングホイール２０を回転させることなく前輪の舵角θfを軌跡制御の目標舵角θlkaftに制御するための目標アシストトルクである。
【００６０】
操舵アシストトルク制御ブロック５００に於ける制御は、電子制御装置１６のＥＰＳ制御部により図６に示されたフローチャートに従って行われる。そして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Ｔbasetと目標アシストトルクＴlkatとの和が最終目標アシストトルクＴfatとして演算される。また操舵アシストトルクが最終目標アシストトルクＴfatになるよう電動式パワーステアリング装置２２が制御される。
＜軌跡制御ルーチン＞
【００６１】
図３に示された軌跡制御ルーチンのステップ１１０に於いては、必要な情報の読み込みが行われた後、選択スイッチ６０がオンであるか否かの判別、即ち軌跡制御モードが選択されているか否かの判別が行われる。そして否定判別が行われたときには必要な情報の読み込み及びステップ１１０が再度実行され、肯定判別が行われたときには制御はステップ１２０へ進む。
【００６２】
ステップ１２０に於いてはＣＣＤカメラ５８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路の白線が検出されているか否かの判別、即ち走行路を特定することができるか否かの判別が行われる。そして否定判別が行われたときには軌跡制御のための目標軌跡を決定することができないので、制御は必要な情報の読み込み及びステップ１１０へ戻り、肯定判別が行われたときには制御はステップ１３０へ進む。
【００６３】
ステップ１３０に於いてはＣＣＤカメラ５８により撮影された車両の前方の画像情報の解析等により、車両の目標軌跡が決定されると共に、目標軌跡の曲率Ｒ（半径の逆数）、目標軌跡に対する車両の横方向の偏差Ｙ及びヨー角φが演算される。尚車両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、また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。
【００６４】
また目標軌跡の曲率Ｒ等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。特に目標軌跡の曲率Ｒは時間の経過によって車両の現在位置が漸次変化するので、例えば現在からの経過時間tの関数として演算されてよい。
【００６５】
ステップ１４０に於いては上記軌跡制御のパラメータに基づいて車両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横加速度Ｇytが演算される。尚目標横加速度Ｇytの演算要領も本発明の要旨をなすものではないので、目標横加速度Ｇytも任意の要領にて演算されてよい。また上記軌跡制御用パラメータと目標横加速度Ｇytとの関係を示すマップが設定され、上記軌跡制御用パラメータに基づいてマップより目標横加速度Ｇytが演算されてもよい。
【００６６】
ステップ１５０に於いては車両の目標横加速度Ｇytに基づいて図７に示されたマップより軌跡制御のための前輪の目標舵角θlkaftが演算される。そして軌跡制御のための前輪の目標舵角θftとして加算器３１０及び操舵反力制御ブロック４００へ出力される。
【００６７】
ステップ１６０に於いては車両の目標横加速度Ｇytに基づいて図８に示されたマップより軌跡制御のための後輪の目標舵角θlkartが演算される。そして軌跡制御のための後輪の目標舵角θrtとして操舵反力制御ブロック４００へ出力されると共に、後輪の最終目標舵角θfrtとして電子制御装置１６の舵角制御部へ出力される。
＜ステアリングホイールの回転制御ルーチン＞
【００６８】
図４に示されたステアリングホイールの回転制御ルーチンのステップ２１０及び２２０はそれぞれ上記軌跡制御ルーチンのステップ１１０及び１２０と同様に実行される。
【００６９】
ステップ２３０に於いてはステアリングホイールの回転制御のための基準距離Ｌfが演算される。この場合車両の乗員に車両の進行方向が変化することを予告するためのステアリングホイールの回転は、車速Ｖが高いほど車両の進行方向が実際に変化する位置から手前側への距離が大きい位置に於いて行われる必要がある。よって基準距離Ｌfは車速Ｖが高いほど大きい値に演算される。
【００７０】
ステップ２４０に於いては車両の前方の画像情報の解析結果及び車速Ｖに基づいて現在の走行位置より基準距離Ｌf前方に於ける目標軌跡の曲率Ｒlfが求められると共に、曲率Ｒlfの時間微分値が目標軌跡の曲率Ｒの変化率Ｒlfdとして演算される。
【００７１】
ステップ２５０に於いては目標軌跡の曲率Ｒの変化率Ｒlfdに基づいて図９に示されたマップよりステアリングホイール２０の目標回転角度θswtが演算される。尚図４には示されていないが、目標軌跡の曲率Ｒの変化率Ｒlfdの大きさが急激に変化することにより前輪の舵角の目標修正量Δθsftの大きさが急激に変化する場合には、目標修正量Δθsftはその大きさが漸次変化するよう修正されてよい。
【００７２】
ステップ２６０に於いては目標回転角度θswt及びステアリング系のギヤ比等に基づいてステアリングホイール２０を目標回転角度θswt回転させるための前輪の舵角の目標修正量Δsftが演算されると共に、加算器３１０へ出力される。
＜操舵反力制御ルーチン＞
【００７３】
図５に示された操舵反力制御ルーチンのステップ３１０に於いては、加算器３１０によって前輪の目標舵角θftと目標回転角度θswtとが加算されることにより演算された前輪の最終目標舵角θfftの微分値θfftd及び二階微分値θfftddが演算される。
【００７４】
ステップ３２０に於いては前輪の最終目標舵角θfftの二階微分値θfftddに基づいて図１０に示されたマップよりステアリング系及び電動式のパワーステアリング装置２２の慣性を補償するためのアシストトルクＴicが演算される。
【００７５】
ステップ３３０に於いては前輪の最終目標舵角θfftの微分値θfftdに基づいて図１１に示されたマップよりステアリング系及び電動式のパワーステアリング装置２２の粘性を補償するためのアシストトルクＴdcが演算される。
【００７６】
ステップ３４０に於いては前輪の最終目標舵角θfftの微分値θfftdに基づいて図１２に示されたマップよりステアリング系及び電動式のパワーステアリング装置２２の摩擦を補償するためのアシストトルクＴfcが演算される。
【００７７】
ステップ３５０に於いては軌跡制御のための前輪の目標舵角θftが例えば二次遅れ二次進みのフィルタにて処理されることにより、応答補正後の前輪の目標舵角θftfが演算される。例えば応答補正後の前輪の目標舵角θftfは下記の式１に従って演算される。尚式１に於いて、ｓはラプラス演算子であり、ａ0〜ａ2及びｂ0〜ｂ2は車両の仕様等により定まる係数である。
【数１】
ステップ３６０に於いては応答補正後の前輪の目標舵角θftfに基づいて図１３に示されたマップより前輪の舵角制御に基づく補正トルクＴlkaftが演算される。尚補正トルクＴlkaftは、軌跡制御の目的で前輪の舵角を目標舵角θftに制御するためのアシストトルクである。
【００７９】
ステップ３７０に於いては軌跡制御のための後輪の目標舵角θrtが例えば二次遅れ一次進みのフィルタにて処理されることにより、応答補正後の後輪の目標舵角θrtfが演算される。例えば応答補正後の後輪の目標舵角θrtfは下記の式２に従って演算される。尚式２に於いて、ｓはラプラス演算子であり、b0〜b2及びｃ0、ｃ1は車両の仕様等により定まる係数である。
【数２】
