車両の挙動制御装置
【課題】自動操舵制御からドライバ操舵への切り替え時における違和感の発生を防止する。
【解決手段】ドライバの操舵から独立して車両状態量を変化させることが可能な少なくとも一つの装置を備えた車両において、車両の挙動制御装置は、前記少なくとも一つの装置のうちの少なくとも一つである対象装置を介して、前記車両状態量を目標状態量に収束させるための自動操舵制御を実行する自動操舵制御実行手段と、ハンドル角を検出するハンドル角検出手段と、前記自動操舵制御がドライバの操舵に応じたドライバ操舵へ切り替わる場合に、前記ドライバ操舵において前記ハンドル角と相関する一の前記車両状態量について、前記自動操舵制御により生じた第１状態量と、前記検出されたハンドル角に対し生じるべき第２状態量とが一致するように、前記少なくとも一つの装置を制御する状態量一致化手段とを具備する。
【解決手段】ドライバの操舵から独立して車両状態量を変化させることが可能な少なくとも一つの装置を備えた車両において、車両の挙動制御装置は、前記少なくとも一つの装置のうちの少なくとも一つである対象装置を介して、前記車両状態量を目標状態量に収束させるための自動操舵制御を実行する自動操舵制御実行手段と、ハンドル角を検出するハンドル角検出手段と、前記自動操舵制御がドライバの操舵に応じたドライバ操舵へ切り替わる場合に、前記ドライバ操舵において前記ハンドル角と相関する一の前記車両状態量について、前記自動操舵制御により生じた第１状態量と、前記検出されたハンドル角に対し生じるべき第２状態量とが一致するように、前記少なくとも一つの装置を制御する状態量一致化手段とを具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドライバの操舵から独立して車両状態量を制御可能な車両における、挙動制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、車線追従性を重視した第１制御と、ドライバの操舵操作が反映され易い第２制御とを実現するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に開示された車線維持支援装置によれば、第１制御から第２制御に移行する場合に、第２制御において、所定期間、直前の第１制御で算出された付加トルクと等しい付加トルクを算出することにより、運転者のどのような操舵操作状態であっても、運転者にとって不快なトルク変動を防止することができ、運転者にとって違和感のない車線維持制御を行うことができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１９５０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ドライバの操舵意思を反映した通常の操舵制御下では、ドライバが操舵意思を車両挙動に反映させる手段としてのハンドル（尚、本明細書における「ハンドル」とは、代表的な形態としてステアリングホイールを含みつつ、ドライバによる操舵操作が可能な各種の操舵入力手段を包括する概念である）の操作角度たるハンドル角に対して、ある種の車両状態量の採り得る範囲は大きく制限される。例えば、この種の車両状態量としてヨーレートを例に採ると、車速や路面摩擦等といった各種パラメータの影響を除けば、ハンドル角に対するヨーレートは一義的である。
【０００６】
これに対して、ドライバの意思から独立して車両状態量が制御される各種の自動操舵制御においては、例えば、ハンドル角を中立位置相当角に維持したまま前輪又は後輪或いはその両方の舵角を適宜変化させつつ、これらの車両状態量を所望の値に維持することも可能であり、この種の車両状態量は、ハンドル角に対して高い自由度を有し得る。この際、ドライバに積極的な操舵意思がなければ、ハンドル角に対する車両状態量が如何なるものであれ、ドライバ側にさしたる違和感は生じない。
【０００７】
従って、自動操舵制御がドライバ操舵に切り替わるにあたり、ドライバに操舵主権が移譲された直後においては、車両状態量が、ドライバ操舵においてハンドル角に対し一義的となる車両状態量と乖離している場合がある。このように、車両状態量が、ハンドル角に対し本来生じるべき車両状態量から乖離していると、ドライバに違和感、不快感或いは不安感が生じることとなる。
【０００８】
従来の装置（上記特許文献に開示されるものも含む）においては、このようなドライバ操舵開始直後の車両状態量の不整合に想到していないため、このような違和感、不快感或いは不安感が、ドライバビリティを低下させる要因となっていた。
【０００９】
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、自動操舵制御からドライバ操舵への切り替え時において、違和感、不快感或いは不安感を生じさせることなくドライバに操舵主権を移譲することが可能な車両の挙動制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するため、本発明に係る車両の挙動制御装置は、ドライバの操舵から独立して車両状態量を変化させることが可能な少なくとも一つの装置を備えた車両の挙動を制御する車両の挙動制御装置であって、前記少なくとも一つの装置のうちの少なくとも一つである対象装置を介して、前記車両状態量を目標状態量に収束させるための自動操舵制御を実行する自動操舵制御実行手段と、ハンドル角を検出するハンドル角検出手段と、前記自動操舵制御がドライバの操舵に応じたドライバ操舵へ切り替わる場合に、前記ドライバ操舵において前記ハンドル角と相関する一の前記車両状態量について、前記自動操舵制御により生じた第１状態量と、前記検出されたハンドル角に対し生じるべき第２状態量とが一致するように、前記少なくとも一つの装置を制御する状態量一致化手段とを具備することを特徴とする（請求項１）。
【００１１】
本発明に係る車両状態量とは、車両の挙動に影響を与え得る状態量を包括する概念であり、好適には、例えば、ヨーレート、ヨーモーメント、車体スリップ角、横加速度又はセルフアライニングトルク等を意味する。本発明に係る車両には、このような車両状態量を変化させることが可能な装置が少なくとも一つ備わっており、各装置が、車両状態量を間接的に変化させる直接的制御対象としての状態制御量を少なくとも一つ有する構成となっている。
【００１２】
例えば、当該装置は、前輪舵角を状態制御量とするＶＧＲＳ（Variable Gear Ratio Steering）等の前輪舵角可変手段、後輪舵角を状態制御量とするＡＲＳ（Active Rear Steering）等の後輪舵角可変手段、左右制動力差を状態制御量とするＥＣＢ（Electronic Control Braking system）等の制動力可変手段、左右駆動力差を状態制御量とする駆動力分配デファレンシャル機構又はインホイールモータシステム等の駆動力可変手段或いはキングピン軸回りのトルク或いは操舵反力トルクを状態制御量とするＥＰＳ（Electronic control Power Steering）等の補助操舵トルク供給手段であってもよい。
【００１３】
本発明に係る車両の挙動制御装置は、このような車両の挙動を制御する装置であって、例えば、一又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、各種プロセッサ又は各種コントローラ、或いは更にＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、バッファメモリ又はフラッシュメモリ等の各種記憶手段等を適宜に含み得る、単体の或いは複数のＥＣＵ（Electronic Controlled Unit）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。
【００１４】
本発明に係る車両の挙動制御装置によれば、その動作時には、自動操舵制御実行手段により自動操舵制御が実行される。
【００１５】
本発明に係る「自動操舵制御」とは、上述した少なくとも一つの装置のうち少なくとも一つである対象装置を介して、車両状態量を目標状態量に収束させる制御であり、ドライバの操舵から独立して（無論、自動操舵制御を開始すべきか否かに関してはドライバの意思が反映される）遂行される制御である。通常、一の装置には一の状態制御量が割り当てられており、且つ状態制御量の個数は車両運動の自由度に等しい。従って、通常、対象装置の数は、相互に独立に制御することが所望される車両状態量の数量と一義的となり得る。尚、概念上、本発明に係る「少なくとも一つの装置」の中から対象装置を選択するにあたっての選択基準に制限はない。また、敢えて「選択」の必要がない場合（例えば、予め決定されている場合）も当然ながら本願の範疇である。
【００１６】
尚、このような自動操舵制御の実践的態様は一意に限定されないが、例えば、自動操舵制御は、ＬＫＡ（Lane Keeping Assist）等の車線維持走行制御や、予め設定される目標走行路を追従させる目標走行路追従制御等であってもよい。これらの制御においては、例えば、複数の状態制御量（例えば、前輪舵角、後輪舵角、前輪左右制駆動力差及び後輪左右制駆動力差）の中から適宜選択された（選択基準の有無は問わない）、或いは予め自動操舵制御毎に定められた、二つの状態制御量の制御により、例えばヨーレートと車体スリップ角が相互いに独立に制御される。
【００１７】
ここで、自動操舵制御は、ドライバの操舵から独立した制御であるから、制御対象となる車両状態量は、ハンドルを介したドライバの操舵に応じたドライバ操舵においてハンドル角に対し一義的或いはハンドル角に対して採り得る範囲が大きく制限される車両状態量についても、ハンドル角に対して高い自由度を保ち得る。例えば、ハンドルを中立位置（ハンドル角＝０と判断されるハンドル位置）に維持した状態で前輪又は後輪或いはその両方に舵角変化を与え、車両にヨーレートやヨーモーメントを生じさせることも可能であり、逆に、ゼロでないハンドル角に対し、前輪又は後輪或いはその両方に舵角変化を与えることによって車両を直進（尚、「直進」とはヨー方向の車両状態量がゼロであること意味し、車両の進行方向は、車両の前後方向であってもよいし（即ち、車体スリップ角＝０）、車両の前後方向に対し交わっていてもよい（即ち、車体スリップ角≠０））させることもできる。
【００１８】
ところで、自動操舵制御からドライバ操舵への操舵形態の切り替え時において、ドライバに操舵主権が移譲された直後のハンドル角は、通常、自動操舵制御におけるハンドル角と等しいものとなる。従って、ドライバへの操舵主権移譲直後においては、この種の車両状態量について、実際に生じている車両状態量（第１状態量）と、本来その時点のハンドル角に対し生じるべき車両状態量（第２状態量）とが乖離して、ドライバが違和感、不快感又は不安感を覚える可能性がある。
【００１９】
例えば、上述したようにハンドル角を中立点に維持したまま車両に適宜ヨー挙動を与える自動操舵制御が実行されている場合、ドライバは、ハンドル角が中立点であるにもかかわらず車両にヨー挙動が生じていることに少なからず違和感、不快感又は不安感を覚えることとなり、ドライバビリティの低下を招く。同様に、ゼロでないハンドル角で車両を直進走行させる自動操舵制御からドライバ操舵へ切り替わる場合には、ドライバは、ハンドル角が中立点でないにもかかわらず車両にヨー挙動が生じないことに少なからず違和感、不快感又は不安感を覚えることとなり、ドライバビリティの低下を招く。
【００２０】
このような操舵形態切り替えに伴うドライバビリティの低下を抑制するため、本発明に係る車両の挙動制御装置は、ハンドル角検出手段及び状態量一致化手段を備える。
【００２１】
状態量一致化手段は、自動操舵制御からドライバ操舵への操舵形態切り替え時において、ドライバ操舵においてハンドル角に相関するものとして定められた一の車両状態量について、自動操舵制御により生じた第１状態量と、ハンドル角検出手段により検出されたハンドル角に対して本来生じるべき第２状態量とが一致するように、先述した対象装置を含む少なくとも一つの装置を制御する。
【００２２】
ここで、「一致するように」とは、第１状態量と第２状態量との偏差をゼロにすることのみを指すものでなく、当該偏差が減少する方向へ少なくとも一方の状態量を変化させることを広く包含する概念である。この際、好適な一形態として、この偏差を、ドライバに違和感、不快感或いは不安感を生じさせないものとして予め実験的に、経験的に又は理論的に設定された許容範囲に収束させる旨の措置が講じられてもよい。
【００２３】
上述したように、ハンドル角に対して本来生じるべき車両状態量としての第２状態量は、その時点の車両の走行条件が定まれば一義に決定される（許容範囲として決定されてもよい）から、自動操舵制御における制御目標と実質的に等しい第１状態量と、この第２状態量との偏差は、操舵制御形態の切り替え時において既知となる。状態量一致化手段は、係る偏差に基づいて或いは係る偏差を参照しつつ、これらを一致させることができる。
【００２４】
尚、第１状態量と第２状態量とを一致させるに際しての状態量一致化手段の実践的制御態様は、第１状態量と第２状態量とが乖離した状態で操舵主権がドライバに移譲されることによるこの種の違和感、不快感或いは不安感を抑制可能である限りにおいて、何ら限定されない。
【００２５】
例えば、状態量一致化手段は、第２状態量を第１状態量に漸近させても（即ち、ハンドルを切り増す或いは切り戻すことによりハンドル角を変化させても）よい。また、第１状態量を第２状態量に漸近させても（即ち、自動操舵制御の実行期間終期において目標状態量をこのような目的から変化させても）よい。或いは、第１状態量及び第２状態量の双方を相互いに相手側へ漸近させてもよい。
【００２６】
このように、本発明に係る車両の挙動制御装置によれば、自動操舵制御からドライバ操舵へと制御態様が切り替わる場合に、自動操舵制御により生じた第１状態量と、検出されたハンドル角に対し生じるべき第２状態量との一致が図られる。即ち、ハンドル角に応じた適切な車両状態量が得られている状態で、操舵主権がドライバに移譲されることになる。従って、係る制御態様の切り替え時においてドライバに違和感、不快感或いは不安感が生じることがなく、円滑且つ自然な操舵フィールが実現されるのである。
【００２７】
本発明に係る車両の挙動制御装置の一の態様では、前記一の車両状態量はヨーレートである（請求項２）。
【００２８】
ヨーレートは、ドライバ操舵においてハンドル角との相関が高く、本発明に係る「一の車両状態量」として適当である。
【００２９】
本発明に係る車両の挙動制御装置の他の態様では、前記状態量一致化手段は、前記第２状態量を前記第１状態量に一致させる（請求項３）。
【００３０】
この態様によれば、車両状態量を変化させ得る少なくとも一つの装置として、直接的又は間接的にハンドル角を変化させることが可能な装置が備わることを前提として、検出されたハンドル角に対し生じるべき第２状態量を、自動操舵制御により生じた第１状態量に一致させるべく少なくとも一つの装置が制御される。即ち、より具体的には、第１状態量に整合するハンドル角が得られるように、該当する装置（例えば、ＶＧＲＳ等の前輪舵角可変手段）を介してハンドル角が変化させられる。
【００３１】
従って、この態様によれば、自動操舵制御による車両状態量を引き継ぐ形で操舵制御形態をドライバ操舵へ切り替えることができ、例えば、車線維持制御や目標走行路追従制御等を自然に且つ円滑に終了させることが可能となる。
【００３２】
本発明に係る車両の挙動制御装置の他の態様では、前記状態量一致化手段は、前記第１状態量を前記第２状態量に一致させる（請求項４）。
【００３３】
この態様によれば、検出されたハンドル角に対し生じるべき第２状態量に整合するように、自動操舵制御により生じた第１状態量が変化させられる。例えば、自動操舵制御終期における目標状態量が強制的に変更される。或いは、自動操舵制御終了直後の過渡期に特化した別の自動操舵制御が実行される。
【００３４】
ここで、このように第１状態量を一致化に係る制御対象とする場合、少なくとも一つの装置としてハンドル角を変化させ得る装置が車両に備わっていなくても第１状態量と第２状態量とを一致させることができる。また、操舵制御形態の切り替え時においてハンドル角の維持が所望される場合、或いは第２状態量を第１状態量に一致させるべくハンドル角を変化させた結果、意図せぬ車両状態量の変化が生じた場合等についても、ドライバにおける違和感、不快感或いは不安感の発生を防止することができる。
【００３５】
例えば、自動操舵制御に使用される対象装置の一部が異常状態（ここで言う「異常状態」とは、本来期待される状態としての正常状態でない状態を意味するものであって、その異常の程度は問わない趣旨である）に陥った場合において、フェールセーフの観点から、旋回挙動中における自動操舵制御の強制終了を回避して、車両が直進状態に移行するのを待って自動操舵制御を強制終了させる場合がある。
【００３６】
ここで、この場合の車両の直進状態とは、ヨーレートやヨーモーメント等、ヨー挙動を規定する車両状態量がゼロ相当値であることを意味しており、必ずしもハンドル角はゼロ相当値でない。従って、第１状態量に第２状態量を整合させるべくハンドル角をゼロ相当値まで変化させると、ハンドル角の変化によりそれまで発生していなかったヨー挙動が発生することがある。
【００３７】
本態様は、例えば、このような場合において顕著に効果的であり、第１状態量を第２状態量へ一致させることにより、ドライバにおける違和感、不快感或いは不安感の発生を防止することができる。
【００３８】
本発明に係る車両の挙動制御装置の他の態様では、前記状態量一致化手段は、前記第１状態量と前記第２状態量との偏差に応じて、前記第１状態量と前記第２状態量とを一致させる度合いを変化させる（請求項５）。
【００３９】
この態様によれば、第１状態量と第２状態量との偏差に応じて、二値的に、段階的に或いは連続的に、両者を一致させる度合いが変化させられる。従って、第１状態量と第２状態量との一致化が図られた場合に得られる利益の大小を考慮した、効率的な制御が可能となる。
【００４０】
例えば、状態量一致化手段は、当該偏差が予め設定された基準値を超える場合に限って両者を一致させてもよい。この際、係る基準値が、予め実験的に、経験的に又は理論的に、それ未満（以下）の領域においてドライバに違和感、不快感或いは不安感が生じない旨が確定した値として設定すれば、第１状態量と第２状態量との不要な一致化が回避され顕著に効果的である。
【００４１】
或いは、状態量一致化手段は、当該偏差の大小に応じて、当該偏差の収束目標を段階的に切り替えてもよい。より具体的には、当該偏差が大きい場合（小さい場合）に、一致化後に残存する偏差の許容値を大きく（小さく）してもよい。このようにすれば、状態量の一致化に供される装置に過剰な負荷が加わることを防止することができる。
【００４２】
本発明に係る車両の挙動制御装置の他の態様では、前記第１状態量と前記第２状態量とを一致させていることをドライバに報知する報知手段を更に具備する（請求項６）。
【００４３】
この態様によれば、状態量一致化手段により、第１状態量と第２状態量との一致化が図られている旨が、報知手段によりドライバに報知される。従って、ドライバの心理的負担を軽減することができ、車両の挙動制御上、より安全である。
【００４４】
尚、報知手段の実践的態様は、最終的にドライバの五感に訴求し得るものであればどのようなものであってもよく、例えば、スピーカ等の音声出力手段や、ディスプレイ装置等の表示手段或いはこれらを制御する手段が好適である。例えば、報知手段とは、カーナビゲーション装置のディスプレイやスピーカを一時的に利用するものであってもよい。また、より簡素の形態としては、メータフード内やコンソールパネル等に配置された各種ＭＩＬ（Multi Information Lamp）、インジケータ又はランプ等であってもよい。
