(57)【要約】      （修正有）【課題】目標軌跡の変更や多大な演算を要することなく、運転者の軌跡修正の要求を満たすことができる車両用軌跡制御装置を提供する。【解決手段】車両前方の走行路の情報に基づいて車両の目標軌跡を設定し、車両を目標軌跡に沿って走行させるための操舵輪の目標舵角に対応する目標ピニオン角度θplkatを演算し、操舵輪の舵角が目標舵角になるよう制御する軌跡制御を行う車両用軌跡制御装置であって、軌跡制御を行っており全ての車輪がグリップ状態にあるときには（Ｓ１０、４０）、少なくとも運転者の操舵操作に基づいて目標ヨーレートＹrtを演算し（Ｓ６０）、車両の実際のヨーレートＹrが目標ヨーレートＹrtに近づくよう、これらの偏差ΔＹrに基づく修正量Δθpにて目標ピニオン角度θplkatを修正する（Ｓ７０、８０）。【選択図】図２
2015151048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前方の走行路の情報に基づいて車両の目標軌跡を設定し、車両を目標軌跡に沿って走行させるための操舵輪の目標舵角を演算し、操舵輪の舵角が目標舵角になるよう制御する軌跡制御を行う車両用軌跡制御装置において、
前記軌跡制御を行っており全ての車輪がグリップ状態にあるときには、少なくとも運転者の操舵操作に基づいて車両の目標旋回状態量を演算し、車両の実際の旋回状態量が目標旋回状態量に近づくよう、目標旋回状態量と実際の旋回状態量との偏差に基づいて操舵輪の目標舵角を修正することを特徴とする車両用軌跡制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両が目標軌跡に沿って走行するよう操舵輪の舵角を自動的に制御する軌跡制御装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
軌跡制御装置は、車載カメラにより撮影された車両前方の画像に基づいて車両の目標軌跡を設定し、車両を目標軌跡に沿って走行させるための操舵輪の目標舵角を演算し、操舵輪の舵角を目標舵角になるよう制御することにより、軌跡制御を行う。軌跡制御においては、車両の前方に障害物がある場合や運転者が車両の進路を変更する場合のように、車両が現に設定されている目標軌跡に沿って走行しない方が好ましいと判定されると、目標軌跡が設定し直されることにより変更される。
【０００３】
例えば、下記の特許文献１には、車両の周辺に障害物を検出すると、車両が障害物を回避するための複数の目標軌跡を生成し、複数の目標軌跡から運転者の操舵操作に基づいて一つの目標軌跡を選択して軌跡制御を行う軌跡制御装置が記載されている。この種の軌跡制御装置によれば、車両が障害物を回避する必要がある状況においても、軌跡制御を継続したまま障害物を回避することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１２９３２８号公報
【発明の概要】
【０００５】
〔発明が解決しようとする課題〕
軌跡制御装置における目標軌跡は、車両が走行車線の中央に沿って走行する軌跡として設定される。そのため、特に湾曲した走行路において、車両が目標軌跡に対し旋回内側又は外側を通過することを好む運転者が、目標軌跡に対し横方向へずれて車両が走行するよう操舵することがある。
【０００６】
このように湾曲した走行路において、車両を目標軌跡に対し横方向へずれた状態にて走行させようとする場合の操舵量や操舵速度の大きさは大きくないため、従来の軌跡制御装置においては、運転者が目標軌跡を変更しようとしていると判定されない。そのため、運転者が目標軌跡に対し横方向へずれて車両が走行するよう操舵しても、車両は運転者が希望する軌跡を描いて走行せず、運転者の軌跡修正の要求が満たされない。
【０００７】
また、上記問題に対処すべく、特許文献１に記載された技術にて運転者の軌跡修正の要求を満たそうとすることが考えられる。その場合には、車両の周辺に障害物が存在する訳ではないので、運転者の操舵操作がなくても常に複数の目標軌跡を演算し、運転者により操舵操作が行われたときに、複数の目標軌跡から操舵操作に応じて一つの目標軌跡を選択しなければならない。そのため、目標軌跡を演算する装置の演算負荷が過大になるだけでなく、運転者の軌跡修正の要求に合致する目標軌跡を演算し選択することが非常に困難である。よって、特許文献１に記載された技術にて運転者の様々な軌跡修正の要求を満たすことはできない。
