(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアバイワイヤ式の転舵機構を備える車両の運転支援方法であって、
ステアリングホイールの操舵操作に応じて操向輪を転舵し、
前記車両が目標走行軌道から外れる逸脱量を検出し、
前記逸脱量が増加するほど、前記車両を前記目標走行軌道に戻す方向へ前記ステアリングホイールに付与する操舵反力を増加させ、
前記逸脱量が大きい場合よりも前記逸脱量が小さい場合には、前記ステアリングホイールの操舵に対する前記操向輪の転舵の応答性を低減する、
ことを特徴とする運転支援方法。
【請求項２】
前記ステアリングホイールの操舵角に応じて演算した転舵角に、前記ステアリングホイールの操舵角速度に応じて演算した転舵量を加えて得られる目標転舵角に応じて前記操向輪を転舵し、
前記逸脱量が大きい場合よりも前記逸脱量が小さい場合には、同一の操舵角速度に対して演算される前記転舵量を小さくする、
ことを特徴とする請求項１に記載の運転支援方法。
【請求項３】
前記操舵角速度に可変ゲインを乗じて前記転舵量を算出し、
前記逸脱量が大きい場合よりも前記逸脱量が小さい場合には、前記可変ゲインを小さくすることを特徴とする請求項２に記載の運転支援方法。
【請求項４】
前記操舵角速度が所定値以上であり且つ前記操舵角速度の符号が変化しない場合に前記可変ゲインの値を保持し、
前記操舵角速度が所定値より小さい場合又は前記操舵角速度の符号が変化した場合に、前記可変ゲインの値を更新することを特徴とする請求項３に記載の運転支援方法。
【請求項５】
ステアバイワイヤ式の転舵機構を備える車両の運転支援装置であって、
前記車両が目標走行軌道から外れる逸脱量を検出する走行状態センサと、
ステアリングホイールの操舵操作に応じて操向輪を転舵し、前記逸脱量が増加するほど前記車両を前記目標走行軌道に戻す方向へ前記ステアリングホイールに付与する操舵反力を増加させ、前記逸脱量が大きい場合よりも前記逸脱量が小さい場合には、前記ステアリングホイールの操舵に対する前記操向輪の転舵の応答性を低減するコントローラと、を備えることを特徴とする運転支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転支援方法及び運転支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングホイールと転舵輪とが機械的に切り離されたステアバイワイヤ（ＳＢＷ：Steer-By-Wire）を採用した車両を目標走行軌道上で走行させる技術として、例えば特許文献１に記載の技術が知られている。
特許文献１に記載の車両用操舵制御装置は、車両が目標走行軌道から離れるほど、目標走行軌道から離れる方向へ付与される運転者の操舵操作に対する操舵反力を大きくする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０３０５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両が目標走行軌道から離れるほど操舵反力を大きくすると、車両が目標走行軌道上を走行している間の操舵反力が相対的に小さくなる。このため、車両が目標走行軌道上を走行しており運転者が操舵操作をしていないときに運転者が意図しない操舵がステアリングホイールに入力されると、目標走行軌道から離れて走行している場合に比べて操舵角が変動しやすくなる可能性がある。このため、操舵角の変動に応じて操向輪が転舵されて目標走行軌道から逸れやすくなる可能性がある。
本発明は、目標走行軌道から離れるほど車両を目標走行軌道に戻す方向へステアリングホイールに付与する操舵反力を増加させる車両において、車両が目標走行軌道上を走行している間の運転者が意図しない操舵による転舵角の変動を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様に係る運転支援方法では、ステアバイワイヤ式の転舵機構を備える車両が目標走行軌道から外れる逸脱量が増加するほど、車両を目標走行軌道に戻す方向へステアリングホイールに付与する操舵反力を増加させる。そして、車両が目標走行軌道から外れる逸脱量が大きい場合よりも逸脱量が小さい場合には、ステアリングホイールの操舵に対する操向輪の転舵の応答性を低減する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、目標走行軌道から離れるほど車両を目標走行軌道に戻す方向へステアリングホイールに付与する操舵反力を増加させる車両において、車両が目標走行軌道上を走行している間の運転者が意図しない操舵による転舵角の変動を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】運転支援装置を搭載した車両の操舵系の構成例を表すブロック図である。
【図２】転舵制御部の構成例を表すブロック図である。
【図３】微分ステアゲイン設定部の構成例を表すブロック図である。
【図４】微分ステアゲインの設定例の説明図である。
【図５】レーンキープ（ＬＫ）指令転舵角演算部の構成例を表すブロック図である。
【図６】第１反発力演算部の構成例を表すブロック図である。
【図７】第２反発力演算部の構成例を表すブロック図である。
【図８】反力制御部の構成例を表すブロック図である。
【図９】オフセット量演算部の構成例を表すブロック図である。
【図１０】反力トルク補正値演算部の構成例を表すブロック図である。
【図１１】横位置に応じた反力Ｎ＿ＴＨＷの演算に用いる横位置−反力マップの一例の説明図である。
【図１２】車線到達時間に応じた反力Ｎ＿ＴＬＣの演算に用いる車線到達時間−反力マップの一例の説明図である。
【図１３】運転支援方法の一例の全体を表すフローチャートである。
【図１４】微分ステアゲインの設定処理の一例を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
（構成）
図１を参照する。本実施形態に係る運転支援装置を搭載した車両は、操舵部１と、転舵部２と、バックアップクラッチ３と、ＳＢＷコントローラ４とを備える。車両は、運転者の操舵入力を受け付ける操舵部１と、転舵輪である左右前輪５ＦＬ、５ＦＲを転舵する転舵部２とが機械的に切り離されたＳＢＷ式の転舵機構を備える。
【０００９】
操舵部１は、ステアリングホイール１ａと、コラムシャフト１ｂと、操舵トルクセンサ１ｃと、反力モータ１ｄと、反力モータ駆動回路１ｅと、操舵角センサ１ｆ、電流センサ１ｇを備える。
ステアリングホイール１ａは、運転者の操舵入力を受けて回転する。
コラムシャフト１ｂは、ステアリングホイール１ａと一体に回転する。
操舵トルクセンサ１ｃは、ステアリングホイール１ａからコラムシャフト１ｂに伝達する操舵トルクを検出する。この操舵トルクセンサ１ｃは、例えばトーションバーの捩れ角変位をポテンショメータで検出することで操舵トルクを検出する。操舵トルクセンサ１ｃは、検出した操舵トルクをＳＢＷコントローラ４に出力する。
【００１０】
反力モータ１ｄは、コラムシャフト１ｂと同軸上に配置された出力軸を有する。反力モータ１ｄは、反力モータ駆動回路１ｅから出力される指令電流に応じて、ステアリングホイール１ａに付与する操舵反力トルクをコラムシャフト１ｂに出力する。
反力モータ駆動回路１ｅは、電流センサ１ｇが検出した反力モータ１ｄの電流値から推定される実際の操舵反力トルクと、ＳＢＷコントローラ４から出力される指令操舵反力トルクとを一致させるトルクフィードバックにより、反力モータ１ｄへ出力する指令電流を制御する。
