(57)【要約】【課題】追従制御において、低速域から高速域までの車速領域で応答性が変化することなく安定した精度の良い制御を可能とする。【解決手段】目標コースに沿って走行する目標操舵トルクＴHTを算出し、操舵角θHに基づく操舵トルクＴHを算出し、目標操舵トルクＴHTと操舵トルクＴHの比率を車速Ｖに応じて可変設定し、可変設定された目標操舵トルクＴHTと可変設定された操舵トルクＴHに基づいて制御トルクＴTを算出する。具体的には、目標操舵トルクＴHTは、車速Ｖが予め設定しておいた低速走行領域では、操舵トルクＴHよりも小さな比率に設定され、車速Ｖが予め設定しておいた高速走行領域では、操舵トルクＴHよりも大きな比率に設定されるように、操舵トルクＴHのフィードバック制御を付加した。【選択図】図２
2016222180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前方環境を認識して前方環境情報を取得する前方環境認識手段と、
上記前方環境情報に基づき、自車両が走行する目標コースを設定する目標コース設定手段と、
上記目標コースに沿って走行する第１の制御量を算出する第１の制御量算出手段と、
操舵角に基づく第２の制御量を算出する第２の制御量算出手段と、
上記第１の制御量と上記第２の制御量の比率を車速に応じて可変設定する制御比率可変手段と、
上記可変設定された第１の制御量と上記可変設定された第２の制御量に基づいて操舵制御量を算出し、操舵制御を実行する操舵制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両の操舵制御装置。
【請求項２】
上記制御比率可変手段は、車速が予め設定した値よりも低い低速走行領域では、上記第２の制御量の比率を上昇させることを特徴とする請求項１記載の車両の操舵制御装置。
【請求項３】
上記制御比率可変手段は、車速が予め設定した値を超える高速走行領域では、上記第１の制御量の比率を上昇させることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両の操舵制御装置。
【請求項４】
上記制御比率可変手段は、上記第１の制御量と上記第２の制御量の比率を可変させる車速領域では、該制御量の比率を車速に応じて次第に可変することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の車両の操舵制御装置。
【請求項５】
上記制御比率可変手段が、上記第２の制御量の比率を車速に応じて可変設定する際に、上記第２の制御量の絶対値を減少させる方向に設定する場合、上記操舵制御手段は、上記可変設定された第２の制御量の積分項をリセットして上記操舵制御量を算出することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載の車両の操舵制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目標コースを設定し、該目標コースに沿って追従走行するように制御する車両の操舵制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両においては、ドライバの運転を、より快適に安全に行えるように操舵制御する様々な技術が開発され提案されている。例えば、特開２０１０−３６７５７号公報（以下、特許文献１）では、自車両の横位置が目標横位置に近づくように操舵機構の目標ステア角を算出し、該目標ステア角を実現する第１の操舵力を、目標ステア角と実ステア角との偏差に基づいてステア角のフィードバック制御により設定し、目標ステア角を実現する第２の操舵力を、目標ステア角と車両状態量に基づいた操舵力のフィードフォワード制御により設定する。そして、先行車両への追従走行が判別された場合に、追従走行が判別されない場合に対して第１の操舵力の比率を増加させるよう目標操舵力を設定する自車両の車線からの逸脱を防止する車線逸脱防止制御装置の技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−３６７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述の特許文献１に開示されるような車線逸脱防止制御やレーンキープ制御等の技術で、車両の目標コースを設定し、先行車両や目標コースに対して追従制御する場合、操舵系の操舵特性は車速に応じて変化するため、従来の制御システムでは、たとえば、車速が中・高速域の場合を基準にした操舵特性で制御すると、低速域の際には、制御応答性が悪くなるという課題がある。