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技術 車両の走行制御装置

出願人 トヨタ自動車株式会社
発明者 光本尚訓古平貴大
出願日 2012年11月8日 (8年0ヶ月経過) 出願番号 2014-545507
公開日 2016年9月8日 (4年2ヶ月経過) 公開番号 WO2014-073075
状態 特許登録済
技術分野 走行状態に応じる操向制御 パワーステアリング機構
主要キーワード 修正速度 修正ルーチン 往復操作 低減速度 操舵レバー 最大値θ 操舵入力装置 駆動接続
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (13)

課題・解決手段

運転者により操舵操作されるステアリングホイール20の操作位置前輪舵角との関係を変更する舵角可変装置14と、舵角可変装置を制御することにより車両の軌跡制御のために前輪の自動操舵制御(S200)を行う舵角制御装置16とを備え、舵角制御装置は、舵角制御を終了するときには(S100)、操作位置と前輪の舵角との関係のずれ、即ち、Nずれをなくす終了制御(S600)を行う車両用操舵制御装置。操舵操作速度の大きさが小さいときには操舵操作速度の大きさが大きいときに比して、Nずれをなくす速度を低くする(S400)。

概要

背景

自動車等の車両の走行制御装置として、車両が目標軌跡に沿って走行するよう走行軌跡を制御する走行軌跡制御装置や、車線に対する車両の横ずれ量を判定し車両が車線より逸脱することを防止する車線維持装置が知られている。これらの走行制御装置に於いては、運転者操舵操作の有無に関係なく操舵輪舵角可変装置によって自動的に操舵される自動操舵制御が行われる。

操舵輪が舵角可変装置によって自動的に操舵されると、ステアリングホイール回転位置と操舵輪の舵角との関係が本来の関係と異なる状態、即ちN(ニュートラル)ずれと呼ばれる状態になることがある。そのため、操舵輪を自動的に操舵する走行制御装置に於いて、自動操舵制御を終了する際にNずれを低減するための種々のNずれ修正制御が既に提案されている。

例えば特開2007−196808号公報には、自動操舵モードより手動操舵モード移行する際に、ステアリングホイール等の操舵入力装置を所定の位置まで移動させる動作を所定の時間かけて行うよう構成された走行制御装置の一例が記載されている。

概要

運転者により操舵操作されるステアリングホイール20の操作位置前輪の舵角との関係を変更する舵角可変装置14と、舵角可変装置を制御することにより車両の軌跡制御のために前輪の自動操舵制御(S200)を行う舵角制御装置16とを備え、舵角制御装置は、舵角制御を終了するときには(S100)、操作位置と前輪の舵角との関係のずれ、即ち、Nずれをなくす終了制御(S600)を行う車両用操舵制御装置。操舵操作速度の大きさが小さいときには操舵操作速度の大きさが大きいときに比して、Nずれをなくす速度を低くする(S400)。

目的

本発明の主要な課題は、Nずれの低減に起因する違和感は運転者の操舵操作速度が低いほど顕著であることに着目し、できるだけ効率的なNずれの低減を確保しつつNずれの低減に起因する違和感を効果的に低減することである

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

運転者により操舵操作される操舵入力装置操作位置操舵輪舵角との関係を変更する舵角可変装置と、前記舵角可変装置を制御することにより前記操舵輪の舵角を制御する自動操舵制御を行う舵角制御装置とを備え、前記舵角制御装置は、前記自動操舵制御を終了するときには前記関係を標準の関係に戻す終了制御を行う車両用操舵制御装置に於いて、操舵操作速度の大きさが小さいときには操舵操作速度の大きさが大きいときに比して、前記関係を前記標準の関係に戻す速度を低くすることを特徴とする車両用操舵制御装置。

請求項2

前記舵角制御装置は、操舵操作速度の大きさが小さいときには操舵操作速度の大きさが大きいときに比して、前記関係を前記標準の関係に戻すための制御量を低減することを特徴とする請求項1に記載の車両用操舵制御装置。

請求項3

前記舵角制御装置は、操舵操作速度の大きさが操舵操作速度の基準値以下であるときには、前記関係を前記標準の関係に戻すための制御を行わないことを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用操舵制御装置。

請求項4

前記舵角制御装置は、車両前方走行路曲率の大きさが曲率の基準値以下であるときには、操舵操作速度の大きさの如何に関係なく、前記関係を前記標準の関係に戻す速度を低くしないことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一つに記載の車両用操舵制御装置。

請求項5

前記舵角制御装置は、車速が高いときには車速が低いときに比して前記関係を前記標準の関係に戻す速度を低くすることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一つに記載の車両用操舵制御装置。

請求項6

前記舵角制御装置は、車速が高いときには車速が低いときに比して前記関係を前記標準の関係に戻すための制御量を小さくすることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一つに記載の車両用操舵制御装置。