操舵角センサ１ｆは、コラムシャフト１ｂの回転角、すなわち、ステアリングホイール１ａの操舵角（ハンドル角度）を検出する。そして、操舵角センサ１ｆは、検出した操舵角をＳＢＷコントローラ４に出力する。
【００１１】
転舵部２は、ピニオンシャフト２ａと、ステアリングギア２ｂと、転舵モータ２ｃと、転舵モータ駆動回路２ｄと、転舵角センサ２ｅと、ラックギア２ｆと、ラック２ｇを備える。
ステアリングギア２ｂは、ピニオンシャフト２ａの回転に応じて、左右前輪５ＦＬ、５ＦＲを転舵する。ステアリングギア２ｂとして、例えば、ラック・アンド・ピニオン式のステアリングギア等を採用してよい。
【００１２】
転舵モータ２ｃは、減速機を介してラックギア２ｆと接続される出力軸を有する。転舵モータ２ｃは、転舵モータ駆動回路２ｄから出力される指令電流に応じて、左右前輪５ＦＬ、５ＦＲを転舵するための転舵トルクをラック２ｇに出力する。例えば、転舵モータ２ｃは、ブラシレスモータ等でよい。
転舵角センサ２ｅは、転舵モータ２ｃの回転角を検出し、検出した回転角に基づいて左右前輪５ＦＬ、５ＦＲの転舵角を検出する。
転舵モータ駆動回路２ｄは、転舵角センサ２ｅにより検出される実際の転舵角とＳＢＷコントローラ４からの指令転舵角とを一致させる角度フィードバックにより、転舵モータ２ｃへの指令電流を制御する。ＳＢＷコントローラ４から転舵モータ駆動回路２ｄに出力される指令転舵角は、ＳＢＷコントローラ４により制御される操向輪の転舵角の目標となる目標転舵角の一例である。
【００１３】
バックアップクラッチ３は、コラムシャフト１ｂとピニオンシャフト２ａとの間に設けられる。そして、バックアップクラッチ３は、解放状態になると操舵部１と転舵部２とを機械的に切り離し、締結状態になると操舵部１と転舵部２とを機械的に接続する。
さらに車両は、カメラ６と、車速センサ７を備える。
カメラ６は、車両前方の走行路の画像を検出する。カメラ６は、検出した画像をＳＢＷコントローラ４に出力する。
車速センサ７は、車両の車速を検出する。車速センサ７は、検出した車速をＳＢＷコントローラ４に出力する。
【００１４】
ＳＢＷコントローラ４は、操舵角センサ１ｆ、操舵トルクセンサ１ｃ、電流センサ１ｇ、カメラ６、車速センサ７からそれぞれ出力された操舵角、操舵トルク、反力モータ１ｄの電流値、車両前方の走行路の画像、車速を受信する。例えば、ＳＢＷコントローラ４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）等のＣＰＵ周辺部品とを含む電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）等であってよい。
ＳＢＷコントローラ４は、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ：Controller Area Network）バスを介して、操舵角、操舵トルク、反力モータ１ｄの電流値、走行路の画像、車速を受信してもよい。
【００１５】
ＳＢＷコントローラ４は、画像処理部１１と、車両状態設定部１２と、制御状態設定部１３と、転舵制御部１４と、反力制御部１５を備える。ＳＢＷコントローラ４が備えるＣＰＵは、記憶媒体に格納されたコンピュータプログラムを実行することにより、画像処理部１１、車両状態設定部１２、制御状態設定部１３、転舵制御部１４、及び反力制御部１５により行われる下記の処理を実行する。
なお、画像処理部１１、車両状態設定部１２、制御状態設定部１３、転舵制御部１４、及び反力制御部１５は、はそれぞれ独立した回路又は装置であってもよい。
【００１６】
画像処理部１１は、カメラ６から取得した車両前方の走行路の映像に対してエッジ抽出等の画像処理を行うことにより、車両が走行する走行車線の左右の走行路区分線、すなわち道路白線を検出する。なお、実際には、走行路区分線は、黄線や破線でもよい。
また、道路白線が存在しない又は検出し難い場合には、道路白線の代わりに、路肩や縁石、側溝、ガードレール、防護柵、防音壁、擁壁、中央分離帯等を、走行路区分線として検出するようにしてもよい。
画像処理部１１は、走行車線の左右の走行路区分線の検出結果を車両状態設定部１２及び反力制御部１５に出力する。以下、走行車線の左右の走行路区分線の検出結果を「白線情報」と表記することがある。
また、画像処理部１１は、走行路区分線の検出可否の判定結果を制御状態設定部１３へ出力する。
【００１７】
車両状態設定部１２は、ＣＡＮバスを経由して操舵トルク、車速、ウインカ作動信号を受信する。また、車両状態設定部１２は、画像処理部１１から白線情報を受信する。
車両状態設定部１２は、操舵トルク、車速、ウインカ作動信号、白線情報に基づき、転舵制御部１４による転舵制御、反力制御部１５による操舵反力制御、車線維持（レーンキープ（ＬＫ：Lane Keep））支援制御に用いる下記変数を算出する。
【００１８】
転舵制御では、運転者により操舵操作されるステアリングホイール１ａの操舵角及び操舵角速度に応じて転舵角が制御される。
操舵反力制御では、操舵角又は転舵角に応じてステアリングホイール１ａへ付与する操舵反力が制御される。
ＬＫ支援制御では、転舵制御部１４が、運転者により操舵操作されるステアリングホイール１ａの操舵角及び操舵角速度に加えて、車両の横位置及びヨー角に応じて転舵角を制御し、車両を目標走行軌道に戻す方向へ操向輪を転舵させる。目標走行軌道は、例えば車両が走行する走行車線の中央であってもよく、中央から所定距離だけ離れた軌道であってもよい。
【００１９】
ここで車両の横位置として、車両が現在位置から所定の遅延時間（例えば０．５秒）だけ前方へ走行した場合に到達する予定位置と目標走行軌道との間の横方向の距離を用いてよい。またヨー角として、所定の遅延時間経過時における道路白線と車両の進行方向とのなすヨー角を用いる。
以下の説明において、車両が所定の遅延時間だけ前方に走行した場合の移動距離を「予定走行距離」と表記することがある。また、車両が現在位置から所定の遅延時間だけ前方へ走行した場合、すなわち現在位置から予定走行距離だけ走行した場合に到達する予定位置を「予定到達位置」と表記することがある。また、予定到達位置との目標走行軌道との間の横方向距離を単に「横位置」と表記する。
【００２０】
ＬＫ支援制御において反力制御部１５は、車両が目標走行軌道から外れると、車両を目標走行軌道に戻す方向の操舵反力をステアリングホイール１ａへ付与する。反力制御部１５は、車両の横位置及び車線到達時間の少なくとも一方に応じて、車両が目標走行軌道から外れる逸脱量が増加するほど操舵反力を増大させる。ここで車線到達時間とは、車両が道路白線まで到達するのに要する時間である。
【００２１】
なお、以下の説明において、ＬＫ支援制御において反力制御部１５により付与される操舵反力、すなわち車両を目標走行軌道へ戻す方向の操舵反力を「ＬＫ操舵反力」と表記することがある。
車両が目標走行軌道上を走行しており運転者による操舵操作がない場合には、ＬＫ操舵反力が小さくなる。このため、例えば車両が路面の凹凸や小石などの上を走行する等により車体が揺れ、運転者の姿勢の変化により運転者が意図しない操舵がステアリングホイール１ａに入力されると操舵角が変動しやすくなる可能性がある。このため、操舵角の変動に応じて左右前輪５ＦＬ、５ＦＲ操向輪が転舵されて目標走行軌道から逸れやすくなる可能性がある。
