CN108454694B - 车辆的驾驶辅助装置 - Google Patents

Abstract

在自动转向操纵控制的执行中进行转向操纵后恢复自动转向操纵控制的情况下，适当且平稳地控制车轮的实际转向角接近目标转向角时的变化速度。驾驶辅助装置执行使前轮(12)的实际转向角θa接近目标转向角θ1t的自动转向操纵控制和在自动转向操纵控制的非执行中由驾驶员执行的转向结束时使前轮的实际转向角返回中立点的转向角返回控制。驾驶辅助装置构成为：当在角度偏差Δθ1与角度偏差θ2相等的条件下进行比较时，在自动转向操纵控制的执行中进行了驾驶员执行的转向操纵介入后恢复自动转向操纵控制而使前轮的实际转向角接近目标转向角时，以比在转向角返回控制的执行中使前轮的实际转向角返回中立点时低的变化速度使前轮的实际转向角变化。

Description

车辆的驾驶辅助装置

技术领域

本发明涉及车辆的驾驶辅助装置，更详细而言涉及使用电动助力转向装置来控制车轮的转向角的车辆的驾驶辅助装置。

背景技术

在专利文献1中公开了一种进行车道维持辅助控制的动力转向(EPS)装置。该EPS装置计算用于对由车辆的驾驶员执行的转向操纵进行助力的基本助力转矩。另外，EPS装置计算用于使车辆在车道的规定位置行驶的车道维持辅助转矩。更详细而言，基于车辆相对于行驶路径的偏移与目标偏移之间的偏差以及偏航角与目标偏航角之间的偏差来实施PID控制，由此来计算车道维持辅助转矩。另外，为了改善车道维持辅助控制时的转向操纵感，EPS装置根据车道维持辅助转矩(车道维持辅助控制量)来修正对基本助力转矩(基本助力控制量)进行补偿的补偿转矩(补偿控制量)。

专利文献1：日本特开2007－030612号公报

专利文献2：日本特开2015－033942号公报

专利文献1所记载的车道维持辅助控制属于对电动助力转向装置的电动马达进行控制以便生成用于使车轮的实际转向角接近目标转向角的转向转矩的“自动转向操纵控制”的一个例子。在自动转向操纵控制的执行中，设想在驾驶员介入并进行转向操纵后恢复至自动转向操纵控制而使车轮的实际转向角接近目标转向角的状况。根据专利文献1所记载的车道维持辅助控制，在这样的状况下，如果由驾驶员的转向操纵引起的车轮的实际转向角相对于目标转向角的偏离增大，则上述PID控制的偏差增大。结果，车道维持辅助转矩的计算值变大。若赋予较大的车道维持辅助转矩，则存在实际转向角的变化速度(实际转向角速度)过大的可能性。结果，存在驾驶员对唐突的自动转向操纵(以及随之产生的车辆的唐突的运行情况)感到不协调的担忧。

根据以上情况，可以说，当在自动转向操纵控制的执行中进行了由驾驶员执行的转向操纵介入而后恢复至自动转向操纵控制的情况下，期望适当考虑使实际转向角接近目标转向角时的实际转向角的变化速度。

发明内容

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种车辆的驾驶辅助装置，当在使用了电动助力转向装置的自动转向操纵控制的执行中进行了因驾驶员的介入而产生的转向操纵后恢复至该自动转向操纵控制的情况下，能够在使用电动助力转向装置而使车轮的实际转向角接近目标转向角时适当并且平稳地控制实际转向角的变化速度。

本发明所涉及的车辆的驾驶辅助装置对具备电动助力转向装置的车辆的驾驶进行辅助，所述电动助力转向装置具有为了控制车轮的转向角而被驱动的电动马达。由所述驾驶辅助装置使用所述电动助力转向装置进行的所述车轮的转向操纵控制包括：自动转向操纵控制，控制所述电动马达，以便生成用于使所述车轮的实际转向角接近目标转向角的转向转矩；以及转向角返回控制，控制所述电动马达，以便当在所述自动转向操纵控制的非执行中由驾驶员执行的转向结束时，生成用于使所述车轮的实际转向角返回至中立点的返回转矩。所述驾驶辅助装置构成为：当在所述自动转向操纵控制中的所述车轮的实际转向角与所述目标转向角之间的第1角度偏差、和所述转向角返回控制中的所述车轮的实际转向角与所述中立点之间的第2角度偏差相等的条件下进行比较的情况下，在所述自动转向操纵控制的执行中进行了所述驾驶员所执行的转向操纵介入后恢复至所述自动转向操纵控制而使所述车轮的实际转向角接近所述目标转向角时，以比在所述转向角返回控制的执行中使所述车轮的实际转向角返回至所述中立点时低的变化速度使所述车轮的实际转向角变化。

也可以形成为，所述驾驶辅助装置包括：自动转向操纵控制部，在所述自动转向操纵控制的执行中，计算用于使所述第1角度偏差接近零的基本转向控制量、以及使基于所述第1角度偏差的第1目标转向角速度与所述第1角度偏差的变化速度之间的偏差的绝对值变小的修正项，并计算所计算出的所述基本转向控制量与所述修正项之和来作为最终的转向控制量；以及转向角返回控制部，在所述转向角返回控制的执行中，计算使基于所述第2角度偏差的第2目标转向角速度与所述车轮的实际转向角速度之间的偏差的绝对值变小的返回控制量。也可以形成为，在所述第1角度偏差的绝对值比规定值大的第1角度偏差范围中，当在所述第1角度偏差与所述第2角度偏差相同的条件下进行比较的情况下，所述第1目标转向角速度比所述第2目标转向角速度低。也可以形成为，在所述第1角度偏差的绝对值处于所述规定值以下的第2角度偏差范围中，当在所述第1角度偏差与所述第2角度偏差相等的条件下进行比较的情况下，所述第1目标转向角速度比所述第2目标转向角速度高。也可以形成为，所述第1角度偏差范围当在所述自动转向操纵控制的执行中进行了由所述驾驶员执行的转向操纵介入时被使用。进而，也可以形成为，所述第2角度偏差范围当在所述自动转向操纵控制的执行中未进行由所述驾驶员执行的转向操纵介入而使所述车轮的实际转向角追随所述目标转向角时被使用。