請求項7

前記舵角制御装置は、車速が高いときには車速が低いときに比して前記操舵操作速度の基準値を大きくすることを特徴とする請求項3に記載の車両用操舵制御装置。

請求項8

前記舵角制御装置は、車速が高いときには車速が低いときに比して前記曲率の基準値を小さくすることを特徴とする請求項4に記載の車両用操舵制御装置。

技術分野

0001

本発明は、車両の走行制御装置係り、更に詳細には操舵輪舵角を制御する自動操舵制御を行うことにより車両の走行を制御する車両の走行制御装置に係る。

背景技術

0002

自動車等の車両の走行制御装置として、車両が目標軌跡に沿って走行するよう走行軌跡を制御する走行軌跡制御装置や、車線に対する車両の横ずれ量を判定し車両が車線より逸脱することを防止する車線維持装置が知られている。これらの走行制御装置に於いては、運転者操舵操作の有無に関係なく操舵輪が舵角可変装置によって自動的に操舵される自動操舵制御が行われる。

0003

操舵輪が舵角可変装置によって自動的に操舵されると、ステアリングホイール回転位置と操舵輪の舵角との関係が本来の関係と異なる状態、即ちN(ニュートラル)ずれと呼ばれる状態になることがある。そのため、操舵輪を自動的に操舵する走行制御装置に於いて、自動操舵制御を終了する際にNずれを低減するための種々のNずれ修正制御が既に提案されている。

0004

例えば特開2007−196808号公報には、自動操舵モードより手動操舵モード移行する際に、ステアリングホイール等の操舵入力装置を所定の位置まで移動させる動作を所定の時間かけて行うよう構成された走行制御装置の一例が記載されている。

0005

〔発明が解決しようとする課題〕
Nずれを低減するためには、ステアリングホイールの回転位置と操舵輪の舵角との関係が本来の関係になるよう、即ち、ステアリングホイールのニュートラル位置と操舵輪の0の舵角とが一致する関係になるよう、舵角可変装置を制御しなければならない。よって、ステアリングホイールの回転位置が操舵輪の舵角と一致するようステアリングホイールを回転させたり、操舵輪の舵角がステアリングホイールの回転位置と一致するよう操舵輪を操舵したりしなければならない。

0006

そのため、車両の挙動は変化しないのにステアリングホイールが回転したり、ステアリングホイールは回転しないのに車両の挙動が変化したりし、車両の乗員が違和感を覚えることが避けられない。特にこの問題は、Nずれ量が大きく、車速が高く、運転者の操舵操作速度が低いほど顕著である。

0007

なお、上記公開公報に記載された走行制御装置によれば、違和感を緩和することはできるが、車両の乗員が覚える違和感を効果的に低減することはできない。また、ステアリングホイールがニュートラル位置へ向けて回転される状況に於いてのみNずれ修正制御を行うことも提案されている。しかし、この場合には、操舵方向によって操舵伝達比が大きく異なるという新たな違和感が生じ、また、ステアリングホイールがニュートラル方向へ回転されない限りNずれ量が減少しないという問題がある。

0008

本発明は、自動操舵制御を行う従来の走行制御装置に於いてNずれを低減する際の違和感の問題に鑑みてなされたものである。本発明の主要な課題は、Nずれの低減に起因する違和感は運転者の操舵操作速度が低いほど顕著であることに着目し、できるだけ効率的なNずれの低減を確保しつつNずれの低減に起因する違和感を効果的に低減することである。

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、運転者により操舵操作される操舵入力装置の操作位置と操舵輪の舵角との関係を変更する舵角可変装置と、舵角可変装置を制御することにより操舵輪の舵角を制御する自動操舵制御を行う舵角制御装置とを備え、舵角制御装置は、自動操舵制御を終了するときには上記関係を標準の関係に戻す終了制御を行う車両用操舵制御装置に於いて、操舵操作速度の大きさが小さいときには操舵操作速度の大きさが大きいときに比して、上記関係を標準の関係に戻す速度を低くすることを特徴とする車両用操舵制御装置によって達成される。

0010

上記の構成によれば、操舵操作速度の大きさが小さいときには操舵操作速度の大きさが大きいときに比して、上記関係を標準の関係に戻す速度が低くされる。従って、操舵操作速度が高く、車両の乗員がNずれの低減に起因する違和感を覚え難い状況に於いては、Nずれを効率的に低減することができると共に、操舵操作速度低い状況に於いては、Nずれの低減を遅くして車両の乗員が覚える違和感を低減することができる。

0011

また、上記の構成に於いて、舵角制御装置は、操舵操作速度の大きさが小さいときには操舵操作速度の大きさが大きいときに比して、上記関係を標準の関係に戻すための制御量を低減するようになっていてよい。

0012

上記の構成によれば、操舵操作速度の大きさが小さいときには操舵操作速度の大きさが大きいときに比して、上記関係を標準の関係に戻すための制御量、即ちNずれの低減量が低減される。従って、操舵操作速度が低い状況に於いてはNずれの低減を確実に遅くすることができ、これにより車両の乗員が覚える違和感を確実に低減することができる。また、操舵操作速度が高い状況に於いてはNずれの低減量が小さくないので、Nずれを効果的に低減することができる。尚、操舵操作速度に基づいてNずれの低減量が低減されても、Nずれの低減が繰り返し行われることにより、Nずれ量は減少する。

0013

また、上記の構成に於いて、舵角制御装置は、操舵操作速度の大きさが操舵操作速度の基準値以下であるときには、上記関係を標準の関係に戻すための制御を行わないようになっていてよい。

