JP2013132923A - 車両の走行軌跡制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者によって操舵のオーバーライド性の要求や運転技能が相違していても、運転者に違和感を覚えさせたりすることなく車両を目標軌跡に沿って走行させる。
【解決手段】目標軌跡に追従するよう車両を走行させるための前輪の目標舵角に対応する目標操舵角θlkatを演算し（Ｓ１００）、目標操舵角θlkatに基づいて舵角可変装置及びパワーステアリング装置により前輪の舵角を制御する（Ｓ７００）ことにより車両の走行軌跡制御を行う走行軌跡制御装置であって、運転者の運転技能及び軌跡変更意思の少なくとも一方を判定し（Ｓ４００）、運転技能指標値Iskill及び運転者の軌跡変更の意思の強さを示す指標値Ｉwillの少なくとも一方に基づいて走行軌跡制御に於けるゲインを可変設定することにより目標軌跡に対する車両の追従性を可変設定する（Ｓ５００）。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の走行軌跡制御装置に係り、更に詳細には操舵輪の舵角が目標舵角になるよう制御することにより車両を目標軌跡（目標走行ライン）に沿って走行させる車両の走行軌跡制御装置に係る。

ステアリングホイールの如き操舵入力手段の操舵操作位置に対する操舵輪の舵角の関係を変更可能な舵角可変装置を備えた車両に於いて、操舵輪の舵角が目標舵角になるよう制御することにより車両の走行を制御する走行制御装置は既に知られている。走行制御装置の一つとして、車両を目標走行ライン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制御することにより車両を目標走行ラインに沿って走行させる走行軌跡制御装置が種々提案されている。

例えば下記の特許文献１には、操舵輪の舵角の制御が確実に且つ正確に行われるよう、舵角可変装置と操舵アシスト力発生装置との協調制御により操舵輪の舵角を目標舵角に制御するよう構成された走行軌跡制御装置が記載されている。

特開２０１１−３１７７０号公報

〔発明が解決しようとする課題〕
走行軌跡制御に於いては、走行軌跡制御による車両の走行車線維持性能を高くすべく目標軌跡に対する車両の追従性が高く設定されると、運転者の操舵操作が操舵輪の舵角に反映しにくくなるため、運転者の操舵のオーバーライド性が悪化する。即ち運転者が自らの意思に基づいて操舵操作しても、車両がそれに応じた動きをし難くいため、運転者が異和感を覚えたり、運転者の希望に則して車両を走行させることが困難になる。

逆に運転者の操舵のオーバーライド性を確保すべく、目標軌跡に対する車両の追従性が低く設定されると、走行軌跡制御による車両の走行車線維持性能が低下するため、車両を確実に目標軌跡に沿って走行させることが困難になる。

特に舵角可変装置と操舵アシスト力発生装置との協調制御により操舵輪の舵角が目標舵角に制御される場合には、操舵アシスト力も操舵輪の舵角を目標舵角にするよう制御される。従って上述の問題は、舵角可変装置と操舵アシスト力発生装置との協調制御により操舵輪の舵角が目標舵角に制御される場合に特に顕著である。

また運転者の運転技能が高い場合には、車両が適正に走行車線に沿って走行するよう運転者による操舵操作が行われるので、車両を走行車線に沿って走行させるために必要な操舵輪の舵角の制御量は小さくてよい。よって目標軌跡に対する車両の追従性は高く設定されなくてもよい。

これに対し運転者の運転技能が低い場合には、運転者の操舵操作は必ずしも車両が適正に走行車線に沿って走行するようには行われないので、車両を走行車線に沿って走行させるために必要な操舵輪の舵角の制御量は大きくなる。よって車両を目標軌跡に沿って走行させるために目標軌跡に対する車両の追従性が高く設定される必要がある。

しかるに従来の走行軌跡制御装置に於いては目標軌跡に対する車両の追従性が一定であるため、運転者の操舵のオーバーライド性の要求や運転者の運転技能の相違に起因する問題を解消することができない。

本発明は、車両を目標走行ラインに沿って走行させるための操舵輪の目標舵角が演算され、操舵輪の舵角が目標舵角に制御されることにより車両を目標走行ラインに沿って走行させる従来の走行軌跡制御装置に於ける上述の如き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、運転者によって操舵のオーバーライド性の要求や運転技能が相違していても、運転者に違和感を覚えさせたりすることなく車両を目標軌跡に沿って走行させることである。
〔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、目標軌跡に追従するよう車両を走行させるための操舵輪の目標舵角を演算し、前記目標舵角に基づいて舵角制御手段により操舵輪の舵角を制御することにより車両の走行軌跡制御を行う車両の走行軌跡制御装置に於いて、運転者の運転技能及び軌跡変更意思の少なくとも一方を判定し、判定結果に基づいて前記走行軌跡制御に於ける目標軌跡に対する車両の追従性を可変設定することを特徴とする車両の走行軌跡制御装置（請求項１の構成）によって達成される。

上記の構成によれば、運転者の運転技能及び軌跡変更意思の少なくとも一方が判定され、判定結果に基づいて走行軌跡制御に於ける目標軌跡に対する車両の追従性が可変設定される。従って運転者の運転技能及び軌跡変更意思の少なくとも一方に応じて目標軌跡に対する車両の追従性を可変設定することができる。よって目標軌跡に対する車両の追従性が一定である従来の走行軌跡制御装置の場合に比して運転者の運転技能や軌跡変更意思の如何に拘わらず車両の走行軌跡を適正に行わせることができる。

また本発明によれば、上記の構成に於いて、運転者の運転技能が高いときには運転者の運転技能が低いときに比して前記車両の追従性を低く設定するよう構成される（請求項２の構成）。

上記の構成によれば、運転者の運転技能が高いときには運転者の運転技能が低いときに比して目標軌跡に対する車両の追従性が低く設定されるので、運転者の運転技能が高いときには運転者の操舵操作を操舵輪の舵角に反映させ易くすることができる。よって運転技能が低い運転者の操舵のオーバーライド性が過剰に高くなることを防止しつつ、運転技能が高い運転者の操舵のオーバーライド性を高くすることができる。

また本発明によれば、上記の構成に於いて、運転者の運転操作を反映する実際の走行パラメータと車両を目標軌跡に追従させるための目標走行パラメータとの差分の変化率に基づいて運転者の運転技能を判定するよう構成される（請求項３の構成）。

一般に、運転者の運転技能が高い場合には運転者の運転操作を反映する実際の走行パラメータは車両を目標軌跡に追従させるための目標走行パラメータに近くなるので、それらの差分の変化率は小さい。これに対し運転者の運転技能が低い場合には運転者の運転操作を反映する実際の走行パラメータは車両を目標軌跡に追従させるための目標走行パラメータより乖離し易くなるので、これらの差分の変化率は大きくなり易い。

上記の構成によれば、運転者の運転操作を反映する実際の走行パラメータと車両を目標軌跡に追従させるための目標走行パラメータとの差分の変化率に基づいて運転者の運転技能を判定するので、運転者の運転技能の高低を確実に判定することができる。

また本発明によれば、上記の構成に於いて、運転者の軌跡変更意思が強いときには運転者の軌跡変更意思が弱いときに比して前記車両の追従性を低く設定するよう構成される（請求項４の構成）。

