JPWO2011161779A1 - 車両走行制御装置 - Google Patents

Abstract

車両走行制御装置（１）は、操舵入力軸（１２）の回転角である操舵角と、操舵輪（ＦＬ、ＦＲ）の回転角である舵角との関係を変化させることが可能な舵角可変手段（２００、３００）と、車両（１０）の軌跡を該車両の目標走行路に近づけるように舵角可変手段を制御する軌跡制御手段（１００）とを、少なくとも備える。該車両走行制御手段は、更に、車両の運転者によりステアリングホイル（１１）を介して操舵入力軸に操舵入力があるときに、軌跡制御手段による制御の応答性を変更する変更手段（１００）を備える。

Description

本発明は、例えばＥＰＳ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ：電子制御式パワーステアリング装置）、ＶＧＲＳ（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｇｅａｒ Ｒａｔｉｏ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ：可変ギア比ステアリング装置）等の各種操舵機構を備えた車両において、例えばＬＫＡ（Ｌａｎｅ Ｋｅｅｐｉｎｇ Ａｓｓｉｓｔ：レーンキープアシスト）等を行う車両走行制御装置の技術分野に関する。

この種の装置として、例えば、車両のレーンキープモード時には、目標舵角を達成するために電動式パワーステアリング及び各車輪の制動圧を制御すると共に、走行路に対する車両の横方向位置のずれやヨー角のずれを低減するためにステアリングギア比可変装置を制御する装置が提案されている（特許文献１参照）。

或いは、車両の後輪の舵角を制御することにより該車両の操舵制御を行っている際に、運転者の意識的なハンドル操作が検出された場合は、ハンドル操作状態及びハンドル操作方向に応じて操舵制御の制御量を減少補正する装置が提案されている（特許文献２参照）。

或いは、車両が走行レーンをキープして走行するように、電動パワーステアリング装置により操舵トルクが制御されている際に、目標制御トルクの操舵方向と運転やの操舵トルクの操舵方向とが異なり、制御干渉が発生している場合、目標制御トルクの目標制御量を低減する装置が提案されている（特許文献３参照）。

或いは、舵角が目標舵角に等しくなるようにモータ電流を制御し操舵モータを回転制御することにより操舵する装置が提案されている（特許文献４参照）。ここでは特に、トルクセンサが検出した舵輪の操舵トルク値が示す方向と目標舵角の方向とが同方向であるときは、操舵トルク値の増加に応じてモータ電流を減少させ、操舵トルク値が示す方向と目標舵角の方向とが逆方向のときは、操舵トルク値の増加に応じてモータ電流を増加させることが開示されている。

特開２００７−１６０９９８号公報 特開平１１−２４５８３２号公報 特開２００９−１９０４６４号公報 特開平１１−０７８９３４号公報

しかしながら、上述の特許文献１に記載の装置では、レーンキープに起因する車両の軌跡制御の方向と、車両の運転者の操舵方向とが一致する場合と一致しない場合とで、操舵量に対する車両の応答性が異なるため、運転者が違和感を覚える可能性があるという技術的問題点がある。また、上述の特許文献２乃至４に記載の装置では、軌跡制御の方向と操舵方向とが一致するか否かに応じて、制御量を変更しているが、運転者が車両の応答性に起因する違和感を覚える可能性があるという技術的問題点がある。

本発明は例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、車両の応答性に起因して運転者が違和感を覚えることを抑制することができる車両走行制御装置を提案することを課題とする。

本発明の車両走行制御装置は、上記課題を解決するために、操舵入力軸の回転角である操舵角と、操舵輪の回転角である舵角との関係を変化させることが可能な舵角可変手段と、車両の軌跡を前記車両の目標走行路に近づけるように前記舵角可変手段を制御する軌跡制御手段とを備える車両走行制御装置であって、前記車両の運転者によりステアリングホイルを介して前記操舵入力軸に操舵入力があるときに、前記軌跡制御手段による制御の応答性を変更する変更手段を備える。

