CN115151475B - 转向控制装置 - Google Patents

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CN115151475B CN202080097269.XA CN202080097269A CN115151475B CN 115151475 B CN115151475 B CN 115151475B CN 202080097269 A CN202080097269 A CN 202080097269A CN 115151475 B CN115151475 B CN 115151475B
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    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B62D5/0463—Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input

Abstract

为了使因超驰控制而急剧变化时所产生的转向控制变得稳定，本发明的转向控制装置(201)包括第1转矩校正运算部(201A)和第2转矩校正运算部(201B)中的至少一方，所述第1转矩校正运算部(201A)包括：基于所述转向转矩的大小来运算权重的增量，并对所述权重的增量进行累计来生成权重的权重运算部(240)；根据所述权重来运算自动转向转矩截取值的截取值运算部(250)；及利用所述自动转向转矩截取值对所述自动转向转矩进行截取处理来限制上下限值，并将由此得到的所述自动转向转矩输出的截取处理部(260)，所述第2转矩校正运算部(201B)包括：根据所述转向转矩来运算增益的增量，并对所述增益的增量进行累计来生成增益的增益运算部(280)；及将乘以所述增益而得到的所述自动转向转矩输出的增益处理部(209)。

Description

转向控制装置
技术领域
本申请涉及转向控制装置。
背景技术
提出了一种转向控制装置，具备用于减轻驾驶员的转向力的转向辅助装置。此外，提出了一种转向控制装置，除了转向辅助装置以外，还具备基于道路形状来自动进行转向的自动转向装置。
例如，在专利文献1所公开的共用电动助力转向装置和自动转向装置的车辆转向装置中，若在自动转向运行中驾驶员进行超驰控制，则会偏离自动转向控制的目标值，因此驱动电动机以减小目标值与实际值之间的差分，导致产生如下问题：驾驶员所进行的转向被阻碍。
为了解决该问题，在专利文献1中公开了一种技术，其具有：检测驾驶员的转向转矩和所行驶的道路的形状的单元；产生附加转向转矩的电动机；根据转向转矩来决定转向辅助转矩的单元；根据道路形状来决定自动转向转矩的单元；根据道路形状来决定目标状态量的单元；检测实际的状态量的单元；推定基于自动转向转矩的车辆的状态量的单元；使用基于转向转矩决定的权重来进行作为实际的状态量和推定的状态量的加权平均而计算出的比较状态量的运算的单元；以及基于转向转矩和自动转向转矩之和来控制电动机的输出的单元，并且根据目标状态量与比较状态量之间的偏差来决定自动转向转矩。
根据这里所提出的内容，转向辅助模式和自动转向模式能同时进行动作。
即，专利文献1中，根据转向力信息的增减，在电动助力转向装置的控制与自动转向装置的控制之间连续地进行切换。由此，公开了如下技术：当驾驶员施加转向力时电动助力转向装置的控制的比率增大，当驾驶员减小转向力时自动转向装置的比率增大，因此，电动助力转向模式与自动转向模式之间的转移顺畅地进行。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开平10-076967号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在这样的转向控制装置中存在如下问题：例如，如果在车道维持系统(LKAS)动作过程中驾驶员进行超驰控制，则由于驾驶员的转向转矩与自动转向转矩之间的干扰，转向控制将变得不稳定。即，基于转向转矩直接运算自动转向转矩的增益，因此，当转向转矩急剧变化时增益也急剧变化，自动转向转矩也会急剧变化。由于转向转矩、自动转向转矩和转向辅助转矩之和成为用于进行转向而赋予转向的输入转向转矩，因此，如果自动转向转矩急剧变化，则转向转矩也会急剧变化以弥补这种急剧变化。因此，存在如下问题：当驾驶员的转向转矩与自动转向转矩中的一方急剧变化时，转向控制彼此发生干扰而变得不稳定。
本申请是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供即使在驾驶员的转向转矩或自动转向转矩急剧变化的情况下也较为稳定的转向控制。
用于解决技术问题的技术手段
本申请的转向控制装置的特征在于，包括：转向辅助转矩运算部，该转向辅助转矩运算部根据转向转矩来运算转向辅助转矩；自动转向转矩运算部，该自动转向转矩运算部根据道路状况来运算自动转向转矩；以及附加转向转矩运算部，该附加转向转矩运算部根据所述转向辅助转矩和所述自动转向转矩来运算附加转向转矩，其中，所述附加转向转矩运算部接收来自第1转矩校正运算部和第2转矩校正运算部中的至少一方的输出，所述第1转矩校正运算部具有：权重运算部，该权重运算部基于所述转向转矩的大小来运算权重的增量，并对所述权重的增量进行累计来生成权重；截取值运算部，该截取值运算部根据所述权重来运算自动转向转矩截取值；以及截取处理部，该截取处理部利用所述自动转向转矩截取值对所述自动转向转矩进行截取处理来限制上限值和下限值，并将由此得到的自动转向转矩输出到所述附加转向转矩运算部，所述第2转矩校正运算部具有：增益运算部，该增益运算部根据所述转向转矩来运算增益的增量，并对所述增益的增量进行累计来生成增益；以及增益处理部，该增益处理部将乘以所述增益而得到的所述自动转向转矩输出到所述附加转向转矩运算部。
发明效果
根据本申请，进行基于转向转矩的大小来运算权重的增量、以及基于转向转矩来运算增益的增量中的至少一方，由此，即使转向转矩急剧变化，权重本身或增益本身也不会急剧变化，因此，能防止转向控制变得不稳定。
附图说明
图1是示出实施方式1的示意性结构的框图。
图2是示出实施方式1的系统结构图。
图3是示出实施方式1的硬件的一个示例的结构图。
图4是实施方式1的坐标系的说明图。
图5是示出实施方式1的流程图。
图6是实施方式1中用于根据转向转矩来运算权重的增量的映射的说明图。
图7是转向控制的场景的示意图。
图8是示出转向控制的原理的示意图。
图9是示出用于根据转向转矩来进行增益运算的映射的说明图。
图10是示出实施方式1中转向控制变得稳定的原理的示意图。
图11是示出实施方式2中减轻权重的摆动的原理的示意图。
图12是实施方式3中转向转矩不依赖于行驶车道的曲率而收敛的场景的示意图。
图13是示出实施方式2中赋予驾驶员的反作用力根据曲率而变化的示意图。
图14是示出实施方式3中赋予驾驶员的反作用力不依赖于曲率而为恒定的示意图。
图15是示出实施方式4的结构的框图。
图16是示出实施方式4的动作的流程图。
图17是实施方式4中用于根据第1偏离的程度来运算第1阈值的映射的说明图。
图18是实施方式4中第1偏离的程度越大则能使赋予驾驶员的反作用力越大的场景的示意图。
图19是示出实施方式4中即使第1偏离的程度增加赋予驾驶员的反作用力也不增加的示意图。
图20是示出实施方式4中第1偏离的程度越大则能使赋予驾驶员的反作用力越大的示意图。
图21是示出实施方式5的结构的框图。
图22是示出实施方式5的动作的流程图。
图23是实施方式5中用于根据转向转矩来运算增益的增量的映射的说明图。
图24是示出在方向盘角与目标方向盘角的大小关系反转的情况下自动转向转矩急剧变化的示意图。
图25是示出在方向盘角与目标方向盘角的大小关系反转的情况下自动转向转矩不急剧变化的示意图。
图26是示出实施方式6的结构的框图。
图27是示出实施方式6的动作的流程图。
图28是实施方式6中用于根据第1偏离的程度来运算第1阈值的映射的说明图。
图29是示出实施方式7的结构的框图。
图30是示出实施方式7的动作的流程图。
图31是示出在LKAS转矩截取值较大的情况下转向转矩的收敛较慢的示意图。
图32是示出在LKAS转矩截取值较大的情况下转向转矩的收敛较快的示意图。
图33是示出实施方式8中权重运算部的处理的流程图。
图34是实施方式8中用于根据第2偏离的程度来运算增量调整系数的映射的说明图。
图35是示出实施方式9中转向转矩不收敛于规定的第1阈值的说明图。
图36是示出实施方式9中转向转矩收敛于规定的第1阈值的说明图。
图37是示出实施方式7中转向转矩不收敛于规定的第2阈值的说明图。
图38是示出实施方式10中转向转矩收敛于规定的第2阈值的说明图。
图39是示出实施方式11的结构的框图。
图40是示出实施方式11的动作的流程图。
图41是示出实施方式11中行驶车道的曲率为恒定的情况下、能使赋予驾驶员的反作用力不依赖于曲率而为恒定的说明图。
具体实施方式
实施方式1.