【００４５】
本発明に係る車両の挙動制御装置の他の態様では、前記自動操舵制御が前記ドライバ操舵へ切り替わる場合において前記対象装置の少なくとも一つが異常状態にある場合に、前記少なくとも一つの装置のうち前記対象装置を除く残余の装置の中から、前記異常状態にある少なくとも一つに代替させるべき代替装置として、前記第１状態量と前記第２状態量とを一致させる際に必要となる状態制御量が最小となる装置を選択する選択手段を更に具備し、前記自動操舵制御実行手段は、前記選択された代替装置を使用して前記自動操舵制御を継続する（請求項７）。
【００４６】
この態様によれば、対象装置の少なくとも一つが異常状態に陥った場合に、残余の装置の中から代替装置が選択される。代替装置を選択するにあたって、選択手段は、第１状態量と第２状態量とを一致させる際に必要となる状態制御量が最も小さい装置を選択する。尚、状態制御量は、装置各々によって異なっている場合が多い。このような場合における「最小」とは、状態制御量の可制御範囲に対して規格化された比較用の指標値が最小であること等として定義されてもよい。
【００４７】
このような、第１状態量と第２状態量とを一致させるにあたって必要となる状態制御量が最小となる装置は、自動操舵制御の制御対象となる車両状態量と、装置が異常状態に陥る以前に実行されていた自動操舵制御において使用されていた装置とをパラメータとして、予め実験的に、経験的に又は理論的に決定しておくことができる。
【００４８】
第１状態量と第２状態量とを一致させるにあたっての制御量が最小であれば、ドライバに操舵主権が移譲された後、自動操舵制御によってドライバの操舵から独立して変化していた状態制御量をドライバ操舵に準じた値に復帰させ、操舵形態を自動操舵制御からドライバ操舵へ完全に切り替えるに際して状態制御量の変化量が最小で済むため、ドライバに操舵主権が移譲された後の暫時の期間における、ドライバの違和感、不快感或いは不安感を緩和することが可能となる。
【００４９】
本発明に係る車両の挙動制御装置の他の態様では、前記少なくとも一つの装置は、前輪舵角を変化させることが可能な前輪舵角可変手段、後輪舵角を変化させることが可能な後輪舵角可変手段、ドライバの操舵トルクを補助する補助操舵トルクを供給可能な補助操舵トルク供給手段及び左右輪の制駆動力を変化させることが可能な制駆動力差可変手段のうち少なくとも一つを含む（請求項８）。
【００５０】
前輪舵角可変手段とは、前輪舵角を、これらの変化を促すドライバの操舵操作から独立して変化させることが可能な手段である。このドライバの操舵操作とは、好適には、ハンドル等の各種操舵入力手段の操作を意味する。従って、前輪舵角可変手段によれば、ドライバがハンドルから手を放していても、或いはハンドルを保舵しているのみであっても、前輪舵角を所望の値に変化させることが可能である。前輪舵角可変手段は、好適な一形態として、ＶＧＲＳ等を含み得る。
【００５１】
後輪舵角可変手段とは、後輪舵角を、これらの変化を促すドライバの操舵操作から独立して変化させることが可能な手段である。このドライバの操舵操作とは、好適には、ハンドル等の各種操舵入力手段の操作を意味する。従って、後輪舵角可変手段によれば、ドライバがハンドルから手を放していても、或いはハンドルを保舵しているのみであっても、後輪舵角を所望の値に変化させることが可能である。後輪舵角可変手段は、好適な一形態として、ＡＲＳ等を含み得る。
【００５２】
これら各舵角可変手段によれば、舵角の制御対象となる車輪について、舵角が少なくとも一定の範囲で可変であるから、理論的には車両の進行方向或いは車両挙動をドライバからの操舵入力から独立して制御することが可能となる。
【００５３】
制駆動力差可変手段とは、車両全体の左右制駆動力差を変化させることが可能な手段である。通常、制駆動力の付与対象となる車輪が左前輪、右前輪、左後輪及び右後輪の四輪である点に鑑みれば、制駆動力差可変手段とは、好適な一形態として、前輪の左右制駆動力差を変化させることが可能な装置及び後輪の左右制駆動力差を変化させることが可能な装置のうち少なくとも一方を含むものである。
【００５４】
また、制動力とは負の駆動力であるから、両者は同一の次元で加減算可能な車両状態量である。従って、前輪或いは後輪の左右制駆動力差を変化させることが可能な装置とは、好適な一形態として、各輪の制動力及び駆動力のうち少なくとも一方を変化させることが可能な装置を意味する。
【００５５】
本発明に係る制駆動力差可変手段とは、例えば、駆動力分配デファレンシャル機構若しくはインホイールモータシステム等を含む各種の駆動力可変装置、又は各種ＥＣＢ等を含む各種の制動力可変装置、或いはその両方等の実践的態様を採り得る。
【００５６】
いずれにせよ車両の左側と右側とで制駆動力差が生じると、車両は、駆動力の相対的に小さい車輪（即ち、制動力の相対的に大きい車輪である）の側（即ち、右側車輪の駆動力（制動力）が小さければ（大きければ）、右側である）へ旋回する。従って、制駆動力差可変手段によれば、理論的には車両の進行方向をドライバの操舵操作から独立して変化させることが可能となる。
【００５７】
補助操舵トルク供給手段とは、ドライバがハンドルを介して与えるドライバ操舵トルクを補助する補助操舵トルクを供給可能な手段であり、好適には、ＥＰＳ等を含み得る。
【００５８】
補助操舵トルク供給手段は、その構成上、ドライバの操舵から独立して補助操舵トルクを供給することも可能であり、例えばキングピン軸周りにこの補助操舵トルクを作用させることにより、操舵輪に操舵方向と逆方向に作用するセルフアライニングトルクを打ち消すことも可能である。セルフアライニングトルクは、ドライバがハンドルを保舵しない状況においてハンドルを本来の操舵方向と逆方向に回転させる操舵反力トルクとして作用するから、補助操舵トルクもまた、車両状態量を制御する上で有効な状態制御量となり得る。
【００５９】
尚、このように補助操舵トルク供給手段が備わる場合、前輪舵角、後輪舵角、前輪左右制駆動力差及び後輪左右制駆動力差のうち二つの状態制御量に、この補助操舵トルクをあわせた三個の状態制御量を使用して、例えばヨーレート、車体スリップ角及び操舵反力トルク（セルフアライニングトルク）の三個の車両状態量を独立に制御する三自由度の運動制御を実現することも可能である。
【００６０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一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。
【図２】車両運動モデルに基づいた車両運動制御に係るＥＣＵの制御ブロック図である。
【図３】車両運動モデルのモデル変数の定義に係る模式図である。
【図４】車両運動モデルの他のモデル変数の定義に係る模式図である。
【図５】車両運動モデルの更に他のモデル変数の定義に係る模式図である。
【図６】図１の車両においてなされる自動操舵制御のフローチャートである。
【図７】図６の自動操舵制御における移譲準備処理のフローチャートである。
【図８】図７の移譲準備処理の効果に係り、車両の運動状態を概念的に表した図である。
【図９】図７の移譲準備処理の効果に係り、車両の他の運動状態を概念的に表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００６２】
以下、適宜図面を参照して本発明の車両の挙動制御装置に係る実施形態について説明する。
＜発明の実施形態＞
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の一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。
【００６３】
図１において、車両１０は、操舵輪（後述するハンドル１２に連結される車輪という意味である）である前輪として左前輪ＦＬ及び右前輪ＦＲを備え、また後輪として左後輪ＲＬ及び右後輪ＲＲを備え、これら前後輪の舵角変化によって所望の方向に進行することが可能な構成となっている。
【００６４】
車両１０は、ＥＣＵ１００、エンジン２００、ＴＲＣ（TRaction Control system；駆動力分配装置）３００、ＶＧＲＳアクチュエータ４００、ＥＰＳアクチュエータ５００、ＥＣＢ６００、カーナビゲーション装置７００及びＡＲＳアクチュエータ８００を備える。
【００６５】
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「車両の挙動制御装置」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、後述する車両挙動制御を実行可能に構成されている。
【００６６】
尚、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「自動操舵制御実行手段」、「ハンドル角検出手段」、「状態量一致化手段」、「報知手段」及び「選択手段」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。
【００６７】
エンジン２００は、車両１０の動力源である。
【００６８】
尚、本発明に係る車両の動力源は、燃料の燃焼に伴う熱エネルギを機械的動力（運動エネルギ）に変換して取り出し得る機関を包括する概念として各種実践的態様を有する内燃機関（エンジン２００もその一例である）に限定されず、モータ等の回転電機であってもよい。或いは、車両は、これらが協調制御される所謂ハイブリッド車両であってもよい。エンジン２００の駆動力出力軸たるクランク軸は、ＴＲＣ３００の一構成要素たるセンターデファレンシャル装置３１０に接続されている。尚、エンジン２００の詳細な構成は、本発明の要旨との相関が薄いため、ここではその詳細を割愛する。
【００６９】
ＴＲＣ３００は、エンジン２００から前述のクランク軸を介して伝達されるエンジントルクＴｅを、前輪及び後輪に所定の比率で分配可能に構成されると共に、更に前輪及び後輪の各々において左右輪の駆動力配分を変化させることが可能に構成された、本発明に係る「制駆動力差可変手段」の一例たる駆動力分配装置である。
【００７０】
ＴＲＣ３００は、センターデファレンシャル装置３１０（以下、適宜「センターデフ３１０」と略称する）、フロントデファレンシャル装置３２０（以下、適宜「フロントデフ３２０」と略称する）及びリアデファレンシャル装置３３０（以下、適宜「リアデフ３３０」と称する）を備える。
【００７１】
センターデフ３１０は、エンジン２００から供給されるエンジントルクＴｅを、フロントデフ３２０及びリアデフ３３０に分配するＬＳＤ（Limited Slip Differential：差動制限機能付き差動機構）である。
【００７２】
センターデフ３１０は、前後輪に作用する負荷が略一定な条件下では、前後輪に対し分配比５０：５０（一例であり特に限定されない）でエンジントルクＴｅを分配する。また、前後輪のうち一方の回転速度が他方に対し所定以上高くなると、当該一方に対し差動制限トルクが作用し、当該他方へトルクが移譲される差動制限が行われる構成となっている。即ち、センターデフ３１０は、所謂回転速度感応式（ビスカスカップリング式）の差動機構である。
【００７３】
尚、センターデフ３１０は、このような回転速度感応式に限らず、入力トルクに比例して差動制限作用が大きくなるトルク感応式の差動機構であってもよい。また、遊星歯車機構により差動作用をなし、電磁クラッチの断続制御により差動制限トルクを連続的に変化させ、所定の調整範囲内で所望の分配比率を実現可能な分配比率可変型の差動機構であってもよい。いずれにせよ、センターデフ３１０は、前輪及び後輪に対しエンジントルクＴｅを分配可能な限り、公知非公知を問わず各種の実践的態様を採ってよい。
【００７４】
フロントデフ３２０は、センターデフ３１０によりフロントアクスル（前輪車軸）側に分配されたエンジントルクＴｅを、更に、左右輪に所定の調整範囲内で設定される所望の分配比率で分配可能な分配比率可変型のＬＳＤである。
【００７５】
フロントデフ３２０は、リングギア、サンギア及びピニオンキャリアからなる遊星歯車機構と、差動制限トルクを与える電磁クラッチを備え、この遊星歯車機構のリングギアにデフケースが、サンギア及びキャリアに夫々左右の車軸が連結された構成を採る。また、差動制限トルクは、電磁クラッチに対する通電制御により連続的に制御され、フロントデフ３２０の物理的電気的構成上定まる所定の調整範囲内で、トルクの分配比率が連続的に可変に制御される構成となっている。
【００７６】
フロントデフ３２０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、電磁クラッチへの通電制御もＥＣＵ１００により制御される構成となっている。従って、ＥＣＵ１００は、フロントデフ３２０の駆動制御を介して、所望の前輪左右制駆動力差（ここでは、駆動力差である）Ｆｆを生じさせることが可能である。
【００７７】
尚、フロントデフ３２０の構成は、左右輪に所望の分配比率で駆動力（尚、トルクと駆動力とは一義的な関係にある）を分配可能な限りにおいて、ここに例示されるものに限定されず、公知非公知を問わず各種の態様を有し得る。いずれにせよ、このような左右駆動力配分作用は公知であり、ここでは、説明の煩雑化を防ぐ目的からここではその詳細については触れないこととする。
【００７８】
リアデフ３３０は、センターデフ３１０によりプロペラシャフト１１を介してリアアクスル（後輪車軸）側に分配されたエンジントルクＴｅを、更に、左右輪に所定の調整範囲内で設定される所望の分配比率で分配可能な分配比率可変型のＬＳＤである。
【００７９】
リアデフ３３０は、リングギア、サンギア及びピニオンキャリアからなる遊星歯車機構と、差動制限トルクを与える電磁クラッチを備え、この遊星歯車機構のリングギアにデフケースが、サンギア及びキャリアに夫々左右の車軸が連結された構成を採る。また、差動制限トルクは、電磁クラッチに対する通電制御により連続的に制御され、リアデフ３３０の物理的電気的構成上定まる所定の調整範囲内で、トルクの分配比率が連続的に可変に制御される構成となっている。
【００８０】
リアデフ３３０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、電磁クラッチへの通電制御もＥＣＵ１００により制御される構成となっている。従って、ＥＣＵ１００は、リアデフ３３０の駆動制御を介して、所望の後輪左右制駆動力差（ここでは、駆動力差である）Ｆｒを生じさせることが可能である。
【００８１】
尚、リアデフ３３０の構成は、左右輪に所望の分配比率で駆動力（尚、トルクと駆動力とは一義的な関係にある）を分配可能な限りにおいて、ここに例示されるものに限定されず、公知非公知を問わず各種の態様を有し得る。いずれにせよ、このような左右駆動力配分作用は公知であり、ここでは、説明の煩雑化を防ぐ目的からここではその詳細については触れないこととする。
【００８２】
ＶＧＲＳアクチュエータ４００は、ハウジング、ＶＧＲＳモータ、減速機構及びロック機構（いずれも不図示）等を備えた操舵伝達比可変装置であり、本発明に係る「前輪舵角可変手段」の一例である。
【００８３】
ＶＧＲＳアクチュエータ４００において、ＶＧＲＳモータ、減速機構及びロック機構は、ハウジングに収容されている。このハウジングは、操舵入力手段としてのハンドル１２に連結されたアッパーステアリングシャフト１３の下流側の端部と固定されており、アッパーステアリングシャフト１３と略一体に回転可能に構成されている。
【００８４】
ＶＧＲＳモータは、回転子たるロータ、固定子たるステータ及び駆動力の出力軸たる回転軸を有するＤＣブラシレスモータである。ステータは、ハウジング内部に固定されており、ロータは、ハウジング内部で回転可能に保持されている。回転軸は、ロータ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に連結されている。このステータには、不図示の電気駆動回路から駆動電圧が供給される構成となっている。
【００８５】
減速機構は、差動回転可能な複数の回転要素を有する遊星歯車機構である。この複数の回転要素の一回転要素は、ＶＧＲＳモータの回転軸に連結されており、また、他の回転要素の一は、前述のハウジングに連結されている。そして残余の回転要素が、ロアステアリングシャフト１４に連結されている。
【００８６】
このような構成を有する減速機構によれば、ハンドル１２の操作量に応じたアッパーステアリングシャフト１３の回転速度（即ち、ハウジングの回転速度）と、ＶＧＲＳモータの回転速度（即ち、回転軸の回転速度）とにより、残余の一回転要素に連結されたロアステアリングシャフト１４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１４の回転速度を増減制御することが可能となる。即ち、ＶＧＲＳモータ及び減速機構の作用により、アッパーステアリングシャフト１３とロアステアリングシャフト１４とは相対回転可能である。尚、減速機構における各回転要素の構成上、ＶＧＲＳモータの回転速度は、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１４に伝達される。
【００８７】
このように、車両１０では、アッパーステアリングシャフト１３とロアステアリングシャフト１４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１３の回転量たるハンドル角δｈと、ロアステアリングシャフト１４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）操舵輪たる前輪舵角δｆ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。
【００８８】
尚、ロック機構は、ＶＧＲＳモータ側のクラッチ要素とハウジング側のクラッチ要素とを備えたクラッチ機構である。両クラッチ要素が相互に係合した状態においては、アッパーステアリングシャフト１３とＶＧＲＳモータの回転軸との回転速度が一致するため、必然的にロアステアリングシャフト１４との回転速度もこれらと一致する。即ち、アッパーステアリングシャフト１３とロアステアリングシャフト１４とが直結状態となる。但し、ロック機構の詳細については、本発明との相関が薄いためここでは割愛する。
【００８９】
尚、ＶＧＲＳアクチュエータ４００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。
【００９０】
車両１０において、ロアステアリングシャフト１４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１４の下流側端部に接続された不図示のピニオンギア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を含む操舵伝達機構であり、ピニオンギア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。
【００９１】
ＥＰＳアクチュエータ５００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「補助操舵トルク供給手段」の一例たる電子制御式パワーステアリング装置である。
【００９２】
このＥＰＳモータは、不図示の電気駆動装置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ＥＰＳトルクＴｅｐｓを発生可能に構成されている。
【００９３】
