JP5803564B2 - 車両の操舵支援装置及び操舵支援方法 - Google Patents

Description

本発明は、操舵操作の支援となる情報を、操舵輪を介して運転者に提供する、車両の操舵支援装置及び操舵支援方法に関する。

従来から、自車両に最適な走行経路を走行させることを目的として、運転者に、操舵輪（操舵輪）を介して、操舵操作の支援となる情報を提供する操舵支援装置がある。このような操舵支援装置としては、例えば、特許文献１に記載されているものがある。
特許文献１に記載されている操舵支援装置は、現在及び将来予測される障害物へ接触する可能性を、障害物と自車両との間の相対運動を考慮して設定することにより、障害物の回避に最適な走行経路を自車両が走行するための技術である。ここで、障害物の回避に最適な走行経路を自車両が走行するためには、操舵輪にトルクを出力する操舵制御を行う。

特開２００８−３０７９５１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の操舵支援装置では、障害物と自車両との間の余裕代を考慮せずに障害物の回避に最適な走行経路を設定し、この設定した走行経路を自車両が走行するような操舵支援トルクを、操舵輪へ出力する。なお、余裕代とは、走行経路上の目標点に自車両が到達した時点における、障害物と自車両との間の距離である。

このため、運転者の意図する走行経路が、操舵支援装置が設定した走行経路から逸脱する経路である場合に、余裕代が大きい状況であっても、操舵支援装置が設定した走行経路を自車両が走行するような操舵支援トルクが、操舵輪へ出力されることとなる。したがって、操舵操作に対する運転者の意図の反映度合いが低下するという問題が発生するおそれがある。なお、余裕代が大きい状況とは、例えば、自車両が走行路において障害物へ接触する可能性が低い状況である。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、操舵操作に対する運転者の意図の反映度合いが低下することを抑制可能な、車両の操舵支援装置及び操舵支援方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、自車両が走行する走行路を検出し、検出した走行路において、現在位置と現在位置における操舵輪の回転角度とから、目標操舵角を算出する。これに加え、算出した目標操舵角と操舵輪の現在の回転角度である現在操舵角との差分である操舵角偏差を算出し、さらに、算出した操舵角偏差を縮小させるための操舵支援トルクを算出する。
そして、走行路上において、目標点に自車両が到達した時点における、自車両の車幅方向右側及び車幅方向左側のうち少なくとも一方に存在する障害物と自車両との間の車幅方向の距離である余裕代を算出する。さらに、算出した余裕代が大きいほど、操舵支援トルクを小さく算出する。
ここで、目標操舵角は、検出した走行路において、自車両が、予め設定した時間経過後及び予め設定した距離到達後のうち少なくとも一方に通過すると予測される目標経路上の点である目標点に到達するために必要な、操舵輪の回転角度である。

本発明によれば、運転者の意図する走行経路が設定した走行経路から逸脱する経路である場合において、余裕代が大きいほど、運転者が操舵輪を操舵する操舵トルクに対して、操舵支援トルクが干渉する割合が低下することとなる。このため、運転者の意図する走行経路が設定した走行経路から逸脱する経路である場合であっても、余裕代の大きさに応じて、操舵操作に対する運転者の意図の反映度合いが低下することを抑制可能となる。

本発明の第一実施形態の操舵支援装置の構成を示すブロック図である。 障害物と自車両との関係を示す図である。 バネ係数と余裕代との関係を示す図である。 本発明の第一実施形態の操舵支援装置が行う処理を示すフローチャートである。 障害物と自車両との関係を示す図である。 本発明の変形例の操舵支援装置が行う処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
（第一実施形態）
以下、本発明の第一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
（構成）
図１は、本実施形態の操舵支援装置１の構成を示すブロック図である。
図１中に示すように、本実施形態の操舵支援装置１は、目標操舵角算出装置２と、操舵角センサ４と、余裕代算出部６と、操舵角偏差算出部８と、操舵支援トルク算出部１０と、操舵角速度センサ１２と、トルク指令減衰回路１４と、ＥＰＳ１６を備える。
目標操舵角算出装置２は、撮像回路１８と、画像処理回路２０と、目標経路算出回路２２と、目標操舵角算出回路２４を備える。

撮像回路１８は、例えば、ＣＣＤカメラ等の撮像部を備え、自車両の周囲（例えば、自車両の進行方向である車両前後方向前方）の環境を画像として取得する。そして、撮像回路１８は、取得した画像を含む情報信号を、画像処理回路２０へ出力する。
画像処理回路２０は、撮像回路１８が出力した情報信号に基づき、撮像回路１８が取得した画像に対するエッジ検出等を行い、さらに、オブジェクトの認識を行うことにより、路上のうち、自車両が走行可能な領域を検出する。そして、画像処理回路２０は、検出した領域を含む情報信号を、目標経路算出回路２２及び余裕代算出部６へ出力する。

ここで、認識するオブジェクトは、具体的に、走行車線の境界を示す路上の白線（車線区分線）や、走行路の側壁、ガードレール、路上（走行路上）に存在する障害物や他車両、歩行者等である。そして、これらのオブジェクトが存在しない領域が、路上のうち、自車両が走行可能な領域となる。
目標経路算出回路２２は、画像処理回路２０が出力した情報信号に基づき、画像処理回路２０が検出した領域において、自車両が辿るべき（走行するべき）目標経路（走行路）を算出する。そして、目標経路算出回路２２は、算出した目標経路を含む情報信号を、目標操舵角算出回路２４及び余裕代算出部６へ出力する。