图1是示出实施方式1的转向控制系统的示意结构的框图。该转向控制系统搭载于车辆1，包括转向控制单元200、与其相连接的转向转矩获取部110、车辆信息获取部120、车道信息获取部130以及转向用致动器310。
转向控制单元200对搭载该转向控制系统的车辆1(以下称为“本车”)的转向进行控制。转向控制单元200例如是电动助力转向电子控制单元(EPS-ECU)等。
转向转矩获取部110获取本车1的驾驶员所施加的转向转矩(以下将“驾驶员所施加的转向转矩”称为“转向转矩”)。转向转矩获取部110例如是转向转矩传感器。
车辆信息获取部120获取本车的速度、加速度、方位、角速度等车辆信息。车辆信息获取部120例如是方向盘角传感器、偏航率传感器、速度传感器、加速度传感器等。
车道信息获取部130获取本车1行驶的车道的信息即车道信息。设为车道信息中包含本车行驶车道的左右的分割线的位置、或车道中央的位置的信息。车道信息获取部130例如是前方摄像头。另外，车道信息获取部130从全球卫星定位系统(GNSS)和地图数据、或LiDAR和LiDAR用地图数据中求出车道信息。
转向控制单元200包括转向控制装置201和目标方向盘角运算部220。
此外，转向控制装置201包括转向辅助转矩运算部210、自动转向转矩运算部230、转向校正运算部201A、及附加转向转矩运算部270，转向校正运算部201A包括权重运算部240、截取值运算部250、截取处理部260。
转向辅助转矩运算部210基于包含来自转向转矩获取部110的转向转矩在内的信息，来运算用于辅助驾驶员所进行的转向的转向辅助转矩。
目标方向盘角运算部220基于来自车道信息获取部130的信息，来运算用于维持本车行驶车道的中央的目标方向盘角。另外，也可以生成考虑了障碍物等的路径，并运算用于跟随该路径的目标方向盘角，以代替车道中央。
自动转向转矩运算部230运算用于使实际方向盘角跟随目标方向盘角运算部220运算出的目标方向盘角的自动转向转矩。另外，也可以不搭载目标方向盘角运算部220，而直接运算用于维持本车行驶车道的中央的自动转向转矩。
权重运算部240基于至少包含转向转矩在内的信息来运算权重。另外，这里，权重表示自动转向转矩截取值的最大值(为了安全而确定的自动转向转矩截取值)与最小值(超驰控制转矩截取值)的比例，以下说明中，将分配的比例作为权重来说明。
截取值运算部250使用权重来运算自动转向转矩截取值。
截取处理部260用自动转向转矩截取值来截取自动转向转矩，以通过自动转向转矩截取值来限制自动转向转矩的上限值和下限值。
附加转向转矩运算部270基于转向辅助转矩和截取处理后的自动转向转矩，来运算附加转向转矩。然后，进行控制，以使得转向用致动器310生成附加转向转矩。
转向用致动器310是生成附加转向转矩运算部270运算出的附加转向转矩的致动器，例如是EPS电动机(电动助力转向电动机)。
图2是转向控制系统的结构图。搭载该转向控制系统的本车1包括方向盘2、转向轴3、转向单元4、EPS电动机5、转向转矩传感器111、方向盘角传感器121、偏航率传感器122、速度传感器123、加速度传感器124、前方摄像头131、GNSS传感器132、导航装置133、LiDAR134、LiDAR用地图135以及图1所示的转向控制单元200。
方向盘2是驾驶员用于操作本车1的所谓的方向盘。方向盘2与转向轴3相结合，转向轴3连接有转向单元4。转向单元4以可自由旋转的方式对作为转向轮的前轮进行支承，并以可自由转向的方式被车体框架所支承。因此，由驾驶员操作方向盘2而产生的转向转矩使转向轴3旋转，转向单元4根据转向轴3的旋转使前轮向左右方向转向。由此，驾驶员能够操作本车1前进或后退时的本车1的横向移动量。
另外，也能通过EPS电动机5使转向轴3旋转。转向控制单元200能通过控制流过EPS电动机5的电流，以独立于驾驶员的方向盘2的操作的方式来使前轮自由转向。这里，示出了前轮转向的示例，但驾驶员和转向控制单元200也可以进行后轮转向、或前轮和后轮的转向。
转向控制单元200连接有EPS电动机5、转向转矩传感器111、方向盘角传感器121、偏航率传感器122、速度传感器123、加速度传感器124、前方摄像头131、GNSS传感器132、导航装置133、LiDAR134、LiDAR用地图135。
转向转矩传感器111检测驾驶员对转向轴3的转向转矩。这里，设为图1所示的转向转矩获取部110由转向转矩传感器111所构成。
方向盘角传感器121检测方向盘2的角度。偏航率传感器122检测本车1的偏航率。速度传感器123对本车1的速度进行检测。加速度传感器124对本车1的加速度进行检测。这里，设为车辆信息获取部120由方向盘角传感器121、偏航率传感器122、速度传感器123和加速度传感器124构成。
前方摄像头131被设置在能检测车辆前方的分割线来作为图像的位置，并基于图像信息来检测车道信息和障碍物的位置等本车的前方环境。这里，仅示出了检测前方环境的前方摄像头，但检测后方或侧方的环境的摄像头也可以设置于本车1。这里，设为图1所示的车道信息获取部130由前方摄像头131构成。
GNSS传感器132通过天线接收来自定位卫星的电波，并通过定位运算来输出本车1的绝对位置和绝对方位。导航装置133具有运算相对于驾驶员所设定的目的地(destination)的最佳行驶路径的功能，并存储包含构成道路网的各道路的道路信息在内的地图数据。道路信息是表示道路线形的地图节点数据，各地图节点数据包含各节点的绝对位置(纬度、经度、标高)、车道宽度、斜面角或倾斜角信息等。这里，设为图1所示的车道信息获取部130由GNSS传感器132和导航装置133构成。
LiDAR134照射激光，并检测其反射波，由此来进行以本车1为基准的周边物体的检测。LiDAR用地图135是基于LiDAR的检测结果而生成的地图，通过与LiDAR134的检测结果相结合，从而能进行自身位置推定。此外，LiDAR用地图135存储有导航装置133中所包含的道路信息，通过与自身位置推定结果相结合，从而能获取本车1在行驶车道内的位置。这里，设为图1所示的车道信息获取部130由LiDAR134和LiDAR用地图135构成。
转向控制单元200是微处理器等集成电路，如图3中示出硬件的一个示例那样，包括A/D转换电路、D/A转换电路、中央运算处理装置(CPU)等处理器50、以及ReadOnlyMemory(只读存储器)(ROM)、RandomAccessMemory(随机存取存储器)(RAM)等存储装置51。处理器50根据存储装置51中所存储的程序，对从上述各传感器输入的信息执行处理，并进行控制以使得EPS电动机5生成附加转向转矩。虽然存储装置51的内容并未图示，但具备随机存取储存器等易失性存储装置、以及闪存等非易失性的辅助存储装置。此外，也可以具备硬盘这样的辅助存储装置以代替闪存。处理器50执行从存储装置51输入的程序。该情况下，将程序从辅助存储装置经由易失性存储装置输入到处理器50。另外，处理器50可以将运算结果等数据输出至存储装置51的易失性存储装置，也可以经由易失性存储装置将数据保存至辅助存储装置。
图4是示意性示出实施方式1中使用的坐标系的图。图4的x、y是以本车辆的重心为原点、在本车的前方取X轴、在左手方向上取y轴的本车坐标系。该图4中，eθ是本车位置处的车道中央与x轴所成的角(方位偏差)。eO是由曲线A来表示的从车道中央到本车的距离(本车位置处的横向偏差)。eLd是从车道中央到前方注视点(图中的点B)的距离(前方注视点处的横向偏差)。另外，在转向控制单元200具备路径生成装置的情况下，可以使用目标路径来代替车道中央。
图5是示出实施方式1的转向控制装置的步骤的流程图。
图5的步骤S110中，由转向转矩获取部110来获取驾驶员的转向转矩TDriver。
图5的步骤S120中，由车辆信息获取部120获取车辆信息。车辆信息是本车的方向盘角、偏航率、速度、加速度等信息，本实施方式中，获取方向盘角δ，偏航率γ，速度V、加速度α。
图5的步骤S130中，由车道信息获取部130获取车道信息。车道信息是对于本车应当行驶的车道的左右的分割线的信息和对于车道中央的信息，本实施方式中，获取在本车坐标系中用3次多项式表现左右的分割线时的系数。
即，对于左分割线，获取下式1的Cl0至Cl3的值。
[数学式1]
y＝Cl3x3+Cl2x2+Cl1x+Cl0 (1)
对于右分割线，获取下式2的Cr0至Cr3的值。
[数学式2]
y＝Cr3x3+Cr2x2+Cr1x+Cr0 (2)
此时，对于车道中央，获取下式3的CC0至CC3的值。
[数学式3]
y＝l(x)＝Cc3x3+Cc2x2+Cc1x+Cc0 (3)
这里，系数Cl3、Cr3、CC3表示路径的推定曲率变化率，系数Cl2、Cr2、CC2表示路径的曲率分量，系数Cl1、Cr1、CC1表示路径相对于本车的偏航角分量，系数Cl0、Cr0、CC0表示路径相对于本车的横向的位置分量。另外，各系数成为式4所示的关系。
[数学式4]
此时，图4所示的本车位置处的横向偏差e0、前方注视点处的横向偏差eLd、方位偏差eθ分别表现为以下那样。
[数学式5]
e0＝l(0)＝Cc0 (5)
[数学式6]
[数学式7]
eθ＝l′(0)＝Cc1 (7)
然后，将前方注视距离设为Ld。另外，分割线的信息并不限于3次多项式，可以用任意函数来表现。
接着，图5的步骤S210中，在转向辅助转矩运算部210中运算用于辅助驾驶员的转向的转向辅助转矩TAssist。转向辅助转矩TAssist的运算使用公知的技术，例如，基于转向转矩TDriver和本车的速度V来运算等。
接着，图5的步骤S220中，在目标方向盘角运算部220中，运算用于使本车跟随车道中央的目标方向盘角δRef。目标方向盘角δRef的运算中使用公知的技术，例如PID、线性二次调节器、模型预测控制等。
另外，在转向控制单元200具备路径生成部的情况下，可以运算用于跟随目标路径的目标方向盘角。本实施方式1中，使用前方注视点(点B)处的横向偏差eLd、方位偏差eθ，如式8那样运算目标方向盘角δRef。
[数学式8]
这里，t是表示时刻的变量。
接着，图5的步骤S230中，在自动转向转矩运算部230中，运算用于使方向盘角δ跟随目标方向盘角δRef的自动转向转矩TAuto。
自动转向转矩的运算中使用公知的技术，例如PID、线性二次调节器、模型预测控制等。本实施方式1中，使用方向盘角δ、目标方向盘角δRef，如式9那样来运算自动转向转矩TAuto。
[数学式9]
当驾驶员驾驶车辆，并将手从方向盘上松开时，希望方向盘角高精度地跟随目标方向盘角，因此，比例增益K4通常被设定为较大的值(例如，10Nm/deg左右)。
接着，图5的步骤S240中，在权重运算部240中，运算权重w。
权重w越小则自动转向转矩截取值TClip，Auto变得越小，该情况下，运算权重的增量Δw，以使得在转向转矩的大小|TDriver|比预定的第1阈值θW(例如，0.5Nm左右)要小时权重的增量Δw为正，在转向转矩的大小|TDriver|比第1阈值θW要大时权重的增量Δw为负。关于权重的增量Δw的运算，可以设为与转向转矩的大小|TDriver|相对应的映射，也可以设为常数。
例如，在利用|TDriver|的映射MW(|TDriver|)来计算Δw的情况下，权重w如下式那样来运算。
[数学式10]
Δw＝Mw(|TDriver|) (10)
[数学式11]
w(k)＝w(k-1)+Δw·tsamp (11)
[数学式12]
w＝max(min(w，1)，0) (12)
这里，k是表示经离散化的时刻的变量，tsamp是权重w的运算周期。另外，权重w越大则自动转向转矩截取值TClip，Auto变得越小，该情况下，运算权重的增量Δw，以使得在转向转矩的大小|TDriver|比第1阈值θW要小时权重的增量Δw为负，在转向转矩的大小|TDriver|比第1阈值θW要大时权重的增量Δw为正。本实施方式中，设为权重w越小则自动转向转矩截取值TClip，Auto变得越小。此外，式12中，限制权重w的范围以使得w∈[0,1]，但该范围也可以不是[0,1]。