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、ロアステアリングシャフト１４に設けられた減速ギアと直接的に又は間接的に噛合している。このため、本実施形態において、ＥＰＳモータから発せられるＥＰＳトルクＴｅｐｓは、ロアステアリングシャフト１４の回転をアシストするトルクとして機能する。このため、ＥＰＳトルクＴｅｐｓが、ハンドル１２を介してアッパーステアリングシャフト１３に与えられるドライバ操舵トルクＭＴと同一方向に付与された場合には、ドライバの操舵負担は、ＥＰＳトルクＴｅｐｓの分だけ軽減される。
【００９４】
尚、ＥＰＳアクチュエータ５００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続され、その動作がＥＣＵ１００により制御される、所謂電子制御式パワーステアリング装置であるが、車両１０に備わるパワーステアリング装置は、油圧パワーステアリング装置であってもよい。
【００９５】
車両１０には、ハンドル角センサ１６及び操舵トルクセンサ１７が備わる。
【００９６】
ハンドル角センサ１６は、アッパーステアリングシャフト１３の回転量を表すハンドル角δｈを検出可能に構成された角度センサである。ハンドル角センサ１６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたハンドル角δｈ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。
【００９７】
操舵トルクセンサ１７は、ドライバからハンドル１２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１３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のドライバがハンドル１２を操作した際にアッパーステアリングシャフト１３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１７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ドライバ操舵トルク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。操舵トルクセンサ１７は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたドライバ操舵トルク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。
【００９８】
尚、操舵トルクの検出方式は、この種のトーションバー方式に限定されず、他の方式が採用されてもよい。
【００９９】
ＥＣＢ６００は、車両１０の前後左右各輪に個別に制動力を付与可能に構成された、本発明に係る「制駆動力差可変手段」の他の一例たる電子制御式制動装置である。ＥＣＢ６００は、ブレーキアクチュエータ６１０並びに左前輪ＦＬ、右前輪ＦＲ、左後輪ＲＬ及び右後輪ＲＲに夫々対応する制動装置６２０ＦＬ、６２０ＦＲ、６２０ＲＬ及び６２０ＲＲを備える。
【０１００】
ブレーキアクチュエータ６１０は、制動装置６２０ＦＬ、６２０ＦＲ、６２０ＲＬ及び６２０ＲＲに対し、夫々個別に作動油を供給可能に構成された油圧制御用のアクチュエータである。ブレーキアクチュエータ６１０は、マスタシリンダ、電動オイルポンプ、複数の油圧伝達通路及び当該油圧伝達通路の各々に設置された電磁弁等から構成されており、電磁弁の開閉状態を制御することにより、各制動装置に備わるホイルシリンダに供給される作動油の油圧を制動装置各々について個別に制御可能に構成されている。作動油の油圧は、各制動装置に備わるブレーキパッドの押圧力と一対一の関係にあり、作動油の油圧の高低が、各制動装置における制動力の大小に夫々対応する構成となっている。
【０１０１】
ブレーキアクチュエータ６１０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、各制動装置から各車輪に付与される制動力は、ＥＣＵ１００により制御される構成となっている。
【０１０２】
車両１０は更に、車載カメラ１８及び車速センサ１９を備える。
【０１０３】
車載カメラ１８は、車両１０のフロントノーズに設置され、車両前方の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１８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可能である。
【０１０４】
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。
【０１０５】
尚、車速センサ１９に替えて、各車輪に付帯する車輪速センサからＥＣＵ１００が車速を算出する構成としてもよい。
【０１０６】
カーナビゲーション装置７００は、車両１０に設置されたＧＰＳアンテナ及びＶＩＣＳアンテナを介して取得される信号に基づいて、車両１０の位置情報、車両１０の周辺の道路情報（道路種別、道路幅、車線数、制限速度及び道路形状等）、信号機情報、車両１０の周囲に設置された各種施設の情報、渋滞情報及び環境情報等を含む各種ナビゲーション情報を提供可能な装置である。カーナビゲーション装置７００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によりその動作状態が制御される構成となっている。
【０１０７】
ＡＲＳアクチュエータ８００は、左後輪ＲＬ及び右後輪ＲＲの舵角である後輪舵角δｒを、ハンドル１２を介してドライバが与える操舵入力とは独立して変化させることが可能な、本発明に係る「後輪舵角可変手段」の一例たる後輪操舵用アクチュエータである。
【０１０８】
ＡＲＳアクチュエータ８００は、ＡＲＳモータと減速ギア機構とを内蔵しており、このＡＲＳモータの駆動回路は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されている。従って、ＥＣＵ１００は、この駆動回路の制御により、ＡＲＳモータの出力トルクであるＡＲＳトルクＴａｒｓを制御することが可能である。
【０１０９】
一方、減速ギアは、このＡＲＳモータのトルクを、減速を伴ってリアステアロッド２０に伝達可能に構成されている。
【０１１０】
リアステアロッド２０は、左後輪ＲＬ及び右後輪ＲＲと、夫々ジョイント部材２１ＲＬ及び２１ＲＲを介して連結されており、ＡＲＳトルクＴａｒｓによりリアステアロッド２０が図示左右一方向に駆動されると、各後輪が一方向に転舵する構成となっている。
【０１１１】
尚、ＡＲＳアクチュエータ８００は、回転運動をストローク運動に変換可能な直動機構を備えていてもよい。この種の直動機構が備わる場合、リアステアロッド２０は、この直動機構の左右方向のストローク運動に応じて後輪の舵角を変化させてもよい。
【０１１２】
尚、後輪操舵装置の実践的態様は、後輪舵角δｒを所定の範囲で可変とし得る限りにおいて、図示ＡＲＳアクチュエータ８００のものに限定されない。
【０１１３】
尚、本実施形態に係る車両１０は、本発明に係る「少なくとも一つの装置」として、ＴＲＣ３００、ＶＧＲＳアクチュエータ４００、ＥＰＳアクチュエータ５００、ＥＣＢ６００及びＡＲＳアクチュエータ８００を備えるが、このような車両構成は、本発明に係る車両が採り得る構成の一例に過ぎない。例えば、車両は、これらのうち一部を備えるのみであってもよい。
＜実施形態の動作＞
次に、本実施形態の動作について説明する。
【０１１４】
＜車両運動モデルに基づいた自動操舵制御の概要＞
始めに、図２を参照して、車両運動モデルに基づいた自動操舵制御について説明する。ここに、図２は、自動操舵制御に係るＥＣＵ１００の制御ブロック図である。尚、自動操舵制御とは、後述する車両挙動制御において実行される、車両運動モデルに基づいた車両運動制御の一つであり、本発明に係る「自動操舵制御」の一例である。
【０１１５】
図２において、目標状態量演算部１１０、状態制御量演算部１２０及び異常検出部１３０は、夫々ＥＣＵ１００の一構成要素である。
【０１１６】
後述する自動操舵制御を含む、車両運動モデルに基づいた車両運動制御においては、目標状態量演算部１１０により、車両１０の目標状態量が演算される。目標状態量とは、車両状態量の目標値である。自動操舵制御においては、車両状態量としての車体スリップ角β及びヨーレートγの独立制御によって、目標走行路への追従走行が実現され、また操舵反力トルクＴｓａｔがこれらと独立して制御される。
【０１１７】
ここで、ＥＣＵ１００は、先ず、車載カメラ１８から送出される画像データや、カーナビゲーション装置７００等から送出される路面データや位置データ等に基づいて、公知の各種手法の下に目標状態量を演算するための基礎情報を算出する。例えば、この際、目標体（例えば、白線）と車両１０との横方向の偏差たる横方向偏差Ｙ及び目標体と車両１０とのヨー角偏差φ等が算出される。
【０１１８】
目標状態量演算部１１０は、これら基礎情報に基づいて、車両１０を目標走行路へ追従させるために必要となる車両状態量の目標値として、目標ヨーレートγｔｇ、目標車体スリップ角βｔｇ及び目標操舵反力トルクＴｓａｔｔｇを算出する。
【０１１９】
尚、これら目標状態量のうち、目標車体スリップ角βｔｇ及び目標ヨーレートγｔｇは、夫々予めＲＯＭ等の然るべき記憶手段に、上記基礎情報（ここでは、横方向偏差Ｙ及びヨー角偏差φ）に対応付けられる形でマップ化されて格納されている。また、目標操舵反力トルクＴｓａｔｔｇは、基本的にゼロに設定される。
【０１２０】
尚、目標操舵反力トルクＴｓａｔｔｇがゼロであるとは、即ち、ハンドル１２に操舵反力が一切戻って来ないことを意味し、手放し走行が可能となることを意味する。但し、目標操舵反力トルクＴｓａｔｔｇは必ずしもゼロでなくてよく、ドライバに適切な操舵反力を擬似的に与えるべく適宜設定されていてもよい。
【０１２１】
目標状態量演算部１１０により設定された各目標状態量は、状態制御量演算部１２０に送出される。状態制御量演算部１２０は、設定された各目標状態量を、各車両状態量制御デバイスに対応する実際の状態制御量の目標値に置換する演算処理装置である。
【０１２２】
より具体的には、状態制御量演算部１２０は、ＥＰＳトルクＴｅｐｓ、前輪舵角δｆ及び後輪舵角δｒに夫々対応する目標ＥＰＳトルクＴｅｐｓｔｇ、目標前輪舵角δｆｔｇ及び目標後輪舵角δｒｔｇを設定する。状態制御量演算部１２０は、公知の車両運動モデルに基づいて、状態制御量の目標値を設定する。
【０１２３】
ここで、自動操舵制御の制御対象となる車両状態量は三個であるから、車両運動モデルを成立させるために必要となる状態制御量もまた三個である。従って、本実施形態においては、通常、左右制駆動力差Ｆｘ（Ｆｘ＝Ｆｆ＋Ｆｒ）の目標値たる目標左右制駆動力差Ｆｘｔｇはゼロに設定される。即ち、自動操舵制御においては通常、前後輪の舵角制御により車体スリップ角β及びヨーレートγが制御される。但し、これら前後輪の舵角のうち一方に替えて、前後輪いずれか一方の左右制駆動力差が使用されてもよい。
【０１２４】
状態制御量演算部１２０により各状態制御量の目標値が算出されると、各状態制御量に対応する車両状態量制御デバイスに各目標値に対応する制御信号が供給される。即ち、目標ＥＰＳトルクＴｅｐｓｔｇであればＥＰＳアクチュエータ５００、目標前輪舵角δｆｔｇであればＶＧＲＳアクチュエータ４００、目標後輪舵角δｒｔｇであればＡＲＳアクチュエータ８００、左右制駆動力差Ｆｘ（或いは前輪左右制駆動力差Ｆｆ又は後輪左右制駆動力差Ｆｒ）であればＥＣＢ６００又はＴＲＣ３００に制御信号が供給される。その結果、状態制御量の実変化により車両状態量（β、γ及びＴｓａｔ）が目標値に維持され、車両挙動が目標挙動に維持される。
【０１２５】
一方、異常検出部１３０は、自動操舵制御の実行期間中において、一定の周期でＶＧＲＳアクチュエータ４００及びＡＲＳアクチュエータ８００が異常状態にあるか否かの判定処理を実行する。
【０１２６】
この際、異常検出部１３０は、各アクチュエータを駆動するにあたっての制御量（駆動電圧及び駆動電流）をモニタしており、それらが予め実験的に与えられた正常範囲にない場合に、異常状態にあることを示す異常判定フラグを設定する構成となっている。また、異常検出部１３０は、各アクチュエータのモータ温度を、各モータに付帯する温度センサから取得しており、取得した各アクチュエータのモータ温度に基づいて、これらが異常状態にあるか否かの判定を行う構成となっている。より具体的には、各モータに係るモータ温度が、予め実験的に与えられた基準温度を超えている場合、熱負荷が高いものとして、先の異常判定フラグが設定される構成となっている。
【０１２７】
＜車両運動モデルの詳細＞
ここで、車両運動モデルの詳細について説明する。尚、本実施形態に係る車両運動モデルにおいて使用される各モデル変数については、下記の通りである。
【０１２８】
ｓ・・・ラプラス演算子
δｆ・・・前輪舵角
δｒ・・・後輪舵角
β・・・車体スリップ角
γ・・・ヨーレート
Ｔｓａｔ・・・操舵反力トルク（本実施形態では、セルフアライニングトルク）
τｅｐｓ・・・キングピン軸回りＥＰＳトルク
ｍ・・・車両重量
Ｉ・・・ヨー慣性モーメント
ｌ・・・ホイールベース
ｌｆ・・・車両重心から前軸までの前後方向距離
ｌｒ・・・車両重心から後軸までの前後方向距離
Ｋｆ・・・前輪コーナリングフォース
Ｋｒ・・・後輪コーナリングフォース
ｔｆ・・・フロントトレッド
ｔｒ・・・リアトレッド
ｌｔ・・・キャスタートレール＋ニューマチックトレール
ｌｋ・・・キングピンオフセット
Ｙｆ・・・前輪横力
Ｙｒ・・・後輪横力
Ｆｆｌ・・・左前輪駆動力
Ｆｆｒ・・・右前輪駆動力
Ｆｒｌ・・・左後輪駆動力
Ｆｒｒ・・・右後輪駆動力
Ｆｆ・・・前輪左右制駆動力差
Ｆｒ・・・後輪左右制駆動力差
ここで、図３、図４及び図５を参照し、上記の各モデル変数を視覚的に説明する。ここに、図３は、車両運動モデルのモデル変数の定義に係る模式図である。また、図４は、車両運動モデルの他のモデル変数の定義に係る模式図である。更に、図５は、車両運動モデルの更に他のモデル変数の定義に係る模式図である。
【０１２９】
図３において、車両前後方向接線と、前輪の前後方向接線とのなす角度が、前輪舵角δｆである。同様に、車両前後方向接線と、後輪の前後方向接線とのなす角度が、後輪舵角δｒである。
【０１３０】
一方、車両１０の速度方向（図示車速Ｖの方向）と車両前後方向接線とのなす角度が、車体スリップ角βである。この車体スリップ角βは、前後輪の舵角変化により重心Ｇ回りに生じたヨーモーメントＩにより車両１０が旋回することによって生じる角度である。
【０１３１】
図４には、左前輪ＦＬにおけるキングピン軸回りのトルクの釣り合いが示される。
【０１３２】
タイヤ接地点Ｃに横力Ｙｆ及び前輪駆動力差Ｆｆが作用している場合、左前輪ＦＬには、舵角変化を相殺する方向にセルフアライニングトルクが発生する。このセルフアライニングトルクが、ハンドル１２を操舵方向と反対方向に動かそうとする操舵反力トルクＴｓａｔとなる。
【０１３３】
この操舵反力トルクＴｓａｔを打ち消すためのトルクが、ＥＰＳトルクをキングピン軸（アッパーポールジョイントとロアポールジョイントとを結ぶ仮想の操舵軸線である）の仮想接地点ＫＰ回りのトルクに換算したキングピン軸周りＥＰＳトルクτｅｐｓであり、このキングピン軸回りＥＰＳトルクτｅｐｓを図示するようにキングピン軸回りに作用させることによって、操舵反力トルクＴｓａｔは相殺される。
【０１３４】
図５には、左前輪ＦＬに左前輪駆動力Ｆｆｌ、右前輪ＦＲに右前輪駆動力Ｆｆｒ、左後輪ＲＬに左後輪駆動力Ｆｒｌ、右後輪ＲＲに右後輪駆動力Ｆｒｒが夫々作用している様子が示される。尚、ここでは、駆動力を例示したが、制動力についても作用方向が逆（図中下方）になるだけで同様である。
【０１３５】
この場合、前輪に作用する各駆動力と前輪左右制駆動力差Ｆｆとの間には、Ｆｆ＝Ｆｆｒ−Ｆｆｌなる関係が成立する。同様に、後輪に作用する各駆動力と後輪左右制駆動力差Ｆｒとの間には、Ｆｒ＝Ｆｒｒ−Ｆｒｌなる関係が成立する。
【０１３６】
また、左右前輪の接地点間距離が前輪トレッドｔｆであり、左右後輪の接地点間距離が後輪トレッドｔｒである。
【０１３７】
次に、これらモデル変数を使用した車両運動モデルの実際の運用について説明する。
【０１３８】
車体スリップ角β、ヨーレートγ及び操舵反力トルクＴｓａｔと、前輪舵角δｆ、後輪舵角δｒ及びキングピン軸回りＥＰＳトルクτｅｐｓとの関係は、公知の車両運動方程式から、下記（１）式の如くに規定される。
【０１３９】
【数１】
【０１４０】
ここで、上記（１）式におけるＡは、下記（２）式により規定される行列であり、同じくＢは、下記（３）式により規定される行列である。
【０１４１】
【数２】
【０１４２】
【数３】
【０１４３】
上記（１）式から、車体スリップ角β、ヨーレートγ及び操舵反力トルクＴｓａｔを実現するための前輪舵角δｆ、後輪舵角δｒ及びキングピン軸回りＥＰＳトルクτｅｐｓは、最終的に、下記（４）式により表される。尚、Ｂ−１は、行列Ｂの逆行列である。
【０１４４】
【数４】
【０１４５】
自動操舵制御では、状態制御量演算部１２０が、目標状態量演算部１１０により算出された目標状態量（βｔｇ、γｔｇ及びＴｓａｔｔｇ）に対して、上記（４）式に基づいて状態制御量の目標値（δｆｔｇ、δｒｔｇ及びτｅｐｓｔｇ）を算出する構成となっている。尚、キングピン軸回りＥＰＳトルクτｅｐｓをＥＰＳトルクＴｅｐｓに換算するための演算ロジックは、状態制御量演算部１２０が予め保持しているものとする。
＜車両挙動制御の詳細＞
次に、図６を参照し、車両挙動制御の詳細について説明する。ここに、図６は、車両挙動制御のフローチャートである。
【０１４６】
図６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み、予め車両１０の車室内に設置された自動操舵制御選択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自動操舵制御の実行が要求されているか否かを判別する（ステップＳ１０１）。自動操舵制御が要求されていない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０１に戻す。
【０１４７】
自動操舵制御が選択されている場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、上述した車両運動モデルに基づいた自動操舵制御を開始する（ステップＳ１０２）。自動操舵制御が開始されると、ＥＣＵ１００は、自動操舵制御の終了条件が満たされるか否かを判定し（ステップＳ１０３）、終了条件が満たされない限り（ステップＳ１０３：ＮＯ）、自動操舵制御を継続する。
【０１４８】
尚、自動操舵制御の終了条件が様々であり、一意に限定されない。例えば、自動操舵制御は、ドライバが自動操舵制御の終了を要求する旨の操作を上述した操作ボタンを介して行った場合に終了される。また、ドライバがハンドル１２に然るべきドライバ操舵トルクを加えた場合（即ち、オーバーライド操作がなされた場合）に終了される。或いは、先述した異常検出部１３０が、自動操舵制御に使用されるＶＧＲＳアクチュエータ４００或いはＡＲＳアクチュエータ８００の異常を検出した場合に終了される。
【０１４９】
自動操舵制御の終了条件が満たされる場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、移譲準備処理を実行する（ステップＳ２００）。
【０１５０】
ここで、移譲準備処理とは、自動操舵制御からドライバ操舵への操舵形態切り替え過渡期において、ドライバに操舵主権が移譲された直後に発生するドライバの違和感を緩和する処理であり、より具体的には、自動操舵制御の制御対象であり且つハンドル角δｈに相関する一の車両状態量（ここでは、ヨーレートγであるとする）について、自動操舵制御により生じた第１ヨーレート（即ち、本発明に係る「第１状態量」の一例）と、実際のハンドル角δｈに対して生じるべき第２ヨーレート（即ち、本発明に係る「第２状態量」の一例）とを一致させる処理である。
