JP2014148178A - 運転支援装置、及び、制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者の意思を反映させた運転支援を実現することができる運転支援装置、及び、制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】運転支援装置１は、支援装置３と、操舵角検出装置１０と、トルク検出装置１１と、支援装置３を制御し操舵部材４の中立位置側への切り戻し操舵操作を補助する戻し制御を実行可能である制御装置２０とを備える。制御装置２０は、操舵角検出装置１０が検出した操舵角に関するパラメータとトルク検出装置１１が検出したトルクに関するパラメータとの積に応じた操舵仕事率が予め設定される基準値以上である場合と、操舵仕事率が基準値より小さい場合とで、戻し制御の制御量を変更することを特徴とする。したがって、運転支援装置１、制御装置２０は、運転者の意思を反映させた運転支援を実現することができる、という効果を奏する。
【選択図】図１

Description

本発明は、運転支援装置、及び、制御装置に関する。

車両に搭載される従来の運転支援装置、及び、制御装置として、例えば、特許文献１には、ハンドル操舵状態検出装置が開示されている。このハンドル操舵状態検出装置は、操舵角の時間微分値と操舵トルクとの積を積算した仕事量に応じて運転者によるハンドル操舵状態（操舵時、手放し時、保舵時等）を検出する。

特開２００４−１７５１２２号公報

ところで、上述の特許文献１に記載のハンドル操舵状態検出装置は、例えば、検出結果に応じた運転支援を行う場合、より運転者の意思を反映させた運転支援となるように更なる改善の余地がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、運転者の意思を反映させた運転支援を実現することができる運転支援装置、及び、制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る運転支援装置は、車両の操舵部材への操舵操作に対する運転支援を行う支援装置と、前記操舵部材の操舵角を検出する操舵角検出装置と、前記操舵部材と共に回転する操舵軸部に作用するトルクを検出するトルク検出装置と、前記支援装置を制御し、前記操舵部材の中立位置側への切り戻し操舵操作を補助する戻し制御を実行可能である制御装置とを備え、前記制御装置は、前記操舵角検出装置が検出した操舵角に関するパラメータと前記トルク検出装置が検出したトルクに関するパラメータとの積に応じた操舵仕事率が予め設定される基準値以上である場合と、前記操舵仕事率が前記基準値より小さい場合とで、前記戻し制御の制御量を変更することを特徴とする。

また、上記運転支援装置では、前記制御装置は、前記操舵仕事率が前記基準値以上である場合、前記操舵仕事率が前記基準値より小さい場合と比較して、前記戻し制御の制御量を相対的に小さくするものとすることができる。

また、上記運転支援装置では、前記制御装置は、前記操舵仕事率が前記基準値以上である場合であって前記トルク検出装置が検出したトルクが予め設定される所定トルク以上である場合に、前記操舵仕事率が前記基準値より小さい場合と比較して前記戻し制御の制御量を相対的に小さくするものとすることができる。

また、上記運転支援装置では、前記制御装置は、前記操舵仕事率が前記基準値より小さい場合に、前記操舵仕事率に応じて前記戻し制御の制御量を変更するものとすることができる。

また、上記運転支援装置では、前記制御装置は、前記操舵仕事率が前記基準値より小さい場合に前記戻し制御を継続する一方、前記操舵仕事率が前記基準値以上である場合に、前記操舵仕事率が前記基準値より小さい場合と比較して前記戻し制御を抑制するものとすることができる。

また、上記運転支援装置では、前記操舵仕事率は、前記操舵角検出装置が検出した操舵角に応じた操舵速度と前記トルク検出装置が検出したトルクとの積、又は、前記操舵角検出装置が検出した操舵角と前記トルク検出装置が検出したトルクに応じたトルク微分値との積のいずれか一方又は両方に基づいて算出されるものとすることができる。

上記目的を達成するために、本発明に係る制御装置は、車両の操舵部材への操舵操作に対する運転支援を行う支援装置を制御し、前記操舵部材の中立位置側への切り戻し操舵操作を補助する戻し制御を実行可能である制御装置であって、前記操舵部材の操舵角に関するパラメータと、前記操舵部材と共に回転する操舵軸部に作用するトルクに関するパラメータとの積に応じた操舵仕事率が予め設定される基準値以上である場合と、前記操舵仕事率が前記基準値より小さい場合とで、前記戻し制御の制御量を変更することを特徴とする。

