特許 7616125 制御装置、操舵装置、制御方法、プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-08

(45)【発行日】2025-01-17

(54)【発明の名称】制御装置、操舵装置、制御方法、プログラム

(51)【国際特許分類】

   B62D 6/00 20060101AFI20250109BHJP

   B62D 101/00 20060101ALN20250109BHJP

   B62D 113/00 20060101ALN20250109BHJP

   B62D 119/00 20060101ALN20250109BHJP

【ＦＩ】

B62D6/00

B62D101:00

B62D113:00

B62D119:00

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2022031927

(22)【出願日】2022-03-02

(65)【公開番号】P2023127935

(43)【公開日】2023-09-14

【審査請求日】2023-12-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003199

【氏名又は名称】弁理士法人高田・高橋国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小野 仁章

【審査官】飯島 尚郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１０７７５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０２６３５１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／００７２０７４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２０／１００４１１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－１３７３７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０１１０５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１１８０２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｄ ６／００

Ｂ６２Ｄ １０１／００

Ｂ６２Ｄ １１３／００

Ｂ６２Ｄ １１９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の制御装置であって、
前記車両を目標軌道に追従させるためのステアリング機構に与える指令トルクを算出する処理と、
操舵トルクに基づいて前記指令トルクに対する調整ゲインを算出する調整ゲイン算出処理と、
前記指令トルクに前記調整ゲインを施した調整指令トルクを算出する調整指令トルク算出処理と、
前記調整指令トルクに従って前記ステアリング機構を制御する処理と、
を実行するように構成され、
前記調整ゲイン算出処理は、
前記操舵トルクに基づいて、前記操舵トルクの変化に対して所定のヒステリシス特性を有する調整操舵トルクを算出する第１処理と、
前記調整操舵トルクを前記調整ゲインに変換する第２処理と、
を含み、
前記第１処理は、
前記操舵トルクと前回処理の前記調整操舵トルクとの差の絶対値が所定のトルクヒステリシスより大きいことを受けて、前記絶対値が減少する方向に今回処理の前記調整操舵トルクを算出することと、
前記絶対値が前記トルクヒステリシス以下であることを受けて、前回処理の前記調整操舵トルクを今回処理の前記調整操舵トルクとして算出することと、
を含む
ことを特徴とする制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の制御装置であって、
前記第１処理において前記絶対値が減少する方向に今回処理の前記調整操舵トルクを算出することは、
前記操舵トルクが前回処理の前記調整操舵トルクより大きいとき、前記操舵トルクから前記トルクヒステリシスだけ差し引いた値を今回処理の前記調整操舵トルクとして算出することと、
前記操舵トルクが前回処理の前記調整操舵トルクより小さいとき、前記操舵トルクに前記トルクヒステリシスだけ加えた値を今回処理の前記調整操舵トルクとして算出することと、
を含む
ことを特徴とする制御装置。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の制御装置であって、
前記調整ゲイン算出処理は、前記操舵トルクに応じて前記トルクヒステリシスを変化させることをさらに含む
ことを特徴とする制御装置。

【請求項4】

請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の制御装置であって、
前記指令トルクは、前記目標軌道に追従させるための目標状態量に基づくフィードフォワード制御量となるＦＦ指令トルクと、前記目標状態量と現在状態量との差分に基づくフィードバック制御量となるＦＢ指令トルクと、を含み、
前記調整ゲインは、第１調整ゲインと第２調整ゲインを含み、
前記調整ゲイン算出処理は、前記第１調整ゲインと前記第２調整ゲインそれぞれに応じた前記第１処理又は前記第２処理を含み、
前記調整指令トルク算出処理は、
前記ＦＢ指令トルクに前記第１調整ゲインを施した調整ＦＢ指令トルクを算出し、
前記ＦＦ指令トルクと前記調整ＦＢ指令トルクの和に前記第２調整ゲインを施した値、又は前記ＦＦ指令トルクに前記第２調整ゲインを施した値と前記調整ＦＢ指令トルクの和を前記調整指令トルクとして算出する
ことを特徴とする制御装置。

【請求項5】

車両の操舵装置であって、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の制御装置と、
前記制御装置により制御されるステアリング機構と、
を備え、
前記ステアリング機構は、電動パワーステアリングである
ことを特徴とする操舵装置。

【請求項6】

車両の制御方法であって、
前記車両を目標軌道に追従させるためのステアリング機構に与える指令トルクを算出することと、
操舵トルクに基づいて前記指令トルクに対する調整ゲインを算出することと、
前記指令トルクに前記調整ゲインを施した調整指令トルクを算出することと、
前記調整指令トルクに従って前記ステアリング機構を制御することと、
を含み、
前記調整ゲインを算出することは、
前記操舵トルクに基づいて、前記操舵トルクの変化に対して所定のヒステリシス特性を有する調整操舵トルクを算出することと、
前記調整操舵トルクを前記調整ゲインに変換することと、
を含み、
前記調整操舵トルクを算出することは、
前記操舵トルクと前回処理の前記調整操舵トルクとの差の絶対値が所定のトルクヒステリシスより大きいことを受けて、前記絶対値が減少する方向に今回処理の前記調整操舵トルクを算出することと、
前記絶対値が前記トルクヒステリシス以下であることを受けて、前回処理の前記調整操舵トルクを今回処理の前記調整操舵トルクとして算出することと、
を含む
ことを特徴とする制御方法。

【請求項7】

車両の制御についてのプログラムであって、
前記車両を目標軌道に追従させるためのステアリング機構に与える指令トルクを算出する処理と、
操舵トルクに基づいて前記指令トルクに対する調整ゲインを算出する調整ゲイン算出処理と、
前記指令トルクに前記調整ゲインを施した調整指令トルクを算出する処理と、
前記調整指令トルクに従って前記ステアリング機構を制御する処理と、
をコンピュータに実行させるように構成され、
前記調整ゲイン算出処理は、
前記操舵トルクに基づいて、前記操舵トルクの変化に対して所定のヒステリシス特性を有する調整操舵トルクを算出する第１処理と、
前記調整操舵トルクを前記調整ゲインに変換するする第２処理と、
を含み、
前記第１処理は、
前記操舵トルクと前回処理の前記調整操舵トルクとの差の絶対値が所定のトルクヒステリシスより大きいことを受けて、前記絶対値が減少する方向に今回処理の前記調整操舵トルクを算出することと、
前記絶対値が前記トルクヒステリシス以下であることを受けて、前回処理の前記調整操舵トルクを今回処理の前記調整操舵トルクとして算出することと、
を含む
ことを特徴とするプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車両のステアリング機構を制御する技術に関する。特に、車両を目標軌道に追従させるためにステアリング機構を制御する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、操舵トルク及びモータ角速度から操舵状態が切り込みの状態にあるか切り戻しの状態にあるかを少なくとも判定するように構成された状態判定部と、操舵状態に応じて変化させる変換特性により操舵トルクに対する介入係数を算出する介入検出部と、介入係数に応じて自動操舵トルク及びアシストトルクの比率を変化させる内部値演算部と、を備える操舵制御装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８―０３０４８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、運転支援や自動運転の機能として、車両を目標軌道に追従させる機能（以下、「追従操舵機能」とも称する。）が考えられている。追従操舵機能では、車両が目標軌道に追従するように、ステアリング機構を制御することが行われる。一般に、ステアリング機構の制御では、ステアリング機構に与えるトルクの制御が行われる。

【0005】

一方で、追従操舵機能が動作しているとき、車両のドライバは、目標軌道とは異なる方向に操舵をしたいと考えることがある。この場合ドライバは、車両が所望の方向に操舵されるようにステアリングホイール等の運転操作装置を操作することとなる。このときドライバは、追従操舵機能により与えられるトルクに抗って、運転操作装置の操作により操舵トルクを発生させることが必要となる。このため、一般に、操舵トルクに応じて追従操舵機能により与えられるトルクの調整が行われる。

【0006】

ここで、ドライバが追従操舵機能により与えるトルクの方向と反対方向に操舵トルクを発生させようとするときと、同じ方向に操舵トルクを発生させようとするときと、ではドライバが感じる運転感覚が異なる。このため、目標軌道に対するドライバの操舵状態によっては、ドライバに極端な運転感覚を与えてしまう虞がある。延いては、ドライバによる車両のコントロール性を低下させてしまう虞がある。