也可以形成为，所述修正项是对所述第1目标转向角速度与所述第1角度偏差的变化速度之间的所述偏差乘以第1增益而得到的值。也可以形成为，所述返回控制量是对所述第2目标转向角速度与所述车轮的实际转向角速度之间的所述偏差乘以第2增益而得到的值。进而，也可以形成为，所述第1增益比所述第2增益大。

根据本发明，当在自动转向操纵控制的执行中进行了由驾驶员执行的转向操纵介入后进行朝自动转向操纵控制的恢复而使车轮的实际转向角向目标转向角接近时，以如下方式控制车轮的实际转向角的变化速度。即，在朝自动转向操纵控制的上述恢复时，当在自动转向操纵控制中的车轮的实际转向角与目标转向角之间的第1角度偏差、和转向角返回控制中的车轮的实际转向角与中立点之间的第2角度偏差相等的条件下进行比较的情况下，以比在转向角返回控制的执行中使车轮的实际转向角向中立点返回时低的变化速度使车轮的实际转向角变化。

转向角返回控制是在作为驾驶主体的驾驶员不具有转向的意图时(换言之，在允许实际转向角返回中立点时)执行的。与此相对，在自动转向操纵控制中在由驾驶员执行的转向操纵介入后使实际转向角返回目标转向角的控制不是基于驾驶员的意图的控制(更详细而言，根据该控制，朝驾驶员未必掌握的目标转向角进行转向)。根据本发明，在通过这样的自动转向操纵控制而进行朝目标转向角的转向的情况下，与可以说驾驶员能够进一步设想实际转向角的变化的转向角返回控制时相比，能够使实际转向角的变化缓慢。因此，根据本发明，既能够抑制与自动转向操纵有关的驾驶员的不协调感，又能够适当且平稳地在上述恢复时控制实际转向角的变化速度。

附图说明

图1是示出应用本发明的实施方式所涉及的驾驶辅助装置的车辆的构成例的概略图。

图2是关于使用了EPS装置的转向操纵控制而示出ECU的功能结构的框图。

图3是表示由转向角返回控制部执行的转向角返回控制的概要的框图。

图4是表示由自动转向操纵控制部执行的自动转向操纵控制的概要的框图。

图5是将图4中所示的角度偏差范围R2内的转向角速度设定表的设定例放大示出的图。

图6是示出与本发明的实施方式所涉及的转向角返回控制以及自动转向操纵控制相关的特征性的处理的例程的流程图。

附图标记说明

10：车辆；12：前轮；14：后轮；20：转向装置；22：方向盘；24：转向操纵轴；40：电动助力转向(EPS)装置；42：电动马达；44：EPS驱动器；50：电子控制单元(ECU)；52：转矩助力控制部；54：转向角返回控制部；56：自动转向操纵控制部；60：转向操纵转矩传感器；62：转向角传感器；64：车速传感器；70：驾驶环境检测装置；72：选择开关；80、92a：转向角速度设定表；90：PI控制量计算部；92：修正项计算部。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。但是，在以下所示的实施方式中，当提及各构件的个数、数量、量、范围等数值属性的情况下，除了特别明示的情况或在原理上明确由上述数值属性确定的情况之外，本发明并不限定于所提及的数值属性。另外，关于在以下所示的实施方式中说明的构造、步骤等，除了特别明示的情况或在原理上明确由上述构造、步骤等确定的情况之外，在本发明中并非必须的。

[具备驾驶辅助装置的车辆的构成例]

图1是示出应用本发明的实施方式所涉及的驾驶辅助装置的车辆10的构成例的概略图。如图1所示，本实施方式的车辆10具备2个前轮12和2个后轮14。

车辆10具备转向装置20。转向装置20是使2个前轮12转向的装置。具体而言，转向装置20具备方向盘22、转向操纵轴24、小齿轮26、齿条28、拉杆30以及电动助力转向(EPS：Electric Power Steering)装置40。此外，本实施方式的驾驶辅助装置同样也能够应用于前轮12与后轮14双方均成为转向操纵对象的车辆(所谓的4WS(4Wheel Steering：四轮转向)车辆)。

方向盘22用于由驾驶员进行的转向操纵操作。即，在欲使前轮12转向时，驾驶员使方向盘22旋转。转向操纵轴24的一端与方向盘22连结。转向操纵轴24的另一端与小齿轮26连结。小齿轮26与齿条28啮合。齿条28的两端经由拉杆30而与左右的前轮12连结。方向盘22的旋转经由转向操纵轴24传递至小齿轮26。小齿轮26的旋转运动被转换为齿条28的直线运动，由此使前轮12的转向角变化。

EPS装置40是生成使前轮12转向的力的装置。更详细而言，EPS装置40具备电动马达42与EPS驱动器44。作为一个例子，电动马达42经由转换机构46而与齿条28连结。转换机构46例如是滚珠丝杠。若电动马达42的转子旋转，则转换机构46将该旋转运动转换为齿条28的直线运动。由此，前轮12的转向角变化。

EPS驱动器44是用于驱动电动马达42的装置，包括逆变器。逆变器将从未图示的直流电源供给的直流电转换为交流电，并将该交流电供给至电动马达42，从而驱动电动马达42。EPS驱动器44对电动马达42的旋转进行控制，由此能够使前轮12转向。该EPS驱动器44的动作、即EPS装置40的动作由后述的ECU50控制。由ECU50执行的EPS装置40的控制的详细情况将在后面叙述。

在车辆10搭载有电子控制单元(ECU)50。在ECU50电连接有用于检测车辆10的各种状态量的各种传感器。这里的各种传感器作为一例包括转向操纵转矩传感器60、转向角传感器62以及车速传感器64。