通过像这样经由权重的增量Δw的运算来运算权重w，从而与根据转向转矩的大小|TDriver|直接运算权重w的情况相比，即使在转向转矩的大小|TDriver|急剧变化时权重w也不容易急剧变化，能防止转向控制变得不稳定。
此外，通过将第1阈值θW附近的权重的增量Δw设定得较小，从而当转向转矩的大小|TDriver|在第1阈值θW附近时能降低权重w与自动转向转矩截取值TClip，Auto摆动的可能性，可得到转向控制不容易变得不稳定的效果。另外，第1阈值θW可以是可变值，而非固定值。
接着，图5的步骤S250中，在截取值运算部250中运算自动转向转矩截取值TClip，Auto。例如，自动转向转矩截取值TClip，Auto使用权重w，如以下那样作为2种截取值的加权平均来运算。
[数学式13]
TClip，Auto＝w·TClip，LKAS+(1-w)·TClip，OVR (13)
这里，TClip，LKAS(＞TClip，OVR)是在LKAS中为了安全而设定的LKAS转矩截取值，通常被设定为比驾驶员所能产生的转向转矩大十倍左右的值(例如，20Nm左右)，以使得在急弯上也能行驶。TClip，OVR(≥0)是超驰控制转矩截取值，被设定为驾驶员所能产生的转向转矩程度的大小(例如，1Nm左右)。
通过像这样运算自动转向转矩截取值TClip，Auto，从而当权重w为最大值时自动转向转矩截取值TClip，Auto变得与LKAS转矩截取值TClip，LKAS相等，而当权重w为最小值时自动转向转矩截取值TClip，Auto变得与超驰控制转矩截取值TClip，OVR相等。
即，LKAS转矩截取值TClip，LKAS是规定自动转向转矩截取值TClip，Auto的最大值的参数，超驰控制转矩截取值TClip，OVR是规定自动转向转矩截取值TClip，Auto的最小值的参数。
然后，在松手过程中自动驾驶系统能生成车道维持所需的自动转向转矩，可得到如下效果：在超驰控制过程中能将自动转向转矩限制为不妨碍驾驶员的转向的程度。另外，关于自动转向转矩截取值TClip，Auto的运算方法，如果运算自动转向转矩截取值TClip，Auto，以使得当权重w为最大值时自动转向转矩截取值TClip，Auto变得与LKAS转矩截取值TClip，LKAS相等，当权重w为最小值时自动转向转矩截取值TClip，Auto变得与超驰控制转矩截取值TClip，OVR相等，当权重w为除此以外的值时自动转向转矩截取值TClip，Auto单调减少，则可以不运算自动转向转矩截取值TClip，Auto来作为加权平均。
接着，图5的步骤S260中，在截取处理部260中，进行自动转向转矩TAuto的截取处理。截取处理使用自动转向转矩截取值TClip，Auto如以下那样来进行。
[数学式14]
TAuto＝max(min(TAuto，TClip，Auto)，-TClip，Auto) (14)
接着，图5的步骤S270中，在附加转向转矩运算部270中，运算附加转向转矩TEPS。例如，附加转向转矩TEPS如以下那样来运算来作为自动转向转矩TAuto与辅助转向转矩TAssist之和。
[数学式15]
TEPS＝TAuto+TAssist (15)
或者，可以使用权重w，如以下那样作为加权平均来运算附加转向转矩TEPS。
[数学式16]
TEPS＝w·TAuto+(1-w)·TAssist (16)
或者，并不限于此，只要基于自动转向转矩TAuto与辅助转向转矩TAssist，则无论怎么运算附加转向转矩TEPS都无妨。
接着，在图5的步骤S310中，进行控制以使得转向用致动器310生成附加转向转矩TEPS。转向用致动器的控制使用公知的技术。
图6是示出用于由权重运算部240运算权重的增量Δw的映射MW的一个示例的图。设计为当转向转矩的大小|TDriver|比第1阈值θW要小时权重的增量Δw为正，当|TDriver|比第1阈值θW要大时Δw为负。
通过使减少量比增加量更大，从而得到如下效果：当进行超驰控制时可使自动转向转矩截取值快速减少。此外，通过减小第1阈值θW附近的权重的增量Δw的绝对值，从而可得到如下效果：当|TDriver|在第1阈值θW附近时，权重w与自动转向转矩截取值TClip，Auto不容易发生摆动。
图7是示出转向控制变得不稳定的场景的示例的示意图。本车X正行驶在直线道路上，LKAS正在动作。因此，自动驾驶系统进行转向控制，以使其行驶在车道中央。然后，路上停车车辆Y在左前方排列了100m左右，且自动驾驶系统无法识别路上停车车辆Y，该情况下，驾驶员进行超驰控制并向行驶车道的右侧偏移1m左右来行驶。图7中，虚线C表示自动驾驶的目标路径，实线D表示驾驶员的目标路径。
图8是示出图7的场景中、当根据转向转矩TDriver直接调整自动转向转矩的增益K时转向控制变得不稳定的现象的示意图。该图8中，示出了横向偏差、转矩、方向盘角与增益之间的关系。另外，表示转矩的关系的图中的虚线T1表示自动转向转矩，实线T2表示输入转矩，实线T3表示驾驶员的转向转矩。此外，示出方向盘角的图中的实线S1表示方向盘角，虚线S2表示目标方向盘角。此外，表示增益的图中的实线G表示增益的变化状态。这里，考虑如下情况：当转向转矩TDriver增加时，增益K如图9那样减少。另外，之后的说明中，为了简化起见，辅助转向转矩TAssist始终设为0Nm。因此，附加转向转矩TEPS等于增益K与自动转向转矩TAuto之积，为了转向而施加到转向轴的输入转矩TInput成为转向转矩TDriver与增益K和自动转向转矩TAuto之积的和。即，成为下式17。
[数学式17]
TInput＝TDriver+TEPS＝TDriver+K·TAuto+TAssist＝TDriver+K·TAuto (17)
接着，在图8中，说明转向控制变得不稳定的原理。首先，在图8的时间轴的5s附近(时刻E)，驾驶员进行超驰控制，为了使车辆移动到行驶车道的右侧，生成右方向的转向转矩。于是，方向盘向右旋转，因此，自动驾驶系统产生左方向的自动转向转矩以向左返回。然而，由于增益因转向转矩的增加而减少，因此自动转向转矩也减少。之后，随着接近直线行驶，驾驶员减弱转向转矩以使方向盘返回0deg，但由于转向转矩减少，增益增加。
此时，增益增加相当于转向转矩减少的量，因此，如果转向转矩的减少量较大，则增益的增加量也变大。由于增益的急剧增加，想要回到车道中央的自动转向转矩的影响急剧增加。于是，想要在时刻F维持偏移行驶的驾驶员使转向转矩急剧增加，以抵消自动转向转矩。于是，自动转向转矩再次急剧减少，因此，将其抵消所需的转向转矩也急剧增加。之后，自动转向转矩和转向转矩重复急剧增加和急剧减少，因此，如图8中的G所示那样，转向转矩、增益和自动转向转矩变为振动性，转向控制变得不稳定。转向控制像这样变得不稳定的原因之一在于，基于转向转矩直接运算增益。
通过参数调谐来解决该问题较为困难。也就是说，如果在松手过程中自动驾驶系统能生成车道维持所需的自动转向转矩，在超驰控制过程中将自动转向转矩的增益减少到不阻碍驾驶员的转向的程度，则如图9的映射那样，需要在0Nm处将增益设为1，在驾驶员能轻松生成的大小的转向转矩(例如2.5Nm)附近使增益减少到接近0。通常，自动转向转矩的最大值(例如，50Nm)比驾驶员所能生产的转向转矩的最大值(例如，5Nm)要大10倍左右，以使得在急弯时也能进行车道维持。因此，相对于转向转矩的变动幅度，增益的变动所引起的自动转向转矩的变动幅度要大得多，不论如何变更图9的映射的形状，都无法避免上述那样的转向转矩、增益和自动转向转矩的振动现象。
作为比较例，图9是示出根据转向转矩直接调整自动转向转矩的增益的情况下使用的映射的一个示例的图。图9中，当转向转矩为0.5Nm以下时增益为1，之后，到转向转矩为2.5Nm为止增益单调减少，当转向转矩为2.5Nm以上时增益为0。
图10是示出在图7的场景下使转向控制稳定化的示意图。其中，设为第1阈值θW＝0.5Nm，LKAS转矩截取值TClip、LKAS＝20Nm，超驰控制转矩截取值TClip，OVR＝0.0Nm。即，若转向转矩的大小超过0.5Nm，则根据式10、11、12，权重从1减少到0，自动转向转矩截取值也从50Nm减少到0.0Nm。此外，若转向转矩的大小低于0.5Nm，则权重从0增加到1，自动转向转矩截取值也从1.0Nm增加到50Nm。此外，在图10中，转向辅助转矩也始终设为0Nm。
另外，表示转矩的关系的图中的虚线T1表示自动转向转矩，实线T2表示输入转矩，实线T3表示驾驶员的转向转矩，细虚线T4表示自动转向转矩截取值，Th1表示第1阈值θw。此外，示出方向盘角的图中的实线S1表示方向盘角，虚线S2表示目标方向盘角。此外，表示权重的图中的虚线W表示权重的变化状态。
接着，在图10中，说明转向控制不容易变得不稳定的原理。首先，图10中，与图8同样地，在时间轴的5s附近(时刻E)，驾驶员为了使车辆移动到行驶车道的右侧，而生成右方向的转向转矩。于是，在转向转矩超过第1阈值0.5Nm的定时，权重从1减少到0。与此同时，自动转向转矩截取值从50Nm减少到0.0Nm。由此，自动转向转矩也在1.0Nm处被截取。之后，随着接近直线行驶，驾驶员减弱转向转矩以使方向盘返回0deg。
此时，即使转向转矩低于第1阈值0.5Nm，只要如图6那样将权重的增量设定得较小，则权重不会急剧增加，因此，自动转向转矩截取值也不急剧增加，被截取的自动转向转矩也不急剧增加。之后，当直线行驶时，为了将方向盘保持为0deg，驾驶员产生转向转矩以抵消自动转向转矩，但如图10所示，收敛为固定的值。然后，在超驰控制转矩截取值比预定的第1阈值θW要大的情况下，该收敛值成为与超驰控制转矩截取值相等的值，在超驰控制转矩截取值比规定的第1阈值θW要小的情况下，该收敛值成为与规定的第1阈值θW相等的值。
以下，说明其理由。在直线道路上进行偏移行驶的过程中，需要将方向盘保持为0deg，因此，在辅助转向转矩为0Nm的情况下，转向转矩与自动转向转矩之和为0Nm。因此，为了使转向转矩收敛，自动转向转矩也需要收敛。若自动转向转矩被截取为自动转向转矩截取值，则自动转向转矩截取值和权重也需要收敛。权重收敛的模式有3种。第1种为权重的增量为正、权重收敛为1的模式，第2种为权重的增量为负、权重收敛为0的模式，第3种是权重的增量为0、权重收敛为恰当值的模式。超驰控制过程中权重应该减少，因此，考虑第2种模式或第3种模式。
为了以第3种模式来收敛，权重的增量需要为0，因此，转向转矩需要与规定的第1阈值θW相等。因此，转向转矩的收敛值成为与规定的第1阈值θW相等的值。然而，在超驰控制转矩截取值比规定的第1阈值θW要大的情况下，自动转向转矩收敛为比规定的第1阈值θW要大的超驰控制转矩截取值。为了抵消该自动转向转矩，需要比规定的第1阈值要大的转向转矩，因此，权重的增量为负，以第2种模式进行收敛。
即，权重收敛为0。因此，在超驰控制转矩截取值比规定的第1阈值θW要大的情况下，偏移行驶中的转向转矩的收敛值成为与超驰控制转矩截取值相等的值，在超驰控制转矩截取值比规定的第1阈值θW要小的情况下，偏移行驶中的转向转矩的收敛值成为与规定的第1阈值θW相等的值。由此，根据本实施方式的结构，能预测偏移行驶中的转向转矩的收敛值，因此可得到如下效果：驾驶员容易调整从方向盘受到的反作用力。
由此，根据本实施方式1的结构，通过经由权重的增量来运算权重，从而即使转向转矩急剧变化而权重本身也不会急剧变化，自动转向转矩截取值也不急剧变化，因此，自动转向转矩也不急剧变化，可得到能防止转向控制变得不稳定的效果。此外，能根据超驰控制转矩截取值与预定的第1阈值θW的大小关系来预测偏移行驶中的转向转矩的收敛值，因此，可得到驾驶员容易调整从方向盘受到的反作用力的效果。
另外，实施方式1中，以LKAS为前提，但也可以应用于车道偏离防止系统(LDPS)而非LKAS。
此外，实施方式1中，基于转向转矩来运算权重的增量，并使截取值变化，但即使运算增益的增量来代替权重的增量，并使自动转向转矩的增益变化，也能防止转向转矩急剧变化时的自动转向转矩的急剧变化，可得到能防止转向控制变得不稳定的效果。或者，可以一并使用基于权重的截取值的变化和增益的变化。由此，调谐的范围变广。
实施方式2.