【0007】

特許文献１では、ドライバの操舵状態を、保舵、切り込み、切り戻し、手放し、で判定し、操舵状態に応じて変化させる変換特性により介入係数を算出する技術が開示されている。特に、操舵状態が切り戻しであるときは追従制御の介入を小さくするように変換特性を与えることが開示されている。

【0008】

しかしながら、特許文献１に開示される技術では、目標軌道に対するドライバの操舵状態によっては、十分にドライバによる車両のコントロール性を向上させることができないシーンが想定される。例えば、ドライバが車両の軌道を微修正しようとする場合は小さな状態量の変化の範囲で調整ゲインを変更することが必要となり、目標軌道への追従性とドライバによる車両のコントロール性の向上を両立することができなくなる虞がある。

【0009】

本開示の１つの目的は、上記の課題を鑑み、追従操舵機能が動作しているときにドライバが車両を操舵させようとする場合において、ドライバによる車両のコントロール性を目標軌道に対する操舵状態に応じて適切に向上させることが可能な技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

第１の開示は、車両の制御装置に関する。

【0011】

第１の開示に係る制御装置は、前記車両を目標軌道に追従させるためのステアリング機構に与える指令トルクを算出する処理と、操舵トルクに基づいて前記指令トルクに対する調整ゲインを算出する調整ゲイン算出処理と、前記指令トルクに前記調整ゲインを施した調整指令トルクを算出する調整指令トルク算出する調整指令トルク算出処理と、前記調整指令トルクに従って前記ステアリング機構を制御する処理と、を実行するように構成される。ここで前記調整ゲイン算出処理は、前記操舵トルクに基づいて、前記操舵トルクの変化に対して所定のヒステリシス特性を有する調整操舵トルクを算出する第１処理と、前記調整操舵トルクを前記調整ゲインに変換する第２処理と、を含んでいる。

【0012】

第２の開示は、第１の開示に係る制御装置に対して、さらに以下の特徴を有する制御装置に関する。

【0013】

前記第１処理は、前記操舵トルクと前回処理の前記調整操舵トルクとの差の絶対値が所定のトルクヒステリシスより大きいことを受けて、前記絶対値が減少する方向に今回処理の前記調整操舵トルクを算出することと、前記絶対値が前記トルクヒステリシス以下であることを受けて、前回処理の前記調整操舵トルクを今回処理の前記調整操舵トルクとして算出することと、を含んでいる。

【0014】

第３の開示は、第２の開示に係る制御装置に対して、さらに以下の特徴を有する制御装置に関する。

【0015】

前記第１処理において前記絶対値が減少する方向に今回処理の前記調整操舵トルクを算出することは、前記操舵トルクが前回処理の前記調整操舵トルクより大きいとき、前記操舵トルクから前記トルクヒステリシスだけ差し引いた値を今回処理の前記調整操舵トルクとして算出することと、前記操舵トルクが前回処理の前記調整操舵トルクより小さいとき、前記操舵トルクに前記トルクヒステリシスだけ加えた値を今回処理の前記調整操舵トルクとして算出することと、を含んでいる。

【0016】

第４の開示は、第１の開示に係る制御装置に対して、さらに以下の特徴を有する制御装置に関する。

【0017】

前記第１処理は、前記操舵トルクと前回処理の前記操舵トルクとの差の絶対値が所定のトルクヒステリシスより大きいときは、前記絶対値が減少する方向に今回処理の前記調整操舵トルクを算出することと、前記絶対値が前記トルクヒステリシス以下であるときは、所定の勾配で変化させるように今回処理の前記調整操舵トルクを算出することと、を含んでいる。

【0018】

第５の開示は、第２乃至第４のいずれか１つの開示に係る制御装置に対して、さらに以下の特徴を有する制御装置に関する。

【0019】

前記調整ゲイン算出処理は、前記操舵トルクに応じて前記トルクヒステリシスを変化させることをさらに含んでいる。

【0020】

第６の開示は、第１乃至第５のいずれか１つの開示に係る制御装置に対して、さらに以下の特徴を有する制御装置に関する。

【0021】

前記指令トルクは、前記目標軌道に追従させるための目標状態量に基づくフィードフォワード制御量となるＦＦ指令トルクと、前記目標状態量と現在状態量との差分に基づくフィードバック制御量となるＦＢ指令トルクと、を含んでいる。また前記調整ゲインは、第１調整ゲインと第２調整ゲインを含んでいる。また前記調整ゲイン算出処理は、前記第１調整ゲインと前記第２調整ゲインそれぞれに応じた前記第１処理又は前記第２処理を含んでいる。そして前記調整指令トルク算出処理は、前記ＦＢ指令トルクに前記第１調整ゲインを施した調整ＦＢ指令トルクを算出し、前記ＦＦ指令トルクと前記調整ＦＢ指令トルクの和に前記第２調整ゲインを施した値、又は前記ＦＦ指令トルクに前記第２調整ゲインを施した値と前記調整ＦＢ指令トルクの和を前記調整指令トルクとして算出する。

【0022】

第７の開示は、車両の操舵装置に関する。

【0023】

第７の開示に係る操舵装置は、第１乃至第５のいずれか１つの開示に係る制御装置と、前記制御装置により制御されるステアリング機構と、を備えている。ここで前記ステアリング機構は、電動パワーステアリングである。

【0024】

第８の開示は、車両の制御方法に関する。

【0025】

第８の開示に係る制御方法は、前記車両を目標軌道に追従させるためのステアリング機構に与える指令トルクを算出することと、操舵トルクに基づいて前記指令トルクに対する調整ゲインを算出することと、前記指令トルクに前記調整ゲインを施した調整指令トルクを算出することと、前記調整指令トルクに従って前記ステアリング機構を制御することと、を含んでいる。ここで前記調整ゲインを算出することは、前記操舵トルクに基づいて、前記操舵トルクの変化に対して所定のヒステリシス特性を有する調整操舵トルクを算出することと、前記調整操舵トルクを前記調整ゲインに変換することと、を含んでいる。

【0026】

第９の開示は、車両の制御についてのプログラムに関する。

【0027】

第９の開示に係るプログラムは、前記車両を目標軌道に追従させるためのステアリング機構に与える指令トルクを算出する処理と、操舵トルクに基づいて前記指令トルクに対する調整ゲインを算出する調整ゲイン算出処理と、前記指令トルクに前記調整ゲインを施した調整指令トルクを算出する処理と、前記調整指令トルクに従って前記ステアリング機構を制御する処理と、をコンピュータに実行させるように構成されている。ここで前記調整ゲイン算出処理は、前記操舵トルクに基づいて、前記操舵トルクの変化に対して所定のヒステリシス特性を有する調整操舵トルクを算出する処理と、前記調整操舵トルクを前記調整ゲインに変換する処理と、を含んでいる。

【発明の効果】

【0028】

本実施形態によれば、操舵トルクの変化に対して所定のヒステリシス特性を有する調整操舵トルクが算出される。そして、算出された調整操舵トルクの変換により調整ゲインが算出される。これにより、目標軌道に対する操舵状態に応じて操舵トルクに対する特性が異なる調整ゲインを算出することができる。また操舵の切り返しのときに調整ゲインがしばらくの間保持される。延いては、ドライバによる車両のコントロール性を目標軌道に対する操舵状態に応じて適切に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本実施形態に係る制御装置によるステアリング機構の制御について説明するための概念図である。