ステップ３８０に於いては応答補正後の後輪の目標舵角θrtfに基づいて図１４に示されたマップより後輪の舵角制御に基づく補正トルクＴlkartが演算される。尚補正トルクＴlkartは、軌跡制御の目的で後輪の舵角を目標舵角θrtに制御するためのアシストトルクである。
【００８１】
ステップ３９０に於いてはステップ３２０乃至３４０、３６０、３８０に於いて演算されたトルクＴic、Ｔdc、Ｔfc、Ｔlkaft、Ｔlkartの和が軌跡制御に基づく目標アシストトルクＴlkatとして演算されると共に、操舵アシストトルク制御ブロック５００へ出力される。
＜操舵アシストトルク制御ルーチン＞
【００８２】
図６に示された操舵アシストトルク制御ルーチンのステップ４１０に於いては、操舵トルクＴs及び車速Ｖに基づいて図１５に示されたマップ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Ｔbasetが演算される。
【００８３】
ステップ４２０に於いては目標基本操舵アシストトルクＴbasetと軌跡制御に基づく目標アシストトルクＴlkatとの和が最終目標アシストトルクＴfatとして演算される。
【００８４】
ステップ４３０に於いては操舵アシストトルクＴsが最終目標アシストトルクＴfatになるよう電動式パワーステアリング装置２２が制御される。
【００８５】
以上の説明より解る如く、軌跡制御ブロック１００に於いて車両の軌跡制御により車両を目標軌跡に沿って走行させるための前輪の目標舵角θlkaft及び後輪の目標舵角θlkartが演算される。またステアリングホイールの回転制御ブロック２００に於いて軌跡制御による車両の進行方向の変化に先立って車両の進行方向の変化を予告すべくステアリングホイール２０を回転させるための前輪の舵角の目標修正量Δsftが演算される。
【００８６】
そして加算器３１０によって目標修正量Δsftと前輪の目標舵角θft（＝θlkaft）とが加算されることにより前輪の最終目標舵角θfftが演算され、前輪の舵角θfが最終目標舵角θfftになるよう転舵角可変装置１４が制御される。また後輪の目標舵角θrt（＝θlkart）が後輪の最終目標舵角θfrtに設定され、後輪の舵角θrが最終目標舵角θfrtになるよう制御される。
【００８７】
また操舵反力制御ブロック４００に於いてステアリングホイール２０を回転させることなく前輪の舵角θfを軌跡制御の目標舵角θlkaftに制御するための目標アシストトルクＴlkatが演算される。また操舵アシストトルク制御ブロック５００に於いて運転者の操舵負担を軽減するための基本目標操舵アシストトルクＴbasetと目標アシストトルクＴlkatとの和が最終目標アシストトルクＴfatとして演算される。そして操舵アシストトルクが最終目標アシストトルクＴfatになるよう電動式パワーステアリング装置２２が制御される。
【００８８】
よって後輪の舵角θrは軌跡制御の後輪の目標舵角θlkartと同一の最終目標舵角θfrtになるよう制御されるが、前輪の舵角θfは軌跡制御の目標舵角θlkaftと目標修正量Δθsftとの和である最終目標舵角θfftになるよう制御される。またパワーステアリング装置２２は転舵角可変装置１４と共働してステアリングホイール２０を回転させることなく前輪及び後輪の舵角をそれぞれ軌跡制御の目標舵角θlkaft及びθlkartに制御する目標アシストトルクＴlkatを達成するよう制御される。
【００８９】
従って前後輪の舵角をそれぞれ軌跡制御の目標舵角θlkaft及びθlkartに制御して車両を目標軌跡に沿って走行させると共に、ステアリングホイール２０を前輪の舵角の目標修正量Δθsftに対応する目標回転角度θswt回転させることができる。よって軌跡制御による車両の進行方向の変化に先立って、車両の進行方向が変化することをステアリングホイール２０の回転によって車両の乗員に予告することができる。
【００９０】
例えば図１６は車両が直進状態から左旋回状態に変化する走行路を走行する場合について第一の実施形態の作動を示す説明図である。
【００９１】
図１６に於いて、８０及び８２はそれぞれ走行路８４の左右の白線を示しており、８６は左右の白線８０及び８２の中間位置を結ぶ線としての目標軌跡を示している。また８８は車両１２の基準位置、例えば重心を示し、９０は車両の前後方向を示している。更に図１６に於いて、車両１２の各走行位置Ｐ1〜Ｐ4に於けるステアリングホイール２０の回転位置が明確になるよう、９２はステアリングホイール２０のニュートラル位置の方向を示している。
【００９２】
車両１２が直進走行しているときには（走行位置Ｐ1）、前輪の目標舵角θlkaft及び後輪の目標舵角θlkartは０であり、前輪の舵角の目標修正量Δθsftも０である。よって前輪の舵角θf及び後輪の舵角θrも０、即ち車両の直進位置に制御され、ステアリングホイール２０はニュートラル位置に維持される。
【００９３】
車両１２が旋回領域に近づくと（走行位置Ｐ2）、前輪の目標舵角θlkaft及び後輪の目標舵角θlkartは０であるが、前輪の舵角の目標修正量Δθsftは左旋回の値になる。よって前輪の舵角θf及び後輪の舵角θrは０、即ち車両の直進位置に制御されるが、ステアリングホイール２０は左旋回方向へ目標回転角度θswt回転され、これにより車両の乗員に軌跡制御によって車両が間もなく左旋回状態になることが予告される。
【００９４】
車両１２が旋回領域に入ると（走行位置Ｐ3）、前輪の目標舵角θlkaft及び後輪の目標舵角θlkartは目標軌跡８６の曲率Ｒに応じた左旋回の値になり、前輪の舵角の目標修正量Δθsft及び目標回転角度θswtは漸次０に減少する。よって前輪の舵角θf及び後輪の舵角θrは車両の左旋回位置に制御され、ステアリングホイール２０は左旋回位置よりニュートラル位置へ漸次戻され、これにより車両の乗員に軌跡制御によって左旋回状態が変更されることがないことが予告される。
【００９５】
車両１２が定常的な左旋回状態になると（走行位置Ｐ4）、前輪の目標舵角θlkaft及び後輪の目標舵角θlkartは目標軌跡８６の曲率Ｒに応じた左旋回の値に維持され、前輪の舵角の目標修正量Δθsft及び目標回転角度θswtは０に維持される。よって前輪の舵角θf及び後輪の舵角θrは車両の左旋回位置に制御され、ステアリングホイール２０はニュートラル位置に維持され、これにより車両の乗員に現在の左旋回状態が維持されることが予告される。
第二の実施形態
【００９６】
図１７は本発明による車両の走行制御装置の第二の実施形態に於ける車両の走行制御全体を示すブロック図である。尚図１７に於いて、図２に示されたブロックに対応するブロックには、図２に於いて付された符号と同一の符号が付されている。
【００９７】
この第二の実施形態に於いては、軌跡制御ブロック１００、ステアリングホイールの回転制御ブロック２００、操舵反力制御ブロック４００、操舵反力制御ブロック５００に加えて、車両のヨー角制御ブロック６００が設けられている。尚ヨー角制御ブロック６００以外の各ブロックに於ける制御は上述の第一の実施形態の場合と同一である。
【００９８】
ヨー角制御ブロック６００に於ける制御は、電子制御装置１６の走行制御部により図１８に示されたフローチャートに従って行われる。そして車両の軌跡制御により車両のヨー角φを制御して車両の乗員に車両のヨー角の変化を予告するための前輪及び後輪の舵角の目標修正量Δθyft及びΔθyrtが演算され、それぞれ加算器３２０及び３３０へ出力される。
【００９９】
前輪の舵角の目標修正量Δθyftは加算器３２０によって前輪の目標舵角θlkaftと加算され、これにより前輪の目標舵角θftが演算される。前輪の目標舵角θftは加算器３１０及び操舵反力制御ブロック４００へ出力される。
