JP5445485B2

JP5445485B2 - Vehicle travel control device

Info

Publication number: JP5445485B2
Application number: JP2011030049A
Authority: JP
Inventors: 真生上山; 隆博小城
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-02-15
Filing date: 2011-02-15
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2031-02-15
Also published as: JP2012166720A

Description

本発明は、例えばＥＰＳ（Electric Power Steering：電動パワーステアリング装置）、ＶＧＲＳ（Variable Gear Ratio Steering：可変ギア比ステアリング装置）等の各種操舵機構を備えた車両において、例えばＬＫＡ（Lane Keeping Assist：車線維持走行）等を行う車両の走行制御装置の技術分野に関する。 The present invention relates to a vehicle equipped with various steering mechanisms such as EPS (Electric Power Steering) and VGRS (Variable Gear Ratio Steering), for example, LKA (Lane Keeping Assist: Lane Maintenance). The present invention relates to a technical field of a travel control device for a vehicle that performs travel.

この種の装置として、例えば、車両のレーンキープモード時には、目標舵角を達成するために電動式パワーステアリング及び各車輪の制動圧を制御すると共に走行路に対する車両の横方向位置のずれやヨー角のずれを低減するためにステアリングギア比可変装置を制御する装置が提案されている（特許文献１参照）。 As this type of device, for example, when the vehicle is in the lane keeping mode, the electric power steering and the braking pressure of each wheel are controlled to achieve the target rudder angle, and the lateral position deviation or yaw angle of the vehicle with respect to the travel path is controlled. An apparatus for controlling the steering gear ratio variable device has been proposed in order to reduce the deviation (see Patent Document 1).

また、操舵制御によって車両の軌跡制御を行う際、軌跡制御の目標舵角に対応する制御量をＥＰＳとＶＧＲＳの一方で出力し、他方は一方の出力に応じた制御量を出力する装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。 In addition, when performing vehicle trajectory control by steering control, a device is also proposed that outputs a control amount corresponding to the target rudder angle of the trajectory control, one of EPS and VGRS, and the other outputs a control amount corresponding to one output. (For example, refer to Patent Document 2).

また、車両の後輪の舵角を制御することにより該車両の操舵制御を行っている際に、運転者の意識的なハンドル操作が検出された場合は、ハンドル操作状態及びハンドル操作方向に応じて操舵制御の制御量を減少補正する装置も提案されている（特許文献３参照）。 When steering control of the vehicle is performed by controlling the steering angle of the rear wheel of the vehicle, if a driver's conscious steering operation is detected, it depends on the steering operation state and steering operation direction. There has also been proposed a device for reducing and correcting the control amount of steering control (see Patent Document 3).

特開２００７−１６０９９８号公報JP 2007-160998 A 特開２００８−０６６５１号公報JP 2008-06651 A 特開平１１−２４５８３２号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-245832

しかしながら、上述の特許文献１に記載の装置では、レーンキープに起因する車両の軌跡制御の方向と、車両の運転者の操舵方向とが一致する場合と一致しない場合とで、操舵量に対する車両の応答性が異なるため、運転者が違和感を覚える可能性があるという技術的問題点がある。 However, in the device described in Patent Document 1 described above, the vehicle trajectory control direction caused by the lane keep and the vehicle driver steering direction coincide with or does not coincide with the steering amount of the vehicle. Since the responsiveness is different, there is a technical problem that the driver may feel uncomfortable.

また、上述の特許文献２に記載の装置では、ＥＰＳ及びＶＧＲＳの二種類の操舵制御デバイスを使用して一方のデバイスによる軌跡制御によって生じる不具合を他方のデバイスで補償しているが、特許文献１と同様に、操舵量に対する車両の応答性に起因して運転者が違和感を覚えるという技術的問題点がある。 Further, in the apparatus described in Patent Document 2 described above, a malfunction caused by trajectory control by one device using two types of steering control devices, EPS and VGRS, is compensated by the other device. Similarly, there is a technical problem that the driver feels uncomfortable due to the responsiveness of the vehicle to the steering amount.

また、上述の特許文献３に記載の装置では、軌跡制御の方向と操舵方向とが一致するか否かに応じて制御量を変更しているが、運転者が車両の応答性に起因する違和感を覚える可能性があるという技術的問題点がある。 In the device described in Patent Document 3 described above, the control amount is changed depending on whether or not the direction of the trajectory control matches the steering direction, but the driver feels uncomfortable due to the responsiveness of the vehicle. There is a technical problem that there is a possibility of memorizing.

ここで特に、このような軌跡追従制御とドライバ操舵とが干渉することによる違和感を緩和するにあたって、軌跡追従制御の応答性を低下させることが考えられる。即ち、ドライバのオーバーライドに対する軌跡追従制御の干渉を抑制することにより、違和感を低減するのである。 Here, in particular, in mitigating the uncomfortable feeling caused by the interference between the trajectory tracking control and the driver steering, it is conceivable to reduce the responsiveness of the trajectory tracking control. In other words, the sense of incongruity is reduced by suppressing the interference of the trajectory tracking control with respect to the driver override.

ところが、このような制御は、ドライバの操舵入力に関する情報（例えば、操舵角や操舵速度等の情報）が、正確に取得されていることが前提となる。このため、何らかの理由により、これら操舵入力に関する情報を検出する各種のセンサのセンサ出力値が読み取れなくなった場合等には、ドライバの操舵入力を正確に把握出来ないことに起因して、応答性を低下させた軌跡追従制御により、軌跡追従制御に係る追従性が十分に確保できないといった新たな問題を生じ得る。 However, such control is based on the premise that information related to the driver's steering input (for example, information such as the steering angle and the steering speed) has been accurately acquired. For this reason, when the sensor output values of various sensors that detect information related to the steering input cannot be read for some reason, the driver's steering input cannot be accurately grasped, resulting in responsiveness. Due to the reduced trajectory tracking control, a new problem that the tracking performance related to the trajectory tracking control cannot be sufficiently secured may occur.

本発明は、係る新規な問題点に想到してなされたものであり、ドライバ操舵との干渉による違和感を緩和しつつ、操舵入力情報を検出するデバイスの機能失陥時においても、好適な軌跡追従性を確保可能な車両の走行制御装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such a new problem, and it is preferable to follow a trajectory even in the case of a malfunction of a device that detects steering input information while alleviating a sense of incongruity due to interference with driver steering. It is an object of the present invention to provide a travel control device for a vehicle that can ensure safety.

上述した課題を解決するため、本発明に係る車両の走行制御装置は、操舵入力軸の回転角である操舵角と、操舵輪の回転角である舵角との関係を変化させることが可能な舵角可変手段を備えた車両における走行制御装置であって、前記車両の軌跡が目標路に近付くように前記舵角可変手段を制御する軌跡制御手段と、前記車両の運転者によりハンドルを介して前記操舵入力軸に与えられる操舵入力に関する操舵入力情報を取得する取得手段と、前記取得された操舵入力情報に応じて前記軌跡制御手段による軌跡制御の応答性を変更すると共に、前記操舵入力情報が取得出来ない場合に前記軌跡制御の応答性を向上させる応答性変更手段とを具備することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the vehicle travel control apparatus according to the present invention can change the relationship between the steering angle that is the rotation angle of the steering input shaft and the steering angle that is the rotation angle of the steering wheel. A travel control device for a vehicle including a rudder angle varying unit, a trajectory control unit for controlling the rudder angle varying unit so that the trajectory of the vehicle approaches a target road, and a driver of the vehicle via a handle An acquisition unit that acquires steering input information related to a steering input given to the steering input shaft, and a response of the trajectory control by the trajectory control unit is changed according to the acquired steering input information, and the steering input information is And responsiveness changing means for improving the responsiveness of the trajectory control when it cannot be acquired.

本発明に係る車両は、舵角可変手段を少なくとも備えて構成される。舵角可変手段は、操舵入力軸の回転角である操舵角と、操舵輪の回転角である舵角との関係を変化させることが可能である。舵角可変手段は、操舵角と舵角との関係を、段階的に又は連続的に可変とし得る、物理的、機械的、電気的又は磁気的な各種装置を包含する概念である。 The vehicle according to the present invention includes at least a rudder angle varying unit. The steering angle variable means can change the relationship between the steering angle, which is the rotation angle of the steering input shaft, and the steering angle, which is the rotation angle of the steered wheels. The steering angle varying means is a concept including various physical, mechanical, electrical, or magnetic devices that can vary the relationship between the steering angle and the steering angle stepwise or continuously.