【００２２】
そこで、ＬＫ支援制御において転舵制御部１４は、車両が目標走行軌道から外れる逸脱量が大きい場合より逸脱量が小さい場合には、ステアリングホイール１ａの操舵に対する左右前輪５ＦＬ、５ＦＲの転舵の応答性を小さくする。
このように目標走行軌道からの逸脱量が小さい場合に操舵に対する転舵の応答性を低減することにより、車両が目標走行軌道付近を走行しＬＫ操舵反力が小さい状態で運転者が意図しない操舵操作が行われても、転舵角の変動を抑制できる。
【００２３】
車両状態設定部１２は、ゲイン算出部１２ａと、ヨー角演算部１２ｂと、横位置演算部１２ｃと、車線到達時間演算部１２ｄと、操舵意図判定部１２ｅと、微分ステアゲイン設定部１２ｆを備える。
ゲイン算出部１２ａは、第１車速感応ゲイン、第２車速感応ゲイン、第３車速感応ゲイン、第４車速感応ゲイン、ウインカ作動に応じたゲイン、第１車速感応レートリミッタ、及び第２車速感応レートリミッタを算出する。
第１車速感応ゲインは、ＬＫ支援制御において車両の横位置に応じて変化させる転舵角の変化量を、車速に応じて増減させるゲインである。
【００２４】
第２車速感応ゲインは、ＬＫ支援制御において所定の遅延時間経過時におけるヨー角に応じて変化させる転舵角の変化量を、車速に応じて増減させるゲインである。
第３車速感応ゲインは、ステアリングホイール１ａの操舵角速度に応じて変化させる転舵角の変化量を、車速に応じて増減させるゲインである。
第４車速感応ゲインは、ＬＫ支援制御において車両の横位置及び車線到達時間の少なくとも一方に応じてステアリングホイール１ａに与える操舵反力を、車速に応じて増減させるゲインである。
ゲイン算出部１２ａは、予め定めた車速と第１〜４車速感応ゲインとの間の関係をそれぞれ定める車速感応ゲインマップに基づいて、第１〜４車速感応ゲインをそれぞれ算出する。例えば、車速感応ゲインマップは、車速がゼロから第１車速閾値の間でゲインが最大値となり、第１車速閾値から第２車速閾値まで車速が大きくなるほど減少し、車速が第２車速閾値で最小値（例えば０）となるマップであってよい。
【００２５】
ウインカ作動に応じたゲインは、ＬＫ支援制御において車両の横位置及び所定の遅延時間経過時のヨー角に応じて転舵角に与える変化量と、車両の横位置及び車線到達時間に応じて与える操舵反力とをウインカ作動時に抑制するゲインである。
ウインカ作動に応じたゲインは、例えばウインカが作動を開始してから一定時間（例えば３秒）経過後に０になる。
【００２６】
第１車速感応レートリミッタは、ＬＫ支援制御において変化させる転舵角の変化速度を制限する上限値であり、第２車速感応レートリミッタは、ＬＫ支援制御において変化させる操舵反力の変化速度を制限する上限値である。車両状態設定部１２は、車速が低い場合よりも車速が高い場合のこれらの上限値を小さく設定する。
ゲイン算出部１２ａは、第１〜３車速感応ゲイン、ウインカ作動に応じたゲイン、及び第１車速感応レートリミッタを転舵制御部１４へ出力する。
ゲイン算出部１２ａは、第４車速感応ゲイン、ウインカ作動に応じたゲイン、及び第２車速感応レートリミッタを反力制御部１５へ出力する。
【００２７】
ヨー角演算部１２ｂは、画像処理部１１が出力した白線情報に基づいて道路白線と車両の進行方向とがなすヨー角を演算する。また、ヨー角演算部１２ｂは、白線情報と車両に発生するヨーレートに基づいて、所定の遅延時間経過時のヨー角を演算する。ヨー角演算部１２ｂは、演算したヨー角を横位置演算部１２ｃ及び車線到達時間演算部１２ｄへ出力する。またヨー角演算部１２ｂは、所定の遅延時間経過時のヨー角を転舵制御部１４へ出力する。
横位置演算部１２ｃは、車両の横位置を演算する。横位置演算部１２ｃは、所定の遅延時間に車速を乗じて予定走行距離を算出する。横位置演算部１２ｃは、予定走行距離にヨー角を乗じて、目標走行軌道からの距離に加算することにより横位置を算出する。横位置演算部１２ｃは、演算した横位置を転舵制御部１４及び反力制御部１５へ出力する。
【００２８】
車線到達時間演算部１２ｄは、車線到達時間を演算する。車線到達時間演算部１２ｄは、車速にヨー角を乗じて横方向速度を算出する。車線到達時間演算部１２ｄは、道路白線までの距離を横方向速度で除算することにより車線到達時間を算出する。横位置演算部１２ｃは、演算した車線到達時間を、反力制御部１５へ出力する。
操舵意図判定部１２ｅは、操舵トルクセンサ１ｃが検出した操舵トルクに応じて運転者の操舵意図の有無を判定する。例えば操舵意図判定部１２ｅは、操舵トルクが閾値以上である場合に操舵意図があると判定し、操舵トルクが閾値未満である場合に操舵意図がないと判定する。操舵意図判定部１２ｅは、操舵意図の判定結果を制御状態設定部１３に出力する。
【００２９】
また、微分ステアゲイン設定部１２ｆは、微分ステアリング制御に用いる微分ステアゲインを設定する。微分ステアリング制御は、操舵角速度に応じた転舵量を、操舵角に応じて定めた転舵角に付加することによりドライバの操舵操作の遅れを補償して車両ヨー運動の応答性を高める転舵制御である。微分ステアゲイン設定部１２ｆは、微分ステアゲインを転舵制御部１４へ出力する。微分ステアゲイン設定部１２ｆの詳細は後述する。
【００３０】
制御状態設定部１３は、ＣＡＮバスを経由して車速、ウインカ作動信号、横加速度の検出信号、ＳＢＷシステムの異常検知信号、ブレーキランプ点灯信号、レーンキープスイッチのオンオフ信号を受信する。また、制御状態設定部１３は、ＣＡＮバスを経由してビークルダイナミクスコントロール（ＶＤＣ：Vehicle Dynamics Control）作動信号、及びアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ：Antilock Brake System）作動信号を受信する。
【００３１】
また、制御状態設定部１３は、白線情報及び走行路区分線の検出可否の判定結果を画像処理部１１から受信する。さらに、制御状態設定部１３は、運転者の操舵意図の判定結果を操舵意図判定部１２ｅから受信する。
制御状態設定部１３は、下記のＬＫ支援制御許可条件（Ａ１）〜（Ａ１０）が全て満たされる場合にＬＫ支援制御フラグをオンに設定する。制御状態設定部１３は、下記のＬＫ支援制御許可条件（Ａ１）〜（Ａ１０）のいずれかが満たされない場合にＬＫ支援制御フラグをオフに設定する。
【００３２】
（Ａ１）レーンキープスイッチがオンである。
（Ａ２）走行車線の左右の走行路区分線が検出されている。
（Ａ３）車速が閾値以上である。
（Ａ４）ウインカが作動していない。
（Ａ５）ＳＢＷシステムの異常が検知されていない。
（Ａ６）道路曲率が閾値よりも小さい。
（Ａ７）横加速度が閾値より小さい。
（Ａ８）ＶＤＣ及びＡＢＳのいずれも動作していない。
（Ａ９）ブレーキランプが点灯していない。
（Ａ１０）運転者の操舵意図がある。
制御状態設定部１３は、ＬＫ支援制御フラグを転舵制御部１４及び反力制御部１５へ出力する。
【００３３】
転舵制御部１４は、ＣＡＮバスを経由して操舵角及び車速を受信する。また、転舵制御部１４は、ゲイン算出部１２ａから、第１〜第３車速感応ゲイン、ウインカ作動に応じたゲイン、並びに第１車速感応レートリミッタを受信する。さらに転舵制御部１４は、横位置演算部１２ｃ及びヨー角演算部１２ｂからそれぞれ車両の横位置及び所定の遅延時間経過時のヨー角を受信する。転舵制御部１４は、微分ステアゲイン設定部１２ｆから微分ステアゲインを受信する。