【０１００】
同様に後輪の舵角の目標修正量Δθyrtは加算器３３０によって後輪の目標舵角θlkartと加算され、これにより後輪の目標舵角θrtが演算される。後輪の目標舵角θrtは操舵反力制御ブロック４００へ出力されると共に、後輪の最終目標舵角θfrtとして電子制御装置１６の舵角制御部へ出力される。
＜車両のヨー角制御ルーチン＞
【０１０１】
図１８に示されたヨー角制御ルーチンのステップ５１０乃至５４０はそれぞれ上述のステアリングホイールの回転制御ルーチン（図４）のステップ２１０乃至２４０と同様に実行される。
【０１０２】
ステップ５５０に於いては目標軌跡の曲率Ｒの変化率Ｒlfdに基づいて図１９に示されたマップより車両の軌跡制御による車両の進行方向の変化を車両の乗員に予告するための車両のヨー角の目標制御量Δθytが演算される。
【０１０３】
ステップ５６０に於いてはヨー角の目標制御量Δθytが例えば一次進みのフィルタにて処理されることにより、前輪及び後輪の舵角の目標修正量Δθyft、Δθyrtが演算され、それぞれ加算器３２０、３３０へ出力される。この場合前輪及び後輪の舵角の目標修正量Δθyft、Δθyrtはそれぞれ下記の式３及び４に従って演算されてよい。尚これらの式に於いて、ｓはラプラス演算子であり、時定数Ｋf及びＫrは車両の仕様等により定まる定数である。
【０１０４】
Δθyft＝−（Ｋfｓ＋１）Δθyt ……（３）
Δθyrt＝−（Ｋrｓ＋１）Δθyt ……（４）
【０１０５】
尚図１８に示されたヨー角制御ルーチンは図４に示されたステアリングホイールの回転制御ルーチンと統合されてもよい。例えば図４のステップ２５０が完了するとステップ５５０及び５６０が実行されるよう修正されてもよい。
【０１０６】
以上の説明より解る如く、この第二の実施形態に於いても、ヨー角制御ブロック６００以外の各ブロックに於ける制御は上述の第一の実施形態の場合と同様に実行される。またヨー角制御ブロック６００に於ける制御により、車両の軌跡制御により車両のヨー角φを制御して車両の乗員に車両の進行方向の変化を予告するための前輪及び後輪の舵角の目標修正量Δθyft及びΔθyrtが演算される。
【０１０７】
そして前輪の舵角の目標修正量Δθyftは加算器３２０によって前輪の目標舵角θlkaftと加算され、これにより演算される前輪の目標舵角θftは加算器３１０及び操舵反力制御ブロック４００へ出力される。同様に後輪の舵角の目標修正量Δθyrtは加算器３３０によって後輪の目標舵角θlkartと加算され、これにより演算される後輪の目標舵角θrtは操舵反力制御ブロック４００へ出力されると共に、後輪の最終目標舵角θfrtとして電子制御装置１６の舵角制御部へ出力される。
【０１０８】
よって前輪の舵角θfは軌跡制御の目標舵角θlkaftとヨー角制御の目標修正量Δθyftとステアリングホイールの回転制御の目標修正量Δθsftとの和である最終目標舵角θfftになるよう制御される。また後輪の舵角θrは軌跡制御の後輪の目標舵角θlkartとヨー角制御の目標修正量Δθyrtとの和である最終目標舵角θfrtになるよう制御される。またパワーステアリング装置２２は転舵角可変装置１４と共働してステアリングホイール２０を回転させることなく前後輪の舵角を軌跡制御の目標舵角とヨー角制御の目標修正量との和θft及びθrtに制御する目標アシストトルクＴlkatを達成するよう制御される。
【０１０９】
従って車両のヨー角を制御しつつ車両を目標軌跡に沿って走行させるよう前後輪の舵角を制御することができると共に、ステアリングホイール２０を前輪の舵角の目標修正量Δθsftに対応する目標回転角度θswt回転させることができる。よって軌跡制御による車両の進行方向の変化に先立って、車両の進行方向が変化することをステアリングホイール２０の回転及び車両のヨー角の両者によって車両の乗員に予告することができ、従って第一の実施形態の場合よりも効果的な予告を行うことができる。
【０１１０】
例えば図２０は車両が直進状態から左旋回状態に変化する走行路を走行する場合について第二の実施形態の作動を示す説明図である。尚図２０に於いて、図１６に示された部分に対応する部分には図１６に於いて付された符号と同一の符号が付されている。
【０１１１】
車両１２が直進走行しているときには（走行位置Ｐ1）、前後輪の目標舵角θlkaft及びθlkartは０であり、ヨー角制御の前後輪の目標修正量Δθyft及びΔθyrtも０であり、前輪の舵角の目標修正量Δθsftも０である。よって前輪の舵角θf及び後輪の舵角θrも０、即ち車両の直進位置に制御され、ステアリングホイール２０はニュートラル位置に維持され、車両のヨー角は０に維持される。
【０１１２】
車両１２が旋回領域に近づくと（走行位置Ｐ2）、前輪の目標舵角θlkaft及び後輪の目標舵角θlkartは０であるが、ヨー角制御の前後輪の目標修正量Δθyft及びΔθyrtは車両のヨー角が左向きになる値になり、前輪の舵角の目標修正量Δθsftは左旋回の値になる。よって前輪の舵角θf及び後輪の舵角θrはそれぞれ右旋回位置及び左旋回位置の値に制御され、これにより車両のヨー角が左向きに制御されると共に、ステアリングホイール２０は左旋回方向へ目標回転角度θswt回転される。従って車両の乗員に軌跡制御によって車両が間もなく左旋回状態になることが車両のヨー角及びステアリングホイール２０の回転の両者によって予告される。
【０１１３】
車両１２が旋回領域に入ると（走行位置Ｐ3）、前輪の目標舵角θlkaft及び後輪の目標舵角θlkartは目標軌跡８６の曲率Ｒに応じた左旋回の値になる。またヨー角制御の前後輪の目標修正量Δθyft及びΔθyrtは漸次０に減少し、前輪の舵角の目標修正量Δθsft及び目標回転角度θswtも漸次０に減少する。よって前輪の舵角θf及び後輪の舵角θrはそれぞれ右旋回位置及び左旋回位置の値より漸次低減され、ステアリングホイール２０は左旋回位置よりニュトラル位置へ漸次戻される。これにより車両の乗員に軌跡制御によって左旋回状態が変更されることがないことが予告される。
【０１１４】
車両１２が定常的な左旋回状態になると（走行位置Ｐ4）、前輪の目標舵角θlkaft及び後輪の目標舵角θlkartは目標軌跡８６の曲率Ｒに応じた左旋回の値に維持される。またヨー角制御の前後輪の目標修正量Δθyft、Δθyrt、前輪の舵角の目標修正量Δθsft、目標回転角度θswtは０に維持される。よって前輪の舵角θf及び後輪の舵角θrは車両の左旋回位置に制御され、ステアリングホイール２０はニュトラル位置に維持され、これにより車両の乗員に現在の左旋回状態が維持されることが予告される。
第三の実施形態
【０１１５】
この第三の実施形態に於いては、図１７に示された軌跡制御ブロック１００を除く各制御ブロックに於ける制御は上述の第二の実施形態の場合と同様に行われる。即ちステアリングホイールの回転制御ブロック２００、操舵反力制御ブロック４００、操舵反力制御ブロック５００、車両のヨー角制御ブロック６００に於ける制御は上述の第二の実施形態の場合と同様に行われる。
【０１１６】
軌跡制御ブロック１００に於ける車両の軌跡制御は、電子制御装置１６の走行制御部により図２１に示されたフローチャートに従って行われる。車両の軌跡制御に於いては、車両の目標軌跡が設定され、目標軌跡に沿う走行路に分岐路が存在するか否かの判定が行われる。そして分岐路が存在すると判定されたときには、走行コースの変更に関する運転者の意思を判定することにより目標軌跡の変更の要否の判定が行われる。更に目標軌跡の変更が必要であると判定されたときには、目標軌跡が運転者の意思に則した走行コースの目標軌跡へ変更される。尚本願に於ける分岐路とは、Ｙ字路や十字路の如く車両の走行コースが複数の走行コースに分岐する走行路である。
