特許 7548877 車両制御システム及び車両制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-02

(45)【発行日】2024-09-10

(54)【発明の名称】車両制御システム及び車両制御方法

(51)【国際特許分類】

   B62D 6/00 20060101AFI20240903BHJP

   B62D 113/00 20060101ALN20240903BHJP

【ＦＩ】

B62D6/00

B62D113:00

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021106869

(22)【出願日】2021-06-28

(65)【公開番号】P2023005138

(43)【公開日】2023-01-18

【審査請求日】2024-01-10

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】110003199

【氏名又は名称】弁理士法人高田・高橋国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】赤塚 康佑

(72)【発明者】

【氏名】工藤 佳夫

(72)【発明者】

【氏名】三宅 純也

【審査官】神田 泰貴

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－１９０１８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０５９１３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１５６２３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０５９３３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】独国特許出願公開第１０２０１３２１６９３１（ＤＥ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／００１２１８２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｄ ６／００ － ６／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステアバイワイヤ方式の車両を制御する車両制御システムであって、
１又は複数のプロセッサを備え、
前記１又は複数のプロセッサは、
前記車両の運転を支援する運転支援制御と、
前記運転支援制御による前記車両の転舵と連動して操舵反力成分をハンドルに付与する連動反力制御と
を実行するように構成され、
前記連動反力制御は、
前記ハンドルの操舵角に応じた目標転舵角であるドライバ転舵角を取得する処理と、
前記運転支援制御によって要求される目標転舵角である第１システム転舵角を取得する処理と、
前記車両のドライバの操舵意図に応じて前記第１システム転舵角を調整することによって第２システム転舵角を取得する調整処理と、
前記ドライバ転舵角と前記第２システム転舵角との間の差分を減少させる方向の操舵反力成分を前記ハンドルに付与する処理と
を含み、
前記調整処理は、前記第２システム転舵角と前記ドライバ転舵角との間の前記差分が前記第１システム転舵角と前記ドライバ転舵角との間の差分よりも小さくなるように、前記第１システム転舵角を調整して前記第２システム転舵角を取得する
車両制御システム。

【請求項2】

請求項１に記載の車両制御システムであって、
前記調整処理は、
前記ドライバの前記操舵意図に応じて連動反力ゲインを設定するゲイン設定処理と、
前記連動反力ゲインを前記第１システム転舵角に掛けることによって前記第２システム転舵角を算出する処理と
を含み、
前記ゲイン設定処理は、前記第２システム転舵角と前記ドライバ転舵角との間の前記差分が前記第１システム転舵角と前記ドライバ転舵角との間の前記差分よりも小さくなるように、前記連動反力ゲインを設定する
車両制御システム。

【請求項3】

請求項２に記載の車両制御システムであって、
前記ゲイン設定処理は、前記ドライバ転舵角と前記第１システム転舵角との間の前記差分に基づいて前記連動反力ゲインを設定する
車両制御システム。

【請求項4】

請求項３に記載の車両制御システムであって、
前記ゲイン設定処理は、
前記ドライバ転舵角と前記第１システム転舵角との間の前記差分を横加速度の次元に換算して横加速度偏差を取得する処理と、
前記横加速度偏差に基づいて前記連動反力ゲインを設定する処理と
を含む
車両制御システム。

【請求項5】

請求項２に記載の車両制御システムであって、
前記ゲイン設定処理は、
前記ドライバの前記操舵意図を反映した操舵パラメータが閾値を超えるか否かを判定する処理と、
前記操舵パラメータが前記閾値を超える場合、前記第２システム転舵角と前記ドライバ転舵角との間の前記差分が前記第１システム転舵角と前記ドライバ転舵角との間の前記差分よりも小さくなるように、前記連動反力ゲインを１とは異なる値に設定する処理と
を含む
車両制御システム。

【請求項6】

請求項１乃至５のいずれか一項に記載の車両制御システムであって、
前記運転支援制御は、前記第２システム転舵角ではなく前記第１システム転舵角に基づいて前記車両の転舵を行う
車両制御システム。

【請求項7】

ステアバイワイヤ方式の車両を制御する車両制御方法であって、
前記車両の運転を支援する運転支援制御と、
前記運転支援制御による前記車両の転舵と連動して操舵反力成分をハンドルに付与する連動反力制御と
を含み、
前記連動反力制御は、
前記ハンドルの操舵角に応じた目標転舵角であるドライバ転舵角を取得する処理と、
前記運転支援制御によって要求される目標転舵角である第１システム転舵角を取得する処理と、
前記車両のドライバの操舵意図に応じて前記第１システム転舵角を調整することによって第２システム転舵角を取得する調整処理と、
前記ドライバ転舵角と前記第２システム転舵角との間の差分を減少させる方向の操舵反力成分を前記ハンドルに付与する処理と
を含み、
前記調整処理は、前記第２システム転舵角と前記ドライバ転舵角との間の前記差分が前記第１システム転舵角と前記ドライバ転舵角との間の差分よりも小さくなるように、前記第１システム転舵角を調整して前記第２システム転舵角を取得する
車両制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ステアバイワイヤ（Steer-By-Wire）方式の車両を制御する技術に関する。特に、本開示は、車両の運転を支援する運転支援制御の機能を備えるステアバイワイヤ方式の車両を制御する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、車両の運転を支援する運転支援装置を開示している。その運転支援装置は、車両の周囲の障害物を検出すると、障害物との衝突可能性に基づいて、衝突を回避するための制動制御量を決定する。このとき、車両のドライバが障害物から離れるような操舵操作を行った場合、運転支援装置は、制動制御量が小さくなるように補正する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第５７８１７９１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ステアバイワイヤ方式の車両が、車両の運転を支援する運転支援制御の機能も備える場合について考える。例えば、運転支援制御は、ドライバによる操舵操作によらず、自動的に車両の転舵を行う。その一方で、ステアバイワイヤ方式の車両では、操舵反力をハンドルに付与する反力制御が行われる。運転支援制御による車両転舵と連動して反力制御が行われる場合も考えられる。状況によっては、運転支援制御による車両転舵と連動して行われる反力制御に対してドライバが違和感を覚える可能性がある。