【００３４】
転舵制御部１４は、受信したこれらの情報に基づいて、左右前輪５ＦＬ、５ＦＲの転舵角を制御する指令を算出する。
ＬＫ支援制御フラグがオフである場合、転舵制御部１４は、操舵角と操舵角速度に基づき算出した基本指令転舵角を指令転舵角として転舵モータ駆動回路２ｄへ出力する。すなわち、転舵制御部１４は、運転者によるステアリングホイール１ａの操舵操作に応じて操向輪である左右前輪５ＦＬ、５ＦＲを転舵する。また、転舵制御部１４は、操舵角速度に基づく微分ステアリング制御を行っている。
【００３５】
ＬＫ支援制御フラグがオンである場合、転舵制御部１４は、車両の横位置及び所定の遅延時間経過時のヨー角に応じて、車両を目標走行軌道に戻す方向へ転舵させるＬＫ指令転舵角を演算する。転舵制御部１４は、ＬＫ指令転舵角を基本指令転舵角に加えて得られる指令転舵角を転舵モータ駆動回路２ｄへ出力する。
すなわち、転舵制御部１４は、運転者によるステアリングホイール１ａの操舵操作に応じて左右前輪５ＦＬ、５ＦＲを転舵するとともに、車両を目標走行軌道に戻す方向へ左右前輪５ＦＬ、５ＦＲを転舵する。
【００３６】
反力制御部１５は、ＣＡＮバスを経由して操舵角、車速を受信する。また、反力制御部１５は、ゲイン算出部１２ａから、第４車速感応ゲイン、ウインカ作動に応じたゲイン、並びに第２車速感応レートリミッタを受信する。さらに転舵制御部１４は、画像処理部１１、横位置演算部１２ｃ、及び車線到達時間演算部１２ｄから、それぞれ白線情報、横位置、及び車線到達時間を受信する。
【００３７】
反力制御部１５は、受信したこれらの情報に基づいて、コラムシャフト１ｂに付与する操舵反力トルクを制御する指令操舵反力トルクを算出する。
ＬＫ支援制御フラグがオフである場合、反力制御部１５は、操舵角又は転舵角に応じてラック軸力を演算し、ラック軸力に基づいて演算した目標反力トルクを指令操舵反力トルクとして反力モータ駆動回路１ｅに出力する。
【００３８】
ＬＫ支援制御フラグがオンである場合、反力制御部１５は、操舵角又は転舵角に応じて演算したラック軸力を、車速と道路曲率とに応じてオフセットすることにより、道路曲率に応じて操舵角を保持するための反力を発生させる。反力制御部１５は、オフセット後のラック軸力に基づき目標反力トルクを演算する。
また、ＬＫ支援制御フラグがオンである場合、反力制御部１５は、横位置、車線到達時間に応じて目標反力トルクを補正することにより、車両を目標走行軌道に戻す方向のＬＫ操舵反力を発生させる。
【００３９】
反力制御部１５は、補正後の目標反力トルクを指令操舵反力トルクとして反力モータ駆動回路１ｅに出力する。
ここで、反力制御部１５は、車両の横位置及び車線到達時間の少なくとも一方に応じて、車両が目標走行軌道から外れる逸脱量が増加するほど操舵反力を増大させる。したがって、車両が目標走行軌道上を走行しており運転者による操舵操作がない場合には、ＬＫ操舵反力が小さくなる。
このため、例えば車両が路面の凹凸や小石などの上を走行する等により車体が揺れ、運転者の姿勢の変化により運転者が意図しない操舵がステアリングホイール１ａに入力されると操舵角が変動しやすくなる可能性がある。
【００４０】
ここで、転舵制御部１４が微分ステアリング制御を行なうことにより車両ヨー運動の応答性が向上しているため、このような運転者が意図しない操舵入力に敏感に反応して直進性が低下する虞がある。
このため、ＬＫ支援制御フラグがオンである場合には、逸脱量が大きい場合よりも逸脱量が小さい場合には、微分ステアリング制御により付加される転舵量も低減することにより、転舵角の変動を抑制する。すなわち、逸脱量が大きい場合よりも逸脱量が小さい場合には、同一の操舵角速度に対して演算される前記転舵量を小さくする。言い換えれば、逸脱量が小さい場合に操舵角速度に対して演算される転舵量を、逸脱量が大きい場合にこの操舵角速度と同一の操舵角速度に対して演算される転舵量よりも小さくする。
【００４１】
図２を参照する。転舵制御部１４は、ゲイン乗算部２０と、操舵角速度演算部２１と、微分ステアゲイン乗算部２２と、ＬＫ指令転舵角演算部２３と、乗算器２４と、加算器２５を備える。
ゲイン乗算部２０は、操舵角センサ１ｆが検出した操舵角にゲインを乗じて加算器２５へ出力する。
操舵角速度演算部２１は、操舵角センサ１ｆが検出した操舵角に基づきステアリングホイール１ａの操舵角速度を演算し、微分ステアゲイン乗算部２２へ出力する。微分ステアゲイン乗算部２２は、微分ステアゲイン設定部１２ｆにより設定された微分ステアゲインを操舵角速度に乗じて乗算器２４へ出力する。
【００４２】
ＬＫ支援制御フラグがオフである場合、微分ステアゲイン設定部１２ｆは、横位置に関わらず微分ステアゲインを一定値に設定する。例えば、微分ステアゲイン設定部１２ｆは、微分ステアゲインを最大値Ｋｍａｘに設定する。
一方でＬＫ支援制御フラグがオンである場合、微分ステアゲイン設定部１２ｆは、微分ステアゲインを横位置に応じた値に設定する。
図３を参照する。微分ステアゲイン設定部１２ｆは、横位置演算部１２ｃが出力する横位置と、操舵角センサ１ｆが出力する操舵角を受信する。微分ステアゲイン設定部１２ｆは、微分ステアゲイン演算部３０と、操舵角速度演算部３１と、ゲイン更新部３２を備える。
【００４３】
微分ステアゲイン演算部３０は、横位置に応じた微分ステアゲインを算出する。微分ステアゲイン演算部３０は、横位置が大きい場合よりも横位置が小さい場合の微分ステアゲインが小さくなるように微分ステアゲインを設定する。これにより、横位置が小さい場合の微分ステアリング制御により付加される転舵量が、横位置が大きい場合よりも低減される。
【００４４】
図４を参照する。参照符号３３は車両の横位置を示し、一点鎖線３４は目標走行軌道、すなわち横位置がゼロの位置を示し、実線３５は微分ステアゲインの設定例を示す。車両右側の横位置の符号をプラスとし、左側の横位置の符号をマイナスとすると、例えば、横位置がｄ１〜（−ｄ２）の範囲で、微分ステアゲインの値は最小値Ｋｍｉｎであってよい。ｄ１とｄ２は非零の値である。ｄ１とｄ２は同じでもよく、異なっていてもよい。
また、例えば最小値Ｋｍｉｎは０であってもよい。微分ステアゲインが０になると、微分ステアリング制御により付加される転舵量が０になる。すなわち、横位置がｄ１〜（−ｄ２）の範囲で微分ステアリング制御により付加される転舵量が０になる。
【００４５】
また、横位置がｄ３以上の範囲及び（−ｄ４）以下の範囲で微分ステアゲインの値は最大値Ｋｍａｘであってよい。なお、ｄ３はｄ１より大きく、ｄ４はｄ２より大きい。ｄ３とｄ４は同じでもよく、異なっていてもよい。例えば最大値Ｋｍａｘは１であってよい。
横位置がｄ１〜ｄ３の範囲及び横位置が（−ｄ２）〜（−ｄ３）の範囲では、横位置の絶対値が増加するのに応じて、微分ステアゲインは漸増する。例えば、微分ステアゲインは横位置の絶対値に比例して増加してもよい。
図３を参照する。微分ステアゲイン演算部３０は、演算した微分ステアゲインをゲイン更新部３２へ出力する。
【００４６】
操舵角速度演算部３１は、操舵角センサ１ｆが検出した操舵角に基づきステアリングホイール１ａの操舵角速度を逐次演算し、演算した操舵角速度をゲイン更新部３２へ出力する。
ゲイン更新部３２は、操舵角速度が所定値以下である場合又は前回受信した操舵角速度と今回受信した操舵角速度の符号が異なる場合に、微分ステアゲイン乗算部２２へ出力する微分ステアゲインを、微分ステアゲイン演算部３０から受信している値に更新する。例えば、ゲイン更新部３２は、操舵角速度が０である場合又は前回受信した操舵角速度と今回受信した操舵角速度の符号が異なる場合に、微分ステアゲイン乗算部２２へ出力する微分ステアゲインを更新してもよい。