【０１１７】
例えば図２２は走行路自体が分岐する分岐路（Ｙ字路）の例を示している。図２２に示された分岐路に於いては、走行路８４の走行コース９４が分岐点Ｑ1に於いて走行路８４Ａの走行コース９４Ａと走行路８４Ｂの走行コース９４ＢとにＹ字形に分岐する。尚点Ｑ2は分岐の終点、即ちそれよりも先に於いては走行コースを変更することができない点を示している。以下の説明に於いては走行コース９４及び９４Ａが現在の目標軌跡であり、目標軌跡の変更が必要であると判定されたときには目標軌跡が走行コース９４Ｂへ変更されるものとする。
【０１１８】
また図２３は一つの走行路に於いて走行コースが分岐する分岐路の例を示している。図２３に示された分岐路に於いては、走行路８４が二つの走行レーンを有し、それらが分離帯９６によって部分的に分離されることにより走行コース９４が分岐点Ｑ1に於いて走行コース９４Ｃと走行コース９４Ｄとに分岐する。尚分岐点Ｑ1の位置は車速Ｖや走行レーンの幅等によって変化し、分岐の終点Ｑ2は分離帯９６の手前側の端部の位置によって決定される。
【０１１９】
第三の実施形態に於いて、分岐路が存在すると判定されたときには、走行路の分岐点の手前に於いて現在の目標軌跡が車両の乗員によって認識されるよう、分岐点後の複数の走行コースのうち現在の目標軌跡に近い側へ車両が近づくよう車両の横方向の位置が変化される。そしてその車両の横方向の位置の変化に対し運転者が行う運転操作に基づいて運転者に走行コースの変更の意思があるか否かが判定され、走行コースの変更の意思があると判定されたときには、その判定に基づいて目標軌跡の変更が必要であると判定される。
＜軌跡制御ルーチン＞
【０１２０】
図２１に示された軌跡制御ルーチンのステップ７１０及び７２０はそれぞれ上述の第一の実施形態に於ける軌跡制御ルーチン（図３）のステップ１１０及び１２０と同様に実行される。但しステップ７２０に於いて肯定判別が行われたときには制御はステップ７３０へ進む。
【０１２１】
ステップ７３０に於いてはＣＣＤカメラ５８により撮影された車両の前方の画像情報の解析等により、車両前方の走行路が判定される。また走行路の判定結果及び図には示されていないナビゲーション装置等により設定された目標走行経路に基づいて車両の目標軌跡が設定される。
【０１２２】
ステップ７４０に於いては前方の走行路に分岐路があるか否かを判定するための分岐路判定区間が、例えば現在の位置よりＬminの位置よりＬmaxの位置までの区間に設定される。この場合Ｌmin及びＬmaxは車速Ｖが高いほど大きい値になるよう、車速Ｖに基づいて可変設定される。尚距離Ｌmaxは後述の運転者の意思判定区間の長さよりも大きい値に設定され、距離Ｌminは距離Ｌmaxよりも小さい値に設定される。
【０１２３】
ステップ７５０に於いてはＣＣＤカメラ５８により撮影された車両の前方の画像情報の解析等の結果若しくはナビゲーション装置等よりの情報に基づいて分岐路判定区間内に分岐路があるか否かが判定される。そして否定判別が行われたときには目標軌跡を変更する必要がないので、制御はステップ９１０へ進み、肯定判別が行われたときには制御はステップ８００へ進む。尚既に分岐路があると判定されているときには、ステップ７５０に於ける分岐路有無の判定が行われることなく制御はステップ８００へ進む。
【０１２４】
ステップ８００に於いては図２４乃至図２７に示されたフローチャートに従って目標軌跡を変更する必要があるか否かが判定される。そして否定判別が行われたときには制御はステップ９１０へ進み、肯定判別が行われたときには制御はステップ９００へ進む。尚既に目標軌跡を変更する必要があると判定されているときには、ステップ８００に於ける目標軌跡の変更要否の判定が行われることなく制御はステップ９１０へ進む。
【０１２５】
ステップ９００に於いては図２８に示されたフローチャートに従って目標軌跡が現状の目標軌跡より分岐する別の軌跡に変更される。例えば図２２に示された分岐路の場合には、目標軌跡が走行コース９４Ａの軌跡より走行コース９４Ｂの軌跡へ変更される。
【０１２６】
ステップ９１０に於いては車両の軌跡を目標軌跡にするための前輪の目標舵角θlkaft及び後輪の目標舵角θlkartが演算されると共に、目標軌跡に則してステアリングホイール２０の目標回転角度θswtが演算される。この場合前後輪の目標舵角θlkaft、θlkart及び目標回転角度θswtは例えば第一及び第二の実施形態の場合と同様の要領にて演算されてもよく、また他の要領にて演算されてもよい。そして前後輪の舵角θf及びθrがそれぞれ対応する最終目標舵角θfft及びθfrtになるよう転舵角可変装置１４及び電動式パワーステアリング装置２２、４４が制御され、これにより車両が目標軌跡に沿って走行するよう制御される。
＜目標軌跡の変更要否判定のルーチン＞
【０１２７】
目標軌跡の変更要否判定のルーチンの説明に先立ち、図２２に示された分岐路を例にして、図２９を参照しながら目標軌跡の変更許可区間及び後述の運転者の意思判定区間の設定について説明する。
【０１２８】
図２９に示されている如く、分岐点Ｑ1より距離Ｌp手前の位置Ｑ3が目標軌跡の変更許可区間Ｓcp及び運転者の意思判定区間Ｓidの始点に設定される。そして分岐点Ｑ1が運転者の意思判定区間Ｓidの終点に設定される。また図２９に示されている如く、車両１２が分岐点Ｑ1を大きく過ぎると、分岐の終点Ｑ2の手前で走行コース９４Ａから走行コース９４Ｂへ又はこの逆に走行コースを変更することができなくなる。このような走行コースの変更が可能な領域のうち分岐点Ｑ1より最も遠い点Ｑ4及びＱ5を目標軌跡の変更許可区間Ｓcpの終点とする。尚距離Ｌpは車速Ｖが高いほど大きい値に設定され、目標軌跡の変更許可区間Ｓcpの終点Ｑ4及びＱ5は車速Ｖが高く分岐路のなす角度が大きく走行路の幅が大きいほど分岐点Ｑ1に近い位置に設定される。
【０１２９】
次に図２４に示されたフローチャートを参照してステップ８００に於いて行われる目標軌跡の変更要否判定のルーチンについて説明する。
【０１３０】
まずステップ８１０に於いては目標軌跡の変更許可区間がまだ設定されていないときには、目標軌跡の変更許可区間が設定される。尚変更許可区間は目標軌跡の変更を許可する区間であり、その手前側及び後側に於いては目標軌跡の変更が禁止される。
【０１３１】
ステップ８２０に於いては車両が目標軌跡の変更許可区間Ｓcp内にあるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときには目標軌跡の変更が許可されないので制御はステップ９１０へ進み、肯定判別が行われたときには制御はステップ８３０へ進む。
【０１３２】
ステップ８３０に於いては車両が分岐点Ｑ1の手前にあるか否かの判別、即ち車両が運転者の意思判定区間Ｓid内にあるか否かの判別が行われる。そして否定判別が行われたときには制御はステップ８６０へ進み、肯定判別が行われたときには制御はステップ８４０へ進む。
【０１３３】
ステップ８４０に於いては後述の図２５に示されたフローチャートに従って走行路に対する車両の横方向の位置等が現在の目標軌跡に基づいて変化されることにより、車両の乗員に対し分岐路の存在の予告が行われる。
【０１３４】
ステップ８５０に於いては後述の図２６に示されたフローチャートに従って車両が分岐点を通過する前の状況に於いて走行コースの選択に関する運転者の意思、即ち運転者が希望する走行コースが何れであるかの判定が行われる。
【０１３５】
