JPWO2014073075A1 - 車両の走行制御装置 - Google Patents

Abstract

運転者により操舵操作されるステアリングホイール２０の操作位置と前輪の舵角との関係を変更する舵角可変装置１４と、舵角可変装置を制御することにより車両の軌跡制御のために前輪の自動操舵制御（Ｓ２００）を行う舵角制御装置１６とを備え、舵角制御装置は、舵角制御を終了するときには（Ｓ１００）、操作位置と前輪の舵角との関係のずれ、即ち、Ｎずれをなくす終了制御（Ｓ６００）を行う車両用操舵制御装置。操舵操作速度の大きさが小さいときには操舵操作速度の大きさが大きいときに比して、Ｎずれをなくす速度を低くする（Ｓ４００）。

Description

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の舵角を制御する自動操舵制御を行うことにより車両の走行を制御する車両の走行制御装置に係る。

自動車等の車両の走行制御装置として、車両が目標軌跡に沿って走行するよう走行軌跡を制御する走行軌跡制御装置や、車線に対する車両の横ずれ量を判定し車両が車線より逸脱することを防止する車線維持装置が知られている。これらの走行制御装置に於いては、運転者の操舵操作の有無に関係なく操舵輪が舵角可変装置によって自動的に操舵される自動操舵制御が行われる。

操舵輪が舵角可変装置によって自動的に操舵されると、ステアリングホイールの回転位置と操舵輪の舵角との関係が本来の関係と異なる状態、即ちＮ（ニュートラル）ずれと呼ばれる状態になることがある。そのため、操舵輪を自動的に操舵する走行制御装置に於いて、自動操舵制御を終了する際にＮずれを低減するための種々のＮずれ修正制御が既に提案されている。

例えば特開２００７−１９６８０８号公報には、自動操舵モードより手動操舵モードへ移行する際に、ステアリングホイール等の操舵入力装置を所定の位置まで移動させる動作を所定の時間かけて行うよう構成された走行制御装置の一例が記載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕
Ｎずれを低減するためには、ステアリングホイールの回転位置と操舵輪の舵角との関係が本来の関係になるよう、即ち、ステアリングホイールのニュートラル位置と操舵輪の０の舵角とが一致する関係になるよう、舵角可変装置を制御しなければならない。よって、ステアリングホイールの回転位置が操舵輪の舵角と一致するようステアリングホイールを回転させたり、操舵輪の舵角がステアリングホイールの回転位置と一致するよう操舵輪を操舵したりしなければならない。

そのため、車両の挙動は変化しないのにステアリングホイールが回転したり、ステアリングホイールは回転しないのに車両の挙動が変化したりし、車両の乗員が違和感を覚えることが避けられない。特にこの問題は、Ｎずれ量が大きく、車速が高く、運転者の操舵操作速度が低いほど顕著である。

なお、上記公開公報に記載された走行制御装置によれば、違和感を緩和することはできるが、車両の乗員が覚える違和感を効果的に低減することはできない。また、ステアリングホイールがニュートラル位置へ向けて回転される状況に於いてのみＮずれ修正制御を行うことも提案されている。しかし、この場合には、操舵方向によって操舵伝達比が大きく異なるという新たな違和感が生じ、また、ステアリングホイールがニュートラル方向へ回転されない限りＮずれ量が減少しないという問題がある。

本発明は、自動操舵制御を行う従来の走行制御装置に於いてＮずれを低減する際の違和感の問題に鑑みてなされたものである。本発明の主要な課題は、Ｎずれの低減に起因する違和感は運転者の操舵操作速度が低いほど顕著であることに着目し、できるだけ効率的なＮずれの低減を確保しつつＮずれの低減に起因する違和感を効果的に低減することである。

〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕
上述の主要な課題は、本発明によれば、運転者により操舵操作される操舵入力装置の操作位置と操舵輪の舵角との関係を変更する舵角可変装置と、舵角可変装置を制御することにより操舵輪の舵角を制御する自動操舵制御を行う舵角制御装置とを備え、舵角制御装置は、自動操舵制御を終了するときには上記関係を標準の関係に戻す終了制御を行う車両用操舵制御装置に於いて、操舵操作速度の大きさが小さいときには操舵操作速度の大きさが大きいときに比して、上記関係を標準の関係に戻す速度を低くすることを特徴とする車両用操舵制御装置によって達成される。

上記の構成によれば、操舵操作速度の大きさが小さいときには操舵操作速度の大きさが大きいときに比して、上記関係を標準の関係に戻す速度が低くされる。従って、操舵操作速度が高く、車両の乗員がＮずれの低減に起因する違和感を覚え難い状況に於いては、Ｎずれを効率的に低減することができると共に、操舵操作速度低い状況に於いては、Ｎずれの低減を遅くして車両の乗員が覚える違和感を低減することができる。

また、上記の構成に於いて、舵角制御装置は、操舵操作速度の大きさが小さいときには操舵操作速度の大きさが大きいときに比して、上記関係を標準の関係に戻すための制御量を低減するようになっていてよい。

上記の構成によれば、操舵操作速度の大きさが小さいときには操舵操作速度の大きさが大きいときに比して、上記関係を標準の関係に戻すための制御量、即ちＮずれの低減量が低減される。従って、操舵操作速度が低い状況に於いてはＮずれの低減を確実に遅くすることができ、これにより車両の乗員が覚える違和感を確実に低減することができる。また、操舵操作速度が高い状況に於いてはＮずれの低減量が小さくないので、Ｎずれを効果的に低減することができる。尚、操舵操作速度に基づいてＮずれの低減量が低減されても、Ｎずれの低減が繰り返し行われることにより、Ｎずれ量は減少する。

