車両用情報処理装置
【課題】簡易な構成で現在位置よりも先の車両位置における車両の旋回曲率を推定する。また、望ましくは推定された旋回曲率を車両挙動の安定化に利用する。
【解決手段】車両（１）に搭載される車両用情報処理装置（１００）は、操舵入力に対応する操舵入力情報、旋回状態を規定する車両状態量及び車速に基づいて、前記車両の将来位置を算出する将来位置算出手段と、前記算出された将来位置を少なくとも一つ含み、且つ前記車両の現在位置に対応する車両位置を含む、前記車両に係る三以上の車両位置に基づいて、前記現在位置よりも先の暫定走行位置における前記車両の旋回曲率を推定する推定手段とを具備する。
【解決手段】車両（１）に搭載される車両用情報処理装置（１００）は、操舵入力に対応する操舵入力情報、旋回状態を規定する車両状態量及び車速に基づいて、前記車両の将来位置を算出する将来位置算出手段と、前記算出された将来位置を少なくとも一つ含み、且つ前記車両の現在位置に対応する車両位置を含む、前記車両に係る三以上の車両位置に基づいて、前記現在位置よりも先の暫定走行位置における前記車両の旋回曲率を推定する推定手段とを具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＥＰＳ（Electronic controlled Power Steering：電子制御式パワーステアリング装置）やＶＧＲＳ（Variable Gear Ratio Steering：可変ギア比ステアリング装置）等の各種操舵機構を備えた車両に好適に搭載され、所望の走行軌跡を実現するために用いることが可能な、車両用情報処理装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術分野において、特許文献１には、ＧＰＳ（Global Positioning System）等の位置情報を集計して道路形状を算出するものが開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、道路ネットワークデータ、道路建設時期及び曲率法令テーブルを対応付けた道路法令情報に基づいてカーブの形状を推定するナビゲーション装置が開示されている。
【０００４】
また、特許文献３には、道路形状情報に基づいて道路曲率を演算し、道路曲率に応じてレーン走行支援を中断する車両制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２７２４２６号公報
【特許文献２】特開２０１０−１５１６９１号公報
【特許文献３】特開２００６−０３１５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＧＰＳは総じて高精度な絶対的位置情報を提供し得るが、時に大きな誤差を含む場合があり、このような場合には算出される道路形状が実際の道路形状と大きく異なったものとなる可能性がある。また、車載カメラ等の撮像手段により車両周辺部を撮像し、車両の走行路の曲率を推定することは可能であるが、一般にこのようなシステムは高価であり、また処理が複雑であるため、コストを増大させる。
【０００７】
更に、より大きな問題として、道路の曲率（端的には、道路の形状を意味する）は、必ずしも運転者が意図する車両の旋回曲率と一致しない。従って、例え、現在位置よりも先の位置での道路の曲率が実践上十分な精度で推定されたとしても、運転者の意思や感覚に即した車両の挙動制御を実現することは困難を伴う。特に、中高車速域においては、運転者は、車両の現在位置よりも先の走行路に視線を置いて、無意識下にこれから到達するであろう走行路を想定した操舵操作を行っている場合が多い。このため、現在位置における走行路の曲率や車両の旋回曲率に応じた操舵制御では、運転者に提供される操舵フィーリングが運転者の感覚と必ずしも一致しない。即ち、上述したものを含む従来の技術思想では、コストを増加させることなく好適な操舵フィーリングを提供することが、実践的にみて殆ど不可能であるという技術的問題点がある。
【０００８】
本発明は、上述した技術的問題点に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で現在位置よりも先の車両位置における車両の旋回曲率を推定可能な車両用情報処理装置を提供することを課題とする。また、望ましくは更に、この推定された旋回曲率を車両挙動の安定化に利用し得る車両用情報処理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】
【０００９】
上述した課題を解決するため、本発明に係る車両用情報処理装置は、車両に搭載される車両用情報処理装置であって、操舵入力に対応する操舵入力情報、旋回状態を規定する車両状態量及び車速に基づいて、前記車両の将来位置を算出する将来位置算出手段と、前記算出された将来位置を少なくとも一つ含み、且つ前記車両の現在位置に対応する車両位置を含む、前記車両に係る三以上の車両位置に基づいて、前記現在位置よりも先の暫定走行位置における前記車両の旋回曲率を推定する推定手段とを具備することを特徴とする（請求項１）。
【００１０】
本発明に係る車両用情報処理装置は、好適な一形態としてコンピュータ装置やプロセッサ等を含み、また必要に応じてメモリやセンサ等を適宜備えて構成される。
【００１１】
将来位置算出手段は、例えば操舵角等の操舵入力に関する操舵入力情報、例えばヨーレート、横加速度及び車体スリップ角等を含む車両状態量及び車速（以下、これらを包括した文言として適宜「参照要素群」なる文言を使用する）に基づいて、現在時刻よりも未来の時点における車両の位置を意味する将来位置を算出する。尚、車両位置とは、概念上、緯度及び経度により規定される絶対位置も、任意に設定され得る基準位置に対する相対位置も含み得るが、車両の運動制御への展開を図る観点からすれば、少なくとも後者が把握されていればよく、好適には後者を意味する。
【００１２】
運転者は、その時点における、操舵入力情報以外の他の参照要素（車速や車両状態量）と、自身が視覚上で認識した、現在位置よりも先の車両位置における道路形状（道路曲率）とに基づいて、操舵入力手段（例えば、ハンドル）を介した操舵入力を与えるものと考えられる。即ち、運転者から与えられる操舵入力には、近未来に車両が到達するであろう走行位置に関する情報が含まれると考えることができる。係る点に鑑みれば、例えば、参照要素群に基づいて基準位置（例えば、現在時刻に対応する現在位置や過去のある時点（過去時刻）に対応する過去位置）からの位置変位量として将来位置を予測する一種の計算モデルや演算則等を構築し、係る計算モデルや演算則に従った計算や演算を繰り返すことにより、時々刻々と変化する車両の将来位置を推定することが可能となる。尚、この将来位置は、未だ車両が到達していない近未来における予測的な車両位置であるから、必ずしも一つに限定されない。
【００１３】
例えば、将来位置算出手段は、第１の過程として、車両の現在位置及び過去位置を求め、第２の過程として、この現在位置及び過去位置と参照要素群とに基づいた数学的且つ幾何学的解析手法により将来位置を求めてもよい。車両の過去位置及び現在位置は、例えば、過去から現在に至る一定又は不定の期間における上記参照要素群の履歴から求めることができる。この際、例えば、過去一定期間の参照要素群の値から車両の軌跡（例えば、重心の軌跡）が時間関数として求められると共に、所望の時間値がこの時間関数に代入されることによって所望の時刻における車両位置（この場合、二次元座標系で規定される基準位置（基準座標）に対する位置変化量（座標変化量）の積算値である）が求められてもよい。或いは、過去位置としては、過去から現在に至る期間において連綿と求められた現在位置の履歴が利用されてもよい。また、過去位置及び現在位置は、カーナビゲーション装置や各種路車間通信システム等を介して適宜取得されてもよい。
【００１４】
本発明に係る車両用情報処理装置によれば、将来位置算出手段により将来位置が一定又は不定の時間周期で刻々と算出されていく過程において、推定手段により、現在位置よりも先の暫定走行位置（算出された将来位置の一つであってもよい）における車両の旋回曲率が推定される。
【００１５】
ここで、道路の曲率と必ずしも一致しない車両の旋回曲率は、車両が、例えばその重心位置の軌跡として描く仮想円の半径の逆数であると考えることができる。この仮想円は、二次元座標系における中心位置（中心座標）及び半径の三要素によって規定され得るから、重心位置の軌跡を規定する重心位置が少なくとも三点あれば、円の軌跡を算出する方程式に基づいて仮想円を求めることができる。本発明に係る推定手段は、このことを利用して、将来位置算出手段により算出された将来位置を少なくとも一つ含み、且つ車両の現在位置に対応する車両位置を含む、三以上の車両位置に基づいて、暫定走行位置における車両の旋回曲率を推定することができる。
【００１６】
尚、「現在位置に対応する車両位置」とは、現在位置に直接関連付けられた車両位置を意味し、例えば、上述した第１の過程において求められた現在位置そのもの、又は当該現在位置に基づいて算出された将来位置を意味する。このような、現在位置に対応する車両位置が旋回曲率推定に係る参照値として含まれることにより、車両位置の軌跡としての仮想円を高精度に確定することができる。尚、推定手段が参照する三以上の車両位置に「現在位置に基づいて算出された将来位置」が含まれる場合には、「算出された将来位置」と「車両の現在位置に対応する車両位置」とは、相互いに一致してもよい。
【００１７】
推定手段が、暫定走行位置における旋回曲率を推定するにあたり、残余の一以上の車両位置として如何なる車両位置を参照するかについては、少なくとも概念上は比較的高い自由度が与えられる。但し、車両の過去位置については、参照される過去位置に係る過去時点と現時点（現在時刻）との時間軸上の偏差が大きくなるに連れて、参照される過去位置が現時点よりも未来の時点において到達する暫定走行位置における旋回曲率に与える影響は小さくなるから、旋回曲率の推定に実践上利用可能な過去位置は自ずと限定される。例えば、ある周期で車両重心位置が時々刻々と算出されていく過程を考えた場合、暫定走行位置における旋回曲率の推定に供し得る過去位置は、過去１〜２サンプル程度であり、理想的には、過去位置は参照されなくてもよい。
【００１８】
同様に、車両の将来位置については、参照される将来位置に係る将来時点と現時点（現在時刻）との時間軸上の偏差が大きくなるに連れて、将来位置の推定精度は低下する（運転者の操舵入力に影響を与える将来位置は、例えば数秒〜十数秒先程度の近未来領域における車両位置であって、それよりも先の時点における車両位置を上記参照要素から推定することは実践上殆ど意味がない場合が多い）から、旋回曲率の推定に実践上利用可能な将来位置は自ずと限定される。
【００１９】
これらの点に鑑みれば、推定手段は、好適な一形態として、現在位置に対応する将来位置と、一サンプリング時刻前の過去位置に対応する将来位置（即ち、過去のある時点で算出された将来位置）と、二サンプリング時刻前の過去位置に対応する将来位置（即ち、この場合、現在位置よりも先に三以上の将来位置が算出されている）の三つの車両位置に基づいて旋回曲率を推定してもよい。或いは、推定手段は、好適な一形態として、現在位置に対応する将来位置と、一〜数サンプリング時刻前の過去位置に対応する将来位置と、現在位置（即ち、この場合、現在位置よりも先に複数の将来位置が算出されている）の三つの車両位置に基づいて旋回曲率を推定してもよい。
【００２０】
以上説明したように、本発明に係る車両用情報処理装置によれば、現在位置よりも先の暫定走行位置における、運転者の意思や感覚に即した車両自体の旋回曲率を、例えば車載カメラ等、コストの増加を招くシステムを利用することなく推定することができる。従って、車両に搭載され得る各種の操舵機構を制御する場合において、運転者に対し、運転者の意思や感覚に即した違和感のない操舵フィーリングを提供することが可能となるのである。
【００２１】
本発明に係る車両用情報処理装置の一の態様では、前記将来位置算出手段は、前記車両の現在位置及び過去位置を取得すると共に、該取得された現在位置及び過去位置と、前記操舵入力に対応する操舵入力情報、旋回状態を規定する車両状態量及び車速とに基づいて前記将来位置を算出する（請求項２）。
【００２２】
この態様によれば、将来位置算出手段は、先ず現在位置及び過去位置を取得し、この取得された現在位置及び過去位置と参照要素群とに基づいて将来位置を算出する。将来位置は、過去位置から現在位置へ続く車両の軌跡と、現在位置における参照要素群に影響されるから、このような過去から現在に至る車両の軌跡を反映する、複数の段階を経た将来位置の算出プロセスは、将来位置を高精度に推定し得る点において、合理的且つ実践上有意義である。
【００２３】
尚、現在位置及び過去位置を取得するにあたっては、上述したように参照要素群に基づいた数値演算（例えば、重心位置の軌跡を求める演算、及び求められた軌跡から位置を算出する演算等）が行われてもよいし、ナビゲーション装置や路車間通信システム等を介して情報が取得されてもよい。また、過去位置に関しては、時間軸上で連綿と取得される現在位置が経過時間と対応付けられる形で記憶されている場合には、当該記憶された値を読み出すこと等によって取得されてもよい。
【００２４】
本発明に係る車両用情報処理装置の他の態様では、前記将来位置は、基準位置に対する相対的な位置変化量により規定される相対位置である（請求項３）。
【００２５】
この態様によれば、将来位置は任意に設定される基準位置に対する相対的な位置変化量として規定されるので、算出或いは記憶に要する負荷が比較的軽くて済む。また、車両運動制御への展開を考える場合、実践的には、車両位置がこのような相対位置として規定されている方が、より好適である。
【００２６】
本発明に係る車両用情報処理装置の他の態様では、前記車両状態量を検出する検出手段を具備し、前記将来位置算出手段は、前記将来位置を算出するにあたって、前記検出された車両状態量を利用する（請求項４）。
【００２７】
この態様によれば、各種センサ等の検出手段により検出された精度の高い車両状態量に基づいて将来位置が算出されるため、算出される将来位置の信頼性を向上させることができる。尚、この種の検出手段が備わるか否かに関係なく、本発明に係る将来位置算出手段は、その時点の車速及び操舵入力情報に基づいて車両状態量を推定することも可能である。
【００２８】
本発明に係る車両用情報処理装置の他の態様では、前記操舵入力情報は操舵角であり、前記車両状態量は、ヨーレート、横加速度及び車体スリップ角である（請求項５）。
【００２９】
この態様によれば、操舵入力情報として操舵角が、また車両状態量としてヨーレート、横加速度及び車体スリップ角（車体の進行方向と操舵輪の中心線とがなす横滑り角）がそれぞれ採用される。操舵角は運転者が操舵入力を与えるにあたって操作する、ハンドル等の各種操舵入力手段の回転角であるから、運転者の意思を反映する操舵入力情報として最適である。また、ヨーレート、横加速度及び車体スリップ角は、車両の旋回挙動を規定する車両状態量として好適である。従って、この態様によれば、将来位置が比較的高精度に算出され得る。
【００３０】
本発明に係る車両用情報処理装置の他の態様では、前記三以上の車両位置は、算出時刻が時系列上で相互いに隣接する三つの車両位置を含む（請求項６）。
【００３１】
暫定走行位置における車両の旋回曲率を推定するにあたって参照される車両位置として、算出時刻が時系列上で相互いに連続する三つの車両位置が含まれる場合、将来的な車両位置の軌跡としての仮想円を高精度に確定することができ、実践上有益である。
【００３２】
本発明に係る車両用情報処理装置の他の態様では、前記車両は、前記操舵入力と操舵輪の舵角との関係を変化させることが可能な舵角可変手段と、運転者の操舵トルクを補助するためのアシストトルクを供給可能なアシストトルク供給手段とのうち少なくとも一方を備えており、前記車両用情報処理装置は、前記推定された旋回曲率に基づいて前記少なくとも一方を制御する制御手段を更に具備する（請求項７）。
【００３３】
この態様によれば、車両は、舵角可変手段とアシストトルク供給手段とのうち少なくとも一方を備えて構成される。
【００３４】
舵角可変手段とは、操舵入力と操舵輪の舵角との関係を多義的に変化させ得る手段であって、好適には、ＶＧＲＳ等の前輪舵角可変装置やＡＲＳ（Active Rear Steering：後輪舵角可変装置）等の後輪舵角可変装置、或いはＳＢＷ（Steer By Wire：電子制御式舵角可変装置）等のバイワイヤ装置を意味する。
【００３５】
アシストトルク供給手段とは、運転者がハンドル等の操舵入力手段を介して与える操舵トルクを補助するためのアシストトルクを供給可能な手段であって、好適には、ＥＰＳ（Electric Power Steering：電動パワーステアリング装置）等を意味する。
【００３６】
尚、アシストトルクは、運転者の操舵トルク（適宜「ドライバ操舵トルク」と表現する）と同一方向にも、反対方向にも作用させ得るトルクである。ドライバ操舵トルクと同一の方向に作用した場合には、アシストトルクは運転者の操舵負担を軽減することができ（狭義のアシストである）、ドライバ操舵トルクと反対の方向の作用した場合には、アシストトルクは運転者の操舵負担を重くする或いは運転者の操舵方向と逆方向にハンドルを操作することができる（広義にはこれもアシストの範疇である）。また、アシストトルクの制御目標は、操舵機構の慣性特性に対応した慣性制御項や操舵機構の粘性特性に対応したダンピング制御項等、複数の制御項の積算値として設定されてもよく、この場合、各制御項の制御態様、例えば、各種ゲインの設定態様等に応じて、多様な操舵フィーリングを実現することができる。更に、アシストトルクは、操舵輪から操舵入力手段（端的には、ハンドル）へ伝達される操舵反力（端的には、操舵輪のキングピン軸回りに作用するセルフアライニングトルクに起因する反力である）を打ち消す向きに作用させれば、当該操舵反力を軽減又は相殺することもできる。
【００３７】
この態様によれば、このような舵角可変手段又はアシストトルク供給手段或いはその両方を制御可能な手段としての制御手段が備わっており、推定手段により推定された暫定走行位置における車両の旋回曲率に基づいて、これらの少なくとも一方が制御される構成となっている。従って、運転者が視覚を通じて現時点の操舵入力に潜在的に反映させている、現在位置よりも先の暫定走行位置における道路情報を、現時点での車両の操舵制御に反映させることができ、運転者の感覚に即した違和感の少ない操舵フィーリングを実現することができる。
【００３８】
制御手段を備えた本発明に係る車両用情報処理装置の一の態様では、前記車両の現在位置及び複数の過去位置を取得する取得手段を具備し、前記推定手段は、前記取得された現在位置及び複数の過去位置に基づいて、前記現在位置における前記車両の旋回曲率を推定し、前記制御手段は、前記運転者による操舵入力手段の切り戻し操作時において、前記推定された暫定走行位置の旋回曲率と前記推定された現在位置の旋回曲率とに基づいて前記アシストトルクを制御する（請求項８）。
【００３９】
この態様によれば、取得手段により取得される現在位置及び複数の過去位置（即ち、三以上の車両位置）に基づいて、暫定走行位置における旋回曲率と同様に現在位置における車両の旋回曲率が推定される。また、制御手段は、この推定された現在位置における旋回曲率と暫定走行位置の旋回曲率とに基づいて、運転者による操舵入力手段（例えば、ハンドル）の切り戻し操作時におけるアシストトルクを制御する。
【００４０】
従って、この態様によれば、運転者の切り戻し操作時において、違和感の少ない自然な操舵フィーリングが実現される。尚、このアシストトルクの制御は、例えば、切り戻し時のアシストトルクの通常値に対してこれら旋回曲率に基づいた補正が加えられる形で実行されてもよい。また、このような制御手段の制御は、好適な一形態として、操舵フィーリングが運転者の感覚から乖離し易い中高速域（基準は適宜定められ得る）において実行されてもよい。
【００４１】
尚、本態様における「取得手段」とは、先述したように、将来位置算出手段が、将来位置を算出する過程で現在位置及び過去位置を適宜取得する構成を採る場合には、将来位置算出手段により代替され得る概念である。また、取得手段と将来位置算出手段とが別体として構成される場合であっても、取得手段が現在位置及び過去位置を取得するにあたっての実践的態様は、上述した各種の態様と同様のものであってよい。
【００４２】
尚、この態様では、前記制御手段は、前記推定された暫定走行位置の旋回曲率の先回値と、前記推定された現在位置の旋回曲率の現在値との差分が大きい程、前記アシストトルクを増大させてもよい（請求項９）。
【００４３】
推定された旋回曲率の先回値とは、実質的には、運転者が視覚を通じて事前に期待した、現時点での旋回曲率であり、このように切り戻し操作時のアシストトルクを制御すれば、操舵入力手段の戻り特性を概ね運転者の感覚に即した自然なものとすることができる。尚、先回値とは、好適には前回値を意味するが、運転者に自然な操舵フィーリングを提供し得る限りにおいて、或いは前回値が異常値と判断される場合等においては、必ずしも前回値に限定されない趣旨である。
【００４４】
制御手段を備えた本発明に係る車両用情報処理装置の他の態様では、前記制御手段は、前記運転者の切り込み操作時において、前記推定された暫定走行位置の旋回曲率が大きい程、前記アシストトルクのダンピング制御項又は摩擦トルク制御項を増大させる（請求項１０）。
【００４５】
この態様によれば、暫定走行位置における旋回曲率が大きい程、切り込み操作時におけるダンピング制御項又は摩擦トルク制御項が増大するので、運転者の操舵操作が舵角変化に反映され難くなる。従って、実際の切り込み操作時に外乱が生じた場合において車両のふらつきを抑制することができ、突発的な外乱に対するロバスト性を確保することができる。
【００４６】
尚、ダンピング制御項は、操舵入力の一つとしての操舵角速度に基づいて演算され、摩擦トルク制御項は、操舵入力の一つとしての操舵角に基づいて決定される。即ち、両者は、切り込み操作時における操舵フィーリングに影響する点については同様であっても、対象とする運転者の操作が異なっている。この点に鑑みれば、ダンピング制御項と摩擦トルク制御項とのうち常にいずれか一方のみが実行される必要はなく、両者は適宜協調的に制御されてもよい。
【００４７】
制御手段を備えた本発明に係る車両用情報処理装置の他の態様では、前記車両の現在位置及び複数の過去位置を取得する取得手段を具備し、前記推定手段は、前記取得された現在位置及び複数の過去位置に基づいて、前記現在位置における前記車両の旋回曲率を推定し、前記制御手段は、前記運転者の切り込み操作時において、前記推定された暫定走行位置の旋回曲率と前記推定された現在位置の旋回曲率との偏差が大きい程、前記アシストトルクのダンピング制御項又は摩擦トルク制御項を増大させる（請求項１１）。
【００４８】
この態様によれば、暫定走行位置における旋回曲率と、上述した態様と同様にして推定される現在位置における旋回曲率との偏差が大きい程、切り込み操作時におけるダンピング制御項又は摩擦トルク制御項が増大するので、運転者の操舵操作が舵角変化に反映され難くなる。従って、実際の切り込み操作時に外乱が生じた場合において車両のふらつきを抑制することができ、突発的な外乱に対するロバスト性を確保することができる。
【００４９】
尚、本態様においても、ダンピング制御項と摩擦トルク制御項とは相互に協調して増大側に制御され得る。
【００５０】
制御手段を備えた本発明に係る車両用情報処理装置の他の態様では、前記車両は、前記操舵入力と操舵輪の舵角との関係を変化させることが可能な舵角可変手段と、運転者の操舵トルクを補助するためのアシストトルクを供給可能なアシストトルク供給手段とのうち少なくとも一方を備えており、前記車両用情報処理装置は、前記推定された旋回曲率の時間変化量に基づいて前記少なくとも一方を制御する制御手段を更に具備する（請求項１２）。
【００５１】
この態様によれば、推定された旋回曲率の時間変化量に基づいて舵角可変手段またはアシストトルク供給手段の制御を行うため、現在位置よりも先の暫定走行位置における道路情報を、現時点での車両の操舵制御に反映させることができ、運転者（ドライバ）の意図にあった操舵特性が得られ、運転者の感覚に合う制御を行うことができる。
【００５２】
制御手段を備えた本発明に係る車両用情報処理装置の他の態様では、前記制御手段は、路面摩擦係数が所定値以上である場合に、前記アシストトルクを制御する（請求項１３）。
【００５３】
この態様によれば、アシストトルク供給手段を制御する際に、路面摩擦係数についての許可条件を設けることにより、適切なアシストができる状況に絞ってアシストトルク制御を実行することができ、この結果、より一層ドライバの感覚に合う制御を行うことができる。
【００５４】
制御手段を備えた本発明に係る車両用情報処理装置の他の態様では、前記制御手段は、前記車両の加速度が所定範囲内である場合に、前記アシストトルクを制御する（請求項１４）。
【００５５】
この態様によれば、アシストトルク供給手段を制御する際に、加減速についての許可条件を設けることにより、適切なアシストができる状況に絞ってアシストトルク制御を実行することができ、この結果、より一層ドライバの感覚に合う制御を行うことができる。
【００５６】
制御手段を備えた本発明に係る車両用情報処理装置の他の態様では、前記制御手段は、操舵角速度が小さいほど、前記アシストトルクを増大させる（請求項１５）。
【００５７】
この態様によれば、アシストトルク供給手段を制御する際に、ドライバの意図を抽出しにくい操舵角速度が高い領域では、アシストトルクを減少させるよう制御することにより、操舵角速度が低くドライバの意図を抽出できる状況に絞って、適切なアシスト制御を行うことができる。
【００５８】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】第１実施形態に係る車両の構成を概念的に示す概略構成図である。
【図２】案内棒モデルの基本モデル図である。
【図３】先読み位置の概念図である。
【図４】先読み曲率推定処理のフローチャートである。
【図５】先読み位置算出プロセスの概念図である。
【図６】先読み曲率算出プロセスの概念図である。
【図７】曲率の一時間推移を例示する図である。
【図８】ハンドル制御処理のフローチャートである。
【図９】ハンドル戻し制御の制御ブロック図である。
【図１０】ハンドル戻し制御の実行過程における重心位置の曲率ρ及び先読み曲率ρ’の時間推移を例示する図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係るハンドル制御処理のフローチャートである。
【図１２】図１１のハンドル制御処理において実行されるアシストトルク制御の制御ブロック図である。
【図１３】アシストトルク制御の実行過程におけるダンピング制御量ＣＡｄｍｐの一時間推移を例示する図である。
【図１４】アシストトルク制御の効果を例示する模式的な車両走行状態図である。
【図１５】アシストトルク制御の実行過程における操舵角速度ＭＡ’の一時間推移を例示する図である。
【図１６】本発明の第３実施形態に係る摩擦模擬トルク制御の制御ブロック図である。
【図１７】摩擦模擬トルク制御の実行過程における摩擦模擬トルクＴＡｆｒｉｃの一時間推移を例示する図である。
【図１８】本発明の第４実施形態に係るハンドル制御処理のフローチャートである。
【図１９】旋回方向判定の概念図である。
【図２０】旋回方向判定において先読み軌跡に応じた先読み曲率への符号の付加を例示する図である。
【図２１】アシストトルク制御の制御ブロック図である。
【図２２】アシストトルク制御の実行過程におけるアシストトルクの時間推移を例示する図である。
【図２３】図２２に示すアシストトルクの時間推移のうちアシストトルク制御の初期の部分を拡大視した図である。
【図２４】トルク微分補償を比較例としたアシストトルクの時間推移を例示する図である。
【図２５】図２４に示すアシストトルクの時間推移のうちアシストトルク制御の初期の部分を拡大視した図である。
【図２６】δ微分補償を比較例としたアシストトルクの時間推移を例示する図である。
【図２７】図２６に示すアシストトルクの時間推移のうちアシストトルク制御の初期の部分を拡大視した図である。
【図２８】本発明の第５実施形態におけるアシストトルク制御の制御ブロック図である。
【図２９】アシストトルク制御の実行過程におけるアシストトルクの時間推移を例示する図である。
【図３０】図２９に示すアシストトルクの時間推移のうちアシストトルク制御の初期の部分を拡大視した図である。
【図３１】トルク微分補償を比較例としたアシストトルクの時間推移を例示する図である。
【図３２】図３１に示すアシストトルクの時間推移のうちアシストトルク制御の初期の部分を拡大視した図である。
【図３３】δ微分補償を比較例としたアシストトルクの時間推移を例示する図である。
【図３４】図３３に示すアシストトルクの時間推移のうちアシストトルク制御の初期の部分を拡大視した図である。
【図３５】本発明の第６実施形態におけるアシストトルク制御の制御ブロック図である。
【図３６】アシストトルク制御の実行過程におけるアシストトルクの時間推移を例示する図である。
【図３７】図３６に示すアシストトルクの時間推移のうちアシストトルク制御の初期の部分を拡大視した図である。
【図３８】トルク微分補償を比較例としたアシストトルクの時間推移を例示する図である。
【図３９】図３８に示すアシストトルクの時間推移のうちアシストトルク制御の初期の部分を拡大視した図である。
【図４０】δ微分補償を比較例としたアシストトルクの時間推移を例示する図である。
【図４１】図４０に示すアシストトルクの時間推移のうちアシストトルク制御の初期の部分を拡大視した図である。
【図４２】本発明の第７実施形態におけるアシストトルク制御の制御ブロック図である。
【図４３】本発明の第８実施形態におけるアシストトルク制御の制御ブロック図である。
【図４４】本発明の第９実施形態におけるアシストトルク制御の制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００６０】
＜発明の実施形態＞
以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照して説明する。
＜第１実施形態＞
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照し、本発明の第１実施形態に係る車両１の構成について説明する。ここに、図１は、車両１の構成を概念的に示す概略構成図である。
【００６１】
図１において、車両１は、操舵輪として左右一対の前輪ＦＬ及びＦＲを備え、これら前輪が転舵することにより所望の方向に進行可能に構成されている。車両１は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御装置）１００、ＶＧＲＳアクチュエータ２００及びＥ
ＰＳアクチュエータ３００を備える。
【００６２】
ＥＣＵ１００は、夫々不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備え、車両１の動作全体を制御可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「車両用情報処理装置」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、後述する先読み曲率推定処理及びハンドル制御処理並びにこれらに付随する各種の制御を実行可能に構成されている。
【００６３】
車両１では、ハンドル１１を介して運転者より与えられる操舵入力が、ハンドル１１と同軸回転可能に連結され、ハンドル１１と同一方向に回転可能な軸体たるアッパーステアリングシャフト１２に伝達される。アッパーステアリングシャフト１２は、運転者がハンドルを介して操舵入力を与える操舵入力軸として機能する。アッパーステアリングシャフト１２は、その下流側の端部においてＶＧＲＳアクチュエータ２００に連結されている。
【００６４】
ＶＧＲＳアクチュエータ２００は、本発明に係る「舵角可変手段」の一例たる操舵伝達比可変装置である。ＶＧＲＳアクチュエータ２００は、アッパーステアリングシャフト１２の下流側の端部が固定されたハウジング内に、同じくハウジング内に固定されたステータを有するＶＧＲＳモータが収容された構成を有する。また、このＶＧＲＳモータのロータは、ハウジング内で回転可能であり、ハウジング内において減速機構を介して、操舵出力軸としてのロアステアリングシャフト１３に連結されている。
【００６５】
即ち、ＶＧＲＳアクチュエータ２００においては、ロアステアリングシャフト１３とアッパーステアリングシャフト１２とはハウジング内において相対回転可能であって、ＥＣＵ１００及び不図示の駆動装置を介したＶＧＲＳモータの駆動制御により、アッパーステアリングシャフト１２の回転量たる操舵角ＭＡと、ロアステアリングシャフト１３の回転量に応じて一義的に定まる（後述するラックアンドピニオン機構のギア比も関係する）操舵輪たる前輪の舵角との比たる操舵伝達比を、予め定められた範囲で連続的に可変とすることができる。