【図2】操舵トルクに応じて指令トルクを調整する場合に図１に示すＥＣＵが実行する処理の概略構成を示すブロック図である。

【図3】操舵トルクに応じて調整ゲインを算出するための操舵トルクの大きさに対するマップの例を示す図である。

【図4】本実施形態に係る制御装置において算出される調整操舵トルクの例を示すグラフである。

【図5】ステアリングホイールを切り込んでから切り戻すように操舵トルクを与えるときに算出される調整操舵トルクの実施例を示すグラフである。

【図6】図３に示すマップを用いて調整操舵トルクの変換により調整ゲインを算出する場合の操舵トルクの大きさに対する調整ゲインの例を示す図である。

【図7】本実施形態に係る制御装置における調整ゲイン算出処理部の構成例を示すブロック図である。

【図8】本実施形態に係る制御装置の構成例を示すブロック図である。

【図9】本実施形態に係る制御装置が実行する処理の構成例を示すブロック図である。

【図10】調整操舵トルク算出処理部における処理ルーチンの好ましい一例を示すフローチャートである。

【図11】目標軌道が直進軌道であるときにドライバがサイン操舵を行う場合において従来技術と本実施形態に係る実施例の比較結果を示すグラフである。

【図12】目標軌道が旋回軌道であるときにドライバが旋回内側方向にサイン操舵を行う場合において従来技術と本実施形態に係る実施例の比較結果を示すグラフである。

【図13】第２変形例に係る調整操舵トルク算出処理部において算出される調整操舵トルクの例を示すグラフである。

【図14】第２変形例に係る調整操舵トルク算出処理部における処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。

【図15】第２変形例に係る調整操舵トルク算出処理部における処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、図面を参照して本開示の実施形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲などの数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数が特定される場合を除いて、その言及した数に、本開示に係る思想が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構成等は、特に明示した場合や原理的に明らかにそれに特定される場合を除いて、本開示に係る思想に必ずしも必須のものではない。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を附しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

【0031】

１．追従操舵機能
本実施形態に係る制御装置は、車両を目標軌道に追従させるようにステアリング機構を制御する。図１に示す操舵装置を参照して、制御装置（ＥＣＵ１００）によるステアリング機構１０の制御について説明する。

【0032】

図１には、ステアリングシャフト１１と、ギヤボックス１２と、タイロッド１３と、を含む一般的なステアリング機構１０が示されている。つまり、ステアリングシャフト１１は、ギヤボックス１２と接続しており、ステアリングホイール１の操作に従って回転する。そして、ギヤボックス１２により、ステアリングシャフト１１の回転動作に応じてタイロッド１３が直線動作する。典型的には、ギヤボックス１２は、ラックアンドピニオン構造を有しており、ステアリングシャフト１１の回転動作がピニオンを介してラックの直線動作に変換されることで、ラックと接続するタイロッド１３が直線動作する。タイロッド１３の直線動作により、車両の舵角を変化させることができ、車両の操舵が実現される。

【0033】

ステアリング機構１０には、ラック部分にモータ２００が取り付けられている。ステアリング機構１０は、モータ２００が動作してトルクを発生させることによっても、ラックを直線動作させることができるように構成されている。つまり、ステアリング機構１０は、ラックアシスト型の電動パワーステアリングである。ただし、本実施形態において、ステアリング機構１０は、コラムアシスト型やピニオンアシスト型の電動パワーステアリングであっても良い。

【0034】

図１では、制御装置は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１００として実現されている。ＥＣＵ１００は、処理の実行により制御信号を生成し出力する。特に、ＥＣＵ１００は、制御信号としてモータ２００の指令トルクを生成し出力する。モータ２００がＥＣＵ１００から取得する指令トルクを発生させるように動作することで、ＥＣＵ１００によるステアリング機構の制御が実現される。例えば、モータ２００において、指令トルクを発生させるようにインバータ制御が行われる。

【0035】

ＥＣＵ１００は、車両を目標軌道に追従させるための目標舵角（目標状態量）と、車速やその他の車両情報と、を取得するように構成されている。そして、ＥＣＵ１００は、車両が目標舵角となるように指令トルクを生成し出力する。これにより、車両を目標軌道に追従させる機能（追従操舵機能）が実現される。ここで、目標舵角は、典型的には、追従操舵機能を提供する他のＥＣＵにおいて算出され、ＥＣＵ１００に伝達される。追従操舵機能は、他のＥＣＵが提供する運転支援機能の１つであっても良いし、自動運転機能の一部であっても良い。また、その他の車両情報として、加速度、ヨーレート、現在舵角、車両諸元等が例示される。車速やその他の車両情報は、車両に備えるセンサや他のＥＣＵから取得することができる。あるいは、メモリに記憶するデータとして取得しても良い。

【0036】

さらに、ＥＣＵ１００は、操安制御に係る機能を有していても良い。例えば、ＥＣＵ１００は、ステアリングホイール１の操舵角又は操舵角速度やステアリングホイール１の操作による操舵トルクに応じて、指令トルクとしてアシストトルクを発生させるように構成されていても良い。この場合、ステアリングホイール１の操舵角又は操舵角速度は、操舵角センサ２１から取得することができる。ステアリングホイール１の操作による操舵トルクは、トルクセンサ２２から取得することができる。

【0037】

ＥＣＵ１００は、典型的には、車両に備えられる。ただし、本実施形態に係る制御装置は、車両の外部の装置であっても良い。例えば、本実施形態に係る制御装置は、車両とインターネットを介して通信するサーバとして実現されても良い。この場合、制御装置は、通信により情報を取得し、制御信号を送信する。

【0038】

ところで、追従操舵機能が動作しているとき、車両のドライバは、目標軌道とは異なる方向に操舵をしたいと考えることがある。例えば、目標軌道が直進軌道であるときに前方の障害物から距離をとりたいと考える場合や、目標軌道が旋回軌道であるときにより旋回半径の短い走行をしたいと考える場合が挙げられる。この場合ドライバは、車両が所望の方向に操舵されるようにステアリングホイール１を操作することになる。例えば、前方の障害物から距離をとりたいと考える場合は、障害物から距離をとるようにステアリングホイール１を切り込み、一定程度の距離がとれた時点でステアリングホイール１を切り戻すように操作することが想定される。

【0039】

このように追従操舵機能の動作中にドライバがステアリングホイール１を操作するとき、ドライバは、追従操舵機能によりモータ２００が発生させるトルクに抗って、ステアリングホイール１の操作により操舵トルクを発生させることが必要となる。そこで、一般に、操舵トルクに応じて、追従操舵機能によりモータ２００が発生させるトルクを調整することが行われる。つまり、ＥＣＵ１００は、操舵トルクに応じて指令トルクを調整する。

【0040】

図２は、操舵トルクに応じて指令トルクを調整する場合に、ＥＣＵ１００が実行する処理の概略構成を示すブロック図である。図２において、ＥＣＵ１００が実行する処理は、指令トルク算出処理部Ｐ１００と、調整ゲイン算出処理部Ｐ２００と、調整指令トルク算出処理部Ｐ３００と、により構成されている。これらの処理部は、プログラムとして与えられても良いし、別個のプロセッサによって与えられても良い。

【0041】

指令トルク算出処理部Ｐ１００は、目標舵角θｔを入力とし、車両が目標舵角θｔとなるように指令トルクＴｆを算出する。例えば、目標舵角θｔに基づくフィードフォワード制御や目標舵角θｔと現在舵角（現在状態量）に基づくフィードバック制御により指令トルクＴｆを算出する。さらに、指令トルクＴｆの算出に際して、車速やその他の車両情報が考慮されても良い。

【0042】

調整ゲイン算出処理部Ｐ２００は、操舵トルクＴを入力とし、操舵トルクＴに応じて指令トルクＴｆに対するゲイン（調整ゲイン）αを算出する。例えば、操舵トルクＴの大きさに対するマップを用いて操舵トルクＴを調整ゲインαに変換する。図３に操舵トルクＴの大きさ｜Ｔ｜に対するマップの例を示す。

【0043】

再度図２を参照する。調整指令トルク算出処理部Ｐ３００は、指令トルク算出処理部Ｐ１００において算出した指令トルクＴｆと、調整ゲイン算出処理部Ｐ２００において算出した調整ゲインαと、を入力とし、指令トルクＴｆに調整ゲインαを施した調整指令トルクＴｃを生成する。調整指令トルク算出処理部Ｐ３００において生成した調整指令トルクＴｃが、ＥＣＵ１００から出力され、モータ２００に伝達されることとなる。モータ２００は、調整指令トルクＴｃを発生させるように動作する。

