特許 7268990 車両の自動操舵制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-25

(45)【発行日】2023-05-08

(54)【発明の名称】車両の自動操舵制御装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 6/00 20060101AFI20230426BHJP

   B60W 40/114 20120101ALI20230426BHJP

【ＦＩ】

B62D6/00

B60W40/114

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2018214667

(22)【出願日】2018-11-15

(65)【公開番号】P2020082751

(43)【公開日】2020-06-04

【審査請求日】2021-09-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】110002907

【氏名又は名称】弁理士法人イトーシン国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100076233

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 進

(74)【代理人】

【氏名又は名称】長谷川 靖

(74)【代理人】

【識別番号】100135932

【弁理士】

【氏名又は名称】篠浦 治

(72)【発明者】

【氏名】白石 英一

(72)【発明者】

【氏名】秋山 哲

【審査官】田邉 学

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－３２６４９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１４－５１９４４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１６７７３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１５４３０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－１５１５６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－０７７７５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５３６１９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１６８７３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｄ ６／００

Ｂ６０Ｗ ４０／１１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動パワーステアリングモータを用いた車両の自動操舵制御装置において、
ステアリング機構の動きに基づく操舵輪の舵角変化量を検出する舵角変化量検出手段と、
自車両のヨー変化量を検出する車両挙動検出手段と、
前記舵角変化量検出手段で検出した前記舵角変化量と許容舵角変化域とを比較する舵角変化量比較手段と、
前記車両挙動検出手段で検出した前記ヨー変化量と許容ヨー変化域とを比較するヨー変化量比較手段と、
前記舵角変化量が前記許容舵角変化域内にあり且つ前記ヨー変化量が前記許容ヨー変化域から外れていると判定した場合は該ヨー変化量を抑制するためのカウンタトルクを前記電動パワーステアリングモータに付与するカウンタトルク付与処理手段と
を備えたことを特徴とする車両の自動操舵制御装置。

【請求項2】

前記舵角変化量が前記許容舵角変化域から外れていると判定した場合、該舵角変化量を抑制するために前記電動パワーステアリングモータに対するフィードバック制御系の制御ゲインを高い値に設定する制御ゲイン設定手段
を更に有することを特徴とする請求項１記載の車両の自動操舵制御装置。

【請求項3】

前記舵角変化量検出手段は、前記電動パワーステアリングモータに対する指示回転角と、前記電動パワーステアリングモータの実回転角との差分に基づいて前記舵角変化量を検出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両の自動操舵制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動運転による走行中に外乱を検出した場合、車両が受ける挙動を抑制して車両のふらつきを軽減させる車両の自動操舵制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

この種の自動操舵制御は、自車両を走行車線に沿って走行させるものであり、自動運転では運転者が目的地をセットすることで、現在地から目的地までの走行ルートの全部、或いは一部を運転者に代わって行う自動運転に採用されている。又、運転者が目的地をセットしない場合であっても、自車両を車線に沿って直進走行させる車線維持（ＡＬＫ：Active Lane Keep）制御を行う運転支援にも自動操舵制御が採用されている。

【0003】

ところで、自動操舵制御による走行中に、自車両が轍等の外乱の影響を受けると、自車両にヨー（ヨーイング）が発生し、ふらつくことがある。

【0004】

このような場合、例えば、特許文献１（特開２０１４－１３００６号公報）に開示されているように、電動パワーステアリングモータ（以下、「ＥＰＳモータ」と称する）にて、運転者のハンドル操作をアシストするアシストトルクを発生させるものでは、外乱で操舵角が大きく変化した場合、アシスト応答性を向上させる操舵角フィードバック制御系の制御ゲインを低下させ、アシストトルクを低下させて、操舵角の変化を助長しなければ、ふらつきを防止することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１４－１３００６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、自動操舵制御においては、基本的にＥＰＳモータからの出力がステアリングを動作させるトルク（モータトルク）となる。そのため、外乱の影響で車両にヨーが発生した場合、制御ゲインを低下させると操舵トルクが低下してしまい、車両のふらつきを助長することになる。