【０００８】
本発明は、車両を目標軌跡に沿って走行させるための操舵輪の目標舵角を演算し、操舵輪の舵角を目標舵角になるよう制御する従来の軌跡制御装置に於ける上述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、目標軌跡の変更や多大な演算を要することなく、運転者の軌跡修正の要求を満たすことができる軌跡制御装置を提供することである。
【０００９】
〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕
上述の主要な課題は、本発明によれば、車両前方の走行路の情報に基づいて車両の目標軌跡を設定し、車両を目標軌跡に沿って走行させるための操舵輪の目標舵角を演算し、操舵輪の舵角が目標舵角になるよう制御する軌跡制御を行う車両用軌跡制御装置において、前記軌跡制御を行っており全ての車輪がグリップ状態にあるときには、少なくとも運転者の操舵操作に基づいて車両の目標旋回状態量を演算し、車両の実際の旋回状態量が目標旋回状態量に近づくよう、目標旋回状態量と実際の旋回状態量との偏差に基づいて操舵輪の目標舵角を修正することを特徴とする車両用軌跡制御装置によって達成される。
【００１０】
上記の構成によれば、少なくとも運転者の操舵操作に基づいて演算される車両の目標旋回状態量は、車両が運転者の希望する軌跡に沿って走行する場合の旋回状態量として演算される。また、車両の実際の旋回状態量が目標旋回状態量に近づくよう、目標旋回状態量と実際の旋回状態量との偏差に基づいて操舵輪の目標舵角が修正される。更に、目標軌跡が変更されることなく操舵輪の目標舵角が修正されるので、目標軌跡の変更や複数の目標軌跡の演算は不要である。従って、車両の実際の軌跡が運転者の希望する軌跡に近づくよう操舵輪の目標舵角を修正することができ、これにより目標軌跡の変更や多大な演算を要することなく、運転者の軌跡修正の要求を満たすことができる。
【００１１】
また、非グリップ状態の車輪があるときには、目標旋回状態量と実際の旋回状態量との偏差に基づいて操舵輪の目標舵角を修正しても、必ずしも車両の実際の軌跡を運転者が希望する軌跡に近づけることができない。これに対し、上記の構成によれば、目標旋回状態量と実際の旋回状態量との偏差に基づく操舵輪の目標舵角の修正は、軌跡制御が行われており全ての車輪がグリップ状態にあるときに、行われる。よって、全ての車輪がグリップ状態にあるか否かが考慮されない場合に比して、適正に車両の実際の軌跡を運転者が希望する軌跡に近づけることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用軌跡制御装置を示す概略構成図である。
【図２】実施形態における軌跡制御のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図３】図２のステップ２０において実行される軌跡制御の目標ピニオン角度θplkatの演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】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θplkatを演算するためのマップである。
【図５】湾曲した走行路における目標軌跡及び運転者が希望する種々の走行軌跡の例を示す図である。
【図６】車両の横加速度Ｇyの絶対値と車両のスリップ角βvの絶対値との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
図１は、車両１２に搭載された本発明の実施形態に係る車両用軌跡制御装置１０を示している。軌跡制御装置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を含んでいる。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。
【００１５】
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。
【００１６】