本発明の車両走行制御手段によれば、当該車両走行制御装置は、舵角可変手段と軌跡制御手段とを少なくとも備えて構成される。舵角可変手段は、操舵入力軸の回転角である操舵角と、操舵輪の回転角である舵角との関係を変化させることが可能である。舵角可変手段は、操舵角と舵角との関係を、段階的に又は連続的に可変とし得る、物理的、機械的、電気的又は磁気的な各種装置を包含する概念である。舵角可変手段によれば、操舵角と舵角との関係が一義的に規定されず、例えば操舵角と舵角との比を変化させることが可能となる、或いは、操舵角に無関係に舵角を変化させることが可能となる。

例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる軌跡制御手段は、車両の軌跡を該車両の目標走行路に近づけるように舵角可変手段を制御する。具体的には例えば、車載カメラ等により撮像された目標走行路の画像に基づいて、目標走行路の曲率、目標走行路を規定する白線等と車両との位置偏差及びヨー角偏差等が算出又は推定され、それらに基づいて目標走行路に対して車両の軌跡を近づけるための目標横加速度が算出又は推定される等した後に、これら算出又は推定された目標横加速度に基づいて、例えば舵角可変手段により舵角が変更されることに起因して該目標横加速度が得られるように、制御量が決定され、該決定された制御量に基づいて舵角可変手段が制御される。

本願発明者の研究によれば、以下の事項が判明している。即ち、軌跡制御手段を備える車両では、運転者がステアリングホイル（一般的に、“ハンドル”とも称される）を介して操舵入力軸に入力される人為的な操舵入力があった場合（所謂、オーバーライド時）には、運転者による操舵と、軌跡制御手段による制御とが互いに干渉し、運転者が違和感を覚える可能性がある。特に、軌跡制御手段による制御は、フェールセールの観点と、例えば車載カメラの認識時間等とに起因して、比較的緩やかな車両挙動となる。また、運転者による操舵と軌跡制御手段による制御とは非連動である。すると、軌跡制御手段による制御の追従遅れに起因して、運転者の意図と、軌跡制御手段による制御の目標との間にズレが生じ、運転者が違和感を覚える可能性がある、或いは、車両の挙動が不安定になる可能性がある。

そこで本発明では、例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる変更手段により、車両の運転者によりステアリングホイルを介して操舵入力軸に操舵入力があるとき（即ち、オーバーライドがあるとき）に、軌跡制御手段による制御の応答性が変更される。

具体的には例えば、変更手段は、オーバーライドがあるときに、例えば車載カメラ等により操舵入力の影響が車両挙動として認識される前に、操舵入力に起因する車両の軌跡変動量を特定して、軌跡制御手段による制御に反映させることにより、該軌跡制御手段による制御の応答を速くしている。或いは、変更手段は、オーバーライドがあるときに、軌跡制御手段による制御の応答周波数を変更することによって、軌跡制御手段による制御の応答性を変更する。

以上の結果、本発明の車両走行制御装置によれば、車両の応答性に起因して運転者が違和感を覚えることを抑制することができる。

本発明の車両走行制御装置の一態様では、前記変更手段は、前記操舵入力の操舵速度に応じて、前記応答性を変更する。

この態様によれば、例えば、操舵速度が比較的速い場合、車両挙動の変動が比較的大きいと予測されるため、補正手段は、軌跡制御手段による制御の応答性（又は、応答周波数）を向上させる。このように構成すれば、例えば軌跡制御手段による制御に係る制御量が比較的大きく変動することを抑制することができる。或いは、軌跡制御手段による制御が、運転者の操舵に追従できなくなり、制御停止に至ることを防止することができる。

他方、操舵速度が比較的遅い場合、車両挙動の変動が比較的小さいと予測されるため、補正手段は、軌跡制御手段による制御の応答性（又は、応答周波数）を低下させる。このように構成すれば、運転者の操舵と軌跡制御手段による制御とが互いに干渉することを抑制することができる。この結果、車両の応答性に起因して運転者が違和感を覚えることを抑制することができる。