【0005】

本開示の１つの目的は、ステアバイワイヤ方式の車両において、運転支援制御による車両転舵と連動して行われる反力制御に対してドライバが感じる違和感を軽減することができる技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第１の観点は、ステアバイワイヤ方式の車両を制御する車両制御システムに関連する。
車両制御システムは、１又は複数のプロセッサを備える。
１又は複数のプロセッサは、
車両の運転を支援する運転支援制御と、
運転支援制御による車両の転舵と連動して操舵反力成分をハンドルに付与する連動反力制御と
を実行するように構成される。
連動反力制御は、
ハンドルの操舵角に応じた目標転舵角であるドライバ転舵角を取得する処理と、
運転支援制御によって要求される目標転舵角である第１システム転舵角を取得する処理と、
車両のドライバの操舵意図に応じて第１システム転舵角を調整することによって第２システム転舵角を取得する調整処理と、
ドライバ転舵角と第２システム転舵角との間の差分を減少させる方向の操舵反力成分をハンドルに付与する処理と
を含む。
調整処理は、第２システム転舵角とドライバ転舵角との間の差分が第１システム転舵角とドライバ転舵角との間の差分よりも小さくなるように、第１システム転舵角を調整して第２システム転舵角を取得する。

【0007】

第２の観点は、ステアバイワイヤ方式の車両を制御する車両制御方法に関連する。
車両制御方法は、
車両の運転を支援する運転支援制御と、
運転支援制御による車両の転舵と連動して操舵反力成分をハンドルに付与する連動反力制御と
を含む。
連動反力制御は、
ハンドルの操舵角に応じた目標転舵角であるドライバ転舵角を取得する処理と、
運転支援制御によって要求される目標転舵角である第１システム転舵角を取得する処理と、
車両のドライバの操舵意図に応じて第１システム転舵角を調整することによって第２システム転舵角を取得する調整処理と、
ドライバ転舵角と第２システム転舵角との間の差分を減少させる方向の操舵反力成分をハンドルに付与する処理と
を含む。
調整処理は、第２システム転舵角とドライバ転舵角との間の差分が第１システム転舵角とドライバ転舵角との間の差分よりも小さくなるように、第１システム転舵角を調整して第２システム転舵角を取得する。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、運転支援制御による車両転舵と連動して操舵反力成分をハンドルに付与する連動反力制御が行われる。連動反力制御のための操舵反力成分は、ドライバ転舵角とシステム転舵角との間の差分に基づいて生成される。このとき、ドライバの操舵意図に応じてシステム転舵角の調整が行われる。そして、調整前の第１システム転舵角ではなく、調整後の第２システム転舵角を用いることによって、連動反力制御のための操舵反力成分が生成される。調整後の第２システム転舵角とドライバ転舵角との間の差分は、調整前の第１システム転舵角とドライバ転舵角との間の差分よりも小さくなる。従って、ドライバの操舵意図がある場合には、連動反力制御のための操舵反力成分が抑制されることになる。その結果、連動反力制御に対してドライバが感じる違和感が軽減される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態に係る車両及び車両制御システムの構成例を示す概略図である。

【図2】実施の形態に係る車両制御システムの制御装置の機能構成を示すブロック図である。

【図3】運転支援制御の一例であるリスク回避制御を説明するための概念図である。

【図4】運転支援制御の他の例である車線維持支援制御を説明するための概念図である。

【図5】運転支援制御の更に他の例である車線逸脱抑制制御を説明するための概念図である。

【図6】比較例に係る連動反力制御部を示すブロック図である。

【図7】実施の形態に係る連動反力制御部を示すブロック図である。

【図8】実施の形態に係る連動反力制御部の調整部の構成例を示すブロック図である。

【図9】実施の形態に係るゲイン設定部の第１の構成例を示すブロック図である。

【図10】実施の形態に係るゲイン設定部の第２の構成例を示すブロック図である。

【図11】実施の形態に係るゲイン設定部の第３の構成例を示すブロック図である。

【図12】実施の形態に係る連動反力制御部の調整部の変形例を示すブロック図である。

【図13】実施の形態における連動反力ゲインの変化の一例を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

