WO2020195604A1

WO2020195604A1 - 車両の走行制御装置

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Publication number: WO2020195604A1
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Inventors: 陽介橋本
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Abstract

走行制御装置７０は、前輪舵角調整装置１０、後輪舵角調整装置３０及び制動装置４０のうちの少なくとも１つの装置を駆動させることによって、目標旋回状態量に旋回状態量を追随させる旋回支援制御を実施する旋回制御部７２と、旋回支援制御の実施中で操舵が行われていないときには、保持トルクを導出し、同保持トルクのステアリングホイール２１への付与を操舵装置２０に指示する操舵指示部７３とを備える。旋回制御部７２は、操舵が行われていない場合の旋回支援制御では、後輪舵角調整装置３０及び制動装置４０のうちの少なくとも１つの装置を駆動させる一方で前輪舵角調整装置１０を駆動させない。旋回制御部７２は、操舵が行われている場合の旋回支援制御では、前輪舵角調整装置１０を駆動させる。

Description

車両の走行制御装置

　本発明は、車両の走行制御装置に関する。

　特許文献１には、走行レーンを走行する車両の旋回を支援する旋回支援制御を実施する走行制御装置の一例が記載されている。この走行制御装置では、運転者が操舵を行っていない状況下で車両を旋回させる場合、操舵装置に連結されている前輪の転舵角を自動的に調整することによって車両を旋回させるようにしている。

特開２０１２－６５０６号公報

　上記旋回支援制御の実施によって車両を自動旋回させている場合、ステアリングホイールの操舵角を中立点で保持することが考えられる。中立点とは、前輪の転舵角が「０（零）」であるときの操舵角である。操舵角を中立点で保持する場合、操舵角を中立点で保持するためのトルクである保持トルクを、操舵装置の駆動によってステアリングホイールに付与することになる。

　保持トルクの大きさは、車両の車体スリップ角及び前輪の転舵角によって変わる。そのため、車体スリップ角や前輪の転舵角の変化に応じて保持トルクを逐次更新する必要がある。この場合、保持トルクのうち、車体スリップ角に応じた成分である第１トルクと、前輪の転舵角に応じた成分である第２トルクとが個別に導出されることとなる。このように第１トルク及び第２トルクをそれぞれ導出させる場合、走行制御装置の演算負荷が増大してしまう。

　上記課題を解決するための車両の走行制御装置は、前輪の転舵角の調整を通じ、車両の旋回に関する状態量である旋回状態量を制御する前輪舵角調整装置と、前記前輪舵角調整装置とは別に設けられ、前記旋回状態量を制御する旋回制御装置と、操舵トルクが入力されるステアリングホイールを有するとともに、前記前輪に連結されている操舵装置と、を備える車両に適用される。この走行制御装置は、前記前輪舵角調整装置及び前記旋回制御装置のうちの少なくとも一方の装置を駆動させることによって、前記旋回状態量の目標である目標旋回状態量に前記旋回状態量を追随させる旋回支援制御を実施する旋回制御部と、前記旋回支援制御の実施中で操舵が行われていないときには、前記ステアリングホイールの操舵角を中立点で保持するトルクである保持トルクを導出し、同保持トルクの前記ステアリングホイールへの付与を前記操舵装置に指示する操舵指示部と、を備えている。そして、前記旋回制御部は、操舵が行われていない場合の前記旋回支援制御では、前記旋回制御装置を駆動させる一方で前記前輪舵角調整装置を駆動させず、操舵が行われている場合の前記旋回支援制御では、前記前輪舵角調整装置を駆動させる。

　上記構成によれば、旋回支援制御の実施中において操舵が行われていないときには、前輪舵角調整装置が駆動されないため、前輪の転舵角が「０（零）」で維持される。そのため、保持トルクを導出する場合、車体スリップ角に応じたトルク成分の導出は必要であるものの、前輪の転舵角に応じたトルク成分の導出は不要となる。したがって、前輪の転舵角に応じたトルク成分を導出しなくてもよい分、走行制御装置の演算負荷の増大を抑制しつつ、ステアリングホイールの操舵角を中立点で保持することができるようになる。

実施形態の車両の走行制御装置の機能構成と、同走行制御装置を備える車両の概略構成とを示す図。操舵が行われているか否かを判定する際に実行される処理ルーチンを説明するフローチャート。旋回支援制御を実施する際に実行される処理ルーチンを説明するフローチャート。操舵装置を制御する際に実行される処理ルーチンを説明するフローチャート。

　以下、車両の走行制御装置の一実施形態を図１～図４に従って説明する。
　図１には、本実施形態の走行制御装置７０を備える車両が模式的に図示されている。車両は、複数の前輪ＦＬ，ＦＲの転舵角θＦを調整する前輪舵角調整装置１０と、各前輪ＦＬ，ＦＲに連結されている操舵装置２０と、複数の後輪ＲＬ，ＲＲの転舵角θＲを調整する後輪舵角調整装置３０とを備えている。前輪ＦＬ，ＦＲの転舵角θＦのことを「前輪転舵角θＦ」といい、後輪ＲＬ，ＲＲの転舵角θＲのことを「後輪転舵角θＲ」という。また、車両は、車両の制動力を調整する制動装置４０と、車両の駆動力を調整する駆動装置５０とを備えている。

