(57)【要約】【課題】曲線経路において、車両の目標走行ラインへの追従性を向上させることができる操舵支援装置を提供する。【解決手段】第２の目標転舵角設定部４２は、右旋回時には基本目標転舵角修正量を低減させ、低減後の基本目標転舵角修正量を左目標転舵角修正量として設定し、それ以外のときには基本目標転舵角修正量をそのまま左目標転舵角修正量として設定する第１乗算部２０６と、左旋回時には基本目標転舵角修正量を低減させ、低減後の基本目標転舵角修正量を右目標転舵角修正量として設定し、それ以外のときには基本目標転舵角修正量をそのまま右目標転舵角修正量として設定する第２乗算部２０７とを含む。【選択図】図９
2018062209.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右の転舵輪を個別に転舵するための左右の転舵機構を含み、操向のために操作される操舵部材と前記左右の転舵機構とが機械的に結合されていない状態で、前記左右の転舵機構がそれぞれ左右の転舵モータによって駆動される車両用操舵装置における操舵支援装置であって、
目標走行ラインからの車両の横偏差および／または前記横偏差の単位時間当たりの変化率である横偏差変化率と、目標走行ラインの曲率とを取得する情報取得手段と、
前記目標走行ラインの曲率を用いて、車両を目標走行ラインに沿って走行させるための左基本目標転舵角および右基本目標転舵角を設定する基本目標転舵角設定手段と、
前記横偏差および／または前記横偏差変化率に基づいて、基本目標転舵角修正量を演算する基本目標転舵角修正量演算手段と、
車両が右旋回状態であるかまたは左旋回状態であるかを検出する旋回状態検出手段と、
右旋回時には前記基本目標転舵角修正量を低減させ、低減後の前記基本目標転舵角修正量を左目標転舵角修正量として設定し、それ以外のときには前記基本目標転舵角修正量をそのまま左目標転舵角修正量として設定する左目標転舵角修正量設定手段と、
左旋回時には前記基本目標転舵角修正量を低減させ、低減後の前記基本目標転舵角修正量を右目標転舵角修正量として設定し、それ以外のときには前記基本目標転舵角修正量をそのまま右目標転舵角修正量として設定する右目標転舵角修正量設定手段と、
前記左目標転舵角修正量を前記左基本目標転舵角に加算することにより、左目標転舵角を演算する左目標転舵角演算手段と、
前記右目標転舵角修正量を前記右基本目標転舵角に加算することにより、右目標転舵角を演算する右目標転舵角演算手段と、
前記左目標転舵角に基づいて、前記左転舵モータを制御する左モータ制御手段と、
前記右目標転舵角に基づいて、前記右転舵モータを制御する右モータ制御手段とを含む、操舵支援装置。
【請求項２】
車速を検出するための車速検出手段をさらに含み、
前記基本目標転舵角設定手段は、
前記車速検出手段によって検出される車速と、前記目標走行ラインの曲率とに基づいて目標ヨーレイトを演算する目標ヨーレイト演算手段と、
前記目標ヨーレイト演算手段によって演算された目標ヨーレイトに基づいて、左基本目標転舵角および右基本目標転舵角を設定する手段とを含む、請求項１に記載の操舵支援装置。
【請求項３】
車両のヨーレイトを検出するためのヨーレイト検出手段をさらに含み、
前記旋回状態検出手段は、前記ヨーレイト検出手段によって検出されるヨーレイトに基づいて、車両の右旋回状態または左旋回状態を検出するように構成されており、
前記左目標転舵角修正量設定手段は、
前記ヨーレイト検出手段によって検出されるヨーレイトに基づいて、右旋回時に１よりも小さい値をとり、それ以外のときは１の値をとる左修正量ゲインを演算する左修正量ゲイン演算手段と、
左修正量ゲイン演算手段によって演算された左修正量ゲインを、前記基本目標転舵角修正量に乗算することにより、前記左目標転舵角修正量を演算する第１乗算手段とを含み、
前記右目標転舵角修正量設定手段は、
前記ヨーレイト検出手段によって検出されるヨーレイトに基づいて、左旋回時に１よりも小さい値をとり、それ以外のときは１の値をとる右修正量ゲインを演算する右修正量ゲイン演算手段と、
右修正量ゲイン演算手段によって演算された右修正量ゲインを、前記基本目標転舵角修正量に乗算することにより、前記右目標転舵角修正量を演算する第２乗算手段とを含む、請求項１または２に記載の操舵支援装置。
【請求項４】
前記左転舵輪の転舵角である左転舵角を取得する左転舵角取得手段と、
前記右転舵輪の転舵角である右転舵角を取得する右転舵角取得手段とさらに含み、
前記左モータ制御手段は、前記左転舵角取得手段によって取得された左転舵角と、前記左目標転舵角との差である左転舵角偏差が小さくなるように前記左転舵モータを制御するように構成されており、
前記右モータ制御手段は、前記右転舵角取得手段によって取得された右転舵角と、前記右目標転舵角との差である右転舵角偏差が小さくなるように前記右転舵モータを制御するように構成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の操舵支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両を走行車線に沿って自動運転させるための操舵支援装置に関し、特に、左右の転舵輪を個別に転舵するための左右の転舵機構を含み、操向のために操作される操舵部材と左右の転舵機構とが機械的に結合されていない状態で、左右の転舵機構が左右の転舵モータによって個別に駆動される車両用操舵装置における操舵支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動運転に代表される高度運転支援機能を成立させるとともに、エンジンルームのレイアウトの自由度向上を目的とした、中間シャフトを使用しないステア・バイ・ワイヤシステムの有効性が評価され始めている。そして、エンジンルームのレイアウトの更なる自由度向上を図るために、下記特許文献１，２に示すように、ラックアンドピニオン機構等を含むステアリングギヤ装置を使用せず、左右の転舵輪を個別の転舵アクチュエータで制御する左右独立転舵システムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１７４１６０号公報
【特許文献２】特開２０１５−２０５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
運転中においては、運転者が意図するコースに沿って車両が進むように、運転者は操舵部材の操作を行う。しかしながら、旋回中の微修正は簡単ではない。その原因の一つとして、運転者が操舵部材を微操作しても、運転者の意図以上に車両が動いてしまうことが挙げられる。運転者の操作に対して車両の動きが運転者の意図以上に大きくなる理由は、旋回時では左右転舵輪の接地面荷重が直進時と異なるため、旋回中の左右転舵輪に生じるコーナリングフォース（ＣＦ）が運転者の想定したものと一致しなくなるためと考えられる。
【０００５】
この点について、より具体的に説明する。旋回中においては、遠心力によって、外輪の接地面荷重は内輪の接地面荷重よりも大きくなる。より具体的には、旋回中の外輪の接地面荷重は直進時の接地面荷重よりも大きくなり、旋回中の内輪の接地面荷重は直進時の接地面荷重よりも小さくなる。これにより、外輪に生じるコーナリングフォースは、直進時に舵角を与えたときに転舵輪に生じるコーナリングフォースよりも大きくなる。これにより、旋回時の外輪の転舵角変化に基づく車両の動きは、直進時の転舵輪の転舵角変化に基づく車両の動きよりも敏感となる。これにより、旋回時には、運転者の操作に対して車両の動きが運転者の意図以上に大きくなると考えられる。
【０００６】
走行車線または設定された目標走行ラインに沿って車両を自動操舵により自動運転させる自動運転モード時においても、旋回時の外輪の転舵角変化に基づく車両の動きは、直進時の転舵輪の転舵角変化に基づく車両の動きよりも敏感となる。このため、曲線経路において、車両の目標走行ラインへの追従性が低下するおそれがある。