0014

一般に、保舵時の如く操舵操作速度が非常に低いときには、Nずれの低減を遅くしても、車両の乗員がNずれの低減に起因する違和感を覚えることが避けられない。上記の構成によれば、操舵操作速度の大きさが操舵操作速度の基準値以下であるときには、上記関係が標準の関係に戻すための制御が行われないので、車両の乗員が違和感を覚えることを確実に防止することができる。

0015

また、上記の構成に於いて、舵角制御装置は、車両前方走行路曲率の大きさが曲率の基準値以下であるときには、操舵操作速度の大きさの如何に関係なく、上記関係を標準の関係に戻す速度を低くしないようになっていてよい。

0016

一般に、Nずれの低減に起因して車両の乗員が覚える違和感は、車両の進行方向の変化が穏やかであるほど軽微になる。上記の構成によれば、車両前方の走行路の曲率の大きさが曲率の基準値以下であるときには、実質的に車両の乗員に違和感を覚えさせることなく、Nずれを低減することができる。また、この場合、速度を低くすることなく上記関係が標準の関係に戻されるので、Nずれを効率的に低減することができる。

0017

また、上記の構成に於いて、舵角制御装置は、車速が高いときには車速が低いときに比して上記関係を標準の関係に戻す速度を低くするようになっていてよい。

0018

上記の構成によれば、車速が高いときには車速が低いときに比してNずれを低減する速度を低くすることができる。従って、車速が低いときにはNずれ低減速度を低くすることなくNずれを効率的に低減することができると共に、車速が高いときにはNずれ低減速度を低くすることにより車両の乗員が覚える違和感を効果的に低減することができる。

0019

また、上記の構成に於いて、舵角制御装置は、車速が高いときには車速が低いときに比して上記関係を標準の関係に戻すための制御量を小さくするようになっていてよい。

0020

上記の構成によれば、車速が高いときには車速が低いときに比して上記関係を標準の関係に戻すための制御量、即ちNずれの低減量が低減される。従って、車速が高い状況に於いてはNずれの低減を確実に遅くすることができ、これにより車両の乗員が覚える違和感を確実に低減することができる。また、車速が低い状況に於いてはNずれの低減量が小さくないので、Nずれを効果的に低減することができる。尚、車速に基づいてNずれの低減量が低減されても、Nずれの低減が繰り返し行われることにより、Nずれ量は減少する。

0021

また、上記の構成に於いて、舵角制御装置は、車速が高いときには車速が低いときに比して操舵操作速度の基準値を大きくするようになっていてよい。

0022

上記の構成によれば、車速が高いときには車速が低いときに比して操舵操作速度の基準値が大きくなる。従って、車速が高く車両の乗員が違和感を覚え易い状況に於いては、操舵操作速度の基準値を大きくしてNずれ低減制御が行われ難くし、これにより車両の乗員が違和感を覚えることを効果的に防止することができる。また、車速が低く車両の乗員が違和感を覚え難い状況に於いては、操舵操作速度の基準値を小さくしてNずれ低減制御が行われ易くし、これによりNずれを効率的に低減することができる。

0023

また、上記の構成に於いて、舵角制御装置は、車速が高いときには車速が低いときに比して曲率の基準値を小さくするようになっていてよい。

0024

上記の構成によれば、車速が高いときには車速が低いときに比して曲率の基準値が小さくなる。従って、車速が高く車両の乗員が違和感を覚え易い状況に於いては、曲率の基準値を小さくしてNずれ低減速度を低くし易くし、これにより車両の乗員が違和感を覚えることを効果的に防止することができる。また、車速が低く車両の乗員が違和感を覚え難い状況に於いては、曲率の基準値を大きくしてNずれ低減速度を低くし難くし、これによりNずれを効率的に低減することができる。

0025

また、上記の構成に於いて、舵角制御装置は、操舵操作速度の大きさが操舵操作速度の基準値以下であっても、上記関係を標準の関係に戻す制御が操舵入力装置を車両の直進位置へ移動させる制御である場合には、上記関係を標準の関係に戻すようになっていてよい。

0026

また、上記の構成に於いて、自動操舵制御は、車両を走行路に沿って走行させるために操舵輪を自動的に操舵する制御であってよい。

0027

また、上記の構成に於いて、舵角可変装置は、必要に応じて操舵入力装置に対し相対的に操舵輪を転舵駆動するようになっていてよい。

0028

また、上記の構成に於いて、舵角可変装置は、操舵入力装置とは機械的に連結されていない操舵輪駆動装置を有し、操舵輪が操舵輪駆動装置によって転舵駆動されるバイワイヤ式の舵角可変装置であってもよい。