实施方式1中，仅设定了超驰控制转矩截取值(自动转向转矩截取值的最小值)比LKAS转矩截取值(自动转向转矩截取值的最大值)要小的条件，但也可以追加超驰控制转矩截取值比规定的第1阈值θW的最大值要大的条件。由此，偏移行驶中的转向转矩收敛于比规定的第1阈值θW要大的值，权重收敛于最小值，自动转向转矩收敛于自动转向转矩截取值的最小值，因此，转向转矩、权重及自动转向转矩的收敛较快，能提高转向控制的稳定性。
以下对实施方式2进行说明。这里，省略与实施方式1重复的说明。
本实施方式2中，将超驰控制转矩截取值设定得比预定的第1阈值θW的最大值要大。在超驰控制转矩截取值比第1阈值θW要小的情况下，如实施方式1所说明的那样，转向转矩收敛为第1阈值θW。此时，在第1阈值θW前后权重的增量在正负中摆动，因此，权重也变动，收敛变慢。另一方面，通过将超驰控制转矩截取值设定得比第1阈值θW的最大值要大，从而在偏移行驶过程中转向转矩收敛为比第1阈值θW要大的值，因此，权重的增量始终为负，权重不发生变动，收敛变快。
图11是示出在图7所示的场景下、在本实施方式2中转向转矩的收敛变快的示意图。其中，设为第1阈值θW＝0.5Nm，LKAS转矩截取值TClip、LKAS＝20Nm，超驰控制转矩截取值TClip，OVR＝1.0Nm。
另外，表示转矩的关系的图中的虚线T1表示自动转向转矩，实线T2表示输入转矩，实线T3表示驾驶员的转向转矩，细虚线T4表示自动转向转矩截取值，Th1表示第1阈值θw。此外，示出方向盘角的图中的实线S1表示方向盘角，虚线S2表示目标方向盘角。此外，表示权重的图中的虚线W表示权重的变化状态。
图11中，转向转矩收敛为自动转向转矩截取值的最小值、即超驰控制转矩截取值。超驰控制转矩截取值超过规定的第1阈值θW，因此，权重的增量始终为负，权重收敛为0。与权重的增量在正负中摆动且权重变动的图10相比，权重的收敛变快。
由此，将超驰控制转矩截取值设定得比第1阈值θW的最大值要大这一点不是单纯的设计变更，而是使偏移行驶时的权重的收敛值收敛为0所必须的条件。
另外，图10中，转向辅助转矩始终设为0Nm，但实际上转向辅助转矩不为0Nm。因此，抵消自动转向转矩所需的转向转矩减少相当于转向辅助转矩的量。因此，为了在偏移行驶过程中使权重和自动转向转矩截取值收敛为最小值，还需要考虑转向辅助转矩的影响，需要以使自动转向转矩截取值的最小值相比于规定的第1阈值具有余量的方式变大。
由此，根据本实施方式2的结构，偏移行驶中的转向转矩收敛于比规定的第1阈值要大的值，权重收敛于最小值，自动转向转矩收敛于自动转向转矩截取值的最小值，因此，转向转矩、权重及自动转向转矩的收敛变快，可得到能提高转向控制的稳定性的效果。
实施方式3.
实施方式2中，追加了超驰控制转矩截取值(自动转向转矩截取值的最小值)比预定的第1阈值的最大值要大的条件，但也可以追加超驰控制转矩截取值比第1阈值θW的最小值要小的条件来代替。由此，在偏移行驶过程中转向转矩收敛为第1阈值θW，而与行驶车道的曲率无关，因此能使赋予驾驶员的反作用力为恒定，而与曲率无关。
以下对实施方式3进行说明。这里，省略与实施方式1、2重复的说明。
图12是示出本实施方式中转向转矩收敛为规定的第1阈值θW而与行驶车道的曲率无关的场景示例的示意图。本车X正行驶在紧接着左转弯的直线道路上，LKAS正在动作。因此，自动驾驶系统进行转向控制，以使其行驶在车道中央。然后，路上停车车辆Y从直线道路起排列在左前方的左转弯上，设为自动驾驶系统无法识别路上停车车辆。此时，驾驶员进行超驰控制使本车X在行驶车道的右侧偏移1m左右来行驶。另外，图12中，虚线C表示自动驾驶的目标路径，实线D表示驾驶员的目标路径。
图13是示出在图12的场景下、当未使超驰控制转矩截取值比预定的第1阈值θW的最小值要小时赋予驾驶员的反作用力依赖于曲率的示意图。其中，设为规定第1阈值θW＝0.5Nm，LKAS转矩截取值TClip、LKAS＝20Nm，超驰控制转矩截取值TClip，OVR＝1.0Nm。图13中，在直线区间中基于与图11相同的理由转向转矩收敛为自动转向转矩截取值的最小值、即超驰控制转矩截取值。若进入向左转弯的缓和区域，则需要使输入转矩T2增加相当于自对准转矩的量，但自动转向转矩T1不能通过截取而增加，因此，取而代之地，转向转矩T3向左方向增加。
另外，表示转矩的关系的图中的虚线T1表示自动转向转矩，实线T2表示输入转矩，实线T3表示驾驶员的转向转矩，细虚线T4表示自动转向转矩截取值，Th1表示第1阈值θw。此外，示出方向盘角的图中的实线S1表示方向盘角，虚线S2表示目标方向盘角。此外，表示权重的图中的虚线W表示权重的变化状态。
若转向转矩达到第1阈值θW，则权重增加，因此自动转向转矩截取值和自动转向转矩也增加。由此，输入转矩增加相当于自对准转矩增加的量。之后，即使在左转弯区间中，转向转矩也收敛为第1阈值θW。由此，在将超驰控制转矩截取值TClip，OVR设定得比规定的第1阈值θW的最大值要大的情况下，转向转矩的收敛值依赖于曲率而变化，赋予驾驶员的反作用力也依赖于曲率而变化。
图14是示出在图12的场景下、当将超驰控制转矩截取值设定得比规定的第1阈值θW的最小值要小时、即本实施方式中赋予驾驶员的反作用力不依赖于曲率的示意图。其中，设为规定的第1阈值θW＝0.5Nm，LKAS转矩截取值TClip、LKAS＝20Nm，超驰控制转矩截取值TClip，OVR＝0.0Nm。
另外，表示转矩的关系的图中的虚线T1表示自动转向转矩，实线T2表示输入转矩，实线T3表示驾驶员的转向转矩，细虚线T4表示自动转向转矩截取值，Th1表示第1阈值θw。此外，示出方向盘角的图中的实线S1表示方向盘角，虚线S2表示目标方向盘角。此外，表示权重的图中的虚线W表示权重的变化状态。
图14中，在直线区间中基于与图10相同的理由转向转矩收敛为第1阈值θW。之后，如果进入缓和区间或左转弯，则需要使输入转矩增加相当于自对准转矩的量。然而，当转向转矩变得略小于第1阈值θW时权重就会增加，自动转向转矩截取值和自动转向转矩也增加，因此，转向转矩保持收敛为第1阈值θW，而输入转矩增加。由此，在将超驰控制转矩截取值设定得比规定的第1阈值θW的最小值要小的情况下，转向转矩收敛为第1阈值θW，而与曲率无关，因此可得到如下效果：赋予驾驶员的反作用力也能设为恒定，而与曲率无关。
由此，将超驰控制转矩截取值设定得比规定的第1阈值θW的最小值要小并不是单纯的设计变更，而是使偏移行驶时的转向转矩收敛为第1阈值θW所必须的条件。
另外，图14中，将转向辅助转矩始终设为0Nm，但实际上转向辅助转矩不为0Nm。因此，抵消自动转向转矩所需的转向转矩减少相当于转向辅助转矩的量。
因此，为了在偏移行驶过程中使转向转矩收敛为第1阈值θW，还需要考虑转向辅助转矩的影响，需要使自动转向转矩截取值的最小值相比于第1阈值θW具有余量地变大。
由此，根据本实施方式的结构，在偏移行驶过程中转向转矩收敛为规定的第1阈值θW，而与行驶车道的曲率无关，因此可得到如下效果：能使赋予驾驶员的反作用力为恒定，而与曲率无关。
实施方式4.
