(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵輪の舵角を変化させる舵角可変装置と、前記舵角可変装置を制御する舵角制御装置とを備えた車両用操舵制御装置であって、運転者によって操作される操舵入力装置の操作位置に応じて操舵輪の舵角が制御される手動操舵モードと、前記操舵輪の目標舵角が演算され、前記舵角可変装置により前記操舵輪の舵角が前記目標舵角に制御される自動操舵モードとの間に操舵モードを切り替える車両用操舵制御装置において、
前記操舵輪の舵角を前記目標舵角にするための前記操舵輪の目標舵角修正量に対する実際の舵角修正量の比を前記自動操舵モードの制御ゲインとして、前記舵角制御装置は、前記操舵モードを前記自動操舵モードから前記手動操舵モードへ切り替えるときには、前記操舵入力装置の操作位置が運転者によって変化されているときにのみ前記制御ゲインを漸減する
ことを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用操舵制御装置において、
前記舵角可変装置は、前記操舵入力装置の操作位置と操舵輪の舵角から求まる前記操舵入力装置の操作位置との関係を変更可能であり、
前記舵角制御装置は、前記操舵モードを前記自動操舵モードから前記手動操舵モードへ切り替えるときには、前記操舵入力装置の操作位置が運転者によって変化されているときにのみ、前記二つの操作位置の間のずれの大きさを漸次小さくし、
前記舵角制御装置は、前記二つの操作位置の間のずれの大きさが小さくなるほど前記制御ゲインが小さくなるように、前記二つの操作位置の間のずれの大きさに応じて前記制御ゲインを制御することにより、前記操舵入力装置の操作位置が運転者によって変化されているときにのみ前記制御ゲインを漸減する
ことを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両用操舵制御装置において、前記舵角制御装置は、前記操作位置の変化速度が高いほど前記二つの操作位置の間のずれの大きさを小さくする速度を高くすると共に、前記操作位置の変化速度が高いほど前記制御ゲインを漸減する際の前記制御ゲインの減少率の大きさを小さくすることを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の車両用操舵制御装置において、前記舵角制御装置は、前記二つの操作位置の間のずれの大きさが小さくなるほど小さくなるように、前記二つの操作位置の間のずれの大きさに基づいて第一の制御ゲインを演算し、前記操舵入力装置が運転者によって操作されている時間の積算値に応じて減少すると共に操舵操作速度が高いほど減少率の大きさが小さくなる第二の制御ゲインを演算し、前記第一及び第二の制御ゲインのうちの大きい方の値を前記制御ゲインに設定することを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項５】
請求項２乃至４の何れか一つに記載の車両用操舵制御装置において、前記二つの操作位置の間のずれの大きさが基準値以下であるときには、前記制御ゲインは０であることを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項６】
請求項２乃至５の何れか一つに記載の車両用操舵制御装置において、前記舵角制御装置は、前記操舵モードを前記自動操舵モードから前記手動操舵モードへ切り替える際に自動操舵のための車両の目標旋回状態量及び前記制御ゲインに基づいて前記操舵輪の目標舵角を演算し、前記二つの操作位置の間のずれの大きさを小さくするための修正量にて前記目標舵角を修正し、修正後の目標舵角に基づいて前記舵角可変装置を制御することを特徴とする車両用操舵制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の軌跡制御等の目的で操舵輪を自動的に操舵する自動操舵制御を行う車両用操舵制御装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
自動操舵制御が行われる車両においては、操舵モードが手動操舵モードと自動操舵モードとの間で切り替えられる。手動操舵モードにおいては、運転者によって操作される操舵入力装置の操作位置に応じて操舵輪の舵角が制御される。これに対し、自動操舵モードにおいては、自動操舵のための操舵輪の目標舵角が演算され、操舵輪の舵角が目標舵角になるよう舵角可変装置が制御される。そして、予め設定された自動操舵開始条件が成立すると、操舵モードが手動操舵モードから自動操舵モードへ切り替えられ、逆に、予め設定された自動操舵終了条件が成立すると、操舵モードが自動操舵モードから手動操舵モードへ切り替えられる。
【０００３】
特に、操舵モードが自動操舵モードから手動操舵モードへ切り替えられる際には、自動操舵制御のゲイン、すなわち操舵輪の舵角を自動操舵制御の目標舵角にするための操舵輪の目標舵角修正量に対する実際の舵角修正量の比が１から０にまで減少する。これにより操舵輪は運転者の操舵操作に応じて操舵されるようになる。
【０００４】
そのため、例えば下記の特許文献１に記載されているように、操舵モードが自動操舵モードから手動操舵モードへ切り替えられる際に「操舵特性」（操舵操作に対する操舵輪の舵角の変化の特性）が急変しないよう、自動操舵制御のゲインを漸減することが知られている。操舵モードが自動操舵モードから手動操舵モードへ切り替えられる際に自動操舵制御のゲインを漸減すれば、自動操舵制御による自動操舵に対する手動操舵のオーバーライド度合が徐々に増大する。よって、自動操舵制御のゲインが急激に０に低減される場合に比して、上記オーバーライド度合の変化に起因して運転者が覚える違和感を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２８６２８０号公報
【発明の概要】
【０００６】
〔発明が解決しようとする課題〕
操舵モードが自動操舵モードから手動操舵モードへ切り替えられる際に自動操舵制御のゲインを漸減しても、運転者により操舵操作が断続的に行われる場合には、操舵操作の度に自動操舵に対する手動操舵のオーバーライド度合が異なる。そのため、操舵操作の度に操舵特性が異なるので、これに起因して運転者が違和感を覚えることが避けられない。
【０００７】
本発明は、自動操舵制御を行う従来の操舵制御装置において、操舵モードが自動操舵モードから手動操舵モードへ切り替えられる際における上述の違和感の問題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の主要な課題は、操舵モードが自動操舵モードから手動操舵モードへ切り替えられる際に、運転者により操舵操作が断続的に行われても、操舵操作の度に操舵特性が異なることに起因して運転者が違和感を覚える虞れを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〕
【０００８】
上述の主要な課題は、本発明によれば、操舵輪の舵角を変化させる舵角可変装置と、前記舵角可変装置を制御する舵角制御装置とを備えた車両用操舵制御装置であって、運転者によって操作される操舵入力装置の操作位置に応じて操舵輪の舵角が制御される手動操舵モードと、前記操舵輪の目標舵角が演算され、前記舵角可変装置により前記操舵輪の舵角が前記目標舵角に制御される自動操舵モードとの間に操舵モードを切り替える車両用操舵制御装置において、前記操舵輪の舵角を目標舵角にするための前記操舵輪の目標舵角修正量に対する実際の舵角修正量の比を前記自動操舵モードの制御ゲインとして、前記舵角制御装置は、前記操舵モードを前記自動操舵モードから前記手動操舵モードへ切り替えるときには、前記操舵入力装置の操作位置が運転者によって変化されているときにのみ前記制御ゲインを漸減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。
【０００９】
上記の構成によれば、操舵モードが自動操舵モードから手動操舵モードへ切り替えられるときには、操舵入力装置の操作位置が運転者によって変化されているときにのみ、換言すれば運転者により操舵操作が行われているときにのみ、制御ゲインが漸減される。よって、運転者により操舵操作が行われていない保舵時には、制御ゲインは減少しない。従って、運転者により操舵操作が断続的に行われても、操舵操作の終了時及び再開時における操舵特性は同一であるので、操舵操作の度に操舵特性が異なることに起因して運転者が違和感を覚える虞れを低減することができる。