【００４７】
一方、操舵角速度が所定値より大きく且つ前回受信した操舵角速度と今回受信した操舵角速度の符号が同じ場合には、ゲイン更新部３２は微分ステアゲイン乗算部２２へ出力する微分ステアゲインの値を保持する。すなわち、ゲイン更新部３２は、微分ステアゲイン乗算部２２へ出力する微分ステアゲインの値を更新しない。
ここで、操舵角速度が０である場合には微分ステアリング制御により付加される転舵量は０となる。また、操舵角速度の符号が変わった場合には操舵角速度が小さく、微分ステアリング制御により付加される転舵量も小さい。このように微分ステアリング制御により付加される転舵量が小さい期間でのみ微分ステアゲインを更新することにより、微分ステアゲインの変化によって転舵角が変わり運転者が違和感を覚えるのを防止できる。
【００４８】
図２を参照する。乗算器２４は、微分ステアゲイン乗算部２２の演算結果に第３車速感応ゲインを乗じて加算器２５へ出力する。
ＬＫ指令転舵角演算部２３は、車速、車両の横位置、所定の遅延時間経過時のヨー角、ウインカ作動に応じたゲイン、第１及び第２車速感応ゲイン、並びに第１車速感応レートリミッタを受信する。ＬＫ指令転舵角演算部２３は、受信したこれらの情報に基づいて車両を目標走行軌道に戻す方向へ転舵させるＬＫ指令転舵角を演算する。ＬＫ指令転舵角演算部２３は、ＬＫ指令転舵角を加算器２５へ出力する。
【００４９】
ＬＫ支援制御フラグがオフである場合、加算器２５は、ゲイン乗算部２０の演算結果及び乗算器２４の演算結果を加えて基本指令転舵角を算出し、算出した基本指令転舵角を指令転舵角として転舵モータ駆動回路２ｄへ出力する。
ＬＫ支援制御フラグがオンである場合、加算器２５は、ゲイン乗算部２０の演算結果、乗算器２４の演算結果及びＬＫ指令転舵角を加えて指令転舵角を算出し、転舵モータ駆動回路２ｄへ出力する。
【００５０】
図５を参照する。ＬＫ指令転舵角演算部２３は、第１反発力演算部４０と、第２反発力演算部と、加算器４２と、目標ヨーモーメント演算部４３と、目標ヨー加速度演算部４４と、目標ヨーレート演算部４５と、指令転舵角演算部４６と、リミッタ処理部４７を備える。
第１反発力演算部４０は、車両の横位置、第１車速感応ゲイン、ウインカ作動に応じたゲインを受信する。第１反発力演算部４０は、受信したこれら情報に基づいて横位置フィードバック制御を行う。
【００５１】
横位置フィードバック制御では、外乱により発生した車両の横位置の変化を低減するための車両の反発力を算出する。以下、この反発力を「横位置に応じた反発力」と表記することがある。これにより、横位置フィードバック制御では、車両の横位置に基づいて車両が走行車線の中央方向、つまり、横位置が低減する方向へ左右前輪５ＦＬ、５ＦＲの転舵角を制御する。そして、第１反発力演算部４０は、演算結果を加算器４２に出力する。
図６を参照する。第１反発力演算部４０は、ゲイン乗算部４０ａと乗算器４０ｂを備える。ゲイン乗算部４０ａは、車両の横位置に基本ゲインを乗じて演算結果を乗算器４０ｂへ出力する。
乗算器４０ｂは、ゲイン乗算部４０ａの演算結果と、第１車速感応ゲインと、ウインカ作動に応じたゲインを乗じて、横位置に応じた反発力を演算する。
【００５２】
図５を参照する。第２反発力演算部４１は、所定の遅延時間経過時のヨー角、第２車速感応ゲイン、ウインカ作動に応じたゲインを受信する。第２反発力演算部４１は、受信したこれら情報に基づいてヨー角フィードバック制御を行う。ヨー角フィードバック制御では、外乱により発生したヨー角を低減するための車両の反発力を算出する。以下、この反発力を「ヨー角に応じた反発力」と表記することがある。これにより、ヨー角フィードバック制御では、車両のヨー角に基づいてこのヨー角が低減する方向へ左右前輪５ＦＬ、５ＦＲの転舵角を制御する。そして、第２反発力演算部４１は、算出結果を加算器４２に出力する。
【００５３】
図７を参照する。第２反発力演算部４１は、ゲイン乗算部４１ａと乗算器４１ｂを備える。ゲイン乗算部４１ａは、所定の遅延時間経過時のヨー角に基本ゲインを乗じて演算結果を乗算器４１ｂへ出力する。
乗算器４１ｂは、ゲイン乗算部４１ａの演算結果と、第２車速感応ゲインと、ウインカ作動に応じたゲインを乗じて、ヨー角に応じた反発力を演算する。
【００５４】
図５を参照する。加算器４２は、横位置に応じた反発力とヨー角に応じた反発力との和である横方向反発力を演算する。加算器４２は横方向反発力を目標ヨーモーメント演算部４３に出力する。
目標ヨーモーメント演算部４３は、加算器４２が出力した横方向反発力に基づいて、目標ヨーモーメントを算出する。具体的には、目標ヨーモーメント演算部４３は、横方向反発力、ホイールベースＷＨＥＥＬＢＡＳＥ、後輪軸重、及び前輪軸重に基づき、下記の式（１）式に従って目標ヨーモーメントＭ＊を算出する。そして、目標ヨーモーメント演算部４３は、算出結果を目標ヨー加速度演算部４４に出力する。
Ｍ＊＝横方向反発力×（後輪軸重／（前輪軸重＋後輪軸重））×ＷＨＥＥＬＢＡＳＥ  ……（１）
【００５５】
目標ヨー加速度演算部４４は、目標ヨーモーメント演算部４３が出力した目標ヨーモーメントＭ＊に基づいて、目標ヨー加速度を算出する。具体的には、目標ヨー加速度演算部４４は、目標ヨーモーメントに予め定めたヨー慣性モーメント係数を乗算する。そして、目標ヨー加速度演算部４４は、乗算結果を目標ヨー加速度として目標ヨーレート演算部４５に出力する。
目標ヨーレート演算部４５は、目標ヨー加速度演算部４４が出力した目標ヨー加速度に基づいて、ヨー角の変化速度である目標ヨーレートを算出する。具体的には、目標ヨーレート演算部４５は、目標ヨー加速度に所定の遅延時間を乗算する。そして、目標ヨーレート演算部４５は、乗算結果を目標ヨーレートとして指令転舵角演算部４６に出力する。
【００５６】
指令転舵角演算部４６は、目標ヨーレート演算部４５が出力した目標ヨーレートと車速に基づいて、ＬＫ指令転舵角を算出する。具体的には、指令転舵角演算部４６は、目標ヨーレートφ＊、車速Ｖ、ホイールベースＷＨＥＥＬＢＡＳＥ、及び車両の特性速度Ｖｃｈに基づき、下記の式（２）に従ってＬＫ指令転舵角δｓｔ＊を算出する。ここで、特性速度Ｖｃｈは、例えば、既知のアッカーマン方程式の中の車両のセルフステアリング特性を表すパラメータであってよい。そして、指令転舵角演算部４６は、算出結果をリミッタ処理部４７に出力する。
δｓｔ＊＝（φ＊×ＷＨＥＥＬＢＡＳＥ×（１＋（Ｖ／Ｖｃｈ）２）×１８０）／（Ｖ×ＭＰＩ）  ……（２）
なお、ＭＰＩは、予め定めた係数である。
【００５７】
リミッタ処理部４７は、第１車速感応レートリミッタによりＬＫ指令転舵角δｓｔ＊の変化速度の上限を制限する。また、リミッタ処理部４７は、ＬＫ指令転舵角δｓｔ＊の最大値を制限する。ＬＫ指令転舵角δｓｔ＊の最大値は、例えば操舵部と転舵部とが機械的に接続されたコンベンショナルな操舵装置において、ステアリングホイール１ａの操舵角が中立位置付近にあるときの遊び範囲に対応する左右前輪５ＦＬ、５ＦＲの転舵角範囲であってよい。そして、リミッタ処理部４７は、制限後のＬＫ指令転舵角δｓｔ＊を加算器２５（図２参照）に出力する。
【００５８】
図８を参照する。反力制御部１５は、ラック軸力演算部６０と、オフセット量演算部６１と、減算器６２と、目標反力トルク演算部６３と、反力トルク補正値演算部６４と、加算器６５を備える。