本発明に係る運転支援装置、及び、制御装置は、運転者の意思を反映させた運転支援を実現することができる、という効果を奏する。

図１は、実施形態１に係る運転支援装置の概略構成を表す概略構成図である。 図２は、実施形態１に係るＥＣＵの概略構成の一例を示すブロック図である。 図３は、実施形態１に係る運転支援装置において操舵仕事率が表す意味について説明する線図である。 図４は、実施形態１に係る運転支援装置において操舵仕事率が表す意味について説明する線図である。 図５は、実施形態１に係る運転支援装置を搭載した車両の走行状態の一例を表す模式図である。 図６は、目標戻し制御の補償範囲について説明する線図である。 図７は、実施形態１に係るＥＣＵの目標戻し制御部の概略構成の一例を示すブロック図である。 図８は、実施形態１に係るＥＣＵのトルクゲインマップの一例である。 図９は、実施形態１に係るＥＣＵによる制御の一例を説明するフローチャートである。 図１０は、実施形態１に係るＥＣＵの能動トルクゲインマップの一例である。 図１１は、実施形態１に係るＥＣＵの受動トルクゲインマップの一例である。 図１２は、実施形態２に係るＥＣＵの目標戻し制御部の概略構成の一例を示すブロック図である。 図１３は、実施形態２に係るＥＣＵによる制御の一例を説明するフローチャートである。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態１］
図１は、実施形態１に係る運転支援装置の概略構成を表す概略構成図である。図２は、実施形態１に係るＥＣＵの概略構成の一例を示すブロック図である。図３、図４は、実施形態１に係る運転支援装置において操舵仕事率が表す意味について説明する線図である。図５は、実施形態１に係る運転支援装置を搭載した車両の走行状態の一例を表す模式図である。図６は、目標戻し制御の補償範囲について説明する線図である。図７は、実施形態１に係るＥＣＵの目標戻し制御部の概略構成の一例を示すブロック図である。図８は、実施形態１に係るＥＣＵのトルクゲインマップの一例である。図９は、実施形態１に係るＥＣＵによる制御の一例を説明するフローチャートである。図１０は、実施形態１に係るＥＣＵの能動トルクゲインマップの一例である。図１１は、実施形態１に係るＥＣＵの受動トルクゲインマップの一例である。

図１に示す本実施形態の運転支援装置１は、車両２に搭載され、車両２で運転支援を実行可能であると共に、当該車両２の操舵系の情報に基づいて運転者の操作意思を検出する操作検出装置としての機能も有している。運転支援装置１は、典型的には、操舵系の情報に応じた所定の指標に基づいて、運転者の操作意思を反映した操作として、操舵部材に対する能動操作と、操舵部材に対する受動操作とを区別して判定する。そして、運転支援装置１は、当該判定結果を車両２における各種制御に反映させることで、運転者の意思を反映させた運転支援を実現するものである。

ここで、操舵部材に対する能動操作とは、典型的には、運転者の操作意思が相対的に強く反映された操作である。一方、操舵部材に対する受動操作とは、典型的には、運転者の操舵意思が相対的に弱く反映された操作、例えば、外乱や安定性補償のために対応する消極的な操作である。さらに具体的に言えば、操舵部材に対する能動操作は、例えば、運転者が車両２を目標位置に移動させようとする積極的な操舵操作を含んでもよい。能動操作は、典型的には、能動的に仕事をしている状態、いわゆる筋電が発生している状態、脳から能動的に指令が出ている状態等であり、例えば、操舵部材をにぎって力を入れて操舵し車両２を直進状態から旋回状態に移行させるような操作である。一方、操舵部材に対する受動操作は、例えば、運転者が外乱に対して車両２を目標位置に維持しようとする操舵操作、操舵部材から手を放した手放し操作、又は、車両２の進行方向を一定に維持すべく操舵部材を保持する保舵操作等を含んでもよい。受動操作は、例えば、操舵部材に手を添えて路面外乱等に対応するような操作である。

本実施形態の運転支援装置１は、操舵仕事率に基づいた能動操作と受動操作との判定結果を車両２の操舵系の運転支援制御に反映させる。これにより、運転支援装置１は、例えば、運転者の特性によらない操舵系の運転支援を行う。

具体的には、運転支援装置１は、図１に示すように、車両２に搭載され、当該車両２で運転支援を実行可能である支援装置３と、操舵角検出装置としての操舵角センサ１０と、トルク検出装置としてのトルクセンサ１１と、支援装置３を制御する制御装置としてのＥＣＵ２０とを備える。操舵角センサ１０は、車両２の操舵部材としてのステアリングホイール（以下、特に断りのない限り「ステアリング」と略記する。）４の操舵角を検出する。トルクセンサ１１は、ステアリング４と共に回転する操舵軸部としてのステアリングシャフト（以下、特に断りのない限り「シャフト」と略記する。）５に作用するトルクを検出する。本実施形態の支援装置３は、ステアリング４への操舵操作に対する運転支援を行うものであり、車両２の操舵系を構成する操舵装置３０を含んで構成される。

ここで、操舵装置３０は、車両２に搭載され、車両２の操舵輪４０を操舵するための装置である。本実施形態の操舵装置３０は、車両２の操舵力を電動機等の動力により補助するいわゆる電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）である。操舵装置３０は、運転者からステアリング４に加えられた操舵力に応じた操舵補助力を得られるように電動機等を駆動することにより、運転者のステアリング操作（操舵操作）を補助する。

具体的には、操舵装置３０は、図１に示すように、操舵部材としてのステアリング４と、操舵軸部としてのシャフト５と、Ｒ＆Ｐギヤ機構（以下、特に断りのない限り「ギヤ機構」と略記する。）６と、左右一対のタイロッド７と、操舵アクチュエータとしてのＥＰＳ装置８とを備える。

