(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行中の車の前方道路の車線状態を知る第１の手段と、自車の道路車線に対する現在の位置関係を知る第２の手段と、前記第１、第２の手段の出力から前方道路車線に対する自車の位置関係を維持するために必要な操舵量を算出する第３の手段と、現在の操舵量を検出する第４の手段と、車体と操向装置との間にあって前記第３の手段が算出した操舵量と第４の手段が検出した操舵量との差分が少なくなるように前記操向装置を駆動する第２の駆動手段と、前記操向装置に対するステアリングホィールの握り部の相対角度を変更し得る相対角度可変手段とからなると共に、前記相対角度可変手段がステアリングホィールの握り部と前記操向装置との間に設けられた弾性体よりなることを特徴とする車両の操舵角補正装置。
【請求項２】
走行中の車の前方道路の車線状態を知る第１の手段と、自車の道路車線に対する現在の位置関係を知る第２の手段と、前記第１、第２の手段の出力から前方道路車線に対する自車の位置関係を維持するために必要な操舵量を算出する第３の手段と、現在の操舵量を検出する第４の手段と、車体と操向装置との間にあって前記第３の手段が算出した操舵量と第４の手段が検出した操舵量との差分が少なくなるように前記操向装置を駆動する第２の駆動手段と、前記操向装置に対するステアリングホィールの握り部の相対角度を変更し得る相対角度可変手段とからなると共に、前記相対角度可変手段がステアリングホィールの握り部と前記操向装置との間に設けられた弾性体と減衰子との組み合わせからなることを特徴とする車両の操舵角補正装置。
【請求項３】
走行中の車の前方道路の車線状態を知る第１の手段と、自車の道路車線に対する現在の位置関係を知る第２の手段と、前記第１、第２の手段の出力から前方道路車線に対する自車の位置関係を維持するために必要な操舵量を算出する第３の手段と、現在の操舵量を検出する第４の手段と、車体と操向装置との間にあって前記第３の手段が算出した操舵量と第４の手段が検出した操舵量との差分が少なくなるように前記操向装置を駆動する第２の駆動手段と、前記操向装置に対するステアリングホィールの握り部の相対角度を変更し得る相対角度可変手段とからなると共に、前記ステアリングホィールに加えられた操舵力の方向と大きさを検出するトルク検出手段を含み、前記トルク検出手段の出力に関連付けて前記相対角度変更手段の相対角度の目標値を決定するよう構成したことを特徴とする車両の操舵角補正装置。
【請求項４】
走行中の車の前方道路の車線状態を知る第１の手段と、自車の道路車線に対する現在の位置関係を知る第２の手段と、前記第１、第２の手段の出力から前方道路車線に対する自車の位置関係を維持するために必要な操舵量を算出する第３の手段と、現在の操舵量を検出する第４の手段と、前記第３の手段が算出した操舵量と第４の手段が検出した操舵量との差分が少なくなるように操向装置を駆動する第１の駆動手段とからなると共に、前記駆動手段をステアリングホィールの握り部と前記操向装置との間に配置し、さらに前記ステアリングホィールの握り部と操向装置との相対角度に関して、前記ステアリングホィールの中立位置に相当する基準となる位置を設定し、前記基準となる位置からの相対角度の変位に応じて前記相対角度を減少させる方向に前記第１の駆動手段を駆動するように構成したことを特徴とする車両の操舵角補正装置。
【請求項５】
走行中の車の前方道路の車線状態を知る第１の手段と、自車の道路車線に対する現在の位置関係を知る第２の手段と、前記第１、第２の手段の出力から前方道路車線に対する自車の位置関係を維持するために必要な操舵量を算出する第３の手段と、現在の操舵量を検出する第４の手段と、前記第３の手段が算出した操舵量と第４の手段が検出した操舵量との差分が少なくなるように操向装置を駆動する第１の駆動手段とからなると共に、前記駆動手段をステアリングホィールの握り部と前記操向装置との間に配置し、さらに前記第２の手段の出力により車両が走行車線を変更したことが判明したとき、前記第１の駆動手段の作動を停止するように構成したことを特徴とする車両の操舵角補正装置。
【請求項６】
走行中の車の前方道路の車線状態を知る第１の手段と、自車の道路車線に対する現在の位置関係を知る第２の手段と、前記第１、第２の手段の出力から前方道路車線に対する自車の位置関係を維持するために必要な操舵量を算出する第３の手段と、現在の操舵量を検出する第４の手段と、前記第３の手段が算出した操舵量と第４の手段が検出した操舵量との差分が少なくなるように操向装置を駆動する第１の駆動手段とからなると共に、前記駆動手段をステアリングホィールの握り部と前記操向装置との間に配置し、さらに前記第２の手段の出力により車両が走行車線を変更したことが判明したとき、前記第１の駆動手段は前記操向装置を前記ステアリングホィールの中立位置に相当する所定の角度に向けて駆動するように構成したことを特徴とする車両の操舵角補正装置。
【請求項７】
走行中の車の前方道路の車線状態を知る第１の手段と、自車の道路車線に対する現在の位置関係を知る第２の手段と、前記第１、第２の手段の出力から前方道路車線に対する自車の位置関係を維持するために必要な操舵量を算出する第３の手段と、現在の操舵量を検出する第４の手段と、車体と操向装置との間にあって前記第３の手段が算出した操舵量と第４の手段が検出した操舵量との差分が少なくなるように前記操向装置を駆動する第２の駆動手段と、前記操向装置に対するステアリングホィールの握り部の相対角度を変更し得る相対角度可変手段とからなると共に、前記ステアリングホィールに加えられた操舵力の方向と大きさを検出するトルク検出手段を含み、前記トルク検出手段の出力に関連付けて前記維持すべき自車と前方車線との相対位置関係を変更するように構成したことを特徴とする車両の操舵角補正装置。
【請求項８】
走行中の車の前方道路の車線状態を知る第１の手段と、自車の道路車線に対する現在の位置関係を知る第２の手段と、前記第１、第２の手段の出力から前方道路車線に対する自車の位置関係を維持するために必要な操舵量を算出する第３の手段と、現在の操舵量を検出する第４の手段と、車体と操向装置との間にあって前記第３の手段が算出した操舵量と第４の手段が検出した操舵量との差分が少なくなるように前記操向装置を駆動する第２の駆動手段と、前記操向装置に対するステアリングホィールの握り部の相対角度を変更し得る相対角度可変手段とからなると共に、前記ステアリングホィールの握り部と操向装置間の相対変位を検出する変位検出手段を含み、前記変位検出手段の出力に関連付けて前記維持すべき自車と前方車線との相対位置関係を変更するように構成したことを特徴とする車両の操舵角補正装置。
【請求項９】
前記第２の手段の出力に前記トルク検出手段の出力又は前記変位検出手段の出力に応じた量を影響させることで、前記維持すべき自車と前方車線との相対位置関係を変更するように構成したことを特徴とする請求項７項または８項記載の車両の操舵角補正装置。
【請求項１０】
目標とする自車と前方車線との相対位置関係に前記トルク検出手段の出力又は前記変位検出手段の出力に応じた量を影響させることで、前記維持すべき自車と前方車線との相対位置関係を変更するように構成したことを特徴とする請求項７項または８項記載の車両の操舵角補正装置。
【請求項１１】
