(57)【特許請求の範囲】
【請求項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を備えた車両における走行制御装置であって、
前記車両の軌跡が目標路に近付くように前記舵角可変手段を制御する軌跡制御手段と、
前記車両の運転者によりハンドルを介して前記操舵入力軸に与えられる操舵入力に関する操舵入力情報を取得する取得手段と、
前記取得された操舵入力情報に応じて前記軌跡制御手段による軌跡制御の応答性を変更すると共に、前記操舵入力情報が取得出来ない場合に前記軌跡制御の応答性を向上させる応答性変更手段と、
を具備することを特徴とする車両の走行制御装置。
【請求項２】
前記応答性変更手段は、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に記載の車両の走行制御装置。
【請求項３】
前記応答性変更手段は、前記車両の走行条件に応じて前記応答性の向上に係る上昇量を補正する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の走行制御装置。
【請求項４】
前記走行条件は、走行路の状態に関する条件である
ことを特徴とする請求項３に記載の車両の走行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＥＰＳ（Electric Power Steering：電動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：車線維持走行）等を行う車両の走行制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【０００３】
また、操舵制御によって車両の軌跡制御を行う際、軌跡制御の目標舵角に対応する制御量をＥＰＳとＶＧＲＳの一方で出力し、他方は一方の出力に応じた制御量を出力する装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、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も提案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１６０９９８号公報
【特許文献２】特開２００８−０６６５１号公報
【特許文献３】特開平１１−２４５８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
また、上述の特許文献２に記載の装置では、ＥＰＳ及びＶＧＲＳの二種類の操舵制御デバイスを使用して一方のデバイスによる軌跡制御によって生じる不具合を他方のデバイスで補償しているが、特許文献１と同様に、操舵量に対する車両の応答性に起因して運転者が違和感を覚えるという技術的問題点がある。
【０００８】
また、上述の特許文献３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。
【０００９】
ここで特に、このような軌跡追従制御とドライバ操舵とが干渉することによる違和感を緩和するにあたって、軌跡追従制御の応答性を低下させることが考えられる。即ち、ドライバのオーバーライドに対する軌跡追従制御の干渉を抑制することにより、違和感を低減するのである。
【００１０】
ところが、このような制御は、ドライバの操舵入力に関する情報（例えば、操舵角や操舵速度等の情報）が、正確に取得されていることが前提となる。このため、何らかの理由により、これら操舵入力に関する情報を検出する各種のセンサのセンサ出力値が読み取れなくなった場合等には、ドライバの操舵入力を正確に把握出来ないことに起因して、応答性を低下させた軌跡追従制御により、軌跡追従制御に係る追従性が十分に確保できないといった新たな問題を生じ得る。
【００１１】
本発明は、係る新規な問題点に想到してなされたものであり、ドライバ操舵との干渉による違和感を緩和しつつ、操舵入力情報を検出するデバイスの機能失陥時においても、好適な軌跡追従性を確保可能な車両の走行制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決するため、本発明に係る車両の走行制御装置は、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な舵角可変手段を備えた車両における走行制御装置であって、前記車両の軌跡が目標路に近付くように前記舵角可変手段を制御する軌跡制御手段と、前記車両の運転者によりハンドルを介して前記操舵入力軸に与えられる操舵入力に関する操舵入力情報を取得する取得手段と、前記取得された操舵入力情報に応じて前記軌跡制御手段による軌跡制御の応答性を変更すると共に、前記操舵入力情報が取得出来ない場合に前記軌跡制御の応答性を向上させる応答性変更手段とを具備することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る車両は、舵角可変手段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。
【００１４】
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。
【００１５】
本発明に係る車両の走行制御装置によれば、例えばメモリやプロセッサを適宜備え得る軌跡制御手段が、車両の軌跡を該車両の目標路（目標軌跡）に近付けるように舵角可変手段を制御する。
【００１６】
具体的には例えば、車載カメラ等により撮像された目標路の画像に基づいて、目標路の曲率、目標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（一例である）が算出又は推定され、それらに基づいて目標路に対して車両の軌跡を近付けるための目標横加速度（一例である）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。
