JP5287871B2 - 車両の走行支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばＥＰＳ（Electronic controlled Power Steering：電子制御式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）、ＡＲＳ（Active Rear Steering：後輪操舵装置）又はＳＢＷ（Steer By Wire：電子制御舵角可変装置）等の各種操舵機構を備えた車両における、例えばＬＫＡ（Lean Keep Assist：レーンキープアシスト）等の走行支援装置の技術分野に関する。

この種の装置として、電動式パワーステアリング装置と転舵角可変装置とを使用してレーンキープ走行を行わしめるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された車両の操舵制御装置（以下、「従来の技術」と称する）によれば、レーンキープ走行時、曲率半径に基づく目標舵角が得られるように電動式パワーステアリング装置を制御すると共に走行路に対する車両の横方向位置やヨー角のずれを転舵角可変装置によって制御することにより、車両を目標走行経路に沿って良好に走行させることが可能であるとされている。

尚、車両を目標走行経路に沿って走行させるための目標転舵角Δδｔ１と、車両の挙動を規範状態に近づけるための目標転舵角Δδｔｓとに基づいて目標転舵角Δδｔを設定するものが公知である（例えば、特許文献２参照）。

また、ヨー角が大きくなる程、目標可変転舵角を補正する補正量を大きくするものが公知である（例えば、特許文献３参照）。

特開２００７−１６０９９８号公報 特開２００６−１４３１０１号公報 特開２００８−１３７６１２号公報

操舵輪に直接的に又は間接的に何某かの駆動力を付与することによって舵角を変化させ目標路への追従を図るに際しては、操舵輪を含む操舵系からの反力がステアリングホイルに作用し、極端な場合にはステアリングホイルが逆操舵されることがある。また、ドライバが与える操舵トルクを補助する補助トルクを操舵系に付与することによって舵角を変化させ得る構成においては、ステアリングホイルはドライバの意思とは無関係に操作されることになるため、高い確率でドライバが違和感を覚え得る。即ち、目標路に対する追従を単一の操舵機構により実現することは一般的に困難である。

一方、上記従来の技術では、電動式パワーステアリング装置及び転舵角可変装置といった複数の操舵機構が使用されているものの、単に各機構が独立してレーンキープに係る制御の一部を負担しているに過ぎないため、例えば電動式パワーステアリング装置により曲率半径に基づく目標舵角を実現しようとした場合には上記違和感の発生が避けられず、また転舵角可変装置により横方向位置やヨー角のずれを制御しようとした場合には、ステアリングホイルに対する反力の影響が車両の挙動に影響を与え得る。

尚、上記違和感の発生に関し補足すれば、この種の違和感は、ドライバの不要な操舵操作を招来する可能性が高いから、車両の挙動の不安定化を招き得る。また、例えば上記転舵角可変装置等を利用して単位操舵角当たりの舵角を大きくした場合、相対的に目標舵角を得るのに要する操舵角を減少側に補正することが可能となり得るが、このように単位操舵角当たりの舵角を大きくしてしまうと、ドライバの意思によりなされる操舵操作に対して舵角が大きく変化して車両のロバスト性が低下するから、結局は車両の挙動の不安定化を招き得る。このように、従来の技術には、車両を目標走行路に追従させるに際して車両の挙動が不安定になりかねないという技術的な問題点がある。

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、車両挙動の不安定化を招くことなく車両を目標走行路に追従させ得る車両の走行支援装置を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係る車両の走行支援装置は、ステアリングホイルを介して操舵入力軸に付与される操舵トルクを補助可能な操舵トルク補助手段と、操舵輪と連結された操舵出力軸を前記操舵入力軸に対し相対回転させることにより前記操舵入力軸の回転角たる操舵角と前記操舵輪の回転角た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とを備えた車両の走行支援装置であって、前記車両を目標走行路に追従させるための、前記操舵トルク補助手段及び前記舵角可変手段のうち一方に対応する第１制御目標値を設定する第１設定手段と、前記設定された第１制御目標値に基づいて前記一方を制御する第１制御手段と、前記一方の制御により前記車両を前記目標走行路に追従させるに際し生じる前記車両の挙動変化が抑制されるように前記操舵トルク補助手段及び前記舵角可変手段のうち他方に対応する第２制御目標値を設定する第２設定手段と、前記設定された第２制御目標値に基づいて前記他方を制御する第２制御手段とを具備し、前記第１設定手段は、前記第１制御目標値として目標補助トルクを設定し、前記第１制御手段は、該設定された目標補助トルクに基づいて前記操舵トルク補助手段を制御し、前記第２設定手段は、前記第２制御目標値として、前記目標走行路に対する追従がなされない時と較べて減少するように前記操舵角に対する前記操舵出力軸の回転角を規定する操舵伝達比を設定し、前記第２制御手段は、該設定された操舵伝達比に基づいて前記舵角可変手段を制御することを特徴とする。

本発明に係る車両には、操舵トルク補助手段と舵角可変手段とが少なくとも備わる。

本発明に係る操舵トルク補助手段とは、ステアリングホイル（一般的に「ハンドル」とも称される）に直接的に又は間接的に連結される操舵入力軸に対しドライバから付与される人為的な操舵入力に相当するドライバ操舵トルクを補助可能な手段を包括する概念である。この際、操舵トルク補助手段におけるドライバ操舵トルクの補助態様は、直接的及び間接的の別を問わず、また少なくとも設置スペース、コスト、耐久性或いは信頼性等に基づいた実質的な制約（そのような制約が存在するとして）の範囲内において自由であってよい趣旨である。

即ち、操舵トルク補助手段は、操舵入力軸に対し操舵トルクを直接補助する補助トルクを付与する構成を採ってもよいし、操舵入力軸に直接的に又は間接的に連結される操舵出力軸にこの種の補助トルクを付与する構成を有してもよいし、操舵系がラック＆ピニオン式の操舵伝達機構を採用する場合において、ラックバーと噛合するピニオンギアの回転を補助する補助トルクを付与可能な構成を有してもよいし、或いはラックバーに対し当該ラックバーの往復運動を補助する駆動力を付与可能に構成されてもよい。操舵トルク補助手段によれば、各種伝達機構及び各種軸体等を含む物理的或いは機械的な伝達経路を経由して、最終的には操舵入力軸に対し操舵トルクが付与される形となるため、ドライバの操舵負担を軽減することも、またドライバに代わってステアリングホイルを保舵することも、或いはドライバの操舵操作とは無関係に操舵入力軸を回転させることも可能である。

一方、本発明に係る舵角可変手段は、操舵入力軸の回転角たる操舵角と操舵輪の回転角たる舵角との関係を、操舵入力軸に対し操舵出力軸をモータ等の駆動手段から供給されるモータトルク等の駆動力により相対回転させることによって、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括する概念である。即ち、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。舵角可変手段は、例えば、好適な一形態としてＶＧＲＳ等として構成されてもよい。
このような舵角可変手段の構成によれば、操舵角に対する操舵出力軸の回転角を規定する操舵伝達比（即ち、操舵伝達比の大小は、一の操舵角に対する舵角の大小に夫々対応する）が、比較的自由な範囲で制御可能となる。

本発明に係る車両の走行支援装置によれば、その動作時には、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る第１設定手段により第１制御目標値が設定される。

第１制御目標値は、操舵トルク補助手段及び舵角可変手段のうち一方に対応する制御目標値であって、車両を目標走行路に追従させるための制御目標値であり、その設定に際しては、公知の各種アルゴリズムを適用可能である。例えば、車載カメラ等により撮像された目標走行路の画像に基づいて、目標走行路の曲率、目標走行路を規定する白線等と車両との位置偏差及びヨー偏差等が算出又は推定され、それらに基づいて目標走行路に対し車両を追従させるための目標横加速度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、例えば操舵トルク補助手段から出力すべき補助トルクの目標値としての目標補助トルク、或いは舵角可変手段により実現すべき舵角変化量の目標値としての目標舵角等として、第１制御目標値が設定されてもよい。

第１制御目標値が設定されると、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る第１制御手段により、この設定された第１制御目標値に基づいて、この設定された第１制御目標値に対応する一方が制御される。即ち、本発明に係る車両の走行支援装置によれば、操舵トルク補助手段と舵角可変手段とのうち一方が、目標走行路に対し車両を追従させるための主たるシステム（以下、適宜「メインシステム」と称する）として機能する。

ここで、この種のメインシステムとして操舵トルク補助手段を使用するにせよ舵角可変手段を使用するにせよ、目標走行路への追従に際しては、先述したように違和感の発生やロバスト性の低下等に起因して車両挙動が不安定となり易い。

そこで、本発明に係る車両の走行支援装置によれば、上記一方に対応する他方が、この種の車両挙動の不安定化を抑制する抑制手段として、上記一方と協調的に制御される。即ち、本発明に係る車両の走行支援装置によれば、その動作時には、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る第２設定手段により、上記一方の制御により車両を目標走行路に追従させるに際し生じる車両の挙動変化が抑制されるように他方に対応する第２制御目標値が設定される。更に、第２制御目標値が設定されると、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る第２制御手段により、この設定された第２制御目標値に基づいて他方が制御される。