前記ステアリングホィールの握り部と操向装置との間にあって両者の相対運動を所定の角度の範囲に規制する機械的な規制手段を用意したことを特徴とする請求項１項から１０項のいずれかに記載の車両の操舵角補正装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は車両の操舵角補正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
運転状況に応じて運転者の入力した操舵角度を補正して実舵角とする概念はこれまでに多数提案されてきた。例えば特公昭５１−４２３７５号公報にはヨーレート（車両重心を通る鉛直回りの角速度）に応じて入力舵角を補正し、実舵角とする概念が提案されている。
【０００３】
また特公昭５８−５８２６号公報では車速に応じて入力舵角に対する実舵角の割合を補正する概念が提唱されている。これらは運転者が基本的に操縦していると言う点で、自動運転車とは概念が異なっている。
【０００４】
近年コンピュータ技術の驚異的な進展は、車両の前方の状況を事前に把握する各種のセンサ、及びそのセンサからの出力を利用した知能レベルに関する技術の発展を促してきた。例えばＣＣＤカメラによる画像解析から前方の車線の自車に対する相対的な位置関係や車線の曲がり具合を知ることができるようになったし、レーダ技術は前方の障害物の存在と、そこまでの距離を瞬時に算出、衝突の可能性を割り出して運転者に警報の形で警告したり、或いは自動的に制動、又は回避行動をとる技術などが提案されている。
【０００５】
この種の「予見センサ」の出力を利用して車両を自動的に操縦する「自動運転車」は、価格や信頼性にまだ改善すべき余地を残しているものの基本技術としては完成しつつある。この概念は運転者が基本的に運転の当事者ではなくなると言う点で上記の概念とは異なっている。本出願人も先に特開平５−１９７４２３号でそれに関する技術を提案している。
【０００６】
自動運転車の技術が熟成し普及する前の段階では、人間が運転の主導権を握ったままこれらの「予見センサ」の出力を最大限に利用した、マンマシーン協調のシステムが実現するものと予想される。この協調システムの下では、人間はセンサ情報に基づいたコンピュータの制御出力を一種の情報として享受しつつ自らは自分の意志によってコンピュータの操縦を承認、或いは自分の意志と食い違いがあるときは、直ちにこれに介入して自分の意志通りの運転を実現することができるようになる。この種の概念に基づいて既に実用化された技術では、車両の進行方向に限った制御技術としてオートクルーズがあるが、車両の横方向の運動制御に関する技術で実用化された技術はまだない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
予見センサを利用する技術の特徴は、これから起きるであろう事態を予測し、その予測結果に基づいて必要に応じて修正動作を加えることにある。フィードバック技術が既に起きた現象を検出して修正動作を加えるのに比べて位相が早く、よりスムースに運転ができる。
【０００８】
ＣＣＤカメラなどの情報に基づいて操舵系に舵角を入力し、車両をレーン（車線）に沿って走らせる技術として前記した特開平５−１９７４２３号公報記載のものがあり、例示の明細書には操舵部が図示されているが、その操舵部がどのように車体に固定されているかまでは言及していない。通常の自動運転車であれば、操舵部は車体に固定されており、直接操舵系を駆動することが一つのやり方として想起される。このように車体に固定する方式では、その操舵時の反力は車体が担うのは当然である。
【０００９】
上記した従来技術（特開平５−１９７４２３号）では明示されていないが、当然人間が操舵するためのステアリングホィールは装備されているものと思われ、この場合にはシステムが自動運転をしているときには、ステアリングホィールは制御出力に応じて時計方向、反時計方向に随時動くことになり、もし運転者が自分の意志を伝えたいときは、ステアリングホィールを直接回すことで、割り込み操舵が可能となる。
【００１０】
この割り込み操舵を行う場合、当初はシステムが運転者の意志に逆らう為に重い操舵力となることは否めない。また運転者が割り込みをかける場合は駆動モータの慣性力やモータの出力を高める目的で挿入される減速機の内部摩擦力も抵抗となる。これらの抵抗を減少させる最も簡単な手法は、人間が介在したことを何らかのセンサが感知して、駆動モータをシステムから切り離すクラッチを別途用意することであるが、人間の介在を感知するセンサも、切り離すクラッチも技術的にはまだ小型で安価なものが開発されていない。
【００１１】
本発明はこのような背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは運転者が、常時、装置（システム）と協調関係を保ちつつ、運転者の意志と装置の決定とが異なるときは何時でも直ちに介入できる、マンマシーンのインターフェイスを兼ね備えた、セミ自動操舵の概念を有する車両の操舵角補正装置を提供することにある。
【００１２】
即ち、自動操舵とマニアル操舵とが両立できるシンプルな装置を提案することにあり、なかんずくマニアル操舵に切替えるときに自然な感覚で切替えることができ、且つそのときに自然な操舵感覚の得られる車両の操舵角補正装置を提供することにある。
【００１３】
更にまた、操舵機構が直接操舵系を駆動する場合には操舵機構の担う回転トルクと回転速度とは車両をレーンから逸脱させないために必然的に大きく、従って駆動モータの大きさも大型のものとなるが、操舵系の設計では通常、そのような大型のデバイスを設置するためのスペースを用意することが非常に困難な場合が多い。もしここで駆動に要求される所要エネルギーが小さくて済む手法が提案できれば既存のレイアウトに大きな変更を加えることなく、上記した装置を提供することが容易となる。
【００１４】
従って本発明の第２の目的は、自動運転に要するエネルギーが従来技術に比べて少なくて済み、従って既存のレイアウトに大きな変更を加えることなく実現できるようにした車両の操舵角補正装置を提供することにある。
【００１５】
更に本発明の第３の目的は、装置が微少な補正操作を行う際に、その修正操作の方向を運転者にとっても大局的な操作の方向と一致させることで、運転者の大局的な操作を助長させ、一層マンマシーンの協調が図られるようにした車両の操舵角補正装置を提供することにある。
【００１６】
更に本発明の第４の目的は、具体的な商品設計に際して、よりコンパクトでより信頼性が高く、結果的に安価な形態で提供することができる車両の操舵角補正装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、この発明は、走行中の車の前方道路の車線状態を知る第１の手段と、自車の道路車線に対する現在の位置関係を知る第２の手段と、前記第１、第２の手段の出力から前方道路車線に対する自車の位置関係を維持するために必要な操舵量を算出する第３の手段と、現在の操舵量を検出する第４の手段と、前記第３の手段が算出した操舵量と第４の手段が検出した操舵量との差分が少なくなるように操向装置を駆動する第１の駆動手段とからなると共に、前記駆動手段をステアリングホィールの握り部と前記操向装置との間に配置する如く構成した。
【００１８】
