(57)【要約】【課題】レーンキープアシスト制御においてドライバの違和感を抑制できる車両制御装置を提供する。【解決手段】車両制御装置１０は、車両の走行路を目標走行路に維持するレーンキープアシスト制御を実行可能である。レーンキープアシスト制御において、操舵角速度θ´及び操舵トルクＴの積（第一操舵仕事率Ｐ１）と、操舵角θ及び操舵トルクの微分値Ｔ´の積（第二操舵仕事率Ｐ２）とを加算して算出される操舵仕事率Ｐ（能動受動状態量Ｐ）が所定値Ａ以下となる走行位置を目標コース（目標軌跡）に設定する。【選択図】図１
2015151086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設定された目標コースに沿って車両が走行するように操舵支援を行うレーンキープアシスト制御を実行可能であり、
前記レーンキープアシスト制御において、操舵角速度及び操舵トルクの積と、操舵角及び前記操舵トルクの微分値の積とを加算して算出される操舵仕事率が所定値以下となる走行位置を前記目標コースに設定する
ことを特徴とする車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーンキープアシスト制御において、操舵トルクに基づき車線範囲内にて目標コースを変更する車両制御装置が知られている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３２６４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の車両制御装置では、ドライバの操舵意思を操舵トルクにて判定しており、実際に操舵トルクが変化するまでドライバの操舵意思を判定できないため、ドライバの運転意思を正確に判定することが困難である。そのため、設定した目標コースとドライバの意図する目標コースとの乖離が起きやすく、ドライバが違和感を感じやすい。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、レーンキープアシスト制御においてドライバの違和感を抑制できる車両制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る車両制御装置は、設定された目標コースに沿って車両が走行するように操舵支援を行うレーンキープアシスト制御を実行可能であり、前記レーンキープアシスト制御において、操舵角速度及び操舵トルクの積と、操舵角及び前記操舵トルクの微分値の積とを加算して算出される操舵仕事率が所定値以下となる走行位置を前記目標コースに設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る車両制御装置は、レーンキープアシスト制御においてドライバの違和感を抑制できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る車両制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、能動受動状態量とレーンキープ目標軌道ずらし量との関係を示す図である。
【図３】図３は、本実施形態の車両制御装置におけるレーンキープアシスト制御の処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明に係る車両制御装置の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。
【００１０】
［実施形態］
まず図１，２を参照して、本発明の一実施形態に係る車両制御装置１０の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る車両制御装置の概略構成を示すブロック図であり、図２は、能動受動状態量とレーンキープ目標軌道ずらし量との関係を示す図である。
【００１１】
車両制御装置１０は、設定された目標コース（目標走行路、目標軌跡とも言う）に沿って、この車両制御装置１０を搭載する車両が走行するように操舵支援を行うレーンキープアシスト制御を実行可能である。レーンキープアシスト制御は、この車両制御装置１０が搭載される車両の走行路を目標走行路に維持する制御とも言うことができる。図１に示すように、車両制御装置１０は、このレーンキープアシスト制御に関する機能として、指標演算部１１と、目標軌跡算出部１２と、レーンキープ制御量算出部１３と、微分器１４とを備える。
【００１２】