図面の簡単な説明

0029

電動式パワーステアリング装置が搭載された車両に適用された本発明による車両の走行制御装置の一つの実施形態を示す概略構成図である。
実施形態に於ける走行制御ルーチンを示すフローチャートである。
図2のステップ100に於いて実行される終了制御の要否判定ルーチンを示すフローチャートである。
図2のステップ200に於いて実行される舵角制御ルーチンを示すフローチャートである。
図2のステップ600に於いて実行されるNずれ修正ルーチンを示すフローチャートである。
操舵角速度MAdの絶対値及び車速Vに基づいてNずれ低減の目標修正角速度θredtを演算するためのマップである。
車速Vに基づいて補正係数Kvを演算するためのマップである。
操舵角速度MAdの絶対値に基づいて補正係数Ksを演算するためのマップである。
目標横加速度Gyt及び車速Vに基づいて前輪目標舵角δlktfを演算するためのマップである。
終了制御中に操舵操作が開始され、操舵操作速度が高い場合について、操舵角MA、MAs及び相対回転角度θreの変化の一例を示す図である。
終了制御中にニュートラル方向への操舵操作が低い速度にて行われ、ステアリングホイールをニュートラル方向へ回転させるNずれ修正が行われる場合について、操舵角MA、MAs及び相対回転角度θreの変化の一例を示す図である。
終了制御中にニュートラル方向とは逆の方向への操舵操作が低い速度にて行われ、ステアリングホイールをニュートラル方向とは逆の方向へ回転させるNずれ修正が行われる場合について、操舵角MA、MAs及び相対回転角度θreの変化の一例を示す図である。

実施例

0030

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。

0031

図1は電動式パワーステアリング装置が搭載された車両に適用された本発明による車両の走行制御装置の一つの実施形態を示す概略構成図である。

0032

図1に於いて、本発明による走行制御装置10は車両12に搭載され、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。また図1に於いて、18FL及び18FRはそれぞれ車両12の左右の前輪を示し、18RL及び18RRはそれぞれ左右の後輪を示している。操舵輪である左右の前輪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ラック・アンドピニオン型の電動式パワーステアリング装置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。

0033

操舵入力装置である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、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に駆動接続されている。舵角可変装置14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の側にて図には示されていない減速機構を介してロアステアリングシャフト30の上端に連結された補助転舵駆動用電動機36を含んでいる。

0034

かくして舵角可変装置14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を回転駆動することにより、左右の前輪18FL及び18FRをステアリングホイール20に対し相対的に補助転舵駆動する。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)を増減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、ステアリングホイール20の回転位置と前輪の舵角との関係を変更する前輪用舵角可変装置としても機能する。後に詳細に説明する如く、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。

0035

図示の実施形態に於いては、左右の後輪18RL及び18RRは非操舵輪である。しかし、本発明の走行制御装置は、左右の前輪18FL及び18FRの操舵とは独立に、図には示されていない後輪操舵装置により運転者の操舵操作の有無に関係なく左右の後輪の舵角を変化させる後輪用舵角可変装置を備えた車両に適用されてもよい。その場合には、車両を走行路に沿って走行させるための目標舵角が後輪についても演算され、後輪の舵角が後輪の目標舵角になるよう制御される。

0036

図示の実施形態に於いては、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の電動式パワーステアリング装置(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に対し相対的にラックバー24を駆動する補助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。

0037

尚、舵角可変装置14は、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、任意の構成のものであってよい。また、操舵アシスト力発生装置も補助操舵力を発生することができる限り任意の構成のものであってよい。更に、操舵入力装置はステアリングホイール20であり、その操作位置は回転角度であるが、操舵入力装置はジョイスティック型操舵レバーであってもよく、その場合の操作位置は往復操作位置であってよい。

0038

車輪制動力制動装置50の油圧回路52によりホイールシリンダ54FL、54FR、54RL、54RR内の圧力、即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、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。また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。かくして制動装置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。

0039

図示の実施形態に於いては、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、その相対回転角度θre、即ち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の相対回転角度を検出する回転角度センサ64が設けられている。

0040

操舵角MAを示す信号、操舵トルクMTを示す信号、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の舵角制御部及びEPS制御部へ入力される。尚、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θ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。

0041

また、車両12には車両の前方を撮影するCCDカメラ68及び車両の乗員により操作され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の選択スイッチ70が設けられている。CCDカメラ68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70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。尚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。

0042

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むものであってよい。また操舵角センサ60、操舵トルクセンサ62、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。

0043

後に詳細に説明する如く、電子制御装置16は、選択スイッチ70がオンであるときには、図2等に示されたフローチャートに従って舵角可変装置14を制御することにより、車両を走行路に沿って走行させる走行制御としての軌跡制御を行う。軌跡制御に於いては、左右の前輪18FL及び18FRが運転者の操舵操作に依存せずに舵角可変装置14等により自動操舵モードにて操舵される。

0044

また、電子制御装置16は、操舵トルクMT等に基づいて電動式パワーステアリング装置22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が左右前輪の舵角を軌跡制御に必要な舵角に制御することを補助する。

0045

また、電子制御装置16は、選択スイッチ70がオンよりオフ切り替えられると、軌跡制御を終了させて終了制御を行う。即ち、電子制御装置16は、軌跡制御を終了させる際に操舵角MAと左右の前輪の舵角δfに対応する操舵角MAsとの関係が標準の関係にない(Nずれがある)ときには、それらの関係を標準の関係にする(Nずれを低減してなくす)ための終了制御を行う。