目標経路を算出する際には、具体的に、まず、画像処理回路２０が検出した、自車両が走行可能な領域から、走行可能な領域とその他の領域との境界（車幅方向左側の境界と車幅方向右側の境界）を検出する。そして、路上の走行可能な領域における、車幅方向左側の境界と車幅方向右側の境界とを結んだ直線の中点を複数求め、これらの中点の集合を、目標経路として算出する。なお、自車両が走行可能な領域と、その他の領域は、それぞれ、自車両の左右に存在する領域である。

目標操舵角算出回路２４は、目標経路算出回路２２が出力した情報信号に基づき、目標経路算出回路２２が算出した目標経路から、操舵輪（ステアリングホイール）の目標とする回転角度（操舵操作量）である目標操舵角を算出する。そして、目標操舵角算出回路２４は、算出した目標操舵角を含む情報信号を、操舵角偏差算出部８へ出力する。なお、以下の説明では、目標操舵角を、「目標操舵角θ^*」と記載する場合がある。

目標操舵角θ^*を算出する際には、具体的に、まず、自車両の走行路上において、自車両の現在位置からｔ秒後（例えば、１秒後）に通過すると予測される目標経路上の点を、目標点として設定する。すなわち、目標点は、操舵支援装置１が設定した走行経路を形成する複数の点の一つである。なお、上記の「ｔ秒」は、予め設定しておく。
次に、走行路上における自車両の現在位置と、現在位置における操舵輪の回転角度から、設定した目標点に到達するために必要な操舵角を算出する。そして、算出した操舵角を、目標操舵角θ^*とする。

なお、上記の「ｔ秒」は、車速に応じて設定してもよい。また、目標点を設定する際には、現在位置からｔ秒後に通過すると予測される目標経路上の点を、目標点として設定せずに、目標経路上の現在位置からｔ［ｍ］先（例えば、１０［ｍ］先）の点を、目標点として設定してもよい。
ここで、本実施形態では、一例として、予め、目標操舵角算出回路２４に、車両運動モデルを記憶させておき、この車両運動モデルを、目標操舵角θ^*の算出に用いる場合を説明する。これにより、本実施形態の操舵支援装置１では、車両運動モデルを目標操舵角θ^*の算出に用いない場合と比較して、より正確な目標操舵角θ^*の算出が可能となる。

なお、車両運動モデルとは、例えば、自車両の走行時における、操舵角と速度（車速）に応じて生じる車両の運動(ヨーレート等)を示すモデルであり、車両に個別のパラメータである。
以上により、目標操舵角算出装置２は、目標操舵角θ^*を算出し、この算出した目標操舵角θ^*を含む情報信号を、操舵角偏差算出部８へ出力する。

操舵角センサ４は、例えば、操舵輪を回転可能に支持するステアリングコラムに設ける。また、操舵角センサ４は、運転者による、操舵輪の現在の回転角度（操舵操作量）である現在操舵角を検出する。そして、操舵角センサ４は、検出した操舵輪の現在操舵角を含む情報信号を、操舵角偏差算出部８へ出力する。なお、以下の説明では、現在操舵角を、「現在操舵角θ」と記載する場合がある。

ここで、近年の車両は、操舵輪の操舵角を検出可能なセンサを、標準的に備えている場合が多い。このため、本実施形態では、操舵角センサ４として、自車両に既存のセンサである、操舵輪の操舵角を検出可能なセンサを用いた場合について説明する。
余裕代算出部６は、自車両の走行路上において、自車両の現在位置からｔ秒後に通過すると予測される目標経路上の点を、目標点として設定する。なお、目標点の設定は、例えば、上述した目標操舵角θ^*の算出と同様の手順で行う。

そして、図２中に示すように、設定した目標点に自車両Ｖが到達した状況における、自車両Ｖの車幅方向右側における障害物Ｂと自車両Ｖとの右側距離ｄｒと、自車両の車幅方向左側における障害物Ｂと自車両Ｖとの左側距離ｄｌを算出する。そして、この算出した右側距離ｄｒ及び左側距離ｄｌを含む情報信号を、操舵支援トルク算出部１０へ出力する。

なお、図２は、障害物と自車両との関係を示す図である。また、図２中では、現在位置における自車両Ｖを、符号「Ｖｓ」で示し、現在位置からｔ秒後における自車両Ｖ、すなわち、設定した目標点に到達した時点における自車両Ｖの位置を、符号「Ｖｔ」で示している。
また、図２中では、障害物Ｂとして、路上に存在する二台の他車両（小型車両Ｂ１、大型車両Ｂ２）と、走行路の側壁（車幅方向右側の側壁Ｂ３、車幅方向左側の側壁Ｂ４）を示している。

ここで、上記の右側距離ｄｒ及び左側距離ｄｌは、設定した目標点に到達した状態における自車両Ｖの位置と、設定した目標点に到達した状態において自車両Ｖの車幅方向に存在する障害物Ｂとの距離に基づいて算出する。
すなわち、本実施形態では、余裕代算出部６は、自車両の走行路上の目標点に自車両が到達した時点における、障害物と自車両との間の距離である余裕代として、自車両Ｖの車幅方向右側における余裕代と、自車両の車幅方向左側における余裕代を算出する。