实施方式3中，追加了超驰控制转矩截取值TClip，OVR比规定的第1阈值θW的最小值要小的条件，但也可以进一步根据第1偏离的程度的大小来增大第1阈值θW。偏移行驶中的转向转矩收敛为第1阈值θW，因此，第1偏离的程度越大，则越能使转向转矩的收敛值变大。即，能使赋予驾驶员的反作用力变大，能使从超驰控制中的车道偏离的危险性降低。
以下对实施方式4进行说明。这里，省略与实施方式1、2、3重复的说明。
图15是示出实施方式4的转向控制系统的示意结构的框图。与图1共通的部分省略说明。
与图1的不同之处在于，转矩校正运算部201A具备第1阈值运算部241。第1阈值运算部241基于第1偏离的程度来运算第1阈值θW。这里，第1偏离的程度例如是本车位置处的横向偏差。或者是前方注视点处的横向偏差、本车位置处的到本车行驶车道的分割线为止的距离、前方注视点处的到本车行驶车道的分割线为止的距离、到本车横穿本车行驶车道的分割线为止的时间。此外，也可以是表现本车偏离的程度的任意变量。
权重运算部240基于第1阈值运算部241所运算出的第1阈值来运算权重。
图16是示出实施方式4的转向控制装置的步骤的流程图。与图5共通的部分省略说明。
在图16的步骤S241中，由第1阈值运算部241运算第1阈值θW。运算第1阈值θW，以使得偏离的程度越大则第1阈值θW越大。第1阈值θW的运算可以使用映射，也可以使用恰当的单调递增函数。
接着，图16的步骤S240中，在权重运算部240中运算权重。权重的运算除了使用第1阈值运算部241运算出的第1阈值θW以外，以与图5的步骤S240相同的步骤来运算权重。
图17是示出用于由第1阈值运算部241基于第1偏离的程度来运算第1阈值θW的映射MθW的一个示例的图。这里，将本车位置处的横向偏差的绝对值|e0|设为第1偏离的程度。该映射被设计为第1阈值θW根据横向偏差的绝对值|e0|单调增加。偏移行驶中的转向转矩收敛为第1阈值θW，因此，第1偏离的程度越大，则越能使转向转矩的收敛值变大。即，能使赋予驾驶员的反作用力变大，可得到能使从超驰控制中的车道偏离的危险性降低的效果。
另外，如实施方式1和3中所说明的那样，为了使偏移行驶中的转向转矩收敛为第1阈值θW，需要使超驰控制转矩截取值TClip，OVR比规定的第1阈值θW的最小值小，因此，设计映射MθW，以使得第1阈值θW始终大于超驰控制转矩截取值TClip，OVR。
此外，本实施方式中对映射的输入使用了横向偏差的绝对值|e0|，但也可以使用乘以在转弯的外侧作为1的系数、在转弯的内侧作为-1的系数后而得到的|e0|。然后，通过将映射MθW设计到横轴为负的区域为止，从而能在转弯的外侧和内侧改变转向转矩的收敛值。
图18是示出本实施方式4中本车位置的横向偏差越大则赋予驾驶员的反作用力变得越大那样的场景示例的示意图。本车X正行驶在直线道路上，LKAS正在动作。因此，自动驾驶系统进行转向控制，以使其行驶在车道中央。然后，路上停车的车辆组Y1排列在左前方100m左右，设为自动驾驶辅助系统无法识别路上停车的车辆组Y1。此时，驾驶员进行超驰控制，首先在行驶车道的右侧偏移0.5m左右，从途中开始对应于路上停车的车辆组Y2，偏移1m左右来行驶。另外，图18中，虚线C表示自动驾驶的目标路径，实线D表示驾驶员的目标路径。
图19是示出在图18的场景下、当第1阈值θW为固定值的情况下即使本车位置处的横向偏差增加赋予驾驶员的反作用力也不变化的示意图。其中，设为规定的第1阈值θW＝0.5Nm，LKAS转矩截取值TClip、LKAS＝20Nm，超驰控制转矩截取值TClip，OVR＝0.0Nm。
另外，表示转矩的关系的图中的虚线T1表示自动转向转矩，实线T2表示输入转矩，实线T3表示驾驶员的转向转矩，细虚线T4表示自动转向转矩截取值，Th1表示第1阈值θw。此外，示出方向盘角的图中的实线S1表示方向盘角，虚线S2表示目标方向盘角。此外，表示权重的图中的虚线W表示权重的变化状态。
在图19的时间轴的7s处进行超驰控制，横向偏差增加到0.5m左右。此时，转向转矩收敛为第1阈值θW的0.5Nm，因此，赋予驾驶员的反作用力成为0.5Nm。之后，在17s处再次进行转向，并使横向偏差增加到1m左右，但第1阈值θW在0.5Nm处固定，因此，转向转矩收敛为0.5Nm，赋予驾驶员的反作用力保持为0.5Nm。由此，在第1阈值θW为固定值的情况下，即使横向偏差增加赋予驾驶员的反作用力也不增加，驾驶员无法经由反作用力来感知偏离程度的增加。
图20是示出在图18的场景下，当根据第1偏离的程度的大小使第1阈值θW变大的情况下，若本车位置处的横向偏差增加则赋予驾驶员的反作用力增加的示意图。其中，规定的第1阈值θW使用图17的映射来运算。此外，设为LKAS转矩截取值TClip、LKAS＝50Nm，超驰控制转矩截取值TClip，OVR＝0.0Nm。
另外，表示转矩的关系的图中的虚线T1表示自动转向转矩，实线T2表示输入转矩，实线T3表示驾驶员的转向转矩，细虚线T4表示自动转向转矩截取值，Th1表示第1阈值θw。此外，示出方向盘角的图中的实线S1表示方向盘角，虚线S2表示目标方向盘角。此外，表示权重的图中的虚线W表示权重的变化状态。
图20中，可知第1阈值θW随着横向偏差的增加而增大。由此，当横向偏差为0.5m时转向转矩收敛为1Nm左右，与此相对地，当横向偏差为1m时转向转矩收敛为2Nm。即，若横向偏差增加，则赋予驾驶员的反作用力也增加。由此，驾驶员能经由反作用力来感知偏离程度的增加。因此，能降低从超驰控制中的车道偏离的危险性。
由此，根据本实施方式4的结构，第1阈值θW根据第1偏离的程度而变化。偏移行驶中的转向转矩收敛为第1阈值θW，因此，第1偏离的程度越大，则越能使转向转矩的收敛值变大。即，能使赋予驾驶员的反作用力变大，能使从超驰控制中的车道偏离的危险性降低。
实施方式5.
实施方式1中，根据转向转矩使自动转向转矩的截取值变化，但也可以不使截取值变化，而是使增益变化来作为替代。此时，与权重的运算相同，经由增益的增量来运算增益，由此，即使转向转矩急剧变化增益本身也不急剧变化，能提高转向控制的稳定性。此外，在基于方向盘角与目标方向盘角的偏差来运算自动转向转矩的情况下，能防止方向盘角的偏差的正负反转时的自动转向转矩的急剧变化，转向控制的稳定性得以提高。
以下对实施方式5进行说明。这里，省略实施方式1至4中重复的说明。
实施方式5中，根据转向转矩的大小，基于自动转向转矩来运算增益，并通过将增益与自动转向转矩相乘来运算最终的自动转向转矩。这里，增益的运算中，预先确定第2阈值，对于该第2阈值，在转向转矩较小的情况下进行运算，以使得增益的增量为正，在转向转矩比规定的第2阈值要大的情况下进行运算，以使得增益的增量为负。
由此，超驰控制中增益变小，因此，在超驰控制中能将自动转向转矩减少到不阻碍驾驶员的转向的程度，能得到如下效果：在松手过程中自动驾驶系统能生成车道维持所需的自动转向转矩。此外，与权重的运算同样地，经由增益的增量来运算增益，由此，即使转向转矩急剧变化增益本身也不急剧变化，因此，自动转向转矩不发生急剧变化，可得到能防止转向控制变得不稳定的效果。此外，截取自动转向转矩的处理为非线性变换，另一方面，乘以增益的处理为线性变换，因此，自动转向转矩的时间微分值也受到增益的影响。由此，在增益较小的情况下自动转向转矩的时间微分值也变小，能得到如下效果：可防止方向盘角与目标方向盘角的大小关系反转时的自动转向转矩的急剧变化。
图21是示出实施方式5的转向控制系统的示意结构的框图。与图1共通的部分省略说明。
与图1的不同之处在于转矩校正运算部201B的结构，转矩校正运算部201B包括增益运算部280和增益处理部290。
增益运算部280基于至少包含转向转矩的信息来运算增益。
增益处理部290将增益与自动转向转矩相乘。
附加转向转矩运算部270基于转向辅助转矩和增益处理后的自动转向转矩，来运算附加转向转矩。然后，进行控制以使得转向用致动器310生成附加转向转矩。
图22是示出实施方式5的转向控制装置的步骤的流程图。与图5共通的部分省略说明。
在图22的步骤S280中，由增益运算部280来运算增益K。增益K的运算方法与权重时相同。在转向转矩的大小|TDriver|比第2阈值θK(例如，0.5Nm左右)要小时运算增量ΔK，以使得增益的增量ΔK为正，在转向转矩的大小|TDriver|比第2阈值θK要大时运算增量ΔK，以使得增益的增量ΔK为负。关于增量ΔK的运算，可以设为与转向转矩的大小|TDriver|相对应的映射，也可以设为常数。
例如，在用转向转矩的大小|TDriver|的映射MK(|TDriver|)来计算增量ΔK的情况下，增益K如下那样来运算。
[数学式18]
ΔK＝MK(|TDriver|) (18)
[数学式19]
K(k)＝K(k-1)+ΔK·tsamp (19)
[数学式20]
K＝max(mmin(K，1)，0) (20)
式20中，限制增益K的范围以使得成为K∈[0,1]，但该范围也可以不是[0,1]。
通过像这样经由增益的增量ΔK的运算来运算增益K，从而与根据转向转矩的大小|TDriver|直接运算增益K的情况相比，在转向转矩的大小|TDriver|急剧变化时增益K也不容易急剧变化，可得到能防止转向控制变得不稳定的效果。此外，通过将第2阈值θK附近的增益的增量ΔK设定得较小，从而能降低当转向转矩的大小|TDriver|在第2阈值θK附近时增益发生摆动的可能性，可得到转向控制不容易变得不稳定的效果。另外，第2阈值θK可以是可变值，而非固定值。
在图22的步骤S290中，由增益运算部280将增益与自动转向转矩相乘。
图23是示出用于由增益运算部280运算增益的增量的映射MK的一个示例的图。这里，进行设计，以使得当转向转矩的大小|TDriver|比第2阈值θK要小时增益的增量ΔK为正，当转向转矩的大小|TDriver|比第2阈值θK要大时增益的增量ΔK为负。
通过使增加量变得比减少量更大，从而能得到在超驰控制时使增益快速减少的效果。此外，当转向转矩的大小|TDriver|在第2阈值θK附近时使增益的增量ΔK变小，由此可得到如下效果：当转向转矩的大小|TDriver|在第2阈值θK附近时增益K不容易发生摆动。
图24是示出在图7的场景下、当方向盘角与实际方向盘角的大小关系反转时自动转向转矩急剧变化的示意图。其中，设为预定的第1阈值θW＝0.5Nm，LKAS转矩截取值TClip、LKAS＝20Nm，超驰控制转矩截取值TClip，OVR＝1.0Nm。
另外，表示转矩的关系的图中的虚线T1表示自动转向转矩，实线T2表示输入转矩，实线T3表示驾驶员的转向转矩，细虚线T4表示自动转向转矩截取值，Th1表示第1阈值θw。此外，示出方向盘角的图中的实线S1表示方向盘角，虚线S2表示目标方向盘角。此外，表示权重的图中的虚线W表示权重的变化状态。
图24中，在时间轴的8s附近(时刻H)方向盘角与目标方向盘角的大小关系反转。自动转向转矩利用式9来运算，比例增益设定为较大的值，因此，在方向盘角与目标方向盘角的大小关系反转后自动转向转矩立即从自动转向转矩截取值的最大值急剧变化为最小值。由此，在对自动转向转矩进行截取的情况下，无法防止在截取的范围内自动转向转矩发生急剧变化。
图25是示出在实施方式5中、即使方向盘角与实际方向盘角的大小关系反转自动转向转矩也不急剧变化的示意图。其中，设为规定的第2阈值θK＝0.5Nm。此外，为了安全，设定LKAS转矩截取值TClip、LKAS＝20Nm。
另外，表示转矩的关系的图中的虚线T1表示自动转向转矩，实线T2表示输入转矩，实线T3表示驾驶员的转向转矩，Th2表示第2阈值θK。此外，示出方向盘角的图中的实线S1表示方向盘角，虚线S2表示目标方向盘角。此外，表示增益的图中的实线G表示增益的变化状态。
图25中，在时间轴的8s附近(时刻H)方向盘角与目标方向盘角的大小关系反转，但增益减少，因此，自动转向转矩的时间微分值也减少，自动转向转矩不急剧变化。由此，通过使自动转向转矩的增益减少，从而能防止方向盘角与目标方向盘角的大小关系反转时的自动转向转矩的急剧变化，转向控制的稳定性得以提高。
图25中，当直线行驶时，转向转矩收敛为固定的值。然后，基于与截取处理时相同的理由，在自动转向转矩的最大值与增益的最小值之积比第2阈值θK的最小值要小的情况下，该收敛值成为与第2阈值θK相等的值。以下，说明其理由。在直线道路上进行偏移行驶的过程中，需要将方向盘保持为0deg，因此，在辅助转向转矩为0Nm的情况下，转向转矩与自动转向转矩之和为0Nm。因此，为了使转向转矩收敛，使增益也收敛。
增益收敛的模式有3种。第1种是增益的增量为正、增益收敛为最大值的模式，第2种是增益的增量为负、增益收敛为最小值的模式，第3种是增益的增量为0、增益收敛为恰当的值的模式。超驰控制过程中增益应该减少，因此，考虑第2种或第3种模式。为了以第3种模式来收敛，增益的增量需要为0，因此，需要使转向转矩与第2阈值相等。因此，转向转矩的收敛值成为与规定的第2阈值相等的值。
然而，在自动转向转矩与增益的最小值之积比第2阈值θK的最小值要大的情况下，自动转向转矩收敛为比规定的第2阈值θK要大的值。为了抵消该自动转向转矩，需要比第2阈值θK要大的转向转矩，因此，增益的增量为负，以第2种模式收敛。即，增益收敛为最小值。为了必须以第3种模式来收敛，需要使自动转向转矩的最大值与增益的最小值之积比第2阈值θK要小。
因此，在自动转向转矩的最大值与增益的最小值之积比第2阈值θK要小的情况下，偏移行驶中的转向转矩的收敛值成为与第2阈值θK相等的值，而与曲率无关。由此，根据实施方式5的结构，能预测偏移行驶中的转向转矩的收敛值，因此可得到如下效果：驾驶员容易调整从方向盘受到的反作用力。
由此，根据实施方式5的结构，经由增益的增量来运算增益，由此，即使转向转矩急剧变化增益本身也不急剧变化，能提高转向控制的稳定性。此外，在基于方向盘角与目标方向盘角的偏差来运算自动转向转矩的情况下，能防止方向盘角的偏差的正负反转时的自动转向转矩的急剧变化，转向控制的稳定性得以提高。此外，通过设计增益的最小值与第2阈值θK的最小值以使得自动转向转矩的最大值与增益的最小值之积比第2阈值θK的最小值要小，从而在偏移行驶中转向转矩收敛为规定的第2阈值θK，而与行驶车道的曲率无关，因此，可得到如下效果：能将赋予驾驶员的反作用力设为恒定，而与曲率无关。
实施方式6.