舵角可変手段によれば、操舵角と舵角との関係が一義的に規定されず、例えば操舵角と舵角との比を変化させることが可能となる、或いは、操舵角に無関係に舵角を変化させることが可能となる。 According to the rudder angle varying means, the relationship between the steering angle and the rudder angle is not uniquely defined. For example, the ratio of the steering angle to the rudder angle can be changed, or the rudder can be steered regardless of the steering angle. The angle can be changed.

本発明に係る車両の走行制御装置によれば、例えばメモリやプロセッサを適宜備え得る軌跡制御手段が、車両の軌跡を該車両の目標路（目標軌跡）に近付けるように舵角可変手段を制御する。 According to the vehicle travel control apparatus of the present invention, for example, a trajectory control means that can be appropriately provided with a memory and a processor controls the steering angle varying means so that the trajectory of the vehicle approaches the target path (target trajectory) of the vehicle. .

具体的には例えば、車載カメラ等により撮像された目標路の画像に基づいて、目標路の曲率、目標路を規定する白線等と車両との位置偏差及びヨー角偏差等（一例である）が算出又は推定され、それらに基づいて目標路に対して車両の軌跡を近付けるための目標横加速度（一例である）が算出又は推定される等した後に、これら算出又は推定された目標横加速度に基づいて、例えば舵角可変手段により舵角が変更されることに起因して該目標横加速度が得られるように制御量が決定され、該決定された制御量に基づいて舵角可変手段が制御される。 Specifically, for example, based on the image of the target road imaged by an in-vehicle camera or the like, the curvature of the target road, the white line that defines the target road, etc., the position deviation of the vehicle and the yaw angle deviation (an example) Based on the calculated or estimated target lateral acceleration after the calculated or estimated target lateral acceleration (an example) is calculated or estimated based on them. Thus, for example, the control amount is determined so that the target lateral acceleration is obtained due to the change of the steering angle by the steering angle variable means, and the steering angle variable means is controlled based on the determined control amount. The

また、本発明に係る車両の走行制御装置によれば、例えばセンサ或いはプロセッサ等の態様を採り得る取得手段により、操舵入力情報が取得される。 Further, according to the vehicle travel control apparatus of the present invention, the steering input information is acquired by an acquisition unit that can take an aspect such as a sensor or a processor.

操舵入力情報とは、運転者がハンドル（ステアリングホイル）を介して操舵入力軸に与える操舵入力に関する情報であり、具体的には、例えば、操舵角や操舵速度（操舵角速度）等の情報を意味する。操舵入力情報を取得する取得手段は、例えば、操舵角センサ等の検出手段であってもよいが、電気信号等としてこれら検出手段から検出対象の検出結果を取得するプロセッサ等であってもよいし、取得した検出結果に基づいた数値演算処理等を経て操舵入力情報を算出する手段等であってもよい。 Steering input information is information relating to steering input given to a steering input shaft by a driver via a steering wheel (steering wheel), and specifically means information such as a steering angle and a steering speed (steering angular velocity). To do. The acquisition unit that acquires the steering input information may be, for example, a detection unit such as a steering angle sensor, but may be a processor that acquires the detection result of the detection target from these detection units as an electrical signal or the like. Further, it may be a means for calculating the steering input information through a numerical calculation process based on the acquired detection result.

一方、本願発明者の研究によれば、以下の事項が判明している。即ち、軌跡制御手段を備える車両では、運転者がハンドル等の入力手段を介して操舵入力軸に入力する、人為的な操舵入力があった場合（所謂、オーバーライド時）には、運転者による操舵と、軌跡制御手段による軌跡制御とが互いに干渉し、運転者が違和感を覚える可能性がある。 On the other hand, according to the research of the present inventor, the following matters have been found. That is, in a vehicle equipped with trajectory control means, when there is an artificial steering input that is input to the steering input shaft by the driver via an input means such as a steering wheel (so-called overriding), steering by the driver is performed. And the trajectory control by the trajectory control means may interfere with each other, and the driver may feel uncomfortable.

特に、軌跡制御手段による軌跡制御は、フェールセールの観点と、例えば車載カメラの認識時間等とに起因して、比較的緩やかな車両挙動となる。また、運転者による操舵と軌跡制御手段による軌跡制御とは非連動である。このため、軌跡制御手段による軌跡制御の追従遅れに起因して、運転者の意図と、軌跡制御手段による軌跡制御の目標との間にズレが生じ、運転者が違和感を覚える可能性がある、或いは、車両挙動の安定化が妨げられる可能性がある。 In particular, the trajectory control by the trajectory control means has a relatively gradual vehicle behavior due to a fail-sale viewpoint and, for example, the recognition time of the in-vehicle camera. The steering by the driver and the trajectory control by the trajectory control means are not linked. For this reason, due to the follow-up delay of the trajectory control by the trajectory control means, a deviation occurs between the driver's intention and the trajectory control target by the trajectory control means, and the driver may feel uncomfortable. Or stabilization of a vehicle behavior may be prevented.

そこで本発明に係る車両の走行制御装置では、例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる応答性変更手段により、車両の運転者によりステアリングホイルを介して操舵入力軸に操舵入力がある場合（即ち、オーバーライドが生じた場合）に、軌跡制御手段による軌跡制御の応答性が変更される。 Therefore, in the vehicle travel control apparatus according to the present invention, for example, when the steering input is provided to the steering input shaft by the vehicle driver via the steering wheel by the responsiveness changing means including a memory, a processor, etc. (that is, override) ), The responsiveness of the trajectory control by the trajectory control means is changed.

ここで、「応答性」とは、例えば、車載カメラ等による路面の撮像結果が実際の舵角変化に反映されるまでの応答時間、当該応答時間の逆数としての応答周波数或いはこれらに基づいて算出される各種指標値等、軌跡制御の時間応答の度合いにより規定される性質を意味し、応答性が良い（悪い）又は高い（低い）とは、例えば、上記応答時間が短い（長い）ことを意味する。 Here, “responsiveness” is calculated based on, for example, the response time until the imaging result of the road surface by the vehicle-mounted camera or the like is reflected in the actual change in the steering angle, the response frequency as the reciprocal of the response time, or the like. This means a property defined by the degree of time response of the trajectory control, such as various index values, and responsiveness is good (bad) or high (low), for example, that the response time is short (long). means.

具体的には例えば、応答性変更手段は、取得される操舵入力情報に応じて、例えばオーバーライドがあるときに、軌跡制御手段による軌跡制御の応答周波数を基準値に対して低下させる。このようにして応答性を低下させれば、ドライバのオーバーライドによる車両の偏向が軌跡制御に反映されるまでの時間的猶予が大きくなるから、軌跡制御がドライバのオーバーライドに干渉する事態が防止され、車両の応答性に起因して運転者が違和感を覚えることを抑制することができる。 Specifically, for example, the responsiveness changing means lowers the response frequency of the trajectory control by the trajectory control means with respect to the reference value when there is an override, for example, according to the acquired steering input information. If the responsiveness is reduced in this way, the time delay until the vehicle deflection due to the driver override is reflected in the trajectory control is increased, so that the situation where the trajectory control interferes with the driver override is prevented. It can be suppressed that the driver feels uncomfortable due to the responsiveness of the vehicle.

尚、軌跡制御の応答周波数を低下させた場合、ドライバによるオーバーライド発生時の違和感を緩和し得る反面、軌跡制御における目標路への追従性が低下する懸念がある。このような問題を補償するため、応答性変更手段は、操舵入力情報に応じた応答性変更の一環として、操舵角速度から車両挙動を予測して、基本となる軌跡制御の制御量を、この予測された車両挙動に応じて適宜補正してもよい。この場合、軌跡制御における目標路への追従性を好適に確保することができるため、軌跡制御の応答周波数を低下させることによる違和感の緩和効果のみを享受することができる。 Note that when the response frequency of the trajectory control is lowered, it is possible to alleviate a sense of incongruity when an override is generated by the driver, but there is a concern that the followability to the target path in the trajectory control may be reduced. In order to compensate for such a problem, the responsiveness changing means predicts the vehicle behavior from the steering angular velocity as part of the responsiveness change according to the steering input information, and determines the control amount of the basic trajectory control. You may correct | amend suitably according to the vehicle behavior made. In this case, since the followability to the target path in the trajectory control can be suitably ensured, only the discomfort mitigating effect by reducing the response frequency of the trajectory control can be enjoyed.