このため、本発明に係る車両の走行支援装置によれば、操舵トルク補助手段と舵角可変手段とのうちいずれをメインシステムとして使用しても、目標走行路への追従が図られるに際して生じ得る車両の挙動変化が、抑制手段として作用する他方の制御により緩和され、理想的には相殺される。即ち、車両を目標走行路に追従させるに際して車両の挙動を安定させることが可能となるのである。

ここで特に、本発明に係る車両の走行支援装置は、操舵トルク補助手段と舵角可変手段とをこの種の車両挙動の安定化を図るべく相互に協調して作動させる点において、公知である如何なる技術思想に対しても顕著に有利である。即ち、この種の技術思想を有さない旧来の技術思想の範疇では、操舵トルク補助手段を含め舵角の制御を可能とする手段が複数存在しようが、一の手段が作動することにより車両挙動に及ぼされる影響を想定していないことに起因して、例え一の手段が作動することにより直接的に生じる一次的な影響（例えば、上述した、ドライバの意思と無関係なステアリング操作の発生）を抑制し得たとしても（例えば、この場合、操舵角に対する舵角の変化量を大きくする等）、それによって二次的な或いは更に多次的な車両挙動の不安定化（例えば、ドライバの操舵入力に対する舵角の変化量が大きくなることによる車両挙動のロバスト性の低下）が生じ得る。即ち、結局のところ車両の挙動を何ら改善することができないのである。

ここで、本発明に係る車両の走行支援装置によれば、操舵トルク補助手段をメインシステムとして目標走行路に対する追従が図られるに際して、第２設定手段により、第２制御目標値の少なくとも一部として、上述した操舵伝達比が、目標走行路に対する非追従時と較べて減少側で設定される。

即ち、本発明に係る車両の走行支援装置によれば、係る非追従時と較べて、操舵角に対する操舵出力軸の回転角（一義的に舵角である）の変化の度合いが小さくなるため、目標走行路に対し車両を追従させている期間中に、ステアリングホイルに対しドライバが然るべき理由を伴って（例えば、緊急回避又は緊急操作等）操舵入力が与えられたとしても、或いは不可抗力等によりドライバの意思と無関係に操舵入力がなされたとしても、舵角に与える影響が相対的に緩和される。即ち、車両挙動を相対的に安定たらしめることが可能となるのである。

本発明に係る車両の走行支援装置の一の態様では、前記第１設定手段は、前記第１制御目標値として目標補助トルクを設定し、前記第１制御手段は、該設定された目標補助トルクに基づいて前記操舵トルク補助手段を制御し、前記第２設定手段は、前記第２制御目標値として、前記車両を前記目標走行路に追従させるのに要する前記操舵角が減少するように前記操舵入力軸に対する前記操舵出力軸の目標相対回転角を設定し、前記第２制御手段は、該設定された目標相対回転角に基づいて前記舵角可変手段を制御する。

操舵入力軸に対し操舵出力軸をモータ等の駆動手段から供給されるモータトルク等の駆動力により相対回転させることによって、操舵角と舵角との関係を変化させることが可能な、例えばＶＧＲＳ等の形態を採り得る舵角可変手段の構成によれば、上述したように操舵角に対する操舵出力軸の回転角を規定する操舵伝達比（即ち、操舵伝達比の大小は、一の操舵角に対する舵角の大小に夫々対応する）が比較的自由な範囲で制御可能となることに加えて、この種の操舵伝達比とは無関係に操舵出力軸を回転させることもまた可能である。即ち、操舵角の変化を伴う操舵入力が無くとも、舵角を変化させることが可能である。

この態様によれば、第２設定手段は、第２制御目標値として、車両を目標走行路に追従させるのに要する操舵角が減少するように操舵出力軸の目標相対回転角を設定し、この設定された目標相対回転角に基づいて第２制御手段により舵角可変手段が制御される。その結果、操舵出力軸は操舵入力軸に対し、この目標相対回転角に相当する分だけ相対回転する。

ここで、操舵出力軸は、操舵入力軸に対して相対回転するに過ぎず、操舵出力軸が第２制御手段により回転駆動される際に、操舵入力軸に対する動力伝達は生じない。従って、この態様によれば、操舵トルク補助手段による補助トルク等の付与によって目標走行路への追従が図られる期間における操舵角の変化が抑制される。即ち、ドライバ側から見た場合に、操舵操作を伴わないにもかかわらずステアリングホイルが操作されるといった違和感が好適に緩和される。この種の違和感の緩和は、ドライバの心理負担を緩和させるため、ドライバによる不要な操舵操作の発生を抑制する。即ち、結果的に車両の挙動を安定させることが可能となるのである。

ここで特に、第２設定手段が、第２制御目標値として、この種の目標相対回転角に加えて、上述した操舵伝達比の設定（非追従時に対する減少側での設定）を行った場合、係る目標相対回転角の設定により操舵角を低減させつつ、ドライバの操舵入力が舵角変化に与える影響を低減することが可能となるため実践上極めて有益である。

目標相対回転角が設定される本発明に係る車両の走行支援装置の一の態様では、前記第２設定手段は、前記車両の走行条件に応じて前記目標相対回転角を設定する。

車両の運転条件や環境条件等を包括する概念としての走行条件が異なれば、操舵出力軸に必要とされる相対回転角もまた異なり得る。この態様によれば、車両の走行条件に応じて目標相対回転角が設定されるため、操舵出力軸の相対回転が場合によりかえって車両の挙動を不安定化させるといった懸念を払拭することが可能となる。この種の走行条件の選定及びそれに応じた目標相対回転角の設定に係る実践的な態様は、例えば、予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて、運動力学的見地或いは人間工学的見地から、車両挙動を何らこの種の配慮がなされない場合と較べて幾らかなり安定化させ得るように適宜定められてよい趣旨である。

尚、この態様では、前記第２設定手段は、前記目標走行路の曲率が大きい程前記操舵角の減少量が減少するように、前記目標相対回転角を設定してもよい。

ドライバ側の視点に立てば、目標走行路の曲率（即ち、目標走行路の仮想半径の逆数であり、大きい程目標走行が急激に湾曲していることを意味する）が大きい程、ステアリングホイルの操作量は大きくなる方が自然であり、例えば操舵角がゼロであるにもかかわらず車両が旋回したのでは、違和感の発生は避け難い。このように、目標走行路の曲率に応じて目標相対回転角が設定されることにより、ドライバに違和感を覚えさせることなく目標走行路への追従をより高精度に行なうことが可能となる。

また、この態様では、前記第２設定手段は、前記車両の速度が高い程前記操舵角の減少量が減少するように、前記目標相対回転角を設定してもよい。

車両の速度（以下、適宜「車速」と称する）が高ければ、単位操舵角当たりの横加速度は大きくなる。従って、車速に対し操舵角の減少量を固定すると、例えば高車速領域において車両が目標走行路を逸脱し、実操舵方向が必要とされる操舵方向と逆になりかねない。或いはこのような高車速領域における不具合を回避すれば、低車速領域において目標走行路への追従速度が低下しかねない。即ち、いずれにせよ車両挙動の安定化が妨げられる。従って、このように、車速に応じて目標相対回転角が設定されることにより、車両挙動の不安定化を抑制しつつ目標走行路への追従を高精度に行うことが可能となる。

上述した課題を解決するため、本発明に係る他の車両の走行支援装置は、ステアリングホイルを介して操舵入力軸に付与される操舵トルクを補助可能な操舵トルク補助手段と、
操舵輪と連結された操舵出力軸を前記操舵入力軸に対し相対回転させることにより前記操舵入力軸の回転角たる操舵角と前記操舵輪の回転角た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とを備えた車両の走行支援装置であって、前記車両を目標走行路に追従させるための、前記操舵トルク補助手段及び前記舵角可変手段のうち一方に対応する第１制御目標値を設定する第１設定手段と、前記設定された第１制御目標値に基づいて前記一方を制御する第１制御手段と、前記一方の制御により前記車両を前記目標走行路に追従させるに際し生じる前記車両の挙動変化が抑制されるように前記操舵トルク補助手段及び前記舵角可変手段のうち他方に対応する第２制御目標値を設定する第２設定手段と、前記設定された第２制御目標値に基づいて前記他方を制御する第２制御手段とを具備し、前記第１設定手段は、前記第１制御目標値として、目標舵角を設定し、且つ前記目標走行路に対する追従がなされない時と較べて減少するように前記操舵角に対する前記操舵出力軸の回転角を規定する操舵伝達比を設定し、前記第１制御手段は、該設定された目標舵角及び操舵伝達比に基づいて前記舵角可変手段を制御し、前記第２設定手段は、前記第２制御目標値として、前記目標舵角に基づいた舵角可変手段の制御に伴って前記ステアリングホイルに加わる反力トルクが相殺されるように目標補助トルクを設定し、前記第２制御手段は、該設定された目標補助トルクに基づいて前記操舵トルク補助手段を制御することを特徴とする。

本発明の他の車両の走行支援装置によれば、上述した本発明の車両の走行支援装置の構成において、第１制御目標値として、車両を目標走行路へ追従させるための目標舵角が設定され、且つ目標走行路に対する追従がなされない時と較べて減少するように操舵伝達比が設定され、係る設定された目標舵角及び操舵伝達比に基づいて舵角可変手段が制御される。即ち、上述した本発明の車両の走行支援装置とは逆に、舵角可変手段がメインシステムとして機能し、目標走行路への追従が図られる。