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、前輪を自動的に操舵する。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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。図示の操舵入力装置はステアリングホイール２０であるが、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い。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、ＥＰＳ制御部及び走行制御部へ入力される。電子制御装置１６の走行制御部には、横それぞれ横加速度センサ６８及びヨーレートセンサ７０により検出された車両の横加速度Ｇy及びヨーレートＹrを示す信号が入力され、更には変速装置７２よりシフトポジジョンを示す信号が入力される。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。
【００２２】
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。
【００２３】
車両１２には、車両の前方を撮影するＣＣＤカメラ７４及び車両の乗員により操作される選択スイッチ７６が設けられている。選択スイッチ７６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７４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７６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７４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。
【００２４】
選択スイッチ７６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、図２及び図３に示されたフローチャートに従って軌跡制御が行われる。これに対し、選択スイッチ７６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。
【００２５】
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。電子制御装置１６の走行制御部は、必要に応じて舵角制御部、ＥＰＳ制御部、制動力制御部及び駆動力制御部を制御する。
【００２６】
次に、図２及び図３に示されたフローチャートを参照して、実施形態における軌跡制御について説明する。図２及び図３に示されたフローチャートによる軌跡制御は、電子制御装置１６の走行制御部により所定の時間毎に繰り返し実行される。
【００２７】
＜メインルーチン＞（図２）
まず、ステップ１０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１０においては、例えば選択スイッチ７６がオンであるか否かの判別により、軌跡制御が実行さ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制御は一旦終了し、肯定判別が行われたときには制御はステップ２０へ進む。
【００２８】
ステップ２０においては、図３に示されたフローチャートに従って、目標軌跡が設定され、車両を目標軌跡に沿って走行させるための前輪の目標舵角に対応する値として目標ピニオン角度θplkat、すなわちピニオンシャフト３４の目標回転角度が演算される。
【００２９】
ステップ３０においては、それぞれ操舵角センサ６０及び回転角度センサ６４により検出された操舵角ＭＡ及び相対回転角度θreに基づいて、実際のピニオン角度θpが演算される。更に、実際のピニオン角度θpと目標ピニオン角度θplkatとの差の絶対値が基準値Δθp0（０に近い正の定数）以下であるか否かの判別が行われる。すなわち、実際のピニオン角度θpが目標ピニオン角度θplkatと実質的に同一であり、前輪の舵角が実質的に軌跡制御の目標舵角であるか否かの判別が行われる。肯定判別が行われたときには、運転者は積極的に操舵操作を行っておらず、車両が目標軌跡に沿って走行することを望んでいると推定されるので、制御はステップ９０へ進む。これに対し、否定判別が行われたときには、運転者は積極的に操舵操作を行っており、車両が目標軌跡とは異なる軌跡に沿って走行することを望んでいると推定されるので、制御はステップ４０へ進む。