【００６６】
ロアステアリングシャフト１３の回転は、ラックアンドピニオン機構に伝達される。ラックアンドピニオン機構は、ロアステアリングシャフト１３の下流側端部に接続されたピニオンギア１４及び当該ピニオンギアのギア歯と噛合するギア歯が形成されたラックバー１５を含む操舵力伝達機構であり、ピニオンギア１４の回転がラックバー１５の図中左右方向の運動に変換されることにより、ラックバー１５の両端部に連結されたタイロッド及びナックル（符号省略）を介して操舵力が各操舵輪に伝達される構成となっている。即ち、車両１では所謂ラックアンドピニオン式の操舵方式が実現されている。
【００６７】
ＥＰＳアクチュエータ３００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「アシストトルク供給手段」の一例たる電動パワーステアリング装置である。このＥＰＳモータは、不図示のＥＰＳ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、その回転方向にアシストトルクＴＡを発生可能に構成されている。
【００６８】
一方、ＥＰＳモータの回転軸たるモータ軸には、不図示の減速ギアが固定されており、この減速ギアはまた、ピニオンギア１４と噛合している。このため、ＥＰＳモータから発せられるアシストトルクＴＡは、ピニオンギア１４の回転をアシストするアシストトルクとして機能する。ピニオンギア１４は、先に述べたようにロアステアリングシャフト１３に連結されており、ロアステアリングシャフト１３は、ＶＧＲＳアクチュエータ２００を介してアッパーステアリングシャフト１２に連結されている。従って、アッパーステアリングシャフト１２に加えられるドライバ操舵トルクＭＴは、アシストトルクＴＡにより適宜アシストされた形でラックバー１５に伝達され、運転者の操舵負担が軽減される構成となっている。尚、アシストトルクＴＡの作用方向がドライバ操舵トルクＭＴと反対方向であれば、当然ながらアシストトルクＴＡは運転者の操舵操作を阻害する方向に作用する。
【００６９】
車両１には、操舵トルクセンサ１６、操舵角センサ１７、ＶＧＲＳ相対角センサ１８、車速センサ１９、ヨーレートセンサ２０及び横加速度センサ２１を含む各種センサが備わっている。
【００７０】
操舵トルクセンサ１６は、運転者からハンドル１１を介して与えられる運転者操舵トルクＭＴを検出可能に構成されたセンサである。
【００７１】
より具体的に説明すると、アッパーステアリングシャフト１２は、上流部と下流部とに分割されており、図示せぬトーションバーにより相互に連結された構成を有している。係るトーションバーの上流側及び下流側の両端部には、回転位相差検出用のリングが固定されている。このトーションバーは、車両１の運転者がハンドル１１を操作した際にアッパーステアリングシャフト１２の上流部を介して伝達される操舵トルク（即ち、運転者操舵トルクＭＴ）に応じてその回転方向に捩れる構成となっており、係る捩れを生じさせつつ下流部に操舵トルクを伝達可能に構成されている。従って、操舵トルクの伝達に際して、先に述べた回転位相差検出用のリング相互間には回転位相差が発生する。操舵トルクセンサ１６は、係る回転位相差を検出すると共に、係る回転位相差を操舵トルクに換算して操舵トルクＭＴに対応する電気信号として出力可能に構成されている。また、操舵トルクセンサ１６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された操舵トルクＭＴは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００７２】
操舵角センサ１７は、アッパーステアリングシャフト１２の回転量を表す操舵角ＭＡを検出可能に構成された角度センサである。操舵角センサ１７は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された操舵角ＭＡは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。尚、ＥＣＵ１００は、この検出された操舵角ＭＡに対し時間微分処理を施すことによって、操舵角速度ＭＡ’を算出する構成となっている。これら操舵角ＭＡ及び操舵角速度ＭＡ’は、本発明に係る「操舵入力情報」の一例である。
【００７３】
ＶＧＲＳ相対角センサ１８は、ＶＧＲＳアクチュエータ２００における、アッパーステアリングシャフト１２とロアステアリングシャフト１３との回転位相差たるＶＧＲＳ相対回転角δＶＧＲＳを検出可能に構成されたロータリーエンコーダである。ＶＧＲＳ相対角センサ１８は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたＶＧＲＳ相対回転角δＶＧＲＳ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。
【００７４】
車速センサ１９は、車両１の速度たる車速Ｖを検出可能に構成されたセンサである。車速センサ１９は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速Ｖは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００７５】
ヨーレートセンサ２０は、車両１のヨーレートＹｒを検出可能に構成されたセンサである。ヨーレートセンサ２０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたヨーレートＹｒ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。
【００７６】
横加速度センサ２１は、車両１の速度たる横加速度Ｇｙを検出可能に構成されたセンサである。横加速度センサ２１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された横加速度Ｇｙ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。
【００７７】
＜実施形態の動作＞
以下、本実施形態の動作として、先読み曲率推定処理及びハンドル制御処理の詳細について説明する。
【００７８】
＜案内棒モデルの概要＞
始めに、図２を参照し、先読み曲率推定処理に使用される計算モデルである案内棒モデルの概要について説明する。ここに、図２は、案内棒モデルの基本モデル図である。尚、同図において、図１と重複する箇所については同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。尚、案内棒モデルとは、（１）運転者の操舵入力が、車両の現在の進行方向を基準に見て車両の現在位置から目標到達位置までの方向及び目標到達位置に到達する際の目標進行方向を示し、（２）車速が車両の現在位置から目標到達位置までの距離を示すものであるとの見地から、過去から現時点に至る操舵入力情報、車両状態量及び車速に基づいて車両の将来位置を予測するために構築された計算モデルである。
【００７９】
図２において、車両１が、重心Ｇを前後方向に貫通する中心線上に前輪Ｆと後輪Ｒとを備えるものとし、この重心Ｇから延伸し、その先端部分（白丸参照）が重心Ｇの将来位置を表す、長さａを有する案内棒（太線参照）を設定する。案内棒の先端部分の位置が先読み位置Ａ（ｘａ，ｙａ）である。尚、（ｘａ，ｙａ）は、便宜上構築された二次元座標系における先読み位置Ａの相対座標である。
【００８０】
次に、図３を参照し、案内棒による車両位置の先読みを概念的に説明する。ここに、図３は、先読み位置の概念図である。
【００８１】
図３において、車両１が図示Ｇ１の位置で走行しているとすると、案内棒モデルに基づいた後述する演算処理により得られる、図示Ｇ１の車両位置に対する先読み位置は、図示先読み位置Ａ１（ｘａ１，ｙａ１）として表される。同様に、図示Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４及びＧ５の車両位置に対して、夫々先読み位置Ａ２（ｘａ２，ｙａ２）、Ａ３（ｘａ３，ｙａ３）、Ａ４（ｘａ４，ｙａ４）及びＡ５（ｘａ５，ｙａ５）が設定される。
【００８２】
一方、例えばこれら先読み位置のうち、先読み位置Ａ１、Ａ２及びＡ３を繋げて得られる図示ＣＲＢ１２３（破線参照）は、車両１の現在位置に対して時間軸上で先行する、暫定走行位置の軌跡としての先読み軌跡の一つとなる。この先読み軌跡の半径Ｒの逆数が先読み曲率ρ’であり、運転者に与えるべき操舵フィーリングを決定する際の大きな要素となる。
【００８３】
補足すると、車速が上昇するに連れて、運転者は、より遠方に視点を置いて操舵操作を行う（即ち、案内棒長さａが長くなる）。従って、直進走行時や定常円旋回時等一部の状況を除けば、現在位置における旋回曲率に基づいた操舵制御（例えば、ＥＰＳによるアシストトルクＴＡの制御）では、車速が上昇するに連れて、操舵フィーリングが運転者の予期する期待値から乖離することがあるのである。尚、このような問題は、現在位置よりも先の道路曲率が分かっていても回避できない場合が多い。道路曲率と運転者の操舵操作に応じた車両の旋回曲率とは、少なからず一致しないからである。
【００８４】
そこで、ＥＣＵ１００は、先読み曲率推定処理により、現在位置よりも先の（即ち、将来的に到達すると思われる）暫定走行位置における、車両１の旋回曲率を推定し、この推定された旋回曲率に基づいてＥＰＳアクチュエータ３００を制御する構成となっている。
【００８５】
＜先読み曲率推定処理の詳細＞
ここで、図４を参照し、先読み曲率推定処理の詳細について説明する。ここに、図４は、先読み曲率推定処理のフローチャートである。
【００８６】
図４において、ＥＣＵ１００は、各変数の初期化を実行する（ステップＳ１０１）。尚、変数の初期化は、初回のみ実行される。
【００８７】
変数の初期化がなされると、先読み曲率ρ’の推定に必要となる各種入力信号（即ち、上述した参照要素群である）が取得される。具体的には、現時点から所定時間過去までの操舵角ＭＡ、車速Ｖ、ヨーレートＹｒ及び横加速度Ｇｙが取得される（ステップＳ１０２）。尚、本実施形態では、これらは全て対応するセンサにより検出されるが、例えば、ヨーレートＹｒや横加速度Ｇｙは、車速Ｖと操舵角ＭＡとから推定されてもよい。このような推定手法については、既に公知のものが存在する。
【００８８】
続いて、取得された入力信号を時系列に従って配列した時刻暦データが、ＲＡＭに一時的に保存される（ステップＳ１０３）。
【００８９】
時刻暦データが保存されると、ＥＣＵ１００は、車両１の重心位置を算出する（ステップＳ１０４）。尚、重心位置を算出するとは、重心位置の座標を確定することを意味する。但し、この座標は、例えば緯度及び経度等による絶対的な座標ではなく、ある基準位置に対する相対的な位置座標（即ち、基準位置からの変化量としてもよい）である。
【００９０】
ここで、ステップＳ１０４に係る重心位置の算出過程について説明する。
【００９１】
ステップＳ１０４では、先ず、下記（１）式に示す関係から導かれる下記（２）式に基づいて、車体スリップ角βが求められる。尚、ｄβは、車体スリップ角βの時間微分値を意味する。
【００９２】
Ｇｙ＝Ｖ×（ｄβ＋ＹＲ）・・・（１）
β＝∫｛（Ｇｙ−ＹＲ×Ｖ）／Ｖ｝ｄｔ・・・（２）
一方、車両１のヨー角ＹＡは、下記（３）式により求められる。
【００９３】
ＹＡ＝∫（ＹＲ）ｄｔ・・・（３）
重心位置の軌跡（時間軌跡）は、これらから下記（４）式及び（５）式として表される。尚、Ｘは重心位置のｘ座標が描く軌跡であり、Ｙは同じくｙ座標が描く軌跡である。重心位置の現在値は、この軌跡の現在時刻相当値であり、現在時刻をｔと表せば、即ち、（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））となる。
【００９４】
Ｘ＝−∫｛ｓｉｎ（β＋ＹＡ）＊Ｖ｝ｄｔ・・・（４）
Ｙ＝∫｛ｃｏｓ（β＋ＹＡ＊Ｖ）｝ｄｔ・・・（５）
重心位置が求まると、ＥＣＵ１００は、先読み位置を算出する（ステップＳ１０５）。ここで、図５を参照し、先読み位置の算出過程について説明する。ここに、図５は、先読み位置算出プロセスの概念図である。尚、同図において、既出の各図と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００９５】
図５において、重心位置の軌跡の現在値、即ち、現時点の重心位置Ｂ（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））と、一サンプリング時刻前（即ち、現在時刻ｔから先回値参照時間ｔｂだけ過去の時刻）の車両重心位置Ｃ（ｘ（ｔ−１），ｙ（ｔ−１））に基づいて、直線Ｌ１が設定される。この設定された直線Ｌ１を基準として、操舵角ＭＡと車体スリップ角βとから、先に述べた案内棒の先端位置が先読み位置として算出される。
【００９６】
ここで、先読み位置の具体的算出プロセスについて説明する。
【００９７】
具体的には、先ず、公知の外分の考え方に基づいて、重心位置Ｂと重心位置Ｃとから、下記（６）、（７）及び（８）式に従って図示外分点Ａ’（ｘ（ａ’），ｙ（ａ’））が算出される。尚、式中のｎは、重心位置Ｂと外分点Ａ’との距離であり、ｍは、重心位置Ｂと重心位置Ｃとの距離である。また、δは、操舵輪である前輪の舵角である。舵角δは、操舵角ＭＡをステアリングギア比で除した値であり、数値演算により求められる。
【００９８】
ｎ＝ａ×ｃｏｓ（δ＋β）・・・（６）
ｍ＝√｛（ｘ（ｔ）−ｘ（ｔ−１））２＋（ｙ（ｔ）-ｙ（ｔ−１））２｝・・・（７）
Ａ’（ｘ（ａ’），ｙ（ａ’））＝｛（（ｘ（ｔ）×（ｍ＋ｎ）−ｎ×ｘ（ｔ−１））／ｍ），（（ｙ（ｔ）×（ｍ＋ｎ）−ｎ×ｙ（ｔ−１））／ｍ）｝・・・（８）
次に、重心位置Ｂ（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））及び重心位置Ｃ（ｘ（ｔ−１），ｙ（ｔ−１））から、下記（９）〜（１３）式に従って、直線Ｌ１の方程式が求められる。
【００９９】
ｙ（ｔ）＝ａ１×ｘ（ｔ）＋ｂ１・・・（９）
ｙ（ｔ−１）＝ａ１×ｘ（ｔ−１）＋ｂ１・・・（１０）
ｙ（ｔ）−ｙ（ｔ−１）＝ａ１×｛ｘ（ｔ）−ｘ（ｔ−１）｝・・・（１１）
ａ１＝｛ｙ（ｔ）−ｙ（ｔ−１）｝／｛ｘ（ｔ）−ｘ（ｔ−１）｝・・・（１２）
ｂ１＝ｙ（ｔ）−ａ１×ｘ（ｔ）・・・（１３）
次に、重心位置Ｂを通る直線Ｌ１が回転角（δ＋β）だけ回転した直線の方程式が、下記（１４）式及び（１５）式により求められる。
【０１００】
ｙ（ｔ）＝｛ａ１＋ｓｉｎ（δ＋β）｝×ｘ（ｔ）＋ｂ２・・・（１４）
ｂ２＝ｙ（ｔ）−ａ１×ｘ（ｔ）−ｘ（ｔ）×ｓｉｎ（δ＋β）・・・（１５）
ここで、先読み位置のｙ座標ｙ（ａ）は、下記（１６）式により表される。
【０１０１】
ｙ（ａ）＝｛ａ１＋ｓｉｎ（δ＋β）｝×ｘ（ａ）＋ｂ２・・・（１６）
また、三平方の定理より、下記（１７）式が成立する。
【０１０２】
√｛（ｘ（ａ）−ｘ（ａ’））２＋（ｙ（ａ）-ｙ（ａ’））２｝２＋√｛（ｘ（ａ’）−ｘ（ｔ））２＋（ｙ（ａ’）-ｙ（ｔ））２｝２＝［√｛（ｘ（ａ）−ｘ（ｔ））２＋（ｙ（ａ）-ｙ（ｔ））２｝］２・・・（１７）
上記（１６）式及び（１７）式からなる連立方程式を解けば、下記（１８）式の如くに先読み位置のｘ座標ｘ（ａ）が求まる。
【０１０３】
ｘ（ａ）＝｛−ｙ（ａ’）×ｙ（ｔ）＋ｘ（ａ’）２＋ｙ（ａ’）２−ｘ（ａ’）×ｘ（ｔ）−ｂ２×ｙ（ａ’）＋ｂ２×ｙ（ｔ）｝／｛ｘ（ａ’）−ｘ（ｔ）＋ｙ（ａ’）×ａ１＋ｙ（ａ’）×ｓｉｎ（δ＋β）−ｙ（ｔ）×ａ１−ｙ（ｔ）×ｓｉｎ（δ＋β）｝・・・（１８）
上記（１６）式へ上記（１８）式を代入すれば、先読み位置のｙ座標ｙ（ａ）も下記（１９）式の如くに求まる。
【０１０４】
ｙ（ａ）＝｛ａ１＋ｓｉｎ（δ＋β）｝×ｘ（ａ）＋ｂ２・・・（１９）
このようにして、先読み位置Ａ（ｘ（ａ），ｙ（ａ））が推定される。実際には、先読み位置Ａを推定するために必要な上記各算出式は、予めＲＯＭ等の記憶装置に固定値として与えられており、ＥＣＵ１００は、適宜これらを参照し、取得された入力信号に基づいて先読み位置を算出する構成となっている。
【０１０５】
図４に戻り、先読み位置が算出されると、ＥＣＵ１００は、先読み曲率ρ’を算出し（ステップＳ１０６）、算出された先読み曲率ρ’を現在時刻に対応する先読み曲率ρ’（ｔ）として保存する（ステップＳ１０７）、先読み曲率ρ’（ｔ）が保存されると、処理はステップＳ１０２に戻され、一連の処理が繰り返される。先読み曲率推定処理は以上の如くに進行する。尚、先読み曲率ρ’（ｔ）が算出される毎に、一サンプリング時刻前のサンプル値はρ’（ｔ−１）のように、付帯する時間情報が一サンプル時刻分繰り下がる形で保存される。
【０１０６】
ここで、ステップＳ１０６に係る先読み曲率ρ’の算出プロセスについて、図６を参照して説明する。ここに、図６は、先読み曲率算出プロセスの概念図である。
【０１０７】
図６において、先に求められた先読み位置を繋げて得られる先読み軌跡のうち、最新の先読み位置（即ち、現在位置に対応する先読み位置）である先読み位置Ａ０（ｘ（０），ｙ（０））と、一サンプリング時刻前の先読み位置（即ち、過去位置に対応する先読み位置）である過去一先読み位置Ａ１（ｘ（−１），ｙ（−１））と、二サンプリング時刻前の先読み位置（即ち、過去位置に対応する先読み位置）である過去二先読み位置Ａ２（ｘ（−２），ｙ（−２））を考える。これら三点の先読み位置から、先読み軌跡が描く仮想円の中心座標（ｐ，ｑ）とその半径Ｒとが求められる。尚、過去一先読み位置Ａ１及び過去二先読み位置Ａ２も、先読み位置Ａ０と同様に、現在位置よりも先の（即ち、車両が未だ到達していない）車両位置である。
【０１０８】
先ず、円の公式から下記（２０）式が成立する。
【０１０９】
（ｘ―ｐ）２＋（ｙ−ｑ）２＝Ｒ２・・・（２０）
この（２０）式に、上記各先読み位置の座標を代入すると、下記（２１）、（２２）及び（２３）式が成立する。なお、説明の便宜上、以下の数式（２１）〜（３０）では、過去一先読み位置Ａ１及び過去二先読み位置Ａ２の座標の表現から負符号を省略している。
【０１１０】
（ｘ（０）―ｐ）２＋（ｙ（０）−ｑ）２＝Ｒ２・・・（２１）
（ｘ（１）―ｐ）２＋（ｙ（１）−ｑ）２＝Ｒ２・・・（２２）
（ｘ（２）―ｐ）２＋（ｙ（２）−ｑ）２＝Ｒ２・・・（２３）
また、上記式を展開すると、下記（２４）、（２５）及び（２６）式が成立する。
【０１１１】
ｐ２−２×ｘ（０）×ｐ+ｘ（０）２+ｑ２+２×ｙ（０）ｑ＋ｙ（０）２＝Ｒ２・・・（２４）
ｐ２−２×ｘ（１）×ｐ+ｘ（１）２+ｑ２+２×ｙ（１）ｑ＋ｙ（１）２＝Ｒ２・・・（２５）
ｐ２−２×ｘ（２）×ｐ+ｘ（２）２+ｑ２+２×ｙ（２）ｑ＋ｙ（２）２＝Ｒ２・・・（２６）
上記（２４）、（２５）及び（２６）式からなる連立方程式を解くと、先読み軌跡が作る仮想円の中心座標ｐ及びｑと、その半径Ｒとが、下記（２７）、（２８）及び（２９）式により算出される。
【０１１２】
ｐ＝［１／｛２×（ｙ（１）×ｘ（０）−ｘ（０）×ｙ（２）−ｘ（１）×ｙ（１）−ｘ（１）×ｙ（０）＋ｘ（２）×ｙ（０）＋ｙ（２）×ｘ（１））｝］×（−ｙ（０）×ｘ（１）２＋ｙ（２）×ｘ（１）２＋ｘ（２）２×ｙ（０）＋ｙ（１）２×ｙ（２）−ｙ（１）２×ｙ（０）−ｙ（２）×ｘ（０）２−ｙ（１）×ｙ（２）２＋ｘ（０）２×ｙ（１）＋ｙ（０）２×ｙ（１）＋ｙ（２）２×ｙ（０）−ｘ（２）２×ｙ（１）−ｙ（２）×ｙ（０）２）・・・（２７）
ｑ＝−［１／｛２×（ｙ（１）×ｘ（０）−ｘ（０）×ｙ（２）−ｘ（２）×ｙ（１）−ｘ（１）×ｙ（０）＋ｘ（２）×ｙ（０）＋ｙ（２）×ｘ（１））｝］×（ｘ（０）２×ｘ（１）−ｘ（０）２×ｘ（２）−ｘ（１）２×ｘ（０）−ｙ（１）２×ｘ（０）＋ｘ（０）×ｘ（２）２＋ｘ（０）×ｙ（２）２＋ｙ（０）２×ｘ（１）−ｘ（２）×ｙ（０）２−ｘ（２）２×ｘ（１）＋ｘ（２）×ｘ（１）２＋ｘ（２）×ｙ（１）２−ｙ（２）２×ｘ（１））・・・（２８）
Ｒ＝√（ｘ（０）２−２×ｘ（０）×ｐ＋ｐ２＋ｙ（０）２−２×ｙ（０）×ｑ＋ｑ２）・・・（２９）
従って、先読み曲率ρ’は、最終的に下記（３０）式により表される。
【０１１３】
ρ’＝１／Ｒ＝１／√｛（ｘ（０）−ｐ）２＋（ｙ（０）−ｑ）２｝・・・（３０）
尚、ある先読み位置における車両１の先読み曲率ρ’を求める場合、上記（３０）式のｘ（０）及びｙ（０）に所望の先読み位置に係る座標（ｘ（ａ），ｙ（ａ））を代入すればよい。同様に、現在位置における車両１の旋回曲率ρは、上記（３０）式のｘ（０）及びｙ（０）に現時点の重心位置に係る座標（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））を代入すればよい。
【０１１４】
尚、ここでは、いずれも先読み位置である、先読み位置Ａ０（ｘ（０），ｙ（０））、過去一先読み位置Ａ１（ｘ（−１），ｙ（−１））及び過去二先読み位置Ａ２（ｘ（−２），ｙ（−２））を考えたが、先読み曲率ρ’は、一の先読み位置と、現在位置又は現在位置に基づいて推定される先読み位置（ここでは、先読み位置Ａ０）とを含む（即ち、先読み位置Ａ０は、両条件を満たす車両位置である）三以上の車両位置に基づいて、同様に推定することができる。
【０１１５】
ここで、先読み曲率ρ’の推定に供される車両位置の組み合わせを下記（ア）〜（オ）に例示する（最低三点あればよいので、ここでは全部で三点である組み合わせの例示に留める）。尚、下記例においても、先読み位置として現在位置に対応する先読み位置を含む場合と含まない場合とが考えられる（上記例は、含む場合であり、且つ時系列上で相互いに連続する三点が選択された場合である。また、現在位置に対応する先読み位置が含まれない場合には、参照要素として現在位置が含まれる）。いずれも先読み曲率推定に係るプロセスは同様であるが、現在位置又は現在位置に対応する先読み位置は、実現象としての現在位置に相関することから、少なくともこれらが含まれた三以上の車両位置が参照されることにより、先読み曲率ρ’は高精度に推定される。
（ア）先読み位置×３（上記例）
（イ）先読み位置×２＋現在位置
（ウ）先読み位置×２＋過去位置×１
（エ）先読み位置×１＋現在位置＋過去位置×１
（オ）先読み位置×１＋過去位置×２
ここで、図７を参照し、先読み曲率ρ’と重心位置での曲率ρとの違いを視覚的に説明する。ここに、図７は、曲率の一時間推移を例示する図である。
【０１１６】
図７において、実線が先読み曲率ρ’の時間推移を表しており、破線が重心位置での曲率ρを表している。
【０１１７】
図示時刻Ｔ１以前の時間領域（図示ハッチング部分）において、車両１は直進走行状態にあり、時刻Ｔ１において車両１が曲路に差し掛かると、上述したように先読み位置Ａの推定が開始される。時刻Ｔ２を便宜的に現在時刻（現時点）とし、先読み時間ｔａ（ｔａ＝Ｖ／ａ）を定義すると、時刻Ｔ２において、既に運転者は時刻Ｔ３（Ｔ３＝Ｔ２＋ｔａ）において車両１が到達するであろう走行位置（本発明に係る「暫定走行位置」の一例）を予期した操舵操作を行っている。
【０１１８】
時刻Ｔ３において道路の曲率が一定となり、車両１が定常円旋回状態に収束すると、先読み曲率ρ’と重心位置での曲率ρとは再び一致する（ハッチング領域参照）。
【０１１９】
曲路が直線路に戻り始めると、再び両者は乖離し始め、例えば時刻Ｔ４において、運転者は既に時刻Ｔ５（Ｔ５＝Ｔ４＋ｔａ）において車両１が到達するであろう走行位置（本発明に係る「暫定走行位置」の一例）を予期した操舵操作が行うことになる。このような、先読み曲率ρ’と重心位置での曲率ρとが乖離する過渡的領域においては、重心位置での曲率ρに応じた操舵制御を行ってしまうと、提供される操舵フィーリングが運転者の感覚から乖離して違和感の原因となる。そこで、本実施形態では、ＥＣＵ１００により、ハンドル制御処理が実行される。ハンドル制御処理は、ハンドル切り戻し時の切り戻しトルクＴＡｒｅｖ（アシストトルクの一部である）が、推定された先読み曲率ρ’に基づいて制御される。
【０１２０】
ここで、図８を参照し、ハンドル制御処理の詳細について説明する。ここに、図８は、ハンドル制御処理のフローチャートである。
【０１２１】
図８において、ＥＣＵ１００は、先読み曲率推定処理において推定された先読み曲率ρ’を取得する（ステップＳ２０１）。先読み曲率ρ’が取得されると、ハンドル戻し制御が実行される（ステップＳ２０２）。ハンドル戻し制御が実行されると、処理はステップＳ２０１に戻され、一連の処理が繰り返される。ハンドル制御処理は以上のように進行する。
【０１２２】
ここで、図９を参照し、ステップＳ２０２に係るハンドル戻し制御の詳細について説明する。ここに、図９は、ハンドル戻し制御の制御ブロック図である。尚、同図において、既出の各図と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【０１２３】
図９において、ハンドル戻し制御を実行する場合、ＥＣＵ１００は、演算器１０１、１０２及び１０３並びに制御マップＭＰ１、ＭＰ２及びＭＰ３を利用してアシストトルクＴＡの目標値を算出する。目標値が算出されると、既に述べたようにＥＰＳアクチュエータ３００がこの目標値に応じて制御される。より具体的には、アシストトルクＴＡの目標値ＴＡｔａｇは、乗算器である演算器１０２及び演算器１０３の作用により、下記（３１）式として表される。
【０１２４】
ＴＡｔａｇ＝ＴＡｂａｓｅ×ＧＮρ’×ＧＮｖ・・・（３１）
上記（３１）式において、ＴＡｂａｓｅは、アシストトルクに基準を与える基本アシストトルクであり、制御マップＭＰ１により設定される。また、ゲインＧＮρ及びＧＮｖは、夫々曲率ゲイン及び車速ゲインであり、夫々制御マップＭＰ２及びＭＰ３により設定される。
【０１２５】
制御マップＭＰ１は、第１曲率偏差Δρ（ｔ）と基本アシストトルクＴＡｂａｓｅとを対応付けてなるマップである。ＥＣＵ１００は、演算器１０１を介して第１曲率偏差Δρ（ｔ）を算出し、算出された第１曲率偏差Δρ（ｔ）に基づいて制御マップＭＰ１から該当値を選択する。尚、第１曲率偏差Δρ（ｔ）とは、現在位置での曲率ρ（ｔ）と先読み曲率の先回値ρ’（ｔ−ｔａ）との差分であり、下記（３２）式により表される。第１曲率偏差Δρ（ｔ）は、時刻ｔが先読み時刻であった一サンプル分過去の時点の先読み曲率（ρ’（ｔ−ｔａ））と、時刻ｔにおける重心位置の曲率ρ（ｔ）との偏差であり、図７を参照すれば、例えば、時刻Ｔ２における実線相当値と破線相当値との偏差である。
【０１２６】
Δρ（ｔ）＝ρ’（ｔ−ｔａ）−ρ（ｔ）・・・（３２）
制御マップＭＰ１において、原点よりも下側の領域は切り戻し方向に作用するハンドル戻しトルクの領域を意味し、原点よりも上側の領域は切り込み方向に作用するアシストトルクの領域を意味する。即ち、第１曲率偏差Δρ（ｔ）が負値を採る、先読み曲率の先回値ρ’（ｔ−ｔａ）が現在位置における曲率ρ（ｔ）よりも小さい場合、言い換えれば、曲路から直進路へ進入する場合等においては、ハンドル切り戻し方向へ作用する基本アシストトルクＴＡｂａｓｅが設定される。一方で、制御マップＭＰ１では、第１曲率偏差Δρ（ｔ）が正値を採る、先読み曲率の先回値ρ’（ｔ−ｔａ）が現在位置における曲率ρ（ｔ）よりも大きい場合、言い換えれば、直進路から曲路へ進入する場合等においても、ハンドル切り込み方向へ作用する基本アシストトルクＴＡｂａｓｅが設定される。
【０１２７】
制御マップＭＰ２は、先読み曲率ρ’（ｔ）と曲率ゲインＧＮρ’とを対応付けてなるマップである。ＥＣＵ１００は、先読み曲率ρ’（ｔ）に応じて制御マップＭＰ２から該当値を選択する構成となっている。ここで、制御マップＭＰ２は、基準値以上の先読み曲率ρ’（ｔ）に対しては、曲率ゲインＧＮρ’がゼロとなるように構成されている。従って、制御マップＭＰ１により基本アシストトルクＴＡｂａｓｅが切り込み方向に設定されたとしても、この制御マップＭＰ２を併用することにより、曲率ゲインＧＮρ’が「１」を採る、先読み曲率ρ’（ｔ）が基準値未満の極小値を採る場合以外は、基本アシストトルクＴＡｂａｓｅはアシストトルクＴＡｔａｇの設定に寄与しない。即ち、先読み曲率ρ’（ｔ）を、切り戻し時に限定してアシストトルクＴＡに反映させることができ、運転者の操舵操作に大きく介入することなく、自然な操舵フィーリングが実現される。
【０１２８】
一方、制御マップＭＰ３は、車速Ｖと車速ゲインＧＮｖとを対応付けてなるマップである。ＥＣＵ１００は、車速Ｖに応じて制御マップＭＰ３から該当値を選択する構成となっている。ここで、制御マップＭＰ３は、中高速の車速領域に限って車速ゲインＧＮｖが「１」となるように構成されており、主として中高車速域において、先読み曲率ρ’（ｔ）に応じたアシストトルクＴＡの制御が発効するようになっている。低車速域では、案内棒長さａが短くなり、運転者がハンドル操作に反映させる曲率と、現在位置の曲率との間に大きな差が生じなくなる。このため、操舵フィーリングを改善する必要性が元より生じ難いのである。
【０１２９】
このような、ハンドル戻し制御の効果について、図１０を参照して説明する。ここに、図１０は、ハンドル戻し制御の実行過程における重心位置の曲率ρ及び先読み曲率ρ’の時間推移を例示する図である。
【０１３０】
図１０において、先読み曲率ρ’の軌跡が図示破線にて示される。一方、実際の車両１の重心位置の曲率ρの軌跡が図示Ｌρ（実線）にて示される。
【０１３１】
図示するように、時刻Ｔ１０でハンドル戻し制御が開始されると、時刻Ｔ１０の車両位置における曲率ρ（ｔ）と先読み曲率ρ’の先回値ρ’（ｔ−ｔａ）との偏差が大きいために、上述した制御マップＭＰ１の作用により切り戻し方向に比較的大きいアシストトルクＴＡが作用し、車両１の曲率ρ（ｔ）は比較的急峻に減少する。切り戻し方向へのアシストトルクＴＡの付与は、第１曲率偏差Δρ（ｔ）をゼロに収束させるべくフィードバック制御的に実行され、重心位置の曲率ρ（ｔ）と先読み曲率の先回値ρ’（ｔ―ｔａ）との偏差は円滑に減少する。
【０１３２】
一方、本実施形態との比較に供すべき比較例として、図示鎖線の軌跡Ｌｃｍｐ１が表される。Ｌｃｍｐ１は、常時、現在位置の曲率ρ（ｔ）のみに基づいたアシストトルクＴＡの制御がなされる場合に対応しており、先読み曲率ρ’（ｔ）は、一切制御に反映されない。このため、時刻Ｔ１１において走行路が直線路に復帰するまでの間、重心位置の曲率ρ（ｔ）は常に先読み曲率の先回値ρ’（ｔ―ｔａ）と乖離する。そのため、運転者の感覚と、ハンドル１１の戻り速度或いはハンドル１１を戻し操作する場合の手応えとが整合せず、操舵フィーリングが、運転者にとって違和感のあるものとなってしまうのである。
【０１３３】
このように、本実施形態に係るハンドル戻し制御によれば、車両１の将来位置における先読み曲率が減少する切り戻し操作時において、先読み曲率ρ’（ｔ）に応じたアシストトルクＴＡが切り戻し方向に発生する。このため、運転者の感覚と、ハンドル１１の戻り速度或いはハンドル１１を戻し操作する場合の手応えとが整合し、運転者にとって自然な操舵フィーリングが実現されるのである。
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、先読み曲率ρ’（ｔ）がハンドル切り戻し時のアシストトルクＴＡの制御に反映されたが、第２実施形態では、切り込み時のアシストトルクＴＡが先読み曲率ρ’（ｔ）に基づいて制御される。先ず、図１１を参照し、第２実施形態に係るハンドル制御処理について説明する。ここに、図１１は、ハンドル制御処理のフローチャートである。
【０１３４】
図１１において、先ず車速Ｖが中高速域に該当するか否かが判別される（ステップＳ３０１）。尚、「中高速域」とは、第１実施形態と同様に、現時点の重心位置における曲率ρ（ｔ）に基づいた制御では運転者に快適な操舵フィーリングが提供され難くなる車速領域である。中高速の車速領域に該当しない場合（ステップＳ３０１：ＮＯ）、処理はステップＳ３０１で実質的に待機状態となる。
【０１３５】
車両１の車速Ｖが中高速の車速領域に該当する場合（ステップＳ３０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、先読み曲率ρ’を取得し（ステップＳ３０２）、取得した先読み曲率ρ’に基づいてアシストトルク制御を実行する（ステップＳ３０３）。アシストトルク制御が実行されると、処理はステップＳ３０１に戻され、一連の処理が繰り返される。
【０１３６】
ここで、図１２を参照し、アシストトルク制御の詳細について説明する。ここに、図１２は、アシストトルク制御の制御ブロック図である。尚、同図において、図９と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【０１３７】
図１２において、アシストトルク制御を実行する場合、ＥＣＵ１００は、演算器１１０、１１１及び１１２並びに制御マップＭＰ３、ＭＰ４、ＭＰ５及びＭＰ６を利用してアシストトルクＴＡのダンピング制御項ＣＡｄｍｐを算出する。算出されたダンピング制御項ＣＡｄｍｐは、アシストトルクＴＡの一成分であり、基本アシストトルクＴＡｂａｓｅや、他の制御項、例えば慣性制御項、摩擦トルク制御項或いは軸力補正項等と共に加算され、最終的にアシストトルクＴＡとしてＥＰＳアクチュエータ３００から出力される構成となっている。
【０１３８】