【0007】

従って、自動操舵制御においては、外乱により車両にヨーが発生した場合に、アシスト応答性を向上させる操舵角フィードバック制御系のゲインを変更してアシストトルクを抑制する制御を行っても、車両のふらつきを防止することはできない。

【0008】

又、操舵輪（前輪）が受ける外乱が段差等の起伏の場合、操舵輪が起伏に乗り上げたときから、それを乗り越えるまでの動作においては、サスペンションストロークの変化に応じて操舵輪のトー角が変化する所謂バンプステアが発生する。バンプステアによるトー角の変化は実質的に操舵角の変化となるため、この場合も車両にふらつきが発生してしまう不具合がある。

【0009】

本発明は、上記事情に鑑み、自動操舵制御による走行中に車両が外乱を受けてヨーが発生し易い状況であっても、車両のふらつきを抑制して、良好な走行性能を得ることのできる車両の自動操舵制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、電動パワーステアリングモータを用いた車両の自動操舵制御装置において、ステアリング機構の動きに基づく操舵輪の舵角変化量を検出する舵角変化量検出手段と、自車両のヨー変化量を検出する車両挙動検出手段と、前記舵角変化量検出手段で検出した前記舵角変化量と許容舵角変化域とを比較する舵角変化量比較手段と、前記車両挙動検出手段で検出した前記ヨー変化量と許容ヨー変化域とを比較するヨー変化量比較手段と、前記舵角変化量が前記許容舵角変化域内にあり且つ前記ヨー変化量が前記許容ヨー変化域から外れていると判定した場合は該ヨー変化量を抑制するためのカウンタトルクを前記電動パワーステアリングモータに付与するカウンタトルク付与処理手段とを備えた。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、自動操舵制御による走行中に、舵角変化量が許容舵角変化域内にあり、且つヨー変化量が許容ヨー変化域から外れていると判定した場合、ヨー変化を抑制するためのカウンタトルクを電動パワーステアリングモータに付与するようにしたので、バンプステア（トー角変化）にてヨー変化が発生し易い状況であっても、自車両のふらつきが抑制され、良好な走行性能を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】操舵制御装置を搭載する車両の概略構成図

【図2】ふらつき抑制処理ルーチンを示すフローチャート（その１）

【図3】ふらつき抑制処理ルーチンを示すフローチャート（その２）

【図4】ステアリング機構の概略図を示し、（ａ）は右前輪側ステアリング機構の背面図、（ｂ）は右前輪側ステアリング機構の平面図

【図5】外乱の影響でＥＰＳモータの回転角が大きく変化する状態を示すタイミングチャート

【図6】外乱の影響を受けてヨー角が発生する状態を示す車両の平面図

【図7】車両に作用するヨー変化を示すタイミングチャート

【図8】バンプステアによるトー角の変化とカウンタトルクとの関係を示すタイミングチャート

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図１において、符号１は自動操舵制御装置であり、自車両Ｍに搭載されている。自車両Ｍは、左右前輪ＦＬ，ＦＲと左右後輪ＲＬ，ＲＲとを有し、この左右前輪ＦＬ，ＦＲが操舵輪であり、ラック＆ピニオン機構等のステアリング機構２にタイロッド３を介して連設されている。又、このステアリング機構２に、先端にハンドル４ａを固設するステアリング軸４が連設されている。運転者がハンドル４ａを操作すると、ステアリング機構２を介して前輪ＦＬ，ＦＲが転舵される。

【0014】

このステアリング軸４のステアリング機構２に近接する部位に電動パワーステアリング（ＥＰＳ）モータ８が連設されている。

【0015】

このＥＰＳモータ８が自動操舵制御装置１にて操舵制御される。自動操舵制御装置１は、ＥＰＳモータ８に、図示しない伝達機構を介して連設するＥＰＳ装置７を有している。このＥＰＳ装置７は、ＥＰＳモータ８と、ＥＰＳ制御ユニット（ＥＰＳ＿ＥＣＵ）９と、回転角センサ１２とを有しており、このＥＰＳ＿ＥＣＵ９にて、ＥＰＳモータ８がステアリング軸４に付与するトルク（モータトルク）、及び、ステアリング軸４の回転角（操舵角）を制御する。