上記の構成によれば、運転者の軌跡変更意思が強いときには運転者の軌跡変更意思が弱いときに比して車両の追従性が低く設定されるので、運転者の軌跡変更意思が強いときには運転者の操舵操作を操舵輪の舵角に反映させ易くすることができる。よって運転者の軌跡変更意思が弱い状況に於いて運転者の操舵のオーバーライド性が過剰に高くなることを防止しつつ、運転者の軌跡変更意思が強い状況に於いて運転者の操舵のオーバーライド性を高くすることができる。

また本発明によれば、上記の構成に於いて、運転者の運転操作を反映する実際の走行パラメータと車両を目標軌跡に追従させるための目標走行パラメータとの差分の大きさが基準値以上である状況の継続時間に基づいて運転者の軌跡変更意思の有無を判定するよう構成される（請求項５の構成）。

一般に、運転者が車両の走行軌跡を変更しようとしているときには、運転者の運転操作を反映する実際の走行パラメータと車両を目標軌跡に追従させるための目標走行パラメータとの差分の大きさが大きくなると共にその継続時間が長くなる。

上記の構成によれば、上記二つのパラメータの差分の大きさが基準値以上である状況の継続時間に基づいて運転者の軌跡変更意思の有無が判定されるので、運転者の軌跡変更意思の有無を確実に判定することができる。

また本発明によれば、上記の構成に於いて、運転者の軌跡変更意思があると判定した場合に於ける前記差分の大きさと継続時間との積に基づいて運転者の軌跡変更意思の強さを判定するよう構成される（請求項６の構成）。

一般に、運転者が車両の走行軌跡を変更しようと意思が強いほど、運転者の運転操作を反映する実際の走行パラメータと車両を目標軌跡に追従させるための目標走行パラメータとの差分の大きさが大きくなると共にその継続時間が長くなる。

上記の構成によれば、上記二つのパラメータの差分の大きさと継続時間との積に基づいて運転者の軌跡変更意思の強さが判定されるので、運転者の軌跡変更意思の強さを確実に判定することができる。

また本発明によれば、上記の構成に於いて、前記走行軌跡制御装置は走行車線の情報に基づいて走行車線に対する車両の横方向位置、走行車線に対する車両のヨー角、走行車線の半径の少なくとも一つの軌跡制御パラメータを推定し、少なくとも一つ方の軌跡制御パラメータに基づいて操舵輪の目標舵角を演算し、前記走行パラメータは前記車両の横方向位置、前記車両のヨー角、操舵輪の舵角の少なくとも一つを含んでいるよう構成される（請求項７の構成）。

上記の構成によれば、車両の横方向位置、車両のヨー角、操舵輪の舵角の少なくとも一つについての実際の値と目標値との差分に基づいて運転者の軌跡変更意思の有無を判定したり運転者の軌跡変更意思の強さを判定したりすることができる。

また本発明によれば、上記の構成に於いて、前記車両の横方向位置の差分の変化率に基づく第一の運転技能判定値と、前記車両のヨー角の差分の変化率に基づく第二の運転技能判定値との重み和により運転者の運転技能を判定し、走行車線の半径が大きいときには走行車線の半径が小さいときに比して前記第一の運転技能判定値の重みを大きくするよう構成される（請求項８の構成）。

上記の構成によれば、車両の横方向位置の差分の変化率に基づく第一の運転技能判定値と、車両のヨー角の差分の変化率に基づく第二の運転技能判定値との重み和により運転者の運転技能を判定することができる。また走行車線の半径が大きいときには走行車線の半径が小さいときに比して第一の運転技能判定値の重みが大きくされるので、走行車線の半径の大小に関係なく運転者の運転技能を適正に判定することができる。

また本発明によれば、上記の構成に於いて、前記走行軌跡制御による影響が排除された目標走行パラメータを使用するよう構成される（請求項９の構成）。

上記の構成によれば、走行軌跡制御による影響が排除された目標走行パラメータが使用される。従って走行軌跡制御による影響を排除して運転者の軌跡変更意思の有無を正確に判定することができ、また走行軌跡制御による影響を排除して運転者の軌跡変更意思の強さを正確に判定することができる。

また本発明によれば、上記の構成に於いて、車速が高いときには車速が低いときに比して前記車両の追従性を変化する際の変化率を小さくするよう構成される（請求項１０の構成）。

上記の構成によれば、車速が低いときには目標軌跡に対する車両の追従性を速やかに変化させつつ、車速が高いときに車両の追従性が急激に変化することに起因して車両の走行安定性が悪化する虞れを効果的に低減することができる。

また本発明によれば、上記の構成に於いて、前記走行軌跡制御装置は前記走行軌跡制御を行う制御モードと前記走行軌跡制御を行わない非制御モードとに切替わることができ、前記非制御モードに於いても操舵輪の目標舵角を演算し、前記差分は操舵輪の目標舵角と操舵輪の実際の舵角との差分を含んでいるよう構成される（請求項１１の構成）。

上記の構成によれば、非制御モードに於いても操舵輪の目標舵角と操舵輪の実際の舵角との差分に基づいて運転者の運転技能の高低を確実に判定することができる。

また本発明によれば、上記の構成に於いて、前記非制御モードに於いては、前記舵角の差分の変化率に基づく第三の運転技能判定値と、前記操舵輪の目標舵角と操舵輪の実際の舵角との位相差に基づく第四の運転技能判定値との重み和により運転者の運転技能を判定し、走行車線の半径が大きいときには走行車線の半径が小さいときに比して前記第三の運転技能判定値の重みを大きくするよう構成される（請求項１２の構成）。

上記の構成によれば、舵角の差分の変化率に基づく第三の運転技能判定値と、操舵輪の目標舵角と操舵輪の実際の舵角との位相差に基づく第四の運転技能判定値との重み和により運転者の運転技能を判定することができる。また走行車線の半径が大きいときには走行車線の半径が小さいときに比して第三の運転技能判定値の重みが大きくされるので、走行車線の半径の大小に関係なく運転者の運転技能を適正に判定することができる。

また本発明によれば、上記の構成に於いて、前記舵角制御手段は運転者の操舵操作に対する操舵輪の舵角の変化の応答性を変更可能であり、前記走行軌跡制御装置は前記非制御モードに於いては運転者の運転技能の判定結果に応じて前記舵角制御手段の応答性を可変設定するよう構成される（請求項１３の構成）。

上記の構成によれば、非制御モードに於いては運転者の運転技能の判定結果に応じて舵角制御手段の応答性が可変設定されるので、運転者の運転技能に応じて運転者の操舵操作に対する操舵輪の舵角の変化の応答性を変更することができる。

また本発明によれば、上記の構成に於いて、前記制御モードから前記非制御モードへ切替わる際に前記車両の追従性に対応する前記舵角制御手段の応答性を記憶し、前記非制御モードにて車両の走行が継続されるときには記憶している応答性に基づいて前記舵角制御手段の応答性を制御するよう構成される（請求項１４の構成）。

上記の構成によれば、制御モードから非制御モードへ切替わる際に車両の追従性に対応する舵角制御手段の応答性が記憶され、非制御モードにて車両の走行が継続されるときには記憶している応答性に基づいて舵角制御手段の応答性が制御される。従って制御モードから非制御モードへ切替わった後も切替わりの際の車両の追従性に対応する応答性にて舵角制御手段の応答性を制御することができる。