ステアリング４は、回転軸線Ｘ１周り方向に回転操作可能な部材であり、車両２の運転席に設けられる。運転者は、回転軸線Ｘ１を回転中心としてこのステアリング４を回転操作することでステアリング操作（操舵操作）を行うことができる。つまり、操舵装置３０が搭載された車両２は、運転者によってこのステアリング４が操作されることで、操舵輪４０が操舵（転舵）される。

シャフト５は、ステアリング４の回転軸部をなすものである。シャフト５は、一端がステアリング４と連結され、他端がギヤ機構６と連結される。つまり、ステアリング４は、このシャフト５を介してギヤ機構６に接続される。シャフト５は、運転者によるステアリング４の回転操作に伴って、ステアリング４と共に中心軸線周り方向に回転可能である。シャフト５は、例えば、アッパシャフト、インタミシャフト、ロアシャフトなどの複数の部材に分割されていてもよい。

ギヤ機構６は、シャフト５と一対のタイロッド７とを機械的に連結するものである。ギヤ機構６は、例えば、いわゆるラックアンドピニオン方式の歯車機構を有し、シャフト５の中心軸線周り方向の回転運動を一対のタイロッド７の左右方向（典型的には車両２の車幅方向に相当）の直線的な運動に変換する。

一対のタイロッド７は、それぞれ基端部がギヤ機構６に連結され、先端部をなすタイロッドエンドがナックルアームを介して各操舵輪４０に連結される。つまり、ステアリング４は、シャフト５、ギヤ機構６及び各タイロッド７等を介して各操舵輪４０に連結される。

ＥＰＳ装置８は、上記支援装置３を構成するものであり、ステアリング４への操舵操作に応じて動作する操舵アクチュエータである。ＥＰＳ装置８は、運転者によるステアリング４に対するステアリング操作（操舵操作）を補助するものであり、当該ステアリング操作を補助するためのトルクを発生させるものである。ＥＰＳ装置８は、運転者によりステアリング４に入力される操舵力（トルク）を補助する操舵補助力（アシストトルク）を出力する。言い換えれば、ＥＰＳ装置８は、車両２の操舵輪４０を電動機等によって駆動することで運転者のステアリング操作を支援する。ＥＰＳ装置８は、アシストトルクをシャフト５に作用させることで運転者のステアリング操作をアシストする。ここでアシストトルクは、運転者によりステアリング４に入力される操舵力に相当するトルクを補助するトルクである。

ここでのＥＰＳ装置８は、電動機としてのモータ８ａと、減速機８ｂとを有する。本実施形態のＥＰＳ装置８は、例えば、インタミシャフトなどのシャフト５にモータ８ａが設けられたコラムＥＰＳ装置であり、すなわち、いわゆるコラムアシスト式のアシスト機構である。

モータ８ａは、電力が供給されることで回転動力（モータトルク）を発生させるコラムアシスト用電動モータであり、例えば、操舵補助力としてアシストトルクを発生するものである。モータ８ａは、減速機８ｂ等を介してシャフト５に動力伝達可能に接続され、減速機８ｂ等を介してシャフト５に操舵補助力を付与する。減速機８ｂは、モータ８ａの回転動力を減速してシャフト５に伝達する。

ＥＰＳ装置８は、モータ８ａが回転駆動することにより、モータ８ａが発生させた回転動力（トルク）が減速機８ｂを介してシャフト５に伝達され、これにより操舵アシストを行う。このとき、モータ８ａが発生させた回転動力は、減速機８ｂにて減速されトルクが増大されてシャフト５に伝達される。このＥＰＳ装置８は、後述のＥＣＵ２０に電気的に接続され、モータ８ａの駆動が制御される。

操舵角センサ１０は、上述したようにステアリング４の操舵角を検出するものであり、ステアリングシステムにおける回転角センサである。ここでは、操舵角センサ１０は、絶対角として操舵角を検出する。操舵角センサ１０は、ステアリング４の回転角度である操舵角（ハンドル操舵角）を検出する。操舵角センサ１０が検出する操舵角は、例えば、ステアリング４の中立位置を基準として左回り側が正の値、右回り側が負の値として検出されるが、この逆でもよい。なお、ステアリング４の中立位置とは、操舵角の基準となる位置であり、典型的には、車両２が直進走行する際のステアリング４の位置である。操舵角センサ１０が検出する操舵角は、ステアリング４の中立位置では０°となる。操舵角センサ１０は、ＥＣＵ２０と電気的に接続されており、検出した操舵角に応じた検出信号をＥＣＵ２０に出力する。

なお、運転支援装置１の操舵角検出装置は、操舵角センサ１０に限らず、例えば、モータ８ａのロータ軸の回転角を検出する回転角センサ１２、ギヤ機構６のラックストローク又はピニオン回転角を検出するセンサ（不図示）、操舵輪４０の切れ角を検出するセンサ（不図示）等を用いることもできる。この場合、操舵角検出装置は、例えば、回転角センサ１２など、相対角として操舵角を検出するセンサである場合には、ステアリング４の絶対角を取得可能な機能を別途で有していればよい。