ここで、舵角可変手段により舵角を変化させる場合、直接的にせよ間接的にせよ操舵輪に連結され得る操舵入力軸（尚、舵角可変手段の制御対象としての操舵輪が後輪である場合、好適には操舵入力軸は操舵輪に連結されないものの、好適には車両の通常の操舵を担い得る転舵輪としての前輪は、操舵入力軸と連結され得る）には、然るべき反力トルクが加わる。操舵入力軸側でこの反力トルクが負担されない場合、ステアリングホイルと比較すれば明らかに慣性重量及びフリクション等が大きい操舵系を支点として、ステアリングホイルがこの反力トルクにより逆方向に回転駆動される。この際、ドライバがステアリングホイルを保舵していれば、舵角可変手段の動作としては問題ないものの、ドライバは、車両の旋回方向と逆方向へ作用する反力トルクの影響により、例えば、左にハンドルを切っているにもかかわらず車両が右旋回している等といった、極めて不自然な操舵感を覚えることになる。

そこで、この態様によれば、車両挙動の変動を抑制すべく作用する操舵トルク補助手段が、このステアリングホイルに加わる反力トルクを相殺すべく第２設定手段により設定される第２制御目標値としての目標補助トルクに基づいて駆動制御され、少なくとも何らこの種の反力トルクの補償制御がなされない場合と較べて、幾らかなりステアリングホイルに加わる反力トルクが低減される。或いは、理想的にはこの種の反力トルクが完全に相殺される。従って、少なくともドライバがステアリングホイルを保舵した際の違和感が軽減され、理想的には、ドライバが全く保舵を行わない、所謂手放し状態であっても車両を目標走行路へ追従させることが可能となる。また、この際、目標補助トルクは、あくまで目標走行路への追従に際して生じる反力トルクを軽減するのであり、ドライバが自身の意思でステアリングホイルを操作することにより生じる操舵トルクには何らの影響も及ばない。従って、操舵フィールの低下が生じることも無い。

本発明に係る他の車両の走行支援装置の一の態様では、前記操舵輪は、操舵出力軸を介して前記操舵入力軸に連結された前輪であり、前記第２設定手段は、前記操舵出力軸の運動に起因する第１部分反力トルク、前記操舵トルク補助手段の運動に起因する第２部分反力トルク及び前記操舵輪からの軸力に起因する第３部分反力トルクのうち少なくとも一部が相殺されるように前記目標補助トルクを設定する。

舵角可変手段が目標走行路への追従に係るメインシステムとして機能する場合において、舵角可変手段が舵角の制御対象とする操舵輪が、操舵出力軸を介して操舵入力軸に連結された前輪である場合、上述した反力トルクは、操舵出力軸の運動に起因する第１部分反力トルク、操舵トルク補助手段の運動に起因する第２部分反力トルク、及び前輪が路面と接触していることにより生じる軸力に起因する第３部分反力トルクにより規定され得る。

従って、これらのうち少なくとも一部、望ましくは全てが相殺されるように目標補助トルクが設定されることにより、舵角可変手段により車両を目標走行路へ追従させるにあたってステアリングホイルへ加わる反力トルクのみを効果的に低減することが可能となり、車両挙動の安定化を図る上で実践上極めて有益である。

尚、この態様では、前記第２設定手段は、前記第１部分反力トルクに対応する目標補助トルクを、（１）前記操舵輪の角加速度と同一の符合を有し且つ前記操舵出力軸の慣性の影響を補正する第１慣性補正項、（２）前記操舵出力輪の角速度と同一の符合を有し且つ前記操舵出力軸の粘性の影響を補正する第１粘性補正項、及び（３）前記操舵輪の角速度と同一の符合を有し且つ前記操舵出力軸の摩擦の影響を補正する第１摩擦補正項を含むように設定してもよい。

第１部分反力トルクは、主として操舵出力軸の慣性、粘性及び摩擦に基づいて規定され得る。従って、これらに基づいて第１部分反力トルクを相殺し得る目標補助トルクを正確に決定することが可能となる。

また、この態様では、前記第２設定手段は、前記第２部分反力トルクに対応する目標補助トルクを、（１）前記操舵輪の角加速度と同一の符合を有し且つ前記操舵トルク補助手段の慣性の影響を補正する第２慣性補正項、（２）前記操舵輪の角速度と同一の符合を有し且つ前記操舵トルク補助手段の粘性の影響を補正する第２粘性補正項、及び（３）前記操舵輪の角速度と同一の符合を有し且つ前記操舵トルク補助手段の摩擦の影響を補正する第２摩擦補正項を含むように設定してもよい。

第２部分反力トルクは、主として操舵トルク補助手段の慣性、粘性及び摩擦に基づいて規定され得る。従って、これらに基づいて第２部分反力トルクを相殺し得る目標補助トルクを正確に決定することが可能となる。

更に、この態様では、前記第２設定手段は、前記第３部分反力トルクに対応する目標補助トルクを、前記軸力の応答遅延を考慮し且つ前記舵角と同一の符合を有するように設定してもよい。

操舵輪の軸力が実際にステアリングホイルに反力トルクの一成分として伝達されるまでには、車両の走行条件や車両構造等に応じて定まり得る時間的な応答遅延が存在する。従って、係る応答遅延に基づいて第３部分反力トルクを相殺し得る目標補助トルクを正確に決定することが可能となる。

本発明に係る他の車両の走行支援装置の他の態様では、前記操舵輪は、前記操舵入力軸に連結されない後輪であり、前記第２設定手段は、前記軸力の応答遅延を考慮し前記操舵輪からの軸力に起因する反力トルクが相殺されるように前記舵角と異なる符合を有する前記目標補助トルクを設定する。

舵角可変手段が舵角の制御対象とする操舵輪が、操舵入力軸と機械的に連結されない後輪である場合（無論、前輪の舵角も、好適には少なくともドライバによる通常の操舵操作に応じて変化するが、この場合、目標走行路への車両の追従とは無関係である。但し、舵角可変手段の制御対象が前後輪いずれをも含む場合には、無論上述した前輪の軸力に対応する目標補助トルクが設定され得る）、車両の走行条件や車両構造等に応じて定まり得る時間的な応答遅延を考慮することにより、ステアリングホイルに作用する反力トルクを相殺し得る目標補助トルクを正確に決定することが可能となる。

特に、このように後輪を制御対象とする舵角可変手段を目標走行路への追従に係るメインシステムとして使用した場合、操舵トルク補助手段からの補助トルク等の付与により相殺すべき反力トルクに、上述した操舵出力軸及び操舵トルク補助手段の運動に起因する成分は含まれない。従って、目標補助トルクの設定が比較的簡便に行われ得る。但し、前輪と後輪とでは、舵角の示す方向に対する軸力の作用方向が逆である。従って、この態様においては、舵角と異なる符合を有する補助トルクが付与されるように（即ち、右（左）転舵であれば補助トルクが左（右）回転方向に作用するように）目標補助トルクが設定される。

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。

本発明の第１実施形態に係る車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。 第１実施形態に係り、図１の車両においてなされるＬＫＡ制御のフローチャートである。 第１実施形態に係り、目標横加速度ＧＹＴＧとＬＫＡ基本目標角θＬＫＢとの関係を表す模式図である。 第１実施形態に係り、曲率Ｒと調整ゲインＫ２との関係を表す模式図である。 第１実施形態に係るＥＰＳ制御のフローチャートである。 第１実施形態に係り、ＥＰＳ基本目標トルクＴＢＡＳＥとドライバ操舵トルクＭＴとの関係を表す模式図である。 第１実施形態に係るＶＧＲＳ制御のフローチャートである。 第１実施形態に係り、操舵伝達比Ｋ１と車速Ｖとの関係を表す模式図である。 本発明の第２実施形態に係るＬＫＡ制御のフローチャートである。 第２実施形態に係り、ＬＫＡ用前輪目標舵角θＬＫＡ＿ＦＲと目標横加速度ＧＹＴＧとの関係を表す模式図である。 第２実施形態に係るＶＧＲＳ制御のフローチャートである。 第２実施形態に係り、慣性補正トルクＴ１と操舵輪の角加速度との関係を示す模式図である。 第２実施形態に係り、粘性補正トルクＴ２と操舵輪の角速度との関係を示す模式図である。 第２実施形態に係り、摩擦補正トルクＴ３と操舵輪の角加速度との関係を示す模式図である。 第２実施形態に係り、軸力補正トルクＴ４とＬＫＡ用前輪目標舵角補正値θｆＬＫＡ＿ＦＲとの関係を示す模式図である。 本発明の第３実施形態に係る車両３０の基本的な構成を概念的に表してなる概略構成図である。 第３実施形態に係るＬＫＡ制御のフローチャートである。 第３実施形態に係り、ＬＫＡ用後輪目標舵角θＬＫＡ＿ＲＲと目標横加速度ＧＹＴＧとの関係を表す模式図である。 第３実施形態に係り、軸力補正トルクＴ５とＬＫＡ用後輪目標舵角補正値θｆＬＫＡ＿ＲＲとの関係を示す模式図である。

符号の説明

ＦＬ、ＦＲ…車輪、１０…車両、１１…ステアリングホイル、１２…アッパーステアリングシャフト、１３…ロアステアリングシャフト、１４…ピニオンギア、１６…操舵トルクセンサ、１７…操舵角センサ、１８…回転角センサ、１００…ＥＣＵ、２００…ＶＧＲＳアクチュエータ、３００…ＶＧＲＳ駆動装置、４００…ＥＰＳアクチュエータ、５００…ＥＰＳ駆動装置。