实施方式5中，根据转向转矩使自动转向转矩的增益变化，但可以进一步根据第1偏离的程度的大小来使第2阈值θK变大。由于偏移行驶中的转向转矩收敛为第2阈值θK，因此，第1偏离的程度越大，则越能使转向转矩的收敛值变大。即，能使赋予驾驶员的反作用力变大，能使从超驰控制中的车道偏离的危险性降低。
以下对实施方式6进行说明。这里，省略与实施方式1至5重复的说明。
图26是示出实施方式6的转向控制系统的示意结构的框图。与图1和图21共通的部分省略说明。
与图21的不同之处在于，转矩校正运算部201B具备第2阈值运算部281。第2阈值运算部281基于第1偏离的程度来运算第2阈值θK。这里，第1偏离的程度例如是本车位置处的横向偏差。或者是前方注视点处的横向偏差、本车位置处的到本车行驶车道的分割线为止的距离、前方注视点处的到本车行驶车道的分割线为止的距离、到本车横穿本车行驶车道的分割线为止的时间。此外，也可以是表现本车偏离的程度的任意变量。
增益运算部280基于第2阈值运算部281所运算出的第2阈值θK来运算权重。
图27是示出实施方式6的转向控制装置的步骤的流程图。与图5和图22共通的部分省略说明。
在图27的步骤S281中，由第2阈值运算部281运算第2阈值θK。运算第2阈值θK，以使得偏离的程度越大则第2阈值θK越大。第2阈值θK的运算可以使用映射，也可以使用适当的单调递增函数。
接着，在图27的步骤S280中，由增益运算部280来运算增益K。增益K的运算除了使用第2阈值运算部281运算出的第2阈值θK以外，以与图22的步骤S280相同的步骤来运算增益。
图28是示出用于由第2阈值运算部281基于第1偏离的程度来运算第2阈值θK的映射MθK的一个示例的图。这里，将本车位置处的横向偏差的绝对值|e0|设为第1偏离的程度。该映射被设计为第2阈值θK根据横向偏差的绝对值|e0|单调增加。偏移行驶中的转向转矩收敛为第2阈值，因此，第1偏离的程度越大，则越能使转向转矩的收敛值变大。即，能使赋予驾驶员的反作用力变大，可得到能使从超驰控制中的车道偏离的危险性降低的效果。
另外，如实施方式5中所说明的那样，为了使偏移行驶中的转向转矩收敛为第2阈值θK，需要使自动转向转矩的最大值与增益的最小值之积小于规定的第2阈值θK的最小值，因此，需要设计映射MθK，以使得第2阈值θK始终大于自动转向转矩的最大值与增益的最小值。
此外，本实施方式中对映射的输入使用了横向偏差的绝对值|e0|，但也可以使用乘以在转弯的外侧作为1的系数、在转弯的内侧作为-1的系数后而得到的|e0|。由此，能在转弯的外侧和内侧改变转向转矩的收敛值。
由此，根据实施方式6的结构，第2阈值θK根据第1偏离的程度而变化。偏移行驶中的转向转矩收敛为第2阈值θK，因此，第1偏离的程度越大，则越能使转向转矩的收敛值变大。即，能使赋予驾驶员的反作用力变大，能使从超驰控制中的车道偏离的危险性降低。
实施方式7.
实施方式1中，基于转向转矩来运算权重的增量，并使权重和自动转向转矩截取值变化，实施方式5中，基于转向转矩来运算增益的增量，并使自动转向转矩的增益变化，但也可以将权重和增益组合。通过将它们组合，从而能加快偏移行驶中的转向转矩的收敛速度。例如，在仅使用权重和增益中的一方的情况下，当LKAS转矩截取值非常大时(例如，50Nm左右)，即使权重或增益仅稍有变化，自动转向转矩也会发生较大变化。
因此，偏移行驶中转向转矩收敛为第1阈值θW或第2阈值θK的速度变慢。与此相对地，在将权重和增益组合的情况下，能使转向转矩的收敛速度加快。
以下对实施方式7进行说明。这里，省略与实施方式1至6重复的说明。
图29是示出实施方式7的转向控制系统的示意结构的框图。与图1和图21共通的部分省略说明。与图1和图21的不同之处在于转矩校正运算部201A、201B的结构，本实施方式7中，构成为进行增益运算和权重运算这双方。
增益处理部290将增益与由截取处理部260进行截取处理后而得到的自动转向转矩相乘。
图30是示出实施方式7的转向控制装置的步骤的流程图。与图5和图22共通的部分省略说明。
在图30的步骤S290中，由增益处理部290将增益与截取处理后的自动转向转矩相乘。增益处理部290中，设定自动转向转矩截取值的最小值、增益的最小值、第1阈值θW的最小值和第2阈值θK的最小值，以使得自动转向转矩截取值的最小值与增益的最小值之积比第1阈值的最小值θW和第2阈值θK的最小值要小。
图31是示出在图7的场景下、当LKAS转矩截取值非常大时(例如，50Nm左右)转向转矩的收敛变慢的示意图。其中，设为第1阈值θW＝0.5Nm，LKAS转矩截取值TClip、LKAS＝50Nm，超驰控制转矩截取值TClip，OVR＝0.0Nm。
另外，表示转矩的关系的图中的虚线T1表示自动转向转矩，实线T2表示输入转矩，实线T3表示驾驶员的转向转矩，细虚线T4表示自动转向转矩截取值，Th1表示第1阈值θW。此外，示出方向盘角的图中的实线S1表示方向盘角，虚线S2表示目标方向盘角。此外，表示权重的图中的虚线W表示权重的变化状态。
图31中，如表示权重的关系的图中的虚线W所示那样，权重在时间轴的10s以后也发生微小变动。即使权重的变动较为微小，自动转向转矩截取值T4也发生较大变动。这是由于自动转向转矩截取值如式13所示那样，通过LKAS转矩截取值与超驰控制转矩截取值的加权平均来运算。由此，若仅使用权重，则在LKAS转矩截取值较大的情况下转向转矩的收敛性有可能恶化。这在仅使用增益的情况下也相同。
图32是示出在图7的场景下、即使在LKAS转矩截取值非常大时(例如，50Nm左右)在本实施方式7中转向转矩的收敛也较快的示意图。其中，设为规定的第1阈值θW＝0.5Nm，规定的第2阈值θK＝1.0Nm，LKAS转矩截取值TClip、LKAS＝50Nm，超驰控制转矩截取值TClip，OVR＝2.5Nm。
另外，表示转矩的关系的图中的虚线T1表示自动转向转矩，实线T2表示输入转矩，实线T3表示驾驶员的转向转矩，细虚线T4表示自动转向转矩截取值。Th1表示第1阈值θW，Th2表示第2阈值θK。此外，示出方向盘角的图中的实线S1表示方向盘角，虚线S2表示目标方向盘角。此外，表示增益和权重的图中的实线G表示增益的变化状态，虚线W表示权重的变化状态。
图32中，可知权重立即收敛为0。由于权重收敛为0，自动转向转矩截取值立即收敛为最小值。由于自动转向转矩截取值立即收敛为最小值，即使增益有所变动，自动转向转矩也不发生较大变动。由此，转向转矩快速收敛为第2阈值θK。由此，通过组合权重和增益，从而即使在LKAS转矩截取值非常大的情况下，也能加快转向转矩的收敛速度。
另外，图32中设定为超驰控制转矩截取值TClip，OVR≥第2阈值θK≥第1阈值θW，但通过设定为TClip，OVR·minK≤minθW、TClip，OVR·minK≤minθK，从而与实施方式3和5同样地，在偏移行驶中能将赋予驾驶员的反作用力设为恒定，而与曲率无关。此外，与实施方式4和6同样地，能根据第1偏离的程度来使第1阈值θW和第2阈值θK变化。由此，能根据第1偏离的程度使赋予驾驶员的反作用力变大，因此，能降低从超驰控制中的车道偏离的危险性。
由此，根据本实施方式的结构，通过组合权重和增益，从而能加快偏移行驶中的转向转矩的收敛速度。
实施方式8.