ダンピング制御項ＣＡｄｍｐは、乗算器である演算器１１０、１１１及び１１２の作用により、下記（３３）式として表される。
【０１３９】
ＣＡｄｍｐ＝ＣＡｄｍｐｂａｓｅ×ＧＮｖ×ＧＮρ’×ＧＮΔρ・・・（３３）
上記（３３）式において、ＣＡｄｍｐｂａｓｅは、基本ダンピング制御項であり、制御マップＭＰ４により設定される。また、ＧＮｖは、第１実施形態と同様に、実質的に中高車速域において制御を発効させるための車速ゲインであり、先述した制御マップＭＰ３により設定される。
【０１４０】
一方、ゲインＧＮρ’及びＧＮΔρは、夫々先読み曲率ゲイン及び曲率偏差ゲインであり、夫々制御マップＭＰ５及びＭＰ６により設定される。
【０１４１】
制御マップＭＰ４は、操舵角速度ＭＡ’と基本ダンピング制御項ＣＡｄｍｐｂａｓｅとを対応付けてなるマップである。
【０１４２】
制御マップＭＰ４から明らかなように、基本ダンピング制御項ＣＡｄｍｐｂａｓｅは、操舵角速度ＭＡ’に応じて変化し、操舵角速度ＭＡ’が基準値未満となる緩操舵時にはゼロである。これは、緩操舵時は、ハンドル操作が車両の安定性を損ねる懸念が少ないからであり、元よりダンピング制御が必要とされないことを意味している。操舵角速度ＭＡ’が基準値以上になると、基本ダンピング制御項ＣＡｄｍｐｂａｓｅは、操舵角速度ＭＡ’に対してリニアに増加する。
【０１４３】
制御マップＭＰ５は、先読み曲率ρ’（ｔ）と曲率ゲインＧＮρ’とを対応付けてなるマップであり、マップの性質としては、第１実施形態に係る制御マップＭＰ３と同様であるが、曲率ゲインＧＮρ’の設定態様が第１実施形態と異なる構成となっている。
【０１４４】
即ち、制御マップＭＰ５によれば、基準値未満の領域において、曲率ゲインＧＮρ’が先読み曲率ρ’（ｔ）に対しリニアに増加し、基準値以上の領域において最大値で一定となる。また、先読み曲率ρ’が極小値を採る極小領域を除いて曲率ゲインＧＮρ’が１より大きい。即ち、基本ダンピング制御項ＣＡｄｍｐｂａｓｅは、実質的に、先読み曲率ρ’（ｔ）により増幅され、特に、先読み曲率ρ’（ｔ）が基準値未満となる領域においては、先読み曲率ρ’（ｔ）が大きい程大きくなる。
【０１４５】
制御マップＭＰ６は、第２曲率偏差Δρ（ｔ）と曲率偏差ゲインＧＮΔρとを対応付けてなるマップである。尚、第２曲率偏差Δρ（ｔ）とは、現在位置での曲率ρ（ｔ）と先読み曲率の最新値ρ’（ｔ）との差分であり、下記（３４）式により表される。第２曲率偏差Δρ（ｔ）は、将来的に発生する操舵入力の大きさを事前に予期するための指標として利用される。
【０１４６】
Δρ（ｔ）＝ρ’（ｔ）−ρ（ｔ）・・・（３４）
制御マップＭＰ６によれば、基準値未満の領域において、曲率偏差ゲインΔＧＮρが第２曲率偏差Δρ（ｔ）に対しリニアに増加し、基準値以上の領域において最大値で一定となる。また、第２曲率偏差Δρが極小値を採る極小領域を除いて曲率偏差ゲインＧＮΔρが１より大きい。即ち、基本ダンピング制御項ＣＡｄｍｐｂａｓｅは、実質的に、第２曲率偏差Δρ（ｔ）に応じて増幅され、特に、第２曲率偏差Δρ（ｔ）が基準値未満となる領域においては、第２曲率偏差Δρ（ｔ）が大きい程大きくなる。
【０１４７】
これら各制御マップによる特性付与の結果、アシストトルクＴＡのダンピング制御量ＣＡｄｍｐは、例えば、図１３に例示される如き時間推移を示す。ここに、図１３は、アシストトルク制御の実行過程におけるダンピング制御量ＣＡｄｍｐの一時間推移を例示する図である。
【０１４８】
図１３において、細い実線で示されるＬｍａ’は、操舵角速度ＭＡ’の一時間推移である。係る操舵角速度ＭＡ’の時間推移に対して、本実施形態に係るアシストトルク制御が施されない場合、ダンピング制御量ＣＡｄｍｐは、図示破線Ｌｃｍｐ２の如き変化特性を示す。これに対して、本実施形態に係るアシストトルク制御が実行された場合、ダンピング制御量ＣＡｄｍｐは、図示実線Ｌｃａｄｍｐの如くに変化する。即ち、本実施形態に係るアシストトルク制御が実行されると、総じてダンピング制御量ＣＡｄｍｐが増大する。
【０１４９】
このように、アシストトルク制御によれば、主として中高車速域において、基本的に先読み曲率ρ’（ｔ）が大きい程、また、第２曲率偏差Δρ（ｔ）が大きい程、アシストトルクＴＡのダンピング制御項ＣＡｄｍｐが大きくなる。ダンピング制御項は、ハンドルの粘性を規定する制御項であり、大きい程、ハンドル操作時の粘性が増加することを意味する。ハンドル操作時の粘性が増加すると、運転者が操舵入力を与えるに際しての抵抗が大きくなるため、操舵入力に対する舵角の感度が鈍くなる。また、運転者は、ハンドルが重くなったように感じ、所謂「手応え」が増加した感覚を覚える。
【０１５０】
即ち、このアシストトルク制御によれば、将来的に車両１が到達するであろう暫定走行位置における重心位置の曲率、即ち、先読み曲率ρ’が大きい場合や、現在位置での曲率ρ（ｔ）と先読み曲率ρ’（ｔ）との差が大きい場合等、総じて将来的に運転者から大きな操舵入力が与えられると予期される場合において、予め操舵入力に対する舵角の感度を低下させておくことができる。また、ハンドルを重くしておくことができる。従って、実際に車両１が曲路に差し掛かる、或いは、曲路から直線路に差し掛かる場合等において予期せぬ外乱が生じ、運転者の操舵入力が乱された場合であっても、係る操舵入力の乱れが車両１をふらつかせることがなく、安定した走行状態を維持させることが可能となる。或いは、運転者が将来的な曲率を予測し潜在的にハンドルに手応えを期待した段階で、ハンドルの手応え感を増幅させることができる。
【０１５１】
このようなアシストトルク制御の効果について、図１４を参照して説明する。ここに、図１４は、アシストトルク制御の効果を例示する模式的な車両走行状態図である。
【０１５２】
図１４において、図１４（ａ）は、アシストトルク制御が実行されない場合の車両の走行状態を例示した図である。この場合、車両１が曲路に差し掛かった段階で図示矢線に相当する外乱が生じると、運転者は、この外乱により操舵入力を乱され、乱された操舵入力が曲路に対応するハンドル操作と干渉することによって、図示破線に示すように曲路の軌跡がふらつき易い。
【０１５３】
一方、アシストトルク制御が実行される場合、予め曲路に差し掛かる以前に、先読み曲率ρ’（ｔ）に基づいてアシストトルクＴＡのダンピング制御項ＣＡｄｍｐが増大されているため、図１４（ｂ）に例示されるように、図示矢線の外乱入力に起因した車両挙動の乱れは生じない。即ち、アシストトルク制御により、外乱に対して車両挙動がよりロバストとなるのである。
【０１５４】
また、図１４（ａ）に例示される車両挙動のふらつきは、外乱が入力されない場合であっても生じ得る。例えば、運転者は、自身が将来的な曲率を予測した段階で、潜在的にハンドルの手応えを期待している。ところが、実際の曲率に基づいた制御しかなされない場合、ダンピング制御項がハンドルの手応えを変化させ始めるのは、車両が曲路に差し掛かった後であり、運転者はハンドルが軽いと感じたまま曲路に差し掛かることになる。ところが、ハンドルが軽いと感じた直後にダンピング制御の効果が発揮され始めると、今度はハンドルが重くなったように感じることになる。即ち、操舵フィーリングに大きな違和感を覚えることになる。その結果、所謂修正操舵と言われるような、冗長なハンドル操作が生じ易い。このような冗長なハンドル操作は、結局、図１４（ａ）に例示されるように車両挙動を乱すことに繋がるのである。本実施形態によれば、運転者の感覚に即した操舵フィーリングが提供されるため、車両挙動をより安定ならしめることが可能となるのである。
【０１５５】
次に、図１５を参照し、アシストトルク制御の効果を別の観点から説明する。ここに、図１５は、アシストトルク制御の実行過程における操舵角速度ＭＡ’の一時間推移を例示する図である。
【０１５６】
図１５において、本実施形態に係るアシストトルク制御が実行された場合の操舵角速度ＭＡ’の時間推移が図示Ｌｍａ’（実線）として示される。これに対して、当該アシストトルク制御が実行されない場合の操舵角速度ＭＡ’の時間推移が図示Ｌｃｍｐ３（破線）として示される。尚、鎖線は外乱が無い場合の特性を例示するものである。
【０１５７】
図１５に例示されるように、アシストトルク制御が適用された場合、先読み曲率ρ’（ｔ）に基づいてダンピング制御項が制御される（実質的には、殆どの場合において増大する）ため、ある操舵トルクを与えたときの操舵角ＭＡの変化が小さくなることから、操舵角速度ＭＡ’の変化幅が、アシストトルク制御がなされない場合と較べて大きく抑制される。操舵角速度ＭＡ’の変化幅が小さい或いは変化速度が低い方が車両挙動をより安定ならしめ得ることは明白であろう。
＜第３実施形態＞
第２実施形態では、アシストトルクの制御態様として、アシストトルクＴＡの一成分であるダンピング制御項ＣＡｄｍｐを増大させ、運転者の感覚に即した操舵フィーリングの提供を実現し、或いは外乱に対する車両挙動のロバスト性を向上させたが、第３実施形態では、ダンピング制御項に替えて、アシストトルクＴＡの一部である摩擦模擬トルクＴＡｆｒｉｃが増大される。摩擦模擬トルクＴＡｆｒｉｃは、ハンドル１１の操作時に生じる物理的摩擦力を模擬したトルクである。実際の制御時には、例えば、図１１のハンドル制御処理におけるステップＳ３０３が、摩擦模擬トルク制御に置換される。
【０１５８】
ここで、図１６を参照し、この摩擦模擬トルク制御の詳細について説明する。ここに、図１６は、摩擦模擬トルク制御の制御ブロック図である。尚、同図において、図１２と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【０１５９】
図１６において、摩擦模擬トルク制御を実行する場合、ＥＣＵ１００は、演算器１１１及び１１２並びに制御マップＭＰ５、ＭＰ６及びＭＰ７を利用して摩擦模擬トルクＴＡｆｒｉｃを算出する。ＥＣＵ１００は、この算出された摩擦模擬トルクＴＡｆｒｉｃを、アシストトルクＴＡの他の成分の目標値と加算して、最終的なアシストトルクＴＡの目標値ＴＡｔａｇを決定すると共に、この目標値ＴＡｔａｇが得られるようにＥＰＳアクチュエータを制御する構成となっている。
【０１６０】
摩擦模擬トルクＴＡｆｒｉｃは、乗算器である演算器１１１及び１１２の作用により、下記（３５）式として表される。
【０１６１】
ＴＡｆｒｉｃ＝ＴＡｆｒｉｃｂａｓｅ×ＧＮρ’×ＧＮΔρ・・・（３５）
上記（３５）式において、ＴＡｆｒｉｃｂａｓｅは、基本摩擦模擬トルクであり、制御マップＭＰ７により設定される。制御マップＭＰ７は、操舵角ＭＡ及び車速Ｖをパラメータとして、これらと基本摩擦模擬トルクとを対応付けてなる制御マップである。基本摩擦模擬トルクＴＡｆｒｉｃｂａｓｅは、基本的に、操舵角ＭＡが大きい程、また車速Ｖが高い程、大きくなるように設定される。尚、このように基本摩擦模擬トルクは、上述したダンピング制御量と異なり、操舵角速度ＭＡ’ではなく操舵角ＭＡに反応する。従って、ハンドル非操作時或いは緩操作時においても、ハンドルに所謂手応えとなる反力を付与することができる。
【０１６２】
一方、ゲインＧＮρ’及びＧＮΔρは、夫々先読み曲率ゲイン及び曲率偏差ゲインであり、夫々図１２に例示された制御マップＭＰ５及びＭＰ６と同様のものである。従って、基本摩擦模擬トルクＴＡｆｒｉｃｂａｓｅは、第２実施形態における基本ダンピング制御項と同様に、殆どの場合において増幅される。
【０１６３】
ここで、図１７を参照し、摩擦模擬トルク制御の効果について説明する。ここに、図１７は、摩擦模擬トルク制御の実行過程における摩擦模擬トルクＴＡｆｒｉｃの一時間推移を例示する図である。
【０１６４】
図１７において、図示Ｌｃｍｐ４（破線）は、比較例として摩擦模擬トルク制御が実行されない場合の摩擦模擬トルクＴＡｆｒｉｃの時間推移を例示するものであり、図示ＬＴＡｆｒｉｃ（実線）は、摩擦模擬トルク制御が実行された場合の摩擦模擬トルクＴＡｆｒｉｃの時間推移を例示するものである。尚、図示Ｌｍａ（細い実線）は、操舵角ＭＡの時間推移を例示するものである。
【０１６５】
図示するように、摩擦模擬トルク制御が実行された場合、摩擦模擬トルクＴＡｆｒｉｃは比較例に比して増大される。また、特に、摩擦模擬トルクＴＡｆｒｉｃは、図示するように、操舵角ＭＡが安定した状態（即ち、操舵角速度ＭＡ’＝０）においても、操舵角ＭＡに応じたゼロでない一定値を採る。第２実施形態に係るダンピング制御項が、ハンドル操作が生じない限り発生しない（即ち、操舵角速度ＭＡ’＝０では発生しない）トルク成分であるのに対し、このようにハンドル保舵時においても相応の摩擦力が維持されることから、本実施形態に係る摩擦模擬トルク制御は、保舵時のハンドル振動の収斂性が良好であり、ハンドル操作をより安定ならしめることが可能となる。
【０１６６】
また、摩擦模擬トルクＴＡｆｒｉｃは、定性的には、その増加がハンドル操作をより重くさせる作用を有するトルクであるから、先読み曲率ρ’（ｔ）に基づいて車両１が直線路から曲路に差し掛かる前に、或いは曲路から直線路に差し掛かる前に増大させておくことにより、第２実施形態と同様に、外乱入力時のロバスト性を向上させることができる。また、運転者の感覚に即した操舵フィーリングを提供することができる。
【０１６７】
尚、ここでは、アシストトルクＴＡの一部である摩擦模擬トルクＴＡｆｒｉｃを例に挙げたが、このような操舵角ＭＡに応じた摩擦力の付与は、上述したダンピング制御項と同様アシストトルクＴＡの一成分である摩擦制御項の制御によっても実現可能である。
【０１６８】
＜第４実施形態＞
次に、図１８〜図２７を参照して、本発明の第４実施形態について説明する。
【０１６９】
上記の第１〜第３実施形態では、ＥＣＵ１００（制御手段）によるハンドル制御処理において先読み曲率ρ’（ｔ）（推定された旋回曲率）に基づいてアシストトルクＴＡを制御していたが、第４実施形態では、先読み曲率ρ’（ｔ）の時間変化量（微分値）に基づいてアシストトルクＴＡを制御する。また、本実施形態は、ハンドル制御処理において、アシストトルクＴＡに基準を与える基本アシストトルクＴＡｂａｓｅを、操舵トルクＭＴに基づいて決定する点において、上記実施形態と異なるものである。
【０１７０】
まず、図１８を参照して、第４実施形態に係るハンドル制御処理について説明する。図１８は、本発明の第４実施形態に係るハンドル制御処理のフローチャートである。
【０１７１】
図１８に示すように、ＥＣＵ１００は、先読み曲率ρ’を取得し（ステップＳ４０１）、取得した先読み曲率ρ’に基づいて車両１の旋回方向を判定して（ステップＳ４０２）、この旋回方向を符号で表した符号付先読み曲率ρｓを算出する。そして、この符号付先読み曲率ρｓに基づいてアシストトルク制御を実行する（ステップＳ４０３）。アシストトルク制御が実行されると、処理はステップＳ４０１に戻され、一連の処理が繰り返される。
【０１７２】
ここで、図１９，２０を参照し、ステップＳ４０２における旋回方向判定の詳細について説明する。図１９は、旋回方向判定の概念図であり、図２０は、旋回方向判定において先読み軌跡に応じた先読み曲率ρ’への符号の付加を例示する図である。
【０１７３】
上記第１〜第３実施形態では、先読み曲率ρ’の大きさの変化に着目して制御していたため絶対値を用いればよかったが、本実施形態では、先読み曲率ρ’の時間変化量に着目して制御を実行するため、先読み曲率ρ’が左旋回中なのか右旋回中なのかを判定する必要がある。そこで、本実施形態では、先読み曲率ρ’を符号付先読み曲率ρｓに拡張する。
【０１７４】
具体的には、図４のステップＳ１０６にて先読み曲率ρ’を求める際に使用した「三以上の車両位置の情報」を用いて、車両１の旋回方向を判定し、旋回方向に応じた符合を先読み曲率ρ’に付与して、符号付先読み曲率ρｓを算出する。ここでは、ステップＳ１０６の説明と同様に、図１９に示すように、先読み位置Ａ０（ｘ（０），ｙ（０））、過去一先読み位置Ａ１（ｘ（−１），ｙ（−１））、過去二先読み位置Ａ２（ｘ（−２），ｙ（−２））の場合について説明する。
【０１７５】
図１９に示すように、過去一先読み位置Ａ１と過去二先読み位置Ａ２とを結ぶ直線Ｌａは次式で表される。
ｙ＝ａ１×ｘ＋ｂ１・・・（３６）
ただし、
ａ１＝（ｙ（−１）−ｙ（−２））／（ｘ（−１）−ｘ（−２））・・・（３７）
ｂ１＝ｙ（−１）−ａ１×ｘ（−１）・・・（３８）
である。
【０１７６】
また、図１９に示すように、先読み位置Ａ０と過去一先読み位置Ａ１とを結ぶ直線Ｌｂは次式で表される。
ｙ＝ａ２×ｘ＋ｂ２・・・（３９）
ただし、
ａ２＝（ｙ（０）−ｙ（−１））／（ｘ（０）−ｘ（−１））・・・（４０）
ｂ２＝ｙ（０）−ａ２×ｘ（０）・・・（４１）
である。
【０１７７】
このように定義される三点Ａ０，Ａ１，Ａ２について、本実施形態では、図１９，２０に示すように上方向に時間遷移を表す場合、すなわち過去二先読み位置Ａ２、過去一先読み位置Ａ１、先読み位置Ａ０の順で下方から上方へプロットする場合に、過去一先読み位置Ａ１と過去二先読み位置Ａ２とを結ぶ直線Ｌａに対して、先読み位置Ａ０が左側にある場合に左旋回と判定し、右側にある場合に右旋回と判定する。そして、左旋回を正、右旋回を負となるように、符号付先読み曲率ρｓを定義する。
【０１７８】
例えば、図２０に示すように複数の先読み軌跡を考えると、過去一先読み位置Ａ１と過去二先読み位置Ａ２とを結ぶ直線Ｌａに対して、先読み位置Ａ０が左側にある先読み軌跡ｔ１，ｔ２の場合、左旋回と判定され、先読み曲率ρ’に正符号を付与されて符号付先読み曲率ρｓが定義される。すなわちρｓ＝ρ’となる。
【０１７９】
また、過去一先読み位置Ａ１と過去二先読み位置Ａ２とを結ぶ直線Ｌａに対して、先読み位置Ａ０が右側にある先読み軌跡ｔ３，ｔ４の場合、右旋回と判定され、先読み曲率ρ’に負符号を付与されて符号付先読み曲率ρｓが定義される。すなわちρｓ＝−ρ’となる。
【０１８０】
先読み位置Ａ０が直線Ｌａ上にある場合は、車両１が直進しており先読み曲率ρ’が０なので、符号付先読み曲率ρｓも０と定義される。すなわちρｓ＝０となる。
【０１８１】
ここで、各直線Ｌａ，Ｌｂの傾きａ１，ａ２に着目すると、図２０の先読み軌跡ｔ１，ｔ２のような左旋回の場合、過去一先読み位置Ａ１と過去二先読み位置Ａ２とを結ぶ直線Ｌａの傾きａ１は、先読み位置Ａ０と過去一先読み位置Ａ１とを結ぶ直線Ｌｂの傾きａ２より小さくなる。
【０１８２】
また、図２０の先読み軌跡ｔ３，ｔ４のような右旋回の場合、直線Ｌａの傾きａ１は、直線Ｌｂの傾きａ２より大きくなり、先読み位置Ａ０が直線Ｌａ上にある場合は、直線Ｌａの傾きａ１と直線Ｌｂの傾きａ２とは等しくなる。
【０１８３】
したがって、左旋回のとき正、右旋回のとき負となるように、各直線Ｌａ，Ｌｂの傾きａ１，ａ２に着目した以下の条件によって、符号付先読み曲率ρｓを定義することができる。
・ａ１＞ａ２の場合、右旋回のため、ρｓ＝−ρ’
・ａ１＜ａ２の場合、左旋回のため、ρｓ＝ρ’
・ａ１＝ａ２の場合、直進のため、ρｓ＝０
【０１８４】
次に、図２１を参照し、ステップＳ４０３におけるアシストトルク制御の詳細について説明する。図２１は、アシストトルク制御の制御ブロック図である。なお、図２１において、図９や図１２と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【０１８５】
図２１において、アシストトルク制御を実行する場合、ＥＣＵ１００は、加算器１２１、乗算器１２２、微分器１２３、ゲイン乗算器１２４、ディレイ（遅延器）１２５や制御マップＭＰ８，ＭＰ３を利用して、アシストトルクＴＡの目標値ＴＡｔａｇを算出する。そして、この算出した目標値ＴＡｔａｇに応じて、ＥＰＳアクチュエータ３００を制御し、所望のアシストトルクＴＡを発生させる。
【０１８６】
より具体的には、アシストトルクＴＡの目標値ＴＡｔａｇは、加算器１２１の作用により、下記（４２）式として表される。
ＴＡｔａｇ＝ＴＡｂａｓｅ＋ｄρＶ２・・・（４２）
【０１８７】
上記（４２）式において、ＴＡｂａｓｅは、アシストトルクＴＡに基準を与える基本アシストトルクであり、制御マップＭＰ８により設定される。
【０１８８】
制御マップＭＰ８は、操舵トルクＭＴと基本アシストトルクＴＡｂａｓｅとを対応付けてなるマップである。図２１に例示される制御マップＭＰ８から明らかなように、基本アシストトルクＴＡｂａｓｅは、操舵トルクＭＴに応じて変化し、基本的に、操舵トルクＭＴが大きい程、大きくなるように設定されている。
【０１８９】
また、上記（４２）式において、ｄρＶ２は、符号付先読み曲率ρｓの微分値に基づき導出されるアシストトルクＴＡの補正量である。アシストトルク制御の目標値を基本アシストトルクＴＡｂａｓｅとした場合、目標アシスト特性に対して初期の応答遅れが大きい。そこで、アシストトルク制御の応答性を向上させるべく、上記（４２）式のように、アシストトルク補正量ｄρＶ２を加算する。以下にその導出方法の詳細について説明する。
【０１９０】
アシストトルク補正量ｄρＶ２は、乗算器１２２の作用により、下記（４３）式として表される。
ｄρＶ２＝ＧＮｖ×ｄρ２・Ｋ２・・・（４３）
ここで、ｄρ２は、符号付先読み曲率ρｓの微分値であり、後述するように微分器１２３により算出される。また、Ｋ２は、所定のゲインであり、ゲイン乗算器１２４においてｄρ２に乗算される。
【０１９１】
なお、（４３）式のＧＮｖは、上記第１，第２実施形態と同様に、車速Ｖに基づき制御マップＭＰ３により設定される車速ゲインであり、乗算器１２２によって、ゲイン乗算器１２４からの出力ｄρ２・Ｋ２に乗算される。車速ゲインＧＮｖは、先読み曲率ρ’が主に中高速で効果的に抽出できるため、図２１に例示される制御マップＭＰ３のように、中高速で大きくなる設定とされている。制御マップＭＰ３に示す車速Ｖと車速ゲインＧＮｖとの対応関係は、例えば実験的に適合させることができる。
【０１９２】
ゲインＫ２は、符号付先読み曲率ρｓの微分値ｄρ２に対して、これをＫ２ゲイン倍したｄρ２・Ｋ２によって、基本アシストトルクＴＡｂａｓｅのみを用いたアシストトルク制御で発生しうる応答遅れを補償できる量が設定されている。ゲインＫ２は、設計的または実験的に決定することができる。
【０１９３】
符号付先読み曲率ρｓの微分値ｄρ２は、微分器１２３により、下記（４４）式として表される。
ｄρ２＝（ρｄ２（ｔ）−ρｄ２（ｔ−sampling_time））／sampling_time・・・（４４）
ここで、ρｄ２は、符号付先読み曲率ρｓにディレイｔｄを入れる遅延演算を行った「ディレイ後の先読み曲率」であり、後述するようにディレイ（遅延器）１２５により算出される。また、sampling_timeは、サンプリング間隔である。つまり、符号付先読み曲率ρｓの微分値ｄρ２は、ディレイ後の先読み曲率の今回値ρｄ２（ｔ）と前回値ρｄ２（ｔ−sampling_time）との差分をサンプリング間隔sampling_timeで除して算出される先読み曲率ρｓの時間変化量である。
【０１９４】
ディレイ後の先読み曲率ρｄ２は、ディレイ（遅延器）１２５において、符号付先読み曲率ρｓにディレイｔｄ２を入れるディレイ処理を行って算出され、例えば下記（４５）式として表せる。
ρｄ２（ｔ）＝ρｓ（ｔ−ｔｄ２）・・・（４５）
ここで、ｔｄ２は、ディレイの大きさを調整するパラメータであり、ｔｄ＝０〜ａ２／Ｖの範囲で設定され（ａ２は定数）、車速Ｖによって可変である。
【０１９５】
つまり、ステップＳ４０３におけるアシストトルク制御の入力情報である符号付先読み曲率ρｓは、まずディレイ１２５において、（４５）式のディレイ処理が行われ、次に微分器１２３において、（４４）式により微分値ｄρ２が算出され、（４３）式に示すように、ゲイン乗算器１２４によりゲインＫ２が乗算され、乗算器１２２により車速Ｖに応じた車速ゲインＧＮｖが乗算された結果、アシストトルク補正量ｄρＶ２として出力される。
【０１９６】
このような、本実施形態のアシストトルク制御の効果について、図２２，２３を参照して説明する。図２２は、アシストトルク制御の実行過程におけるアシストトルクの時間推移を例示する図であり、図２３は、図２２に示すアシストトルクの時間推移のうちアシストトルク制御の初期の部分を拡大視した図である。
【０１９７】
図２２，２３において、細い実線で示されるグラフＬ０１は、操舵トルクＭＴに応じて定められるアシストトルク制御の目標値の時間推移を示す目標アシスト特性を表している。この目標アシスト特性Ｌ０１は、具体的には、図２１に示すアシストトルク制御の制御ブロック図において、操舵トルクＭＴに基づき制御マップＭＰ８を用いて導出される基本アシストトルクＴＡｂａｓｅである。図２２，２３に示す例では、目標アシスト特性Ｌ０１は、０から所定値まで連続的に増加されている。
【０１９８】
図２２，２３において、一点鎖線で示されるグラフＬ０２は、本実施形態で先読み曲率ρ’（符号付先読み曲率ρｓ）の微分値に基づき算出されるアシストトルク補正量ｄρＶ２の時間推移を表している。また、太い実線で示されるグラフＬ０３は、本実施形態のアシストトルク補正量ｄρＶ２をアシストトルク目標値ＴＡｔａｇに加算する処理（以下、先読み曲率微分補正という）を適用した場合に、ＥＰＳアクチュエータ３００から出力されたアシストトルクＴＡの時間推移を表している。また、破線で示されるグラフＬ０４は、比較例として、本実施形態の先読み曲率微分補正を実施しない場合（基本アシストトルクＴＡｂａｓｅのみをアシストトルク目標値ＴＡｔａｇとした場合）に、ＥＰＳアクチュエータ３００から出力されたアシストトルクＴＡの時間推移を表している。
【０１９９】
図２２，２３のグラフＬ０４に示すように、アシストトルク目標値ＴＡｔａｇを、図２１の制御マップＭＰ８により導出される基本アシストトルクＴＡｂａｓｅのみとした比較例の場合、ＥＰＳアクチュエータ３００により出力されたアシストトルクＴＡの時間推移は、目標アシスト特性Ｌ０１に対して立ち上がり時の応答遅れが大きくなり、また、目標アシスト特性Ｌ０１に追従するものの定常偏差が残ってしまう。このように、基本アシストトルクＴＡｂａｓｅのみをアシストトルク目標値ＴＡｔａｇとした場合には、特に操舵初期のアシストトルクＴＡの応答遅れのため、操舵トルクＭＴに応じた充分なアシストトルクＴＡを実現することができず、ドライバの意図にあった操舵特性が得られない虞がある。
【０２００】
これに対し、本実施形態では、運転者の操舵トルクＭＴを補助するためのアシストトルクＴＡを好適に供給すべく、先読み曲率ρ’の微分値に基づいてアシストトルクＴＡを制御する。より詳細には、本実施形態では、先読み曲率ρ’の微分値に基づき図２２，２３のグラフＬ０２に示すアシストトルク補正量ｄρＶ２を算出し、これをアシストトルク目標値ＴＡｔａｇに加算するよう構成されている。特に、グラフＬ０２に示すように、目標アシスト特性Ｌ０１が大きく変化し比較例（グラフＬ０４）において応答遅れが発生した操舵初期に、アシストトルク補正量ｄρＶ２を大きくとり、アシストトルクＴＡの応答遅れを補償できるよう構成されている。
【０２０１】
このような構成により、本実施形態では、現在位置よりも先の暫定走行位置における道路情報である先読み曲率ρ’の変化量を現時点での車両１の操舵制御に反映させて、アシストトルクＴＡをフィードフォワード的に制御することが可能となり、図２２，２３のグラフＬ０３に示すように、比較例（グラフＬ０４）と比べてアシストトルクＴＡを操舵初期から目標アシスト特性Ｌ０１に近づけることが可能となる。このため、操舵初期におけるアシストトルクの応答遅れによる操舵トルクの増加がなくなり、ドライバの意図にあった操舵特性が得られ、ドライバの感覚に合うアシストトルク制御を行うことができる。
【０２０２】
次に、本実施形態の先読み曲率微分補正と、従来の補償手法とを比較して、本実施形態の効果についてさらに説明する。まず、図２４，２５を参照して、周知のトルク微分補償との比較について説明する。図２４は、トルク微分補償を比較例としたアシストトルクの時間推移を例示する図であり、図２５は、図２４に示すアシストトルクの時間推移のうちアシストトルク制御の初期の部分を拡大視した図である。
【０２０３】
トルク微分補償とは、操舵トルクＭＴに応じたアシストトルク目標値ＴＡｔａｇを設定する主制御に、操舵トルクＭＴの微分値に応じた微分補正値にゲインを乗じたトルク微分補償量を加算することにより、アシストトルク制御の応答性を改善するものである。
【０２０４】
図２４，２５において、一点鎖線で示されるグラフＬ０５は、アシストトルク制御にこのトルク微分補償を適用した場合に、ＥＰＳアクチュエータ３００から出力されたアシストトルクＴＡの時間推移を表している。なお、グラフＬ０１，Ｌ０３，Ｌ０４は、図２２，２３のものと同一である。
【０２０５】
トルク微分補償では、上述のゲインを大きくしてトルク微分補償量を増大させるほどアシストトルク制御の応答性を改善することができるが、このゲインを大きくしすぎると、目標アシスト特性Ｌ０１が単調増加から一定値に遷移する際（図２４に示す領域Ａ）にアシストトルクＴＡがオーバーシュートしてしまうので、このようなオーバーシュートの発生を避けるためにゲイン値の増加に限界があり、したがってアシストトルク制御の応答性を高めるにも限界がある。このため、図２５のグラフＬ０５に示すように、トルク微分補償をアシストトルク制御に適用した場合、基本アシストトルクＴＡｂａｓｅのみをアシストトルク目標値ＴＡｔａｇとした場合（グラフＬ０４）よりはアシストトルクの応答性を向上させることができるものの、依然として立ち上がり時の応答遅れがあり、偏差も残ってしまう。
【０２０６】
これに対して、本実施形態の先読み曲率微分補正では、図２４，２５のグラフＬ０３に示すとおり、トルク微分補償（グラフＬ０５）と比較して、アシストトルクＴＡを操舵初期から目標アシスト特性Ｌ０１により一層近づけることが可能となる。
【０２０７】
次に、図２６，２７を参照して、周知のδ微分補償との比較について説明する。図２６は、δ微分補償を比較例としたアシストトルクの時間推移を例示する図であり、図２７は、図２６に示すアシストトルクの時間推移のうちアシストトルク制御の初期の部分を拡大視した図である。
【０２０８】
図２６，２７において、一点鎖線で示されるグラフＬ０６は、アシストトルク制御にδ微分補償を適用した場合に、ＥＰＳアクチュエータ３００から出力されたアシストトルクＴＡの時間推移を表している。なお、グラフＬ０１，Ｌ０３，Ｌ０４は、図２４，２５のものと同一である。
【０２０９】
δ微分補償では、δ微分補償量を増大させるほどアシストトルク制御の応答性を改善することができるが、δ微分補償量を大きくしすぎると、目標アシスト特性Ｌ０１が単調増加から一定値に遷移する際（図２６に示す領域Ａ）にアシストトルクＴＡがオーバーシュートしてしまうので、このようなオーバーシュートの発生を避けるためにδ微分補償量の増加に限界があり、したがってアシストトルク制御の応答性を高めるにも限界がある。このため、図２７のグラフＬ０６に示すように、δ微分補償をアシストトルク制御に適用した場合、基本アシストトルクＴＡｂａｓｅのみをアシストトルク目標値ＴＡｔａｇとした場合（グラフＬ０４）よりはアシストトルクの応答性を向上させることができるものの、依然として立ち上がり時の応答遅れがあり、偏差も残ってしまう。
【０２１０】
これに対して、本実施形態の先読み曲率微分補正では、図２６，２７のグラフＬ０３に示すとおり、δ微分補償（グラフＬ０６）と比較して、アシストトルクＴＡを操舵初期から目標アシスト特性Ｌ０１により一層近づけることが可能となる。
【０２１１】
このように、本実施形態の先読み曲率微分補正（グラフＬ０３）は、トルク微分補償（グラフＬ０５）やδ微分補償（グラフＬ０６）など従来の補償手法と比較して、アシストトルクＴＡを操舵初期から目標アシスト特性Ｌ０１に好適に近づけることが可能となる。このため、より一層ドライバの感覚に合うアシストトルク制御を行うことができる。
【０２１２】
＜第５実施形態＞
次に、図２８〜図３４を参照して、本発明の第５実施形態について説明する。
【０２１３】
第４実施形態では、先読み曲率ρ’（ｔ）の時間変化量（微分値）に基づいてアシストトルク制御の補正量を制御していたが、第５実施形態は、先読み曲率ρ’（ｔ）に基づいてアシストトルク制御の補正量を算出する点において、第４実施形態と異なるものである。つまり、本実施形態は、図１８のフローチャートを参照して説明して説明した第４実施形態のハンドル制御処理のうち、ステップＳ４０３におけるアシストトルク制御の内容が相違する。
【０２１４】
図２８を参照し、第４実施形態との相違点である、図１８のフローチャートのステップＳ４０３におけるアシストトルク制御の詳細について説明する。図２８は、本実施形態におけるアシストトルク制御の制御ブロック図である。
【０２１５】
図２８において、アシストトルク制御を実行する場合、ＥＣＵ１００は、加算器１３１、乗算器１３２、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１３３、ゲイン乗算器１３４、ディレイ（遅延器）１３５や制御マップＭＰ８，ＭＰ３を利用して、アシストトルクＴＡの目標値ＴＡｔａｇを算出する。目標値が算出されると、ＥＰＳアクチュエータ３００がこの目標値に応じて制御される。より具体的には、アシストトルクＴＡの目標値ＴＡｔａｇは、加算器１３１の作用により、下記（４６）式として表される。
ＴＡｔａｇ＝ＴＡｂａｓｅ＋ｄρＶ１・・・（４６）
【０２１６】