この発明の目的は、曲線経路において、車両の目標走行ラインへの追従性を向上させることができる操舵支援装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、左右の転舵輪（３Ｌ，３Ｒ）を個別に転舵するための左右の転舵機構（５Ｌ，５Ｒ）を含み、操向のために操作される操舵部材（２）と前記左右の転舵機構とが機械的に結合されていない状態で、前記左右の転舵機構がそれぞれ左右の転舵モータ（４Ｌ，４Ｒ）によって駆動される車両用操舵装置（１）における操舵支援装置であって、目標走行ラインからの車両の横偏差および／または前記横偏差の単位時間当たりの変化率である横偏差変化率と、目標走行ラインの曲率とを取得する情報取得手段（９１）と、前記目標走行ラインの曲率を用いて、車両を目標走行ラインに沿って走行させるための左基本目標転舵角および右基本目標転舵角を設定する基本目標転舵角設定手段（２０１，２０２）と、前記横偏差および／または前記横偏差変化率に基づいて、基本目標転舵角修正量を演算する基本目標転舵角修正量演算手段（２０３〜２０５）と、車両が右旋回状態であるかまたは左旋回状態であるかを検出する旋回状態検出手段（２０８）と、右旋回時には前記基本目標転舵角修正量を低減させ、低減後の前記基本目標転舵角修正量を左目標転舵角修正量として設定し、それ以外のときには前記基本目標転舵角修正量をそのまま左目標転舵角修正量として設定する左目標転舵角修正量設定手段（２０６，２０８）と、左旋回時には前記基本目標転舵角修正量を低減させ、低減後の前記基本目標転舵角修正量を右目標転舵角修正量として設定し、それ以外のときには前記基本目標転舵角修正量をそのまま右目標転舵角修正量として設定する右目標転舵角修正量設定手段（２０７，２０８）と、前記左目標転舵角修正量を前記左基本目標転舵角に加算することにより、左目標転舵角を演算する左目標転舵角演算手段（２０９）と、前記右目標転舵角修正量を前記右基本目標転舵角に加算することにより、右目標転舵角を演算する右目標転舵角演算手段（２１０）と、前記左目標転舵角に基づいて、前記左転舵モータを制御する左モータ制御手段と、前記右目標転舵角に基づいて、前記右転舵モータを制御する右モータ制御手段とを含む、操舵支援装置である。なお、括弧内の英数字は後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、むろん、この発明の範囲は当該実施形態に限定されない。以下、この項において同じ。
【０００８】
この構成では、右旋回時には、外輪となる左転舵輪の目標値である左目標転舵角は、左基本目標転舵角に基本目標転舵角修正量が加算された値に比べて、修正量成分が低減されたものとなるため、左目標転舵角の急激な変動（小刻みな変動）が抑制される。一方、左旋回時には、外輪となる右転舵輪の目標値である右目標転舵角は、右基本目標転舵角に基本目標転舵角修正量が加算された値に比べて、修正量成分が低減されたものとなるため右目標転舵角の急激な変動が抑制される。つまり、この構成では、旋回時においては、外輪に対する目標転舵角の急激な変動（小刻みな変動）が抑制されるため、外輪の転舵角変化に基づく車両の過敏な動きを抑制することができる。これにより、曲線経路において、車両の目標走行ラインへの追従性を向上させることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、車速を検出するための車速検出手段（１２）をさらに含み、前記基本目標転舵角設定手段は、前記車速検出手段によって検出される車速と、前記目標走行ラインの曲率とに基づいて目標ヨーレイトを演算する目標ヨーレイト演算手段（２０１）と、前記目標ヨーレイト演算手段によって演算された目標ヨーレイトに基づいて、左基本目標転舵角および右基本目標転舵角を設定する手段（２０２）とを含む、請求項１に記載の操舵支援装置である。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、車両のヨーレイトを検出するためのヨーレイト検出手段（１１）をさらに含み、前記旋回状態検出手段は、前記ヨーレイト検出手段によって検出されるヨーレイトに基づいて、車両の右旋回状態または左旋回状態を検出するように構成されており、前記左目標転舵角修正量設定手段は、前記ヨーレイト検出手段によって検出されるヨーレイトに基づいて、右旋回時に１よりも小さい値をとり、それ以外のときは１の値をとる左修正量ゲインを演算する左修正量ゲイン演算手段（２０８）と、左修正量ゲイン演算手段によって演算された左修正量ゲインを、前記基本目標転舵角修正量に乗算することにより、前記左目標転舵角修正量を演算する第１乗算手段（２０６）とを含み、前記右目標転舵角修正量設定手段は、前記ヨーレイト検出手段によって検出されるヨーレイトに基づいて、左旋回時に１よりも小さい値をとり、それ以外のときは１の値をとる右修正量ゲインを演算する右修正量ゲイン演算手段（２０８）と、右修正量ゲイン演算手段によって演算された右修正量ゲインを、前記基本目標転舵角修正量に乗算することにより、前記右目標転舵角修正量を演算する第２乗算手段（２０７）とを含む、請求項１または２に記載の操舵支援装置である。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、前記左転舵輪の転舵角である左転舵角を取得する左転舵角取得手段（１０Ｌ）と、前記右転舵輪の転舵角である右転舵角を取得する右転舵角取得手段（１０Ｒ）とをさらに含み、前記左モータ制御手段は、前記左転舵角取得手段によって取得された左転舵角と、前記左目標転舵角との差である左転舵角偏差が小さくなるように前記左転舵モータを制御するように構成されており、前記右モータ制御手段は、前記右転舵角取得手段によって取得された右転舵角と、前記右目標転舵角との差である右転舵角偏差が小さくなるように前記右転舵モータを制御するように構成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の操舵支援装置である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、この発明の一実施形態に係る操舵支援装置が適用された車両用操舵装置の構成を説明するための図解図である。
【図２】図２は、ＥＣＵの電気的構成を示すブロック図である。
【図３Ａ】図３Ａは、情報取得部の動作を説明するための模式図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、目標走行ラインＬｓの曲率ｃｔを求める方法の一例を説明するための模式図である。
【図４】図４は、転舵モータ制御部の構成例を示すブロック図である。
【図５】図５は、第１の目標転舵角設定部の構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、操舵角θｈに対する左基本目標転舵角δＬＯ＊および右基本目標転舵角δＲＯ＊の設定例を示すグラフである。
【図７】図７は、ヨーレイトγに対する左高周波ゲインＧＬおよび右高周波ゲインＧＲの設定例を示すグラフである。
【図８】図８は、ヨーレイトγに対する左高周波ゲインＧＬおよび右高周波ゲインＧＲの設定例の変形例を示すグラフである。
【図９】図９は、第２の目標転舵角設定部の構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、目標ヨーレイトγ＊に対する左基本目標転舵角δＬＯ＊および右基本目標転舵角δＲＯ＊の設定例を示すグラフである。
【図１１】図１１Ａは、横偏差ｙに対する第１の目標転舵角修正量ｄδ１の関係の一例を示すグラフであり、図１１Ｂは、横偏差ｙに対する第１の目標転舵角修正量ｄδ１の関係の他の例を示すグラフであり、図１１Ｃは、横偏差ｙに対する第１の目標転舵角修正量ｄδ１の関係のさらに他の例を示すグラフである。
【図１２】図１２Ａは、横偏差変化率ｄｙ／ｄｔに対する第２の目標転舵角修正量ｄδ２の関係の一例を示すグラフであり、図１２Ｂは、横偏差変化率ｄｙ／ｄｔに対する第２の目標転舵角修正量ｄδ２の関係の他の例を示すグラフである。
【図１３】図１３は、ヨーレイトγに対する左修正量ゲインＧＬおよび右修正量ゲインＧＲの設定例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る操舵支援装置が適用された車両用操舵装置の構成を説明するための図解図であり、左右独立転舵システムが採用されたステア・バイ・ワイヤシステムの構成が示されている。