トルクセンサ１１は、上述したようにシャフト５に作用するトルクを検出するものである。ここでは、トルクセンサ１１は、シャフト５に作用するトルク、言い換えれば、シャフト５に生じるトルクを検出する。トルクセンサ１１は、例えば、ＥＰＳ装置８の一部を構成する捩れ部材であるトーションバー（不図示）に作用するトルクを検出する。このトルクセンサ１１により検出されたトルク（以下、「操舵トルク」という場合がある。）は、典型的には、運転者からステアリング４に入力される操舵力に応じてシャフト５に作用するドライバ操舵トルクや操舵輪４０への路面外乱入力等に応じて操舵輪４０側からタイロッドエンドを介してシャフト５に入力される外乱トルクなどが反映されたトルクである。トルクセンサ１１が検出するトルクは、例えば、左回り側が正の値、右回り側が負の値として検出されるが、この逆でもよい。トルクセンサ１１は、ＥＣＵ２０と電気的に接続されており、検出した操舵トルクに応じた検出信号をＥＣＵ２０に出力する。

ＥＣＵ２０は、運転支援装置１を搭載する車両２の各部を制御するものである。ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路である。ＥＣＵ２０は、例えば、上述のトルクセンサ１１、操舵角センサ１０、回転角センサ１２等の種々のセンサやＥＰＳ装置８が電気的に接続される。回転角センサ１２が検出した回転角は、例えば、ＥＣＵ２０によるモータ８ａへの電流制御（出力制御）に用いられる。ここでは、ＥＣＵ２０は、さらに、車速センサ１３等が電気的に接続される。車速センサ１３は、車両２の走行速度である車速を検出するものである。ＥＣＵ２０は、この他、各種電流を検出する電流センサ、車両２に作用する横方向加速度を検出する横Ｇセンサ等の種々のセンサ、検出器等が電気的に接続されていてもよい。

ＥＣＵ２０は、種々のセンサから検出結果に対応した電気信号（検出信号）が入力され、入力された検出結果に応じてＥＰＳ装置８に駆動信号を出力しその駆動を制御する。ＥＣＵ２０は、検出された操舵操作物理量に基づいて、ＥＰＳ装置８が発生させるトルクを調節する制御を実行可能である。

ＥＣＵ２０は、例えば、トルクセンサ１１により検出された操舵トルク等に基づいて、ＥＰＳ装置８を制御し、当該ＥＰＳ装置８が発生させシャフト５に作用させるアシストトルクを調節し制御する。ＥＣＵ２０は、モータ８ａへの供給電流であるモータ供給電流を調節することでモータ８ａの出力トルクを調節し、アシストトルクを調節する。ここでモータ供給電流は、ＥＰＳ装置８が要求される所定のトルクを発生させることができる大きさの電流である。このとき、ＥＣＵ２０は、例えば、回転角センサ１２により検出された回転角等に基づいて、モータ８ａへのモータ供給電流を制御するようにしてもよい。

上記のように構成される操舵装置３０は、運転者からステアリング４に入力された操舵トルクと共に、ＥＣＵ２０の制御によってＥＰＳ装置８が発生させるトルク等がシャフト５に作用する。そして、操舵装置３０は、シャフト５からギヤ機構６を介してタイロッド７に操舵力、操舵補助力が作用すると、このタイロッド７が運転者によるドライバ操舵トルクとＥＰＳ装置８が発生させるトルクとに応じた大きさの軸力によって左右方向に変位し操舵輪４０が転舵される。この結果、操舵装置３０は、運転者からステアリング４に入力される操舵力と、ＥＰＳ装置８が発生させる操舵補助力とによって操舵輪４０を転舵することができ、これにより、運転者によるステアリング操作を補助することができ、ステアリング操作に際して運転者の負担を軽減することができる。

本実施形態のＥＣＵ２０は、例えば、支援装置３を構成する操舵装置３０を用いた操舵系の運転支援に関する制御として、例えば、アシスト制御、ダンピング制御、目標戻し制御等を実行する。ＥＣＵ２０は、上述した種々のセンサによる検出結果に基づいて操舵装置３０のＥＰＳ装置８を制御し、アシスト制御、ダンピング制御、目標戻し制御を実行可能である。これらの制御は、ＥＰＳ装置８が発生させるトルクを調節することで行われる。