上記（４６）式において、ＴＡｂａｓｅは、アシストトルクに基準を与える基本アシストトルクであり、第４実施形態と同様に、制御マップＭＰ８により設定される。
【０２１７】
また、上記（４６）式において、ｄρＶ１は、符号付先読み曲率ρｓに基づき導出されるアシストトルクの補正量である。アシストトルク制御の目標値を基本アシストトルクＴＡｂａｓｅとした場合、目標アシスト特性に対して初期の応答遅れが大きい。そこで、アシストトルク制御の応答性を向上させるべく、上記（４６）式のように、符号付先読み曲率ρｓに基づく補正量ｄρＶ１を加算する。以下にその導出方法の詳細について説明する。
【０２１８】
まず、ディレイ（遅延器）１３５において、符号付先読み曲率ρｓにディレイｔｄ１を入れる遅延演算が行われ、「ディレイ後の先読み曲率」ρｄ１が算出される。ディレイ後の先読み曲率ρｄ１は、例えば下記（４７）式として表せる。
ρｄ１（ｔ）＝ρｓ（ｔ−ｔｄ１）・・・（４７）
ここで、ｔｄ１は、ディレイの大きさを調整するパラメータであり、ｔｄ１＝０〜ａ１／Ｖの範囲で設定され（ａ１は定数）、車速Ｖによって可変である。なお、ディレイ量ｔｄ１の車速Ｖによる特性は、第４実施形態のｔｄ２のものと同一とすることができる。
【０２１９】
次に、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１３３において、このディレイ後の先読み曲率ρｄ１がフィルタ処理され、位相を調整された「フィルタ処理後の符号付先読み曲率」ｄρ１として算出される。
【０２２０】
次に、ゲイン乗算器１３４において、フィルタ処理後の符号付先読み曲率ｄρ１に所定ゲインＫ１が乗算される。ゲインＫ１は、フィルタ処理後の符号付先読み曲率ｄρ１に対して、これをＫ１ゲイン倍したｄρ１・Ｋ１によって、基本アシストトルクＴＡｂａｓｅのみを用いたアシストトルク制御で発生しうる応答遅れを補償できる量が設定されている。ゲインＫ１は、設計的または実験的に決定することができる。
【０２２１】
次に、ゲイン乗算器１３４により算出されたｄρ１・Ｋ１に、乗算器１３２の作用により、さらに車速ゲインＧＮｖが乗算され、アシストトルク補正量ｄρＶ１が算出される。アシストトルク補正量ｄρＶ１は、下記（４８）式として表される。
ｄρＶ１＝ＧＮｖ×ｄρ１・Ｋ１・・・（４８）
なお、（４８）式の車速ゲインＧＮｖは、第４実施形態と同様に、車速Ｖに基づき制御マップＭＰ３により設定される。
【０２２２】
このような、本実施形態のアシストトルク制御の効果について、図２９，３０を参照して説明する。図２９は、アシストトルク制御の実行過程におけるアシストトルクの時間推移を例示する図であり、図３０は、図２９に示すアシストトルクの時間推移のうちアシストトルク制御の初期の部分を拡大視した図である。
【０２２３】
図２９，３０において、太い実線で示されるグラフＬ０７は、本実施形態のアシストトルク補正量ｄρＶ１をアシストトルク目標値ＴＡｔａｇに加算する処理（以下、先読み曲率補正という）を適用した場合に、ＥＰＳアクチュエータ３００から出力されたアシストトルクＴＡの時間推移を表している。また、二点鎖線で示されるグラフＬ０８は、符号付先読み曲率ρｓの時間推移を、アシストトルクのスケールに合わせて表したものである。なお、図２２と同様に、グラフＬ０１は、目標アシスト特性を表し、グラフＬ０４は、比較例として本実施形態の先読み曲率補正を実施しない場合（基本アシストトルクＴＡｂａｓｅのみをアシストトルク目標値ＴＡｔａｇとした場合）に、ＥＰＳアクチュエータ３００から出力されたアシストトルクＴＡの時間推移とを表している。
【０２２４】
図２９，３０のグラフＬ０４に示すように、アシストトルク目標値ＴＡｔａｇを、図２８の制御マップＭＰ８により導出される基本アシストトルクＴＡｂａｓｅのみとした比較例の場合、ＥＰＳアクチュエータ３００により出力されたアシストトルクＴＡの時間推移は、目標アシスト特性Ｌ０１に対して立ち上がり時の応答遅れが大きくなり、また、目標アシスト特性Ｌ０１に追従するものの定常偏差が残ってしまう。このように、基本アシストトルクＴＡｂａｓｅのみをアシストトルク目標値ＴＡｔａｇとした場合には、特に操舵初期のアシストトルクＴＡの応答遅れのため、操舵トルクＭＴに応じた充分なアシストトルクＴＡを実現することができず、ドライバの意図にあった操舵特性が得られない虞がある。
【０２２５】
これに対し、本実施形態では、運転者の操舵トルクＭＴを補助するためのアシストトルクＴＡを好適に供給すべく、先読み曲率ρ’に基づいてアシストトルクＴＡを制御する。先読み曲率ρ’とは、現在位置よりも先の暫定走行位置における道路情報であるので、図２９，３０のグラフＬ０８に示すように、目標アシスト特性Ｌ０１と同様の時間遷移をなし、かつ目標アシスト特性Ｌ０１よりも時間遷移のタイミングが早くなる特性をもつ。そこで、本実施形態では、この先読み曲率ρ’に基づいてアシストトルク補正量ｄρＶ１を算出し、これをアシストトルク目標値ＴＡｔａｇに加算することで、ドライバの所望のアシストトルクＴＡを実現できるよう構成されている。
【０２２６】
このような構成により、本実施形態では、現在位置よりも先の暫定走行位置における道路情報である先読み曲率ρ’を現時点での車両１の操舵制御に反映させて、アシストトルクＴＡをフィードフォワード的に制御することが可能となり、図２９，３０のグラフＬ０７に示すように、比較例（グラフＬ０４）と比べてアシストトルクＴＡを操舵初期から目標アシスト特性Ｌ０１に近づけることが可能となる。このため、操舵初期におけるアシストトルクの応答遅れによる操舵トルクの増加がなくなり、ドライバの意図にあった操舵特性が得られ、ドライバの感覚に合うアシストトルク制御を行うことができる。
【０２２７】
次に、本実施形態の先読み曲率補正と、従来の補償手法とを比較して、本実施形態の効果についてさらに説明する。まず、図３１，３２を参照して、周知のトルク微分補償との比較について説明する。図３１は、トルク微分補償を比較例としたアシストトルクの時間推移を例示する図であり、図３２は、図３１に示すアシストトルクの時間推移のうちアシストトルク制御の初期の部分を拡大視した図である。
【０２２８】
図３１，３２において、一点鎖線で示されるグラフＬ０５は、図２４，２５と同様に、アシストトルク制御にこのトルク微分補償を適用した場合に、ＥＰＳアクチュエータ３００から出力されたアシストトルクＴＡの時間推移を表している。なお、グラフＬ０１，Ｌ０４，Ｌ０７は、図２９，３０のものと同一である。
【０２２９】
図３２のグラフＬ０５に示すように、トルク微分補償をアシストトルク制御に適用した場合、図２４，２５を参照して説明したように、基本アシストトルクＴＡｂａｓｅのみをアシストトルク目標値ＴＡｔａｇとした場合（グラフＬ０４）よりはアシストトルクの応答性を向上させることができるものの、依然として立ち上がり時の応答遅れがあり、偏差も残ってしまう。
【０２３０】
これに対して、本実施形態の先読み曲率補正では、図３１，３２のグラフＬ０７に示すとおり、トルク微分補償（グラフＬ０５）と比較して、アシストトルクＴＡを操舵初期から目標アシスト特性Ｌ０１により一層近づけることが可能となる。
【０２３１】
次に、図３３，３４を参照して、周知のδ微分補償との比較について説明する。図３３は、δ微分補償を比較例としたアシストトルクの時間推移を例示する図であり、図３４は、図３３に示すアシストトルクの時間推移のうちアシストトルク制御の初期の部分を拡大視した図である。
【０２３２】
図３３，３４において、一点鎖線で示されるグラフＬ０６は、図２６，２７と同様に、アシストトルク制御にδ微分補償を適用した場合に、ＥＰＳアクチュエータ３００から出力されたアシストトルクＴＡの時間推移を表している。なお、グラフＬ０１，Ｌ０４，Ｌ０７は、図２９，３０のものと同一である。
【０２３３】
図３４のグラフＬ０６に示すように、δ微分補償をアシストトルク制御に適用した場合、図２６，２７を参照して説明したように、基本アシストトルクＴＡｂａｓｅのみをアシストトルク目標値ＴＡｔａｇとした場合（グラフＬ０４）よりはアシストトルクの応答性を向上させることができるものの、依然として立ち上がり時の応答遅れがあり、偏差も残ってしまう。
【０２３４】
これに対して、本実施形態の先読み曲率補正では、図３３，３４のグラフＬ０７に示すとおり、δ微分補償（グラフＬ０６）と比較して、アシストトルクＴＡを操舵初期から目標アシスト特性Ｌ０１により一層近づけることが可能となる。
【０２３５】
このように、本実施形態の先読み曲率補正（グラフＬ０７）は、トルク微分補償（グラフＬ０５）やδ微分補償（グラフＬ０６）など従来の補償手法と比較して、アシストトルクＴＡを操舵初期から目標アシスト特性Ｌ０１に好適に近づけることが可能となる。このため、より一層ドライバの感覚に合うアシストトルク制御を行うことができる。
【０２３６】
＜第６実施形態＞
次に、図３５〜図４１を参照して、本発明の第６実施形態について説明する。
【０２３７】
第６実施形態は、上記の第４実施形態の先読み曲率微分補正と第５実施形態の先読み曲率補正とを組み合わせたものである。つまり、第６実施形態では、先読み曲率ρ’（ｔ）の時間変化量（微分値）に基づき算出されるアシストトルク制御の補正量と、先読み曲率ρ’（ｔ）に基づき算出されるアシストトルク制御の補正量とを併用して、アシストトルクを制御する。
【０２３８】
図３５は、本実施形態におけるアシストトルク制御の制御ブロック図である。図３５に示すように、アシストトルクＴＡの目標値ＴＡｔａｇは、加算器１２１，１３１の作用により、下記（４９）式として表される。
ＴＡｔａｇ＝ＴＡｂａｓｅ＋ｄρＶ１＋ｄρＶ２・・・（４９）
【０２３９】
上記（４９）式において、ＴＡｂａｓｅは、アシストトルクに基準を与える基本アシストトルクであり、第４，５実施形態と同様に、制御マップＭＰ８により設定される。
【０２４０】
また、上記（４９）式において、ｄρＶ１は、符号付先読み曲率ρｓに基づき導出されるアシストトルクの補正量であり、第５実施形態と同様に乗算器１３２、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１３３、ゲイン乗算器１３４、ディレイ（遅延器）１３５、制御マップＭＰ３を利用して算出される。
【０２４１】
また、ｄρＶ２は、符号付先読み曲率ρｓの微分値に基づき導出されるアシストトルクの補正量であり、第４実施形態と同様に乗算器１２２、微分器１２３、ゲイン乗算器１２４、ディレイ（遅延器）１２５、制御マップＭＰ３を利用して算出される。
【０２４２】
このような、本実施形態のアシストトルク制御の効果について、図３６，３７を参照して説明する。図３６は、アシストトルク制御の実行過程におけるアシストトルクの時間推移を例示する図であり、図３７は、図３６に示すアシストトルクの時間推移のうちアシストトルク制御の初期の部分を拡大視した図である。
【０２４３】
図３６，３７において、太い実線で示されるグラフＬ０９は、本実施形態のアシストトルク補正量ｄρＶ１をアシストトルク目標値ＴＡｔａｇに加算する先読み曲率補正と、アシストトルク補正量ｄρＶ２をアシストトルク目標値ＴＡｔａｇに加算する先読み曲率微分補正とを適用した場合に、ＥＰＳアクチュエータ３００から出力されたアシストトルクＴＡの時間推移を表している。なお、図２９と同様に、グラフＬ０１は、目標アシスト特性を表し、グラフＬ０４は、比較例として本実施形態の先読み曲率補正及び先読み曲率微分補正を実施しない場合（基本アシストトルクＴＡｂａｓｅのみをアシストトルク目標値ＴＡｔａｇとした場合）に、ＥＰＳアクチュエータ３００から出力されたアシストトルクＴＡの時間推移とを表し、グラフＬ０８は、符号付先読み曲率ρｓの時間推移を、アシストトルクのスケールに合わせて表したものである。
【０２４４】
図３６，３７のグラフＬ０４に示すように、アシストトルク目標値ＴＡｔａｇを、図３５の制御マップＭＰ８により導出される基本アシストトルクＴＡｂａｓｅのみとした比較例の場合、ＥＰＳアクチュエータ３００により出力されたアシストトルクＴＡの時間推移は、目標アシスト特性Ｌ０１に対して立ち上がり時の応答遅れが大きくなり、また、目標アシスト特性Ｌ０１に追従するものの定常偏差が残ってしまう。このように、基本アシストトルクＴＡｂａｓｅのみをアシストトルク目標値ＴＡｔａｇとした場合には、特に操舵初期のアシストトルクＴＡの応答遅れのため、操舵トルクＭＴに応じた充分なアシストトルクＴＡを実現することができず、ドライバの意図にあった操舵特性が得られない虞がある。
【０２４５】
これに対し、本実施形態では、運転者の操舵トルクＭＴを補助するためのアシストトルクＴＡを好適に供給すべく、先読み曲率ρ’とその微分値に基づいてアシストトルクＴＡを制御する。より詳細には、本実施形態では、図３６，３７のグラフＬ０９に示すように、目標アシスト特性Ｌ０１と同様の時間遷移をなし、かつ目標アシスト特性Ｌ０１よりも時間遷移のタイミングが早い先読み曲率ρ’に基づいて、アシストトルク補正量ｄρＶ１を算出し、また、この先読み曲率ρ’の微分値に基づいてアシストトルク補正量ｄρＶ２を算出し、これらをアシストトルク目標値ＴＡｔａｇに加算するよう構成されている。
【０２４６】
このような構成により、本実施形態では、先読み曲率ρ’とその微分値に基づいてアシストトルク目標値ＴＡｔａｇをフィードフォワード的に制御することが可能となり、図３６，３７のグラフＬ０９に示すように、比較例（グラフＬ０４）と比べて、アシストトルクＴＡを操舵初期から目標アシスト特性Ｌ０１に近づけることが可能となる。さらには第４実施形態の先読み曲率微分補正（図２２，２３のグラフＬ０３）や第５実施形態の先読み曲率補正（図２９，３０のグラフＬ０７）を個別に適用する場合と比べても、アシストトルクＴＡを操舵初期から目標アシスト特性Ｌ０１に近づけることが可能となる。このため、操舵初期におけるアシストトルクの応答遅れによる操舵トルクの増加がなくなり、ドライバの意図にあった操舵特性が得られ、ドライバの感覚に合うアシストトルク制御を行うことができる。
【０２４７】
次に、本実施形態と、従来の補償手法とを比較して、本実施形態の効果についてさらに説明する。まず、図３８，３９を参照して、周知のトルク微分補償との比較について説明する。図３８は、トルク微分補償を比較例としたアシストトルクの時間推移を例示する図であり、図３９は、図３８に示すアシストトルクの時間推移のうちアシストトルク制御の初期の部分を拡大視した図である。
【０２４８】
図３８，３９において、一点鎖線で示されるグラフＬ０５は、図２４，２５と同様に、アシストトルク制御にこのトルク微分補償を適用した場合に、ＥＰＳアクチュエータ３００から出力されたアシストトルクＴＡの時間推移を表している。なお、グラフＬ０１，Ｌ０４，Ｌ０９は、図３６，３７のものと同一である。
【０２４９】
図３９のグラフＬ０５に示すように、トルク微分補償をアシストトルク制御に適用した場合、図２４，２５を参照して説明したように、基本アシストトルクＴＡｂａｓｅのみをアシストトルク目標値ＴＡｔａｇとした場合（グラフＬ０４）よりはアシストトルクの応答性を向上させることができるものの、依然として立ち上がり時の応答遅れがあり、偏差も残ってしまう。
【０２５０】
これに対して、本実施形態では、図３８，３９のグラフＬ０９に示すとおり、トルク微分補償（グラフＬ０５）と比較して、アシストトルクＴＡを操舵初期から目標アシスト特性Ｌ０１により一層近づけることが可能となる。
【０２５１】
次に、図４０，４１を参照して、周知のδ微分補償との比較について説明する。図４０は、δ微分補償を比較例としたアシストトルクの時間推移を例示する図であり、図４１は、図４０に示すアシストトルクの時間推移のうちアシストトルク制御の初期の部分を拡大視した図である。
【０２５２】
図４０，４１において、一点鎖線で示されるグラフＬ０６は、図２６，２７と同様に、アシストトルク制御にδ微分補償を適用した場合に、ＥＰＳアクチュエータ３００から出力されたアシストトルクＴＡの時間推移を表している。なお、グラフＬ０１，Ｌ０４，Ｌ０９は、図３６，３７のものと同一である。
【０２５３】
図４１のグラフＬ０６に示すように、δ微分補償をアシストトルク制御に適用した場合、図２６，２７を参照して説明したように、基本アシストトルクＴＡｂａｓｅのみをアシストトルク目標値ＴＡｔａｇとした場合（グラフＬ０４）よりはアシストトルクの応答性を向上させることができるものの、依然として立ち上がり時の応答遅れがあり、偏差も残ってしまう。
【０２５４】
これに対して、本実施形態の先読み曲率補正及び先読み曲率微分補正では、図４０，４１のグラフＬ０９に示すとおり、δ微分補償（グラフＬ０６）と比較して、アシストトルクＴＡを操舵初期から目標アシスト特性Ｌ０１により一層近づけることが可能となる。
【０２５５】
このように、本実施形態の先読み曲率補正と先読み曲率微分補正を組み合わせた補正手法（グラフＬ０９）は、トルク微分補償（グラフＬ０５）やδ微分補償（グラフＬ０６）など従来の補償手法と比較して、アシストトルクＴＡを操舵初期から目標アシスト特性Ｌ０１に好適に近づけることが可能となる。このため、より一層ドライバの感覚に合うアシストトルク制御を行うことができる。
【０２５６】
＜第７実施形態＞
次に、図４２を参照して、本発明の第７実施形態について説明する。本実施形態は、上記の第４〜６実施形態に、路面摩擦係数μに基づいて、先読み曲率微分補正（第４，６実施形態のアシストトルク補正量ｄρＶ２をアシストトルク目標値ＴＡｔａｇに加算する処理）または先読み曲率補正（第５，６実施形態のアシストトルク補正量ｄρＶ１をアシストトルク目標値ＴＡｔａｇに加算する処理）の実施可否を判断する機能を追加したものである。
【０２５７】
図４２は、本実施形態におけるアシストトルク制御の制御ブロック図である。図４２に示すように、本実施形態では、アシストトルク補正制御の実施可否判断機能として、路面摩擦係数μに基づきアシストトルク補正制御を実施するか否かを判定する制御実施判定部１４１と、制御実施判定部１４１からの出力値の切替時に、出力値を漸増または漸減処理する漸増減処理部１４２と、漸増減処理部１４２からの出力されるゲイン値を、乗算器１３２から出力される先読み曲率補正によるアシストトルク補正量ｄρＶ１と、乗算器１２２から出力される先読み曲率微分補正によるアシストトルク補正量ｄρＶ２とに乗算する乗算器１４３，１４４とをさらに備えて構成されている。
【０２５８】
制御実施判定部１４１は、路面摩擦係数μの推定値（μ推定値）に基づき、アシストトルク補正制御を実施するか否かを判定する。より詳細には、制御実施判定部１４１は、μ推定値が所定値以上である場合に、アシストトルク補正制御を実施するよう判定し、出力値として１を出力する。また、μ推定値が所定値未満であり、路面摩擦係数μが小さい状態（低μ状態）では、過剰なアシストを防止すべくアシストトルク補正制御を実施しないよう判定し、出力値として０を出力する。すなわち、制御実施判定部１４１は、μ推定値が所定値未満から所定値以上に遷移した場合に出力値を０から１に切り替え、また、μ推定値が所定値以上から所定値未満に遷移した場合に出力値を１から０に切り替える。
【０２５９】
なお、制御実施判定部１４１の入力情報である路面摩擦係数μの推定値（μ推定値）は、車両１の各種センサ情報に基づいて、周知の推定手法を用いて算出することができる。μ推定値の算出に用いられるセンサ情報とは、例えば、上述の操舵角センサ１７、車速センサ１９、ヨーレートセンサ２０、及び横加速度センサ２１や、その他、各車輪ＦＬ，ＦＲの車輪速度を検出する車輪速度センサ、車両１の前後加速度を検出する前後加速度センサ、車両１の上下加速度（鉛直方向の加速度）を検出する上下加速度センサ、マスタシリンダの圧力を検出するマスタ圧センサなどが含まれる。
【０２６０】
漸増減処理部１４２は、制御実施判定部１４１の出力値に基づき、アシストトルク補正量ｄρＶ１，ｄρＶ２に乗算するゲイン値を出力する。具体的には、漸増減処理部１４２は、制御実施判定部１４１の出力値が０または１で一定の場合には、この出力値をそのままゲイン値として出力し、特に、制御実施判定部１４１からの出力値が０から１、または１から０に切り替わった場合に、出力値を所定時間で徐々に変化させるよう漸増または漸減処理を行い、ゲイン値が急激に切り替わることを防止するよう構成される。例えば制御実施判定部１４１において制御実施可能との判定から不可との判定に切り替わったとき、出力値が１から０へ切り替わるが、瞬時に切り替えることなく、段階的に１から０へ変化させることで、アシストトルクの急激な変動を防止できる。なお、制御実施判定部１４１において制御実施不可との判定（出力値０）から可能との判定（出力値１）に切り替わったときも同様に段階的に変化させる。
【０２６１】
本実施形態の効果について説明する。一般に、路面摩擦係数μが低いとき（低μ時）は、高い場合に比べてセルフアライニングトルクが小さくなるため、必要となるアシスト力が小さくてよい。これに対して、先読み曲率補正及び先読み曲率微分補正で導出されるアシストトルク補正量ｄρＶ１，ｄρＶ２は、ゲインＫ１，Ｋ２が一定であるため、低μ時には過剰なアシストとなる場合がある。そこで、本実施形態では、アシストトルク制御において、路面摩擦係数μについての許可条件を設けることにより、適切なアシストができる状況に絞ってアシストトルク制御を実行することができ、この結果、より一層ドライバの感覚に合う制御を行うことができる。
【０２６２】
なお、図４２では、先読み曲率微分補正及び先読み曲率補正を両方備える第６実施形態の構成を例示したが、図２１に示す先読み曲率微分補正のみを備える第４実施形態の構成や、図２８に示す先読み曲率補正のみを備える第５実施形態の構成にも適用することができる。
【０２６３】
＜第８実施形態＞
次に、図４３を参照して、本発明の第８実施形態について説明する。本実施形態は、上記の第４〜６実施形態に、車両１の加速度に基づいて、先読み曲率微分補正（第４，６実施形態のアシストトルク補正量ｄρＶ２をアシストトルク目標値ＴＡｔａｇに加算する処理）または先読み曲率補正（第５，６実施形態のアシストトルク補正量ｄρＶ１をアシストトルク目標値ＴＡｔａｇに加算する処理）の実施可否を判断する機能を追加したものである。
【０２６４】
図４３は、本実施形態におけるアシストトルク制御の制御ブロック図である。図４３に示すように、本実施形態では、車速Ｖを微分する微分器１５１と、微分器１５１により算出された車両１の加速度に基づきアシストトルク補正制御を実施するか否かを判定する制御実施判定部１５２と、漸増減処理部１５３と、乗算器１５４，１５５とをさらに備えて構成されている。なお、漸増減処理部１５３と、乗算器１５４，１５５は、第７実施形態の漸増減処理部１４２及び乗算器１４３，１４４と同様の機能である。
【０２６５】
微分器１５１は、入力される車両１の速度Ｖを微分演算して、加速度を算出する。
【０２６６】
制御実施判定部１５２は、微分器１５１により算出された車両１の加速度の値に基づき、アシストトルク補正制御を実施するか否かを判定する。より詳細には、制御実施判定部１５２は、車両１の前後加速度（車速微分）が所定範囲内である場合に、アシストトルク補正制御を実施するよう判定し、出力値として１を出力する。また、車両１の加速度が所定範囲外である場合には、過剰なアシストを防止すべくアシストトルク補正制御を実施しないよう判定し、出力値として０を出力する。
【０２６７】
本実施形態の効果について説明する。一般に、車両１の加速時または減速時は、定速走行時に比べてセルフアライニングトルクが小さくなる場合があり、その場合必要となるアシスト力が小さくてよい。これに対して、先読み曲率補正及び先読み曲率微分補正で導出されるアシストトルク補正量ｄρＶ１，ｄρＶ２は、ゲインＫ１，Ｋ２が一定であるため、加減速時に過剰なアシストとなる場合がある。そこで、本実施形態では、加減速についての許可条件を設けることにより、適切なアシストができる状況に絞ってアシストトルク制御を実行することができ、この結果、より一層ドライバの感覚に合う制御を行うことができる。
【０２６８】
なお、図４３では、先読み曲率微分補正及び先読み曲率補正を両方備える第６実施形態の構成を例示したが、図２１に示す先読み曲率微分補正のみを備える第４実施形態の構成や、図２８に示す先読み曲率補正のみを備える第５実施形態の構成にも適用することができる。
【０２６９】
＜第９実施形態＞
次に、図４４を参照して、本発明の第９実施形態について説明する。本実施形態は、上記の第４〜６実施形態に、操舵角速度ＭＡ’に基づいて、先読み曲率微分補正（第４，６実施形態のアシストトルク補正量ｄρＶ２をアシストトルク目標値ＴＡｔａｇに加算する処理）または先読み曲率補正（第５，６実施形態のアシストトルク補正量ｄρＶ１をアシストトルク目標値ＴＡｔａｇに加算する処理）の付加割合を調節する機能を追加したものである。
【０２７０】
図４４は、本実施形態におけるアシストトルク制御の制御ブロック図である。図４４に示すように、本実施形態では、操舵角速度ＭＡ’に基づきアシストトルク補正制御の付加割合を調整する制御調整部１６１と、制御調整部１６１から出力されるゲイン値を、乗算器１３２から出力される先読み曲率補正によるアシストトルク補正量ｄρＶ１と、乗算器１２２から出力される先読み曲率微分補正によるアシストトルク補正量ｄρＶ２とに乗算する乗算器１６２，１６３とをさらに備えて構成されている。
【０２７１】
制御調整部１６１は、図４４に示すように、操舵角速度ＭＡ’とアシストゲインＧＮｍａ’とを対応付けて成る制御マップＭＰ９を備えている。制御調整部１６１は、入力された操舵角速度ＭＡ’に基づいて制御マップＭＰ９を用いてこの操舵角速度ＭＡ’に対応するアシストゲインＧＮｍａ’を選択して出力する。図４４に例示される制御マップＭＰ９から明らかなように、アシストゲインＧＮｍａ’は、操舵角速度ＭＡ’が低い領域では１に設定され、所定の操舵角速度ＭＡ’を超えると速度増加に応じて０まで減少するよう設定される。つまり、操舵角速度ＭＡ’が大きい領域（例えば緊急回避など操作者が急ハンドルを切った状態など）では、アシストトルク補正量が付加されにくくなるよう制御される。一方、操舵角速度ＭＡ’が小さいほど、アシストゲインＧＮｍａ’が増えるため、アシストトルク補正量の付加割合が増え、アシストトルクを増大できる。
【０２７２】
本実施形態の効果について説明する。一般に、操舵角速度ＭＡ’が高い場合は、先読み曲率ρ’情報の精度が低く、ドライバの意図を抽出しにくいと考えられる。本実施形態では、操舵角速度ＭＡ’が高い領域では、アシストトルク補正量を減少させるべく、アシストゲインＧＮｍａ’を下げることにより、操舵角速度ＭＡ’が低くドライバの意図を抽出できる状況に絞って、適切なアシスト制御を行うことができる。
【０２７３】
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用情報処理装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【０２７４】
例えば、上記実施形態では、先読み曲率（推定された旋回曲率）ρ’またはこの先読み曲率ρ’（符号付先読み曲率ρｓ）の微分値（時間変化量）ｄρ２に基づいて、ＥＰＳアクチュエータ３００（アシストトルク供給手段）を制御してアシストトルクＴＡを生成していたが、この代わりに、ＶＧＲＳアクチュエータ２００（舵角可変手段）を制御して、操舵角ＭＡ（操舵入力）と操舵輪たる前輪の舵角との関係（操舵伝達比）を変化させる構成としてもよい。
【符号の説明】
【０２７５】
１…車両、１１…ハンドル、１２…アッパーステアリングシャフト、１００…ＥＣＵ、２００…ＶＧＲＳアクチュエータ、３００…ＥＰＳアクチュエータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＥＰＳ（Electronic controlled Power Steering：電子制御式パワーステアリング装置）やＶＧＲＳ（Variable Gear Ratio Steering：可変ギア比ステアリング装置）等の各種操舵機構を備えた車両に好適に搭載され、所望の走行軌跡を実現するために用いることが可能な、車両用情報処理装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術分野において、特許文献１には、ＧＰＳ（Global Positioning System）等の位置情報を集計して道路形状を算出するものが開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、道路ネットワークデータ、道路建設時期及び曲率法令テーブルを対応付けた道路法令情報に基づいてカーブの形状を推定するナビゲーション装置が開示されている。
【０００４】
また、特許文献３には、道路形状情報に基づいて道路曲率を演算し、道路曲率に応じてレーン走行支援を中断する車両制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２７２４２６号公報
【特許文献２】特開２０１０−１５１６９１号公報
【特許文献３】特開２００６−０３１５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＧＰＳは総じて高精度な絶対的位置情報を提供し得るが、時に大きな誤差を含む場合があり、このような場合には算出される道路形状が実際の道路形状と大きく異なったものとなる可能性がある。また、車載カメラ等の撮像手段により車両周辺部を撮像し、車両の走行路の曲率を推定することは可能であるが、一般にこのようなシステムは高価であり、また処理が複雑であるため、コストを増大させる。
【０００７】
更に、より大きな問題として、道路の曲率（端的には、道路の形状を意味する）は、必ずしも運転者が意図する車両の旋回曲率と一致しない。従って、例え、現在位置よりも先の位置での道路の曲率が実践上十分な精度で推定されたとしても、運転者の意思や感覚に即した車両の挙動制御を実現することは困難を伴う。特に、中高車速域においては、運転者は、車両の現在位置よりも先の走行路に視線を置いて、無意識下にこれから到達するであろう走行路を想定した操舵操作を行っている場合が多い。このため、現在位置における走行路の曲率や車両の旋回曲率に応じた操舵制御では、運転者に提供される操舵フィーリングが運転者の感覚と必ずしも一致しない。即ち、上述したものを含む従来の技術思想では、コストを増加させることなく好適な操舵フィーリングを提供することが、実践的にみて殆ど不可能であるという技術的問題点がある。
【０００８】
本発明は、上述した技術的問題点に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で現在位置よりも先の車両位置における車両の旋回曲率を推定可能な車両用情報処理装置を提供することを課題とする。また、望ましくは更に、この推定された旋回曲率を車両挙動の安定化に利用し得る車両用情報処理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】
【０００９】
上述した課題を解決するため、本発明に係る車両用情報処理装置は、車両に搭載される車両用情報処理装置であって、操舵入力に対応する操舵入力情報、旋回状態を規定する車両状態量及び車速に基づいて、前記車両の将来位置を算出する将来位置算出手段と、前記算出された将来位置を少なくとも一つ含み、且つ前記車両の現在位置に対応する車両位置を含む、前記車両に係る三以上の車両位置に基づいて、前記現在位置よりも先の暫定走行位置における前記車両の旋回曲率を推定する推定手段とを具備することを特徴とする（請求項１）。
【００１０】
本発明に係る車両用情報処理装置は、好適な一形態としてコンピュータ装置やプロセッサ等を含み、また必要に応じてメモリやセンサ等を適宜備えて構成される。
【００１１】
将来位置算出手段は、例えば操舵角等の操舵入力に関する操舵入力情報、例えばヨーレート、横加速度及び車体スリップ角等を含む車両状態量及び車速（以下、これらを包括した文言として適宜「参照要素群」なる文言を使用する）に基づいて、現在時刻よりも未来の時点における車両の位置を意味する将来位置を算出する。尚、車両位置とは、概念上、緯度及び経度により規定される絶対位置も、任意に設定され得る基準位置に対する相対位置も含み得るが、車両の運動制御への展開を図る観点からすれば、少なくとも後者が把握されていればよく、好適には後者を意味する。
【００１２】
運転者は、その時点における、操舵入力情報以外の他の参照要素（車速や車両状態量）と、自身が視覚上で認識した、現在位置よりも先の車両位置における道路形状（道路曲率）とに基づいて、操舵入力手段（例えば、ハンドル）を介した操舵入力を与えるものと考えられる。即ち、運転者から与えられる操舵入力には、近未来に車両が到達するであろう走行位置に関する情報が含まれると考えることができる。係る点に鑑みれば、例えば、参照要素群に基づいて基準位置（例えば、現在時刻に対応する現在位置や過去のある時点（過去時刻）に対応する過去位置）からの位置変位量として将来位置を予測する一種の計算モデルや演算則等を構築し、係る計算モデルや演算則に従った計算や演算を繰り返すことにより、時々刻々と変化する車両の将来位置を推定することが可能となる。尚、この将来位置は、未だ車両が到達していない近未来における予測的な車両位置であるから、必ずしも一つに限定されない。