また、上記の構成に於いて、舵角制御装置は、操舵操作速度の大きさが操舵操作速度の基準値以下であるときには、上記関係を標準の関係に戻すための制御を行わないようになっていてよい。

一般に、保舵時の如く操舵操作速度が非常に低いときには、Ｎずれの低減を遅くしても、車両の乗員がＮずれの低減に起因する違和感を覚えることが避けられない。上記の構成によれば、操舵操作速度の大きさが操舵操作速度の基準値以下であるときには、上記関係が標準の関係に戻すための制御が行われないので、車両の乗員が違和感を覚えることを確実に防止することができる。

また、上記の構成に於いて、舵角制御装置は、車両前方の走行路の曲率の大きさが曲率の基準値以下であるときには、操舵操作速度の大きさの如何に関係なく、上記関係を標準の関係に戻す速度を低くしないようになっていてよい。

一般に、Ｎずれの低減に起因して車両の乗員が覚える違和感は、車両の進行方向の変化が穏やかであるほど軽微になる。上記の構成によれば、車両前方の走行路の曲率の大きさが曲率の基準値以下であるときには、実質的に車両の乗員に違和感を覚えさせることなく、Ｎずれを低減することができる。また、この場合、速度を低くすることなく上記関係が標準の関係に戻されるので、Ｎずれを効率的に低減することができる。

また、上記の構成に於いて、舵角制御装置は、車速が高いときには車速が低いときに比して上記関係を標準の関係に戻す速度を低くするようになっていてよい。

上記の構成によれば、車速が高いときには車速が低いときに比してＮずれを低減する速度を低くすることができる。従って、車速が低いときにはＮずれ低減速度を低くすることなくＮずれを効率的に低減することができると共に、車速が高いときにはＮずれ低減速度を低くすることにより車両の乗員が覚える違和感を効果的に低減することができる。

また、上記の構成に於いて、舵角制御装置は、車速が高いときには車速が低いときに比して上記関係を標準の関係に戻すための制御量を小さくするようになっていてよい。

上記の構成によれば、車速が高いときには車速が低いときに比して上記関係を標準の関係に戻すための制御量、即ちＮずれの低減量が低減される。従って、車速が高い状況に於いてはＮずれの低減を確実に遅くすることができ、これにより車両の乗員が覚える違和感を確実に低減することができる。また、車速が低い状況に於いてはＮずれの低減量が小さくないので、Ｎずれを効果的に低減することができる。尚、車速に基づいてＮずれの低減量が低減されても、Ｎずれの低減が繰り返し行われることにより、Ｎずれ量は減少する。

また、上記の構成に於いて、舵角制御装置は、車速が高いときには車速が低いときに比して操舵操作速度の基準値を大きくするようになっていてよい。

上記の構成によれば、車速が高いときには車速が低いときに比して操舵操作速度の基準値が大きくなる。従って、車速が高く車両の乗員が違和感を覚え易い状況に於いては、操舵操作速度の基準値を大きくしてＮずれ低減制御が行われ難くし、これにより車両の乗員が違和感を覚えることを効果的に防止することができる。また、車速が低く車両の乗員が違和感を覚え難い状況に於いては、操舵操作速度の基準値を小さくしてＮずれ低減制御が行われ易くし、これによりＮずれを効率的に低減することができる。

また、上記の構成に於いて、舵角制御装置は、車速が高いときには車速が低いときに比して曲率の基準値を小さくするようになっていてよい。

上記の構成によれば、車速が高いときには車速が低いときに比して曲率の基準値が小さくなる。従って、車速が高く車両の乗員が違和感を覚え易い状況に於いては、曲率の基準値を小さくしてＮずれ低減速度を低くし易くし、これにより車両の乗員が違和感を覚えることを効果的に防止することができる。また、車速が低く車両の乗員が違和感を覚え難い状況に於いては、曲率の基準値を大きくしてＮずれ低減速度を低くし難くし、これによりＮずれを効率的に低減することができる。

また、上記の構成に於いて、舵角制御装置は、操舵操作速度の大きさが操舵操作速度の基準値以下であっても、上記関係を標準の関係に戻す制御が操舵入力装置を車両の直進位置へ移動させる制御である場合には、上記関係を標準の関係に戻すようになっていてよい。

また、上記の構成に於いて、自動操舵制御は、車両を走行路に沿って走行させるために操舵輪を自動的に操舵する制御であってよい。

また、上記の構成に於いて、舵角可変装置は、必要に応じて操舵入力装置に対し相対的に操舵輪を転舵駆動するようになっていてよい。

また、上記の構成に於いて、舵角可変装置は、操舵入力装置とは機械的に連結されていない操舵輪駆動装置を有し、操舵輪が操舵輪駆動装置によって転舵駆動されるバイワイヤ式の舵角可変装置であってもよい。