アシスト制御は、上述したように、ＥＰＳ装置８によって運転者によるステアリング４に対する操舵操作を補助するアシスト力を発生させる制御である。ダンピング制御は、ＥＰＳ装置８によって操舵装置３０の粘性特性に対応した減衰を模擬するダンピング力を発生させる制御である。操舵装置３０は、ダンピング制御によりステアリング４の操舵速度を抑制する方向へ作用するダンピング力が付与されることで、ステアリング４の操舵速度が抑制される傾向となり、収斂性確保や操舵時の手ごたえを付与することができる。目標戻し制御は、ステアリング４の中立位置側への切り戻し操舵操作を補助する戻し制御である。より詳細には、目標戻し制御は、目標とする操舵速度に応じてＥＰＳ装置８によってステアリング４の中立位置方向にハンドル戻し力（ハンドル戻しトルク）を付与することで、ステアリング４を滑らかに中立位置側に戻す制御である。なお、本実施形態の戻し制御は、目標とする操舵速度に応じた目標戻し制御であるものとして説明するがこれに限らず、目標とする操舵速度にかえて操舵角に応じて中立位置側への切り戻し操舵操作を補助する、いわゆるハンドル戻し制御等であってもよい。

図２は、実施形態１に係るＥＣＵの概略構成の一例を示すブロック図である。ＥＣＵ２０は、例えば、機能概念的に、アシスト制御部２１、ダンピング制御部２２、目標戻し制御部２３、加算器２４等を含んで構成される。

アシスト制御部２１は、アシスト制御における基本アシスト制御量を算出するものである。アシスト制御部２１は、車速センサ１３から車速Ｖに応じた検出信号が入力され、トルクセンサ１１から操舵トルクＴに応じた検出信号が入力される。アシスト制御部２１は、入力された検出信号に基づいて、種々の手法により、基本アシスト制御量として、基本となるアシスト力に応じた目標のアシストトルクを演算する。アシスト制御部２１は、演算した当該基本アシスト制御量に応じた電流指令値信号を加算器２４に出力する。

ダンピング制御部２２は、ダンピング制御におけるダンピング制御量を算出するものである。ダンピング制御部２２は、車速センサ１３から車速Ｖに応じた検出信号が入力され、操舵角センサ１０から操舵角θに基づいた操舵速度θ’に応じた検出信号が入力される。ダンピング制御部２２は、入力された検出信号に基づいて、種々の手法により、ダンピング制御量として、目標のダンピング力に応じたトルクを演算する。ダンピング制御部２２は、演算した当該ダンピング制御量に応じた電流指令値信号を加算器２４に出力する。

目標戻し制御部２３は、目標戻し制御における目標戻し制御量を算出するものである。目標戻し制御部２３は、車速センサ１３から車速Ｖに応じた検出信号が入力され、トルクセンサ１１から操舵トルクＴに応じた検出信号が入力され、操舵角センサ１０から操舵角θに基づいた操舵速度θ’に応じた検出信号が入力され、回転角センサ１２からモータ８ａのロータ軸の回転角に基づいたモータ角速度ωに応じた検出信号が入力され、操舵角センサ１０から操舵角θに応じた検出信号が入力される。目標戻し制御部２３は、入力された検出信号に基づいて、種々の手法により、目標戻し制御量として、目標とする操舵速度に応じたハンドル戻しトルクを演算する。目標戻し制御部２３は、演算した当該目標戻し制御量に応じた電流指令値信号を加算器２４に出力する。

加算器２４は、アシスト制御部２１から基本アシスト制御量に応じた電流指令値信号が入力され、ダンピング制御部２２からダンピング制御量に応じた電流指令値信号が入力され、目標戻し制御部２３から目標戻し制御量に応じた電流指令値信号が入力される。加算器２４は、入力された電流指令値信号に基づいて、基本アシスト制御量とダンピング制御量と目標戻し制御量とを加算した目標の操舵制御量（最終的な目標トルクに相当する電流指令値）を演算する。加算器２４は、演算した当該目標の操舵制御量に応じた電流指令値信号をＥＰＳアシスト指令としてＥＰＳ装置８に出力し、ＥＰＳ装置８のモータ８ａを制御する。これにより、ＥＣＵ２０は、上記のようなアシスト制御、ダンピング制御、及び、目標戻し制御を実現する。

そして、本実施形態のＥＣＵ２０は、操舵系の情報に応じた所定の指標として、操舵角センサ１０が検出した操舵角に関するパラメータとトルクセンサ１１が検出した操舵トルクに関するパラメータとに基づいて、ステアリング４に対する能動操作と、ステアリング４に対する受動操作とを区別して判定する。ここでは、ＥＣＵ２０は、操舵角センサ１０が検出した操舵角に関するパラメータとトルクセンサ１１が検出した操舵トルクに関するパラメータとの積に応じた操舵仕事率に基づいて、能動操作と受動操作とを判定する。ＥＣＵ２０は、能動操作と受動操作とを判定した上でその強さを検出して制御に応用することもできる。

本実施形態のＥＣＵ２０は、判定結果に基づいて、支援装置３を構成する操舵装置３０を制御し、支援装置３による運転支援、ここでは、操舵装置３０を用いた目標戻し制御の制御量を変更する。つまり、ＥＣＵ２０は、操舵角センサ１０が検出した操舵角に関するパラメータとトルクセンサ１１が検出した操舵トルクに関するパラメータとの積に応じた操舵仕事率に基づいて、操舵装置３０を制御し、目標戻し制御の制御量を変更する。例えば、ＥＣＵ２０は、操舵仕事率が予め設定される基準値以上である場合と、当該操舵仕事率が当該基準値より小さい場合とで、当該目標戻し制御の制御量を変更する。