【００１０】
また、本発明によれば、上記の構成において、前記舵角可変装置は、前記操舵入力装置の操作位置と操舵輪の舵角から求まる前記操舵入力装置の操作位置との関係を変更可能であり、前記舵角制御装置は、前記操舵モードを前記自動操舵モードから前記手動操舵モードへ切り替えるときには、前記操舵入力装置の操作位置が運転者によって変化されているときにのみ、前記二つの操作位置の間のずれの大きさを漸次小さくし、前記舵角制御装置は、前記二つの操作位置の間のずれの大きさが小さくなるほど前記制御ゲインが小さくなるように、前記二つの操作位置の間のずれの大きさに応じて前記制御ゲインを制御することにより、前記操舵入力装置の操作位置が運転者によって変化されているときにのみ前記制御ゲインを漸減するようになっていてよい。
【００１１】
一般に、自動操舵モードにおいては、操舵入力装置としてのステアリングホイールの回転位置と、操舵輪の舵角から求まるステアリングホイールの回転位置とが異なる状態、すなわち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、自動操舵制御が行われる車両においては、操舵モードが自動操舵モードから手動操舵モードへ切り替えられる際に、ステアリングホイールの回転位置と操舵輪の舵角ら求まるステアリングホイールの回転位置とのずれ量（Ｎずれ量）の大きさを小さくする、いわゆるＮずれ低減制御が行われるようになっている。
【００１２】
Ｎずれ低減制御においては、Ｎずれ量が減少する方向へ操舵輪が舵角可変装置によって操舵されるので、操舵輪の舵角が意図しない変化をすることに起因して運転者が異和感を覚える虞れがある。そのため、操舵モードが自動操舵モードから手動操舵モードへ切り替えられる際には、操舵操作の度に操舵特性が異なることに起因する違和感のみならず、Ｎずれの低減に起因する異和感を低減する必要がある。
【００１３】
上記の構成によれば、操舵入力装置の操作位置が運転者によって変化されているときにのみ、上記二つの操作位置の間のずれの大きさが漸次小さくされる。また、上記二つの操作位置の間のずれの大きさが小さくなるほど、すなわちＮずれ量の大きさが小さくなるほど、自動操舵モードの制御ゲインが小さくなる。
【００１４】
よって、Ｎずれ低減制御によりＮずれが低減され、上記二つの操作位置の間のずれの大きさが小さくなるにつれて自動操舵モードの制御ゲインが小さくなり、これにより操舵入力装置の操作位置が運転者によって変化されているときにのみ制御ゲインが漸次減少する。従って、操舵モードが手動操舵モードへ切り替えられる際に、運転者により操舵操作が行われているときにのみＮずれ量及び制御ゲインを漸減し、これによりＮずれ低減に起因する違和感及び操舵操作の度に操舵特性が異なることに起因する違和感の両者を低減することができる。
【００１５】
また、本発明によれば、上記の構成において、前記舵角制御装置は、前記操作位置の変化速度が高いほど前記二つの操作位置の間のずれの大きさを小さくする速度を高くすると共に、前記操作位置の変化速度が高いほど前記制御ゲインを漸減する際の前記制御ゲインの減少率の大きさを小さくするようになっていてよい。
【００１６】
操作位置の変化速度、すなわち操舵操作速度が高いほど上記二つの操作位置の間のずれの大きさを小さくする速度を高くすれば、操舵操作速度が低い状況においては、Ｎずれの低減速度を低くして運転者が違和感を覚える虞れを低減することができる。逆に、操舵操作速度が高い状況においては、Ｎずれの低減速度を高くして速やかにＮずれを低減することができる。しかし、操舵操作速度が高いほど上記二つの操作位置の間のずれの大きさを小さくする速度が高くなると、上記二つの操作位置の間のずれの大きさも急減するので、自動操舵モードの制御ゲインが速く小さくなり、その結果自動操舵に対する手動操舵のオーバーライド度合が急激に高くなる。そのため、Ｎずれ低減制御中に操舵特性が急変すること及びこれに起因して運転者が違和感を覚える虞れを効果的に低減することができない。
【００１７】
上記の構成によれば、操舵操作速度が高いほど自動操舵モードの制御ゲインの減少率の大きさが小さくなる。よって、操舵操作速度が高くなっても自動操舵モードの制御ゲインの減少率の大きさが小さくされない場合に比して、操舵操作速度が高いほど自動操舵モードの制御量が減少する速度が高くなることを抑制することができる。従って、Ｎずれ低減制御中に操舵操作速度が高くなっても、操舵特性が急変すること及びこれに起因して運転者が違和感を覚える虞れを低減することができる。
【００１８】
また、本発明によれば、上記の構成において、前記舵角制御装置は、前記二つの操作位置の間のずれの大きさが小さくなるほど小さくなるように、前記二つの操作位置の間のずれの大きさに基づいて第一の制御ゲインを演算し、前記操舵入力装置が運転者によって操作されている時間の積算値に応じて減少すると共に操舵操作速度が高いほど減少率の大きさが小さくなる第二の制御ゲインを演算し、前記第一及び第二の制御ゲインのうちの大きい方の値を前記制御ゲインに設定するようになっていてよい。
【００１９】
上記の構成によれば、上記二つの操作位置の間のずれの大きさが小さくなるほど小さくなる第一の制御ゲインが演算される。また、操舵入力装置が運転者によって操作されている時間の積算値に応じて減少すると共に操舵操作速度が高いほど減少率が小さくなる第二の制御ゲインが演算される。さらに、それらの制御ゲインのうちの大きい方の値が自動操舵モードの制御ゲインに設定される。よって、上記二つの操作位置の間のずれの大きさが小さくなるほど、また運転者によって操舵操作されている時間の積算値に応じて、自動操舵モードの制御ゲインを小さくすることができると共に、操舵操作速度が高くなるにつれて自動操舵モードの制御ゲインが小さくなりにくくすることができる。従って、操舵操作速度の高低の如何に拘らず、Ｎずれ低減制御中に操舵特性が急変すること及びこれに起因して運転者が違和感を覚える虞れを低減することができる。
【００２０】
また、本発明によれば、上記の構成において、前記二つの操作位置の間のずれの大きさが基準値以下であるときには、前記制御ゲインは０であってよい。
【００２１】
上記の構成によれば、上記二つの操作位置の間のずれの大きさが減少して基準値以下になると、自動操舵モードの制御ゲインが０になる。よって、上記二つの操作位置の間のずれの大きさが基準値以下になっても、自動操舵モードの制御量が０にならなくなることを防止することができる。従って、上記二つの操作位置の間のずれの大きさが減少するにつれて、自動操舵モードの制御量を漸次低下させて操舵特性の急変を防止すると共に、Ｎずれの低減が完了するときには確実に自動操舵モードを終了させることができる。
【００２２】
また、本発明によれば、上記の構成において、前記舵角制御装置は、前記操舵モードを前記自動操舵モードから前記手動操舵モードへ切り替える際に自動操舵のための車両の目標旋回状態量及び前記制御ゲインに基づいて前記操舵輪の目標舵角を演算し、前記二つの操作位置の間のずれの大きさを小さくするための修正量にて前記目標舵角を修正し、修正後の目標舵角に基づいて前記舵角可変装置を制御するようになっていてよい。
【００２３】
上記の構成によれば、車両の目標旋回状態量及び制御ゲインに基づいて操舵輪の目標舵角が演算され、上記二つの操作位置の間のずれの大きさを小さくするための修正量にて目標舵角が修正され、修正後の目標舵角に基づいて舵角可変装置が制御される。よって、Ｎずれ低減制御中には、上記二つの操作位置の間のずれの大きさが小さくなるよう自動操舵モードの目標舵角を修正しつつ自動操舵モードのゲインを漸減することができる。従って、上記二つの操作位置の間のずれの大きさを小さくする過程において、自動操舵モードの制御量を漸減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】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用操舵制御装置の第一の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１に示された電子制御装置の舵角制御部により行われる操舵特性制御及び自動操舵制御（軌跡制御）を概念的に示すブロック図である。