この車両用操舵装置１は、運転者が操向のために操作する操舵部材としてステアリングホイール２と、左転舵輪３Ｌおよび右転舵輪３Ｒと、ステアリングホイール２の回転操作に応じて駆動される左転舵モータ４Ｌおよび右転舵モータ４Ｒと、左転舵モータ４Ｌの駆動力に基づいて左転舵輪３Ｌを転舵する左転舵機構５Ｌと、右転舵モータ４Ｒの駆動力に基づいて右転舵輪３Ｒを転舵する右転舵機構５Ｒとを備えている。
【００１４】
ステアリングホイール２と左転舵機構５Ｌおよび右転舵機構５Ｒとの間には、ステアリングホイール２と左転舵機構５Ｌおよび右転舵機構５Ｒとの間に、トルクや回転などの動きが機械的に伝達されるような機械的な結合はなく、ステアリングホイール２の操作量等に応じて左転舵モータ４Ｌおよび右転舵モータ４Ｒが駆動制御されることによって、左転舵輪３Ｌおよび右転舵輪３Ｒが転舵されるようになっている。左転舵機構５Ｌおよび右転舵機構５Ｒとしては、例えば、特許文献２に開示されたサスペンション装置や、特許文献１に開示された転舵装置を用いることができる。
【００１５】
この実施形態では、転舵モータ４Ｌ，４Ｒが正転方向に回転されると、右方向に車両を換向させる方向（右転舵方向）に転舵輪３Ｌ，３Ｒの転舵角が変化し、転舵モータ４Ｌ，４Ｒが逆転方向に回転されると、左方向に車両を換向させる方向（左転舵方向）に転舵輪３Ｌ，３Ｒの転舵角が変化するものとする。
ステアリングホイール２は、車体側に回転可能に支持された回転シャフト６に連結されている。この回転シャフト６には、ステアリングホイール２に作用する反力トルク（操作反力）を発生する反力モータ７が設けられている。この反力モータ７は、例えば、回転シャフト６と一体の出力シャフトを有する電動モータにより構成されている。
【００１６】
回転シャフト６の周囲には、回転シャフト６の回転角（ステアリングホイール２の操舵角θｈ）を検出するための操舵角センサ８が設けられている。この実施形態では、操舵角センサ８は、回転シャフト６の中立位置（基準位置）からの回転シャフト６の正逆両方向の回転量（回転角）を検出するものであり、中立位置から右方向への回転量を例えば正の値として出力し、中立位置から左方向への回転量を例えば負の値として出力する。
【００１７】
また、回転シャフト６の周囲には、運転者によってステアリングホイール２に付与される操舵トルクＴｈを検出するためのトルクセンサ９が設けられている。この実施形態では、トルクセンサ９によって検出される操舵トルクＴは、右方向への操舵のためのトルクが正の値として検出され、左方向への操舵のためのトルクが負の値として検出され、その絶対値が大きいほど操舵トルクの大きさが大きくなるものとする。
【００１８】
左転舵機構５Ｌの近傍には、左転舵輪３Ｌの転舵角δＬを検出するための左転舵角センサ１０Ｌが備えられている。右転舵機構５Ｒの近傍には、右転舵輪３Ｒの転舵角δＲを検出するための右転舵角センサ１０Ｒが備えられている。
車両には、さらに、車両のヨーレイト（車両の回転角速度）γを検出するためのヨーレイトセンサ１１が設けられている。この実施形態では、ヨーレイトセンサ１１によって検出されるヨーレイトγは、たとえば、車両が右旋回しているときのヨーレイトが正の値として検出され、車両が左旋回しているときのヨーレイトが負の値として検出され、その絶対値が大きいほどヨーレイトの大きさが大きくなるものとする。
【００１９】
車両には、車速Ｖを検出するための車速センサ１２が設けられているとともに、車両の進行方向前方の道路を撮影するＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ１３が搭載されている。
操舵角センサ８、トルクセンサ９、ヨーレイトセンサ１１、車速センサ１２、左転舵角センサ１０Ｌ、右転舵角センサ１０Ｒ、ＣＣＤカメラ１３、左転舵モータ４Ｌ、右転舵モータ４Ｒおよび反力モータ７は、電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）３０にそれぞれ接続されている。ＥＣＵ３０は、左転舵モータ４Ｌ、右転舵モータ４Ｒおよび反力モータ７を制御する。
【００２０】
図２は、ＥＣＵ３０の電気的構成を示すブロック図である。
この実施形態では、運転者の運転モードには、通常運転モードと、自動運転モードとがあるものとする。これらの運転モードは、運転者の操作によって切り替えられる。
ＥＣＵ３０は、マイクロコンピュータ３１と、マイクロコンピュータ３１によって制御され、左転舵モータ４Ｌに電力を供給する駆動回路（インバータ回路）３２Ｌと、左転舵モータ４Ｌに流れるモータ電流ＩＬを検出する電流検出部３３Ｌとを含む。ＥＣＵ３０は、さらに、マイクロコンピュータ３１によって制御され、右転舵モータ４Ｒに電力を供給する駆動回路（インバータ回路）３２Ｒと、右転舵モータ４Ｒに流れるモータ電流ＩＲを検出する電流検出部３３Ｒとを含む。ＥＣＵ３０は、さらに、マイクロコンピュータ３１によって制御され、反力モータ７に電力を供給する駆動回路（インバータ回路）３４と、反力モータ７に流れるモータ電流を検出する電流検出部３５とを含む。
【００２１】
マイクロコンピュータ３１は、ＣＰＵおよびメモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリなど）を備えており、所定のプログラムを実行することによって、複数の機能処理部として機能するようになっている。この複数の機能処理部には、情報取得部９１と、左転舵モータ４Ｌの駆動回路３２Ｌおよび右転舵モータ４Ｒの駆動回路３２Ｒを制御するための転舵モータ制御部９２と、反力モータ７の駆動回路３４を制御するための反力モータ制御部９３とを備えている。
【００２２】
情報取得部９１は、車両を自動運転モードで運転するために必要な情報を取得する。情報取得部９１は、図３Ａに示すように、ＣＣＤカメラ１３によって撮像された画像に基いて、車両１００が走行している車線を示す一対の車線境界線（白線）Ｌｌ，Ｌｒを認識し、車両１００の走行車線を認識する。そして、情報取得部９１は、車両１００の走行車線内に、車両１００の目標走行ラインＬｓを設定する。この実施形態では、目標走行ラインＬｓは、走行車線の幅中央に設定される。また、情報取得部９１は、目標走行ラインＬｓからの車両１００の横偏差ｙ、横偏差ｙの単位時間当たりの変化率である横偏差変化率ｄｙ／ｄｔおよび目標走行ラインＬｓの曲率ｃｔを取得する。
【００２３】
車両１００の横偏差ｙは、平面視において、車両１００の基準位置Ｃから目標走行ラインＬｓまでの距離を表す。車両１００の基準位置Ｃは、車両１００の重心位置であってもよく、車両１００におけるＣＣＤカメラ１３の配置位置であってもよい。この実施形態では、車両１００の基準位置Ｃが、進行方向に向かって、目標走行ラインＬｓの右側にある場合には、横偏差ｙの符号は正となり、目標走行ラインＬｓの左側にある場合には、横偏差ｙの符号は負となるように、横偏差ｙは設定される。
【００２４】
横偏差変化率ｄｙ／ｄｔは、今回取得した横偏差ｙ（ｔ）と、所定の単位時間Δｔ前に取得した横偏差ｙ（ｔ-Δｔ）との偏差（ｙ（ｔ）−ｙ（ｔ-Δｔ））であってもよい。また、横偏差変化率ｄｙ／ｄｔは、所定の単位時間Δｔ後に予測される横偏差ｙ（ｔ＋Δｔ）と、今回取得した横偏差ｙ（ｔ）との偏差（ｙ（ｔ＋Δｔ）−ｙ（ｔ））であってもよい。横偏差の予測値ｙ（ｔ＋Δｔ）は、車速、ヨー角等を考慮して求められてもよい。
【００２５】
また、横偏差変化率ｄｙ／ｄｔは、所定時間Δｔｘ後の時点ｔ１に予測される横偏差ｙ（ｔ＋Δｔｘ）と、時点ｔ１から所定の単位時間Δｔ後の時点ｔ２に予測される横偏差ｙ（ｔ＋Δｔｘ＋Δｔ）との偏差（ｙ（ｔ＋Δｔｘ＋Δｔ）−ｙ（ｔ＋Δｔｘ））であってもよい。前記横偏差の予測値ｙ（ｔ＋Δｔｘ）およびｙ（ｔ＋Δｔｘ＋Δｔ）は、車速、ヨー角等を考慮して求められてもよい。車両の進行方向前方の道路を撮像して、車両の横偏差ｙを演算または予測する手法は、特開２０１３−２１２８３９号公報、特許第４２９２５６２号公報、特開平１１−３４７７４号公報等に記載されているように公知なのでその説明を省略する。
【００２６】