【００３０】
ステップ４０においては、四輪がグリップ状態にあるか否かの判別が行われる。肯定判別が行われたときには、制御はステップ６０へ進み、否定判別が行われたときには、制御はステップ５０へ進む。
【００３１】
この場合、Ｇy0、Ｙr0及びθpd0をそれぞれ０に近い正の定数として、下記の条件ａ〜ｄの全てが成立するときに、ステップ４０において全ての車輪がグリップ状態にあると判定されてよい。なお、θpdは実際のピニオン角度θpの変化率、すなわち前輪の舵角速度に対応するピニオンシャフト３４の回転速度である。また、下記の条件ｄは、厳密には車輪のグリップ状態とは関係がないが、車両が後進であるときには、車両モデルに基づく車両の目標ヨーレートＹrtの演算を行えないので、車両の後進時を除外するためである。
ａ．｜Ｇy｜≦Ｇy0
ｂ．｜Ｙr｜≦Ｙr0
ｃ．｜θpd｜≦θpd0
ｄ．シフトポジションが後進でない
【００３２】
上記条件ａ〜ｄの全てが成立する状況においては、全ての車輪がグリップ状態にあり、例えば図６に示されているように、車両のスリップ角βvの絶対値は車両の横加速度Ｇyの絶対値と線形の関係にある。従って、ステップ４０における肯定判別は、車両の走行状況が、線形領域にあり、非線形領域にはない、すなわち路面の摩擦係数が低い状況において車両がスピン状態やドリフトアウト状態になり易い領域にはないことを意味する。なお、図６において、破線は車両モデルについて車両の横加速度Ｇyの絶対値と車両のスリップ角βvとの関係を示しており、車両モデルの関係に対する実際の車両のずれ量Δβvは、車両の横加速度Ｇyの絶対値が大きくなるほど大きくなる。
【００３３】
ステップ５０においては、予め設定された軌跡制御の終了条件が成立しているか否かの判別により、軌跡制御を終了すべきか否かの判別が行われる。この場合、運転者による操舵操作の速度大きさが基準値以上である場合や数サイクルに亘る運転者の操舵操作量の大きさが基準値以上である場合に、軌跡制御を終了すべきと判定されてよい。また、車輪が非グリップ状態になって、車両の挙動が安定ではなくなったときには、車輪の制駆動力の制御による車両の挙動安定化制御が実行されてよい。
【００３４】
ステップ６０においては、操舵角ＭＡ及び車速Ｖに基づいて運転者の操舵操作に基づく車両の目標ヨーレートＹrtが演算される。例えば、目標ヨーレートＹrtは、ステアリングギヤ比をＮとし、車両のホイールベースをＬとし、スタビリティファクタをＫｈとし、操舵−ヨーレート過渡伝達関数をＨ(s)として、下記の式（１）に従って演算されてよい。
Ｙrt＝Ｖ・（ＭＡ／Ｎ）・｛Ｌ(１＋Ｋh・Ｖ２)｝・Ｈ(s)  ……（１）
【００３５】
ステップ７０においては、目標ヨーレートＹrtとヨーレートセンサ７０により検出された車両の実際のヨーレートＹrとの偏差ΔＹr（＝Ｙrt−Ｙr）が演算される。更に、ヨーレート偏差ΔＹrに基づいて実際のヨーレートＹrを目標ヨーレートＹrtに近づけるためのピニオン角度の修正量Δθplkatが演算される。この場合、修正量Δθplkatは、ヨーレート偏差ΔＹrの大きさが基準値ΔＹr0（正の定数）以下であるときには０に演算される。
【００３６】
ステップ８０においては、ステップ２０において演算された目標ピニオン角度θplkatに修正量Δθplkatが加算されることにより、目標ピニオン角度θplkatが修正量Δθplkatにて修正される。ただし、ステップ５０の場合と同様に、目標ピニオン角度θplkatが過剰な変化量にて変化しないようガード処理されてよい。
【００３７】
ステップ９０においては、ピニオン角度θpが目標ピニオン角度θplkatになるよう舵角可変装置１４及びＥＰＳ２２が制御され、これにより車両を目標軌跡に沿って走行させる軌跡制御が実行されるよう、前輪１８FL及び１８FRの舵角が制御される。
【００３８】
＜目標ピニオン角度θplkat演算ルーチン＞（図３）
次に、図３を参照して、上述のステップ２０において実行される軌跡制御の目標ピニオン角度θplkat演算ルーチンについて詳細に説明する。
【００３９】
まず、ステップ２２においては、ＣＣＤカメラ７４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、走行車線が特定され、例えば走行車線の中央を通る線として走行車線に沿う車両の目標軌跡が設定される。更に、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及び車両のヨー角φが演算される。