ところで、応答性変更手段に係る軌跡制御の応答性変更に係る措置は、操舵入力情報が正確に得られていることを前提としている。従って、操舵入力情報が正確に得られない状況において、軌跡制御の応答性制御に確たる制御上の指針がない場合、軌跡制御による目標路への追従性が低下する、或いは車両挙動の十分な安定化が図られ難くなる。 By the way, the measure for changing the response of the trajectory control related to the response changing means is based on the assumption that the steering input information is obtained accurately. Therefore, in the situation where the steering input information cannot be obtained accurately, if there is no control guideline for the response control of the trajectory control, the followability to the target road by the trajectory control is reduced, or the vehicle behavior is sufficiently stable. It becomes difficult to achieve.

そこで、本発明に係る応答性変更手段は、操舵入力情報が取得出来ない場合に、軌跡制御に係る応答性を向上させる構成となっている。軌跡制御の応答性を向上させるとは、例えば、軌跡制御の応答周波数を基準値まで戻す、或いは、基準値よりも高周波側に上昇させること等を意味する。 Therefore, the responsiveness changing means according to the present invention is configured to improve the responsiveness related to the trajectory control when the steering input information cannot be acquired. Improving the response of the trajectory control means, for example, returning the response frequency of the trajectory control to a reference value or increasing the response frequency to a higher frequency side than the reference value.

このように、本発明に係る車両の走行制御装置によれば、操舵入力情報が正確に取得できない場合においては、軌跡制御の軌跡追従性を優先して軌跡制御の応答性を向上させることができる。従って、操舵入力情報が取得できない場合においても軌跡制御を好適に継続することが可能となるのである。 As described above, according to the vehicle travel control device of the present invention, when the steering input information cannot be obtained accurately, the trajectory tracking response of the trajectory control can be given priority and the response of the trajectory control can be improved. . Therefore, even when the steering input information cannot be acquired, the trajectory control can be preferably continued.

本発明に係る車両の走行制御装置の一の態様では、前記応答性変更手段は、操舵速度に応じて前記応答性を変更する。 In one aspect of the vehicle travel control apparatus according to the present invention, the responsiveness changing means changes the responsiveness according to a steering speed.

この態様によれば、応答性変更手段は、操舵入力情報としての操舵速度（端的には、ハンドルの回転角速度）に応じて応答性を変更する。 According to this aspect, the responsiveness changing means changes the responsiveness according to the steering speed (in short, the rotational angular speed of the steering wheel) as the steering input information.

この態様によれば、例えば、操舵速度が比較的速い場合、車両挙動の変動が比較的大きいと予測されるため、応答性変更手段は、軌跡制御手段による軌跡制御の応答性（例えば、応答周波数）を向上させる。このように構成すれば、例えば軌跡制御手段による軌跡制御に係る制御量が比較的大きく変動することを抑制することができる。或いは、軌跡制御手段による軌跡制御が、運転者の操舵に追従できなくなり、制御停止に至ることを防止することができる。 According to this aspect, for example, when the steering speed is relatively fast, it is predicted that the fluctuation of the vehicle behavior is relatively large. Therefore, the responsiveness changing unit is responsive to the trajectory control by the trajectory control unit (for example, the response frequency). ). If comprised in this way, it can suppress that the control amount which concerns on the locus | trajectory control by a locus | trajectory control means changes comparatively large, for example. Alternatively, the trajectory control by the trajectory control means cannot follow the driver's steering and can be prevented from stopping the control.

他方、操舵速度が比較的遅い場合、車両挙動の変動が比較的小さいと予測されるため、応答性変更手段は、軌跡制御手段による軌跡制御の応答性（例えば、応答周波数）を低下させる。このように構成すれば、運転者の操舵と軌跡制御手段による軌跡制御とが互いに干渉することを抑制することができる。この結果、車両の応答性に起因して運転者が違和感を覚えることを抑制することができる。 On the other hand, when the steering speed is relatively slow, the fluctuation in vehicle behavior is predicted to be relatively small, so the responsiveness changing means decreases the responsiveness (for example, response frequency) of the trajectory control by the trajectory control means. If comprised in this way, it can suppress that a driver | operator's steering and locus | trajectory control by locus | trajectory control means mutually interfere. As a result, the driver can be prevented from feeling uncomfortable due to the responsiveness of the vehicle.

本発明に係る車両の走行制御装置の他の態様では、前記応答性変更手段は、前記車両の走行条件に応じて前記応答性の向上に係る上昇量を補正する。 In another aspect of the vehicle travel control apparatus according to the present invention, the responsiveness changing means corrects the increase amount related to the improvement of the responsiveness in accordance with a travel condition of the vehicle.

この態様によれば、車両の走行条件に応じて、操舵入力情報取得不能な場合における応答性の向上の度合いが補正される。 According to this aspect, the degree of improvement in responsiveness when the steering input information cannot be acquired is corrected according to the traveling condition of the vehicle.

ここで、「車両の走行条件」とは、軌跡追従制御の安定性を相対的に低下させる要素を伴った条件を意味する。例えば、軌跡追従制御に関する制御ロジックが等しく、ある仮想の目標路に対する追従性が等しい場合であっても、走行路が狭小路である場合とそうでない場合とでは、後者の方が車両は安定的に走行していると言える。同様に、走行路が悪路である場合とそうでない場合とでは、後者の方が車両は安定的に走行していると言える。 Here, the “vehicle running condition” means a condition accompanied by an element that relatively lowers the stability of the trajectory tracking control. For example, even if the control logic for trajectory tracking control is the same and the tracking performance for a certain virtual target road is the same, the latter is more stable when the driving path is narrow or not. It can be said that it is driving. Similarly, it can be said that the vehicle is running stably in the latter case when the road is a bad road and when the road is not.

軌跡追従制御の応答性の向上は、軌跡追従制御の安定性と関連しており、軌跡追従制御の応答性を高めると、ドライバにおける操舵フィーリングが悪化する。その結果、目標路に対する追従性が確保される半面、車両挙動は総じて慌しくなり易い。このため、車両の走行条件によっては、ドライバの不安を煽る結果を招き易い。 The improvement in the response of the track following control is related to the stability of the track following control. When the response of the track following control is increased, the steering feeling in the driver is deteriorated. As a result, on the other hand, the followability to the target road is ensured, but the vehicle behavior tends to be ugly as a whole. For this reason, depending on the driving conditions of the vehicle, it is easy to cause a driver's anxiety.

この態様によれば、そのような意味においての車両の走行条件を勘案して、応答性向上の度合いが補正される。端的には、適宜応答性が減少側に補正される。その結果、車両の走行条件に応じた適切な安定性が確保され、操舵入力情報取得不能時において、車両の走行条件に対してよりロバストな軌跡追従性を確保することができる。 According to this aspect, the degree of improvement in responsiveness is corrected in consideration of the traveling condition of the vehicle in such a meaning. In short, the responsiveness is corrected to the decreasing side as appropriate. As a result, appropriate stability according to the vehicle driving conditions is ensured, and when the steering input information cannot be acquired, more robust trajectory followability can be ensured with respect to the vehicle driving conditions.

尚、この態様では、前記走行条件は、走行路の状態に関する条件であってもよい。
上述したように、走行路の状態、例えば、道幅、路面の荒れ具合、段差の有無等は、軌跡追従制御の応答性を過度に高めた場合には、かえって車両挙動を慌しくさせ易い。従って、これらを勘案して応答性を設定することによって、操舵入力情報取得不能時における好適なフェールセーフが実現される。 In this aspect, the travel condition may be a condition related to the state of the travel path.
As described above, the state of the traveling road, for example, the road width, the degree of road surface roughness, the presence or absence of a level difference, etc., tends to make the vehicle behavior worse if the responsiveness of the trajectory tracking control is excessively increased. Accordingly, by setting the responsiveness in consideration of these, a suitable failsafe when the steering input information cannot be obtained is realized.