目標走行ラインＬｓの曲率ｃｔとは、目標走行ラインＬｓの曲がり具合を表し、１を曲率半径で除算した値として定義される。曲線経路のカーブが緩やかになる程、曲率半径は大きくなるから、曲率ｃｔは小さくなる。情報取得部９１は、例えば、次のようにして目標走行ラインＬｓの曲率ｃｔを求める。
情報取得部９１は、図３Ｂに示すように、ＣＣＤカメラ１３によって撮像された画像に基づいて、車両１００が走行している車線を示す一対の車線境界線（白線）Ｌｌ，Ｌｒを認識し、車両１００の走行車線を認識する。情報取得部９１は、車両１００の基準位置Ｃを中心とする左右方向（車幅方向）の座標をｙｃとし、車両１００の前後方向の位置座標をｘｃとして、例えば、白線Ｌｌ上に３つの点Ｑ１、Ｑ２およびＱ３の座標Ｑ１（ｘｃ１，ｙｃ１）、Ｑ２（ｘｃ２，ｙｃ２）、Ｑ３（ｘｃ３，ｙｃ３）を推定する。この例では、点Ｑ１は、現在の車両１００の位置に対応した白線Ｌｌ上の推定位置を表している。点Ｑ２は、点Ｑ１に対して所定時間経過後の白線Ｌｌ上の推定位置を表している。点Ｑ３は、点Ｑ２に対して所定時間経過後の白線Ｌｌ上の推定位置を表している。
【００２７】
次に、情報取得部９１は、点Ｑ１と点Ｑ２とを結ぶ線分に対する垂直２等分線と、点Ｑ２と点Ｑ３とを結ぶ線分に対する垂直２等分線とが交わる点の座標をＰ点座標として求める。そして、情報取得部９１は、点Ｐと点Ｑ１との間の距離を白線Ｌｌの曲率半径ｒとして求める。次に、情報取得部９１は、１を曲率半径ｒで除することにより、白線Ｌｌの曲率ｃｔを求める。情報取得部９１は、このようして求めた白線Ｌｌの曲率ｃｔを、目標走行ラインＬｓの曲率ｃｔとみなす。
【００２８】
なお、目標走行ラインＬｓの曲率ｃｔは、他の方法によって求められてもよい。
反力モータ制御部９３は、トルクセンサ９によって検出される操舵トルクＴｈ、操舵角センサ８によって検出される操舵角θｈおよび電流検出部３５によって検出されるモータ電流に基づいて、反力モータ７の駆動回路３４を駆動する。例えば、反力モータ制御部９３は、操舵トルクＴｈおよび操舵角θｈに基づいて、反力モータ７に発生させるべき反力トルクの目標値である目標反力トルクを演算する。そして、反力モータ制御部９３は、目標反力トルクに応じた反力トルクが反力モータ７から発生するように、反力モータ７の駆動回路３４を駆動制御する。
【００２９】
以下、転舵モータ制御部９２について、詳しく説明する。
図４は、転舵モータ制御部９２の構成例を示すブロック図である。
転舵モータ制御部９２は、第１の目標転舵角設定部４１と、第２の目標転舵角設定部４２と、目標転舵角切替部４３と、角速度演算部４４Ｌ，４４Ｒと、転舵角偏差演算部４５Ｌ，４５Ｒと、ＰＩ制御部（転舵角）４６Ｌ，４６Ｒと、角速度偏差演算部４７Ｌ，４７Ｒと、ＰＩ制御部（角速度）４８Ｌ，４８Ｒと、電流偏差演算部４９Ｌ，４９Ｒと、ＰＩ制御部（電流）５０Ｌ，５０Ｒと、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御部５１Ｌ，５１Ｒとを含む。
【００３０】
第１の目標転舵角設定部４１は、通常運転モード時に使用される左転舵輪３Ｌの目標転舵角である第１の左目標転舵角δＬ１＊と、通常運転モード時に使用される右転舵輪３Ｒの目標転舵角である第１の右目標転舵角δＲ１＊とを設定するものである。具体的には、第１の目標転舵角設定部４１は、操舵角センサ８によって検出される操舵角θｈに基づいて、第１の左目標転舵角δＬ１＊および第１の右目標転舵角δＲ１＊を設定する。第１の目標転舵角設定部４１の詳細については、後述する。
【００３１】
第２の目標転舵角設定部４２は、自動運転モード時に使用される第２の左目標転舵角δＬ２＊と、自動運転モード時に使用される第２の右目標転舵角δＲ２＊とを設定するものである。具体的には、第２の目標転舵角設定部４２は、情報取得部９１によって取得される横偏差ｙ、偏差変化率ｄｙ／ｄｔおよび曲率ｃｔ、車速センサ１２によって検出される車速Ｖならびにヨーレイトセンサ１１によって検出されるヨーレイトγに基づいて、第２の左目標転舵角δＬ２＊および第２の右目標転舵角δＲ２＊を設定する。第２の目標転舵角設定部４２の詳細については、後述する。
【００３２】
目標転舵角切替部４３は、第１の目標転舵角設定部４１によって設定される第１の左目標転舵角δＬ１＊および第１の右目標転舵角δＲ１＊の組と、第２の目標転舵角設定部４２によって設定される第２の左目標転舵角δＬ２＊および第２の右目標転舵角δＲ２＊の組とのうちから、運転モードに応じていずれか一方の組を選択して、左目標転舵角δＬ＊および右目標転舵角δＲ＊として出力する。具体的には、運転モードが通常運転モードであるときには、目標転舵角切替部４３は、第１の左目標転舵角δＬ１＊および第１の右目標転舵角δＲ１＊の組を選択して出力し、運転モードが自動運転モードであるときには、目標転舵角切替部４３は、第２の左目標転舵角δＬ２＊および第２の右目標転舵角δＲ２＊の組を選択して出力する。
【００３３】
角速度演算部４４Ｌは、左転舵角センサ１０Ｌによって検出される左転舵角δＬを時間微分することによって、左転舵角δＬの角速度（左転舵角速度）ωＬを演算する。角速度演算部４４Ｒは、右転舵角センサ１０Ｒによって検出される右転舵角δＲを時間微分することによって、右転舵角δＲの角速度（右転舵角速度）ωＲを演算する。
転舵角偏差演算部４５Ｌは、目標転舵角切替部４３から出力される左目標転舵角δＬ＊と、左転舵角センサ１０Ｌによって検出される左転舵角δＬとの偏差ΔδＬ（＝δＬ＊−δＬ）を演算する。転舵角偏差演算部４５Ｒは、目標転舵角切替部４３から出力される右目標転舵角δＲ＊と、右転舵角センサ１０Ｒによって検出される右転舵角δＲとの偏差ΔδＲ（＝δＲ＊−δＲ）を演算する。
【００３４】
ＰＩ制御部４６Ｌは、転舵角偏差演算部４５Ｌによって演算される左転舵角偏差ΔδＬに対するＰＩ演算を行なうことにより、左転舵角速度の目標値である左目標転舵角速度ωＬ＊を演算する。ＰＩ制御部４６Ｒは、転舵角偏差演算部４５Ｒによって演算される右転舵角偏差ΔδＲに対するＰＩ演算を行なうことにより、右転舵角速度の目標値である右目標転舵角速度ωＲ＊を演算する。
【００３５】
角速度偏差演算部４７Ｌは、ＰＩ制御部４６Ｌによって演算される左目標転舵角速度ωＬ＊と、角速度演算部４４Ｌによって演算される左転舵角速度ωＬとの偏差ΔωＬ（＝ωＬ＊−ωＬ）を演算する。角速度偏差演算部４７Ｒは、ＰＩ制御部４６Ｒによって演算される右目標転舵角速度ωＲ＊と、角速度演算部４４Ｒによって演算される右転舵角速度ωＲとの偏差ΔωＲ（＝ωＲ＊−ωＲ）を演算する。
【００３６】
ＰＩ制御部４８Ｌは、角速度偏差演算部４７Ｌによって演算される左転舵角速度偏差ΔωＬに対するＰＩ演算を行なうことにより、左転舵モータ４Ｌに流すべき電流の目標値である左目標モータ電流ＩＬ＊を演算する。ＰＩ制御部４８Ｒは、角速度偏差演算部４７Ｒによって演算される右転舵角速度偏差ΔωＲに対するＰＩ演算を行なうことにより、右転舵モータ４Ｒに流すべき電流の目標値である右目標モータ電流ＩＲ＊を演算する。
【００３７】
電流偏差演算部４９Ｌは、ＰＩ制御部４８Ｌによって演算される左目標モータ電流ＩＬ＊と、電流検出部３３Ｌによって検出される左モータ電流ＩＬとの偏差ΔＩＬ（＝ＩＬ＊−ＩＬ）を演算する。電流偏差演算部４９Ｒは、ＰＩ制御部４８Ｒによって演算される右目標モータ電流ＩＲ＊と、電流検出部３３Ｒによって検出される右モータ電流ＩＲとの偏差ΔＩＲ（＝ＩＲ＊−ＩＲ）を演算する。
【００３８】
ＰＩ制御部５０Ｌは、電流偏差演算部４９Ｌによって演算される左モータ電流偏差ΔＩＬに対するＰＩ演算を行なうことにより、左転舵モータ４Ｌに流れる左モータ電流ＩＬを左目標モータ電流ＩＬ＊に導くための左モータ駆動指令値を生成する。ＰＩ制御部５０Ｒは、電流偏差演算部４９Ｒによって演算される右モータ電流偏差ΔＩＲに対するＰＩ演算を行なうことにより、右転舵モータ４Ｒに流れる右モータ電流ＩＲを右目標モータ電流ＩＲ＊に導くための右モータ駆動指令値を生成する。
【００３９】
ＰＷＭ制御部５１Ｌは、左モータ駆動指令値に対応するデューティ比の左ＰＷＭ制御信号を生成して、駆動回路３２Ｌに供給する。これにより、左モータ駆動指令値に対応した電力が左転舵モータ４Ｌに供給されることになる。ＰＷＭ制御部５１Ｒは、右モータ駆動指令値に対応するデューティ比の右ＰＷＭ制御信号を生成して、駆動回路３２Ｒに供給する。これにより、右モータ駆動指令値に対応した電力が右転舵モータ４Ｒに供給されることになる。