【０１５１】
ここで、図７を参照し、移譲準備処理の詳細について説明する。ここに、図７は、移譲準備処理のフローチャートである。
【０１５２】
図７において、ＥＣＵ１００は、先ず、自動操舵制御の制御対象となる車両状態量の目標値、即ち、目標車体スリップ角βｔｇと、目標ヨーレートγｔｇとを読み込む（ステップＳ２０１）。各目標値を読み込むと、ＥＣＵ１００は、読み込んだ目標ヨーレートγｔｇに基づいて、移譲時必要ハンドル角δｈｔｇを算出する（ステップＳ２０２）。
【０１５３】
移譲時必要ハンドル角δｈｔｇとは、ドライバの操舵意思を反映した通常の操舵形態であるドライバ操舵において、その時点の自動操舵制御の目標ヨーレートγｔｇ（第１ヨーレート）を発生させるために必要となるハンドル角である。
【０１５４】
ハンドル角を第１ヨーレートに対応する移譲時必要ハンドル角δｈｔｇに制御すれば、ハンドル角に応じて生じるべき第２ヨーレートは必然的に第１ヨーレートと一致する。即ち、移譲時必要ハンドル角δｈｔｇを実現するための制御は、本発明に係る「第２状態量を第１状態量に一致させる」旨の制御の一例である。
【０１５５】
移譲時必要ハンドル角δｈｔｇを算出すると、ＥＣＵ１００は、異常検出部１３０によりＶＧＲＳアクチュエータ４００又はＡＲＳアクチュエータ８００の異常が検出されているか否かを判定する（ステップＳ２０３）。
【０１５６】
自動操舵制御に使用されるこれらアクチュエータのうち少なくとも一方が異常状態にある場合（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、車両状態量制御に供し得る装置のうち、その時点で使用されていない残余の装置（即ち、ここでは、ＴＲＣ３００又はＥＣＢ６００）の中から代替装置を選択する（ステップＳ２０４）。
【０１５７】
尚、ＴＲＣ３００とＥＣＢ６００は、いずれも前輪左右制駆動力差Ｆｆ及び後輪左右制駆動力Ｆｒを生じさせ得る装置であるから、一方のアクチュエータが異常状態にある場合、いずれが選択されてもよい。但し、前輪左右制駆動力差Ｆｆと後輪左右制駆動力差Ｆｒとのうちいずれを代替的状態制御量として使用するかについては、後述する車両状態量一致化に要する状態制御量が最小となる一方が選択される。このような、車両状態量一致化に要する状態制御量が最小となる装置の情報は、自動操舵制御の制御対象となる状態制御量の種類と、使用される装置の組み合わせとに応じて、予め実験的に、経験的に又は理論的に決定されており、ＲＯＭに制御情報として格納されている。
【０１５８】
代替装置が選択されるか、或いはステップＳ２０３において、いずれのアクチュエータも異常状態にないと判定された場合（ステップＳ２０３：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、自動操舵制御に係る目標車両状態量（βｔｇ、γｔｇ及びＴｓａｔｔｇ）と移譲時必要ハンドル角δｈｔｇとを実現するための制御量を演算する（ステップＳ２０５）。
【０１５９】
制御量の演算が行われると、車両状態量（ここでは、ヨーレートγ）の一致化が行われる（ステップＳ２０６）。即ち、ハンドル角δｈが、目標値である移譲時必要ハンドル角δｈｔｇへ向けて制御される。尚、車両状態量の一致化については、後に図８及び図９を参照する形で視覚効果を交えて詳述する。
【０１６０】
車両状態量の一致化が開始されると、ＥＣＵ１００は、車両状態量の一致化が開始された旨をドライバに報知する（ステップＳ２０７）。ドライバへの報知がなされると、移譲準備処理は終了する。
【０１６１】
尚、この報知は、例えば、カーナビゲーション装置７００に備わるインフォメーションディスプレイに、例えば「自動操舵制御を終了させるためハンドル角を調整中です」等の文字情報が表示され、同様に音声スピーカから「ハンドル操作の準備をして下さい」等の音声情報が出力されること等によってなされてもよい。或いは、この報知は、メータパネル等に付設されたＭＩＬ（Multi Information Lamp）等を単に点灯させるのみであってもよい。
【０１６２】
図６に戻り、移譲準備処理が終了すると、ＥＣＵ１００は、ハンドル角偏差Δδｈの絶対値が、予め設定された基準値Ａ未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。尚、ハンドル角偏差Δδｈとは、移譲時必要ハンドル角δｈｔｇと実際のハンドル角δｈとの偏差である。
【０１６３】
ハンドル角偏差Δδｈの絶対値が基準値Ａ以上である場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、移譲準備処理を再度実行し、ハンドル角偏差Δδｈが基準値Ａ未満となるまで、移譲準備処理を繰り返す。
【０１６４】
一方、ハンドル角偏差Δδｈが基準値Ａ未満にまで縮小すると（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、自動操舵制御を終了し、操舵主権（ハンドルの操作権）をドライバに移譲する（ステップＳ１０５）。操舵主権がドライバに移譲されると、操舵形態はドライバ操舵に切り替わり、処理はステップＳ１０１に戻される。車両挙動制御はこのように実行される。
【０１６５】
尚、基準値Ａは、第１ヨーレートと第２ヨーレートとの差が、ドライバの感覚上大きな違和感として現れないものとして事前に決定された適合値である。ハンドル角偏差Δδｈの絶対値が基準値Ａ以上である場合に限ってステップＳ２０６に係る車両状態量の一致化が図られることにより、操舵主権移譲時における違和感、不快感或いは不安感の発生を確実に回避しつつ、エネルギ資源の無駄な消費が防止される。
【０１６６】
ここで、図８及び図９を参照し、移譲準備処理の効果について説明する。ここに、図８は、移譲準備処理の効果に係り、車両１０の運動状態を概念的に表した図である。また、図９は、移譲準備処理の効果に係り、車両１０の他の運動状態を概念的に表した図である。尚、これら各図において、既出の図面と重複する箇所には相互に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。
【０１６７】
図８は、移譲準備処理の効果を分かり易くするため、自動操舵制御として、ＶＧＲＳアクチュエータ４００を使用した前輪舵角δｆの制御を介して車両１０のヨーレートγのみを目標値に維持する旨の制御が実行されている場合が示される。
【０１６８】
尚、ＶＧＲＳアクチュエータ４００は、先述したようにアッパーステアリングシャフト１３とロアステアリングシャフト１４とを相対回転させるアクチュエータであり、元より操舵反力トルクＴｓａｔに抗し得る程度に大きいトルクの供給を前提としていない。従って、前輪舵角δｆを目標値へ向けて変化させようとすると、現実的には操舵反力トルクＴｓａｔによりハンドル１２が逆方向へ操舵されるといった現象が生じ得る。この点に鑑み、ヨーレートγのみの制御とは言え、キングピン軸回りＥＰＳトルクτｅｐｓによる操舵反力トルク相殺に係る制御は実行されている。即ち、厳密に言えば、図８は、ヨーレートγと操舵反力トルクＴｓａｔとを独立に制御する二自由度の自動操舵制御に関する運動状態を表したものである。
【０１６９】
図８（ａ）は、ハンドル角δｈ＝０の状態で、ゼロでない前輪舵角δｆが与えられている状態を表している。この状態では、車両１０には図示矢線方向にヨーレートγが生じている。自動操舵制御は、元よりドライバの操舵意思から独立した制御であるから、このようにハンドル角δｈ＝０の状態でヨーレートγが生じていてもドライバの感覚上何らの問題もない。
【０１７０】
ところが、図８（ａ）の状態でドライバに操舵主権を移譲してしまうと、ドライバが自身の意思で保舵するハンドル１２のハンドル角δｈがゼロであるにもかかわらず、車両１０がヨー運動を行っていることとなるため、ドライバの感覚としては、著しい違和感、不快感或いは不安感を生じることとなる。
【０１７１】
この違和感は、ドライバ操舵制御において、この時点のハンドル角δｈ（δｈ＝０）に対し生じるべき第２ヨーレート（即ち、ゼロ）と、自動操舵制御によりこの時点で生じている第１ヨーレート（図示矢線に相当するゼロでないヨーレート）とが一致していないことに起因する。
【０１７２】
そこで、移譲準備処理におけるステップＳ２０５（制御量演算）においては、この図示矢線に相当するヨーレートに対応する移譲時必要ハンドル角δｈｔｇが算出され、また、ハンドル角δｈをこの算出された移譲時必要ハンドル角δｈｔｇに収束させつつ、目標状態量としての図示矢線相当のヨーレートを維持する前輪舵角δｆが算出される。
【０１７３】
続いて、ステップＳ２０６（状態量一致化）において、この算出された制御量に基づいて、然るべき装置が駆動制御され、ハンドル角δｈが、移譲時必要ハンドル角δｈｔｇと基準値Ａとにより規定される許容範囲内に収束せしめられるのである。この状態が、図８（ｂ）に示される。
【０１７４】
図８（ｂ）には、ハンドル１２が右旋回方向に操舵され、車両１０に右旋回方向のヨーレートが生じている状態が示される。この状態でドライバに操舵主権が移譲された場合には、ドライバに違和感、不快感或いは不安感が生じることはない。即ち、ドライバビリティの低下が防止されるのである。
【０１７５】
尚、図８の車両運動においては、図８（ａ）の状態から図８（ｂ）の状態へ車両状態を移行させるにあたって、ＶＧＲＳアクチュエータ４００において、自動操舵制御に必要な制御量（ハンドル角δｈに足し込まれるロアステアリングシャフトの相対回転量）がゼロとされる。そのため、ハンドル１２は、その時点の前輪舵角δｆに対応する通常のハンドル角まで回転し、状態量の一致化が終了する。
【０１７６】
尚、その時点で自動操舵制御により生じているヨーレートに対応する、的確なハンドル角δｈは、予め実験的に、経験的に又は理論的に、車速Ｖや路面摩擦μ等との関係をパラメータとして制御マップ化されており、ＲＯＭに格納されている。
【０１７７】
図８では、移譲準備処理の効果を分かり易くするために、先に説明した車体スリップ角βを含む三自由度の車両運動制御ではなく車体スリップ角βを含まない二自由度の車両運動制御とした。しかしながら、車体スリップ角βが含まれる場合であっても、ＡＲＳアクチュエータ８００を介した後輪舵角δｒの制御を介在させれば、既に述べた車両運動モデルに従って、状態量の一致化を何ら変わり無く実行することができる。
【０１７８】
また、ハンドル角δｈと最も相関が高い車両状態量は、ヨーレートγを始めとするヨー挙動状態量であり、車体スリップ角βは、ヨーレートγ程には、ハンドル角δｈとの関係が違和感の原因とはならない。
【０１７９】
次に、図９について説明する。
【０１８０】
図９は、図８よりも複雑な車両運動下における移譲準備処理の効果を説明するものである。図９では、自動操舵制御として、本実施形態において説明した、前輪舵角δｆ、後輪舵角δｒ及びキングピン軸周りＥＰＳトルクτｅｐｓを状態制御量として車体スリップ角β、ヨーレートγ及び操舵反力トルクＴｓａｔを独立に制御する三自由度の車両運動制御が行われている状態が示される。
【０１８１】
ここで特に、図９では、ＡＲＳアクチュエータ８００が異常状態であるとする。即ち、ＡＲＳアクチュエータ８００により本来可制御であるはずの後輪舵角δｒは、ある時点の目標後輪舵角のまま固定されている。尚、ＡＲＳアクチュエータ８００が異常状態に陥ったことにより、自動操舵制御の終了条件が満たされたものとする。
【０１８２】
図９（ａ）には、ゼロでない車体スリップ角β及びハンドル角δｈにおいて、車両１０が直進している状態（即ち、γ＝０の状態）が示される。
【０１８３】
ここで、自動操舵制御により生じている第１ヨーレート（第１状態量）がゼロであることに鑑みれば、移譲時必要ハンドル角δｈｔｇもまたゼロであり、図８と同様の過程を辿れば、ハンドル角δｈを図中右旋回方向に切り戻して、ハンドル角δｈ＝０を実現する必要がある。
【０１８４】
ところが、ハンドル角δｈ＝０とすべくＶＧＲＳアクチュエータ４００をハンドル切り戻し側に駆動制御すると（図９（ｂ））、後輪舵角δｒが可制御性を失っていることから、車両１０に図示矢線方向のヨーレートが生じてしまう。その結果、結局、図示矢線に相当する第１ヨーレートと、ハンドル角δｈに対応する第２ヨーレート（即ち、ゼロ）とが乖離して、操舵主権移譲時における違和感を払拭することができない。
【０１８５】
そこで、移譲準備処理における代替装置選択プロセス（ステップＳ２０４）により、ＡＲＳアクチュエータ４００に代替すべき代替装置が選択される。
【０１８６】
代替装置としてＶＧＲＳアクチュエータ４００が使用された状態が図９（ｃ）に例示され、ＴＲＣ３００又はＥＣＢ６００が使用された状態が図９（ｄ）に例示される。
【０１８７】
図９（ｃ）において、ＶＧＲＳアクチュエータ４００が使用される場合、ハンドル１２が中立点に戻された後に、ヨーレートγ＝０を実現するための制御量に従って、前輪舵角δｆのみが図示破線方向に転舵される。その結果、自動操舵制御に係る第１ヨーレートと、ハンドル角δｈ（δｈ＝０）により生じるべき第２ヨーレートとがγ＝０で一致化され、操舵主権移譲時における違和感、不快感及び不安感の発生が防止される。
【０１８８】
図９（ｄ）において、ＴＲＣ３００又はＥＣＢ６００が使用される場合、ハンドル１２が中立点に戻された後に、ヨーレートγ＝０を実現するための制御量に従って、前輪左右制駆動力差Ｆｆが図示破線の如くに与えられる。その結果、図９（ｂ）の矢線相当のヨーレートが、この前輪左右制駆動力差Ｆｆによる図中左旋回方向のヨーモーメントにより打ち消され、車両１０は、図示実線方向へ直進する。その結果、自動操舵制御に係る第１ヨーレートと、ハンドル角δｈ（δｈ＝０）により生じるべき第２ヨーレートとがγ＝０で一致化され、操舵主権移譲時における違和感、不快感及び不安感の発生が防止される。
【０１８９】
図９（ｃ）及び図９（ｄ）に例示した移譲準備処理は、最終的に、自動操舵制御により生じるヨーレートをハンドル角により生じるべきヨーレートに一致させる処理であり、本発明に係る「第１状態量を第２状態量に一致させる」旨の制御の一例である。
【０１９０】
尚、図９（ｃ）及び図９（ｄ）は、いずれも車両１０が直進する様子を表すものであるが、車両１０の進行方向（即ち、車体スリップ角β）は異なっている。ハンドル角δｈ＝０に真に対応する直進状態は、図９（ｄ）であり、これは、前輪舵角δｆと前輪左右制駆動力差Ｆｆとの二種類の状態制御量に可制御性が付与された結果である。一方、図９（ｃ）では、可制御な状態制御量は結局前輪舵角δｆのみとなるため、第１ヨーレートと第２ヨーレートとの一致を図るべくヨーレートγを制御対象としてしまうと、車体スリップ角βを独立して制御することができないのである。但し、ハンドル角δｈと車体スリップ角βとの関係は、ドライバに与える心理的負担の面からは重要でなく、図９（ｃ）及び図９（ｄ）のいずれであっても、ドライバへの操舵主権移譲時における違和感、不快感或いは不安感の発生は好適に防止される。
【０１９１】
尚、前輪左右制駆動力差Ｆｆ或いは後輪左右制駆動力差Ｆｒにより車両状態量を制御するにあたっての車両運動モデルに関しては、説明されていないが、前輪舵角δｆ、後輪舵角δｒ、前輪左右制駆動力差Ｆｆ、後輪左右制駆動力差Ｆｒ及びキングピン軸回りＥＰＳトルクτｅｐｓを状態制御量と、車体スリップ角β、ヨーレートγ及び操舵反力トルクＴｓａｔからなる車両状態量との関係は、下記（５）式に示す車両運動モデルの基本式から、適宜導出可能である。
【０１９２】
【数５】
【０１９３】
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挙動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。
【産業上の利用可能性】
【０１９４】
本発明は、車両状態量をドライバ操舵と独立に制御可能な車両に適用可能である。
【符号の説明】
【０１９５】
ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ…車輪、１０…車両、１１…プロペラシャフト、１２…ハンドル、１３…アッパーステアリングシャフト、１４…ロアステアリングシャフト、１５…ラックバー、１６…操舵角センサ、１７…操舵トルクセンサ、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、３００…ＴＲＣ、３１０…センターデファレンシャル機構、３２０…フロントデファレンシャル機構、３３０…リアデファレンシャル機構、４００…ＶＧＲＳアクチュエータ、５００…ＥＰＳアクチュエータ、６００…ＥＣＢ、６１０…ブレーキアクチュエータ、６２０ＦＬ、６２０ＦＲ、６２０ＲＬ、６２０ＲＲ…制動装置、８００…ＡＲＳアクチュエータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドライバの操舵から独立して車両状態量を制御可能な車両における、挙動制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、車線追従性を重視した第１制御と、ドライバの操舵操作が反映され易い第２制御とを実現するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に開示された車線維持支援装置によれば、第１制御から第２制御に移行する場合に、第２制御において、所定期間、直前の第１制御で算出された付加トルクと等しい付加トルクを算出することにより、運転者のどのような操舵操作状態であっても、運転者にとって不快なトルク変動を防止することができ、運転者にとって違和感のない車線維持制御を行うことができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１９５０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ドライバの操舵意思を反映した通常の操舵制御下では、ドライバが操舵意思を車両挙動に反映させる手段としてのハンドル（尚、本明細書における「ハンドル」とは、代表的な形態としてステアリングホイールを含みつつ、ドライバによる操舵操作が可能な各種の操舵入力手段を包括する概念である）の操作角度たるハンドル角に対して、ある種の車両状態量の採り得る範囲は大きく制限される。例えば、この種の車両状態量としてヨーレートを例に採ると、車速や路面摩擦等といった各種パラメータの影響を除けば、ハンドル角に対するヨーレートは一義的である。
【０００６】
これに対して、ドライバの意思から独立して車両状態量が制御される各種の自動操舵制御においては、例えば、ハンドル角を中立位置相当角に維持したまま前輪又は後輪或いはその両方の舵角を適宜変化させつつ、これらの車両状態量を所望の値に維持することも可能であり、この種の車両状態量は、ハンドル角に対して高い自由度を有し得る。この際、ドライバに積極的な操舵意思がなければ、ハンドル角に対する車両状態量が如何なるものであれ、ドライバ側にさしたる違和感は生じない。
【０００７】
従って、自動操舵制御がドライバ操舵に切り替わるにあたり、ドライバに操舵主権が移譲された直後においては、車両状態量が、ドライバ操舵においてハンドル角に対し一義的となる車両状態量と乖離している場合がある。このように、車両状態量が、ハンドル角に対し本来生じるべき車両状態量から乖離していると、ドライバに違和感、不快感或いは不安感が生じることとなる。
【０００８】
従来の装置（上記特許文献に開示されるものも含む）においては、このようなドライバ操舵開始直後の車両状態量の不整合に想到していないため、このような違和感、不快感或いは不安感が、ドライバビリティを低下させる要因となっていた。