添付図面を参照して、本開示の実施の形態を説明する。

【0011】

１．車両制御システム
図１は、本実施の形態に係る車両１及び車両制御システム１０の構成例を示す概略図である。車両１は、車輪２及びハンドル（ステアリングホイール）３を備えている。ハンドル３は、車両１のドライバが操舵操作に用いる操作部材である。ステアリングシャフト４は、ハンドル３に連結されており、ハンドル３と共に回転する。車両１はステアバイワイヤ方式の車両であり、車輪２とハンドル３（ステアリングシャフト４）は機械的に切り離されている。

【0012】

車両制御システム１０は、ステアバイワイヤ方式の車両１を制御する。車両制御システム１０は、転舵装置２０、反力装置３０、運転環境情報取得装置４０、及び制御装置１００を備えている。

【0013】

転舵装置２０は、車輪２を転舵する。転舵装置２０は、車輪２を転舵するための転舵アクチュエータ２１を含んでいる。例えば、転舵アクチュエータ２１は、転舵モータである。転舵モータのロータは、減速機２２を介して転舵軸２３に連結されている。転舵軸２３は、車輪２に連結されている。転舵モータが回転すると、その回転運動は転舵軸２３の直線運動に変換され、それにより車輪２が転舵される。すなわち、転舵モータの作動により、車輪２を転舵することができる。転舵アクチュエータ２１の動作は、制御装置１００によって制御される。

【0014】

反力装置３０は、ハンドル３に対して操舵反力（反力トルク）を付与する。反力装置３０は、ハンドル３に操舵反力を付与するための反力アクチュエータ３１を含んでいる。例えば、反力アクチュエータ３１は、反力モータである。反力モータのロータは、減速機３２を介してステアリングシャフト４につながっている。反力モータを作動させることにより、ステアリングシャフト４ひいてはハンドル３に操舵反力を付与することができる。反力アクチュエータ３１の動作は、制御装置１００によって制御される。

【0015】

運転環境情報取得装置４０は、車両１の運転環境を示す運転環境情報ＥＮＶを取得する。運転環境情報取得装置４０は、車両状態センサ５０、認識センサ６０、等を含んでいる。

【0016】

車両状態センサ５０は、車両１の状態を検出する。車両状態センサ５０は、操舵角センサ５１、操舵トルクセンサ５２、回転角センサ５３、回転角センサ５４、転舵電流センサ５５、車速センサ５６、等を含んでいる。操舵角センサ５１は、ハンドル３の操舵角θｓ（ハンドル角）を検出する。操舵トルクセンサ５２は、ステアリングシャフト４に印加される操舵トルクＴｓを検出する。回転角センサ５３は、反力アクチュエータ３１（反力モータ）の回転角Φを検出する。回転角センサ５４は、転舵アクチュエータ２１（転舵モータ）の回転角を検出する。転舵モータの回転角は、車輪２の転舵角（実転舵角δａ）に相当する。よって、回転角センサ５４は、車輪２の実転舵角δａを検出していると言うこともできる。転舵電流センサ５５は、転舵アクチュエータ２１を駆動する転舵電流Ｉｍを検出する。車速センサ５６は、車両１の速度である車速Ｖを検出する。その他、車両状態センサ５０は、ヨーレートセンサや加速度センサを含んでいてもよい。

【0017】

認識センサ６０は、車両１の周辺の状況を認識（検出）する。認識センサ６０としては、カメラ、ＬＩＤＡＲ（Laser Imaging Detection and Ranging）、レーダ、等が例示される。

【0018】

運転環境情報取得装置４０は、車両１の位置を取得する位置センサを含んでいてもよい。位置センサとしては、ＧＰＳ（Global Positioning System）センサが例示される。運転環境情報取得装置４０は、地図情報を取得してもよい。

【0019】

運転環境情報ＥＮＶは、車両状態情報及び周辺状況情報を含んでいる。車両状態情報は、車両状態センサ５０によって検出される車両状態を示す。周辺状況情報は、認識センサ６０による認識結果を示す。例えば、周辺状況情報は、カメラによって撮像される画像を含む。周辺状況情報は、車両１の周辺の物体に関する物体情報を含んでいてもよい。車両１の周辺の物体としては、歩行者、他車両（先行車両、駐車車両、等）、標識、白線、路側構造物、等が例示される。物体情報は、車両１に対する物体の相対位置及び相対速度を示す。運転環境情報ＥＮＶは、更に、車両１の位置情報、地図情報、等を含んでいてもよい。

【0020】

制御装置１００は、車両１を制御する。制御装置１００は、１又は複数のプロセッサ１１０（以下、単にプロセッサ１１０と呼ぶ）と１又は複数の記憶装置１２０（以下、単に記憶装置１２０と呼ぶ）を含んでいる。プロセッサ１１０は、各種処理を実行する。例えば、プロセッサ１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含んでいる。記憶装置１２０は、プロセッサ１１０による処理に必要な各種情報を格納する。記憶装置１２０としては、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、等が例示される。制御装置１００は、１又は複数のＥＣＵ（Electronic Control Unit）を含んでいてもよい。

【0021】

プロセッサ１１０がコンピュータプログラムである制御プログラムを実行することにより、制御装置１００による各種処理が実現される。制御プログラムは、記憶装置１２０に格納される。あるいは、制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。