　前輪舵角調整装置１０は、前輪用転舵アクチュエータ１１と、前輪用転舵アクチュエータ１１を制御する前輪転舵制御部１６とを有している。前輪用転舵アクチュエータ１１は、タイロッド１３を介して各前輪ＦＬ，ＦＲに連結されている。前輪用転舵アクチュエータ１１には動力源として前輪用モータ１２が設けられており、前輪用モータ１２は前輪転舵制御部１６に制御される。そして、前輪舵角調整装置１０は、前輪用モータ１２の駆動トルクをタイロッド１３を介して各前輪ＦＬ，ＦＲに伝達することにより、前輪転舵角θＦを調整する。

　操舵装置２０は、ステアリングホイール２１と、操舵アクチュエータ２２と、操舵アクチュエータ２２を制御する操舵制御部２６とを有している。ステアリングホイール２１は、運転者に操作されるものであるため、操舵に起因する操舵トルクＴＱＩｎが入力される。操舵アクチュエータ２２は、ステアリングシャフト２３を介してステアリングホイール２１に連結されているとともに、中間シャフト２４を介して前輪用転舵アクチュエータ１１に連結されている。つまり、操舵アクチュエータ２２は、中間シャフト２４、前輪用転舵アクチュエータ１１及びタイロッド１３を介して各前輪ＦＬ，ＦＲに連結されている。

　操舵によって各前輪ＦＬ，ＦＲを転舵させる場合、運転者によってステアリングホイール２１に入力された操舵トルクＴＱＩｎが、操舵アクチュエータ２２を介して前輪用転舵アクチュエータ１１に入力される。これにより、ステアリングホイール２１の操舵角の変化に応じ、前輪転舵角θＦが変更される。すなわち、操舵が行われている場合、実際の操舵角Ｓｔｒと前輪転舵角θＦとの間には相関がある。前輪転舵角θＦと相関する操舵角Ｓｔｒのことを「基準操舵角ＳｔｒＢ」という。そして、操舵によって各前輪ＦＬ，ＦＲを転舵させる場合、実際の操舵角Ｓｔｒはそのときの基準操舵角ＳｔｒＢとほぼ一致している。なお、前輪転舵角θＦが「０（零）」である場合の基準操舵角ＳｔｒＢのことを「中立点ＳｔｒＣ」という。

　操舵アクチュエータ２２は、実際の操舵角Ｓｔｒと、基準操舵角ＳｔｒＢとの差分を調整する作動角制御機構２２１と、作動角制御機構２２１の動力源である操舵用モータ２２２とを有している。操舵制御部２６によって作動角制御機構２２１の作動を制御することによって、操舵角Ｓｔｒと基準操舵角ＳｔｒＢとの間に差分を発生させることができる。なお、操舵によって各前輪ＦＬ，ＦＲを転舵させる場合、差分が「０（零）」となるように作動角制御機構２２１が作動される。これにより、実際の操舵角Ｓｔｒが、そのときの基準操舵角ＳｔｒＢとほぼ一致することとなる。

　また、操舵装置２０には、操舵角Ｓｔｒを検出する操舵角センサ１０１と、操舵によってステアリングホイール２１に入力される操舵トルクＴＱＩｎを検出するトルクセンサ１０２とが設けられている。操舵角センサ１０１は、操舵角Ｓｔｒに応じた信号を検出信号として操舵制御部２６及び走行制御装置７０に出力する。トルクセンサ１０２は、操舵トルクＴＱＩｎに応じた信号を検出信号として操舵制御部２６及び走行制御装置７０に出力する。

　後輪舵角調整装置３０は、後輪用転舵アクチュエータ３１と、後輪用転舵アクチュエータ３１を制御する後輪転舵制御部３６とを有している。後輪用転舵アクチュエータ３１は、タイロッド３３を介して各後輪ＲＬ，ＲＲに連結されている。後輪用転舵アクチュエータ３１には動力源として後輪用モータ３２が設けられており、後輪用モータ３２が後輪転舵制御部３６に制御される。そして、後輪舵角調整装置３０は、後輪用モータ３２の駆動トルクをタイロッド３３を介して各後輪ＲＬ，ＲＲに伝達することにより、後輪転舵角θＲを調整する。このように車両走行中に後輪転舵角θＲが変更されると、車両のヨーモーメントの大きさが変わる。ヨーモーメントの大きさが変わると、車両のヨーレートＹｒや横加速度Ｇｙなどのような旋回状態量が変わる。旋回状態量とは、車両の旋回に関する状態量である。したがって、本実施形態では、後輪舵角調整装置３０が、「旋回制御装置」の一例である。

　制動装置４０は、制動アクチュエータ４１と、制動アクチュエータ４１を制御する制動制御部４６とを有している。制動アクチュエータ４１は、各車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの制動力を個別に調整することができる。車両が走行している場合、右前輪ＦＲと左前輪ＦＬとの間に制動力差を発生させることにより、車両にヨーモーメントを発生させることができる、すなわち旋回状態量を可変させることができる。したがって、本実施形態では、制動装置４０もまた、「旋回制御装置」の一例である。

