JP6206110B2 - 運転支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、運転支援装置に関する。

従来、運転支援装置としては、例えば、特許文献１に記載の従来技術がある。
この従来技術では、車両のヨーレート及び横加速度に基づいて操舵反力を算出する。続いて、この従来技術では、算出した操舵反力をステアリングホイールに付与する。これにより、この従来技術では、車両の直進安定性を高めるようになっている。

特開平１１−７８９３８号公報

しかしながら、上記従来技術では、運転者の運転技量にかかわらず、車両のヨーレート及び横加速度に基づいて操舵反力を算出している。それゆえ、上記従来技術では、運転技量が高い運転者は、操舵反力が過剰であると感じる可能性があった。
本発明は、上記のような点に着目し、より適切な操舵反力を付与可能とすることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様では、推定したタイヤ横力と、タイヤ横力によって発生するセルフアライニングトルクに応じた操舵反力を表す操舵反力特性とに基づいて、ステアリングホイールに操舵反力を付与する。また、操舵反力が大きくなる方向へ前記操舵反力特性をオフセットする。その際、操舵角推定値と実際の操舵角との差である乖離度合いを算出する。続いて、車両の走行シーンに応じた設定閾値を設定する。続いて、算出した乖離度合いが設定閾値未満であると判定した場合に、オフセット量を低減する。

本発明の一態様によれば、例えば、運転者の運転技量が高く、滑らかな操舵が行われ、操舵角推定値と実際の操舵角とが近接し、乖離度合いが設定閾値未満に低減した場合に、操舵反力が大きくなる方向への操舵反力特性のオフセットを抑制できる。そのため、操舵反力を低減でき、運転技量の高い運転者に対する、操舵反力の過剰を抑制できる。
これにより、本発明の一態様によれば、より適切な操舵反力を付与できる。

運転支援装置を搭載した車両Ａを表すブロック図である。 エラー値θeの算出方法を説明するための説明図である。 転舵角制御部１９の構成を表すブロック図である。 外乱抑制指令転舵角演算部３２の構成を表すブロック図である。 ヨー角に応じた反発力演算部３７の構成を表すブロック図である。 エラー値θeと補正ゲインＫとの関係を表すグラフである。 横位置に応じた反発力演算部３８の構成を表すブロック図である。 横位置フィードバック制御の実行領域を表す図である。 操舵反力制御部２０の構成を表すブロック図である。 操舵反力特性をオフセットした状態を説明するためのグラフである。 操舵反力特性をオフセットした状態を説明するためのグラフである。 横力オフセット部３４の構成を表すブロック図である。 操舵反力オフセット部３６の構成を表すブロック図である。 逸脱余裕時間に応じた反力演算部３９の構成を表すブロック図である。 横位置に応じた反力演算部４０の構成を表すブロック図である。

本発明に係る運転支援装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
（構成）
図１は、運転支援装置を搭載した車両Ａを表すブロック図である。
図１に示すように、車両Ａは、操舵部１、転舵部２、及びバックアップクラッチ３を備える。そして、車両Ａは、操向輪である左右前輪４ＦＬ、４ＦＲ（転舵部２）とステアリングホイール５（操舵部１）とが機械的に切り離されたＳＢＷシステムを構成している。

操舵部１は、ステアリングホイール５、コラムシャフト６、反力モータ７、及び操舵角センサ８を備える。
コラムシャフト６は、ステアリングホイール５と一体に回転する。
反力モータ７は、ＳＢＷコントローラ１８からの指令（電流ドライバ２４（後述）が出力した指令電流）に応じて、コラムシャフト６に操舵反力を出力する。反力モータ７としては、例えば、出力軸がコラムシャフト６と同軸のブラシレスモータ等を採用できる。

操舵角センサ８は、ステアリングホイール５の操舵角を検出する。そして、操舵角センサ８は、検出結果を後述するＳＢＷコントローラ１８に出力する。
転舵部２は、ピニオンシャフト９、ステアリングギア１０、転舵モータ１１、及び転舵角センサ１２を備える。
ステアリングギア１０は、ピニオンシャフト９の回転に応じて、左右前輪４ＦＬ、４ＦＲを転舵する。ステアリングギア１０としては、例えば、ラック・アンド・ピニオン式のステアリングギア等を採用できる。

転舵モータ１１は、ＳＢＷコントローラ１８からの指令（電流ドライバ２３（後述）が出力した指令電流）に応じて、ラック１３に左右前輪４ＦＬ、４ＦＲを転舵するための転舵トルクを出力する。転舵モータ１１としては、例えば、出力軸が減速機を介してラックギア１４と接続されたモータを採用できる。
転舵角センサ１２は、転舵モータ１１の回転角を検出する。ここで、転舵モータ１１の回転角と左右前輪４ＦＬ、４ＦＲの転舵角とは、一意に定まる相関関係がある。それゆえ、左右前輪４ＦＬ、４ＦＲの転舵角は、転舵モータ１１の回転角から検出できる。そのため、左右前輪４ＦＬ、４ＦＲの転舵角は、転舵モータ１１の回転角から算出する。

バックアップクラッチ３は、コラムシャフト６とピニオンシャフト９との間に設けられている。そして、バックアップクラッチ３は、解放状態になると操舵部１と転舵部２とを機械的に切り離し、締結状態になると操舵部１と転舵部２とを機械的に接続する。
また、車両Ａは、カメラ１５、各種センサ（車速センサ１６ａ、加速度センサ１６ｂ、ペダル操作センサ１６ｃ）、及びナビゲーションシステム１７を備える。

カメラ１５は、車両Ａ前方の走行路の映像を検出する。続いて、カメラ１５は、検出結果をＳＢＷコントローラ１８に出力する。
車速センサ１６ａは、車両Ａの車速を検出する。続いて、車速センサ１６ａは、検出結果をＳＢＷコントローラ１８に出力する。
加速度センサ１６ｂは、車両Ａの前後方向の加速度（以下、前後加速度とも呼ぶ）、及び車両Ａの車幅方向の加速度（以下、横加速度とも呼ぶ）を検出する。そして、加速度センサ１６ｂは、検出結果をＳＢＷコントローラ１８に出力する。

ペダル操作センサ１６ｃは、車両Ａのアクセルペダルの操作量及びブレーキペダルの操作量（以下、ペダル操作情報とも呼ぶ）を検出する。そして、ペダル操作センサ１６ｃは、検出結果をＳＢＷコントローラ１８に出力する。
ナビゲーションシステム１７は、ＧＰＳ(Global Positioning System)受信機、地図データベース、及び表示モニタを備える。そして、ナビゲーションシステム１７は、ＧＰＳ受信機及び地図データベースから車両Ａの位置及び道路情報を取得する。続いて、ナビゲーションシステム１７は、取得した車両Ａの位置及び道路情報に基づいて経路探索を行う。続いて、ナビゲーションシステム１７は、経路探索の結果を表示モニタに表表する。また、ナビゲーションシステム１７は、取得した道路情報のうち、車両Ａの走行路の道路情報（例えば、走行路の種別（高速道路、一般道）、及び現在の車両Ａ位置の走行路の車線幅（以下、車線幅情報とも呼ぶ）をＳＢＷコントローラ１８に出力する。

また、車両Ａは、ＳＢＷコントローラ１８を備える。
ＳＢＷコントローラ１８は、操舵角センサ８、転舵角センサ１２、カメラ１５、車速センサ１６ａ、加速度センサ１６ｂ、ペダル操作センサ１６ｃ、及びナビゲーションシステム１７が出力した検出結果（各種情報）を取得する。
また、ＳＢＷコントローラ１８は、転舵角制御部１９、操舵反力制御部２０、映像処理部２１、及び運転技量判定部２２を備える。

転舵角制御部１９は、取得した各種情報に基づいて、左右前輪４ＦＬ、４ＦＲの転舵角を制御する指令（以下、指令転舵角とも呼ぶ）を算出する。そして、転舵角制御部１９は、算出した指令転舵角を電流ドライバ２３に出力する。転舵角制御部１９の詳細は後述する。
操舵反力制御部２０は、取得した各種情報に基づいて、コラムシャフト６に付与する操舵反力を制御する指令（以下、指令操舵反力とも呼ぶ）を算出する。そして、操舵反力制御部２０は、算出した指令操舵反力を電流ドライバ２４に出力する。操舵反力制御部２０の詳細は後述する。