電動式パワーステアリング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一つの実施形態を示す概略構成図である。 実施形態に於ける走行制御ルーチンを示すフローチャートである。 図２のステップ１００に於いて実行される終了制御の要否判定ルーチンを示すフローチャートである。 図２のステップ２００に於いて実行される舵角制御ルーチンを示すフローチャートである。 図２のステップ６００に於いて実行されるＮずれ修正ルーチンを示すフローチャートである。 操舵角速度ＭＡdの絶対値及び車速Ｖに基づいてＮずれ低減の目標修正角速度θredtを演算するためのマップである。 車速Ｖに基づいて補正係数Ｋvを演算するためのマップである。 操舵角速度ＭＡdの絶対値に基づいて補正係数Ｋsを演算するためのマップである。 目標横加速度Ｇyt及び車速Ｖに基づいて前輪の目標舵角δlktfを演算するためのマップである。 終了制御中に操舵操作が開始され、操舵操作速度が高い場合について、操舵角ＭＡ、ＭＡs及び相対回転角度θreの変化の一例を示す図である。 終了制御中にニュートラル方向への操舵操作が低い速度にて行われ、ステアリングホイールをニュートラル方向へ回転させるＮずれ修正が行われる場合について、操舵角ＭＡ、ＭＡs及び相対回転角度θreの変化の一例を示す図である。 終了制御中にニュートラル方向とは逆の方向への操舵操作が低い速度にて行われ、ステアリングホイールをニュートラル方向とは逆の方向へ回転させるＮずれ修正が行われる場合について、操舵角ＭＡ、ＭＡs及び相対回転角度θreの変化の一例を示す図である。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を好ましい実施形態について詳細に説明する。

図１は電動式パワーステアリング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一つの実施形態を示す概略構成図である。

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、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。

操舵入力装置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、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。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。

かくして舵角可変装置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、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）として機能する。また、舵角可変装置１４は、運転者の操舵操作の有無に関係なく左右の前輪の舵角を変化させることにより、ステアリングホイール２０の回転位置と前輪の舵角との関係を変更する前輪用舵角可変装置としても機能する。後に詳細に説明する如く、舵角可変装置１４は電子制御装置１６の舵角制御部により制御される。

図示の実施形態に於いては、左右の後輪１８RL及び１８RRは非操舵輪である。しかし、本発明の走行制御装置は、左右の前輪１８FL及び１８FRの操舵とは独立に、図には示されていない後輪操舵装置により運転者の操舵操作の有無に関係なく左右の後輪の舵角を変化させる後輪用舵角可変装置を備えた車両に適用されてもよい。その場合には、車両を走行路に沿って走行させるための目標舵角が後輪についても演算され、後輪の舵角が後輪の目標舵角になるよう制御される。

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４０と、電動機４０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４２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る。電動式パワーステアリング装置２２はハウジング４４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すると共に舵角可変装置１４の作動を補助する操舵アシスト力発生装置として機能する。

尚、舵角可変装置１４は、運転者の操舵操作によらず左右前輪の舵角を変化させたり、ステアリングホイール２０の回転角度を変化させたり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。更に、操舵入力装置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、操舵入力装置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。

各車輪の制動力は制動装置５０の油圧回路５２によりホイールシリンダ５４FL、５４FR、５４RL、５４RR内の圧力、即ち制動圧が制御されることによって制御される。図１には示されていないが、油圧回路５２はオイルリザーバ、オイルポンプ、種々の弁装置等を含み、各ホイールシリンダの制動圧は通常時には運転者によるブレーキペダル５６の踏み込み操作に応じて駆動されるマスタシリンダ５８により制御される。また各ホイールシリンダの制動圧は必要に応じて油圧回路５２が電子制御装置１６の制動力制御部によって制御されることにより個別に制御される。かくして制動装置５０は運転者の制動操作とは無関係に各車輪の制動力を個別に制御可能である。

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ＭＡとして検出する操舵角センサ６０が設けられている。ピニオンシャフト３４には、操舵トルクＭＴを検出する操舵トルクセンサ６２が設けられている。舵角可変装置１４には、その相対回転角度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６４が設けられている。

操舵角ＭＡを示す信号、操舵トルクＭＴを示す信号、相対回転角度θreを示す信号は、車速センサ６６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。尚、ロアステアリングシャフト３０の回転角度が検出され、相対回転角度θreは、操舵角θとロアステアリングシャフト３０の回転角度との差として求められてもよい。

また、車両１２には車両の前方を撮影するＣＣＤカメラ６８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軌跡制御（「ＬＫＡ（レーンキープアシスト）制御」とも呼ばれる）を行うか否かを選択するための選択スイッチ７０が設けられている。ＣＣＤカメラ６８により撮影された車両の前方の画像情報を示す信号及び選択スイッチ７０の位置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走行路の情報はＣＣＤカメラ以外の手段により取得されてもよい。

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６０、操舵トルクセンサ６２、回転角度センサ６４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ＭＡ、操舵トルクＭＴ、相対回転角度θreを検出する。

後に詳細に説明する如く、電子制御装置１６は、選択スイッチ７０がオンであるときには、図２等に示されたフローチャートに従って舵角可変装置１４を制御することにより、車両を走行路に沿って走行させる走行制御としての軌跡制御を行う。軌跡制御に於いては、左右の前輪１８FL及び１８FRが運転者の操舵操作に依存せずに舵角可変装置１４等により自動操舵モードにて操舵される。

また、電子制御装置１６は、操舵トルクＭＴ等に基づいて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、運転者の操舵負担を軽減すると共に、舵角可変装置１４が左右前輪の舵角を軌跡制御に必要な舵角に制御することを補助する。

また、電子制御装置１６は、選択スイッチ７０がオンよりオフへ切り替えられると、軌跡制御を終了させて終了制御を行う。即ち、電子制御装置１６は、軌跡制御を終了させる際に操舵角ＭＡと左右の前輪の舵角δfに対応する操舵角ＭＡsとの関係が標準の関係にない（Ｎずれがある）ときには、それらの関係を標準の関係にする（Ｎずれを低減してなくす）ための終了制御を行う。