ステップ８６０に於いては図２７に示されたフローチャートに従って車両が分岐点を通過した後の状況に於いて走行コースの選択に関する運転者の最終的な意思の判定が行われる。
【０１３６】
ステップ８７０に於いては運転者が希望する走行コースと現在の目標軌跡との関係に基づいて走行コースの変更を希望しているか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときには制御はステップ９００へ進み、否定判別が行われたときには制御はステップ９１０へ進む。
＜分岐路の存在の予告制御のルーチン＞
【０１３７】
分岐路の存在の予告制御のルーチンを示す図２５に示されたフローチャートのステップ８４１に於いては、車両が分岐点を通過した後の目標軌跡が現在の車両の進行方向に対し左側であるか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときには制御はステップ８４３へ進み、否定判別が行われたときには制御はステップ８４２へ進む。
【０１３８】
ステップ８４２に於いては車両が分岐点を通過した後の目標軌跡が現在の車両の進行方向に対し右側であるか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときには制御はステップ８４４へ進み、否定判別が行われたときには制御はステップ８４５へ進む。
【０１３９】
ステップ８４３に於いては車両１２が現在の目標軌跡に対し左側へシフトした状態にて現在の目標軌跡に沿って走行するよう前後輪の目標舵角θlkaft、θlkart及びステアリングホイール２０の目標回転角度θswtが演算される。例えば図２９に於いて二点鎖線の矢印にて示されている如く、車両１２がまず僅かに左旋回した後僅かに右旋回することにより車両が左に寄った状態にて走行路８４に沿って走行するよう前後輪の目標舵角及びステアリングホイール２０の目標回転角度が演算される。
【０１４０】
ステップ８４４に於いては車両１２が現在の目標軌跡に対し右側へシフトした状態にて現在の目標軌跡に沿って走行するよう前後輪の目標舵角θlkaft、θlkart及びステアリングホイール２０の目標回転角度θswtが演算される。
【０１４１】
ステップ８４５に於いては前後輪の目標舵角θlkaft及びθlkartが車両１２が現在の目標軌跡に対し左右へシフトしないよう現在の目標軌跡に則して演算される共に、ステアリングホイール２０が回転しないよいうその目標回転角度θswtが０に演算される。
＜運転者の意思判定のルーチン＞
【０１４２】
運転者の意思判定のルーチンを示す図２６に示されたフローチャートのステップ８５１に於いては、操舵角θの微分値として操舵角速度θdが演算される。そして操舵角θ、操舵角速度θd、分岐路が左、右、左右の何れにあるかの情報に基づいて図３０に示されたマップを使用して運転者が希望する走行路が現在の走行路、左の分岐路、右の分岐路の何れであるかの判別が行われる。そして希望の走行路が現在の走行路であるときにはフラグＦsが０にセットされ、希望の走行路が左の分岐路であるときにはフラグＦsが１にセットされ、希望の走行路が右の分岐路であるときにはフラグＦsが−１にセットされる。
【０１４３】
ステップ８５２に於いては操舵トルクＴsの微分値として操舵トルク変化率Ｔsdが演算される。そして操舵トルクＴs、操舵トルク変化率Ｔsd、分岐路が左、右、左右の何れにあるかの情報に基づいて図３１に示されたマップを使用して運転者が希望する走行路が現在の走行路、左の分岐路、右の分岐路の何れであるかの判別が行われる。そして希望の走行路が現在の走行路であるときにはフラグＦtが０にセットされ、希望の走行路が左の分岐路であるときにはフラグＦtが１にセットされ、希望の走行路が右の分岐路であるときにはフラグＦtが−１にセットされる。
【０１４４】
ステップ８５４に於いては下記の式５に従って運転者の走行コース変更希望の指標値であるフラグＦが演算される。尚下記の式５に於ける係数Ｋs及びＫtは例えば０．５の如く０よりも大きく０．５以下の定数であり、Ｋs及びＫdの和は１である。
Ｆ＝ＫsＦs＋ＫtＦt ……（５）
【０１４５】
ステップ８５５に於いてはフラグＦが正の基準値Ｆp（１又は１よりも僅かに小さい正の定数）以上であるか否かの判別が行われる。そして否定判別が行われたときには制御はステップ８５７へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ８５６に於いて運転者が走行コースを左側の分岐路へ変更することを希望していると判定される。
【０１４６】
ステップ８５７に於いてはフラグＦが負の基準値Ｆn（−１又は−１よりも僅かに大きい負の定数）以下であるか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときにはステップ８５８に於いて運転者が走行コースを右側の分岐路へ変更することを希望していると判定され、否定判別が行われたときにはステップ８５９に於いて運転者が走行コースの変更を希望していないと判定される。
＜運転者の最終的な意思判定のルーチン＞
【０１４７】
運転者の最終的な意思判定のルーチンを示す図２７に示されたフローチャートのステップ８６１及び８６２は、それぞれ図２６に示されたフローチャートのステップ８５１及び８５２と同様に実行される。但しステップ８６１及び８６２の判別はそれぞれ図３２及び図３３に示されたマップを使用して行われる。図３２及び図３３に示されたマップの閾値の大きさは図３０及び図３１に示されたマップの閾値の大きさよりも大きい。
【０１４８】
ステップ８６２の次に実行されるステップ８６３に於いては、運転者が希望する走行路が現在の走行路、左側への分岐路、右側への分岐路の何れであるかについての判別が行われる。そして希望の走行路が現在の走行路であるときにはフラグＦfが０にセットされ、希望の走行路が左側への分岐路であるときにはフラグＦfが１にセットされ、希望の走行路が右側への分岐路であるときにはフラグＦfが−１にセットされる。
【０１４９】
例えば図３４に於いて、９４AL及び９４ARはそれぞれ左側への分岐路の目標軌跡及び右側への分岐路の目標軌跡を示し、Ｑ2L及びＱ2Rはそれぞれ左側への分岐路９４ALの分岐の終点及び右側への分岐路９４ARの分岐の終点を示している。従って現在の目標軌跡９４上の位置、分岐の終点Ｑ2L及びＱ2Rの位置、操舵角θ、操舵角速度θdに基づいて、運転者が希望する走行路が現在の走行路、左側への分岐路、右側への分岐路の何れであるかの判別が行われる。
【０１５０】
ステップ８６４に於いては下記の式６に従って運転者の走行コース変更希望の指標値であるフラグＦが演算される。尚下記の式６に於ける係数Ｋs、Ｋt、Ｋfは例えばそれぞれ０．３、０．３、０．４の如く０よりも大きく０．４以下の定数であり、Ｋs、Ｋt、Ｋfの和は１である。
Ｆ＝ＫsＦs＋ＫtＦt＋ＫfＦf ……（６）
【０１５１】
ステップ８６５乃至８６９はそれぞれ図２６のステップ８５５乃至８５９と同様に実行され、これにより走行路の変更について運転者の最終的な意思の判定が行われる。
【０１５２】
尚ステップ８６１及び８６２が省略され、フラグＦがフラグＦfに設定されてもよい。またステップ８６３が省略され、フラグＦが上記式５に従って演算されてもよい。
＜目標軌跡の変更制御ルーチン＞
【０１５３】
目標軌跡の変更制御ルーチンを示す図２８に示されたフローチャートのステップ９０１に於いては、例えば後述の重みＷsが１になったか否かの判別により、目標軌跡の変更が完了したか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときには制御はステップ９１０へ進み、否定判別が行われたときには制御はステップ９０２へ進む。