以下、適宜図面を参照して本発明の車両の走行支援装置に係る各種実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係る車両１０の構成について説明する。ここに、図１は、車両１０の基本的な構成を概念的に表してなる概略構成図である。

図１において、車両１０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１０は、ＥＣＵ１００、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。

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１０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「車両の走行支援装置」の一例である。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、ＥＰＳ制御及びＶＧＲＳ制御を夫々実行可能に構成されている。

尚、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「第１設定手段」、「第１制御手段」、「第２設定手段」及び「第２制御手段」の夫々一例として機能するように構成された一体の電子制御ユニットであり、これら各手段に係る動作は、全てＥＣＵ１００によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係るこれら各手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各手段は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。

車両１０では、ステアリングホイル１１を介してドライバより与えられる操舵入力が、ステアリングホイル１１と同軸回転可能に連結され、ステアリングホイル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。

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。

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。

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。

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、第１の回転要素たるサンギアは、ＶＧＲＳモータ２０２の回転軸２０２ｃに連結されており、また、第２の回転要素たるキャリアは、ハウジング２０１に連結されている。そして第３の回転要素たるリングギアが、本発明に係る「操舵出力軸」の一例たるロアステアリングシャフト１３に連結されている。

このような構成を有する減速機構２０３によれば、ステアリングホイル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。

このように、車両１０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θｓｔ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。

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。

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。

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１０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。

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モータを備えた、本発明に係る「操舵トルク補助手段」の一例である。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。

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に加えられるドライバ操舵トルク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、ドライバの操舵負担が軽減される構成となっている。

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。尚、ＥＰＳ駆動装置５００は、ＥＰＳアクチュエータ４００と共に、本発明に係る「操舵トルク補助手段」の一例を構成している。

尚、本発明に係る「操舵力付与手段」の態様は、ここに例示するものに限定されず、例えば、ＥＰＳモータから出力されるアシストトルクＴＡは、不図示の減速ギアによる回転速度の減速を伴って、直接ロアステアリングシャフト１３に伝達されてもよいし、ラックバー１６ａの往復運動をアシストする力として付与されてもよい。即ち、ＥＰＳモータ４００から出力されるアシストトルクＴＡが、最終的に各操舵輪を操舵させる操舵力の少なくとも一部として供され得る限りにおいて、本発明に係る操舵トルク補助手段の具体的構成は何ら限定されない趣旨である。

一方、車両１０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。

操舵トルクセンサ１６は、ドライバからステアリングホイル１１を介して与えられるドライバ操舵トルクＭＴを検出可能に構成されたセンサである。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１０のドライバがステアリングホイル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、ドライバ操舵トルク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。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。

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。

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Δθ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Δθ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。

車速センサ１９は、車両１０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。

車載カメラ２０は、車両１０のフロントノーズに設置され、車両１０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、後述する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。

＜実施形態の動作＞
以下、適宜図面を参照し、本実施形態の動作について説明する。

始めに、図２を参照し、ＥＣＵ１００により実行されるＬＫＡ制御の詳細について説明する。ここに、図２は、ＬＫＡ制御のフローチャートである。尚、ＬＫＡ制御は、車両１０を目標走行路（レーン）に追従させる制御であり、車両１０が有する走行支援システムの一部を実現する制御である。

図２において、ＥＣＵ１００は、車両１０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１０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。

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の目標走行路を規定する白線（白色である必要はない）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）、目標走行路が規定され得ないため、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１０を目標走行路に追従させるに際して必要となる各種路面情報を算出する（ステップＳ１０４）。

ステップＳ１０４においては、目標走行路の曲率Ｒ（即ち、半径の逆数である）、白線と車両１０との横方向の偏差Ｙ及び白線と車両１０とのヨー角偏差φが算出される。尚、この種の目標走行路への追従制御に要する情報の算出態様は、公知の画像認識アルゴリズムを含む各種態様を適用可能であり、また発明の本質部分との相関も薄いため、ここでは触れないこととする。

これら各種路面情報が算出されると、ＥＣＵ１００は、車両１０を目標走行路へ追従させるために必要となる目標横加速度ＧＹＴＧを算出する（ステップＳ１０５）。尚、目標横加速度ＧＹＴＧも、公知の各種アルゴリズム或いは演算式に従って算出可能である。或いは、ＥＣＵ１００は、予めＲＯＭ等の然るべき記憶手段に、上記曲率Ｒ、横方向偏差Ｙ及びヨー角偏差φをパラメータとする目標横加速度マップを保持し、適宜該当する値を選択することにより目標横加速度ＧＹＴＧを算出（この種の選択もまた算出の一態様である）してもよい。

目標横加速度ＧＹＴＧが算出されると、処理は二系統に分岐する。即ち、一方の処理において、ＥＣＵ１００は、ＬＫＡ目標アシストトルクＴＬＫを算出し（ステップＳ１０５）、該算出されたＬＫＡ目標アシストトルクＴＬＫをフラッシュメモリやＲＡＭ等の書き換え可能な然るべき記憶手段に記憶させる（ステップＳ１０７）。ＬＫＡ目標アシストトルクＴＬＫは、予めＲＯＭに格納された、目標横加速度ＧＹＴＧと車速ＶとをパラメータとするＬＫＡ目標アシストトルクマップに規定されており、ＥＣＵ１００は当該マップから該当する数値を選択することによりＬＫＡ目標アシストトルクＴＬＫを算出する。尚、ＬＫＡ目標アシストトルクＴＬＫは、本発明に係る「第１制御目標値」の一例であり、「目標補助トルク」の一例である。

また、他方の処理において、ＥＣＵ１００は、目標横加速度ＧＹＴＧに基づいてＬＫＡ基本目標角θＬＫＢを算出し（ステップＳ１０８）、続いて曲率Ｒに基づいて調整ゲインＫ２を算出する（ステップＳ１０９）。更に、ＥＣＵ１００は、下記（１）式に従って、ＬＫＡ補正目標角θＬＫを算出する（ステップＳ１１０）。尚、ＬＫＡ補正目標角θＬＫは、本発明に係る「第２制御目標値」の一例であり、また本発明に係る「目標相対回転角」の一例である。ＬＫＡ補正目標角θＬＫが算出されると、ＥＣＵ１００は、この算出されたＬＫＡ補正目標角θＬＫをＲＡＭ或いはフラッシュメモリ等の記憶手段に記憶させる（ステップＳ１１１）。

θＬＫ＝θＬＫＢ×Ｋ２・・・（１）
ここで、図３を参照し、目標横加速度ＧＹＴＧとＬＫＡ基本目標角θＬＫＢとの関係について説明する。ここに、図３は、目標横加速度ＧＹＴＧとＬＫＡ基本目標角θＬＫＢとの関係を表す模式図である。

図３において、縦軸にはＬＫＡ基本目標角θＬＫＢが表され、横軸には目標横加速度ＧＹＴＧが表されている。ここで、目標横加速度ＧＹＴＧ＝０に相当する原点ラインの左側の領域は、車両左方向に対応する目標横加速度であり、同様に右側の領域は車両右方向に対応する横加速度を表す。また、ＬＫＡ基本目標角θＬＫＢ＝０に相当する原点ラインの上側の領域は、車両右方向の舵角に対応しており、同様に下側の領域は車両左方向の舵角に対応している。従って、ＬＫＡ基本目標各θＬＫＢは、係る原点ラインを境にして対称な特性となる。ＬＫＡ基本目標角θＬＫＢは、目標横加速度ＧＹＴＧ＝０付近の不感帯を除けば、目標横加速度ＧＹＴＧに対し絶対値がリニアに増加する特性となる。

一方、図３には、車速Ｖ＝Ｖ１、Ｖ２（Ｖ２＞Ｖ１）及びＶ３（Ｖ３＞Ｖ２）なる三種類の車速Ｖに対するＬＫＡ基本目標角θＬＫＢの特性が、夫々図示鎖線、破線及び実線にて例示される。図示より明らかなように、ＬＫＡ基本目標角θＬＫＢは、車速が高い程減少側で設定される。これは、車速が高い程、舵角に対し発生する横加速度の度合いが大きくなるためであり、係る設定動作は、本発明に係る「車両の速度が高い程操舵角の減少量が減少するように目標相対回転角を設定する」動作の一例である。

尚、ＥＣＵ１００のＲＯＭには、予め図３に示す関係を数値化してなるＬＫＡ基本目標角マップが格納されており（無論、パラメータ値としての車速Ｖはより精細である）、ステップＳ１０８においては、係るＬＫＡ基本目標角マップから該当する値が選択される。

ここで、図４を参照し、曲率Ｒと調整ゲインＫ２との関係について説明する。ここに、図４は、曲率Ｒと調整ゲインＫ２との関係を表す模式図である。

図４において、縦軸には調整ゲインＫ２が表され、横軸には目標走行路の曲率Ｒが表されている。従って、図中右側へ向う程、目標走行路は急激に湾曲している（即ち、急カーブである）ことになる。図示するように、調整ゲインＫ２は、１未満の領域で設定され、曲率Ｒが大きい程（即ち、急カーブ程）小さく設定される。これは、曲率が大きい程、ステアリングホイル１１の操舵が許容される（ドライバから見て違和感が生じない）ためであり、係る設定動作は、本発明に係る「目標走行路の曲率が大きい程操舵角の減少量が減少するように目標相対回転角を設定する」動作の一例である。

