特許 7614037 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】2025-01-06

(45)【発行日】2025-01-15

(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 20060101AFI20250107BHJP

   B60W 50/14 20200101ALI20250107BHJP

   B62D 113/00 20060101ALN20250107BHJP

【ＦＩ】

B62D6/00

B60W50/14

B62D113:00

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021106871

(22)【出願日】2021-06-28

(65)【公開番号】P2023005140

(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】安樂 厚二

【審査官】菅 和幸

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／１１６４５３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－１２７２３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１８２３０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｄ ６／００

Ｂ６０Ｗ ５０／１４

Ｂ６２Ｄ １１３／００

(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、
システム転舵角は、前記運転支援制御によって要求される目標転舵角であり、
運転支援方向は、前記運転支援制御による前記車両の転舵方向であり、
前記連動反力制御は、前記ハンドルの操舵角と前記システム転舵角の大きさに依存することなく、前記運転支援方向と同じ方向に前記ハンドルを動かすフィードフォワード反力制御を含む
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、
前記フィードフォワード反力制御は、
前記運転支援方向の情報を取得する運転支援方向取得処理と、
前記運転支援方向と同じ方向に前記ハンドルを動かす操舵反力成分を前記ハンドルに付与する処理と
を含む
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、
前記運転支援方向取得処理は、
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システム転舵角を取得する処理と、
前記システム転舵角に基づいて前記運転支援方向を判定する処理と
を含む
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、
前記運転支援方向取得処理は、前記システム転舵角を微分することによってシステム転舵角速度を算出し、前記システム転舵角速度に基づいて前記運転支援方向を判定する処理を含む
車両制御システム。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両制御システムであって、
前記フィードフォワード反力制御による操舵反力成分は、前記ハンドルに連結されたステアリングシャフトに作用する静摩擦力よりも大きい値に設定される
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、
前記連動反力制御は、更に、フィードバック反力制御を含み、
前記フィードバック反力制御は、
前記ハンドルの前記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システム転舵角を取得する処理と、
前記ドライバ転舵角と前記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
を含む
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、
システム転舵角は、前記運転支援制御によって要求される目標転舵角であり、
運転支援方向は、前記運転支援制御による前記車両の転舵方向であり、
前記連動反力制御は、前記ハンドルの操舵角と前記システム転舵角の大きさに依存することなく、前記運転支援方向と同じ方向に前記ハンドルを動かすフィードフォワード反力制御を含む
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、ステアバイワイヤ方式の車両の操舵制御装置を開示している。操舵制御装置は、フィードバック軸力とフィードフォワード軸力とに基づいて操舵反力を算出し、操舵反力をステアリングホイールに付与する。フィードバック軸力は、路面反力に相当し、ステアリングホイールの操作量に応じて転舵を行う転舵アクチュエータの転舵電流に基づいて算出される。一方、フィードフォワード軸力は、ダンピング成分等に相当し、ステアリングホイールの操舵角に基づいて算出される。車両の車線逸脱を防止する車線維持支援の作動中には、フィードバック軸力を用いることなく、フィードフォーワード軸力に基づいて操舵反力が算出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第５９９４８６８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。その場合、意図しない車両挙動に対してドライバが違和感を抱く可能性がある。

【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方向をドライバに伝達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。
運転支援方向は、運転支援制御による車両の転舵方向である。
連動反力制御は、ハンドルの操舵角に依存することなく、運転支援方向と同じ方向にハンドルを動かすフィードフォワード反力制御を含む。

【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。
運転支援方向は、運転支援制御による車両の転舵方向である。
連動反力制御は、ハンドルの操舵角に依存することなく、運転支援方向と同じ方向にハンドルを動かすフィードフォワード反力制御を含む。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、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が行われる。連動反力制御は、ハンドルの操舵角に依存することなく、運転支援方向（運転支援制御による車両転舵方向）と同じ方向にハンドルを動かすフィードフォワード反力制御を含む。このフィードフォワード反力制御によって、運転支援方向を効果的にドライバに伝達することが可能となる。これにより、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】実施の形態に係る連動反力制御の一例を説明するためのブロック図である。