特に、電子制御装置１６は、操舵角ＭＡの時間微分値ＭＡdを操舵角速度として演算する。また、電子制御装置１６は、Ｎずれを低減するための目標修正角速度θredt、即ち、舵角可変装置１４の相対回転角度θreの目標変化率を操舵操作速度ＭＡdの絶対値に基づいて可変設定する。この場合、目標修正角速度θredtは、操舵操作速度ＭＡdの絶対値が小さいほど低くなるよう可変設定される。そして、電子制御装置１６は、Ｎずれを低減するための修正角速度θredが目標修正角速度θredtになるよう、舵角可変装置１４を制御する。

＜走行制御ルーチン＞
次に図２に示されたフローチャートを参照して実施形態に於ける走行制御ルーチンについて説明する。尚、図２に示されたフローチャートによる制御は、選択スイッチ７０がオフからオンへ切り替えられたときに開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。

まずステップ５０に於いては、操舵角センサ６０により検出された操舵角ＭＡを示す信号等の読み込みが行われる。

ステップ１００に於いては、図３に示されたフローチャートに従って、後述の如く終了制御を実行する必要が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２５０へ進み、否定判別が行われたときには制御はステップ２００へ進む。

ステップ２００に於いては、図４に示されたフローチャートに従って、後述の如く軌跡制御のための自動操舵モードによる舵角制御が実行され、これにより車両が走行路に沿って走行するよう前輪の舵角が制御される。

ステップ２５０に於いては、ＣＣＤカメラ６８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、走行路に沿う車両の目標軌跡が決定され、目標軌跡の曲率Ｒ（半径の逆数）が推定される。そして、例えば、曲率Ｒの絶対値が曲率の基準値Ｒ0（正の定数）以下であるか否かの判別により、車両前方の走行路が実質的に直進道路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５５０へ進み、否定判別が行われたときには制御はステップ３００へ進む。

ステップ３００に於いては、操舵角ＭＡの時間微分値ＭＡdが操舵角速度として演算され、例えば、操舵角速度ＭＡdの絶対値が保舵判定の基準値ＭＡdc（正の定数）以下であるか否かの判別により、保舵状態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５０へ戻り、否定判別が行われたときには制御はステップ３５０へ進む。

ステップ３５０に於いては、操舵角速度ＭＡdの絶対値が修正禁止判定の基準値ＭＡd0（ＭＡdcよりも大きい正の定数）以下であるか否かの判別、即ち、Ｎずれ修正を禁止すべき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４５０へ進み、否定判別が行われたときには制御はステップ４００へ進む。

ステップ４００に於いては、操舵角速度ＭＡdの絶対値及び車速Ｖに基づいて図６に示されたマップよりＮずれを低減するための目標修正角速度θredtの絶対値が演算され、しかる後制御はステップ６００へ進む。尚、目標修正角速度θredtの絶対値は、図６に示されている如く、操舵角速度ＭＡdの絶対値が小さいほど低くなると共に、車速Ｖが高いほど低くなるよう演算される。

ステップ４５０に於いては、Ｎずれ修正がステアリングホイール２０をニュートラル方向へ回転させる修正であるか否かの判別、即ち、操舵角ＭＡの絶対値が減少する方向の修正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５０へ戻り、肯定判別が行われたときには制御はステップ５００へ進む。

ステップ５００に於いては、目標修正角速度θredtの絶対値がその最小値θredmin（正の定数）に設定され、ステップ５５０に於いては、目標修正角速度θredtの絶対値がその標準値θredstnに設定される。ステップ５００又は５５０が完了すると、制御はステップ６００へ進む。尚、標準値θredstnは、最小値θredminよりも大きく最大値θredmax（図６参照）よりも小さい値又は最大値θredmaxと同一であってよい。

ステップ６００に於いては、図５に示されたフローチャートに従って、後述の如くＮずれの修正が実行され、これによりＮずれの大きさが低減される。

＜終了制御の要否判定ルーチン＞
図３に示された終了制御の要否判定ルーチンのステップ１０５に於いては、フラグＦeが１であるか否かの判別、即ち、終了制御の実行中であるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときには制御はステップ１１５へ進み、否定判別が行われたときには制御はステップ１１０へ進む。

ステップ１１０に於いては、選択スイッチ７０がオンからオフへ切り替えられた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、ステップ１２０に於いてフラグＦeが０にリセットされた後、制御はステップ２００へ進む。これに対し、肯定判別が行われたときには、ステップ１２５に於いてフラグＦeが１にセットされた後、制御はステップ１３０へ進む。

ステップ１１５に於いては、選択スイッチ７０がオフからオンへ切り替えられた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１４５へ進み、肯定判別が行われたときには制御はステップ１２０へ進む。

ステップ１３０に於いては、終了制御開始時のＮずれ量として、その時点に於ける舵角可変装置１４の相対回転角度θreが基本目標修正量θretbに設定される。この基本目標修正量θretbは、左右の前輪１８FL及び１８FRの舵角δfに対応する操舵角ＭＡsと操舵角センサ６０により検出された操舵角ＭＡとの偏差に等しい。

ステップ１３５に於いては、基本目標修正量θretbの絶対値が基準値θretb0（正の定数）以下であるか否かの判別、即ち、Ｎずれの修正を省略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、制御はステップ１４５へ進み、肯定判別が行われたときには、ステップ１４０に於いてフラグＦeが０にリセットされ、しかる後図２に示されたフローチャートに従って行われる走行制御が終了される。即ち、舵角可変装置１４は作動せず、手動操舵モードが開始し、アッパステアリングシャフト２８及びロアステアリングシャフト３０は一体的に回転するようになる。

ステップ１４５に於いては、車速Ｖに基づいて図７に示されたマップより基本目標修正量θretbに対する補正係数Ｋvが演算される。尚、補正係数Ｋvは、図７に示されている如く、微低速域に於いては１であり、車速Ｖが高いほど小さくなるよう演算される。