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。 The effect | action and other gain of this invention are clarified from the form for implementing demonstrated below.

第１実施形態に係る車両の構成を概念的に示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram conceptually showing the configuration of a vehicle according to a first embodiment. 図１の車両においてＥＣＵが実行するＬＫＡ制御のフローチャートである。2 is a flowchart of LKA control executed by an ECU in the vehicle of FIG. 図２のＬＫＡ制御におけるヨー角偏差φとＬＫＡ基本目標角δ１との関係を例示する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a yaw angle deviation φ and an LKA basic target angle δ1 in the LKA control of FIG. 2. ＬＫＡ制御の応答周波数変更に係る概念図である。It is a conceptual diagram which concerns on the response frequency change of LKA control. 第２実施形態に係り、車両の走行条件と車両の安定性との関係を例示する概念図である。It is a conceptual diagram which illustrates the relationship between the driving | running | working conditions of a vehicle and vehicle stability concerning 2nd Embodiment.

以下、本発明に係る車両走行制御装置の実施形態を図面に基づいて説明する。 Embodiments of a vehicle travel control device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

＜第１実施形態＞
本発明に係る車両走行制御装置の第１実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。 <First Embodiment>
1st Embodiment of the vehicle travel control apparatus which concerns on this invention is described with reference to FIG.1 and FIG.2.

先ず、本実施形態に係る車両１の構成について、図１を参照して説明する。図１は、車両１の構成を概念的に示す概略構成図である。 First, the configuration of the vehicle 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram conceptually showing the configuration of the vehicle 1.

図１において、車両１は、操舵輪として左右一対の前輪ＦＬ及びＦＲを備え、これら前輪が転舵することにより所望の方向に進行可能に構成されている。車両１は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００、ＶＧＲＳアクチュエータ２００、ＶＧＲＳ駆動装置３００、ＥＰＳアクチュエータ４００及びＥＰＳ駆動装置５００を備える。 In FIG. 1, a vehicle 1 includes a pair of left and right front wheels FL and FR as steering wheels, and is configured to be able to travel in a desired direction by turning these front wheels. The vehicle 1 includes an ECU (Electronic Control Unit) 100, a VGRS actuator 200, a VGRS driving device 300, an EPS actuator 400, and an EPS driving device 500.

ＥＣＵ１００は、夫々不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備え、車両１の動作全体を制御可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「車両の走行制御装置」の一例である。 The ECU 100 is an electronic control unit that includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory) (not shown) and is configured to be able to control the entire operation of the vehicle 1. This is an example of a “vehicle travel control device”.

ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述するＬＫＡ制御を実行可能に構成されている。ＬＫＡ制御は、車両１を目標路（レーン）に追従させる制御であり、本発明に係る「軌跡制御手段」による車両の軌跡制御の一例である。 The ECU 100 is configured to be able to execute LKA control described later in accordance with a control program stored in the ROM. The LKA control is control for causing the vehicle 1 to follow the target road (lane), and is an example of vehicle trajectory control by the “trajectory control means” according to the present invention.

車両１では、ハンドル１１を介して運転者より与えられる操舵入力が、ハンドル１１と同軸回転可能に連結され、ハンドル１１と同一方向に回転可能な軸体たるアッパーステアリングシャフト１２に伝達される。アッパーステアリングシャフト１２は、本発明に係る「操舵入力軸」の一例である。アッパーステアリングシャフト１２は、その下流側の端部においてＶＧＲＳアクチュエータ２００に連結されている。 In the vehicle 1, a steering input given by a driver via a handle 11 is connected to the handle 11 so as to be coaxially rotatable, and is transmitted to an upper steering shaft 12 that is a shaft body that can rotate in the same direction as the handle 11. The upper steering shaft 12 is an example of the “steering input shaft” according to the present invention. The upper steering shaft 12 is connected to the VGRS actuator 200 at its downstream end.

ＶＧＲＳアクチュエータ２００は、ハウジング２０１、ＶＧＲＳモータ２０２及び減速機構２０３を備えた、本発明に係る「舵角可変手段」の一例である。 The VGRS actuator 200 is an example of the “steering angle varying means” according to the present invention, which includes a housing 201, a VGRS motor 202, and a speed reduction mechanism 203.

ハウジング２０１は、ＶＧＲＳモータ２０２及び減速機構２０３を収容してなるＶＧＲＳアクチュエータ２００の筐体である。ハウジング２０１には、前述したアッパーステアリングシャフト１２の下流側の端部が固定されており、ハウジング２０１は、アッパーステアリングシャフト１２と一体に回転可能となっている。 The housing 201 is a housing of the VGRS actuator 200 that houses the VGRS motor 202 and the speed reduction mechanism 203. The downstream end of the above-described upper steering shaft 12 is fixed to the housing 201, and the housing 201 can rotate integrally with the upper steering shaft 12.

ＶＧＲＳモータ２０２は、回転子たるロータ２０２ａ、固定子たるステータ２０２ｂ及び駆動力の出力軸たる回転軸２０２ｃを有するＤＣブラシレスモータである。ステータ２０２ｂは、ハウジング２０１内部に固定されており、ロータ２０２ａは、ハウジング２０１内部で回転可能に保持されている。回転軸２０２ｃは、ロータ２０２ａと同軸回転可能に固定されており、その下流側の端部が減速機構２０３に連結されている。 The VGRS motor 202 is a DC brushless motor having a rotor 202a serving as a rotor, a stator 202b serving as a stator, and a rotating shaft 202c serving as an output shaft for driving force. The stator 202b is fixed inside the housing 201, and the rotor 202a is rotatably held inside the housing 201. The rotating shaft 202c is fixed so as to be coaxially rotatable with the rotor 202a, and its downstream end is connected to the speed reduction mechanism 203.

減速機構２０３は、差動回転可能な複数の回転要素（サンギア、キャリア及びリングギア）を有する遊星歯車機構である。この複数の回転要素のうち、サンギアは、ＶＧＲＳモータ２０２の回転軸２０２ｃに連結されており、また、キャリアは、ハウジング２０１に連結されている。そしてリングギアが、ロアステアリングシャフト１３に連結されている。 The speed reduction mechanism 203 is a planetary gear mechanism having a plurality of rotational elements (sun gear, carrier, and ring gear) that can be differentially rotated. Among the plurality of rotating elements, the sun gear is connected to the rotating shaft 202 c of the VGRS motor 202, and the carrier is connected to the housing 201. A ring gear is connected to the lower steering shaft 13.

このような構成を有する減速機構２０３によれば、ハンドル１１の操作量に応じたアッパーステアリングシャフト１２の回転速度（即ち、キャリアに連結されたハウジング２０１の回転速度）と、ＶＧＲＳモータ２０２の回転速度（即ち、サンギアに連結された回転軸２０２ｃの回転速度）とにより、残余の一回転要素たるリングギアに連結されたロアステアリングシャフト１３の回転速度が一義的に決定される。この際、回転要素相互間の差動作用により、ＶＧＲＳモータ２０２の回転速度を増減制御することによって、ロアステアリングシャフト１３の回転速度を増減制御することが可能となる。即ち、ＶＧＲＳモータ２０２及び減速機構２０３の作用により、アッパーステアリングシャフト１２とロアステアリングシャフト１３とは相対回転可能である。また、減速機構２０３における各回転要素の構成上、ＶＧＲＳモータ２０２の回転速度は、各回転要素相互間のギア比に応じて定まる所定の減速比に従って減速された状態でロアステアリングシャフト１３に伝達される。 According to the speed reduction mechanism 203 having such a configuration, the rotational speed of the upper steering shaft 12 (that is, the rotational speed of the housing 201 connected to the carrier) corresponding to the operation amount of the handle 11 and the rotational speed of the VGRS motor 202 (That is, the rotational speed of the rotary shaft 202c connected to the sun gear) uniquely determines the rotational speed of the lower steering shaft 13 connected to the ring gear that is the remaining one rotational element. At this time, the rotational speed of the lower steering shaft 13 can be controlled to increase / decrease by controlling the rotational speed of the VGRS motor 202 to increase / decrease by the differential action between the rotating elements. That is, the upper steering shaft 12 and the lower steering shaft 13 can be rotated relative to each other by the action of the VGRS motor 202 and the speed reduction mechanism 203. Further, due to the configuration of each rotary element in the speed reduction mechanism 203, the rotation speed of the VGRS motor 202 is transmitted to the lower steering shaft 13 in a state where the speed is reduced according to a predetermined reduction ratio determined according to the gear ratio between the respective rotary elements. The