【００４０】
転舵角偏差演算部４５ＬおよびＰＩ制御部４６Ｌは、角度フィードバック制御手段を構成している。この角度フィードバック制御手段の働きによって、左転舵輪３Ｌの転舵角δＬが、目標転舵角切替部４３から出力される左目標転舵角δＬ＊に近づくように制御される。また、角速度偏差演算部４７ＬおよびＰＩ制御部４８Ｌは、角速度フィードバック制御手段を構成している。この角速度フィードバック制御手段の働きによって、左転舵角速度ωＬが、ＰＩ制御部４６Ｌによって演算される左目標転舵角速度ωＬ＊に近づくように制御される。また、電流偏差演算部４９ＬおよびＰＩ制御部５０Ｌは、電流フィードバック制御手段を構成している。この電流フィードバック制御手段の働きによって、左転舵モータ４Ｌに流れるモータ電流ＩＬが、ＰＩ制御部４８Ｌによって演算される左目標モータ電流ＩＬ＊に近づくように制御される。
【００４１】
同様に、転舵角偏差演算部４５ＲおよびＰＩ制御部４６Ｒは、角度フィードバック制御手段を構成している。この角度フィードバック制御手段の働きによって、右転舵輪３Ｒの転舵角δＲが、目標転舵角切替部４３から出力される右目標転舵角δＲ＊に近づくように制御される。また、角速度偏差演算部４７ＲおよびＰＩ制御部４８Ｒは、角速度フィードバック制御手段を構成している。この角速度フィードバック制御手段の働きによって、右転舵角速度ωＲが、ＰＩ制御部４６Ｒによって演算される右目標転舵角速度ωＲ＊に近づくように制御される。また、電流偏差演算部４９ＲおよびＰＩ制御部５０Ｒは、電流フィードバック制御手段を構成している。この電流フィードバック制御手段の働きによって、右転舵モータ４Ｒに流れるモータ電流ＩＲが、ＰＩ制御部４８Ｒによって演算される右目標モータ電流ＩＲ＊に近づくように制御される。
【００４２】
次に、第１の目標転舵角設定部４１について、詳しく説明する。
図５は、第１の目標転舵角設定部４１の構成例を示すブロック図である。
第１の目標転舵角設定部４１は、基本目標転舵角設定部６１と、左目標転舵角演算部６２と、右目標転舵角演算部６３と、高周波ゲイン設定部６４とを含む。
基本目標転舵角設定部６１は、操舵角センサ８によって検出される操舵角θｈに基づいて、左基本目標転舵角δＬＯ＊および右基本目標転舵角δＲＯ＊を設定する。操舵角θｈに対する左基本目標転舵角δＬＯ＊および右基本目標転舵角δＲＯ＊の設定例は図６に示されている。左基本目標転舵角δＬＯ＊および右基本目標転舵角δＲＯ＊は、操舵角θｈが正のとき（右操舵時）には正の値とされ、操舵角θｈが負のとき（左操舵時）には負の値とされる。
【００４３】
右操舵時には、右転舵輪３Ｒが内輪となり、左転舵輪３Ｌが外輪となる。右操舵時には、内輪側の右転舵輪３Ｒの転舵角の絶対値を外輪側の左転舵輪３Ｌの転舵角の絶対値よりも大きくするために、右基本目標転舵角δＲＯ＊の絶対値は、左基本目標転舵角δＬＯ＊の絶対値に比べて大きくなるように設定されている。この実施形態では、操舵角θｈが正のときには、左基本目標転舵角δＬＯ＊の絶対値は、操舵角θｈが大きくなるほど一次関数的に大きくなるように設定されている。これに対して、右基本目標転舵角δＲＯ＊の絶対値は、操舵角θｈが大きくなるほど二次関数的に大きくなるように設定されている。
【００４４】
左操舵時には、左転舵輪３Ｌが内輪となり、右転舵輪３Ｒが外輪となる。左操舵時には、内輪側の左転舵輪３Ｌの転舵角の絶対値を外輪側の右転舵輪３Ｒの転舵角の絶対値よりも大きくするために、左基本目標転舵角δＬＯ＊の絶対値は、右基本目標転舵角δＲＯ＊の絶対値に比べて大きくなるように設定されている。この実施形態では、操舵角θｈが負のときには、右基本目標転舵角δＲＯ＊の絶対値は、操舵角θｈの絶対値が大きくなるほど一次関数的に大きくなるように設定されている。これに対して、左基本目標転舵角δＬＯ＊の絶対値は、操舵角θｈの絶対値が大きくなるほど二次関数的に大きくなるように設定されている。このように、本実施形態では、公知のアッカーマン・ジャントー理論に基づいて、左右の基本目標転舵角δＬＯ＊，δＲＯ＊が設定されている。
【００４５】
図５に戻り、左目標転舵角演算部６２は、基本目標転舵角設定部６１によって設定された左基本目標転舵角δＬＯ＊に基づいて、第１の左目標転舵角δＬ１＊を演算する。具体的には、左目標転舵角演算部６２は、右旋回時に左基本目標転舵角δＬＯ＊の高周波成分を低減させるための高周波成分低減処理を行う。
より具体的には、左目標転舵角演算部６２は、第１ローパスフィルタ（ＬＰＦ）７１と、第１減算部７２と、第１乗算部７３と、第１加算部７４とを含む。基本目標転舵角設定部６１によって設定された左基本目標転舵角δＬＯ＊は、第１ローパスフィルタ７１に与えられるとともに第１減算部７２に与えられる。第１ローパスフィルタ７１は、左基本目標転舵角δＬＯ＊の低周波成分（左低周波成分）を抽出する。第１ローパスフィルタ７１によって抽出された左低周波成分は、第１減算部７２に与えられるとともに第１加算部７４に与えられる。
【００４６】
第１減算部７２は、左基本目標転舵角δＬＯ＊から左低周波成分を除去することにより、左基本目標転舵角δＬＯ＊の高周波成分（左高周波成分）を抽出する。左高周波成分は、第１乗算部７３に与えられる。第１乗算部７３は、左高周波成分に、高周波ゲイン設定部６４によって設定された左高周波ゲインＧＬを乗算する。高周波ゲイン設定部６４の動作については、後述する。第１乗算部７３の出力値は、第１加算部７４に与えられる。第１加算部７４は、第１ローパスフィルタ７１によって抽出された左低周波成分に、第１乗算部７３の出力値（ゲイン乗算後の左高周波成分）を加算することにより、第１の左目標転舵角δＬ１＊を演算する。
【００４７】
右目標転舵角演算部６３は、基本目標転舵角設定部６１によって設定された右基本目標転舵角δＲＯ＊に基づいて、第１の右目標転舵角δＲ１＊を演算する。具体的には、右目標転舵角演算部６３は、左旋回時に右基本目標転舵角δＲＯ＊の高周波成分を低減させるための高周波成分低減処理を行う。
より具体的には、右目標転舵角演算部６３は、第２ローパスフィルタ（ＬＰＦ）８１と、第２減算部８２と、第２乗算部８３と、第２加算部８４とを含む。基本目標転舵角設定部６１によって設定された右基本目標転舵角δＲＯ＊は、第２ローパスフィルタ８１に与えられるとともに第２減算部８２に与えられる。第２ローパスフィルタ８１は、右基本目標転舵角δＲＯ＊の低周波成分（右低周波成分）を抽出する。第２ローパスフィルタ８１によって抽出された右低周波成分は、第２減算部８２に与えられるとともに第２加算部８４に与えられる。
【００４８】
第２減算部８２は、右基本目標転舵角δＲＯ＊から右低周波成分を除去することにより、右基本目標転舵角δＲＯ＊の高周波成分（右高周波成分）を抽出する。右高周波成分は、第２乗算部８３に与えられる。第２乗算部８３は、右高周波成分に、高周波ゲイン設定部６４によって設定された右高周波ゲインＧＲを乗算する。第２乗算部８３の出力値は、第２加算部８４に与えられる。第２加算部８４は、第２ローパスフィルタ８１によって抽出された右低周波成分に、第２乗算部８３の出力値（ゲイン乗算後の右高周波成分）を加算することにより、第１の右目標転舵角δＲ１＊を演算する。
【００４９】
高周波ゲイン設定部６４は、ヨーレイトセンサ１１によって検出されたヨーレイトγに基づいて、左高周波ゲインＧＬおよび右高周波ゲインＧＲを設定する。ヨーレイトγに対する左高周波ゲインＧＬおよび右高周波ゲインＧＲの設定例は、図７に示されている。左高周波ゲインＧＬおよび右高周波ゲインＧＲは、ヨーレイトγに応じて、０〜１の範囲内の値に設定される。なお、本実施形態では、車両の左右旋回状態は、ヨーレイトセンサ１１によって検出されたヨーレイトγによって判定される。ヨーレイトセンサ１１が、正、零および負のときに、それぞれ、右旋回状態、直進状態および左旋回状態であると判定される。
【００５０】