ここで、ＥＣＵ２０による制御に用いられる操舵仕事率について説明する。この操舵仕事率は、典型的には、運転者意思による過渡的な操舵操作を表す傾向にある。

操舵仕事率とは、ステアリング４に対する運転者の操舵操作における仕事率を表す指標であり、単位時間当たりに使われているエネルギを表す物理量である。操舵仕事率Ｐは、時間を「ｔ」とした場合、操舵仕事量Ｗを用いて下記の数式（１）で表すことができる。ここで、操舵仕事量Ｗとは、ステアリング４に対する運転者の操舵操作における仕事を表す指標であり、使われたエネルギを表す物理量である。

Ｐ＝ｄＷ／ｄｔ ・・・ （１）

ここでは、操舵仕事率Ｐは、例えば、操舵角センサ１０が検出した操舵角θに応じた操舵速度（操舵角の微分値に相当）θ’とトルクセンサ１１が検出した操舵トルクＴとの積、又は、操舵角センサ１０が検出した操舵角θとトルクセンサ１１が検出した操舵トルクＴに応じたトルク微分値Ｔ’との積のいずれか一方又は両方に基づいて算出される。操舵速度θ’と操舵トルクＴとの積［θ’・Ｔ］に基づいた操舵仕事率Ｐは、典型的には、運転者意思による過渡的な操舵操作においてコース変更の意思等を反映する傾向にある。一方、操舵角θとトルク微分値Ｔ’との積［θ・Ｔ’］に基づいた操舵仕事率Ｐは、典型的には、運転者意思による過渡的な操舵操作において路面からの逆入力対応の意思等を反映する傾向にある。ＥＣＵ２０は、例えば、操舵仕事率Ｐが予め設定される仕事率基準値（基準値）ＴｈＰ以上である場合にステアリング４に対する能動操作を検出し、操舵仕事率Ｐが当該仕事率基準値ＴｈＰより小さい場合にステアリング４に対する受動操作を検出する。
なお、仕事率基準値ＴｈＰの設定については、後述で詳細に説明する。

ＥＣＵ２０は、操舵速度θ’と操舵トルクＴとの積［θ’・Ｔ］、又は、操舵角θとトルク微分値Ｔ’との積［θ・Ｔ’］のいずれか一方又は両方に基づいて操舵仕事率Ｐを算出し、これに基づいて運転者意思を判定し、支援装置３（操舵装置３０）を用いた制御に反映させる。ＥＣＵ２０は、積［θ’・Ｔ］に基づいた操舵仕事率Ｐと、［θ・Ｔ’］に基づいた操舵仕事率Ｐとのどちらか一方を用いて運転者意思の判定を行ってもよいし、それぞれ個別に算出して両方を用いて運転者意思の判定を行ってもよい。また、ＥＣＵ２０は、積［θ’・Ｔ］に基づいた操舵仕事率と積［θ・Ｔ’］に基づいた操舵仕事率とを合成した操舵仕事率Ｐを算出して、運転者意思の判定を行ってもよい。ＥＣＵ２０は、例えば、下記の数式（２）を用いて操舵仕事率Ｐを算出することができる。

Ｐ＝Ａ・［θ’・Ｔ］＋Ｂ・［θ・Ｔ’］ ・・・ （２）

上記数式（２）において、「Ａ」、「Ｂ」は、係数であり、各種条件や実車評価等に基づいて適宜設定可能な適合値である。ＥＣＵ２０は、上記の数式（２）において、係数Ａ、Ｂを任意に設定することで、例えば、算出される操舵仕事率Ｐの用途、車両２の特性、運転者の特性等に応じて、適宜調節することができる。例えば、運転者意思によるコース変更の意思を反映させて能動操作と受動操作とを判定し運転支援を変更したい場合には、ＥＣＵ２０は、Ａ＝１、Ｂ＝０とすることで、操舵仕事率Ｐの計算式を簡素化することができる。同様に、運転者意思による逆入力対応の意思を反映させて能動操作と受動操作とを判定し運転支援を変更したい場合には、ＥＣＵ２０は、Ａ＝０、Ｂ＝１とすることで、操舵仕事率Ｐの計算式を簡素化することができる。また、ＥＣＵ２０は、係数Ａ、Ｂを任意に調節することで、積［θ’・Ｔ］と積［θ・Ｔ’］とを所望の比率で合成した操舵仕事率Ｐを算出することができる。これにより、ＥＣＵ２０は、操舵仕事率Ｐにおけるそれぞれの意思の反映度合の配分を変更できるため、状況に応じて適切に能動操作と受動操作とを判定し運転支援を変更することが可能となる。