ステップ１５０に於いては、操舵角速度ＭＡdの絶対値に基づいて図８に示されたマップより基本目標修正量θretbに対する補正係数Ｋsが演算される。尚、補正係数Ｋsは、図８に示されている如く、操舵角速度ＭＡdの絶対値が大きい領域に於いては１であり、操舵角速度ＭＡdの絶対値が小さいほど小さくなるよう演算される。

ステップ１５５に於いては、下記の式（１）に従って、補正係数Ｋv及びＫsにて補正された目標修正量θretが演算され、しかる後制御はステップ２５０へ進む。
θret＝ＫvＫsθretb …（１）

尚、図２乃至図５のフローチャートには示されていないが、例えばステップ１００に於いて肯定判別が行われて終了制御が開始される場合の如く、制御が切り替わる際には、表示装置７２により車両の乗員に視覚及び／又は音声による告知情報が発せられる。

＜舵角制御ルーチン＞
図４に示された舵角制御ルーチンのステップ２１０に於いては、ＣＣＤカメラ６８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、走行路に沿う車両の目標軌跡が決定される。また、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及びヨー角の偏差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、画像情報の解析とナビゲーション装置よりの情報との組合せに基づいて行われてもよい。また、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。

ステップ２２０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状態量として目標横加速度Ｇytが演算される。尚、目標横加速度Ｇytは上記軌跡制御用パラメータの関数により演算されてよく、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。

ステップ２３０に於いては、車両の目標横加速度Ｇytに基づいて図９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δlkafが演算される。

ステップ２４０に於いては、左右の前輪１８FL及び１８FRの舵角δfが目標舵角δlkafになるよう、舵角可変装置１４が制御される。

＜Ｎずれ修正ルーチン＞
図５に示されたＮずれ修正ルーチンのステップ６１０に於いては、Ｎずれの積算修正量θrein、即ち、終了制御が開始された後に各サイクルのステップ６００に於いて実行されたＮずれ修正の修正量の総和が演算される。

ステップ６２０に於いては、下記の式（２）に従って、残存Ｎずれ量θrerem、即ち、未修正のＮずれ量が演算される。
θrerem＝θret−θrein …（２）

ステップ６３０に於いては、残存Ｎずれ量θreremの絶対値が修正終了の基準値θref（正の定数）以下であるか否かの判別、即ち、Ｎずれの修正を終了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、制御はステップ６５０へ進み、肯定判別が行われたときには、ステップ６４０に於いてフラグＦeが０にリセットされ、しかる後図２に示されたフローチャートに従って行われる制御が終了し、手動操舵モードが開始する。

ステップ６５０に於いては、Ｎずれの修正速度を目標修正角速度θredtにするための目標相対回転角度Δθretが演算される。尚、目標相対回転角度Δθretは、目標修正角速度θredtと図２に示されたフローチャートのサイクルタイムΔtとの積として演算されてよい。

ステップ６６０に於いては、舵角可変装置１４の相対回転角度Δθreが目標相対回転角度Δθretになるよう舵角可変装置１４が制御され、これにより目標修正角速度θredtの修正角速度にてＮずれが修正される。

＜軌跡制御＞
上述の如く構成された実施形態に於いて、選択スイッチ７０がオンであるときには、ステップ１００に於いて否定判別が行われる。即ち、図３に示されたフローチャートのステップ１０５及び１１０に於いてそれぞれ否定判別が行われる。従って、ステップ２００に於いて舵角可変装置１４が制御され、これにより車両を目標軌跡に沿って走行させる軌跡制御が行われる。

＜終了制御＞
選択スイッチ７０がオンからオフへ切り換えられると、ステップ１００に於いて肯定判別が行われる。即ち、まず、図３に示されたフローチャートのステップ１０５に於いて否定判別が行われ、ステップ１１０に於いて肯定判別が行われる。そして、ステップ１２５以降が実行されることにより、終了制御が開始される。

一旦終了制御が開始されると、ステップ１０５に於いて肯定判別が行われ、ステップ１１５に於いて否定判別が行われる。従って、ステップ１４５以降が繰り返し実行されることにより、Ｎずれ量が漸次低減される。

次に、車両の種々の走行状況について、上述の実施形態に於ける終了制御を詳細に説明する。

Ａ．操舵操作が行われた場合
Ａ１．操舵操作速度が高い場合
終了制御中に操舵操作が行われ、操舵操作速度が高い場合には、操舵操作の方向に関係なく、ステップ２５０、３００及び３５０に於いてそれぞれ否定判別が行われる。そして、ステップ４００に於いて、操舵角速度ＭＡdの絶対値及び車速Ｖに基づいて図６に示されたマップよりＮずれを低減するための目標修正角速度θredtの絶対値が演算される。更に、ステップ６００に於いて、Ｎずれの修正が実行され、これによりＮずれの大きさが低減される。

尚、これらのステップは、ステップ６００の舵角制御ルーチンのステップ６３０に於いて否定判別が行われる限り繰り返し行われる。換言すれば、Ｎずれの残存修正量θreremの絶対値が修正終了の基準値θref以下になって、ステップ６３０に於いて肯定判別が行われると、Ｎずれの修正は完了する。

例えば、図１０は終了制御中に操舵操作が開始され、操舵操作速度が高い場合について、操舵角ＭＡ、ＭＡs及び相対回転角度θreの変化の一例を示している。図１０に示されている如く、時点ｔ1に於いて選択スイッチ７０がオンからオフへ切り替えられ、時点ｔ1と時点ｔ2との間に於いて運転者による操舵操作が開始されたとする。時点ｔ1に於いて軌跡制御が終了し、終了制御が開始する。