映像処理部２１は、カメラ１５から取得した車両Ａの前方の走行路の映像に対して、エッジ抽出等の画像処理を行って走行車線の左右の走行路区分線（以下、道路白線とも呼ぶ）を検出する。そして、映像処理部２１は、検出結果（以下、白線情報とも呼ぶ）を転舵角制御部１９及び操舵反力制御部２０に出力する。
図２は、エラー値θe（乖離度合い）の算出方法を説明するための説明図である。

運転技量判定部２２は、取得した各種情報（操舵角センサ８、加速度センサ１６ｂ、ペダル操作センサ１６ｃ、及びナビゲーションシステム１７から取得した操舵角θ、前後加速度Ｘg、横加速度Ｙg、ペダル操作情報、及び道路情報）に基づいて、車両Ａの運転者の運転技量を判定する。具体的には、運転技量判定部２２は、操舵角センサ８から過去のサンプリング時点に取得した過去の３個の操舵角θ（例えば、１サンプリング前、２サンプリング前、３サンプリング前の操舵角θ）に基づいて、操舵角推定値θhatを算出する。操舵角θのサンプリング間隔は、例えば、１５０ミリ秒とする。操舵角推定値θhatは、図２に示すように、車両Ａの運転者がステアリングホイール５を滑らかに操舵した場合の、現在のサンプリング時点における操舵角θの推定値である。操舵角推定値θhatの算出方法としては、例えば、過去の３個の操舵角θに二次のテイラー展開を施す方法がある。

続いて、運転技量判定部２２は、算出した操舵角推定値θhat及び操舵角センサ８から取得した操舵角θに基づいて、下記（１）式に従ってエラー値θeを算出する。そして、運転技量判定部２２は、算出したエラー値θeを操舵反力制御部２０に出力する。ここで、操舵角推定値θhatと操舵角θとは、ステアリングホイール５の操舵状態が滑らかである場合には近接する。また、ステアリングホイール５の操舵状態は、運転者の運転技量が高いほど滑らかになる。それゆえ、エラー値θeは、運転者の運転技量が高いほど小さくなる。そのため、エラー値θeは、運転者の運転技量を表す指標になる。

θe＝θhat−θ ……（１）
続いて、運転技量判定部２２は、操舵角センサ８、加速度センサ１６ｂ、ペダル操作センサ１６ｃ、及びナビゲーションシステム１７から取得した操舵角θ、前後加速度Ｘg、横加速度Ｙg、ペダル操作情報、及び道路情報に基づいて、車両Ａの走行シーンを推定する。車両Ａの走行シーンとしては、例えば、車両Ａの走行路の路面摩擦係数（路面μ）、走行路の種別（高速道路、一般道）等、車両Ａの走行環境を表すものがある。

続いて、運転技量判定部２２は、算出したエラー値θeに基づいて車両Ａの運転者の運転技量を設定する。具体的には、運転技量判定部２２は、エラー値θeが予め定めた設定閾値θth以上であるか否か、つまり、車両Ａの運転者がステアリングホイール５を滑らかに操舵しているか否かを判定する。ここで、設定閾値θthは、車両Ａ毎及び走行シーン（車両Ａの走行路の路面摩擦係数（路面μ）、走行路の種別（高速道路、一般道））毎に適切な数値が異なる。それゆえ、設定閾値θthの設定方法としては、例えば、事前に実車実験を行って車両Ａ毎及び走行シーン毎に対応する適切な数値を導出しておき、導出しておいた数値のうちから走行シーンに対応する設定閾値θthを用いる方法を採用できる。そして、運転技量判定部２２は、エラー値θeが設定閾値θth以上であると判定した場合には、車両Ａの運転者がステアリングホイール５を滑らかに操舵していないと判定し、運転者の運転技量が低い（初心者）と判定する。一方、運転技量判定部２２は、エラー値θeが設定閾値θth未満であると判定した場合には、車両Ａの運転者がステアリングホイール５を滑らかに操舵していると判定し、運転者の運転技量が高い（中級者以上）と判定する。そして、運転技量判定部２２は、判定結果を操舵反力制御部２０に出力する。

また、車両Ａは、電流ドライバ２３、及び電流ドライバ２４を備える。
電流ドライバ２３は、転舵角センサ１２から検出される転舵角をＳＢＷコントローラ１８が出力した指令転舵角と一致させる指令電流を設定する。そして、電流ドライバ２３は、設定した指令電流を転舵モータ１１に出力する。
電流ドライバ２４は、反力モータ７の電流値から推定される操舵反力を操舵反力制御部２０が出力した指令操舵反力と一致させる指令電流を設定する。そして、電流ドライバ２４は、設定した指令電流を反力モータ７に出力する。

（転舵角制御部１９）
図３は、転舵角制御部１９の構成を表すブロック図である。
図３に示すように、転舵角制御部１９は、ＳＢＷ指令転舵角演算部３１、外乱抑制指令転舵角演算部３２、及び加算器１９ａを備える。
ＳＢＷ指令転舵角演算部３１は、操舵角センサ８及び車速センサ１６ａが出力した検出結果（操舵角、車速）に基づいて、ステアリングホイール５の操舵に応じた左右前輪４ＦＬ、４ＦＲの転舵角とするための転舵角（以下、ＳＢＷ指令転舵角とも呼ぶ）を算出する。そして、ＳＢＷ指令転舵角演算部３１は、算出結果を加算器１９ａに出力する。

外乱抑制指令転舵角演算部３２は、車速センサ１６ａ及び映像処理部２１が出力した検出結果（車速、道路白線情報）に基づいて、ＳＢＷ指令転舵角演算部３１が出力した算出結果（ＳＢＷ指令転舵角）を補正するための転舵角（以下、外乱抑制指令転舵角とも呼ぶ）を算出する。外乱抑制指令転舵角としては、例えば、外乱により発生したヨー角（後述）等を低減するための転舵角がある。そして、外乱抑制指令転舵角演算部３２は、算出結果を加算器１９ａに出力する。外乱抑制指令転舵角演算部３２の詳細は後述する。

加算器１９ａは、ＳＢＷ指令転舵角演算部３１が出力した算出結果（ＳＢＷ指令転舵角）に外乱抑制指令転舵角演算部３２が出力した算出結果（外乱抑制指令転舵角）を加算する。これにより、加算器１９ａは、ＳＢＷ指令転舵角を外乱抑制指令転舵角で補正する。そして、加算器１９ａは、加算結果を指令転舵角として電流ドライバ２３に出力する。
図４は、外乱抑制指令転舵角演算部３２の構成を表すブロック図である。

図４に示すように、ヨー角演算部３２ａ、曲率演算部３２ｂ、横位置演算部３２ｃ、ヨー角に応じた反発力演算部３７、横位置に応じた反発力演算部３８、加算器３２ｄ、目標ヨーモーメント演算部３２ｅ、目標ヨー加速度演算部３２ｆ、目標ヨーレイト演算部３２ｇ、指令転舵角演算部３２ｈ、及びリミッタ処理部３２ｉを備える。
ヨー角演算部３２ａは、車速センサ１６ａ及び映像処理部２１が出力した検出結果（車速、白線情報）に基づいて、前方注視点でのヨー角を算出する。前方注視点でのヨー角としては、例えば、設定時間（例えば、０．５秒）後に走行車線（道路白線）と車両Ａ進行方向とのなす角度がある。そして、ヨー角演算部３２ａは、算出結果をヨー角に応じた反発力演算部３７及び横位置に応じた反発力演算部３８に出力する。

曲率演算部３２ｂは、車速センサ１６ａ及び映像処理部２１が出力した検出結果（車速、白線情報）に基づいて、前方注視点での道路白線の曲率を算出する。前方注視点での道路白線の曲率としては、例えば、設定時間（０．５秒）後の車両Ａ位置の走行車線（道路白線）の曲率がある。そして、曲率演算部３２ｂは、算出結果をヨー角に応じた反発力演算部３７及び横位置に応じた反発力演算部３８に出力する。