【図３】第一の実施形態における通常の操舵制御及び終了制御よりなる操舵制御のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図４】軌跡制御の目標修正量Δθplkatを演算するためのサブルーチンを示すフローチャートである。
【図５】操舵特性制御用目標ピニオン角度θpstを演算するためのサブルーチンを示すフローチャートである。
【図６】Ｎずれ低減の目標総修正量θrentを演算するためのサブルーチンを示すフローチャートである。
【図７】Ｎずれ低減の現サイクルの目標修正量Δθrentを演算するためのサブルーチンを示すフローチャートである。
【図８】第一の実施形態における軌跡制御のゲインＫlkaを演算するためのサブルーチンを示すフローチャートである。
【図９】操舵特性制御用目標ピニオン角度θpstを演算するためのサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】最終目標ピニオン角度θpftを演算するためのサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】目標横加速度Ｇyt及び車速Ｖに基づいて軌跡制御の目標ピニオン角度θlkatを演算するためのマップである。
【図１２】車速Ｖに基づいて車速係数Ｋvsを演算するためのマップである。
【図１３】車速Ｖに基づいて基本目標総修正量θretbに対する補正係数Ｋvを演算するためのマップである。
【図１４】操舵角速度ＭＡdの絶対値及び車速Ｖに基づいて基本目標総修正量θretbに対する補正係数Ｋsを演算するためのマップである。
【図１５】操舵角速度ＭＡdの絶対値及び車速Ｖに基づいてＮずれを低減するための目標修正量の変化率θrendtの絶対値を演算するためのマップである。
【図１６】Ｎずれ量の絶対値に基づいて第一のゲインＫ１を演算するためのマップである。
【図１７】操舵角速度ＭＡdの絶対値に基づいて第二のゲインＫ２の修正量ΔＫ２を演算するためのマップである。
【図１８】操舵角速度が低い場合におけるＮずれ量及び軌跡制御のゲインＫlkaの変化の一例を模式的に示すタイムチャートである。
【図１９】操舵角速度が高い場合におけるＮずれ量及び軌跡制御のゲインＫlkaの変化の一例を模式的に示すタイムチャートである。
【図２０】第二の実施形態における自動操舵制御及び終了制御よりなる操舵制御のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図２１】第二の実施形態における軌跡制御のゲインＫlkaを演算するためのサブルーチンを示すフローチャートである。
【図２２】操舵角速度ＭＡdの絶対値に基づいてゲインＫlkaの修正量ΔＫ３を演算するためのマップである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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。
〔第一の実施形態〕
【００２６】
図１は、車両１２に搭載された本発明の第一の実施形態に係る車両用操舵制御装置１０を示している。操舵制御装置１０は、舵角可変装置１４及びこれを制御する電子制御装置１６を含んでおり、電子制御装置１６は本発明の舵角制御装置として機能する。車両１２は、操舵輪である左右の前輪１８FL及び１８FRと、非操舵輪である左右の後輪１８RL及び１８RRとを有している。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電動式パワーステアリング装置（ＥＰＳ）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。
【００２７】
操舵入力装置としての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及び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に接続されている。舵角可変装置１４は転舵駆動用の電動機３６を含んでいる。電動機３６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の側にて減速機構（図示せず）を介してロアステアリングシャフト３０の上端に連結されている。
【００２８】
舵角可変装置１４は、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を相対的に回転させることにより、ステアリングホイール２０に対し左右の前輪１８FL及び１８FRを相対的に駆動して転舵する。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。後に詳細に説明するように、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。
【００２９】
図示の実施形態においては、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に対しラックバー２４を相対的に駆動する補助的な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。
【００３０】
なお、舵角可変装置１４及び操舵アシスト力発生装置は、互いに共働して、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、任意の構成を有する装置であってよい。操舵入力装置はステアリングホイール２０であるので、「操舵入力装置の操作位置」はステアリングホイール２０の回転角度である。しかし、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、その場合には「操舵入力装置の操作位置」は操舵レバーの往復操作位置である。
【００３１】
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及び５４RR内の圧力、すなわ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、オイルポンプ及び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。さらに、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。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。
【００３２】
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、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の回転角度を相対回転角度θreとして検出する回転角度センサ６４が設けられている。操舵角センサ６０、操舵トルクセンサ６２及び回転角度センサ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。
【００３３】
操舵角ＭＡを示す信号、操舵トルクＭＴを示す信号及び相対回転角度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。なお、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ＭＡ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。
【００３４】
電子制御装置１６のＥＰＳ制御部は、操舵トルクＭＴ等に基づいてＥＰＳ２２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による前輪舵角の制御やステアリングホイール２０の回転位置の制御を補助する。
【００３５】
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る選択スイッチ７０が設けられている。選択スイッチ７０は、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に使用される。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。ＣＣＤカメラ６８は、車両の前方の対象物と自車との距離を計測可能なステレオカメラであることが好ましく、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。