尚、ＥＣＵ１００のＲＯＭには、予め図４に示す関係を数値化してなる調整ゲインマップが格納されており、ステップＳ１０９においては、係る調整ゲインマップから該当する値が選択される。

図２に戻り、ステップＳ１０７及びステップＳ１１１において夫々ＬＫＡ目標アシストトルクＴＬＫ及びＬＫＡ補正目標角θＬＫが算出されると、処理はステップＳ１０１に戻される。ＬＫＡ制御はこのように実行される。一方、目標走行路への車両１０の実際の追従動作は、ＥＰＳ制御により実現される。ここで、図５を参照し、ＥＰＳ制御の詳細について説明する。ここに、図５はＥＰＳ制御のフローチャートである。尚、同図において、図２と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。

図５において、ＥＣＵ１００は、各種信号を読み込んだ後（ステップＳ１０１）、ドライバ操舵トルクＭＴ及び車速Ｖを取得する（ステップＳ２０１）。続いて、ＥＣＵ１００は、この取得されたドライバ操舵トルクＭＴ及び車速Ｖに基づいて、ＥＰＳアクチュエータ４００のＥＰＳモータから出力すべきアシストトルクＴＡの基本値であるＥＰＳ基本目標トルクＴＢＡＳＥを算出する（ステップＳ２０２）。

ここで、図６を参照し、ＥＰＳ基本目標トルクＴＢＡＳＥとドライバ操舵トルクＭＴとの関係について説明する。ここに、図６は、ＥＰＳ基本目標トルクＴＢＡＳＥとドライバ操舵トルクＭＴとの関係を表す模式図である。

図６において、縦軸にはＥＰＳ基本目標トルクＴＢＡＳＥが表され、横軸にはドライバ操舵トルクＭＴが表されている。尚、ドライバ操舵トルクＭＴ＝０に相当する原点ラインの左側の領域は、車両左側への操舵操作に対応しており、同様に右側の領域は、車両右側の操舵操作に対応している。従って、図中ＥＰＳ基本目標トルクＴＢＡＳＥは、係る原点ラインを境に対称な特性となる。

一方、図６には、車速Ｖ＝Ｖ１、Ｖ２（Ｖ２＞Ｖ１）及びＶ３（Ｖ３＞Ｖ２）なる三種類の車速Ｖに対するＥＰＳ基本目標トルクＴＢＡＳＥの特性が、夫々図示実線、破線及び鎖線にて例示される。図示より明らかなように、ＥＰＳ基本目標トルクＴＢＡＳＥは、車速が高い程減少側で設定される。これは、車速が高い程、必要な横加速度を得るための舵角が小さくなるためであり、高車速側でステアリングホイル１１の操舵に要する力を大きく（即ち、所謂ハンドルが重い状態である）することにより、ドライバの過度な操作を防止して車両１０の挙動の安定化が図られるのである。尚、ＥＣＵ１００のＲＯＭには、予め図６に示す関係を数値化してなるＥＰＳ基本目標トルクマップが格納されており（無論、パラメータ値としての車速Ｖはより精細である）、ステップＳ２０２においては、係るＥＰＳ基本目標トルクマップから該当する値が選択される。

図５に戻り、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２０２において算出されたＥＰＳ基本目標トルクＴＢＡＳＥと、先に算出され記憶されているＬＫＡ目標アシストトルクＴＬＫとに基づいて、下記（２）式に従ってＥＰＳ最終目標トルクＴＴＧを算出する（ステップＳ２０３）。

ＴＴＧ＝ＴＢＡＳＥ＋ＴＬＫ・・・（２）
ＥＰＳ最終目標トルクＴＴＧが算出されると、ＥＣＵ１００は、この算出されたＥＰＳ最終目標トルクＴＴＧに基づいてＥＰＳ駆動装置５００を制御し、ＥＰＳアクチュエータ４００のＥＰＳモータから、このＥＰＳ最終目標トルクＴＴＧに対応するアシストトルクＴＡを出力させる（ステップＳ２０４）。ステップＳ２０４が実行されると、処理はステップＳ１０１に戻される。

このように、本実施形態では、ＥＰＳアクチュエータ４００が、車両１０を目標走行路に追従させるためのメインシステムとして機能し、ドライバの操舵操作に対応する通常のアシストトルクに加えて、車両１０を目標走行路へ追従させるためのＬＫＡ目標アシストトルクＴＬＫが出力される。

一方、ＥＰＳアクチュエータ４００は、ステアリングホイル１１の操舵角と操舵輪の舵角との関係を変化させるものではないから、ＥＰＳアクチュエータ４００からのアシストトルクの付与により目標走行路への追従がなされる場合、舵角の変化に応じてステアリングホイル１１がドライバの意思とは無関係に操舵される。このため、ドライバが違和感を覚え、ドライバ側の不要な操舵操作を誘発する可能性が生じ得る。そこで、本実施形態では、このようにＥＰＳアクチュエータ４００により車両１０を目標走行路へ追従させるに際しての挙動変化を、ＶＧＲＳ制御によって補償している。

ここで、図７を参照し、ＶＧＲＳ制御の詳細について説明する。ここに、図７は、ＶＧＲＳ制御のフローチャートである。尚、同図において、図２と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。

図７において、各種信号を読み込むと（ステップＳ１０１）、ＥＣＵ１００は、車速Ｖ及び操舵角ＭＡを取得する（ステップＳ３０１）と共に、取得したこれらに基づいて、下記（３）式に従い、アッパーステアリングシャフト１２の回転角たる操舵角ＭＡに対するロアステアリングシャフト1３の相対回転角の基本値であるＶＧＲＳ基本目標角θＶＧを算出する（ステップＳ３０２）。

θＶＧ＝Ｋ１×ＭＡ・・・（３）
上記式（３）において、Ｋ１は、操舵角ＭＡに対するロアステアリングシャフト１３の回転角を規定する操舵伝達比であり車速Ｖに応じて可変な数値である。ここで、図８を参照し、操舵伝達比Ｋ１と車速Ｖとの関係について説明する。ここに、図８は、操舵伝達比Ｋ１と車速Ｖとの関係を表す模式図である。

図８において、操舵伝達比Ｋ１は、中車速領域の車速Ｖｔｈにおいて０（即ち、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との回転比が１：１）となり、Ｖｔｈよりも低車速側では０より大きく、高車速側では０未満となる。即ち、低車速側程、小さい操舵角で大きい舵角が得られる構成となっている。これは、既に述べたように、高車速程、舵角に対する横加速度が大きくなることに起因する。

図７に戻り、ＥＣＵ１００は更に、この算出されたＶＧＲＳ基本目標角θＶＧと、先に算出され記憶されているＬＫＡ補正目標角θＬＫとに基づいて、式（４）に従ってＶＧＲＳ最終目標角θＴＧＦを算出する（ステップＳ３０３）。

θＴＧＦ＝θＶＧ＋θＬＫ・・・（４）
ＶＧＲＳ最終目標角θＴＧＦが算出されると、ＥＣＵ１００は、この算出されたＶＧＲＳ最終目標角θＴＧＦに基づいてＶＧＲＳ駆動装置３００を制御し、ＶＧＲＳアクチュエータ２００のＶＧＲＳモータ２０２を、このＶＧＲＳ最終目標角θＴＧＦに対応する分回転させる（ステップＳ３０４）。ステップＳ３０４が実行されると、処理はステップＳ１０１に戻される。

このように、本実施形態に係るＶＧＲＳ制御によれば、通常のＶＧＲＳの目標角に対し、ＬＫＡ補正目標角θＬＫが別途付加されるため、先のＥＰＳ制御により車両１０を目標走行路へ追従させるに際した操舵角ＭＡの変化を抑制することが可能となる。このため、ドライバに与える違和感が軽減され、ドライバの心理的負担を軽減することが可能となって、車両１０の挙動を安定させることが可能となるのである。

一方、このようにＬＫＡ補正目標角θＬＫにより、操舵角ＭＡの変化が抑制される点に鑑みれば、本実施形態に係るＶＧＲＳ制御において操舵角ＭＡを低減するにあたり、操舵角ＭＡに対するロアステアリングシャフト１３の回転角の変化特性（即ち、操舵伝達比Ｋ１）を変化させる必要はない。このため、操舵伝達比Ｋ１を大きくして、ＥＰＳ制御によって生じる舵角の変化が操舵角に与える影響を低減する必要はなくなり、このような措置を講じた場合に生じる、ドライバ操舵に対する舵角の変化の増加が車両挙動を不安定化させるといった問題も好適に解決される。更に言えば、ＬＫＡ補正目標角θＬＫによって、操舵角ＭＡの変化を抑制し得る点に鑑みれば、操舵伝達比Ｋ１を、この種の目標走行路への追従がなされない場合と較べて減少させ、ＬＫＡ制御の実行中においてドライバの操舵操作が舵角に与える影響をより低下させてもよい。
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態として、第１実施形態とは異なるＬＫＡ制御について説明する。始めに、図９を参照し、本実施形態に係るＬＫＡ制御の詳細について説明する。ここに、図９は、第２実施形態に係るＬＫＡ制御のフローチャートである。尚、同図において、図２と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。また、第２実施形態に係る車両構成は、第１実施形態に係る車両１０と相違ないものとする。