【0016】

自動操舵制御装置１は、上述したＥＰＳ＿ＥＣＵ９、運転支援（ＤＳＳ：Driving Support System）を行うＤＳＳ制御ユニット（ＤＳＳ＿ＥＣＵ）１１、及びロケータ装置（ロケータ＿ＥＣＵ）１７を有し、これらがＣＡＮ（Controller Area Network）通信等を用いた車内ネットワークを介して、双方向通信自在に接続されている。

【0017】

このＤＳＳ＿ＥＣＵ１１には、自動操舵制御を行う際に必要とする各種パラメータとして、自車両Ｍに作用するヨーレートを検出するヨーレートセンサ１３、自車両Ｍの車速（自車速）を検出する車速センサ１４等、自車両Ｍに作用する挙動を検出するセンサ類が接続されている。更に、このＤＳＳ＿ＥＣＵ１１に自動運転スイッチ１５が接続されている。

【0018】

ところで、ＤＳＳ＿ＥＣＵ１１が非アクティブ状態のとき（自動運転スイッチ１５がＯＦＦ）、自動操舵制御が停止され、運転者自らがハンドル４ａを把持して操舵する手動運転となる。その際、ＥＰＳ＿ＥＣＵ９は電流制御となり、運転者がハンドル４ａに加える操舵トルクをアシストするアシストトルクを設定する。

【0019】

一方、ＤＳＳ＿ＥＣＵ１１がアクティブ状態のときは（自動運転スイッチ１５がＯＮ）、回転角センサ１２で検出した実回転角θｍｒを読込み、この実回転角θｍｒが、ＤＳＳ＿ＥＣＵ１１で設定した目標操舵角に対応する指示回転角θｍｓに達するまでステアリング軸４を回転させる回転角制御を行う。これにより、自動操舵制御においては、ＥＰＳ＿ＥＣＵ９の回転角制御により、自車両Ｍが、後述する目標進行路（例えば、車線中央）をトレースして走行するように操舵制御が行われる。

【0020】

ロケータ＿ＥＣＵ１７には、操作者（主に運転者）が目的地や経由地を入力するルート情報入力部１８、及び複数の測位衛星からの位置情報を受信するＧＮＳＳ（(Global Navigation Satellite System / 全球測位衛星システム)受信機１９が接続されている。更に、このロケータ＿ＥＣＵ１７に高精度道路地図（ダイナミックマップ）データを備える道路地図データベース２０が接続されている。この道路地図データベース２０はハードディスク等の大容量記憶媒体に設けられており、記憶されている高精度道路地図データは、道路や構造物の形状や車線情報等の静的な地図データ上に、各道路における交通規制，事故，渋滞，車両，歩行者，信号等の動的に変化する情報が重畳された層構造を有しており、動的情報は周辺環境の変化に応じて逐次更新される。

【0021】

尚、図示しないが、上述した車内ネットワークには、ＥＰＳ＿ＥＣＵ９、ＤＳＳ＿ＥＣＵ１１、ロケータ＿ＥＣＵ１７以外に、エンジンやモータを代表とする駆動源の出力を制御する駆動源制御ユニット、ブレーキ制御を含む車両操安制御（ＶＤＣ：Vehicle Dynamics Control）装置等、自車両Ｍの自動運転を含む運転支援制御における走行状態を制御するユニット類が相互通信自在に接続されており、これら各制御ユニットはマイクロコンピュータを主体に構成されている。

【0022】

一方、符号２１は自車両Ｍ前方の走行環境情報を取得する走行環境認識装置であり、マイクロコンピュータを主体に構成されていると共に、メインカメラ２２ａとサブカメラ２２ｂとからなるステレオカメラで構成された車載カメラ２２を備えている。