【００３６】
選択スイッチ７０がオンであるときには、操舵モードが自動操舵モードに設定され、通常の操舵制御として操舵特性制御と軌跡制御のための自動操舵制御とが行われる。これに対し、選択スイッチ７０がオフであるときには、操舵モードが手動操舵モードに設定され、前輪の舵角がステアリングホイール２０の回転位置に応じて制御されると共に、操舵特性制御が行われる。さらに、選択スイッチ７０がオンよりオフへ切り替えられると、操舵モードが自動操舵モードから手動操舵モードへ切り替えられる。そして、操舵モードが自動操舵モードから手動操舵モードへ切り替えられる際には、運転者により操舵操作が行われているときにのみ、軌跡制御のゲインを漸減させることにより軌跡制御を終了させる終了制御が行われる。
【００３７】
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から求まる操舵角ＭＡsとが一致していない（Ｎずれがある）ときには、操舵角ＭＡと操舵角ＭＡsとの差（Ｎずれ量）の大きさを低減するためのＮずれ低減制御が行われる。Ｎずれ低減制御は、操舵角ＭＡと操舵角ＭＡsとの差の大きさを低減することにより、操舵角ＭＡと操舵角ＭＡsとを一致させるための制御であり、この制御も、運転者により操舵操作が行われているときにのみ実行される。この場合、前輪の舵角δfは操舵角ＭＡ及び相対回転角度θreに基づいて推定されてよい。
【００３８】
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んでいるが、他の構成を有していてもよい。
【００３９】
図２は、操舵特性制御と軌跡制御のための自動操舵制御とを概念的に示すブロック図であり、これらの制御は電子制御装置１６の舵角制御部により行われる。
【００４０】
図２に示されているように、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は、目標修正量演算ブロック１００へ入力される。ブロック１００は、後に詳細に説明するように、車両の前方の画像情報に基づいて、軌跡制御のためのピニオン角度（ピニオン３４の車両直進位置からの回転角度）の目標修正量Δθplkat、すなわち車両を走行路に沿って走行させるためのピニオン角度の目標修正量を演算する。目標修正量Δθplkatを示す信号は乗算器１０２へ入力される。
【００４１】
乗算器１０２にはゲイン演算ブロック１０４より軌跡制御のゲインＫlkaを示す信号も入力される。乗算器１０２は、ゲインＫlkaと目標修正量Δθplkatとの積Ｋlka・Δθplkatである補正後の目標修正量Δθplkaatを示す信号を加算器１０６へ出力する。ゲイン演算ブロック１０４は、選択スイッチ７０がオンであるときには、ゲインＫlkaを１に設定する。ゲイン演算ブロック１０４は、選択スイッチ７０がオンよりオフへ切り替えられたときには、後に詳細に説明するように、Ｎずれ低減制御によるＮずれ量の低下に応じてゲインＫlkaを１から０まで漸次低下させる。
【００４２】
補正後の目標修正量Δθplkaatを示す信号は、目標ピニオン角度演算ブロック１０８にも入力される。ブロック１０８には、操舵角センサ６０により検出された操舵角ＭＡを示す信号及び車速センサ６６により検出された車速Ｖを示す信号も入力される。ブロック１０８は、後に詳細に説明するように、補正後の目標修正量Δθplkaat及び操舵角ＭＡに基づいて、操舵特性を車速Ｖに応じた所望の特性に制御するための目標ピニオン角度θpstを演算する。目標ピニオン角度θpstを示す信号は加算器１０６へ入力される。
【００４３】
加算器１０６は、目標ピニオン角度θpstと補正後の目標修正量Δθplkaatとの和θpst＋Δθplkaatを示す信号を加算器１１０へ出力する。加算器１１０には、目標修正量演算ブロック１１２よりＮずれ低減のための相対回転角度θreの目標修正量Δθrentを示す信号も入力される。ブロック１１２は、通常の操舵制御が行われているときには、Ｎずれ低減は不要であるので、目標修正量Δθrentを０に設定する。これに対し、終了制御が行われているときには、ブロック１１２は、回転角度センサ６４により検出された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θreに基づいて目標修正量Δθrentを演算する。
【００４４】
加算器１１０は、目標ピニオン角度θpstと補正後の目標修正量Δθplkaatと目標相対回転角度Δθrentとの和θpst＋Δθplkaat＋Δθrentを示す信号を最終目標ピニオン角度θpftとして出力する。そして、電子制御装置１６の舵角制御部は、ピニオン角度が最終目標ピニオン角度θpftになるよう、舵角可変装置１４及びＥＰＳ２２を制御し、これにより左右の前輪１８FL及び１８FRの舵角を制御する。
【００４５】
以上の説明より解るように、操舵モードが自動操舵モードであるときには、ゲインＫlkaは１であり、相対回転角度θreの目標修正量Δθrentは０である。よって、目標ピニオン角度θpstと補正後の目標修正量Δθplkaatとの和θpst＋Δθplkaatを最終目標ピニオン角度θpftとして、舵角可変装置１４及びＥＰＳ２２が制御される。従って、車速Ｖに応じた操舵特性を達成しつつ、車両を走行路に沿って走行させることができるよう、左右前輪の舵角が制御される。
【００４６】
これに対し、操舵モードが自動操舵モードから手動操舵モードへ切り替えられる際にＮずれが存在し、その低減が必要であるときには、Ｎずれ低減制御が行われる。すなわち、目標ピニオン角度θpstと補正後の目標修正量Δθplkaatと目標修正量Δθrentとの和θpst＋Δθplkaat＋Δθrentを最終目標ピニオン角度θpftとして、舵角可変装置１４及びＥＰＳ２２が制御される。よって、軌跡制御を終了させる際に、Ｎずれ量を予め設定された基準値まで漸次低下させると共に、Ｎずれ量の低下に対応させて軌跡制御のゲインＫlkaを漸次低下させることができる。従って、軌跡制御の終了時に操舵特性が急変しないようＮずれ量を低減することができる。
【００４７】
上述の操舵制御、すなわち図２に概念的に示された操舵制御は、具体的には、図３乃至図１０に示されたフローチャートに従って実行される。図３は、以上の通常の操舵制御及び終了制御よりなる操舵制御のメインルーチンを示すフローチャートであり、図４乃至図１０は、操舵制御のサブルーチンを示すフローチャートである。
【００４８】
図３乃至図１０に示されたフローチャートによる操舵制御は、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、電子制御装置１６によって所定の時間毎に繰り返し実行される。図３乃至図１０に示されたフローチャートによる操舵制御は、選択スイッチ７０がオンからオフへ切り替えられた後も、ゲインＫlkaが０になり、目標修正量Δθrentが基準値になるまで、所定の時間毎に繰返し実行される。更に、以下の説明においては、図３乃至図１０に示されたフローチャートに従って実行される各制御を必要に応じて単に「制御」と呼ぶこととする。
【００４９】
＜メインルーチン＞（図３）
まず、ステップ１００に先立って、操舵角センサ６０により検出された操舵角ＭＡを示す信号等が読み込まれる。ステップ１００においては、図４に示されたフローチャートに従って、軌跡制御のためのピニオン角度の目標修正量Δθplkatが演算される。このステップ１００は、図２に示された目標修正量演算ブロック１００に対応している。
【００５０】
ステップ１５０においては、例えば選択スイッチ７０がオンであるか否かの判別により、通常の操舵制御、すなわち操舵特性制御及び軌跡制御が継続される必要が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３５０へ進み、肯定判別が行われたときには制御はステップ２００へ進む。よって、通常の操舵制御が継続される必要があるときには、ステップ１００、２００、３００が繰り返し実行されることにより、通常の操舵制御が行われる。これに対し、選択スイッチ７０がオンよりオフへ切替えられることにより、終了制御が行われる必要があるときには、ステップ１００、３５０〜１０００が繰り返し実行されることにより、終了制御が行われる。