図９において、目標横加速度ＧＹＴＧを算出すると（ステップＳ１０５）、ＥＣＵ１００は、この算出された目標横加速度ＧＹＴＧに基づいて、ＬＫＡ用前輪目標舵角θＬＫＡ＿ＦＲを算出する（ステップＳ４０１）。ＬＫＡ用前輪目標舵角θＬＫＡ＿ＦＲが算出されると、ＥＣＵ１００は、算出されたＬＫＡ用前輪目標舵角θＬＫＡ＿ＦＲを然るべき記憶手段に記憶させる（ステップＳ４０２）。尚、ＬＫＡ用前輪目標舵角θＬＫＡ＿ＦＲは、本発明に係る「第１制御目標値」の他の一例である。

ここで、図１０を参照し、ＬＫＡ用前輪目標舵角θＬＫＡ＿ＦＲと目標横加速度ＧＹＴＧとの関係について説明する。ここに、図１０は、ＬＫＡ用前輪目標舵角θＬＫＡ＿ＦＲと目標横加速度ＧＹＴＧとの関係を表す模式図である。

図１０において、ＬＫＡ用前輪目標舵角θＬＫＡ＿ＦＲは、左旋回時と右旋回時とで同様の特性を有し、目標横加速度ＧＹＴＧ＝０付近の不感帯領域を除いて、基本的に目標横加速度ＧＹＴＧに対しリニアに増加する増加関数となる。

また、図１０には、一例として車速Ｖ１、Ｖ２（Ｖ２＞Ｖ１）及びＶ３（Ｖ３＞Ｖ２）に対するＬＫＡ用前輪目標角θＬＫＡ＿ＦＲの特性が、夫々図示実線、破線及び鎖線として示されている。図示するように、ＬＫＡ用前輪目標角θＬＫＡ＿ＦＲは、目標横加速度ＧＹＴＧを一定とした場合に、車速が高い程小さく設定される。

尚、ＥＣＵ１００のＲＯＭには、予め図１０に示す関係を数値化してなるＬＫＡ用前輪目標舵角マップが格納されており、ステップＳ４０１においては、係るＬＫＡ用前輪目標角マップから該当する値が選択される。

ここで、図１１を参照し、第２実施形態に係るＶＧＲＳ制御の詳細について説明する。ここに、図１１は、第２実施形態に係るＶＧＲＳ制御のフローチャートである。尚、同図において、図７と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。

図１１において、ＶＧＲＳ基本目標角θＶＧを算出すると、ＥＣＵ１００は、ＬＫＡ制御において算出され記憶されたＬＫＡ用前輪目標舵角θＬＫＡ＿ＦＲに基づいて、第１実施形態と同様のＬＫＡ補正目標角θＬＫを算出する（ステップＳ５０１）。ここで、本実施形態では、ＶＧＲＳアクチュエータ２００をメインシステムとして車両１０を目標走行路へ追従させる構成を採る。従って、操舵輪たる各前輪の操舵角をＬＫＡ補正目標角θＬＫに換算する必要がある。ステップＳ５０１に係る処理は、係る換算処理に相当し、ラック＆ピニオン機構のギア比に基づいて数値演算処理の結果として算出される。

ＬＫＡ用前輪目標舵角θＬＫＡ＿ＦＲに基づいてＬＫＡ補正目標角θＬＫが算出されると、ＥＣＵ１００は第１実施形態と同様にＶＧＲＳ最終目標角ＴＧＦを算出し（ステップＳ３０３）、ＶＧＲＳモータ２０２を駆動する（ステップＳ３０４）。第２実施形態に係るＶＧＲＳ制御は以上のように実行される。このように、第２実施形態においては、ＶＧＲＳアクチュエータ２００による舵角制御により車両１０を目標走行路に追従させることが可能となる。

一方、ＶＧＲＳアクチュエータ２００は、ＥＰＳアクチュエータ４００と異なり、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との連結部位に設置されており、車両１０に対しては固定された状態にない。従って、ドライバがステアリングホイル１１を保舵しない手放し状態において上述したＬＫＡ補正目標角θＬＫに相当する舵角制御を行おうとすると、ロアステアリングシャフト１３、ＥＰＳアクチュエータ４００、或いは操舵輪からの反力トルクによって、操舵輪が回転する代わりに、ステアリングホイル１１が、本来目標とする舵角方向とは逆方向に操舵されてしまう。或いは、保舵されているとしたところで、ドライバは、この反力により車両１０の旋回方向と逆向きにステアリングホイル１１を気っているかの如き違和感を覚えることとなる。そこで、本実施形態では、係る舵角制御による目標走行路への追従に際して生じる反力トルクの影響が、ＥＰＳ制御によって補償される。

図９に戻り、ＬＫＡ用前輪目標舵角θＬＫＡ＿ＦＲが算出されると、ＥＣＵ１００は、この種の反力トルクのうちロアステアリングシャフト１３及びＥＰＳアクチュエータ４００の慣性に起因する成分を補正する慣性補正トルクＴ１を算出する（ステップＳ４０３）。尚、慣性補正トルクＴ１は、本発明に係る「第１慣性補正項」及び「第２慣性補正項」の和に相当しており、操舵輪の角加速度に基づいて設定される。尚、操舵輪の角加速度とは、即ち操舵角の二回微分値であり、この場合の操舵角とは、ＶＧＲＳ制御により実現されたＬＫＡ用前輪目標舵角θＬＫＡ＿ＦＲである。

また、ＥＣＵ１００は、慣性補正トルクＴ１の算出と並行して、この種の反力トルクのうちロアステアリングシャフト１３及びＥＰＳアクチュエータ４００の粘性に起因する成分を補正する粘性補正トルクＴ２を算出し（ステップＳ４０４）、またこの種の反力トルクのうちロアステアリングシャフト１３及びＥＰＳアクチュエータ４００の摩擦に起因する成分を補正する摩擦補正トルクＴ３を算出する（ステップＳ４０５）。尚、粘性補正トルクＴ２は、本発明に係る「第１粘性補正項」及び「第２粘性補正項」の和に相当しており、摩擦補正トルクＴ３は、本発明に係る「第１摩擦補正項」及び「第２摩擦補正項」の和に相当している。これらは、操舵輪の角速度に基づいて設定される。尚、操舵輪の角速度とは、即ち、ＶＧＲＳ制御により実現されたＬＫＡ用前輪目標舵角θＬＫＡ＿ＦＲの微分値である。

ＥＣＵ１００は更に、これら補正トルクの算出と並行して、この種の反力トルクのうち、操舵輪たる前輪からの軸力に起因する成分を補正する軸力補正トルクＴ４を算出する（ステップＳ４０６）。軸力補正トルクＴ４は、本発明に係る「第３部分反力トルクに対応する目標補助トルク」の一例に相当しており、操舵輪の角度、即ち舵角に基づいて設定される。尚、操舵輪からの軸力は、上記慣性、粘性及び摩擦に対応する各項とは異なり、車両１０の構成上、操舵輪が操舵された時点よりも遅れてステアリングホイル１１に到達する。従って、この種の車両運動を考慮して軸力補正トルクＴ４を決定しないと、軸力補正トルクＴ４は、相殺すべき軸力成分に対し過剰又は不足し、反力トルクを必ずしも十分に軽減することができない。そこで、ＥＣＵ１００は、軸力補正トルクＴ４を算出するにあたっては、ＬＫＡ用前輪目標舵角θＬＫＡ＿ＦＲに対し、係る時間応答を考慮したフィルタ処理を実行し、ＬＫＡ用前輪目標舵角補正値θｆＬＫＡ＿ＦＲを算出する。軸力補正トルクＴ４は、このＬＫＡ用前輪目標舵角補正値θｆＬＫＡ＿ＦＲに基づいて設定される。

ステップＳ４０３、Ｓ４０４、Ｓ４０５及びＳ４０６を経ると、ＥＣＵ１００は、下記（５）式に従ってＬＫＡ目標アシストトルクＴＬＫを算出する（ステップＳ４０７）。第２実施形態に係るＥＰＳ制御では、このＬＫＡ目標アシストトルクＴＬＫが第１実施形態と異なるのみであるため、図示は省略する。尚、本実施形態に係るＬＫＡ目標アシストトルクＴＬＫは、本発明に係る「第２制御目標値」の一例であり、「目標補助トルク」の一例である。

ＴＬＫ＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４・・・（５）
ここで、図１２乃至図１５を適宜参照し、これら各補正トルクの特性について説明する。ここに、図１２は、慣性補正トルクＴ１と操舵輪の角加速度との関係を示す模式図であり、図１３は、粘性補正トルクＴ２と操舵輪の角速度との関係を示す模式図であり、図１４は、摩擦補正トルクＴ３と操舵輪の角加速度との関係を示す模式図であり、図１５は、軸力補正トルクＴ４とＬＫＡ用前輪目標舵角補正値θｆＬＫＡ＿ＦＲとの関係を示す模式図である。