横位置演算部３２ｃは、映像処理部２１が出力した検出結果（白線情報）に基づいて、前方注視点での車両Ａから道路白線までの距離（横位置）（以下、前方注視点での横位置とも呼ぶ）を算出する。前方注視点での横位置としては、例えば、設定時間（０．５秒）後の車両Ａ位置から道路白線までの距離（横位置）がある。そして、横位置演算部３２ｃは、算出結果を横位置に応じた反発力演算部３８に出力する。

ヨー角に応じた反発力演算部３７は、ヨー角演算部３２ａ、曲率演算部３２ｂ、及び車速センサ１６ａが出力した検出結果（前方注視点でのヨー角、前方注視点での道路白線の曲率、車速）に基づいて、ヨー角フィードバック制御（転舵制御）を行う。ヨー角フィードバック制御では、外乱により発生したヨー角を低減するための車両Ａの反発力（以下、ヨー角に応じた反発力とも呼ぶ）を算出する。これにより、ヨー角フィードバック制御では、前方注視点でのヨー角に基づいて当該ヨー角が低減する方向へ左右前輪４ＦＬ、４ＦＲの転舵角を制御する。そして、ヨー角に応じた反発力演算部３７は、算出結果を加算器３２ｄに出力する。ヨー角に応じた反発力演算部３７の詳細は後述する。

横位置に応じた反発力演算部３８は、ヨー角演算部３２ａ、曲率演算部３２ｂ、横位置演算部３２ｃ、及び車速センサ１６ａが出力した検出結果（前方注視点でのヨー角、前方注視点での道路白線の曲率、前方注視点での横位置、車速）に基づいて、横位置フィードバック制御（転舵角制御）を行う。横位置フィードバック制御では、外乱により発生した横位置変化を低減するための車両Ａの反発力（以下、横位置に応じた反発力とも呼ぶ）を算出する。これにより、横位置フィードバック制御では、前方注視点での横位置に基づいて車両Ａが走行車線の中央方向、つまり、横位置が低減する方向へ左右前輪４ＦＬ、４ＦＲの転舵角を制御する。そして、横位置に応じた反発力演算部３８は、算出結果を加算器３２ｄに出力する。横位置に応じた反発力演算部３８の詳細は後述する。

加算器３２ｄは、ヨー角に応じた反発力演算部３７が出力した算出結果（ヨー角に応じた反発力）、及び横位置に応じた反発力演算部３８が出力した算出結果（横位置に応じた反発力）を加算する。そして、加算器３２ｄは、加算結果（以下、横方向反発力とも呼ぶ）を目標ヨーモーメント演算部３２ｅに出力する。
目標ヨーモーメント演算部３２ｅは、加算器３２ｄが出力した算出結果（横方向反発力）に基づいて、目標ヨーモーメントを算出する。具体的には、目標ヨーモーメント演算部３２ｅは、横方向反発力、ホイールベースWHEELBASE、後輪軸重、及び前輪軸重に基づき、下記（２）式に従って目標ヨーモーメントＭ^＊を算出する。そして、目標ヨーモーメント演算部３２ｅは、算出結果を目標ヨー加速度演算部３２ｆに出力する。

Ｍ^＊＝横方向反発力×(後輪軸重/(前輪軸重＋後輪軸重))×WHEELBASE ……（２）
目標ヨー加速度演算部３２ｆは、目標ヨーモーメント演算部３２ｅが出力した算出結果（目標ヨーモーメント）に基づいて、目標ヨー加速度を算出する。具体的には、目標ヨー加速度演算部３２ｆは、目標ヨーモーメントに予め定めたヨー慣性モーメント係数を乗算する。そして、目標ヨー加速度演算部３２ｆは、乗算結果を目標ヨー加速度として目標ヨーレイト演算部３２ｇに出力する。

目標ヨーレイト演算部３２ｇは、目標ヨー加速度演算部３２ｆが出力した算出結果（目標ヨー加速度）に基づいて、目標ヨーレイトを算出する。具体的には、目標ヨーレイト演算部３２ｇは、目標ヨー加速度に車頭時間を乗算する。そして、目標ヨーレイト演算部３２ｇは、乗算結果を目標ヨーレイトとして指令転舵角演算部３２ｈに出力する。
指令転舵角演算部３２ｈは、目標ヨーレイト演算部３２ｇ及び車速センサ１６ａが出力した検出結果（目標ヨーレイト、車速）に基づいて、外乱抑制指令転舵角を算出する。具体的には、指令転舵角演算部３２ｈは、目標ヨーレイトφ^＊、車速Ｖ、ホイールベースWHEELBASE、及び車両Ａの特性速度Ｖchに基づき、下記（３）式に従って外乱抑制指令転舵角δst^＊を算出する。ここで、車両Ａの特性速度Ｖchとしては、例えば、既知のアッカーマン方程式の中の、車両Ａのセルフステアリング特性を表すパラメータがある。そして、指令転舵角演算部３２ｈは、算出結果をリミッタ処理部３２ｉに出力する。

δst^＊＝(φ^＊×WHEELBASE×(１＋(Ｖ/Ｖch)２)×１８０)/(Ｖ×MPI) ……（３）
なお、MPIは、予め定めた係数である。
リミッタ処理部３２ｉは、指令転舵角演算部３２ｈが出力した算出結果（外乱抑制指令転舵角δst^＊）の最大値及び変化率の上限を制限する。外乱抑制指令転舵角δst^＊の最大値は、コンベンショナルな操舵装置（操舵部１と転舵部２とが機械的に接続された操舵装置）において、ステアリングホイール５の操舵角が中立位置付近の遊びの角度範囲（例えば、左右３°）にあるときの当該遊びの範囲に対応する左右前輪４ＦＬ、４ＦＲの転舵角範囲（例えば、左右０．２°）とする。そして、リミッタ処理部３２ｉは、制限後の外乱抑制指令転舵角δst^＊を加算器１９ａ（図３参照）に出力する。

図５は、ヨー角に応じた反発力演算部３７の構成を表すブロック図である。
図５に示すように、ヨー角に応じた反発力演算部３７は、上下限リミッタ３７ａ、設定ゲイン乗算部３７ｂ、ゲイン補正部３７ｃ、車速補正ゲイン乗算部３７ｄ、曲率補正ゲイン乗算部３７ｅ、及び乗算器３７ｆを備える。
上下限リミッタ３７ａは、ヨー角演算部３２ａが出力した算出結果（前方注視点でのヨー角）に上下限リミッタ処理を行う。上下限リミッタ処理では、例えば、ヨー角が正値の場合（道路白線と車両Ａ進行方向の延長線とが交差するときのヨー角を正とする）には、外乱を抑制可能な設定値以上の値で、且つ、車両Ａが振動的となる値及び運転者の操舵によって発生する値未満の正値（上限値。例えば、１°）とする。また、上下限リミッタ処理では、例えば、ヨー角が負の場合には０とする。そして、上下限リミッタ３７ａは、上下限リミッタ処理後のヨー角を設定ゲイン乗算部３７ｂに出力する。これにより、上下限リミッタ処理後のヨー角は、ヨー角が発生した場合にのみ正値となる。

設定ゲイン乗算部３７ｂは、上下限リミッタ３７ａが出力した算出結果（上下限リミッタ処理後のヨー角）に予め定めた設定ゲインを乗算する。設定ゲインは、例えば、制御量不足を回避しつつ応答性を確保できる値以上の値とする。また、設定ゲインは、車両Ａが振動的となる値、及び運転者が操舵角と転舵角との中立ずれを感じる値未満の値とする。そして、設定ゲイン乗算部３７ｂは、乗算結果（以下、上限値乗算後の設定ゲインとも呼ぶ）をゲイン補正部３７ｃに出力する。