【００５１】
ステップ２００においては、図５に示されたフローチャートに従って、操舵特性を車速Ｖに応じて所望の特性に制御するための目標ピニオン角度θpstが演算される。このステップ２００は、図２に示された目標ピニオン角度演算ブロック１０８に対応している。
【００５２】
ステップ３００においては、通常の操舵制御における最終目標ピニオン角度θpftが、ステップ２００において演算された目標ピニオン角度θpstとステップ１００において演算されたピニオン角度の目標修正量Δθplkatとの和θpst＋Δθplkatに設定される。この設定制御は、図２に示された加算器１１０に対応している。そして、ピニオン角度θpが最終目標ピニオン角度θpftになるよう舵角可変装置１４及びＥＰＳ２２が制御され、これにより車速Ｖに応じた操舵特性の制御が行われると共に、車両を走行路に沿って走行させる軌跡制御が実行されるよう、前輪の舵角が制御される。
【００５３】
ステップ３５０においては、例えば前回の操舵角ＭＡfと今回の操舵角ＭＡとの差ΔＭＡ絶対値が操舵操作判定の基準値ΔＭＡc（正の定数）以上であるか否かの判別により、運転者により操舵操作が行われてい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、終了制御が行われることなく制御はステップ１００へ戻り、肯定判別が行われたときには、制御はステップ４００へ進む。なお、運転者により操舵操作が行われているか否かの判別は、操舵操作速度の大きさが予め設定された基準値以上であるか否かの判別により行われてもよい。
【００５４】
ステップ４００においては、図６に示されたフローチャートに従って、Ｎずれ低減のための相対回転角度θreの目標総修正量θrentが演算される。次のステップ５００においては、図７に示されたフローチャートに従って、Ｎずれ低減のための現サイクルの相対回転角度θreの目標修正量Δθrentが目標総修正量θrentに基づいて演算される。これらのステップ４００及び５００は、図２に示された相対回転角度の目標修正量演算ブロック１１２に対応している。
【００５５】
ステップ６００においては、図８に示されたフローチャートに従って、軌跡制御のゲインＫlkaが演算される。このステップ６００は、図２に示されたゲイン演算ブロック１０４に対応している。
【００５６】
ステップ７００においては、例えば軌跡制御のゲインＫlkaが０であるか否かの判別により、終了制御が完了した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図３に示されたフローチャートによる制御が終了され、これにより操舵モードが手動モードへ移行し、否定判別が行われたときには制御はステップ８００へ進む。
【００５７】
ステップ８００においては、図９に示されたフローチャートに従って、上述のステップ２００の場合と同様に、操舵特性を車速Ｖに応じて所望の特性に制御するための目標ピニオン角度θpstが演算される。このステップ８００も、図２に示されたピニオン角度演算ブロック１０８に対応している。
【００５８】
ステップ９００においては、図１０に示されたフローチャートに従って、終了制御における最終目標ピニオン角度θpftが演算される。このステップ９００は、図２に示された加算器１１０に対応している。なお、最終目標ピニオン角度θpftは、ステップ８００において演算された目標ピニオン角度θpstと、軌跡制御のゲインＫlkaとピニオン角度の目標修正量Δθplkaとの積、及び相対回転角度θreの目標修正量Δθrentとの和θpst＋Ｋlka・Δθplka＋Δθrentである。
【００５９】
ステップ１０００においては、ピニオン角度θpが最終目標ピニオン角度θpftになるよう舵角可変装置１４及びＥＰＳ２２が制御される。
【００６０】
次に、図４乃至図１０を参照して、上述の軌跡制御の目標修正量Δθplkat演算ルーチン等について詳細に説明する。
【００６１】
＜軌跡制御の目標修正量Δθplkat演算ルーチン＞（図４）
まず、ステップ１１０においては、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。さらに、その目標軌跡の曲率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φが演算される。
【００６２】
なお、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。
【００６３】
ステップ１２０においては、上記軌跡制御のパラメータ（Ｒ、Ｙ及びφ）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旋回状態量として目標横加速度Ｇytが演算される。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。
【００６４】
ステップ１３０においては、車両の目標横加速度Ｇyt及び車速Ｖに基づいて図１１に示されたマップより軌跡制御の目標ピニオン角度θplkatが演算される。
【００６５】
ステップ１４０においては、操舵角ＭＡ及び相対回転角度θreに基づいて現在のピニオン角度θpが推定されると共に、目標ピニオン角度θplkatと現在のピニオン角度θpとの差がピニオン角度の目標修正量Δθplkatとして演算される。
【００６６】
＜操舵特性制御用目標ピニオン角度θpst演算ルーチン＞（図５）
まず、ステップ２１０においては、補正後の目標修正量Δθplkaatの前回値Δθplkaatf及び回転角度センサ６４により検出される相対回転角度θreの前回値θrefに基づいて、前回値Δθplkaatfに対応する操舵角の修正量ΔＭＡpfが演算される。
【００６７】
ステップ２２０においては、現在の操舵角ＭＡから操舵角の修正量ΔＭＡpfが減算された値ＭＡ−ΔＭＡpfが、操舵特性制御用に修正された操舵角ＭＡsfとして演算される。この修正された操舵角ＭＡsfを演算するのは、軌跡制御により前輪の舵角が修正されることを考慮した操舵角に基づいて操舵特性制御用の目標ピニオン角度θpstを演算するためである。
【００６８】
ステップ２３０においては、車速Ｖに基づいて図１２において破線にて示されたマップより車速係数Ｋvsが演算される。図１２において、破線は操舵モードが自動操舵モードである場合の車速係数を示している。実線は操舵モードが手動操舵モードである場合の車速係数を示しており、後述のステップ８３０において使用される。図１２に示されているように、操舵モードが何れのモードである場合にも、車速係数Ｋvsは車速Ｖが高いほど正の値にて小さくなるよう演算される。
【００６９】
ステップ２４０においては、車速係数Ｋvsと修正された操舵角ＭＡsfとの積Ｋvs・ＭＡsfが、操舵特性を車速Ｖに応じて所望の特性に制御するための目標ピニオン角度θpstとして演算される。
【００７０】
＜Ｎずれ低減の目標総修正量θrent演算ルーチン＞（図６）
まず、ステップ４１０においては、回転角度センサ６４により検出される舵角可変装置１４の相対回転角度θreの符号反転値（−θre）が、Ｎずれを低減するための基本目標総修正量θrentbに設定される。この基本目標総修正量θrentbは、操舵角センサ６０により検出された操舵角ＭＡと左右の前輪１８FL及び１８FRの舵角δfから求まる操舵角ＭＡsとの偏差に等しい。
【００７１】
ステップ４２０においては、基本目標総修正量θrentbの絶対値が基準値θrentb0（正の定数）以下であるか否かの判別、すなわち、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４４０へ進み、肯定判別が行われたときには、ステップ４３０において目標総修正量θrentが０に設定される。
【００７２】
ステップ４４０においては、車速Ｖに基づいて図１３に示されたマップより基本目標総修正量θretbに対する補正係数Ｋvが演算される。図１３に示されているように、補正係数Ｋvは、微低速域においては１であり、車速Ｖが高いほど０以上の値にて漸次小さくなるよう演算される。
【００７３】