操舵角偏差算出部８は、目標操舵角算出装置２及び操舵角センサ４が出力した情報信号に基づき、操舵角偏差を算出する。ここで、操舵角偏差とは、目標操舵角算出装置２が算出した目標操舵角θ^*と操舵角センサ４が検出した現在操舵角θとの差分である。なお、以下の説明では、操舵角偏差を、「操舵角偏差δθ」と記載する場合がある。
ここで、操舵角偏差δθを算出する際には、現在操舵角θから目標操舵角θ^*を減算する。したがって、操舵角偏差δθは、以下の式（１）により算出される。
δθ＝θ−θ^* … （１）

また、操舵角偏差算出部８は、算出した操舵角偏差δθを含む情報信号を、操舵支援トルク算出部１０へ出力する。
操舵支援トルク算出部１０は、余裕代算出部６及び操舵角偏差算出部８が出力した情報信号に基づき、トルク指令信号を算出する。そして、操舵支援トルク算出部１０は、算出したトルク指令信号を含む情報信号を、トルク指令減衰回路１４へ出力する。

ここで、トルク指令信号とは、操舵支援トルクの指令値である。具体的には、トルク指令信号は、操舵角偏差算出部８が算出した操舵角偏差δθを縮小させるための指令値である。なお、以下の説明では、トルク指令信号を、「トルク指令値Ｔ_o」と記載する場合がある。
ここで、操舵支援トルク算出部１０は、トルク指令値Ｔ_oを算出する際に、以下に説明する処理を行う。

具体的には、まず、余裕代算出部６が出力した情報信号を参照し、上述した右側距離ｄｒ及び左側距離ｄｌのうち短い距離を選択する。なお、右側距離ｄｒと左側距離ｄｌが同値である場合は、右側距離ｄｒまたは左側距離ｄｌの一方を選択する。
そして、操舵支援トルク算出部１０は、選択した距離（ｄｒまたはｄｌ）が長いほど、トルク指令値Ｔ_oが小さくなるように、トルク指令値Ｔ_oの算出に用いるバネ係数Ｋ（ｃ）を演算する。

ここで、バネ係数Ｋ（ｃ）は、ｃ＝ｍｉｎ（ｄｒ，ｄｌ）の係数、すなわち、右側距離ｄｒ及び左側距離ｄｌのうち、最小の距離に基づく係数である。
すなわち、操舵支援トルク算出部１０は、トルク指令値Ｔ_oを、図３中に示す、バネ係数Ｋ（ｃ）と余裕代との関係と、以下に示す式（２）を用いて算出する。ここで、余裕代は、障害物Ｂと自車両Ｖとの間の余裕代である。なお、図３は、バネ係数Ｋ（ｃ）と余裕代との関係を示す図である。

これにより、操舵支援トルク算出部１０は、障害物Ｂと自車両Ｖとの間の余裕代が大きいほど、トルク指令値Ｔ_oを小さい値に算出する。
Ｔ_o＝Ｋ（ｃ）×（θ−θ^*） … （２）
すなわち、操舵支援トルク算出部１０は、余裕代算出部６が算出した余裕代が大きいほど、操舵支援トルクが小さくなるように、トルク指令値Ｔ_oを算出する。

また、操舵支援トルク算出部１０は、予め設定したトルク算出用時間間隔で、トルク指令値Ｔ_oを算出する。ここで、上記のトルク算出用時間は、例えば、５０［ｍｓｅｃ］や１００［ｍｓｅｃ］として、予め設定する。なお、本実施形態では、一例として、操舵支援トルク算出部１０がトルク指令値Ｔ_oを算出するトルク算出用時間の間隔を、１００［ｍｓｅｃ］と設定した場合を説明する。

操舵角速度センサ１２は、操舵角センサ４と同様、例えば、操舵輪を回転可能に支持するステアリングコラムに設ける。また、操舵角速度センサ１２は、自車両の運転者による、操舵輪の現在の操舵時における回転角速度である操舵角速度を検出する。そして、操舵角速度センサ１２は、検出した操舵角速度を含む情報信号を、トルク指令減衰回路１４へ出力する。なお、以下の説明では、操舵角速度を、「操舵角速度θ’」と記載する場合がある。

ここで、近年の車両は、操舵輪の操舵角速度を検出可能なセンサを、標準的に備えている場合が多い。このため、本実施形態では、操舵角速度センサ１２として、自車両に既存のセンサである、操舵輪の操舵角速度を検出可能なセンサを用いた場合について説明する。
トルク指令減衰回路１４は、操舵支援トルク算出部１０及び操舵角速度センサ１２が出力した情報信号に基づき、減衰指令信号を算出する。

ここで、減衰指令信号とは、操舵支援トルク算出部１０が算出したトルク指令値Ｔ_oを減衰させる指令を含む情報信号である。そして、トルク指令減衰回路１４は、算出した減衰指令信号によりトルク指令値Ｔ_oを減衰させたトルク減衰指令値を含む情報信号を、ＥＰＳ１６へ出力する。
なお、本実施形態では、一例として、トルク減衰指令値Ｔを、以下に示す式（３）を用いて算出する場合について説明する。
Ｔ＝（θ−θ^*）×θ’＋Ｔ_o … （３）