【0023】

走行環境認識装置２１は、車載カメラ２２で撮像した前方の走行環境情報画像を画像処理して、例えば、自動運転における車線維持制御においては、走行車線の左右を区画する区画線を認識し、自車両Ｍを車線中央に沿って走行させるために必要な画像情報を生成する。尚、区画線等の前方の走行環境情報を取得できるものであれば、走行環境認識装置２１はステレオカメラに代えて、ミリ波レーダ、赤外線レーザレーダ等を採用してもよく、或いは、これらと単眼カメラとを組み合わせて採用するようにしても良い。

【0024】

ロケータ＿ＥＣＵ１７は、操作者がルート情報入力部１８を操作して目的地、及び必要な場合には経由地を入力すると、ＧＮＳＳ受信機１９で受信した位置情報に基づいて設定した自車位置と、目的地及び必要な場合に入力した経由地とを結ぶ走行ルートを道路地図上に構築する。

【0025】

ＤＳＳ＿ＥＣＵ１１は、自車両Ｍを、道路地図上に設定した目的地までの走行ルートに沿って走行するように自動運転による操舵制御を行う。同時に、走行環境認識装置２１で取得した走行環境情報に基づいて走行車線を区画する左右区画線を認識し、自車両Ｍが左右区間線の中央を走行するように車線維持（ＡＬＫ：Active Lane Keep）制御を行う。又、自動運転スイッチ１５はＯＮされているが、ルート情報入力部１８からロケータ＿ＥＣＵ１７に対して目的地情報が入力されてない場合、ＤＳＳ＿ＥＣＵ１１はＡＬＫ制御による運転支援を行う。

【0026】

ところで、ＡＬＫ制御は、ＥＰＳモータ８の回転角を制御することで操舵制御を行っている。即ち、ＤＳＳ＿ＥＣＵ１１は、自動運転を含む運転支援制御おいて、先ず、道路地図データ、或いは走行環境認識装置２１から取得した道路形状（道路曲率）、車速センサ１４で検出した車速、ヨーレートセンサ１３で検出したヨーレート等に基づき、自車両Ｍを道路形状に沿って走行させるためのＥＰＳモータ８に対する基本回転角を設定する。そして、ＤＳＳ＿ＥＣＵ１１は、基本回転角に対応するフィードフォワード制御量を求める。

【0027】

又、このＤＳＳ＿ＥＣＵ１１は、走行環境認識装置２１で取得した走行環境情報に基づき、自車両Ｍの車幅方向中央と車線中央との偏差を求め、自車両Ｍの車幅方向中央を車線中央に収束させるためのフィードバック制御量を算出する。そして、ＤＳＳ＿ＥＣＵ１１は、上述したフィードフォワード制御量をフィードバック制御量で補正してＥＰＳモータ８に対するモータ制御量である指示回転角θｍｓを求める。

【0028】

このフィードバック制御量は、自車両Ｍの車幅方向中央と車線中央との偏差に応じて設定される比例項（Ｐ分）、積分項（Ｉ分）、微分項（Ｄ分）を加算した値で設定される。この値でＰＩＤ制御が行われる。又、各項（Ｐ分、Ｉ分、Ｄ分）は、所定ＰＩＤ定数（Ｐゲイン、Ｉゲイン、Ｄゲイン）が乗算されて、所定のフィードバック応答性が得られるように設定されている。このＰＩＤ定数（Ｐゲイン、Ｉゲイン、Ｄゲイン）の最適値は、自車両Ｍの車種、搭載するＥＰＳモータ８等の特性によって異なる。そのため、この最適値はカット＆トライやオートチューニング法等によって設定する。