实施方式1中，基于转向转矩来运算权重的增量，但也可以根据第2偏离的程度来使权重的增量变化。由此，例如，第2偏离的程度越大则越能使自动转向转矩截取值的增加速度变大，因此，当在超驰控制后松手时，能减少松手时偏离的危险性。或者，第2偏离的程度越小则越能使自动转向转矩截取值的增加速度变小，因此，当在偏离的危险性较低时松手的情况下，能避免急转向，能使乘坐舒适性提高。
以下，对实施方式8进行说明。这里，省略与实施方式1至7重复的说明。
实施方式8中，根据第2偏离的程度来改变权重的增量。例如，当转向转矩低于规定的第3阈值θTrq时，将第2偏离的程度越大则值变得越大的增量调整系数与权重的增量相乘。由此，当在超驰控制后松手时，自动转向转矩截取值的增加速度变大，能使偏离的危险性减少。这里，第2偏离的程度例如是前方注视点处的横向偏差。或者是本车位置处的横向偏差、本车位置处的到本车行驶车道的分割线为止的距离、前方注视点处的到本车行驶车道的分割线为止的距离、与本车行驶车道的方向垂直的方向上的本车的速度(偏离速度)、对偏离速度乘以规定时间后而得到的值、到本车横穿本车行驶车道的分割线为止的时间。此外，也可以是表现本车偏离的程度的任意变量。此外，可以取多个变量的最大值或最小值。通过取最大值，增量调整系数容易变大，因此能进一步减少偏离的危险性。通过取最小值，在非必要的场景下增量调整系数不容易增大，因此能避免急转向，乘坐舒适性得以提高。
图33是示出在图5的步骤S240中运算权重的步骤的流程图。如图33所示，在步骤S240A中，利用式11来运算权重的增量Δw。此外，在步骤S240B中，运算增量调整系数CAdj。运算增量调整系数CAdj的目的在于，使权重的增加速度变大来减少偏离的危险性。因此，例如，如式21所示那样，根据驾驶员的转向转矩TDriver和规定的第3阈值θTrq的大小关系来运算增量调整系数CAdj，以使得仅增加速度变大。
[数学式21]
这里，MC是根据第2偏离的程度来运算增量调整系数CAdj的映射，eLd是前方注视点处的横向偏差。此外，第3阈值θTrq例如设定为与规定的第1阈值θW相同的值、或转矩传感器的偏移的最差值等。
图33的步骤S240C中，将对权重的增量Δw乘以增量调整系数CAdj后而得到的值重新设为权重的增量Δw。然后，在步骤S240D中，如式11、式12那样，将权重的增量Δw累计到上次的权重。
通过这样运算权重，从而能根据第2偏离的程度来仅调整权重的增加速度。
图34是示出用于在步骤S240B中运算增量调整系数CAdj的映射Mc的一个示例的图。设计为第2偏离的程度(这里，前方注视点处的横向偏差)越大则增量调整系数CAdj变得越大。
由此，根据本实施方式8的结构，第2偏离的程度越大则越能使权重的增加速度变大，因此，当在超驰控制后松手时，能减少松手时偏离的危险性。或者，第2偏离的程度越小则越能使自动转向转矩截取值的增加速度变小，因此，当在偏离的危险性较低时松手的情况下，能避免急转向，乘坐舒适性得以提高。
另外，本实施方式8中，将根据第2偏离的程度运算出的增量调整系数与权重的增量相乘来使权重的增量变化，但也可以用转向转矩与第2偏离程度的2个变量的映射来运算权重的增量。此外，只要基于转向转矩与第2偏离的程度，则任意运算方法都可以。
此外，增益的增量也同样地，可以根据第2偏离的程度来变化。由此，可得到与根据第2偏离的程度使权重的增量Δw变化时同样的效果。
实施方式9.
实施方式1中，基于转向转矩来运算权重的增量，但在自动转向转矩和转向转矩的方向相同的情况下，进一步运算权重的增益，以使得自动转向转矩截取值增加。根据本实施方式9，在转弯中进行偏移行驶的过程中，能够唯一地决定转向转矩的收敛目标，能够唯一地决定赋予驾驶员的反作用力。
以下对实施方式9进行说明。这里，省略与实施方式1至8重复的说明。
实施方式3中，设计自动转向转矩截取值的最小值与第1阈值θW的最小值，以使得自动转向转矩截取值的最小值比预定的第1阈值θW的最小值要小。说明了通过这种方式来使转向转矩收敛为第1阈值θW，但存在例外。在转向转矩提供自对准转矩而非自动转向转矩的情况下，且转向转矩超过第1阈值θW的情况下，产生转向转矩不收敛为第1阈值θW的情况。
图35是示出在图12的场景下，在转向转矩提供自对准转矩的情况下，且转向转矩超过第1阈值θW的情况下，转向转矩不收敛为第1阈值θW的示意图。
其中，设为第1阈值θW＝0.5Nm，LKAS转矩截取值TClip、LKAS＝20Nm，超驰控制转矩截取值TClip，OVR＝0.0Nm。
另外，表示转矩的关系的图中的虚线T1表示自动转向转矩，实线T2表示输入转矩，实线T3表示驾驶员的转向转矩，细虚线T4表示自动转向转矩截取值，Th1表示第1阈值θW。此外，示出方向盘角的图中的实线S1表示方向盘角，虚线S2表示目标方向盘角。此外，表示权重的图中的虚线W表示权重的变化状态。
在图35的时间轴16s附近(时刻M)进入缓和区间，由于自对准转矩增加，因此需要使输入转矩增加。
然而，权重的增加速度变小，仅靠自动转向转矩无法提供自对准转矩，因此，转向转矩也增加。之后，转向转矩超过了规定的第1阈值θW，因此，权重减小，自动转向转矩截取值也减小。之后，转向转矩不会低于规定的第1阈值θW，因此，权重不增加，自动转向转矩截取值也无法增加。由此，转向转矩无法收敛为规定的第1阈值θW。
图36是示出在与图35同样的场景设定下，在自动转向转矩与转向转矩的方向相同的情况下，由权重运算部追加以恒定速度(每秒0.05的速度)使权重增加的处理时，转向转矩收敛为规定的第1阈值θW的示意图。其中，与图35同样地，设为规定第1阈值θW＝0.5Nm，LKAS转矩截取值TClip、LKAS＝20Nm，超驰控制转矩截取值TClip，OVR＝0.0Nm。
另外，表示转矩的关系的图中的虚线T1表示自动转向转矩，实线T2表示输入转矩，实线T3表示驾驶员的转向转矩，细虚线T4表示自动转向转矩截取值，Th1表示第1阈值θW。此外，示出方向盘角的图中的实线S1表示方向盘角，虚线S2表示目标方向盘角。此外，表示权重的图中的虚线W表示权重的变化状态。
在图36的时间轴的27s处(时刻N)转向转矩超过了规定的第1阈值θW，但自动转向转矩与转向转矩的方向相同，因此，权重以恒定速度增加。最终，转向转矩收敛为规定的第1阈值θW。
由此，在自动转向转矩与转向转矩的方向相同的情况下运算权重，以使得自动转向转矩截取值增加，由此，在转弯中进行偏移行驶的过程中，必定能使转向转矩收敛为规定的第1阈值θW。
另外，在自动转向转矩与转向转矩的方向相同的情况下运算权重的增量以使得自动转向转矩截取值增加的方法可以使权重以恒定速度变化，也可以根据偏离的程度使变化速度改变。此外，说明了自动转向转矩与转向转矩的方向相同的情况，但也可以设为目标方向盘角和实际方向盘角之差(方向盘角偏差)的方向与转向转矩的方向相同的情况。
实施方式10.
实施方式9中，在自动转向转矩与转向转矩的方向相同的情况下，运算权重的增量以使得自动转向转矩截取值增加，但在增益的情况下也可以进行同样的处理。根据本实施方式10，在转弯中进行偏移行驶的过程中，能够唯一地决定转向转矩的收敛目标，能够唯一地决定赋予驾驶员的反作用力。
以下对实施方式10进行说明。这里，省略与实施方式1至8重复的说明。
实施方式7中，说明了如下情况：如果设计增益的最小值和规定的第2阈值θK的最小值以使得自动转向转矩的最大值与增益的最小值之积小于规定的第2阈值θK的最小值，则转向转矩收敛为规定的第2阈值θK，但与实施方式9同样地，存在例外。在转向转矩提供自对准转矩而非自动转向转矩的情况下，且转向转矩超过规定的第2阈值θK的情况下，转向转矩不收敛为规定的第2阈值θK。
图37是示出在图12的场景下，在转向转矩提供自对准转矩的情况下，且转向转矩超过规定的第2阈值的情况下，转向转矩不收敛为规定的第2阈值θK的示意图。其中，设为规定的第2阈值θK＝0.5Nm。此外，为了安全，设定LKAS转矩截取值TClip、LKAS＝20Nm。
另外，表示转矩的关系的图中的虚线T1表示自动转向转矩，实线T2表示输入转矩，实线T3表示驾驶员的转向转矩，Th2表示第2阈值θK。此外，示出方向盘角的图中的实线S1表示方向盘角，虚线S2表示目标方向盘角。此外，表示增益的图中的实线G表示增益的变化状态。
在图37的16s处(时刻P)进入缓和区间，由于自对准转矩增加，因此需要使输入转矩增加。然而，增益的增加速度变小，仅靠自动转向转矩无法提供自对准转矩，因此，转向转矩也增加。之后，转向转矩超过了规定的第2阈值θK，因此，增益减小，自动转向转矩也减小。之后，转向转矩不会低于规定的第2阈值θK，因此，增益不增加，自动转向转矩也无法增加。由此，转向转矩无法收敛为第2阈值θK。
图38是示出在与图37同样的场景设定下，在自动转向转矩与转向转矩的方向相同的情况下，由增益运算部追加以恒定速度(每秒0.05的速度)使增益增加的处理时，转向转矩收敛为规定的第2阈值θK的示意图。其中，与图37同样地，设为规定的第2阈值θK＝0.5Nm。此外，为了安全，设定LKAS转矩截取值TClip、LKAS＝20Nm。
另外，表示转矩的关系的图中的虚线T1表示自动转向转矩，实线T2表示输入转矩，实线T3表示驾驶员的转向转矩，Th2表示第2阈值θK。此外，示出方向盘角的图中的实线S1表示方向盘角，虚线S2表示目标方向盘角。此外，表示增益的图中的实线G表示增益的变化状态。
在图38的27s处(时刻Q)转向转矩超过了规定的第2阈值θK，但自动转向转矩与转向转矩的方向相同，因此，增益以恒定速度增加。最终，转向转矩收敛为规定的第2阈值θK。
由此，在自动转向转矩与转向转矩的方向相同的情况下运算增益，以使得增益增加，由此，在转弯中进行偏移行驶的过程中，必定能使转向转矩收敛为规定的第2阈值θK。
另外，在自动转向转矩与转向转矩的方向相同的情况下运算增益的增量以使得增益增加的方法可以使增益以恒定速度增加，也可以根据偏离的程度使增加速度改变。
实施方式11.