更には、走行中の車の前方道路の車線状態を知る第１の手段と、自車の道路車線に対する現在の位置関係を知る第２の手段と、前記第１、第２の手段の出力から前方道路車線に対する自車の位置関係を維持するために必要な操舵量を算出する第３の手段と、現在の操舵量を検出する第４の手段と、車体と操向装置との間にあって前記第３の手段が算出した操舵量と第４の手段が検出した操舵量との差分が少なくなるように前記操向装置を駆動する第２の駆動手段と、前記操向装置に対するステアリングホィールの握り部の相対角度を変更し得る相対角度可変手段とからなる如く構成した。
【００１９】
【作用】
運転者が、常時、装置（システム）と協調関係を保ちつつ、その意志と装置の決定とが異なるときは何時でも直ちに介入できる、マンマシーンのインターフェイスを兼ね備えた、セミ自動操舵の概念を有すると共に、マニアル操舵に切替えるときに自然な感覚で切替えることができる。
【００２０】
更に、自動運転に要するエネルギーが従来技術に比べて少なくて済み、従って既存のレイアウトに大きな変更を加えることがなく、装置が微少な補正操作を行う際に、その修正操作の方向を運転者にとっても大局的な操作の方向と一致させることで、運転者の大局的な操作を助長させ、一層マンマシーンの協調を図ることができる。更に、具体的な商品設計に際して、よりコンパクトでより信頼性が高く、結果的に安価な形態で提供することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に即してこの発明の実施の形態を説明する。
【００２２】
図１ないし図３はこの発明に係る車両の操舵系を示す説明図である。
【００２３】
図１において、操向装置１０はラックアンドピニオン形式のもので、ピニオン１２はこれと機械的に結合するステアリングホィール１４の回動によりコラム１６を介して駆動され、ラック１８を図で上下に駆動する。ラック１８の動きはタイロッド（図示せず）を介して操舵車輪（図示せず）を転向させ、所望の操舵を得る。
【００２４】
図２は図１に示すステアリングホィール１４を運転席側から見た説明平面断面図であり、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ  線断面図である。図示の如く、操舵機構３０はサーボモータ３２とその周辺機器により構成されると共に、ステアリングホィール１４の内部に一体的に組み込まれる。
【００２５】
サーボモータの出力はウォームギア形式の減速機３４でトルクを増大され、サーボモータ３２が通電されると、ステアリングホィール１４とコラム１６との間に相対運動を生じ、その方向と大きさとに応じてコラム１６をステアリングホィール１４に対して時計方向または反時計方向に駆動する。
【００２６】
ウォームギア（減速機３４）は一方で、ステアリングホィール１４から物理的な力でコラム１６を駆動しようとしてもセルフロックする性質があり、かかる不可逆伝達機構を備えることで、万一電気系統に断線などの異常が生じても運転者は直接ステアリングホィールを回すことで操舵が可能となる。また後述するように、装置が制御を停止した場合にも、自動的に手動操向に切り替わることができ、切替え時のより自然な感覚を保証できる。
【００２７】
またこの特性は、運転者が自分の意志のみで運転したいときに後述するスイッチを切って舵角補正制御を停止させるときにも、ステアリングホィール１４とコラム１６間の結合をリジットにする働きがあり、このときは従来の操舵感覚で操縦できることになる。減速機３４の出力は歯のついたゴムベルト３６によってコラム１６と機械的に結合する被駆動プーリ３８に伝えられる。
【００２８】
上記構成において、運転者がステアリングホィール１４を操作すると、その動きは直接コラム１６に伝えられるために、操舵機構３０のサーボモータ３２は必要な操舵角度とステアリングホィールに入力された角度との差分のみを出力すれば良い。この利点は後ほど更に詳述する。
【００２９】
ここで、駆動した方向と角度とを検出するためにサーボモータ３２の出力軸にはエンコーダ４０が設けられる。また、ピニオン１２の回転角度（出力舵角）を検出するためのエンコーダ４２が図１に示すように設けられ、所望の操舵角度が出力されているかどうか監視する。
【００３０】
更に、図３に詳しく示すように、ステアリングホィール１４に加えられた操舵トルクを検出するために、ステアリングホィール１４と機械的に結合してトルクセンサ４８が回転軸（コラム１６）と同芯に配置される。このトルクセンサ４８は図において右端で複数のボルトによりサーボモータ３２の取り付けベース５０と一体に結合され、結果的にサーボモータ３２をステアリングホィール１４に固定している。
【００３１】
被駆動プーリ３８はキーなどの適切な手法によってコラムパイプ１６ａに固定され、プーリ３０の回転は同時にコラムパイプ１６ａの回転となる。コラム１６をコラムパイプ１６ａに固定するためにセレーションなどの継ぎ手を介して特殊ナット１６ａにより強固に固定される。このように、図示の形態にあってはサーボモータ３２などの操舵機構はステアリングホィール１４側に固定され、車体側に固定されない。
【００３２】
コラムパイプ１６ａとステアリングホィール１４間の相対回転運動量を規制するために、ステアリングホィール１４側より水平方向に伸びた舌５８がコラムパイプ側に設けられたスリット６０に差し込まれ、舌５８はスリット６０の内部では自由に相対回転でき、舌５８がスリット６０の壁に突き当たった後では両者は一体となって回転運動する構造になっている。このような構造はパワーステアリングの世界ではロストモーションコネクションとして公知であり、その場合にはパワー失陥時のフェイルセイフ機構を構成している。
【００３３】
図４は出願に係る装置を全体的に示すブロック図である。尚、出願に係る装置は、本出願人が先に提案した特開平５−１９７４２３号公報記載の技術を前提にしている。
【００３４】
図示の如く、この出願に係る装置は、車両（図示せず）の適宜位置に取り付けられ、進行方向前方を撮像するＣＣＤカメラ７０と、それが撮像した画像情報を演算・処理する画像処理部７２と、演算・処理された画像情報から走行可能な領域を認識する走行可能領域認識部７４と、その走行可能な領域内において車両を走行させるべき目標経路を設定する目標経路設定部７６とを備える。尚、図示は省略するが、運転席付近の適宜位置には装置をオン・オフするスイッチが設けられる。
【００３５】
また、車両のドライブシャフト（図示せず）などの適宜位置には、車両の走行速度Ｖを検出する車速センサ８０が設けられると共に、車両の中心位置付近にはヨーレート（車両重心の鉛直軸回りの角速度）γを検出するヨーレートセンサ８２が設けられる。尚、入力舵角θおよび出力舵角δを検出するエンコーダ４０，４２は先に述べた通りである。
【００３６】
ＣＰＵ８４はＣＣＤカメラ７０の撮像信号より走行可能領域が確認され、目標経路が設定された後、後述のようにサーボモータ３２への目標舵角θＤ  を演算して出力し、モータアンプ８６を介してサーボモータ３２を駆動する。
【００３７】
図５は出願に係る装置の動作を示すフロー・チャートである。尚、図示のプログラムは例えば１０ｍｓごとに起動される。
【００３８】
以下説明すると、先ずＳ１００でフラッグのビットが１にセットされているか否か判断する。ここで、フラッグのビット（初期値０）が１にセットされているときは以下に説明するＳ１０１からＳ１１０までの制御を行わないものと約束する。
【００３９】
Ｓ１００で否定されるときはＳ１０１に進んで前記したセンサ情報を読み込み、Ｓ１０２に進んで座標上での自車（車両Ｗとする）の傾斜角度ΘＷ  を算出する。
【００４０】