【0029】

ＥＰＳ＿ＥＣＵ９は、ＤＳＳ＿ＥＣＵ１１で設定したＥＰＳモータ８の指示回転角θｍｓを読込み、回転角センサ１２で検出した実回転角θｍｒが指示回転角θｍｓに到達するまでＥＰＳモータ８を回転させる。これにより、自車両Ｍを道路形状に沿って走行させるための操舵制御を行う。

【0030】

ところで、走行中の自車両Ｍが、走行路に形成された轍等の外乱の影響を受けてヨーが発生すると、ふらついてしまうことがある。又、左右前輪ＦＬ，ＦＲの少なくとも一方が段差等の起伏を乗り越える際は、バンプステアにより自車両Ｍにヨーが発生する。轍等による外乱は、自車両Ｍの操舵角に影響を及ぼすことでふらつきが発生する。そのため、ＰＩＤ定数を高い値に設定する（ゲインを高くする）ことで、不測的なヨーの発生（ふらつき）を抑制することができる。

【0031】

一方、バンプステアはステアリング機構２の動きではなく、サスペンションリンクの動きによって発生するものであるため、ＰＩＤ定数を高い値に設定したとしても抑制することはできない。

【0032】

即ち、図４に示すように、操舵輪（図においては、右前輪ＦＲを示す）を転舵させるステアリング機構は、操舵輪を支持するナックルアーム５の車幅方向内側に、車体フレームから延出するロアアーム６とタイロッド３とが所定の間隔を開けて軸支されている。

【0033】

バンプステアは、サスペンションがバンプしてストロークする際のサスペンションリンクの動きによる操舵輪のトー角θｓの変化であり、このトー角θｓの変化が、図４（ｂ）に一定鎖線で示すように操舵輪自体の舵角の変化として表れる。

【0034】

例えば、操舵輪が縁石を乗り越えようとしてサスペンションストロークが発生すると、ナックルアーム５が揺動するが、その軌跡はロアアーム６の揺動軌跡とタイロッド３の長さ及び車体側支点の上下揺動によって決定されるタイロッドアウターエンドの揺動軌跡とで決定される。その際、図４（ａ）に示すように、一点鎖線で示すロアアーム６の軌跡と破線で示すタイロッドアウターエンドとの揺動軌跡とが相違するため、そのサスペンション・ジオメトリにより、図４（ｂ）に示すように、操舵輪にトー角θｓが発生する。

【0035】

上述したＤＳＳ＿ＥＣＵ１１では、先ず、操舵輪の操舵角の変化量を検出し、外乱により操舵角に影響が出ている場合は、フィードバック制御系のＰＩＤ定数を高い値に設定して、操舵角の変化を抑制することでふらつきを抑制する。一方、操舵角が大きく変化していないにも拘わらず、ヨーレートの変化量が検出された場合、ＤＳＳ＿ＥＣＵ１１はバンプステアと判定し、操舵角を積極的に修正してふらつきを抑制する。

【0036】

ＤＳＳ＿ＥＣＵ１１でのふらつき抑制処理は、図２、図３に示すふらつき抑制処理ルーチンに従って実行される。

【0037】

このルーチンでは、先ず、ステップＳ１で自動運転がアクティブ状態か非アクティブ状態かを、自動運転スイッチ１５の状態に基づいて調べる。そして、自動運転スイッチ１５がＯＦＦの非アクティブ状態のときは、そのままルーチンを抜ける。従って、この場合、ＥＰＳ＿ＥＣＵ９では、運転者のハンドル操作をアシストする電流制御が行われる。

【0038】

一方、自動運転スイッチ１５がＯＮのアクティブ状態（自動運転中）のときは、ステップＳ２へ進む。ステップＳ２へ進むと、ＥＰＳ＿ＥＣＵ９で設定したＥＰＳモータ８に対する指示回転角θｍｓを読込み、続く、ステップＳ３で、回転角センサ１２で検出した実回転角θｍｒを読込む。