0046

特に、電子制御装置16は、操舵角MAの時間微分値MAdを操舵角速度として演算する。また、電子制御装置16は、Nずれを低減するための目標修正角速度θredt、即ち、舵角可変装置14の相対回転角度θreの目標変化率を操舵操作速度MAdの絶対値に基づいて可変設定する。この場合、目標修正角速度θredtは、操舵操作速度MAdの絶対値が小さいほど低くなるよう可変設定される。そして、電子制御装置16は、Nずれを低減するための修正角速度θredが目標修正角速度θredtになるよう、舵角可変装置14を制御する。

0047

<走行制御ルーチン>
次に図2に示されたフローチャートを参照して実施形態に於ける走行制御ルーチンについて説明する。尚、図2に示されたフローチャートによる制御は、選択スイッチ70がオフからオンへ切り替えられたときに開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。

0048

まずステップ50に於いては、操舵角センサ60により検出された操舵角MAを示す信号等の読み込みが行われる。

0049

ステップ100に於いては、図3に示されたフローチャートに従って、後述の如く終了制御を実行する必要があるか否かの判別が行われる。そして、肯定判別が行われたときには制御はステップ250へ進み、否定判別が行われたときには制御はステップ200へ進む。

0050

ステップ200に於いては、図4に示されたフローチャートに従って、後述の如く軌跡制御のための自動操舵モードによる舵角制御が実行され、これにより車両が走行路に沿って走行するよう前輪の舵角が制御される。

0051

ステップ250に於いては、CCDカメラ68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、走行路に沿う車両の目標軌跡が決定され、目標軌跡の曲率R(半径の逆数)が推定される。そして、例えば、曲率Rの絶対値が曲率の基準値R0(正の定数)以下であるか否かの判別により、車両前方の走行路が実質的に直進道路であるか否かの判別が行われる。そして、肯定判別が行われたときには制御はステップ550へ進み、否定判別が行われたときには制御はステップ300へ進む。

0052

ステップ300に於いては、操舵角MAの時間微分値MAdが操舵角速度として演算され、例えば、操舵角速度MAdの絶対値が保舵判定の基準値MAdc(正の定数)以下であるか否かの判別により、保舵状態であるか否かの判別が行われる。そして、肯定判別が行われたときには制御はステップ50へ戻り、否定判別が行われたときには制御はステップ350へ進む。

0053

ステップ350に於いては、操舵角速度MAdの絶対値が修正禁止判定の基準値MAd0(MAdcよりも大きい正の定数)以下であるか否かの判別、即ち、Nずれ修正を禁止すべきであるか否かの判別が行われる。そして、肯定判別が行われたときには制御はステップ450へ進み、否定判別が行われたときには制御はステップ400へ進む。

0054

ステップ400に於いては、操舵角速度MAdの絶対値及び車速Vに基づいて図6に示されたマップよりNずれを低減するための目標修正角速度θredtの絶対値が演算され、しかる後制御はステップ600へ進む。尚、目標修正角速度θredtの絶対値は、図6に示されている如く、操舵角速度MAdの絶対値が小さいほど低くなると共に、車速Vが高いほど低くなるよう演算される。

0055

ステップ450に於いては、Nずれ修正がステアリングホイール20をニュートラル方向へ回転させる修正であるか否かの判別、即ち、操舵角MAの絶対値が減少する方向の修正であ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ステップ50へ戻り、肯定判別が行われたときには制御はステップ500へ進む。

0056

ステップ500に於いては、目標修正角速度θredtの絶対値がその最小値θredmin(正の定数)に設定され、ステップ550に於いては、目標修正角速度θredtの絶対値がその標準値θredstnに設定される。ステップ500又は550が完了すると、制御はステップ600へ進む。尚、標準値θredstnは、最小値θredminよりも大きく最大値θredmax(図6参照)よりも小さい値又は最大値θredmaxと同一であってよい。

0057

ステップ600に於いては、図5に示されたフローチャートに従って、後述の如くNずれの修正が実行され、これによりNずれの大きさが低減される。

0058

<終了制御の要否判定ルーチン>
図3に示された終了制御の要否判定ルーチンのステップ105に於いては、フラグFeが1であるか否かの判別、即ち、終了制御の実行中であるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときには制御はステップ115へ進み、否定判別が行われたときには制御はステップ110へ進む。

0059

ステップ110に於いては、選択スイッチ70がオンからオフへ切り替えられた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、ステップ120に於いてフラグFeが0にリセットされた後、制御はステップ200へ進む。これに対し、肯定判別が行われたときには、ステップ125に於いてフラグFeが1にセットされた後、制御はステップ130へ進む。

0060

ステップ115に於いては、選択スイッチ70がオフからオンへ切り替えられた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ステップ145へ進み、肯定判別が行われたときには制御はステップ120へ進む。

0061

ステップ130に於いては、終了制御開始時のNずれ量として、その時点に於ける舵角可変装置14の相対回転角度θreが基本目標修正量θretbに設定される。この基本目標修正量θretbは、左右の前輪18FL及び18FRの舵角δfに対応する操舵角MAsと操舵角センサ60により検出された操舵角MAとの偏差に等しい。

0062

ステップ135に於いては、基本目標修正量θretbの絶対値が基準値θretb0(正の定数)以下であるか否かの判別、即ち、Nずれの修正を省略することができ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、制御はステップ145へ進み、肯定判別が行われたときには、ステップ140に於いてフラグFeが0にリセットされ、しかる後図2に示されたフローチャートに従って行われる走行制御が終了される。即ち、舵角可変装置14は作動せず、手動操舵モードが開始し、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は一体的に回転するようになる。