【００４０】
なお、走行路の特定及び目標軌跡の決定は、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。
【００４１】
ステップ２４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の車両の目標旋回状態量として目標横加速度Ｇylkatが演算される。目標横加速度Ｇylkat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、上記軌跡制御用パラメータと目標横加速度Ｇylkat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Ｇylkatが演算されてもよい。また、車両を目標軌跡に沿って走行させるための車両の目標旋回状態量は、目標ヨーレートであってもよい。
【００４２】
ステップ２６においては、車両の目標横加速度Ｇylkat及び車速Ｖに基づいて図４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。
【００４３】
次に、実施形態の作動を運転者の操舵操作状況及び車輪のグリップ状態について場合を分けて説明する。以下の作動の説明においては、湾曲した走行路における目標軌跡及び種々の走行軌跡の例を示す図５を適宜参照する。
【００４４】
図５において、１００は走行車線を示し、実線１０２は走行車線１００の中央を通るよう設定された目標軌跡を示している。破線１０４は車両が目標軌跡１０２に沿って走行する場合の走行軌跡を示し、一点鎖線１０６及び１０８は、それぞれ車両が目標軌跡１０２に対し旋回内側寄り及び旋回外側寄りを走行する場合の走行軌跡を示している。二点鎖線１１０は、車両が目標軌跡１０２から大きく逸れるよう運転者により比較的急激な操舵操作が行われた場合の走行軌跡を示している。
【００４５】
Ａ．＜運転者が積極的に操舵操作をしていない場合＞
軌跡制御により前輪１８FL及び１８FRが自動操舵されると、前輪の操舵に対応して
ステアリングホイール２０が回転する。「運転者が積極的に操舵操作をしていない場合」とは、運転者がステアリングホイール２０に手を添え、ステアリングホイールの回転に逆らうことなくステアリングホイールの回転に従って腕を動かす場合である。
【００４６】
運転者が積極的に操舵操作をしていないので、前輪の舵角は軌跡制御の目標舵角と同一である。よって、ステップ３０において肯定判別が行われ、ステップ４０〜８０が実行されることなく、制御はステップ９０へ進む。従って、目標ピニオン角度θplkatは修正されず、ステップ２０において演算された目標ピニオン角度θplkatに基づいてピニオン角度が制御されることにより、軌跡制御が実行される。車両は目標軌跡１０２に沿って走行するので、車両の走行軌跡は、図５において破線１０４にて示された軌跡になる。
【００４７】
Ｂ．＜運転者が積極的に操舵操作をし、全ての車輪がグリップ状態にある場合＞
四輪がグリップ状態にある場合には、車両の走行状態が安定であるので、車両の横加速度Ｇyと車両のスリップ角βvとの関係が図６の線形領域にある。よって、「運転者が積極的に操舵操作をし、全ての車輪がグリップ状態にある場合」とは、全ての車輪がグリップ状態にある状況にて、運転者により穏やかな操舵操作が行われる場合である。
【００４８】
運転者が積極的に操舵操作をしているので、前輪の舵角は軌跡制御の目標舵角とは異なり、ステップ３０において否定判別が行われる。また、全ての車輪がグリップ状態にあるので、ステップ４０において肯定判別が行われる。よって、ステップ６０〜８０が実行される。すなわち、ステップ６０において、運転者の操舵操作に基づく車両の目標ヨーレートＹrtが演算される。ステップ７０において、目標ヨーレートＹrtと実際のヨーレートＹrとの偏差ΔＹrに基づいて、実際のヨーレートＹrを目標ヨーレートＹrtに近づけるためのピニオン角度の修正量Δθplkatが演算される。更に、ステップ８０において、ステップ２０において演算された目標ピニオン角度θplkatが修正量Δθplkatにて修正される。
【００４９】