そしてこのように、低速域と中・高速域とで制御の応答性が変化してしまうと制御の安定性が失われ、精度の良い制御を行うことができなくなる虞がある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、追従制御（車線逸脱防止制御やレーンキープ制御、先行車追従制御）において、低速域から高速域までの車速領域で応答性が変化することなく安定した精度の良い制御が可能な車両の操舵制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の車両の操舵制御装置の一態様は、車両の前方環境を認識して前方環境情報を取得する前方環境認識手段と、上記前方環境情報に基づき、自車両が走行する目標コースを設定する目標コース設定手段と、上記目標コースに沿って走行する第１の制御量を算出する第１の制御量算出手段と、操舵角に基づく第２の制御量を算出する第２の制御量算出手段と、上記第１の制御量と上記第２の制御量の比率を車速に応じて可変設定する制御比率可変手段と、上記可変設定された第１の制御量と上記可変設定された第２の制御量に基づいて操舵制御量を算出し、操舵制御を実行する操舵制御手段とを備えた。
【発明の効果】
【０００７】
本発明による車両の操舵制御装置によれば、追従制御（車線逸脱防止制御やレーンキープ制御、先行車追従制御）において、低速域から高速域までの車速領域で応答性が変化することなく安定した精度の良い制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の一形態に係る、車両の操舵系の構成説明図である。
【図２】本発明の実施の一形態に係る、操舵制御部の機能ブロック図である。
【図３】本発明の実施の一形態に係る、操舵制御プログラムのフローチャートである。
【図４】本発明の実施の一形態に係る、目標操舵角算出ルーチンのフローチャートである。
【図５】本発明の実施の一形態に係る、フィードフォワード制御の説明図である。
【図６】本発明の実施の一形態に係る、横位置フィードバック制御の説明図である。
【図７】本発明の実施の一形態に係る、ヨー角フィードバック制御の説明図である。
【図８】本発明の実施の一形態に係る、目標操舵トルク車速感応ゲインと操舵トルク車速感応ゲインの特性の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００１０】
図１において、符号１は操舵角をドライバ入力と独立して設定自在な電動パワーステアリング装置を示し、この電動パワーステアリング装置１は、ステアリング軸２が、図示しない車体フレームにステアリングコラム３を介して回動自在に支持されており、その一端が運転席側へ延出され、他端がエンジンルーム側へ延出されている。ステアリング軸２の運転席側端部には、ステアリングホイール４が固設され、また、エンジンルーム側へ延出する端部には、ピニオン軸５が連設されている。
【００１１】
エンジンルームには、車幅方向へ延出するステアリングギヤボックス６が配設されており、このステアリングギヤボックス６にラック軸７が往復移動自在に挿通支持されている。このラック軸７に形成されたラック（図示せず）に、ピニオン軸５に形成されたピニオンが噛合されて、ラックアンドピニオン式のステアリングギヤ機構が形成されている。
【００１２】
また、ラック軸７の左右両端はステアリングギヤボックス６の端部から各々突出されており、その端部に、タイロッド８を介してフロントナックル９が連設されている。このフロントナックル９は、操舵輪としての左右輪１０Ｌ，１０Ｒを回動自在に支持すると共に、車体フレームに転舵自在に支持されている。従って、ステアリングホイール４を操作し、ステアリング軸２、ピニオン軸５を回転させると、このピニオン軸５の回転によりラック軸７が左右方向へ移動し、その移動によりフロントナックル９がキングピン軸（図示せず）を中心に回動して、左右輪１０Ｌ，１０Ｒが左右方向へ転舵される。
【００１３】
また、ピニオン軸５にアシスト伝達機構１１を介して、電動パワーステアリングモータ（電動モータ）１２が連設されており、この電動モータ１２にてステアリングホイール４に加える操舵トルクのアシスト、及び、設定された目標操舵角となるような操舵トルクの付加が行われる。電動モータ１２は、後述する操舵制御部２０から操舵制御量としての制御トルクＴTがモータ駆動部２１に出力されてモータ駆動部２１により駆動される。