【図7】実施の形態に係る連動反力制御の他の例を説明するためのブロック図である。

【図8】実施の形態に係る運転支援方向取得部の第１の例を示すブロック図である。

【図9】実施の形態に係る連動反力制御のフィードフォワード反力制御の一例を説明するためのタイミングチャートである。

【図10】実施の形態に係る運転支援方向取得部の第２の例を示すブロック図である。

【図11】実施の形態の変形例を説明するための概念図である。

【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】

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。ハンドル３が回転することにより、ドライバは、運転支援制御による狙いの転舵方向を知ることができる。つまり、連動反力制御によって、運転支援制御による車両１の転舵方向をドライバに伝達（通知）することが可能となる。

【0039】

以下、本実施の形態に係る連動反力制御について更に詳しく説明する。

【0040】

５－１．フィードバック反力制御
図６は、本実施の形態に係る連動反力制御の一例を説明するためのブロック図である。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。

【0041】

図６に示される例では、連動反力制御部３１０は、フィードバック反力制御部３１０＿ＦＢを含んでいる。フィードバック反力制御部３１０＿ＦＢは、ドライバ転舵角取得部３２０、差分算出部３３０、及び制御量算出部３４０を含んでいる。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

差分算出部３３０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。

【0045】

制御量算出部３４０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３４０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。

【0046】

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。

【0047】

このように、図６に示される連動反力制御（フィードバック反力制御）は、運転支援制御による車両１の転舵にハンドル３を追従させる操舵反力成分をハンドル３に付与する。ハンドル３が回転することにより、ドライバは、運転支援制御による狙いの転舵方向を知ることができる。

【0048】

但し、運転支援制御が車両１の転舵を行っても、それがハンドル３の回転に反映されない状況も考えられる。例えば、運転支援制御によって要求されるシステム転舵角δｙの変化が微小である場合について考える。ハンドル３を回転させようとするとき、ハンドル３に連結されたステアリングシャフト４には静摩擦力が作用する。そのような静摩擦力は、例えば、ステアリングコラム内のギア等の部品によって発生する。システム転舵角δｙの変化が微小であり、連動反力制御による目標制御量ＣＯＮ＿Ｃが微小である場合、ハンドル３に付与される操舵反力が静摩擦力を超えず、ハンドル３が回転しない可能性がある。仮に、制御量算出部３４０において目標制御量ＣＯＮ＿Ｃを算出する際のゲインを高く設定すると、ドライバが操舵意図を持ってハンドル３を操舵する際に、そのドライバ操舵を妨げる方向に強い操舵反力がかかってしまう。そのようなドライバ操舵を妨げる操舵反力制御に対してドライバは違和感を感じるため、ゲインの設定には限界がある。また、ステアバイワイヤ方式の車両１では、クイックなギヤ比設定のため、車輪２の転舵角に対してハンドル３の操舵角θｓが小さくなる傾向がある。従って、システム転舵角δｙの変化が微小である場合、車輪２の実転舵角δａがシステム転舵角δｙに追従して変化しても、ハンドル３の方は回転しない可能性がある。ハンドル３が回転することなく車両挙動のみが発生する場合、ドライバは、ハンドル３と車両挙動との一体感の不足に対して違和感を抱く可能性がある。

【0049】

そこで、本実施の形態に係る連動反力制御は、以下に説明されるような「フィードフォワード反力制御」を含んでいてもよい。

【0050】

５－２．フィードフォワード反力制御
図７は、本実施の形態に係る連動反力制御の他の例を説明するためのブロック図である。連動反力制御部３１０は、上述のフィードバック反力制御部３１０＿ＦＢに加えて、フィードフォワード反力制御部３１０＿ＦＦと加算部３７０を含んでいる。