　駆動装置５０は、パワーユニット５１と、パワーユニット５１を制御する駆動制御部５６とを有している。パワーユニット５１には、エンジンや電気モータなどの車両の動力源が設けられている。図１に示す例では、各後輪ＲＬ，ＲＲが駆動輪であるため、駆動装置５０から出力された駆動トルクが各後輪ＲＬ，ＲＲに入力される。

　走行制御装置７０は、各種の車載装置を駆動させることにより、設定されている走行経路ＴＲに従った車両の自動走行を支援する。本実施形態では、走行制御装置７０には、例えば走行レーンに沿って車両を走行させるための走行経路ＴＲに関する情報が他の装置から入力される。

　走行制御装置７０は、車両の旋回を支援するための機能部として、操舵判定部７１と、旋回制御部７２と、操舵指示部７３と、要求旋回状態量設定部７４と、目標自動旋回状態量設定部７５と、目標旋回状態量導出部７６とを有している。

　操舵判定部７１は、運転者が操舵を行っているか否かの判定を行う。例えば、操舵判定部７１は、トルクセンサ１０２からの検出信号を基に導出された操舵トルクＴＱＩｎを用い、操舵が行われているか否かの判定を行う。操舵が行われているか否かの判定処理については後述する。

　旋回制御部７２は、前輪舵角調整装置１０、後輪舵角調整装置３０及び制動装置４０のうちの少なくとも１つの装置を駆動させることによって、旋回状態量ＴＳＱの目標である目標旋回状態量ＴＳＱＴｒに旋回状態量ＴＳＱを追随させる旋回支援制御を実施する。旋回状態量ＴＳＱは、その値が大きいほど大きなヨーモーメントを発生させることのできるような状態量である。旋回状態量ＴＳＱとしては、例えば、ヨーレートセンサ１０３からの検出信号に基づいて導出される車両のヨーレートＹｒ、及び、横方向加速度センサ１０４からの検出信号に基づいて導出される車両の横加速度Ｇｙを挙げることができる。

　旋回制御部７２は、操舵判定部７１によって操舵が行われているとの判定がなされているときには、操舵が行われている場合の旋回支援制御として操舵時旋回支援制御を実施する。一方、旋回制御部７２は、操舵判定部７１によって操舵が行われているとの判定がなされていないときには、操舵が行われていない場合の旋回支援制御として非操舵時旋回支援制御を実施する。旋回制御部７２は、操舵時旋回支援制御では、前輪舵角調整装置１０を駆動させ、且つ、後輪舵角調整装置３０及び制動装置４０のうちの少なくとも１つの装置を駆動させる。一方、旋回制御部７２は、非操舵時旋回支援制御では、後輪舵角調整装置３０及び制動装置４０のうちの少なくとも１つの装置を駆動させる一方で、前輪舵角調整装置１０を駆動させない。

　操舵時旋回支援制御が実施されている場合、前輪転舵制御部１６は、前輪転舵角θＦを可変させるべく前輪用転舵アクチュエータ１１を制御する。一方、非操舵時旋回支援制御が実施されている場合、駆動の指示が前輪舵角調整装置１０に入力されていないため、前輪転舵制御部１６は、前輪転舵角θＦが「０（零）」となるように前輪用転舵アクチュエータ１１を制御する。すなわち、操舵時旋回支援制御の実施時において前輪舵角調整装置１０を駆動させないということは、前輪転舵角θＦを「０（零）」で維持することである。

　旋回支援制御が実施されている状況下で後輪舵角調整装置３０の駆動が旋回制御部７２に指示されている場合、後輪転舵制御部３６は、後輪転舵角θＲを可変させるべく後輪用転舵アクチュエータ３１を制御する。一方、旋回支援制御が実施されている状況下で後輪舵角調整装置３０の駆動が旋回制御部７２に指示されていない場合、後輪転舵制御部３６は、後輪転舵角θＲが「０」で維持されるように後輪用転舵アクチュエータ３１を制御する。すなわち、旋回支援制御において後輪舵角調整装置３０を駆動させるということは、後輪転舵角θＲを調整することによって車両を旋回させることである。一方、旋回支援制御において後輪舵角調整装置３０を駆動させないということは、後輪転舵角θＲを「０（零）」で維持することである。

　旋回支援制御が実施されている状況下で制動装置４０の駆動が旋回制御部７２に指示されている場合、制動制御部４６は、右前輪ＦＲと左前輪ＦＬとの間に制動力差が発生するように制動アクチュエータ４１を制御する。一方、旋回支援制御が実施されている状況下で制動装置４０の駆動が旋回制御部７２に指示されていない場合、制動制御部４６は、右前輪ＦＲと左前輪ＦＬとの間に制動力差を発生させない。すなわち、旋回支援制御において制動装置４０を駆動させるということは、右輪と左輪との制動力差を調整することによって車両を旋回させることである。一方、旋回支援制御において制動装置４０を駆動させないということは、当該制動力差を「０（零）」で維持することである。

　なお、制動装置４０の駆動によって右前輪ＦＲ及び左前輪ＦＬのうちの少なくとも一方に制動力が付与されると、車両が減速することがある。そのため、旋回支援制御の実施によって制動装置４０を駆動させる場合、旋回制御部７２は、右前輪ＦＲ及び左前輪ＦＬのうちの少なくとも一方への制動力の付与に起因する車両の減速を相殺するように、車両の駆動力の増大を駆動制御部５６に指示するようにしてもよい。この場合、駆動制御部５６は、当該指示が入力されると、車両の駆動力が当該指示に応じた分だけ増大されるようにパワーユニット５１を制御する。