図６は、エラー値θeと補正ゲインＫとの関係を表すグラフである。
ゲイン補正部３７ｃは、設定ゲイン乗算部３７ｂが出力した乗算結果（上限値乗算後の設定ゲイン）を補正する。具体的には、運転技量判定部２２が出力した判定結果等（初心者、中級者以上、エラー値θe）に基づいて補正ゲインＫを設定する。まず、ゲイン補正部３７ｃは、運転技量判定部２２が判定した運転技量が低い、つまり、初心者であるか否かを判定する。そして、ゲイン補正部３７ｃは、運転技量が低い（初心者）と判定した場合には、図６に示すように、補正ゲインＫの最低値を１とするとともに、エラー値θeが大きいほど補正ゲインＫを大きな値とする。一方、ゲイン補正部３７ｃは、運転技量が高い（中級者以上）と判定した場合には、補正ゲインＫを１とする。これにより、ゲイン補正部３７ｃは、運転技量が高い（中級者以上）と判定した場合には、運転技量が低い（初心者）と判定した場合に比べ、補正ゲインＫを小さくできる。また、ゲイン補正部３７ｃは、車両Ａの運転者の運転技量が低い（初級者）と判定した場合には、エラー値θeが大きいほど補正ゲインＫを増大できる。続いて、ゲイン補正部３７ｃは、設定した補正ゲインＫを設定ゲイン乗算部３７ｂが出力した乗算結果（上限値乗算後の設定ゲイン）に乗算する。そして、ゲイン補正部３７ｃは、乗算結果（以下、ヨー角フィードバックゲインとも呼ぶ）を乗算器３７ｆに出力する。これにより、ゲイン補正部３７ｃは、車両Ａの運転者の運転技量が高い（中級者以上）と判定した場合には、運転技量が低い（初心者）と判定した場合に比べ、ヨー角フィードバックゲインを低減できる。

車速補正ゲイン乗算部３７ｄは、車速センサ１６ａが出力した検出結果（車速）に予め定めた車速補正ゲインを乗算する。車速補正ゲインは、例えば、車速が０〜７０ｋｍ/ｈの範囲で最大値となり、車速７０〜１３０ｋｍ/ｈの範囲で車速が大きくなるほど減少し、車速１３０ｋｍ/ｈ以上の範囲で最小値（例えば、ほぼ０）となる。そして、車速補正ゲイン乗算部３７ｄは、乗算結果を乗算器３７ｆに出力する。

曲率補正ゲイン乗算部３７ｅは、曲率演算部３２ｂが出力した検出結果（前方注視点での曲率）に予め定めた曲率補正ゲインを乗算する。曲率補正ゲインは、例えば、曲率がＲ1〜Ｒ2（＞Ｒ1）の範囲で最大値となり、曲率がＲ2〜Ｒ3（＞Ｒ2）の範囲で曲率が大きくなるほど減少し、曲率Ｒ3以上の範囲で最小値（例えば、ほぼ０）となる。そして、曲率補正ゲイン乗算部３７ｅは、乗算結果を乗算器３７ｆに出力する。これにより、曲率補正ゲイン乗算部３７ｅは、前方注視点での曲率が大きいほど乗算結果を低減できる。

乗算器３７ｆは、設定ゲイン乗算部３７ｂ、車速補正ゲイン乗算部３７ｄ及び曲率補正ゲイン乗算部３７ｅが出力した算出結果を互いに乗算する。そして、乗算結果をヨー角に応じた反発力として加算器３２ｄに出力する。これにより、乗算器３７ｆは、外乱抑制指令転舵角演算部３２は、ヨー角が発生した場合にのみヨー角フィードバック制御を行う。
また、乗算器３７ｆ（転舵角制御部１９）は、前方注視点での曲率が大きいほど、ヨー角に応じた反発力の絶対値を低減できる。それゆえ、転舵角制御部１９は、例えば、車両Ａが曲率半径が小さいカーブ路を走行する場合に、ヨー角に応じた反発力を低減できる。そのため、転舵角制御部１９は、ヨー角が低減する方向への左右前輪４ＦＬ、４ＦＲの転舵を抑制できる。これにより、運転者は、より意図に応じた経路で車両Ａを運転できる。

さらに、転舵角制御部１９は、車両Ａの運転者の運転技量が低い（初心者）と判定した場合には、運転技量が高い（中級者以上）と判定した場合に比べ、ヨー角に応じた反発力の絶対値を増大できる。それゆえ、転舵角制御部１９は、例えば、車両Ａが曲率半径が小さいカーブ路を走行し、ヨー角に応じた反発力の低減量を小さくする場合でも、運転者の運転技量が低い（初心者）と判定した場合には、ヨー角に応じた反発力の低減量を小さくし、当該反発力を比較的大きくすることができる。そのため、転舵角制御部１９は、ヨー角が低減する方向への左右前輪４ＦＬ、４ＦＲの転舵の抑制を弱めることができる。これにより、運転技量の低い運転者でも、ヨー角をより適切に低減できる。

また、転舵角制御部１９は、車両Ａの運転者の運転技量が高い（中級者以上）と判定した場合には、運転技量が低い（初心者）と判定した場合に比べ、ヨー角に応じた反発力の絶対値を低減できる。それゆえ、転舵角制御部１９は、ヨー角が低減する方向への左右前輪４ＦＬ、４ＦＲの転舵の抑制できる。そのため、転舵角制御部１９は、運転技量の高い運転者（中級者以上）に対する、ヨー角に応じた反発力（制御量）の過剰を抑制できる。

図７は、横位置に応じた反発力演算部３８の構成を表すブロック図である。
図７に示すように、横位置に応じた反発力演算部３８は、減算器３８ａ、上下限リミッタ３８ｂ、距離補正ゲイン乗算部３８ｃ、横位置フィードバックゲイン乗算部３８ｄ、車速補正ゲイン乗算部３８ｅ、及び曲率補正ゲイン乗算部３８ｆを備える。
減算器３８ａは、予め定めた横位置閾値（例えば、９０ｃｍ）から、横位置演算部３２ｃが出力した算出結果（前方注視点での車両Ａから道路白線までの距離（横位置））を減算する。そして、減算器３８ａは、減算結果（以下、横位置偏差とも呼ぶ）を上下限リミッタ３８ｂに出力する。これにより、横位置偏差は、前方注視点での車両Ａから道路白線までの距離が９０ｃｍより小さい場合（隣接車線側である場合）にのみ正値となる。

上下限リミッタ３８ｂは、減算器３８ａが出力した算出結果（横位置偏差）に上下限リミッタ処理を行う。上下限リミッタ処理では、例えば、横位置偏差が正値である場合には予め定めた正値とし、横位置偏差が負値である場合には０とする。そして、上下限リミッタ３８ｂは、上下限リミッタ処理後の横位置偏差を乗算器３８ｇに出力する。これにより、上下限リミッタ処理後の横位置偏差は、前方注視点での車両Ａから道路白線までの距離が９０ｃｍより小さい場合（隣接車線側である場合）にのみ正値となる。

距離補正ゲイン乗算部３８ｃは、横位置演算部３２ｃが出力した算出結果（前方注視点での横位置）に距離補正ゲインを乗算する。距離補正ゲインは、例えば、車両Ａから道路白線までの距離（横位置）がＹ1〜Ｙ2（＞Ｙ1）の範囲で最大値となり、横位置がＹ2〜Ｙ3（＞Ｙ2）の範囲で横位置が大きくなるほど減少し、横位置がＹ3以上の範囲で最小値になる。そして、距離補正ゲイン乗算部３８ｃは、乗算結果（以下、補正後の道路白線までの距離とも呼ぶ）を横位置フィードバックゲイン乗算部３８ｄに出力する。

横位置フィードバックゲイン乗算部３８ｄは、距離補正ゲイン乗算部３８ｃが出力した算出結果（補正後の道路白線までの距離）に予め定めた横位置フィードバックゲインを乗算する。横位置フィードバックゲインは、例えば、制御量不足を回避しつつ応答性を確保できる設定値以上の値とする。また、横位置フィードバックゲインは、車両Ａが振動的になる値、及び運転者が中立ずれを感じる値未満の値とする。さらに、横位置フィードバックゲインは、ヨー角フィードバックゲインよりも小さな値とする。そして、横位置フィードバックゲイン乗算部３８ｄは、乗算結果を乗算器３８ｇに出力する。

車速補正ゲイン乗算部３８ｅは、車速センサ１６ａが出力した検出結果（車速）に予め定めた車速補正ゲインを乗算する。車速補正ゲインは、例えば、車速が０〜７０ｋｍ/ｈの範囲で最大値となり、車速７０〜１３０ｋｍ/ｈの範囲で車速が大きくなるほど減少し、車速１３０ｋｍ/ｈ以上の範囲で最小値（例えば、０）となる。そして、車速補正ゲイン乗算部３８ｅは、乗算結果を乗算器３８ｇに出力する。