【0044】

調整ゲインαは、典型的には、操舵トルクＴの大きさに応じて指令トルクＴｆを減ずるように０－１の間の数値で与えられる。つまり、調整指令トルクＴｃは、操舵トルクＴが大きくなるほど指令トルクＴｆに対して小さくなるように調整される。これにより、ドライバが目標軌道と異なる方向に操舵をしようとステアリングホイール１を操作するときに、モータ２００が発生させるトルクの影響を少なくすることができるのである。延いては、ドライバの操舵負荷を軽減することができる。

【0045】

ここで、ドライバが追従操舵機能によりモータ２００が発生させるトルクの方向と反対方向に操舵トルクを発生させようとするときと、同じ方向に操舵トルクを発生させようとするときと、ではドライバが感じる運転感覚が異なる。例えば、ドライバが目標軌道から離れるようにステアリングホイール１を切り込むとき（反対方向に操舵トルクを発生させようとするとき）は、ドライバはステアリングホイール１の操作を重く感じ、その後ステアリングホイール１を切り戻すとき（同じ方向に操舵トルクを発生させようとするとき）は、ドライバはステアリングホイール１の操作が強く戻されるように感じる。このため、目標軌道に対するドライバの操舵状態によっては、ドライバに極端な運転感覚を与えてしまう虞がある。延いては、ドライバによる車両のコントロール性を低下させてしまう虞がある。

【0046】

そこで、本実施形態に係る制御装置は、上記の課題を解決するため、調整ゲイン算出処理部Ｐ２００に特徴を有している。以下、本実施形態に係る制御装置について、調整ゲイン算出処理部Ｐ２００の特徴的な処理の概要について説明する。

【0047】

２．概要
本実施形態に係る制御装置では、調整ゲイン算出処理部Ｐ２００において、操舵トルクＴの変化に対して所定のヒステリシス特性を有する調整操舵トルクを算出する。

【0048】

図４に、本実施形態に係る制御装置において算出される調整操舵トルクＴｒの例を示す。図４に示すように、算出される調整操舵トルクＴｒは、ヒステリシス特性を有することにより、操舵トルクＴが増加又は減少している間は、操舵トルクＴに応じて増加又は減少し、操舵トルクＴが増加から減少又は減少から増加に転じるときは、操舵トルクＴが所定値以上減少又は増加するまで一定値を保持する。つまり、ドライバがステアリングホイール１を切り込むときは、調整操舵トルクＴｒは操舵トルクＴに応じて増加又は減少し、ドライバがステアリングホイール１を切り返すときは、しばらくの間調整操舵トルクＴｒが保持される。またヒステリシス特性を有することにより、ドライバがステアリングホイール１を切り込むときの調整操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜は、ドライバがステアリングホイール１を切り戻すときの調整操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜よりも小さくなる。

【0049】

このようなヒステリシス特性を有する調整操舵トルクＴｒは、所定のトルクヒステリシスＴｈを用いることにより簡素な構成で算出することができる。具体的には、操舵トルクＴの現在値と前回処理の調整操舵トルクＴｒとの差の絶対値（以下、「調整操舵トルク偏差」とも称する。）がトルクヒステリシスＴｈ以下であるときは、前回処理の調整操舵トルクＴｒを今回処理の調整操舵トルクＴｒとして算出し、調整操舵トルク偏差がトルクヒステリシスＴｈより大きいことを受けて、調整操舵トルク偏差が減少する方向に今回処理の調整操舵トルクＴｒを算出するように行うことができる。このように調整操舵トルクＴｒを算出することにより、ドライバがステアリングホイール１を切り込むとき、調整操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜は、操舵トルクＴの大きさ｜Ｔ｜よりトルクヒステリシスＴｈ以上小さな値となる。一方で、ドライバがステアリングホイール１を切り戻すとき、調整操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜は、操舵トルクＴの大きさ｜Ｔ｜よりトルクヒステリシスＴｈ以上大きな値となる。またドライバがステアリングホイール１を切り返すとき、調整操舵トルクＴｒは、操舵トルクＴがトルクヒステリシスＴｈの２倍以上減少又は増加するまで一定値を保持する。

【0050】

特に、調整操舵トルク偏差が減少する方向に今回処理の調整操舵トルクＴｒを算出することは、操舵トルクＴの現在値が前回処理の調整操舵トルクＴｒより大きいときは、操舵トルクＴの現在値からトルクヒステリシスＴｈだけ差し引いた値を今回処理の調整操舵トルクＴｒとして算出し、操舵トルクＴの現在値が前回処理の調整操舵トルクＴｒより小さいときは、操舵トルクＴの現在値にトルクヒステリシスＴｈだけ加えた値を今回処理の調整操舵トルクＴｒとして算出するように行うことができる。このように調整操舵トルクＴｒを算出することにより、図４に示すように、ドライバがステアリングホイール１を切り込むとき、調整操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜は、操舵トルクＴの大きさ｜Ｔ｜よりトルクヒステリシスＴｈだけ小さな値となる。一方で、ドライバがステアリングホイール１を切り戻すとき、調整操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜は、操舵トルクＴの大きさ｜Ｔ｜よりトルクヒステリシスＴｈだけ大きな値となる。またドライバがステアリングホイール１を切り返すとき、調整操舵トルクＴｒは、操舵トルクＴがトルクヒステリシスＴｈの２倍だけ減少又は増加するまで一定値を保持する。

【0051】

図５に、ステアリングホイール１を切り込んでから切り戻すように操舵トルクＴを与えるときに算出される調整操舵トルクＴｒの実施例を示す。図５に示す実施例では、時刻ｔ１までの切り込みの操舵において、調整操舵トルクＴｒは、操舵トルクＴよりもトルクヒステリシスＴｈだけ小さな値となり、時刻ｔ２以降の切り戻しの操舵において、調整操舵トルクＴｒは、操舵トルクＴよりもトルクヒステリシスＴｈだけ大きな値となっていることがわかる。また、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの切り返しの操舵において、調整操舵トルクＴｒは、一定値となっていることがわかる。このように、本実施形態によれば、調整操舵トルクＴｒを、切り込みの操舵と切り戻しの操舵それぞれにおいて操舵トルクＴに対する特性が異なるように算出することができる。特に、ローパスフィルタ等の時間遅れ要素となる構成を含むことなく、また値の急変を発生させることもない。

【0052】

次に、本実施形態に係る制御装置では、調整ゲイン算出処理部Ｐ２００において、算出した調整操舵トルクＴｒの変換により調整ゲインαを算出する。調整操舵トルクＴｒの変換は、例えば、マップを用いることにより行われる。ここで、マップは、図３に示すような操舵トルクＴの大きさ｜Ｔ｜に対するマップと同等のマップであって良い。この場合、図３において、横軸は調整操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜となる。ただし、本実施形態に係る制御装置を適用する環境に応じて、好適なマップを与えることも可能である。例えば、調整操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜が大きくなるほど、調整ゲインαが非線形に１から０に減少するマップであっても良い。

【0053】

本実施形態によれば、調整操舵トルクＴｒは、所定のヒステリシス特性を有することにより、切り込みの操舵と切り戻しの操舵それぞれにおいて操舵トルクＴに対する特性が異なる。従って、調整操舵トルクＴｒの変換により調整ゲインαを算出することにより、調整ゲインαを、切り込みの操舵と切り戻しの操舵それぞれにおける操舵トルクＴに対する特性が異なるように与えることができる。図６に、図３に示すマップを用いて調整操舵トルクＴｒの変換により調整ゲインαを算出する場合の、操舵トルクＴの大きさ｜Ｔ｜に対する調整ゲインαの例を示す。ここで、図６に示すグラフは、準定常操舵（操舵速度≒０）における操舵トルクＴに対して算出される調整ゲインαを示している。図６に示すように、調整ゲインαは、切り込みの操舵（一点鎖線）と切り戻しの操舵（点線）それぞれにおける操舵トルクＴに対する特性が異なるように与えられる。特に、切り込みの操舵における調整ゲインαを、切り戻しの操舵における調整ゲインαより小さな値となるように与えることができる。また切り返しのとき、調整ゲインαを、しばらくの間保持することができる。