このように、車両１では、アッパーステアリングシャフト１２とロアステアリングシャフト１３とが相対回転可能であることによって、アッパーステアリングシャフト１２の回転量たる操舵角ＭＡと、ロアステアリングシャフト１３の回転量に応じて一義的に定まる（後述するラックアンドピニオン機構のギア比も関係する）操舵輪たる前輪の舵角との比たる操舵伝達比が、予め定められた範囲で連続的に可変となる。 Thus, in the vehicle 1, the upper steering shaft 12 and the lower steering shaft 13 can rotate relative to each other, so that the steering angle MA that is the amount of rotation of the upper steering shaft 12 and the amount of rotation of the lower steering shaft 13 are determined. The steering transmission ratio, which is uniquely determined (which also relates to the gear ratio of the rack and pinion mechanism described later) and the steering angle of the front wheel, which is the steering wheel, is continuously variable within a predetermined range.

尚、減速機構２０４は、ここに例示した遊星歯車機構のみならず、他の態様（例えば、アッパーステアリングシャフト１２及びロアステアリングシャフト１３に夫々歯数の異なるギアを連結し、各ギアと一部分で接する可撓性のギアを設置すると共に、係る可撓性ギアを、波動発生器を介して伝達されるモータトルクにより回転させることによって、アッパーステアリングシャフト１２とロアステアリングシャフト１３とを相対回転させる態様等）を有していてもよいし、遊星歯車機構であれ上記と異なる物理的、機械的、又は機構的態様を有していてよい。 The speed reduction mechanism 204 is not limited to the planetary gear mechanism illustrated here, but is connected to other modes (for example, gears having different numbers of teeth are connected to the upper steering shaft 12 and the lower steering shaft 13, respectively, and partially contact each gear. An aspect in which a flexible gear is installed and the upper steering shaft 12 and the lower steering shaft 13 are rotated relative to each other by rotating the flexible gear with a motor torque transmitted via a wave generator. The planetary gear mechanism may have a physical, mechanical, or mechanical aspect different from the above.

ＶＧＲＳ駆動装置３００は、ＶＧＲＳモータ２０２のステータ２０２ｂに対し通電可能に構成された、ＰＷＭ回路、トランジスタ回路及びインバータ等を含む電気駆動回路である。ＶＧＲＳ駆動装置３００は、図示せぬバッテリと電気的に接続されており、当該バッテリから供給される電力によりＶＧＲＳモータ２０２に駆動電圧を供給することが可能に構成されている。また、ＶＧＲＳ駆動装置３００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その動作はＥＣＵ１００により制御される構成となっている。尚、ＶＧＲＳ駆動装置３００は、ＶＧＲＳアクチュエータ２００と共に、本発明に係る「舵角可変手段」の一例を構成している。 The VGRS driving device 300 is an electric driving circuit including a PWM circuit, a transistor circuit, an inverter, and the like that are configured to be energized to the stator 202b of the VGRS motor 202. The VGRS driving device 300 is electrically connected to a battery (not shown), and is configured to be able to supply a driving voltage to the VGRS motor 202 with electric power supplied from the battery. Further, the VGRS driving device 300 is electrically connected to the ECU 100, and its operation is controlled by the ECU 100. The VGRS driving device 300, together with the VGRS actuator 200, constitutes an example of “steering angle varying means” according to the present invention.

ロアステアリングシャフト１３の回転は、ラックアンドピニオン機構に伝達される。ラックアンドピニオン機構は、ロアステアリングシャフト１３の下流側端部に接続されたピニオンギア１４及び当該ピニオンギアのギア歯と噛合するギア歯が形成されたラックバー１５を含む操舵力伝達機構であり、ピニオンギア１４の回転がラックバー１５の図中左右方向の運動に変換されることにより、ラックバー１５の両端部に連結されたタイロッド及びナックル（符号省略）を介して操舵力が各操舵輪に伝達される構成となっている。即ち、車両１では所謂ラックアンドピニオン式の操舵方式が実現されている。 The rotation of the lower steering shaft 13 is transmitted to the rack and pinion mechanism. The rack and pinion mechanism is a steering force transmission mechanism including a pinion gear 14 connected to a downstream end portion of the lower steering shaft 13 and a rack bar 15 formed with gear teeth that mesh with gear teeth of the pinion gear. The rotation of the pinion gear 14 is converted into the horizontal movement of the rack bar 15 in the drawing, so that the steering force is applied to each steered wheel via a tie rod and a knuckle (not shown) connected to both ends of the rack bar 15. It is configured to be transmitted. That is, the vehicle 1 realizes a so-called rack and pinion type steering system.

ＥＰＳアクチュエータ４００は、永久磁石が付設されてなる回転子たる不図示のロータと、当該ロータを取り囲む固定子であるステータとを含むＤＣブラシレスモータとしてのＥＰＳモータを備える。このＥＰＳモータは、ＥＰＳ駆動装置５００を介した当該ステータへの通電によりＥＰＳモータ内に形成される回転磁界の作用によってロータが回転することにより、その回転方向にアシストトルクＴＡを発生可能に構成されている。 The EPS actuator 400 includes an EPS motor as a DC brushless motor including a rotor (not shown) as a rotor to which a permanent magnet is attached, and a stator as a stator surrounding the rotor. This EPS motor is configured to be capable of generating an assist torque TA in the rotation direction when the rotor is rotated by the action of a rotating magnetic field formed in the EPS motor by energizing the stator via the EPS driving device 500. ing.

一方、ＥＰＳモータの回転軸たるモータ軸には、不図示の減速ギアが固定されており、この減速ギアはまた、ピニオンギア１４と噛合している。このため、ＥＰＳモータから発せられるアシストトルクＴＡは、ピニオンギア１４の回転をアシストするアシストトルクとして機能する。ピニオンギア１４は、先に述べたようにロアステアリングシャフト１３に連結されており、ロアステアリングシャフト１３は、ＶＧＲＳアクチュエータ２００を介してアッパーステアリングシャフト１２に連結されている。従って、アッパーステアリングシャフト１２に加えられる運転者操舵トルクＭＴは、アシストトルクＴＡにより適宜アシストされた形でラックバー１５に伝達され、運転者の操舵負担が軽減される構成となっている。 On the other hand, a reduction gear (not shown) is fixed to the motor shaft that is the rotation shaft of the EPS motor, and this reduction gear is also meshed with the pinion gear 14. For this reason, the assist torque TA generated from the EPS motor functions as an assist torque that assists the rotation of the pinion gear 14. The pinion gear 14 is connected to the lower steering shaft 13 as described above, and the lower steering shaft 13 is connected to the upper steering shaft 12 via the VGRS actuator 200. Accordingly, the driver steering torque MT applied to the upper steering shaft 12 is transmitted to the rack bar 15 in a form that is appropriately assisted by the assist torque TA, so that the driver's steering burden is reduced.

ＥＰＳ駆動装置５００は、ＥＰＳモータのステータに対し通電可能に構成された、ＰＷＭ回路、トランジスタ回路及びインバータ等を含む電気駆動回路である。ＥＰＳ駆動装置５００は、図示せぬバッテリと電気的に接続されており、当該バッテリから供給される電力によりＥＰＳモータに駆動電圧を供給することが可能に構成されている。また、ＥＰＳ駆動装置５００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その動作はＥＣＵ１００により制御される構成となっている。 The EPS drive device 500 is an electric drive circuit including a PWM circuit, a transistor circuit, an inverter, and the like that are configured to be energized to the stator of the EPS motor. The EPS driving device 500 is electrically connected to a battery (not shown), and is configured to be able to supply a driving voltage to the EPS motor with electric power supplied from the battery. Further, the EPS driving device 500 is electrically connected to the ECU 100, and its operation is controlled by the ECU 100.