【００１４】
操舵制御部２０には、車両の前方環境を認識して前方環境情報を取得する前方環境認識装置３１、車速Ｖを検出する車速センサ３２、操舵角（実舵角）θHを検出する操舵角センサ３３等が接続されている。
【００１５】
前方環境認識装置３１は、例えば、車室内の天井前方に一定の間隔をもって取り付けられ、車外の対象を異なる視点からステレオ撮像する１組のカメラと、このカメラからの画像データを処理する画像処理装置とから構成されている。
【００１６】
前方環境認識装置３１のステレオ画像処理装置における、カメラからの画像データの処理は、例えば以下のように行われる。まず、カメラで撮像した自車両の進行方向の１組のステレオ画像対に対し、対応する位置のずれ量から距離情報を求め、距離画像を生成する。
【００１７】
白線等の車線区画線のデータの認識では、車線区画線は道路面と比較して高輝度であるという知得に基づき、道路の幅方向の輝度変化を評価して、画像平面における左右の車線区画線の位置を画像平面上で特定する。この車線区画線の実空間上の位置（ｘ，ｙ，ｚ）は、画像平面上の位置（ｉ，ｊ）とこの位置に関して算出された視差とに基づいて、すなわち、距離情報に基づいて、周知の座標変換式より算出される。自車両の位置を基準に設定された実空間の座標系は、本実施の形態では、例えば、図６に示すように、カメラの中央真下の道路面を原点として、車幅方向をｘ軸、車高方向をｙ軸、車長方向（距離方向）をｚ軸とする。このとき、ｘ−ｚ平面（ｙ＝０）は、道路が平坦な場合、道路面と一致する。道路モデルは、道路上の自車両の走行レーンを距離方向に複数区間に分割し、各区間における左右の車線区画線を所定に近似して連結することによって表現される。尚、本実施の形態では、走行路の形状を１組のカメラからの画像を基に認識する例で説明したが、他に、単眼カメラ、カラーカメラからの画像情報を基に求めるものであっても良い。このように、前方環境認識装置３１は、前方環境認識手段として設けられている。
【００１８】
そして、操舵制御部２０は、上述の各入力信号に基づき、後述する図３の操舵制御プログラムに従って、前方環境情報に基づき、自車両が走行する目標コースを設定し、目標コースに沿って走行する目標操舵トルクＴHT（すなわち、第１の制御量）を算出し、操舵角θHに基づく操舵トルクＴH（すなわち、第２の制御量）を算出し、目標操舵トルクＴHTと操舵トルクＴHの比率を車速Ｖに応じて可変設定し、可変設定された目標操舵トルクＴHTと可変設定された操舵トルクＴHに基づいて制御トルクＴT（すなわち、操舵制御量）を算出し、電動パワーステアリングモータ１２のモータ駆動部２１に出力して操舵制御を実行する。
【００１９】
このため、操舵制御部２０は、図２に示すように、目標操舵角算出部２０ａ、目標操舵トルク算出部２０ｂ、目標操舵トルク車速感応ゲイン設定部２０ｃ、操舵トルク算出部２０ｄ、操舵トルク車速感応ゲイン設定部２０ｅ、積分項リセット判定部２０ｆ、制御トルク算出部２０ｇから主要に構成されている。
【００２０】
目標操舵角算出部２０ａは、前方環境認識装置３１から前述の画像情報に基づいた前方環境情報（道路形状（車線区画線（車線）位置情報）、車線上の先行車を含む立体物情報）が入力され、車速センサ３２から車速Ｖが入力され、操舵角センサ３３から操舵角θHが入力される。
【００２１】
そして、例えば、図４の目標操舵角算出ルーチンのフローチャートに従って、自車両を追従制御する目標コース（本実施の形態では車線中央）を設定し、該目標コースに沿って追従制御する目標操舵角θHTを算出し、目標操舵トルク算出部２０ｂに出力する。
【００２２】
以下、目標操舵角算出部２０ａで実行される目標操舵角算出ルーチンを図４のフローチャートで説明する。
【００２３】
まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）２０１で、フィードフォワード制御操舵角θHffを、例えば、以下の（１）式により算出する。
【００２４】
θHff＝Ｇθff・κ      …（１）
ここで、κは、例えば、以下の（２）式で示すような、前方認識情報を基に算出するカーブ曲率を示す。
【００２５】
κ＝（κｌ＋κｒ）／２      …（２）