ステップ４５０においては、操舵角速度ＭＡd（操舵角ＭＡの時間微分値ＭＡd）の絶対値及び車速Ｖに基づいて図１４に示されたマップより基本目標総修正量θretbに対する補正係数Ｋsが演算される。図１４に示されているように、補正係数Ｋsは、操舵角速度ＭＡdの絶対値が大きい領域においては１であり、操舵角速度ＭＡdの絶対値が小さいほど正の値にて漸次小さくなるよう演算される。
【００７４】
ステップ４６０においては、下記の式（１）に従って、基本目標総修正量θrentbに補正係数Ｋv及びＫsが乗算された値が、Ｎずれを低減するためのピニオン角度θpの目標総修正量θrentとして演算される。
θrent＝Ｋv・Ｋs・θrentb  …（１）
【００７５】
＜現サイクルの目標修正量Δθrent演算ルーチン＞（図７）
まず、ステップ５１０においては、ステップ１１０において推定された目標軌跡の曲率Ｒの絶対値が、直進道路判定の基準値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５８０へ進み、否定判別が行われたときには制御はステップ５２０へ進む。
【００７６】
ステップ５２０においては、操舵角速度ＭＡdが操舵速度を示す値として演算され、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、運転者が保舵してい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１００へ戻り、否定判別が行われたときには制御はステップ５３０へ進む。なお、図３のステップ３５０において保舵中であるか否かの判別が行われるので、このステップ５２０は省略されてもよい。
【００７７】
ステップ５３０においては、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、すなわち、Ｎずれ低減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５６０へ進み、否定判別が行われたときには制御はステップ５４０へ進む。
【００７８】
ステップ５４０においては、操舵角速度ＭＡdの絶対値及び車速Ｖに基づいて図１５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量の変化率θrendtの絶対値が演算され、しかる後制御はステップ５５０へ進む。図１５に示されているように、目標修正量の変化率θrendtの絶対値は、操舵角速度ＭＡdの絶対値が小さいほど小さくなると共に、車速Ｖが高いほど小さくなるよう演算される。
【００７９】
ステップ５５０においては、目標総修正量θrentの符号sign(θrent)と目標修正量の変化率θrendtの絶対値との積が、Ｎずれを低減するためのピニオン角度θpの目標修正量の変化率θrendtとして演算される。
【００８０】
ステップ５６０においては、Ｎずれ低減が車両の直進位置に近づくよう前輪を操舵する舵角の修正であるか否かの判別、すなわち、前輪の舵角δfから求まる操舵角ＭＡsの絶対値を減少させる舵角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１００へ戻り、肯定判別が行われたときには、制御はステップ５７０へ進む。
【００８１】
ステップ５７０においては、sign(θrent)と最小値θrendmin（正の定数）との積sign(θrent)・θrendminが、Ｎずれを低減するためのピニオン角度θpの目標修正量の変化率θrendtとして演算される。
【００８２】
ステップ５８０においては、sign(θrent)と標準値θrendstnとの積sign(θrent)・θrendstnが、Ｎずれを低減するためのピニオン角度θpの目標修正量の変化率θrendtとして演算される。この場合、標準値θrendstnは、最小値θrendminよりも大きく最大値θrendmax（図１５参照）よりも小さい値又は最大値θrendmaxと同一であってよい。
【００８３】
ステップ５９０においては、変化率θrendtと図３に示されたフローチャートのサイクルタイムΔｔとの積θrendt・Δｔが、Ｎずれを低減するための現サイクルの目標修正量Δθrentとして演算される。
【００８４】
＜軌跡制御のゲインＫlka演算ルーチン＞（図８）
まず、ステップ６１０においては、Ｎずれ量（ＭＡs−ＭＡ＝θre）の絶対値に基づいて、図１６に示されたマップより軌跡制御のゲインＫlkaを演算するための第一のゲインＫ１が演算される。図１６に示されているように、第一のゲインＫ１は、Ｎずれ量の絶対値がΔＭＡ１（正の定数）以下であるときには０に演算され、Ｎずれ量の絶対値がΔＭＡ２（ΔＭＡ１よりも大きい正の定数）以上であるときには１に演算される。また、第一のゲインＫ１は、Ｎずれ量の絶対値がΔＭＡ１よりも大きくΔＭＡ２よりも小さい値であるときには、Ｎずれ量の絶対値が小さいほど小さくなる０と１との間の値として演算される。
【００８５】
ステップ６２０においては、操舵角速度ＭＡdの絶対値に基づいて、図１７に示されたマップより軌跡制御のゲインＫlkaを演算するための第二のゲインＫ２の修正量ΔＫ２が演算される。図１７に示されているように、第二のゲインＫ２の修正量ΔＫ２は、操舵角速度ＭＡdの絶対値が非常に小さい領域においては０であるが、操舵角速度ＭＡdの絶対値が非常に小さい領域以外の領域においては負の値になるよう演算される。そして、修正量ΔＫ２は、基本的には舵角速度ＭＡdの絶対値が大きくなるほど大きさが小さくなるよう演算される。
【００８６】
ステップ６３０においては、第二のゲインＫ２の前回値Ｋ２fと修正量ΔＫ２との和が、軌跡制御のゲインＫlkaを演算するための第二のゲインＫ２として演算される。この場合、前回値Ｋ２fは通常の操舵制御の開始時又は終了制御の開始時には１に設定される。図８の制御ルーチンは運転者により操舵操作が行われているときにのみ繰り返し実行される。よって、第二のゲインＫ２は、運転者により操舵操作が行われている時間の積算値に応じて減少し、その際の減少速度はΔＫ２に対応する値である。
【００８７】
ステップ６４０においては、軌跡制御のゲインＫlkaが、第一のゲインＫ１及び第二のゲインＫ２のうちの大きい方の値に演算される。
【００８８】
＜操舵特性制御用目標ピニオン角度θpst演算ルーチン＞（図９）
まず、ステップ８１０及び８２０がそれぞれ上述のステップ２１０及び２２０（図５）の場合と同様に実行され、これにより操舵特性制御用に修正された操舵角ＭＡsfが演算される。
【００８９】
ステップ８３０においては、車速Ｖに基づいて図１２に示されたマップより、操舵モードが自動操舵モードである場合の車速係数Ｋa及び操舵モードが手動操舵モードである場合の車速係数Ｋmが演算される。そして、下記の式（２）に従って車速係数Ｋa及びＫmのゲインＫlkaに基づく重み和として車速係数Ｋvsが演算される。
Ｋvs＝（１−Ｋlka）・Ｋm・ＭＡsf＋Ｋlka・Ｋa・ＭＡsf  …（２）
【００９０】
ステップ８４０においては、車速係数Ｋvsと修正された操舵角ＭＡsfとの積Ｋvs・ＭＡsfが、操舵特性を車速Ｖに応じて所望の特性に制御するための目標ピニオン角度θpstとして演算される。
【００９１】
＜最終目標ピニオン角度θpft演算ルーチン＞（図１０）
まず、ステップ９１０においては、Ｎずれの積算修正量θrenin、即ち、終了制御が開始された後に各サイクルのステップ１０００において実行された舵角制御によるＮずれの低減量の総和が演算される。
【００９２】
ステップ９２０においては、下記の式（３）に従って、残存Ｎずれ量θrenrem、すなわち、まだ低減される必要があるＮずれ量が演算される。
θrenrem＝θrent−θrenin  …（３）
【００９３】
ステップ９３０においては、残存Ｎずれ量θrenremの絶対値がＮずれ低減の終了判定の基準値θrene（０に近い正の定数）以下であるか否かの判別、すなわち、Ｎずれ低減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９５０へ進み、肯定判別が行われたときには、ステップ９４０において残存Ｎずれ量θrenrem及び軌跡制御のゲインＫlkaが０に設定され、しかる後図３乃至図１０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、手動操舵モードの操舵制御が開始する。
【００９４】