図６を参照して説明すると、出願に係る装置の動作は先に提案した技術（特開平５−１９７４２３号）を前提とし、前記した目標経路設定部７６において、図示の如く、ＣＣＤカメラ７０より得られた画像情報から道路線分を抽出し、その抽出した道路線分から走行可能領域Ａを平面的に認識し、そこに予め定められた規則（走行可能領域の中心に目標経路を設定するなど）に従って目標経路Ｍを設定する。
【００４１】
この場合、目標経路Ｍは同図に示すように、車両Ｗ（自車）を原点ｏ、車両Ｗの前後方向をｘ軸、車幅方向をｙ軸とするｘ−ｙ軸座標において、点列より形成された曲線Ｍとして表現される。尚、Ｘ−Ｙは固定座標（即ち、ｏを原点とする座標）である。
【００４２】
ＣＰＵ８４は目標経路Ｍ上に目標点Ｐを定め、車両Ｗを目標点Ｐまで到達させる目標点到達ヨーレートγＰ  を求め、目標点Ｐにおける車両Ｗの傾斜角度θＰＷと目標経路Ｍの傾斜角度θＰＭとの角度偏差ΔθＰ  を求める。そして、角度偏差ΔθＰ  を減少させるのに要するヨーレートの補正分を求めて目標ヨーレートを補正し、補正目標ヨーレートγｍ  となるような目標舵角δｍ  を求め、その値となるように舵角制御する。
【００４３】
ここで、Ｘ−Ｙ固定座標における車両Ｗの傾斜角度ΘＷ  は具体的には、車両Ｗの停止時に、車両Ｗを基準とするｘ−ｙ相対座標とＸ−Ｙ固定座標とが一致するように初期設定しておけば、図５フロー・チャートが起動される度に、検出したヨーレートγを積分することで求められる。
【００４４】
図５フロー・チャートにおいては続いてＳ１０３に進んで車両Ｗの現在位置を算出する。これは車両Ｗのｘ−ｙ相対座標の原点ｏのＸ−Ｙ座標成分（ＸＷ，ＹＷ  ）を求めることを意味する。
【００４５】
続いてＳ１０４に進んで目標点Ｐを設定する。これは目標経路Ｍをｘ−ｙ相対座標における点列として表現したことから、車両Ｗの現在の車速Ｖでｘ軸方向に所定の予見時間Ｔだけ移動した距離ｘｐ（＝ＶＴ）をｘ座標成分とする、目標経路Ｍ上の点として設定する。
【００４６】
続いてＳ１０５に進んで目標ヨーレートγｍ  を算出する。
【００４７】
これは先ず、目標点到達ヨーレートγＰ  、即ち、車両Ｗを現在位置（原点ｏ）から目標点Ｐに到達させるための車両Ｗのヨーレートを適宜な式から求めることで行う。続いて目標点Ｐにおける車両Ｗと目標経路Ｍとの角度偏差ΔθＰ  を求め、角度偏差ΔθＰ  を解消するヨーレートの補正分ΔγＰ  を求める。続いて目標ヨーレートγＰ  から求めたΔγＰ  に補正係数Ｋｍ  （後述）を乗じて得た積を減算して目標ヨーレートγＰ  を補正することで行う。
【００４８】
この補正係数Ｋｍ  について説明すると、図示のフロー・チャートではＳ１０１の後、Ｓ１０２以下の処理と平行してＳ１０６およびＳ１０７の処理が平行して行われ、Ｓ１０６で走行可能経路Ａ（前記した走行可能領域に同じ）の曲率ρ、道幅Ｄを求め、Ｓ１０７に進んで曲率ρ、道幅Ｄ、車速Ｖからファジー推論により補正係数Ｋｍ  を求める。
【００４９】
これは、走行可能路の曲率などによっては滑らかに目標経路に収束するのが困難であることに鑑み、走行経路の曲率や道幅などの状態量に応じて補正係数を求めると共に、その算出をファジー推論を用いて行うようにした。尚、その詳細は先に提案した技術に詳細に述べられているので、ここでの説明は省略する。
【００５０】
続いてＳ１０８に進んで目標ヨーレートγＰ  を生ぜしめる舵角を目標舵角δｍ  として算出する。これはヨーレートと舵角との関係を記述する適宜な式を用いて行う。
【００５１】
続いてＳ１０９に進んで目標舵角δｍ  となるようにサーボモータ３２の変位角度の目標値θＤ  を算出し、Ｓ１１０に進んでサーボモータ３２の変位が目標値θＤ  に一致するようにフィードバック制御する。
【００５２】
続いてＳ１１１に進んで道路車線（レーン）の変更があったか否か判断する。即ち、運転者が介入して操舵を行い、その結果車両Ｗがそれまでのレーンから離れて隣のレーンに移行したか否かを目標経路設定部７６の出力から判断する。そしてそれが確認された場合には、以下に述べるようにＳ１０１からＳ１１０までの制御を中止する。
【００５３】
Ｓ１１１で肯定される、即ち、車線変更と判断された場合にはサーボモータ３２がロストモーション機構の限界位置、換言すれば舌５８がスリット６０の壁に当接する位置まで駆動されていると推定されることから、これを元に戻してから上記制御を停止させるように「修復」動作を挿入した。
【００５４】
即ち、Ｓ１１１で肯定されるときはＳ１１２に進んで前記フラッグのビットを１にセットし、Ｓ１１３に進んでサーボモータ３２の目標変位角度θＤ  を零に設定し、Ｓ１１４に進んでその角度となるようにサーボモータ３２を低速で駆動制御する。次いでＳ１１５に進んで検出値が零に達したか否か判断し、否定されるときはＳ１００に戻る。
【００５５】
そして次回のプログラムループにおいてＳ１００で肯定されてＳ１１３にスキップし、Ｓ１１４を経由してＳ１１５で検出値が零に達したと判断されるとき、プログラムを終了する。この修復動作は例えば２ｄｅｇ／ｓｅｃ  程度の時間をかけて行う。
【００５６】
この修復機能がないと直進走行の際にステアリングホィール１４が真っ直ぐに位置しないので、不自然な感覚を運転者に与えたり、再度Ｓ１０１からＳ１１０までの制御を実行する場合に、左右いずれかにサーボモータ３２を駆動する余裕がない、と言った不都合が生ずる可能性があるからである。
【００５７】
尚、Ｓ１１１で否定されるときはＳ１１６に進んでプログラム終了か否か判断し、否定される限りＳ１００に戻る。即ち、運転者が操舵に介入しようと否とに係わらず、同じレーン内を走行している場合には引き続きＳ１０１からＳ１１０までの制御を継続する。
【００５８】
上記において、先に提案した技術（特開平５−１９７４２３号）との相違点は、操舵機構が車体側に固定されていないことに加えて、目標舵角δｍ  を算出した後、エンコーダ４２の値がその目標値になるように、サーボモータ３２をフィードバック制御で駆動することにある。そのときのサーボモータの角度変位をθ（エンコーダ４０出力）とすると、δｍ  とθとの間には次の関係式が成り立つ。
δｍ  ＝δＨ  ＋θ／  ＫＷ
【００５９】
但しここで
ＫＷ  ：ウォームギア（減速機３４）のギア比
δＨ  ：運転者がステアリングホィールを介して入力した操舵角度で絶対空間に対する値
このように、δｍ  とθとが直接計測可能なためδＨ  は上式により検知できる。
【００６０】
従って、出力操舵角を検出するエンコーダ４２の検出角度δと目標角度δｍ  との差分があれば、その差分にギア比を乗じた量が、サーボモータ３２の目標角度θＤ  となる。この目標角度と現在のサーボモータの角度θとの差分を埋めるために、サーボモータが発揮しなければならないトルクＴＭ  は：
ＴＭ  ＝Ｋ０  ｛ＫＷ  （  δｍ  −δ）−θ｝      但しＫ０  はゲイン定数
で表され、このトルクを発生させる電流をモータアンプ８６は出力する。
【００６１】
以上詳述してきたように、この実施の形態に係る装置によるときは運転者は大局的な操舵入力を行うだけで、あとは自動的にレーンに追従した操舵が行われ、その分運転者の疲労軽減が図られる。運転者がステアリングホィールを放してしまうと、前記の如く操舵機構３０は車体側に固定されていないことから、路面からの反力を受ける部位がなくなるためにステアリングホィールの方は空転し、実質的な操舵は実現しない。
【００６２】