図１２において、縦軸には慣性補正トルクＴ１が示されており、横軸には操舵輪の角加速度θＬＫＡ＿ＦＲ’’（尚、「’’」は、二回微分処理を表すものとする）が示される。図示するように、慣性補正トルクＴ１は、右旋回時と左旋回時とで対称な特性を有し、θＬＫＡ＿ＦＲ’’＝０付近の不感帯領域と、飽和領域とを除けば、θＬＫＡ＿ＦＲ’’に対しリニアに増加する特性を有する。

図１３において、縦軸には粘性補正トルクＴ２が示されており、横軸には操舵輪の角速度θＬＫＡ＿ＦＲ’（尚、「’」は、微分処理を表すものとする）が示される。図示するように、粘性補正トルクＴ２は、右旋回時と左旋回時とで対称な特性を有し、θＬＫＡ＿ＦＲ’＝０付近の不感帯領域と、飽和領域とを除けば、θＬＫＡ＿ＦＲ’に対しリニアに増加する特性を有する。

図１４において、縦軸には摩擦補正トルクＴ３が示されており、横軸には操舵輪の角速度θＬＫＡ＿ＦＲ’が示される。図示するように、摩擦補正トルクＴ３は、右旋回時と左旋回時とで対象な特性を有し、θＬＫＡ＿ＦＲ’＝０付近の不感帯領域を除けば、θＬＫＡ＿ＦＲ’に対し一定値を採る。

図１５において、縦軸には軸力補正トルクＴ４が示されており、横軸にはＬＫＡ用前輪目標舵角補正値θｆＬＫＡ＿ＦＲが示される。図示するように、軸力補正トルクＴ４は、右旋回時と左旋回時とで対象な特性を有し、θｆＬＫＡ＿ＦＲ＝０付近の不感帯領域と、飽和領域とを除けば、θｆＬＫＡ＿ＦＲに対しリニアに増加する特性を有する。

また、図１５には、一例として車速Ｖ１、Ｖ２（Ｖ２＞Ｖ１）及びＶ３（Ｖ３＞Ｖ２）に対する軸力補正トルクＴ４の特性が、夫々図示実線、破線及び鎖線として示されている。図示するように、軸力補正トルクＴ４は、ＬＫＡ用前輪目標舵角補正値θｆＬＫＡ＿ＦＲを一定とした場合に、車速が高い程大きく設定される。

尚、ＥＣＵ１００のＲＯＭには、予め図１２乃至図１５に示す関係を数値化してなる補正トルクマップが格納されており、上記各ステップにおいては、係る軸力補正トルクマップから該当する値が選択される。 以上説明したように、本実施形態によれば、ＶＧＲＳアクチュエータ２００による舵角制御により、操舵輪たる前輪の舵角が、ＬＫＡ用前輪目標舵角θＬＫＡ＿ＦＲに制御されるため、車両１０を目標走行路に対し好適に追従させることが可能となる。一方で、この種の舵角制御に際してステアリングホイル１１に生じる反力トルクは、ステアリング系としてのロアアームシャフト１３の慣性、粘性及び摩擦に相当する成分、ＥＰＳアクチュエータ４００の慣性、粘性及び摩擦に相当する成分並びに車両運動を考慮した操舵輪の軸力を補正する成分からなる各種補正トルクＴ１〜Ｔ４がＥＰＳアクチュエータ４００から出力されることにより低減され、理想的には相殺される。このため、ドライバは、ＬＫＡ制御期間中に必ずしもステアリングホイル１１を保舵する必要はなく、また保舵したとして、上記反力トルクによる操舵フィールの低下を感じることはない。従って、ステアリングホイル１１に対する余分な操舵操作が生じることはなく、車両１０の挙動を安定に維持することが可能となるのである。

尚、本実施形態では、操舵輪の舵角を、舵角の目標値であるＬＫＡ用前輪目標舵角θＬＫＡ＿ＦＲと同等であるとして扱っている。両者の間にはＶＧＲＳアクチュエータ２００の伝達特性に起因する、またＥＣＵ１００と他の装置との通信速度に起因する時間的なズレがある。この時間的なズレを考慮すれば、上記各種補正トルクＴ１〜Ｔ４を算出するにあたっての舵角として、目標値たるθＬＫＡ＿ＦＲを使用する方が合理的であり実践的なのである。但し、舵角を直接検出する舵角センサ等を備える場合には、無論操舵輪の舵角そのものに基づいて上記補正トルクを算出してもよく、その場合に実践上何の問題も生じないことは無論言うまでもない。
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。始めに、図１６を参照し、本実施形態に係る車両３０の構成について説明する。ここに、図１６は、車両３０の基本的な構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。

図１６において、車両３０は、ステアリングホイル１１の操舵角ＭＡと前輪の舵角との関係を可変とするＶＧＲＳアクチュエータ２００及びその関連装置を有さず、その代わりに後輪ＲＬ及びＲＲの操舵を可能とするＡＲＳ６００を備える点において、第１及び第２実施形態に係る車両１０と相違する構成となっている。即ち、本実施形態においては、後輪が本発明に係る「操舵輪」として機能する。但し、前輪は、当然ながらステアリングホイル１１に連結されており、通常の意味合いとしては無論操舵輪である。

ＡＲＳ６００は、図示せぬパワーシリンダと、パワーシリンダに図示左右方向の往復駆動力を付与するアクチュエータを備え、このアクチュエータから付与される駆動力によって、当該パワーシリンダの両端に連結されたリアステアロッド３１を左右方向に所定量駆動させることにより、後輪の舵角を変化させることが可能である。尚、後輪の操舵を可能とする車両構成は、図示のものに限定されず公知の各種態様を採ってよい。

車両３０においては、ＥＣＵ１００によりＬＫＡ制御が実行される。ここで、図１７を参照し、第３実施形態に係るＬＫＡ制御の詳細について説明する。ここに、図１７は、第３実施形態に係るＬＫＡ制御のフローチャートである。尚、同図において、図２と重複する箇所には、同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。

図１７において、目標横加速度ＧＹＴＧを算出すると、ＥＣＵ１００は、この算出された目標横加速度ＧＹＴＧに基づいてＬＫＡ用後輪目標舵角θＬＫＡ＿ＲＲを算出し（ステップＳ６０１）、且つ記憶する（ステップＳ６０２）。ここで、図１８を参照し、目標横加速度ＧＹＴＧとＬＫＡ用後輪目標舵角θＬＫＡ＿ＲＲとの関係について説明する。ここに、図１８は、ＬＫＡ用後輪目標舵角θＬＫＡ＿ＲＲと目標横加速度ＧＹＴＧとの関係を表す模式図である。

図１８において、ＬＫＡ用後輪目標舵角θＬＫＡ＿ＲＲは、左旋回時と右旋回時とで同様の特性を有し、目標横加速度ＧＹＴＧ＝０付近の不感帯領域を除いて、基本的に目標横加速度ＧＹＴＧに対しリニアに増加する増加関数となる。但し、後輪は、その操舵方向が前輪と逆相であり、ＬＫＡ用後輪目標舵角θＬＫＡ＿ＲＲは、図１０に示すＬＫＡ用後輪目標舵角θＬＫＡ＿ＦＲと異なり、左（右）旋回時には右（左）転舵方向へ設定される。

また、図１８には、一例として車速Ｖ１、Ｖ２（Ｖ２＞Ｖ１）及びＶ３（Ｖ３＞Ｖ２）に対するＬＫＡ用後輪目標角θＬＫＡ＿ＲＲの特性が、夫々図示実線、破線及び鎖線として示されている。図示するように、ＬＫＡ用後輪目標角θＬＫＡ＿ＲＲは、目標横加速度ＧＹＴＧを一定とした場合に、車速が高い程小さく設定される。これは、フロントステアと同様に、車速が高い程舵角に対する横加速度が大きいためである。

尚、ＥＣＵ１００のＲＯＭには、予め図１８に示す関係を数値化してなるＬＫＡ用後輪目標舵角マップが格納されており、ステップＳ６０１においては、係るＬＫＡ用後輪目標舵角マップから該当する値が選択される。尚、後輪の操舵方向と前輪の操舵方向との関係が、例えば車速に応じて同相と逆相との間で切り替わる場合には、図１０と図１８とのうち適合する一方の関係が参照されてよい。

図１７に戻り、ＥＣＵ１００は、このＬＫＡ用後輪目標舵角θＬＫＡ＿ＲＲに基づいて、後輪からの軸力に起因する反力トルクを補正する軸力補正トルクＴ５を算出し（ステップＳ６０３）、この軸力補正トルクＴ５をＬＫＡ目標アシストトルクＴＬＫとして設定する（ステップＳ６０４）。尚、後輪からの軸力も、前輪と同様に車両１０の構成上、操舵された時点よりも遅れてステアリングホイル１１に到達する。従って、この種の車両運動を考慮して軸力補正トルクＴ５を決定しないと、軸力補正トルクＴ５は、相殺すべき軸力成分に対し過剰又は不足し、反力トルクを必ずしも十分に軽減することができない。そこで、ＥＣＵ１００は、軸力補正トルクＴ５を算出するにあたっては、ＬＫＡ用後輪目標舵角θＬＫＡ＿ＲＲに対し、係る時間応答を考慮したフィルタ処理を実行し、ＬＫＡ用後輪目標舵角補正値θｆＬＫＡ＿ＲＲを算出する。軸力補正トルクＴ５は、このＬＫＡ用後輪目標舵角補正値θｆＬＫＡ＿ＲＲに基づいて設定される。