左高周波ゲインＧＬは、ヨーレイトγが０のとき（直進時）および負のとき（左旋回時）には、１に設定される。ヨーレイトγが正のとき（右旋回時）には、左高周波ゲインＧＬは、１未満の値に設定される。具体的には、ヨーレイトγが０から正の所定値Ａ（Ａ＞０）までの範囲においては、左高周波ゲインＧＬは、ヨーレイトγの増加に応じて１から０まで減少するように設定される。そして、ヨーレイトγがＡ以上であるときには、左高周波ゲインＧＬは０に設定される。
【００５１】
右高周波ゲインＧＲは、ヨーレイトγが０のとき（直進時）および正のとき（右旋回時）には、１に設定される。ヨーレイトγが負のとき（左旋回時）には、右高周波ゲインＧＲは、１未満の値に設定される。具体的には、ヨーレイトγが０から−Ａまでの範囲においては、右高周波ゲインＧＲは、ヨーレイトγの減少に応じて１から零まで減少するように設定される。そして、ヨーレイトγが−Ａ以下であるときには、右高周波ゲインＧＲは０に設定される。
【００５２】
図５および図７を参照して、ヨーレイトγがＡ以上である場合、つまり、比較的旋回度の強い右旋回時には、左高周波ゲインＧＬは０となり、右高周波ゲインＧＲは１となる。したがって、この場合には、第１ローパスフィルタ７１によって抽出された左基本目標転舵角δＬＯ＊の低周波成分（左低周波成分）が第１の左目標転舵角δＬ＊となり、右基本目標転舵角δＲＯ＊がそのまま第１の右目標転舵角δＲ＊となる。つまり、外輪となる左転舵輪３Ｌの目標値である第１の左目標転舵角δＬ＊は、左基本目標転舵角δＬＯ＊の高周波成分が低減（除去）されたものとなるため、第１の左目標転舵角δＬ＊の急激な変動（小刻みな変動）が抑制される。
【００５３】
ヨーレイトγが０よりも大きくかつＡ未満の場合、つまり、比較的旋回度の弱い右旋回時には、左高周波ゲインＧＬは０よりは大きいが１未満の値となり、右高周波ゲインＧＲは１となる。この場合においても、第１の左目標転舵角δＬ＊は左基本目標転舵角δＬＯ＊に比べて高周波成分が低減されたものとなるが、比較的旋回度の強い右旋回時に比べて、高周波成分低減量は少なくなる。この場合、高周波成分低減量は、ヨーレイトγが大きくなるほど大きくなる。
【００５４】
ヨーレイトγが−Ａ未満である場合、つまり、比較的旋回度の強い左旋回時には、右高周波ゲインＧＲは０となり、左高周波ゲインＧＬは１となる。したがって、この場合には、第２ローパスフィルタ８１によって抽出された右基本目標転舵角δＲＯ＊の低周波成分（右低周波成分）が第１の右目標転舵角δＲ＊となり、左基本目標転舵角δＬＯ＊がそのまま第１の左目標転舵角δＬ＊となる。つまり、外輪となる右転舵輪３Ｒの目標値である第１の右目標転舵角δＲ＊は、右基本目標転舵角δＲＯ＊の高周波成分が低減（除去）されたものとなるため、第１の右目標転舵角δＲ＊の急激な変動が抑制される。
【００５５】
ヨーレイトγが０未満でかつ−Ａよりも大きい場合、つまり、比較的旋回度の弱い左旋回時には、右高周波ゲインＧＲは０よりは大きいが１未満の値となり、左高周波ゲインＧＬは１となる。この場合においても、第１の右目標転舵角δＲ＊は右基本目標転舵角δＲＯ＊に比べて高周波成分が低減されたものとなるが、比較的旋回度の強い左旋回時に比べて、高周波成分低減量は少なくなる。この場合、高周波成分低減量は、ヨーレイトγが小さくなるほど大きくなる。
【００５６】
ヨーレイトγが０の場合、つまり、直進時には、左高周波ゲインＧＬおよび右高周波ゲインＧＲはともに１となる。したがって、この場合には、左基本目標転舵角δＬＯ＊がそのまま第１の左目標転舵角δＬ＊となり、右基本目標転舵角δＲＯ＊がそのまま第１の右目標転舵角δＲ＊となる。
この実施形態では、通常運転モードの右旋回時には、外輪となる左転舵輪３Ｌの目標値である第１の左目標転舵角δＬ１＊は、左基本目標転舵角δＬＯ＊の高周波成分が低減されたものとなるため、第１の左目標転舵角δＬ１＊の急激な変動が抑制される。一方、通常運転モードの左旋回時には、外輪となる右転舵輪３Ｒの目標値である第１の右目標転舵角δＲ１＊は、右基本目標転舵角δＲＯ＊の高周波成分が低減されたものとなるため、第１の右目標転舵角δＲ１＊の急激な変動が抑制される。
【００５７】
この実施形態では、図７に示すように、ヨーレイトγに対する右高周波ゲインＧＲの特性と、ヨーレイトγに対する左高周波ゲインＧＬの特性は、γ＝０で表される直線（縦軸）に関して左右対称である。つまり、関数ｆを用いて右高周波ゲインＧＲをＧＲ＝ｆ（γ）で表した場合、左高周波ゲインＧＬはＧＲ＝ｆ（−γ）で表される。これにより、右旋回時（γ＞０）のときの操舵性と、左旋回時（γ＜０）のときの操舵性とを等しくすることができる。
【００５８】
前述したように、旋回時の外輪の転舵角変化に基づく車両の動きは、直進時の転舵輪の転舵角変化に基づく車両の動きよりも敏感となる。この実施形態では、通常運転モードの旋回時においては、外輪に対する目標転舵角の急激な変動が抑制されるため、転舵輪の転舵角の急激な変動も抑制され、車両の過敏な動きを抑制することができる。これにより、旋回中の操舵性を向上させることができるようになる。
【００５９】
図８は、ヨーレイトγに対する左高周波ゲインＧＬおよび右高周波ゲインＧＲの設定例の変形例を示すグラフである。
左高周波ゲインＧＬは、ヨーレイトγが０のとき（直進時）および負のとき（左旋回時）には、１に設定される。さらに、ヨーレイトγが正（右旋回時）であっても正の所定値Ｂ（Ｂ＞０）以下の場合にも、左高周波ゲインＧＬは、１に設定される。ヨーレイトγがＢよりも大きいときには、左高周波ゲインＧＬは、１未満の値に設定される。具体的には、ヨーレイトγがＢからＢよりも大きい所定値Ａ（Ａ＞Ｂ）までの範囲においては、左高周波ゲインＧＬは、ヨーレイトγの増加に応じて１から０まで減少するように設定される。そして、ヨーレイトγがＡ以上であるときには、左高周波ゲインＧＬは０に設定される。
【００６０】
右高周波ゲインＧＲは、ヨーレイトγが０のとき（直進時）および正のとき（右旋回時）には、１に設定される。さらに、ヨーレイトγが負（左旋回時）であっても−Ｂ以上の場合にも、右高周波ゲインＧＲは、１に設定される。ヨーレイトγが−Ｂよりも小さいときには、右高周波ゲインＧＲは、１未満の値に設定される。具体的には、ヨーレイトγが−Ｂから−Ａまでの範囲においては、右高周波ゲインＧＲは、ヨーレイトγの減少に応じて１から零まで減少するように設定される。そして、ヨーレイトγが−Ａ以下であるときには、右高周波ゲインＧＲは０に設定される。この変形例では、図７の特性に比べて、−Ｂ≦γ≦Ｂの範囲内において、左高周波ゲインＧＬおよび右高周波ゲインＧＲが１に設定されている点が異なっている。この変形例においても、ヨーレイトγに対する右高周波ゲインＧＲの特性と、ヨーレイトγに対する左高周波ゲインＧＬの特性は、γ＝０で表される直線（縦軸）に関して左右対称である。
【００６１】
直進状態（γ＝０）から運転者によって小舵角分の速い操舵が行われた場合を想定する。このような場合において、車両が少し旋回した途端に、高周波ゲインが１から減少してしまうと、操舵角変化の高周波成分がフィルターされてしまい、転舵角変化に反映されなくなってしまうおそれがある。そうすると、運転者の意図的な速い操舵が結果的に無視されてしまうおそれがある。この変形例では、−Ｂ≦γ≦Ｂの範囲内においては、ＧＬ＝ＧＲ＝１に設定されるので、Ｂを適切な値に設定することによって、小舵角分の速い操舵に対しても転舵角を追従させることができるようになる。これにより、通常運転モードの旋回時の車両の過敏な動きを抑制しつつ、直進時の運転者の意図的な速い操舵が車両に伝わりやすくなり、操舵性を向上させることができる。
【００６２】
次に、第２の目標転舵角設定部４２について、詳しく説明する。
図９は、第２の目標転舵角設定部４２の構成例を示すブロック図である。
第２の目標転舵角設定部４２は、目標ヨーレイト演算部２０１と、基本目標転舵角設定部２０２と、第１修正量演算部２０３と、第２修正量演算部２０４と、第１加算部２０５と、第１乗算部２０６と、第２乗算部２０７と、修正量ゲイン設定部２０８と、第２加算部２０９と、第３加算部２１０とを含む。
【００６３】
第１修正量演算部２０３、第２修正量演算部２０４および第１加算部２０５は、基本目標転舵角修正量演算手段を構成している。第１乗算部２０６は、左目標転舵角修正量演算手段の一例である。第２乗算部２０７は、右目標転舵角修正量演算手段の一例である。第２加算部２０９は、左目標転舵角演算手段の一例である。第３加算部２１０は、右目標転舵角演算手段の一例である。