【００１７】
また、本発明に係る車両の走行制御装置によれば、例えばセンサ或いはプロセッサ等の態様を採り得る取得手段により、操舵入力情報が取得される。
【００１８】
操舵入力情報とは、運転者がハンドル（ステアリングホイル）を介して操舵入力軸に与える操舵入力に関する情報であり、具体的には、例えば、操舵角や操舵速度（操舵角速度）等の情報を意味する。操舵入力情報を取得する取得手段は、例えば、操舵角センサ等の検出手段であってもよいが、電気信号等としてこれら検出手段から検出対象の検出結果を取得するプロセッサ等であってもよいし、取得した検出結果に基づいた数値演算処理等を経て操舵入力情報を算出する手段等であってもよい。
【００１９】
一方、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、運転者がハンドル等の入力手段を介して操舵入力軸に入力する、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軌跡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。
【００２０】
特に、軌跡制御手段による軌跡制御は、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軌跡制御とは非連動である。このため、軌跡制御手段による軌跡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軌跡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、車両挙動の安定化が妨げられる可能性がある。
【００２１】
そこで本発明に係る車両の走行制御装置では、例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる応答性変更手段により、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場合（即ち、オーバーライドが生じた場合）に、軌跡制御手段による軌跡制御の応答性が変更される。
【００２２】
ここで、「応答性」とは、例えば、車載カメラ等による路面の撮像結果が実際の舵角変化に反映されるまでの応答時間、当該応答時間の逆数としての応答周波数或いはこれらに基づいて算出される各種指標値等、軌跡制御の時間応答の度合いにより規定される性質を意味し、応答性が良い（悪い）又は高い（低い）とは、例えば、上記応答時間が短い（長い）ことを意味する。
【００２３】
具体的には例えば、応答性変更手段は、取得される操舵入力情報に応じて、例えばオーバーライドがあるときに、軌跡制御手段による軌跡制御の応答周波数を基準値に対して低下させる。このようにして応答性を低下させれば、ドライバのオーバーライドによる車両の偏向が軌跡制御に反映されるまでの時間的猶予が大きくなるから、軌跡制御がドライバのオーバーライドに干渉する事態が防止され、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。
【００２４】
尚、軌跡制御の応答周波数を低下させた場合、ドライバによるオーバーライド発生時の違和感を緩和し得る反面、軌跡制御における目標路への追従性が低下する懸念がある。このような問題を補償するため、応答性変更手段は、操舵入力情報に応じた応答性変更の一環として、操舵角速度から車両挙動を予測して、基本となる軌跡制御の制御量を、この予測された車両挙動に応じて適宜補正してもよい。この場合、軌跡制御における目標路への追従性を好適に確保することができるため、軌跡制御の応答周波数を低下させることによる違和感の緩和効果のみを享受することができる。
【００２５】
ところで、応答性変更手段に係る軌跡制御の応答性変更に係る措置は、操舵入力情報が正確に得られていることを前提としている。従って、操舵入力情報が正確に得られない状況において、軌跡制御の応答性制御に確たる制御上の指針がない場合、軌跡制御による目標路への追従性が低下する、或いは車両挙動の十分な安定化が図られ難くなる。
【００２６】
そこで、本発明に係る応答性変更手段は、操舵入力情報が取得出来ない場合に、軌跡制御に係る応答性を向上させる構成となっている。軌跡制御の応答性を向上させるとは、例えば、軌跡制御の応答周波数を基準値まで戻す、或いは、基準値よりも高周波側に上昇させること等を意味する。
【００２７】
このように、本発明に係る車両の走行制御装置によれば、操舵入力情報が正確に取得できない場合においては、軌跡制御の軌跡追従性を優先して軌跡制御の応答性を向上させることができる。従って、操舵入力情報が取得できない場合においても軌跡制御を好適に継続することが可能となるのである。
【００２８】
本発明に係る車両の走行制御装置の一の態様では、前記応答性変更手段は、操舵速度に応じて前記応答性を変更する。
【００２９】
この態様によれば、応答性変更手段は、操舵入力情報としての操舵速度（端的には、ハンドルの回転角速度）に応じて応答性を変更する。
【００３０】
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、応答性変更手段は、軌跡制御手段による軌跡制御の応答性（例えば、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軌跡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軌跡制御が、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。
【００３１】