また本発明によれば、上記の構成に於いて、前記走行軌跡制御装置は前記非制御モードにて車両の走行が終了する際に前記舵角制御手段の応答性を記憶し、前記非制御モードにて車両の走行が開始する際には前記舵角制御手段の応答性を記憶している応答性に設定するよう構成される（請求項１５の構成）。

上記の構成によれば、非制御モードにて車両の走行が終了する際に舵角制御手段の応答性が記憶され、非制御モードにて車両の走行が開始する際には舵角制御手段の応答性が記憶している応答性に設定される。従って車両の走行が再開される際に運転者が舵角制御手段の応答性に違和感を覚える虞れを低減することができる。
〔課題解決手段の好ましい態様〕

本発明の一つの好ましい態様によれば、運転者の運転操作を反映する実際の走行パラメータと車両を目標軌跡に追従させるための目標走行パラメータとの差分の変化率の単位時間当たり又は単位走行距離当たりの積算値に基づいて運転者の運転技能を判定するよう構成される。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、運転者の軌跡変更意思があると判定した場合に於ける前記差分の大きさと継続時間との積の単位時間当たり又は単位走行距離当たりの積算値に基づいて運転者の軌跡変更意思の強さを判定するよう構成される。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、走行軌跡制御による影響が排除された目標走行パラメータは操舵輪の目標舵角に基づいて車両モデルを使用して演算されるよう構成される。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、舵角制御手段は操舵アシスト力発生装置との協調制御により操舵輪の舵角を目標舵角に制御するよう構成される。

本発明による車両の走行軌跡制御装置の第一の実施形態を示す概略構成図である。 第一の実施形態に於ける前輪の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１００にて実行されるＬＫＡ制御の目標操舵角θlkt演算ルーチンを示すフローチャートである。 図２のステップ４００にて実行されるＬＫＡ制御時の運転者の運転技能指標値Iskill演算ルーチンを示すフローチャートである。 図２をステップ７００にて実行される非ＬＫＡ制御時の運転者の運転技能指標値Iskill演算ルーチン示すフローチャートである。 運転技能指標値Iskillに基づいてゲインＫsrを演算するためのマップを示す図である。 運転技能指標値Iskillに基づいてゲインＫsyを演算するためのマップを示す図である。 運転技能指標値Iskillに基づいてゲインＫshを演算するためのマップを示す図である。 車速Ｖに基づいて補正係数Ｋvを演算するためのマップを示す図である。 車速Ｖ及び運転技能指標値Iskillに基づいて補正係数Ｋvskを演算するためのマップを示す図である。 車両の目標横加速度Ｇyts及び車速Ｖに基づいてＬＫＡ制御のための基本目標操舵角θlkatbを演算するためのマップを示す図である。 走行車線の半径Ｒsに基づいて補正係数Ｋrを演算するためのマップを示す図である。 走行車線の半径Ｒsに基づいて補正係数Ｋsを演算するためのマップを示す図である。 走行車線の半径Ｒsに基づいて補正係数Ｋcを演算するためのマップを示す図である。 本発明による車両の走行軌跡制御装置の第二の実施形態に於ける前輪の舵角制御ルーチンを示すフローチャートである。 図１５のステップ１００にて実行されるＬＫＡ制御の目標操舵角θlkt演算ルーチンを示すフローチャートである。 図１５のステップ６００にて実行される運転者が希望する軌跡変更のための目標横位置調整量ΔＹdajt演算ルーチンを示すフローチャートである。 運転者の軌跡変更の意思の強さを示す指標値Ｉwill及び車速Ｖに基づいて運転者の希望に則して走行軌跡を変更するための車両の目標横位置調整量ΔＹadjtを演算するためのマップを示す図である。 本発明による車両の走行軌跡制御装置の第三の実施形態に於ける前輪の舵角制御ルーチンを示すフローチャートである。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施形態について詳細に説明する。
［第一の実施形態］

図１は本発明による車両の走行軌跡制御装置の第一の実施形態を示す概略構成図である。

図１に於いて、走行軌跡制御装置１０は車両１２に搭載され、前輪用操舵制御装置１４を有している。前輪用操舵制御装置１４は運転者の操舵操作とは無関係に前輪の舵角を制御可能な舵角制御手段を構成している。また車両１２には制動力制御装置１６が搭載され、制動力制御装置１６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。

また図１に於いて、１８FL及び１８FRはそれぞれ車両１２の操舵輪である左右の前輪を示し、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。

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３０、ロアステアリングシャフト３２、ユニバーサルジョイント３４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３６に駆動接続されている。図示の第一の実施形態に於いては、舵角可変装置３０はハウジング３０Ａ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３０Ｂの側にてロアステアリングシャフト３２の上端に連結された補助転舵駆動用の電動機３８を含んでいる。

かくして舵角可変装置３０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３２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。舵角可変装置３０は電子制御装置４０の操舵制御部により制御される。

パワーステアリング装置２２はラック同軸型の電動式のパワーステアリング装置であり、電動機４２と、電動機４２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４４とを有する。パワーステアリング装置２２は電子制御装置４０の操舵アシストトルク制御部によって制御され、ハウジング４６に対し相対的にラックバー２４を駆動する操舵アシストトルクを発生する。操舵アシストトルクは運転者の操舵負担を軽減し、また必要に応じて舵角可変装置３０による左右前輪の転舵駆動を補助する。

かくして舵角可変装置３０はパワーステアリング装置２２と共働してステアリングホイール２０に対する左右前輪の舵角の関係を変更すると共に、運転者の操舵操作とは無関係に前輪を操舵する前輪用操舵制御装置１４の主要部を構成している。

尚パワーステアリング装置２２及び舵角可変装置３０の構造自体は本発明の要旨を構成するものではなく、これらの装置はそれぞれ上述の機能を果たすものである限り、当技術分野に於いて公知の任意の構成のものであってよい。

制動力制御装置１６は制動装置５０を含み、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、５４RR内の圧力Ｐi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）、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４０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り、制動力制御装置１６の主要な装置として機能する。

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θとして検出する操舵角センサ６２及び操舵トルクＴsを検出する操舵トルクセンサ６４が設けられており、操舵角θ及び操舵トルクＴsを示す信号も電子制御装置４０へ入力される。また電子制御装置４０には回転角度センサ６６により検出された舵角可変装置３０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３２の相対回転角度を示す信号が入力される。

図示の実施形態に於いては、車両１２の車室の前部には車両１２の前方を撮影するＣＣＤカメラ６８が設けられており、車両１２の前方の画像情報を示す信号がＣＣＤカメラ６８より電子制御装置４０へ入力される。電子制御装置４０には車速センサ７０により検出された車速Ｖを示す信号、横加速度センサ７２により検出された車両の横加速度Ｇyを示す信号、及びヨーレートセンサ７４により検出された車両のヨーレートγを示す信号が入力される。

車両１２にはレーンキープアシスト制御（ＬＫＡ制御）とも呼ばれる走行軌跡制御を行わせるか否かを選択するための選択スイッチ７６が設けられており、選択スイッチ７６の選択位置を示す信号も電子制御装置４０に入力される。更に電子制御装置４０には図１には示されていない圧力センサにより検出されたマスタシリンダ圧力Ｐm等を示す信号が入力される。

尚電子制御装置４０の上述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むものであってよい。また操舵角センサ６２、操舵トルクセンサ６４、回転角度センサ６６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θ、操舵トルクＴs、相対回転角度θreを検出する。