したがって、本実施形態のトルク指令減衰回路１４は、操舵角速度θ’に応じて、トルク指令値Ｔ_o（トルク指令信号）の減衰度合いが変化するように、トルク減衰指令値Ｔを算出する。
トルク減衰指令値Ｔを算出したトルク指令減衰回路１４は、この算出したトルク減衰指令値Ｔを含む指令信号を、ＥＰＳ１６へ出力する。
ＥＰＳ１６は、操舵輪へ操舵支援トルクを出力可能な電動モータを有する。したがって、ＥＰＳ１６は、例えば、公知の電動パワーステアリング（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）を用いて形成する。

また、ＥＰＳ１６は、トルク指令減衰回路１４から入力された指令信号に基づき、電動モータを制御する。これにより、ＥＰＳ１６は、トルク指令減衰回路１４が算出したトルク減衰指令値Ｔに応じた操舵支援トルクを、操舵輪へ出力する。
なお、ＥＰＳ１６が行なう電動モータの制御は、一般的に、電動モータへ供給する電流を制御して行う。したがって、本実施形態においても、電動モータへ供給する電流を制御して電動モータの制御を行い、トルク減衰指令値Ｔに相当する操舵支援トルクを、操舵輪へ出力する。

以下、図１から図３を参照しつつ、図４を用いて、本実施形態の操舵支援装置１が行なう動作の一例について説明する。
図４は、本実施形態の操舵支援装置１が行う処理を示すフローチャートである。
図４中に示すフローチャートは、自車両Ｖが走行しており、自車両Ｖの運転者が、操舵支援装置１を作動させるスイッチを操作（ＯＮ）した状態からスタートする（図４中に示す「ＳＴＡＲＴ」）。

操舵支援装置１を作動させると、目標操舵角算出装置２は、例えば、１０[ｍｓｅｃ]毎等、予め設定したサンプリング時間毎に、目標操舵角θ^*を算出（ステップＳ１００に示す「目標操舵角算出」）する（ステップＳ１００）。そして、目標操舵角θ^*を算出した目標操舵角算出装置２は、算出した目標操舵角θ^*を含む情報信号を、操舵角偏差算出部８へ出力する。ステップＳ１００において、目標操舵角θ^*を算出すると、操舵支援装置１が行う処理は、ステップＳ１０２へ移行する。

ステップＳ１０２では、操舵角センサ４により、運転者による現在操舵角θを検出（ステップＳ１０２に示す「操舵角検出」）する。そして、現在操舵角θを検出した操舵角センサ４は、検出した操舵輪の現在操舵角を含む情報信号を、操舵角偏差算出部８へ出力する。ステップＳ１０２において、現在操舵角θを検出すると、操舵支援装置１が行う処理は、ステップＳ１０４の処理へ移行する。

ステップＳ１０４では、操舵角偏差算出部８により、目標操舵角θ^*と現在操舵角θとの差分である操舵角偏差δθを算出（ステップＳ１０４に示す「操舵角偏差算出」）する。そして、操舵角偏差δθを算出した操舵角偏差算出部８は、算出した操舵角偏差δθを含む情報信号を、操舵支援トルク算出部１０へ出力する。ステップＳ１０４において、操舵角偏差δθを算出すると、操舵支援装置１が行う処理は、ステップＳ１０６へ移行する。

ステップＳ１０６では、余裕代算出部６により、上述した目標点に自車両Ｖが到達した状況における、自車両Ｖの車幅方向右側における障害物Ｂと自車両Ｖとの右側距離ｄｒを算出（ステップＳ１０６に示す「右側距離ｄｒの算出」）する。そして、右側距離ｄｒを算出した余裕代算出部６は、算出した右側距離ｄｒを含む情報信号を、操舵支援トルク算出部１０へ出力する。ステップＳ１０６において、右側距離ｄｒを算出すると、操舵支援装置１が行う処理は、ステップＳ１０８へ移行する。

ステップＳ１０８では、余裕代算出部６により、上述した目標点に自車両Ｖが到達した状況における、自車両Ｖの車幅方向右側における障害物Ｂと自車両Ｖとの左側距離ｄｌを算出（ステップＳ１０８に示す「左側距離ｄｌの算出」）する。そして、左側距離ｄｌを算出した余裕代算出部６は、算出した左側距離ｄｌを含む情報信号を、操舵支援トルク算出部１０へ出力する。ステップＳ１０８において、左側距離ｄｌを算出すると、操舵支援装置１が行う処理は、ステップＳ１１０へ移行する。

なお、ステップＳ１０６の処理とステップＳ１０８の処理は、逆の順番（ステップＳ１０４→ステップＳ１０８→ステップＳ１０６→ステップＳ１１０）で行ってもよい。
ステップＳ１１０では、操舵支援トルク算出部１０により、上述した右側距離ｄｒ及び左側距離ｄｌのうち、短い距離を選択する。これにより、ステップＳ１１０では、操舵支援トルク算出部１０により、トルク減衰指令値Ｔの算出に用いる余裕代を決定（ステップＳ１１０に示す「余裕代の決定 ｍｉｎ（ｄｒ，ｄｌ）」）する。ステップＳ１１０において、余裕代を決定すると、操舵支援装置１が行う処理は、ステップＳ１１２へ移行する。