曲率補正ゲイン乗算部３８ｆは、曲率演算部３２ｂが出力した検出結果（前方注視点での曲率）に予め定めた曲率補正ゲインを乗算する。曲率補正ゲインは、例えば、前方注視点での曲率がＲ1〜Ｒ2（＞Ｒ1）の範囲で最大値となり、曲率がＲ2〜Ｒ3（＞Ｒ2）の範囲で曲率が大きくなるほど減少し、曲率がＲ3以上の範囲で最小値（例えば、０）となる。そして、曲率補正ゲイン乗算部３８ｆは、乗算結果を乗算器３８ｇに出力する。

図８は、横位置フィードバック制御の実行領域を説明するための説明図である。
乗算器３８ｇは、横位置フィードバックゲイン乗算部３８ｄ、車速補正ゲイン乗算部３８ｅ、及び曲率補正ゲイン乗算部３８ｆが出力した算出結果を互いに乗算する。そして、乗算器３８ｇは、乗算結果（以下、横位置に応じた反発力とも呼ぶ）を加算器３２ｄに出力する。これにより、外乱抑制指令転舵角演算部３２は、前方注視点での車両Ａから道路白線までの距離が９０ｃｍより小さい場合、つまり、道路白線から９０ｃｍの位置より隣接車線側である場合にのみ横位置フィードバック制御を行う。すなわち、図８に示すように、走行車線中央付近は、横位置フィードバック制御を行わない領域（不感帯）となる。

また、乗算器３８ｇ（転舵角制御部１９）は、前方注視点での曲率が大きいほど、横位置に応じた反発力の絶対値を低減できる。それゆえ、転舵角制御部１９は、例えば、車両Ａが曲率半径が小さいカーブ路を走行する場合に、横位置に応じた反発力を低減できる。そのため、転舵角制御部１９は、横位置が低減する方向への左右前輪４ＦＬ、４ＦＲの転舵を抑制できる。これにより、運転者は、より意図に応じた経路で車両Ａを運転できる。

（操舵反力制御部２０）
図９は、操舵反力制御部２０の構成を表すブロック図である。
図９に示すように、操舵反力制御部２０は、横力演算部３３、横力オフセット部３４、減算器２０ａ、ＳＡＴ演算部３５、操舵反力オフセット部３６、加算器２０ｂ、加算器２０ｃ、及びオフセット量補正部４１を備える。

横力演算部３３は、操舵角センサ８及び車速センサ１６ａが出力した検出結果（操舵角、車速）に基づき、操舵角−横力変換マップを参照して、タイヤ横力を推定する。すなわち、横力演算部３３は、操舵角及び車速と、操舵角−横力変換マップとに基づいて、タイヤ横力を推定する。操舵角−横力変換マップとしては、例えば、予め実験等で算出したコンベンショナルな操舵装置（操舵部１と転舵部２とが機械的に接続された操舵装置）における車速毎の操舵角とタイヤ横力との関係を表すマップがある。操舵角−横力変換マップでは、操舵角が大きいほどタイヤ横力を大きな値とする。また、操舵角−横力変換マップでは、操舵角が小さいときは操舵角が大きいときよりも、操舵角の変化量に対するタイヤ横力の変化量を大きくする。さらに、操舵角−横力変換マップでは、車速が高いほどタイヤ横力を小さな値とする。そして、横力演算部３３は、算出結果を減算器２０ａに出力する。

横力オフセット部３４は、車速センサ１６ａ及び映像処理部２１が出力した検出結果（車速、道路白線情報）に基づいて、横力オフセット量を算出する。横力オフセット量としては、例えば、タイヤ横力によって発生するセルフアライニングトルク（例えば、路面反力によって発生する、車輪が直進状態に戻ろうとする力）に応じた操舵反力を表す操舵反力特性（ＳＡＴ演算部３５で用いるタイヤ横力−操舵反力変換マップ（後述））をオフセットするためのオフセット量がある。横力オフセット量は、道路白線の曲率が大きいほどセルフアライニングトルクと同一符号方向へオフセットする。そして、横力オフセット部３４は、算出結果を減算器２０ａに出力する。横力オフセット部３４の詳細は後述する。

図１０は、操舵反力特性をオフセットした状態を説明するためのグラフである。
減算器２０ａは、横力演算部３３が出力した算出結果（タイヤ横力）から、横力オフセット部３４が出力した算出結果（横力オフセット量）を減算する。これにより、減算器２０ａは、図１０に示すように、タイヤ横力によって発生するセルフアライニングトルクに応じた操舵反力を表す操舵反力特性（タイヤ横力−操舵反力変換マップ）をセルフアライニングトルクと同一符号方向へオフセットできる。そして、減算器２０ａは、減算結果（以下、オフセット後のタイヤ横力とも呼ぶ）をＳＡＴ演算部３５に出力する。これにより、タイヤ横力によって発生するセルフアライニングトルクに応じた操舵反力を表す操舵反力特性（タイヤ横力−操舵反力変換マップ）は、道路白線の曲率が大きいほどセルフアライニングトルクと同一符号方向へオフセットする。なお、図１０は、車両Ａが右車線に近い場合であり、車両Ａが左車線に近い場合には、図１０の矢印方向と反対方向に操舵反力特性がオフセットする。これにより、操舵反力制御部２０は、保舵トルクの変化量に対する操舵角の変化量が小さくなるため、操舵トルクに対する車両の感度を低減でき、車両の挙動変化を緩やかとし、運転者による進路修正の容易化を図ることができる。

ＳＡＴ演算部３５は、減算器２０ａが出力した算出結果（オフセット後のタイヤ横力）に基づき、横力−操舵反力変換マップを参照して、オフセット後のタイヤ横力によって発生する操舵反力を算出する。すなわち、ＳＡＴ演算部３５は、オフセット後のタイヤ横力と、横力−操舵反力変換マップとに基づいて、オフセット後のタイヤ横力によって発生する操舵反力を算出する。横力−操舵反力変換マップとしては、例えば、予め実験等で算出したコンベンショナルな操舵装置におけるタイヤ横力と操舵力トルクとの関係を表すマップがある。すなわち、タイヤ横力−操舵反力変換マップは、コンベンショナルな操舵装置において、タイヤ横力によって発生するセルフアライニングトルクに応じた操舵反力を表す操舵反力特性を模擬したものとする。タイヤ横力−操舵反力変換マップでは、タイヤ横力が大きいほど操舵反力を大きな値とする。また、横力−操舵反力変換マップでは、タイヤ横力が小さいときは大きいときよりも、タイヤ横力の変化量に対する操舵反力の変化量を大きくする。さらに、横力−操舵反力変換マップでは、車速が高いほど操舵反力を小さな値とする。そして、ＳＡＴ演算部３５は、算出結果を加算器２０ｂに出力する。

加算器２０ｂは、ＳＡＴ演算部３５が出力した算出結果（操舵反力）に、ステアリング特性に応じた操舵反力成分を加算する。ステアリング特性に応じた操舵反力成分としては、例えば、操舵角に比例する成分（以下、ばね項とも呼ぶ）、操舵角速度に比例する成分（以下、粘性項とも呼ぶ）、及び操舵角加速度に比例する成分（以下、慣性項とも呼ぶ）を含むものがある。ばね項としては、例えば、操舵角にゲインを乗算したものがある。また、粘性項としては、例えば、操舵角速度にゲインを乗算したものがある。さらに、慣性項としては、例えば、操舵角加速度にゲインを乗算したものがある。そして、加算器２０ｂは、加算結果を加算器２０ｃに出力する。

操舵反力オフセット部３６は、車速センサ１６ａ及び映像処理部２１が出力した検出結果（車速、車両Ａ前方の走行路の映像）に基づいて、操舵反力オフセット量を算出する。操舵反力オフセット量としては、例えば、操舵反力が大きくなる方向への操舵反力特性（タイヤ横力−操舵反力変換マップ）をオフセットするためのオフセット量がある。操舵反力オフセット量は、車両Ａから道路白線までの距離（横位置）が短くなるほど操舵反力が大きくなる方向へオフセットする。そして、操舵反力オフセット部３６は、算出結果を加算器２０ｂに出力する。操舵反力オフセット部３６の詳細は後述する。