【0022】

制御装置１００（プロセッサ１１０）は、運転環境情報取得装置４０から運転環境情報ＥＮＶを取得する。運転環境情報ＥＮＶは、記憶装置１２０に格納される。

【0023】

図２は、制御装置１００の機能構成を示すブロック図である。制御装置１００は、機能ブロックとして、転舵制御部２００、反力制御部３００、及び運転支援制御部４００を含んでいる。これら機能ブロックは、制御プログラムを実行するプロセッサ１１０と記憶装置１２０の協働により実現される。尚、転舵制御部２００、反力制御部３００、及び運転支援制御部４００は、それぞれ別の制御装置により実現されてもよい。その場合、それぞれの制御装置は、互いに通信可能に接続され、必要な情報を互いにやりとりする。

【0024】

以下、転舵制御部２００、反力制御部３００、及び運転支援制御部４００のそれぞれについて詳しく説明する。

【0025】

２．転舵制御
転舵制御部２００は、車輪２を転舵する「転舵制御」を行う。より詳細には、転舵制御部２００は、転舵装置２０の転舵アクチュエータ２１を制御することによって、車輪２を転舵する。

【0026】

転舵制御部２００は、ドライバによるハンドル３の操舵操作に応答して転舵制御を行う。例えば、転舵制御部２００は、操舵角θｓ及び車速Ｖに基づいて目標転舵角δｔを算出する。操舵角θｓは、操舵角センサ５１によって検出される。あるいは、操舵角θｓは、回転角センサ５３によって検出される回転角Φから算出されてもよい。車速Ｖは、車速センサ５６によって検出される。転舵制御部２００は、目標転舵角δｔに従って車輪２を転舵する。車輪２の実転舵角δａは、回転角センサ５４によって検出される。転舵制御部２００は、実転舵角δａが目標転舵角δｔに追従するように、転舵アクチュエータ２１を制御する。より詳細には、転舵制御部２００は、車輪２の目標転舵角δｔと実転舵角δａとの偏差に基づいて、転舵アクチュエータ２１を駆動するための制御信号を生成する。転舵アクチュエータ２１は制御信号に従って駆動され、それにより車輪２が転舵される。尚、このときに転舵アクチュエータ２１を駆動する電流が転舵電流Ｉｍである。

【0027】

また、転舵制御部２００は、後に説明される運転支援制御部４００からの要求に従って転舵制御を行う。この場合、転舵制御部２００は、運転支援制御部４００から目標制御量を取得し、その目標制御量に従って転舵制御を行う。

【0028】

３．反力制御
反力制御部３００は、ハンドル３に操舵反力（反力トルク）を付与する「反力制御」を行う。より詳細には、反力制御部３００は、反力装置３０の反力アクチュエータ３１を制御することによって、操舵反力をハンドル３に付与する。

【0029】

反力制御部３００は、ドライバによるハンドル３の操舵操作に応答して反力制御を行う。例えば、反力制御部３００は、操舵角θｓ及び車速Ｖに基づいて、車輪２にかかるセルフアライニングトルクに相当する目標操舵反力（ばね成分）を算出する。目標操舵反力は、更に、操舵速度（ｄθｓ／ｄｔ）に応じたダンピング成分を含んでいてもよい。そして、反力制御部３００は、目標操舵反力が発生するように反力アクチュエータ３１を制御する。より詳細には、反力制御部３００は、目標操舵反力に基づいて、反力アクチュエータ３１を駆動するための制御信号を生成する。反力アクチュエータ３１は制御信号に従って駆動され、それにより操舵反力が発生する。

【0030】

また、反力制御部３００は、後に説明される運転支援制御部４００からの要求に従って反力制御を行ってもよい。更に、反力制御部３００は、運転支援制御部４００による運転支援制御と連動（連携）して反力制御を行ってもよい。運転支援制御と連動した反力制御については、後に詳しく説明される。

【0031】

４．運転支援制御
運転支援制御部４００は、車両１の運転を支援する「運転支援制御」を行う。運転支援制御は、ドライバによる運転操作によらず、自動的に車両１の走行を制御する。本実施の形態では、特に、操舵に関連する運転支援制御について考える。そのような運転支援制御としては、自動運転制御、リスク回避制御、車線維持支援制御（LTA: Lane Tracing Assist）、車線逸脱抑制制御（LDA: Lane Departure Alert）、等が例示される。

【0032】

自動運転制御は、車両１の自動運転を制御する。具体的には、運転支援制御部４００は、運転環境情報ＥＮＶに基づいて、車両１の走行プランを生成する。走行プランは、現在の走行車線を維持する、車線変更を行う、右左折を行う、障害物を回避する、等が例示される。更に、運転支援制御部４００は、運転環境情報ＥＮＶに基づいて、車両１が走行プランに従って走行するために必要な目標トラジェクトリＴＲＪを生成する。目標トラジェクトリＴＲＪは、目標位置及び目標速度を含んでいる。そして、運転支援制御部４００は、車両１が目標トラジェクトリＴＲＪに追従するように車両走行制御を行う。