【0054】

このように本実施形態によれば、調整ゲイン算出処理部Ｐ２００において、切り込みの操舵と切り戻しの操舵それぞれにおいて操舵トルクに対する特性が異なる調整ゲインαが算出される。これにより、切り込みの操舵と切り戻しの操舵それぞれにおいて、追従操舵機能によりモータ２００が発生させるトルクを異ならせることができる。特に、切り込みの操舵における調整ゲインαは、切り戻しの操舵における調整ゲインαより小さな値となるように与えられる。つまり、切り戻しの操舵においてモータ２００が発生させるトルクを、切り込みの操舵においてモータ２００が発生させるトルクより小さくすることができる。延いては、切り戻しのときに、ステアリングホイール１の操舵が強く戻される感覚を低減することができる。また、切り返しのとき、調整ゲインαはしばらくの間保持される。つまり、切り返しのとき、モータ２００が発生させるトルクが急変することがない。このように本実施形態によれば、ドライバによる車両のコントロール性を目標軌道に対する操舵状態に応じて適切に向上させることができる。

【0055】

なお、本実施形態に係る制御装置は、調整操舵トルクＴｒの算出に際して用いられるトルクヒステリシスＴｈを、操舵トルクＴに応じて変化させるように構成されていても良い。例えば、操舵トルクＴの大きさ｜Ｔ｜が大きくなるほど、トルクヒステリシスＴｈを大きな値をとるように変化させる。これは、例えば、操舵トルクＴの大きさ｜Ｔ｜に対するマップを用いてトルクヒステリシスＴｈを与えることにより構成することができる。

【0056】

このように構成することで、例えば、操舵トルクＴの大きさ｜Ｔ｜が大きいときは大きなトルクヒステリシスＴｈとすることによって、ドライバの操舵負荷をより適切に軽減することができる。さらに、操舵トルクＴが０であるときに算出される調整ゲインαが１となることを保障するように非線形なマップを与えることで、操舵トルクＴの値によって（特に切り戻しの操舵において）調整ゲインαがとり得る値の範囲が制限されることを抑止することができる。延いては、ドライバの操舵負荷を軽減する目的と、ドライバが操舵していないときに追従操舵機能の性能を確保する目的と、を両立することができる。

【0057】

図７に、本実施形態に係る制御装置における調整ゲイン算出処理部Ｐ２００の構成例を示す。図７において、調整ゲイン算出処理部Ｐ２００は、トルクヒステリシス算出処理部Ｐ２０１と、調整操舵トルク算出処理部Ｐ２１０と、変換処理部Ｐ２２０と、により構成されている。

【0058】

トルクヒステリシス算出処理部Ｐ２０１は、操舵トルクＴを入力とし、操舵トルクＴに応じてトルクヒステリシスＴｈを算出する。図７に示す構成例では、トルクヒステリシスＴｈは、操舵トルクＴの大きさ｜Ｔ｜に対するマップを用いて算出される。

【0059】

調整操舵トルク算出処理部Ｐ２１０は、操舵トルクＴと、トルクヒステリシス算出処理部Ｐ２０１において算出したトルクヒステリシスＴｈと、を入力とし、操舵トルクＴに基づいて調整操舵トルクＴｒを算出する（第１処理）。調整操舵トルクＴｒは、前述したように、トルクヒステリシスＴｈを用いて操舵トルクの変化に対して所定のヒステリシス特性を有するように算出される。

【0060】

変換処理部Ｐ２２０は、調整操舵トルク算出処理部Ｐ２１０において算出した調整操舵トルクＴｒを入力とし、調整操舵トルクＴｒの変換により調整ゲインαを算出する（第２処理）。図７に示す構成例では、調整ゲインαは、調整操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜に対するマップを用いて算出される。

【0061】

２．構成
以下、本実施形態に係る制御装置（ＥＣＵ１００）の構成例、及び本実施形態に係る制御装置（ＥＣＵ１００）が実行する処理の構成例について説明する。

【0062】

２－１．制御装置の構成
図８は、本実施形態に係る制御装置（ＥＣＵ１００）の構成例を示すブロック図である。ＥＣＵ１００は、メモリ１１０と、プロセッサ１２０と、を含むコンピュータである。メモリ１１０は、プロセッサ１２０と結合し、複数の実行可能なインストラクション１１２と、処理の実行に必要な種々のデータ１１３と、を記憶している。インストラクション１１２は、プログラム１１１により与えられる。この意味で、メモリ１１０は、「プログラムメモリ」と呼ぶこともできる。

【0063】

インストラクション１１２に従ってプロセッサ１２０が動作することにより、データ１１３に基づく種々の処理の実行が実現される。これにより、ＥＣＵ１００において、指令トルク算出処理部Ｐ１００、調整ゲイン算出処理部Ｐ２００、及び調整指令トルク算出処理部Ｐ３００に係る処理の実行が実現される。また、ＥＣＵ１００が操安制御に係る機能を有する場合、操安制御に係る処理の実行が実現される。

【0064】

２－２．処理の構成
図９は、本実施形態に係る制御装置（ＥＣＵ１００）が実行する処理、特に追従操舵機能としてモータ２００に発生させるトルク（調整指令トルクＴｃ）の算出に係る処理の構成例を示すブロック図である。

【0065】

図９に示す処理の構成例では、指令トルク算出処理部Ｐ１００において算出される指令トルクＴｆは、目標舵角θｔに基づくフィードフォワード制御量となるＦＦ指令トルクＴｆｆと、目標舵角θｔと現在舵角θとの差分に基づくフィードバック制御量となるＦＢ指令トルクＴｆｂと、を含んでいる。このため、図９に示す構成例では、指令トルク算出処理部Ｐ１００は、ＦＦ指令トルク算出処理部Ｐ１１０と、ＦＢ指令トルク算出処理部Ｐ１２０と、を含んでいる。

【0066】

ＦＦ指令トルク算出処理部Ｐ１１０は、目標舵角θｔを入力とし、目標舵角θｔに基づいてＦＦ指令トルクＴｆｆを算出する。ＦＢ指令トルク算出処理部Ｐ１２０は、目標舵角θｔと現在舵角θとの差分を入力とし、目標舵角θｔと現在舵角θとの差分に基づいてＦＢ指令トルクＴｆｂを算出する。

【0067】

なお、ＦＦ指令トルク算出処理部Ｐ１１０及びＦＢ指令トルク算出処理部Ｐ１２０におけるフィードフォワード制御及びフィードバック制御に係る処理については、好適な公知の技術が採用されていて良い。特に、車速やその他の車両情報を考慮するように構成されていても良い。また現在舵角θは、典型的には、操舵角センサ２１から取得される。

【0068】

図９に示す処理の構成例では、調整ゲイン算出処理部Ｐ２００において算出される調整ゲインαは、第１調整ゲインα１と、第２調整ゲインα２と、を含んでいる。このため、図９に示す構成例では、調整ゲイン算出処理部Ｐ２００は、第１調整ゲインα１と第２調整ゲインα２それぞれについて、図７で説明した構成と同様の構成を含んでいる。ただし、第１調整ゲインα１と第２調整ゲインα２それぞれについてのトルクヒステリシス算出処理部Ｐ２０１、調整操舵トルク算出処理部Ｐ２１０、及び変換処理部Ｐ２２０は、互いに異なる特性が与えられていて良い。例えば、第１調整ゲインα１に係るトルクヒステリシス算出処理部Ｐ２０１と第２調整ゲインα２に係るトルクヒステリシス算出処理部Ｐ２０１それぞれ、あるいは第１調整ゲインα１に係る変換処理部Ｐ２２０と第２調整ゲインα２に係る変換処理部Ｐ２２０それぞれは、互いに異なるマップを採用して良い。つまり、第１調整ゲインα１と第２調整ゲインα２それぞれに応じた特性が与えられていて良い。

【0069】

そして、図９に示す処理の構成例では、調整指令トルク算出処理部Ｐ３００において、ＦＢ指令トルクＴｆｂに第１調整ゲインα１を施した調整ＦＢ指令トルクＴｂｒを算出する（Ｐ３０１）。そして、ＦＦ指令トルクＴｆｆと調整ＦＢ指令トルクＴｂｒの和Ｔｓｕｍに第２調整ゲインα２を施した値を調整指令トルクＴｃとして算出する（Ｐ３０２）。