【0039】

本実施形態では、回転角センサ１２で検出したＥＰＳモータ８の実回転角θｍｒに基づいて左右前輪ＦＬ．ＦＲの舵角変化を検出するようにしている。この舵角変化は、操舵角センサ（図示せず）で検出した操舵角によって求めることもできるが、操舵角センサはハンドル４ａ側のステアリング軸４に設けられている場合が多い。これに対し、回転角センサ１２はＥＰＳモータ８の回転角を検出するものであるため、ステアリング軸４の、左右前輪（操舵輪）ＦＬ，ＦＲにより近い位置に設けられており、左右前輪ＦＬ，ＦＲに作用する舵角変化をより応答性良く、より正確に検出することができる。

【0040】

そして、ＥＰＳモータ８に対する指示回転角θｍｓと回転角センサ１２で検出した実回転角θｍｒとを比較することで、左右前輪ＦＬ，ＦＲの外乱による微小な舵角の変化を、高精度に検出することができる。

【0041】

尚、本実施形態では、回転角センサ１２で検出した回転角の変化量から左右前輪（操舵輪）ＦＬ，ＦＲの舵角変化量を検出するようにしているため、この回転角センサ１２は絶対角センサと相対角センサとの何れであっても良い。

【0042】

次いで、ステップＳ４へ進み、指示回転角θｍｓと実回転角θｍｒとの差分Δθｍを求め（Δθｍ←θｍｒ－θｍｓ）、この差分Δθｍの変化量である回転角変化量ｆ（Δθｍ）を算出する。この回転角変化量ｆ（Δθｍ）は、外乱により左右前輪（操舵輪）ＦＬ，ＦＲに作用する舵角変化を検出するものであり、上述した舵角変化量に相当する。従って、このステップでの処理が本発明の舵角変化量検出手段に対応している。尚、この回転角変化量ｆ（Δθｍ）は、一定時間における差分Δθｍの変化率等、左右前輪ＦＬ，ＦＲの、外乱によって生じる舵角変化量を検出できるものであれば、何であっても良い。

【0043】

そして、ステップＳ５へ進み、回転角変化量ｆ（Δθｍ）の絶対値｜ｆ（Δθｍ）｜と外乱判定しきい値ｆ（θｍｏ）とを比較して、外乱の有無を判定する。尚、このステップＳ５が、舵角変化量比較手段に対応している。また、このステップＳ５と、後述するステップＳ９が、本発明の外乱判定手段に対応している。

【0044】

ＤＳＳ＿ＥＣＵ１１が、自動運転を含む自動操舵制御において、左右区画線の中央を目標進行路として設定し、この目標進行路に沿って自車両Ｍを走行させている状態では、ＥＰＳモータ８に対する指示回転角θｍｓと、それを検出する実回転角θｍｒとに大きな開きが生じることはない。従って、図５に実線で示すように、自車両Ｍを目標進行路に沿って走行させるために設定するＥＰＳモータ８の回転角変化量ｆ（Δθｍ）は、予め設定されている許容舵角変化域±ｆ（θｍｏ）内に収まる。

【0045】

一方、自車両Ｍが轍等の外乱を受けると、左右前輪（操舵輪）からステアリング機構２、及びステアリング軸４介してＥＰＳモータ８に逆駆動力が印加される。その結果、このＥＰＳモータ８の回転角を検出する回転角センサ１２で検出した実回転角θｍｒが大きく変動するため、図５に一点鎖線で示すように、ＥＰＳモータ８の回転角変化量ｆ（Δθｍ）が一時的に増加（或いは減少）される。尚、この外乱判定しきい値ｆ（θｍｏ）は、予めシミュレーション等により車種毎に設定されている。

【0046】

そして、｜ｆ（Δθｍ）｜≧ｆ（θｍｏ）の場合、自車両Ｍが外乱の影響を受けていると判定し、ステップＳ６へ進み、操舵制御におけるフィードバック制御系の制御ゲインであるＰＩＤ定数を高い値に設定してルーチンを抜ける。尚、この高い値の制御ゲイン（高い値に設定されるＰＩＤ定数）は固定値でもあっても良いが、回転角変化量ｆ（Δθｍ）に基づいて設定される可変値であっても良い。又、このステップＳ６での処理が、本発明の制御ゲイン設定手段に対応している。