電子制御装置４０の操舵制御部は選択スイッチ７６がオンであるときには、ＣＣＤカメラ６８により取得された車両１２の前方の画像情報に基づいて図２に示されたフローチャートに従って走行軌跡制御を行う。即ち操舵制御部はＣＣＤカメラ６８により取得された車両１２の前方の画像情報に基づいて走行車線を特定し、車両１２を走行車線に沿って走行させるための左右前輪の目標舵角δtを演算する。そして操舵制御部は車両１２を走行車線に沿って走行させるための左右前輪の目標舵角δtに対応する目標ピニオン角度φtを演算し、ピニオン３６の角度が目標ピニオン角度φtになるよう舵角可変装置３０を制御する。

尚電子制御装置４０の操舵制御部は、走行車線に対する車両の横偏差、走行車線に対する車両のヨー角、走行車線の半径を推定し、推定されたパラメータに基づいて操舵輪の目標舵角を演算する。

また電子制御装置４０の操舵制御部は走行軌跡制御を行っているときには、図４に示されたフローチャートに従って運転者の運転技能の判定を行い、その判定結果に応じて走行軌跡制御に於ける目標軌跡に対する車両の追従性を可変設定する。

また電子制御装置４０の操舵制御部は走行軌跡制御を行っていないときにも、図５に示されたフローチャートに従って運転者の運転技能の判定を行い、その判定結果に応じて走行軌跡制御を行わない状況に於けるステアリングギヤ比を可変設定する。

次に図２に示されたフローチャートを参照して第一の実施形態に於ける前輪の舵角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図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。

まずステップ５０に於いては操舵角センサ６２により検出された操舵角θを示す信号等の読み込みが行われ、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ＬＫＡ制御の目標操舵角θlktが演算される。

ステップ２００に於いては選択スイッチ７６がオンでありＬＫＡ制御が実行されているか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときには制御はステップ８００へ進み、肯定判別が行われたときには制御はステップ４００へ進む。

ステップ４００に於いては図４に示されたフローチャートに従ってＬＫＡ制御時の運転者の運転技能の判定が行われることにより、運転者の運転技能を示す運転技能指標値Iskillが演算される。

ステップ５００に於いては運転技能指標値Iskillに基づいて図６乃至図８に示されたマップより次のサイクルのステップ１００に於ける目標操舵角θlktの演算に使用されるゲインＫsr、Ｋsy、Ｋshが演算され、ＥＥＰＲＯＭに記憶される。図６乃至図８に示されている如く、ゲインＫsr、Ｋsy、Ｋshは運転技能指標値Iskillが小さいときには１に演算され、運転技能指標値Iskillが大きくなるにつれて正の範囲にて漸次小さくなるよう演算される。

ステップ５５０に於いては車速Ｖに基づいて図９に示されたマップより車速に基づく補正係数Ｋvが演算される。図９に示されている如く、補正係数Ｋvは車速Ｖが低い領域に於いては正の値であるが、車速Ｖが高くなるにつれて漸次減少し、車速Ｖが高い領域に於いては負の値になるよう演算される。

ステップ７００に於いては目標操舵角θlktにて補正された操舵角（θ−θlkt）に基づいて下記の式１に従って前輪の目標舵角δtに対応するピニオン３６の目標角度である目標ピニオン角度φtが演算される。
Φlkt＝Ｋv（θ−θlkt） …（１）

またステップ７００に於いては操舵入力が与えられた場合に舵角可変装置３０が過剰に前輪を過剰に転舵し過ぎないようにするためのパラメータをφtとして、ピニオン角度φが最終の目標ピニオン角度φlkt＋φtになるよう舵角可変装置３０が制御され、これにより左右前輪の舵角δが目標ピニオン角度φlktに対応する目標舵角δtに制御される。

ステップ８００に於いては図５に示されたフローチャートに従って非ＬＫＡ制御時の運転者の運転技能の判定が行われることにより、運転者の運転技能を示す運転技能指標値Iskillが演算される。

ステップ９００に於いては車速Ｖ及び運転技能指標値Iskillに基づいて図１０に示されたマップより車速及び運転技能指標値に基づく補正係数Ｋvskが演算される。図１０に示されている如く、補正係数Ｋvskも車速Ｖが低い領域に於いては正の値であるが、車速Ｖが高くなるにつれて漸次減少し、車速Ｖが高い領域に於いては負の値になるよう演算される。また補正係数Ｋvskは運転技能指標値Iskillが大きいほど大きくなるよう演算される。

ステップ９５０に於いては操舵角θに基づいて下記の式２に従って前輪の目標舵角δtに対応するピニオン３６の目標角度である目標ピニオン角度φntが演算される。
Φnt＝Ｋvsk×θ …（２）

またステップ９５０に於いてはピニオン角度φが最終の目標ピニオン角度φnt＋φtになるよう舵角可変装置３０が制御され、これにより左右前輪の舵角δが目標ピニオン角度φntに対応する目標舵角δtに制御される。

次に図３に示されたフローチャートを参照して上記ステップ１００にて実行されるＬＫＡ制御の目標操舵角θlkt演算ルーチンについて説明する。

まずステップ１１０に於いてはＣＣＤカメラ６８により取得された車両１２の前方の撮像情報に基づいて走行車線の左右の白線が特定され、左右の白線の半径Ｒsl、Ｒsrが演算される。そして半径Ｒsl及びＲsrの平均値として走行車線の半径Ｒsが演算される。

ステップ１２０に於いては走行車線の基準位置に対する車両の横位置Ｙs（走行車線の基準位置と車両の重心との車両横方向の距離）が演算される。尚基準位置は例えば左の白線、又は右の白線、又は左右の白線の中間であってよい。

ステップ１３０に於いては例えば車線の中央を通る仮想の線に対し車両の前後方向がなす角度が演算されることにより、走行車線に対する車両のヨー角ψsが演算される。

ステップ１４０に於いてはステップ１１０に於いて演算された走行車線の半径Ｒsと符号が同一で半径Ｒsの大きさが大きいほど大きい微小な値として車両の目標ヨー角ψstが演算される。

ステップ１５０に於いては前サイクルのステップ５００に於いてＥＥＰＲＯＭに記憶されたゲインＫsr、Ｋsy、Ｋshを使用して下記の式３に従って車両を車線の中央に沿う目標軌跡に沿って走行させるための車両の目標横加速度Ｇytsが演算される。尚ゲインＫsr、Ｋsy、Ｋshがまだ演算されていないときにはＲＯＭに記憶されたそれらのデフォルト値が使用される。また下記の式３のＹstは走行車線の基準位置に対する車両の目標横位置、即ち走行車線の基準位置と目標横位置にある車両の重心との車両横方向の距離である。
Ｇyts＝Ｋsr×Ｒs＋Ｋsy（Ｙst−Ｙs）＋Ｋsh（ψst−ψs） …（３）

ステップ１７０に於いては車両の目標横加速度Ｇyts及び車速Ｖに基づいて図１１に示されたマップよりＬＫＡ制御のための基本目標操舵角θlktbが演算される。

ステップ１８０に於いてはステップ１１０に於いて演算された走行車線の半径Ｒsに基づいて図１２に示されたマップより走行車線の半径に基づく補正係数Ｋrが演算される。図１２に示されている如く、補正係数Ｋrは走行車線の半径Ｒsが大きいほど大きくなるよう０よりも大きく１よりも小さい値に演算される。