このために運転者に常時ステアリングホィールを握らせることが必然的に実現できる。また運転者が大局的な操舵行為を行うために、サーボモータの駆動する速度は緩やかなもので足りることになり、小型で軽量なサーボモータでも本発明を実現しうる利点がある。
【００６３】
例えば緩いカーブに沿って運転している場合を想定するに、運転者はそのカーブに適した操舵角度を入力しているので、装置が補正する舵角は運転者の舵角によってレーンに追従しきれない分のみを補正すれば良いことになる。道路の曲率が変化しても、運転者はその折々の変化に対応した舵角を入力するので、やはりモータの補正量は少なくて済むと言う利点がある。
【００６４】
運転者の入力した舵角がその道路の曲率に対して著しく過不足している場合には、当然のことながら車両はレーンから逸脱を始めるので、運転者は自分の入力した舵角が不足、又は過剰であることを知ることができる。
【００６５】
但しこの実施の形態によるときは、必ずしも人間の大局的な操舵入力と装置の目標操舵量との差分が小さいものとはならず、後述する第３の実施の形態に比べてサーボモータの容量が大きくなることは否めない。例えば運転者が未熟な場合や疲労が著しい場合には大局的な操舵量が見当違いの量となる可能性があるために、サーボモータはある程度の容量を備えるように設計する必要がある。
【００６６】
この実施の形態によるときは、例えばほぼ直線の道路で運転者がステアリングホィールを真っ直ぐに保持していた場合にはコラム１６は画像情報に基づいた装置の出力によってレーンに沿うべく前輪は微少な操舵を与えられるのであるが、たまたまステアリングホィールの操作をしないまま大きな曲率の道路に差しかかると、前輪が操舵され、その結果路面からの反力がコラム１６を通じて運転者に伝えられることになる。
【００６７】
この路面からの反力とは、この技術分野では良く知られているが、タイヤに与えられたジオメトリに基づいて発生するアライニングトルク（  前輪を真っ直ぐの直進状態に戻そうとするトルク  ）のことである。ステアリングホィールを操作しないのに車両を直進状態に戻す方向の操舵トルクを感じ取るわけであるが、その後に前方のシーンは操舵に応じた挙動を示すので、運転者は前輪が切れていることを視覚によっても確認できる。視覚以外にも横加速度が発生しており、その加速度によっても旋回状態に車両が置かれていることを知ることができる。
【００６８】
また装置がレーン追従の制御出力をしている場合でも運転者が例えば障害物を避けたり、又は隣のレーンに移行したいと思ったときは、運転者はステアリングホィールに必要な操舵角度を入力するだけで、簡単に装置に対してオーバーライドすることができる。
【００６９】
このときは当然装置は運転者の操舵を打ち消すような舵角を出力しているが、操舵系に作用しているトルクは路面反力だけであるために、サーボモータの動きのあるなしに係わらずステアリングホィールに伝えられるトルクは路面反力のみとなり、操舵機構３０を車体に固定した場合がサーボモータが運転者の意志に逆らう反力トルクを発生するのに比べて格段にスムースにオーバーライドできる利点がある。
【００７０】
更に又この実施の形態によるときは、レーン中央を走行するように目標舵角δｍ  が決定されることから、レーンからの逸脱に対して自動的な補正が加えられることとなり、例えば横風や路面の凹凸などに起因する外乱が加えられて車両をコースから逸脱させようとしても、元のコースに自動的に復帰するように補正が加えられるので、運転者としては上記の外乱に対して殆ど何もしないでいることができる。
【００７１】
このことを車両の軌跡で見れば、外乱に対してコースからのズレが熟練した運転者と同じように収斂することを意味し、それだけ自車の安定性が増したことになる。また同時に隣のレーンを走行している車両から見れば、回りの走行秩序がそれだけ安定した状態に保たれるので、デスターブされずに済むと言う利点をもたらす。
【００７２】
この実施の形態によるときは、停電等の故障のときに装置は固着した状態になるために直ちにマニアル操舵に移行できる利点がある。また前述のようにスイッチを介して装置を不作動にして全て運転者が操縦する場合でも従来と同じリジットな操舵感覚を楽しむことができる。
【００７３】
更に又レーンチェンジを終えた後など、装置が作動を停止したときも基本的にマニアル操舵に移行するので、その移行時の操舵感覚は自然なものとなり、商品性を高めることができる。尚、後述の第２の実施の形態によるときも停電時に結合し通電時には結合を解除するクラッチをモータと並列に追加するだけで、容易にこの利点を作りだすことができる。
【００７４】
また今までのレーンから隣のレーンに移行（車線変更）した場合にはレーン追従走行を禁止するように構成したから、隣のレーンに移行した後も、元のレーンに戻ろうとするような運転者の意図に反した挙動をすることが防止できる。更に隣のレーンに移行した場合とか、スイッチを操作して装置を働かないようにした場合には、サーボモータの位置を中立点にゆっくりと戻すように構成したから、ステアリングホィールの位置が傾いたまま走行することが防止できるし、再度起動させる場合にサーボモータの制御が左右均等に用意された位置からスタートできるようになる。
【００７５】
図７はこの発明の第２の実施の形態を示す、図１と同様の操舵系の説明である。
【００７６】
第１の実施の形態ではサーボモータ３２をステアリングホィール１４の内部に収納した構造を示したが、その開示からこの発明の実施に当たっては、サーボモータ３２の配置位置はステアリングホィールの握り部（リム）１４ａと操向装置１０の間であれば何処でも良いことが理解できよう。
【００７７】
そこで、第２の実施の形態ではコラム１６中央にサーボモータ３２を設けた例を示す。図７においてサーボモータ３２はケーシング３２ａ側がステアリングホィール１４側に固定され、回転軸３２ｂ側が減速機（図示せず）を介して操向装置のピニオン１２側に固定される。また、その間には図８（図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線拡大断面図）に示すようにロストモーション機構が設けられ、その範囲内（約２０度）で両軸は相対変位できるようにした。尚、減速機にはセルフロック機能を有しないものを用いた。
【００７８】
第２の実施の形態ではサーボモータ３２への電力供給が停止した場合には、ロストモーションの許す遊びの最大値まではステアリングホィールを切っても実質的な操舵が生じない。
【００７９】
もっとも、ロボット技術の分野ではかかる電力の供給ストップの場合に自動的に結合するクラッチが開発されており、そのクラッチ機構をモータと直列に配置しておけば、停電と同時にクラッチの結合が行われ、運転者の意志通りの操舵が得られることになる。このクラッチ機構については、本発明の重要な部分を構成するものではないし、且つロボット技術では公知公用に供されているために、説明は省略する。
【００８０】
第２の実施の形態ではサーボモータ３２に付属する減速機にセルフロックの機能がない点を除いて、第２の実施の形態と構成は異ならない。従って、作用と効果において同じである。
【００８１】
図９はこの発明に係る装置の第３の実施の形態を示す、操舵機構の説明図である。
【００８２】