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、応答性変更手段は、軌跡制御手段による軌跡制御の応答性（例えば、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軌跡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。
【００３２】
本発明に係る車両の走行制御装置の他の態様では、前記応答性変更手段は、前記車両の走行条件に応じて前記応答性の向上に係る上昇量を補正する。
【００３３】
この態様によれば、車両の走行条件に応じて、操舵入力情報取得不能な場合における応答性の向上の度合いが補正される。
【００３４】
ここで、「車両の走行条件」とは、軌跡追従制御の安定性を相対的に低下させる要素を伴った条件を意味する。例えば、軌跡追従制御に関する制御ロジックが等しく、ある仮想の目標路に対する追従性が等しい場合であっても、走行路が狭小路である場合とそうでない場合とでは、後者の方が車両は安定的に走行していると言える。同様に、走行路が悪路である場合とそうでない場合とでは、後者の方が車両は安定的に走行していると言える。
【００３５】
軌跡追従制御の応答性の向上は、軌跡追従制御の安定性と関連しており、軌跡追従制御の応答性を高めると、ドライバにおける操舵フィーリングが悪化する。その結果、目標路に対する追従性が確保される半面、車両挙動は総じて慌しくなり易い。このため、車両の走行条件によっては、ドライバの不安を煽る結果を招き易い。
【００３６】
この態様によれば、そのような意味においての車両の走行条件を勘案して、応答性向上の度合いが補正される。端的には、適宜応答性が減少側に補正される。その結果、車両の走行条件に応じた適切な安定性が確保され、操舵入力情報取得不能時において、車両の走行条件に対してよりロバストな軌跡追従性を確保することができる。
【００３７】
尚、この態様では、前記走行条件は、走行路の状態に関する条件であってもよい。
上述したように、走行路の状態、例えば、道幅、路面の荒れ具合、段差の有無等は、軌跡追従制御の応答性を過度に高めた場合には、かえって車両挙動を慌しくさせ易い。従って、これらを勘案して応答性を設定することによって、操舵入力情報取得不能時における好適なフェールセーフが実現される。
【００３８】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】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。
【図２】図１の車両においてＥＣＵが実行するＬＫＡ制御のフローチャートである。
【図３】図２のＬＫＡ制御におけるヨー角偏差φとＬＫＡ基本目標角δ１との関係を例示する図である。
【図４】ＬＫＡ制御の応答周波数変更に係る概念図である。
【図５】第２実施形態に係り、車両の走行条件と車両の安定性との関係を例示する概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
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。
【００４１】
＜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。
【００４２】
先ず、本実施形態に係る車両１の構成について、図１を参照して説明する。図１は、車両１の構成を概念的に示す概略構成図である。
【００４３】
図１において、車両１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１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。
【００４４】
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１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り、本発明に係る「車両の走行制御装置」の一例である。
【００４５】
ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述するＬＫＡ制御を実行可能に構成されている。ＬＫＡ制御は、車両１を目標路（レーン）に追従させる制御であり、本発明に係る「軌跡制御手段」による車両の軌跡制御の一例である。
【００４６】
車両１では、ハンドル１１を介して運転者より与えられる操舵入力が、ハンドル１１と同軸回転可能に連結され、ハンドル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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
このような構成を有する減速機構２０３によれば、ハンドル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。
【００５２】
このように、車両１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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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１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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
一方、車両１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。
【００６０】