ステップ１９０に於いては下記の式４に従って補正係数Ｋrと基本目標操舵角θlktbとの積としてＬＫＡ制御のための目標操舵角θlktが演算される。
θlkt＝Ｋr×θlktb …（４）

次に図４に示されたフローチャートを参照して上記ステップ４００にて実行されるＬＫＡ制御時の運転者の運転技能指標値Iskill演算ルーチンについて説明する。

まずステップ４１０に於いてはＲＯＭに記憶された車両モデルを使用して目標操舵角θlktに基づいて走行車線の基準位置に対する車両の推定横位置Ｙest及び走行車線に対する車両の推定ヨー角ψestが演算される。

ステップ４２０に於いては車両の横位置Ｙsと車両の推定横位置Ｙestとの偏差の微分値ΔＹdが演算されると共に、該微分値の絶対値の単位時間又は単位走行距離に於ける積算値ΔＹdiが演算される。

ステップ４３０に於いてはステップ１１０に於いて演算された走行車線の半径Ｒsに基づいて図１３に示されたマップより走行車線の半径に基づく補正係数Ｋsが演算される。図１３に示されている如く、補正係数Ｋsは走行車線の半径Ｒsが大きいほど大きくなるよう演算される。

ステップ４４０に於いては下記の式５に従って補正係数Ｋsと積算値ΔＹdiとの積として車両の横位置偏差の微分値の補正後の積算値ΔＹdiaが演算される。
ΔＹdia＝Ｋs×ΔＹdi …（５）

ステップ４５０に於いては車両のヨー角ψsと車両の推定ヨー角ψestとの偏差の微分値Δψdが演算されると共に、該微分値の絶対値の単位時間又は単位走行距離に於ける積算値Δψdiが演算される。

ステップ４６０に於いてはステップ１１０に於いて演算された走行車線の半径Ｒsに基づいて図１４に示されたマップより走行車線の半径に基づく補正係数Ｋcが演算される。図１4に示されている如く、補正係数Ｋcは走行車線の半径Ｒsが大きいほど小さくなるよう演算される。

ステップ４７０に於いては下記の式６に従って補正係数Ｋcと積算値Δψdiとの積として車両のヨー角偏差の微分値の絶対値の補正後の積算値Δψdiaが演算される。
Δψdia＝Ｋc×Δψdi …（６）

ステップ４８０に於いては下記の式７に従って車両の横位置偏差の微分値の絶対値の補正後の積算値ΔＹdiaと車両のヨー角偏差の微分値の絶対値の補正後の積算値Δψdiaとの和として運転者の運転技能指標値Ｉskillが演算される。
Ｉskill＝ΔＹdia＋Δψdia …（７）

次に図５に示されたフローチャートを参照して上記ステップ７００にて実行される非ＬＫＡ制御時の運転者の運転技能指標値Iskill演算ルーチンについて説明する。

まずステップ７２０に於いては走行軌跡制御のための目標操舵角θlktと実際の操舵角θとの偏差の微分値Δθdが演算されると共に、該微分値の絶対値の単位時間又は単位走行距離に於ける積算値Δθdiが演算される。

ステップ７３０に於いてはステップ４３０の場合と同様にステップ１１０に於いて演算された走行車線の半径Ｒsに基づいて図１３に示されたマップより走行車線の半径に基づく補正係数Ｋsが演算される。

ステップ７４０に於いては下記の式８に従って補正係数Ｋsと積算値Δθdiとの積として操舵角偏差の微分値の補正後の積算値Δθdiaが演算される。
Δθdia＝Ｋs×Δθdi …（８）

ステップ７５０に於いては走行軌跡制御のための目標操舵角θlktと実際の操舵角θとの位相差Δθhが演算されると共に、該位相差の絶対値の単位時間又は単位走行距離に於ける積算値Δθhiが演算される。

ステップ７６０に於いてはステップ４６０の場合と同様にステップ１１０に於いて演算された走行車線の半径Ｒsに基づいて図１４に示されたマップより走行車線の半径に基づく補正係数Ｋcが演算される。

ステップ７７０に於いては下記の式９に従って補正係数Ｋcと積算値Δθhiとの積として操舵角位相差の補正後の積算値Δθhiaが演算される。
Δθhia＝Ｋc×Δθhi …（９）

ステップ７８０に於いては下記の式１０に従って操舵角偏差の微分値の絶対値の補正後の積算値Δθdiaと操舵角位相差の絶対値の補正後の積算値Δθhiaとの和として運転者の運転技能指標値Ｉskillが演算される。
Ｉskill＝Δθdia＋Δθhia …（１０）

以上の説明より解る如く、ステップ１００に於いてはＬＫＡ制御の目標操舵角θlktが演算され、選択スイッチ７６がオンであるときには、ステップ２００に於いて肯定判別が行われ、ステップ４００乃至７００によりＬＫＡ制御が実行される。

特にステップ４００に於いて運転者の運転技能を示す運転技能指標値Iskillが演算され、ステップ５００に於いて運転技能指標値Iskillが大きくなるにつれて正の範囲にて漸次小さくなるようゲインＫsr、Ｋsy、Ｋshが可変設定される。

従って第一の実施形態によれば、運転者の運転技能が高い場合にはＬＫＡ制御による前輪の舵角の制御量を小さくし、ＬＫＡ制御に於ける目標軌跡に対する車両の追従性を低下させることができる。よって運転者の操舵操作による前輪の舵角の変更がＬＫＡ制御による前輪の舵角の制御により阻害される虞れを低減することができ、これによりＬＫＡ制御が実行される場合にも、運転技能が高い運転者が主体的な車両の運転に不満を感じる虞れを低減することができる。

逆に運転者の運転技能が低い場合にはＬＫＡ制御による前輪の舵角の制御量を大きくし、ＬＫＡ制御に於ける目標軌跡に対する車両の追従性を高くすることができる。よって運転者の操舵操作が適切ではなくてもＬＫＡ制御によって車両を目標軌跡に沿って走行させる可能性を高くすることができ、これにより運転技能が低い運転者が車両を運転する場合にも、ＬＫＡ制御によって車両を目標軌跡に沿って走行させることができる。

また第一の実施形態によれば、ＬＫＡ制御中には運転者の運転技能を示す運転技能指標値Iskillは図４に示されたフローチャートに従って演算され、運転技能指標値Iskillに応じてゲインＫsr、Ｋsy、Ｋshが自動的に可変設定される。従って運転者がスイッチ等を操作することを必要とせずにＬＫＡ制御に於ける目標軌跡に対する車両の追従性を自動的に修正することができる。
［第二の実施形態］

図１５は本発明による車両の走行軌跡制御装置の第二の実施形態に於ける前輪の舵角制御ルーチンを示すフローチャートである。尚図１５に於いて図２に示されたステップと同一のステップには図２に於いて付されたステップ番号と同一のステップ番号が付されている。このことは後述の第三の実施形態についても同様である。

この第二の実施形態に於いては、ステップ１００は図１６に示されたフローチャートに従って実行される。尚図１６に示されたフローチャートのステップ１１０乃至１４０及びステップ１７０乃至１９０はそれぞれ第一の実施形態に於ける対応するステップと同様に実行される。