【０１５４】
ステップ９０２に於いては後述の目標軌跡変更の緊急度Ｄsの演算が開始された後であるか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときには制御はステップ９０５へ進み、否定判別が行われたときには制御はステップ９０３へ進む。
【０１５５】
ステップ９０３に於いては車両１２の現在の位置が分岐路の分岐点Ｑ1の手前であるか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときにはステップ９０４に於いて車両１２の分岐点Ｑ1を通過した後の目標軌跡がステップ８５０又は８６０にて判定された運転者の希望する走行コースの軌跡へ変更され、否定判別が行われたときには制御はステップ９０５へ進む。
【０１５６】
ステップ９０５に於いては目標軌跡を変更する必要性の指標値である乖離度Ｄsが演算される。図３２に於けるマップに於いて、Ｆｓ＝０の領域とＦｓ＝１又は−１の領域との境界を基準線として、乖離度ＤsはＦｓ＝１又は−１の領域にある操舵角θ及び操舵角速度θdの座標点と基準線との距離を示す値である。またステップ９０５に於いては各サイクルの乖離度Ｄsの増大変化量ΔＤsが基準値ΔＤs0（０に近い正の定数）以下になったときの乖離度Ｄsが最大乖離度Ｄsmaxに演算される。
【０１５７】
尚乖離度Ｄsは目標軌跡の変更により車両が描く軌跡の曲率が大きくなるほど高くなるよう算される。例えば乖離度Ｄsは、分岐路の二つの走行路がなす角度が大きいほど大きく、また分岐点Ｑ1と終点Ｑ2との間の距離が小さいほど大きく、また走行路の幅が狭いほど大きくなるよう演算される。また図２９の分岐路に於いて、目標軌跡が９４Ｂより９４Ａへ変化するときには目標軌跡が９４Ａより９４Ｂへ変化するときに比して乖離度Ｄsが高い値に演算される。
【０１５８】
ステップ９０６に於いては最大乖離度Ｄsmax、車速Ｖ、経過時間ｔcに基づいて図３５に示されたマップより変更後の目標軌跡についての重みＷsが演算される。図３５に示されている如く、重みＷsは最大乖離度Ｄsmaxが高く車速Ｖが高いほど早く０から１へ変化するよう演算される。また重みＷsは車両１２が図２９に示された目標軌跡の変更許可区間Ｓcpの終点Ｑ4及びＱ5に到達する前に１になるよう演算される。
【０１５９】
ステップ９０７に於いては重みＷsに基づいて目標軌跡が現在の目標軌跡から運転者の希望する走行コースの目標軌跡へ漸次変更される。例えば現在の目標軌跡及び運転者の希望する走行コースの目標軌跡の曲率についての時間の関数をそれぞれＲpre及びＲnewとして、目標軌跡を変化させるための暫定の軌跡の曲率Ｒinsが下記の式７に従って演算される。
Ｒins＝（１−Ｗs）Ｒpre＋ＷsＲnew ……（７）
【０１６０】
以上の説明より解る如く、第三の実施形態に於いては、図２１に示されたフローチャートのステップ７５０に於いて現在の目標軌跡の走行路に分岐路が存在するか否かの判定が行われる。そして分岐路が存在すると判定されたときには、ステップ８００に於いて運転者が走行コースの変更を希望し、目標軌跡を変更する必要があるか否かの判定が行われる。更に目標軌跡の変更が必要であると判定されたときには、ステップ９００に於いて目標軌跡が運転者の意思に則した走行コースの軌跡になるよう変更される。
【０１６１】
従って第三の実施形態によれば、車両が分岐路に差し掛かる状況に於いて運転者が心変わりや道路状況等により目標軌跡とは異なる走行経路を希望する場合にも、その運転者の意思に則して車両の目標軌跡を設定し直すことができる。よって車両が分岐路に差し掛かり運転者が走行コースの変更を希望する場合にも確実に運転者の意思を反映させた目標軌跡に沿って車両を走行させることができる。
【０１６２】
以上の点に鑑みれば、第三の実施形態は、「目標軌跡に沿って車両を走行させる車両の走行制御装置に於いて、車両の前方に分岐路が存在するか否かを判定し、分岐路が存在するときには運転者が目標軌跡の変更を希望しているか否かを判定し、目標軌跡の変更希望の有無に応じて目標軌跡の変更を制御する車両の走行制御装置」の技術思想であると考えられてもよい。
【０１６３】
また第三の実施形態によれば、図２４に示されたフローチャートのステップ８１０に於いて目標軌跡の変更許可区間が設定される。そして車両が目標軌跡の変更許可区間内であって分岐路の分岐点Ｑ1の手前にあるときには、ステップ８２０及び８３０に於いてそれぞれ肯定判別が行われる。よってステップ８４０に於いて走行路に対する車両の横方向の位置等が現在の目標軌跡に基づいて変化されることにより、車両の乗員に対し分岐路の存在の予告が行われる。そしてステップ８５０に於いて運転者の操舵操作に基づいて走行コースの選択に関する運転者の意思の判定が行われ、ステップ８７０に於いて運転者が走行コースの変更を希望しているか否かの判別が行われる。
【０１６４】
よって走行路に対する車両の横方向の位置等が変化されない場合に比して、換言すれば車両の乗員に分岐路の存在が予告されない場合に比して、確実に且つ正確に走行コースの選択に関する運転者の意思を判定することができる。
【０１６５】
また第三の実施形態によれば、車両が目標軌跡の変更許可区間内であっても分岐路の分岐点Ｑ1を過ぎているときには、ステップ８２０及び８３０に於いてそれぞれ肯定判別及び否定判別が行われる。よってステップ８６０に於いて車両が分岐点を通過した後の状況に於いて走行コースの選択に関する運転者の最終的な意思の判定が行われ、その判定結果に基づいてステップ８７０に於いて運転者が走行コースの変更を希望しているか否かの判別が行われる。
【０１６６】
従ってステップ８３０に於いて否定判別が行われると、ステップ８６０及び８７０が実行されることなく制御がステップ９１０へ進む場合に比して、運転者の意思による走行コースの変更及びこれに伴う目標軌跡の変更の可能性を高精度に判定することができる。換言すれば車両が分岐点を通過すると走行コースの選択に関する運転者の最終的な意思の判定が行われない場合に比して、運転者の意思を尊重した車両の走行制御を実現することができる。
【０１６７】
また第三の実施形態によれば、車両１２が分岐点Ｑ1の前にあるときには、図２８に示されたフローチャートのステップ９０３に於いて肯定判別が行われ、ステップ９０４に於いて目標軌跡が即座に運転者の希望する走行コースの軌跡へ変更される。よって車両１２が分岐点Ｑ1を通過すると同時に目標軌跡を運転者が希望する走行コースの軌跡へ確実に変更することができる。
【０１６８】
また第三の実施形態によれば、車両１２が分岐点Ｑ1を通過した状況に於いて目標軌跡を変更する必要があるときには、ステップ９０３に於いて否定判別が行われ、ステップ９０５乃至９０７に於いて目標軌跡が変更される。この場合ステップ９０５に於いて目標軌跡を変更する必要性の指標値である乖離度Ｄs及びその最大値である最大乖離度Ｄsmaxが演算され、最大乖離度Ｄsmaxが高いほど変更後の目標軌跡の重みＷsが早く１になるよう演算される。
【０１６９】
従って例えば図３６（Ａ）に示されている如く、走行コースを変更するための車両の向きの変化の速さが高くなるよう制御される必要性が高いほど前後輪の舵角の変化を速くして走行コースを確実に変更することができる。逆に図３６（Ｂ）に示されている如く、車両の向きの変化の速さが高くなくてよいときには、前後輪の舵角の変化を穏やかにして車両の進行方向の急激な変動及びこれに起因して車両の乗員が異和感を覚える虞れを低減することができる。
【０１７０】