例えば、図５において一点鎖線１０６にて示されているように、運転者が目標軌跡に対し旋回内側寄りを走行することを希望する場合には、走行路の湾曲部における操舵角ＭＡの大きさは、車両が目標軌跡１０２に沿って走行する場合の値の大きさよりも小さくなる。その結果、操舵角ＭＡ及び車速Ｖに基づいて演算される目標ヨーレートＹrtの大きさは、車両が目標軌跡１０２に沿って走行する場合の値の大きさよりも小さくなる。よって、ピニオン角度の修正量Δθplkatは、実際のヨーレートＹrを目標ヨーレートＹrtに近づける左旋回方向への修正量になるよう演算され、目標ピニオン角度θplkatは前輪の舵角の大きさが減少するよう、修正量Δθplkatにて修正される。
【００５０】
逆に、図５において一点鎖線１０８にて示されているように、運転者が目標軌跡に対し旋回外側寄りを走行することを希望する場合には、走行路の湾曲部における操舵角ＭＡの大きさは、車両が目標軌跡１０２に沿って走行する場合の値の大きさよりも大きくなる。その結果、目標ヨーレートＹrtの大きさは、車両が目標軌跡１０２に沿って走行する場合の値の大きさよりも大きくなる。よって、ピニオン角度の修正量Δθplkatは、実際のヨーレートＹrを目標ヨーレートＹrtに近づける右旋回方向への修正量になるよう演算され、目標ピニオン角度θplkatは前輪の舵角の大きさが増大するよう、修正量Δθplkatにて修正される。
【００５１】
よって、全ての車輪がグリップ状態にある状況にて運転者が積極的に操舵操作をして車両の走行軌跡を目標軌跡からずれた軌跡に修正しようとする場合には、運転者の操舵操作に基づいて前輪の目標舵角を修正することができる。従って、運転者が目標軌跡に対し旋回内側寄り又は外寄りに走行することや、旋回走行の手前において外に膨らんで走行することを好むような場合にも、目標軌跡を変更することなく、旋回走行に関する運転者の好みが反映するよう、軌跡制御を行うことができる。
【００５２】
Ｃ．＜運転者が積極的に操舵操作をし、非グリップ状態の車輪がある場合＞
非グリップ状態の車輪がある場合には、車両の横加速度Ｇyと車両のスリップ角との関係が図６の非線形領域にある。従って、「運転者が積極的に操舵操作をし、非グリップ状態の車輪がある場合」とは、運転者により比較的早い操舵操作又は比較的操作量の大きさが大きい操舵操作が行われ、少なくとも一つの車輪が非グリップ状態になる場合である。
【００５３】
運転者が積極的に操舵操作をしているので、上記Ｂの場合と同様に、前輪の舵角は軌跡制御の目標舵角とは異なり、ステップ３０において否定判別が行われる。しかし、非グリップ状態の車輪があるので、ステップ４０において否定判別が行われ、これによりステップ５０が実行される。すなわち、軌跡制御を終了すべきか否かの判別が行われる。
【００５４】
軌跡制御を終了すべきであると判定されたときには、軌跡制御が終了し、操舵モードが手動モードへ移行する。軌跡制御を終了すべきではないと判定されたときには、軌跡制御は継続されるが、ステップ６０〜８０による目標ピニオン角度θplkatの修正は行われない。なお、この場合にも運転者は操舵操作により、車両に目標軌跡に沿う走行以外の走行をさせることは可能である。
【００５５】
例えば、図５において二点鎖線１１０にて示されているように、運転者が目標軌跡１０２から積極的に逸脱して走行することを希望する場合には、運転者はステアリングホイール２０を比較的高い操舵速度及び比較的大きい回転角度にて操作する。よって、ステップ３０及び４０において否定判別が行われ、ステップ５０においても否定判別が行われる。その結果、軌跡制御は継続されるが、目標ヨーレートＹrtと実際のヨーレートＹrとの偏差ΔＹrに基づく目標ピニオン角度θplkatの修正は行われない。
【００５６】
以上の説明より解るように、上述の実施形態によれば、運転者により操舵操作が行われ、全ての車輪がグリップ状態にあるときに、実際のヨーレートＹrが目標ヨーレートＹrtに近づくよう、ヨーレート偏差ΔＹrに基づく修正量にて前輪の舵角が修正される。従って、運転者は軌跡制御中にも操舵操作を行うことにより、目標軌跡の変更や複数の目標軌跡の設定を要することなく、旋回走行に関する運転者の好みを反映させて軌跡制御を行わせることができる。また、運転者が操舵操作を行っていない状況において、前輪の舵角が不必要に修正されることを防止することができる。更に、緊急事態が発生したり進路を変更したりするような場合には、運転者は積極的に速い操舵操作を行うことにより、軌跡制御を終了させ、操舵操作に基づいて車両の走行軌跡を制御することができる。