操舵トルクセンサ１６は、運転者からハンドル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。
【００６１】
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１の運転者がハンドル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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
車速センサ１９は、車両１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。
【００６６】
車載カメラ２０は、車両１のフロントノーズに設置され、車両１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。
【００６７】
次に、ＥＣＵ１００が実行するＬＫＡ制御について、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ＬＫＡ制御のフローチャートである。
【００６８】
図２において、ＥＣＵ１００は、車両１に備わる各種スイッチ類の操作信号、各種フラグ及び上記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（ステップＳ１０１）と共に、予め車両１の車室内に設置されたＬＫＡ制御発動用の操作ボタンがドライバ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か否かを判別する（ステップＳ１０２）。ＬＫＡモードが選択されていない場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０１に戻す。
【００６９】
ＬＫＡモードが選択されている場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、車載カメラ２０から送出される画像データに基づいて、ＬＫＡの目標路を規定する白線（目標路（ここでは、車線）を規定する路面構造物又は路面表示物の一例である）が検出されているか否かを判別する（ステップＳ１０３）白線が検出されていない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、仮想の目標路を設定できないため、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０１に戻す。一方、白線が検出されている場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、車両１を目標路に追従させるに際して必要となる路面情報を算出する（ステップＳ１０４）。
【００７０】
ステップＳ１０４においては、白線と車両１との横方向の偏差たるレーンオフセットＹ又は白線と車両１とのヨー角偏差φが算出される。ＥＣＵ１００は、このレーンオフセットＹ又はヨー角偏差φに基づいて、車両１を目標路へ追従させるために必要となる前輪舵角の変化量たる、ＬＫＡ基本目標角δ１を決定する（ステップＳ１０５）。
【００７１】
ここで、図３を参照し、ＬＫＡ基本目標角δ１について説明する。ここに、図３は、ＬＫＡ基本目標角δ１とヨー角偏差φとの関係を例示する図である。
【００７２】
図３において、ＬＫＡ基本目標角δ１は、ヨー角偏差φに対し、ゼロ点近傍領域のみ比較的急峻であり、それ以降は、ヨー角偏差φの絶対値の増加に対して緩やかに増加する増加関数となる。
【００７３】
図２に戻り、ＬＫＡ基本目標角δ１が決定されると、ＥＣＵ１００は、操舵入力情報の有無を判定する（ステップＳ１０６）。尚、本実施形態において、操舵入力情報とは、操舵角ＭＡと操舵角ＭＡの時間微分値である操舵角速度ＭＡ’（即ち、本発明に係る「操舵速度」の一例）を意味する。また、ここでは、操舵入力情報が得られているものとして説明を続ける。
【００７４】
操舵入力情報が得られている場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、即ち、操舵角センサ１７が異常信号を出力している或いは操舵角センサ１７が応答しない等といった事態が発生していない場合、ＥＣＵ１００は、操舵入力が有るか否か、即ちドライバ操舵による操舵角ＭＡがゼロでないか否かを判定する（ステップＳ１０７）。操舵入力が無い場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、処理はステップＳ１１０に移行する。ステップＳ１１０については後述する。
【００７５】
操舵入力が有る場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、先ずＬＫＡ制御の応答周波数ｆＬＫＡを基準値に対し低減する（ステップＳ１０８）。
【００７６】
ここで、応答周波数ｆＬＫＡが高い程、画像処理や演算処理が高速化されることに起因して、操舵対象輪（ここでは、前輪）の舵角制御の頻度が高くなる。その結果、目標路への追従性は良好となるが、ドライバ操舵への干渉の度合いは大きくなる。そこで、ドライバの操舵入力が発生している場合、ＥＣＵ１００は、ＬＫＡ制御の応答周波数ｆＬＫＡを、このような干渉が実践的にみて十分に緩和され得る程度の低周波領域まで低下させるのである。
【００７７】
一方、このようにＬＫＡ制御の応答周波数を低下させてしまうと、ＬＫＡ制御における目標路への追従性が低下する。そこで、ＥＣＵ１００は、更に、通常角δ２と軌跡補正角δ３を算出する（ステップＳ１０９）。
【００７８】
ここで、通常角δ２とは、操舵角ＭＡに車速Ｖに応じた所定の定常ゲインを乗じてなる第１の角度要素と、操舵角速度ＭＡ’に車速Ｖに応じた所定の微分ゲインを乗じてなる第２の角度要素との加算値であり、ドライバの操舵入力に応じてＶＧＲＳアクチュエータ２００が実現すべき通常の舵角変化量を意味する。