第３の実施の形態に示す操舵系はステアリングホィール１４と操向装置１０、及びこれらを繋ぐコラム１６よりなり、操舵機構はコラム１６の中間にはプーリ８８およびベルト９０を介して出力トルクを伝達するバイアスモータ９２から構成される。バイアスモータ９２の回転量θＢ  は、エンコーダ９４を通じて検出される。バイアスモータ９２の出力トルクは、基本的には第１の実施の形態で述べた目標舵角δｍ  の算出結果に比例した大きさに設定する（後述）。
【００８３】
尚、第３の実施の形態のステアリングホィール１４の内部の構造は先の第１の実施の形態と同じ構成である。従って第３の実施の形態では制御モータが２個（３２，９２）存在する。
【００８４】
図１０は第３の実施の形態に係る装置を全体的に示すブロック図である。第１の実施の形態との相違は、ＣＰＵ８４に入力される情報にステアリングホィール１４に加えられる操舵トルクτが追加されたことである。更には、バイアスモータ９２の回転量θＢ  を検出するエンコーダ９４およびバイアスモータ９２を駆動するモータアンプ９６も追加される。
【００８５】
以下、図１１フロー・チャートを参照して第３の実施の形態に係る装置の動作を説明する。
【００８６】
先ず、Ｓ２００でロストモーションの中央位置に対するステアリングホィール１４の位置を検出するためにサーボモータ３２をゆっくり回転させて両側の機械的なストッパ１２ａ，１２ｂ（図８）に当接したときのエンコーダ値を２回読み取り、その平均値をもってロストモーションの中央位置（図１２に示す）と判断する。この作業によりＣＰＵ８４は、ステアリングホィール１４がコラム１６に対してどの角度傾いているかをリアルタイムに認識することができる。
【００８７】
続いてＳ２０１に進んで各種センサ出力を読み取ってＳ２０２からＳ２０９まで進み、Ｓ２０４を除いて第１の実施の形態と同様の処理を行った後、Ｓ２１０に進んでバイアスモータ９２の出力トルクＴＢ  を、目標舵角δｍ  に係数ＫＢ  （適宜設定）を乗じて算出する。
【００８８】
続いてＳ２１１に進んでサーボモータ３２の変位角度の目標値θＤ  を検出操舵トルクτに係数ＫＳ  （  適宜設定）  を乗じて決定し、Ｓ２１２に進んで検出値θが決定された目標値θＤ  に一致するようにサーボモータ３２の出力トルクＴＳ  を決定する。
【００８９】
上記で入力操舵トルクをＫＳ  倍した角度の変位、より具体的には図１２に示す如く、入力操舵トルクτに比例したモータ変位を与えることとする。即ち、中立点を境に左右対称にモータ変位を設定する。
【００９０】
かかる制御を行うことにより、モータ機構は一種のバネの機能を発揮することになる。このようにストロークとそのストロークにおける反力をもつ仮想的なバネを制御で作りだす手法自体はロボット工学ではコンプライアンス制御と呼ばれ、公知公用に供されている。
【００９１】
続いてＳ２１３に進んで決定した出力トルクＴＢ，ＴＳ  をモータアンプ８６，９６に出力してバイアスモータ９２とサーボモータ３２を駆動する。尚、図１１に示すプログラムでは第１の実施の形態の図５で述べた車線変更（レーンチェンジ）時の行動やその後の「修復」動作については説明の便宜上、省略した。
【００９２】
ここで、Ｓ２０４の処理について説明すると、Ｓ２０３で検出した自車の車幅方向の位置ＹＷ  に、ステアリングホィール１４に加えられた操舵トルクτに比例した量（正確には操舵トルクτに係数ＫＣ  （適宜設定）を乗じた積）を故意に加えて、これをもって自車の位置と誤認識させるようにした。
【００９３】
この操作により自車がレーンに対して当該量だけズレていると考えたシステムは修正動作に入り、結果的に自車をレーン内で当該量だけズレたコースを走行させることになる。この効果については後ほど述べる。
【００９４】
第３の実施の形態では必要な操舵力はバイアスモータ９２が担うので、運転者から見ればレーンの曲がりに沿ってステアリングホィールが自動的に適切な角度曲がろうとしている。従ってそっと手を添えて、誘導される方向にステアリングホィールを切っていけば、自然とレーンの曲率に沿った運転が実現することになる。
【００９５】
これは第１の実施の形態のときに、路面からの反力がステアリングホィールを直線走行の方に戻そうと働くのに比べると反対の方向に誘導されることになる。第１の実施の形態では運転者が大局的な操舵を行う場合に、専ら自らの経験を基に操舵角度を入力していたのに比べ、第３の実施の形態ではその大局的な操舵角度まで装置が示唆してくれることになり、運転者にとっては一層好ましいインターフェイスを構成することができる。
【００９６】
運転者が自分の意志でこの情報に逆らい隣のレーンに移行したければ、誘導トルクに逆らって操舵すればよい。その場合にはバイアスモータは自己の出力トルクとは逆に駆動されることになる（モータと言うよりは発電機として働くことになる）が、何ら問題は生じない。
【００９７】
また誘導トルクに従ってステアリングホィールを操作している場合、ステアリングホィールの位置がロストモーションの中心位置から離れるに従って、当該中心位置に引き戻そうとする反力が生じているので、運転者は図１２に示すように、ロストモーションの中心位置を操舵力で感じ取ることができ、第１の実施の形態で感じたようなロストモーションの中央部での遊びとは違った感覚を得ることができる。
【００９８】
また運転者が遊びの中央位置にステアリングホィールを置く結果、自動操舵システムからみれば、何時もステアリングホィールのセット位置の両側に等しい制御可能な角度が用意されていることになるので、制御の上からも好ましい結果をもたらす。
【００９９】
更に又、加えられた操舵力τに応じて、車両の現在位置を実際よりは少しずらして処理するために、目標コースを同じレーンの内で僅かに変えることができる。この機能は、例えばレーン内にタイヤで踏みたくない小さな物が落ちている場合とか、路肩で工事車両がいる場合のように少しレーン内の右側を走りたい場合にはステアリングホィールに少しトルクを加えることで容易に意志通りの走行が実現できて便利である。また入力トルクを加えると素直に車が挙動するので、上記の仮想バネの作用と相まって運転者からみれば前記遊びを事実上感じ取ることがなくなる。
【０１００】
ここに開示した例では、操舵トルクに応じて目標コースを変更させる技術であるが、操舵トルクの代わりにステアリングホィール１４の握り部１４ａと操向装置との間の角度変位を用いても同じ効果を実現できる。何故ならバネ系においては変位と力とは強い相関関係で結ばれているからである。この実施例ではステアリングホィール内部に収納されたモータの回転角度が利用できる。
【０１０１】
第３の実施の形態についても走行中に横風等の外乱に対して自動的な舵角補正が行われるので、運転者は修正操作の煩わしさが半減することになる。また第３の実施の形態において、装置が人間の操舵量を示唆するために人間と装置の目標操舵量の間の不一致はより少なくなり、そのためにステアリングホィール内部のモータは第２の実施の形態に比べて一層小型軽量のもので済む。
【０１０２】
このモータの小型化、少容量化について第３の実施の形態の特徴を更に強調すると、例えばこのような優れた操舵の誘導が行われているにも係わらず人間の操舵意志と装置の決定舵角とが大いに違う場合を想定してみる。モータの能力が足りないことは人間の意志決定に対するモータの補正が追いつかないことを意味するわけであるが、そもそも何故人間と装置との間にそれほど大きな差が生じているかを考える必要がある。
【０１０３】
その場合には人間がより高度な立場から、例えばレーンを変更しようとしているとか、高速道路から下りようとしているとかレーン維持とは違うことを意図しているわけであり、そのときは人間の操舵意志が装置に対してオーバーライドすると言う本来の目的に照らしても合理的なものであり、何ら心配することはない。