指標演算部１１は、能動受動状態量（操舵仕事率）Ｐを演算する。能動受動状態量Ｐは、車両のドライバの操舵操作の状態を表す指標である。能動受動状態量Ｐが小さいほど、ドライバの操舵意思の比較的弱い操舵操作が行われている状態である「受動状態」を示し、能動受動状態量Ｐが大きいほど、ドライバの操舵位置の比較的強い操舵操作が行われている「能動状態」を示す。
【００１３】
本実施形態では、この能動受動状態量Ｐとして、車両のハンドルに対するドライバの操舵操作における仕事率（単位時間当たりに使われているエネルギを表す物理量）を表す指標である操舵仕事率を用いる（以降では能動受動状態量Ｐを操舵仕事率Ｐとも表記する）。操舵仕事率Ｐは、例えば、操舵角速度（車両のハンドルの操舵角の時間微分）とドライバにより車両のハンドルに入力される操舵トルクとの積に基づく第一操舵仕事率Ｐ１と、操舵角と操舵トルクの時間微分（微分値）との積に基づく第二操舵仕事率Ｐ２とを加算して、下記の（１）式で算出することができる。
Ｐ＝Ｐ１＋Ｐ２
＝ａ｛θ（ｔ）´＊Ｔ（ｔ）｝＋ｂ｛θ（ｔ）＊Ｔ（ｔ）´｝  ・・・（１）
【００１４】
ここで、θ（ｔ）は操舵角であり、θ（ｔ）´は操舵角速度を表す。Ｔ（ｔ）は操舵トルクであり、Ｔ（ｔ）´は操舵トルクの時間微分（微分値）である。ｔは時間を表す。ａ，ｂは、適宜設定可能なパラメータである。以下の説明では、これらを簡略化して、θ（ｔ）をθ、θ（ｔ）´をθ´、Ｔ（ｔ）をＴ、Ｔ（ｔ）´をＴ´と表す場合がある。なお、本実施形態では、操舵角θ及び操舵角速度θ´の方向は、左回転方向を正方向、右回転方向を負方向とする。
【００１５】
上記の（１）式で用いる操舵角θ及び操舵速度θ´は、例えば車両に搭載される操舵角センサの検出信号に基づき取得され、指標演算部１１に入力される。また、操舵トルクＴは、例えば車両に搭載されるトルクセンサの検出信号に基づき取得され、指標演算部１１に入力される。操舵トルクの微分値Ｔ´は、本実施形態では、操舵トルクＴを微分器１４に入力することで算出され、指標演算部１１に入力される。指標演算部１１は、これらの入力情報を用いて上記の（１）式により能動受動状態量Ｐを算出して、目標軌跡算出部１２に出力する。
【００１６】
目標軌跡算出部１２は、指標演算部１１により算出された能動受動状態量Ｐに応じて、レーンキープアシスト制御の目標軌跡を補正する。具体的には、目標軌跡算出部１２は、まず、能動受動状態量Ｐに応じて、レーンキープアシスト制御の目標軌跡のずらし量（目標軌跡ずらし量）δを算出する。目標軌跡ずらし量δとは、予め設定されている目標軌跡を進行方向左側または右側にずらすための変更量である。一般的に、レーンキープアシスト制御で用いる目標軌跡は、走行レーンの中央に設定されることが多いが、この場合、車両制御装置１０は、例えば目標軌跡ずらし量δに応じて、目標軌跡を走行レーン内の左寄りまたは右寄りに変更することができる。
【００１７】
目標軌跡算出部１２は、例えば図２に示す能動受動状態量Ｐと目標軌跡ずらし量δ（図２では「レーンキープ目標軌跡ずらし量」と表記）との対応関係に基づいて、能動受動状態量Ｐの値に応じて目標軌跡ずらし量δを設定する。図２の横軸は能動受動状態量Ｐを示し、縦軸は目標軌跡ずらし量δを示し、これらの対応関係を示すグラフが実線で表されている。
【００１８】
目標軌跡算出部１２は、図２に示すように、能動受動状態量Ｐが所定値Ａ（例えばＡ＝０）より大きい場合に、ドライバの操舵操作が能動状態であると判断する。そして、目標軌跡算出部１２は、図２に示すように、能動受動状態量Ｐが所定値Ａより大きい能動状態領域にある場合には、能動受動状態量Ｐが大きくなるほど、目標軌跡ずらし量δを正方向に増大させるよう設定されている。この場合、目標軌跡は左方向にずれる。ここで、上述のように、本実施形態では操舵角θ及び操舵角速度θ´も、正方向が操舵方向の左方向、負方向が操舵方向の右方向に設定されている。つまり、ドライバの操舵方向と、目標軌跡ずらし量δによる目標軌跡をずらす方向が一致しており、ドライバの操舵操作が能動状態である場合には、ドライバの操舵意思の方向に目標軌跡をずらすことになる。
【００１９】
一方、目標軌跡算出部１２は、図２に示すように、能動受動状態量Ｐが所定値Ａ以下の受動状態領域にある場合には、目標軌跡ずらし量δが０となるよう設定されている。つまり、ドライバの操舵意思の無い受動状態である場合には、その時点の実軌跡を目標軌跡として、目標軌跡をずらさない。
【００２０】