図１１は、操舵反力特性をオフセットした状態を説明するためのグラフである。
加算器２０ｃは、加算器２０ｂが出力した算出結果（ステアリング特性に応じた操舵反力成分を加算後の操舵反力）に、操舵反力オフセット部３６が出力した算出結果（操舵反力オフセット量）を加算する。これにより、加算器２０ｃは、図１１に示すように、操舵反力が大きくなる方向への操舵反力特性（タイヤ横力−操舵反力変換マップ）のオフセットを実質的に実現できる。そして、加算器２０ｃは、加算結果をオフセット量補正部４１に出力する。これにより、タイヤ横力によって発生するセルフアライニングトルクに応じた操舵反力を表す操舵反力特性（タイヤ横力−操舵反力変換マップ）は、車両Ａから道路白線までの距離（横位置）が短くなるほど操舵反力が大きくなる方向へオフセットする。なお、図１１は、車両Ａが右車線に近い場合であり、車両Ａが左車線に近い場合には、図１１の矢印方向と反対方向に操舵反力特性がオフセットする。それゆえ、操舵反力制御部２０は、操舵反力が一定であれば、ステアリングホイール５が少しずつ操舵角中立位置に戻されるため、運転者の不意な切り増し操作によって車両Ａの走行位置が車線逸脱方向（例えば、右側）にずれるのを抑制できる。

オフセット量補正部４１は、加算器２０ｃが出力した加算結果（操舵反力オフセット量を加算後の操舵反力）を補正する。具体的には、運転技量判定部２２が出力した判定結果等（初心者、中級者以上、エラー値θe）に基づいて補正ゲインＫを設定する。まず、オフセット量補正部４１は、運転技量判定部２２が判定した運転技量が低い、つまり、初心者であるか否かを判定する。そして、オフセット量補正部４１は、運転技量が低い（初心者）と判定した場合には、図６に示すように、補正ゲインＫの最低値を１とするとともに、エラー値θeが大きいほど補正ゲインＫを大きな値とする。一方、オフセット量補正部４１は、運転技量が高い（中級者以上）と判定した場合には、補正ゲインＫを１とする。これにより、オフセット量補正部４１は、運転技量が高い（中級者以上）と判定した場合には、運転技量が低い（初心者）と判定した場合に比べ、補正ゲインＫを小さくできる。また、オフセット量補正部４１は、車両Ａの運転者の運転技量が低い（初級者）と判定した場合には、エラー値θeが大きいほど補正ゲインＫを増大できる。続いて、オフセット量補正部４１は、設定した補正ゲインＫを加算器２０ｃが出力した加算結果（操舵反力オフセット量を加算後の操舵反力）に乗算する。そして、オフセット量補正部４１は、乗算結果を指令操舵反力として加算器２０ｃに出力する。これにより、オフセット量補正部４１は、車両Ａの運転者の運転技量が高い（中級者以上）と判定した場合には、運転技量が低い（初心者）と判定した場合に比べ、横力オフセット量及び操舵反力オフセット量を低減できる。そして、オフセット量補正部４１は、指令操舵反力を低減できる。

なお、本実施形態では、オフセット量補正部４１が、加算器２０ｃが出力した加算結果に補正ゲインＫを乗算する例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、オフセット量補正部４１が、操舵反力オフセット部３６が出力した算出結果、つまり、操舵反力オフセット量に補正ゲインＫを乗算する構成としてもよい。
図１２は、横力オフセット部３４の構成を表すブロック図である。

図１２に示すように、横力オフセット部３４は、曲率演算部３４ａ、上下限リミッタ３４ｂ、ＳＡＴゲイン演算部３４ｃ、乗算器３４ｄ、及びリミッタ処理部３４ｅを備える。
曲率演算部３４ａは、映像処理部２１が出力した検出結果（白線情報）に基づいて、前方注視点での道路白線の曲率（設定時間（０．５秒）後の車両Ａ位置の道路白線の曲率）を算出する。そして、曲率演算部３４ａは、算出結果を乗算器３４ｄに出力する。

上下限リミッタ３４ｂは、車速センサ１６ａが出力した検出結果（車速）に上下限リミッタ処理を行う。上下限リミッタ処理では、例えば、車速が０〜Ｖ1（＞０）の範囲で車速が大きくなるほど増大し、車速がＶ１以上の範囲で最大値とする。そして、上下限リミッタ３４ｂは、上下限リミッタ処理後の車速をＳＡＴゲイン演算部３４ｃに出力する。
ＳＡＴゲイン演算部３４ｃは、上下限リミッタ３４ｂが出力した算出結果（リミッタ処理後の車速）に基づいて、車速に応じたＳＡＴゲインを算出する。車速に応じたＳＡＴゲインは、例えば、車速が０〜７０km/hの範囲で車速が大きくなるほど増大し、車速７０km/h以上の範囲で最大値になる。また、車速に応じたＳＡＴゲインは、車速が大きいときは車速が小さいときよりも、車速の変化量に対する当該ＳＡＴゲインの変化量が大きくなる。そして、ＳＡＴゲイン演算部３４ｃは、算出結果を乗算器３４ｄに出力する。

乗算器３４ｄは、曲率演算部３４ａが出力した算出結果（前方注視点での道路白線の曲率）にＳＡＴゲイン演算部３４ｃが出力した算出結果（車速に応じたＳＡＴゲイン）を乗算する。そして、乗算器３４ｄは、乗算結果を横力オフセット量としてリミッタ処理部３４ｅに出力する。これにより、乗算器３４ｄは、前方注視点での道路白線の曲率が大きいほど、つまり、道路白線の曲率半径が小さいほど横力オフセット量を増大できる。

リミッタ処理部３４ｅは、乗算器３４ｄが出力した算出結果（横力オフセット量）の最大値及び変化率の上限を制限する。横力オフセット量の最大値は、１０００Ｎとする。また、横力オフセット量の変化率の上限は、６００Ｎ/ｓとする。そして、リミッタ処理部３４ｅは、制限後の横力オフセット量を減算器２０ａ（図９参照）に出力する。
図１３は、操舵反力オフセット部３６の構成を表すブロック図である。

図１３に示すように、操舵反力オフセット部３６は、ヨー角演算部３６ａ、横位置演算部３６ｂ、逸脱余裕時間に応じた反力演算部３９、横位置に応じた反力演算部４０、反力選択部３６ｃ、及びリミッタ処理部３６ｄを備える。
ヨー角演算部３６ａは、映像処理部２１が出力した検出結果（白線情報）に基づいて、前方注視点でのヨー角（道路白線と車両Ａ進行方向とのなす角度）を算出する。そして、ヨー角演算部３６ａは、算出結を逸脱余裕時間に応じた反力演算部３９に出力する。

横位置演算部３６ｂは、映像処理部２１及びナビゲーションシステム１７が出力した検出結果（白線情報、車線幅情報）に基づいて、車両Ａの現在位置での車両Ａから道路白線までの距離（横位置）（以下、現在位置での横位置とも呼ぶ）、及び前方注視点での横位置を算出する。そして、横位置演算部３６ｂは、算出結果を逸脱余裕時間に応じた反力演算部３９及び横位置に応じた反力演算部４０に出力する。

逸脱余裕時間に応じた反力演算部３９は、車速センサ１６ａ、ヨー角演算部３６ａ、及び横位置演算部３６ｂが出力した検出結果等（車速、前方注視点でのヨー角、前方注視点での横位置）に基づいて、逸脱余裕時間に応じた反力を算出する。逸脱余裕時間に応じた反力としては、例えば、逸脱余裕時間が短いほど増大する反力がある。逸脱余裕時間としては、例えば、車両Ａが走行車線から逸脱するまでに要する時間（余裕時間）がある。そして、逸脱余裕時間に応じた反力演算部３９は、算出結果を反力選択部３６ｃに出力する。逸脱余裕時間に応じた反力演算部３９の詳細は後述する。

横位置に応じた反力演算部４０は、横位置演算部３６ｂが出力した算出結果（現在位置での横位置）に基づいて、横位置に応じた反力を算出する。横位置に応じた反力としては、例えば、横位置偏差が長いほど増大する反力がある。横位置偏差としては、例えば、車両Ａから目標左横位置までの距離及び車両Ａから目標右横位置までの距離のうち大きいほうがある。また、目標左横位置としては、例えば、左道路白線から道路中央側９０ｃｍの位置がある。目標右横位置としては、例えば、右道路白線から道路中央側９０ｃｍの位置がある。そして、横位置に応じた反力演算部４０は、算出結果を反力選択部３６ｃに出力する。横位置に応じた反力演算部４０の詳細は後述する。