【0047】

ＥＰＳ＿ＥＣＵ９では、ふらつき抑制処理ルーチンで高い値に設定されたＰＩＤ定数を読込み、自動操舵制御時において求めたフィードバック制御系のＰ分、Ｉ分、Ｄ分に高い値に設定されたＰＩＤ定数（Ｐゲイン、Ｉゲイン、Ｄゲイン）を乗算してフィードバック制御量を設定する。このフィードバック制御量のＰＩＤ定数が通常よりも高い値に設定されているため、フィードバック制御量は外乱に反発する制御となり、高い応答性を得ることができる。

【0048】

そして、自車両Ｍの運転状態に応じて設定したフィードフォワード制御量をフィードバック制御量で補正して目標制御量であるＥＰＳモータ８の指示回転角θｍｓを求める。ＥＰＳ＿ＥＣＵ９は、ＤＳＳ＿ＥＣＵ１１で設定した指示回転角θｍｓに対応する制御量でＥＰＳモータ８を駆動させて操舵制御を行う。

【0049】

上述したように、外乱を検出した場合、フィードバック制御量が外乱に反発する高い応答性を得る値に設定され、且つ、その高い値がステップＳ５で、｜ｆ（Δθｍ）｜＜ｆ（θｍｏ）と判定されるまで継続されるため、自車両Ｍのふらつき発生を確実に抑制することができる。尚、ステップＳ５では、ＥＰＳモータ８に対する入力値である指示回転角θｍｓと出力値である実回転角θｍｒとに基づき、フィードバック制御系に設けられている外乱オブザーバ等を用いて外乱の有無を推定するようにしても良い。

【0050】

一方、ステップＳ５で、｜ｆ（Δθｍ）｜＜ｆ（θｍｏ）の場合、即ち、操舵系は外乱の影響を受けていないと判定された場合はステップＳ７へ分岐する。ステップＳ７では、ヨーレートセンサ１３で検出したヨーレートｙａｗを読込み、ステップＳ８で、このヨーレートｙａｗに基づき、ヨー変化量ｆ（Δｙ）を算出する。従って、このステップでの処理が本発明の車両挙動検出手段に対応している。

【0051】

このヨー変化量ｆ（Δｙ）は、ヨーレートｙａｗを時間微分して求める角加速度、一定時間におけるヨーレートｙａｗの変化率等、自車両Ｍに作用するヨー角θｙａｗ（図６参照）の変化量を検出できるものであれば、何であっても良い。尚、図６において、Ｘ軸は車幅方向、Ｚ軸は進行方向を示す。

【0052】

その後、ステップＳ９へ進み、ヨー変化量ｆ（Δｙ）の絶対値｜ｆ（Δｙ）｜とバンプ判定しきい値ｆ（ｙｏ）とを比較して、バンプステアによる外乱の有無を判定する。このバンプ判定しきい値ｆ（ｙｏ）は、バンプステアによるトー角θｓの変化にて自車両Ｍに発生するヨーレートｙａｗが検出されたか否かを判定する値であり、予めシミュレーション等により車種毎に設定されている。尚、このステップＳ９が、ヨー変化量比較手段に対応している。

【0053】

上述したように、自車両Ｍの操舵輪が段差等の起伏を乗り越える際のサスペンションストロークによりトー角θｓ（図４(b)参照）が変化するバンプステアが発生する。その結果、ステップＳ５において、｜ｆ（Δθｍ）｜＜ｆ（θｍｏ）と判定された場合であっても、トー角θｓが舵角として表れるため自車両Ｍにヨーが発生してしまう。このトー角θｓはサスペンションストロークに応じて変化するため、図７に一点鎖線で示すように、起伏を乗り越える際にバンプステアが発生するとヨー変化量ｆ（Δｙ）が大きく変動してふらつきが発生し易くなる。