図１６と図３との比較より解る如く、ステップ５５０が完了するとステップ１５０ではなくステップ１６０が実行される。ステップ１６０に於いては前サイクルのステップ６００に於いて演算された目標横位置調整量ΔＹdajtを使用して上記式３に対応する下記の式１１に従って車線の中央に沿う目標軌跡に沿って車両を走行させるための車両の目標横加速度Ｇytsが演算される。尚制御の開始時には目標横位置調整量ΔＹdajtは０に設定される。またゲインＫsr、Ｋsy、ＫshはＲＯＭに記憶されたそれらのデフォルト値である。
Ｇyts＝Ｋsr×Ｒs＋Ｋsy（Ｙst＋ΔＹdajt−Ｙs）＋Ｋsh（ψst−ψs） …（１１）

また第二の実施形態に於いては、第一の実施形態に於けるステップ４００、５００及び８００は実行されず、ステップ５５０が完了するとステップ７００に先立ってステップ６００が実行される。ステップ６００に於いては図１７に示されたフローチャートに従って運転者の軌跡変更の意思の有無の判定が行われると共に、運転者が希望する軌跡変更のための目標横位置調整量ΔＹdajtが演算される。

また運転技能指標値Iskillは演算されないので、ステップ９００に於いては車速Ｖのみに基づいて図１０に於いて二点鎖線にて示されたマップより車速に基づく補正係数Ｋvskが演算される。

次に図１７に示されたフローチャートを参照して上記ステップ６００にて実行される目標横位置調整量ΔＹdajt演算ルーチンについて説明する。

まずステップ６１０に於いては運転者に軌跡変更の意思があるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときには図１７に示されたフローチャートによる制御が一旦終了され、肯定判別が行われたときには制御はステップ６２０へ進む。この場合目標操舵角θlktと操舵角θとの偏差θ−θlktの絶対値が基準値θwill（正の定数）以上である状況が基準継続時間Ｔwill（正の定数）以上継続しているときに運転者に軌跡変更の意思があると判定されてよい。

ステップ６２０に於いては運転者の軌跡変更の意思の強さを示す指標値Ｉwillが演算される。例えば目標操舵角θlktと操舵角θとの偏差θ−θlktの絶対値が基準値θwill以上である状況の継続時間をΔＴとして、下記の式１２に従って偏差θ−θlktの絶対値と継続時間ΔＴとの積の積算値が指標値Ｉwillとして演算される。
Ｉwill＝∫（｜θ−θlkt｜ΔＴ）dt …（１２）

ステップ６３０に於いては運転者の軌跡変更の意思の強さを示す指標値Ｉwill及び車速Ｖに基づいて図１８に示されたマップより運転者の希望に則して走行軌跡を変更するための車両の目標横位置調整量ΔＹadjtが演算される。

ステップ６４０に於いては目標横位置調整量ΔＹadjtの変化率が予め設定された値を越えないよう、また目標横位置調整量ΔＹadjtの大きさが走行車線の幅による制限量を越えないよう、目標横位置調整量ΔＹadjtに対しガード処理が行われる。

ステップ６５０に於いては次のサイクルのステップ１６０に於ける車両の目標横加速度Ｇytsの演算に備えて、ガード処理後の目標横位置調整量ΔＹadjtがＥＥＰＲＯＭに書き込まれることによって記憶される。

かくして第二の実施形態によれば、ステップ６００に於いて運転者の軌跡変更の意思の有無の判定が行われると共に、運転者が希望する軌跡変更のための目標横位置調整量ΔＹdajtが演算される。そしてステップ６２０及び６３０に於いてそれぞれ運転者の軌跡変更の意思の強さを示す指標値Ｉwill及び車速Ｖに基づいて運転者の希望に則して走行軌跡を変更するための車両の目標横位置調整量ΔＹadjtが演算される。更にステップ１６０に於いて目標横位置調整量ΔＹdajtを使用して車両を車線の中央に沿う目標軌跡に沿って走行させるための車両の目標横加速度Ｇytsが演算される。

ステップ６００に於いて、目標操舵角θlktと操舵角θとの偏差θ−θlktの絶対値が基準値θwill以上である状況が基準継続時間Ｔwill以上継続しているときに運転者に軌跡変更の意思があると判定されてよい。この判定方法によれば、運転者に軌跡変更の意思がある場合には、そのことを確実に判定することができる。

また第二の実施形態によれば、運転者に軌跡変更の意思があるときには、その意思の強さに応じてＬＫＡ制御による車両の横位置の制御量を可変させ、これによりＬＫＡ制御に於ける目標軌跡に対する車両の追従性を変化させることができる。

例えば運転者の軌跡変更の意思が強い場合にはＬＫＡ制御による車両の横位置の制御量を小さくし、ＬＫＡ制御に於ける目標軌跡に対する車両の追従性を低下させることができる。よって運転者の操舵操作による走行軌跡の変更がＬＫＡ制御による前輪の舵角の制御により阻害される虞れを低減することができ、これによりＬＫＡ制御が実行される場合にも、運転者が軌跡変更に関し不満を感じる虞れを低減することができる。

逆に運転者の軌跡変更の意思が弱い場合にはＬＫＡ制御による車両の横位置の制御量を大きくし、ＬＫＡ制御に於ける目標軌跡に対する車両の追従性を高くすることができる。よってＬＫＡ制御によって車両を目標軌跡に沿って走行させる可能性を高くすることができ、これによりＬＫＡ制御によって運転者が積極的に操舵操作しなくても車両を目標軌跡に沿って走行させることができる。

また第二の実施形態によれば、運転者の軌跡変更の意思の強さを示す指標値Ｉwillは図１７に示されたフローチャートに従って演算され、指標値Ｉwillに応じて走行軌跡を変更するための車両の目標横位置調整量ΔＹadjtが自動的に可変設定される。従って運転者がスイッチ等を操作することを必要とせずにＬＫＡ制御に於ける目標軌跡に対する車両の追従性を自動的に修正することができる。
［第三の実施形態］

図１９は第一及び第二の実施形態の組合せとして構成された本発明による車両の走行軌跡制御装置の第三の実施形態に於ける前輪の舵角制御ルーチンを示すフローチャートである。

この第三の実施形態に於いては、ステップ１００は第二の実施形態と同様に図１６に示されたフローチャートに従って実行される。しかしステップ１６０に於いては式１１に於けるゲインＫsr、Ｋsy、Ｋshは前サイクルのステップ５００に於いて演算されＥＥＰｒｏｍに記憶されている値に設定される。

また第一の実施形態の場合と同様に４００、５００及び８００も実行され、また第三の実施形態の場合と同様にステップ５５０が完了するとステップ７００に先立ってステップ６００が実行される。

従ってこの第三の実施形態によれば、上述の第一及び第二の実施形態の両方の作用効果が得られるので、ＬＫＡ制御に於ける目標軌跡に対する車両の追従性を運転者の運転技能及び目標軌跡変更の意思の強さの両者に応じて好ましく修正することができる。

尚上述の各実施形態の説明に於いては、ＬＫＡ制御に於ける目標軌跡に対する車両の追従性を変化させる際の変化率の大きさについては言及されておらず、この変化率は車速Ｖに関係なく一定であってもよい。しかしこの変化率は車速Ｖが高いときには車速Ｖが低いときに小さくなるよう、車速Ｖに応じて可変設定されてよい。この後者の構成によれば、車速Ｖが低い状況に於いて車両の追従性を遅れなく変化させると共に、車速Ｖが高い状況に於いて車両の追従性の変化に起因して車両の走行安定性が低下する虞れを低減することができる。