【０００９】
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、自動操舵制御からドライバ操舵への切り替え時において、違和感、不快感或いは不安感を生じさせることなくドライバに操舵主権を移譲することが可能な車両の挙動制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するため、本発明に係る車両の挙動制御装置は、ドライバの操舵から独立して車両状態量を変化させることが可能な少なくとも一つの装置を備えた車両の挙動を制御する車両の挙動制御装置であって、前記少なくとも一つの装置のうちの少なくとも一つである対象装置を介して、前記車両状態量を目標状態量に収束させるための自動操舵制御を実行する自動操舵制御実行手段と、ハンドル角を検出するハンドル角検出手段と、前記自動操舵制御がドライバの操舵に応じたドライバ操舵へ切り替わる場合に、前記ドライバ操舵において前記ハンドル角と相関する一の前記車両状態量について、前記自動操舵制御により生じた第１状態量と、前記検出されたハンドル角に対し生じるべき第２状態量とが一致するように、前記少なくとも一つの装置を制御する状態量一致化手段とを具備することを特徴とする（請求項１）。
【００１１】
本発明に係る車両状態量とは、車両の挙動に影響を与え得る状態量を包括する概念であり、好適には、例えば、ヨーレート、ヨーモーメント、車体スリップ角、横加速度又はセルフアライニングトルク等を意味する。本発明に係る車両には、このような車両状態量を変化させることが可能な装置が少なくとも一つ備わっており、各装置が、車両状態量を間接的に変化させる直接的制御対象としての状態制御量を少なくとも一つ有する構成となっている。
【００１２】
例えば、当該装置は、前輪舵角を状態制御量とするＶＧＲＳ（Variable Gear Ratio Steering）等の前輪舵角可変手段、後輪舵角を状態制御量とするＡＲＳ（Active Rear Steering）等の後輪舵角可変手段、左右制動力差を状態制御量とするＥＣＢ（Electronic Control Braking system）等の制動力可変手段、左右駆動力差を状態制御量とする駆動力分配デファレンシャル機構又はインホイールモータシステム等の駆動力可変手段或いはキングピン軸回りのトルク或いは操舵反力トルクを状態制御量とするＥＰＳ（Electronic control Power Steering）等の補助操舵トルク供給手段であってもよい。
【００１３】
本発明に係る車両の挙動制御装置は、このような車両の挙動を制御する装置であって、例えば、一又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、各種プロセッサ又は各種コントローラ、或いは更にＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、バッファメモリ又はフラッシュメモリ等の各種記憶手段等を適宜に含み得る、単体の或いは複数のＥＣＵ（Electronic Controlled Unit）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。
【００１４】
本発明に係る車両の挙動制御装置によれば、その動作時には、自動操舵制御実行手段により自動操舵制御が実行される。
【００１５】
本発明に係る「自動操舵制御」とは、上述した少なくとも一つの装置のうち少なくとも一つである対象装置を介して、車両状態量を目標状態量に収束させる制御であり、ドライバの操舵から独立して（無論、自動操舵制御を開始すべきか否かに関してはドライバの意思が反映される）遂行される制御である。通常、一の装置には一の状態制御量が割り当てられており、且つ状態制御量の個数は車両運動の自由度に等しい。従って、通常、対象装置の数は、相互に独立に制御することが所望される車両状態量の数量と一義的となり得る。尚、概念上、本発明に係る「少なくとも一つの装置」の中から対象装置を選択するにあたっての選択基準に制限はない。また、敢えて「選択」の必要がない場合（例えば、予め決定されている場合）も当然ながら本願の範疇である。
【００１６】
尚、このような自動操舵制御の実践的態様は一意に限定されないが、例えば、自動操舵制御は、ＬＫＡ（Lane Keeping Assist）等の車線維持走行制御や、予め設定される目標走行路を追従させる目標走行路追従制御等であってもよい。これらの制御においては、例えば、複数の状態制御量（例えば、前輪舵角、後輪舵角、前輪左右制駆動力差及び後輪左右制駆動力差）の中から適宜選択された（選択基準の有無は問わない）、或いは予め自動操舵制御毎に定められた、二つの状態制御量の制御により、例えばヨーレートと車体スリップ角が相互いに独立に制御される。
【００１７】
ここで、自動操舵制御は、ドライバの操舵から独立した制御であるから、制御対象となる車両状態量は、ハンドルを介したドライバの操舵に応じたドライバ操舵においてハンドル角に対し一義的或いはハンドル角に対して採り得る範囲が大きく制限される車両状態量についても、ハンドル角に対して高い自由度を保ち得る。例えば、ハンドルを中立位置（ハンドル角＝０と判断されるハンドル位置）に維持した状態で前輪又は後輪或いはその両方に舵角変化を与え、車両にヨーレートやヨーモーメントを生じさせることも可能であり、逆に、ゼロでないハンドル角に対し、前輪又は後輪或いはその両方に舵角変化を与えることによって車両を直進（尚、「直進」とはヨー方向の車両状態量がゼロであること意味し、車両の進行方向は、車両の前後方向であってもよいし（即ち、車体スリップ角＝０）、車両の前後方向に対し交わっていてもよい（即ち、車体スリップ角≠０））させることもできる。
【００１８】
ところで、自動操舵制御からドライバ操舵への操舵形態の切り替え時において、ドライバに操舵主権が移譲された直後のハンドル角は、通常、自動操舵制御におけるハンドル角と等しいものとなる。従って、ドライバへの操舵主権移譲直後においては、この種の車両状態量について、実際に生じている車両状態量（第１状態量）と、本来その時点のハンドル角に対し生じるべき車両状態量（第２状態量）とが乖離して、ドライバが違和感、不快感又は不安感を覚える可能性がある。
【００１９】
例えば、上述したようにハンドル角を中立点に維持したまま車両に適宜ヨー挙動を与える自動操舵制御が実行されている場合、ドライバは、ハンドル角が中立点であるにもかかわらず車両にヨー挙動が生じていることに少なからず違和感、不快感又は不安感を覚えることとなり、ドライバビリティの低下を招く。同様に、ゼロでないハンドル角で車両を直進走行させる自動操舵制御からドライバ操舵へ切り替わる場合には、ドライバは、ハンドル角が中立点でないにもかかわらず車両にヨー挙動が生じないことに少なからず違和感、不快感又は不安感を覚えることとなり、ドライバビリティの低下を招く。
【００２０】
このような操舵形態切り替えに伴うドライバビリティの低下を抑制するため、本発明に係る車両の挙動制御装置は、ハンドル角検出手段及び状態量一致化手段を備える。
【００２１】
状態量一致化手段は、自動操舵制御からドライバ操舵への操舵形態切り替え時において、ドライバ操舵においてハンドル角に相関するものとして定められた一の車両状態量について、自動操舵制御により生じた第１状態量と、ハンドル角検出手段により検出されたハンドル角に対して本来生じるべき第２状態量とが一致するように、先述した対象装置を含む少なくとも一つの装置を制御する。
【００２２】
ここで、「一致するように」とは、第１状態量と第２状態量との偏差をゼロにすることのみを指すものでなく、当該偏差が減少する方向へ少なくとも一方の状態量を変化させることを広く包含する概念である。この際、好適な一形態として、この偏差を、ドライバに違和感、不快感或いは不安感を生じさせないものとして予め実験的に、経験的に又は理論的に設定された許容範囲に収束させる旨の措置が講じられてもよい。
【００２３】
上述したように、ハンドル角に対して本来生じるべき車両状態量としての第２状態量は、その時点の車両の走行条件が定まれば一義に決定される（許容範囲として決定されてもよい）から、自動操舵制御における制御目標と実質的に等しい第１状態量と、この第２状態量との偏差は、操舵制御形態の切り替え時において既知となる。状態量一致化手段は、係る偏差に基づいて或いは係る偏差を参照しつつ、これらを一致させることができる。
【００２４】
尚、第１状態量と第２状態量とを一致させるに際しての状態量一致化手段の実践的制御態様は、第１状態量と第２状態量とが乖離した状態で操舵主権がドライバに移譲されることによるこの種の違和感、不快感或いは不安感を抑制可能である限りにおいて、何ら限定されない。
【００２５】
例えば、状態量一致化手段は、第２状態量を第１状態量に漸近させても（即ち、ハンドルを切り増す或いは切り戻すことによりハンドル角を変化させても）よい。また、第１状態量を第２状態量に漸近させても（即ち、自動操舵制御の実行期間終期において目標状態量をこのような目的から変化させても）よい。或いは、第１状態量及び第２状態量の双方を相互いに相手側へ漸近させてもよい。
【００２６】
このように、本発明に係る車両の挙動制御装置によれば、自動操舵制御からドライバ操舵へと制御態様が切り替わる場合に、自動操舵制御により生じた第１状態量と、検出されたハンドル角に対し生じるべき第２状態量との一致が図られる。即ち、ハンドル角に応じた適切な車両状態量が得られている状態で、操舵主権がドライバに移譲されることになる。従って、係る制御態様の切り替え時においてドライバに違和感、不快感或いは不安感が生じることがなく、円滑且つ自然な操舵フィールが実現されるのである。
【００２７】
本発明に係る車両の挙動制御装置の一の態様では、前記一の車両状態量はヨーレートである（請求項２）。
【００２８】
ヨーレートは、ドライバ操舵においてハンドル角との相関が高く、本発明に係る「一の車両状態量」として適当である。
【００２９】
本発明に係る車両の挙動制御装置の他の態様では、前記状態量一致化手段は、前記第２状態量を前記第１状態量に一致させる（請求項３）。
【００３０】
この態様によれば、車両状態量を変化させ得る少なくとも一つの装置として、直接的又は間接的にハンドル角を変化させることが可能な装置が備わることを前提として、検出されたハンドル角に対し生じるべき第２状態量を、自動操舵制御により生じた第１状態量に一致させるべく少なくとも一つの装置が制御される。即ち、より具体的には、第１状態量に整合するハンドル角が得られるように、該当する装置（例えば、ＶＧＲＳ等の前輪舵角可変手段）を介してハンドル角が変化させられる。
【００３１】
従って、この態様によれば、自動操舵制御による車両状態量を引き継ぐ形で操舵制御形態をドライバ操舵へ切り替えることができ、例えば、車線維持制御や目標走行路追従制御等を自然に且つ円滑に終了させることが可能となる。
【００３２】
本発明に係る車両の挙動制御装置の他の態様では、前記状態量一致化手段は、前記第１状態量を前記第２状態量に一致させる（請求項４）。
【００３３】
この態様によれば、検出されたハンドル角に対し生じるべき第２状態量に整合するように、自動操舵制御により生じた第１状態量が変化させられる。例えば、自動操舵制御終期における目標状態量が強制的に変更される。或いは、自動操舵制御終了直後の過渡期に特化した別の自動操舵制御が実行される。
【００３４】
ここで、このように第１状態量を一致化に係る制御対象とする場合、少なくとも一つの装置としてハンドル角を変化させ得る装置が車両に備わっていなくても第１状態量と第２状態量とを一致させることができる。また、操舵制御形態の切り替え時においてハンドル角の維持が所望される場合、或いは第２状態量を第１状態量に一致させるべくハンドル角を変化させた結果、意図せぬ車両状態量の変化が生じた場合等についても、ドライバにおける違和感、不快感或いは不安感の発生を防止することができる。
【００３５】
例えば、自動操舵制御に使用される対象装置の一部が異常状態（ここで言う「異常状態」とは、本来期待される状態としての正常状態でない状態を意味するものであって、その異常の程度は問わない趣旨である）に陥った場合において、フェールセーフの観点から、旋回挙動中における自動操舵制御の強制終了を回避して、車両が直進状態に移行するのを待って自動操舵制御を強制終了させる場合がある。
【００３６】
ここで、この場合の車両の直進状態とは、ヨーレートやヨーモーメント等、ヨー挙動を規定する車両状態量がゼロ相当値であることを意味しており、必ずしもハンドル角はゼロ相当値でない。従って、第１状態量に第２状態量を整合させるべくハンドル角をゼロ相当値まで変化させると、ハンドル角の変化によりそれまで発生していなかったヨー挙動が発生することがある。
【００３７】
本態様は、例えば、このような場合において顕著に効果的であり、第１状態量を第２状態量へ一致させることにより、ドライバにおける違和感、不快感或いは不安感の発生を防止することができる。
【００３８】
本発明に係る車両の挙動制御装置の他の態様では、前記状態量一致化手段は、前記第１状態量と前記第２状態量との偏差に応じて、前記第１状態量と前記第２状態量とを一致させる度合いを変化させる（請求項５）。
【００３９】
この態様によれば、第１状態量と第２状態量との偏差に応じて、二値的に、段階的に或いは連続的に、両者を一致させる度合いが変化させられる。従って、第１状態量と第２状態量との一致化が図られた場合に得られる利益の大小を考慮した、効率的な制御が可能となる。
【００４０】
例えば、状態量一致化手段は、当該偏差が予め設定された基準値を超える場合に限って両者を一致させてもよい。この際、係る基準値が、予め実験的に、経験的に又は理論的に、それ未満（以下）の領域においてドライバに違和感、不快感或いは不安感が生じない旨が確定した値として設定すれば、第１状態量と第２状態量との不要な一致化が回避され顕著に効果的である。
【００４１】
或いは、状態量一致化手段は、当該偏差の大小に応じて、当該偏差の収束目標を段階的に切り替えてもよい。より具体的には、当該偏差が大きい場合（小さい場合）に、一致化後に残存する偏差の許容値を大きく（小さく）してもよい。このようにすれば、状態量の一致化に供される装置に過剰な負荷が加わることを防止することができる。
【００４２】
本発明に係る車両の挙動制御装置の他の態様では、前記第１状態量と前記第２状態量とを一致させていることをドライバに報知する報知手段を更に具備する（請求項６）。
【００４３】
この態様によれば、状態量一致化手段により、第１状態量と第２状態量との一致化が図られている旨が、報知手段によりドライバに報知される。従って、ドライバの心理的負担を軽減することができ、車両の挙動制御上、より安全である。
【００４４】
尚、報知手段の実践的態様は、最終的にドライバの五感に訴求し得るものであればどのようなものであってもよく、例えば、スピーカ等の音声出力手段や、ディスプレイ装置等の表示手段或いはこれらを制御する手段が好適である。例えば、報知手段とは、カーナビゲーション装置のディスプレイやスピーカを一時的に利用するものであってもよい。また、より簡素の形態としては、メータフード内やコンソールパネル等に配置された各種ＭＩＬ（Multi Information Lamp）、インジケータ又はランプ等であってもよい。
【００４５】
本発明に係る車両の挙動制御装置の他の態様では、前記自動操舵制御が前記ドライバ操舵へ切り替わる場合において前記対象装置の少なくとも一つが異常状態にある場合に、前記少なくとも一つの装置のうち前記対象装置を除く残余の装置の中から、前記異常状態にある少なくとも一つに代替させるべき代替装置として、前記第１状態量と前記第２状態量とを一致させる際に必要となる状態制御量が最小となる装置を選択する選択手段を更に具備し、前記自動操舵制御実行手段は、前記選択された代替装置を使用して前記自動操舵制御を継続する（請求項７）。
【００４６】
この態様によれば、対象装置の少なくとも一つが異常状態に陥った場合に、残余の装置の中から代替装置が選択される。代替装置を選択するにあたって、選択手段は、第１状態量と第２状態量とを一致させる際に必要となる状態制御量が最も小さい装置を選択する。尚、状態制御量は、装置各々によって異なっている場合が多い。このような場合における「最小」とは、状態制御量の可制御範囲に対して規格化された比較用の指標値が最小であること等として定義されてもよい。
【００４７】
このような、第１状態量と第２状態量とを一致させるにあたって必要となる状態制御量が最小となる装置は、自動操舵制御の制御対象となる車両状態量と、装置が異常状態に陥る以前に実行されていた自動操舵制御において使用されていた装置とをパラメータとして、予め実験的に、経験的に又は理論的に決定しておくことができる。
【００４８】
第１状態量と第２状態量とを一致させるにあたっての制御量が最小であれば、ドライバに操舵主権が移譲された後、自動操舵制御によってドライバの操舵から独立して変化していた状態制御量をドライバ操舵に準じた値に復帰させ、操舵形態を自動操舵制御からドライバ操舵へ完全に切り替えるに際して状態制御量の変化量が最小で済むため、ドライバに操舵主権が移譲された後の暫時の期間における、ドライバの違和感、不快感或いは不安感を緩和することが可能となる。
【００４９】
本発明に係る車両の挙動制御装置の他の態様では、前記少なくとも一つの装置は、前輪舵角を変化させることが可能な前輪舵角可変手段、後輪舵角を変化させることが可能な後輪舵角可変手段、ドライバの操舵トルクを補助する補助操舵トルクを供給可能な補助操舵トルク供給手段及び左右輪の制駆動力を変化させることが可能な制駆動力差可変手段のうち少なくとも一つを含む（請求項８）。
【００５０】
前輪舵角可変手段とは、前輪舵角を、これらの変化を促すドライバの操舵操作から独立して変化させることが可能な手段である。このドライバの操舵操作とは、好適には、ハンドル等の各種操舵入力手段の操作を意味する。従って、前輪舵角可変手段によれば、ドライバがハンドルから手を放していても、或いはハンドルを保舵しているのみであっても、前輪舵角を所望の値に変化させることが可能である。前輪舵角可変手段は、好適な一形態として、ＶＧＲＳ等を含み得る。
【００５１】
後輪舵角可変手段とは、後輪舵角を、これらの変化を促すドライバの操舵操作から独立して変化させることが可能な手段である。このドライバの操舵操作とは、好適には、ハンドル等の各種操舵入力手段の操作を意味する。従って、後輪舵角可変手段によれば、ドライバがハンドルから手を放していても、或いはハンドルを保舵しているのみであっても、後輪舵角を所望の値に変化させることが可能である。後輪舵角可変手段は、好適な一形態として、ＡＲＳ等を含み得る。
【００５２】
これら各舵角可変手段によれば、舵角の制御対象となる車輪について、舵角が少なくとも一定の範囲で可変であるから、理論的には車両の進行方向或いは車両挙動をドライバからの操舵入力から独立して制御することが可能となる。
【００５３】
制駆動力差可変手段とは、車両全体の左右制駆動力差を変化させることが可能な手段である。通常、制駆動力の付与対象となる車輪が左前輪、右前輪、左後輪及び右後輪の四輪である点に鑑みれば、制駆動力差可変手段とは、好適な一形態として、前輪の左右制駆動力差を変化させることが可能な装置及び後輪の左右制駆動力差を変化させることが可能な装置のうち少なくとも一方を含むものである。
【００５４】
また、制動力とは負の駆動力であるから、両者は同一の次元で加減算可能な車両状態量である。従って、前輪或いは後輪の左右制駆動力差を変化させることが可能な装置とは、好適な一形態として、各輪の制動力及び駆動力のうち少なくとも一方を変化させることが可能な装置を意味する。
【００５５】