【0051】

上述の通り、フィードバック反力制御部３１０＿ＦＢは、ハンドル３の操舵角θｓに応じたドライバ転舵角δｘを算出し、ドライバ転舵角δｘとシステム転舵角δｙとの差分に基づいて連動反力制御のための目標制御量ＣＯＮ＿Ｃを算出する。このフィードバック反力制御部３１０＿ＦＢによって算出される目標制御量ＣＯＮ＿Ｃを、便宜上、「ＦＢ目標制御量ＣＯＮ＿ＦＢ」と呼ぶ。

【0052】

一方、フィードフォワード反力制御部３１０＿ＦＦは、ハンドル３の操舵角θｓに依存することなく、連動反力制御のための目標制御量ＣＯＮ＿Ｃを算出する。このフィードフォワード反力制御部３１０＿ＦＦによって算出される目標制御量ＣＯＮ＿Ｃを、便宜上、「ＦＦ目標制御量ＣＯＮ＿ＦＦ」と呼ぶ。

【0053】

加算部３７０は、ＦＢ目標制御量ＣＯＮ＿ＦＢとＦＦ目標制御量ＣＯＮ＿ＦＦを足し合わせることによって、連動反力制御のための目標制御量ＣＯＮ＿Ｃを算出する。

【0054】

より詳細には、フィードフォワード反力制御部３１０＿ＦＦは、運転支援方向取得部３５０と制御量算出部３６０を含んでいる。

【0055】

運転支援方向取得部３５０は、運転支援方向Ｄａの情報を取得する処理を行う。運転支援方向Ｄａとは、運転支援制御による車両１（車輪２）の転舵方向である。つまり、運転支援方向Ｄａは、左方向あるいは右方向である。運転支援方向Ｄａは、数値で表されてもよい。例えば、Ｄａ＝１が左方向と右方向の一方を表し、Ｄａ＝－１が他方を表す。運転支援方向取得部３５０による運転支援方向取得処理の例は、後述される。

【0056】

制御量算出部３６０は、運転支援方向Ｄａに基づいてＦＦ目標制御量ＣＯＮ＿ＦＦを算出する。具体的には、制御量算出部３６０は、運転支援方向Ｄａと同じ方向にハンドル３を動かす操舵反力成分を生成するためのＦＦ目標制御量ＣＯＮ＿ＦＦを算出する。ここで、運転支援方向Ｄａと同じ方向にハンドル３を動かす操舵反力成分（絶対値）は、ハンドル３に連結されたステアリングシャフト４に作用する静摩擦力よりも大きい値に設定される。静摩擦力は、計測やシミュレーションを通して事前に把握される。静摩擦力よりも大きい操舵反力成分は、一定値であってもよい。

【0057】

以上に説明されたように、フィードフォワード反力制御部３１０＿ＦＦは、ハンドル３の操舵角θｓに依存することなく、運転支援方向Ｄａと同じ方向にハンドル３を動かすフィードフォワード反力制御を行う。このフィードフォワード反力制御によって、運転支援方向Ｄａを効果的にドライバに伝達（通知）することが可能となる。運転支援制御によって要求されるシステム転舵角δｙの変化が微小である場合であっても、運転支援方向Ｄａと同じ方向にハンドル３を動かしやすい。よって、ドライバが感じる違和感を軽減することが可能となる。

【0058】

５－３．運転支援方向取得処理の例
５－３－１．第１の例
図８は、運転支援方向取得部３５０の第１の例を示すブロック図である。運転支援方向取得部３５０は、運転支援制御部４００からシステム転舵角δｙを取得し、そのシステム転舵角δｙに基づいて運転支援方向Ｄａを判定する。より詳細には、運転支援方向取得部３５０は、微分部３５１と符号変換部３５２を含んでいる。