一方、車両１には、操舵トルクセンサ１６、操舵角センサ１７及び回転センサ１８を含む各種センサが備わっている。 On the other hand, the vehicle 1 includes various sensors including a steering torque sensor 16, a steering angle sensor 17, and a rotation sensor 18.

操舵トルクセンサ１６は、運転者からハンドル１１を介して与えられる運転者操舵トルクＭＴを検出可能に構成されたセンサである。 The steering torque sensor 16 is a sensor configured to be able to detect a driver steering torque MT given from the driver via the handle 11.

より具体的に説明すると、アッパーステアリングシャフト１２は、上流部と下流部とに分割されており、図示せぬトーションバーにより相互に連結された構成を有している。係るトーションバーの上流側及び下流側の両端部には、回転位相差検出用のリングが固定されている。このトーションバーは、車両１の運転者がハンドル１１を操作した際にアッパーステアリングシャフト１２の上流部を介して伝達される操舵トルク（即ち、運転者操舵トルクＭＴ）に応じてその回転方向に捩れる構成となっており、係る捩れを生じさせつつ下流部に操舵トルクを伝達可能に構成されている。従って、操舵トルクの伝達に際して、先に述べた回転位相差検出用のリング相互間には回転位相差が発生する。操舵トルクセンサ１６は、係る回転位相差を検出すると共に、係る回転位相差を操舵トルクに換算して操舵トルクＭＴに対応する電気信号として出力可能に構成されている。 More specifically, the upper steering shaft 12 is divided into an upstream portion and a downstream portion, and has a configuration in which they are connected to each other by a torsion bar (not shown). Rings for detecting a rotational phase difference are fixed to both upstream and downstream ends of the torsion bar. This torsion bar is twisted in the rotational direction in accordance with the steering torque (ie, driver steering torque MT) transmitted through the upstream portion of the upper steering shaft 12 when the driver of the vehicle 1 operates the handle 11. The steering torque can be transmitted to the downstream portion while causing such a twist. Therefore, when the steering torque is transmitted, a rotational phase difference is generated between the above-described rings for detecting the rotational phase difference. The steering torque sensor 16 is configured to detect the rotational phase difference and to convert the rotational phase difference into a steering torque and output it as an electrical signal corresponding to the steering torque MT.

また、操舵トルクセンサ１６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された操舵トルクＭＴは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。 Further, the steering torque sensor 16 is electrically connected to the ECU 100, and the detected steering torque MT is referred to by the ECU 100 at a constant or indefinite period.

操舵角センサ１７は、アッパーステアリングシャフト１２の回転量を表す操舵角ＭＡを検出可能に構成された角度センサである。操舵角センサ１７は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された操舵角ＭＡは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。 The steering angle sensor 17 is an angle sensor configured to be able to detect a steering angle MA that represents the amount of rotation of the upper steering shaft 12. The steering angle sensor 17 is electrically connected to the ECU 100, and the detected steering angle MA is referred to by the ECU 100 at a constant or indefinite period.

回転センサ１８は、ＶＧＲＳアクチュエータ２００におけるハウジング２０１（即ち、回転角で言うならばアッパーステアリングシャフト１２と同等である）とロアステアリングシャフト１３との回転位相差を検出可能に構成されたロータリーエンコーダである。回転センサ１８は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された回転位相差は、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。 The rotation sensor 18 is a rotary encoder configured to detect a rotational phase difference between the housing 201 (that is, equivalent to the upper steering shaft 12 in terms of the rotation angle) and the lower steering shaft 13 in the VGRS actuator 200. . The rotation sensor 18 is electrically connected to the ECU 100, and the detected rotation phase difference is referred to by the ECU 100 at a constant or indefinite period.

車速センサ１９は、車両１の速度たる車速Ｖを検出可能に構成されたセンサである。車速センサ１９は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速Ｖは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。 The vehicle speed sensor 19 is a sensor configured to be able to detect the vehicle speed V that is the speed of the vehicle 1. The vehicle speed sensor 19 is electrically connected to the ECU 100, and the detected vehicle speed V is referred to by the ECU 100 at a constant or indefinite period.

車載カメラ２０は、車両１のフロントノーズに設置され、車両１の前方における所定領域を撮像可能に構成された撮像装置である。車載カメラ２０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、撮像された前方領域は、画像データとしてＥＣＵ１００に一定又は不定の周期で送出される構成となっている。ＥＣＵ１００は、この画像データを解析し、ＬＫＡ制御に必要な各種データを取得することが可能である。 The in-vehicle camera 20 is an imaging device that is installed on the front nose of the vehicle 1 and configured to be able to image a predetermined area in front of the vehicle 1. The in-vehicle camera 20 is electrically connected to the ECU 100, and the captured front area is sent to the ECU 100 as image data at a constant or indefinite period. The ECU 100 can analyze the image data and acquire various data necessary for LKA control.

次に、ＥＣＵ１００が実行するＬＫＡ制御について、図２を参照して説明する。図２は、本実施形態に係るＥＣＵが実行するＬＫＡ制御のフローチャートである。 Next, the LKA control executed by the ECU 100 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart of LKA control executed by the ECU according to the present embodiment.

図２において、ＥＣＵ１００は、車両１に備わる各種スイッチ類の操作信号、各種フラグ及び上記各種センサに係るセンサ信号等を含む各種信号を読み込む（ステップＳ１０１）と共に、予め車両１の車室内に設置されたＬＫＡ制御発動用の操作ボタンがドライバにより操作される等した結果としてＬＫＡモードが選択されているか否かを判別する（ステップＳ１０２）。ＬＫＡモードが選択されていない場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０１に戻す。 In FIG. 2, the ECU 100 reads various signals including operation signals of various switches provided in the vehicle 1, various flags and sensor signals related to the various sensors (step S <b> 101), and is installed in the vehicle 1 in advance. It is determined whether or not the LKA mode is selected as a result of the operation button for activating the LKA control being operated by the driver (step S102). When the LKA mode is not selected (step S102: NO), the ECU 100 returns the process to step S101.

ＬＫＡモードが選択されている場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、車載カメラ２０から送出される画像データに基づいて、ＬＫＡの目標路を規定する白線（目標路（ここでは、車線）を規定する路面構造物又は路面表示物の一例である）が検出されているか否かを判別する（ステップＳ１０３）白線が検出されていない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、仮想の目標路を設定できないため、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０１に戻す。一方、白線が検出されている場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、車両１を目標路に追従させるに際して必要となる路面情報を算出する（ステップＳ１０４）。 When the LKA mode is selected (step S102: YES), the ECU 100 defines a white line (target road (here, lane)) that defines the LKA target path based on the image data sent from the in-vehicle camera 20. It is determined whether or not a road surface structure or road surface display object is detected (step S103) If a white line is not detected (step S103: NO), a virtual target road cannot be set. ECU 100 returns the process to step S101. On the other hand, when the white line is detected (step S103: YES), the ECU 100 calculates road surface information necessary for causing the vehicle 1 to follow the target road (step S104).

ステップＳ１０４においては、白線と車両１との横方向の偏差たるレーンオフセットＹ又は白線と車両１とのヨー角偏差φが算出される。ＥＣＵ１００は、このレーンオフセットＹ又はヨー角偏差φに基づいて、車両１を目標路へ追従させるために必要となる前輪舵角の変化量たる、ＬＫＡ基本目標角δ１を決定する（ステップＳ１０５）。 In step S104, the lane offset Y, which is the lateral deviation between the white line and the vehicle 1, or the yaw angle deviation φ between the white line and the vehicle 1 is calculated. Based on the lane offset Y or yaw angle deviation φ, the ECU 100 determines the LKA basic target angle δ1 that is the amount of change in the front wheel steering angle that is necessary for the vehicle 1 to follow the target road (step S105).

ここで、図３を参照し、ＬＫＡ基本目標角δ１について説明する。ここに、図３は、ＬＫＡ基本目標角δ１とヨー角偏差φとの関係を例示する図である。 Here, the LKA basic target angle δ1 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between the LKA basic target angle δ1 and the yaw angle deviation φ.

図３において、ＬＫＡ基本目標角δ１は、ヨー角偏差φに対し、ゼロ点近傍領域のみ比較的急峻であり、それ以降は、ヨー角偏差φの絶対値の増加に対して緩やかに増加する増加関数となる。 In FIG. 3, the LKA basic target angle δ1 is relatively steep only in the vicinity of the zero point with respect to the yaw angle deviation φ, and thereafter increases gradually with increasing absolute value of the yaw angle deviation φ. It becomes a function.