そして、目標軌跡算出部１２は、このように導出した目標軌跡ずらし量δに基づき、レーンキープ制御の所定の目標軌跡（図１に「レーンキープ目標軌跡」と表記）を補正して、レーンキープ制御量算出部１３に出力する。この「レーンキープ目標軌跡」は、例えば、車両の走行状態やドライバの操作状態等の各種情報に基づいて車両制御装置１０が算出して、目標軌跡算出部１２に入力される。以降の説明では、目標軌跡算出部１２からレーンキープ制御量算出部１３に出力される目標軌跡を「補正済み目標軌跡」とも表記する。補正済み目標軌跡は、例えばレーンキープ目標軌跡を、操舵方向に目標軌跡ずらし量δの分だけずれるように算出される。つまり、ドライバが能動的に操舵操作を行っている間は、操舵方向の目標軌跡ずらし量δの影響によって、補正済み目標軌跡は操舵方向に変更される。そして、ドライバの操舵操作が受動状態に遷移すると、新たに積算される目標軌跡ずらし量δが無くなるので、補正済み目標軌跡は能動状態時に変更された位置に収束する。
【００２１】
レーンキープ制御量算出部１３は、目標軌跡算出部１２により算出された補正済み目標軌跡に応じて、レーンキープアシスト制御の制御量（レーンキープ制御量）を調整する。レーンキープ制御量は、レーンキープアシスト制御に用いられる車載装置（例えば電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、フロントステア装置、リアステア装置など）に対して、車両の走行軌跡を目標軌跡に追従させるために要求される、これらの車載装置の制御量（例えば、駆動電流値や駆動デューティー比など）を含む。
【００２２】
レーンキープ制御量算出部１３は、例えば、下記の（２）式でレーンキープ制御量を算出することができる。
レーンキープ制御量＝目実偏差×レーンキープゲイン    ・・・（２）
【００２３】
ここで、上記（２）式の「目実偏差」とは、目標軌跡算出部１２から入力された補正済み目標軌跡に対する車両の実軌跡の偏差である。車両の実軌跡は、例えば車両に搭載される各種センサ類で計測され、レーンキープ制御量算出部１３に入力される。なお、「目実偏差」は、現在のレーンキープ状態を示す情報の一例であり、他の情報と置き換えてもよい。また、上記（２）式の「レーンキープゲイン」とは、目実偏差に応じてレーンキープ制御量の大きさを決めるパラメータである。本実施形態では、レーンキープゲインは所定値とすることができる。
【００２４】
微分器１４は、入力情報の微分値を出力する。本実施形態では、微分器１４は、操舵トルクＴが入力されると、操舵トルクの微分値Ｔ´を指標演算部１１に出力する。
【００２５】
上記の車両制御装置１０の各機能は、車両に搭載され車両の各部の駆動を制御する単数または複数のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ：電子制御ユニット）により実現することができる。ＥＣＵは、物理的には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路である。上記の車両制御装置１０の各機能は、ＥＣＵにおいて、ＲＯＭに保持されるアプリケーションプログラムをＲＡＭにロードしてＣＰＵで実行することによって、ＣＰＵの制御のもとで車両内の各種装置を動作させると共に、ＲＡＭやＲＯＭにおけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。
【００２６】
次に、図３を参照して、本実施形態に係る車両制御装置１０の動作について説明する。図３は、本実施形態の車両制御装置におけるレーンキープアシスト制御の処理を示すフローチャートである。図３のフローチャートに示す一連の処理は、車両制御装置１０により例えば所定周期ごとに実施される。
【００２７】
ステップＳ１では、車両内の各種センサにより、操舵トルクＴ、操舵角速度θ´、及び操舵角θが計測される。ステップＳ１の処理が完了するとステップＳ２に移行する。
【００２８】
ステップＳ２では、微分器１４により、ステップＳ１にて計測された操舵トルクＴに基づいて、操舵トルクの微分値Ｔ´＝ｄＴ／ｄｔが演算される。ステップＳ２の処理が完了するとステップＳ３に移行する。
【００２９】
ステップＳ３では、指標演算部１１により、車両のドライバの操舵操作の状態を表す指標が演算される。具体的には、指標演算部１１は、ステップＳ１にて計測された操舵トルクＴ、操舵角速度θ´、及び操舵角θと、ステップＳ２にて演算された操舵トルクの微分値Ｔ´とに基づいて、上記の（１）式を用いて今回の制御周期での能動受動状態量（操舵仕事率）Ｐを算出する。ステップＳ３の処理が完了するとステップＳ４に移行する。
【００３０】