【００６４】
目標ヨーレイト演算部２０１は、車速センサ１２によって検出される車速Ｖ[m/s]と、情報取得部９１によって取得された曲率ｃｔとに基づいて、目標ヨーレイトγ＊[deg/s]を演算する。具体的には、目標ヨーレイト演算部２０１は、次式（１）に基いて、目標ヨーレイトγ＊を演算する。
γ＊＝（３６０／２π）×ｃｔ×Ｖ        …（１）
基本目標転舵角設定部２０２は、目標ヨーレイト演算部２０１によって演算される目標ヨーレイトγ＊に基づいて、車両を目標走行ラインに沿って走行させるための左基本目標転舵角δＬＯ＊および右基本目標転舵角δＲＯ＊を設定する。目標ヨーレイトγ＊に対する左基本目標転舵角δＬＯ＊および右基本目標転舵角δＲＯ＊の設定例は図１０に示されている。左基本目標転舵角δＬＯ＊および右基本目標転舵角δＲＯ＊は、目標ヨーレイトγ＊が正のとき（右旋回）には正の値とされ、目標ヨーレイトγ＊が負のとき（左旋回）には負の値とされる。
【００６５】
右旋回時には、右転舵輪３Ｒが内輪となり、左転舵輪３Ｌが外輪となる。右旋回時には、内輪側の右転舵輪３Ｒの転舵角の絶対値を外輪側の左転舵輪３Ｌの転舵角の絶対値よりも大きくするために、右基本目標転舵角δＲＯ＊の絶対値は、左基本目標転舵角δＬＯ＊の絶対値に比べて大きくなるように設定されている。この実施形態では、目標ヨーレイトγ＊が正のときには、左基本目標転舵角δＬＯ＊の絶対値は、目標ヨーレイトγ＊が大きくなるほど一次関数的に大きくなるように設定されている。これに対して、右基本目標転舵角δＲＯ＊の絶対値は、目標ヨーレイトγ＊が大きくなるほど二次関数的に大きくなるように設定されている。
【００６６】
左旋回時には、左転舵輪３Ｌが内輪となり、右転舵輪３Ｒが外輪となる。左旋回時には、内輪側の左転舵輪３Ｌの転舵角の絶対値を外輪側の右転舵輪３Ｒの転舵角の絶対値よりも大きくするために、左基本目標転舵角δＬＯ＊の絶対値は、右基本目標転舵角δＲＯ＊の絶対値に比べて大きくなるように設定されている。この実施形態では、目標ヨーレイトγ＊が負のときには、右基本目標転舵角δＲＯ＊の絶対値は、目標ヨーレイトγ＊の絶対値が大きくなるほど一次関数的に大きくなるように設定されている。これに対して、左基本目標転舵角δＬＯ＊の絶対値は、目標ヨーレイトγ＊の絶対値が大きくなるほど二次関数的に大きくなるように設定されている。本実施形態では、公知のアッカーマン・ジャントー理論に基づいて、左右の基本目標転舵角δＬＯ＊，δＲＯ＊が設定されている。
【００６７】
第１修正量演算部２０３は、横偏差ｙに応じたレーンキープ用の第１の目標転舵角修正量ｄδ１を演算する。
この実施形態では、第１修正量演算部２０３は、例えば、図１１Ａに示されている横偏差ｙに対する第１の目標転舵角修正量ｄδ１の関係を記憶したマップまたは当該関係を表す演算式に基づいて、第１の目標転舵角修正量ｄδ１を演算する。図１１Ａの例では、第１の目標転舵角修正量ｄδ１は、ａ１を負の定数として、ｄδ１＝ａ１・ｙ３の３次関数で表される。
【００６８】
第１修正量演算部２０３は、例えば、図１１Ｂに示されている横偏差ｙに対する第１の目標転舵角修正量ｄδ１の関係を記憶したマップまたは当該関係を表す演算式に基づいて、第１の目標転舵角修正量ｄδ１を演算してもよい。図１１Ｂに示されている曲線は、図１１Ａにおけるｄδ１が零以上の領域の曲線を横軸方向に−Ｄ（Ｄ＞０）だけ移動させ、図１１Ａにおけるｄδ１が零未満の領域の曲線を横軸方向に＋Ｄだけ移動させることによって作成されている。図１１Ｂの曲線では、横偏差ｙが−Ｄ（Ｄ＞０）〜Ｄまでの範囲において、第１の目標転舵角修正量ｄδ１が零となる不感帯が設定されている。
【００６９】
第１修正量演算部２０３は、例えば、図１１Ｃに示されている横偏差ｙに対する第１の目標転舵角修正量ｄδ１の関係を記憶したマップまたは当該関係を表す演算式に基づいて、第１の目標転舵角修正量ｄδ１を演算してもよい。図１１Ｃの例では、第１の目標転舵角修正量ｄδ１は、ａ１を負の定数とすると、ｙ≧０の範囲では、ｄδ１＝ａ１・ｙ２という２次関数で表され、ｙ＜０の範囲では、ｄδ１＝−ａ１・ｙ２という２次関数で表される。
【００７０】
第２修正量演算部２０４は、横偏差変化率ｄｙ／ｄｔに応じたレーンキープ用の第２の目標転舵角修正量ｄδ２を演算する。
この実施形態では、第２修正量演算部２０４は、例えば、図１２Ａに示されている横偏差変化率ｄｙ／ｄｔに対する第２の目標転舵角修正量ｄδ２の関係を記憶したマップまたは当該関係を表す演算式に基づいて、第２の目標転舵角修正量ｄδ２を演算する。図１２Ａの例では、第２の目標転舵角修正量ｄδ２は、ａ２を負の定数として、ｄδ２＝ａ２・ｄｙ／ｄｔの１次関数で表される。なお、横偏差変化率ｄｙ／ｄｔの絶対値が零付近の−Ｆ＜｜ｄｙ／ｄｔ｜＜Ｆ（Ｆは正の定数）において、第２の目標転舵角修正量ｄδ２が零となる不感帯を設けてもよい。
【００７１】
第２修正量演算部２０４は、例えば、図１２Ｂに示されている横偏差変化率ｄｙ／ｄｔに対する第２の目標転舵角修正量ｄδ２の関係を記憶したマップまたは当該関係を表す演算式に基づいて、第２の目標転舵角修正量ｄδ２を演算してもよい。図１２Ｂの例では、第２の目標転舵角修正量ｄδ２は、ａ２を負の定数とすると、ｄｙ／ｄｔ≧０の範囲では、ｄδ２＝ａ２・（ｄｙ／ｄｔ）２という２次関数で表され、ｄｙ／ｄｔ＜０の範囲では、ｄδ２＝−ａ２・（ｄｙ／ｄｔ）２という２次関数で表される。
【００７２】
第１加算部２０５は、第１修正量演算部２０３によって演算された第１の目標転舵角修正量ｄδ１と、第２修正量演算部２０４によって演算された第２の目標転舵角修正量ｄδ２とを加算することにより、基本目標転舵角修正量ｄδｏ（＝ｄδ１＋ｄδ２）を演算する。第１加算部２０５によって演算された基本目標転舵角修正量ｄδｏは、第１乗算部２０６および第２乗算部２０７に与えられる。
【００７３】
第１乗算部２０６は、基本目標転舵角修正量ｄδｏに、修正量ゲイン設定部２０８によって設定された左修正量ゲインＧＬを乗算することによって、左目標転舵角修正量ｄδＬを演算する。修正量ゲイン設定部２０８の動作については、後述する。第１乗算部２０６によって演算された左目標転舵角修正量ｄδＬは、第２加算部２０９に与えられる。第２加算部２０９は、基本目標転舵角設定部２０２によって設定された左基本目標転舵角δＬＯ＊に、第１乗算部２０６によって演算された左目標転舵角修正量ｄδＬを加算することによって、第２の左目標転舵角δＬ２＊を演算する。
【００７４】
第２乗算部２０７は、基本目標転舵角修正量ｄδｏに、修正量ゲイン設定部２０８によって設定された右修正量ゲインＧＲを乗算することによって、右目標転舵角修正量ｄδＲを演算する。修正量ゲイン設定部２０８の動作については、後述する。第２乗算部２０７によって演算された右目標転舵角修正量ｄδＲは、第３加算部２１０に与えられる。第３加算部２１０は、基本目標転舵角設定部２０２によって設定された右基本目標転舵角δＲＯ＊に、第２乗算部２０７によって演算された右目標転舵角修正量ｄδＲを加算することによって、第２の右目標転舵角δＲ２＊を演算する。
【００７５】
修正量ゲイン設定部２０８は、ヨーレイトセンサ１１によって検出されたヨーレイトγに基づいて、左修正量ゲインＧＬおよび右修正量ゲインＧＲを設定する。ヨーレイトγに対する左修正量ゲインＧＬおよび右修正量ゲインＧＲの設定例は、図１３に示されている。左修正量ゲインＧＬおよび右修正量ゲインＧＲは、ヨーレイトγに応じて、０〜１の範囲内の値に設定される。
【００７６】
左修正量ゲインＧＬは、ヨーレイトγが０のときおよび負のとき（左旋回時）には、１に設定される。ヨーレイトγが正のとき（右旋回時）には、左修正量ゲインＧＬは、１未満の値に設定される。具体的には、ヨーレイトγが０から正の所定値Ｅ（Ｅ＞０）までの範囲においては、左修正量ゲインＧＬは、ヨーレイトγの増加に応じて１から０まで減少するように設定される。そして、ヨーレイトγがＥ以上であるときには、左修正量ゲインＧＬは０に設定される。
【００７７】