この（２）式において、κｌは左車線区画線による曲率成分であり、κｒは右車線区画線による曲率成分である。これら、左右の車線区画線の曲率成分κｌ，κｒは、具体的には、図５に示すような、左右の車線区画線のそれぞれを構成する点に関して、二次の最小自乗法によって計算された二次項の係数を用いることによって定められる。例えば、ｘ＝Ａ・ｚ２＋Ｂ・ｚ＋Ｃの二次式で車線区画線を近似した場合、２・Ａの値が曲率成分として用いられる。尚、これら車線区画線の曲率成分κｌ、κｒは、それぞれの車線区画線の曲率そのものでも良い。また、（１）式におけるＧθffは、予め実験・演算等により設定しておいたフィードフォワードゲインを示す。
【００２６】
次いで、Ｓ２０２に進み、横位置フィードバック制御操舵角θHfbを、例えば、以下の（３）式により算出する。
【００２７】
θHfb＝Ｇθfb・Δｘ      …（３）
ここで、Ｇθfbは、予め実験・演算等により設定しておいたゲインである。また、Δｘは、図６に示すように、以下の（４）式により算出される。
【００２８】
Δｘ＝（ｘｌ＋ｘｒ）／２−ｘｖ      …（４）
この（４）式において、ｘｖは車両の前方注視点（０，ｚｖ）のｚ座標における推定車両軌跡のｘ座標であり、前方注視点（０，ｚｖ）の前方注視距離（ｚ座標）であるｚｖは、本実施の形態では、ｚｖ＝Ｔ・Ｖで算出される。ここで、Ｔは予め設定しておいた予見時間であり、例えば、１．２secに設定されている。
【００２９】
従って、ｘｖは、車両の走行状態に基づいて車両の諸元や車両固有のスタビリティファクタＡｓ等を用いる場合には、例えば、以下の（５）式で算出することができる。
ｘｖ＝（１／２）・（１／（１＋Ａｓ・Ｖ２））・（θH／Ｌｗ）
・（Ｔ・Ｖ）２          …（５）
ここで、Ｌｗはホイールベースである。また、（４）式における、ｘｌは前方注視点（０，ｚｖ）のｚ座標における左車線区画線のｘ座標であり、ｘｒは前方注視点（０，ｚｖ）のｚ座標における右車線区画線のｘ座標である。
【００３０】
尚、上述のｘｖは、車速Ｖやヨーレート（ｄθ／ｄｔ）を用いて、以下の（６）式で算出することもでき、或いは、画像情報を基に、以下の（７）式で算出することもできる。
ｘｖ＝（１／２）・（（ｄθ／ｄｔ）／Ｖ）・（Ｖ・Ｔ）２      …（６）
ｘｖ＝（１／２）・κ・（Ｖ・Ｔ）２        …（７）
次いで、Ｓ２０３に進み、車両のヨー角を目標コースに沿ったヨー角にフィードバック制御するヨー角フィードバック制御操舵角θHfbyを、例えば、以下の（８）式により算出する。
【００３１】
θHfby＝Ｇθfby・（θtl＋θtr）／２    …（８）
ここで、Ｇθfbyは、予め実験・演算等により設定しておいたゲインで、θtlは前方環境認識装置３１からの画像情報による左車線区画線に対する自車両の傾き、θtrは前方環境認識装置３１からの画像情報による右車線区画線に対する自車両の傾きである（図７参照）。尚、これら、θtl、θtrは、例えば、画像情報で得られる車線区画線の各点に対して、二次の最小二乗法によって計算された、一次項の係数（すなわち、車線区画線を、ｘ＝Ａ・ｚ２＋Ｂ・ｚ＋Ｃの式で近似した際のＢの値）から算出しても良い。
【００３２】
そして、Ｓ２０４に進み、例えば、以下の（９）式により、目標操舵角θHTを算出し、目標操舵トルク算出部２０ｂに出力する。
【００３３】
θHT＝θHff＋θHfb＋θHfby        …（９）
目標操舵トルク算出部２０ｂは、目標操舵角算出部２０ａから目標操舵角θHTが入力される。そして、予め設定しておいたマップ等を参照して、目標操舵角θHTを目標操舵トルクＴHTに変換して制御トルク算出部２０ｇに出力する。このように、目標操舵角算出部２０ａ、目標操舵トルク算出部２０ｂは、目標コース設定手段、第１の制御量算出手段としての機能を有している。
【００３４】
目標操舵トルク車速感応ゲイン設定部２０ｃは、車速センサ３２から車速Ｖが入力される。
【００３５】
そして、例えば、図８に示すような、予め実験・演算等により設定しておいたマップを参照し、目標操舵トルク車速感応ゲインＧ１（図８中の破線で示す特性）を設定し、制御トルク算出部２０ｇに出力する。
【００３６】
この目標操舵トルク車速感応ゲインＧ１は、図８に示すように、車速Ｖが予め設定しておいたＶL1よりも低い低速走行領域では、Ｇth2（略０に近い小さな値）に設定され、車速Ｖが予め設定しておいたＶH1を超える高速走行領域では、Ｇth1（略１に近い大きな値）に設定される。そして、車速ＶがＶL1＜ＶH1の中速走行領域（すなわち、目標操舵トルク車速感応ゲインＧ１が切り替わる車速領域）では、目標操舵トルク車速感応ゲインＧ１が緩やか（次第）に切り替わるように車速Ｖに応じ、車速Ｖが高くなればなるほど大きな値になるように設定されている。