反力選択部３６ｃは、逸脱余裕時間に応じた反力演算部３９が出力した算出結果（逸脱余裕時間に応じた反力）と、横位置に応じた反力演算部４０が出力した算出結果（横位置に応じた反力）のうち絶対値が大きなほうを選択する。そして、反力選択部３６ｃは、選択結果を操舵反力オフセット量としてリミッタ処理部３６ｄに出力する。
リミッタ処理部３６ｄは、反力選択部３６ｃが出力した選択結果（操舵反力オフセット量）の最大値及び変化率の上限を制限する。操舵反力オフセット量の最大値は、２Ｎｍとする。また、操舵反力オフセット量の変化量の上限は、１０Ｎｍ/ｓとする。そして、リミッタ処理部３６ｄは、制限後の操舵反力オフセット量をオフセット量補正部４１（図９参照）に出力する。

図１４は、逸脱余裕時間に応じた反力演算部３９の構成を表すブロック図である。
図１４に示すように、逸脱余裕時間に応じた反力演算部３９は、乗算器３９ａ、除算器３９ｂ、除算器３９ｃ、逸脱余裕時間選択部３９ｄ、及び逸脱余裕時間に応じた反力演算部３９ｅを備える。
乗算器３９ａは、ヨー角演算部３６ａが出力した算出結果（ヨー角）に車速を乗算する。そして、乗算器３９ａは、乗算結果（以下、車両Ａの横速度とも呼ぶ）を除算器３９ｂ及び除算器３９ｃに出力する。

除算器３９ｂは、横位置演算部３６ｂが出力した算出結果のうち、前方注視点での車両Ａから左道路白線までの距離（左道路白線に対する横位置）を、乗算器３９ａが出力した算出結果（横速度）で除算する。そして、除算器３９ｂは、除算結果（以下、左道路白線に対する逸脱余裕時間とも呼ぶ）を逸脱余裕時間選択部３９ｄに出力する。
除算器３９ｃは、横位置演算部３６ｂが出力した算出結果のうち、前方注視点での車両Ａから右道路白線までの距離（右道路白線に対する横位置）を、乗算器３９ａが出力した算出結果（横速度）で除算する。そして、除算器３９ｂは、除算結果（以下、右道路白線に対する逸脱余裕時間とも呼ぶ）を逸脱余裕時間選択部３９ｄに出力する。

逸脱余裕時間選択部３９ｄは、除算器３９ｂが出力した算出結果（左道路白線に対する逸脱余裕時間）及び除算器３９ｃが出力した算出結果（右道路白線に対する逸脱余裕時間）のうち短いほうを選択する。そして、逸脱余裕時間選択部３９ｄは、選択結果（以下、逸脱余裕時間とも呼ぶ）を逸脱余裕時間に応じた反力演算部３９ｅに出力する。
逸脱余裕時間に応じた反力演算部３９ｅは、逸脱余裕時間選択部３９ｄが出力した算出結果（逸脱余裕時間）に基づいて、逸脱余裕時間に応じた反力を算出する。逸脱余裕時間に応じた反力は、逸脱余裕時間が３秒以上の範囲で最低値（例えば、ほぼ０）となり、逸脱余裕時間が０〜３秒の範囲で逸脱余裕時間が短いほど増大する（逸脱余裕時間に反比例した値となる）。そして、逸脱余裕時間に応じた反力演算部３９ｅは、算出結果を逸脱余裕時間に応じた反力として反力選択部３６ｃ（図１３参照）に出力する。これにより、逸脱余裕時間に応じた反力は、逸脱余裕時間が短いほど増大する。

図１５は、横位置に応じた反力演算部４０の構成を表すブロック図である。
図１５に示すように、横位置に応じた反力演算部４０は、減算器４０ａ、減算器４０ｂ、横位置偏差選択部４０ｃ、及び横位置偏差に応じた反力演算部４０ｄを備える。
減算器４０ａは、横位置演算部３６ｂが出力した算出結果（車両Ａの現在位置での車両Ａから左道路白線までの距離（左道路白線に対する横位置））から予め定めた目標左横位置（例えば、９０ｃｍ）を減算する。そして、減算器４０ａは、減算結果（以下、左道路白線に対する横位置偏差とも呼ぶ）を横位置偏差選択部４０ｃに出力する。

減算器４０ｂは、横位置演算部３６ｂが出力した算出結果（車両Ａの現在位置での車両Ａから右道路白線までの距離（右道路白線に対する横位置））から予め定めた目標右横位置（例えば、９０ｃｍ）を減算する。そして、減算器４０ｂは、減算結果（以下、右道路白線に対する横位置偏差とも呼ぶ）を横位置偏差選択部４０ｃに出力する。
横位置偏差選択部４０ｃは、減算器４０ａが出力した算出結果（左道路白線に対する横位置偏差）及び減算器４０ｂが出力した算出結果（右道路白線に対する横位置偏差）のうち大きいほうを選択する。そして、横位置偏差選択部４０ｃは、選択結果（以下、横位置偏差とも呼ぶ）を横位置偏差に応じた反力演算部４０ｄに出力する。

横位置偏差に応じた反力演算部４０ｄは、横位置偏差選択部４０ｃが出力した算出結果（横位置偏差）に基づいて、横位置に応じた反力を算出する。横位置に応じた反力は、横位置偏差が設定値未満の範囲で横位置偏差が大きくなるほど増大し、横位置偏差が設定値以上の範囲で最大値になる。そして、横位置偏差に応じた反力演算部４０ｄは、算出結果を横位置に応じた反力として反力選択部３６ｃ（図１３参照）に出力する。これにより、横位置に応じた反力は、横位置偏差が長いほど増大する。

（動作その他）
上述の構成により、本実施形態の運転支援装置では、運転技量判定部２２が、過去の操舵角θに基づき操舵角推定値θhatを算出する。続いて、運転技量判定部２２が、算出した操舵角推定値θhatと実際の操舵角θとの差（エラー値θe）を算出する。続いて、運転技量判定部２２が、車両の走行シーン（例えば、走行環境）に基づいて、エラー値θeから運転者の運転技量を判定するための設定閾値θthを設定する。続いて、運転技量判定部２２が、算出したエラー値θeが設定閾値θth未満であると判定した場合に、運転者の運転技量が高い（中級者以上）と判定する。これにより、本実施形態の運転支援装置では、滑らかな操舵が行われ、操舵角推定値θhatと実際の操舵角θとが近接し、乖離度合いが設定閾値θth未満に低減した場合に、運転者の運転技量が高いと判定できる。

また、本実施形態の運転支援装置では、オフセット量補正部４１が、加算器２０ｃが出力した加算結果、つまり、横力オフセット量を含む指令値に補正ゲインＫを乗算する（図９参照）。ここで、補正ゲインＫは、車両Ａの運転者の運転技量が高い（中級者以上）と判定した場合には、運転技量が低い（初心者）と判定した場合に比べ、小さな値とする。それゆえ、オフセット量補正部４１が、図１１に示すように、車両Ａの運転者の運転技量が高い（中級者以上）と判定した場合には、運転技量が低い（初心者）と判定した場合に比べ、操舵反力特性（タイヤ横力−操舵反力変換マップ）のオフセット量を低減する。これにより、本実施形態の運転支援装置では、運転者の運転技量が高いと判定した場合に、操舵反力を低減でき、運転技量の高い運転者に対する、操舵反力の過剰を抑制できる。

これにより、本実施形態の運転支援装置では、より適切な操舵反力を付与できる。
ちなみに、例えば、補正ゲインＫの大きさを切り替えるための切替スイッチを車両Ａに備え、切替スイッチを車両Ａの運転者に操作させる技術では、車両Ａの運転者が切替スイッチの操作に気をとられ、操舵の滑らかさが損なわれてしまう可能性がある。
これに対し、本実施形態の運転支援装置では、補正ゲインＫの大きさを車両Ａの運転者の運転技量に応じた値に車両Ａが調整する。それゆえ、本実施形態では、車両Ａの運転者による切替スイッチの操作が不要となる。それゆえ、本実施形態の運転支援装置では、切替スイッチの操作によって、操舵の滑らかさが損なわれることを抑制できる。