【0033】

より詳細には、運転支援制御部４００は、車両１と目標トラジェクトリＴＲＪとの間の偏差（横偏差、ヨー角偏差、速度偏差）を算出し、その偏差を減少させるために必要な目標制御量を算出する。目標制御量としては、目標転舵角、目標ヨーレート、目標速度、目標加速度、目標減速度、目標電流、等が挙げられる。運転支援制御部４００は、目標制御量に従って車両走行制御を行う。車両走行制御は、転舵制御、加速制御、及び減速制御を含む。転舵制御は、上述の転舵制御部２００を介して行われる。加速制御及び減速制御は、車両１の駆動装置及び制動装置（図示されない）を制御することにより行われる。

【0034】

図３は、リスク回避制御を説明するための概念図である。リスク回避制御は、車両１の前方の物体との衝突リスクを低減するための運転支援制御である。回避対象の物体としては、歩行者、自転車、二輪車、動物、他車両、等が例示される。運転支援制御部４００は、運転環境情報ＥＮＶに含まれる周辺状況情報（物体情報）に基づいて、車両１の前方の物体を認識する。例えば、認識した物体との衝突リスクが閾値を超えた場合、運転支援制御部４００は、リスク回避制御を行う。具体的には、運転支援制御部４００は、物体との横距離を確保するために、物体から離れる方向に移動する目標トラジェクトリＴＲＪを生成する。そして、運転支援制御部４００は、車両１が目標トラジェクトリＴＲＪに追従するように車両走行制御を行う。ここでの車両走行制御は、転舵制御と減速制御のうち少なくとも一方を含む。転舵制御は、上述の転舵制御部２００を介して行われる。

【0035】

図４は、車線維持支援制御を説明するための概念図である。車線維持支援制御は、車両１が車線中央ＬＣに沿って走行することを支援する運転支援制御である。車線は、左右の車線境界ＬＢに挟まれた範囲である。車線境界ＬＢとしては、白線（区画線）、縁石、等が例示される。車線中央ＬＣは、車線の中心線である。運転支援制御部４００は、運転環境情報ＥＮＶに含まれる周辺状況情報に基づいて、車線境界ＬＢ及び車線中央ＬＣを認識する。車両１が車線中央ＬＣから逸脱した場合、運転支援制御部４００は、車線維持支援制御を行う。具体的には、運転支援制御部４００は、車両１が車線中央ＬＣに戻るように転舵制御を行う。転舵制御は、上述の転舵制御部２００を介して行われる。

【0036】

図５は、車線逸脱抑制制御を説明するための概念図である。車線逸脱抑制制御は、車両１が走行車線から逸脱することを抑制するための運転支援制御である。運転支援制御部４００は、運転環境情報ＥＮＶに含まれる周辺状況情報に基づいて、車線境界ＬＢを認識する。車両１と車線境界ＬＢとの距離が所定の閾値未満となった場合、運転支援制御部４００は、車線逸脱抑制制御を行う。具体的には、運転支援制御部４００は、車線逸脱の可能性をドライバに伝える。例えば、運転支援制御部４００は、ハンドル振動機構（図示されない）を制御して、ハンドル３を振動させる。運転支援制御部４００は、表示及び／あるいは音声を通して警告を出力してもよい。また、運転支援制御部４００は、車両１が車線中央ＬＣの方に移動するように転舵制御を行ってもよい。転舵制御は、上述の転舵制御部２００を介して行われる。

【0037】

５．運転支援制御と反力制御との協調
次に、運転支援制御と反力制御との協調について考える。例えば、運転支援制御による車両１の転舵と連動（連携）して反力制御が行われる場合について考える。運転支援制御による車両１の転舵と連動して行われる反力制御を、以下、「連動反力制御」と呼ぶ。

【0038】

５－１．連動反力制御の概要
連動反力制御は、運転支援制御が作動しているときに、運転支援制御による車両１（車輪２）の転舵と連動してハンドル３を動かすことを目的としている。そのために、連動反力制御は、運転支援制御による車両１の転舵にハンドル３を追従させるための操舵反力成分をハンドル３に付与する。

【0039】

まず、図６を参照して、比較例について説明する。反力制御部３００は、連動反力制御部３１０を含んでいる。連動反力制御部３１０は、連動反力制御のための操舵反力成分を生成するための目標制御量ＣＯＮ＿Ｃを算出する。連動反力制御部３１０は、ドライバ転舵角取得部３２０、差分算出部３７０、及び制御量算出部３８０を含んでいる。

【0040】

ドライバ転舵角取得部３２０は、車両状態情報に含まれるハンドル３の操舵角θｓ（ハンドル角）を取得する。更に、ドライバ転舵角取得部３２０は、可変ギヤ比等に基づいて、ハンドル３の操舵角θｓに応じた目標転舵角δｔを算出する。この目標転舵角δｔの算出は、上述の転舵制御部２００によるものと同様である。便宜上、ハンドル３の操舵角θｓに応じた目標転舵角δｔを、以下、「ドライバ転舵角δｘ」と呼ぶ。

【0041】

一方、「システム転舵角δｙ」は、運転支援制御によって要求される目標転舵角δｔである。システム転舵角δｙは、上述の通り、運転支援制御部４００によって決定される。連動反力制御部３１０は、運転支援制御部４００によって決定されるシステム転舵角δｙを取得する。