0063

ステップ145に於いては、車速Vに基づいて図7に示されたマップより基本目標修正量θretbに対する補正係数Kvが演算される。尚、補正係数Kvは、図7に示されている如く、微低速域に於いては1であり、車速Vが高いほど小さくなるよう演算される。

0064

ステップ150に於いては、操舵角速度MAdの絶対値に基づいて図8に示されたマップより基本目標修正量θretbに対する補正係数Ksが演算される。尚、補正係数Ksは、図8に示されている如く、操舵角速度MAdの絶対値が大きい領域に於いては1であり、操舵角速度MAdの絶対値が小さいほど小さくなるよう演算される。

0065

ステップ155に於いては、下記の式(1)に従って、補正係数Kv及びKsにて補正された目標修正量θretが演算され、しかる後制御はステップ250へ進む。
θret=KvKsθretb …(1)

0066

尚、図2乃至図5のフローチャートには示されていないが、例えばステップ100に於いて肯定判別が行われて終了制御が開始される場合の如く、制御が切り替わる際には、表示装置72により車両の乗員に視覚及び/又は音声による告知情報が発せられる。

0067

<舵角制御ルーチン>
図4に示された舵角制御ルーチンのステップ210に於いては、CCDカメラ68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、走行路に沿う車両の目標軌跡が決定される。また、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及びヨー角の偏差φが演算される。

0068

尚、車両の目標軌跡の決定は、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。

0069

ステップ220に於いては、上記軌跡制御のパラメータに基づいて車両を目標軌跡に沿って走行させるために必要な車両の目標状態量として目標横加速度Gytが演算される。尚、目標横加速度Gyt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、また、上記軌跡制御用パラメータと目標横加速度Gyt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Gytが演算されてもよい。

0070

ステップ230に於いては、車両の目標横加速度Gytに基づいて図9に示されたマップより軌跡制御のための前輪の目標舵角δlkafが演算される。

0071

ステップ240に於いては、左右の前輪18FL及び18FRの舵角δfが目標舵角δlkafになるよう、舵角可変装置14が制御される。

0072

<Nずれ修正ルーチン>
図5に示されたNずれ修正ルーチンのステップ610に於いては、Nずれの積算修正量θrein、即ち、終了制御が開始された後に各サイクルのステップ600に於いて実行されたNずれ修正の修正量の総和が演算される。

0073

ステップ620に於いては、下記の式(2)に従って、残存Nずれ量θrerem、即ち、未修正のNずれ量が演算される。
θrerem=θret−θrein …(2)

0074

ステップ630に於いては、残存Nずれ量θreremの絶対値が修正終了の基準値θref(正の定数)以下であるか否かの判別、即ち、Nずれの修正を終了することができ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、制御はステップ650へ進み、肯定判別が行われたときには、ステップ640に於いてフラグFeが0にリセットされ、しかる後図2に示されたフローチャートに従って行われる制御が終了し、手動操舵モードが開始する。

0075

ステップ650に於いては、Nずれの修正速度を目標修正角速度θredtにするための目標相対回転角度Δθretが演算される。尚、目標相対回転角度Δθretは、目標修正角速度θredtと図2に示されたフローチャートのサイクルタイムΔtとの積として演算されてよい。

0076

ステップ660に於いては、舵角可変装置14の相対回転角度Δθreが目標相対回転角度Δθretになるよう舵角可変装置14が制御され、これにより目標修正角速度θredtの修正角速度にてNずれが修正される。

0077

<軌跡制御>
上述の如く構成された実施形態に於いて、選択スイッチ70がオンであるときには、ステップ100に於いて否定判別が行われる。即ち、図3に示されたフローチャートのステップ105及び110に於いてそれぞれ否定判別が行われる。従って、ステップ200に於いて舵角可変装置14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行われる。

0078

<終了制御>
選択スイッチ70がオンからオフへ切り換えられると、ステップ100に於いて肯定判別が行われる。即ち、まず、図3に示されたフローチャートのステップ105に於いて否定判別が行われ、ステップ110に於いて肯定判別が行われる。そして、ステップ125以降が実行されることにより、終了制御が開始される。

0079

一旦終了制御が開始されると、ステップ105に於いて肯定判別が行われ、ステップ115に於いて否定判別が行われる。従って、ステップ145以降が繰り返し実行されることにより、Nずれ量が漸次低減される。

0080

次に、車両の種々の走行状況について、上述の実施形態に於ける終了制御を詳細に説明する。

0081

A.操舵操作が行われた場合
A1.操舵操作速度が高い場合
終了制御中に操舵操作が行われ、操舵操作速度が高い場合には、操舵操作の方向に関係なく、ステップ250、300及び350に於いてそれぞれ否定判別が行われる。そして、ステップ400に於いて、操舵角速度MAdの絶対値及び車速Vに基づいて図6に示されたマップよりNずれを低減するための目標修正角速度θredtの絶対値が演算される。更に、ステップ600に於いて、Nずれの修正が実行され、これによりNずれの大きさが低減される。