また制御モードから非制御モードへ切替わる際に車両の追従性に対応する操舵制御装置１４（特に舵角可変装置３０のステアリングギヤ比）の応答性が記憶されてよい。そして非制御モードにて車両の走行が継続されるときに記憶されている応答性に基づいて操舵制御装置１４の応答性が制御されてよい。この構成によれば、制御モードから非制御モードへ切替わった後に非制御モードにて車両の走行が継続される状況に於いて、運転者が操舵操作に対する車両の追従性に違和感を覚える虞れを低減することができる。

また非制御モードにて車両の走行が終了する際に操舵制御装置１４の応答性が記憶され、非制御モードにて車両の走行が開始する際に操舵制御装置１４の応答性が記憶している応答性に設定されてよい。この構成によれば、車両の走行が終了する際に操舵制御装置１４の応答性がリセットされ記憶されない場合に比して、車両の走行が開始する際に運転者が操舵操作に対する車両の追従性に違和感を覚える虞れを低減することができる。

特に上述の第一及び第三の実施形態によれば、図４に示されたフローチャートに従ってＬＫＡ制御時の運転者の運転技能の判定が行われることにより、運転者の運転技能を示す運転技能指標値Iskillが演算される。そして運転技能指標値Ｉskillは車両の横位置偏差の微分値の絶対値の補正後の積算値ΔＹdiaと車両のヨー角偏差の微分値の絶対値の補正後の積算値Δψdiaとの和として演算される。

一般に、運転者の運転技能が高いときには車両の横位置Ｙsと車両の推定横位置Ｙestとの偏差の微分値ΔＹdの大きさは大きくならないが、運転者の運転技能が低いときには偏差の微分値ΔＹdの大きさが大きくなり易い。同様に運転者の運転技能が高いときには車両のヨー角ψsと車両の推定ヨー角ψestとの偏差の微分値Δψdの大きさは大きくならないが、運転者の運転技能が低いときには偏差の微分値Δψdの大きさが大きくなり易い。

第一及び第三の実施形態によれば、積算値ΔＹdia及び積算値Δψdiaの両方に基づいてＬＫＡ制御時の運転技能指標値Ｉskillが演算される。従って積算値ΔＹdia及び積算値Δψdiaの一方のみに基づいて運転技能指標値Ｉskillが演算される場合に比してＬＫＡ制御時に運転者の運転技能を確実に判定することができる。

尚運転技能指標値Ｉskillは車両の横位置偏差の微分値の絶対値の補正後の積算値ΔＹdia又は車両のヨー角偏差の微分値の絶対値の補正後の積算値Δψdiaとして演算されてもよい。また運転技能指標値Ｉskillは目標操舵角θlktと操舵角θとの偏差の絶対値の積算値を考慮して演算されてもよい。

また第一及び第三の実施形態によれば、積算値ΔＹdia及び積算値Δψdiaの重み和に基づいて運転技能指標値Ｉskillが演算される。そして走行車線の半径が大きいときには走行車線の半径が小さいときに比して第一の運転技能判定値としての積算値ΔＹdiaの重みが大きくされる。よって走行車線の半径が大きいときには積算値ΔＹdiaを重視して運転技能指標値Ｉskillを演算し、走行車線の半径が小さいときには積算値Δψdiaを重視して運転技能指標値Ｉskillを演算することができる。従って走行車線の半径の大小に関係なく積算値ΔＹdia及び積算値Δψdiaの重みが一定である場合に比して、運転者の運転技能を適正に判定することができる。

また第一及び第三の実施形態によれば、ステップ４１０に於いて目標操舵角θlktに基づいて走行車線の基準位置に対する車両の推定横位置Ｙest及び走行車線に対する車両の推定ヨー角ψestが運転者の操舵操作の影響を受けない値として演算される。そしてステップ４２０乃至４８０に於いて車両の推定横位置Ｙest及び走行車線に対する車両の推定ヨー角ψestに基づいて運転者の運転技能指標値Ｉskillが演算される。従ってＬＫＡ制御によるふらつき等の影響を排除して運転者の運転技能を適正に判定することができる。

また上述の第一及び第三の実施形態によれば、図５に示されたフローチャートに従って非ＬＫＡ制御時の運転者の運転技能の判定が行われることにより、運転者の運転技能を示す運転技能指標値Iskillが演算される。そして運転技能指標値Ｉskillは操舵角偏差の微分値の補正後の積算値Δθdiaと操舵角位相差の補正後の積算値Δθhiaとの和として演算される。

一般に、運転者の運転技能が高いときには走行軌跡制御のための目標操舵角θlkatと実際の操舵角θとの偏差の微分値Δθdの大きさは大きくならないが、運転者の運転技能が低いときには偏差の微分値Δθdの大きさが大きくなり易い。同様に運転者の運転技能が高いときには目標操舵角θlktと実際の操舵角θとの位相差Δθhの大きさは大きくならないが、運転者の運転技能が低いときには位相差Δθhの大きさが大きくなり易い。従って第一及び第三の実施形態によれば、非ＬＫＡ制御時に運転者の運転技能を確実に判定することができる。

第一及び第三の実施形態によれば、積算値Δθdia及び積算値Δθhiaの両方に基づいて非ＬＫＡ制御時の運転技能指標値Ｉskillが演算される。従って積算値Δθdia及び積算値Δθhiaの一方のみに基づいて運転技能指標値Ｉskillが演算される場合に比して非ＬＫＡ制御時に運転者の運転技能を確実に判定することができる。

尚運転技能指標値Ｉskillは車操舵角偏差の微分値の補正後の積算値Δθdia又は操舵角位相差の補正後の積算値Δθhiaとして演算されてもよい。また運転技能指標値Ｉskillは目標操舵角θlktと操舵角θとの偏差の絶対値の積算値を考慮して演算されてもよい。

また第一及び第三の実施形態によれば、積算値Δθdia及び積算値Δθhiaの重み和に基づいて運転技能指標値Ｉskillが演算される。そして走行車線の半径が大きいときには走行車線の半径が小さいときに比して第三の運転技能判定値としての積算値Δθdiaの重みが大きくされる。よって走行車線の半径が大きいときには積算値Δθdiaを重視して運転技能指標値Ｉskillを演算し、走行車線の半径が小さいときには積算値Δθhiaを重視して運転技能指標値Ｉskillを演算することができる。従って走行車線の半径の大小に関係なく積算値積算値Δθdia及び積算値Δθhiaの重みが一定である場合に比して、運転者の運転技能を適正に判定することができる。

また上述の第一及び第三の実施形態によれば、非ＬＫＡ制御時にはステップ９００に於いて車速Ｖ及び運転技能指標値Iskillに基づいて補正係数Ｋvskが演算され、ステップ９５０に於いて補正係数Ｋvskと操舵角θとの積とし目標ピニオン角度φntが演算される。従って非ＬＫＡ制御時には運転技能指標値Iskillが大きいときには運転技能指標値Iskillが小さいときに比してステアリングギヤ比を小さくすることができる。