ここで、図１９を参照し、軸力補正トルクＴ５とＬＫＡ用後輪目標舵角補正値θｆＬＫＡ＿ＲＲとの関係について説明する。ここに、図１９は、軸力補正トルクＴ５とＬＫＡ用後輪目標舵角補正値θｆＬＫＡ＿ＲＲとの関係を示す模式図である。尚、同図において、図１５と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。

図１９において、縦軸には軸力補正トルクＴ５が示されており、横軸にはＬＫＡ用後輪目標舵角補正値θｆＬＫＡ＿ＲＲが示される。図示するように、軸力補正トルクＴ５は、右旋回時と左旋回時とで対象な特性を有し、θｆＬＫＡ＿ＲＲ＝０付近の不感帯領域と、飽和領域とを除けば、θｆＬＫＡ＿ＲＲに対しリニアに増加する特性を有する。但し、先述したように、後輪の操舵方向は、車両の旋回方向と逆であり、軸力補正トルクＴ５もまた、図１５に示す軸力補正トルクＴ４と対称な特性となる。

また、図１９には、一例として車速Ｖ１、Ｖ２（Ｖ２＞Ｖ１）及びＶ３（Ｖ３＞Ｖ２）に対する軸力補正トルクＴ５の特性が、夫々図示実線、破線及び鎖線として示されている。図示するように、軸力補正トルクＴ５は、ＬＫＡ用後輪目標舵角補正値θｆＬＫＡ＿ＲＲを一定とした場合に、車速が高い程大きく設定される。これは、舵角を一定とすれば、車速が高い程横加速度が大きいためである。

尚、ＥＣＵ１００のＲＯＭには、予め図１９に示す関係を数値化してなる軸力補正トルクマップが格納されており、ステップＳ６０３においては、係る軸力補正トルクマップから該当する値が選択される。

以上説明したように、本実施形態によれば、目標走行路への追従に後輪の舵角制御を利用する場合であっても、ステアリングシャフト１１に作用する反力トルクを相殺することにより、車両の挙動の不安定化を抑制しつつ好適に目標走行路への追従を図ることが可能となる。

尚、上記第１及び第２実施形態と、上記第３実施形態に係る車両構成は、相容れないものではなく、例えば、第２実施形態と第３実施形態とを組み合わせ、前後輪の舵角制御により目標走行路への追従が図られてもよい。即ち、この場合、軸力補正トルクＴ４及びＴ５の双方をＬＫＡ目標アシストトルクＴＬＫに反映させればよい。

本発明は、上述した実施例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操舵支援装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

本発明は、例えば、車両を目標走行路に追従させるための車両の走行支援装置に利用可能である。

Claims (11)

1. ステアリングホイルを介して操舵入力軸に付与される操舵トルクを補助可能な操舵トルク補助手段と、
   操舵輪と連結された操舵出力軸を前記操舵入力軸に対し相対回転させることにより前記操舵入力軸の回転角たる操舵角と前記操舵輪の回転角た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と
   を備えた車両の走行支援装置であって、
   前記車両を目標走行路に追従させるための、前記操舵トルク補助手段及び前記舵角可変手段のうち一方に対応する第１制御目標値を設定する第１設定手段と、
   前記設定された第１制御目標値に基づいて前記一方を制御する第１制御手段と、
   前記一方の制御により前記車両を前記目標走行路に追従させるに際し生じる前記車両の挙動変化が抑制されるように前記操舵トルク補助手段及び前記舵角可変手段のうち他方に対応する第２制御目標値を設定する第２設定手段と、
   前記設定された第２制御目標値に基づいて前記他方を制御する第２制御手段と
   を具備し、
   前記第１設定手段は、前記第１制御目標値として目標補助トルクを設定し、
   前記第１制御手段は、該設定された目標補助トルクに基づいて前記操舵トルク補助手段を制御し、
   前記第２設定手段は、前記第２制御目標値として、前記目標走行路に対する追従がなされない時と較べて減少するように前記操舵角に対する前記操舵出力軸の回転角を規定する操舵伝達比を設定し、
   前記第２制御手段は、該設定された操舵伝達比に基づいて前記舵角可変手段を制御する
   ことを特徴とする車両の走行支援装置。
2. 前記第１設定手段は、前記第１制御目標値として目標補助トルクを設定し、
   前記第１制御手段は、該設定された目標補助トルクに基づいて前記操舵トルク補助手段を制御し、
   前記第２設定手段は、前記第２制御目標値として、前記車両を前記目標走行路に追従させるのに要する前記操舵角が減少するように前記操舵入力軸に対する前記操舵出力軸の目標相対回転角を設定し、
   前記第２制御手段は、該設定された目標相対回転角に基づいて前記舵角可変手段を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両の走行支援装置。
3. 前記第２設定手段は、前記車両の走行条件に応じて前記目標相対回転角を設定する
   ことを特徴とする請求項２に記載の車両の走行支援装置。
4. 前記第２設定手段は、前記目標走行路の曲率が大きい程前記操舵角の減少量が減少するように、前記目標相対回転角を設定する
   ことを特徴とする請求項３に記載の車両の走行支援装置。
5. 前記第２設定手段は、前記車両の速度が高い程前記操舵角の減少量が減少するように、前記目標相対回転角を設定する
   ことを特徴とする請求項３に記載の車両の走行支援装置。
6. ステアリングホイルを介して操舵入力軸に付与される操舵トルクを補助可能な操舵トルク補助手段と、
   操舵輪と連結された操舵出力軸を前記操舵入力軸に対し相対回転させることにより前記操舵入力軸の回転角たる操舵角と前記操舵輪の回転角た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と
   を備えた車両の走行支援装置であって、
   前記車両を目標走行路に追従させるための、前記操舵トルク補助手段及び前記舵角可変手段のうち一方に対応する第１制御目標値を設定する第１設定手段と、
   前記設定された第１制御目標値に基づいて前記一方を制御する第１制御手段と、
   前記一方の制御により前記車両を前記目標走行路に追従させるに際し生じる前記車両の挙動変化が抑制されるように前記操舵トルク補助手段及び前記舵角可変手段のうち他方に対応する第２制御目標値を設定する第２設定手段と、
   前記設定された第２制御目標値に基づいて前記他方を制御する第２制御手段と
   を具備し、
   前記第１設定手段は、前記第１制御目標値として、目標舵角を設定し、且つ前記目標走行路に対する追従がなされない時と較べて減少するように前記操舵角に対する前記操舵出力軸の回転角を規定する操舵伝達比を設定し、
   前記第１制御手段は、該設定された目標舵角及び操舵伝達比に基づいて前記舵角可変手段を制御し、
   前記第２設定手段は、前記第２制御目標値として、前記目標舵角に基づいた舵角可変手段の制御に伴って前記ステアリングホイルに加わる反力トルクが相殺されるように目標補助トルクを設定し、
   前記第２制御手段は、該設定された目標補助トルクに基づいて前記操舵トルク補助手段を制御する
   ことを特徴とする車両の走行支援装置。
7. 前記操舵輪は、操舵出力軸を介して前記操舵入力軸に連結された前輪であり、
   前記第２設定手段は、前記操舵出力軸の運動に起因する第１部分反力トルク、前記操舵トルク補助手段の運動に起因する第２部分反力トルク及び前記操舵輪からの軸力に起因する第３部分反力トルクのうち少なくとも一部が相殺されるように前記目標補助トルクを設定する
   ことを特徴とする請求項６に記載の車両の走行支援装置。
8. 前記第２設定手段は、前記第１部分反力トルクに対応する目標補助トルクを、（１）前記操舵輪の角加速度と同一の符合を有し且つ前記操舵出力軸の慣性の影響を補正する第１慣性補正項、（２）前記操舵輪の角速度と同一の符合を有し且つ前記操舵出力軸の粘性の影響を補正する第１粘性補正項、及び（３）前記操舵輪の角速度と同一の符合を有し且つ前記操舵出力軸の摩擦の影響を補正する第１摩擦補正項を含むように設定する
   ことを特徴とする請求項７に記載の車両の走行支援装置。
9. 前記第２設定手段は、前記第２部分反力トルクに対応する目標補助トルクを、（１）前記操舵輪の角加速度と同一の符合を有し且つ前記操舵トルク補助手段の慣性の影響を補正する第２慣性補正項、（２）前記操舵輪の角速度と同一の符合を有し且つ前記操舵トルク補助手段の粘性の影響を補正する第２粘性補正項、及び（３）前記操舵輪の角速度と同一の符合を有し且つ前記操舵トルク補助手段の摩擦の影響を補正する第２摩擦補正項を含むように設定する
   ことを特徴とする請求項７に記載の車両の走行支援装置。
10. 前記第２設定手段は、前記第３部分反力トルクに対応する目標補助トルクを、前記軸力の応答遅延を考慮し且つ前記舵角と同一の符合を有するように設定する
    ことを特徴とする請求項７に記載の車両の走行支援装置。
11. 前記操舵輪は、前記操舵入力軸に連結されない後輪であり、
    前記第２設定手段は、前記軸力の応答遅延を考慮し前記操舵輪からの軸力に起因する反力トルクが相殺されるように前記舵角と異なる符合を有する前記目標補助トルクを設定する
    ことを特徴とする請求項６に記載の車両の走行支援装置。

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