ステップ９５０においては、ステップ８００において演算された目標ピニオン角度θpstと、軌跡制御のゲインＫlka及びピニオン角度の目標修正量Δθplkaの積（補正後の目標修正量Δθplkaaat）と、相対回転角度θreの目標修正量Δθrentとの和θpst＋Ｋlka・Δθplkat＋Δθrentが、終了制御における最終目標ピニオン角度θpftとして演算される。
【００９５】
次に、通常の操舵制御、操舵角速度が低い場合の終了制御、操舵角速度が高い場合の終了制御、及び終了制御が行われない場合について、上述の実施形態の作動を説明する。
【００９６】
<Ａ．通常の操舵制御＞
選択スイッチ７０がオンであるときには、ステップ１５０において肯定判別が行われるので、ステップ１００、２００及び３００が繰り返し実行されることにより、通常の操舵制御、換言すれば車両の軌跡制御及び車速に応じた操舵特性の制御が行われる。すなわち、ステップ１００において、軌跡制御のためのピニオン角度の目標修正量Δθplkatが演算され、ステップ２００において、操舵特性を車速Ｖに応じて所望の特性に制御するための目標ピニオン角度θpstが演算される。
【００９７】
さらに、ステップ３００において、通常の操舵制御における最終目標ピニオン角度θpftが、目標ピニオン角度θpstとピニオン角度の目標修正量Δθplkaとの和θpst＋Δθplkaに設定される。そして、ピニオン角度θpが最終目標ピニオン角度θpftになるよう舵角可変装置１４及びＥＰＳ２２が制御され、これにより車速Ｖに応じた操舵特性が達成されると共に、車両が走行路に沿って走行するよう、左右前輪の舵角が制御される。
【００９８】
＜Ｂ．終了制御＞
選択スイッチ７０がオンよりオフへ切り替えられると、ステップ１５０において否定判別が行われるので、ステップ１００及びステップ３５０〜１０００が繰り返し実行されることにより、終了制御、すなわち操舵モードの切り替えの制御が行われると共に、Ｎずれ低減制御が行われる。すなわち、通常の操舵制御の場合と同様に、ステップ１００において、軌跡制御のためのピニオン角度の目標修正量Δθplkatが演算される。そして、運転者により操舵操作が行われているときには、ステップ３５０において肯定判別が行われる。よって、４００において、Ｎずれ低減のための相対回転角度θreの目標総修正量θrentが演算され、ステップ５００において、Ｎずれ低減のための現サイクルの相対回転角度θreの目標修正量Δθrentが演算される。
【００９９】
ステップ６００において、Ｎずれ量が減少するにつれて小さくなるよう軌跡制御のゲインＫlkaが演算される。そして、残存Ｎずれ量θrenremの大きさが基準値θrene以下になるまで、ステップ８００〜１０００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と共に、軌跡制御の制御量が漸次低減される。
【０１００】
＜Ｂ−１．操舵角速度が低い場合の終了制御＞
操舵角速度の大きさがＭＡd0よりも大きい範囲において操舵角速度が低い場合には、ステップ５００（５４０、５５０、５９０）において、Ｎずれ低減のための現サイクルの相対回転角度θreの目標修正量Δθrentは大きさが比較的小さい値に演算される。よって、Ｎずれの低減は比較的ゆっくりと行われるので、Ｎずれの低減のために前輪の舵角が制御されることに起因して運転者が違和感を覚える虞れが低減される。
【０１０１】
また、Ｎずれの低減は比較的ゆっくりと行われるので、ステップ６００において演算される軌跡制御のゲインＫlkaも比較的ゆっくりと低下し、これにより軌跡制御の制御量も比較的ゆっくりと低下する。よって、軌跡制御の制御量の変化に起因して運転者が違和感を覚える虞れが低減される。
【０１０２】
例えば、図１８は操舵角速度が低い場合におけるＮずれ量及び軌跡制御のゲインＫlkaの変化の一例を模式的に示している。図１８に示されているように、時点ｔ1において通常の操舵制御が終了して終了制御が開始し、時点ｔ2において終了制御が終了して手動操舵モードが開始するとする。なお、このことは、後述の図１９についても同様である。
【０１０３】
操舵角速度ＭＡｄの絶対値が小さいので、第二のゲインＫ２の修正量ΔＫ２の大きさが大きくなり、第二のゲインＫ２は比較的速やかに低下する。しかし、Ｎずれ量は時点ｔ1から時点ｔ2まで比較的ゆっくりと低減され、その結果第一のゲインＫ１は比較的穏やかに減少するので、図１８において実線にて示されているように、軌跡制御のゲインＫlkaは第一のゲインＫ１の変化に対応して比較的穏やかに減少する。
【０１０４】
従来の一般的な操舵制御装置の場合には、図１８において破線にて示されているように、通常の操舵制御が終了して終了制御が開始する際に軌跡制御のゲインが急激に低下し、軌跡制御の制御量が急激に０になる。これに対し実施形態によれば、軌跡制御のゲインＫlkaを穏やかに減少させることができ、これにより軌跡制御の制御量が急激に減少することを防止することができる。
【０１０５】
＜Ｂ−２．操舵角速度が高い場合の終了制御＞
操舵角速度が高い場合には、ステップ５００（５４０、５５０、５９０）において、Ｎずれ低減のための現サイクルの相対回転角度θreの目標修正量Δθrentは大きさが比較的大きい値に演算される。よって、Ｎずれの低減は比較的速やか行われるが、高い操舵角速度にて操舵操作が行われている状況であるので、Ｎずれの低減のために前輪の舵角が制御されることに起因して運転者が違和感を覚える虞れは低い。
【０１０６】
また、Ｎずれ量は比較的速やかに低減されるが、ステップ６００（６２０、６３０）において演算されるゲインＫ２は徐々に低下し軌跡制御のゲインＫlkaは急激には低下しないので、軌跡制御の制御量も急激には低下しない。よって、軌跡制御の制御量の変化に起因して運転者が違和感を覚える虞れが低減される。
【０１０７】
例えば、図１９は操舵角速度が高い場合におけるＮずれ量及び軌跡制御のゲインＫlkaの変化の一例を模式的に示している。
【０１０８】
Ｎずれ量は時点ｔ1から時点ｔ3まで比較的速やかに低減される。よって、第一のゲインＫ１は比較的速やかに減少し、時点ｔ3は図１８の時点ｔ2よりも時点ｔ1に近い。しかし、操舵角速度ＭＡｄの絶対値が大きいので、第二のゲインＫ２の修正量ΔＫ２の大きさが小さくなり、第二のゲインＫ２は比較的穏やかに低下する。よって、図１９において実線にて示されているように、軌跡制御のゲインＫlkaは第二のゲインＫ２の変化に対応して比較的穏やかに減少する。
【０１０９】
従って、操舵角速度が低い場合と同様に、軌跡制御のゲインＫlkaを穏やかに減少させることができ、これにより軌跡制御の制御量及び操舵特性の制御量が急激に減少することを防止することができる。
【０１１０】
＜Ｃ．終了制御が行われない場合＞
選択スイッチ７０がオンよりオフへ切り替えられても、運転者により操舵操作が行われていない場合、すなわち保舵時には、ステップ３５０において否定判別が行われる。よって、ステップ４００〜１０００は実行されないので、終了制御は行われない。従って、運転者により操舵操作が行われていない場合には、Ｎずれの低減は行われないので、操舵操作が行われていないにも拘らず左右前輪の舵角が変化することに起因して運転者が違和感を覚えることを防止することができる。
【０１１１】
また、Ｎずれ量は減少しないので、第一のゲインＫ１も減少せず、ステップ６００において演算される軌跡制御のゲインＫlkaは低下しない。さらに、ステップ６３０は実行されないので、第二のゲインＫ２も減少しない。よって、運転者により操舵操作が断続的に行われても、非操舵中にはゲインＫlkaは低下しないので、操舵操作再開時の自動操舵に対する手動操舵のオーバーライド度合は、前回の操舵操作の終了時のオーバーライド度合と同一になる。従って、運転者により断続的な操舵操作が行われる場合にも、操舵操作の度に自動操舵に対する手動操舵のオーバーライド度合が異なることに起因して運転者が違和感を覚えることを防止することができる。
【０１１２】
なお、通常の操舵制御が終了する際のＮずれ量が小さい場合には、終了制御の継続時間も短くなるので、軌跡制御のゲインＫlkaは速やかに減少する。しかし、その場合にはＮずれを低減するために必要な前輪の舵角修正量も小さいので、Ｎずれ低減のための前輪の舵角の変化や軌跡制御の制御量の減少に起因して運転者が違和感を覚える虞れは低い。
【０１１３】