【００１３】
例えば、将来位置算出手段は、第１の過程として、車両の現在位置及び過去位置を求め、第２の過程として、この現在位置及び過去位置と参照要素群とに基づいた数学的且つ幾何学的解析手法により将来位置を求めてもよい。車両の過去位置及び現在位置は、例えば、過去から現在に至る一定又は不定の期間における上記参照要素群の履歴から求めることができる。この際、例えば、過去一定期間の参照要素群の値から車両の軌跡（例えば、重心の軌跡）が時間関数として求められると共に、所望の時間値がこの時間関数に代入されることによって所望の時刻における車両位置（この場合、二次元座標系で規定される基準位置（基準座標）に対する位置変化量（座標変化量）の積算値である）が求められてもよい。或いは、過去位置としては、過去から現在に至る期間において連綿と求められた現在位置の履歴が利用されてもよい。また、過去位置及び現在位置は、カーナビゲーション装置や各種路車間通信システム等を介して適宜取得されてもよい。
【００１４】
本発明に係る車両用情報処理装置によれば、将来位置算出手段により将来位置が一定又は不定の時間周期で刻々と算出されていく過程において、推定手段により、現在位置よりも先の暫定走行位置（算出された将来位置の一つであってもよい）における車両の旋回曲率が推定される。
【００１５】
ここで、道路の曲率と必ずしも一致しない車両の旋回曲率は、車両が、例えばその重心位置の軌跡として描く仮想円の半径の逆数であると考えることができる。この仮想円は、二次元座標系における中心位置（中心座標）及び半径の三要素によって規定され得るから、重心位置の軌跡を規定する重心位置が少なくとも三点あれば、円の軌跡を算出する方程式に基づいて仮想円を求めることができる。本発明に係る推定手段は、このことを利用して、将来位置算出手段により算出された将来位置を少なくとも一つ含み、且つ車両の現在位置に対応する車両位置を含む、三以上の車両位置に基づいて、暫定走行位置における車両の旋回曲率を推定することができる。
【００１６】
尚、「現在位置に対応する車両位置」とは、現在位置に直接関連付けられた車両位置を意味し、例えば、上述した第１の過程において求められた現在位置そのもの、又は当該現在位置に基づいて算出された将来位置を意味する。このような、現在位置に対応する車両位置が旋回曲率推定に係る参照値として含まれることにより、車両位置の軌跡としての仮想円を高精度に確定することができる。尚、推定手段が参照する三以上の車両位置に「現在位置に基づいて算出された将来位置」が含まれる場合には、「算出された将来位置」と「車両の現在位置に対応する車両位置」とは、相互いに一致してもよい。
【００１７】
推定手段が、暫定走行位置における旋回曲率を推定するにあたり、残余の一以上の車両位置として如何なる車両位置を参照するかについては、少なくとも概念上は比較的高い自由度が与えられる。但し、車両の過去位置については、参照される過去位置に係る過去時点と現時点（現在時刻）との時間軸上の偏差が大きくなるに連れて、参照される過去位置が現時点よりも未来の時点において到達する暫定走行位置における旋回曲率に与える影響は小さくなるから、旋回曲率の推定に実践上利用可能な過去位置は自ずと限定される。例えば、ある周期で車両重心位置が時々刻々と算出されていく過程を考えた場合、暫定走行位置における旋回曲率の推定に供し得る過去位置は、過去１〜２サンプル程度であり、理想的には、過去位置は参照されなくてもよい。
【００１８】
同様に、車両の将来位置については、参照される将来位置に係る将来時点と現時点（現在時刻）との時間軸上の偏差が大きくなるに連れて、将来位置の推定精度は低下する（運転者の操舵入力に影響を与える将来位置は、例えば数秒〜十数秒先程度の近未来領域における車両位置であって、それよりも先の時点における車両位置を上記参照要素から推定することは実践上殆ど意味がない場合が多い）から、旋回曲率の推定に実践上利用可能な将来位置は自ずと限定される。
【００１９】
これらの点に鑑みれば、推定手段は、好適な一形態として、現在位置に対応する将来位置と、一サンプリング時刻前の過去位置に対応する将来位置（即ち、過去のある時点で算出された将来位置）と、二サンプリング時刻前の過去位置に対応する将来位置（即ち、この場合、現在位置よりも先に三以上の将来位置が算出されている）の三つの車両位置に基づいて旋回曲率を推定してもよい。或いは、推定手段は、好適な一形態として、現在位置に対応する将来位置と、一〜数サンプリング時刻前の過去位置に対応する将来位置と、現在位置（即ち、この場合、現在位置よりも先に複数の将来位置が算出されている）の三つの車両位置に基づいて旋回曲率を推定してもよい。
【００２０】
以上説明したように、本発明に係る車両用情報処理装置によれば、現在位置よりも先の暫定走行位置における、運転者の意思や感覚に即した車両自体の旋回曲率を、例えば車載カメラ等、コストの増加を招くシステムを利用することなく推定することができる。従って、車両に搭載され得る各種の操舵機構を制御する場合において、運転者に対し、運転者の意思や感覚に即した違和感のない操舵フィーリングを提供することが可能となるのである。
【００２１】
本発明に係る車両用情報処理装置の一の態様では、前記将来位置算出手段は、前記車両の現在位置及び過去位置を取得すると共に、該取得された現在位置及び過去位置と、前記操舵入力に対応する操舵入力情報、旋回状態を規定する車両状態量及び車速とに基づいて前記将来位置を算出する（請求項２）。
【００２２】
この態様によれば、将来位置算出手段は、先ず現在位置及び過去位置を取得し、この取得された現在位置及び過去位置と参照要素群とに基づいて将来位置を算出する。将来位置は、過去位置から現在位置へ続く車両の軌跡と、現在位置における参照要素群に影響されるから、このような過去から現在に至る車両の軌跡を反映する、複数の段階を経た将来位置の算出プロセスは、将来位置を高精度に推定し得る点において、合理的且つ実践上有意義である。
【００２３】
尚、現在位置及び過去位置を取得するにあたっては、上述したように参照要素群に基づいた数値演算（例えば、重心位置の軌跡を求める演算、及び求められた軌跡から位置を算出する演算等）が行われてもよいし、ナビゲーション装置や路車間通信システム等を介して情報が取得されてもよい。また、過去位置に関しては、時間軸上で連綿と取得される現在位置が経過時間と対応付けられる形で記憶されている場合には、当該記憶された値を読み出すこと等によって取得されてもよい。
【００２４】
本発明に係る車両用情報処理装置の他の態様では、前記将来位置は、基準位置に対する相対的な位置変化量により規定される相対位置である（請求項３）。
【００２５】
この態様によれば、将来位置は任意に設定される基準位置に対する相対的な位置変化量として規定されるので、算出或いは記憶に要する負荷が比較的軽くて済む。また、車両運動制御への展開を考える場合、実践的には、車両位置がこのような相対位置として規定されている方が、より好適である。
【００２６】
本発明に係る車両用情報処理装置の他の態様では、前記車両状態量を検出する検出手段を具備し、前記将来位置算出手段は、前記将来位置を算出するにあたって、前記検出された車両状態量を利用する（請求項４）。
【００２７】
この態様によれば、各種センサ等の検出手段により検出された精度の高い車両状態量に基づいて将来位置が算出されるため、算出される将来位置の信頼性を向上させることができる。尚、この種の検出手段が備わるか否かに関係なく、本発明に係る将来位置算出手段は、その時点の車速及び操舵入力情報に基づいて車両状態量を推定することも可能である。
【００２８】
本発明に係る車両用情報処理装置の他の態様では、前記操舵入力情報は操舵角であり、前記車両状態量は、ヨーレート、横加速度及び車体スリップ角である（請求項５）。
【００２９】
この態様によれば、操舵入力情報として操舵角が、また車両状態量としてヨーレート、横加速度及び車体スリップ角（車体の進行方向と操舵輪の中心線とがなす横滑り角）がそれぞれ採用される。操舵角は運転者が操舵入力を与えるにあたって操作する、ハンドル等の各種操舵入力手段の回転角であるから、運転者の意思を反映する操舵入力情報として最適である。また、ヨーレート、横加速度及び車体スリップ角は、車両の旋回挙動を規定する車両状態量として好適である。従って、この態様によれば、将来位置が比較的高精度に算出され得る。
【００３０】
本発明に係る車両用情報処理装置の他の態様では、前記三以上の車両位置は、算出時刻が時系列上で相互いに隣接する三つの車両位置を含む（請求項６）。
【００３１】
暫定走行位置における車両の旋回曲率を推定するにあたって参照される車両位置として、算出時刻が時系列上で相互いに連続する三つの車両位置が含まれる場合、将来的な車両位置の軌跡としての仮想円を高精度に確定することができ、実践上有益である。
【００３２】
本発明に係る車両用情報処理装置の他の態様では、前記車両は、前記操舵入力と操舵輪の舵角との関係を変化させることが可能な舵角可変手段と、運転者の操舵トルクを補助するためのアシストトルクを供給可能なアシストトルク供給手段とのうち少なくとも一方を備えており、前記車両用情報処理装置は、前記推定された旋回曲率に基づいて前記少なくとも一方を制御する制御手段を更に具備する（請求項７）。
【００３３】
この態様によれば、車両は、舵角可変手段とアシストトルク供給手段とのうち少なくとも一方を備えて構成される。
【００３４】
舵角可変手段とは、操舵入力と操舵輪の舵角との関係を多義的に変化させ得る手段であって、好適には、ＶＧＲＳ等の前輪舵角可変装置やＡＲＳ（Active Rear Steering：後輪舵角可変装置）等の後輪舵角可変装置、或いはＳＢＷ（Steer By Wire：電子制御式舵角可変装置）等のバイワイヤ装置を意味する。
【００３５】
アシストトルク供給手段とは、運転者がハンドル等の操舵入力手段を介して与える操舵トルクを補助するためのアシストトルクを供給可能な手段であって、好適には、ＥＰＳ（Electric Power Steering：電動パワーステアリング装置）等を意味する。
【００３６】
尚、アシストトルクは、運転者の操舵トルク（適宜「ドライバ操舵トルク」と表現する）と同一方向にも、反対方向にも作用させ得るトルクである。ドライバ操舵トルクと同一の方向に作用した場合には、アシストトルクは運転者の操舵負担を軽減することができ（狭義のアシストである）、ドライバ操舵トルクと反対の方向の作用した場合には、アシストトルクは運転者の操舵負担を重くする或いは運転者の操舵方向と逆方向にハンドルを操作することができる（広義にはこれもアシストの範疇である）。また、アシストトルクの制御目標は、操舵機構の慣性特性に対応した慣性制御項や操舵機構の粘性特性に対応したダンピング制御項等、複数の制御項の積算値として設定されてもよく、この場合、各制御項の制御態様、例えば、各種ゲインの設定態様等に応じて、多様な操舵フィーリングを実現することができる。更に、アシストトルクは、操舵輪から操舵入力手段（端的には、ハンドル）へ伝達される操舵反力（端的には、操舵輪のキングピン軸回りに作用するセルフアライニングトルクに起因する反力である）を打ち消す向きに作用させれば、当該操舵反力を軽減又は相殺することもできる。
【００３７】
この態様によれば、このような舵角可変手段又はアシストトルク供給手段或いはその両方を制御可能な手段としての制御手段が備わっており、推定手段により推定された暫定走行位置における車両の旋回曲率に基づいて、これらの少なくとも一方が制御される構成となっている。従って、運転者が視覚を通じて現時点の操舵入力に潜在的に反映させている、現在位置よりも先の暫定走行位置における道路情報を、現時点での車両の操舵制御に反映させることができ、運転者の感覚に即した違和感の少ない操舵フィーリングを実現することができる。
【００３８】
制御手段を備えた本発明に係る車両用情報処理装置の一の態様では、前記車両の現在位置及び複数の過去位置を取得する取得手段を具備し、前記推定手段は、前記取得された現在位置及び複数の過去位置に基づいて、前記現在位置における前記車両の旋回曲率を推定し、前記制御手段は、前記運転者による操舵入力手段の切り戻し操作時において、前記推定された暫定走行位置の旋回曲率と前記推定された現在位置の旋回曲率とに基づいて前記アシストトルクを制御する（請求項８）。
【００３９】
この態様によれば、取得手段により取得される現在位置及び複数の過去位置（即ち、三以上の車両位置）に基づいて、暫定走行位置における旋回曲率と同様に現在位置における車両の旋回曲率が推定される。また、制御手段は、この推定された現在位置における旋回曲率と暫定走行位置の旋回曲率とに基づいて、運転者による操舵入力手段（例えば、ハンドル）の切り戻し操作時におけるアシストトルクを制御する。
【００４０】
従って、この態様によれば、運転者の切り戻し操作時において、違和感の少ない自然な操舵フィーリングが実現される。尚、このアシストトルクの制御は、例えば、切り戻し時のアシストトルクの通常値に対してこれら旋回曲率に基づいた補正が加えられる形で実行されてもよい。また、このような制御手段の制御は、好適な一形態として、操舵フィーリングが運転者の感覚から乖離し易い中高速域（基準は適宜定められ得る）において実行されてもよい。
【００４１】
尚、本態様における「取得手段」とは、先述したように、将来位置算出手段が、将来位置を算出する過程で現在位置及び過去位置を適宜取得する構成を採る場合には、将来位置算出手段により代替され得る概念である。また、取得手段と将来位置算出手段とが別体として構成される場合であっても、取得手段が現在位置及び過去位置を取得するにあたっての実践的態様は、上述した各種の態様と同様のものであってよい。
【００４２】
尚、この態様では、前記制御手段は、前記推定された暫定走行位置の旋回曲率の先回値と、前記推定された現在位置の旋回曲率の現在値との差分が大きい程、前記アシストトルクを増大させてもよい（請求項９）。
【００４３】
推定された旋回曲率の先回値とは、実質的には、運転者が視覚を通じて事前に期待した、現時点での旋回曲率であり、このように切り戻し操作時のアシストトルクを制御すれば、操舵入力手段の戻り特性を概ね運転者の感覚に即した自然なものとすることができる。尚、先回値とは、好適には前回値を意味するが、運転者に自然な操舵フィーリングを提供し得る限りにおいて、或いは前回値が異常値と判断される場合等においては、必ずしも前回値に限定されない趣旨である。
【００４４】
制御手段を備えた本発明に係る車両用情報処理装置の他の態様では、前記制御手段は、前記運転者の切り込み操作時において、前記推定された暫定走行位置の旋回曲率が大きい程、前記アシストトルクのダンピング制御項又は摩擦トルク制御項を増大させる（請求項１０）。
【００４５】
この態様によれば、暫定走行位置における旋回曲率が大きい程、切り込み操作時におけるダンピング制御項又は摩擦トルク制御項が増大するので、運転者の操舵操作が舵角変化に反映され難くなる。従って、実際の切り込み操作時に外乱が生じた場合において車両のふらつきを抑制することができ、突発的な外乱に対するロバスト性を確保することができる。
【００４６】
尚、ダンピング制御項は、操舵入力の一つとしての操舵角速度に基づいて演算され、摩擦トルク制御項は、操舵入力の一つとしての操舵角に基づいて決定される。即ち、両者は、切り込み操作時における操舵フィーリングに影響する点については同様であっても、対象とする運転者の操作が異なっている。この点に鑑みれば、ダンピング制御項と摩擦トルク制御項とのうち常にいずれか一方のみが実行される必要はなく、両者は適宜協調的に制御されてもよい。
【００４７】
制御手段を備えた本発明に係る車両用情報処理装置の他の態様では、前記車両の現在位置及び複数の過去位置を取得する取得手段を具備し、前記推定手段は、前記取得された現在位置及び複数の過去位置に基づいて、前記現在位置における前記車両の旋回曲率を推定し、前記制御手段は、前記運転者の切り込み操作時において、前記推定された暫定走行位置の旋回曲率と前記推定された現在位置の旋回曲率との偏差が大きい程、前記アシストトルクのダンピング制御項又は摩擦トルク制御項を増大させる（請求項１１）。
【００４８】
この態様によれば、暫定走行位置における旋回曲率と、上述した態様と同様にして推定される現在位置における旋回曲率との偏差が大きい程、切り込み操作時におけるダンピング制御項又は摩擦トルク制御項が増大するので、運転者の操舵操作が舵角変化に反映され難くなる。従って、実際の切り込み操作時に外乱が生じた場合において車両のふらつきを抑制することができ、突発的な外乱に対するロバスト性を確保することができる。
【００４９】
尚、本態様においても、ダンピング制御項と摩擦トルク制御項とは相互に協調して増大側に制御され得る。
【００５０】
制御手段を備えた本発明に係る車両用情報処理装置の他の態様では、前記車両は、前記操舵入力と操舵輪の舵角との関係を変化させることが可能な舵角可変手段と、運転者の操舵トルクを補助するためのアシストトルクを供給可能なアシストトルク供給手段とのうち少なくとも一方を備えており、前記車両用情報処理装置は、前記推定された旋回曲率の時間変化量に基づいて前記少なくとも一方を制御する制御手段を更に具備する（請求項１２）。
【００５１】
この態様によれば、推定された旋回曲率の時間変化量に基づいて舵角可変手段またはアシストトルク供給手段の制御を行うため、現在位置よりも先の暫定走行位置における道路情報を、現時点での車両の操舵制御に反映させることができ、運転者（ドライバ）の意図にあった操舵特性が得られ、運転者の感覚に合う制御を行うことができる。
【００５２】
制御手段を備えた本発明に係る車両用情報処理装置の他の態様では、前記制御手段は、路面摩擦係数が所定値以上である場合に、前記アシストトルクを制御する（請求項１３）。
【００５３】
この態様によれば、アシストトルク供給手段を制御する際に、路面摩擦係数についての許可条件を設けることにより、適切なアシストができる状況に絞ってアシストトルク制御を実行することができ、この結果、より一層ドライバの感覚に合う制御を行うことができる。
【００５４】
制御手段を備えた本発明に係る車両用情報処理装置の他の態様では、前記制御手段は、前記車両の加速度が所定範囲内である場合に、前記アシストトルクを制御する（請求項１４）。
【００５５】
この態様によれば、アシストトルク供給手段を制御する際に、加減速についての許可条件を設けることにより、適切なアシストができる状況に絞ってアシストトルク制御を実行することができ、この結果、より一層ドライバの感覚に合う制御を行うことができる。
【００５６】
制御手段を備えた本発明に係る車両用情報処理装置の他の態様では、前記制御手段は、操舵角速度が小さいほど、前記アシストトルクを増大させる（請求項１５）。
【００５７】
この態様によれば、アシストトルク供給手段を制御する際に、ドライバの意図を抽出しにくい操舵角速度が高い領域では、アシストトルクを減少させるよう制御することにより、操舵角速度が低くドライバの意図を抽出できる状況に絞って、適切なアシスト制御を行うことができる。
【００５８】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】第１実施形態に係る車両の構成を概念的に示す概略構成図である。
【図２】案内棒モデルの基本モデル図である。
【図３】先読み位置の概念図である。
【図４】先読み曲率推定処理のフローチャートである。
【図５】先読み位置算出プロセスの概念図である。
【図６】先読み曲率算出プロセスの概念図である。
【図７】曲率の一時間推移を例示する図である。
【図８】ハンドル制御処理のフローチャートである。
【図９】ハンドル戻し制御の制御ブロック図である。
【図１０】ハンドル戻し制御の実行過程における重心位置の曲率ρ及び先読み曲率ρ’の時間推移を例示する図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係るハンドル制御処理のフローチャートである。
【図１２】図１１のハンドル制御処理において実行されるアシストトルク制御の制御ブロック図である。
【図１３】アシストトルク制御の実行過程におけるダンピング制御量ＣＡｄｍｐの一時間推移を例示する図である。
【図１４】アシストトルク制御の効果を例示する模式的な車両走行状態図である。
【図１５】アシストトルク制御の実行過程における操舵角速度ＭＡ’の一時間推移を例示する図である。
【図１６】本発明の第３実施形態に係る摩擦模擬トルク制御の制御ブロック図である。
【図１７】摩擦模擬トルク制御の実行過程における摩擦模擬トルクＴＡｆｒｉｃの一時間推移を例示する図である。
【図１８】本発明の第４実施形態に係るハンドル制御処理のフローチャートである。
【図１９】旋回方向判定の概念図である。
【図２０】旋回方向判定において先読み軌跡に応じた先読み曲率への符号の付加を例示する図である。
【図２１】アシストトルク制御の制御ブロック図である。
【図２２】アシストトルク制御の実行過程におけるアシストトルクの時間推移を例示する図である。
【図２３】図２２に示すアシストトルクの時間推移のうちアシストトルク制御の初期の部分を拡大視した図である。
【図２４】トルク微分補償を比較例としたアシストトルクの時間推移を例示する図である。
【図２５】図２４に示すアシストトルクの時間推移のうちアシストトルク制御の初期の部分を拡大視した図である。
【図２６】δ微分補償を比較例としたアシストトルクの時間推移を例示する図である。
【図２７】図２６に示すアシストトルクの時間推移のうちアシストトルク制御の初期の部分を拡大視した図である。
【図２８】本発明の第５実施形態におけるアシストトルク制御の制御ブロック図である。
【図２９】アシストトルク制御の実行過程におけるアシストトルクの時間推移を例示する図である。
【図３０】図２９に示すアシストトルクの時間推移のうちアシストトルク制御の初期の部分を拡大視した図である。
【図３１】トルク微分補償を比較例としたアシストトルクの時間推移を例示する図である。
【図３２】図３１に示すアシストトルクの時間推移のうちアシストトルク制御の初期の部分を拡大視した図である。
【図３３】δ微分補償を比較例としたアシストトルクの時間推移を例示する図である。
【図３４】図３３に示すアシストトルクの時間推移のうちアシストトルク制御の初期の部分を拡大視した図である。
【図３５】本発明の第６実施形態におけるアシストトルク制御の制御ブロック図である。
【図３６】アシストトルク制御の実行過程におけるアシストトルクの時間推移を例示する図である。
【図３７】図３６に示すアシストトルクの時間推移のうちアシストトルク制御の初期の部分を拡大視した図である。
【図３８】トルク微分補償を比較例としたアシストトルクの時間推移を例示する図である。
【図３９】図３８に示すアシストトルクの時間推移のうちアシストトルク制御の初期の部分を拡大視した図である。
【図４０】δ微分補償を比較例としたアシストトルクの時間推移を例示する図である。
【図４１】図４０に示すアシストトルクの時間推移のうちアシストトルク制御の初期の部分を拡大視した図である。
【図４２】本発明の第７実施形態におけるアシストトルク制御の制御ブロック図である。
【図４３】本発明の第８実施形態におけるアシストトルク制御の制御ブロック図である。
【図４４】本発明の第９実施形態におけるアシストトルク制御の制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００６０】
＜発明の実施形態＞
以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照して説明する。
＜第１実施形態＞
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照し、本発明の第１実施形態に係る車両１の構成について説明する。ここに、図１は、車両１の構成を概念的に示す概略構成図である。
【００６１】
図１において、車両１は、操舵輪として左右一対の前輪ＦＬ及びＦＲを備え、これら前輪が転舵することにより所望の方向に進行可能に構成されている。車両１は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御装置）１００、ＶＧＲＳアクチュエータ２００及びＥ
ＰＳアクチュエータ３００を備える。
【００６２】
ＥＣＵ１００は、夫々不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備え、車両１の動作全体を制御可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「車両用情報処理装置」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、後述する先読み曲率推定処理及びハンドル制御処理並びにこれらに付随する各種の制御を実行可能に構成されている。
【００６３】
車両１では、ハンドル１１を介して運転者より与えられる操舵入力が、ハンドル１１と同軸回転可能に連結され、ハンドル１１と同一方向に回転可能な軸体たるアッパーステアリングシャフト１２に伝達される。アッパーステアリングシャフト１２は、運転者がハンドルを介して操舵入力を与える操舵入力軸として機能する。アッパーステアリングシャフト１２は、その下流側の端部においてＶＧＲＳアクチュエータ２００に連結されている。
【００６４】
ＶＧＲＳアクチュエータ２００は、本発明に係る「舵角可変手段」の一例たる操舵伝達比可変装置である。ＶＧＲＳアクチュエータ２００は、アッパーステアリングシャフト１２の下流側の端部が固定されたハウジング内に、同じくハウジング内に固定されたステータを有するＶＧＲＳモータが収容された構成を有する。また、このＶＧＲＳモータのロータは、ハウジング内で回転可能であり、ハウジング内において減速機構を介して、操舵出力軸としてのロアステアリングシャフト１３に連結されている。
【００６５】
即ち、ＶＧＲＳアクチュエータ２００においては、ロアステアリングシャフト１３とアッパーステアリングシャフト１２とはハウジング内において相対回転可能であって、ＥＣＵ１００及び不図示の駆動装置を介したＶＧＲＳモータの駆動制御により、アッパーステアリングシャフト１２の回転量たる操舵角ＭＡと、ロアステアリングシャフト１３の回転量に応じて一義的に定まる（後述するラックアンドピニオン機構のギア比も関係する）操舵輪たる前輪の舵角との比たる操舵伝達比を、予め定められた範囲で連続的に可変とすることができる。
【００６６】
ロアステアリングシャフト１３の回転は、ラックアンドピニオン機構に伝達される。ラックアンドピニオン機構は、ロアステアリングシャフト１３の下流側端部に接続されたピニオンギア１４及び当該ピニオンギアのギア歯と噛合するギア歯が形成されたラックバー１５を含む操舵力伝達機構であり、ピニオンギア１４の回転がラックバー１５の図中左右方向の運動に変換されることにより、ラックバー１５の両端部に連結されたタイロッド及びナックル（符号省略）を介して操舵力が各操舵輪に伝達される構成となっている。即ち、車両１では所謂ラックアンドピニオン式の操舵方式が実現されている。
【００６７】
ＥＰＳアクチュエータ３００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「アシストトルク供給手段」の一例たる電動パワーステアリング装置である。このＥＰＳモータは、不図示のＥＰＳ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、その回転方向にアシストトルクＴＡを発生可能に構成されている。
【００６８】
一方、ＥＰＳモータの回転軸たるモータ軸には、不図示の減速ギアが固定されており、この減速ギアはまた、ピニオンギア１４と噛合している。このため、ＥＰＳモータから発せられるアシストトルクＴＡは、ピニオンギア１４の回転をアシストするアシストトルクとして機能する。ピニオンギア１４は、先に述べたようにロアステアリングシャフト１３に連結されており、ロアステアリングシャフト１３は、ＶＧＲＳアクチュエータ２００を介してアッパーステアリングシャフト１２に連結されている。従って、アッパーステアリングシャフト１２に加えられるドライバ操舵トルクＭＴは、アシストトルクＴＡにより適宜アシストされた形でラックバー１５に伝達され、運転者の操舵負担が軽減される構成となっている。尚、アシストトルクＴＡの作用方向がドライバ操舵トルクＭＴと反対方向であれば、当然ながらアシストトルクＴＡは運転者の操舵操作を阻害する方向に作用する。
【００６９】
車両１には、操舵トルクセンサ１６、操舵角センサ１７、ＶＧＲＳ相対角センサ１８、車速センサ１９、ヨーレートセンサ２０及び横加速度センサ２１を含む各種センサが備わっている。
【００７０】
操舵トルクセンサ１６は、運転者からハンドル１１を介して与えられる運転者操舵トルクＭＴを検出可能に構成されたセンサである。
【００７１】
より具体的に説明すると、アッパーステアリングシャフト１２は、上流部と下流部とに分割されており、図示せぬトーションバーにより相互に連結された構成を有している。係るトーションバーの上流側及び下流側の両端部には、回転位相差検出用のリングが固定されている。このトーションバーは、車両１の運転者がハンドル１１を操作した際にアッパーステアリングシャフト１２の上流部を介して伝達される操舵トルク（即ち、運転者操舵トルクＭＴ）に応じてその回転方向に捩れる構成となっており、係る捩れを生じさせつつ下流部に操舵トルクを伝達可能に構成されている。従って、操舵トルクの伝達に際して、先に述べた回転位相差検出用のリング相互間には回転位相差が発生する。操舵トルクセンサ１６は、係る回転位相差を検出すると共に、係る回転位相差を操舵トルクに換算して操舵トルクＭＴに対応する電気信号として出力可能に構成されている。また、操舵トルクセンサ１６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された操舵トルクＭＴは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００７２】
操舵角センサ１７は、アッパーステアリングシャフト１２の回転量を表す操舵角ＭＡを検出可能に構成された角度センサである。操舵角センサ１７は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された操舵角ＭＡは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。尚、ＥＣＵ１００は、この検出された操舵角ＭＡに対し時間微分処理を施すことによって、操舵角速度ＭＡ’を算出する構成となっている。これら操舵角ＭＡ及び操舵角速度ＭＡ’は、本発明に係る「操舵入力情報」の一例である。
【００７３】
ＶＧＲＳ相対角センサ１８は、ＶＧＲＳアクチュエータ２００における、アッパーステアリングシャフト１２とロアステアリングシャフト１３との回転位相差たるＶＧＲＳ相対回転角δＶＧＲＳを検出可能に構成されたロータリーエンコーダである。ＶＧＲＳ相対角センサ１８は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたＶＧＲＳ相対回転角δＶＧＲＳ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。
【００７４】
車速センサ１９は、車両１の速度たる車速Ｖを検出可能に構成されたセンサである。車速センサ１９は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速Ｖは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００７５】
ヨーレートセンサ２０は、車両１のヨーレートＹｒを検出可能に構成されたセンサである。ヨーレートセンサ２０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたヨーレートＹｒ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。
【００７６】
横加速度センサ２１は、車両１の速度たる横加速度Ｇｙを検出可能に構成されたセンサである。横加速度センサ２１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された横加速度Ｇｙ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。
【００７７】
＜実施形態の動作＞
以下、本実施形態の動作として、先読み曲率推定処理及びハンドル制御処理の詳細について説明する。
【００７８】
＜案内棒モデルの概要＞
始めに、図２を参照し、先読み曲率推定処理に使用される計算モデルである案内棒モデルの概要について説明する。ここに、図２は、案内棒モデルの基本モデル図である。尚、同図において、図１と重複する箇所については同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。尚、案内棒モデルとは、（１）運転者の操舵入力が、車両の現在の進行方向を基準に見て車両の現在位置から目標到達位置までの方向及び目標到達位置に到達する際の目標進行方向を示し、（２）車速が車両の現在位置から目標到達位置までの距離を示すものであるとの見地から、過去から現時点に至る操舵入力情報、車両状態量及び車速に基づいて車両の将来位置を予測するために構築された計算モデルである。