转向操纵转矩传感器60检测施加于转向操纵轴24的转向操纵转矩Ta。转向操纵转矩传感器60将与转向操纵转矩Ta对应的转向操纵转矩信号输出至ECU50。

转向角传感器62检测转向操纵轴24的旋转角φa。该旋转角φa与方向盘22的转向操纵角相同。转向角传感器62将与旋转角φa对应的转向操纵角信号输出至ECU50。方向盘22的转向操纵角与前轮12的转向角之间存在相关性。因此，通过预先确定两者的关系，能够作为与由转向角传感器62检测出的旋转角φa对应的值而计算出前轮12的实际转向角θa。

车速传感器64检测车辆10的速度即车速V，并将与车速V对应的车速信号输出至ECU50。

另外，在车辆10搭载有驾驶环境检测装置70。驾驶环境检测装置70在后述的车辆10的自动驾驶控制中，取得在车辆10所行驶的行驶车道的检测中使用的“驾驶环境信息”。作为驾驶环境信息，首先能够列举与车辆10的周边的物标有关的周边物标信息。周边物标包括移动物标与静止物标。作为移动物标，能够例示出周边车辆、行人。与移动物标有关的信息包含移动物标的位置以及速度。作为静止物标，能够例示出路旁物、白线。与静止物标有关的信息包含静止物标的位置。

为了对周边物标信息进行检测，驾驶环境检测装置70作为一个例子而具备对车辆10周边的状况进行拍摄的立体照相机。由立体照相机拍摄到的图像作为图像数据而依次发送至ECU50。所发送的图像数据由ECU50进行图像处理。作为结果，ECU50能够基于图像数据所包含的白线来检测车辆10的行驶车道。此外，为了检测周边物标信息，也可以代替立体照相机或者与立体照相机一并地使用例如激光雷达(LIDAR:Laser Imaging Detection andRanging)以及毫米波雷达中的至少一方。激光雷达利用光来检测车辆10周边的物标。毫米波雷达利用电波来检测车辆10周边的物标。

另外，为了检测车辆10的行驶车道，也可以代替周边物标信息或者与周边物标信息一并地使用车辆10的位置姿势信息来作为驾驶环境信息。位置姿势信息例如能够使用GPS(Global Positioning System：全球定位系统)装置取得。GPS装置接收从多个GPS卫星发送的信号，并基于接收信号计算车辆10的位置以及姿势(方位)。GPS装置将计算出的位置姿势信息发送至ECU50。

作为自动驾驶控制用的驾驶环境信息，还能够举出道路信息以及基础设施提供信息等。为了自动地进行车道变更，驾驶环境检测装置70也可以包括地图数据库以便取得道路信息，另外也可以包括通信装置以便取得基础设施提供信息。在地图数据库记录有表示地图上的各道路的配置的道路信息。能够基于地图数据库与车辆10的位置取得车辆10周边的道路信息。通信装置从信息提供系统取得基础设施提供信息。作为基础设施提供信息，能够举出交通拥堵信息、施工路段信息等。在具备通信装置的情况下，将这样的基础设施提供信息发送至ECU50。后述的目标转向角θ1t也可以考虑这样的道路信息以及基础设施提供信息的至少一个来计算。

并且，在车辆10设置有用于供驾驶员选择自动驾驶控制的开/关的选择开关72。

ECU50具备处理器、存储器以及输入输出接口。输入输出接口从上述各种传感器接收传感器信号，并从驾驶环境检测装置70接收驾驶环境信息。另外，输入输出接口从选择开关72接收与自动驾驶控制的实施有关的驾驶员的请求。

ECU50执行与车辆10的驾驶有关的各种驾驶控制。作为ECU50的驾驶控制之一，存在使用EPS装置40进行的前轮12的转向操纵控制。另外，ECU50的驾驶控制包含对车辆10的自动驾驶进行控制的自动驾驶控制。

图2是关于使用EPS装置40的转向操纵控制而示出ECU50的功能结构的框图。ECU50作为与使用EPS装置40的转向操纵控制相关的功能模块具备：进行转向操纵转矩助力控制的转矩助力控制部52；进行转向角返回控制的转向角返回控制部54；以及进行自动转向操纵控制的自动转向操纵控制部56。在自动驾驶控制中，不仅包含自动转向操纵控制，还包含与车辆10的加减速有关的自动加减速控制。不仅包含自动转向操纵控制，也包含自动加减速控制在内，ECU50在整体上对自动驾驶控制进行管理。自动转向操纵控制部56相当于在由ECU50进行的自动驾驶控制之中着眼于自动转向操纵控制的功能模块。

转向操纵转矩助力控制是为了在自动转向操纵控制的非执行中对由驾驶员执行的转向操纵进行助力而进行的。转矩助力控制部52为了进行转向操纵转矩助力控制，控制EPS装置40的EPS驱动器44的动作，从而控制电动马达42。

转向角返回控制是在自动转向操纵控制的非执行中当由驾驶员进行的转向结束时，为了生成用于使前轮12的转向角返回至中立点(即，能够得到车辆10的直行状态的转向角)的返回转矩而执行的。转向角返回控制部54为了进行转向角返回控制，控制EPS驱动器44的动作，从而控制电动马达42。

自动转向操纵控制部56通过控制EPS装置40的EPS驱动器44的动作来控制电动马达42，以便生成用于使前轮12的转向角(实际转向角θa)接近目标转向角θ1t的转向转矩。由此能够实现自动转向操纵功能。此外，在本实施方式中，自动加减速控制可以根据公知的方法而以任意的要领执行。

图2所示的功能模块是通过ECU50的处理器基于上述各种传感器的检测信息、驾驶环境检测装置70的驾驶环境信息以及选择开关72的操作信息，执行储存于存储器的控制例程而实现的。此外，具备转矩助力控制部52、转向角返回控制部54以及自动转向操纵控制部56等各种功能模块的ECU并非必须像ECU50那样由单一的ECU构成。例如，ECU也可以针对每个功能而分别独立地装备。此外，基于从转向操纵转矩传感器60和转向角传感器62等各种传感器、以及驾驶环境检测装置70和选择开关72输入的信息来控制EPS装置40的转向角返回控制部54以及自动转向操纵控制部56相当于本实施方式的驾驶辅助装置。