ステップＳ１１２では、操舵支援トルク算出部１０により、トルク指令値Ｔ_oを算出（ステップＳ１１２に示す「トルク指令値Ｔ_o算出」）する。そして、トルク指令値Ｔ_oを算出した操舵支援トルク算出部１０は、算出したトルク指令値Ｔ_oを含む情報信号を、トルク指令減衰回路１４へ出力する。ステップＳ１１２において、トルク指令値Ｔ_oを算出すると、操舵支援装置１が行う処理は、ステップＳ１１４へ移行する。

ここで、トルク指令値Ｔ_oを算出する際には、ステップＳ１１０で決定した距離（ｄｒまたはｄｌ）が長いほど、トルク指令値Ｔ_oが小さくなるように、上述したバネ係数Ｋ（ｃ）を演算する。
ステップＳ１１４では、操舵角速度センサ１２により、操舵角速度θ’を検出（ステップＳ１１４に示す「操舵角速度検出」）する。そして、操舵角速度θ’を検出した操舵角速度センサ１２は、検出した操舵角速度θ’を含む情報信号を、トルク指令減衰回路１４へ出力する。ステップＳ１１４において、操舵角速度θ’を検出すると、操舵支援装置１が行う処理は、ステップＳ１１６へ移行する。

ステップＳ１１６では、トルク指令減衰回路１４により、ＥＰＳ１６へ出力する指令信号に含むトルク減衰指令値Ｔを算出（ステップＳ１１６に示す「トルク減衰指令値Ｔ算出」）する。そして、トルク減衰指令値Ｔを算出したトルク指令減衰回路１４は、算出したトルク減衰指令値Ｔを含む指令信号を、ＥＰＳ１６へ出力する。
ステップＳ１１６において、トルク減衰指令値Ｔを含む指令信号をＥＰＳ１６へ出力すると、操舵支援装置１が行う処理は、ステップＳ１１８へ移行する。

ステップＳ１１８では、ＥＰＳ１６において、トルク指令減衰回路１４が出力した指令信号に基づいて、電動モータに供給する電流を制御する。これにより、ステップＳ１２２では、トルク指令減衰回路１４が算出したトルク減衰指令値Ｔに相当する操舵支援トルクを操舵輪へ出力するように、ＥＰＳ１６を制御（ステップＳ１１８に示す「ＥＰＳを制御」）する。
ここで、操舵支援トルク算出部１０は、余裕代算出部６が算出した余裕代（右側距離ｄｒまたは左側距離ｄｌ）が大きいほど、操舵支援トルク（トルク指令値Ｔ_o）を小さい値に算出している。

このため、運転者の意図する走行経路が、設定した走行経路から逸脱する経路である場合において、余裕代が大きいほど、運転者が操舵輪を操舵する操舵トルクに対して、操舵支援トルク（トルク指令値Ｔ_o）が干渉する割合が低下することとなる。
これにより、運転者の意図する走行経路が、設定した走行経路から逸脱する経路である場合において、余裕代が大きいほど、小さく算出した操舵支援トルクが操舵輪へ出力されることとなる。

ここで、「運転者の意図する走行経路が設定した走行経路から逸脱する経路である場合」とは、運転者の意図する走行経路のうち、自車両の現在位置からｔ秒後に通過する点が、上述した目標経路上から逸脱した点である場合を示す。具体的には、図２中において、小型車両Ｂ１と側壁Ｂ３との間を走行する自車両Ｖの位置が、位置Ｖｔよりも小型車両Ｂ１に近い側の位置または側壁Ｂ３に近い側の位置となる場合である。
ステップＳ１１８においてＥＰＳ１６を制御し、トルク指令減衰回路１４が算出したトルク減衰指令値Ｔに応じた操舵支援トルクを、操舵輪へ出力すると、操舵支援装置１が行う処理は、ステップＳ１００の処理に復帰（図５中に示す「ＲＥＴＵＲＮ」）する。

（動作）
次に、図１から図４を参照して、本実施形態の操舵支援装置１が行なう動作の一例について説明する。
上述したように、自車両Ｖの走行時に、運転者が操舵支援装置１を作動させると、操舵支援装置１が、目標操舵角θ^*の算出、現在操舵角θの検出、操舵角偏差δθの算出を行う。そして、自車両Ｖが、例えば、小型車両Ｂ１と側壁Ｂ３との間を走行する状況（図２参照）等において、操舵支援装置１が、右側距離ｄｒ及び左側距離ｄｌの算出を行う。

右側距離ｄｒ及び左側距離ｄｌの算出を行った後、操舵支援トルク算出部１０が、上述した右側距離ｄｒ及び左側距離ｄｌのうち、短い距離を選択して、トルク減衰指令値Ｔの算出に用いる余裕代を決定する。
余裕代を決定した操舵支援トルク算出部１０は、トルク指令値Ｔ_oを算出し、この算出したトルク指令値Ｔ_oを含む情報信号を、トルク指令減衰回路１４へ出力する。
また、操舵角速度センサ１２が、操舵角速度θ’を検出し、この検出した操舵角速度θ’を含む情報信号を、トルク指令減衰回路１４へ出力する。

操舵支援トルク算出部１０及び操舵角速度センサ１２から情報信号の入力を受けたトルク指令減衰回路１４は、トルク減衰指令値Ｔを算出し、この算出したトルク減衰指令値Ｔを含む指令信号を、ＥＰＳ１６へ出力する。
指令信号の入力を受けたＥＰＳ１６は、トルク指令減衰回路１４が算出したトルク減衰指令値Ｔに相当する操舵支援トルクを操舵輪へ出力するように、ＥＰＳ１６を制御する。これにより、運転者が操舵輪を操舵する操舵トルクに対して、操舵支援トルクが干渉する。