本発明の車両走行制御装置の他の態様では、前記変更手段は、前記操舵入力の操舵方向と、前記軌跡制御手段による制御の舵角制御方向とが一致するか否かに応じて、前記応答性の変更量を異ならしめる。

この態様によれば、例えば、操舵方向と舵角制御方向が一致する場合（例えば車線の中央等である目標走行路に近づけるように、運転者が操舵した場合）、変更手段は、軌跡制御手段による制御の応答性（又は、応答周波数）を向上させる。このように構成すれば、例えば、車線の左端を走行していた車両を、車線の中央に寄せようと運転者が操舵した場合に、遅れて応答した軌跡制御手段による制御に起因して、運転者の意図した以上に、車両が車線の右端側に寄るというような不具合の発生を抑制することができる。

他方、操舵方向と舵角制御方向が不一致となる場合（例えば、障害物等を回避するために車線の端に車両を寄せる場合）、変更手段は、軌跡制御手段による制御の応答性（又は、応答周波数）を低下させる。このように構成すれば、運転者の操舵と軌跡制御手段による制御とが互いに干渉することを抑制することができる。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。

第１実施形態に係る車両の構成を概念的に示す概略構成図である。 第１実施形態に係るＥＣＵが実行する車両走行制御処理を示す制御概要図である。 比較例に係る車両のハンドル角度、ピニオン角度及びＬＫＡ目標角度各々の時間変化を示すタイムチャートの一例である。 第２実施形態に係るＥＣＵが実行する車両走行制御処理を示す制御概要図である。

以下、本発明に係る車両走行制御装置の実施形態を図面に基づいて説明する。

＜第１実施形態＞
本発明に係る車両走行制御装置の第１実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。

先ず、本実施形態に係る車両走行制御装置が搭載される車両の構成について、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る車両の構成を概念的に示す概略構成図である。

図１において、車両１０は、操舵輪として左右一対の前輪ＦＬ及びＦＲを備え、これら前輪が転舵することにより所望の方向に進行可能に構成されている。車両１０は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１００、ＶＧＲＳアクチュエータ２００、ＶＧＲＳ駆動装置３００、ＥＰＳアクチュエータ４００及びＥＰＳ駆動装置５００を備える。

ＥＣＵ１００は、夫々不図示のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を備え、車両１０の動作全体を制御可能に構成された電子制御ユニットである。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、ＬＫＡ制御、ＥＰＳ制御及びＶＧＲＳ制御を夫々実行可能に構成されている。ここで、ＬＫＡ制御は、車両１０を目標走行路（レーン）に追従させる制御である。尚、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「軌跡制御手段」の一例である。

車両１０では、ステアリングホイル１１を介して運転者より与えられる操舵入力が、ステアリングホイル１１と同軸回転可能に連結され、ステアリングホイル１１と同一方向に回転可能な軸体たるアッパーステアリングシャフト１２に伝達される。アッパーステアリングシャフト１２は、本発明に係る「操舵入力軸」の一例である。アッパーステアリングシャフト１２は、その下流側の端部においてＶＧＲＳアクチュエータ２００に連結されている。

ＶＧＲＳアクチュエータ２００は、ハウジング２０１、ＶＧＲＳモータ２０２及び減速機構２０３を備えた、本発明に係る「舵角可変手段」の一例である。

ハウジング２０１は、ＶＧＲＳモータ２０２及び減速機構２０３を収容してなるＶＧＲＳアクチュエータ２００の筐体である。ハウジング２０１には、前述したアッパーステアリングシャフト１２の下流側の端部が固定されており、ハウジング２０１は、アッパーステアリングシャフト１２と一体に回転可能となっている。

ＶＧＲＳモータ２０２は、回転子たるロータ２０２ａ、固定子たるステータ２０２ｂ及び駆動力の出力軸たる回転軸２０２ｃを有するＤＣブラシレスモータである。ステータ２０２ｂは、ハウジング２０１内部に固定されており、ロータ２０２ａは、ハウジング２０１内部で回転可能に保持されている。回転軸２０２ｃは、ロータ２０２ａと同軸回転可能に固定されており、その下流側の端部が減速機構２０３に連結されている。