【0070】

図９に示す処理の構成例によれば、第１調整ゲインα１及び第２調整ゲインα２は、図７で説明した構成と同様の構成により算出される。従って、前述したように、ドライバによる車両のコントロール性を向上させることができる。

【0071】

ところで、図９に示す構成例では、特に、調整ゲイン算出処理部Ｐ２００において、ＦＢ指令トルクＴｆｂに施される第１調整ゲインα１と、ＦＦ指令トルクＴｆｆと調整ＦＢ指令トルクＴｂｒの和Ｔｓｕｍに施される第２調整ゲインα２と、がそれぞれ別個に算出されることが特徴的である。このように構成することで、目標軌道が直進軌道であるときと、目標軌道が旋回軌道であるときと、の両方について、ドライバによる車両のコントロール性を適切に向上させることが可能となる。これは、次の理由による。

【0072】

一般に、目標軌道が旋回軌道であるときは、ＦＦ指令トルクＴｆｆが目標軌道への追従性に大きく寄与する。一方で、目標軌道が直進軌道であるときは、ＦＢ指令トルクＴｆｂが目標軌道への追従性に大きく寄与する。特に、目標軌道が直進軌道であるときは、典型的には、ＦＦ指令トルクＴｆｆは０である。このため、追従操舵機能の追従性を十分に確保する目的で、指令トルク算出処理部Ｐ１００は、ＦＦ指令トルク算出処理部Ｐ１１０及びＦＢ指令トルク算出処理部Ｐ１２０を含んでいる。

【0073】

ここで、調整ゲインαが、第１調整ゲインα１と第２調整ゲインα２を含んでいない場合を考える。このとき、調整ゲインαは、ＦＦ指令トルクＴｆｆとＦＢ指令トルクＴｆｂの和に施されることが想定される。この場合に、目標軌道が直進軌道であるときにドライバによる車両のコントロール性を十分に向上させることができるように調整ゲインαが与えられるとする。つまり、操舵トルクＴの大きさ｜Ｔ｜に対して十分小さな調整ゲインαが与えられるとする。このとき、例えば、目標軌道が旋回軌道であるときにドライバが旋回軌道の内側に操舵を行おうとすると、調整ゲインαが小さいためにＦＦ指令トルクＴｆｆの寄与分が過度に小さくなり、旋回するために必要なトルクを発生できなくなる虞がある。延いては、ドライバは旋回軌道の内側に操舵を行いたいにもかかわらず、旋回軌道の外側に車両が移動する現象が発生する虞がある。

【0074】

一方で、目標軌道が旋回軌道であるときに旋回するために必要なトルクを確保できるように調整ゲインαを与えることとすると、目標軌道が直線軌道であるときにドライバによる車両のコントロール性を十分に向上させることができなくなってしまう。

【0075】

そこで、調整ゲイン算出処理部Ｐ２００において、第１調整ゲインα１と、第２調整ゲインα２と、をそれぞれ別個に算出するように構成することで、上記のようなトレードオフを解消することができるのである。つまり、目標軌道が直進軌道であるときと、目標軌道が旋回軌道であるときと、の両方について、ドライバによる車両のコントロール性を適切に向上させることができるように、第１調整ゲインα１と第２調整ゲインα２それぞれについて適切な特性を与えることができる。

【0076】

なお、上記の説明によれば、調整指令トルク算出処理部Ｐ３００は、ＦＦ指令トルクＴｆｆに第２調整ゲインα２を施した値と調整ＦＢ指令トルクＴｂｒの和を調整指令トルクＴｃとして算出するように構成しても良い。このように構成することによっても、同様の効果を奏することが可能である。

【0077】

３．調整操舵トルク算出処理
以下、図１０を参照して、調整操舵トルク算出処理部Ｐ２１０における処理ルーチンについて説明する。図１０は、調整操舵トルク算出処理部Ｐ２１０における処理ルーチンの好ましい一例を示すフローチャートである。図１０に示す処理ルーチンは、所定の処理周期（例えば、５ｍｓｅｃ）毎に実行されて良い。なお、図１０において、前回処理の調整操舵トルクＴｒをＴｒ’と表現している。

【0078】

ステップＳ１００において、調整操舵トルクＴｒが初期化済みであるか否かを判定する。調整操舵トルクＴｒが初期化済みでない場合（ステップＳ１００；Ｎｏ）、調整操舵トルクＴｒを操舵トルクＴの現在値とする（ステップＳ１１０）。調整操舵トルクＴｒが初期化済みである場合（ステップＳ１００；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１２０に進む。なお、ステップＳ１１０は、典型的には、追従操舵機能が開始されたときに実行される。

【0079】

ステップＳ１２０において、操舵トルクＴが前回処理の調整操舵トルクＴｒ’とトルクヒステリシスＴｈの和よりも大きいか否かを判定する。

【0080】

操舵トルクＴが前回処理の調整操舵トルクＴｒ’とトルクヒステリシスＴｈの和よりも大きい場合（ステップＳ１２０；Ｙｅｓ）、操舵トルクＴからトルクヒステリシスＴｈだけ差し引いた値を今回処理の調整操舵トルクＴｒとし（ステップＳ１３０）、今回処理を終了する。操舵トルクＴが前回処理の調整操舵トルクＴｒ’とトルクヒステリシスＴｈの和よりも大きくない場合（ステップＳ１２０；Ｎｏ）、処理はステップＳ１４０に進む。

【0081】

ステップＳ１４０において、操舵トルクＴが前回処理の調整操舵トルクＴｒ’とトルクヒステリシスＴｈの差よりも小さいか否かを判定する。

【0082】

操舵トルクＴが前回処理の調整操舵トルクＴｒ’とトルクヒステリシスＴｈの差よりも小さい場合（ステップＳ１４０；Ｙｅｓ）、操舵トルクＴにトルクヒステリシスＴｈだけ加えた値を今回処理の調整操舵トルクＴｒとし（ステップＳ１５０）、今回処理を終了する。操舵トルクＴが前回処理の調整操舵トルクＴｒ’とトルクヒステリシスＴｈの差よりも小さくない場合（ステップＳ１４０；Ｎｏ）、調整操舵トルクＴｒについて演算を行うことなく今回処理を終了する。つまりこの場合、今回処理の調整操舵トルクＴｒは、前回処理の調整操舵トルクＴｒ’となる。

【0083】

なお、ステップＳ１２０及びステップＳ１４０に係る処理は、調整操舵トルク偏差がトルクヒステリシスＴｈより大きいか否かを判定するものと考えることもできる。つまり、調整操舵トルク偏差がトルクヒステリシスＴｈより大きいとき、ステップＳ１３０又はステップＳ１５０に係る処理が実行される。特に、操舵トルクＴが前回処理の調整操舵トルクＴｒ’よりも大きいとき、ステップＳ１３０に係る処理が実行され、操舵トルクＴが前回処理の調整操舵トルクＴｒ’よりも小さいとき、ステップＳ１５０に係る処理が実行される。またステップＳ１３０及びステップＳ１５０に係る処理は、調整操舵トルク偏差を減少する方向に今回処理の調整操舵トルクＴｒを算出するものと考えることができる。

【0084】

このような処理ルーチンが実行されることにより、調整指令トルク算出処理部Ｐ３００において、図４に示すような操舵トルクＴの変化に対して所定のヒステリシス特性を有する調整操舵トルクＴｒを算出することができる。またこのように構成される制御装置により、本実施形態に係る制御方法が実現される。

【0085】

４．効果
以上説明したように、本実施形態によれば、調整ゲイン算出処理部Ｐ２００において、切り込みの操舵と切り戻しの操舵それぞれにおいて操舵トルクに対する特性が異なる調整ゲインαが算出される。そして、指令トルクＴｆにこのように算出した調整ゲインαを施すことにより調整指令トルクＴｃを算出し、調整指令トルクＴｃに従ってステアリング機構１０を制御する。これにより、切り込みの操舵と切り戻しの操舵それぞれにおいて、追従操舵機能によりモータ２００が発生させるトルクを異ならせることができる。特に、切り込みの操舵における調整ゲインαは、切り戻しの操舵における調整ゲインαより小さな値となるように与えられる。つまり、切り戻しの操舵においてモータ２００が発生させるトルクを、切り込みの操舵においてモータ２００が発生させるトルクより小さくすることができる。延いては、切り戻しのときに、ステアリングホイール１の操舵が強く戻される感覚を低減することができる。また、切り返しのとき、調整ゲインαはしばらくの間保持される。つまり、切り返しのとき、モータ２００が発生させるトルクが急変することがない。このように、本実施形態によれば、ドライバによる車両のコントロール性を目標軌道に対する操舵状態に応じて適切に向上させることができる。