また、選択スイッチ７０がオンよりオフへ切り替えられても、Ｎずれの低減のために前輪の舵角が制御されることに起因して運転者が違和感を覚える虞れがある状況においては、Ｎずれの低減は行われない。このような状況として、例えば保舵の場合（ステップ５２０）及び操舵角速度ＭＡdの絶対値が基準値ＭＡd0以下であり、かつ、Ｎずれ低減が車両の直進位置から遠ざかる方向へ前輪を操舵する場合（ステップ５３０、５５０）がある。
【０１１４】
Ｎずれの低減が行われない場合には、軌跡制御のゲインＫlkaは減少しないので、選択スイッチ７０がオンよりオフへ切り替えられても、Ｎずれの低減が開始されるまで、軌跡制御のゲインＫlkaは現状の値に維持される。よって、実質的な終了制御は運転者により車両の直進位置へ近づく方向へ前輪を駆動する操舵操作が開始されたときに開始される。
【０１１５】
〔第二の実施形態〕
図２０は、第二の実施形態における自動操舵制御及び終了制御よりなる操舵制御のメインルーチンを示すフローチャートであり、図２１は、第二の実施形態における軌跡制御のゲインＫlkaを演算するためのサブルーチンを示すフローチャートである。
【０１１６】
この第二の実施形態においては、ステップ６００において、図２１に示されたフローチャートに従って、軌跡制御のゲインＫlkaが演算される。この実施形態の他のステップは、上述の第一の実施形態の場合と同様に実行される。
【０１１７】
図２１と図８との比較より解るように、この実施形態においては第一のゲインＫ１及び第二のゲインＫ２は演算されず、ステップ６５０において、操舵角速度ＭＡdの絶対値に基づいて、図２２に示されたマップより軌跡制御のゲインＫlkaを演算するための修正量ΔＫ３が演算される。この場合、修正量ΔＫ３は負の値であり、操舵角速度ＭＡdの絶対値が大きいほど大きさが大きくなるよう演算される。
【０１１８】
そして、ステップ６６０において、Ｋlkafを軌跡制御のゲインＫlkaの前回値として、軌跡制御のゲインＫlkaが、前回値Ｋlkafと修正量ΔＫ３との和に演算される。この場合、前回値Ｋlkafは通常の操舵制御の開始時又は終了制御の開始時には１に設定される。
【０１１９】
この実施形態によれば、運転者により操舵操作が行われている限り、Ｎずれ量の変化とは関係なく、軌跡制御のゲインＫlkaが時間の経過と共に漸減される。運転者により操舵操作が行われている状況において軌跡制御の制御量が漸減され、運転者により操舵操作が行われていない状況においては軌跡制御の制御量は低下しない。従って、第一の実施形態の場合と同様に、運転者により断続的な操舵操作が行われる場合にも、自動操舵に対する手動操舵のオーバーライド度合が操舵操作の度に異なることに起因して運転者が違和感を覚えることを防止することができる。
【０１２０】
また、この実施形態によれば、操舵角速度ＭＡdの絶対値が大きいほど軌跡制御のゲインＫlkaの低下速度が高くなる。従って、運転者の操舵による車両の進路変更の意志が強く操舵角速度が高いほど、軌跡制御のゲインＫlkaの低下速度を高くして、自動操舵モードから手動操舵モードへの操舵モードの移行を速やかに行うことができる。
【０１２１】
なお、この実施形態においても、Ｎずれの低減は、運転者により操舵操作が行われている状況において、上述の第一の実施形態の場合と同様に実行される。よって、Ｎずれ低減のための前輪の舵角の変化に起因して運転者が違和感を覚える虞れを低減することができる。
【０１２２】
以上にお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。
【０１２３】
例えば、上述の第一の実施形態においては、ステップ６００において軌跡制御のゲインＫlkaは第一のゲインＫ１及び第二のゲインＫ２のうちの大きい方の値に演算される。特に、第二のゲインＫ２は舵角速度ＭＡdの絶対値が大きくなるほど減少率の大きさが小さくなるよう演算される。よって、軌跡制御のゲインＫlkaは操舵操作速度である舵角速度ＭＡdの絶対値が大きくなるほど小さくなることが第二のゲインＫ２によって抑制される。
【０１２４】
しかし、例えば軌跡制御のゲインＫlkaの減少率制限値（負の値）が予め設定され、軌跡制御のゲインＫlkaの減少率がその制限値未満にならないよう制限されることにより、軌跡制御のゲインＫlkaの減少率の大きさが制限されてもよい。その場合、減少率制限値は、定数であってもよいが、例えば終了制御開始時のＮずれ量の大きさが小さいほど大きさが大きくなって、減少率の大きさの制限が緩和されるよう、終了制御開始時のＮずれ量の大きさに応じて可変設定されてよい。
【０１２５】
また、上述の第二の実施形態においては、軌跡制御のゲインＫlkaの低下速度は、操舵角速度ＭＡdの絶対値が大きいほど高くなるよう、操舵角速度ＭＡdの絶対値に応じて可変設定される。しかし、軌跡制御のゲインＫlkaの低下速度は、操舵角速度に関係なく一定であってもよく、また、車速が高いほど低くなるよう、車速に応じて可変設定されてもよい。
【０１２６】
また、上述の第一及び第二の実施形態において、例えば、軌跡制御に必要な走行路の白線の距離に対するＣＣＤカメラ６８により撮影され認識された走行路の白線の距離の比等に基づいて、軌跡制御の信頼性が判定されてよい。そして、軌跡制御の信頼性が低いほど軌跡制御のゲインＫlkaが小さくなるよう修正されてもよい。
【０１２７】
また、上述の第一及び第二の実施形態においては、自動操舵制御は、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、自動操舵制御は、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、車両を先行車両に追従して走行させる制御のような任意の舵角制御であってよい。
【０１２８】
また、上述の第一及び第二の実施形態においては、軌跡制御のための自動操舵制御に加えて、車速Ｖに応じて車両の操舵特性を制御するための操舵制御も行われるようになっている。しかし、車速に応じた操舵特性の制御は省略されてもよく、また、通常の操舵制御の終了時に、軌跡制御の制御量と共に車速に応じた操舵特性の制御量が漸次低減され、手動操舵モードにおいては、車速に応じた操舵特性の制御が行われないよう修正されてもよい。
【０１２９】
また、上述の第一及び第二の実施形態においては、Ｎずれの低減は、本願出願人の出願にかかる国際特許出願ＪＰ２０１２／０７８９９１に記載の要領と同一の要領にて行われるようになっている。しかし、Ｎずれの低減は、任意の要領にて行われてよく、特に、例えば特開２００６−９６１８７号公報に記載されているように、操舵操作速度が高いほど単位時間当たりのＮずれの低減量が大きくなるよう、行われることが好ましい。
【０１３０】
また、上述の第一及び第二の実施形態においては、Ｎずれ量は、前輪の舵角δfより求まる操舵角ＭＡsと操舵角センサ６０により検出された操舵角ＭＡとの偏差として演算される。しかし、Ｎずれ量は、前輪の舵角δfより求まるピニオン角と操舵角ＭＡより求まるピニオン角との偏差として演算されてもよく、前輪の舵角δfと操舵角ＭＡより求まる前輪の舵角との偏差として演算されてもよい。
【０１３１】
また、上述の第一及び第二の実施形態においては、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旋回状態量（自動操舵のための目標旋回状態量）として目標横加速度Ｇytが演算され、軌跡制御のためのピニオン角度の目標修正量Δθplkatが目標横加速度Ｇytに基づいて演算される。しかし、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旋回状態量として車両の目標ヨーレートγtが演算され、目標修正量Δθplkatは目標ヨーレートγtに基づいて演算されてもよい。
【０１３２】
さらに、上述の第一及び第二の実施形態においては、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に対しロアステアリングシャフト３０を相対的に回転させる舵角可変装置１４及びＥＰＳ２２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及びＥＰＳであってもよい。
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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