減速機構２０３は、差動回転可能な複数の回転要素（サンギア、キャリア及びリングギア）を有する遊星歯車機構である。この複数の回転要素のうち、サンギアは、ＶＧＲＳモータ２０２の回転軸２０２ｃに連結されており、また、キャリアは、ハウジング２０１に連結されている。そしてリングギアが、ロアステアリングシャフト１３に連結されている。

このような構成を有する減速機構２０３によれば、ステアリングホイル１１の操作量に応じたアッパーステアリングシャフト１２の回転速度（即ち、キャリアに連結されたハウジング２０１の回転速度）と、ＶＧＲＳモータ２０２の回転速度（即ち、サンギアに連結された回転軸２０２ｃの回転速度）とにより、残余の一回転要素たるリングギアに連結されたロアステアリングシャフト１３の回転速度が一義的に決定される。この際、回転要素相互間の差動作用により、ＶＧＲＳモータ２０２の回転速度を増減制御することによって、ロアステアリングシャフト１３の回転速度を増減制御することが可能となる。即ち、ＶＧＲＳモータ２０２及び減速機構２０３の作用により、アッパーステアリングシャフト１２とロアステアリングシャフト１３とは相対回転可能である。また、減速機構２０３における各回転要素の構成上、ＶＧＲＳモータ２０２の回転速度は、各回転要素相互間のギア比に応じて定まる所定の減速比に従って減速された状態でロアステアリングシャフト１３に伝達される。

このように、車両１０では、アッパーステアリングシャフト１２とロアステアリングシャフト１３とが相対回転可能であることによって、アッパーステアリングシャフト１２の回転量たる操舵角ＭＡと、ロアステアリングシャフト１３の回転量に応じて一義的に定まる（後述するラックアンドピニオン機構のギア比も関係する）操舵輪たる前輪の舵角との比たる操舵伝達比が、予め定められた範囲で連続的に可変となる。

尚、減速機構２０４は、ここに例示した遊星歯車機構のみならず、他の態様（例えば、アッパーステアリングシャフト１２及びロアステアリングシャフト１３に夫々歯数の異なるギアを連結し、各ギアと一部分で接する可撓性のギアを設置すると共に、係る可撓性ギアを、波動発生器を介して伝達されるモータトルクにより回転させることによって、アッパーステアリングシャフト１２とロアステアリングシャフト１３とを相対回転させる態様等）を有していてもよいし、遊星歯車機構であれ上記と異なる物理的、機械的、又は機構的態様を有していてよい。

ＶＧＲＳ駆動装置３００は、ＶＧＲＳモータ２０２のステータ２０２ｂに対し通電可能に構成された、ＰＷＭ回路、トランジスタ回路及びインバータ等を含む電気駆動回路である。ＶＧＲＳ駆動装置３００は、図示せぬバッテリと電気的に接続されており、当該バッテリから供給される電力によりＶＧＲＳモータ２０２に駆動電圧を供給することが可能に構成されている。また、ＶＧＲＳ駆動装置３００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その動作はＥＣＵ１００により制御される構成となっている。尚、ＶＧＲＳ駆動装置３００は、ＶＧＲＳアクチュエータ２００と共に、本発明に係る「舵角可変手段」の一例を構成している。

ロアステアリングシャフト１３の回転は、ラックアンドピニオン機構に伝達される。ラックアンドピニオン機構は、ロアステアリングシャフト１３の下流側端部に接続されたピニオンギア１４及び当該ピニオンギアのギア歯と噛合するギア歯が形成されたラックバー１５を含む操舵力伝達機構であり、ピニオンギア１４の回転がラックバー１５の図中左右方向の運動に変換されることにより、ラックバー１５の両端部に連結されたタイロッド及びナックル（符号省略）を介して操舵力が各操舵輪に伝達される構成となっている。即ち、車両１０では所謂ラックアンドピニオン式の操舵方式が実現されている。