【0042】

差分算出部３７０は、ドライバ転舵角δｘとシステム転舵角δｙとの間の差分（偏差）を算出する。

【0043】

制御量算出部３８０は、ドライバ転舵角δｘとシステム転舵角δｙとの間の差分を減少させる方向の操舵反力成分を生成するための目標制御量ＣＯＮ＿Ｃを算出する。例えば、制御量算出部３８０は、その差分が大きくなるにつれて操舵反力成分が増加するように、目標制御量ＣＯＮ＿Ｃを算出する。

【0044】

尚、反力制御部３００は、連動反力制御による目標制御量ＣＯＮ＿Ｃを他の種類の反力制御による目標制御量と組み合わせることにより、最終的な目標制御量を算出する。そして、反力制御部３００は、最終的な目標制御量に従って反力装置３０の反力アクチュエータ３１を制御し、反力制御を行う。

【0045】

このように、連動反力制御は、ドライバ転舵角δｘとシステム転舵角δｙとの間の差分を算出し、その差分を減少させる方向の操舵反力成分をハンドル３に付与する。但し、状況によっては、そのような連動反力制御に対してドライバが違和感を覚える可能性がある。例えば、ドライバが積極的な操舵意図を有する場合、連動反力制御により、ドライバはハンドル３が重いと感じる可能性がある。あるいは、連動反力制御により、ドライバはハンドル３が強く戻される感覚を覚える可能性がある。

【0046】

そこで、本実施の形態は、連動反力制御に対してドライバが感じる違和感を軽減することができる技術を提案する。

【0047】

図７は、本実施の形態に係る連動反力制御部３１０を示すブロック図である。図６で示された比較例の場合と比較して、連動反力制御部３１０は、更に調整部３３０を含んでいる。

【0048】

調整部３３０は、システム転舵角δｙを調整する「調整処理」を実行する。運転支援制御によって要求されるシステム転舵角δｙ、すなわち、運転支援制御部４００によって決定されるシステム転舵角δｙを、便宜上、「第１システム転舵角δｙ１」と呼ぶ。調整部３３０は、第１システム転舵角δｙ１を取得し、ドライバの操舵意図に応じて第１システム転舵角δｙ１を調整する。調整後のシステム転舵角δｙを、以下、「第２システム転舵角δｙ２」と呼ぶ。つまり、調整部３３０は、ドライバの操舵意図に応じて第１システム転舵角δｙ１を調整することによって第２システム転舵角δｙ２を取得する。

【0049】

ドライバの操舵意図は、操舵パラメータＰｓに反映される。例えば、操舵パラメータＰｓは、ドライバ転舵角δｘである。他の例として、操舵パラメータＰｓは、ドライバ転舵角δｘと第１システム転舵角δｙ１との間の差分であってもよい。更に他の例としては、操舵パラメータＰｓは、操舵トルクセンサ５２によって検出される操舵トルクＴｓであってもよい。調整部３３０は、操舵パラメータＰｓに応じて第１システム転舵角δｙ１を調整することによって第２システム転舵角δｙ２を取得する。

【0050】

第１システム転舵角δｙ１と第２システム転舵角δｙ２との関係は、次の通りである。第１差分ｄ１は、調整前の第１システム転舵角δｙ１とドライバ転舵角δｘとの間の差分（偏差）である。一方、第２差分ｄ２は、調整後の第２システム転舵角δｙ２とドライバ転舵角δｘとの間の差分（偏差）である。調整部３３０は、第２差分ｄ２の絶対値が第１差分ｄ１の絶対値よりも小さくなるように、第１システム転舵角δｙ１を調整して第２システム転舵角δｙ２を取得する。

【0051】

その後、差分算出部３７０は、ドライバ転舵角δｘと第２システム転舵角δｙ２との間の第２差分ｄ２を算出する。そして、制御量算出部３８０は、第２差分ｄ２を減少させる方向の操舵反力成分を生成するための目標制御量ＣＯＮ＿Ｃを算出する。例えば、制御量算出部３８０は、第２差分ｄ２が大きくなるにつれて操舵反力成分が増加するように、目標制御量ＣＯＮ＿Ｃを算出する。

【0052】

このように、本実施の形態に係る連動反力制御では、ドライバの操舵意図に応じてシステム転舵角δｙの調整が行われる。そして、調整前の第１システム転舵角δｙ１ではなく、調整後の第２システム転舵角δｙ２を用いることによって、連動反力制御のための操舵反力成分が生成される。調整後の第２システム転舵角δｙ２とドライバ転舵角δｘとの間の第２差分ｄ２は、調整前の第１システム転舵角δｙ１とドライバ転舵角δｘとの間の第１差分ｄ１よりも小さい。従って、ドライバの操舵意図がある場合には、連動反力制御のための操舵反力成分が抑制されることになる。その結果、連動反力制御に対してドライバが感じる違和感が軽減される。

【0053】

尚、システム転舵角δｙの調整が行われるのは、ハンドル３に操舵反力を付与する連動反力制御においてのみである。運転支援制御部４００は、自身が決定したシステム転舵角δｙ（すなわち第１システム転舵角δｙ１）に基づいて、転舵制御を含む運転支援制御を行う。よって、運転支援制御においては狙い通りの車両転舵が実現される。つまり、運転支援制御の性能が損なわれることはない。