【0086】

さらに、本実施形態によれば、目標軌道に対するドライバの操舵状態を判定することなく、操舵状態に応じて特性が異なる調整ゲインαを算出することが実現できる。このことは、ドライバが車両の軌道を微修正しようとする状況等において利点となる。これは、以下の理由による。

【0087】

ドライバが車両の軌道を微修正しようとするとき、一般に、操作量は小さくなる。このため、ドライバの操舵状態を判定しようとすると、判定するための状態量も小さくなる。つまり、判定された操舵状態に応じて調整ゲインαに係る変換特性を与える場合、小さな状態量の変化の範囲で調整ゲインαを変更することが必要となる。しかしながら、実際の車両走行においては、ドライバが意図的に操舵していない場合においても、路面外乱等により操作量が検出されることが想定される。延いては、状態量が０近傍で変化することが想定される。このため、小さな状態量の変化の範囲で調整ゲインαを変更することは、意図しない調整ゲインαの変動を招く虞がある。このように、判定された操舵状態に応じて調整ゲインαに係る変換特性を与えることは、ドライバが車両の軌道を微修正しようとする状況等において、目標軌道への追従性とドライバによる車両のコントロール性の向上を両立することができなくなる虞がある。

【0088】

なおドライバの意図しない操作量は、ローパスフィルタにより低減させることも考えられる。しかしこの場合、ローパスフィルタによる応答遅れが発生するため、ドライバが操舵時に違和感を覚える虞や操舵が強く戻される感覚を十分に低減できなくなる虞がある。一方で、本実施形態によれば、ローパスフィルタを必ずしも必要としない。ただし、応答性や操舵感に対する影響を留意して、算出される調整ゲインαにローパスフィルタを適用することも可能である。これにより、操舵トルクＴの変化に対してより滑らかな特性を実現することが期待できる。

【0089】

５．実施例
図１１に、目標軌道が直進軌道であるときにドライバがサイン操舵を行う場合において、従来技術と本実施形態に係る実施例の比較結果を示す。ここで、従来技術の実施例（実線）は、図３に示すように操舵トルクＴの大きさ｜Ｔ｜に対して調整ゲインαを与える場合である。また本実施形態に係る実施例について、調整指令トルク算出処理部Ｐ３００において、第２調整ゲインα２のみを有効として施す場合の実施例（破線）と、第１調整ゲインα１及び第２調整ゲインα２の両方を有効として施す場合の実施例（１点鎖線）と、の２つの実施例が示されている。なお図１１のＡは、操舵トルクＴに対する操舵角θのリサージュ特性を示し、図１１のＢは、操舵トルクＴに対するヨーレートのリサージュ特性を示している。

【0090】

図１１に示されるように、本実施形態によれば、従来技術と比較して、切り返しの操舵において、車両の操舵が余裕をもって行われることがわかる。延いては、切り戻しの操舵における車両のコントロール性が向上することがわかる。また目標軌道が直進軌道であるときは、第２調整ゲインα２のみを有効として施す場合でも、第１調整ゲインα１及び第２調整ゲインα２の両方を有効として施す場合と類似した特性が実現できることがわかる。

【0091】

図１２に、目標軌道が旋回軌道であるときにドライバが旋回内側方向にサイン操舵を行う場合において、従来技術と本実施形態に係る実施例の比較結果を示す。特に、図１２は、車両が５００Ｒの道路を時速８０ｋｍ／ｈで走行中の場合の実施例である。図１１のＡ及び図１１のＢと同様に、図１２のＡは、操舵トルクＴに対する操舵角θのリサージュ特性を示し、図１２のＢは、操舵トルクＴに対するヨーレートのリサージュ特性を示している。

【0092】

図１２に示されるように、本実施形態によれば、目標軌道が旋回軌道であるときも、標軌道が直進軌道であるときと同様に切り返しの操舵において車両の操舵が余裕をもって行われることがわかる。ただし、第２調整ゲインα２のみを有効として施す場合は、操舵トルクＴに対する操舵角θ及びヨーレートの変化が小さい特性であり、ドライバが旋回内側へ操舵し難い虞がある。一方で、第１調整ゲインα１及び第２調整ゲインα２の両方を有効として施すことで、車両の操舵が余裕をもって行われ、かつドライバが旋回内側に操舵しやすい特性を実現できることがわかる。

【0093】

６．変形例
本実施形態は、以下のように変形した態様を採用しても良い。なお、以下の説明において、前述した内容と重複する事項については、適宜説明を省略している。

【0094】

６－１．第１変形例
調整ゲイン算出処理部Ｐ２００において、トルクヒステリシス算出処理部Ｐ２０１又は変換処理部Ｐ２２０は、車速に応じて特性を変化させるように構成されていても良い。例えば、車速に応じてトルクヒステリシス算出処理部Ｐ２０１又は変換処理部Ｐ２２０におけるマップを変化させるように構成する。あるいは、調整指令トルク算出処理部Ｐ３００は、車速に応じて与えられる車速ゲインをさらに指令トルクＴｆに施すように構成されていても良い。

【0095】

一般に、ドライバの運転感覚は、車速により異なる。従って、第１変形例を採用することにより、車速に応じてより適切に車両のコントロール性の向上を図ることができる。

【0096】

６－２．第２変形例
調整操舵トルク算出処理部Ｐ２１０は、調整操舵トルク偏差がトルクヒステリシスＴｈ以下であるとき、所定の勾配で変化させるように調整操舵トルクＴｒを算出するように構成されていても良い。図１３に、第２変形例に係る調整操舵トルク算出処理部Ｐ２１０において算出される調整操舵トルクＴｒの例を示す。図１３には、所定の勾配に対応するように定義されるＴｓｌｐの値が異なる３つの例が示されている。Ｔｓｌｐ＝１であるときは、図４に示す例と同等である。つまりこの場合、調整操舵トルク偏差がトルクヒステリシスＴｈ以下であるとき、調整操舵トルクＴｒは一定値を保持する（勾配０）。一方で、Ｔｓｌｐ＝０．５又はＴｓｌｐ＝２であるときは、図４に示す例と比較して、切り返しの操舵における特性が異なっている。

【0097】

このように、第２変形例を採用することにより、切り返しの操舵における特性に自由度をもたせることができる。延いては、所定の勾配を適切に設定することにより、車両のコントロール性の向上をより最適に図ることができる。

【0098】

ここで、第２変形例は、次のように調整操舵トルク算出処理部Ｐ２１０における処理ルーチンを実施することにより実現することができる。図１４は、第２変形例に係る調整操舵トルク算出処理部Ｐ２１０における処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。図１４に示す処理ルーチンは、所定の処理周期毎に実行されて良い。

【0099】

ステップＳ２００において、基準トルクＴｒｅｆが初期化済みであるか否かを判定する。ここで、基準トルクＴｒｅｆは、以下に説明する処理で明らかにされるように、調整操舵トルクＴｒと同様に操舵トルクＴの変化に対して所定のヒステリシス特性を有するように算出される。ただし、ヒステリシス幅は、以下で説明する偏差上限値ΔＴに従う。また特に、基準トルクＴｒｅｆは、調整操舵トルク偏差がトルクヒステリシスＴｈより大きいときは、図１０に示す処理ルーチンにおいて算出される調整操舵トルクＴｒと同等である。

【0100】

基準トルクＴｒｅｆが初期化済みでない場合（ステップＳ２００；Ｎｏ）、基準トルクＴｒｅｆを操舵トルクＴの現在値とする（ステップＳ２１０）。基準トルクＴｒｅｆが初期化済みである場合（ステップＳ２００；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２２０に進む。