[实施方式的转向操纵控制]

在本实施方式中，使用EPS装置40进行的转向操纵控制有转向操纵转矩助力控制、转向角返回控制以及自动转向操纵控制。在这些控制中，转向操纵转矩助力控制与转向角返回控制在非自动驾驶时执行。

1.非自动驾驶时的转向操纵控制

1－1.转向操纵转矩助力控制

在选择开关72断开时(即非自动驾驶时)，驾驶员为车辆10的驾驶的主体，驾驶员对方向盘22进行操作。因此，前轮12的转向角由驾驶员的操作来决定。

1－1－1.转向操纵转矩助力控制的基本处理

转矩助力控制部52使用EPS装置40来进行“转向操纵转矩助力控制”。具体而言，转矩助力控制部52从转向操纵转矩传感器60接收转向操纵转矩信号。转矩助力控制部52基于转向操纵转矩Ta计算助力转矩，并控制EPS驱动器44以得到助力转矩。

例如，转矩助力控制部52保持有表示输入参数与助力转矩之间的关系的转矩设定表。输入参数包含由转向操纵转矩传感器60检测出的转向操纵转矩Ta。输入参数还可以包含由车速传感器64检测出的车速V。转矩设定表考虑希望的助力特性而预先决定。转矩助力控制部52响应于由驾驶员进行的方向盘22的操作，参照转矩设定表来计算与输入参数对应的助力转矩。

然后，转矩助力控制部52计算与助力转矩对应的目标电流指令值，并将目标电流指令值输出至EPS驱动器44。EPS驱动器44根据目标电流指令值对电动马达42进行驱动。电动马达42的旋转转矩(助力转矩)经由转换机构46而传递至齿条28。结果，对前轮12的转向进行助力，驾驶员的转向操纵负担减轻。

1－2.转向角返回控制

图3是表示由转向角返回控制部54执行的转向角返回控制的概要的框图。

1－2－1.用于转向角返回控制的转向角速度设定表

转向角返回控制部54存储有确定目标转向角速度[deg/s]与角度偏差Δθ2[deg]之间的关系的转向角速度设定表80。图3中示出转向角速度设定表80的设定例。此外，角度偏差Δθ2相当于本发明中的“第2角度偏差”，用于转向角返回控制的目标转向角速度相当于本发明中的“第2目标转向角速度”。

图3所示的角度偏差Δθ2是前轮12的实际转向角θa与目标转向角θ2t之差。更详细而言，在图3所示的例子中，角度偏差Δθ2是从实际转向角θa减去目标转向角θ2t而得的差。转向角返回控制如上述那样是为了使前轮12的实际转向角θa返回至中立点而进行的。因此，转向角返回控制中的目标转向角θ2t是中立点。因此，图3所示的转向角速度设定表80的横轴的原点是中立点(即，角度偏差为零)。另外，这里，假定方向盘22相对于中立点朝右方向转动时获得的前轮12的转向角(方向盘22的转向操纵角)为正值。因此，在转向角返回控制中，当方向盘22朝右方向转动时，角度偏差Δθ2为正。

转向角速度[deg/s]是前轮12的转向角的变化速度，目标转向角速度是其目标值。关于图3所示的转向角速度设定表80的纵轴，假定目标转向角速度在原点处为零，在方向盘22朝右方向转动时为正值。

这里，将方向盘22相对于中立点朝右方向转动时简称为“右转向角时”，反之将方向盘22相对于中立点朝左方向转动时同样地称为“左转向角时”。以下，以右转向角时为例，对转向角速度设定表80的设定进行说明。在右转向角时，上述的角度偏差Δθ2呈现正值。如图3所示，与正的角度偏差Δθ2对应的目标转向角速度为负值。在右转向角时通过转向角返回控制而返回时的方向盘22的旋转方向为左方向。另外，根据上述的正负的定义，在目标转向角速度呈现负值时，方向盘22朝左方向旋转。因此，根据转向角速度设定表80，能够基于角度偏差Δθ2来决定用于使转向角朝向中立点返回的目标转向角速度。

而且，根据转向角速度设定表80，右转向角时的角度偏差Δθ2越大，则目标转向角速度在负侧成为越大的值。根据这样的设定，在使转向角朝中立点返回时，角度偏差Δθ2越大，则能够使转向角以越高的变化速度返回。另外，根据转向角速度设定表80，在左转向角时也同样地得到这种与角度偏差Δθ2对应的目标转向角速度的设定。

1－2－2.返回控制量M2的计算

转向角返回控制部54对基于转向角传感器62的输出计算出的前轮12的实际转向角θa与目标转向角(中立点)θ2t之差亦即角度偏差Δθ2进行计算。另外，转向角返回控制部54以角度偏差Δθ2为输入参数并参照转向角速度设定表80，由此来计算与角度偏差Δθ2对应的目标转向角速度。

转向角返回控制部54在微分器82中通过使用时间对实际转向角θa进行微分来计算实际转向角速度。然后，转向角返回控制部54对目标转向角速度与实际转向角速度之差(更详细而言是从目标转向角速度减去实际转向角速度而得的差)亦即转向角速度偏差进行计算。

转向角返回控制部54通过对上述的转向角速度偏差乘以规定的比例增益K2来计算返回控制量M2。更详细而言，返回控制量M2与上述的返回转矩具有相关性。转向角返回控制部54计算与返回控制量M2对应的目标电流指令值，并将目标电流指令值输出至EPS驱动器44来驱动电动马达42。结果，电动马达42生成返回转矩。此外，比例增益K2相当于本发明中的“第2增益”。