本発明に係る制駆動力差可変手段とは、例えば、駆動力分配デファレンシャル機構若しくはインホイールモータシステム等を含む各種の駆動力可変装置、又は各種ＥＣＢ等を含む各種の制動力可変装置、或いはその両方等の実践的態様を採り得る。
【００５６】
いずれにせよ車両の左側と右側とで制駆動力差が生じると、車両は、駆動力の相対的に小さい車輪（即ち、制動力の相対的に大きい車輪である）の側（即ち、右側車輪の駆動力（制動力）が小さければ（大きければ）、右側である）へ旋回する。従って、制駆動力差可変手段によれば、理論的には車両の進行方向をドライバの操舵操作から独立して変化させることが可能となる。
【００５７】
補助操舵トルク供給手段とは、ドライバがハンドルを介して与えるドライバ操舵トルクを補助する補助操舵トルクを供給可能な手段であり、好適には、ＥＰＳ等を含み得る。
【００５８】
補助操舵トルク供給手段は、その構成上、ドライバの操舵から独立して補助操舵トルクを供給することも可能であり、例えばキングピン軸周りにこの補助操舵トルクを作用させることにより、操舵輪に操舵方向と逆方向に作用するセルフアライニングトルクを打ち消すことも可能である。セルフアライニングトルクは、ドライバがハンドルを保舵しない状況においてハンドルを本来の操舵方向と逆方向に回転させる操舵反力トルクとして作用するから、補助操舵トルクもまた、車両状態量を制御する上で有効な状態制御量となり得る。
【００５９】
尚、このように補助操舵トルク供給手段が備わる場合、前輪舵角、後輪舵角、前輪左右制駆動力差及び後輪左右制駆動力差のうち二つの状態制御量に、この補助操舵トルクをあわせた三個の状態制御量を使用して、例えばヨーレート、車体スリップ角及び操舵反力トルク（セルフアライニングトルク）の三個の車両状態量を独立に制御する三自由度の運動制御を実現することも可能である。
【００６０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一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。
【図２】車両運動モデルに基づいた車両運動制御に係るＥＣＵの制御ブロック図である。
【図３】車両運動モデルのモデル変数の定義に係る模式図である。
【図４】車両運動モデルの他のモデル変数の定義に係る模式図である。
【図５】車両運動モデルの更に他のモデル変数の定義に係る模式図である。
【図６】図１の車両においてなされる自動操舵制御のフローチャートである。
【図７】図６の自動操舵制御における移譲準備処理のフローチャートである。
【図８】図７の移譲準備処理の効果に係り、車両の運動状態を概念的に表した図である。
【図９】図７の移譲準備処理の効果に係り、車両の他の運動状態を概念的に表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００６２】
以下、適宜図面を参照して本発明の車両の挙動制御装置に係る実施形態について説明する。
＜発明の実施形態＞
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の一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。
【００６３】
図１において、車両１０は、操舵輪（後述するハンドル１２に連結される車輪という意味である）である前輪として左前輪ＦＬ及び右前輪ＦＲを備え、また後輪として左後輪ＲＬ及び右後輪ＲＲを備え、これら前後輪の舵角変化によって所望の方向に進行することが可能な構成となっている。
【００６４】
車両１０は、ＥＣＵ１００、エンジン２００、ＴＲＣ（TRaction Control system；駆動力分配装置）３００、ＶＧＲＳアクチュエータ４００、ＥＰＳアクチュエータ５００、ＥＣＢ６００、カーナビゲーション装置７００及びＡＲＳアクチュエータ８００を備える。
【００６５】
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「車両の挙動制御装置」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、後述する車両挙動制御を実行可能に構成されている。
【００６６】
尚、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「自動操舵制御実行手段」、「ハンドル角検出手段」、「状態量一致化手段」、「報知手段」及び「選択手段」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。
【００６７】
エンジン２００は、車両１０の動力源である。
【００６８】
尚、本発明に係る車両の動力源は、燃料の燃焼に伴う熱エネルギを機械的動力（運動エネルギ）に変換して取り出し得る機関を包括する概念として各種実践的態様を有する内燃機関（エンジン２００もその一例である）に限定されず、モータ等の回転電機であってもよい。或いは、車両は、これらが協調制御される所謂ハイブリッド車両であってもよい。エンジン２００の駆動力出力軸たるクランク軸は、ＴＲＣ３００の一構成要素たるセンターデファレンシャル装置３１０に接続されている。尚、エンジン２００の詳細な構成は、本発明の要旨との相関が薄いため、ここではその詳細を割愛する。
【００６９】
ＴＲＣ３００は、エンジン２００から前述のクランク軸を介して伝達されるエンジントルクＴｅを、前輪及び後輪に所定の比率で分配可能に構成されると共に、更に前輪及び後輪の各々において左右輪の駆動力配分を変化させることが可能に構成された、本発明に係る「制駆動力差可変手段」の一例たる駆動力分配装置である。
【００７０】
ＴＲＣ３００は、センターデファレンシャル装置３１０（以下、適宜「センターデフ３１０」と略称する）、フロントデファレンシャル装置３２０（以下、適宜「フロントデフ３２０」と略称する）及びリアデファレンシャル装置３３０（以下、適宜「リアデフ３３０」と称する）を備える。
【００７１】
センターデフ３１０は、エンジン２００から供給されるエンジントルクＴｅを、フロントデフ３２０及びリアデフ３３０に分配するＬＳＤ（Limited Slip Differential：差動制限機能付き差動機構）である。
【００７２】
センターデフ３１０は、前後輪に作用する負荷が略一定な条件下では、前後輪に対し分配比５０：５０（一例であり特に限定されない）でエンジントルクＴｅを分配する。また、前後輪のうち一方の回転速度が他方に対し所定以上高くなると、当該一方に対し差動制限トルクが作用し、当該他方へトルクが移譲される差動制限が行われる構成となっている。即ち、センターデフ３１０は、所謂回転速度感応式（ビスカスカップリング式）の差動機構である。
【００７３】
尚、センターデフ３１０は、このような回転速度感応式に限らず、入力トルクに比例して差動制限作用が大きくなるトルク感応式の差動機構であってもよい。また、遊星歯車機構により差動作用をなし、電磁クラッチの断続制御により差動制限トルクを連続的に変化させ、所定の調整範囲内で所望の分配比率を実現可能な分配比率可変型の差動機構であってもよい。いずれにせよ、センターデフ３１０は、前輪及び後輪に対しエンジントルクＴｅを分配可能な限り、公知非公知を問わず各種の実践的態様を採ってよい。
【００７４】
フロントデフ３２０は、センターデフ３１０によりフロントアクスル（前輪車軸）側に分配されたエンジントルクＴｅを、更に、左右輪に所定の調整範囲内で設定される所望の分配比率で分配可能な分配比率可変型のＬＳＤである。
【００７５】
フロントデフ３２０は、リングギア、サンギア及びピニオンキャリアからなる遊星歯車機構と、差動制限トルクを与える電磁クラッチを備え、この遊星歯車機構のリングギアにデフケースが、サンギア及びキャリアに夫々左右の車軸が連結された構成を採る。また、差動制限トルクは、電磁クラッチに対する通電制御により連続的に制御され、フロントデフ３２０の物理的電気的構成上定まる所定の調整範囲内で、トルクの分配比率が連続的に可変に制御される構成となっている。
【００７６】
フロントデフ３２０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、電磁クラッチへの通電制御もＥＣＵ１００により制御される構成となっている。従って、ＥＣＵ１００は、フロントデフ３２０の駆動制御を介して、所望の前輪左右制駆動力差（ここでは、駆動力差である）Ｆｆを生じさせることが可能である。
【００７７】
尚、フロントデフ３２０の構成は、左右輪に所望の分配比率で駆動力（尚、トルクと駆動力とは一義的な関係にある）を分配可能な限りにおいて、ここに例示されるものに限定されず、公知非公知を問わず各種の態様を有し得る。いずれにせよ、このような左右駆動力配分作用は公知であり、ここでは、説明の煩雑化を防ぐ目的からここではその詳細については触れないこととする。
【００７８】
リアデフ３３０は、センターデフ３１０によりプロペラシャフト１１を介してリアアクスル（後輪車軸）側に分配されたエンジントルクＴｅを、更に、左右輪に所定の調整範囲内で設定される所望の分配比率で分配可能な分配比率可変型のＬＳＤである。
【００７９】
リアデフ３３０は、リングギア、サンギア及びピニオンキャリアからなる遊星歯車機構と、差動制限トルクを与える電磁クラッチを備え、この遊星歯車機構のリングギアにデフケースが、サンギア及びキャリアに夫々左右の車軸が連結された構成を採る。また、差動制限トルクは、電磁クラッチに対する通電制御により連続的に制御され、リアデフ３３０の物理的電気的構成上定まる所定の調整範囲内で、トルクの分配比率が連続的に可変に制御される構成となっている。
【００８０】
リアデフ３３０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、電磁クラッチへの通電制御もＥＣＵ１００により制御される構成となっている。従って、ＥＣＵ１００は、リアデフ３３０の駆動制御を介して、所望の後輪左右制駆動力差（ここでは、駆動力差である）Ｆｒを生じさせることが可能である。
【００８１】
尚、リアデフ３３０の構成は、左右輪に所望の分配比率で駆動力（尚、トルクと駆動力とは一義的な関係にある）を分配可能な限りにおいて、ここに例示されるものに限定されず、公知非公知を問わず各種の態様を有し得る。いずれにせよ、このような左右駆動力配分作用は公知であり、ここでは、説明の煩雑化を防ぐ目的からここではその詳細については触れないこととする。
【００８２】
ＶＧＲＳアクチュエータ４００は、ハウジング、ＶＧＲＳモータ、減速機構及びロック機構（いずれも不図示）等を備えた操舵伝達比可変装置であり、本発明に係る「前輪舵角可変手段」の一例である。
【００８３】
ＶＧＲＳアクチュエータ４００において、ＶＧＲＳモータ、減速機構及びロック機構は、ハウジングに収容されている。このハウジングは、操舵入力手段としてのハンドル１２に連結されたアッパーステアリングシャフト１３の下流側の端部と固定されており、アッパーステアリングシャフト１３と略一体に回転可能に構成されている。
【００８４】
ＶＧＲＳモータは、回転子たるロータ、固定子たるステータ及び駆動力の出力軸たる回転軸を有するＤＣブラシレスモータである。ステータは、ハウジング内部に固定されており、ロータは、ハウジング内部で回転可能に保持されている。回転軸は、ロータ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に連結されている。このステータには、不図示の電気駆動回路から駆動電圧が供給される構成となっている。
【００８５】
減速機構は、差動回転可能な複数の回転要素を有する遊星歯車機構である。この複数の回転要素の一回転要素は、ＶＧＲＳモータの回転軸に連結されており、また、他の回転要素の一は、前述のハウジングに連結されている。そして残余の回転要素が、ロアステアリングシャフト１４に連結されている。
【００８６】
このような構成を有する減速機構によれば、ハンドル１２の操作量に応じたアッパーステアリングシャフト１３の回転速度（即ち、ハウジングの回転速度）と、ＶＧＲＳモータの回転速度（即ち、回転軸の回転速度）とにより、残余の一回転要素に連結されたロアステアリングシャフト１４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１４の回転速度を増減制御することが可能となる。即ち、ＶＧＲＳモータ及び減速機構の作用により、アッパーステアリングシャフト１３とロアステアリングシャフト１４とは相対回転可能である。尚、減速機構における各回転要素の構成上、ＶＧＲＳモータの回転速度は、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１４に伝達される。
【００８７】
このように、車両１０では、アッパーステアリングシャフト１３とロアステアリングシャフト１４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１３の回転量たるハンドル角δｈと、ロアステアリングシャフト１４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）操舵輪たる前輪舵角δｆ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。
【００８８】
尚、ロック機構は、ＶＧＲＳモータ側のクラッチ要素とハウジング側のクラッチ要素とを備えたクラッチ機構である。両クラッチ要素が相互に係合した状態においては、アッパーステアリングシャフト１３とＶＧＲＳモータの回転軸との回転速度が一致するため、必然的にロアステアリングシャフト１４との回転速度もこれらと一致する。即ち、アッパーステアリングシャフト１３とロアステアリングシャフト１４とが直結状態となる。但し、ロック機構の詳細については、本発明との相関が薄いためここでは割愛する。
【００８９】
尚、ＶＧＲＳアクチュエータ４００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。
【００９０】
車両１０において、ロアステアリングシャフト１４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１４の下流側端部に接続された不図示のピニオンギア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を含む操舵伝達機構であり、ピニオンギア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。
【００９１】
ＥＰＳアクチュエータ５００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「補助操舵トルク供給手段」の一例たる電子制御式パワーステアリング装置である。
【００９２】
このＥＰＳモータは、不図示の電気駆動装置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ＥＰＳトルクＴｅｐｓを発生可能に構成されている。
【００９３】
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、ロアステアリングシャフト１４に設けられた減速ギアと直接的に又は間接的に噛合している。このため、本実施形態において、ＥＰＳモータから発せられるＥＰＳトルクＴｅｐｓは、ロアステアリングシャフト１４の回転をアシストするトルクとして機能する。このため、ＥＰＳトルクＴｅｐｓが、ハンドル１２を介してアッパーステアリングシャフト１３に与えられるドライバ操舵トルクＭＴと同一方向に付与された場合には、ドライバの操舵負担は、ＥＰＳトルクＴｅｐｓの分だけ軽減される。
【００９４】
尚、ＥＰＳアクチュエータ５００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続され、その動作がＥＣＵ１００により制御される、所謂電子制御式パワーステアリング装置であるが、車両１０に備わるパワーステアリング装置は、油圧パワーステアリング装置であってもよい。
【００９５】
車両１０には、ハンドル角センサ１６及び操舵トルクセンサ１７が備わる。
【００９６】
ハンドル角センサ１６は、アッパーステアリングシャフト１３の回転量を表すハンドル角δｈを検出可能に構成された角度センサである。ハンドル角センサ１６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたハンドル角δｈ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。
【００９７】
操舵トルクセンサ１７は、ドライバからハンドル１２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１３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のドライバがハンドル１２を操作した際にアッパーステアリングシャフト１３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１７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ドライバ操舵トルク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。操舵トルクセンサ１７は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたドライバ操舵トルク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。
【００９８】
尚、操舵トルクの検出方式は、この種のトーションバー方式に限定されず、他の方式が採用されてもよい。
【００９９】
ＥＣＢ６００は、車両１０の前後左右各輪に個別に制動力を付与可能に構成された、本発明に係る「制駆動力差可変手段」の他の一例たる電子制御式制動装置である。ＥＣＢ６００は、ブレーキアクチュエータ６１０並びに左前輪ＦＬ、右前輪ＦＲ、左後輪ＲＬ及び右後輪ＲＲに夫々対応する制動装置６２０ＦＬ、６２０ＦＲ、６２０ＲＬ及び６２０ＲＲを備える。
【０１００】
ブレーキアクチュエータ６１０は、制動装置６２０ＦＬ、６２０ＦＲ、６２０ＲＬ及び６２０ＲＲに対し、夫々個別に作動油を供給可能に構成された油圧制御用のアクチュエータである。ブレーキアクチュエータ６１０は、マスタシリンダ、電動オイルポンプ、複数の油圧伝達通路及び当該油圧伝達通路の各々に設置された電磁弁等から構成されており、電磁弁の開閉状態を制御することにより、各制動装置に備わるホイルシリンダに供給される作動油の油圧を制動装置各々について個別に制御可能に構成されている。作動油の油圧は、各制動装置に備わるブレーキパッドの押圧力と一対一の関係にあり、作動油の油圧の高低が、各制動装置における制動力の大小に夫々対応する構成となっている。
【０１０１】
ブレーキアクチュエータ６１０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、各制動装置から各車輪に付与される制動力は、ＥＣＵ１００により制御される構成となっている。
【０１０２】
車両１０は更に、車載カメラ１８及び車速センサ１９を備える。
【０１０３】
車載カメラ１８は、車両１０のフロントノーズに設置され、車両前方の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１８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可能である。
【０１０４】
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。