ステップＳ４では、目標軌跡算出部１２により、ステップＳ３にて演算された能動受動状態量Ｐに基づいて、目標軌跡ずらし量δが演算される。目標軌跡算出部１２は、例えば図２に示す能動受動状態量Ｐと目標軌跡ずらし量δとの対応関係に基づいて、今回の制御周期での能動受動状態量Ｐに対応するように目標軌跡ずらし量δを設定する。ステップＳ４の処理が完了するとステップＳ５に移行する。
【００３１】
ステップＳ５では、目標軌跡算出部１２により、ステップＳ４で設定された目標軌跡ずらし量δを用いて、車両制御装置１０内で算出されて入力されたレーンキープアシスト制御の所定の目標軌跡（レーンキープ目標軌跡）を補正して、補正済み目標軌跡を算出する。目標軌跡算出部１２は、例えばステップＳ１で計測された操舵角θの情報に基づき、今回の制御周期における操舵方向を特定する。そして、目標軌跡算出部１２は、レーンキープ目標軌跡をこの操舵方向に目標軌跡ずらし量δだけずらすように補正する。なお、本ステップにて算出された補正済み目標軌跡は、次回の制御周期におけるレーンキープ目標軌跡として保持される。つまり、目標軌跡ずらし量δに基づくレーンキープ目標軌跡の補正量は積算される。ステップＳ５の処理が完了するとステップＳ６に移行する。
【００３２】
ステップＳ６では、レーンキープ制御量算出部１３により、レーンキープ制御量が演算される。レーンキープ制御量算出部１３は、ステップＳ５にて演算された補正済み目標軌跡と、今回の制御周期の実軌跡との偏差（目実偏差）に基づき、上記の（２）式に示したように、目実偏差にレーンキープゲインを乗じることで算出したレーンキープ制御量を出力する。車両制御装置１０は、このように出力したレーンキープ制御量を用いて、レーンキープアシスト制御を実行する。ステップＳ５の処理が完了すると、今回の制御周期での本制御フローの処理を終了する。
【００３３】
このように、本実施形態の車両制御装置１０は、設定された目標コース（目標軌跡）に沿って車両が走行するように操舵支援を行うレーンキープアシスト制御を実行可能である。このレーンキープアシスト制御において、操舵角速度θ´及び操舵トルクＴの積（第一操舵仕事率Ｐ１）と、操舵角θ及び操舵トルクの微分値Ｔ´の積（第二操舵仕事率Ｐ２）とを加算して算出される操舵仕事率Ｐ（能動受動状態量Ｐ）が、図２に示すように、所定値Ａを超えるとき（すなわちＰ＞Ａ）、ドライバの操舵操作が、操舵意思のある能動状態であると判定する。この場合、車両制御装置１０は、操舵仕事率Ｐに応じて導出される目標軌跡ずらし量δに基づいて、レーンキープアシスト制御の目標軌跡を操舵方向にずらすよう補正する。これにより、操舵操作が能動状態の場合には、ドライバの操舵意思に応じて補正された目標軌跡に追従していくように実軌道が遷移される。したがって、例えばドライバがレーンの端を走行したいなど、レーンキープアシスト制御とドライバの意思が反するような状況が生じても、目標コースをドライバの意思に合わせて適宜変更でき、操舵フィールの違和感を抑制できる。
【００３４】
一方、図２に示すように、操作仕事率Ｐが所定値Ａ以下のとき（すなわちＰ≦Ａ）、車両制御装置１０は、ドライバの操舵操作が、操舵意思の無い受動状態と判定する。この場合、目標軌跡ずらし量δは０となるよう設定されているので、車両制御装置１０は、目標軌跡を補正せずに実軌跡に合わせて維持する。
【００３５】
ところで、ドライバが能動状態で操舵を行い、車両の実軌跡を所望の走行位置（例えば走行レーンの左寄りまたは右寄りの位置）に遷移させた後には、ドライバはこの走行位置での走行を維持することを望むようになり、意図的な操舵を行わなくなって、操舵操作が受動状態に遷移するものと考えられる。つまり、本実施形態の車両制御装置１０は、レーンキープアシスト制御において、ドライバの操舵操作を受動状態に収束させる。言い換えると、車両制御装置１０は、レーンキープアシスト制御において、操舵仕事率Ｐが所定値Ａ以下となる走行位置を目標コース（目標軌跡）に設定する。
【００３６】
この構成により、操舵トルクＴに関連する第一操舵仕事率Ｐ１に加えて、操舵トルクの微分値Ｔ´に関連する第二操舵仕事率Ｐ２による判定にて、ドライバの操舵意思（受動状態）を判定することで、ドライバの意図する走行位置と目標コースとの乖離を少なくすることができるため、レーンキープアシスト制御においてドライバの感じる違和感を抑制できる。
【００３７】
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３８】
１０  車両制御装置
Ｐ  能動受動状態量（操舵仕事率）
【図１】
2015151086.tif 000003
【図２】
2015151086.tif 000004
【図３】
2015151086.tif 000005