【0054】

５－２．調整部の構成例
図８は、連動反力制御部３１０の調整部３３０の構成例を示すブロック図である。調整部３３０は、ゲイン設定部３４０と乗算部３６０を含んでいる。ゲイン設定部３４０は、連動反力ゲインＧｃを設定する「ゲイン設定処理」を実行する。ゲイン設定部３４０は、ドライバの操舵意図、すなわち、操舵パラメータＰｓに応じて連動反力ゲインＧｃを設定する。そして、乗算部３６０は、連動反力ゲインＧｃを第１システム転舵角δｙ１に掛けることによって、第２システム転舵角δｙ２を算出する（δｙ２＝Ｇｃ×δｙ１）。

【0055】

ゲイン設定部３４０は、第２システム転舵角δｙ２とドライバ転舵角δｘとの間の第２差分ｄ２が第１システム転舵角δｙ１とドライバ転舵角δｘとの間の第１差分ｄ１よりも小さくなるように、連動反力ゲインＧｃを設定する。以下、ゲイン設定部３４０の様々な構成例について説明する。

【0056】

５－２－１．第１の構成例
図９は、ゲイン設定部３４０の第１の構成例を示すブロック図である。ゲイン設定部３４０は、差分算出部３４１とゲインマップ部３４２を含んでいる。

【0057】

差分算出部３４１は、第１システム転舵角δｙ１とドライバ転舵角δｘとの間の第１差分ｄ１を算出する。尚、第１の構成例では、ドライバ転舵角δｘ、あるいは、第１システム転舵角δｙ１とドライバ転舵角δｘとの間の第１差分ｄ１が、操舵パラメータＰｓに相当する。

【0058】

ゲインマップ部３４２は、第１差分ｄ１に基づいて連動反力ゲインＧｃを設定する。例えば、ドライバ転舵角δｘが第１システム転舵角δｙ１よりも大きい場合、第２システム転舵角δｙ２をドライバ転舵角δｘにより近づけるために、連動反力ゲインＧｃは１よりも大きい値に設定される。一方、第１システム転舵角δｙ１がドライバ転舵角δｘよりも大きい場合、第２システム転舵角δｙ２をドライバ転舵角δｘにより近づけるために、連動反力ゲインＧｃは１よりも小さい値に設定される。これにより、第２システム転舵角δｙ２とドライバ転舵角δｘとの間の第２差分ｄ２が、第１システム転舵角δｙ１とドライバ転舵角δｘとの間の第１差分ｄ１よりも小さくなる。

【0059】

ゲインマップ部３４２は、第１差分ｄ１と共に車速Ｖを考慮して連動反力ゲインＧｃを設定してもよい。

【0060】

５－２－２．第２の構成例
図１０は、ゲイン設定部３４０の第２の構成例を示すブロック図である。ゲイン設定部３４０は、差分算出部３４１、横Ｇ換算部３４３、及びゲインマップ部３４４を含んでいる。差分算出部３４１は、第１の構成例の場合と同じである。

【0061】

横Ｇ換算部３４３は、車速Ｖに基づいて、第１システム転舵角δｙ１とドライバ転舵角δｘとの間の第１差分ｄ１を横加速度の次元に換算する。車速Ｖは、車両状態情報から得られる。換算の結果、第１差分ｄ１に相当する横加速度偏差ｄ１’が得られる。

【0062】

ゲインマップ部３４４は、第１差分ｄ１の代わりに横加速度偏差ｄ１’に基づいて連動反力ゲインＧｃを設定する。連動反力ゲインＧｃの設定ポリシーは、上述の第１の構成例のゲインマップ部３４２の場合と同様である。但し、ゲインマップ部３４４は、車速Ｖに依存しないため、第１の構成例のゲインマップ部３４２よりも簡略化される。

【0063】

５－２－３．第３の構成例
図１１は、ゲイン設定部３４０の第３の構成例を示すブロック図である。ゲイン設定部３４０は、ドライバ操舵判定部３４５とゲイン切替部３４６を含んでいる。

【0064】

ドライバ操舵判定部３４５は、ドライバが操舵意図を有しているか否かを判定する。そのために、ドライバ操舵判定部３４５は、ドライバの操舵意図を反映した操舵パラメータＰｓが閾値を超えるか否かを判定する。例えば、操舵パラメータＰｓは、操舵トルクセンサ５２によって検出される操舵トルクＴｓである。他の例として、操舵パラメータＰｓは、ドライバ転舵角δｘと第１システム転舵角δｙ１との間の第１差分ｄ１であってもよい。更に他の例としては、操舵パラメータＰｓは、第１差分ｄ１を横加速度の次元に換算した横加速度偏差ｄ１’であってもよい。操舵パラメータＰｓが閾値を超える場合、ドライバ操舵判定部３４５は、ドライバが操舵意図を有していると判定する。