【０１０５】
尚、車速センサ１９に替えて、各車輪に付帯する車輪速センサからＥＣＵ１００が車速を算出する構成としてもよい。
【０１０６】
カーナビゲーション装置７００は、車両１０に設置されたＧＰＳアンテナ及びＶＩＣＳアンテナを介して取得される信号に基づいて、車両１０の位置情報、車両１０の周辺の道路情報（道路種別、道路幅、車線数、制限速度及び道路形状等）、信号機情報、車両１０の周囲に設置された各種施設の情報、渋滞情報及び環境情報等を含む各種ナビゲーション情報を提供可能な装置である。カーナビゲーション装置７００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によりその動作状態が制御される構成となっている。
【０１０７】
ＡＲＳアクチュエータ８００は、左後輪ＲＬ及び右後輪ＲＲの舵角である後輪舵角δｒを、ハンドル１２を介してドライバが与える操舵入力とは独立して変化させることが可能な、本発明に係る「後輪舵角可変手段」の一例たる後輪操舵用アクチュエータである。
【０１０８】
ＡＲＳアクチュエータ８００は、ＡＲＳモータと減速ギア機構とを内蔵しており、このＡＲＳモータの駆動回路は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されている。従って、ＥＣＵ１００は、この駆動回路の制御により、ＡＲＳモータの出力トルクであるＡＲＳトルクＴａｒｓを制御することが可能である。
【０１０９】
一方、減速ギアは、このＡＲＳモータのトルクを、減速を伴ってリアステアロッド２０に伝達可能に構成されている。
【０１１０】
リアステアロッド２０は、左後輪ＲＬ及び右後輪ＲＲと、夫々ジョイント部材２１ＲＬ及び２１ＲＲを介して連結されており、ＡＲＳトルクＴａｒｓによりリアステアロッド２０が図示左右一方向に駆動されると、各後輪が一方向に転舵する構成となっている。
【０１１１】
尚、ＡＲＳアクチュエータ８００は、回転運動をストローク運動に変換可能な直動機構を備えていてもよい。この種の直動機構が備わる場合、リアステアロッド２０は、この直動機構の左右方向のストローク運動に応じて後輪の舵角を変化させてもよい。
【０１１２】
尚、後輪操舵装置の実践的態様は、後輪舵角δｒを所定の範囲で可変とし得る限りにおいて、図示ＡＲＳアクチュエータ８００のものに限定されない。
【０１１３】
尚、本実施形態に係る車両１０は、本発明に係る「少なくとも一つの装置」として、ＴＲＣ３００、ＶＧＲＳアクチュエータ４００、ＥＰＳアクチュエータ５００、ＥＣＢ６００及びＡＲＳアクチュエータ８００を備えるが、このような車両構成は、本発明に係る車両が採り得る構成の一例に過ぎない。例えば、車両は、これらのうち一部を備えるのみであってもよい。
＜実施形態の動作＞
次に、本実施形態の動作について説明する。
【０１１４】
＜車両運動モデルに基づいた自動操舵制御の概要＞
始めに、図２を参照して、車両運動モデルに基づいた自動操舵制御について説明する。ここに、図２は、自動操舵制御に係るＥＣＵ１００の制御ブロック図である。尚、自動操舵制御とは、後述する車両挙動制御において実行される、車両運動モデルに基づいた車両運動制御の一つであり、本発明に係る「自動操舵制御」の一例である。
【０１１５】
図２において、目標状態量演算部１１０、状態制御量演算部１２０及び異常検出部１３０は、夫々ＥＣＵ１００の一構成要素である。
【０１１６】
後述する自動操舵制御を含む、車両運動モデルに基づいた車両運動制御においては、目標状態量演算部１１０により、車両１０の目標状態量が演算される。目標状態量とは、車両状態量の目標値である。自動操舵制御においては、車両状態量としての車体スリップ角β及びヨーレートγの独立制御によって、目標走行路への追従走行が実現され、また操舵反力トルクＴｓａｔがこれらと独立して制御される。
【０１１７】
ここで、ＥＣＵ１００は、先ず、車載カメラ１８から送出される画像データや、カーナビゲーション装置７００等から送出される路面データや位置データ等に基づいて、公知の各種手法の下に目標状態量を演算するための基礎情報を算出する。例えば、この際、目標体（例えば、白線）と車両１０との横方向の偏差たる横方向偏差Ｙ及び目標体と車両１０とのヨー角偏差φ等が算出される。
【０１１８】
目標状態量演算部１１０は、これら基礎情報に基づいて、車両１０を目標走行路へ追従させるために必要となる車両状態量の目標値として、目標ヨーレートγｔｇ、目標車体スリップ角βｔｇ及び目標操舵反力トルクＴｓａｔｔｇを算出する。
【０１１９】
尚、これら目標状態量のうち、目標車体スリップ角βｔｇ及び目標ヨーレートγｔｇは、夫々予めＲＯＭ等の然るべき記憶手段に、上記基礎情報（ここでは、横方向偏差Ｙ及びヨー角偏差φ）に対応付けられる形でマップ化されて格納されている。また、目標操舵反力トルクＴｓａｔｔｇは、基本的にゼロに設定される。
【０１２０】
尚、目標操舵反力トルクＴｓａｔｔｇがゼロであるとは、即ち、ハンドル１２に操舵反力が一切戻って来ないことを意味し、手放し走行が可能となることを意味する。但し、目標操舵反力トルクＴｓａｔｔｇは必ずしもゼロでなくてよく、ドライバに適切な操舵反力を擬似的に与えるべく適宜設定されていてもよい。
【０１２１】
目標状態量演算部１１０により設定された各目標状態量は、状態制御量演算部１２０に送出される。状態制御量演算部１２０は、設定された各目標状態量を、各車両状態量制御デバイスに対応する実際の状態制御量の目標値に置換する演算処理装置である。
【０１２２】
より具体的には、状態制御量演算部１２０は、ＥＰＳトルクＴｅｐｓ、前輪舵角δｆ及び後輪舵角δｒに夫々対応する目標ＥＰＳトルクＴｅｐｓｔｇ、目標前輪舵角δｆｔｇ及び目標後輪舵角δｒｔｇを設定する。状態制御量演算部１２０は、公知の車両運動モデルに基づいて、状態制御量の目標値を設定する。
【０１２３】
ここで、自動操舵制御の制御対象となる車両状態量は三個であるから、車両運動モデルを成立させるために必要となる状態制御量もまた三個である。従って、本実施形態においては、通常、左右制駆動力差Ｆｘ（Ｆｘ＝Ｆｆ＋Ｆｒ）の目標値たる目標左右制駆動力差Ｆｘｔｇはゼロに設定される。即ち、自動操舵制御においては通常、前後輪の舵角制御により車体スリップ角β及びヨーレートγが制御される。但し、これら前後輪の舵角のうち一方に替えて、前後輪いずれか一方の左右制駆動力差が使用されてもよい。
【０１２４】
状態制御量演算部１２０により各状態制御量の目標値が算出されると、各状態制御量に対応する車両状態量制御デバイスに各目標値に対応する制御信号が供給される。即ち、目標ＥＰＳトルクＴｅｐｓｔｇであればＥＰＳアクチュエータ５００、目標前輪舵角δｆｔｇであればＶＧＲＳアクチュエータ４００、目標後輪舵角δｒｔｇであればＡＲＳアクチュエータ８００、左右制駆動力差Ｆｘ（或いは前輪左右制駆動力差Ｆｆ又は後輪左右制駆動力差Ｆｒ）であればＥＣＢ６００又はＴＲＣ３００に制御信号が供給される。その結果、状態制御量の実変化により車両状態量（β、γ及びＴｓａｔ）が目標値に維持され、車両挙動が目標挙動に維持される。
【０１２５】
一方、異常検出部１３０は、自動操舵制御の実行期間中において、一定の周期でＶＧＲＳアクチュエータ４００及びＡＲＳアクチュエータ８００が異常状態にあるか否かの判定処理を実行する。
【０１２６】
この際、異常検出部１３０は、各アクチュエータを駆動するにあたっての制御量（駆動電圧及び駆動電流）をモニタしており、それらが予め実験的に与えられた正常範囲にない場合に、異常状態にあることを示す異常判定フラグを設定する構成となっている。また、異常検出部１３０は、各アクチュエータのモータ温度を、各モータに付帯する温度センサから取得しており、取得した各アクチュエータのモータ温度に基づいて、これらが異常状態にあるか否かの判定を行う構成となっている。より具体的には、各モータに係るモータ温度が、予め実験的に与えられた基準温度を超えている場合、熱負荷が高いものとして、先の異常判定フラグが設定される構成となっている。
【０１２７】
＜車両運動モデルの詳細＞
ここで、車両運動モデルの詳細について説明する。尚、本実施形態に係る車両運動モデルにおいて使用される各モデル変数については、下記の通りである。
【０１２８】
ｓ・・・ラプラス演算子
δｆ・・・前輪舵角
δｒ・・・後輪舵角
β・・・車体スリップ角
γ・・・ヨーレート
Ｔｓａｔ・・・操舵反力トルク（本実施形態では、セルフアライニングトルク）
τｅｐｓ・・・キングピン軸回りＥＰＳトルク
ｍ・・・車両重量
Ｉ・・・ヨー慣性モーメント
ｌ・・・ホイールベース
ｌｆ・・・車両重心から前軸までの前後方向距離
ｌｒ・・・車両重心から後軸までの前後方向距離
Ｋｆ・・・前輪コーナリングフォース
Ｋｒ・・・後輪コーナリングフォース
ｔｆ・・・フロントトレッド
ｔｒ・・・リアトレッド
ｌｔ・・・キャスタートレール＋ニューマチックトレール
ｌｋ・・・キングピンオフセット
Ｙｆ・・・前輪横力
Ｙｒ・・・後輪横力
Ｆｆｌ・・・左前輪駆動力
Ｆｆｒ・・・右前輪駆動力
Ｆｒｌ・・・左後輪駆動力
Ｆｒｒ・・・右後輪駆動力
Ｆｆ・・・前輪左右制駆動力差
Ｆｒ・・・後輪左右制駆動力差
ここで、図３、図４及び図５を参照し、上記の各モデル変数を視覚的に説明する。ここに、図３は、車両運動モデルのモデル変数の定義に係る模式図である。また、図４は、車両運動モデルの他のモデル変数の定義に係る模式図である。更に、図５は、車両運動モデルの更に他のモデル変数の定義に係る模式図である。
【０１２９】
図３において、車両前後方向接線と、前輪の前後方向接線とのなす角度が、前輪舵角δｆである。同様に、車両前後方向接線と、後輪の前後方向接線とのなす角度が、後輪舵角δｒである。
【０１３０】
一方、車両１０の速度方向（図示車速Ｖの方向）と車両前後方向接線とのなす角度が、車体スリップ角βである。この車体スリップ角βは、前後輪の舵角変化により重心Ｇ回りに生じたヨーモーメントＩにより車両１０が旋回することによって生じる角度である。
【０１３１】
図４には、左前輪ＦＬにおけるキングピン軸回りのトルクの釣り合いが示される。
【０１３２】
タイヤ接地点Ｃに横力Ｙｆ及び前輪駆動力差Ｆｆが作用している場合、左前輪ＦＬには、舵角変化を相殺する方向にセルフアライニングトルクが発生する。このセルフアライニングトルクが、ハンドル１２を操舵方向と反対方向に動かそうとする操舵反力トルクＴｓａｔとなる。
【０１３３】
この操舵反力トルクＴｓａｔを打ち消すためのトルクが、ＥＰＳトルクをキングピン軸（アッパーポールジョイントとロアポールジョイントとを結ぶ仮想の操舵軸線である）の仮想接地点ＫＰ回りのトルクに換算したキングピン軸周りＥＰＳトルクτｅｐｓであり、このキングピン軸回りＥＰＳトルクτｅｐｓを図示するようにキングピン軸回りに作用させることによって、操舵反力トルクＴｓａｔは相殺される。
【０１３４】
図５には、左前輪ＦＬに左前輪駆動力Ｆｆｌ、右前輪ＦＲに右前輪駆動力Ｆｆｒ、左後輪ＲＬに左後輪駆動力Ｆｒｌ、右後輪ＲＲに右後輪駆動力Ｆｒｒが夫々作用している様子が示される。尚、ここでは、駆動力を例示したが、制動力についても作用方向が逆（図中下方）になるだけで同様である。
【０１３５】
この場合、前輪に作用する各駆動力と前輪左右制駆動力差Ｆｆとの間には、Ｆｆ＝Ｆｆｒ−Ｆｆｌなる関係が成立する。同様に、後輪に作用する各駆動力と後輪左右制駆動力差Ｆｒとの間には、Ｆｒ＝Ｆｒｒ−Ｆｒｌなる関係が成立する。
【０１３６】
また、左右前輪の接地点間距離が前輪トレッドｔｆであり、左右後輪の接地点間距離が後輪トレッドｔｒである。
【０１３７】
次に、これらモデル変数を使用した車両運動モデルの実際の運用について説明する。
【０１３８】
車体スリップ角β、ヨーレートγ及び操舵反力トルクＴｓａｔと、前輪舵角δｆ、後輪舵角δｒ及びキングピン軸回りＥＰＳトルクτｅｐｓとの関係は、公知の車両運動方程式から、下記（１）式の如くに規定される。
【０１３９】
【数１】
【０１４０】
ここで、上記（１）式におけるＡは、下記（２）式により規定される行列であり、同じくＢは、下記（３）式により規定される行列である。
【０１４１】
【数２】
【０１４２】
【数３】
【０１４３】
上記（１）式から、車体スリップ角β、ヨーレートγ及び操舵反力トルクＴｓａｔを実現するための前輪舵角δｆ、後輪舵角δｒ及びキングピン軸回りＥＰＳトルクτｅｐｓは、最終的に、下記（４）式により表される。尚、Ｂ−１は、行列Ｂの逆行列である。
【０１４４】
【数４】
【０１４５】
自動操舵制御では、状態制御量演算部１２０が、目標状態量演算部１１０により算出された目標状態量（βｔｇ、γｔｇ及びＴｓａｔｔｇ）に対して、上記（４）式に基づいて状態制御量の目標値（δｆｔｇ、δｒｔｇ及びτｅｐｓｔｇ）を算出する構成となっている。尚、キングピン軸回りＥＰＳトルクτｅｐｓをＥＰＳトルクＴｅｐｓに換算するための演算ロジックは、状態制御量演算部１２０が予め保持しているものとする。
＜車両挙動制御の詳細＞
次に、図６を参照し、車両挙動制御の詳細について説明する。ここに、図６は、車両挙動制御のフローチャートである。
【０１４６】
図６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み、予め車両１０の車室内に設置された自動操舵制御選択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自動操舵制御の実行が要求されているか否かを判別する（ステップＳ１０１）。自動操舵制御が要求されていない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０１に戻す。
【０１４７】
自動操舵制御が選択されている場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、上述した車両運動モデルに基づいた自動操舵制御を開始する（ステップＳ１０２）。自動操舵制御が開始されると、ＥＣＵ１００は、自動操舵制御の終了条件が満たされるか否かを判定し（ステップＳ１０３）、終了条件が満たされない限り（ステップＳ１０３：ＮＯ）、自動操舵制御を継続する。
【０１４８】
尚、自動操舵制御の終了条件が様々であり、一意に限定されない。例えば、自動操舵制御は、ドライバが自動操舵制御の終了を要求する旨の操作を上述した操作ボタンを介して行った場合に終了される。また、ドライバがハンドル１２に然るべきドライバ操舵トルクを加えた場合（即ち、オーバーライド操作がなされた場合）に終了される。或いは、先述した異常検出部１３０が、自動操舵制御に使用されるＶＧＲＳアクチュエータ４００或いはＡＲＳアクチュエータ８００の異常を検出した場合に終了される。
【０１４９】
自動操舵制御の終了条件が満たされる場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、移譲準備処理を実行する（ステップＳ２００）。
【０１５０】
ここで、移譲準備処理とは、自動操舵制御からドライバ操舵への操舵形態切り替え過渡期において、ドライバに操舵主権が移譲された直後に発生するドライバの違和感を緩和する処理であり、より具体的には、自動操舵制御の制御対象であり且つハンドル角δｈに相関する一の車両状態量（ここでは、ヨーレートγであるとする）について、自動操舵制御により生じた第１ヨーレート（即ち、本発明に係る「第１状態量」の一例）と、実際のハンドル角δｈに対して生じるべき第２ヨーレート（即ち、本発明に係る「第２状態量」の一例）とを一致させる処理である。
【０１５１】
ここで、図７を参照し、移譲準備処理の詳細について説明する。ここに、図７は、移譲準備処理のフローチャートである。
【０１５２】
図７において、ＥＣＵ１００は、先ず、自動操舵制御の制御対象となる車両状態量の目標値、即ち、目標車体スリップ角βｔｇと、目標ヨーレートγｔｇとを読み込む（ステップＳ２０１）。各目標値を読み込むと、ＥＣＵ１００は、読み込んだ目標ヨーレートγｔｇに基づいて、移譲時必要ハンドル角δｈｔｇを算出する（ステップＳ２０２）。
【０１５３】
移譲時必要ハンドル角δｈｔｇとは、ドライバの操舵意思を反映した通常の操舵形態であるドライバ操舵において、その時点の自動操舵制御の目標ヨーレートγｔｇ（第１ヨーレート）を発生させるために必要となるハンドル角である。
【０１５４】
ハンドル角を第１ヨーレートに対応する移譲時必要ハンドル角δｈｔｇに制御すれば、ハンドル角に応じて生じるべき第２ヨーレートは必然的に第１ヨーレートと一致する。即ち、移譲時必要ハンドル角δｈｔｇを実現するための制御は、本発明に係る「第２状態量を第１状態量に一致させる」旨の制御の一例である。
【０１５５】
移譲時必要ハンドル角δｈｔｇを算出すると、ＥＣＵ１００は、異常検出部１３０によりＶＧＲＳアクチュエータ４００又はＡＲＳアクチュエータ８００の異常が検出されているか否かを判定する（ステップＳ２０３）。
【０１５６】
自動操舵制御に使用されるこれらアクチュエータのうち少なくとも一方が異常状態にある場合（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、車両状態量制御に供し得る装置のうち、その時点で使用されていない残余の装置（即ち、ここでは、ＴＲＣ３００又はＥＣＢ６００）の中から代替装置を選択する（ステップＳ２０４）。
【０１５７】
尚、ＴＲＣ３００とＥＣＢ６００は、いずれも前輪左右制駆動力差Ｆｆ及び後輪左右制駆動力Ｆｒを生じさせ得る装置であるから、一方のアクチュエータが異常状態にある場合、いずれが選択されてもよい。但し、前輪左右制駆動力差Ｆｆと後輪左右制駆動力差Ｆｒとのうちいずれを代替的状態制御量として使用するかについては、後述する車両状態量一致化に要する状態制御量が最小となる一方が選択される。このような、車両状態量一致化に要する状態制御量が最小となる装置の情報は、自動操舵制御の制御対象となる状態制御量の種類と、使用される装置の組み合わせとに応じて、予め実験的に、経験的に又は理論的に決定されており、ＲＯＭに制御情報として格納されている。
【０１５８】
代替装置が選択されるか、或いはステップＳ２０３において、いずれのアクチュエータも異常状態にないと判定された場合（ステップＳ２０３：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、自動操舵制御に係る目標車両状態量（βｔｇ、γｔｇ及びＴｓａｔｔｇ）と移譲時必要ハンドル角δｈｔｇとを実現するための制御量を演算する（ステップＳ２０５）。
【０１５９】
制御量の演算が行われると、車両状態量（ここでは、ヨーレートγ）の一致化が行われる（ステップＳ２０６）。即ち、ハンドル角δｈが、目標値である移譲時必要ハンドル角δｈｔｇへ向けて制御される。尚、車両状態量の一致化については、後に図８及び図９を参照する形で視覚効果を交えて詳述する。
【０１６０】
車両状態量の一致化が開始されると、ＥＣＵ１００は、車両状態量の一致化が開始された旨をドライバに報知する（ステップＳ２０７）。ドライバへの報知がなされると、移譲準備処理は終了する。
【０１６１】
尚、この報知は、例えば、カーナビゲーション装置７００に備わるインフォメーションディスプレイに、例えば「自動操舵制御を終了させるためハンドル角を調整中です」等の文字情報が表示され、同様に音声スピーカから「ハンドル操作の準備をして下さい」等の音声情報が出力されること等によってなされてもよい。或いは、この報知は、メータパネル等に付設されたＭＩＬ（Multi Information Lamp）等を単に点灯させるのみであってもよい。
【０１６２】
図６に戻り、移譲準備処理が終了すると、ＥＣＵ１００は、ハンドル角偏差Δδｈの絶対値が、予め設定された基準値Ａ未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。尚、ハンドル角偏差Δδｈとは、移譲時必要ハンドル角δｈｔｇと実際のハンドル角δｈとの偏差である。