【０１０４】
ここでバイアスモータ９２をコラム１６にプーリ８８およびベルト９０で取り付ける例を示して説明したが、操舵系にバイアストルクを及ぼす機構としてはこれに限定される必要はなく、従来の油圧式パワーステアリングの内部機構や電動パワーステアリングのソフトを変更するだけでバイアストルクを作りだすことができ、本出願人が別途提案した出願（特願平７−２４６９０２号）にこれらの技術は開示されている。
【０１０５】
図１３はこの発明の第４の実施の形態を示すフロー・チャートである。
【０１０６】
第３の実施の形態ではコースを微小量ずらすのに、現在の自車位置を誤認識させる手法を開示したが、これ以外にも目標点をずらすことでコースズレを実現することができることを示す。第４の実施の形態では図１３に示すアルゴリズムのみが第３の実施の形態と異なり、その他の構成は全て第３の実施の形態と同じである。
【０１０７】
以下説明すると、Ｓ３００からＳ３０４まで第３の実施の形態と同様の処理を行った後、Ｓ３０５に進んで目標点ＰをＹ軸方向（車幅方向）において右にＫＣ  τだけ移動させ、これを新規に目標点としてＳ３０６以降に進んで第３の実施の形態と同様の処理を行うようにした。
【０１０８】
第４の実施の形態も第３の実施の形態と同じく、レーン中央を走行している場合に路上にタイヤで踏みつけたくないものなどがあるとき、容易に走行コースを微小量だけ変更することができる。
【０１０９】
目標コースを微小量ずらす手法には第３の実施の形態や第４の実施の形態以外にも、例えば画像処理部から得られた白線の位置を微小量左右にずらすことによっても実現できるし、本実施例から他の多くの手法が容易に想起できよう。
【０１１０】
図１４はこの発明の第５の実施の形態を示す、ステアリングホィール１４の説明上面図である。
【０１１１】
第５の実施の形態にあっては、先の第３の実施の形態でのステアリングホィール内部の構成を簡素化して一層生産性を高めたものを示している。第３の実施の形態のステアリングホィール内部構造が結果としてバネとダンパの組み合わせを制御的に実現していることに着目し、これを機械的なバネ１００とダンパ１０２（減衰子）で置換した。
【０１１２】
即ち、ステアリングホィール１４には大略Ｈ字状のレバー１０４がコラム１６に固定され、コラム１６とステアリングホィール１４とは軸受け１０６を介して相対回転自在に結合される。ステアリングホィール１４のスポーク部１４ｂとレバー１０４との間に上記したバネ１００とダンパ１０２が装着される。
【０１１３】
上記構成において、ステアリングホィール１４を回動させると、所定量（約１０度）を超えた時点でスポーク部１４ｂがレバー１０４の壁１０４ａに当接し、操舵力がレバー１０４からコラム１０６に伝達される。
【０１１４】
第５の実施の形態も、コラム１６を駆動するバイアスモータ９２（図示省略）が設けられる点は第３の実施の形態と同じである。
【０１１５】
第５の実施の形態にあっては作用の点では第３の実施の形態とほぼ同様であると共に、効果としては第３の実施の形態に比べて軽量、安価で信頼性も高い。特にステアリングホィール１４の内部のスペースが著しく節約できるために、エアバックなどのデバイスとスペース上の競合が生じにくい利点がある。
【０１１６】
反面でバネ特性の設定に際してその設計自由度が制約されることは否めない。またクラッチなどの機構を設けない場合、図１１フロー・チャートに示す制御を停止した場合にはバネの弾性の分だけ剛性感が低下するので、操舵系全体のゴムマウントを含めた剛性配分を設計する必要がある。
【０１１７】
また図示の如く、装置のハードウェアやソフトウェアに故障が生じた場合に備えて、その相対運動の最大値を規定するように機械的なストッパ（１４ｂ，１０４ａ）を設けたことから、万一の故障の場合でもマニアル操舵で障害物を回避することが可能となる。
【０１１８】
図１５はこの発明の第６の実施の形態を示す、図１４と同様のステアリングホィールの説明上面図である。
【０１１９】
第６の実施の形態に係るステアリングホィール１４は、第５の実施の形態のステアリングホィールにおけるバネ１００とダンパ１０２の組み合わせ構造を単純なゴム１１０で置き換えた。他の構成は第５の実施の形態と同様である。ゴムの特性は良く知られているように弾性がある反面、内部抵抗があって変位に対してヒステリシスを示す。これは一種のダンパが挿入されたのと等価である。
【０１２０】
ゴムの利用によりステアリングホィール１４をコラム１６に対して装着する設計上の利点は、第５の実施の形態では相対運動をする２つの部材間に精度の必要な軸受け機構と機械的なストッパが必要であったものが、必要ではなくなることである。
【０１２１】
尚、第５、第６の実施の形態においては高価トルクセンサを廃して、安価なポテンショメータ（変位検出手段）２００で代用するようにした。即ち、図１６に示す如く、ポテンショアーム２０６はスリット２０４によりステアリングホィール１４に同期して回転し、前記ステアリングホィール１４の回転角を検出する。
【０１２２】
上記の如く、走行中の車の前方道路の車線状態を知る第１の手段（７０，７２）と、自車の道路車線に対する現在の位置関係を知る第２の手段（７４，７６）と、前記第１、第２の手段の出力から前方道路車線に対する自車の位置関係を維持するために必要な操舵量（目標舵角δｍ）を算出する第３の手段（８４）と、現在の操舵量θを検出する第４の手段（４０）と、前記第３の手段が算出した操舵量（目標舵角δｍ）と第４の手段が検出した操舵量θとの差分が少なくなるように操向装置（１０）を駆動する第１の駆動手段（３２）とからなると共に、前記駆動手段をステアリングホィールの握り部（１４ａ）と前記操向装置（１０）との間に配置する如く構成した。
【０１２３】
更には、走行中の車の前方道路の車線状態を知る第１の手段（７０，７２）と、自車の道路車線に対する現在の位置関係を知る第２の手段（７４，７６）と、前記第１、第２の手段の出力から前方道路車線に対する自車の位置関係を維持するために必要な操舵量（目標舵角δｍ）を算出する第３の手段と、現在の操舵量θを検出する第４の手段（４０）と、車体と操向装置（１０）との間にあって前記第３の手段が算出した操舵量（目標舵角δｍ）と第４の手段が検出した操舵量θとの差分が少なくなるように前記操向装置を駆動する第２の駆動手段（９２）と、前記操向装置１０に対するステアリングホィールの握り部（１４ａ）の相対角度を変更し得る相対角度可変手段（３２）とからなる如く構成した。
【０１２４】
前記相対角度可変手段（３２）は、例えばステアリングホィールの握り部（１４ａ）と前記操向装置（１０）との間に設けられた第１の駆動手段（３２）、あるいはステアリングホィールの握り部（１４ａ）と前記操向装置との間に設けられた弾性体（１１０）、あるいはステアリングホィールの握り部（１４ａ）と前記操向装置（１０）との間に設けられた弾性体（１００）と減衰子（１０２）との組み合わせからなる。
【０１２５】
更に、前記第１の駆動手段（３２）が駆動状態にあるときステアリングホィールの握り部（１４ａ）と前記操向装置（３０）の間に相対運動が生じ、前記第１の駆動手段（３２）が非駆動状態にあるとき前記相対運動が生じない（３４）ように構成した。また、前記第１の駆動手段（３２）は少なくともその駆動力伝達経路に逆方向からの力伝達を防止する不可逆伝達機構（３４）を含む如く構成した。