【００３７】
操舵トルク算出部２０ｄは、操舵角センサ３３から操舵角θHが入力される。そして、前述の目標操舵トルク算出部２０ｂと同様に、予め設定しておいたマップ等を参照して、操舵角θHを操舵トルクＴHに変換し、積分項リセット判定部２０ｆ、制御トルク算出部２０ｇに出力する。このように、操舵トルク算出部２０ｄは、第２の制御量算出手段として設けられている。
【００３８】
操舵トルク車速感応ゲイン設定部２０ｅは、車速センサ３２から車速Ｖが入力される。
【００３９】
そして、例えば、図８に示すような、予め実験・演算等により設定しておいたマップを参照し、操舵トルク車速感応ゲインＧ２（図８中の実線で示す特性）を設定し、積分項リセット判定部２０ｆ、制御トルク算出部２０ｇに出力する。
【００４０】
この操舵トルク車速感応ゲインＧ２は、図８に示すように、車速Ｖが予め設定しておいたＶL1よりも低い低速走行領域では、Ｇth1（略１に近い大きな値）に設定され、車速Ｖが予め設定しておいたＶH1を超える高速走行領域では、Ｇth2（略０に近い小さな値）に設定される。そして、車速ＶがＶL1＜ＶH1の中速走行領域（すなわち、操舵トルク車速感応ゲインＧ２が切り替わる車速領域）では、操舵トルク車速感応ゲインＧ２が緩やか（次第）に切り替わるように車速Ｖに応じ、車速Ｖが高くなればなるほど小さな値になるように設定されている。
【００４１】
積分項リセット判定部２０ｆは、操舵トルク算出部２０ｄから操舵トルクＴHが入力され、操舵トルク車速感応ゲイン設定部２０ｅから操舵トルク車速感応ゲインＴHが入力される。そして、操舵トルクＴHの絶対値｜ＴH｜と操舵トルクＴHに操舵トルク車速感応ゲインＧ２を乗算した値の絶対値｜Ｇ２・ＴH｜とを比較して、｜ＴH｜＞｜Ｇ２・ＴH｜の場合、操舵トルクＴHによる積算項リセット条件成立と判定し、判定結果を制御トルク算出部２０ｇに出力する。
【００４２】
制御トルク算出部２０ｇは、目標操舵トルク算出部２０ｂから目標操舵トルクＴHTが入力され、目標操舵トルク車速感応ゲイン設定部２０ｃから目標操舵トルク車速感応ゲインＧ１が入力され、操舵トルク算出部２０ｄから操舵トルクＴHが入力され、操舵トルク車速感応ゲイン設定部２０ｅから操舵トルク車速感応ゲインＧ２が入力され、積分項リセット判定部２０ｆから積算項リセットの判定結果が入力される。
【００４３】
そして、例えば、以下の（１０）式により、制御トルクＴTを算出し、モータ駆動部２１に出力する。
【００４４】
ＴT＝Ｇ１・ＴHT＋Ｇ２・ＴH        …（１０）
ここで、上述の（１０）式において、積分項リセット判定部２０ｆから積算項リセットの判定結果が入力された場合には、Ｇ２・ＴHの積分項をリセットして定常偏差が増加してしまうことを防止する。
【００４５】
このように、目標操舵トルク車速感応ゲイン設定部２０ｃ、操舵トルク車速感応ゲイン設定部２０ｅは、制御比率可変手段として設けられ、積分項リセット判定部２０ｆ、制御トルク算出部２０ｇは、操舵制御手段として設けられている。
【００４６】
次いで、上述のように構成される操舵制御部２０の操舵制御を図３のフローチャートで説明する。
【００４７】
まず、Ｓ１０１において、目標操舵角算出部２０ａで、前述の（９）式により、目標操舵角θHTを算出する。
【００４８】
次に、Ｓ１０２に進み、目標操舵トルク算出部２０ｂで、目標操舵トルクＴHTを算出する。
【００４９】
次いで、Ｓ１０３に進んで、目標操舵トルク車速感応ゲイン設定部２０ｃで、目標操舵トルク車速感応ゲインＧ１（図８中の破線で示す特性）を設定する。
【００５０】
次に、Ｓ１０４に進み、操舵トルク算出部２０ｄで、操舵トルクＴHを算出する。
【００５１】
次いで、Ｓ１０５に進んで、操舵トルク車速感応ゲイン設定部２０ｅで、操舵トルク車速感応ゲインＧ２（図８中の実線で示す特性）を設定する。
【００５２】
そして、Ｓ１０６に進み、積分項リセット判定部２０ｆで、操舵トルクＴHの絶対値｜ＴH｜と操舵トルクＴHに操舵トルク車速感応ゲインＧ２を乗算した値の絶対値｜Ｇ２・ＴH｜とを比較する。
【００５３】
このＳ１０６の比較の結果、｜ＴH｜＞｜Ｇ２・ＴH｜の場合、操舵トルクＴHによるフィードバック制御の補正トルクが大きくなって定常偏差が増加することを防止するため、Ｓ１０７に進んで、制御トルク算出部２０ｇにおける、前述の（１０）式の積分項、すなわち、Ｇ２・ＴHの演算項をリセットし、Ｓ１０８に進む。