【0065】

ゲイン切替部３４６は、ドライバ操舵判定部３４５による判定の結果に応じて、連動反力ゲインＧｃを切り替える。具体的には、ドライバが操舵意図を有していないと判定された場合、ゲイン切替部３４６は、連動反力ゲインＧｃを「１」に設定する。一方、ドライバが操舵意図を有していると判定された場合、ゲイン切替部３４６は、連動反力ゲインＧｃを１とは異なる値αに設定する。

【0066】

例えば、第３の構成例は、ドライバによる操舵方向と運転支援制御による転舵方向が逆相の場合に適用される。逆相の場合、値αは１未満である。１未満の連動反力ゲインＧｃを用いることによって、第２システム転舵角δｙ２とドライバ転舵角δｘとの間の第２差分ｄ２が、第１システム転舵角δｙ１とドライバ転舵角δｘとの間の第１差分ｄ１よりも小さくなる。

【0067】

ドライバによる操舵方向と運転支援制御による転舵方向が同相の場合、値αは、ドライバ転舵角δｘと第１システム転舵角δｙ１との大小関係に依存して変わる。ドライバ転舵角δｘが第１システム転舵角δｙ１よりも大きい場合、値αは、１よりも大きい値に設定される。一方、第１システム転舵角δｙ１がドライバ転舵角δｘよりも大きい場合、値αは１よりも小さい値に設定される。これにより、第２システム転舵角δｙ２とドライバ転舵角δｘとの間の第２差分ｄ２が、第１システム転舵角δｙ１とドライバ転舵角δｘとの間の第１差分ｄ１よりも小さくなる。

【0068】

５－３．変形例
図１２は、連動反力制御部３１０の調整部３３０の変形例を示すブロック図である。図８～図１１で示された例と比較して、調整部３３０は、更にガード部３５０を含んでいる。ガード部３５０は、操舵反力の急変を抑制するために、連動反力ゲインＧｃを徐々に変化させる。

【0069】

図１３は、連動反力ゲインＧｃの変化の例を説明するための図である。図１３に示される例では、連動反力ゲインＧｃが「１」から「α」に徐々に変化している。例えば、連動反力ゲインＧｃの変化時間は、「第１システム転舵角δｙ１の主たる周波数成分の逆数」×１／２に設定される。これにより、第２システム転舵角δｙ２の変化勾配は、元の第１システム転舵角δｙ１の変化勾配未満となる。よって、操舵反力の急変が抑制される。

【0070】

５－４．効果
以上に説明されたように、本実施の形態によれば、運転支援制御による車両１の転舵と連動して操舵反力成分をハンドル３に付与する連動反力制御が行われる。連動反力制御のための操舵反力成分は、ドライバ転舵角δｘとシステム転舵角δｙとの間の差分に基づいて生成される。このとき、ドライバの操舵意図に応じてシステム転舵角δｙの調整が行われる。そして、調整前の第１システム転舵角δｙ１ではなく、調整後の第２システム転舵角δｙ２を用いることによって、連動反力制御のための操舵反力成分が生成される。調整後の第２システム転舵角δｙ２とドライバ転舵角δｘとの間の第２差分ｄ２は、調整前の第１システム転舵角δｙ１とドライバ転舵角δｘとの間の第１差分ｄ１よりも小さくなる。従って、ドライバの操舵意図がある場合には、連動反力制御のための操舵反力成分が抑制されることになる。その結果、連動反力制御に対してドライバが感じる違和感が軽減される。

【0071】

尚、システム転舵角δｙの調整が行われるのは、ハンドル３に操舵反力を付与する連動反力制御においてのみである。運転支援制御における転舵制御は、元の第１システム転舵角δｙ１に基づいて行われる。よって、運転支援制御においては狙い通りの車両転舵が実現される。つまり、運転支援制御の性能が損なわれることはない。

【0072】

また、本実施の形態によれば、連動反力ゲインＧｃは、ドライバ転舵角δｘではなく、システム転舵角δｙに掛けられる。よって、ドライバの操舵意図を反映したドライバ転舵角δｘが影響を受けることはない。反力制御におけるドライバ転舵角δｘの影響力は損なわれず、ドライバの操舵意図に応じた反力制御が実現される。

【0073】

また、システム転舵角δｙの調整は、運転支援制御部４００ではなく反力制御部３００（連動反力制御部３１０）によって行われる。ドライバの操舵意図を反映した操舵パラメータＰｓを運転支援制御部４００に送信する必要はない。よって、ＥＣＵ間のデータ通信量が削減される。

【符号の説明】

【0074】

１ 車両
２ 車輪
３ ハンドル
１０ 車両制御システム
２０ 転舵装置
３０ 反力装置
４０ 運転環境情報取得装置
５０ 車両状態センサ
６０ 認識センサ
１００ 制御装置
１１０ プロセッサ
１２０ 記憶装置
２００ 転舵制御部
３００ 反力制御部
３１０ 連動反力制御部
３２０ ドライバ転舵角取得部
３３０ 調整部
３４０ ゲイン設定部
３５０ ガード部
３６０ 乗算部
３７０ 差分算出部
３８０ 制御量算出部
４００ 運転支援制御部
Ｇｃ 連動反力ゲイン
δｘ ドライバ転舵角
δｙ１ 第１システム転舵角
δｙ２ 第２システム転舵角

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】