なお、ＥＣＵ２０は、上記の数式（２）に対して、さらに、スティーブンスの法則を適用して操舵仕事率Ｐを算出するようにしてもよい。この場合、ＥＣＵ２０は、例えば、上記の数式（２）の［θ’・Ｔ］にかえて、［ｋ１・θ’^a1・ｋ２・Ｔ^a2］を適用してもよい。同様に、ＥＣＵ２０は、例えば、上記の数式（２）の［θ・Ｔ’］にかえて、［ｋ３・θ^a3・ｋ４・Ｔ’^a4］を適用してもよい。「ｋ１」、「ｋ２」、「ｋ３」、「ｋ４」、「ａ１」、「ａ２」、「ａ３」、「ａ４」は、係数であり、各種条件や実車評価等に基づいて適宜設定可能な適合値である。これにより、ＥＣＵ２０は、例えば、運転者の感覚に対して非線形な物理量を線形に変換することができるので、操舵仕事率Ｐをより運転者の感覚にあわせた値にすることができ、より運転者の感覚にあわせた判定、運転支援が可能となる。

次に図３、図４を参照して上記のようにして算出される操舵仕事率Ｐが表す意味について説明する。図３は、積［θ’・Ｔ］に基づいた操舵仕事率Ｐが表す意味について説明する操舵特性図の一例であり、横軸を操舵トルクＴ、縦軸を操舵速度θ’としている。図４は、積［θ・Ｔ’］に基づいた操舵仕事率Ｐが表す意味について説明する操舵特性図の一例であり、横軸を（操舵）トルク微分値Ｔ’、縦軸を操舵角θとしている。

図３中、複数の点線で示す等ドライバ意図線Ｌ１１は、等ドライバ意図を表す動作点（操舵速度θ’と操舵トルクＴとの組み合わせ）の集合である。ここでは、運転者意図を表す指標として操舵仕事率Ｐを用いることができることから、等ドライバ意図を表す動作点とは、言い換えれば、操舵仕事率Ｐ（すなわち、積［θ’・Ｔ］）が同等である操舵速度θ’と操舵トルクＴとの組み合わせに相当する。つまり、各等ドライバ意図線Ｌ１１は、操舵仕事率Ｐが同等となる操舵速度θ’と操舵トルクＴとの組み合わせの集合である。［θ’・Ｔ］＝Ｐ（一定）とした場合、θ’＝Ｐ／Ｔと変形できるため、各等ドライバ意図線Ｌ１１は、直角双曲線となる。例えば、図３中の動作点Ａと動作点Ｂとは、ともに同一の等ドライバ意図線Ｌ１１上に位置している。このため、動作点Ａにおける操舵速度θ’と操舵トルクＴとの組み合わせと、動作点Ｂにおける操舵速度θ’と操舵トルクＴとの組み合わせとは、運転者が同等の操舵意図で操舵操作しているものと見ることができる。

そして、例えば、運転者によりステアリング４に対して能動操作がなされた場合、操舵速度θ’と操舵トルクＴとの組み合わせで定まる動作点は、図３で表す操舵特性図において領域Ｔ１１の近傍に位置する傾向にある。一方、例えば、運転者によりステアリング４に対して受動操作がなされた場合、操舵速度θ’と操舵トルクＴとの組み合わせで定まる動作点は、図３において領域Ｔ１２、Ｔ１３、Ｔ１４の近傍に位置する傾向にある。より詳細には、受動操作として、運転者により操舵操作自体がなされてないような場合、操舵速度θ’と操舵トルクＴとの組み合わせで定まる動作点は、図３において領域Ｔ１２の近傍に位置する傾向にある。受動操作として、運転者により保舵操作がなされた場合、操舵速度θ’と操舵トルクＴとの組み合わせで定まる動作点は、図３において領域Ｔ１３の近傍に位置する傾向にある。受動操作として、運転者により手放し操作がなされた場合（あるいはジャッキアップ時など軸力なしの場合）、操舵速度θ’と操舵トルクＴとの組み合わせで定まる動作点は、図３において領域Ｔ１４の近傍に位置する傾向にある。

図３のような各動作点と各領域Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ１３、Ｔ１４との関係は、実車評価等に応じて予めその傾向を特定することができる。したがって、ＥＣＵ２０は、検出された操舵速度θ’と操舵トルクＴとの組み合わせで定まる動作点が、図３で表す操舵特性図において位置する領域に応じて、運転者の意思を判定することができる。つまり、ＥＣＵ２０は、例えば、操舵速度θ’と操舵トルクＴとの組み合わせで定まる動作点が領域Ｔ１１にある場合には運転者が能動操作を行ったものと推定、判別することができる。