【００７９】
これとは別に、軌跡補正角δ３とは、操舵角速度ＭＡ’に対して設定される軌跡補正量を車速Ｖに応じた所定のフィルタ周波数で処理した角度であり、その時点のドライバ操舵が、ＬＫＡ制御の応答周波数ｆＬＫＡに従ってＬＫＡ制御に反映されるのに先んじて、ＬＫＡ制御の最終目標角δＬＫＡに当該ドライバ操舵を反映させるための補正量を意味する。
【００８０】
ＥＣＵ１００は、最終的に、ＬＫＡ基本目標角δ１と、通常角δ２と軌跡補正角δ３とを加算することによってＬＫＡ最終角δＬＫＡを算出する（ステップＳ１１０）。尚、ステップＳ１０７においてドライバの操舵入力が無い場合には、ＬＫＡ基本目標角δ１がＬＫＡ最終角δＬＫＡとなる。
【００８１】
ＬＫＡ最終角δＬＫＡが算出されると、ＶＧＲＳアクチュエータ２００が、このＬＫＡ最終角δＬＫＡを実現すべく駆動制御され、処理がステップＳ１０１に戻される。
【００８２】
このようなＬＫＡ制御によれば、車両１の軌跡を目標路に追従させると共に、ドライバ操舵に対応する舵角変化と、目標路への追従に係る舵角変化との干渉の度合いが緩和され、ドライバにおける違和感が緩和される。
【００８３】
一方、このような効果は、正常に操舵入力情報が得られている場合に限られる。例えば、操舵角センサ１７に一時的にせよ恒久的にせよ何らかの異常が生じた場合等においては、操舵角ＭＡ及び操舵角速度ＭＡ’が正常に入力されないことから、ステップＳ１０９に係る処理が実質的に無効となる。その結果、ステップＳ１０８に係るＬＫＡ制御の応答周波数低減措置のみが有効となり、目標路への追従性の低下が顕在化し易い。
【００８４】
そこで、操舵入力情報が無い場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、ＬＫＡ制御の応答周波数ｆＬＫＡを基準値に戻すか、或いは、より目標路への追従性を確保すべく基準値よりも高い周波数まで上昇させる（ステップＳ１１１）。
【００８５】
その結果、何らかの理由により操舵入力情報が得られない状況においても、操舵角ＭＡ及び操舵角速度ＭＡ’に依存しないＬＫＡ基本目標角δ１に基づいた目標路への追従が好適に実現されるのである。
【００８６】
ここで、図４を参照し、ＬＫＡ制御の応答周波数について説明する。ここに、図４は、応答周波数ｆＬＫＡと車速Ｖとの関係を例示する図である。
【００８７】
図４において、応答周波数ｆＬＫＡの基準値の特性が図示ＰＲＦ＿Ａ（実線参照）として示される。また、ＬＫＡ制御におけるステップＳ１０８の応答周波数低下措置により設定される応答周波数の特性が図示ＰＲＦ＿Ｃ（鎖線参照）として示される。また、ＬＫＡ制御におけるステップＳ１１１に係る応答周波数上昇措置により設定される応答周波数の特性が図示ＰＲＦ＿Ｂ（破線参照）として示される。
【００８８】
応答周波数ｆＬＫＡは、車速の上昇に伴って緩やかに減少する減少関数である。これは、車速が高い程、舵角変化が車両挙動に与える影響が大きくなるためであり、相対的にＬＫＡ制御の感度を低下させることによって、車両挙動の不安定化を防止しているのである。
【００８９】
＜第２実施形態＞
次に、図５を参照し、第１実施形態に係るＬＫＡ制御の運用上生じ得る問題点について説明する。ここに、図５は、車両の走行路条件と車両の安定性との関係を例示する概念図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００９０】
図５において、図５（ａ）は、車両１が路幅Ｗ１の曲路２ＡをＬＫＡ制御に従って走行している状態を示しており、図５（ｂ）は路幅Ｗ２（Ｗ２＜Ｗ１）の曲路２Ｂを同様に走行している状態を示している。
【００９１】
ここで、ＬＫＡ制御におけるステップＳ１１１において、ＬＫＡ制御の応答周波数ｆＬＫＡを上昇させると、特に、基準値よりも増加させると、車両１は目標路（鎖線）に対して追従するものの、車両挙動は総じて慌しくなる（破線の軌跡参照）。
【００９２】
このため、車両１の走行条件、特に走行路の条件によっては、車両挙動が相対的に不安定となる。このような問題点を克服するため、第２実施形態に係るＬＫＡ制御では、ＥＣＵ１００が走行路の情報を取得し、この走行路の情報に基づいて、ＬＫＡ制御の応答周波数ｆＬＫＡを適宜減少側に補正する。
【００９３】
走行路の情報としては、車載カメラ２０による走行路の撮像結果に基づいた画像認識処理や、より簡便には、車両１にカーナビゲーション処理装置や各種路車間通信装置等が備わる場合には、これらから必要な情報を取得してもよい。
【００９４】
また、ここでは走行路の路幅を例として示したが、走行路の路面状態も、車両の安定性に大きく影響し得る。その点に鑑み、ＥＣＵ１００は、上述した走行路の路幅に替えて又は加えて、走行路の路面状態（摩擦係数や段差の有無等）に基づいて応答周波数を低下させてもよい。
【００９５】
このように走行路の情報に基づいて応答周波数ｆＬＫＡを減少補正することによって、走行路の状態に応じた適切な目標路への追従性が得られ、車両挙動を走行路の状態によらず安定ならしめることが可能となる。
【００９６】
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の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。
【符号の説明】
【００９７】
１…車両、１１…ハンドル、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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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