　操舵指示部７３は、旋回制御部７２によって旋回支援制御が実施されているときに、操舵装置２０を制御する。すなわち、操舵指示部７３は、非操舵時旋回支援制御が実施されている場合、操舵角を中立点ＳｔｒＣで維持する旨を操舵装置２０に指示する。一方、操舵指示部７３は、操舵時旋回支援制御が実施されている場合、運転者の操舵をアシストする旨を操舵装置２０に指示する。なお、非操舵時旋回支援制御が実施されている場合の操舵指示部７３の処理内容、及び、操舵時旋回支援制御が実施されている場合の操舵指示部７３の処理内容については後述する。

　要求旋回状態量設定部７４は、操舵に関する操舵関連値を取得し、旋回状態量の要求値である要求旋回状態量として操舵関連値に応じた値を設定する。操舵関連値としては、例えば、操舵角Ｓｔｒ、及び、操舵トルクＴＱＩｎを挙げることができる。例えば操舵角Ｓｔｒを操舵関連値とした場合、要求旋回状態量設定部７４は、操舵角Ｓｔｒが大きいほど値が大きくなるように要求旋回状態量ＴＳＱＲを設定する。操舵判定部７１によって操舵が行われているとの判定がなされていない場合、要求旋回状態量設定部７４は、要求旋回状態量ＴＳＱＲを「０（零）」と等しくする。なお、旋回状態量ＴＳＱが車両のヨーレートＹｒである場合、要求旋回状態量ＴＳＱＲとして操舵関連値に応じたヨーレートＹｒが設定されることとなる。

　目標自動旋回状態量設定部７５は、設定されている走行経路ＴＲに従って車両を旋回させるための旋回状態量の目標である目標自動旋回状態量ＴＳＱＡＴｒを設定する。例えば、目標自動旋回状態量設定部７５は、走行経路ＴＲの旋回半径が小さいほど値が大きくなるように目標自動旋回状態量ＴＳＱＡＴｒを設定する。なお、旋回状態量ＴＳＱが車両のヨーレートＹｒである場合、目標自動旋回状態量ＴＳＱＡＴｒとして、走行経路ＴＲの旋回半径及び車両の車体速度に応じたヨーレートＹｒが設定されることとなる。

　目標旋回状態量導出部７６は、目標旋回状態量ＴＳＱＴｒを導出する。すなわち、操舵判定部７１によって操舵が行われているとの判定がなされていない場合、目標旋回状態量導出部７６は、目標旋回状態量ＴＳＱＴｒとして目標自動旋回状態量ＴＳＱＡＴｒを設定する。一方、操舵判定部７１によって操舵が行われているとの判定がなされている場合、目標旋回状態量導出部７６は、要求旋回状態量ＴＳＱＲと目標自動旋回状態量ＴＳＱＡＴｒとのうち、絶対値が大きい方のパラメータを基に、目標旋回状態量ＴＳＱＴｒを導出する。具体的には、目標旋回状態量導出部７６は、上記パラメータが大きいほど値が大きくなるように目標旋回状態量ＴＳＱＴｒを導出する。例えば、目標旋回状態量導出部７６は、要求旋回状態量ＴＳＱＲと目標自動旋回状態量ＴＳＱＡＴｒとのうちの絶対値が大きい方のパラメータを目標旋回状態量ＴＳＱＴｒとして設定する。

　また、目標旋回状態量導出部７６は、車体スリップ角の目標である目標車体スリップ角βＴｒも導出する。例えば、目標旋回状態量導出部７６は、導出した目標旋回状態量ＴＳＱＴｒを基に、目標車体スリップ角βＴｒを導出する。

　次に、図２を参照し、操舵が行われているか否かを判定すべく操舵判定部７１が実行する処理ルーチンについて説明する。本処理ルーチンは、旋回支援制御が実施されている場合、所定の制御サイクル毎に繰り返し実行される。

　本処理ルーチンにおいて、ステップＳ１１では、操舵トルクＴＱＩｎの絶対値が判定操舵トルクＴＱＩｎＴｈ以上であるか否かの判定が行われる。判定操舵トルクＴＱＩｎＴｈは、ステアリングホイール２１を回転させる意志を運転者が有しているか否かの判断基準である。操舵トルクの絶対値｜ＴＱＩｎ｜が判定操舵トルクＴＱＩｎＴｈ以上である場合、操舵が行われている。

　操舵トルクの絶対値｜ＴＱＩｎ｜が判定操舵トルクＴＱＩｎＴｈ以上である場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、処理が次のステップＳ１２に移行される。ステップＳ１２において、操舵オーバーライドフラグＦＬＧ１にオンがセットされる。操舵オーバーライドフラグＦＬＧ１は、旋回支援制御の実施中に操舵が行われているときにはオンがセットされる一方で、旋回支援制御の実施中に操舵が行われていないときにはオフがセットされるフラグである。そして、本処理ルーチンが一旦終了される。一方、ステップＳ１１において、操舵トルクの絶対値｜ＴＱＩｎ｜が判定操舵トルクＴＱＩｎＴｈ未満である場合（ＮＯ）、処理が次のステップＳ１３に移行される。ステップＳ１３において、操舵オーバーライドフラグＦＬＧ１にオフがセットされる。その後、本処理ルーチンが一旦終了される。