右修正量ゲインＧＲは、ヨーレイトγが０のときおよび正のとき（右旋回時）には、１に設定される。ヨーレイトγが負のとき（左旋回時）には、右修正量ゲインＧＲは、１未満の値に設定される。具体的には、ヨーレイトγが０から−Ｅまでの範囲においては、右修正量ゲインＧＲは、ヨーレイトγの減少に応じて１から零まで減少するように設定される。そして、ヨーレイトγが−Ｅ以下であるときには、右修正量ゲインＧＲは０に設定される。
【００７８】
図９および図１３を参照して、ヨーレイトγがＥ以上である場合、つまり、比較的旋回度の強い右旋回時には、左修正量ゲインＧＬは０となり、右修正量ゲインＧＲは１となる。したがって、この場合には、左目標転舵角修正量ｄδＬは零になり、右目標転舵角修正量ｄδＲは基本目標転舵角修正量ｄδｏと等しくなる。このため、第２の左目標転舵角δＬ２＊は左基本目標転舵角δＬＯ＊と等しくなり、第２の右目標転舵角δＲ２＊は右基本目標転舵角δＲＯ＊に基本目標転舵角修正量ｄδｏを加算した値となる。つまり、外輪となる左転舵輪３Ｌの目標値である第２の左目標転舵角δＬ２＊は、左基本目標転舵角δＬＯ＊に基本目標転舵角修正量ｄδｏが加算された値に比べて、修正量成分（基本目標転舵角修正量ｄδｏ）が低減（除去）されたものとなるため、第２の左目標転舵角δＬ２＊の急激な変動（小刻みな変動）が抑制される。
【００７９】
ヨーレイトγが０よりも大きくかつＥ未満の場合、つまり、比較的旋回度の弱い右旋回時には、左修正量ゲインＧＬは０よりは大きいが１未満の値となり、右修正量ゲインＧＲは１となる。この場合には、左目標転舵角修正量ｄδＬの絶対値は基本目標転舵角修正量ｄδｏの絶対値よりも小さな値となり、右目標転舵角修正量ｄδＲは基本目標転舵角修正量ｄδｏと等しくなる。したがって、この場合においても、第２の左目標転舵角δＬ２＊は、左基本目標転舵角δＬＯ＊に基本目標転舵角修正量ｄδｏが加算された値に比べて、修正量成分（基本目標転舵角修正量ｄδｏ）が低減されたものとなるが、比較的旋回度の強い右旋回時に比べて、修正量成分の低減量は少なくなる。この場合、修正量成分の低減量は、ヨーレイトγが大きくなるほど大きくなる。
【００８０】
ヨーレイトγが−Ｅ未満である場合、つまり、比較的旋回度の強い左旋回時には、右修正量ゲインＧＲは０となり、左修正量ゲインＧＬは１となる。したがって、この場合には、右目標転舵角修正量ｄδＲは零になり、左目標転舵角修正量ｄδＬは基本目標転舵角修正量ｄδｏと等しくなる。このため、第２の右目標転舵角δＲ２＊は右基本目標転舵角δＲＯ＊と等しくなり、第２の左目標転舵角δＬ２＊は左基本目標転舵角δＬＯ＊に基本目標転舵角修正量ｄδｏを加算した値となる。つまり、外輪となる右転舵輪３Ｒの目標値である第２の右目標転舵角δＲ２＊は、右基本目標転舵角δＲＯ＊に基本目標転舵角修正量ｄδｏが加算された値に比べて、修正量成分（基本目標転舵角修正量ｄδｏ）が低減（除去）されたものとなるため、第２の右目標転舵角δＲ２＊の急激な変動（小刻みな変動）が抑制される。
【００８１】
ヨーレイトγが０未満でかつ−Ｅよりも大きい場合、つまり、比較的旋回度の弱い左旋回時には、右修正量ゲインＧＲは０よりは大きいが１未満の値となり、左修正量ゲインＧＬは１となる。この場合には、右目標転舵角修正量ｄδＲの絶対値は基本目標転舵角修正量ｄδｏの絶対値よりも小さな値となり、左目標転舵角修正量ｄδＬは基本目標転舵角修正量ｄδｏと等しくなる。したがって、この場合においても、第２の右目標転舵角δＲ２＊は、右基本目標転舵角δＲＯ＊に基本目標転舵角修正量ｄδｏが加算された値に比べて、修正量成分（基本目標転舵角修正量ｄδｏ）が低減されたものとなるが、比較的旋回度の強い左旋回時に比べて、修正量成分の低減量は少なくなる。この場合、修正量成分の低減量は、ヨーレイトγが小さくなるほど大きくなる。
【００８２】
ヨーレイトγが０の場合、つまり、直進時には、左修正量ゲインＧＬおよび右修正量ゲインＧＲはともに１となる。したがって、この場合には、左目標転舵角修正量ｄδＬおよび右目標転舵角修正量ｄδＲは、共に基本目標転舵角修正量ｄδｏと等しくなる。このため、第２の左目標転舵角δＬ２＊は左基本目標転舵角δＬＯ＊に基本目標転舵角修正量ｄδｏを加算した値となり、第２の右目標転舵角δＲ２＊は右基本目標転舵角δＲＯ＊に基本目標転舵角修正量ｄδｏを加算した値となる。
【００８３】
この実施形態では、自動運転モードの右旋回時には、外輪となる左転舵輪３Ｌの目標値である第２の左目標転舵角δＬ２＊は、左基本目標転舵角δＬＯ＊に基本目標転舵角修正量ｄδｏが加算された値に比べて、修正量成分が低減されたものとなるため、第２の左目標転舵角δＬ２＊の急激な変動が抑制される。一方、自動運転モードの左旋回時には、外輪となる右転舵輪３Ｒの目標値である第２の右目標転舵角δＲ２＊は、右基本目標転舵角δＲＯ＊に基本目標転舵角修正量ｄδｏが加算された値に比べて、修正量成分が低減されたものとなるため、第２の右目標転舵角δＲ２＊の急激な変動が抑制される。
【００８４】
前述したように、旋回時の外輪の転舵角変化に基づく車両の動きは、直進時の転舵輪の転舵角変化に基づく車両の動きよりも敏感となる。この実施形態では、自動運転モードの旋回時においては、外輪に対する目標転舵角の急激な変動が抑制されるため、転舵輪の急激な変動も抑制され、車両の過敏な動きを抑制することができる。これにより、曲線経路において、車両の目標走行ラインへの追従性を向上させることができる。
【００８５】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、高周波ゲイン設定部６４（図５参照）は、ヨーレイトγに基づいて、左高周波ゲインＧＬおよび右高周波ゲインＧＲを設定しているが、図２、図４および図５に（Ｇｙ）で示すように、ヨーレイトγの代わりに車両の横加速度Ｇｙを用いて左高周波ゲインＧＬおよび右高周波ゲインＧＲを設定してもよい。この場合には、図１に一点鎖線で示すように、車両に車両の横加速度Ｇｙを検出するための横加速センサ１４が設けられる。横加速センサ１４によって検出される横加速度Ｇｙは、たとえば、車両が右旋回しているときの横加速度が正の値として検出され、車両が左旋回しているときの横加速度が負の値として検出され、その絶対値が大きいほど加速度の大きさが大きくなる。
【００８６】
同様に、前述の実施形態では、修正量ゲイン設定部２０８（図９参照）は、ヨーレイトγに基づいて、左修正量ゲインＧＬおよび右修正量ゲインＧＲを設定しているが、図２、図４および図９に（Ｇｙ）で示すように、ヨーレイトγの代わりに車両の横加速度Ｇｙを用いて左修正量ゲインＧＬおよび右修正量ゲインＧＲを設定してもよい。
また、前述の実施形態では、横偏差ｙに応じた第１の目標転舵角修正量ｄδ１と、横偏差変化率ｄｙ／ｄｔに応じた第２の目標転舵角修正量ｄδ２との和を、基本目標転舵角修正量ｄδｏとして設定している。しかし、横偏差ｙに応じた第１の目標転舵角修正量ｄδ１を基本目標転舵角修正量ｄδｏとして設定してもよいし、横偏差変化率ｄｙ／ｄｔに応じた第２の目標転舵角修正量ｄδ２を基本目標転舵角修正量ｄδｏとして設定してもよい。
【００８７】
また、車両の目標走行ラインは、ＥＣＵ３０以外の他のＥＣＵで生成し、ＣＡＮ等を通じて、そのデータをＥＣＵ３０が受信するようにしてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１…車両用操舵装置、２…ステアリングホイール、３Ｌ…左転舵輪、３Ｒ…右転舵輪、４Ｌ…左転舵モータ、４Ｒ…右転舵モータ、５Ｌ…左転舵機構、５Ｒ…右転舵機構、１１…ヨーレイトセンサ、１２…車速センサ、１３…ＣＣＤカメラ、１０Ｌ，１０Ｒ…転舵角センサ、３０…ＥＣＵ、３１…マイクロコンピュータ、４２…第２の目標転舵角設定部、９２…転舵モータ制御部、２０１…目標ヨーレイト演算部、２０２…基本目標転舵角設定部、２０３…第１修正量演算部、２０４…第２修正量演算部、２０５…第１加算部、２０６…第１乗算部、２０７…第２乗算部、２０８…修正量ゲイン設定部、２０９…第２加算部、２１０…第３加算部
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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