借助作为转向操纵轮的前轮12从路面承受的自对准转矩，在行驶中的车辆10作用有欲使前轮12的实际转向角θa接近中立点的恢复力。然而，仅通过这种自对准转矩，存在当驾驶员结束转向时难以使实际转向角θa可靠地返回至中立点的情况。若实际转向角θa未能顺畅地返回至中立点而需要执行由驾驶员进行的方向盘22的较大的修正操作，则无法得到舒适的转向操纵性。与此相对，根据转向角返回控制，能够利用EPS装置40使前轮12的实际转向角θa更可靠且顺畅地返回至中立点。因此，既能够减轻驾驶员的转向操纵负担，又能够提高转向操纵性。

2.自动转向操纵控制(自动驾驶时的转向操纵控制)

在选择开关72接通时(即自动驾驶时)，包含转向操纵在内的驾驶的主体从驾驶员转移至自动驾驶系统。另外，虽然自动转向操纵控制允许驾驶员介入转向操纵，但基本上无需执行由驾驶员进行的转向操纵。

自动转向操纵控制部56使用EPS装置40而自动地控制前轮12的转向角。即，在非自动驾驶时用于进行“转向操纵转矩助力控制”或者“转向角返回控制”的EPS装置40在自动驾驶时用于进行“自动转向操纵控制”。

图4是表示由自动转向操纵控制部56执行的自动转向操纵控制的概要的框图。

2－1.目标转向角θ1t的计算

在自动转向操纵控制中，控制车辆10的实际转向角θa以使得车辆10沿着目标路径(目标线路)行驶。目标路径能够被确定为位于基于来自驾驶环境检测装置70的立体照相机的图像数据检测出的行驶车道的中央附近的行驶路径。自动转向操纵控制部56对自动转向操纵控制所要求的前轮12的目标转向角θ1t进行计算。目标转向角θ1t作为一个例子能够以如下方式计算。即，自动转向操纵控制部56基于所检测出的行驶车道，对行驶车道的曲率半径、车辆10相对于行驶车道的偏移量(更详细而言为车辆前后方向上的车辆10的中心线相对于行驶车道的中心线的偏离量)以及偏航角进行计算。

自动转向操纵控制部56基于计算出的曲率半径、偏移量以及偏航角，对目标转向角θ1t进行计算。更具体而言，目标转向角θ1t的计算例如以如下方式进行。自动转向操纵控制部56基于检测出的行驶车道的曲率半径计算为了使车辆10沿着目标路径行驶所需的横向加速度。另外，自动转向操纵控制部56基于计算出的偏移量与预先设定的目标偏移量之间的偏差，通过反馈控制来计算为了使偏移量朝目标偏移量收敛所需的横向加速度。并且，自动转向操纵控制部56基于计算出的偏航角与预先设定的目标偏航角之间的偏差，通过反馈控制来计算为了使偏航角朝目标偏航角收敛所需的横向加速度。在此基础上，自动转向操纵控制部56将上述3个横向加速度相加来计算目标横向加速度。自动转向操纵控制部56存储有确定目标横向加速度以及车速V等输入参数与目标转向角θ1t之间的关系的设定表(省略图示)。参照上述设定表，计算使车辆10产生目标横向加速度所需的值来作为目标转向角θ1t。

2－2.自动转向操纵控制的基本处理(PI控制量计算部90)

作为用于使车辆10的实际的行驶路径追随目标路径的基本的转向控制的一例，自动转向操纵控制部56执行PI控制。更详细而言，如图4所示，自动转向操纵控制部56包括对基于该PI控制的转向控制量进行计算的PI控制量计算部90。此外，通过PI控制量计算部90计算的该转向控制量(更具体而言为后述的比例项以及积分项)相当于本发明中的“基本转向控制量”。

自动转向操纵控制部56计算实际转向角θa与目标转向角θ1t之差(更详细而言，作为一例，从实际转向角θa减去目标转向角θ1t而得的差)亦即角度偏差Δθ1。PI控制量计算部90通过对角度偏差Δθ1乘以规定的比例增益Kp来计算转向控制量的比例项。所计算出的比例项被输出至上下限保护部90a。在所计算出的比例项从规定范围内偏离的情况下，上下限保护部90a对比例项的计算值进行限制以使得该比例项落入该规定范围内。此外，角度偏差Δθ1相当于本发明中的“第1角度偏差”。

另外，PI控制量计算部90通过在积分器90b中利用时间对角度偏差Δθ1进行积分来计算其积分值。然后，PI控制量计算部90通过对角度偏差Δθ1的积分值乘以规定的积分增益Ki来计算转向控制量的积分项。积分项的计算值也与比例项的计算值同样，在上下限保护部90c中根据值的大小而被限制以使得该积分项落入规定范围内。

2－3.对与转向角速度对应的修正项M1进行计算的修正项计算部92

通过使用由上述的PI控制量计算部90计算出的转向控制量的比例项以及积分项(基本转向控制量)，能够确保车辆10的实际的行驶路径相对于目标路径的基本的追随性。在此基础上，为了实现实际的行驶路径相对于目标路径的更迅速的追随，自动转向操纵控制部56如图4所示包括相对于转向控制量而计算与转向角速度对应的修正项M1的修正项计算部92。此外，修正项M1相当于本发明中的“修正项”。

2－3－1.用于自动转向操纵控制的转向角速度设定表的设定

修正项计算部92存储有确定目标转向角速度与角度偏差Δθ1之间的关系的转向角速度设定表92a。图4中示出转向角速度设定表92a的设定例。更详细而言，在图4中，用实线示出转向角速度设定表92a中的目标转向角速度与角度偏差Δθ1之间的关系。图4中用虚线表示的关系是为了与转向角速度设定表92a的设定进行比较而参照的关系，是在上述的转向角返回控制中使用的转向角速度设定表80中的目标转向角速度与角度偏差Δθ2之间的关系(参照图3)。此外，用于自动转向操纵控制的目标转向角速度相当于本发明中的“第1目标转向角速度”。