時点ｔ2に於いて操舵角速度ＭＡdの絶対値が基準値ＭＡd0を越えたとすると、時点ｔ2に於いてＮずれの低減が開始され、これにより残存Ｎずれ量θreremが漸次減少する。時点ｔ3に於いて残存Ｎずれ量θreremの絶対値が基準値θref以下になったとすると、時点ｔ3に於いてＮずれの低減が終了し、手動操舵モードが開始する。

尚、図１０には示されていないが、保舵状態から操舵操作が行われると、操舵操作速度は０から増大するので、厳密には後述の「Ａ２．操舵操作速度が低い場合」の作動が介在する。

以上の説明より解る如く、走行路が実質的に直進道路ではない状況に於いて、終了制御中に高い操舵操作速度にて操舵操作が行われた場合には、目標修正角速度θredtの絶対値が大きい値に演算される。従って、車両の乗員がＮずれの低減に起因する違和感を覚える虞れが低い状況に於いては、Ｎずれを効率的に低減することができる。

また、目標修正角速度θredtの絶対値は操舵操作速度が低いほど小さい値に演算される。従って、操舵操作速度が低く、車両の乗員がＮずれの低減に起因する違和感を覚える虞れが高いいほどＮずれの低減速度を低くし、車両の乗員が覚える違和感を効果的に低減することができる。

また、目標修正角速度θredtの絶対値は車速Ｖが低いほど大きい値に演算される。従って、車速が低いときにはＮずれ低減速度を低くすることなくＮずれを効率的に低減することができると共に、車速が高いときにはＮずれ低減速度を低くすることにより車両の乗員が覚える違和感を効果的に低減することができる。

Ａ２．操舵操作速度が低い場合
終了制御中に操舵操作が行われても、操舵操作速度が低い場合には、ステップ２５０及び３００に於いてそれぞれ否定判別が行われるが、ステップ３５０に於いて肯定判別が行われる。操舵操作速度が低い場合のＮずれ修正は、Ｎずれ修正がステアリングホイール２０をニュートラル方向へ回転させる修正であるか否かによって異なる。

Ａ２−１．Ｎずれ修正がニュートラル方向である場合
ステップ４５０に於いて肯定判別が行われる。従って、ステップ５００及び６００により、Ｎずれを低減する修正角速度の絶対値が最小値θretminになるよう、Ｎずれの修正が実行される。尚、これらのステップも、ステップ６００の舵角制御ルーチンのステップ６３０に於いて否定判別が行われる限り繰り返し行われる。

例えば、図１１は終了制御中にニュートラル方向への操舵操作が低い速度にて行われ、ステアリングホイールをニュートラル方向へ回転させるＮずれ修正が行われる場合について、操舵角ＭＡ、ＭＡs及び相対回転角度θreの変化の一例を示している。図１１に示されている如く、時点ｔ1と時点ｔ2との間に於いて運転者によりニュートラル方向への操舵操作が低い速度にて開始されたとする。

時点ｔ2に於いて操舵角速度ＭＡdの絶対値が基準値ＭＡd0を越えたとすると、時点ｔ2に於いてＮずれの低減が開始され、これにより残存Ｎずれ量θreremが漸次減少する。時点ｔ4に於いて残存Ｎずれ量θreremの絶対値が基準値θref以下になったとすると、時点ｔ4に於いてＮずれの低減が終了し、手動操舵モードが開始する。

従って、終了制御中に操舵操作が行われても、操舵操作速度が低い場合には、操舵操作の方向に関係なくＮずれの低減が禁止される場合に比して、Ｎずれを効率的に低減することができる。尚、Ｎずれ修正がステアリングホイールをニュートラル方向へ回転させる修正である場合には、Ｎずれ修正が逆方向である場合に比して車両の乗員が覚える違和感は遥かに軽微である。

Ａ２−２．Ｎずれの修正がニュートラル方向とは逆の方向である場合
ステップ４５０に於いて否定判別が行われ、制御はステップ５０へ戻る。従って、Ｎずれの修正は行われない。

例えば、図１２は終了制御中にニュートラル方向とは逆の方向への操舵操作が低い速度にて行われ、ステアリングホイールをニュートラル方向とは逆の方向へ回転させるＮずれ修正が行われる場合について、操舵角ＭＡ、ＭＡs及び相対回転角度θreの変化の一例を示している。図１２に示されている如く、時点ｔ1と時点ｔ2との間に於いて運転者によりニュートラル方向とは逆の方向への操舵操作が低い速度にて開始され、時点ｔ2に於いて操舵角速度ＭＡdの絶対値が基準値ＭＡd0を越えたとする。時点ｔ2に於いてもＮずれの低減は開始されない。よって、残存Ｎずれ量θreremは減少しない。

従って、Ｎずれの修正がニュートラル方向とは逆の方向である場合には、Ｎずれの修正は行われないので、車両の乗員がＮずれの低減に起因する違和感を覚えることを確実に防止することができる。

Ｂ．保舵の場合
終了制御中に操舵操作が行われず、保舵である場合には、ステップ１００に於いて肯定判別が行われ、ステップ２５０に於いて否定判別が行われ、ステップ３００に於いて肯定判別が行われる。従って、Ｎずれがあっても、ステップ３５０以降のステップ、即ち、Ｎずれの修正は行われない。

よって、終了制御の開始時より保舵状態が継続する場合には、Ｎずれの修正は開始されない。また、終了制御が開始された時点以降に上記Ａ１又はＡ２−１の操舵操作が行われた後保舵状態になった場合には、操舵操作の開始によりＮずれの修正は開始されるが、保舵状態になると、Ｎずれが残存していてもＮずれの修正は中止する。