このとき、運転者の意図する走行経路が、設定した走行経路から逸脱する経路である場合において、余裕代が大きいほど、小さく算出した操舵支援トルクが操舵輪へ出力される。
このため、例えば、小型車両Ｂ１と側壁Ｂ３との間が広い場合では、小型車両Ｂ１と側壁Ｂ３との間が狭い場合と比較して、操舵トルクに対して操舵支援トルクが干渉する割合が低下する。
これにより、運転者の意図する走行経路が、設定した走行経路から逸脱する経路である場合であっても、余裕代の大きさに応じて、操舵操作に対する運転者の意図の反映度合いを変化させることが可能となる。

なお、上述したように、本実施形態の操舵支援装置１の動作で実施する操舵支援方法は、操舵角偏差を算出する操舵角偏差算出ステップと、操舵角偏差を縮小させるための操舵支援トルクを算出する操舵支援トルク算出ステップを有する。これに加え、操舵支援方法は、操舵支援トルクを操舵輪へ出力する操舵支援トルク出力ステップと、余裕代を算出する余裕代算出ステップを有する。そして、操舵支援方法は、操舵支援トルク算出ステップにおいて、余裕代算出ステップで算出した余裕代が大きいほど、操舵支援トルクを小さく算出する。

以上により、目標操舵角算出装置２は、目標操舵角算出部、走行路検出部及び障害物検出部に対応する。また、操舵角センサ４は、現在操舵角検出部に対応する。また、ＥＰＳ１６は、操舵支援トルク出力部に対応する。また、トルク指令減衰回路１４は、操舵支援トルク減衰部に対応する。
同様に、ステップＳ１０４は、操舵角偏差算出ステップに対応する。また、ステップＳ１０６からＳ１１０は、余裕代算出ステップに対応する。また、ステップＳ１１２は、操舵支援トルク算出ステップに対応する。また、ステップＳ１１８は、操舵支援トルク出力ステップに対応する。

（第一実施形態の効果）
（１）操舵支援トルク算出部１０が、余裕代算出部６が算出した余裕代が大きいほど、操舵支援トルク（トルク指令値Ｔ_o）を小さい値に算出する。
このため、運転者の意図する走行経路が設定した走行経路から逸脱する経路である場合において、余裕代算出部６が算出した余裕代が大きいほど、運転者が操舵輪を操舵する操舵トルクに対して、操舵支援トルクが干渉する割合が低下することとなる。
その結果、運転者の意図する走行経路が設定した走行経路から逸脱する経路である場合であっても、余裕代算出部６が算出した余裕代の大きさに応じて、操舵操作に対する運転者の意図の反映度合いが低下することを抑制可能となる。

（２）余裕代算出部６が、右側距離ｄｒ（自車両Ｖの車幅方向右側における余裕代）と、左側距離ｄｌ（自車両Ｖの車幅方向左側における余裕代）を算出する。これに加え、操舵支援トルク算出部１０が、余裕代算出部６が算出した右側距離ｄｒ及び左側距離ｄｌのうち短い距離（小さい余裕代）を用いて、操舵支援トルクを算出する。
その結果、全体的な余裕代が大きい場合であっても、自車両Ｖが側壁等の障害物に接近する傾向が増加している状況では、障害物へ接触・到達する可能性が増加していることを、操舵支援トルクの大きさの変化により、運転者へ伝達することが可能となる。

（３）操舵支援トルク算出部１０が、予め設定したトルク算出用時間間隔（例えば、５０［ｍｓｅｃ］間隔、１００［ｍｓｅｃ］間隔）で、操舵支援トルクを算出する。
その結果、時間の経過に伴って変化する状況の変化（例えば、余裕代の大きさの変化）を、操舵支援トルクの大きさの変化により、運転者へ伝達することが可能となる。

（４）本実施形態の操舵支援方法では、ステップＳ１０６からＳ１１０で算出した余裕代が大きいほど、ステップＳ１１２において、操舵支援トルクを小さい値に算出する。
このため、運転者の意図する走行経路が設定した走行経路から逸脱する経路である場合において、余裕代算出部６が算出した余裕代が大きいほど、運転者が操舵輪を操舵する操舵トルクに対して、操舵支援トルクが干渉する割合が低下することとなる。
その結果、運転者の意図する走行経路が設定した走行経路から逸脱する経路である場合であっても、余裕代算出部６が算出した余裕代の大きさに応じて、操舵操作に対する運転者の意図の反映度合いが低下することを抑制可能となる。

（変形例）
（１）本実施形態の操舵支援装置１では、余裕代算出部６の構成を、余裕代として、右側距離ｄｒと左側距離ｄｌを算出する構成としたが、余裕代算出部６の構成は、これに限定するものではない。
すなわち、例えば、操舵支援装置１の構成を、自車両Ｖの車両前後方向の前面に配置して、自車両Ｖの車両前後方向前方に対してレーザーを照射する複数のレーザーセンサを備えた構成とする。そして、複数のレーザーセンサにより、それぞれ、レーザーの照射と、レーザーの照射後に走行経路上の障害物等により反射されたレーザーの受信を行い、レーザーを照射及び受信した時間と、レーザーを受信した方向を含む情報信号を、余裕代算出部６へ出力する。