　次に、図３を参照し、旋回支援制御を実施すべく旋回制御部７２が実行する処理ルーチンについて説明する。本処理ルーチンは、旋回支援制御の実施条件が成立している場合には所定の制御サイクル毎に繰り返し実行される。実施条件とは、走行経路ＴＲが設定されており、当該走行経路ＴＲに従った車両制御の実施が許可されていることを含む。

　本処理ルーチンにおいて、ステップＳ２１では、操舵オーバーライドフラグＦＬＧ１にオフがセットされているか否かの判定が行われる。操舵オーバーライドフラグＦＬＧ１にオフがセットされている場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、操舵が行われているとの判定がなされていないため、ステップＳ２２～Ｓ２６を含む非操舵時旋回支援制御が実施される。すなわち、非操舵時旋回支援制御において、ステップＳ２２では、車両が走行レーンの境界線に接近しているか否かの判定が行われる。境界線は、走行レーンの側端に位置する線である。車両が境界線に接近しているか否かの判定は、車両前方を撮像する撮像装置によって得られた画像を解析することによって判定することができる。車両が境界線に接近している場合、車両の走行レーンからの逸脱が懸念される。

　車両が境界線に接近しているとの判定がなされていない場合（Ｓ２２：ＮＯ）、処理が次のステップＳ２３に移行される。ステップＳ２３において、目標旋回状態量導出部７６によって導出された目標旋回状態量ＴＳＱＴｒと旋回状態量ＴＳＱとの偏差を基に、後輪舵角調整装置３０の制御量ＤＲＲが導出される。続いて、ステップＳ２４において、制御量を各制御部に出力する出力処理が実行される。この場合の出力処理では、ステップＳ２３で導出された制御量ＤＲＲが後輪転舵制御部３６に出力される。また、制動装置４０の制御量ＤＲＢａとして「０（零）」が制動制御部４６に出力され、且つ、前輪舵角調整装置１０の制御量ＤＲＦとして「０（零）」が前輪転舵制御部１６に出力される。そして、本処理ルーチンが一旦終了される。

　この場合、後輪舵角調整装置３０では、入力された制御量ＤＲＲを基に後輪用転舵アクチュエータ３１が制御される。そのため、後輪転舵角θＲが制御量ＤＲＲに応じた転舵角となる。一方、制動装置４０に入力された制御量ＤＲＢａが「０（零）」であるため、制動装置４０は右前輪ＦＲと左前輪ＦＬとの間に制動力差を発生させない。また、前輪舵角調整装置１０に入力された制御量ＤＲＦが「０（零）」であるため、前輪舵角調整装置１０は前輪転舵角θＦを「０（零）」で維持する。すなわち、後輪舵角調整装置３０が駆動される一方で、前輪舵角調整装置１０及び制動制御部４６が駆動されない。

　一方、ステップＳ２２において、車両が走行レーンの境界線に接近しているとの判定がなされている場合（ＹＥＳ）、処理が次のステップＳ２５に移行される。ステップＳ２５において、目標旋回状態量導出部７６によって導出された目標旋回状態量ＴＳＱＴｒと旋回状態量ＴＳＱとの偏差を基に、後輪舵角調整装置３０の制御量ＤＲＲ及び制動装置４０の制御量ＤＲＢａが導出される。

　ここで、旋回支援制御の開始初期では車両が境界線に接近しているとの判定がなされていなかったにも拘わらず、車両が境界線に接近しているとの判定がなされるようになった場合を例として説明する。この場合、車両が境界線に接近しているとの判定がなされていない場合、後輪舵角調整装置３０の制御量ＤＲＲとして目標旋回状態量ＴＳＱＴｒと旋回状態量ＴＳＱとの偏差に応じた値が設定されている。そして、車両が境界線に接近しているとの判定がなされていない状態から当該判定がなされている状態に移行すると、後輪舵角調整装置３０の制御量ＤＲＲは移行前の値で保持される。一方、目標旋回状態量ＴＳＱＴｒと旋回状態量ＴＳＱとの偏差を基に、制動装置４０の制御量ＤＲＢａとして導出される。これにより、制動装置４０の制御量ＤＲＢａとして、車両の横方向の中心と走行レーンの横方向の中心とのずれを是正できる値が設定される。

　そして、各制御量ＤＲＲ，ＤＲＢａが導出されると、処理が次のステップＳ２６に移行される。ステップＳ２６において、制御量を各制御部に出力する出力処理が実行される。この場合の出力処理では、ステップＳ２５で導出された制御量ＤＲＲが後輪転舵制御部３６に出力され、且つ、制御量ＤＲＢａが制動制御部４６に出力される。また、前輪舵角調整装置１０の制御量ＤＲＦとして「０（零）」が前輪転舵制御部１６に出力される。そして、本処理ルーチンが一旦終了される。