ＥＰＳアクチュエータ４００は、永久磁石が付設されてなる回転子たる不図示のロータと、当該ロータを取り囲む固定子であるステータとを含むＤＣブラシレスモータとしてのＥＰＳモータを備える。このＥＰＳモータは、ＥＰＳ駆動装置５００を介した当該ステータへの通電によりＥＰＳモータ内に形成される回転磁界の作用によってロータが回転することにより、その回転方向にアシストトルクＴＡを発生可能に構成されている。

一方、ＥＰＳモータの回転軸たるモータ軸には、不図示の減速ギアが固定されており、この減速ギアはまた、ピニオンギア１４と噛合している。このため、ＥＰＳモータから発せられるアシストトルクＴＡは、ピニオンギア１４の回転をアシストするアシストトルクとして機能する。ピニオンギア１４は、先に述べたようにロアステアリングシャフト１３に連結されており、ロアステアリングシャフト１３は、ＶＧＲＳアクチュエータ２００を介してアッパーステアリングシャフト１２に連結されている。従って、アッパーステアリングシャフト１２に加えられる運転者操舵トルクＭＴは、アシストトルクＴＡにより適宜アシストされた形でラックバー１５に伝達され、運転者の操舵負担が軽減される構成となっている。

ＥＰＳ駆動装置５００は、ＥＰＳモータのステータに対し通電可能に構成された、ＰＷＭ回路、トランジスタ回路及びインバータ等を含む電気駆動回路である。ＥＰＳ駆動装置５００は、図示せぬバッテリと電気的に接続されており、当該バッテリから供給される電力によりＥＰＳモータに駆動電圧を供給することが可能に構成されている。また、ＥＰＳ駆動装置５００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その動作はＥＣＵ１００により制御される構成となっている。

一方、車両１０には、操舵トルクセンサ１６、操舵角センサ１７及び回転センサ１８を含む各種センサが備わっている。

操舵トルクセンサ１６は、運転者からステアリングホイル１１を介して与えられる運転者操舵トルクＭＴを検出可能に構成されたセンサである。より具体的に説明すると、アッパーステアリングシャフト１２は、上流部と下流部とに分割されており、図示せぬトーションバーにより相互に連結された構成を有している。係るトーションバーの上流側及び下流側の両端部には、回転位相差検出用のリングが固定されている。このトーションバーは、車両１０の運転者がステアリングホイル１１を操作した際にアッパーステアリングシャフト１２の上流部を介して伝達される操舵トルク（即ち、運転者操舵トルクＭＴ）に応じてその回転方向に捩れる構成となっており、係る捩れを生じさせつつ下流部に操舵トルクを伝達可能に構成されている。従って、操舵トルクの伝達に際して、先に述べた回転位相差検出用のリング相互間には回転位相差が発生する。操舵トルクセンサ１６は、係る回転位相差を検出すると共に、係る回転位相差を操舵トルクに換算して操舵トルクＭＴに対応する電気信号として出力可能に構成されている。また、操舵トルクセンサ１６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された操舵トルクＭＴは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。

操舵角センサ１７は、アッパーステアリングシャフト１２の回転量を表す操舵角ＭＡを検出可能に構成された角度センサである。操舵角センサ１７は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された操舵角ＭＡは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。

回転センサ１８は、ＶＧＲＳアクチュエータ２００におけるハウジング２０１（即ち、回転角で言うならばアッパーステアリングシャフト１２と同等である）とロアステアリングシャフト１３との回転位相差を検出可能に構成されたロータリーエンコーダである。回転センサ１８は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された回転位相差は、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。

車速センサ１９は、車両１０の速度たる車速Ｖを検出可能に構成されたセンサである。車速センサ１９は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速Ｖは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。

車載カメラ２０は、車両１０のフロントノーズに設置され、車両１０の前方における所定領域を撮像可能に構成された撮像装置である。車載カメラ２０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、撮像された前方領域は、画像データとしてＥＣＵ１００に一定又は不定の周期で送出される構成となっている。ＥＣＵ１００は、この画像データを解析し、ＬＫＡ制御に必要な各種データを取得することが可能である。