尚上述の第一乃至第三の実施形態によれば、ステアリング系及び電動式のパワーステアリング装置２２の慣性を補償するためのアシストトルクＴicは前輪の最終目標舵角θfftの二階微分値θfftddに基づいて演算される。またステアリング系及び電動式のパワーステアリング装置２２の粘性を補償するためのアシストトルクＴdc及び摩擦を補償するためのアシストトルクＴfcは前輪の最終目標舵角θfftの微分値θfftdに基づいて演算される。
【０１７１】
従ってアシストトルクＴic等が前輪の目標舵角θft及び後輪の目標舵角θrtに基づいて演算される場合に比して、電動式のパワーステアリング装置２２の作動に伴う慣性等の影響を低減して目標アシストトルクＴlkatを演算することができる。よって目標回転角度θswtに基づく前輪の舵角の目標修正量Δθsftが考慮されることなく目標アシストトルクＴlkatが演算される場合に比して、前後輪の舵角やステアリングホイール２０の回転を正確に制御することができる。
【０１７２】
また上述の第一乃至第三の実施形態によれば、第三の実施形態に於ける予告の手段（横方向へのシフト）が第一及び第二の実施形態に於ける予告の手段とは異なる。よって第一又は第二の実施形態と第三の実施形態とが組合されて一つの車両に適用されても、車両の乗員は予告が走行路の曲率の変化についての予告か分岐路についての予告かを識別して認識することができる。
【０１７３】
尚上述の第一乃至第三の実施形態に於いては、ステアリングホイール２０の目標回転角度θswtの演算に際し、走行路の車線の中央に対する車両の横方向へのオフセットは考慮されていない。しかし走行路の車線の中央に対し車両が横方向へオフセットしている場合には、そのオフセットしている側へ車両が大きく移動したり旋回したりするような予告が発せられると、車両の乗員が却って不安感を覚える虞れがある。
【０１７４】
よって操舵入力手段の操作位置、車両のヨー角、車両の横方向の位置を変化させる大きさは、その変化が車両のオフセットを増大させる方向であるときには、逆の場合に比して小さくなるよう、車両のオフセットに応じて可変設定されることが好ましい。
【０１７５】
例えば第一の実施形態の場合には、ステップ２５０に於いて車両のオフセットを考慮してステアリングホイール２０の目標回転角度θswtが演算される。また第二の実施形態の場合には、ステップ５５０に於いて車両のオフセットを考慮して車両のヨー角の目標制御量Δθytが演算される。更に第三の実施形態の場合には、ステップ８４３又は８４４に於いて車両のオフセットを考慮して前後輪の目標舵角θlkaft、θlkartやステアリングホイール２０の目標回転角度θswtが演算される。これらの構成によれば、走行路の車線の中央に対し車両が横方向へオフセットしている場合に、そのオフセットの側へ車両が大きく移動したりする予告が発せられることを防止し、これにより車両の乗員が却って不安感を覚える虞れを低減することができる。
【０１７６】
また上述の第一乃至第三の実施形態に於いては、ステアリングホイール２０の目標回転角度θswtの演算に際し、車両の走行の安全性は考慮されていない。しかし走行路の車線の幅が小さい場合や、走行路の混雑状況、対向車の有無、路面状況、車速、走行路の曲率の如何によっては、車両が大きく移動したり旋回したりする予告が発せられると、車両の乗員が不安感を覚える虞れがある。
【０１７７】
よって操舵入力手段の操作位置、車両のヨー角、走行路に対する車両の横方向の位置を変化させる大きさは、車両の走行の安全性が低いときには、逆の場合に比して小さくなるよう、車両の走行の安全性に応じて可変設定されることが好ましい。この場合車両の走行の安全性は走行路の車線の幅の大小、走行路の混雑状況、対向車の有無、路面状況、車速、走行路の曲率等を指標として判定されてよい。
【０１７８】
尚各実施形態に於いて、車両の走行の安全性を考慮することは、上述の車両の横方向へのオフセットの場合と同様に上記各ステップに於ける演算に於いて車両の走行の安全性を考慮して目標回転角度θswt等が演算されることにより達成される。これらの構成によれば、車両の走行の安全性が低い場合に、その安全性が更に低下する方向へ車両が大きく移動したり旋回したりする予告が発せられることを防止し、これにより車両の乗員が不安感を覚える虞れを低減することができる。
【０１７９】
更に上述の第一乃至第三の実施形態に於いては、ステアリングホイール２０の目標回転角度θswtの演算に際し、予告のための制御量の大きさによる予告の速さは考慮されていない。しかし予告のための制御量の大きさが大きいときには予告が穏やかに行われても車両の乗員は予告を認識することができるのに対し、予告のための制御量の大きさが小さいときには予告がゆっくりと行われると、車両の乗員は予告を認識することができない。
【０１８０】
よって操舵入力手段の操作位置等を変化させる速度は、それらの変化の大きさが小さいときには、それらの変化の大きさが大きいときに比して大きくなるよう、操舵入力手段の操作位置等の変化の大きさに応じて可変設定されることが好ましい。
【０１８１】
尚各実施形態に於いて、操舵入力手段の操作位置等を変化させる大きさを考慮することは、上述の車両の横方向へのオフセットの場合と同様に上記各ステップに於ける演算に於いて操舵入力手段の操作位置等を変化させる大きさが小さいほど早く目標回転角度θswt等の目標制御量になるよう制御することにより達成される。これらの構成によれば、予告のための制御量の大きさが小さいときにも車両の乗員に予告を効果的に認識させることができる。
【０１８２】
以上に於いては本発明を特定の実施例について詳細に説明したが、本発明は上述の実施例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例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【０１８３】
例えば上述の第一乃至第三の実施形態に於いては、車両の進行方向が変化することの可能性を予告する手段は、ステアリングホイール２０の回転、車両のヨー角の変化、走行路に対する車両の横方向の位置の変化である。しかし第一及び第二の実施形態に於ける予告手段として、走行路に対する車両の横方向の位置の変化やウインカの作動が追加されてもよい。また第三の実施形態に於ける予告手段として、車両のヨー角の変化やウインカの作動が追加されてもよく、更には減速が追加されてもよい。
【０１８４】
また上述の第一乃至第三の実施形態に於いては、車両を目標軌跡に沿って走行させるための手段は、転舵角可変装置１４、パワーステアリング装置２２及び後輪操舵装置４２である。しかし第一の実施形態に於いては、車両のヨー角の制御は行われないので、後輪操舵装置４２が省略され、後輪の舵角が制御されなくてもよい。よって第一の実施形態は後輪操舵装置４２が設けられていない車両に適用されてもよく、その場合には軌跡制御ブロック１００に於ける後輪の目標舵角θlkartの演算は不要であるので、図３のステップ１６０及び図５のステップ３８０、３９０が省略される。
【０１８５】
また第三の実施形態も後輪操舵装置４２が設けられていない車両に適用され、車両の進行方向が変化することの可能性の予告がステアリングホイール２０の回転等によって行われてもよい。
【０１８６】
また上述の第一乃至第三の実施形態に於いては、前輪の舵角の制御は転舵角可変装置１４とパワーステアリング装置２２との共働によって行われるようになっている。しかし転舵角可変装置１４が設けられていない車両に於いて前輪の舵角の制御がパワーステアリング装置２２によって行われることにより、車両を目標軌跡に沿って走行させると共に、車両の進行方向が変化することの可能性の予告が行われてもよい。