　この場合、後輪舵角調整装置３０では、入力された制御量ＤＲＲを基に後輪用転舵アクチュエータ３１が制御される。そのため、後輪転舵角θＲが制御量ＤＲＲに応じた転舵角となる。また、制動装置４０では、入力された制御量ＤＲＢａを基に制動アクチュエータ４１が制御される。そのため、右前輪ＦＲと左前輪ＦＬとの間に、制御量ＤＲＢａに応じた制動力差が発生する。一方、前輪舵角調整装置１０に入力された制御量ＤＲＦが「０（零）」であるため、前輪舵角調整装置１０は前輪転舵角θＦを「０（零）」で維持する。すなわち、後輪舵角調整装置３０及び制動装置４０が駆動される一方で、前輪舵角調整装置１０が駆動されない。

　その一方で、ステップＳ２１において、操舵オーバーライドフラグＦＬＧ１にオンがセットされている場合（ＮＯ）、操舵が行われているとの判定がなされているため、ステップＳ２７～Ｓ２９を含む操舵時旋回支援制御が実施される。すなわち、操舵時旋回支援制御において、ステップＳ２７では、車体スリップ角βが導出される。車体スリップ角βは、例えば、前輪転舵角θＦ及び後輪転舵角θＲを基に導出することができる。つまり、前輪転舵角θＦ及び後輪転舵角θＲを調整することにより、車体スリップ角βを制御することができる。

　次のステップＳ２８において、目標旋回状態量導出部７６によって導出された目標旋回状態量ＴＳＱＴｒと、目標車体スリップ角βＴｒと車体スリップ角βとの偏差と、操舵角Ｓｔｒとを基に、前輪舵角調整装置１０の制御量ＤＲＦ、後輪舵角調整装置３０の制御量ＤＲＲ及び制動装置４０の制御量ＤＲＢａが導出される。

　例えば、前輪舵角調整装置１０の制御量ＤＲＦとして操舵角Ｓｔｒに応じた値が設定される。また、後輪舵角調整装置３０の制御量ＤＲＲとして、目標車体スリップ角βＴｒと車体スリップ角βとの偏差に応じた値が設定される。制御量ＤＲＦ，ＤＲＲに基づいて前輪舵角調整装置１０及び後輪舵角調整装置３０が制御された場合における旋回状態量の予測値と、目標旋回状態量ＴＳＱＴｒとの偏差に応じた値が、制動装置４０の制御量ＤＲＢａとして導出される。そのため、旋回状態量の予測値と目標旋回状態量ＴＳＱＴｒとの偏差が「０（零）」である場合、制御量ＤＲＢａとして「０（零）」が設定されることもあり得る。

　そして、ステップＳ２９において、制御量を各制御部に出力する出力処理が実行される。この場合の出力処理では、ステップＳ２８で導出された制御量ＤＲＦが前輪転舵制御部１６に出力され、制御量ＤＲＲが後輪転舵制御部３６に出力され、制御量ＤＲＢａが制動制御部４６に出力される。そして、本処理ルーチンが一旦終了される。

　この場合、前輪舵角調整装置１０では、入力された制御量ＤＲＦを基に前輪用転舵アクチュエータ１１が制御される。そのため、前輪転舵角θＦが制御量ＤＲＦに応じた転舵角となる。また、後輪舵角調整装置３０では、入力された制御量ＤＲＲを基に後輪用転舵アクチュエータ３１が制御される。そのため、後輪転舵角θＲが制御量ＤＲＲに応じた転舵角となる。また、制動装置４０では、入力された制御量ＤＲＢａを基に制動アクチュエータ４１が制御される。そのため、右前輪ＦＲと左前輪ＦＬとの間に、制御量ＤＲＢａに応じた制動力差が発生する。これにより、前輪舵角調整装置１０、後輪舵角調整装置３０及び制動装置４０の駆動によって、目標旋回状態量ＴＳＱＴｒに旋回状態量ＴＳＱを追随させるとともに、目標車体スリップ角βＴｒに車体スリップ角βを追随させることができる。

　次に、図４を参照し、操舵装置２０を制御するべく操舵指示部７３が実行する処理ルーチンについて説明する。本処理ルーチンは、旋回支援制御が実施されているときに所定の制御サイクル毎に実行される。

　本処理ルーチンにおいて、ステップＳ４１では、操舵オーバーライドフラグＦＬＧ１にオフがセットされているか否かの判定が行われる。操舵オーバーライドフラグＦＬＧ１にオフがセットされている場合（Ｓ４１：ＹＥＳ）、操舵が行われているとの判定がなされていないため、処理が次のステップＳ４２に移行される。ステップＳ４２において、車両の車体速度ＶＳ及びヨーレートＹｒなどを基に、セルフアライニングトルクＴＱｓａｔが導出される。

　続いて、ステップＳ４２において、反力抑制トルクＴＱＳとしてセルフアライニングトルクＴＱｓａｔが設定される。次のステップＳ４３において、ステップＳ４２で導出した反力抑制トルクＴＱＳをステアリングホイール２１に付与する旨を操舵制御部２６に出力する出力処理が実行される。本実施形態では、ステップＳ４２で導出された反力抑制トルクＴＱＳが、操舵角Ｓｔｒを中立点ＳｔｒＣで保持するトルクである保持トルクに相当する。すなわち、反力抑制トルクＴＱＳを導出し、当該反力抑制トルクＴＱＳを操舵制御部２６に出力することが、操舵角Ｓｔｒを中立点ＳｔｒＣで維持する旨を操舵装置２０に指示することに相当する。その後、本処理ルーチンが一旦終了される。