本実施形態に係る車両走行制御手段１は、車両１０の運転者によりステアリングホイル１１を介してアッパーステアリングシャフト１２に操舵入力があるときに、ＥＣＵ１００によるＶＧＲＳ駆動装置３００に係る制御である軌跡制御の応答性を変更する、本発明に係る「変更手段」の一例としての、ＥＣＵ１００を備えて構成されている。

本実施形態では、車両１０の各種電子制御用のＥＣＵ１００の一部を、車両走行制御装置１の一部として用いている。尚、本発明に係る「変更手段」等の物理的、機械的及び電気的な構成は、上述した構成に限定されるものではなく、例えば、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。

次に、車両走行制御装置１の一部としてのＥＣＵ１００が実行する車両走行制御処理について、図２を参照して説明する。図２は、本実施形態に係るＥＣＵが実行する車両走行制御処理を示す制御概要図である。本実施形態では、車両１０の車室内に予め設置されたＬＫＡ制御発動用の操作ボタンが運転者により操作される等した結果としてＬＫＡモードが選択されているものとする。

ＥＣＵ１００は、車両１０に備わる各種センサに係るセンサ信号等を含む各種信号を読み込む。ＥＣＵ１００は、読み込まれた信号等に基づいて、例えばヨー角（又はヨー角偏差）、オフセット（即ち、ＬＫＡの目標走行路を規定する白線と車両１０との横方向への偏差）等を算出又は推定する。

運転者によりステアリングホイル１１が操舵された場合（即ち、オーバーライドがある場合）、ＥＣＵ１００は、上記ヨー角及びオフセット等の算出又は推定と並行して、操舵角ＭＡの時間微分である操舵角速度、及びマップ等に基づいて、軌跡補正量を算出する。

また、ＥＣＵ１００は、操舵角ＭＡ及び操舵角速度に基づいて、アッパーステアリングシャフト１２の回転角である操舵角ＭＡに対するロアステアリングシャフト１３の相対回転角の基本値であるＶＧＲＳ基本目標角をマップ等から決定する。

ＥＣＵ１００は、上記ＶＧＲＳ基本目標角の決定と並行して、ヨー角及びオフセット、並びに算出された軌跡補正量に基づいて、軌跡制御に係るＬＫＡ基本目標角をマップ等から決定する。続いて、ＥＣＵ１００は、決定されたＬＫＡ基本目標角と、操舵角ＭＡ及び操舵速度とを比較して、運転者の操舵入力の操舵方向と軌跡制御の舵角制御方向とが一致するか否かを判定する。

尚、操舵方向と舵角制御方向が一致するか否かは、例えば、操舵角ＭＡ及び舵角の一の方向への変化を正の値で示し、該一の方向とは反対方向への変化を負の値で示し、操舵角ＭＡの値の正負と、ＬＫＡ基本目標角の値の正負とが一致しているか否かに基づいて、判定すればよい。

次に、ＥＣＵ１００は、決定されたＬＫＡ基本目標角、操舵角ＭＡ及び操舵速度、並びに、操舵方向と舵角制御方向が一致するか否かの判定結果に基づいて、車速と応答周波数との関係を示すマップから、軌跡制御に係る応答周波数を決定する。

ここで、車速と応答周波数との関係を示すマップについて説明を加える。該マップ中の実線ａは、通常の軌跡制御に係る応答周波数（即ち、オーバーライドがない場合の応答周波数）を示している。点線ｂ１及び二点鎖線ｂ２は、オーバーライドがあり、且つ操舵方向と舵角制御方向が一致する場合の軌跡制御に係る応答周波数を示している。破線ｃ１及び一点鎖線ｃ２は、オーバーライドがあり、且つ操舵方向と舵角制御方向が不一致である場合の軌跡制御に係る応答周波数を示している。