【０１２６】
更に、ステアリングホィール（１４）に加えられた操舵力の方向と大きさτを検出するトルク検出手段（４８）を含み、前記トルク検出手段（４８）の出力に関連付けて前記相対角度変更手段（３２）の目標相対角度を決定する（θＤ  ＝ＫＳ  τ）  よう構成した。
【０１２７】
更に、前記ステアリングホィールの握り部（１４ａ）と操向装置（１０）との相対角度に関して、基準となる位置角度（θＤ  ＝０）を設定し、この基準位置からの相対角度の変位に応じて前記相対角度を減少させる方向に前記第１の駆動手段（３２）を駆動するように構成した。
【０１２８】
更に、前記第２の手段（７０，７２）の出力により車両が走行車線を変更したことが判明したとき、前記第１の駆動手段（３２）の作動を停止する（図５のＳ１１１）ように構成した。また、前記第２の手段（７０，７２）の出力により車両が走行車線を変更したことが判明したとき、前記第１の駆動手段（３２）は操向装置を所定の角度（θＤ  ＝０）に向けて駆動するように構成した。
【０１２９】
更に、ステアリングホィールに加えられた操舵力の方向と大きさτを検出するトルク検出手段（４８）を含み、前記トルク検出手段の出力に関連付けて前記維持すべき自車と前方車線との相対位置関係を変更する（ＹＷ  ＝ＹＷ  −ＫＣ  τまたはＰ＝Ｐ−ＫＣ  τ）  ように構成した。
【０１３０】
更に、前記操向装置（１０）は、ステアリングホィールの握り部（１４ａ）と操向装置間の相対変位を検出する変位検出手段（４０，２００）を含み、前記変位検出手段の出力θに関連付けて前記の維持すべき自車と前方車線との相対位置関係を変更するように構成した。
【０１３１】
更に、前記第２の手段（７４，７６）の出力に前記トルク検出手段（４８）の出力又は前記変位検出手段の出力に応じた量を影響させることで、前記の維持すべき自車と前方車線との相対位置関係を変更する（ＹＷ  ＝ＹＷ  −ＫＣ  τまたはＰ＝Ｐ−ＫＣ  τ）  ように構成した。
【０１３２】
更に、目標とする自車と前方車線との相対位置関係に前記トルク検出手段の出力又は前記変位検出手段の出力に応じた量を影響させることで、前記の維持すべき自車と前方車線との相対位置関係を変更する（ＹＷ  ＝ＹＷ  −ＫＣ  τまたはＰ＝Ｐ−ＫＣ  τ）  ように構成した。
【０１３３】
更に、前記ステアリングホィールの握り部（１４ａ）と操向装置との間にあって両者の相対運動を所定の角度の範囲に規制する機械的な規制手段（１２ａ，１２ｂ，５８，６０，１４ｂ，１０４ａ）を設けた如く構成した。
【０１３４】
尚、上記した第１ないし第６の実施の形態において、操向装置はラックアンドピニオンである必然性はないし、またパワーステアリングであるか、マニアルステアリングであるかも問題ではない。
【０１３５】
また、第３の実施の形態などで示したバイアスモータ９２は操向装置がパワーステアリングの場合には必ずしも必須条件ではなく、パワーステアリングが本来持っている駆動力発生装置で代用できる。例えば先に本出願人が特願平７−２４６９０２号で提案したように、電動式のパワーステアリングではソフトウエアを変更するだけで容易に実現できる
【０１３６】
また、上記した第１ないし第６の実施の形態において、前方の車線情報を得るのにＣＣＤカメラ７０を用いたが、それに限定されるべきではなく、他の手法による場合でも適用可能である。例えば近年道路側に磁気を帯びた目印を埋め込み、この磁気を頼りにレーン内を走行させる試みが提案されているが、この手法と現在よりも更に精密なナビゲーション情報が実用化されればＣＣＤカメラ情報に変えてこれらの情報を用いることができる。
【０１３７】
【発明の効果】
運転者が、常時、装置（システム）と協調関係を保ちつつ、その意志と装置の決定とが異なるときは何時でも直ちに介入できる、マンマシーンのインターフェイスを兼ね備えた、セミ自動操舵の概念を有すると共に、マニアル操舵に切替えるときに自然な感覚で切替えることができる。
【０１３８】
更に、自動運転に要するエネルギーが従来技術に比べて少なくて済み、従って既存のレイアウトに大きな変更を加えることがなく、装置が微少な補正操作を行う際に、その修正操作の方向を運転者にとっても大局的な操作の方向と一致させることで、運転者の大局的な操作を助長させ、一層マンマシーンの協調を図ることができる。更に、具体的な商品設計に際して、よりコンパクトでより信頼性が高く、結果的に安価な形態で提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る車両の操舵角補正装置のうちのステアリングホィールを含む操舵系の構成を示す説明上面図である。
【図２】図１装置の操舵機構を内蔵するステアリングホィールを運転席から見たときの説明平面断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線拡大断面図である。
【図４】この発明に係る車両の操舵角補正装置を全体的に示すブロック図である。
【図５】図４の装置の動作を示すフロー・チャートである。
【図６】図５のフロー・チャートが前提とする、本出願人が先に提案した制御を説明する説明図である。
【図７】この発明の第２の実施の形態を示す、図１と同様の操舵系の構成を示す説明上面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線拡大断面図である。
【図９】この発明の第３の実施の形態を示す、図１と同様の操舵系の構成を示す説明上面図である。
【図１０】第３の実施の形態に係る装置を全体的に示すブロック図である。
【図１１】図１０の装置の動作を示すフロー・チャートである。
【図１２】図１１フロー・チャートに示す制御を説明する説明図である。
【図１３】この発明の第４の実施の形態に係る装置の動作を示すフロー・チャートである。
【図１４】この発明の第５の実施の形態に係る装置の操舵機構を示す、運転席側から見たステアリングホィールの説明平面断面図である。
【図１５】この発明の第６の実施の形態に係る装置の操舵機構を示す、運転席側から見たステアリングホィールの説明平面断面図である。
【図１６】図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線拡大断面図である。
【符号の説明】
１０    操向装置
１４    ステアリングホィール
１４ａ  ステアリングホィールの握り部（リム）
１６    コラム
３０    操舵機構
３２    サーボモータ
３４    減速機（ウォームギヤ）
４０    エンコーダ（変位検出手段）
４２    エンコーダ（変位検出手段）
４８    トルクセンサ（トルク検出手段）
５８    舌（ストッパ）
６０    スリット（ストッパ）
７０    ＣＣＤカメラ
７２    画像処理部
７４    走行可能領域認識部
７６    目標経路設定部
８０    車速センサ
８２    ヨーレートセンサ
９２    バイアスモータ
９４    エンコーダ（変位検出手段）
１００  バネ（弾性体）
１０２  ダンパ（減衰子）
１１０  ゴム（弾性体）
２００  ポテンショメータ（変位検出手段）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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