図２に戻り、ＬＫＡ基本目標角δ１が決定されると、ＥＣＵ１００は、操舵入力情報の有無を判定する（ステップＳ１０６）。尚、本実施形態において、操舵入力情報とは、操舵角ＭＡと操舵角ＭＡの時間微分値である操舵角速度ＭＡ’（即ち、本発明に係る「操舵速度」の一例）を意味する。また、ここでは、操舵入力情報が得られているものとして説明を続ける。 Returning to FIG. 2, when the LKA basic target angle δ1 is determined, the ECU 100 determines the presence or absence of steering input information (step S106). In the present embodiment, the steering input information means the steering angle MA and a steering angular velocity MA ′ that is a time differential value of the steering angle MA (that is, an example of “steering velocity” according to the present invention). Here, the description will be continued assuming that the steering input information is obtained.

操舵入力情報が得られている場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、即ち、操舵角センサ１７が異常信号を出力している或いは操舵角センサ１７が応答しない等といった事態が発生していない場合、ＥＣＵ１００は、操舵入力が有るか否か、即ちドライバ操舵による操舵角ＭＡがゼロでないか否かを判定する（ステップＳ１０７）。操舵入力が無い場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、処理はステップＳ１１０に移行する。ステップＳ１１０については後述する。 When the steering input information is obtained (step S106: YES), that is, when there is no occurrence such as the steering angle sensor 17 outputting an abnormal signal or the steering angle sensor 17 not responding, the ECU 100 Then, it is determined whether or not there is a steering input, that is, whether or not the steering angle MA by the driver steering is not zero (step S107). If there is no steering input (step S107: NO), the process proceeds to step S110. Step S110 will be described later.

操舵入力が有る場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、先ずＬＫＡ制御の応答周波数ｆＬＫＡを基準値に対し低減する（ステップＳ１０８）。 When there is a steering input (step S107: YES), the ECU 100 first reduces the response frequency fLKA of the LKA control with respect to the reference value (step S108).

ここで、応答周波数ｆＬＫＡが高い程、画像処理や演算処理が高速化されることに起因して、操舵対象輪（ここでは、前輪）の舵角制御の頻度が高くなる。その結果、目標路への追従性は良好となるが、ドライバ操舵への干渉の度合いは大きくなる。そこで、ドライバの操舵入力が発生している場合、ＥＣＵ１００は、ＬＫＡ制御の応答周波数ｆＬＫＡを、このような干渉が実践的にみて十分に緩和され得る程度の低周波領域まで低下させるのである。 Here, the higher the response frequency fLKA, the higher the speed of image processing and calculation processing, and the higher the steering angle control frequency of the steering target wheel (here, the front wheel). As a result, the followability to the target road is good, but the degree of interference with driver steering is increased. Therefore, when the steering input of the driver is generated, the ECU 100 reduces the response frequency fLKA of the LKA control to a low frequency region where such interference can be sufficiently mitigated from a practical viewpoint.

一方、このようにＬＫＡ制御の応答周波数を低下させてしまうと、ＬＫＡ制御における目標路への追従性が低下する。そこで、ＥＣＵ１００は、更に、通常角δ２と軌跡補正角δ３を算出する（ステップＳ１０９）。 On the other hand, if the response frequency of the LKA control is lowered in this way, the followability to the target path in the LKA control is lowered. Therefore, ECU 100 further calculates normal angle δ2 and locus correction angle δ3 (step S109).

ここで、通常角δ２とは、操舵角ＭＡに車速Ｖに応じた所定の定常ゲインを乗じてなる第１の角度要素と、操舵角速度ＭＡ’に車速Ｖに応じた所定の微分ゲインを乗じてなる第２の角度要素との加算値であり、ドライバの操舵入力に応じてＶＧＲＳアクチュエータ２００が実現すべき通常の舵角変化量を意味する。 Here, the normal angle δ2 is obtained by multiplying the steering angle MA by a predetermined steady gain corresponding to the vehicle speed V and the steering angular speed MA ′ by a predetermined differential gain corresponding to the vehicle speed V. This is an addition value with the second angle element, and means a normal steering angle change amount that the VGRS actuator 200 should realize in accordance with the steering input of the driver.

これとは別に、軌跡補正角δ３とは、操舵角速度ＭＡ’に対して設定される軌跡補正量を車速Ｖに応じた所定のフィルタ周波数で処理した角度であり、その時点のドライバ操舵が、ＬＫＡ制御の応答周波数ｆＬＫＡに従ってＬＫＡ制御に反映されるのに先んじて、ＬＫＡ制御の最終目標角δＬＫＡに当該ドライバ操舵を反映させるための補正量を意味する。 Separately, the trajectory correction angle δ3 is an angle obtained by processing the trajectory correction amount set with respect to the steering angular velocity MA ′ with a predetermined filter frequency corresponding to the vehicle speed V. Prior to being reflected in the LKA control according to the control response frequency fLKA, it means a correction amount for reflecting the driver steering in the final target angle δLKA of the LKA control.

ＥＣＵ１００は、最終的に、ＬＫＡ基本目標角δ１と、通常角δ２と軌跡補正角δ３とを加算することによってＬＫＡ最終角δＬＫＡを算出する（ステップＳ１１０）。尚、ステップＳ１０７においてドライバの操舵入力が無い場合には、ＬＫＡ基本目標角δ１がＬＫＡ最終角δＬＫＡとなる。 The ECU 100 finally calculates the LKA final angle δLKA by adding the LKA basic target angle δ1, the normal angle δ2, and the trajectory correction angle δ3 (step S110). When there is no driver steering input in step S107, the LKA basic target angle δ1 becomes the LKA final angle δLKA.

ＬＫＡ最終角δＬＫＡが算出されると、ＶＧＲＳアクチュエータ２００が、このＬＫＡ最終角δＬＫＡを実現すべく駆動制御され、処理がステップＳ１０１に戻される。 When the LKA final angle δLKA is calculated, the VGRS actuator 200 is driven and controlled to realize the LKA final angle δLKA, and the process returns to step S101.

このようなＬＫＡ制御によれば、車両１の軌跡を目標路に追従させると共に、ドライバ操舵に対応する舵角変化と、目標路への追従に係る舵角変化との干渉の度合いが緩和され、ドライバにおける違和感が緩和される。 According to such LKA control, the trajectory of the vehicle 1 follows the target road, and the degree of interference between the steering angle change corresponding to the driver steering and the steering angle change related to the tracking to the target road is reduced. The driver feels uncomfortable.

一方、このような効果は、正常に操舵入力情報が得られている場合に限られる。例えば、操舵角センサ１７に一時的にせよ恒久的にせよ何らかの異常が生じた場合等においては、操舵角ＭＡ及び操舵角速度ＭＡ’が正常に入力されないことから、ステップＳ１０９に係る処理が実質的に無効となる。その結果、ステップＳ１０８に係るＬＫＡ制御の応答周波数低減措置のみが有効となり、目標路への追従性の低下が顕在化し易い。 On the other hand, such an effect is limited to the case where the steering input information is normally obtained. For example, when some abnormality occurs in the steering angle sensor 17 temporarily or permanently, the steering angle MA and the steering angular velocity MA ′ are not normally input. It becomes invalid. As a result, only the response frequency reduction measure of the LKA control according to step S108 becomes effective, and a decrease in the followability to the target road is likely to be manifested.

そこで、操舵入力情報が無い場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、ＬＫＡ制御の応答周波数ｆＬＫＡを基準値に戻すか、或いは、より目標路への追従性を確保すべく基準値よりも高い周波数まで上昇させる（ステップＳ１１１）。 Therefore, when there is no steering input information (step S106: NO), the ECU 100 returns the response frequency fLKA of the LKA control to the reference value, or a frequency higher than the reference value in order to ensure followability to the target road. (Step S111).

その結果、何らかの理由により操舵入力情報が得られない状況においても、操舵角ＭＡ及び操舵角速度ＭＡ’に依存しないＬＫＡ基本目標角δ１に基づいた目標路への追従が好適に実現されるのである。 As a result, even in a situation where the steering input information cannot be obtained for some reason, the tracking to the target road based on the LKA basic target angle δ1 that does not depend on the steering angle MA and the steering angular velocity MA ′ is preferably realized.