【０１６３】
ハンドル角偏差Δδｈの絶対値が基準値Ａ以上である場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、移譲準備処理を再度実行し、ハンドル角偏差Δδｈが基準値Ａ未満となるまで、移譲準備処理を繰り返す。
【０１６４】
一方、ハンドル角偏差Δδｈが基準値Ａ未満にまで縮小すると（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、自動操舵制御を終了し、操舵主権（ハンドルの操作権）をドライバに移譲する（ステップＳ１０５）。操舵主権がドライバに移譲されると、操舵形態はドライバ操舵に切り替わり、処理はステップＳ１０１に戻される。車両挙動制御はこのように実行される。
【０１６５】
尚、基準値Ａは、第１ヨーレートと第２ヨーレートとの差が、ドライバの感覚上大きな違和感として現れないものとして事前に決定された適合値である。ハンドル角偏差Δδｈの絶対値が基準値Ａ以上である場合に限ってステップＳ２０６に係る車両状態量の一致化が図られることにより、操舵主権移譲時における違和感、不快感或いは不安感の発生を確実に回避しつつ、エネルギ資源の無駄な消費が防止される。
【０１６６】
ここで、図８及び図９を参照し、移譲準備処理の効果について説明する。ここに、図８は、移譲準備処理の効果に係り、車両１０の運動状態を概念的に表した図である。また、図９は、移譲準備処理の効果に係り、車両１０の他の運動状態を概念的に表した図である。尚、これら各図において、既出の図面と重複する箇所には相互に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。
【０１６７】
図８は、移譲準備処理の効果を分かり易くするため、自動操舵制御として、ＶＧＲＳアクチュエータ４００を使用した前輪舵角δｆの制御を介して車両１０のヨーレートγのみを目標値に維持する旨の制御が実行されている場合が示される。
【０１６８】
尚、ＶＧＲＳアクチュエータ４００は、先述したようにアッパーステアリングシャフト１３とロアステアリングシャフト１４とを相対回転させるアクチュエータであり、元より操舵反力トルクＴｓａｔに抗し得る程度に大きいトルクの供給を前提としていない。従って、前輪舵角δｆを目標値へ向けて変化させようとすると、現実的には操舵反力トルクＴｓａｔによりハンドル１２が逆方向へ操舵されるといった現象が生じ得る。この点に鑑み、ヨーレートγのみの制御とは言え、キングピン軸回りＥＰＳトルクτｅｐｓによる操舵反力トルク相殺に係る制御は実行されている。即ち、厳密に言えば、図８は、ヨーレートγと操舵反力トルクＴｓａｔとを独立に制御する二自由度の自動操舵制御に関する運動状態を表したものである。
【０１６９】
図８（ａ）は、ハンドル角δｈ＝０の状態で、ゼロでない前輪舵角δｆが与えられている状態を表している。この状態では、車両１０には図示矢線方向にヨーレートγが生じている。自動操舵制御は、元よりドライバの操舵意思から独立した制御であるから、このようにハンドル角δｈ＝０の状態でヨーレートγが生じていてもドライバの感覚上何らの問題もない。
【０１７０】
ところが、図８（ａ）の状態でドライバに操舵主権を移譲してしまうと、ドライバが自身の意思で保舵するハンドル１２のハンドル角δｈがゼロであるにもかかわらず、車両１０がヨー運動を行っていることとなるため、ドライバの感覚としては、著しい違和感、不快感或いは不安感を生じることとなる。
【０１７１】
この違和感は、ドライバ操舵制御において、この時点のハンドル角δｈ（δｈ＝０）に対し生じるべき第２ヨーレート（即ち、ゼロ）と、自動操舵制御によりこの時点で生じている第１ヨーレート（図示矢線に相当するゼロでないヨーレート）とが一致していないことに起因する。
【０１７２】
そこで、移譲準備処理におけるステップＳ２０５（制御量演算）においては、この図示矢線に相当するヨーレートに対応する移譲時必要ハンドル角δｈｔｇが算出され、また、ハンドル角δｈをこの算出された移譲時必要ハンドル角δｈｔｇに収束させつつ、目標状態量としての図示矢線相当のヨーレートを維持する前輪舵角δｆが算出される。
【０１７３】
続いて、ステップＳ２０６（状態量一致化）において、この算出された制御量に基づいて、然るべき装置が駆動制御され、ハンドル角δｈが、移譲時必要ハンドル角δｈｔｇと基準値Ａとにより規定される許容範囲内に収束せしめられるのである。この状態が、図８（ｂ）に示される。
【０１７４】
図８（ｂ）には、ハンドル１２が右旋回方向に操舵され、車両１０に右旋回方向のヨーレートが生じている状態が示される。この状態でドライバに操舵主権が移譲された場合には、ドライバに違和感、不快感或いは不安感が生じることはない。即ち、ドライバビリティの低下が防止されるのである。
【０１７５】
尚、図８の車両運動においては、図８（ａ）の状態から図８（ｂ）の状態へ車両状態を移行させるにあたって、ＶＧＲＳアクチュエータ４００において、自動操舵制御に必要な制御量（ハンドル角δｈに足し込まれるロアステアリングシャフトの相対回転量）がゼロとされる。そのため、ハンドル１２は、その時点の前輪舵角δｆに対応する通常のハンドル角まで回転し、状態量の一致化が終了する。
【０１７６】
尚、その時点で自動操舵制御により生じているヨーレートに対応する、的確なハンドル角δｈは、予め実験的に、経験的に又は理論的に、車速Ｖや路面摩擦μ等との関係をパラメータとして制御マップ化されており、ＲＯＭに格納されている。
【０１７７】
図８では、移譲準備処理の効果を分かり易くするために、先に説明した車体スリップ角βを含む三自由度の車両運動制御ではなく車体スリップ角βを含まない二自由度の車両運動制御とした。しかしながら、車体スリップ角βが含まれる場合であっても、ＡＲＳアクチュエータ８００を介した後輪舵角δｒの制御を介在させれば、既に述べた車両運動モデルに従って、状態量の一致化を何ら変わり無く実行することができる。
【０１７８】
また、ハンドル角δｈと最も相関が高い車両状態量は、ヨーレートγを始めとするヨー挙動状態量であり、車体スリップ角βは、ヨーレートγ程には、ハンドル角δｈとの関係が違和感の原因とはならない。
【０１７９】
次に、図９について説明する。
【０１８０】
図９は、図８よりも複雑な車両運動下における移譲準備処理の効果を説明するものである。図９では、自動操舵制御として、本実施形態において説明した、前輪舵角δｆ、後輪舵角δｒ及びキングピン軸周りＥＰＳトルクτｅｐｓを状態制御量として車体スリップ角β、ヨーレートγ及び操舵反力トルクＴｓａｔを独立に制御する三自由度の車両運動制御が行われている状態が示される。
【０１８１】
ここで特に、図９では、ＡＲＳアクチュエータ８００が異常状態であるとする。即ち、ＡＲＳアクチュエータ８００により本来可制御であるはずの後輪舵角δｒは、ある時点の目標後輪舵角のまま固定されている。尚、ＡＲＳアクチュエータ８００が異常状態に陥ったことにより、自動操舵制御の終了条件が満たされたものとする。
【０１８２】
図９（ａ）には、ゼロでない車体スリップ角β及びハンドル角δｈにおいて、車両１０が直進している状態（即ち、γ＝０の状態）が示される。
【０１８３】
ここで、自動操舵制御により生じている第１ヨーレート（第１状態量）がゼロであることに鑑みれば、移譲時必要ハンドル角δｈｔｇもまたゼロであり、図８と同様の過程を辿れば、ハンドル角δｈを図中右旋回方向に切り戻して、ハンドル角δｈ＝０を実現する必要がある。
【０１８４】
ところが、ハンドル角δｈ＝０とすべくＶＧＲＳアクチュエータ４００をハンドル切り戻し側に駆動制御すると（図９（ｂ））、後輪舵角δｒが可制御性を失っていることから、車両１０に図示矢線方向のヨーレートが生じてしまう。その結果、結局、図示矢線に相当する第１ヨーレートと、ハンドル角δｈに対応する第２ヨーレート（即ち、ゼロ）とが乖離して、操舵主権移譲時における違和感を払拭することができない。
【０１８５】
そこで、移譲準備処理における代替装置選択プロセス（ステップＳ２０４）により、ＡＲＳアクチュエータ４００に代替すべき代替装置が選択される。
【０１８６】
代替装置としてＶＧＲＳアクチュエータ４００が使用された状態が図９（ｃ）に例示され、ＴＲＣ３００又はＥＣＢ６００が使用された状態が図９（ｄ）に例示される。
【０１８７】
図９（ｃ）において、ＶＧＲＳアクチュエータ４００が使用される場合、ハンドル１２が中立点に戻された後に、ヨーレートγ＝０を実現するための制御量に従って、前輪舵角δｆのみが図示破線方向に転舵される。その結果、自動操舵制御に係る第１ヨーレートと、ハンドル角δｈ（δｈ＝０）により生じるべき第２ヨーレートとがγ＝０で一致化され、操舵主権移譲時における違和感、不快感及び不安感の発生が防止される。
【０１８８】
図９（ｄ）において、ＴＲＣ３００又はＥＣＢ６００が使用される場合、ハンドル１２が中立点に戻された後に、ヨーレートγ＝０を実現するための制御量に従って、前輪左右制駆動力差Ｆｆが図示破線の如くに与えられる。その結果、図９（ｂ）の矢線相当のヨーレートが、この前輪左右制駆動力差Ｆｆによる図中左旋回方向のヨーモーメントにより打ち消され、車両１０は、図示実線方向へ直進する。その結果、自動操舵制御に係る第１ヨーレートと、ハンドル角δｈ（δｈ＝０）により生じるべき第２ヨーレートとがγ＝０で一致化され、操舵主権移譲時における違和感、不快感及び不安感の発生が防止される。
【０１８９】
図９（ｃ）及び図９（ｄ）に例示した移譲準備処理は、最終的に、自動操舵制御により生じるヨーレートをハンドル角により生じるべきヨーレートに一致させる処理であり、本発明に係る「第１状態量を第２状態量に一致させる」旨の制御の一例である。
【０１９０】
尚、図９（ｃ）及び図９（ｄ）は、いずれも車両１０が直進する様子を表すものであるが、車両１０の進行方向（即ち、車体スリップ角β）は異なっている。ハンドル角δｈ＝０に真に対応する直進状態は、図９（ｄ）であり、これは、前輪舵角δｆと前輪左右制駆動力差Ｆｆとの二種類の状態制御量に可制御性が付与された結果である。一方、図９（ｃ）では、可制御な状態制御量は結局前輪舵角δｆのみとなるため、第１ヨーレートと第２ヨーレートとの一致を図るべくヨーレートγを制御対象としてしまうと、車体スリップ角βを独立して制御することができないのである。但し、ハンドル角δｈと車体スリップ角βとの関係は、ドライバに与える心理的負担の面からは重要でなく、図９（ｃ）及び図９（ｄ）のいずれであっても、ドライバへの操舵主権移譲時における違和感、不快感或いは不安感の発生は好適に防止される。
【０１９１】
尚、前輪左右制駆動力差Ｆｆ或いは後輪左右制駆動力差Ｆｒにより車両状態量を制御するにあたっての車両運動モデルに関しては、説明されていないが、前輪舵角δｆ、後輪舵角δｒ、前輪左右制駆動力差Ｆｆ、後輪左右制駆動力差Ｆｒ及びキングピン軸回りＥＰＳトルクτｅｐｓを状態制御量と、車体スリップ角β、ヨーレートγ及び操舵反力トルクＴｓａｔからなる車両状態量との関係は、下記（５）式に示す車両運動モデルの基本式から、適宜導出可能である。
【０１９２】
【数５】
【０１９３】
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挙動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。
【産業上の利用可能性】
【０１９４】
本発明は、車両状態量をドライバ操舵と独立に制御可能な車両に適用可能である。
【符号の説明】
【０１９５】
ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ…車輪、１０…車両、１１…プロペラシャフト、１２…ハンドル、１３…アッパーステアリングシャフト、１４…ロアステアリングシャフト、１５…ラックバー、１６…操舵角センサ、１７…操舵トルクセンサ、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、３００…ＴＲＣ、３１０…センターデファレンシャル機構、３２０…フロントデファレンシャル機構、３３０…リアデファレンシャル機構、４００…ＶＧＲＳアクチュエータ、５００…ＥＰＳアクチュエータ、６００…ＥＣＢ、６１０…ブレーキアクチュエータ、６２０ＦＬ、６２０ＦＲ、６２０ＲＬ、６２０ＲＲ…制動装置、８００…ＡＲＳアクチュエータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドライバの操舵から独立して車両状態量を変化させることが可能な少なくとも一つの装置を備えた車両の挙動を制御する車両の挙動制御装置であって、
前記少なくとも一つの装置のうちの少なくとも一つである対象装置を介して、前記車両状態量を目標状態量に収束させるための自動操舵制御を実行する自動操舵制御実行手段と、
ハンドル角を検出するハンドル角検出手段と、
前記自動操舵制御がドライバの操舵に応じたドライバ操舵へ切り替わる場合に、前記ドライバ操舵において前記ハンドル角と相関する一の前記車両状態量について、前記自動操舵制御により生じた第１状態量と、前記検出されたハンドル角に対し生じるべき第２状態量とが一致するように、前記少なくとも一つの装置を制御する状態量一致化手段と
を具備することを特徴とする車両の挙動制御装置。
【請求項２】
前記一の車両状態量はヨーレートである
ことを特徴とする請求項１に記載の車両の挙動制御装置。
【請求項３】
前記状態量一致化手段は、前記第２状態量を前記第１状態量に一致させる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の挙動制御装置。
【請求項４】
前記状態量一致化手段は、前記第１状態量を前記第２状態量に一致させる
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車両の挙動制御装置。
【請求項５】
前記状態量一致化手段は、前記第１状態量と前記第２状態量との偏差に応じて、前記第１状態量と前記第２状態量とを一致させる度合いを変化させる
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の車両の挙動制御装置。
【請求項６】
前記第１状態量と前記第２状態量とを一致させていることをドライバに報知する報知手段を更に具備する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の車両の挙動制御装置。
【請求項７】
前記自動操舵制御が前記ドライバ操舵へ切り替わる場合において前記対象装置の少なくとも一つが異常状態にある場合に、前記少なくとも一つの装置のうち前記対象装置を除く残余の装置の中から、前記異常状態にある少なくとも一つに代替させるべき代替装置として、前記第１状態量と前記第２状態量とを一致させる際に必要となる状態制御量が最小となる装置を選択する選択手段を更に具備し、
前記自動操舵制御実行手段は、前記選択された代替装置を使用して前記自動操舵制御を継続する
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の車両の挙動制御装置。
【請求項８】
前記少なくとも一つの装置は、前輪舵角を変化させることが可能な前輪舵角可変手段、後輪舵角を変化させることが可能な後輪舵角可変手段、ドライバの操舵トルクを補助する補助操舵トルクを供給可能な補助操舵トルク供給手段及び左右輪の制駆動力を変化させることが可能な制駆動力差可変手段のうち少なくとも一つを含む
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の車両の挙動制御装置。
【請求項１】
ドライバの操舵から独立して車両状態量を変化させることが可能な少なくとも一つの装置を備えた車両の挙動を制御する車両の挙動制御装置であって、
前記少なくとも一つの装置のうちの少なくとも一つである対象装置を介して、前記車両状態量を目標状態量に収束させるための自動操舵制御を実行する自動操舵制御実行手段と、
ハンドル角を検出するハンドル角検出手段と、
前記自動操舵制御がドライバの操舵に応じたドライバ操舵へ切り替わる場合に、前記ドライバ操舵において前記ハンドル角と相関する一の前記車両状態量について、前記自動操舵制御により生じた第１状態量と、前記検出されたハンドル角に対し生じるべき第２状態量とが一致するように、前記少なくとも一つの装置を制御する状態量一致化手段と
を具備することを特徴とする車両の挙動制御装置。
【請求項２】
前記一の車両状態量はヨーレートである
ことを特徴とする請求項１に記載の車両の挙動制御装置。
【請求項３】
前記状態量一致化手段は、前記第２状態量を前記第１状態量に一致させる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の挙動制御装置。
【請求項４】
前記状態量一致化手段は、前記第１状態量を前記第２状態量に一致させる
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車両の挙動制御装置。
【請求項５】
前記状態量一致化手段は、前記第１状態量と前記第２状態量との偏差に応じて、前記第１状態量と前記第２状態量とを一致させる度合いを変化させる
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の車両の挙動制御装置。
【請求項６】
前記第１状態量と前記第２状態量とを一致させていることをドライバに報知する報知手段を更に具備する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の車両の挙動制御装置。
【請求項７】
前記自動操舵制御が前記ドライバ操舵へ切り替わる場合において前記対象装置の少なくとも一つが異常状態にある場合に、前記少なくとも一つの装置のうち前記対象装置を除く残余の装置の中から、前記異常状態にある少なくとも一つに代替させるべき代替装置として、前記第１状態量と前記第２状態量とを一致させる際に必要となる状態制御量が最小となる装置を選択する選択手段を更に具備し、
前記自動操舵制御実行手段は、前記選択された代替装置を使用して前記自動操舵制御を継続する
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の車両の挙動制御装置。
【請求項８】
前記少なくとも一つの装置は、前輪舵角を変化させることが可能な前輪舵角可変手段、後輪舵角を変化させることが可能な後輪舵角可変手段、ドライバの操舵トルクを補助する補助操舵トルクを供給可能な補助操舵トルク供給手段及び左右輪の制駆動力を変化させることが可能な制駆動力差可変手段のうち少なくとも一つを含む
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の車両の挙動制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２３２６７６（Ｐ２０１２−２３２６７６Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０２８６６（Ｐ２０１１−１０２８６６）
【出願日】平成２３年５月２日（２０１１．５．２）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＶＩＣＳ
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２日（２０１１．５．２）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＶＩＣＳ
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]