【００５７】
また、上述の実施形態によれば、ステップ３０において、運転者により操舵操作が行われていないか否かの判別が行われ、運転者により操舵操作が行われていない場合には、ステップ３０において肯定判別が行われるので、ステップ４０〜８０は実行されない。よって、たとえ大きさが基準値ΔＹr0以上のヨーレート偏差ΔＹrが生じていても、ヨーレート偏差ΔＹrに基づく修正量にて前輪の舵角が不必要に修正されることを防止することができる。
【００５８】
また、上述の実施形態によれば、ＣＣＤカメラ７４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、走行車線が特定され、走行車線に沿う車両の目標軌跡が決定される。また、前輪の目標舵角に対応する目標ピニオン角度θplkatは、目標軌跡の曲率Ｒ、目標軌跡に対する車両の横方向の偏差Ｙ及び車両のヨー角φに基づいて演算される。よって、目標軌跡の曲率Ｒ、目標軌跡に対する車両の横方向の偏差Ｙ及び車両のヨー角φの何れかが考慮されない場合に比して、車両が目標軌跡に対し好ましい関係をなす状態にて目標軌跡に沿って良好に走行させることができる。従って、目標軌跡の曲率Ｒ等の何れかが考慮されない場合に比して、運転者の操舵操作に基づく車両の目標旋回状態量と実際の旋回状態量との偏差に基づいて、運転者が希望する走行軌跡の修正の大きさに応じて目標舵角の修正量を正確に演算することができる。
【００５９】
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。
【００６０】
例えば、上述の実施形態においては、運転者により操舵操作が行われ、車両が安定な走行状態にあるときに、前輪の目標舵角を修正するための修正量は車両の目標ヨーレートＹrtと実際のヨーレートＹrとの偏差ΔＹrに基づいて演算される。しかし、前輪の目標舵角を修正するための修正量は、車両の目標横加速度Ｇytと実際の横加速度Ｇyとの偏差ΔＧyに基づいて演算されてもよい。その場合の車両の目標横加速度Ｇytは、例えば上記式（１）の右辺を車速Ｖにて除算した値として演算されてよい。
【００６１】
また、上述の実施形態においては、前輪の目標舵角に対応する目標ピニオン角度θplkatは、目標軌跡の曲率Ｒ、目標軌跡に対する車両の横方向の偏差Ｙ及び車両のヨー角φに基づいて演算される。しかし、目標ピニオン角度θplkat、従って前輪の目標舵角は、車両を目標軌跡に沿って走行させることができる限り、任意の要領にて演算されてよい。
【００６２】
また、上述の実施形態においては、前輪の目標舵角に対応する値として目標ピニオン角度θplkat演算される。しかし、前輪の目標舵角そのものが演算されてもよく、前輪の目標舵角に対応する値としてステアリングホイール２０の回転角度が演算されてもよい。
【００６３】
また、上述の実施形態においては、ステップ３０の判別の基準値Δθp0は一定の値である。しかし、運転者が車両の走行軌跡を修正するために行う操舵操作の量は車速Ｖが高いほど小さくなるので、基準値Δθp0は例えば車速Ｖが高いほど小さくなるよう、車速に応じて可変設定されてもよい。
【００６４】
更に、上述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に対し相対的にロアステアリングシャフト３０を回転駆動する舵角可変装置１４及びＥＰＳ２２により操舵されるようになっている。しかし、操舵輪を操舵するための操舵輪の駆動はＥＰＳ２２のみにより行われてもよく、また操舵輪の操舵はバイワイヤ式の操舵装置により行われてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１０…車両用軌跡制御装置、１２…車両、１４…舵角可変装置、１６…電子制御装置、２２…電動式パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、５０…制動装置、６０…操舵角センサ、７０…ヨーレートセンサ、７４…ＣＣＤカメラ
【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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