【００７９】
図２において、車両１が、重心Ｇを前後方向に貫通する中心線上に前輪Ｆと後輪Ｒとを備えるものとし、この重心Ｇから延伸し、その先端部分（白丸参照）が重心Ｇの将来位置を表す、長さａを有する案内棒（太線参照）を設定する。案内棒の先端部分の位置が先読み位置Ａ（ｘａ，ｙａ）である。尚、（ｘａ，ｙａ）は、便宜上構築された二次元座標系における先読み位置Ａの相対座標である。
【００８０】
次に、図３を参照し、案内棒による車両位置の先読みを概念的に説明する。ここに、図３は、先読み位置の概念図である。
【００８１】
図３において、車両１が図示Ｇ１の位置で走行しているとすると、案内棒モデルに基づいた後述する演算処理により得られる、図示Ｇ１の車両位置に対する先読み位置は、図示先読み位置Ａ１（ｘａ１，ｙａ１）として表される。同様に、図示Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４及びＧ５の車両位置に対して、夫々先読み位置Ａ２（ｘａ２，ｙａ２）、Ａ３（ｘａ３，ｙａ３）、Ａ４（ｘａ４，ｙａ４）及びＡ５（ｘａ５，ｙａ５）が設定される。
【００８２】
一方、例えばこれら先読み位置のうち、先読み位置Ａ１、Ａ２及びＡ３を繋げて得られる図示ＣＲＢ１２３（破線参照）は、車両１の現在位置に対して時間軸上で先行する、暫定走行位置の軌跡としての先読み軌跡の一つとなる。この先読み軌跡の半径Ｒの逆数が先読み曲率ρ’であり、運転者に与えるべき操舵フィーリングを決定する際の大きな要素となる。
【００８３】
補足すると、車速が上昇するに連れて、運転者は、より遠方に視点を置いて操舵操作を行う（即ち、案内棒長さａが長くなる）。従って、直進走行時や定常円旋回時等一部の状況を除けば、現在位置における旋回曲率に基づいた操舵制御（例えば、ＥＰＳによるアシストトルクＴＡの制御）では、車速が上昇するに連れて、操舵フィーリングが運転者の予期する期待値から乖離することがあるのである。尚、このような問題は、現在位置よりも先の道路曲率が分かっていても回避できない場合が多い。道路曲率と運転者の操舵操作に応じた車両の旋回曲率とは、少なからず一致しないからである。
【００８４】
そこで、ＥＣＵ１００は、先読み曲率推定処理により、現在位置よりも先の（即ち、将来的に到達すると思われる）暫定走行位置における、車両１の旋回曲率を推定し、この推定された旋回曲率に基づいてＥＰＳアクチュエータ３００を制御する構成となっている。
【００８５】
＜先読み曲率推定処理の詳細＞
ここで、図４を参照し、先読み曲率推定処理の詳細について説明する。ここに、図４は、先読み曲率推定処理のフローチャートである。
【００８６】
図４において、ＥＣＵ１００は、各変数の初期化を実行する（ステップＳ１０１）。尚、変数の初期化は、初回のみ実行される。
【００８７】
変数の初期化がなされると、先読み曲率ρ’の推定に必要となる各種入力信号（即ち、上述した参照要素群である）が取得される。具体的には、現時点から所定時間過去までの操舵角ＭＡ、車速Ｖ、ヨーレートＹｒ及び横加速度Ｇｙが取得される（ステップＳ１０２）。尚、本実施形態では、これらは全て対応するセンサにより検出されるが、例えば、ヨーレートＹｒや横加速度Ｇｙは、車速Ｖと操舵角ＭＡとから推定されてもよい。このような推定手法については、既に公知のものが存在する。
【００８８】
続いて、取得された入力信号を時系列に従って配列した時刻暦データが、ＲＡＭに一時的に保存される（ステップＳ１０３）。
【００８９】
時刻暦データが保存されると、ＥＣＵ１００は、車両１の重心位置を算出する（ステップＳ１０４）。尚、重心位置を算出するとは、重心位置の座標を確定することを意味する。但し、この座標は、例えば緯度及び経度等による絶対的な座標ではなく、ある基準位置に対する相対的な位置座標（即ち、基準位置からの変化量としてもよい）である。
【００９０】
ここで、ステップＳ１０４に係る重心位置の算出過程について説明する。
【００９１】
ステップＳ１０４では、先ず、下記（１）式に示す関係から導かれる下記（２）式に基づいて、車体スリップ角βが求められる。尚、ｄβは、車体スリップ角βの時間微分値を意味する。
【００９２】
Ｇｙ＝Ｖ×（ｄβ＋ＹＲ）・・・（１）
β＝∫｛（Ｇｙ−ＹＲ×Ｖ）／Ｖ｝ｄｔ・・・（２）
一方、車両１のヨー角ＹＡは、下記（３）式により求められる。
【００９３】
ＹＡ＝∫（ＹＲ）ｄｔ・・・（３）
重心位置の軌跡（時間軌跡）は、これらから下記（４）式及び（５）式として表される。尚、Ｘは重心位置のｘ座標が描く軌跡であり、Ｙは同じくｙ座標が描く軌跡である。重心位置の現在値は、この軌跡の現在時刻相当値であり、現在時刻をｔと表せば、即ち、（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））となる。
【００９４】
Ｘ＝−∫｛ｓｉｎ（β＋ＹＡ）＊Ｖ｝ｄｔ・・・（４）
Ｙ＝∫｛ｃｏｓ（β＋ＹＡ＊Ｖ）｝ｄｔ・・・（５）
重心位置が求まると、ＥＣＵ１００は、先読み位置を算出する（ステップＳ１０５）。ここで、図５を参照し、先読み位置の算出過程について説明する。ここに、図５は、先読み位置算出プロセスの概念図である。尚、同図において、既出の各図と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００９５】
図５において、重心位置の軌跡の現在値、即ち、現時点の重心位置Ｂ（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））と、一サンプリング時刻前（即ち、現在時刻ｔから先回値参照時間ｔｂだけ過去の時刻）の車両重心位置Ｃ（ｘ（ｔ−１），ｙ（ｔ−１））に基づいて、直線Ｌ１が設定される。この設定された直線Ｌ１を基準として、操舵角ＭＡと車体スリップ角βとから、先に述べた案内棒の先端位置が先読み位置として算出される。
【００９６】
ここで、先読み位置の具体的算出プロセスについて説明する。
【００９７】
具体的には、先ず、公知の外分の考え方に基づいて、重心位置Ｂと重心位置Ｃとから、下記（６）、（７）及び（８）式に従って図示外分点Ａ’（ｘ（ａ’），ｙ（ａ’））が算出される。尚、式中のｎは、重心位置Ｂと外分点Ａ’との距離であり、ｍは、重心位置Ｂと重心位置Ｃとの距離である。また、δは、操舵輪である前輪の舵角である。舵角δは、操舵角ＭＡをステアリングギア比で除した値であり、数値演算により求められる。
【００９８】
ｎ＝ａ×ｃｏｓ（δ＋β）・・・（６）
ｍ＝√｛（ｘ（ｔ）−ｘ（ｔ−１））２＋（ｙ（ｔ）-ｙ（ｔ−１））２｝・・・（７）
Ａ’（ｘ（ａ’），ｙ（ａ’））＝｛（（ｘ（ｔ）×（ｍ＋ｎ）−ｎ×ｘ（ｔ−１））／ｍ），（（ｙ（ｔ）×（ｍ＋ｎ）−ｎ×ｙ（ｔ−１））／ｍ）｝・・・（８）
次に、重心位置Ｂ（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））及び重心位置Ｃ（ｘ（ｔ−１），ｙ（ｔ−１））から、下記（９）〜（１３）式に従って、直線Ｌ１の方程式が求められる。
【００９９】
ｙ（ｔ）＝ａ１×ｘ（ｔ）＋ｂ１・・・（９）
ｙ（ｔ−１）＝ａ１×ｘ（ｔ−１）＋ｂ１・・・（１０）
ｙ（ｔ）−ｙ（ｔ−１）＝ａ１×｛ｘ（ｔ）−ｘ（ｔ−１）｝・・・（１１）
ａ１＝｛ｙ（ｔ）−ｙ（ｔ−１）｝／｛ｘ（ｔ）−ｘ（ｔ−１）｝・・・（１２）
ｂ１＝ｙ（ｔ）−ａ１×ｘ（ｔ）・・・（１３）
次に、重心位置Ｂを通る直線Ｌ１が回転角（δ＋β）だけ回転した直線の方程式が、下記（１４）式及び（１５）式により求められる。
【０１００】
ｙ（ｔ）＝｛ａ１＋ｓｉｎ（δ＋β）｝×ｘ（ｔ）＋ｂ２・・・（１４）
ｂ２＝ｙ（ｔ）−ａ１×ｘ（ｔ）−ｘ（ｔ）×ｓｉｎ（δ＋β）・・・（１５）
ここで、先読み位置のｙ座標ｙ（ａ）は、下記（１６）式により表される。
【０１０１】
ｙ（ａ）＝｛ａ１＋ｓｉｎ（δ＋β）｝×ｘ（ａ）＋ｂ２・・・（１６）
また、三平方の定理より、下記（１７）式が成立する。
【０１０２】
√｛（ｘ（ａ）−ｘ（ａ’））２＋（ｙ（ａ）-ｙ（ａ’））２｝２＋√｛（ｘ（ａ’）−ｘ（ｔ））２＋（ｙ（ａ’）-ｙ（ｔ））２｝２＝［√｛（ｘ（ａ）−ｘ（ｔ））２＋（ｙ（ａ）-ｙ（ｔ））２｝］２・・・（１７）
上記（１６）式及び（１７）式からなる連立方程式を解けば、下記（１８）式の如くに先読み位置のｘ座標ｘ（ａ）が求まる。
【０１０３】
ｘ（ａ）＝｛−ｙ（ａ’）×ｙ（ｔ）＋ｘ（ａ’）２＋ｙ（ａ’）２−ｘ（ａ’）×ｘ（ｔ）−ｂ２×ｙ（ａ’）＋ｂ２×ｙ（ｔ）｝／｛ｘ（ａ’）−ｘ（ｔ）＋ｙ（ａ’）×ａ１＋ｙ（ａ’）×ｓｉｎ（δ＋β）−ｙ（ｔ）×ａ１−ｙ（ｔ）×ｓｉｎ（δ＋β）｝・・・（１８）
上記（１６）式へ上記（１８）式を代入すれば、先読み位置のｙ座標ｙ（ａ）も下記（１９）式の如くに求まる。
【０１０４】
ｙ（ａ）＝｛ａ１＋ｓｉｎ（δ＋β）｝×ｘ（ａ）＋ｂ２・・・（１９）
このようにして、先読み位置Ａ（ｘ（ａ），ｙ（ａ））が推定される。実際には、先読み位置Ａを推定するために必要な上記各算出式は、予めＲＯＭ等の記憶装置に固定値として与えられており、ＥＣＵ１００は、適宜これらを参照し、取得された入力信号に基づいて先読み位置を算出する構成となっている。
【０１０５】
図４に戻り、先読み位置が算出されると、ＥＣＵ１００は、先読み曲率ρ’を算出し（ステップＳ１０６）、算出された先読み曲率ρ’を現在時刻に対応する先読み曲率ρ’（ｔ）として保存する（ステップＳ１０７）、先読み曲率ρ’（ｔ）が保存されると、処理はステップＳ１０２に戻され、一連の処理が繰り返される。先読み曲率推定処理は以上の如くに進行する。尚、先読み曲率ρ’（ｔ）が算出される毎に、一サンプリング時刻前のサンプル値はρ’（ｔ−１）のように、付帯する時間情報が一サンプル時刻分繰り下がる形で保存される。
【０１０６】
ここで、ステップＳ１０６に係る先読み曲率ρ’の算出プロセスについて、図６を参照して説明する。ここに、図６は、先読み曲率算出プロセスの概念図である。
【０１０７】
図６において、先に求められた先読み位置を繋げて得られる先読み軌跡のうち、最新の先読み位置（即ち、現在位置に対応する先読み位置）である先読み位置Ａ０（ｘ（０），ｙ（０））と、一サンプリング時刻前の先読み位置（即ち、過去位置に対応する先読み位置）である過去一先読み位置Ａ１（ｘ（−１），ｙ（−１））と、二サンプリング時刻前の先読み位置（即ち、過去位置に対応する先読み位置）である過去二先読み位置Ａ２（ｘ（−２），ｙ（−２））を考える。これら三点の先読み位置から、先読み軌跡が描く仮想円の中心座標（ｐ，ｑ）とその半径Ｒとが求められる。尚、過去一先読み位置Ａ１及び過去二先読み位置Ａ２も、先読み位置Ａ０と同様に、現在位置よりも先の（即ち、車両が未だ到達していない）車両位置である。
【０１０８】
先ず、円の公式から下記（２０）式が成立する。
【０１０９】
（ｘ―ｐ）２＋（ｙ−ｑ）２＝Ｒ２・・・（２０）
この（２０）式に、上記各先読み位置の座標を代入すると、下記（２１）、（２２）及び（２３）式が成立する。なお、説明の便宜上、以下の数式（２１）〜（３０）では、過去一先読み位置Ａ１及び過去二先読み位置Ａ２の座標の表現から負符号を省略している。
【０１１０】
（ｘ（０）―ｐ）２＋（ｙ（０）−ｑ）２＝Ｒ２・・・（２１）
（ｘ（１）―ｐ）２＋（ｙ（１）−ｑ）２＝Ｒ２・・・（２２）
（ｘ（２）―ｐ）２＋（ｙ（２）−ｑ）２＝Ｒ２・・・（２３）
また、上記式を展開すると、下記（２４）、（２５）及び（２６）式が成立する。
【０１１１】
ｐ２−２×ｘ（０）×ｐ+ｘ（０）２+ｑ２+２×ｙ（０）ｑ＋ｙ（０）２＝Ｒ２・・・（２４）
ｐ２−２×ｘ（１）×ｐ+ｘ（１）２+ｑ２+２×ｙ（１）ｑ＋ｙ（１）２＝Ｒ２・・・（２５）
ｐ２−２×ｘ（２）×ｐ+ｘ（２）２+ｑ２+２×ｙ（２）ｑ＋ｙ（２）２＝Ｒ２・・・（２６）
上記（２４）、（２５）及び（２６）式からなる連立方程式を解くと、先読み軌跡が作る仮想円の中心座標ｐ及びｑと、その半径Ｒとが、下記（２７）、（２８）及び（２９）式により算出される。
【０１１２】
ｐ＝［１／｛２×（ｙ（１）×ｘ（０）−ｘ（０）×ｙ（２）−ｘ（１）×ｙ（１）−ｘ（１）×ｙ（０）＋ｘ（２）×ｙ（０）＋ｙ（２）×ｘ（１））｝］×（−ｙ（０）×ｘ（１）２＋ｙ（２）×ｘ（１）２＋ｘ（２）２×ｙ（０）＋ｙ（１）２×ｙ（２）−ｙ（１）２×ｙ（０）−ｙ（２）×ｘ（０）２−ｙ（１）×ｙ（２）２＋ｘ（０）２×ｙ（１）＋ｙ（０）２×ｙ（１）＋ｙ（２）２×ｙ（０）−ｘ（２）２×ｙ（１）−ｙ（２）×ｙ（０）２）・・・（２７）
ｑ＝−［１／｛２×（ｙ（１）×ｘ（０）−ｘ（０）×ｙ（２）−ｘ（２）×ｙ（１）−ｘ（１）×ｙ（０）＋ｘ（２）×ｙ（０）＋ｙ（２）×ｘ（１））｝］×（ｘ（０）２×ｘ（１）−ｘ（０）２×ｘ（２）−ｘ（１）２×ｘ（０）−ｙ（１）２×ｘ（０）＋ｘ（０）×ｘ（２）２＋ｘ（０）×ｙ（２）２＋ｙ（０）２×ｘ（１）−ｘ（２）×ｙ（０）２−ｘ（２）２×ｘ（１）＋ｘ（２）×ｘ（１）２＋ｘ（２）×ｙ（１）２−ｙ（２）２×ｘ（１））・・・（２８）
Ｒ＝√（ｘ（０）２−２×ｘ（０）×ｐ＋ｐ２＋ｙ（０）２−２×ｙ（０）×ｑ＋ｑ２）・・・（２９）
従って、先読み曲率ρ’は、最終的に下記（３０）式により表される。
【０１１３】
ρ’＝１／Ｒ＝１／√｛（ｘ（０）−ｐ）２＋（ｙ（０）−ｑ）２｝・・・（３０）
尚、ある先読み位置における車両１の先読み曲率ρ’を求める場合、上記（３０）式のｘ（０）及びｙ（０）に所望の先読み位置に係る座標（ｘ（ａ），ｙ（ａ））を代入すればよい。同様に、現在位置における車両１の旋回曲率ρは、上記（３０）式のｘ（０）及びｙ（０）に現時点の重心位置に係る座標（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））を代入すればよい。
【０１１４】
尚、ここでは、いずれも先読み位置である、先読み位置Ａ０（ｘ（０），ｙ（０））、過去一先読み位置Ａ１（ｘ（−１），ｙ（−１））及び過去二先読み位置Ａ２（ｘ（−２），ｙ（−２））を考えたが、先読み曲率ρ’は、一の先読み位置と、現在位置又は現在位置に基づいて推定される先読み位置（ここでは、先読み位置Ａ０）とを含む（即ち、先読み位置Ａ０は、両条件を満たす車両位置である）三以上の車両位置に基づいて、同様に推定することができる。
【０１１５】
ここで、先読み曲率ρ’の推定に供される車両位置の組み合わせを下記（ア）〜（オ）に例示する（最低三点あればよいので、ここでは全部で三点である組み合わせの例示に留める）。尚、下記例においても、先読み位置として現在位置に対応する先読み位置を含む場合と含まない場合とが考えられる（上記例は、含む場合であり、且つ時系列上で相互いに連続する三点が選択された場合である。また、現在位置に対応する先読み位置が含まれない場合には、参照要素として現在位置が含まれる）。いずれも先読み曲率推定に係るプロセスは同様であるが、現在位置又は現在位置に対応する先読み位置は、実現象としての現在位置に相関することから、少なくともこれらが含まれた三以上の車両位置が参照されることにより、先読み曲率ρ’は高精度に推定される。
（ア）先読み位置×３（上記例）
（イ）先読み位置×２＋現在位置
（ウ）先読み位置×２＋過去位置×１
（エ）先読み位置×１＋現在位置＋過去位置×１
（オ）先読み位置×１＋過去位置×２
ここで、図７を参照し、先読み曲率ρ’と重心位置での曲率ρとの違いを視覚的に説明する。ここに、図７は、曲率の一時間推移を例示する図である。
【０１１６】
図７において、実線が先読み曲率ρ’の時間推移を表しており、破線が重心位置での曲率ρを表している。
【０１１７】
図示時刻Ｔ１以前の時間領域（図示ハッチング部分）において、車両１は直進走行状態にあり、時刻Ｔ１において車両１が曲路に差し掛かると、上述したように先読み位置Ａの推定が開始される。時刻Ｔ２を便宜的に現在時刻（現時点）とし、先読み時間ｔａ（ｔａ＝Ｖ／ａ）を定義すると、時刻Ｔ２において、既に運転者は時刻Ｔ３（Ｔ３＝Ｔ２＋ｔａ）において車両１が到達するであろう走行位置（本発明に係る「暫定走行位置」の一例）を予期した操舵操作を行っている。
【０１１８】
時刻Ｔ３において道路の曲率が一定となり、車両１が定常円旋回状態に収束すると、先読み曲率ρ’と重心位置での曲率ρとは再び一致する（ハッチング領域参照）。
【０１１９】
曲路が直線路に戻り始めると、再び両者は乖離し始め、例えば時刻Ｔ４において、運転者は既に時刻Ｔ５（Ｔ５＝Ｔ４＋ｔａ）において車両１が到達するであろう走行位置（本発明に係る「暫定走行位置」の一例）を予期した操舵操作が行うことになる。このような、先読み曲率ρ’と重心位置での曲率ρとが乖離する過渡的領域においては、重心位置での曲率ρに応じた操舵制御を行ってしまうと、提供される操舵フィーリングが運転者の感覚から乖離して違和感の原因となる。そこで、本実施形態では、ＥＣＵ１００により、ハンドル制御処理が実行される。ハンドル制御処理は、ハンドル切り戻し時の切り戻しトルクＴＡｒｅｖ（アシストトルクの一部である）が、推定された先読み曲率ρ’に基づいて制御される。
【０１２０】
ここで、図８を参照し、ハンドル制御処理の詳細について説明する。ここに、図８は、ハンドル制御処理のフローチャートである。
【０１２１】
図８において、ＥＣＵ１００は、先読み曲率推定処理において推定された先読み曲率ρ’を取得する（ステップＳ２０１）。先読み曲率ρ’が取得されると、ハンドル戻し制御が実行される（ステップＳ２０２）。ハンドル戻し制御が実行されると、処理はステップＳ２０１に戻され、一連の処理が繰り返される。ハンドル制御処理は以上のように進行する。
【０１２２】
ここで、図９を参照し、ステップＳ２０２に係るハンドル戻し制御の詳細について説明する。ここに、図９は、ハンドル戻し制御の制御ブロック図である。尚、同図において、既出の各図と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【０１２３】
図９において、ハンドル戻し制御を実行する場合、ＥＣＵ１００は、演算器１０１、１０２及び１０３並びに制御マップＭＰ１、ＭＰ２及びＭＰ３を利用してアシストトルクＴＡの目標値を算出する。目標値が算出されると、既に述べたようにＥＰＳアクチュエータ３００がこの目標値に応じて制御される。より具体的には、アシストトルクＴＡの目標値ＴＡｔａｇは、乗算器である演算器１０２及び演算器１０３の作用により、下記（３１）式として表される。
【０１２４】
ＴＡｔａｇ＝ＴＡｂａｓｅ×ＧＮρ’×ＧＮｖ・・・（３１）
上記（３１）式において、ＴＡｂａｓｅは、アシストトルクに基準を与える基本アシストトルクであり、制御マップＭＰ１により設定される。また、ゲインＧＮρ及びＧＮｖは、夫々曲率ゲイン及び車速ゲインであり、夫々制御マップＭＰ２及びＭＰ３により設定される。
【０１２５】
制御マップＭＰ１は、第１曲率偏差Δρ（ｔ）と基本アシストトルクＴＡｂａｓｅとを対応付けてなるマップである。ＥＣＵ１００は、演算器１０１を介して第１曲率偏差Δρ（ｔ）を算出し、算出された第１曲率偏差Δρ（ｔ）に基づいて制御マップＭＰ１から該当値を選択する。尚、第１曲率偏差Δρ（ｔ）とは、現在位置での曲率ρ（ｔ）と先読み曲率の先回値ρ’（ｔ−ｔａ）との差分であり、下記（３２）式により表される。第１曲率偏差Δρ（ｔ）は、時刻ｔが先読み時刻であった一サンプル分過去の時点の先読み曲率（ρ’（ｔ−ｔａ））と、時刻ｔにおける重心位置の曲率ρ（ｔ）との偏差であり、図７を参照すれば、例えば、時刻Ｔ２における実線相当値と破線相当値との偏差である。
【０１２６】
Δρ（ｔ）＝ρ’（ｔ−ｔａ）−ρ（ｔ）・・・（３２）
制御マップＭＰ１において、原点よりも下側の領域は切り戻し方向に作用するハンドル戻しトルクの領域を意味し、原点よりも上側の領域は切り込み方向に作用するアシストトルクの領域を意味する。即ち、第１曲率偏差Δρ（ｔ）が負値を採る、先読み曲率の先回値ρ’（ｔ−ｔａ）が現在位置における曲率ρ（ｔ）よりも小さい場合、言い換えれば、曲路から直進路へ進入する場合等においては、ハンドル切り戻し方向へ作用する基本アシストトルクＴＡｂａｓｅが設定される。一方で、制御マップＭＰ１では、第１曲率偏差Δρ（ｔ）が正値を採る、先読み曲率の先回値ρ’（ｔ−ｔａ）が現在位置における曲率ρ（ｔ）よりも大きい場合、言い換えれば、直進路から曲路へ進入する場合等においても、ハンドル切り込み方向へ作用する基本アシストトルクＴＡｂａｓｅが設定される。
【０１２７】
制御マップＭＰ２は、先読み曲率ρ’（ｔ）と曲率ゲインＧＮρ’とを対応付けてなるマップである。ＥＣＵ１００は、先読み曲率ρ’（ｔ）に応じて制御マップＭＰ２から該当値を選択する構成となっている。ここで、制御マップＭＰ２は、基準値以上の先読み曲率ρ’（ｔ）に対しては、曲率ゲインＧＮρ’がゼロとなるように構成されている。従って、制御マップＭＰ１により基本アシストトルクＴＡｂａｓｅが切り込み方向に設定されたとしても、この制御マップＭＰ２を併用することにより、曲率ゲインＧＮρ’が「１」を採る、先読み曲率ρ’（ｔ）が基準値未満の極小値を採る場合以外は、基本アシストトルクＴＡｂａｓｅはアシストトルクＴＡｔａｇの設定に寄与しない。即ち、先読み曲率ρ’（ｔ）を、切り戻し時に限定してアシストトルクＴＡに反映させることができ、運転者の操舵操作に大きく介入することなく、自然な操舵フィーリングが実現される。
【０１２８】
一方、制御マップＭＰ３は、車速Ｖと車速ゲインＧＮｖとを対応付けてなるマップである。ＥＣＵ１００は、車速Ｖに応じて制御マップＭＰ３から該当値を選択する構成となっている。ここで、制御マップＭＰ３は、中高速の車速領域に限って車速ゲインＧＮｖが「１」となるように構成されており、主として中高車速域において、先読み曲率ρ’（ｔ）に応じたアシストトルクＴＡの制御が発効するようになっている。低車速域では、案内棒長さａが短くなり、運転者がハンドル操作に反映させる曲率と、現在位置の曲率との間に大きな差が生じなくなる。このため、操舵フィーリングを改善する必要性が元より生じ難いのである。
【０１２９】
このような、ハンドル戻し制御の効果について、図１０を参照して説明する。ここに、図１０は、ハンドル戻し制御の実行過程における重心位置の曲率ρ及び先読み曲率ρ’の時間推移を例示する図である。
【０１３０】
図１０において、先読み曲率ρ’の軌跡が図示破線にて示される。一方、実際の車両１の重心位置の曲率ρの軌跡が図示Ｌρ（実線）にて示される。
【０１３１】
図示するように、時刻Ｔ１０でハンドル戻し制御が開始されると、時刻Ｔ１０の車両位置における曲率ρ（ｔ）と先読み曲率ρ’の先回値ρ’（ｔ−ｔａ）との偏差が大きいために、上述した制御マップＭＰ１の作用により切り戻し方向に比較的大きいアシストトルクＴＡが作用し、車両１の曲率ρ（ｔ）は比較的急峻に減少する。切り戻し方向へのアシストトルクＴＡの付与は、第１曲率偏差Δρ（ｔ）をゼロに収束させるべくフィードバック制御的に実行され、重心位置の曲率ρ（ｔ）と先読み曲率の先回値ρ’（ｔ―ｔａ）との偏差は円滑に減少する。
【０１３２】
一方、本実施形態との比較に供すべき比較例として、図示鎖線の軌跡Ｌｃｍｐ１が表される。Ｌｃｍｐ１は、常時、現在位置の曲率ρ（ｔ）のみに基づいたアシストトルクＴＡの制御がなされる場合に対応しており、先読み曲率ρ’（ｔ）は、一切制御に反映されない。このため、時刻Ｔ１１において走行路が直線路に復帰するまでの間、重心位置の曲率ρ（ｔ）は常に先読み曲率の先回値ρ’（ｔ―ｔａ）と乖離する。そのため、運転者の感覚と、ハンドル１１の戻り速度或いはハンドル１１を戻し操作する場合の手応えとが整合せず、操舵フィーリングが、運転者にとって違和感のあるものとなってしまうのである。
【０１３３】
このように、本実施形態に係るハンドル戻し制御によれば、車両１の将来位置における先読み曲率が減少する切り戻し操作時において、先読み曲率ρ’（ｔ）に応じたアシストトルクＴＡが切り戻し方向に発生する。このため、運転者の感覚と、ハンドル１１の戻り速度或いはハンドル１１を戻し操作する場合の手応えとが整合し、運転者にとって自然な操舵フィーリングが実現されるのである。
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、先読み曲率ρ’（ｔ）がハンドル切り戻し時のアシストトルクＴＡの制御に反映されたが、第２実施形態では、切り込み時のアシストトルクＴＡが先読み曲率ρ’（ｔ）に基づいて制御される。先ず、図１１を参照し、第２実施形態に係るハンドル制御処理について説明する。ここに、図１１は、ハンドル制御処理のフローチャートである。
【０１３４】
図１１において、先ず車速Ｖが中高速域に該当するか否かが判別される（ステップＳ３０１）。尚、「中高速域」とは、第１実施形態と同様に、現時点の重心位置における曲率ρ（ｔ）に基づいた制御では運転者に快適な操舵フィーリングが提供され難くなる車速領域である。中高速の車速領域に該当しない場合（ステップＳ３０１：ＮＯ）、処理はステップＳ３０１で実質的に待機状態となる。
【０１３５】
車両１の車速Ｖが中高速の車速領域に該当する場合（ステップＳ３０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、先読み曲率ρ’を取得し（ステップＳ３０２）、取得した先読み曲率ρ’に基づいてアシストトルク制御を実行する（ステップＳ３０３）。アシストトルク制御が実行されると、処理はステップＳ３０１に戻され、一連の処理が繰り返される。
【０１３６】
ここで、図１２を参照し、アシストトルク制御の詳細について説明する。ここに、図１２は、アシストトルク制御の制御ブロック図である。尚、同図において、図９と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【０１３７】
図１２において、アシストトルク制御を実行する場合、ＥＣＵ１００は、演算器１１０、１１１及び１１２並びに制御マップＭＰ３、ＭＰ４、ＭＰ５及びＭＰ６を利用してアシストトルクＴＡのダンピング制御項ＣＡｄｍｐを算出する。算出されたダンピング制御項ＣＡｄｍｐは、アシストトルクＴＡの一成分であり、基本アシストトルクＴＡｂａｓｅや、他の制御項、例えば慣性制御項、摩擦トルク制御項或いは軸力補正項等と共に加算され、最終的にアシストトルクＴＡとしてＥＰＳアクチュエータ３００から出力される構成となっている。
【０１３８】
ダンピング制御項ＣＡｄｍｐは、乗算器である演算器１１０、１１１及び１１２の作用により、下記（３３）式として表される。
【０１３９】
ＣＡｄｍｐ＝ＣＡｄｍｐｂａｓｅ×ＧＮｖ×ＧＮρ’×ＧＮΔρ・・・（３３）
上記（３３）式において、ＣＡｄｍｐｂａｓｅは、基本ダンピング制御項であり、制御マップＭＰ４により設定される。また、ＧＮｖは、第１実施形態と同様に、実質的に中高車速域において制御を発効させるための車速ゲインであり、先述した制御マップＭＰ３により設定される。
【０１４０】
一方、ゲインＧＮρ’及びＧＮΔρは、夫々先読み曲率ゲイン及び曲率偏差ゲインであり、夫々制御マップＭＰ５及びＭＰ６により設定される。
【０１４１】
制御マップＭＰ４は、操舵角速度ＭＡ’と基本ダンピング制御項ＣＡｄｍｐｂａｓｅとを対応付けてなるマップである。
【０１４２】
制御マップＭＰ４から明らかなように、基本ダンピング制御項ＣＡｄｍｐｂａｓｅは、操舵角速度ＭＡ’に応じて変化し、操舵角速度ＭＡ’が基準値未満となる緩操舵時にはゼロである。これは、緩操舵時は、ハンドル操作が車両の安定性を損ねる懸念が少ないからであり、元よりダンピング制御が必要とされないことを意味している。操舵角速度ＭＡ’が基準値以上になると、基本ダンピング制御項ＣＡｄｍｐｂａｓｅは、操舵角速度ＭＡ’に対してリニアに増加する。
【０１４３】
制御マップＭＰ５は、先読み曲率ρ’（ｔ）と曲率ゲインＧＮρ’とを対応付けてなるマップであり、マップの性質としては、第１実施形態に係る制御マップＭＰ３と同様であるが、曲率ゲインＧＮρ’の設定態様が第１実施形態と異なる構成となっている。
【０１４４】
即ち、制御マップＭＰ５によれば、基準値未満の領域において、曲率ゲインＧＮρ’が先読み曲率ρ’（ｔ）に対しリニアに増加し、基準値以上の領域において最大値で一定となる。また、先読み曲率ρ’が極小値を採る極小領域を除いて曲率ゲインＧＮρ’が１より大きい。即ち、基本ダンピング制御項ＣＡｄｍｐｂａｓｅは、実質的に、先読み曲率ρ’（ｔ）により増幅され、特に、先読み曲率ρ’（ｔ）が基準値未満となる領域においては、先読み曲率ρ’（ｔ）が大きい程大きくなる。
【０１４５】
制御マップＭＰ６は、第２曲率偏差Δρ（ｔ）と曲率偏差ゲインＧＮΔρとを対応付けてなるマップである。尚、第２曲率偏差Δρ（ｔ）とは、現在位置での曲率ρ（ｔ）と先読み曲率の最新値ρ’（ｔ）との差分であり、下記（３４）式により表される。第２曲率偏差Δρ（ｔ）は、将来的に発生する操舵入力の大きさを事前に予期するための指標として利用される。
【０１４６】
Δρ（ｔ）＝ρ’（ｔ）−ρ（ｔ）・・・（３４）
制御マップＭＰ６によれば、基準値未満の領域において、曲率偏差ゲインΔＧＮρが第２曲率偏差Δρ（ｔ）に対しリニアに増加し、基準値以上の領域において最大値で一定となる。また、第２曲率偏差Δρが極小値を採る極小領域を除いて曲率偏差ゲインＧＮΔρが１より大きい。即ち、基本ダンピング制御項ＣＡｄｍｐｂａｓｅは、実質的に、第２曲率偏差Δρ（ｔ）に応じて増幅され、特に、第２曲率偏差Δρ（ｔ）が基準値未満となる領域においては、第２曲率偏差Δρ（ｔ）が大きい程大きくなる。
【０１４７】
これら各制御マップによる特性付与の結果、アシストトルクＴＡのダンピング制御量ＣＡｄｍｐは、例えば、図１３に例示される如き時間推移を示す。ここに、図１３は、アシストトルク制御の実行過程におけるダンピング制御量ＣＡｄｍｐの一時間推移を例示する図である。
【０１４８】
図１３において、細い実線で示されるＬｍａ’は、操舵角速度ＭＡ’の一時間推移である。係る操舵角速度ＭＡ’の時間推移に対して、本実施形態に係るアシストトルク制御が施されない場合、ダンピング制御量ＣＡｄｍｐは、図示破線Ｌｃｍｐ２の如き変化特性を示す。これに対して、本実施形態に係るアシストトルク制御が実行された場合、ダンピング制御量ＣＡｄｍｐは、図示実線Ｌｃａｄｍｐの如くに変化する。即ち、本実施形態に係るアシストトルク制御が実行されると、総じてダンピング制御量ＣＡｄｍｐが増大する。
【０１４９】
このように、アシストトルク制御によれば、主として中高車速域において、基本的に先読み曲率ρ’（ｔ）が大きい程、また、第２曲率偏差Δρ（ｔ）が大きい程、アシストトルクＴＡのダンピング制御項ＣＡｄｍｐが大きくなる。ダンピング制御項は、ハンドルの粘性を規定する制御項であり、大きい程、ハンドル操作時の粘性が増加することを意味する。ハンドル操作時の粘性が増加すると、運転者が操舵入力を与えるに際しての抵抗が大きくなるため、操舵入力に対する舵角の感度が鈍くなる。また、運転者は、ハンドルが重くなったように感じ、所謂「手応え」が増加した感覚を覚える。
【０１５０】
即ち、このアシストトルク制御によれば、将来的に車両１が到達するであろう暫定走行位置における重心位置の曲率、即ち、先読み曲率ρ’が大きい場合や、現在位置での曲率ρ（ｔ）と先読み曲率ρ’（ｔ）との差が大きい場合等、総じて将来的に運転者から大きな操舵入力が与えられると予期される場合において、予め操舵入力に対する舵角の感度を低下させておくことができる。また、ハンドルを重くしておくことができる。従って、実際に車両１が曲路に差し掛かる、或いは、曲路から直線路に差し掛かる場合等において予期せぬ外乱が生じ、運転者の操舵入力が乱された場合であっても、係る操舵入力の乱れが車両１をふらつかせることがなく、安定した走行状態を維持させることが可能となる。或いは、運転者が将来的な曲率を予測し潜在的にハンドルに手応えを期待した段階で、ハンドルの手応え感を増幅させることができる。
【０１５１】
このようなアシストトルク制御の効果について、図１４を参照して説明する。ここに、図１４は、アシストトルク制御の効果を例示する模式的な車両走行状態図である。
【０１５２】
図１４において、図１４（ａ）は、アシストトルク制御が実行されない場合の車両の走行状態を例示した図である。この場合、車両１が曲路に差し掛かった段階で図示矢線に相当する外乱が生じると、運転者は、この外乱により操舵入力を乱され、乱された操舵入力が曲路に対応するハンドル操作と干渉することによって、図示破線に示すように曲路の軌跡がふらつき易い。
【０１５３】
一方、アシストトルク制御が実行される場合、予め曲路に差し掛かる以前に、先読み曲率ρ’（ｔ）に基づいてアシストトルクＴＡのダンピング制御項ＣＡｄｍｐが増大されているため、図１４（ｂ）に例示されるように、図示矢線の外乱入力に起因した車両挙動の乱れは生じない。即ち、アシストトルク制御により、外乱に対して車両挙動がよりロバストとなるのである。
【０１５４】