これにより、例えば、図５中に示すように、自車両Ｖの進行方向（車両前後方向前方）に対し、予め設定した照射範囲で進行方向から車幅方向へ複数本のレーザーを照射し、これらの照射したレーザーを受信する。そして、レーザーを照射及び受信した時間と、レーザーを受信した方向に基づき、以下に示す式（４）〜（７）を用いて、余裕代を算出する。なお、図５は、障害物と自車両との関係を示す図である。

なお、上式（４）において、「ｖ」は、自車両Ｖの車速である。また、上式（４）において、「ｄｉ」は、図５中に示すように、複数のレーザーセンサのうち、ｉ番目のレーザーセンサが照射したレーザーが壁Ｂ３に反射した際の、自車両Ｖと壁Ｂ３との距離である。また、上式（４）において、「θｉ」は、図５中に示すように、ｉ番目のレーザーセンサが照射したレーザーと壁Ｂ３が上面視でなす角度のうち、自車両Ｖに近い側の角度である。

また、上式（５）において、「φｉ」は、自車両Ｖの進行方向とｉ番目のレーザーセンサが照射したレーザーが上面視でなす角度である。
また、上式（６）で算出する「Ｃ_right」は、図５中に示すように、自車両Ｖの車幅方向右側に障害物Ｂである壁Ｂ３が存在し、この壁Ｂ３にｉ番目のレーザーセンサが照射したレーザーが反射している場合の、障害物Ｂと自車両Ｖとの余裕代である。なお、以降の説明では、余裕代Ｃ_rightを、「Ｃｒ」と記載する場合がある。

また、上式（７）で算出する「Ｃ_left」は、特に図示しないが、自車両Ｖの車幅方向左側に壁等の障害物Ｂが存在し、この障害物Ｂにｉ番目のレーザーセンサが照射したレーザーが反射している場合の、障害物Ｂと自車両Ｖとの余裕代である。なお、以降の説明では、余裕代Ｃ_leftを、「Ｃｌ」と記載する場合がある。
なお、予め設定した照射範囲とは、例えば、自車両Ｖの車幅方向中心から車両前後方向前方へ向けて延在し、且つ車幅方向と直交する軸を基準として、左右６０［°］とする。

このような構成の操舵支援装置１が行なう動作の一例を、図１から図５を参照しつつ、図６を用いて、以下に説明する。なお、図６は、変形例の操舵支援装置１が行う処理を示すフローチャートである。
図６中に示すフローチャートは、自車両Ｖが走行しており、自車両Ｖの運転者によって、操舵支援装置１を作動させるスイッチが操作（ＯＮ）された状態からスタートする（図６中に示す「ＳＴＡＲＴ」）。

なお、ステップＳ２００〜Ｓ２０４の処理は、上述したステップＳ１００〜Ｓ１０４の処理と同様であるため、その説明を省略する。ステップＳ２０４において、操舵角偏差δθを算出すると、操舵支援装置１が行う処理は、ステップＳ２０６へ移行する。
ステップＳ２０６では、余裕代算出部６により、自車両Ｖの車幅方向右側における障害物Ｂと自車両Ｖとの余裕代Ｃｒを算出（ステップＳ２０６に示す「右側余裕代Ｃｒの算出」）する。そして、右側余裕代Ｃｒを算出した余裕代算出部６は、算出した右側余裕代Ｃｒを含む情報信号を、操舵支援トルク算出部１０へ出力する。ステップＳ２０６において、右側余裕代Ｃｒを算出すると、操舵支援装置１が行う処理は、ステップＳ２０８へ移行する。

ステップＳ２０８では、余裕代算出部６により、自車両Ｖの車幅方向左側における障害物Ｂと自車両Ｖとの余裕代Ｃｌを算出（ステップＳ２０８に示す「左側余裕代Ｃｌの算出」）する。そして、左側余裕代Ｃｌを算出した余裕代算出部６は、算出した左側余裕代Ｃｌを含む情報信号を、操舵支援トルク算出部１０へ出力する。ステップＳ２０８において、左側余裕代Ｃｌを算出すると、操舵支援装置１が行う処理は、ステップＳ２１０へ移行する。
なお、ステップＳ２０６の処理とステップＳ２０８の処理は、逆の順番（ステップＳ２０４→ステップＳ２０８→ステップＳ２０６→ステップＳ２１０）で行ってもよい。

ステップＳ２１０では、操舵支援トルク算出部１０により、上述した右側余裕代Ｃｒ及び左側余裕代Ｃｌのうち、大きい余裕代を選択する。これにより、ステップＳ２１０では、操舵支援トルク算出部１０により、トルク減衰指令値Ｔの算出に用いる余裕代を決定（ステップＳ２１０に示す「余裕代の決定ｍｉｎ（Ｃｒ，Ｃｌ）」）する。ステップＳ２１０において、余裕代を決定すると、操舵支援装置１が行う処理は、ステップＳ２１２へ移行する。
ステップＳ２１２〜Ｓ２１８の処理は、上述したステップＳ１１２〜Ｓ１１８の処理と同様であるため、その説明を省略する。