ラック軸力演算部６０は、操舵角と車速に基づき、操舵角−軸力変換マップ（ＭＡＰ）を参照してラック軸力を推定する。すなわち、ラック軸力演算部６０は、操舵角及び車速と、操舵角−軸力変換マップとに基づいてラック軸力を推定する。
例えば、操舵角−軸力変換マップは、予め実験等で算出したコンベンショナルな操舵装置における車速毎の操舵角とラック軸力との関係を表すマップである。ラック軸力演算部６０は、演算結果を減算器６２に出力する。
【００５９】
オフセット量演算部６１は、白線情報に基づいて道路曲率を算出し、車速及び道路曲率に基づいて軸力オフセット量を演算し、減算器６２に出力する。
軸力オフセット量は、道路曲率に応じて操舵角を保持するための操舵反力が発生するように、ラック軸力演算部６０により演算されたラック軸力をオフセットするためのオフセット量である。ラック軸力をオフセットすることにより、ステアリングホイール１ａの操舵角と、この操舵角に応じてステアリングホイール１ａに付与すべき操舵反力との関係を示す操舵反力特性曲線がオフセットされる。
オフセット量演算部６１は、道路が曲がる方向へ転舵する転舵角の方向と同じ方向へ操舵反力特性曲線をオフセットし、道路白線の曲率が大きいほど軸力オフセット量の絶対値を大きくする。
【００６０】
図９を参照する。オフセット量演算部６１は、上下限リミッタ６１ａと、セルフアライニングトルク（ＳＡＴ：Self-Aligning Torque）ゲイン演算部６１ｂと、曲率演算部６１ｃと、乗算器６１ｄと、リミッタ処理部６１ｅを備える。
上下限リミッタ６１ａは、車速センサ７が出力した車速に上下限リミッタ処理を行う。上下限リミッタ処理では、例えば、車速が０〜Ｖ（＞０）の範囲で車速が大きくなるほど増大し、車速がＶ以上の範囲で最大値とする。そして、上下限リミッタ６１ａは、上下限リミッタ処理後の車速をＳＡＴゲイン演算部６１ｂに出力する。
【００６１】
ＳＡＴゲイン演算部６１ｂは、上下限リミッタ６１ａが出力したリミッタ処理後の車速に基づいて、車速に応じたＳＡＴゲインを算出する。車速に応じたＳＡＴゲインは、例えば、車速が０〜７０ｋｍ／ｈの範囲で車速が大きくなるほど増大し、車速７０ｋｍ／ｈ以上の範囲で最大値になる。また、車速が大きいときは車速が小さいときよりも、車速の変化量に対する当該ＳＡＴゲインの変化量が大きい。そして、ＳＡＴゲイン演算部６１ｂは、算出結果を乗算器６１ｄに出力する。
曲率演算部６１ｃは、画像処理部１１が出力した白線情報に基づいて、予定到達位置での道路白線の曲率（所定の遅延時間（０．５秒）経過後の車両の位置の道路白線の曲率）を算出する。そして、曲率演算部６１ｃは、算出結果を乗算器６１ｄに出力する。
【００６２】
乗算器６１ｄは、曲率演算部６１ｃが出力した曲率にＳＡＴゲイン演算部６１ｂが出力したＳＡＴゲインを乗算する。そして、乗算器６１ｄは、乗算結果を軸力オフセット量としてリミッタ処理部６１ｅに出力する。これにより、乗算器６１ｄは、予定到達位置での道路白線の曲率が大きいほど、つまり、道路曲率が大きいほど軸力オフセット量を増大する。
リミッタ処理部６１ｅは、乗算器６１ｄが出力した軸力オフセット量の最大値及び変化率の上限を制限する。軸力オフセット量の最大値は、１０００Ｎとする。また、軸力オフセット量の変化率の上限は、６００Ｎ／ｓとする。そして、リミッタ処理部６１ｅは、制限後の軸力オフセット量を減算器６２に出力する。
【００６３】
図８を参照する。減算器６２は、ラック軸力演算部６０が出力したラック軸力からオフセット量演算部６１が出力した軸力オフセット量を減じた差を目標反力トルク演算部６３へ出力する。
目標反力トルク演算部６３は、減算器６２が出力した算出結果に基づき、軸力−操舵反力変換マップを参照して、オフセット後のラック軸力によって発生する操舵反力トルクを算出する。すなわち、目標反力トルク演算部６３は、オフセット後のラック軸力と、軸力−操舵反力変換マップとに基づいて、オフセット後のラック軸力によって発生する操舵反力トルクを算出する。
【００６４】
例えば、軸力−操舵反力変換マップは、予め実験等で算出したコンベンショナルな操舵装置におけるラック軸力と操舵反力トルクとの関係を表すマップである。すなわち、軸力−操舵反力変換マップは、コンベンショナルな操舵装置において、ラック軸力によって発生するセルフアライニングトルクに応じた操舵反力トルクを表す操舵反力特性を模擬したマップでよい。軸力−操舵反力変換マップでは、ラック軸力が大きいほど操舵反力トルクを大きな値とする。また、軸力−操舵反力変換マップでは、ラック軸力の絶対値が小さいときは大きいときよりも、ラック軸力の変化量に対する操舵反力トルクの変化量を大きくする。更に、軸力−操舵反力変換マップでは、車速が高いほど操舵反力トルクを小さい。
目標反力トルク演算部６３は、操舵反力トルクを加算器６５に出力する。
【００６５】
反力トルク補正値演算部６４は、横位置、車線到達時間、第４車速感応ゲイン、ウインカ作動に応じたゲイン、及び第２車速感応レートリミッタに基づいて反力トルク補正値を算出し、加算器６５に出力する。
反力トルク補正値は、車両を目標走行軌道に戻す方向へ付与するＬＫ操舵反力を発生させる補正値である。
図１０を参照する。反力トルク補正値演算部６４は、第１反力演算部６４ａと、第２反力演算部６４ｂと、選択部６４ｃと、乗算器６４ｄと、リミッタ処理部６４ｅを備える。
【００６６】
第１反力演算部６４ａは、横位置演算部１２ｃが出力した横位置に基づいて横位置−反力マップ６４ｉを参照して、横位置に応じた反力Ｎ＿ＴＨＷを演算する。すなわち第１反力演算部６４ａは、横位置演算部１２ｃが出力した横位置と横位置−反力マップ６４ｉに基づいて横位置に応じた反力Ｎ＿ＴＨＷを演算する。
図１１に、横位置−反力マップ６４ｉの一例を示す。ここでは、車両が目標走行軌道の右側に逸脱しているときプラスとなり、左側に逸脱しているときにマイナスとなるように横位置Δｘの符号が定められている。また、左に転舵する方向に（すなわち反時計回り方向に）加える反力の符号がプラスに定められ、右に転舵する方向に（すなわち時計回り方向に）加える反力の符号がマイナスに定められている。
図示のとおり、横位置に応じた反力Ｎ＿ＴＨＷの符号は、横位置Δｘの符号がプラスであるときにプラスになり、横位置Δｘの符号がマイナスであるときにマイナスになる。
【００６７】
また、予定到達位置と目標走行軌道との差である横位置Δｘの絶対値が小さい場合よりも大きい場合の横位置に応じた反力Ｎ＿ＴＨＷの絶対値がより大きい。
また、横位置Δｘの絶対値が大きいときは小さいときよりも横位置Δｘの変化量に対する横位置に応じた反力Ｎ＿ＴＨＷの変化量を大きくする。
したがって、横位置に応じた反力Ｎ＿ＴＨＷは、目標走行軌道からの車両の逸脱量が増加するほど増加するとともに、車両を目標走行軌道に戻す方向へ付与されるＬＫ操舵反力の一例である。
図１０を参照する。第１反力演算部６４ａは、横位置に応じた反力Ｎ＿ＴＨＷを選択部６４ｃに出力する。
【００６８】
第２反力演算部６４ｂは、車線到達時間演算部１２ｄが出力した車線到達時間に基づいて車線到達時間−反力マップ６４ｊを参照して、車線到達時間に応じた反力Ｎ＿ＴＬＣを演算する。すなわち第２反力演算部６４ｂは、車線到達時間演算部１２ｄが出力した車線到達時間と車線到達時間−反力マップ６４ｊに基づいて、車線到達時間に応じた反力Ｎ＿ＴＬＣを演算する。