二点鎖線ｂ２により示される応答周波数は、点線ｂ１により示される応答周波数に対応する操舵速度よりも速い操舵速度に対応する応答周波数である。同様に、一点鎖線ｃ２により示される応答周波数は、破線ｃ１により示される応答周波数に対応する操舵速度よりも速い操舵速度に対応する応答周波数である。このように、本実施形態では、操舵速度に応じて応答周波数が変更される。具体的には、操舵速度が速くなるほど、応答周波数が高くなるように、応答周波数が変更される。

また、点線ｂ１及び二点鎖線ｂ２各々により示される応答周波数は、実線ａにより示される通常の応答周波数よりも高い。他方で、破線ｃ１及び一点鎖線ｃ２各々により示される応答周波数は、実線ａにより示される通常の応答周波数よりも低い。このように、本実施形態では、操舵方向と舵角制御方向とが一致するか否かに応じて、応答周波数が異なる。具体的には、操舵方向と舵角制御方向とが一致する場合は応答周波数が増加され、他方、操舵方向と舵角制御方向とが不一致である場合は応答周波数が低減される。

軌跡制御に係る応答周波数が決定された後、ＥＣＵ１００は、決定されたＬＫＡ基本目標角を、決定された軌跡制御に係る応答周波数で、決定されたＶＧＲＳ基本目標角に加算して、ＶＧＲＳ最終目標角を算出する。

ＥＣＵ１００は、算出されたＶＧＲＳ最終目標角に基づいて、ＶＧＲＳ駆動装置３００（図１参照）を制御し、ＶＧＲＳアクチュエータ２００のＶＧＲＳモータ２０２を、該算出されたＶＧＲＳ最終目標角に対応する分回転させる。

他方、運転者によりステアリングホイル１１が操舵されない場合（即ち、オーバーライドがない場合）、ＥＣＵ１００は、ヨー角及びオフセットに基づいて、軌跡制御に係るＬＫＡ基本目標角をマップ等から決定する。続いて、ＥＣＵ１００は、該決定されたＬＫＡ基本目標角を、実線ａで示された通常の軌跡制御に係る応答周波数で出力する。ここで、オーバーライドがない場合、ＶＧＲＳ基本目標角は出力されないので、決定されたＬＫＡ基本目標角が、ＶＧＲＳ最終目標角となる。

ここで、車両走行制御装置１の比較例について、図３のタイムチャートを参照して説明する。尚、比較例に係る車両走行制御装置が搭載される車両の構成は、上述した車両１０の構成と同様である。図３において、「ハンドル角度」、「ＬＫＡ角度」及び「ピニオン角度」とは、夫々、「操舵角」、「軌跡制御に係る目標角」及び「車両の最終舵角」を意味する。

ＬＫＡモードが選択されている際に、図３の時刻ｔ１において、運転者が、車両の軌跡が目標走行路から逸脱するようにステアリングホイル１１を操舵したとする。図３の時刻ｔ２までは、例えば車載カメラ等により操舵入力の影響が車両挙動として、ＥＣＵ等に認識されないため軌跡制御が開始されない。言い換えれば、ＥＣＵ等が車両挙動の変動を認識するまでに所定時間必要とするため、操舵入力があった時点と軌跡制御が開始された時点との間に所定のタイムラグが生じる。従って、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間は、運転者の意図したとおりに車両が反応する。

他方で、時刻ｔ２以降は、軌跡制御に起因して、運転者の操舵入力（即ち、ハンドル角度）とは反対方向にＬＫＡ角度が設定されるので、車両が運転者の意図したとおりに旋回しないおそれがある（図３のピニオン角度参照）。即ち、車両の応答性が低下する又は車両が応答しなくなる。

従って、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間における車両の応答性と、時刻ｔ２以降の車両の応答性との違いに起因して、運転者が違和感を覚える可能性がある。

また、図３の時刻ｔ３において、運転者が車両の軌跡が目標走行路に近づけるようにステアリングホイル１１を操舵したとする。図３の時刻ｔ４までは、軌跡制御が開始されず、また、車両の軌跡が目標走行路に近づくようにＬＫＡ角度が設定されているため、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間は、車両の挙動が過剰になるおそれがある。