0082

尚、これらのステップは、ステップ600の舵角制御ルーチンのステップ630に於いて否定判別が行われる限り繰り返し行われる。換言すれば、Nずれの残存修正量θreremの絶対値が修正終了の基準値θref以下になって、ステップ630に於いて肯定判別が行われると、Nずれの修正は完了する。

0083

例えば、図10は終了制御中に操舵操作が開始され、操舵操作速度が高い場合について、操舵角MA、MAs及び相対回転角度θreの変化の一例を示している。図10に示されている如く、時点t1に於いて選択スイッチ70がオンからオフへ切り替えられ、時点t1と時点t2との間に於いて運転者による操舵操作が開始されたとする。時点t1に於いて軌跡制御が終了し、終了制御が開始する。

0084

時点t2に於いて操舵角速度MAdの絶対値が基準値MAd0を越えたとすると、時点t2に於いてNずれの低減が開始され、これにより残存Nずれ量θreremが漸次減少する。時点t3に於いて残存Nずれ量θreremの絶対値が基準値θref以下になったとすると、時点t3に於いてNずれの低減が終了し、手動操舵モードが開始する。

0085

尚、図10には示されていないが、保舵状態から操舵操作が行われると、操舵操作速度は0から増大するので、厳密には後述の「A2.操舵操作速度が低い場合」の作動が介在する。

0086

以上の説明より解る如く、走行路が実質的に直進道路ではない状況に於いて、終了制御中に高い操舵操作速度にて操舵操作が行われた場合には、目標修正角速度θredtの絶対値が大きい値に演算される。従って、車両の乗員がNずれの低減に起因する違和感を覚える虞れが低い状況に於いては、Nずれを効率的に低減することができる。

0087

また、目標修正角速度θredtの絶対値は操舵操作速度が低いほど小さい値に演算される。従って、操舵操作速度が低く、車両の乗員がNずれの低減に起因する違和感を覚える虞れが高いいほどNずれの低減速度を低くし、車両の乗員が覚える違和感を効果的に低減することができる。

0088

また、目標修正角速度θredtの絶対値は車速Vが低いほど大きい値に演算される。従って、車速が低いときにはNずれ低減速度を低くすることなくNずれを効率的に低減することができると共に、車速が高いときにはNずれ低減速度を低くすることにより車両の乗員が覚える違和感を効果的に低減することができる。

0089

A2.操舵操作速度が低い場合
終了制御中に操舵操作が行われても、操舵操作速度が低い場合には、ステップ250及び300に於いてそれぞれ否定判別が行われるが、ステップ350に於いて肯定判別が行われる。操舵操作速度が低い場合のNずれ修正は、Nずれ修正がステアリングホイール20をニュートラル方向へ回転させる修正であるか否かによって異なる。

0090

A2−1.Nずれ修正がニュートラル方向である場合
ステップ450に於いて肯定判別が行われる。従って、ステップ500及び600により、Nずれを低減する修正角速度の絶対値が最小値θretminになるよう、Nずれの修正が実行される。尚、これらのステップも、ステップ600の舵角制御ルーチンのステップ630に於いて否定判別が行われる限り繰り返し行われる。

0091

例えば、図11は終了制御中にニュートラル方向への操舵操作が低い速度にて行われ、ステアリングホイールをニュートラル方向へ回転させるNずれ修正が行われる場合について、操舵角MA、MAs及び相対回転角度θreの変化の一例を示している。図11に示されている如く、時点t1と時点t2との間に於いて運転者によりニュートラル方向への操舵操作が低い速度にて開始されたとする。

0092

時点t2に於いて操舵角速度MAdの絶対値が基準値MAd0を越えたとすると、時点t2に於いてNずれの低減が開始され、これにより残存Nずれ量θreremが漸次減少する。時点t4に於いて残存Nずれ量θreremの絶対値が基準値θref以下になったとすると、時点t4に於いてNずれの低減が終了し、手動操舵モードが開始する。

0093

従って、終了制御中に操舵操作が行われても、操舵操作速度が低い場合には、操舵操作の方向に関係なくNずれの低減が禁止される場合に比して、Nずれを効率的に低減することができる。尚、Nずれ修正がステアリングホイールをニュートラル方向へ回転させる修正である場合には、Nずれ修正が逆方向である場合に比して車両の乗員が覚える違和感は遥かに軽微である。

0094

A2−2.Nずれの修正がニュートラル方向とは逆の方向である場合
ステップ450に於いて否定判別が行われ、制御はステップ50へ戻る。従って、Nずれの修正は行われない。

0095

例えば、図12は終了制御中にニュートラル方向とは逆の方向への操舵操作が低い速度にて行われ、ステアリングホイールをニュートラル方向とは逆の方向へ回転させるNずれ修正が行われる場合について、操舵角MA、MAs及び相対回転角度θreの変化の一例を示している。図12に示されている如く、時点t1と時点t2との間に於いて運転者によりニュートラル方向とは逆の方向への操舵操作が低い速度にて開始され、時点t2に於いて操舵角速度MAdの絶対値が基準値MAd0を越えたとする。時点t2に於いてもNずれの低減は開始されない。よって、残存Nずれ量θreremは減少しない。