図１２に、車線到達時間−反力マップ６４ｊの一例を示す。ここでは、車両が目標走行軌道の右側に逸脱しているときプラスとなり、左側に逸脱しているときにマイナスとなるように車線到達時間ＴＬＣの符号が定められている。また、左に転舵する方向に（すなわち反時計回り方向に）加える反力の符号がプラスに定められ、右に転舵する方向に（すなわち時計回り方向に）加える反力の符号がマイナスに定められている。
図示のとおり、横位置に応じた車線到達時間に応じた反力Ｎ＿ＴＬＣは、車線到達時間ＴＬＣの符号がプラスであるときにプラスになり、車線到達時間ＴＬＣの符号がマイナスであるときにマイナスになる。
【００６９】
また、目標走行軌道からの逸脱量がより少なく車線到達時間ＴＬＣの絶対値が大きい場合よりも、車線到達時間ＴＬＣの絶対値が小さい場合の車線到達時間に応じた反力Ｎ＿ＴＬＣの絶対値がより大きい。
また、車線到達時間ＴＬＣの絶対値が小さいときは大きいときよりも車線到達時間ＴＬＣの変化量に対する車線到達時間に応じた反力Ｎ＿ＴＬＣの変化量を大きくする。
したがって、車線到達時間に応じた反力Ｎ＿ＴＬＣは、目標走行軌道からの車両の逸脱量が増加するほど増加するとともに、車両を目標走行軌道に戻す方向へ付与されるＬＫ操舵反力の一例である。
図１０を参照する。第２反力演算部６４ｂは、車線到達時間に応じた反力Ｎ＿ＴＬＣを選択部６４ｃに出力する。
【００７０】
選択部６４ｃは、横位置に応じた反力Ｎ＿ＴＨＷと車線到達時間に応じた反力Ｎ＿ＴＬＣが同符号である場合には、これらの反力のうち絶対値がより大きい方を選択して、反力指令値として乗算器６４ｄへ出力する。横位置に応じた反力Ｎ＿ＴＨＷと車線到達時間に応じた反力Ｎ＿ＴＬＣが異符号の場合には、これらの反力の和を反力指令値として乗算器６４ｄへ出力する。
乗算器６４ｄは、反力指令値に、第４車速感応ゲインとウインカ作動に応じたゲインを乗じて反力トルク指令値を演算し、リミッタ処理部６４ｅへ出力する。
【００７１】
リミッタ処理部６４ｅは、反力トルク指令値の変化速度の上限を第２車速感応レートリミッタにより制限する。またリミッタ処理部６４ｅは、反力トルク指令値の最大値を制限する。リミッタ処理部６４ｅは、制限後の反力トルク指令値を、反力トルク補正値として加算器６５（図８参照）へ出力する。
図８を参照する。加算器６５は、目標反力トルク演算部６３が演算した操舵反力トルクに、反力トルク補正値演算部６４が演算した反力トルク補正値を加えて指令操舵反力トルクを算出し、反力モータ駆動回路１ｅへ出力する。
【００７２】
カメラ６は、車両が目標走行軌道から外れる逸脱量を検出する走行状態センサの一例である。車両の横位置及び車線到達時間は、車両が目標走行軌道から外れる逸脱量の一例である。ＬＫ操舵反力は、車両を目標走行軌道に戻す方向へステアリングホイール１ａに付与される操舵反力の一例である。微分ステアゲインは、操舵角に応じて演算した転舵角に付加される転舵量を算出するために、操舵角速度に乗じる可変ゲインの一例である。
【００７３】
（動作）
次に、本実施形態に係る運転支援装置の動作を説明する。図１３を参照する。
ステップＳ１においてＳＢＷコントローラ４は、ＣＡＮバスを経由して、操舵角センサ１ｆ、操舵トルクセンサ１ｃ、電流センサ１ｇ、カメラ６、車速センサ７からそれぞれ出力された操舵角、操舵トルク、反力モータ１ｄの電流値、車両前方の走行路の画像、車速を受信する。
ステップＳ２において車両状態設定部１２は、ＳＢＷコントローラ４が有する記憶装置から、各種ゲイン定数やゲインを決定するためのマップを読み込む。
【００７４】
ステップＳ３において車両状態設定部１２は、ヨー角、所定の遅延時間経過時のヨー角、横位置、及び車線到達時間を算出する。
また、車両状態設定部１２は、第１車速感応ゲイン、第２車速感応ゲイン、第３車速感応ゲイン、第４車速感応ゲイン、ウインカ作動に応じたゲイン、第１車速感応レートリミッタ及び第２車速感応レートリミッタを算出する。
ステップＳ４において制御状態設定部１３は、上記のＬＫ支援制御許可条件（Ａ１）〜（Ａ１０）が全て満たされる場合にＬＫ支援制御フラグをオンに設定する。制御状態設定部１３は、ＬＫ支援制御許可条件（Ａ１）〜（Ａ１０）のいずれかが満たされない場合にＬＫ支援制御フラグをオフに設定する。
【００７５】
ステップＳ５において転舵制御部１４は、左右前輪５ＦＬ、５ＦＲの転舵角を制御する指令転舵角を演算する。ＬＫ支援制御フラグがオフである場合、転舵制御部１４は、操舵角と操舵角速度に基づき算出した基本指令転舵角を指令転舵角として演算する。ＬＫ支援制御フラグがオンである場合、転舵制御部１４は、車両の横位置及び所定の遅延時間経過時のヨー角に応じて、車両を目標走行軌道に戻す方向へ転舵させるＬＫ指令転舵角を演算する。転舵制御部１４は、基本指令転舵角にＬＫ指令転舵角を加えた指令転舵角を演算する。
【００７６】
ここで、ＬＫ支援制御フラグがオフである場合、微分ステアゲイン設定部１２ｆは、横位置に関わらず微分ステアゲインを一定値に設定する。一方で、ＬＫ支援制御フラグがオンである場合、微分ステアゲイン設定部１２ｆは、横位置が小さい場合の微分ステアゲインを横位置が大きい場合より低減する。これにより、転舵制御部１４は、車両が目標走行軌道から外れる逸脱量が小さい場合におけるステアリングホイール１ａの操舵に対する操向輪の転舵の応答性を、逸脱量が大きい場合に比べて低減する。
【００７７】
ステップＳ６において、ＬＫ支援制御フラグがオンである場合、反力トルク補正値演算部６４は、反力トルク補正値を演算する。横位置に応じた反力Ｎ＿ＴＨＷと、車線到達時間に応じた反力Ｎ＿ＴＬＣとを演算し、これらの反力に基づき反力トルク補正値を演算する。
ＬＫ支援制御フラグがオフである場合、反力トルク補正値演算部６４は、反力トルク補正値を演算しない。
【００７８】
ステップＳ７において、ＬＫ支援制御フラグがオンである場合、オフセット量演算部６１は、車速及び道路曲率に基づいて軸力オフセット量を演算する。ＬＫ支援制御フラグがオフである場合、オフセット量演算部６１は、軸力オフセット量を演算しない。
ステップＳ８において反力制御部１５は、コラムシャフト１ｂに付与する操舵反力トルクを制御する指令操舵反力トルクを算出する。ＬＫ支援制御フラグがオフである場合、反力制御部１５は、操舵角又は転舵角に応じてラック軸力を演算し、ラック軸力に基づいて演算した目標反力トルクを指令操舵反力トルクとして演算する。
【００７９】
ＬＫ支援制御フラグがオンである場合、反力制御部１５は、軸力オフセット量によりラック軸力を補正して目標反力トルクを演算する。反力制御部１５は、反力トルク補正値で目標反力トルクを補正して指令操舵反力トルクを演算する。
ステップＳ９において転舵制御部１４は、指令転舵角を転舵モータ駆動回路２ｄへ出力して転舵制御を行う。また、反力制御部１５は、指令操舵反力トルクを反力モータ駆動回路１ｅに出力して反力制御を行う。その後に処理は終了する。
【００８０】
ステップＳ５における転舵角指令値演算に使用される微分ステアゲインの設定方法を説明する。図１４を参照する。
ステップＳ２０において微分ステアゲイン演算部３０は、横位置、すなわち目標走行軌道からの逸脱量に応じて新たな微分ステアゲインを算出する。
ステップＳ２１において操舵角速度演算部３１は、ステアリングホイール１ａの操舵角速度を演算する。ゲイン更新部３２は、操舵角速度の符号が変化したか否かを判断する。
【００８１】