【０１８７】
また上述の第一乃至第三の実施形態に於いては、車両の進行方向が変化することの可能性の予告が行われないときには軌跡制御のために前輪の舵角が制御されてもステアリングホイール２０は回転しないよう操舵アシストトルクが制御される。本発明の走行制御装置は、車両の進行方向が変化することの可能性の予告が行われないときには軌跡制御のために前輪の舵角が制御されるとステアリングホイール２０が回転する車両に適用されてもよい。
【０１８８】
また上述の第三の実施態に於いては、目標軌跡を変化させるための暫定の軌跡の曲率Ｒinsは現在の目標軌跡及び運転者の希望する走行コースの目標軌跡の曲率について関数Ｒpre及びＲnewの重み和により演算される。しかし目標軌跡を変化させるための暫定の前後輪の目標舵角が現在の目標軌跡及び運転者の希望する走行コースの目標軌跡に基づく前後輪の目標舵角の重み和により演算されてもよい。
【０１８９】
また上述の第三の実施形態に於いても、車両の進行方向が変化することの可能性の予告、即ち分岐路が存在することの予告は、現在の目標軌跡による分岐路の方向へ車両の横方向位置等を変化させることによって行われるようになっている。しかし運転者の意思は予告に対する運転者の反応により判定されるので、予告のための車両の横方向位置等の変化は現在の目標軌跡による分岐路の方向とは逆の方向であってもよい。
Claims (15)
- 操舵輪を操舵することにより車両を目標軌跡に沿って走行させる軌跡制御を行う車両の走行制御装置に於いて、車両は運転者により操作される操舵入力手段の操作位置と操舵輪である前輪の舵角との関係を変化させる操舵関係可変装置を有し、前記軌跡制御により車両の進行方向が変更される可能性があるときには、前記軌跡制御による車両の進行方向の変更に先立って前記操舵関係可変装置を制御することにより前記操舵入力手段の操作位置を変化させることを特徴とする車両の走行制御装置。
- 操舵輪を操舵することにより車両を目標軌跡に沿って走行させる軌跡制御を行う車両の走行制御装置に於いて、車両は前輪及び後輪の舵角を変化させる舵角可変装置を有し、前記軌跡制御により車両の進行方向が変更される可能性があるときには、前記軌跡制御による車両の進行方向の変更に先立って前記舵角可変装置によって前輪及び後輪の舵角を制御することにより車両のヨー角及び走行路に対する車両の横方向の位置の少なくとも一方を変化させることを特徴とする車両の走行制御装置。
- 操舵輪を操舵することにより車両を目標軌跡に沿って走行させる軌跡制御を行う車両の走行制御装置に於いて、車両は運転者により操作される操舵入力手段の操作位置と操舵輪である前輪の舵角との関係を変化させる操舵関係可変装置と、補助操舵力発生装置とを有し、前記軌跡制御により車両の進行方向が変更される可能性があるときには、前記軌跡制御による車両の進行方向の変更に先立って前記操舵関係可変装置及び前記補助操舵力発生装置を制御することにより前輪の舵角を制御しつつ前記操舵入力手段の操作位置を変化させることを特徴とする車両の走行制御装置。
- 操舵輪を操舵することにより車両を目標軌跡に沿って走行させる軌跡制御を行う車両の走行制御装置に於いて、車両は運転者により操作される操舵入力手段の操作位置と前輪の舵角との関係を変化させる操舵関係可変装置と、後輪の舵角を変化させる後輪舵角可変装置とを有し、前記軌跡制御により車両の進行方向が変更される可能性があるときには、前記軌跡制御による車両の進行方向の変更に先立って前記操舵関係可変装置及び前記後輪舵角可変装置を制御することにより車両のヨー角及び走行路に対する車両の横方向の位置の少なくとも一方を変化させることを特徴とする車両の走行制御装置。
- 車両の進行方向の変更度合が高いときには進行方向の変更度合が低いときに比して、前記軌跡制御による車両の進行方向の変更に先立って変化させる量を大きくすることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載の車両の走行制御装置。
- 車両が車線の中央に対し横方向へオフセットしているときには、前記軌跡制御による車両の進行方向の変更に先立って前記オフセットの量が増大する方向へ変化させる量は、前記オフセットの量が減少する方向へ変化させる量に比して小さいことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一つに記載の車両の走行制御装置。
- 車両の走行の安全性が低いときには車両の走行の安全性が高いときに比して、前記軌跡制御による車両の進行方向の変更に先立って変化させる量を小さくすることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一つに記載の車両の走行制御装置。
- 前記軌跡制御による車両の進行方向の変更に先立って変化させる量が小さいときには、前記変化させる量が大きいときに比して前記軌跡制御による車両の進行方向の変更に先立って変化させる速度を大きくすることを特徴とする請求項６又は７に記載の車両の走行制御装置。
- 前記軌跡制御により車両の進行方向が変更される可能性は、分岐路に於いて車両の乗員により目標軌跡が変更される可能性があることによる可能性であり、前記軌跡制御による車両の進行方向の変更に先立って行わせる変化を車両の進行方向の変更後の方向とは逆の方向へ行わせることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載の車両の走行制御装置。
- 設定されている目標軌跡に基づく進行方向とは異なる進行方向への分岐路が存在し、車両の乗員により目標軌跡が変更されることにより車両の進行方向が変更される可能性があるときには、前記操舵入力手段に対する運転者の操作に基づいて目標軌跡の変更の要否を判定することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載の車両の走行制御装置。
- 前記分岐路の手前に目標軌跡の変更の要否を判定するための判定走行区間を設定し、前記判定走行区間に於ける前記操舵入力手段に対する運転者の操作に基づいて目標軌跡の変更の要否を判定することを特徴とする請求項１０に記載の車両の走行制御装置。
- 前記分岐路の手前に前記判定走行区間の終点を設定し、前記終点より所定の距離手前の位置を前記判定走行区間の始点に設定することを特徴とする請求項１１に記載の車両の走行制御装置。
- 車両が前記判定走行区間を通過した後に於ける前記操舵入力手段に対する運転者の操作量若しくは操作速度が大きいときには運転者の操作量若しくは操作速度が小さいときに比して、目標軌跡の変更を速やかに行うことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の車両の走行制御装置。
- 前記軌跡制御により車両の進行方向が変更される可能性は、車両の走行に伴って走行路の曲率が変化して目標軌跡の曲率が変化すること、及び分岐路に於いて車両の乗員により目標軌跡が変更されること、の少なくとも一方による可能性であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載の車両の走行制御装置。
- 車両ができるだけ目標軌跡に沿って走行するよう操舵輪の舵角を制御しつつ、前記軌跡制御による車両の進行方向の変更に先立って行わせる変化を車両の進行方向の変更後の方向へ行わせることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載の車両の走行制御装置。
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