0096

従って、Nずれの修正がニュートラル方向とは逆の方向である場合には、Nずれの修正は行われないので、車両の乗員がNずれの低減に起因する違和感を覚えることを確実に防止することができる。

0097

B.保舵の場合
終了制御中に操舵操作が行われず、保舵である場合には、ステップ100に於いて肯定判別が行われ、ステップ250に於いて否定判別が行われ、ステップ300に於いて肯定判別が行われる。従って、Nずれがあっても、ステップ350以降のステップ、即ち、Nずれの修正は行われない。

0098

よって、終了制御の開始時より保舵状態が継続する場合には、Nずれの修正は開始されない。また、終了制御が開始された時点以降に上記A1又はA2−1の操舵操作が行われた後保舵状態になった場合には、操舵操作の開始によりNずれの修正は開始されるが、保舵状態になると、Nずれが残存していてもNずれの修正は中止する。

0099

従って、保舵の場合にもNずれの修正は行われないので、車両の乗員がNずれの低減に起因する違和感を覚えることを確実に防止することができる。

0100

C.走行路が実質的に直進道路の場合
走行路が実質的に直進道路である場合には、ステップ100及び250に於いてそれぞれ肯定判別が行われ、ステップ550に於いて目標修正角速度θredtの絶対値がその標準値θredstnに設定される。そして、ステップ600に於いてNずれを低減する修正角速度が標準値θredstnの目標修正角速度θredtになるよう、Nずれの修正が実行される。尚、これらのステップも、ステップ600の舵角制御ルーチンのステップ630に於いて否定判別が行われる限り繰り返し行われる。

0101

よって、操舵操作が行われているか否かに関係なく、また、操舵操作速度の高低に関係なく、一定の修正角速度θredstnにてNずれの修正が行われる。従って、走行路が実質的に直進道路であり、車両の乗員が違和感を覚える虞れが低い場合には、Nずれの修正を確実に行い、これにより実質的に車両の乗員に違和感を覚えさせることなくNずれを効率的に低減することができる。

0102

D.Nずれ量が小さい場合
終了制御開始時のNずれ量が小さい場合(Nずれ量が0の場合を含む)には、ステップ135に於いて肯定判別が行われ、ステップ140に於いてフラグFeが0にリセットされる。従って、実質的に終了制御が行われることなく、図2に示されたフローチャートに従って行われる走行制御が終了し、手動操舵モードが開始する。

0103

E.選択スイッチ70がオフからオンへ切り替えられた場合
終了制御中に選択スイッチ70がオフからオンへ切り換えられると、ステップ100に於いて否定判別が行われる。より詳細には、図3に示されたフローチャートのステップ105及び115に於いてそれぞれ肯定判別が行われる。よって、ステップ200が実行されることにより、終了制御が中止され、軌跡制御が再開される。従って、終了制御中であっても、車両の乗員は選択スイッチ70がオンへ切り替えることにより、終了制御を中止させて軌跡制御を再開させることができる。

0104

以上に於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。

0105

例えば、上述の実施形態に於いては、ステップ250の判定の基準値R0は、正の定数であるが、車速Vが高いほど小さくなるよう、車速Vに応じて可変設定されてもよい。同様に、ステップ350の判定の基準値MAd0は、MAdcよりも大きい正の定数であるが、車速Vが高いほど大きくなるよう、車速Vに応じて可変設定されてもよい。

0106

また、上述の実施形態に於いては、ステップ350に於いて肯定判別が行われると、ステップ450及び600が実行されるようになっている。しかし、ステップ350に於いて肯定判別が行われると、Nずれの修正の方向に関係なく、制御がステップ50へ戻るよう修正されてもよい。

0107

また、上述の実施形態に於いては、ステップ400に於いて演算される目標修正角速度θredtの絶対値は、車速Vが高いほど小さくなるよう、車速Vに応じて可変設定される。しかし、目標修正角速度θredtの絶対値は、車速Vの高低に関係なく操舵角速度MAdの絶対値のみに基づいてされるよう修正されてもよい。

0108

また、上述の実施形態に於いては、ステップ500に於いて目標修正角速度θredtの絶対値がその最小値θredminに設定されるようになっている。しかし、ステップ500に於いて設定される目標修正角速度θredtの絶対値は、ステップ400に於いて操舵角速度MAdの絶対値がMAd0であるときに演算される目標修正角速度θredtの絶対値の最小値θredminとは異なる値であってもよい。

0109

また、上述の実施形態に於いては、ステップ145に於いて車速Vに基づく補正係数Kvが演算され、ステップ150に於いて操舵角速度MAdの絶対値に基づく補正係数Ksが演算される。しかし、これらの補正係数の少なくとも一方が省略されてもよい。

0110

また、上述の実施形態に於いては、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、操舵輪を操舵する舵角可変装置はバイワイヤ式の操舵装置であってもよい。

0111

また、上述の実施形態に於いては、舵角制御は、車両を目標軌跡に沿って走行させる軌跡制御を達成するために行われるようになっている。しかし、舵角制御は、自動操舵モードにて左右の前輪を操舵するものである限り、例えば車両が車線より逸脱しないよう制御する車線逸脱防止制御や、車両を前車追従して走行させる制御の如く任意の舵角制御であってよい。

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