作为其它变形例，还可以具备曲率补偿转矩运算部，该曲率补偿转矩运算部基于本车的行驶车道的曲率和本车的速度，来运算以所述速度且以所述曲率进行稳定圆周旋转所需的曲率补偿转矩，并基于转向辅助转矩、自动转向转矩和曲率补偿转矩来运算附加转向转矩。由此，在行驶车道的曲率为恒定的情况下，能使赋予驾驶员的反作用力为恒定，而与曲率无关。
以下对实施方式11进行说明。这里，省略与实施方式1至10重复的说明。
图39是示出实施方式11的转向控制系统的示意结构的框图。与图1共通的部分省略说明。
本实施方式10中，设置了曲率补偿转矩运算部211。该曲率补偿转矩运算部211基于本车的行驶车道的曲率和本车的速度，来运算以本车的速度且以本车的行驶车道的曲率进行稳定圆周旋转所需的曲率补偿转矩。
附加转向转矩运算部270基于转向辅助转矩、自动转向转矩和曲率补偿转矩，来运算附加转向转矩。然后，进行控制，以使得转向用致动器310生成附加转向转矩。
图40是示出实施方式11的转向控制装置的步骤的流程图。与图5共通的部分省略说明。
图40中与图5的不同点在于，在步骤S211中运算曲率补偿转矩TCC。该步骤S211表示如下情况：在曲率补偿转矩运算部211中，运算以本车的速度且以本车的行驶车道的曲率进行稳定圆周旋转所需的曲率补偿转矩TCC。
另外，曲率补偿转矩TCC例如像以下那样来运算。
[数学式22]
[数学式23]
TCC＝-TSA (23)
这里，TSA是预测为在以本车的速度且以本车的行驶车道的曲率进行稳定圆周旋转时产生的自对准转矩。此外，m、V、ε、l、lr分别是本车的质量、速度、轨迹、轴距、重心和后轮轴的距离。k是本车的行驶车道的曲率。
接着，图40的步骤S270示出在附加转向转矩运算部270中运算附加转向转矩TEPS。例如，作为自动转向转矩TAuto、转向辅助转矩TAssist和曲率补偿转矩TCC之和，附加转向转矩TEPS如以下那样来运算。
[数学式24]
TEPS＝TAuto+TAssist+TCC (24)
或者，由于式21的自对准转矩的预测中伴随着误差，因此，可以将校正系数与曲率补偿转矩TCC相乘再运算附加转向转矩TEPS，以使得曲率补偿转矩不变得过剩。
图41是示出在与图13同样的场景设定下，在加上曲率补偿转矩来运算附加转向转矩TEPS的情况下，若行驶车道的曲率为恒定，则能使赋予驾驶员的反作用力为恒定而与曲率无关的示意图。其中，与图13同样地，设定为预定的第1阈值θW＝0.5Nm，LKAS转矩截取值TClip、LKAS＝20Nm，超驰控制转矩截取值TClip，OVR＝1.0Nm。
另外，表示转矩的关系的图中的虚线T1表示自动转向转矩，实线T2表示输入转矩，实线T3表示驾驶员的转向转矩，细虚线Th1表示第1阈值θW，细实线Tcc表示曲率补偿转矩TCC。此外，示出方向盘角的图中的实线S1表示方向盘角，虚线S2表示目标方向盘角。此外，表示权重的图中的虚线W表示权重的变化状态。
在图41的示出转矩的图中，如11A所示那样，转向转矩收敛为超驰控制转矩截取值。在缓和区间中，在图13中由于自动转向转矩增加，输入转矩增加。与此相对地，在本实施方式11中，如图41中的11B所示那样，由于曲率补偿转矩增加，输入转矩增加。由于转向转矩始终超过规定的第1阈值θW，因此，权重保持收敛为0，自动转向转矩截取值和自动转向转矩不变化。在左转弯中，在图13中转向转矩收敛为规定的第1阈值θW，与此相对地，如图41中的11C所示那样，转向转矩收敛为自动转向转矩截取值的最小值、即超驰控制转矩截取值。这是由于所有曲率补偿转矩提供自对准转矩，因此，转向转矩和自动转向转矩的大小变得相等。
由此，通过加上曲率补偿转矩TCC来运算附加转向转矩TEPS，从而在行驶车道的曲率为恒定的情况下，能使赋予驾驶员的反作用力为恒定，而与曲率无关。此外，不仅在转弯时在外侧发生偏移的情况下，即使在内侧发生偏移的情况下，也能使赋予驾驶员的反作用力为恒定，而与曲率无关。
此外，如实施方式5那样，即使在使用增益而非权重的情况下，若加上曲率补偿转矩TCC来运算附加转向转矩，则也能得到同样的效果。
虽然本申请记载了各种示例性的实施方式和实施例，但是在一个或多个实施方式中记载的各种特征、方式和功能不限于特定实施方式的应用，可以单独地或以各种组合来应用于实施方式。
因此，可以认为未例示的无数变形例也包含在本申请说明书所公开的技术范围内。例如，设为包括对至少一个构成要素进行变形、添加或省略的情况，以及提取至少一个构成要素并与其他实施方式的构成要素进行组合的情况。
标号说明
1 车辆
2 方向盘
3 转向轴
4 转向单元
5 EPS电动机
110 转向转矩获取部
111 转向转矩传感器
120 车辆信息获取部
121 方向盘角传感器
122 偏航率传感器
123 速度传感器
124 加速度传感器
130 车道信息获取部
131 前方摄像头
132 GNSS传感器
133 导航装置
134 LiDAR
135 LiDAR用地图
200 转向控制单元
201 转向控制装置
201A、201B 转矩校正运算部
210 转向辅助转矩运算部
211 曲率补偿转矩运算部
220 目标方向盘角运算部
230 自动转向转矩运算部
240 权重运算部
241 第1阈值运算部
250 截取值运算部
260 截取处理部
270 附加转向转矩运算部
280 增益运算部
281 第2阈值运算部
290 增益处理部。

Claims (19)

1.一种转向控制装置，其特征在于，包括：
转向辅助转矩运算部，该转向辅助转矩运算部根据转向转矩来运算转向辅助转矩；
自动转向转矩运算部，该自动转向转矩运算部根据道路状况来运算自动转向转矩；以及
附加转向转矩运算部，该附加转向转矩运算部根据所述转向辅助转矩和所述自动转向转矩来运算附加转向转矩，
其中，所述附加转向转矩运算部接收来自第1转矩校正运算部和第2转矩校正运算部中的至少一方的输出，
所述第1转矩校正运算部具有：权重运算部，该权重运算部基于所述转向转矩的大小来运算权重的增量，并对所述权重的增量进行累计来生成权重；截取值运算部，该截取值运算部根据所述权重来运算自动转向转矩截取值；以及截取处理部，该截取处理部利用所述自动转向转矩截取值对所述自动转向转矩进行截取处理来限制上限值和下限值，并将由此得到的所述自动转向转矩输出到所述附加转向转矩运算部，
所述第2转矩校正运算部具有：增益运算部，该增益运算部根据所述转向转矩来运算增益的增量，并对所述增益的增量进行累计来生成增益；以及增益处理部，该增益处理部将乘以所述增益而得到的所述自动转向转矩输出到所述附加转向转矩运算部。
2.如权利要求1所述的转向控制装置，其特征在于，
具备所述第1转矩校正运算部，所述权重运算部在权重越小则自动转向转矩截取值变得越小的情况下，当所述转向转矩的大小比预定的第1阈值要小时将所述权重的增量设为正，在所述转向转矩的大小比所述第1阈值要大时将所述权重的增量设为负，由此来运算所述权重的增量，而在权重越大则自动转向转矩截取值变得越小的情况下，当所述转向转矩的大小比所述第1阈值要小时将所述权重的增量设为负，在所述转向转矩的大小比所述第1阈值要大时将所述权重的增量设为正，由此来运算所述权重的增量。
3.如权利要求2所述的转向控制装置，其特征在于，
所述权重运算部将所述自动转向转矩截取值的最小值设定得比所述第1阈值的最大值要大。
4.如权利要求2所述的转向控制装置，其特征在于，
所述权重运算部将所述自动转向转矩截取值的最小值设定得比所述第1阈值的最小值要小。
5.如权利要求4所述的转向控制装置，其特征在于，
所述权重运算部具备第1阈值运算部，该第1阈值运算部根据本车从行驶车道偏离的第1偏离的程度来运算所述第1阈值，根据所述第1偏离的程度来设定所述第1阈值。
6.如权利要求1所述的转向控制装置，其特征在于，
具备所述第2转矩校正运算部，所述增益运算部在所述转向转矩的大小比预定的第2阈值要大时将增益的增量设为负，在所述转向转矩的大小比所述第2阈值要小时将增益的增量设为正，根据所述转向转矩来运算增益的增量，并对所述增益的增量进行累计来生成增益。
7.如权利要求6所述的转向控制装置，其特征在于，
具备所述第2转矩校正运算部，所述增益运算部设定所述增益的最小值和所述第2阈值的最小值，以使得所述自动转向转矩的最大值与所述增益的最小值之积小于所述第2阈值的最小值。
8.如权利要求7所述的转向控制装置，其特征在于，
所述增益运算部具备第2阈值运算部，该第2阈值运算部根据本车从行驶车道偏离的第1偏离的程度来运算所述第2阈值，根据所述第1偏离的程度来设定所述第2阈值。
9.如权利要求1所述的转向控制装置，其特征在于，
具备所述第1转矩校正运算部和所述第2转矩校正运算部，所述增益处理部将所述增益与所述截取处理后的所述自动转向转矩相乘。
10.如权利要求9所述的转向控制装置，其特征在于，
在所述增益处理部中，设定所述自动转向转矩截取值的最小值、所述增益的最小值、第1阈值的最小值和第2阈值的最小值，以使得所述自动转向转矩截取值的最小值与所述增益的最小值之积小于所述第1阈值的最小值和所述第2阈值的最小值。
11.如权利要求10所述的转向控制装置，其特征在于，
具备根据本车从行驶车道偏离的第1偏离的程度来运算第1阈值的第1阈值运算部、以及根据本车从行驶车道偏离的第1偏离的程度来运算第2阈值的第2阈值运算部，根据所述第1偏离的程度来设定所述第1阈值和所述第2阈值。
12.如权利要求5、8或11中任一项所述的转向控制装置，其特征在于，
将从本车的行驶车道的中央到本车为止的距离设为所述第1偏离的程度。
13.如权利要求1至5、9至11中任一项所述的转向控制装置，其特征在于，
所述权重运算部根据本车从行驶车道偏离的第2偏离的程度来使权重的增量变化。
14.如权利要求1、6至11中任一项所述的转向控制装置，其特征在于，
所述增益运算部根据本车从行驶车道偏离的第2偏离的程度来使增益的增量变化。
15.如权利要求13所述的转向控制装置，其特征在于，
所述权重运算部将从所述行驶车道的中央到前方注视点为止的距离、或与所述行驶车道的方向垂直的方向上的本车的速度设为所述第2偏离的程度。
16.如权利要求14所述的转向控制装置，其特征在于，
所述增益运算部将从所述行驶车道的中央到前方注视点为止的距离、或与所述行驶车道的方向垂直的方向上的本车的速度设为所述第2偏离的程度。
17.如权利要求1至5、9至11中任一项所述的转向控制装置，其特征在于，
所述权重运算部在所述自动转向转矩的方向与所述转向转矩的方向相同的情况下、或目标方向盘角和实际方向盘角之差的方向与所述转向转矩的方向相同的情况下，运算所述权重的增量，以使得所述自动转向转矩截取值增加。
18.如权利要求1、6至11中任一项所述的转向控制装置，其特征在于，
所述增益运算部在所述自动转向转矩的方向与所述转向转矩的方向相同的情况下、或目标方向盘角和实际方向盘角之差的方向与所述转向转矩的方向相同的情况下，运算所述增益的增量，以使得所述增益增加。
19.如权利要求1至11中任一项所述的转向控制装置，其特征在于，
还具备曲率补偿转矩运算部，该曲率补偿转矩运算部基于本车的行驶车道的曲率和本车的速度，来运算用于以所述速度且以所述曲率进行稳定圆周旋转的曲率补偿转矩，基于转向辅助转矩、自动转向转矩和曲率补偿转矩来运算附加转向转矩。
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