また、図１４（ａ）に例示される車両挙動のふらつきは、外乱が入力されない場合であっても生じ得る。例えば、運転者は、自身が将来的な曲率を予測した段階で、潜在的にハンドルの手応えを期待している。ところが、実際の曲率に基づいた制御しかなされない場合、ダンピング制御項がハンドルの手応えを変化させ始めるのは、車両が曲路に差し掛かった後であり、運転者はハンドルが軽いと感じたまま曲路に差し掛かることになる。ところが、ハンドルが軽いと感じた直後にダンピング制御の効果が発揮され始めると、今度はハンドルが重くなったように感じることになる。即ち、操舵フィーリングに大きな違和感を覚えることになる。その結果、所謂修正操舵と言われるような、冗長なハンドル操作が生じ易い。このような冗長なハンドル操作は、結局、図１４（ａ）に例示されるように車両挙動を乱すことに繋がるのである。本実施形態によれば、運転者の感覚に即した操舵フィーリングが提供されるため、車両挙動をより安定ならしめることが可能となるのである。
【０１５５】
次に、図１５を参照し、アシストトルク制御の効果を別の観点から説明する。ここに、図１５は、アシストトルク制御の実行過程における操舵角速度ＭＡ’の一時間推移を例示する図である。
【０１５６】
図１５において、本実施形態に係るアシストトルク制御が実行された場合の操舵角速度ＭＡ’の時間推移が図示Ｌｍａ’（実線）として示される。これに対して、当該アシストトルク制御が実行されない場合の操舵角速度ＭＡ’の時間推移が図示Ｌｃｍｐ３（破線）として示される。尚、鎖線は外乱が無い場合の特性を例示するものである。
【０１５７】
図１５に例示されるように、アシストトルク制御が適用された場合、先読み曲率ρ’（ｔ）に基づいてダンピング制御項が制御される（実質的には、殆どの場合において増大する）ため、ある操舵トルクを与えたときの操舵角ＭＡの変化が小さくなることから、操舵角速度ＭＡ’の変化幅が、アシストトルク制御がなされない場合と較べて大きく抑制される。操舵角速度ＭＡ’の変化幅が小さい或いは変化速度が低い方が車両挙動をより安定ならしめ得ることは明白であろう。
＜第３実施形態＞
第２実施形態では、アシストトルクの制御態様として、アシストトルクＴＡの一成分であるダンピング制御項ＣＡｄｍｐを増大させ、運転者の感覚に即した操舵フィーリングの提供を実現し、或いは外乱に対する車両挙動のロバスト性を向上させたが、第３実施形態では、ダンピング制御項に替えて、アシストトルクＴＡの一部である摩擦模擬トルクＴＡｆｒｉｃが増大される。摩擦模擬トルクＴＡｆｒｉｃは、ハンドル１１の操作時に生じる物理的摩擦力を模擬したトルクである。実際の制御時には、例えば、図１１のハンドル制御処理におけるステップＳ３０３が、摩擦模擬トルク制御に置換される。
【０１５８】
ここで、図１６を参照し、この摩擦模擬トルク制御の詳細について説明する。ここに、図１６は、摩擦模擬トルク制御の制御ブロック図である。尚、同図において、図１２と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【０１５９】
図１６において、摩擦模擬トルク制御を実行する場合、ＥＣＵ１００は、演算器１１１及び１１２並びに制御マップＭＰ５、ＭＰ６及びＭＰ７を利用して摩擦模擬トルクＴＡｆｒｉｃを算出する。ＥＣＵ１００は、この算出された摩擦模擬トルクＴＡｆｒｉｃを、アシストトルクＴＡの他の成分の目標値と加算して、最終的なアシストトルクＴＡの目標値ＴＡｔａｇを決定すると共に、この目標値ＴＡｔａｇが得られるようにＥＰＳアクチュエータを制御する構成となっている。
【０１６０】
摩擦模擬トルクＴＡｆｒｉｃは、乗算器である演算器１１１及び１１２の作用により、下記（３５）式として表される。
【０１６１】
ＴＡｆｒｉｃ＝ＴＡｆｒｉｃｂａｓｅ×ＧＮρ’×ＧＮΔρ・・・（３５）
上記（３５）式において、ＴＡｆｒｉｃｂａｓｅは、基本摩擦模擬トルクであり、制御マップＭＰ７により設定される。制御マップＭＰ７は、操舵角ＭＡ及び車速Ｖをパラメータとして、これらと基本摩擦模擬トルクとを対応付けてなる制御マップである。基本摩擦模擬トルクＴＡｆｒｉｃｂａｓｅは、基本的に、操舵角ＭＡが大きい程、また車速Ｖが高い程、大きくなるように設定される。尚、このように基本摩擦模擬トルクは、上述したダンピング制御量と異なり、操舵角速度ＭＡ’ではなく操舵角ＭＡに反応する。従って、ハンドル非操作時或いは緩操作時においても、ハンドルに所謂手応えとなる反力を付与することができる。
【０１６２】
一方、ゲインＧＮρ’及びＧＮΔρは、夫々先読み曲率ゲイン及び曲率偏差ゲインであり、夫々図１２に例示された制御マップＭＰ５及びＭＰ６と同様のものである。従って、基本摩擦模擬トルクＴＡｆｒｉｃｂａｓｅは、第２実施形態における基本ダンピング制御項と同様に、殆どの場合において増幅される。
【０１６３】
ここで、図１７を参照し、摩擦模擬トルク制御の効果について説明する。ここに、図１７は、摩擦模擬トルク制御の実行過程における摩擦模擬トルクＴＡｆｒｉｃの一時間推移を例示する図である。
【０１６４】
図１７において、図示Ｌｃｍｐ４（破線）は、比較例として摩擦模擬トルク制御が実行されない場合の摩擦模擬トルクＴＡｆｒｉｃの時間推移を例示するものであり、図示ＬＴＡｆｒｉｃ（実線）は、摩擦模擬トルク制御が実行された場合の摩擦模擬トルクＴＡｆｒｉｃの時間推移を例示するものである。尚、図示Ｌｍａ（細い実線）は、操舵角ＭＡの時間推移を例示するものである。
【０１６５】
図示するように、摩擦模擬トルク制御が実行された場合、摩擦模擬トルクＴＡｆｒｉｃは比較例に比して増大される。また、特に、摩擦模擬トルクＴＡｆｒｉｃは、図示するように、操舵角ＭＡが安定した状態（即ち、操舵角速度ＭＡ’＝０）においても、操舵角ＭＡに応じたゼロでない一定値を採る。第２実施形態に係るダンピング制御項が、ハンドル操作が生じない限り発生しない（即ち、操舵角速度ＭＡ’＝０では発生しない）トルク成分であるのに対し、このようにハンドル保舵時においても相応の摩擦力が維持されることから、本実施形態に係る摩擦模擬トルク制御は、保舵時のハンドル振動の収斂性が良好であり、ハンドル操作をより安定ならしめることが可能となる。
【０１６６】
また、摩擦模擬トルクＴＡｆｒｉｃは、定性的には、その増加がハンドル操作をより重くさせる作用を有するトルクであるから、先読み曲率ρ’（ｔ）に基づいて車両１が直線路から曲路に差し掛かる前に、或いは曲路から直線路に差し掛かる前に増大させておくことにより、第２実施形態と同様に、外乱入力時のロバスト性を向上させることができる。また、運転者の感覚に即した操舵フィーリングを提供することができる。
【０１６７】
尚、ここでは、アシストトルクＴＡの一部である摩擦模擬トルクＴＡｆｒｉｃを例に挙げたが、このような操舵角ＭＡに応じた摩擦力の付与は、上述したダンピング制御項と同様アシストトルクＴＡの一成分である摩擦制御項の制御によっても実現可能である。
【０１６８】
＜第４実施形態＞
次に、図１８〜図２７を参照して、本発明の第４実施形態について説明する。
【０１６９】
上記の第１〜第３実施形態では、ＥＣＵ１００（制御手段）によるハンドル制御処理において先読み曲率ρ’（ｔ）（推定された旋回曲率）に基づいてアシストトルクＴＡを制御していたが、第４実施形態では、先読み曲率ρ’（ｔ）の時間変化量（微分値）に基づいてアシストトルクＴＡを制御する。また、本実施形態は、ハンドル制御処理において、アシストトルクＴＡに基準を与える基本アシストトルクＴＡｂａｓｅを、操舵トルクＭＴに基づいて決定する点において、上記実施形態と異なるものである。
【０１７０】
まず、図１８を参照して、第４実施形態に係るハンドル制御処理について説明する。図１８は、本発明の第４実施形態に係るハンドル制御処理のフローチャートである。
【０１７１】
図１８に示すように、ＥＣＵ１００は、先読み曲率ρ’を取得し（ステップＳ４０１）、取得した先読み曲率ρ’に基づいて車両１の旋回方向を判定して（ステップＳ４０２）、この旋回方向を符号で表した符号付先読み曲率ρｓを算出する。そして、この符号付先読み曲率ρｓに基づいてアシストトルク制御を実行する（ステップＳ４０３）。アシストトルク制御が実行されると、処理はステップＳ４０１に戻され、一連の処理が繰り返される。
【０１７２】
ここで、図１９，２０を参照し、ステップＳ４０２における旋回方向判定の詳細について説明する。図１９は、旋回方向判定の概念図であり、図２０は、旋回方向判定において先読み軌跡に応じた先読み曲率ρ’への符号の付加を例示する図である。
【０１７３】
上記第１〜第３実施形態では、先読み曲率ρ’の大きさの変化に着目して制御していたため絶対値を用いればよかったが、本実施形態では、先読み曲率ρ’の時間変化量に着目して制御を実行するため、先読み曲率ρ’が左旋回中なのか右旋回中なのかを判定する必要がある。そこで、本実施形態では、先読み曲率ρ’を符号付先読み曲率ρｓに拡張する。
【０１７４】
具体的には、図４のステップＳ１０６にて先読み曲率ρ’を求める際に使用した「三以上の車両位置の情報」を用いて、車両１の旋回方向を判定し、旋回方向に応じた符合を先読み曲率ρ’に付与して、符号付先読み曲率ρｓを算出する。ここでは、ステップＳ１０６の説明と同様に、図１９に示すように、先読み位置Ａ０（ｘ（０），ｙ（０））、過去一先読み位置Ａ１（ｘ（−１），ｙ（−１））、過去二先読み位置Ａ２（ｘ（−２），ｙ（−２））の場合について説明する。
【０１７５】
図１９に示すように、過去一先読み位置Ａ１と過去二先読み位置Ａ２とを結ぶ直線Ｌａは次式で表される。
ｙ＝ａ１×ｘ＋ｂ１・・・（３６）
ただし、
ａ１＝（ｙ（−１）−ｙ（−２））／（ｘ（−１）−ｘ（−２））・・・（３７）
ｂ１＝ｙ（−１）−ａ１×ｘ（−１）・・・（３８）
である。
【０１７６】
また、図１９に示すように、先読み位置Ａ０と過去一先読み位置Ａ１とを結ぶ直線Ｌｂは次式で表される。
ｙ＝ａ２×ｘ＋ｂ２・・・（３９）
ただし、
ａ２＝（ｙ（０）−ｙ（−１））／（ｘ（０）−ｘ（−１））・・・（４０）
ｂ２＝ｙ（０）−ａ２×ｘ（０）・・・（４１）
である。
【０１７７】
このように定義される三点Ａ０，Ａ１，Ａ２について、本実施形態では、図１９，２０に示すように上方向に時間遷移を表す場合、すなわち過去二先読み位置Ａ２、過去一先読み位置Ａ１、先読み位置Ａ０の順で下方から上方へプロットする場合に、過去一先読み位置Ａ１と過去二先読み位置Ａ２とを結ぶ直線Ｌａに対して、先読み位置Ａ０が左側にある場合に左旋回と判定し、右側にある場合に右旋回と判定する。そして、左旋回を正、右旋回を負となるように、符号付先読み曲率ρｓを定義する。
【０１７８】
例えば、図２０に示すように複数の先読み軌跡を考えると、過去一先読み位置Ａ１と過去二先読み位置Ａ２とを結ぶ直線Ｌａに対して、先読み位置Ａ０が左側にある先読み軌跡ｔ１，ｔ２の場合、左旋回と判定され、先読み曲率ρ’に正符号を付与されて符号付先読み曲率ρｓが定義される。すなわちρｓ＝ρ’となる。
【０１７９】
また、過去一先読み位置Ａ１と過去二先読み位置Ａ２とを結ぶ直線Ｌａに対して、先読み位置Ａ０が右側にある先読み軌跡ｔ３，ｔ４の場合、右旋回と判定され、先読み曲率ρ’に負符号を付与されて符号付先読み曲率ρｓが定義される。すなわちρｓ＝−ρ’となる。
【０１８０】
先読み位置Ａ０が直線Ｌａ上にある場合は、車両１が直進しており先読み曲率ρ’が０なので、符号付先読み曲率ρｓも０と定義される。すなわちρｓ＝０となる。
【０１８１】
ここで、各直線Ｌａ，Ｌｂの傾きａ１，ａ２に着目すると、図２０の先読み軌跡ｔ１，ｔ２のような左旋回の場合、過去一先読み位置Ａ１と過去二先読み位置Ａ２とを結ぶ直線Ｌａの傾きａ１は、先読み位置Ａ０と過去一先読み位置Ａ１とを結ぶ直線Ｌｂの傾きａ２より小さくなる。
【０１８２】
また、図２０の先読み軌跡ｔ３，ｔ４のような右旋回の場合、直線Ｌａの傾きａ１は、直線Ｌｂの傾きａ２より大きくなり、先読み位置Ａ０が直線Ｌａ上にある場合は、直線Ｌａの傾きａ１と直線Ｌｂの傾きａ２とは等しくなる。
【０１８３】
したがって、左旋回のとき正、右旋回のとき負となるように、各直線Ｌａ，Ｌｂの傾きａ１，ａ２に着目した以下の条件によって、符号付先読み曲率ρｓを定義することができる。
・ａ１＞ａ２の場合、右旋回のため、ρｓ＝−ρ’
・ａ１＜ａ２の場合、左旋回のため、ρｓ＝ρ’
・ａ１＝ａ２の場合、直進のため、ρｓ＝０
【０１８４】
次に、図２１を参照し、ステップＳ４０３におけるアシストトルク制御の詳細について説明する。図２１は、アシストトルク制御の制御ブロック図である。なお、図２１において、図９や図１２と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【０１８５】
図２１において、アシストトルク制御を実行する場合、ＥＣＵ１００は、加算器１２１、乗算器１２２、微分器１２３、ゲイン乗算器１２４、ディレイ（遅延器）１２５や制御マップＭＰ８，ＭＰ３を利用して、アシストトルクＴＡの目標値ＴＡｔａｇを算出する。そして、この算出した目標値ＴＡｔａｇに応じて、ＥＰＳアクチュエータ３００を制御し、所望のアシストトルクＴＡを発生させる。
【０１８６】
より具体的には、アシストトルクＴＡの目標値ＴＡｔａｇは、加算器１２１の作用により、下記（４２）式として表される。
ＴＡｔａｇ＝ＴＡｂａｓｅ＋ｄρＶ２・・・（４２）
【０１８７】
上記（４２）式において、ＴＡｂａｓｅは、アシストトルクＴＡに基準を与える基本アシストトルクであり、制御マップＭＰ８により設定される。
【０１８８】
制御マップＭＰ８は、操舵トルクＭＴと基本アシストトルクＴＡｂａｓｅとを対応付けてなるマップである。図２１に例示される制御マップＭＰ８から明らかなように、基本アシストトルクＴＡｂａｓｅは、操舵トルクＭＴに応じて変化し、基本的に、操舵トルクＭＴが大きい程、大きくなるように設定されている。
【０１８９】
また、上記（４２）式において、ｄρＶ２は、符号付先読み曲率ρｓの微分値に基づき導出されるアシストトルクＴＡの補正量である。アシストトルク制御の目標値を基本アシストトルクＴＡｂａｓｅとした場合、目標アシスト特性に対して初期の応答遅れが大きい。そこで、アシストトルク制御の応答性を向上させるべく、上記（４２）式のように、アシストトルク補正量ｄρＶ２を加算する。以下にその導出方法の詳細について説明する。
【０１９０】
アシストトルク補正量ｄρＶ２は、乗算器１２２の作用により、下記（４３）式として表される。
ｄρＶ２＝ＧＮｖ×ｄρ２・Ｋ２・・・（４３）
ここで、ｄρ２は、符号付先読み曲率ρｓの微分値であり、後述するように微分器１２３により算出される。また、Ｋ２は、所定のゲインであり、ゲイン乗算器１２４においてｄρ２に乗算される。
【０１９１】
なお、（４３）式のＧＮｖは、上記第１，第２実施形態と同様に、車速Ｖに基づき制御マップＭＰ３により設定される車速ゲインであり、乗算器１２２によって、ゲイン乗算器１２４からの出力ｄρ２・Ｋ２に乗算される。車速ゲインＧＮｖは、先読み曲率ρ’が主に中高速で効果的に抽出できるため、図２１に例示される制御マップＭＰ３のように、中高速で大きくなる設定とされている。制御マップＭＰ３に示す車速Ｖと車速ゲインＧＮｖとの対応関係は、例えば実験的に適合させることができる。
【０１９２】
ゲインＫ２は、符号付先読み曲率ρｓの微分値ｄρ２に対して、これをＫ２ゲイン倍したｄρ２・Ｋ２によって、基本アシストトルクＴＡｂａｓｅのみを用いたアシストトルク制御で発生しうる応答遅れを補償できる量が設定されている。ゲインＫ２は、設計的または実験的に決定することができる。
【０１９３】
符号付先読み曲率ρｓの微分値ｄρ２は、微分器１２３により、下記（４４）式として表される。
ｄρ２＝（ρｄ２（ｔ）−ρｄ２（ｔ−sampling_time））／sampling_time・・・（４４）
ここで、ρｄ２は、符号付先読み曲率ρｓにディレイｔｄを入れる遅延演算を行った「ディレイ後の先読み曲率」であり、後述するようにディレイ（遅延器）１２５により算出される。また、sampling_timeは、サンプリング間隔である。つまり、符号付先読み曲率ρｓの微分値ｄρ２は、ディレイ後の先読み曲率の今回値ρｄ２（ｔ）と前回値ρｄ２（ｔ−sampling_time）との差分をサンプリング間隔sampling_timeで除して算出される先読み曲率ρｓの時間変化量である。
【０１９４】
ディレイ後の先読み曲率ρｄ２は、ディレイ（遅延器）１２５において、符号付先読み曲率ρｓにディレイｔｄ２を入れるディレイ処理を行って算出され、例えば下記（４５）式として表せる。
ρｄ２（ｔ）＝ρｓ（ｔ−ｔｄ２）・・・（４５）
ここで、ｔｄ２は、ディレイの大きさを調整するパラメータであり、ｔｄ＝０〜ａ２／Ｖの範囲で設定され（ａ２は定数）、車速Ｖによって可変である。
【０１９５】
つまり、ステップＳ４０３におけるアシストトルク制御の入力情報である符号付先読み曲率ρｓは、まずディレイ１２５において、（４５）式のディレイ処理が行われ、次に微分器１２３において、（４４）式により微分値ｄρ２が算出され、（４３）式に示すように、ゲイン乗算器１２４によりゲインＫ２が乗算され、乗算器１２２により車速Ｖに応じた車速ゲインＧＮｖが乗算された結果、アシストトルク補正量ｄρＶ２として出力される。
【０１９６】
このような、本実施形態のアシストトルク制御の効果について、図２２，２３を参照して説明する。図２２は、アシストトルク制御の実行過程におけるアシストトルクの時間推移を例示する図であり、図２３は、図２２に示すアシストトルクの時間推移のうちアシストトルク制御の初期の部分を拡大視した図である。
【０１９７】
図２２，２３において、細い実線で示されるグラフＬ０１は、操舵トルクＭＴに応じて定められるアシストトルク制御の目標値の時間推移を示す目標アシスト特性を表している。この目標アシスト特性Ｌ０１は、具体的には、図２１に示すアシストトルク制御の制御ブロック図において、操舵トルクＭＴに基づき制御マップＭＰ８を用いて導出される基本アシストトルクＴＡｂａｓｅである。図２２，２３に示す例では、目標アシスト特性Ｌ０１は、０から所定値まで連続的に増加されている。
【０１９８】
図２２，２３において、一点鎖線で示されるグラフＬ０２は、本実施形態で先読み曲率ρ’（符号付先読み曲率ρｓ）の微分値に基づき算出されるアシストトルク補正量ｄρＶ２の時間推移を表している。また、太い実線で示されるグラフＬ０３は、本実施形態のアシストトルク補正量ｄρＶ２をアシストトルク目標値ＴＡｔａｇに加算する処理（以下、先読み曲率微分補正という）を適用した場合に、ＥＰＳアクチュエータ３００から出力されたアシストトルクＴＡの時間推移を表している。また、破線で示されるグラフＬ０４は、比較例として、本実施形態の先読み曲率微分補正を実施しない場合（基本アシストトルクＴＡｂａｓｅのみをアシストトルク目標値ＴＡｔａｇとした場合）に、ＥＰＳアクチュエータ３００から出力されたアシストトルクＴＡの時間推移を表している。
【０１９９】
図２２，２３のグラフＬ０４に示すように、アシストトルク目標値ＴＡｔａｇを、図２１の制御マップＭＰ８により導出される基本アシストトルクＴＡｂａｓｅのみとした比較例の場合、ＥＰＳアクチュエータ３００により出力されたアシストトルクＴＡの時間推移は、目標アシスト特性Ｌ０１に対して立ち上がり時の応答遅れが大きくなり、また、目標アシスト特性Ｌ０１に追従するものの定常偏差が残ってしまう。このように、基本アシストトルクＴＡｂａｓｅのみをアシストトルク目標値ＴＡｔａｇとした場合には、特に操舵初期のアシストトルクＴＡの応答遅れのため、操舵トルクＭＴに応じた充分なアシストトルクＴＡを実現することができず、ドライバの意図にあった操舵特性が得られない虞がある。
【０２００】
これに対し、本実施形態では、運転者の操舵トルクＭＴを補助するためのアシストトルクＴＡを好適に供給すべく、先読み曲率ρ’の微分値に基づいてアシストトルクＴＡを制御する。より詳細には、本実施形態では、先読み曲率ρ’の微分値に基づき図２２，２３のグラフＬ０２に示すアシストトルク補正量ｄρＶ２を算出し、これをアシストトルク目標値ＴＡｔａｇに加算するよう構成されている。特に、グラフＬ０２に示すように、目標アシスト特性Ｌ０１が大きく変化し比較例（グラフＬ０４）において応答遅れが発生した操舵初期に、アシストトルク補正量ｄρＶ２を大きくとり、アシストトルクＴＡの応答遅れを補償できるよう構成されている。
【０２０１】
このような構成により、本実施形態では、現在位置よりも先の暫定走行位置における道路情報である先読み曲率ρ’の変化量を現時点での車両１の操舵制御に反映させて、アシストトルクＴＡをフィードフォワード的に制御することが可能となり、図２２，２３のグラフＬ０３に示すように、比較例（グラフＬ０４）と比べてアシストトルクＴＡを操舵初期から目標アシスト特性Ｌ０１に近づけることが可能となる。このため、操舵初期におけるアシストトルクの応答遅れによる操舵トルクの増加がなくなり、ドライバの意図にあった操舵特性が得られ、ドライバの感覚に合うアシストトルク制御を行うことができる。
【０２０２】
次に、本実施形態の先読み曲率微分補正と、従来の補償手法とを比較して、本実施形態の効果についてさらに説明する。まず、図２４，２５を参照して、周知のトルク微分補償との比較について説明する。図２４は、トルク微分補償を比較例としたアシストトルクの時間推移を例示する図であり、図２５は、図２４に示すアシストトルクの時間推移のうちアシストトルク制御の初期の部分を拡大視した図である。
【０２０３】
トルク微分補償とは、操舵トルクＭＴに応じたアシストトルク目標値ＴＡｔａｇを設定する主制御に、操舵トルクＭＴの微分値に応じた微分補正値にゲインを乗じたトルク微分補償量を加算することにより、アシストトルク制御の応答性を改善するものである。
【０２０４】
図２４，２５において、一点鎖線で示されるグラフＬ０５は、アシストトルク制御にこのトルク微分補償を適用した場合に、ＥＰＳアクチュエータ３００から出力されたアシストトルクＴＡの時間推移を表している。なお、グラフＬ０１，Ｌ０３，Ｌ０４は、図２２，２３のものと同一である。
【０２０５】
トルク微分補償では、上述のゲインを大きくしてトルク微分補償量を増大させるほどアシストトルク制御の応答性を改善することができるが、このゲインを大きくしすぎると、目標アシスト特性Ｌ０１が単調増加から一定値に遷移する際（図２４に示す領域Ａ）にアシストトルクＴＡがオーバーシュートしてしまうので、このようなオーバーシュートの発生を避けるためにゲイン値の増加に限界があり、したがってアシストトルク制御の応答性を高めるにも限界がある。このため、図２５のグラフＬ０５に示すように、トルク微分補償をアシストトルク制御に適用した場合、基本アシストトルクＴＡｂａｓｅのみをアシストトルク目標値ＴＡｔａｇとした場合（グラフＬ０４）よりはアシストトルクの応答性を向上させることができるものの、依然として立ち上がり時の応答遅れがあり、偏差も残ってしまう。
【０２０６】
これに対して、本実施形態の先読み曲率微分補正では、図２４，２５のグラフＬ０３に示すとおり、トルク微分補償（グラフＬ０５）と比較して、アシストトルクＴＡを操舵初期から目標アシスト特性Ｌ０１により一層近づけることが可能となる。
【０２０７】
次に、図２６，２７を参照して、周知のδ微分補償との比較について説明する。図２６は、δ微分補償を比較例としたアシストトルクの時間推移を例示する図であり、図２７は、図２６に示すアシストトルクの時間推移のうちアシストトルク制御の初期の部分を拡大視した図である。
【０２０８】
図２６，２７において、一点鎖線で示されるグラフＬ０６は、アシストトルク制御にδ微分補償を適用した場合に、ＥＰＳアクチュエータ３００から出力されたアシストトルクＴＡの時間推移を表している。なお、グラフＬ０１，Ｌ０３，Ｌ０４は、図２４，２５のものと同一である。
【０２０９】
δ微分補償では、δ微分補償量を増大させるほどアシストトルク制御の応答性を改善することができるが、δ微分補償量を大きくしすぎると、目標アシスト特性Ｌ０１が単調増加から一定値に遷移する際（図２６に示す領域Ａ）にアシストトルクＴＡがオーバーシュートしてしまうので、このようなオーバーシュートの発生を避けるためにδ微分補償量の増加に限界があり、したがってアシストトルク制御の応答性を高めるにも限界がある。このため、図２７のグラフＬ０６に示すように、δ微分補償をアシストトルク制御に適用した場合、基本アシストトルクＴＡｂａｓｅのみをアシストトルク目標値ＴＡｔａｇとした場合（グラフＬ０４）よりはアシストトルクの応答性を向上させることができるものの、依然として立ち上がり時の応答遅れがあり、偏差も残ってしまう。
【０２１０】
これに対して、本実施形態の先読み曲率微分補正では、図２６，２７のグラフＬ０３に示すとおり、δ微分補償（グラフＬ０６）と比較して、アシストトルクＴＡを操舵初期から目標アシスト特性Ｌ０１により一層近づけることが可能となる。
【０２１１】
このように、本実施形態の先読み曲率微分補正（グラフＬ０３）は、トルク微分補償（グラフＬ０５）やδ微分補償（グラフＬ０６）など従来の補償手法と比較して、アシストトルクＴＡを操舵初期から目標アシスト特性Ｌ０１に好適に近づけることが可能となる。このため、より一層ドライバの感覚に合うアシストトルク制御を行うことができる。
【０２１２】
＜第５実施形態＞
次に、図２８〜図３４を参照して、本発明の第５実施形態について説明する。
【０２１３】
第４実施形態では、先読み曲率ρ’（ｔ）の時間変化量（微分値）に基づいてアシストトルク制御の補正量を制御していたが、第５実施形態は、先読み曲率ρ’（ｔ）に基づいてアシストトルク制御の補正量を算出する点において、第４実施形態と異なるものである。つまり、本実施形態は、図１８のフローチャートを参照して説明して説明した第４実施形態のハンドル制御処理のうち、ステップＳ４０３におけるアシストトルク制御の内容が相違する。
【０２１４】
図２８を参照し、第４実施形態との相違点である、図１８のフローチャートのステップＳ４０３におけるアシストトルク制御の詳細について説明する。図２８は、本実施形態におけるアシストトルク制御の制御ブロック図である。
【０２１５】
図２８において、アシストトルク制御を実行する場合、ＥＣＵ１００は、加算器１３１、乗算器１３２、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１３３、ゲイン乗算器１３４、ディレイ（遅延器）１３５や制御マップＭＰ８，ＭＰ３を利用して、アシストトルクＴＡの目標値ＴＡｔａｇを算出する。目標値が算出されると、ＥＰＳアクチュエータ３００がこの目標値に応じて制御される。より具体的には、アシストトルクＴＡの目標値ＴＡｔａｇは、加算器１３１の作用により、下記（４６）式として表される。
ＴＡｔａｇ＝ＴＡｂａｓｅ＋ｄρＶ１・・・（４６）
【０２１６】
上記（４６）式において、ＴＡｂａｓｅは、アシストトルクに基準を与える基本アシストトルクであり、第４実施形態と同様に、制御マップＭＰ８により設定される。
【０２１７】
また、上記（４６）式において、ｄρＶ１は、符号付先読み曲率ρｓに基づき導出されるアシストトルクの補正量である。アシストトルク制御の目標値を基本アシストトルクＴＡｂａｓｅとした場合、目標アシスト特性に対して初期の応答遅れが大きい。そこで、アシストトルク制御の応答性を向上させるべく、上記（４６）式のように、符号付先読み曲率ρｓに基づく補正量ｄρＶ１を加算する。以下にその導出方法の詳細について説明する。
【０２１８】
まず、ディレイ（遅延器）１３５において、符号付先読み曲率ρｓにディレイｔｄ１を入れる遅延演算が行われ、「ディレイ後の先読み曲率」ρｄ１が算出される。ディレイ後の先読み曲率ρｄ１は、例えば下記（４７）式として表せる。
ρｄ１（ｔ）＝ρｓ（ｔ−ｔｄ１）・・・（４７）
ここで、ｔｄ１は、ディレイの大きさを調整するパラメータであり、ｔｄ１＝０〜ａ１／Ｖの範囲で設定され（ａ１は定数）、車速Ｖによって可変である。なお、ディレイ量ｔｄ１の車速Ｖによる特性は、第４実施形態のｔｄ２のものと同一とすることができる。
【０２１９】
次に、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１３３において、このディレイ後の先読み曲率ρｄ１がフィルタ処理され、位相を調整された「フィルタ処理後の符号付先読み曲率」ｄρ１として算出される。
【０２２０】
次に、ゲイン乗算器１３４において、フィルタ処理後の符号付先読み曲率ｄρ１に所定ゲインＫ１が乗算される。ゲインＫ１は、フィルタ処理後の符号付先読み曲率ｄρ１に対して、これをＫ１ゲイン倍したｄρ１・Ｋ１によって、基本アシストトルクＴＡｂａｓｅのみを用いたアシストトルク制御で発生しうる応答遅れを補償できる量が設定されている。ゲインＫ１は、設計的または実験的に決定することができる。
【０２２１】
次に、ゲイン乗算器１３４により算出されたｄρ１・Ｋ１に、乗算器１３２の作用により、さらに車速ゲインＧＮｖが乗算され、アシストトルク補正量ｄρＶ１が算出される。アシストトルク補正量ｄρＶ１は、下記（４８）式として表される。
ｄρＶ１＝ＧＮｖ×ｄρ１・Ｋ１・・・（４８）
なお、（４８）式の車速ゲインＧＮｖは、第４実施形態と同様に、車速Ｖに基づき制御マップＭＰ３により設定される。
【０２２２】
このような、本実施形態のアシストトルク制御の効果について、図２９，３０を参照して説明する。図２９は、アシストトルク制御の実行過程におけるアシストトルクの時間推移を例示する図であり、図３０は、図２９に示すアシストトルクの時間推移のうちアシストトルク制御の初期の部分を拡大視した図である。
【０２２３】
図２９，３０において、太い実線で示されるグラフＬ０７は、本実施形態のアシストトルク補正量ｄρＶ１をアシストトルク目標値ＴＡｔａｇに加算する処理（以下、先読み曲率補正という）を適用した場合に、ＥＰＳアクチュエータ３００から出力されたアシストトルクＴＡの時間推移を表している。また、二点鎖線で示されるグラフＬ０８は、符号付先読み曲率ρｓの時間推移を、アシストトルクのスケールに合わせて表したものである。なお、図２２と同様に、グラフＬ０１は、目標アシスト特性を表し、グラフＬ０４は、比較例として本実施形態の先読み曲率補正を実施しない場合（基本アシストトルクＴＡｂａｓｅのみをアシストトルク目標値ＴＡｔａｇとした場合）に、ＥＰＳアクチュエータ３００から出力されたアシストトルクＴＡの時間推移とを表している。
【０２２４】
図２９，３０のグラフＬ０４に示すように、アシストトルク目標値ＴＡｔａｇを、図２８の制御マップＭＰ８により導出される基本アシストトルクＴＡｂａｓｅのみとした比較例の場合、ＥＰＳアクチュエータ３００により出力されたアシストトルクＴＡの時間推移は、目標アシスト特性Ｌ０１に対して立ち上がり時の応答遅れが大きくなり、また、目標アシスト特性Ｌ０１に追従するものの定常偏差が残ってしまう。このように、基本アシストトルクＴＡｂａｓｅのみをアシストトルク目標値ＴＡｔａｇとした場合には、特に操舵初期のアシストトルクＴＡの応答遅れのため、操舵トルクＭＴに応じた充分なアシストトルクＴＡを実現することができず、ドライバの意図にあった操舵特性が得られない虞がある。
【０２２５】
これに対し、本実施形態では、運転者の操舵トルクＭＴを補助するためのアシストトルクＴＡを好適に供給すべく、先読み曲率ρ’に基づいてアシストトルクＴＡを制御する。先読み曲率ρ’とは、現在位置よりも先の暫定走行位置における道路情報であるので、図２９，３０のグラフＬ０８に示すように、目標アシスト特性Ｌ０１と同様の時間遷移をなし、かつ目標アシスト特性Ｌ０１よりも時間遷移のタイミングが早くなる特性をもつ。そこで、本実施形態では、この先読み曲率ρ’に基づいてアシストトルク補正量ｄρＶ１を算出し、これをアシストトルク目標値ＴＡｔａｇに加算することで、ドライバの所望のアシストトルクＴＡを実現できるよう構成されている。
【０２２６】
このような構成により、本実施形態では、現在位置よりも先の暫定走行位置における道路情報である先読み曲率ρ’を現時点での車両１の操舵制御に反映させて、アシストトルクＴＡをフィードフォワード的に制御することが可能となり、図２９，３０のグラフＬ０７に示すように、比較例（グラフＬ０４）と比べてアシストトルクＴＡを操舵初期から目標アシスト特性Ｌ０１に近づけることが可能となる。このため、操舵初期におけるアシストトルクの応答遅れによる操舵トルクの増加がなくなり、ドライバの意図にあった操舵特性が得られ、ドライバの感覚に合うアシストトルク制御を行うことができる。
【０２２７】
次に、本実施形態の先読み曲率補正と、従来の補償手法とを比較して、本実施形態の効果についてさらに説明する。まず、図３１，３２を参照して、周知のトルク微分補償との比較について説明する。図３１は、トルク微分補償を比較例としたアシストトルクの時間推移を例示する図であり、図３２は、図３１に示すアシストトルクの時間推移のうちアシストトルク制御の初期の部分を拡大視した図である。
【０２２８】
図３１，３２において、一点鎖線で示されるグラフＬ０５は、図２４，２５と同様に、アシストトルク制御にこのトルク微分補償を適用した場合に、ＥＰＳアクチュエータ３００から出力されたアシストトルクＴＡの時間推移を表している。なお、グラフＬ０１，Ｌ０４，Ｌ０７は、図２９，３０のものと同一である。
【０２２９】
図３２のグラフＬ０５に示すように、トルク微分補償をアシストトルク制御に適用した場合、図２４，２５を参照して説明したように、基本アシストトルクＴＡｂａｓｅのみをアシストトルク目標値ＴＡｔａｇとした場合（グラフＬ０４）よりはアシストトルクの応答性を向上させることができるものの、依然として立ち上がり時の応答遅れがあり、偏差も残ってしまう。