【0101】

ステップＳ２２０において、偏差上限値ΔＴを算出する。ここで、偏差上限値ΔＴは、トルクヒステリシスＴｈをＴｓｌｐで除することにより算出される。このように算出することで、以下で説明する図１４に示す処理ルーチンにより、Ｔｓｌｐは所定の勾配と対応する値となる。なお、Ｔｓｌｐは、例えば、データ１１３としてあらかじめ与えられる値であって良い。特に、Ｔｓｌｐは、第２変形例に係る制御装置を適用する環境に応じて好適に定められて良い。

【0102】

ステップＳ２２０の後、処理はステップＳ２３０に進む。

【0103】

ステップＳ２３０において、操舵トルクＴが前回処理の基準トルクＴｒｅｆ’と偏差上限値ΔＴの和よりも大きいか否かを判定する。

【0104】

操舵トルクＴが前回処理の基準トルクＴｒｅｆ’と偏差上限値ΔＴの和よりも大きい場合（ステップＳ２３０；Ｙｅｓ）、操舵トルクＴから偏差上限値ΔＴだけ差し引いた値を今回処理の基準トルクＴｒｅｆとし（ステップＳ２４０）、処理はステップＳ２７０に進む。操舵トルクＴが前回処理の基準トルクＴｒｅｆ’と偏差上限値ΔＴの和よりも大きくない場合（ステップＳ２３０；Ｎｏ）、処理はステップＳ２５０に進む。

【0105】

ステップＳ２５０において、操舵トルクＴが前回処理の基準トルクＴｒｅｆ’と偏差上限値ΔＴの差よりも小さいか否かを判定する。

【0106】

操舵トルクＴが前回処理の基準トルクＴｒｅｆ’と偏差上限値ΔＴの差よりも小さい場合（ステップＳ２５０；Ｙｅｓ）、操舵トルクＴに偏差上限値ΔＴだけ加えた値を今回処理の基準トルクＴｒｅｆとし（ステップＳ２６０）、処理はステップＳ２７０に進む。操舵トルクＴが前回処理の基準トルクＴｒｅｆ’と偏差上限値ΔＴの差よりも小さくない場合（ステップＳ２５０；Ｎｏ）、基準トルクＴｒｅｆについて演算を行うことなくステップＳ２７０に進む。つまりこの場合、今回処理の基準トルクＴｒｅｆは、前回処理の基準トルクＴｒｅｆ’となる。

【0107】

ステップＳ２７０において、一時値Ｔｔｍｐを算出する。ここで、一時値Ｔｔｍｐは、操舵トルクＴから基準トルクＴｒｅｆを差し引いた値にＴｓｌｐを乗算することにより算出される。

【0108】

ステップＳ２７０の後、処理はステップＳ２８０に進む。

【0109】

ステップＳ２８０において、操舵トルクＴからステップＳ２７０において算出した一時値Ｔｔｍｐを差し引いた値を今回処理の調整操舵トルクＴｒとして算出し、今回処理は終了する。

【0110】

このような処理ルーチンが実行されることにより、調整指令トルク算出処理部Ｐ３００において、図１３に示すように操舵トルクＴの変化に対して所定のヒステリシス特性を有する調整操舵トルクＴｒを算出することができる。特に、Ｔｓｌｐの値に応じて、切り返しの操舵における特性を変化させることができる。

【0111】

なお、第２実施例は、操舵角θに着目して、次のように調整操舵トルク算出処理部Ｐ２１０における処理ルーチンを実施することによっても実現することができる。図１５は、第２変形例に係る調整操舵トルク算出処理部Ｐ２１０における処理ルーチンの他の一例を示すフローチャートである。図１５に示す処理ルーチンは、所定の処理周期毎に実行されて良い。

【0112】

ステップＳ３００において、基準舵角θｒｅｆが初期化済みであるか否かを判定する。ここで、基準舵角θｒｅｆは、以下に説明する処理で明らかにされるように、操舵角θの変化に対して所定のヒステリシス特性を有するように算出される。特に、ヒステリシス幅は、以下で説明する偏差上限値Δθに従う。

【0113】

基準舵角θｒｅｆが初期化済みでない場合（ステップＳ３００；Ｎｏ）、基準舵角θｒｅｆを操舵角θの現在値とする（ステップＳ３１０）。基準舵角θｒｅｆが初期化済みである場合（ステップＳ３００；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３２０に進む。

【0114】

ステップＳ３２０において、偏差上限値Δθを算出する。ここで、偏差上限値Δθは、トルクヒステリシスＴｈを所定値Ｋで除することにより算出される。このように算出することで、以下で説明する図１５に示す処理ルーチンにより、Ｋは所定の勾配と対応する値となる。またＫは、操舵角θの変化に対する基準舵角θｒｅｆの「剛性」を規定すると考えることもできる。なお、Ｋは、例えば、データ１１３としてあらかじめ与えられる値であって良い。特に、Ｋは、第２変形例に係る制御装置を適用する環境に応じて好適に定められて良い。

【0115】

ステップＳ３２０の後、処理はステップＳ３３０に進む。

【0116】

ステップＳ３３０において、操舵角θが前回処理の基準舵角θｒｅｆ’と偏差上限値Δθの和よりも大きいか否かを判定する。

【0117】

操舵角θが前回処理の基準舵角θｒｅｆ’と偏差上限値Δθの和よりも大きい場合（ステップＳ３３０；Ｙｅｓ）、操舵角θから偏差上限値Δθだけ差し引いた値を今回処理の基準舵角θｒｅｆとし（ステップＳ３４０）、処理はステップＳ３７０に進む。操舵角θが前回処理の基準舵角θｒｅｆ’と偏差上限値Δθの和よりも大きくない場合（ステップＳ３３０；Ｎｏ）、処理はステップＳ３５０に進む。

【0118】

ステップＳ３５０において、操舵角θが前回処理の基準舵角θｒｅｆ’と偏差上限値Δθの差よりも小さいか否かを判定する。

【0119】

操舵角θが前回処理の基準舵角θｒｅｆ’と偏差上限値Δθの差よりも小さい場合（ステップＳ３５０；Ｙｅｓ）、操舵角θに偏差上限値Δθだけ加えた値を今回処理の基準舵角θｒｅｆとし（ステップＳ３６０）、処理はステップＳ３７０に進む。操舵角θが前回処理の基準舵角θｒｅｆ’と偏差上限値Δθの差よりも小さくない場合（ステップＳ３５０；Ｎｏ）、基準舵角θｒｅｆについて演算を行うことなくステップＳ３７０に進む。つまりこの場合、今回処理の基準舵角θｒｅｆは、前回処理の基準舵角θｒｅｆ’となる。

【0120】

ステップＳ３７０において、一時値Ｔｔｍｐを算出する。ここで、一時値Ｔｔｍｐは、操舵角θから基準舵角θｒｅｆを差し引いた値にＫを乗算することにより算出される。

【0121】

ステップＳ３７０の後、処理はステップＳ３８０に進む。

【0122】

ステップＳ３８０において、操舵トルクＴからステップＳ３７０において算出した一時値Ｔｔｍｐを差し引いた値を今回処理の調整操舵トルクＴｒとして算出し、今回処理は終了する。

【0123】

このような処理ルーチンが実行されることによっても、調整指令トルク算出処理部Ｐ３００において、図１３に示すように操舵トルクＴの変化に対して所定のヒステリシス特性を有する調整操舵トルクＴｒを算出することができる。ただし、切り返しの操舵における特性は、Ｋの値に応じて変化することとなる。

【符号の説明】

【0124】

１ ステアリングホイール
１０ ステアリング機構
２１ 操舵角センサ
２２ トルクセンサ
１００ 制御装置（ＥＣＵ）
１１０ メモリ
１２０ プロセッサ
Ｐ１００ 指令トルク算出処理部
Ｐ１１０ ＦＦ指令トルク算出処理部
Ｐ１２０ ＦＢ指令トルク算出処理部
Ｐ２００ 調整ゲイン算出処理部
Ｐ２０１ トルクヒステリシス算出処理部
Ｐ２１０ 調整操舵トルク算出処理部
Ｐ２２０ 変換処理部
Ｐ３００ 調整指令トルク算出処理部

【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】