【0059】

微分部３５１は、システム転舵角δｙを取得し、システム転舵角δｙを微分することによってシステム転舵角速度ωｙを算出する。

【0060】

符号変換部３５２は、システム転舵角速度ωｙが正値であれば＋１を出力し、システム転舵角速度ωｙが負値であれば－１を出力する。この符号変換部３５２の出力が、運転支援方向Ｄａとして用いられる。Ｄａ＝１が左方向と右方向の一方を表し、Ｄａ＝－１が他方を表す。

【0061】

制御量算出部３６０は、運転支援方向Ｄａに所定のゲインを掛けることにより、ＦＦ目標制御量ＣＯＮ＿ＦＦを算出する。

【0062】

図９は、フィードフォワード反力制御の一例を説明するためのタイミングチャートである。図９には、システム転舵角δｙ、システム転舵角速度ωｙ、運転支援方向Ｄａ（あるいはＦＦ目標制御量ＣＯＮ＿ＦＦ）、ハンドル３の操舵角θｓ、及びシステム操舵角θｙのそれぞれの時間変化が示されている。システム操舵角θｙは、システム転舵角δｙを操舵角に換算した値である。図９に示されるように、システム転舵角δｙ（システム操舵角θｙ）の変化の方向に操舵角θｓも変化する。すなわち、運転支援方向Ｄａと同じ方向にハンドル３が動く。これにより、ドライバは、運転支援制御による狙いの運転支援方向Ｄａを知ることができる。

【0063】

尚、運転支援方向Ｄａの判定において、システム転舵角δｙの代わりに、システム転舵角δｙを操舵角に換算したシステム操舵角θｙが用いられてもよい。この場合であっても、運転支援方向取得部３５０が、システム転舵角δｙに基づいて運転支援方向Ｄａを判定することに変わりはない。

【0064】

第１の例によれば、システム転舵角δｙに基づいて運転支援方向Ｄａの切り替わりを速やかに判定することが可能となる。

【0065】

５－３－２．第２の例
図１０は、運転支援方向取得部３５０の第２の例を示すブロック図である。第２の例において、運転支援方向Ｄａは、運転支援制御部４００から運転支援方向取得部３５０に通知される。つまり、運転支援方向取得部３５０は、運転支援制御部４００から運転支援方向Ｄａの情報を直接取得する。運転支援制御部４００は、自身が決定した目標トラジェクトリＴＲＪ（図３参照）に基づいて、近い将来の運転支援方向Ｄａを認識することができる。

【0066】

５－４．変形例
図１１に示されるように、運転支援方向Ｄａの切り替わり時、制御量算出部３６０は、ＦＦ目標制御量ＣＯＮ＿ＦＦを徐々に変化させてもよい。これにより、運転支援方向Ｄａの切り替わり時に操舵反力が急変することが防止される。

【0067】

連動反力制御部３１０は、フィードバック反力制御部３１０＿ＦＢを含まず、フィードフォワード反力制御部３１０＿ＦＦだけを含んでいてもよい。

【0068】

５－５．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。連動反力制御は、ハンドル３の操舵角θｓに依存することなく、運転支援方向Ｄａと同じ方向にハンドル３を動かすフィードフォワード反力制御を含む。このフィードフォワード反力制御によって、運転支援方向Ｄａを効果的にドライバに伝達（通知）することが可能となる。運転支援制御によって要求されるシステム転舵角δｙの変化が微小である場合であっても、運転支援方向Ｄａと同じ方向にハンドル３を動かしやすい。ハンドル３が回転することにより、ドライバは、運転支援方向Ｄａ、すなわち、運転支援制御による狙いの転舵方向を知ることができる。これにより、ドライバが感じる違和感を軽減することが可能となる。

【符号の説明】

【0069】

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
３１０＿ＦＢ フィードバック反力制御部
３１０＿ＦＦ フィードフォワード反力制御部
３２０ ドライバ転舵角取得部
３３０ 差分算出部
３４０ 制御量算出部
３５０ 運転支援方向取得部
３６０ 制御量算出部
３７０ 加算部
４００ 運転支援制御部
Ｄａ 運転支援方向
δｘ ドライバ転舵角
δｙ 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】