【０２３０】
これに対して、本実施形態の先読み曲率補正では、図３１，３２のグラフＬ０７に示すとおり、トルク微分補償（グラフＬ０５）と比較して、アシストトルクＴＡを操舵初期から目標アシスト特性Ｌ０１により一層近づけることが可能となる。
【０２３１】
次に、図３３，３４を参照して、周知のδ微分補償との比較について説明する。図３３は、δ微分補償を比較例としたアシストトルクの時間推移を例示する図であり、図３４は、図３３に示すアシストトルクの時間推移のうちアシストトルク制御の初期の部分を拡大視した図である。
【０２３２】
図３３，３４において、一点鎖線で示されるグラフＬ０６は、図２６，２７と同様に、アシストトルク制御にδ微分補償を適用した場合に、ＥＰＳアクチュエータ３００から出力されたアシストトルクＴＡの時間推移を表している。なお、グラフＬ０１，Ｌ０４，Ｌ０７は、図２９，３０のものと同一である。
【０２３３】
図３４のグラフＬ０６に示すように、δ微分補償をアシストトルク制御に適用した場合、図２６，２７を参照して説明したように、基本アシストトルクＴＡｂａｓｅのみをアシストトルク目標値ＴＡｔａｇとした場合（グラフＬ０４）よりはアシストトルクの応答性を向上させることができるものの、依然として立ち上がり時の応答遅れがあり、偏差も残ってしまう。
【０２３４】
これに対して、本実施形態の先読み曲率補正では、図３３，３４のグラフＬ０７に示すとおり、δ微分補償（グラフＬ０６）と比較して、アシストトルクＴＡを操舵初期から目標アシスト特性Ｌ０１により一層近づけることが可能となる。
【０２３５】
このように、本実施形態の先読み曲率補正（グラフＬ０７）は、トルク微分補償（グラフＬ０５）やδ微分補償（グラフＬ０６）など従来の補償手法と比較して、アシストトルクＴＡを操舵初期から目標アシスト特性Ｌ０１に好適に近づけることが可能となる。このため、より一層ドライバの感覚に合うアシストトルク制御を行うことができる。
【０２３６】
＜第６実施形態＞
次に、図３５〜図４１を参照して、本発明の第６実施形態について説明する。
【０２３７】
第６実施形態は、上記の第４実施形態の先読み曲率微分補正と第５実施形態の先読み曲率補正とを組み合わせたものである。つまり、第６実施形態では、先読み曲率ρ’（ｔ）の時間変化量（微分値）に基づき算出されるアシストトルク制御の補正量と、先読み曲率ρ’（ｔ）に基づき算出されるアシストトルク制御の補正量とを併用して、アシストトルクを制御する。
【０２３８】
図３５は、本実施形態におけるアシストトルク制御の制御ブロック図である。図３５に示すように、アシストトルクＴＡの目標値ＴＡｔａｇは、加算器１２１，１３１の作用により、下記（４９）式として表される。
ＴＡｔａｇ＝ＴＡｂａｓｅ＋ｄρＶ１＋ｄρＶ２・・・（４９）
【０２３９】
上記（４９）式において、ＴＡｂａｓｅは、アシストトルクに基準を与える基本アシストトルクであり、第４，５実施形態と同様に、制御マップＭＰ８により設定される。
【０２４０】
また、上記（４９）式において、ｄρＶ１は、符号付先読み曲率ρｓに基づき導出されるアシストトルクの補正量であり、第５実施形態と同様に乗算器１３２、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１３３、ゲイン乗算器１３４、ディレイ（遅延器）１３５、制御マップＭＰ３を利用して算出される。
【０２４１】
また、ｄρＶ２は、符号付先読み曲率ρｓの微分値に基づき導出されるアシストトルクの補正量であり、第４実施形態と同様に乗算器１２２、微分器１２３、ゲイン乗算器１２４、ディレイ（遅延器）１２５、制御マップＭＰ３を利用して算出される。
【０２４２】
このような、本実施形態のアシストトルク制御の効果について、図３６，３７を参照して説明する。図３６は、アシストトルク制御の実行過程におけるアシストトルクの時間推移を例示する図であり、図３７は、図３６に示すアシストトルクの時間推移のうちアシストトルク制御の初期の部分を拡大視した図である。
【０２４３】
図３６，３７において、太い実線で示されるグラフＬ０９は、本実施形態のアシストトルク補正量ｄρＶ１をアシストトルク目標値ＴＡｔａｇに加算する先読み曲率補正と、アシストトルク補正量ｄρＶ２をアシストトルク目標値ＴＡｔａｇに加算する先読み曲率微分補正とを適用した場合に、ＥＰＳアクチュエータ３００から出力されたアシストトルクＴＡの時間推移を表している。なお、図２９と同様に、グラフＬ０１は、目標アシスト特性を表し、グラフＬ０４は、比較例として本実施形態の先読み曲率補正及び先読み曲率微分補正を実施しない場合（基本アシストトルクＴＡｂａｓｅのみをアシストトルク目標値ＴＡｔａｇとした場合）に、ＥＰＳアクチュエータ３００から出力されたアシストトルクＴＡの時間推移とを表し、グラフＬ０８は、符号付先読み曲率ρｓの時間推移を、アシストトルクのスケールに合わせて表したものである。
【０２４４】
図３６，３７のグラフＬ０４に示すように、アシストトルク目標値ＴＡｔａｇを、図３５の制御マップＭＰ８により導出される基本アシストトルクＴＡｂａｓｅのみとした比較例の場合、ＥＰＳアクチュエータ３００により出力されたアシストトルクＴＡの時間推移は、目標アシスト特性Ｌ０１に対して立ち上がり時の応答遅れが大きくなり、また、目標アシスト特性Ｌ０１に追従するものの定常偏差が残ってしまう。このように、基本アシストトルクＴＡｂａｓｅのみをアシストトルク目標値ＴＡｔａｇとした場合には、特に操舵初期のアシストトルクＴＡの応答遅れのため、操舵トルクＭＴに応じた充分なアシストトルクＴＡを実現することができず、ドライバの意図にあった操舵特性が得られない虞がある。
【０２４５】
これに対し、本実施形態では、運転者の操舵トルクＭＴを補助するためのアシストトルクＴＡを好適に供給すべく、先読み曲率ρ’とその微分値に基づいてアシストトルクＴＡを制御する。より詳細には、本実施形態では、図３６，３７のグラフＬ０９に示すように、目標アシスト特性Ｌ０１と同様の時間遷移をなし、かつ目標アシスト特性Ｌ０１よりも時間遷移のタイミングが早い先読み曲率ρ’に基づいて、アシストトルク補正量ｄρＶ１を算出し、また、この先読み曲率ρ’の微分値に基づいてアシストトルク補正量ｄρＶ２を算出し、これらをアシストトルク目標値ＴＡｔａｇに加算するよう構成されている。
【０２４６】
このような構成により、本実施形態では、先読み曲率ρ’とその微分値に基づいてアシストトルク目標値ＴＡｔａｇをフィードフォワード的に制御することが可能となり、図３６，３７のグラフＬ０９に示すように、比較例（グラフＬ０４）と比べて、アシストトルクＴＡを操舵初期から目標アシスト特性Ｌ０１に近づけることが可能となる。さらには第４実施形態の先読み曲率微分補正（図２２，２３のグラフＬ０３）や第５実施形態の先読み曲率補正（図２９，３０のグラフＬ０７）を個別に適用する場合と比べても、アシストトルクＴＡを操舵初期から目標アシスト特性Ｌ０１に近づけることが可能となる。このため、操舵初期におけるアシストトルクの応答遅れによる操舵トルクの増加がなくなり、ドライバの意図にあった操舵特性が得られ、ドライバの感覚に合うアシストトルク制御を行うことができる。
【０２４７】
次に、本実施形態と、従来の補償手法とを比較して、本実施形態の効果についてさらに説明する。まず、図３８，３９を参照して、周知のトルク微分補償との比較について説明する。図３８は、トルク微分補償を比較例としたアシストトルクの時間推移を例示する図であり、図３９は、図３８に示すアシストトルクの時間推移のうちアシストトルク制御の初期の部分を拡大視した図である。
【０２４８】
図３８，３９において、一点鎖線で示されるグラフＬ０５は、図２４，２５と同様に、アシストトルク制御にこのトルク微分補償を適用した場合に、ＥＰＳアクチュエータ３００から出力されたアシストトルクＴＡの時間推移を表している。なお、グラフＬ０１，Ｌ０４，Ｌ０９は、図３６，３７のものと同一である。
【０２４９】
図３９のグラフＬ０５に示すように、トルク微分補償をアシストトルク制御に適用した場合、図２４，２５を参照して説明したように、基本アシストトルクＴＡｂａｓｅのみをアシストトルク目標値ＴＡｔａｇとした場合（グラフＬ０４）よりはアシストトルクの応答性を向上させることができるものの、依然として立ち上がり時の応答遅れがあり、偏差も残ってしまう。
【０２５０】
これに対して、本実施形態では、図３８，３９のグラフＬ０９に示すとおり、トルク微分補償（グラフＬ０５）と比較して、アシストトルクＴＡを操舵初期から目標アシスト特性Ｌ０１により一層近づけることが可能となる。
【０２５１】
次に、図４０，４１を参照して、周知のδ微分補償との比較について説明する。図４０は、δ微分補償を比較例としたアシストトルクの時間推移を例示する図であり、図４１は、図４０に示すアシストトルクの時間推移のうちアシストトルク制御の初期の部分を拡大視した図である。
【０２５２】
図４０，４１において、一点鎖線で示されるグラフＬ０６は、図２６，２７と同様に、アシストトルク制御にδ微分補償を適用した場合に、ＥＰＳアクチュエータ３００から出力されたアシストトルクＴＡの時間推移を表している。なお、グラフＬ０１，Ｌ０４，Ｌ０９は、図３６，３７のものと同一である。
【０２５３】
図４１のグラフＬ０６に示すように、δ微分補償をアシストトルク制御に適用した場合、図２６，２７を参照して説明したように、基本アシストトルクＴＡｂａｓｅのみをアシストトルク目標値ＴＡｔａｇとした場合（グラフＬ０４）よりはアシストトルクの応答性を向上させることができるものの、依然として立ち上がり時の応答遅れがあり、偏差も残ってしまう。
【０２５４】
これに対して、本実施形態の先読み曲率補正及び先読み曲率微分補正では、図４０，４１のグラフＬ０９に示すとおり、δ微分補償（グラフＬ０６）と比較して、アシストトルクＴＡを操舵初期から目標アシスト特性Ｌ０１により一層近づけることが可能となる。
【０２５５】
このように、本実施形態の先読み曲率補正と先読み曲率微分補正を組み合わせた補正手法（グラフＬ０９）は、トルク微分補償（グラフＬ０５）やδ微分補償（グラフＬ０６）など従来の補償手法と比較して、アシストトルクＴＡを操舵初期から目標アシスト特性Ｌ０１に好適に近づけることが可能となる。このため、より一層ドライバの感覚に合うアシストトルク制御を行うことができる。
【０２５６】
＜第７実施形態＞
次に、図４２を参照して、本発明の第７実施形態について説明する。本実施形態は、上記の第４〜６実施形態に、路面摩擦係数μに基づいて、先読み曲率微分補正（第４，６実施形態のアシストトルク補正量ｄρＶ２をアシストトルク目標値ＴＡｔａｇに加算する処理）または先読み曲率補正（第５，６実施形態のアシストトルク補正量ｄρＶ１をアシストトルク目標値ＴＡｔａｇに加算する処理）の実施可否を判断する機能を追加したものである。
【０２５７】
図４２は、本実施形態におけるアシストトルク制御の制御ブロック図である。図４２に示すように、本実施形態では、アシストトルク補正制御の実施可否判断機能として、路面摩擦係数μに基づきアシストトルク補正制御を実施するか否かを判定する制御実施判定部１４１と、制御実施判定部１４１からの出力値の切替時に、出力値を漸増または漸減処理する漸増減処理部１４２と、漸増減処理部１４２からの出力されるゲイン値を、乗算器１３２から出力される先読み曲率補正によるアシストトルク補正量ｄρＶ１と、乗算器１２２から出力される先読み曲率微分補正によるアシストトルク補正量ｄρＶ２とに乗算する乗算器１４３，１４４とをさらに備えて構成されている。
【０２５８】
制御実施判定部１４１は、路面摩擦係数μの推定値（μ推定値）に基づき、アシストトルク補正制御を実施するか否かを判定する。より詳細には、制御実施判定部１４１は、μ推定値が所定値以上である場合に、アシストトルク補正制御を実施するよう判定し、出力値として１を出力する。また、μ推定値が所定値未満であり、路面摩擦係数μが小さい状態（低μ状態）では、過剰なアシストを防止すべくアシストトルク補正制御を実施しないよう判定し、出力値として０を出力する。すなわち、制御実施判定部１４１は、μ推定値が所定値未満から所定値以上に遷移した場合に出力値を０から１に切り替え、また、μ推定値が所定値以上から所定値未満に遷移した場合に出力値を１から０に切り替える。
【０２５９】
なお、制御実施判定部１４１の入力情報である路面摩擦係数μの推定値（μ推定値）は、車両１の各種センサ情報に基づいて、周知の推定手法を用いて算出することができる。μ推定値の算出に用いられるセンサ情報とは、例えば、上述の操舵角センサ１７、車速センサ１９、ヨーレートセンサ２０、及び横加速度センサ２１や、その他、各車輪ＦＬ，ＦＲの車輪速度を検出する車輪速度センサ、車両１の前後加速度を検出する前後加速度センサ、車両１の上下加速度（鉛直方向の加速度）を検出する上下加速度センサ、マスタシリンダの圧力を検出するマスタ圧センサなどが含まれる。
【０２６０】
漸増減処理部１４２は、制御実施判定部１４１の出力値に基づき、アシストトルク補正量ｄρＶ１，ｄρＶ２に乗算するゲイン値を出力する。具体的には、漸増減処理部１４２は、制御実施判定部１４１の出力値が０または１で一定の場合には、この出力値をそのままゲイン値として出力し、特に、制御実施判定部１４１からの出力値が０から１、または１から０に切り替わった場合に、出力値を所定時間で徐々に変化させるよう漸増または漸減処理を行い、ゲイン値が急激に切り替わることを防止するよう構成される。例えば制御実施判定部１４１において制御実施可能との判定から不可との判定に切り替わったとき、出力値が１から０へ切り替わるが、瞬時に切り替えることなく、段階的に１から０へ変化させることで、アシストトルクの急激な変動を防止できる。なお、制御実施判定部１４１において制御実施不可との判定（出力値０）から可能との判定（出力値１）に切り替わったときも同様に段階的に変化させる。
【０２６１】
本実施形態の効果について説明する。一般に、路面摩擦係数μが低いとき（低μ時）は、高い場合に比べてセルフアライニングトルクが小さくなるため、必要となるアシスト力が小さくてよい。これに対して、先読み曲率補正及び先読み曲率微分補正で導出されるアシストトルク補正量ｄρＶ１，ｄρＶ２は、ゲインＫ１，Ｋ２が一定であるため、低μ時には過剰なアシストとなる場合がある。そこで、本実施形態では、アシストトルク制御において、路面摩擦係数μについての許可条件を設けることにより、適切なアシストができる状況に絞ってアシストトルク制御を実行することができ、この結果、より一層ドライバの感覚に合う制御を行うことができる。
【０２６２】
なお、図４２では、先読み曲率微分補正及び先読み曲率補正を両方備える第６実施形態の構成を例示したが、図２１に示す先読み曲率微分補正のみを備える第４実施形態の構成や、図２８に示す先読み曲率補正のみを備える第５実施形態の構成にも適用することができる。
【０２６３】
＜第８実施形態＞
次に、図４３を参照して、本発明の第８実施形態について説明する。本実施形態は、上記の第４〜６実施形態に、車両１の加速度に基づいて、先読み曲率微分補正（第４，６実施形態のアシストトルク補正量ｄρＶ２をアシストトルク目標値ＴＡｔａｇに加算する処理）または先読み曲率補正（第５，６実施形態のアシストトルク補正量ｄρＶ１をアシストトルク目標値ＴＡｔａｇに加算する処理）の実施可否を判断する機能を追加したものである。
【０２６４】
図４３は、本実施形態におけるアシストトルク制御の制御ブロック図である。図４３に示すように、本実施形態では、車速Ｖを微分する微分器１５１と、微分器１５１により算出された車両１の加速度に基づきアシストトルク補正制御を実施するか否かを判定する制御実施判定部１５２と、漸増減処理部１５３と、乗算器１５４，１５５とをさらに備えて構成されている。なお、漸増減処理部１５３と、乗算器１５４，１５５は、第７実施形態の漸増減処理部１４２及び乗算器１４３，１４４と同様の機能である。
【０２６５】
微分器１５１は、入力される車両１の速度Ｖを微分演算して、加速度を算出する。
【０２６６】
制御実施判定部１５２は、微分器１５１により算出された車両１の加速度の値に基づき、アシストトルク補正制御を実施するか否かを判定する。より詳細には、制御実施判定部１５２は、車両１の前後加速度（車速微分）が所定範囲内である場合に、アシストトルク補正制御を実施するよう判定し、出力値として１を出力する。また、車両１の加速度が所定範囲外である場合には、過剰なアシストを防止すべくアシストトルク補正制御を実施しないよう判定し、出力値として０を出力する。
【０２６７】
本実施形態の効果について説明する。一般に、車両１の加速時または減速時は、定速走行時に比べてセルフアライニングトルクが小さくなる場合があり、その場合必要となるアシスト力が小さくてよい。これに対して、先読み曲率補正及び先読み曲率微分補正で導出されるアシストトルク補正量ｄρＶ１，ｄρＶ２は、ゲインＫ１，Ｋ２が一定であるため、加減速時に過剰なアシストとなる場合がある。そこで、本実施形態では、加減速についての許可条件を設けることにより、適切なアシストができる状況に絞ってアシストトルク制御を実行することができ、この結果、より一層ドライバの感覚に合う制御を行うことができる。
【０２６８】
なお、図４３では、先読み曲率微分補正及び先読み曲率補正を両方備える第６実施形態の構成を例示したが、図２１に示す先読み曲率微分補正のみを備える第４実施形態の構成や、図２８に示す先読み曲率補正のみを備える第５実施形態の構成にも適用することができる。
【０２６９】
＜第９実施形態＞
次に、図４４を参照して、本発明の第９実施形態について説明する。本実施形態は、上記の第４〜６実施形態に、操舵角速度ＭＡ’に基づいて、先読み曲率微分補正（第４，６実施形態のアシストトルク補正量ｄρＶ２をアシストトルク目標値ＴＡｔａｇに加算する処理）または先読み曲率補正（第５，６実施形態のアシストトルク補正量ｄρＶ１をアシストトルク目標値ＴＡｔａｇに加算する処理）の付加割合を調節する機能を追加したものである。
【０２７０】
図４４は、本実施形態におけるアシストトルク制御の制御ブロック図である。図４４に示すように、本実施形態では、操舵角速度ＭＡ’に基づきアシストトルク補正制御の付加割合を調整する制御調整部１６１と、制御調整部１６１から出力されるゲイン値を、乗算器１３２から出力される先読み曲率補正によるアシストトルク補正量ｄρＶ１と、乗算器１２２から出力される先読み曲率微分補正によるアシストトルク補正量ｄρＶ２とに乗算する乗算器１６２，１６３とをさらに備えて構成されている。
【０２７１】
制御調整部１６１は、図４４に示すように、操舵角速度ＭＡ’とアシストゲインＧＮｍａ’とを対応付けて成る制御マップＭＰ９を備えている。制御調整部１６１は、入力された操舵角速度ＭＡ’に基づいて制御マップＭＰ９を用いてこの操舵角速度ＭＡ’に対応するアシストゲインＧＮｍａ’を選択して出力する。図４４に例示される制御マップＭＰ９から明らかなように、アシストゲインＧＮｍａ’は、操舵角速度ＭＡ’が低い領域では１に設定され、所定の操舵角速度ＭＡ’を超えると速度増加に応じて０まで減少するよう設定される。つまり、操舵角速度ＭＡ’が大きい領域（例えば緊急回避など操作者が急ハンドルを切った状態など）では、アシストトルク補正量が付加されにくくなるよう制御される。一方、操舵角速度ＭＡ’が小さいほど、アシストゲインＧＮｍａ’が増えるため、アシストトルク補正量の付加割合が増え、アシストトルクを増大できる。
【０２７２】
本実施形態の効果について説明する。一般に、操舵角速度ＭＡ’が高い場合は、先読み曲率ρ’情報の精度が低く、ドライバの意図を抽出しにくいと考えられる。本実施形態では、操舵角速度ＭＡ’が高い領域では、アシストトルク補正量を減少させるべく、アシストゲインＧＮｍａ’を下げることにより、操舵角速度ＭＡ’が低くドライバの意図を抽出できる状況に絞って、適切なアシスト制御を行うことができる。
【０２７３】
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用情報処理装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【０２７４】
例えば、上記実施形態では、先読み曲率（推定された旋回曲率）ρ’またはこの先読み曲率ρ’（符号付先読み曲率ρｓ）の微分値（時間変化量）ｄρ２に基づいて、ＥＰＳアクチュエータ３００（アシストトルク供給手段）を制御してアシストトルクＴＡを生成していたが、この代わりに、ＶＧＲＳアクチュエータ２００（舵角可変手段）を制御して、操舵角ＭＡ（操舵入力）と操舵輪たる前輪の舵角との関係（操舵伝達比）を変化させる構成としてもよい。
【符号の説明】
【０２７５】
１…車両、１１…ハンドル、１２…アッパーステアリングシャフト、１００…ＥＣＵ、２００…ＶＧＲＳアクチュエータ、３００…ＥＰＳアクチュエータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される車両用情報処理装置であって、
操舵入力に対応する操舵入力情報、旋回状態を規定する車両状態量及び車速に基づいて、前記車両の将来位置を算出する将来位置算出手段と、
前記算出された将来位置を少なくとも一つ含み、且つ前記車両の現在位置に対応する車両位置を含む、前記車両に係る三以上の車両位置に基づいて、前記現在位置よりも先の暫定走行位置における前記車両の旋回曲率を推定する推定手段と
を具備することを特徴とする車両用情報処理装置。
【請求項２】
前記将来位置算出手段は、前記車両の現在位置及び過去位置を取得すると共に、該取得された現在位置及び過去位置と、前記操舵入力に対応する操舵入力情報、旋回状態を規定する車両状態量及び車速とに基づいて前記将来位置を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用情報処理装置。
【請求項３】
前記将来位置は、基準位置に対する相対的な位置変化量により規定される相対位置である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用情報処理装置。
【請求項４】
前記車両状態量を検出する検出手段を具備し、
前記将来位置算出手段は、前記将来位置を算出するにあたって、前記検出された車両状態量を利用する
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用情報処理装置。
【請求項５】
前記操舵入力情報は操舵角であり、前記車両状態量は、ヨーレート、横加速度及び車体スリップ角である
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用情報処理装置。
【請求項６】
前記三以上の車両位置は、算出時刻が時系列上で相互いに隣接する三つの車両位置を含む
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用情報処理装置。
【請求項７】
前記車両は、前記操舵入力と操舵輪の舵角との関係を変化させることが可能な舵角可変手段と、運転者の操舵トルクを補助するためのアシストトルクを供給可能なアシストトルク供給手段とのうち少なくとも一方を備えており、
前記車両用情報処理装置は、
前記推定された旋回曲率に基づいて前記少なくとも一方を制御する制御手段を更に具備する
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用情報処理装置。
【請求項８】
前記車両の現在位置及び複数の過去位置を取得する取得手段を具備し、
前記推定手段は、前記取得された現在位置及び複数の過去位置に基づいて、前記現在位置における前記車両の旋回曲率を推定し、
前記制御手段は、前記運転者による操舵入力手段の切り戻し操作時において、前記推定された暫定走行位置の旋回曲率と前記推定された現在位置の旋回曲率とに基づいて前記アシストトルクを制御する
ことを特徴とする請求項７に記載の車両用情報処理装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記推定された暫定走行位置の旋回曲率の先回値と、前記推定された現在位置の旋回曲率の現在値との差分が大きい程、前記アシストトルクを増大させる
ことを特徴とする請求項８に記載の車両用情報処理装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記運転者の切り込み操作時において、前記推定された暫定走行位置の旋回曲率が大きい程、前記アシストトルクのダンピング制御項又は摩擦トルク制御項を増大させる
ことを特徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載の車両用情報処理装置。
【請求項１１】
前記車両の現在位置及び複数の過去位置を取得する取得手段を具備し、
前記推定手段は、前記取得された現在位置及び複数の過去位置に基づいて、前記現在位置における前記車両の旋回曲率を推定し、
前記制御手段は、前記運転者の切り込み操作時において、前記推定された暫定走行位置の旋回曲率と前記推定された現在位置の旋回曲率との偏差が大きい程、前記アシストトルクのダンピング制御項又は摩擦トルク制御項を増大させる
ことを特徴とする請求項７から１０のいずれか一項に記載の車両用情報処理装置。
【請求項１２】
前記車両は、前記操舵入力と操舵輪の舵角との関係を変化させることが可能な舵角可変手段と、運転者の操舵トルクを補助するためのアシストトルクを供給可能なアシストトルク供給手段とのうち少なくとも一方を備えており、
前記車両用情報処理装置は、
前記推定された旋回曲率の時間変化量に基づいて前記少なくとも一方を制御する制御手段を更に具備する
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用情報処理装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、路面摩擦係数が所定値以上である場合に、前記アシストトルクを制御する
ことを特徴とする請求項７または１２に記載の車両用情報処理装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、前記車両の加速度が所定範囲内である場合に、前記アシストトルクを制御する
ことを特徴とする請求項７または１２に記載の車両用情報処理装置。
【請求項１５】
前記制御手段は、操舵角速度が小さいほど、前記アシストトルクを増大させる
ことを特徴とする請求項７または１２に記載の車両用情報処理装置。
【請求項１】
車両に搭載される車両用情報処理装置であって、
操舵入力に対応する操舵入力情報、旋回状態を規定する車両状態量及び車速に基づいて、前記車両の将来位置を算出する将来位置算出手段と、
前記算出された将来位置を少なくとも一つ含み、且つ前記車両の現在位置に対応する車両位置を含む、前記車両に係る三以上の車両位置に基づいて、前記現在位置よりも先の暫定走行位置における前記車両の旋回曲率を推定する推定手段と
を具備することを特徴とする車両用情報処理装置。
【請求項２】
前記将来位置算出手段は、前記車両の現在位置及び過去位置を取得すると共に、該取得された現在位置及び過去位置と、前記操舵入力に対応する操舵入力情報、旋回状態を規定する車両状態量及び車速とに基づいて前記将来位置を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用情報処理装置。
【請求項３】
前記将来位置は、基準位置に対する相対的な位置変化量により規定される相対位置である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用情報処理装置。
【請求項４】
前記車両状態量を検出する検出手段を具備し、
前記将来位置算出手段は、前記将来位置を算出するにあたって、前記検出された車両状態量を利用する
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用情報処理装置。
【請求項５】
前記操舵入力情報は操舵角であり、前記車両状態量は、ヨーレート、横加速度及び車体スリップ角である
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用情報処理装置。
【請求項６】
前記三以上の車両位置は、算出時刻が時系列上で相互いに隣接する三つの車両位置を含む
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用情報処理装置。
【請求項７】
前記車両は、前記操舵入力と操舵輪の舵角との関係を変化させることが可能な舵角可変手段と、運転者の操舵トルクを補助するためのアシストトルクを供給可能なアシストトルク供給手段とのうち少なくとも一方を備えており、
前記車両用情報処理装置は、
前記推定された旋回曲率に基づいて前記少なくとも一方を制御する制御手段を更に具備する
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用情報処理装置。
【請求項８】
前記車両の現在位置及び複数の過去位置を取得する取得手段を具備し、
前記推定手段は、前記取得された現在位置及び複数の過去位置に基づいて、前記現在位置における前記車両の旋回曲率を推定し、
前記制御手段は、前記運転者による操舵入力手段の切り戻し操作時において、前記推定された暫定走行位置の旋回曲率と前記推定された現在位置の旋回曲率とに基づいて前記アシストトルクを制御する
ことを特徴とする請求項７に記載の車両用情報処理装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記推定された暫定走行位置の旋回曲率の先回値と、前記推定された現在位置の旋回曲率の現在値との差分が大きい程、前記アシストトルクを増大させる
ことを特徴とする請求項８に記載の車両用情報処理装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記運転者の切り込み操作時において、前記推定された暫定走行位置の旋回曲率が大きい程、前記アシストトルクのダンピング制御項又は摩擦トルク制御項を増大させる
ことを特徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載の車両用情報処理装置。
【請求項１１】
前記車両の現在位置及び複数の過去位置を取得する取得手段を具備し、
前記推定手段は、前記取得された現在位置及び複数の過去位置に基づいて、前記現在位置における前記車両の旋回曲率を推定し、
前記制御手段は、前記運転者の切り込み操作時において、前記推定された暫定走行位置の旋回曲率と前記推定された現在位置の旋回曲率との偏差が大きい程、前記アシストトルクのダンピング制御項又は摩擦トルク制御項を増大させる
ことを特徴とする請求項７から１０のいずれか一項に記載の車両用情報処理装置。
【請求項１２】
前記車両は、前記操舵入力と操舵輪の舵角との関係を変化させることが可能な舵角可変手段と、運転者の操舵トルクを補助するためのアシストトルクを供給可能なアシストトルク供給手段とのうち少なくとも一方を備えており、
前記車両用情報処理装置は、
前記推定された旋回曲率の時間変化量に基づいて前記少なくとも一方を制御する制御手段を更に具備する
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用情報処理装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、路面摩擦係数が所定値以上である場合に、前記アシストトルクを制御する
ことを特徴とする請求項７または１２に記載の車両用情報処理装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、前記車両の加速度が所定範囲内である場合に、前記アシストトルクを制御する
ことを特徴とする請求項７または１２に記載の車両用情報処理装置。
【請求項１５】
前記制御手段は、操舵角速度が小さいほど、前記アシストトルクを増大させる
ことを特徴とする請求項７または１２に記載の車両用情報処理装置。
【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】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【公開番号】特開２０１２−２１０９１７（Ｐ２０１２−２１０９１７Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４９５７０（Ｐ２０１１−１４９５７０）
【出願日】平成２３年７月５日（２０１１．７．５）
【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１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月５日（２０１１．７．５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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