【００５４】
Ｓ１０６の比較の結果、｜ＴH｜≦｜Ｇ２・ＴH｜の場合、或いは、Ｓ１０７でＧ２・ＴHの演算項をリセット処理した後は、Ｓ１０８に進み、前述の（１０）式により、制御トルクＴTを算出し、モータ駆動部２１に出力する。
【００５５】
このように本発明の実施の形態によれば、自車両が走行する目標コースを設定し、目標コースに沿って走行する目標操舵トルクＴHTを算出し、操舵角θHに基づく操舵トルクＴHを算出し、目標操舵トルクＴHTと操舵トルクＴHの比率を車速Ｖに応じて可変設定し、可変設定された目標操舵トルクＴHTと可変設定された操舵トルクＴHに基づいて制御トルクＴTを算出する。具体的には、目標操舵トルクＴHTは、車速Ｖが予め設定しておいた低速走行領域では、操舵トルクＴHよりも小さな比率に設定され、車速Ｖが予め設定しておいた高速走行領域では、操舵トルクＴHよりも大きな比率に設定されるように、操舵トルクＴHのフィードバック制御を付加した。このため、追従制御（車線逸脱防止制御やレーンキープ制御、先行車追従制御）において、低速域から高速域までの車速領域で応答性が変化することなく安定した精度の良い制御が可能となる。
【００５６】
尚、本発明の実施の形態では、カメラからの画像データに基づき車線に沿って走行する目標コースを設定し、この目標コースに追従制御する場合を例に説明したが、ナビゲーションシステム、地図情報、自車位置情報に基づき車線に沿って走行する目標コースを設定し、この目標コースに追従制御する場合であっても本発明が適用できることは言うまでもない。また、カメラからの画像情報、レーザレーダ、ミリ波レーダ、ソナー等で先行車を認識し、認識した先行車に追従する進路を目標コースとして設定し、この目標コースに追従制御する場合であっても本発明は適用できる。更に、カメラ、ナビゲーションシステム、地図情報、自車位置情報により自車両の走行車線を認識し、認識した走行車線からの逸脱を防止する進路を目標コースとして設定し、この目標コースに追従制御する場合であっても本発明は適用できる。
【００５７】
また、本発明の実施の形態では、目標操舵トルク車速感応ゲインＧ１の高速領域での値と操舵トルク車速感応ゲインＧ２の低速領域での値を同じ値の特性としたが、異なる値としても良い。同様に、目標操舵トルク車速感応ゲインＧ１の低速領域での値と操舵トルク車速感応ゲインＧ２の高速領域での値を同じ値の特性としたが、異なる値としても良い。更に、本実施の形態では、目標操舵トルク車速感応ゲインＧ１の高速領域での値、操舵トルク車速感応ゲインＧ２の低速領域での値、目標操舵トルク車速感応ゲインＧ１の低速領域での値、操舵トルク車速感応ゲインＧ２の高速領域での値は、一定値として説明しているが、一定値に限るものではない。
【符号の説明】
【００５８】
１    電動パワーステアリング装置
２    ステアリング軸
４    ステアリングホイール
５    ピニオン軸
１０Ｌ、１０Ｒ  車輪
１２    電動モータ
２０    操舵制御部
２０ａ  目標操舵角算出部（目標コース設定手段、第１の制御量算出手段）
２０ｂ  目標操舵トルク算出部（目標コース設定手段、第１の制御量算出手段）
２０ｃ  目標操舵トルク車速感応ゲイン設定部（制御比率可変手段）
２０ｄ  操舵トルク算出部（第２の制御量算出手段）
２０ｅ  操舵トルク車速感応ゲイン設定部（制御比率可変手段）
２０ｆ  積分項リセット判定部（操舵制御手段）
２０ｇ  制御トルク算出部（操舵制御手段）
２１    モータ駆動部
３１    前方環境認識装置（前方環境認識手段）
３２    車速センサ
３３    操舵角センサ
【図１】
2016222180.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2016222180.tif 000006
【図５】
2016222180.tif 000007
【図６】
2016222180.tif 000008
【図７】
2016222180.tif 000009
【図８】