（２）本実施形態の操舵支援装置１では、操舵支援トルク算出部１０が、予め設定したトルク算出用時間間隔で、操舵支援トルクを算出するが、これに限定するものではない。すなわち、例えば、操舵支援トルク算出部１０が、自車両Ｖの走行中において、連続して操舵支援トルクを算出してもよい。

（３）本実施形態の操舵支援装置１では、トルク指令減衰回路１４が、操舵角速度センサ１２が検出した操舵角速度θ’に応じて、トルク指令値Ｔ_oの減衰度合いが変化するように、減衰指令信号を算出したが、これに限定するものではない。すなわち、トルク指令値Ｔ_oを操舵支援トルクとして用いてもよい。この場合、操舵支援装置１の構成を、操舵角速度センサ１２及びトルク指令減衰回路１４を備えていない構成としてもよい。

（４）本実施形態の操舵支援装置１では、自車両の走行中において、運転者が操舵支援装置１を作動させるスイッチを操作することにより、操舵支援装置１を作動させたが、これに限定するものではない。すなわち、例えば、自車両の周囲の環境を撮像した画像を参照して、自車両が走行する道路（走行路）が、操舵支援装置１を作動させることが好ましい道路であるか否かを判定し、運転者の操作に因らず、操舵支援装置１を作動させてもよい。この場合、自車両の周囲の環境を撮像した画像は、例えば、撮像回路１８が有するＣＣＤカメラ等を用いて取得する。

１ 操舵支援装置
２ 目標操舵角算出装置
４ 操舵角センサ
６ 余裕代算出部
８ 操舵角偏差算出部
１０ 操舵支援トルク算出部
１２ 操舵角速度センサ
１４ トルク指令減衰回路
１６ ＥＰＳ
１８ 撮像回路
２０ 画像処理回路
２２ 目標経路算出回路
２４ 目標操舵角算出回路
Ｖ 自車両
Ｂ 障害物

Claims (4)

1. 自車両が走行する走行路を検出する走行路検出部と、
   前記走行路検出部が検出した走行路上において、前記自車両が、現在位置と前記現在位置における操舵輪の回転角度とから、予め設定した時間経過後及び予め設定した距離到達後のうち少なくとも一方に通過すると予測される目標経路上の点である目標点に到達するために必要な前記操舵輪の回転角度である目標操舵角を算出する目標操舵角算出部と、
   前記操舵輪の現在の回転角度である現在操舵角を検出する現在操舵角検出部と、
   前記目標操舵角算出部が算出した前記目標操舵角と前記現在操舵角検出部が検出した前記現在操舵角との差分である操舵角偏差を算出する操舵角偏差算出部と、
   前記操舵角偏差算出部が算出した操舵角偏差を縮小させるための操舵支援トルクを算出する操舵支援トルク算出部と、
   前記操舵支援トルク算出部が算出した前記操舵支援トルクを前記操舵輪へ出力する操舵支援トルク出力部と、
   前記走行路検出部が検出した走行路において前記自車両の車幅方向右側及び車幅方向左側のうち少なくとも一方に存在する障害物を検出する障害物検出部と、
   前記走行路検出部が検出した走行路上において、前記目標点に前記自車両が到達した時点における、前記障害物検出部が検出した障害物と前記自車両との間の前記車幅方向の距離である余裕代を算出する余裕代算出部と、を備え、
   前記操舵支援トルク算出部は、前記余裕代算出部が算出した余裕代が大きいほど、前記操舵支援トルクを小さく算出することを特徴とする車両の操舵支援装置。
2. 前記余裕代算出部は、前記自車両の車幅方向右側における余裕代と、前記自車両の車幅方向左側における余裕代と、を算出し、
   前記操舵支援トルク算出部は、前記余裕代算出部が算出した前記車幅方向右側における余裕代及び前記車幅方向左側における余裕代のうち小さい余裕代を用いて、前記操舵支援トルクを算出することを特徴とする請求項１に記載した車両の操舵支援装置。
3. 前記操舵支援トルク算出部は、予め設定したトルク算出用時間間隔で前記操舵支援トルクを算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載した車両の操舵支援装置。
4. 自車両が走行する走行路を検出し、前記検出した走行路上において、前記自車両が、現在位置と前記現在位置における操舵輪の回転角度とから、予め設定した時間経過後及び予め設定した距離到達後のうち少なくとも一方に通過すると予測される目標経路上の点である目標点に到達するために必要な前記操舵輪の回転角度である目標操舵角を算出する目標操舵角算出ステップと、
   前記目標操舵角算出ステップで算出した目標操舵角と前記操舵輪の現在の回転角度である現在操舵角との差分である操舵角偏差を算出する操舵角偏差算出ステップと、
   前記操舵角偏差算出ステップで算出した操舵角偏差を縮小させるための操舵支援トルクを算出する操舵支援トルク算出ステップと、
   前記操舵支援トルク算出ステップで算出した前記操舵支援トルクを前記操舵輪へ出力する操舵支援トルク出力ステップと、
   前記走行路上において、前記目標点に前記自車両が到達した時点における、前記自車両の車幅方向右側及び車幅方向左側のうち少なくとも一方に存在する障害物と自車両との間の前記車幅方向の距離である余裕代を算出する余裕代算出ステップと、を有し、
   前記操舵支援トルク算出ステップでは、前記余裕代算出ステップで算出した余裕代が大きいほど、前記操舵支援トルクを小さく算出することを特徴とする車両の操舵支援方法。

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