　この場合、操舵装置２０では、入力された反力抑制トルクＴＱＳがステアリングホイール２１に付与されるように操舵アクチュエータ２２が制御される。そのため、操舵角Ｓｔｒが中立点ＳｔｒＣで維持される。

　その一方で、ステップＳ４１において、操舵オーバーライドフラグＦＬＧ１にオンがセットされている場合（ＮＯ）、操舵が行われているとの判定がなされているため、処理が次のステップＳ４５に移行される。ステップＳ４５において、運転者の操舵をアシストするトルクであるアシストトルクＴＱＡｓが導出される。すなわち、ステアリングホイール２１に入力される操舵トルクＴＱＩｎに応じた値がアシストトルクＴＱＡｓとして設定される。アシストトルクＴＱＡｓの絶対値は、操舵トルクＴＱＩｎの絶対値が大きいほど大きくなる。次のステップＳ４６において、ステップＳ４５で導出したアシストトルクＴＱＡｓをステアリングホイール２１に付与する旨を操舵制御部２６に出力する出力処理が実行される。すなわち、アシストトルクＴＱＡｓを導出し、当該アシストトルクＴＱＡｓを操舵制御部２６に出力することが、運転者の操舵をアシストする旨を操舵装置２０に指示することに相当する。その後、本処理ルーチンが一旦終了される。

　この場合、操舵装置２０では、入力されたアシストトルクＴＱＡｓがステアリングホイール２１に付与されるように操舵アクチュエータ２２が制御される。これにより、運転者の操舵をアシストすることができる。

　次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
　旋回支援制御の実施中において操舵が行われていないときには、前輪転舵角θＦが「０（零）」で維持される。そのため、保持トルクに相当する反力抑制トルクＴＱＳを導出する場合、車体スリップ角βに応じたトルク成分の導出は必要であるものの、前輪転舵角θＦに応じたトルク成分の導出は不要となる。したがって、前輪転舵角θＦに応じたトルク成分を導出しなくてもよい分、走行制御装置７０の演算負荷の増大を抑制しつつ、操舵角Ｓｔｒを中立点ＳｔｒＣで保持することができる。

　また、旋回支援制御の実施中において操舵が行われていない場合、後輪舵角調整装置３０の駆動だけでは車両が走行レーンから逸脱する可能性が生じたときには、制動装置４０も駆動されるようになる。このように後輪舵角調整装置３０に加えて制動装置４０をも駆動させることにより、走行レーンに従った車両の自動走行を支援する際における制御性を高めることができる。

　旋回支援制御の実施中において操舵が行われるようになると、前輪舵角調整装置１０の駆動によって、操舵角Ｓｔｒの変化に応じて前輪転舵角θＦが調整されるようになる。これにより、操舵が行われるようになっても前輪転舵角θＦが「０（零）」で維持される場合とは異なり、操舵アクチュエータ２２からステアリングホイール２１に付与するトルクの大きさの算出が複雑化しにくくなる。

　また、旋回支援制御の実施中において操舵が行われている場合には、前輪転舵角θＦ及び後輪転舵角θＲがそれぞれ調整される。そのため、旋回状態量ＴＳＱに加えて車体スリップ角βをも制御することができる。これにより、車両旋回時における車両の旋回挙動の制御性を高めることができる。

　旋回支援制御の実施中において操舵が行われる場合、目標旋回状態量ＴＳＱＴｒとして、操舵の開始前の値と、操舵角Ｓｔｒに応じた値との和を設定する場合を考える。この場合、操舵が開始されると、目標旋回状態量ＴＳＱＴｒが一気に大きくなって車両のヨーモーメントの大きさが急に大きくなるおそれがある。そして、車両のヨーモーメントの大きさの急激な変化に対する不快感を車両の運転者に与えてしまうおそれがある。

　これに対し、本実施形態では、旋回支援制御の実施中において操舵が行われている場合、要求旋回状態量ＴＳＱＲと目標自動旋回状態量ＴＳＱＡＴｒとのうち、絶対値が大きくなる方のパラメータを基に、目標旋回状態量ＴＳＱＴｒが導出される。これにより、操舵の開始時に目標旋回状態量ＴＳＱＴｒが急に大きくなることを抑制できる。すなわち、操舵の開始によって車両のヨーモーメントの大きさが急に大きくなることを抑制できる。その結果、操舵の開始時における車両の旋回挙動に対する不快感を運転者に与えにくくなる。

　上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
　・操舵時旋回支援制御の実施時にあっては、要求旋回状態量ＴＳＱＲと目標自動旋回状態量ＴＳＱＡＴｒとのうち、絶対値が大きい方のパラメータを基に目標旋回状態量ＴＳＱＴｒを導出するのであれば、目標旋回状態量ＴＳＱＴｒを当該大きい方のパラメータとは異なる値としてもよい。例えば、当該大きい方のパラメータに所定のオフセット値を加算した値を目標旋回状態量ＴＳＱＴｒとして導出するようにしてもよい。