2016222180.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成28年4月7日(2016.4.7)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、目標コースを設定し、該目標コースに沿って追従走行するように制御する車両操舵制御装置に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、追従制御（車線逸脱防止制御やレーンキープ制御、先行車追従制御）において、低速域から高速域までの車速領域で応答性が変化することなく安定した精度の良い制御が可能な車両操舵制御装置を提供することを目的としている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の車両操舵制御装置の一態様は、前方環境情報に基づき、自車両が走行する目標コースを設定する目標コース設定部と、上記目標コースに沿って走行する第１の制御量を算出する第１の制御量算出部と、操舵角に基づく第２の制御量を算出する第２の制御量算出部と、上記第１の制御量に対する第１の比率と上記第２の制御量に対する第２の比率とを車速に応じてそれぞれ可変設定する制御比率可変部と、上記第１の比率に基づいて補正された第１の制御量と上記第２の比率に基づいて補正された第２の制御量に基づいて操舵制御量を算出し、操舵制御を実行する操舵制御部とを備えた。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明による車両操舵制御装置によれば、追従制御（車線逸脱防止制御やレーンキープ制御、先行車追従制御）において、低速域から高速域までの車速領域で応答性が変化することなく安定した精度の良い制御が可能となる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
そして、操舵制御部２０は、上述の各入力信号に基づき、後述する図３の操舵制御プログラムに従って、前方環境情報に基づき、自車両が走行する目標コースを設定し、目標コースに沿って走行する目標操舵トルクＴHT（すなわち、第１の制御量）を算出し、操舵角θHに基づく操舵トルクＴH（すなわち、第２の制御量）を算出し、目標操舵トルクＴHTに対する目標操舵トルク車速感応ゲインＧ１および操舵トルクＴHに対する操舵トルク車速感応ゲインＧ２を車速Ｖに応じて可変設定し、可変設定された目標操舵トルク車速感応ゲインＧ１に基づいて補正された目標操舵トルクＴHTと可変設定された操舵トルク車速感応ゲインＧ２に基づいて補正された操舵トルクＴHに基づいて制御トルクＴT（すなわち、操舵制御量）を算出し、電動パワーステアリングモータ１２のモータ駆動部２１に出力して操舵制御を実行する。発明の一実施形態において、目標操舵トルク車速感応ゲインＧ１が、第１の比率として機能している。発明の一実施形態において、操舵トルク車速感応ゲインＧ２が、第２の比率として機能している。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
θHff＝Ｇθff・κ      …（１）
ここで、κは、例えば、以下の（２）式で示すような、前方環境情報を基に算出するカーブ曲率を示す。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
この目標操舵トルク車速感応ゲインＧ１は、図８に示すように、車速Ｖが予め設定しておいたＶL1よりも低い低速走行領域では、Ｇth2（略０に近い小さな値）に設定され、車速Ｖが予め設定しておいたＶH1を超える高速走行領域では、Ｇth1（略１に近い大きな値）に設定される。そして、車速ＶがＶL1＜Ｖ＜ＶH1の中速走行領域（すなわち、目標操舵トルク車速感応ゲインＧ１が切り替わる車速領域）では、目標操舵トルク車速感応ゲインＧ１が緩やか（次第）に切り替わるように車速Ｖに応じ、車速Ｖが高くなればなるほど大きな値になるように設定されている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
この操舵トルク車速感応ゲインＧ２は、図８に示すように、車速Ｖが予め設定しておいたＶL1よりも低い低速走行領域では、Ｇth1（略１に近い大きな値）に設定され、車速Ｖが予め設定しておいたＶH1を超える高速走行領域では、Ｇth2（略０に近い小さな値）に設定される。そして、車速ＶがＶL1＜Ｖ＜ＶH1の中速走行領域（すなわち、操舵トルク車速感応ゲインＧ２が切り替わる車速領域）では、操舵トルク車速感応ゲインＧ２が緩やか（次第）に切り替わるように車速Ｖに応じ、車速Ｖが高くなればなるほど小さな値になるように設定されている。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