关于与实际转向角θa一同用于进行朝图4所示的转向角速度设定表92a输入的角度偏差Δθ1的计算的目标转向角θ1t，其与转向角返回控制中的目标转向角θ2t亦即中立点不同，是自动转向操纵控制所要求的目标转向角。因此，角度偏差Δθ1的原点不是中立点，且在自动转向操纵控制所要求的目标转向角θ1t与实际转向角θa一致时得到。

图5是将图4中示出的角度偏差范围R2内的转向角速度设定表92a的设定例放大示出的图。这里，将角度偏差Δθ1、Δθ2的正负两侧中的位于角度偏差范围R2的外侧的角度偏差范围称为R1。此外，角度偏差范围R1相当于本发明中的“第1角度偏差范围”，角度偏差范围R2相当于本发明中的“第2角度偏差范围”。

角度偏差范围R2是在自动转向操纵控制的执行中使实际转向角θa追随目标转向角θ1t时(即，使实际的行驶路径追随目标路径时)使用的范围(换言之为此时角度偏差所落入的范围)。因此，可以说：角度偏差范围R2与角度偏差范围R1之间的边界处的角度偏差的值(即，角度偏差范围R2内的角度偏差的绝对值的最大值)具有作为能够确保实际转向角θa相对于目标转向角θ1t的追随性的上限值的意义。另外，可以说：角度偏差范围R2是在驾驶员基于自己的意图进行转向操纵以便实现车辆10的方向转换的情况下不被使用的小角度偏差范围。此外，角度偏差范围R2内的角度偏差的绝对值的最大值相当于本发明中的“规定值”。

另一方面，角度偏差范围R1在由驾驶员进行的转向操纵中使用。另外，从确保上述的追随性的观点考虑，角度偏差范围R1是在自动转向操纵控制中使实际转向角θa追随目标转向角θ1t时预计不会使用的范围。但是，即便在自动转向操纵控制的执行中，也存在使用角度偏差范围R1的情况。其例子是进行了驾驶员的转向操纵介入的情况。

如图4、图5所示，用于自动转向操纵控制的目标转向角速度的绝对值被设定为角度偏差Δθ1的绝对值越大则越大。另外，如在图4、图5中用实线和虚线比较相对于角度偏差Δθ1、Δθ2的目标转向角速度特性的情况下可知的那样，关于自动转向操纵控制中的目标转向角速度特性与转向角返回控制中的目标转向角速度特性，在目标转向操纵速度(的绝对值)的大小关系根据角度偏差范围R2和R1中的哪一个被使用而反转这一点上不同。更详细而言，在相对较大的角度偏差范围R1中，如图4所示，在同一角度偏差之下，自动转向操纵控制中的目标转向角速度(的绝对值)低于转向角返回控制中的目标转向角速度(的绝对值)。另一方面，在相对较小的角度偏差范围R2中，如图5所示，在同一角度偏差之下，自动转向操纵控制中的目标转向角速度(的绝对值)高于转向角返回控制中的目标转向角速度(的绝对值)。

2－3－2.修正项M1的计算

修正项计算部92通过以角度偏差Δθ1为输入参数并参照转向角速度设定表92a，由此计算与角度偏差Δθ1对应的目标转向角速度。另外，修正项计算部92通过在微分器92b中利用时间对角度偏差Δθ1进行微分来计算角度偏差Δθ1的变化速度[deg/s]。然后，修正项计算部92计算目标转向角速度与角度偏差Δθ1的变化速度之差(更详细而言为从目标转向角速度减去角度偏差Δθ1的变化速度而得的差)即速度偏差。

修正项计算部92通过对上述的速度偏差乘以规定的比例增益K1，从而与转向角速度对应地计算与转向控制量有关的修正项M1。此外，比例增益K1相当于本发明中的“第1增益”。

2－3－3.比例增益K1的设定

在本实施方式中，修正项M1的计算所使用的比例增益K1被预先决定为大于在转向角返回控制中用于计算返回助力控制量的比例增益K2的值。

2－4.最终的转向控制量的计算

自动转向操纵控制部56通过将由PI控制量计算部90计算出的转向控制量的比例项以及积分项(基本转向控制量)、与由修正项计算部92计算出的修正项M1相加，由此计算最终的转向控制量。在此基础上，自动转向操纵控制部56计算与最终的转向控制量对应的目标电流指令值，并将目标电流指令值输出至EPS驱动器44来驱动EPS装置40的电动马达42。结果，借助EPS装置40的自动转向操纵功能，将前轮12的实际转向角θa控制为目标转向角θ1t。更详细而言，进行使前轮12的实际转向角θa朝目标转向角θ1t收敛的反馈控制。

3.与转向角返回控制以及自动转向操纵控制相关的处理

图6是示出与本发明的实施方式所涉及的转向角返回控制以及自动转向操纵控制相关的特征性的处理的例程的流程图。本例程着眼于在车辆10的驾驶中能够执行的与转向角返回控制和自动转向操纵控制有关的处理。本例程的处理在车辆10的驾驶中以规定的控制周期反复执行。

ECU50首先执行输入信号处理(步骤S100)。具体而言，ECU50取得各种传感器信号、来自驾驶环境检测装置70的驾驶环境信息、以及来自选择开关72的信号。各种传感器信号包括从与ECU50连接的转向操纵转矩传感器60等各种传感器输入的转向操纵转矩信号、转向操纵角信号以及车速信号等。

接下来，ECU50判定是否处于自动驾驶控制的执行中(步骤S102)。在选择开关72被驾驶员接通的情况下，ECU50以规定的执行条件的成立这一情况作为条件，执行包括自动转向操纵控制在内的自动驾驶控制。ECU50在自动驾驶控制的执行中，将表示处于自动驾驶控制的执行中这一情况的标志接通(ON)，在自动驾驶控制的非执行中将该标志断开(OFF)。在本步骤S102中，基于这种标志的状态来判定是否处于自动驾驶控制的执行中。