従って、保舵の場合にもＮずれの修正は行われないので、車両の乗員がＮずれの低減に起因する違和感を覚えることを確実に防止することができる。

Ｃ．走行路が実質的に直進道路の場合
走行路が実質的に直進道路である場合には、ステップ１００及び２５０に於いてそれぞれ肯定判別が行われ、ステップ５５０に於いて目標修正角速度θredtの絶対値がその標準値θredstnに設定される。そして、ステップ６００に於いてＮずれを低減する修正角速度が標準値θredstnの目標修正角速度θredtになるよう、Ｎずれの修正が実行される。尚、これらのステップも、ステップ６００の舵角制御ルーチンのステップ６３０に於いて否定判別が行われる限り繰り返し行われる。

よって、操舵操作が行われているか否かに関係なく、また、操舵操作速度の高低に関係なく、一定の修正角速度θredstnにてＮずれの修正が行われる。従って、走行路が実質的に直進道路であり、車両の乗員が違和感を覚える虞れが低い場合には、Ｎずれの修正を確実に行い、これにより実質的に車両の乗員に違和感を覚えさせることなくＮずれを効率的に低減することができる。

Ｄ．Ｎずれ量が小さい場合
終了制御開始時のＮずれ量が小さい場合（Ｎずれ量が０の場合を含む）には、ステップ１３５に於いて肯定判別が行われ、ステップ１４０に於いてフラグＦeが０にリセットされる。従って、実質的に終了制御が行われることなく、図２に示されたフローチャートに従って行われる走行制御が終了し、手動操舵モードが開始する。

Ｅ．選択スイッチ７０がオフからオンへ切り替えられた場合
終了制御中に選択スイッチ７０がオフからオンへ切り換えられると、ステップ１００に於いて否定判別が行われる。より詳細には、図３に示されたフローチャートのステップ１０５及び１１５に於いてそれぞれ肯定判別が行われる。よって、ステップ２００が実行されることにより、終了制御が中止され、軌跡制御が再開される。従って、終了制御中であっても、車両の乗員は選択スイッチ７０がオンへ切り替えることにより、終了制御を中止させて軌跡制御を再開させることができる。

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

例えば、上述の実施形態に於いては、ステップ２５０の判定の基準値Ｒ0は、正の定数であるが、車速Ｖが高いほど小さくなるよう、車速Ｖに応じて可変設定されてもよい。同様に、ステップ３５０の判定の基準値ＭＡd0は、ＭＡdcよりも大きい正の定数であるが、車速Ｖが高いほど大きくなるよう、車速Ｖに応じて可変設定されてもよい。

また、上述の実施形態に於いては、ステップ３５０に於いて肯定判別が行われると、ステップ４５０及び６００が実行されるようになっている。しかし、ステップ３５０に於いて肯定判別が行われると、Ｎずれの修正の方向に関係なく、制御がステップ５０へ戻るよう修正されてもよい。

また、上述の実施形態に於いては、ステップ４００に於いて演算される目標修正角速度θredtの絶対値は、車速Ｖが高いほど小さくなるよう、車速Ｖに応じて可変設定される。しかし、目標修正角速度θredtの絶対値は、車速Ｖの高低に関係なく操舵角速度ＭＡdの絶対値のみに基づいてされるよう修正されてもよい。

また、上述の実施形態に於いては、ステップ５００に於いて目標修正角速度θredtの絶対値がその最小値θredminに設定されるようになっている。しかし、ステップ５００に於いて設定される目標修正角速度θredtの絶対値は、ステップ４００に於いて操舵角速度ＭＡdの絶対値がＭＡd0であるときに演算される目標修正角速度θredtの絶対値の最小値θredminとは異なる値であってもよい。

また、上述の実施形態に於いては、ステップ１４５に於いて車速Ｖに基づく補正係数Ｋvが演算され、ステップ１５０に於いて操舵角速度ＭＡdの絶対値に基づく補正係数Ｋsが演算される。しかし、これらの補正係数の少なくとも一方が省略されてもよい。

また、上述の実施形態に於いては、操舵輪である左右の前輪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を回転駆動する舵角可変装置１４により操舵されるようになっている。しかし、操舵輪を操舵する舵角可変装置はバイワイヤ式の操舵装置であってもよい。

また、上述の実施形態に於いては、舵角制御は、車両を目標軌跡に沿って走行させる軌跡制御を達成するために行われるようになっている。しかし、舵角制御は、自動操舵モードにて左右の前輪を操舵するものである限り、例えば車両が車線より逸脱しないよう制御する車線逸脱防止制御や、車両を前車に追従して走行させる制御の如く任意の舵角制御であってよい。

電動式パワーステアリング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一つの実施形態を示す概略構成図である。 実施形態に於ける走行制御ルーチンを示すフローチャートである。 図２のステップ１００に於いて実行される終了制御の要否判定ルーチンを示すフローチャートである。 図２のステップ２００に於いて実行される舵角制御ルーチンを示すフローチャートである。 図２のステップ６００に於いて実行されるＮずれ修正ルーチンを示すフローチャートである。 操舵角速度ＭＡdの絶対値及び車速Ｖに基づいてＮずれ低減の目標修正角速度θredtを演算するためのマップである。 車速Ｖに基づいて補正係数Ｋvを演算するためのマップである。 操舵角速度ＭＡdの絶対値に基づいて補正係数Ｋsを演算するためのマップである。 目標横加速度Ｇyt及び車速Ｖに基づいて前輪の目標舵角δlkafを演算するためのマップである。 終了制御中に操舵操作が開始され、操舵操作速度が高い場合について、操舵角ＭＡ、ＭＡs及び相対回転角度θreの変化の一例を示す図である。 終了制御中にニュートラル方向への操舵操作が低い速度にて行われ、ステアリングホイールをニュートラル方向へ回転させるＮずれ修正が行われる場合について、操舵角ＭＡ、ＭＡs及び相対回転角度θreの変化の一例を示す図である。 終了制御中にニュートラル方向とは逆の方向への操舵操作が低い速度にて行われ、ステアリングホイールをニュートラル方向とは逆の方向へ回転させるＮずれ修正が行われる場合について、操舵角ＭＡ、ＭＡs及び相対回転角度θreの変化の一例を示す図である。