積分項リセット判定部２０ｆは、操舵トルク算出部２０ｄから操舵トルクＴHが入力され、操舵トルク車速感応ゲイン設定部２０ｅから操舵トルク車速感応ゲインＧ２が入力される。そして、操舵トルクＴHの絶対値｜ＴH｜と操舵トルクＴHに操舵トルク車速感応ゲインＧ２を乗算した値の絶対値｜Ｇ２・ＴH｜とを比較して、｜ＴH｜＞｜Ｇ２・ＴH｜の場合、操舵トルクＴHによる積算項リセット条件成立と判定し、判定結果を制御トルク算出部２０ｇに出力する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
このように本発明の実施の形態によれば、自車両が走行する目標コースを設定し、目標コースに沿って走行する目標操舵トルクＴHTを算出し、操舵角θHに基づく操舵トルクＴHを算出し、目標操舵トルクＴHTに対する目標操舵トルク車速感応ゲインＧ１と操舵トルクＴHに対する操舵トルク車速感応ゲインＧ２を車速Ｖに応じて可変設定し、可変設定された目標操舵トルク車速感応ゲインＧ１に基づいて補正された目標操舵トルクＴHTと可変設定された操舵トルク車速感応ゲインＧ２に基づいて補正された操舵トルクＴHに基づいて制御トルクＴTを算出する。具体的には、目標操舵トルクＴHTに対する目標操舵トルク車速感応ゲインＧ１は、車速Ｖが予め設定しておいた第１の速度ＶL1よりも低い低速走行領域では、操舵トルクＴHに対する操舵トルク車速感応ゲインＧ２よりも低く設定され、車速Ｖが予め設定しておいた第２の速度ＶH1よりも高い高速走行領域では、操舵トルクＴHに対する操舵トルク車速感応ゲインＧ２よりも高く設定されるように、操舵トルクＴHのフィードバック制御を付加した。このため、追従制御（車線逸脱防止制御やレーンキープ制御、先行車追従制御）において、低速域から高速域までの車速領域で応答性が変化することなく安定した精度の良い制御が可能となる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前方環境情報に基づき、自車両が走行する目標コースを設定する目標コース設定部と、
上記目標コースに沿って走行する第１の制御量を算出する第１の制御量算出部と、
操舵角に基づく第２の制御量を算出する第２の制御量算出部と、
上記第１の制御量に対する第１の比率と上記第２の制御量に対する第２の比率とを車速に応じてそれぞれ可変設定する制御比率可変部と、
上記第１の比率に基づいて補正された第１の制御量と上記第２の比率に基づいて補正された第２の制御量に基づいて操舵制御量を算出し、操舵制御を実行する操舵制御部と、
を備えた車両操舵制御装置。
【請求項２】
車両の前方環境を認識して上記前方環境情報を取得する前方環境認識部をさらに備えた請求項１記載の車両操舵制御装置。
【請求項３】
上記制御比率可変部は、車速が予め設定した第１の速度よりも低い低速走行領域では、上記第２の制御量の上記第２の比率を上昇させる請求項１又は請求項２記載の車両操舵制御装置。
【請求項４】
上記制御比率可変部は、車速が予め設定した第１の速度よりも低い低速走行領域では、上記第２の比率を上記第１の比率よりも高くする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の車両操舵制御装置。
【請求項５】
上記制御比率可変部が、車速が予め設定した第２の速度を超える高速走行領域では、上記第１の制御量の上記第１の比率を上昇させる請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載の車両操舵制御装置。
【請求項６】
上記制御比率可変部は、車速が予め設定した第２の速度を超える高速走行領域では、上記第１の比率を上記第２の比率よりも高くする請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載の車両操舵制御装置。
【請求項７】
上記制御比率可変部は、上記第１の制御量の上記第１の比率と上記第２の制御量の上記第２の比率を可変させる車速度領域では、該制御量の比率を車速に応じて次第に可変する請求項１乃至請求項６の何れか一つに記載の車両操舵制御装置。
【請求項８】
上記制御比率可変部が、上記第２の制御量の上記第２の比率を車速に応じて可変設定する際に、上記第２の制御量の絶対値を減少させる方向に設定する場合、上記操舵制御部は、上記第２の比率に基づいて補正された第２の制御量の積分項をリセットして上記操舵制御量を算出する請求項１乃至請求項７の何れか一つに記載の車両操舵制御装置。