また、本実施形態の運転支援装置では、エラー値θeが設定閾値θthよりも大きい場合には、エラー値θeが大きいほど補正ゲインＫを大きな値とする（図６）。これにより、オフセット量は、運転技量が低い（初級者）と判定した場合には、エラー値θeが大きいほど増大する。それゆえ、本実施形態の運転支援装置では、操舵の滑らかさが低いほど操舵反力を増大できる。そのため、本実施形態の運転支援装置では、操舵反力をより適切に増大でき、運転者の操舵入力に対する車両Ａの安定性を向上できる。

また、本実施形態の運転支援装置では、ゲイン補正部３７ｃが、ゲイン補正部３７ｃは、設定ゲイン乗算部３７ｂが出力した乗算結果（上限値乗算後の設定ゲイン）、つまり、ヨー角フィードバックゲインの基となる値に補正ゲインＫを乗算する。ここで、補正ゲインＫは、車両Ａの運転者の運転技量が高い（中級者以上）と判定した場合には、運転技量が低い（初心者）と判定した場合に比べ、小さな値とする。それゆえ、ゲイン補正部３７ｃが、車両Ａの運転者の運転技量が高い（中級者以上）と判定した場合には、運転技量が低い（初心者）と判定した場合に比べ、ヨー角フィードバックゲインを低減する。これにより、本実施形態の運転支援装置では、運転者の運転技量が高いと判定した場合に、操舵角の制御量を低減でき、運転技量の高い運転者に対する、操舵反力の過剰を抑制できる。

これにより、本実施形態の運転支援装置では、より適切な操舵反力を付与できる。
本実施形態では、図１のステアリングホイール５がステアリングホイールを構成する。以下同様に、図１の操舵反力制御部２０、図９の横力演算部３３がタイヤ横力推定部を構成する。また、図１の操舵反力制御部２０、図９のＳＡＴ演算部３５が操舵反力制御部を構成する。さらに、図１の操舵反力制御部２０、図９のオフセット量補正部４１がオフセット部を構成する。また、図１の操舵角センサ８が操舵角検出部を構成する。さらに、エラー値θeが乖離度合いを構成する。また、図１の運転技量判定部２２が操舵角推定値算出部、乖離度合算出部、走行シーン推定部、閾値設定部及び運転技量判定部を構成する。さらに、図４のヨー角演算部３２ａがヨー角検出部を構成する。また、ヨー角フィードバック制御が転舵角制御を構成する。さらに、ヨー角フィードバックゲインが制御ゲインを構成する。また、図４の外乱抑制指令転舵角演算部３２、ヨー角に応じた反発力演算部３７が転舵角制御部を構成する。

（本実施形態の効果）
本実施形態は、次のような効果を奏する。
（１）ＳＢＷコントローラ１８が、推定したタイヤ横力と、タイヤ横力によって発生するセルフアライニングトルクに応じた操舵反力を表す操舵反力特性（タイヤ横力−操舵反力変換マップ）とに基づいて、ステアリングホイール５に操舵反力を付与する。また、ＳＢＷコントローラ１８が、操舵反力が大きくなる方向へ操舵反力特性をオフセットする。その際、ＳＢＷコントローラ１８が、操舵角推定値θhatと実際の操舵角θとの差であるエラー値θeを算出する。続いて、ＳＢＷコントローラ１８が、車両Ａの走行シーンに応じた設定閾値θthを設定する。続いて、ＳＢＷコントローラ１８が、算出したエラー値θeが設定閾値θth未満であると判定した場合に、オフセット量（横力オフセット量、操舵反力オフセット量）を低減する。

このような構成によれば、例えば、運転者の運転技量が高く、滑らかな操舵が行われ、操舵角推定値θhatと実際の操舵角θとが近接し、エラー値θeが設定閾値θth未満に低減した場合に、操舵反力が大きくなる方向への操舵反力特性のオフセットを抑制できる。そのため、操舵反力を低減でき、運転技量の高い運転者（中級者以上）に対する、操舵反力の過剰を抑制できる。これにより、より適切な操舵反力を付与できる。

（２）ＳＢＷコントローラ１８が、エラー値θeが設定閾値θth以上であると判定した場合に、エラー値θeが大きいほどオフセット量（横力オフセット量、操舵反力オフセット量）を増大する。
このような構成によれば、操舵の滑らかさが低いほど操舵反力を増大できる。これにより、運転者の操舵入力に対する車両Ａの安定性を向上できる。

（３）ＳＢＷコントローラ１８が、ヨー角が低減する方向へ操向輪の転舵角を制御する転舵角制御（ヨー角フィードバック制御）を行う。その際、ＳＢＷコントローラ１８が、エラー値θeが設定閾値θth以上であると判定した場合に、転舵角制御（ヨー角フィードバック制御）で用いる制御ゲイン（ヨー角フィードバックゲイン）を低減する。
このような構成によれば、例えば、滑らかな操舵が行われ、操舵角推定値θhatと実際の操舵角θとが近接し、エラー値θeが設定閾値θth未満に低減した場合に、転舵角制御（ヨー角フィードバック制御）で用いる制御ゲイン（ヨー角フィードバックゲイン）を低減できる。そのため、操舵角の制御量を低減でき、運転技量の高い運転者（中級者以上）に対する、制御量の過剰を抑制できる。これにより、より適切な転舵を実行できる。

５ ステアリングホイール（ステアリングホイール）
８ 操舵角センサ（操舵角検出部）
２０ 操舵反力制御部（タイヤ横力推定部、操舵反力制御部、オフセット部）
２２ 運転技量判定部（操舵角推定値算出部、乖離度合算出部、走行シーン推定部、閾値設定部及び運転技量判定部）
３２ 外乱抑制指令転舵角演算部（転舵角制御部）３３ 横力演算部（タイヤ横力推定部）
３２ａ ヨー角演算部（ヨー角検出部）
３５ ＳＡＴ演算部（操舵反力制御部）
３７ ヨー角に応じた反発力演算部（転舵角制御部）
４１ オフセット量補正部（オフセット部）

Claims (4)

1. 操向輪と機械的に分離されたステアリングホイールと、
   前記操向輪に作用するタイヤ横力を推定するタイヤ横力推定部と、
   前記タイヤ横力推定部が推定したタイヤ横力と、タイヤ横力によって発生するセルフアライニングトルクに応じた操舵反力を表す操舵反力特性とに基づいて、前記ステアリングホイールに操舵反力を付与する操舵反力制御部と、
   操舵反力が大きくなる方向へ前記操舵反力特性をオフセットするオフセット部と、
   前記ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出部と、
   前記操舵角検出部が検出した過去の操舵角に基づいて現在の操舵角の推定値である操舵角推定値を算出する操舵角推定値算出部と、
   前記操舵角推定値算出部が算出した操舵角推定値と前記操舵角検出部が検出した操舵角との差である乖離度合いを算出する乖離度合算出部と、を備え、
   前記オフセット部は、前記乖離度合算出部が算出した乖離度合いが閾値未満であると判定した場合に、オフセット量を低減することを特徴とする運転支援装置。
2. 前記オフセット部は、前記乖離度合算出部が算出した乖離度合いが前記閾値以上であると判定した場合に、前記乖離度合算出部が算出した乖離度合いが大きいほどオフセット量を増大することを特徴とする請求項１に記載の運転支援装置。
3. 走行車線と車両進行方向とのなす角度であるヨー角を検出するヨー角検出部と、
   前記ヨー角検出部が検出したヨー角に基づいて当該ヨー角が低減する方向へ前記操向輪の転舵角を制御する転舵角制御を行う転舵角制御部と、を備え、
   前記転舵角制御部は、前記乖離度合算出部が算出した乖離度合いが前記閾値未満であると判定した場合に、前記転舵角制御で用いる制御ゲインを低減することを特徴とする請求項１または２に記載の運転支援装置。
4. 車両の走行シーンを推定する走行シーン推定部と、
   前記走行シーン推定部が推定した走行シーンに応じて前記閾値を設定する閾値設定部と、
   を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の運転支援装置。

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