当在步骤S102中判定为并不处于自动驾驶控制的执行中的情况下，ECU50判定与转向角返回控制有关的规定的执行条件是否成立(步骤S104)。转向角返回控制的执行条件在由驾驶员执行的转向结束时成立。若由驾驶员执行的转向结束，则由驾驶员产生的转向操纵转矩Ta急剧衰减。因此，由驾驶员执行的转向操纵是否结束(即，转向角返回控制的执行条件是否成立)例如能够通过判断转向操纵转矩Ta是否低于规定的阈值来进行判定。

当在步骤S104中转向角返回控制的执行条件不成立的情况下，ECU50迅速结束本次的例程启动时的处理。此外，在这种情况下，执行转向操纵转矩助力控制。

另一方面，当在步骤S104中转向角返回控制的执行条件成立的情况下，ECU50选择转向角返回控制用的目标转向角速度特性(步骤S106)。具体而言，ECU50(转向角返回控制部54)参照图3所示的转向角速度设定表80，计算与当前的角度偏差Δθ2对应的目标转向角速度。另外，在本步骤S106中，ECU50选择比例增益K2(参照图3)。

接下来，ECU50以中立点(即，目标转向角θ2t)为基准，计算返回控制量M2(S108)。具体而言，通过S106的处理，以中立点亦即目标转向角θ2t为基准，计算转向角返回控制时的目标转向角速度。在本步骤S108中，如参照图3已经叙述的那样，基于该目标转向角速度和比例增益K2(参照图3)，计算返回控制量M2。在处理进入步骤S108的情况下，ECU50(转向角返回控制部54)使EPS装置40工作，以便通过电动马达42生成与返回控制量M2对应的返回转矩。

另一方面，当在步骤S102中判定为处于自动驾驶控制的执行中的情况下，ECU50选择自动转向操纵控制用的目标转向角速度特性(步骤S110)。具体而言，ECU50(修正项计算部92)参照图4所示的转向角速度设定表92a，计算与当前的角度偏差Δθ1对应的目标转向角速度。另外，在本步骤S110中，ECU50选择比例增益K1(参照图4)。

接下来，ECU50(PI控制量计算部90)计算转向控制量的比例项以及积分项(基本转向控制量)(步骤S112)。

接下来，ECU50(修正项计算部92)以自动转向操纵控制的目标转向角θ1t为基准，计算与转向角速度对应的修正项M1(步骤S114)。具体而言，通过S110的处理，以自动转向操纵控制所要求的目标转向角θ1t为基准，计算自动转向操纵控制时的目标转向角速度。在本步骤S114中，如参照图4、图5已经叙述的那样，基于该目标转向角速度和比例增益K1(参照图4)来计算修正项M1。

接下来，ECU50(自动转向操纵控制部56)计算最终的转向控制量(步骤S116)。具体而言，ECU50通过将在步骤S112中计算出的转向控制量的比例项以及积分项、与在步骤S114中计算出的修正项M1相加，计算最终的转向控制量。在处理进入步骤S114的情况下，ECU50(自动转向操纵控制部56)使EPS装置40工作，以便通过电动马达42生成与最终的转向控制量对应的返回转矩。

[实施方式的效果]

根据以上说明的本实施方式，当在自动转向操纵控制的执行中进行了由驾驶员执行的转向操纵介入后恢复至该自动转向操纵控制而使前轮12的实际转向角θa向目标转向角θ1t接近时，根据图4、图5所示的转向角速度设定表92a(实线)的关系来控制前轮12的转向角速度。

具体而言，当在自动转向操纵控制的执行中没有进行驾驶员所执行的转向操纵介入而使前轮12的实际转向角θa追随目标转向角θ1t时，使用角度偏差范围R2(参照图4)。如果在这种情况下进行驾驶员所执行的转向操纵介入，则ECU50将该转向操纵识别为触发操作，转向操纵控制的主体返回至驾驶员。结果，角度偏差范围从R2转移至R1。此外，当在该转向操纵介入之后恢复至自动转向操纵控制的情况下，在实际转向角θa向目标转向角θ1t接近的过程中，角度偏差范围再次从R1转移至R2。

根据图4所示的目标转向角速度特性，当在自动转向操纵控制的执行中使用了角度偏差范围R1时，在以角度偏差Δθ1、Δθ2相等的条件进行比较的情况下，选择与在转向角返回控制的执行中使用的目标转向角速度(虚线)相比(作为绝对值)较低的目标转向角速度(实线)。因此，在由驾驶员执行的转向操纵介入后的朝自动转向操纵控制的恢复后、实际转向角θa向目标转向角θ1t收敛的过程(在以下的说明中，简单地省略成“收敛过程”)中，选择这种较低的目标转向角速度。根据图4所示的自动转向操纵控制部56的控制结构，为了使通过由驾驶员执行的转向操纵介入而产生的角度偏差Δθ1(即，与通过自动转向操纵控制而确保实际转向角θa的追随性时相比较大的角度偏差)迅速地收敛，修正项M1发挥比其他的转向控制量(比例项以及积分项)更大的作用。即，修正项M1与其他的转向控制量相比，对上述收敛过程中的实际转向角θa的变化速度(实际转向角速度)产生更大影响。

如上，根据着眼于上述收敛过程中的转向角速度而进行的本实施方式的转向操纵控制，使用修正项M1来控制该收敛过程中的实际转向角速度。结果，在以角度偏差Δθ1、Δθ2相等的条件进行比较的情况下，在上述收敛过程中，能够以与在转向角返回控制的执行中使前轮12的实际转向角θa向中立点(目标转向角θ2t)返回时相比较低的变化速度使实际转向角θa变化。

转向角返回控制(即，由驾驶员执行的转向结束而使实际转向角θa返回至中立点的控制)是在作为驾驶主体的驾驶员不具有转向的意图时(换言之，在允许实际转向角θa返回至中立点时)执行的。与此相对，在自动转向操纵控制中在由驾驶员执行的转向操纵介入后使实际转向角θa返回至目标转向角θ1t的控制不是基于驾驶员的意图的控制(更详细而言，根据该控制，朝驾驶员未必掌握的目标转向角θ1t进行转向)。根据上述的本实施方式的控制，在通过这样的自动转向操纵控制而进行朝目标转向角θ1t的转向的情况下，与可以说驾驶员能够进一步设想实际转向角θa的变化的转向角返回控制时相比，能够使实际转向角θa的变化缓慢。因此，根据本实施方式的控制，既能够抑制与自动转向操纵有关的驾驶员的不协调感，又能够适当且平稳地控制上述收敛过程中的实际转向角速度。