　・操舵時旋回支援制御の実施時にあっては、操舵の開始前の目標旋回状態量と、操舵角Ｓｔｒに応じた値との和を目標旋回状態量ＴＳＱＴｒとして設定するようにしてもよい。
　・旋回支援制御の実施によって制動装置４０を駆動させる場合、右後輪ＲＲと左後輪ＲＬとの間に制動力差を発生させることにより、車両にヨーモーメントを発生させるようにしてもよい。

　・非旋回時支援制御の実施時には、制動装置４０を駆動させず、後輪舵角調整装置３０を駆動させるようにしてもよい。この場合、操舵が行われているとの判定がなされるようになった場合、すなわち旋回時支援制御の実施時には、前輪舵角調整装置１０及び後輪舵角調整装置３０を駆動させる一方で、制動装置４０を駆動させないようにしてもよい。

　・非旋回時支援制御の実施時には、後輪舵角調整装置３０を駆動させず、制動装置４０を駆動させるようにしてもよい。この場合、操舵が行われているとの判定がなされるようになった場合、すなわち非旋回時支援制御の実施時には、前輪舵角調整装置１０及び制動装置４０を駆動させる一方で、後輪舵角調整装置３０を駆動させないようにしてもよい。この場合、後輪舵角調整装置３０を備えない車両に、上記走行制御装置を適用することができる。

　・車両として、右輪専用の駆動モータと、左輪専用の駆動モータとを備える車両がある。この場合、右輪専用の駆動モータの駆動と左輪専用の駆動モータの駆動によって、右輪に入力される駆動トルクと、左輪に入力される駆動トルクとの間に差分を発生させ、当該差分に応じたヨーモーメントを車両に発生させることができる。そのため、こうした車両に走行制御装置７０を適用する場合、各駆動モータと各駆動モータを制御する制御部とを有する駆動装置を、旋回制御装置として機能させるようにしてもよい。

　次に、上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について記載する。
　（イ）前記旋回制御部は、操舵が行われている場合の前記旋回支援制御では、前記目標旋回状態量と前記旋回状態量との偏差、及び、車両の車体スリップ角の目標である目標スリップ角と車体スリップ角との偏差を基に、前記前輪舵角調整装置の制御量、及び、前記後輪舵角調整装置の制御量を導出し、前記前輪舵角調整装置の制御量を当該前輪舵角調整装置に出力し、前記後輪舵角調整装置の制御量を当該後輪舵角調整装置に出力することが好ましい。

Claims

　前輪の転舵角の調整を通じ、車両の旋回に関する状態量である旋回状態量を制御する前輪舵角調整装置と、前記前輪舵角調整装置とは別に設けられ、前記旋回状態量を制御する旋回制御装置と、操舵トルクが入力されるステアリングホイールを有するとともに、前記前輪に連結されている操舵装置と、を備える車両に適用され、
　前記前輪舵角調整装置及び前記旋回制御装置のうちの少なくとも一方の装置を駆動させることによって、前記旋回状態量の目標である目標旋回状態量に前記旋回状態量を追随させる旋回支援制御を実施する旋回制御部と、
　前記旋回支援制御の実施中で操舵が行われていないときには、前記ステアリングホイールの操舵角を中立点で保持するトルクである保持トルクを導出し、同保持トルクの前記ステアリングホイールへの付与を前記操舵装置に指示する操舵指示部と、を備え、
　前記旋回制御部は、操舵が行われていない場合の前記旋回支援制御では、前記旋回制御装置を駆動させる一方で前記前輪舵角調整装置を駆動させず、操舵が行われている場合の前記旋回支援制御では、前記前輪舵角調整装置を駆動させる
　車両の走行制御装置。
　前記車両は、前記旋回制御装置として、当該車両の後輪の転舵角の調整を通じて前記旋回状態量を調整する後輪舵角調整装置を備えるものであり、
　前記旋回制御部は、操舵が行われている場合の前記旋回支援制御では、前記前輪舵角調整装置及び前記後輪舵角調整装置を駆動させる
　請求項１に記載の車両の走行制御装置。
　前記車両には、前記旋回制御装置として、前記車両の右輪と左輪との間の制動力差を調整することで前記旋回状態量を制御する制動装置を備えるものであり、
　前記旋回制御部は、操舵が行われていない場合の前記旋回支援制御では、前記後輪舵角調整装置及び前記制動装置のうちの少なくとも一方の装置を駆動させ、且つ、前記前輪舵角調整装置を駆動させない
　請求項２に記載の車両の走行制御装置。
　操舵に関する操舵関連値を取得し、前記旋回状態量の要求値である要求旋回状態量として当該操舵関連値に応じた値を設定する要求旋回状態量設定部と、
　設定されている走行経路に従って前記車両を自動旋回させるための前記旋回状態量の目標である目標自動旋回状態量を設定する目標自動旋回状態量設定部と、
　前記要求旋回状態量及び前記目標自動旋回状態量のうち、絶対値が大きくなる方の状態量を基に前記目標旋回状態量を導出する目標旋回状態量導出部と、を備える
　請求項１～請求項３のうち何れか一項に記載の車両の走行制御装置。