ここで、図４を参照し、ＬＫＡ制御の応答周波数について説明する。ここに、図４は、応答周波数ｆＬＫＡと車速Ｖとの関係を例示する図である。 Here, the response frequency of the LKA control will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between the response frequency fLKA and the vehicle speed V.

図４において、応答周波数ｆＬＫＡの基準値の特性が図示ＰＲＦ＿Ａ（実線参照）として示される。また、ＬＫＡ制御におけるステップＳ１０８の応答周波数低下措置により設定される応答周波数の特性が図示ＰＲＦ＿Ｃ（鎖線参照）として示される。また、ＬＫＡ制御におけるステップＳ１１１に係る応答周波数上昇措置により設定される応答周波数の特性が図示ＰＲＦ＿Ｂ（破線参照）として示される。 In FIG. 4, the characteristic of the reference value of the response frequency fLKA is shown as an illustrated PRF_A (see solid line). Further, the characteristic of the response frequency set by the response frequency reduction measure in step S108 in the LKA control is shown as illustrated PRF_C (see the chain line). Further, the characteristic of the response frequency set by the response frequency increase measure according to step S111 in the LKA control is shown as illustrated PRF_B (see the broken line).

応答周波数ｆＬＫＡは、車速の上昇に伴って緩やかに減少する減少関数である。これは、車速が高い程、舵角変化が車両挙動に与える影響が大きくなるためであり、相対的にＬＫＡ制御の感度を低下させることによって、車両挙動の不安定化を防止しているのである。 The response frequency fLKA is a decreasing function that gradually decreases as the vehicle speed increases. This is because the higher the vehicle speed, the greater the influence of the change in the steering angle on the vehicle behavior, and the relative instability of the LKA control is reduced to prevent the vehicle behavior from becoming unstable. .

＜第２実施形態＞
次に、図５を参照し、第１実施形態に係るＬＫＡ制御の運用上生じ得る問題点について説明する。ここに、図５は、車両の走行路条件と車両の安定性との関係を例示する概念図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。 Second Embodiment
Next, with reference to FIG. 5, problems that may occur in the operation of the LKA control according to the first embodiment will be described. Here, FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating the relationship between the traveling road condition of the vehicle and the stability of the vehicle. In the figure, the same reference numerals are given to the same portions as those in FIG. 1, and the description thereof will be omitted as appropriate.

図５において、図５（ａ）は、車両１が路幅Ｗ１の曲路２ＡをＬＫＡ制御に従って走行している状態を示しており、図５（ｂ）は路幅Ｗ２（Ｗ２＜Ｗ１）の曲路２Ｂを同様に走行している状態を示している。 5A, FIG. 5A shows a state in which the vehicle 1 is traveling on a curved road 2A having a road width W1 in accordance with LKA control, and FIG. 5B shows a road width W2 (W2 <W1). The state which is drive | working the curved path 2B similarly is shown.

ここで、ＬＫＡ制御におけるステップＳ１１１において、ＬＫＡ制御の応答周波数ｆＬＫＡを上昇させると、特に、基準値よりも増加させると、車両１は目標路（鎖線）に対して追従するものの、車両挙動は総じて慌しくなる（破線の軌跡参照）。 Here, in step S111 in the LKA control, when the response frequency fLKA of the LKA control is increased, particularly when the response frequency fLKA is increased above the reference value, the vehicle 1 follows the target road (chain line), but the vehicle behavior is generally (See the broken line trajectory).

このため、車両１の走行条件、特に走行路の条件によっては、車両挙動が相対的に不安定となる。このような問題点を克服するため、第２実施形態に係るＬＫＡ制御では、ＥＣＵ１００が走行路の情報を取得し、この走行路の情報に基づいて、ＬＫＡ制御の応答周波数ｆＬＫＡを適宜減少側に補正する。 For this reason, the vehicle behavior becomes relatively unstable depending on the travel conditions of the vehicle 1, particularly the conditions of the travel path. In order to overcome such problems, in the LKA control according to the second embodiment, the ECU 100 acquires information on the travel path, and based on the travel path information, the response frequency fLKA of the LKA control is appropriately reduced. to correct.

走行路の情報としては、車載カメラ２０による走行路の撮像結果に基づいた画像認識処理や、より簡便には、車両１にカーナビゲーション処理装置や各種路車間通信装置等が備わる場合には、これらから必要な情報を取得してもよい。 As the information on the traveling road, image recognition processing based on the imaging result of the traveling road by the in-vehicle camera 20, or more simply, when the vehicle 1 includes a car navigation processing device, various road-to-vehicle communication devices, etc. Necessary information may be acquired from.

また、ここでは走行路の路幅を例として示したが、走行路の路面状態も、車両の安定性に大きく影響し得る。その点に鑑み、ＥＣＵ１００は、上述した走行路の路幅に替えて又は加えて、走行路の路面状態（摩擦係数や段差の有無等）に基づいて応答周波数を低下させてもよい。 In addition, although the road width of the traveling road is shown here as an example, the road surface state of the traveling road can greatly affect the stability of the vehicle. In view of this point, the ECU 100 may lower the response frequency based on the road surface condition (friction coefficient, presence / absence of a step, etc.) instead of or in addition to the above-described road width of the road.

このように走行路の情報に基づいて応答周波数ｆＬＫＡを減少補正することによって、走行路の状態に応じた適切な目標路への追従性が得られ、車両挙動を走行路の状態によらず安定ならしめることが可能となる。 In this way, by correcting and decreasing the response frequency fLKA based on the information on the road, it is possible to follow the target road according to the state of the road and to stabilize the vehicle behavior regardless of the state of the road. It becomes possible to make it equal.

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両の走行制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification. The apparatus is also included in the technical scope of the present invention.

１…車両、１１…ハンドル、１２…アッパーステアリングシャフト、１００…ＥＣＵ、２００…ＶＧＲＳアクチュエータ、３００…ＶＧＲＳ駆動装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle, 11 ... Handle, 12 ... Upper steering shaft, 100 ... ECU, 200 ... VGRS actuator, 300 ... VGRS drive device

Claims

操舵入力軸の回転角である操舵角と、操舵輪の回転角である舵角との関係を変化させることが可能な舵角可変手段を備えた車両における走行制御装置であって、
前記車両の軌跡が目標路に近付くように前記舵角可変手段を制御する軌跡制御手段と、
前記車両の運転者によりハンドルを介して前記操舵入力軸に与えられる操舵入力に関する操舵入力情報を取得する取得手段と、
前記取得された操舵入力情報に応じて前記軌跡制御手段による軌跡制御の応答性を変更すると共に、前記操舵入力情報が取得出来ない場合に前記軌跡制御の応答性を向上させる応答性変更手段と、
を具備することを特徴とする車両の走行制御装置。 A travel control device in a vehicle including a steering angle variable means capable of changing a relationship between a steering angle that is a rotation angle of a steering input shaft and a steering angle that is a rotation angle of a steering wheel,
Trajectory control means for controlling the rudder angle varying means so that the trajectory of the vehicle approaches a target road;
Obtaining means for obtaining steering input information related to a steering input given to the steering input shaft via a steering wheel by a driver of the vehicle;
Responsiveness change means for changing the responsiveness of the trajectory control by the trajectory control means according to the acquired steering input information, and improving the responsiveness of the trajectory control when the steering input information cannot be obtained;
A vehicle travel control device comprising:

前記応答性変更手段は、操舵速度に応じて前記応答性を変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両の走行制御装置。 The vehicle travel control apparatus according to claim 1, wherein the responsiveness changing unit changes the responsiveness according to a steering speed.

前記応答性変更手段は、前記車両の走行条件に応じて前記応答性の向上に係る上昇量を補正する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の走行制御装置。 3. The vehicle travel control device according to claim 1, wherein the responsiveness changing unit corrects an increase amount related to the improvement of the responsiveness according to a travel condition of the vehicle.

前記走行条件は、走行路の状態に関する条件である
ことを特徴とする請求項３に記載の車両の走行制御装置。 The vehicle travel control device according to claim 3, wherein the travel condition is a condition related to a state of a travel path.