另外，根据本实施方式，如图5所示，在自动转向操纵控制的执行中不进行驾驶员所执行的转向操纵介入而使前轮12的实际转向角θa追随目标转向角θ1t时使用的角度偏差范围R2中，在以角度偏差Δθ1、Δθ2相等的条件进行比较的情况下，选择与转向角返回控制的执行中的目标转向角速度(虚线)相比(作为绝对值)较高的目标转向角速度(实线)。根据这样选择的目标转向角速度，能够确保自动转向操纵控制中的实际转向角θa朝目标转向角θ1t的追随性较高。

另外，根据本实施方式，计算上述的修正项M1以使“角度偏差Δθ1的变化速度”接近与该角度偏差Δθ1对应的目标转向角速度。这样，构成为不使实际转向角速度本身而使得角度偏差Δθ1的变化速度追随目标转向角速度，由此，使角度偏差Δθ1(即，以目标转向角θ1t为基准的相对的实际转向角θa的偏差)的变化速度追随目标转向角速度。由此，与使实际转向角速度本身追随目标转向角速度的情况相比，既能够确保实际转向角θa朝目标转向角θ1t的追随性较高，又能够使实际转向角速度接近目标转向角速度。

另外，根据本实施方式，在自动转向操纵控制中用于计算修正项M1的比例增益K1大于在转向角返回控制中用于计算返回控制量M2的比例增益K2。这样的比例增益K1、K2的设定可以不必与上述的目标转向角速度的设定组合，因此例如比例增益K1与K2也可以是相同的值。在此基础上，通过如上述那样使比例增益K1大于比例增益K2的设定伴随着上述的目标转向角速度的设定，能够得到如下的效果。即，关于上述收敛过程，与使比例增益K1成为和比例增益K2相同的值的情况相比，能够进一步提高角度偏差Δθ1的变化速度朝目标转向角速度的追随性。由此，能够更加适当且更加平稳地控制上述收敛过程中的实际转向角速度。另外，关于使用角度偏差范围R2且不进行驾驶员所执行的转向操纵介入而使前轮12的实际转向角θa追随目标转向角θ1t的情况，根据上述比例增益K1、K2的设定，与使比例增益K1成为和比例增益K2相同的值的情况相比，能够确保实际转向角θa朝目标转向角θ1t的更高的追随性。

Claims (3)

1.一种车辆的驾驶辅助装置，所述车辆具备电动助力转向装置，所述电动助力转向装置具有为了控制车轮的转向角而被驱动的电动马达，

所述车辆的驾驶辅助装置的特征在于，

由所述驾驶辅助装置使用所述电动助力转向装置进行的所述车轮的转向操纵控制包括：

自动转向操纵控制，控制所述电动马达，以便生成用于使所述车轮的实际转向角接近目标转向角的转向转矩；以及

转向角返回控制，控制所述电动马达，以便当在所述自动转向操纵控制的非执行中由驾驶员执行的转向结束时，生成用于使所述车轮的实际转向角返回至中立点的返回转矩，

所述驾驶辅助装置构成为：当在所述自动转向操纵控制中的所述车轮的实际转向角与所述目标转向角之间的第1角度偏差和所述转向角返回控制中的所述车轮的实际转向角与所述中立点之间的第2角度偏差相等的条件下进行比较的情况下，在所述自动转向操纵控制的执行中进行了所述驾驶员所执行的转向操纵介入后恢复至所述自动转向操纵控制而使所述车轮的实际转向角接近所述目标转向角时，以比在所述转向角返回控制的执行中使所述车轮的实际转向角返回至所述中立点时低的变化速度使所述车轮的实际转向角变化。

2.根据权利要求1所述的车辆的驾驶辅助装置，其特征在于，

所述驾驶辅助装置包括：

自动转向操纵控制部，在所述自动转向操纵控制的执行中，计算用于使所述第1角度偏差接近零的基本转向控制量、以及使基于所述第1角度偏差的第1目标转向角速度与所述第1角度偏差的变化速度之间的偏差的绝对值变小的修正项，并计算所计算出的所述基本转向控制量与所述修正项之和来作为最终的转向控制量；以及

转向角返回控制部，在所述转向角返回控制的执行中，计算使基于所述第2角度偏差的第2目标转向角速度与所述车轮的实际转向角速度之间的偏差的绝对值变小的返回控制量，

在所述第1角度偏差的绝对值比规定值大的第1角度偏差范围中，当在所述第1角度偏差与所述第2角度偏差相同的条件下进行比较的情况下，所述第1目标转向角速度比所述第2目标转向角速度低，

在所述第1角度偏差的绝对值处于所述规定值以下的第2角度偏差范围中，当在所述第1角度偏差与所述第2角度偏差相等的条件下进行比较的情况下，所述第1目标转向角速度比所述第2目标转向角速度高，

所述第1角度偏差范围当在所述自动转向操纵控制的执行中进行了由所述驾驶员执行的转向操纵介入时被使用，

所述第2角度偏差范围当在所述自动转向操纵控制的执行中未进行由所述驾驶员执行的转向操纵介入而使所述车轮的实际转向角追随所述目标转向角时被使用。

3.根据权利要求2所述的车辆的驾驶辅助装置，其特征在于，

所述修正项是对所述第1目标转向角速度与所述第1角度偏差的变化速度之间的所述偏差乘以第1增益而得到的值，

所述返回控制量是对所述第2目标转向角速度与所述车轮的实际转向角速度之间的所述偏差乘以第2增益而得到的值，

所述第1增益比所述第2增益大。

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