操舵角速度の符号が変化した場合（ステップＳ２１：Ｙ）に処理はステップＳ２３に進む。操舵角速度の符号が変化した場合（ステップＳ２１：Ｎ）に処理はステップＳ２２に進む。
ステップＳ２２においてゲイン更新部３２は、操舵角速度が所定値以下であるか否かを判断する。操舵角速度が所定値以下である場合（ステップＳ２２：Ｙ）に処理はステップＳ２３に進む。
ステップＳ２３においてゲイン更新部３２は、微分ステアゲイン乗算部２２へ出力する微分ステアゲインを、ステップＳ２０の算出結果に更新する。その後に処理は終了する。操舵角速度が所定値以下でない場合（ステップＳ２２：Ｎ）にはステップＳ２３を実行せずに処理が終了する。したがってゲイン更新部３２は、微分ステアゲイン乗算部２２へ出力する微分ステアゲインを更新せず、前回出力した値を保持する。
【００８２】
（実施形態の効果）
（１）ＳＢＷ式の転舵機構を備える車両において、転舵制御部１４は、運転者によるステアリングホイール１ａの操舵操作に応じて操向輪を転舵する。横位置演算部１２ｃ及び車線到達時間演算部１２ｄは、車両が目標走行軌道から外れる逸脱量を検出する。第１反力演算部６４ａ、第２反力演算部６４ｂ、選択部６４ｃ、乗算器６４ｄ、及びリミッタ処理部６４ｅは、目標走行軌道からの車両の逸脱量が増加するほど、車両を目標走行軌道に戻す方向へステアリングホイールに付与するＬＫ操舵反力を増加させる。
微分ステアゲイン設定部１２ｆ及び転舵制御部１４は、逸脱量が大きい場合よりも逸脱量が小さい場合にはステアリングホイール１ａの操舵に対する操向輪の転舵の応答性を低減する。
このように目標走行軌道からの逸脱量が小さい場合に操舵に対する転舵の応答性を低減することにより、運転者による操舵操作がなくＬＫ操舵反力が小さい状態で運転者が意図しない操舵操作が行われても転舵角の変動を抑制できる。
【００８３】
例えば高速道路などにおいてレーンキープ支援制御によって車両が目標走行軌道上を走行しており、運転者がリラックスして操舵操作を行っていない状態を想定する。このような場合に車両が路面の凹凸や小石の上を走行する等により車体が揺れると、この揺れにより運転者の姿勢が変化して、運転者が意図しない操舵がステアリングホイール１ａに入力される。
このとき、車両が目標走行軌道上を走行していると、車両を目標走行軌道に戻す方向へステアリングホイール１ａに付与するＬＫ操舵反力が小さいので、運転者が意図しない操舵によるステアリングホイール１ａの操舵角が変動しやすくなり、左右前輪５ＦＬ、５ＦＲが転舵されて直進性が低下する虞がある。
このため、運転者による操舵操作がないと判断された場合には、その後に行われる操舵操作は運転者が意図していない操作であることがあると想定して、この操舵操作に対する操向輪の転舵の応答性を低減する。これにより、運転者が意図しない操舵操作による転舵角の変動を抑制できる。
【００８４】
（２）転舵制御部１４は、ステアリングホイール１ａの操舵角に応じて演算した転舵角に、操舵角速度に応じて演算した転舵量を加えた指令転舵角を演算し、指令転舵角に応じて操向輪を転舵する。微分ステアゲイン設定部１２ｆ及び転舵制御部１４は、逸脱量が大きい場合よりも逸脱量が小さい場合には、同一の操舵角速度に対して演算される転舵量を小さくする。すなわち、微分ステアゲイン設定部１２ｆ及び転舵制御部１４は、逸脱量が大きい場合より逸脱量が小さい場合には同一の操舵角速度に対して演算される転舵量を小さくする。
例えば、転舵制御部１４は、操舵角速度に微分ステアゲインを乗ずることにより上記の転舵量を算出してもよい。微分ステアゲイン設定部１２ｆは、逸脱量が大きい場合よりも逸脱量が小さい場合の微分ステアゲインを小さくしてもよい。
このように、逸脱量が小さい場合に操舵角速度に対して演算される転舵量を、逸脱量が大きい場合よりも小さくすることによって、運転者が意図しない操舵に対する微分ステアリング制御を抑制することができる。これにより、運転者が意図しない操舵に転舵角が敏感に反応して車両の直進性が低下するのを防ぐことができる。
【００８５】
（３）ゲイン更新部３２は、操舵角速度が所定値以上であり且つ操舵角速度の符号が変化しない場合に微分ステアゲインの値を保持する。ゲイン更新部３２は、操舵角速度が所定値より小さい場合又は操舵角速度の符号が変化した場合に、微分ステアゲインの値を更新する。このように微分ステアリング制御により付加される転舵量が小さい期間でのみ微分ステアゲインを更新することにより、微分ステアゲインの変化によって転舵角が変わり運転者が違和感を覚えるのを防止できる。
【００８６】
（変形例）
（１）微分ステアゲイン設定部１２ｆは、横位置の代わりに又は横位置に加えて車線到達時間を用いて微分ステアゲインを算出してもよい。例えば、微分ステアゲイン設定部１２ｆは、車線到達時間が短い場合よりも車線到達時間が長い場合の微分ステアゲインが小さくなるように微分ステアゲインを設定してもよい。
（２）微分ステアゲインを乗じる代わりに、操舵角速度と操舵量との関係を予め定めた計算式又はマップを参照して、微分ステアリング制御により付加する操舵量、すなわち操舵角に応じて定めた転舵角に付加する操舵量を決定してもよい。この場合、操舵角速度と操舵量との関係を予め定めた計算式又はマップを切り替えることにより、同一の操舵角速度に対して演算される転舵量を、逸脱量が大きい場合に比べて逸脱量が小さい場合に低減してもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１…操舵部、１ａ…ステアリングホイール、１ｂ…コラムシャフト、１ｃ…操舵トルクセンサ、１ｄ…反力モータ、１ｅ…反力モータ駆動回路、１ｆ…操舵角センサ、１ｇ…電流センサ、２…転舵部、２ａ…ピニオンシャフト、２ｂ…ステアリングギア、２ｃ…転舵モータ、２ｄ…転舵モータ駆動回路、２ｅ…転舵角センサ、２ｆ…ラックギア、２ｇ…ラック、３…バックアップクラッチ、４…ＳＢＷコントローラ、５ＦＬ…左前輪、５ＦＲ…右前輪、６…カメラ、７…車速センサ、１１…画像処理部、１２…車両状態設定部、１２ａ…ゲイン算出部、１２ｂ…ヨー角演算部、１２ｃ…横位置演算部、１２ｄ…車線到達時間演算部、１２ｅ…操舵意図判定部、１２ｆ…微分ステアゲイン設定部、１３…制御状態設定部、１４…転舵制御部、１５…反力制御部、２０…ゲイン乗算部、２１…操舵角速度演算部、２２…微分ステアゲイン乗算部、２３…ＬＫ指令転舵角演算部、２４…乗算器、２５…加算器、３０…微分ステアゲイン演算部、３１…操舵角速度演算部、３２…ゲイン更新部、４０…第１反発力演算部、４０ａ…ゲイン乗算部、４０ｂ…乗算器、４１…第２反発力演算部、４１ａ…ゲイン乗算部、４１ｂ…乗算器、４２…加算器、４３…目標ヨーモーメント演算部、４４…目標ヨー加速度演算部、４５…目標ヨーレート演算部、４６…指令転舵角演算部、４７…リミッタ処理部、６０…ラック軸力演算部、６１…オフセット量演算部、６１ａ…上下限リミッタ、６１ｂ…ＳＡＴゲイン演算部、６１ｃ…曲率演算部、６１ｄ…乗算器、６１ｅ…リミッタ処理部、６２…減算器、６３…目標反力トルク演算部、６４…反力トルク補正値演算部、６４ａ…第１反力演算部、６４ｂ…第２反力演算部、６４ｃ…選択部、６４ｄ…乗算器、６４ｅ…リミッタ処理部、６４ｉ…横位置−反力マップ、６４ｊ…車線到達時間−反力マップ６４ｊ、６５…加算器
【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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