他方、時刻ｔ４以降は、軌跡制御に起因して、運転者の操舵入力とは反対方向にＬＫＡ角度が設定されるので、車両が運転者の意図している方向に旋回しないおそれがある。

従って、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間における車両の応答性と、時刻ｔ４以降の車両の応答性との違いに起因して、運転者が違和感を覚える可能性がある。

しかるに車両走行制御装置１に係る車両走行制御処理では、上述の如く、オーバーライドがある場合は、操舵角速度に基づいて軌跡補正量が算出され、該算出された軌跡補正量がＬＫＡ基本目標角を決定する際に用いられている。このため、操舵入力の影響が実際の車両挙動に現れる前に又は現れた直後に、操舵入力の影響が考慮された軌跡制御を開始することができる。即ち、操舵入力があった時点と軌跡制御が開始された時点との間のタイムラグを短くする又は無くすことができる。従って、車両の応答性に起因して運転者が違和感を覚えることを抑制することができる。

＜第２実施形態＞
本発明の車両走行制御装置に係る第２実施形態を、図４を参照して説明する。第２実施形態では、車両走行制御処理が一部異なる以外は、第１実施形態の構成と同様である。よって、第２実施形態について、第１実施形態と重複する説明を省略すると共に、図面上における共通箇所には同一符号を付して示し、基本的に異なる点についてのみ、図４を参照して説明する。

運転者によりステアリングホイル１１が操舵された場合（即ち、オーバーライドがある場合）、ＥＣＵ１００は、ヨー角、オフセット及び操舵角速度、並びにマップ等に基づいて、軌跡補正量を算出する。尚、運転者が、車両１０の軌跡が目標走行路から逸脱する側に操舵した場合、時間及び軌跡補正量をパラメータとする二次元座標上で、実線αは破線側にシフトする。他方、運転者が、車両１０の軌跡が目標走行路に近づく側に操舵した場合、該二次元座標上で、実線αは一点鎖線側にシフトする。

続いて、ＥＣＵ１００は、算出された軌跡補正量を、点線ｅで示される通常の軌跡制御に係る応答周波数よりも高い応答周波数（実線ｄ参照）で出力する。続いて、ＥＣＵ１００は、算出された軌跡補正量と決定されたＬＫＡ基本目標角とを加算して、ＬＫＡ補正目標角を算出する。続いて、ＥＣＵ１００は、算出されたＬＫＡ補正目標角と決定されたＶＧＲＳ基本目標角とを加算して、ＶＧＲＳ最終目標角を算出する。

本実施形態では、オーバーライドがある場合は、操舵角速度等に基づいて軌跡補正量が算出され、該算出された軌跡補正量によってＬＫＡ基本目標角が補正される。このため、操舵入力の影響が実際の車両挙動に現れる前に又は現れた直後に、操舵入力の影響が考慮された軌跡制御を開始することができる。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両走行制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１…車両走行制御装置、１０…車両、１１…ステアリングホイル、１２…アッパーステアリングシャフト、１００…ＥＣＵ、２００…ＶＧＲＳアクチュエータ、３００…ＶＧＲＳ駆動装置

Claims (3)

1. 操舵入力軸の回転角である操舵角と、操舵輪の回転角である舵角との関係を変化させることが可能な舵角可変手段と、車両の軌跡を前記車両の目標走行路に近づけるように前記舵角可変手段を制御する軌跡制御手段とを備える車両走行制御装置であって、
   前記車両の運転者によりステアリングホイルを介して前記操舵入力軸に操舵入力があるときに、前記軌跡制御手段による制御の応答性を変更する変更手段を備えることを特徴とする車両走行制御装置。
2. 前記変更手段は、前記操舵入力の操舵速度に応じて、前記応答性を変更することを特徴とする請求項１に記載の車両走行制御装置。
3. 前記変更手段は、前記操舵入力の操舵方向と、前記軌跡制御手段による制御の舵角制御方向とが一致するか否かに応じて、前記応答性の変更量を異ならしめることを特徴とする請求項１に記載の車両走行制御装置。

Images