上述の主要な課題は、本発明によれば、運転者により操舵操作される操舵入力装置の操作位置と操舵輪の舵角との関係を変更する舵角可変装置と、前記舵角可変装置を制御することにより前記操舵輪の舵角を制御する自動操舵制御を行う舵角制御装置とを備え、前記舵角制御装置は、前記自動操舵制御を終了するときには前記関係を標準の関係に戻す終了制御を行う車両用操舵制御装置に於いて、前記舵角制御装置は、操舵操作速度の大きさが小さいときには操舵操作速度の大きさが大きいときに比して、前記関係を前記標準の関係に戻すための制御量を低減することにより、前記関係を前記標準の関係に戻す速度を低くし、前記舵角制御装置は、車両前方の走行路の曲率の大きさが曲率の基準値以下であるときには、操舵操作速度の大きさの如何に関係なく、前記関係を前記標準の関係に戻す速度を低くすることを行わない、ことを特徴とする車両用操舵制御装置によって達成される。

また、上記の構成によれば、操舵操作速度の大きさが小さいときには操舵操作速度の大きさが大きいときに比して、上記関係を標準の関係に戻すための制御量、即ちＮずれの低減量が低減される。従って、操舵操作速度が低い状況に於いてはＮずれの低減を確実に遅くすることができ、これにより車両の乗員が覚える違和感を確実に低減することができる。また、操舵操作速度が高い状況に於いてはＮずれの低減量が小さくないので、Ｎずれを効果的に低減することができる。尚、操舵操作速度に基づいてＮずれの低減量が低減されても、Ｎずれの低減が繰り返し行われることにより、Ｎずれ量は減少する。
更に、Ｎずれの低減に起因して車両の乗員が覚える違和感は、一般に、車両の進行方向の変化が穏やかであるほど軽微になる。上記の構成によれば、車両前方の走行路の曲率の大きさが曲率の基準値以下であるときには、実質的に車両の乗員に違和感を覚えさせることなく、Ｎずれを低減することができる。また、この場合、上記関係を標準の関係に戻す速度を低くすることが行われないので、Ｎずれを効率的に低減することができる。

また、上記の構成に於いて、舵角制御装置は、操舵操作速度の大きさが操舵操作速度の基準値以下であるときには、上記関係を前記標準の関係に戻すための制御量を０に低減することにより、上記関係を標準の関係に戻すための制御を行わないようになっていてよい。

一般に、保舵時の如く操舵操作速度が非常に低いときには、Ｎずれの低減を遅くしても、車両の乗員がＮずれの低減に起因する違和感を覚えることが避けられない。上記の構成によれば、操舵操作速度の大きさが操舵操作速度の基準値以下であるときには、上記関係を前記標準の関係に戻すための制御量を０に低減することにより、上記関係が標準の関係に戻すための制御が行われないので、車両の乗員が違和感を覚えることを確実に防止することができる。

Claims (8)

1. 運転者により操舵操作される操舵入力装置の操作位置と操舵輪の舵角との関係を変更する舵角可変装置と、前記舵角可変装置を制御することにより前記操舵輪の舵角を制御する自動操舵制御を行う舵角制御装置とを備え、前記舵角制御装置は、前記自動操舵制御を終了するときには前記関係を標準の関係に戻す終了制御を行う車両用操舵制御装置に於いて、操舵操作速度の大きさが小さいときには操舵操作速度の大きさが大きいときに比して、前記関係を前記標準の関係に戻す速度を低くすることを特徴とする車両用操舵制御装置。
2. 前記舵角制御装置は、操舵操作速度の大きさが小さいときには操舵操作速度の大きさが大きいときに比して、前記関係を前記標準の関係に戻すための制御量を低減することを特徴とする請求項１に記載の車両用操舵制御装置。
3. 前記舵角制御装置は、操舵操作速度の大きさが操舵操作速度の基準値以下であるときには、前記関係を前記標準の関係に戻すための制御を行わないことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用操舵制御装置。
4. 前記舵角制御装置は、車両前方の走行路の曲率の大きさが曲率の基準値以下であるときには、操舵操作速度の大きさの如何に関係なく、前記関係を前記標準の関係に戻す速度を低くしないことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の車両用操舵制御装置。
5. 前記舵角制御装置は、車速が高いときには車速が低いときに比して前記関係を前記標準の関係に戻す速度を低くすることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の車両用操舵制御装置。
6. 前記舵角制御装置は、車速が高いときには車速が低いときに比して前記関係を前記標準の関係に戻すための制御量を小さくする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用操舵制御装置。
7. 前記舵角制御装置は、車速が高いときには車速が低いときに比して前記操舵操作速度の基準値を大きくすることを特徴とする請求項３に記載の車両用操舵制御装置。
8. 前記舵角制御装置は、車速が高いときには車速が低いときに比して前記曲率の基準値を小さくすることを特徴とする請求項４に記載の車両用操舵制御装置。

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