【0054】

ステップＳ９では、ヨー変化量ｆ（Δｙ）の絶対値｜ｆ（Δｙ）｜とバンプ判定しきい値ｆ（ｙｏ）とを比較することで、バンプステアが発生しているか否かを調べる。

【0055】

そして、｜ｆ（Δｙ）｜＜ｆ（ｙｏ）の場合、即ち、図７に実線で示すように、ヨー変化量ｆ（Δｙ）が許容ヨー変化域±ｆ（ｙｏ）内に収まっている場合は、そのままルーチンを抜けて、通常の自動操舵制御を継続させる。

【0056】

一方、｜ｆ（Δｙ）｜≧ｆ（ｙｏ）の場合、即ち、ヨー変化量ｆ（Δｙ）が許容ヨー変化域±ｆ（ｙｏ）から外れている場合は、ステップＳ１０へ進む。ステップＳ１０では、バンプステアによりふらつきが発生し易い状態であると判定し、ＥＰＳモータ８の基本回転角に対応するフィードフォワード制御量に、予め設定されているカウンタトルクＴαに対応する制御量を付与（加算）して、ルーチンを抜ける。

【0057】

このカウンタトルクＴαは、バンプステアによって発生するトー角θｓの変化量を打ち消すためのもので、予め設定されている固定値である。このカウンタトルクＴαは微小値であり、｜ｆ（Δｙ）｜≧ｆ（ｙｏ）の状態を検出した直後から、カウンタトルクＴαに対応する制御量が演算周期毎にフィードフォワード制御量に加算される。従って、このステップＳ１０での処理が、本発明のカウンタトルク付与処理手段に対応している。

【0058】

フィードフォワード制御量には、図８に示すように、演算周期毎にカウンタトルクＴαに対応する制御量が加算されることで、サスペンションストロークの変化にジオメトリ的に追従するトー角θｓの変化量に対し、それを打ち消す舵角が付加されることになる。その結果、バンプステアによりトー角θｓが変化しても、左右前輪ＦＬ．ＦＲの舵角が大きく変化することがなく、従って、自動操舵制御による走行中に自車両Ｍが段差等の起伏を通過する際のふらつきが抑制され、良好な走行性能を得ることができる。

【0059】

尚、本発明は、上述した実施形態に限るものではなく、例えば、図２に示すステップＳ６での処理において、ＰＩＤ定数を高い値に設定するゲインが固定値の場合は、予め外乱用に高い値のＰＩＤ定数を記憶させておき、外乱を検出した際に、通常のＰＩＤ定数を高い値のＰＩＤ定数に切換えて適用するようにしても良い。

【符号の説明】

【0060】

１…自動操舵制御装置、
２…ステアリング機構、
３…タイロッド、
４…ステアリング軸、
４ａ…ハンドル、
５…ナックルアーム、
６…ロアアーム、
７…電動パワーステアリング装置、
８…ＥＰＳモータ、
９…ＥＰＳ制御ユニット、
１１…ＤＳＳ制御ユニット、
１２…回転角センサ、
１３…ヨーレートセンサ、
１４…車速センサ、
１５…自動運転スイッチ、
１７…ロケータ装置、
１８…ルート情報入力部、
１９…ＧＮＳＳ受信機、
２０…道路地図データベース、
２１…走行環境認識装置、
２２…車載カメラ、
２２ａ…メインカメラ、
２２ｂ…サブカメラ、
Ｍ…自車両
ＦＬ…左前輪、
ＦＲ…右前輪、
ＲＬ…左後輪、
ＲＲ…右後輪、
Ｔα…カウンタトルク、
ｆ（Δθｍ）…回転角変化量、
ｆ（ｙｏ）…バンプ判定しきい値、
ｆ（Δｙ）…ヨー変化量、
ｙａｗ…ヨーレート、
Δθｍ…差分、
θｍｒ…実回転角、
θｍｓ…指示回転角、
θｓ…トー角、
θｙａｗ…ヨー角

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】