よって運転者の運転技能が高い場合にはステアリングギヤ比を小さくし、運転者の操舵操作に対する前輪の舵角変化の応答性を高くし、運転者が不満を覚える虞れを低減することができる。逆に運転者の運転技能が低い場合にはステアリングギヤ比を大きくし、運転者の不適切な操舵操作に起因して前輪の舵角が不必要に変化することを抑制し、これにより非ＬＫＡ制御時に於ける車両の走行安定性を向上させることができる。

尚上述の第二及び第三の実施形態に於いては、運転者の軌跡変更の意思の強さを示す指標値Ｉwillは目標操舵角θlktと操舵角θとの偏差θ−θlktの絶対値の積算値として演算される。しかし指標値Ｉwillは例えば車両の横位置偏差の絶対値の積算値として演算されてもよく、操舵角偏差の絶対値の積算値と車両の横位置偏差の絶対値の積算値との和として演算されてもよい。

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。

例えば上述の各実施形態に於いては、走行車線の半径Ｒs、走行車線の基準位置に対する車両の横位置Ｙs、走行車線に対する車両のヨー角ψs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横加速度Ｇytsが演算される。そして目標横加速度Ｇytsに基づいてＬＫＡ制御のための目標操舵角θlktが演算される。しかし走行車線の半径Ｒs、走行車線の基準位置に対する車両の横位置Ｙs、走行車線に対する車両のヨー角ψsの何れかが省略されてもよく、またＬＫＡ制御のための目標操舵角θlktは他の要領にて演算されてもよい。

また上述の第一及び第三の実施形態に於いては、ステップ５００に於いて目標操舵角θlktの演算に使用されるゲインＫsr、Ｋsy、Ｋshの全てが運転技能指標値Iskillに応じて可変設定されるようになっている。しかし運転技能指標値Iskillに応じて可変設定されるゲインはＫsr、Ｋsy、Ｋshの何れか一つ又は二つであってもよい。

また上述の第一乃至第三の実施形態に於いては、非ＬＫＡ制御時にも運転技能指標値Iskillが演算され、運転技能指標値Iskillに基づいて補正係数Ｋvskが演算されることにより、ステアリングギヤ比が運転技能指標値Iskillに応じて可変設定される。しかし非ＬＫＡ制御時に於ける運転技能指標値Iskillの演算が省略され、ステアリングギヤ比は車速Ｖのみに応じて可変設定されるよう修正されてもよい。

１０…走行軌跡制御装置、１４…前輪用操舵制御装置、２０…ステアリングホイール、２２…パワーステアリング装置、３０…舵角可変装置、４０…電子制御装置、５０…制動装置、６２…操舵角センサ、６８…ＣＣＤカメラ、７４…選択スイッチ

Claims (15)

1. 目標軌跡に追従するよう車両を走行させるための操舵輪の目標舵角を演算し、前記目標舵角に基づいて舵角制御手段により操舵輪の舵角を制御することにより車両の走行軌跡制御を行う車両の走行軌跡制御装置に於いて、運転者の運転技能及び軌跡変更意思の少なくとも一方を判定し、判定結果に基づいて前記走行軌跡制御に於ける目標軌跡に対する車両の追従性を可変設定することを特徴とする車両の走行軌跡制御装置。
2. 運転者の運転技能が高いときには運転者の運転技能が低いときに比して前記車両の追従性を低く設定することを特徴とする請求項１に記載の車両の走行軌跡制御装置。
3. 運転者の運転操作を反映する実際の走行パラメータと車両を目標軌跡に追従させるための目標走行パラメータとの差分の変化率に基づいて運転者の運転技能を判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の走行軌跡制御装置。
4. 運転者の軌跡変更意思が強いときには運転者の軌跡変更意思が弱いときに比して前記車両の追従性を低く設定することを特徴とする請求項１に記載の車両の走行軌跡制御装置。
5. 運転者の運転操作を反映する実際の走行パラメータと車両を目標軌跡に追従させるための目標走行パラメータとの差分の大きさが基準値以上である状況の継続時間に基づいて運転者の軌跡変更意思の有無を判定することを特徴とする請求項１又は４に記載の車両の走行軌跡制御装置。
6. 運転者の軌跡変更意思があると判定した場合に於ける前記差分の大きさと継続時間との積に基づいて運転者の軌跡変更意思の強さを判定することを特徴とする請求項５に記載の車両の走行軌跡制御装置。
7. 前記走行軌跡制御装置は走行車線の情報に基づいて走行車線に対する車両の横方向位置、走行車線に対する車両のヨー角、走行車線の半径の少なくとも一つの軌跡制御パラメータを推定し、少なくとも一つ方の軌跡制御パラメータに基づいて操舵輪の目標舵角を演算し、前記走行パラメータは前記車両の横方向位置、前記車両のヨー角、操舵輪の舵角の少なくとも一つを含んでいることを特徴とする請求項３又は５に記載の車両の走行軌跡制御装置。
8. 前記車両の横方向位置の差分の変化率に基づく第一の運転技能判定値と、前記車両のヨー角の差分の変化率に基づく第二の運転技能判定値との重み和により運転者の運転技能を判定し、走行車線の半径が大きいときには走行車線の半径が小さいときに比して前記第一の運転技能判定値の重みを大きくすることを特徴とする請求項３に記載の車両の走行軌跡制御装置。
9. 前記走行軌跡制御による影響が排除された目標走行パラメータを使用することを特徴とする請求項３に記載の車両の走行軌跡制御装置。
10. 車速が高いときには車速が低いときに比して前記車両の追従性を変化する際の変化率を小さくすることを特徴とする請求項１乃至９の何れか一つに記載の車両の走行軌跡制御装置。
11. 前記走行軌跡制御装置は前記走行軌跡制御を行う制御モードと前記走行軌跡制御を行わない非制御モードとに切替わることができ、前記非制御モードに於いても操舵輪の目標舵角を演算し、前記差分は操舵輪の目標舵角と操舵輪の実際の舵角との差分を含んでいることを特徴とする請求項３に記載の車両の走行軌跡制御装置。
12. 前記非制御モードに於いては、前記舵角の差分の変化率に基づく第三の運転技能判定値と、前記操舵輪の目標舵角と操舵輪の実際の舵角との位相差に基づく第四の運転技能判定値との重み和により運転者の運転技能を判定し、走行車線の半径が大きいときには走行車線の半径が小さいときに比して前記第三の運転技能判定値の重みを大きくすることを特徴とする請求項１１に記載の車両の走行軌跡制御装置。
13. 前記舵角制御手段は運転者の操舵操作に対する操舵輪の舵角の変化の応答性を変更可能であり、前記走行軌跡制御装置は前記非制御モードに於いては運転者の運転技能の判定結果に応じて前記舵角制御手段の応答性を可変設定することを特徴とする請求項１３に記載の車両の走行軌跡制御装置。
14. 前記制御モードから前記非制御モードへ切替わる際に前記車両の追従性に対応する前記舵角制御手段の応答性を記憶し、前記非制御モードにて車両の走行が継続されるときには記憶している応答性に基づいて前記舵角制御手段の応答性を制御することを特徴とする請求項１３に記載の車両の走行軌跡制御装置。
15. 前記走行軌跡制御装置は前記非制御モードにて車両の走行が終了する際に前記舵角制御手段の応答性を記憶し、前記非制御モードにて車両の走行が開始する際には前記舵角制御手段の応答性を記憶している応答性に設定することを特徴とする請求項１３に記載の車両の走行軌跡制御装置。

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