そして、上記で説明した能動操作と受動操作との判別に用いる仕事率基準値ＴｈＰは、能動操作を行った際の操舵仕事率Ｐと、受動操作を行った際の操舵仕事率Ｐとに基づいて予め設定される。ここでは、例えば、図３で表す操舵特性図に基づいて、第１仕事率基準値ＴｈＰ１が設定される。この第１仕事率基準値ＴｈＰ１は、積［θ’・Ｔ］に基づいた操舵仕事率Ｐに対して設定される仕事率基準値ＴｈＰである。第１仕事率基準値ＴｈＰ１は、図３で表す操舵特性図において、能動操作の領域と受動操作の領域との境界に位置する等ドライバ意図線Ｌ１１に基づいて設定することができる。すなわち、例えば、実車評価等に基づいて能動操作の領域と受動操作の領域との境界に位置する等ドライバ意図線Ｌ１１（あるいは、操舵速度θ’と操舵トルクＴとの組み合わせで定まる動作点）を特定する。そして、当該特定した等ドライバ意図線Ｌ１１（あるいは動作点）が表す操舵仕事率Ｐ（積［θ’・Ｔ］）を第１仕事率基準値ＴｈＰ１とする。

同様に、図４中、複数の点線で示す等ドライバ意図線Ｌ２１は、等ドライバ意図を表す動作点（操舵角θとトルク微分値Ｔ’との組み合わせ）の集合である。等ドライバ意図を表す動作点とは、言い換えれば、操舵仕事率Ｐ（すなわち、積［θ・Ｔ’］）が同等である操舵角θとトルク微分値Ｔ’との組み合わせに相当する。つまり、各等ドライバ意図線Ｌ２１は、操舵仕事率Ｐが同等となる操舵角θとトルク微分値Ｔ’との組み合わせの集合である。［θ・Ｔ’］＝Ｐ（一定）とした場合、θ＝Ｐ／Ｔ’と変形できるため、各等ドライバ意図線Ｌ２１は、直角双曲線となる。

そして、例えば、運転者によりステアリング４に対して能動操作がなされた場合、操舵角θとトルク微分値Ｔ’との組み合わせで定まる動作点は、図４で表す操舵特性図において領域Ｔ２１の近傍に位置する傾向にある。一方、例えば、運転者によりステアリング４に対して受動操作がなされた場合、操舵角θとトルク微分値Ｔ’との組み合わせで定まる動作点は、図４において領域Ｔ２２、Ｔ２３、Ｔ２４の近傍に位置する傾向にある。より詳細には、受動操作として、運転者により操舵操作自体がなされてないような場合、操舵角θとトルク微分値Ｔ’との組み合わせで定まる動作点は、図４において領域Ｔ２２の近傍に位置する傾向にある。受動操作として、運転者により外乱に対して保舵操作がなされた場合、操舵角θとトルク微分値Ｔ’との組み合わせで定まる動作点は、図４において領域Ｔ２３の近傍に位置する傾向にある。受動操作として、運転者により旋回時に保舵操作がなされた場合、操舵角θとトルク微分値Ｔ’との組み合わせで定まる動作点は、図４において領域Ｔ２４の近傍に位置する傾向にある。

図４のような各動作点と各領域Ｔ２１、Ｔ２２、Ｔ２３、Ｔ２４との関係は、実車評価等に応じて予めその傾向を特定することができる。したがって、ＥＣＵ２０は、検出された操舵角θとトルク微分値Ｔ’との組み合わせで定まる動作点が、図４で表す操舵特性図において位置する領域に応じて、運転者の意思を判定することができる。

そして、ここでは、例えば、図４で表す操舵特性図に基づいて、第２仕事率基準値ＴｈＰ２が設定される。この第２仕事率基準値ＴｈＰ２は、積［θ・Ｔ’］に基づいた操舵仕事率Ｐに対して設定される仕事率基準値ＴｈＰである。第２仕事率基準値ＴｈＰ２は、図４で表す操舵特性図において、能動操作の領域と受動操作の領域との境界に位置する等ドライバ意図線Ｌ２１に基づいて設定することができる。すなわち、例えば、実車評価等に基づいて能動操作の領域と受動操作の領域との境界に位置する等ドライバ意図線Ｌ２１（あるいは、操舵角θとトルク微分値Ｔ’との組み合わせで定まる動作点）を特定する。そして、当該特定した等ドライバ意図線Ｌ２１（あるいは動作点）が表す操舵仕事率Ｐ（積［θ・Ｔ’］）を第２仕事率基準値ＴｈＰ２とする。

なお、仕事率基準値ＴｈＰは、上記の数式（２）等を用いて積［θ’・Ｔ］と積［θ・Ｔ’］とを所望の比率で合成した操舵仕事率Ｐを算出し、能動操作と受動操作とを判定する場合も、上記と同様にして設定すればよい。

そして、ＥＣＵ２０は、例えば、上記のように設定される仕事率基準値ＴｈＰと、数式（２）等を用いて算出した操舵仕事率Ｐとに基づいて、操舵仕事率Ｐが仕事率基準値ＴｈＰ以上である場合に能動操作を検出し、操舵仕事率Ｐが仕事率基準値ＴｈＰより小さい場合に受動操作を検出する。そして、ＥＣＵ２０は、能動操作の場合と受動操作の場合とで、操舵装置３０を用いた目標戻し制御の制御量を変更する。つまり、ＥＣＵ２０は、言い換えれば、操舵仕事率Ｐが仕事率基準値ＴｈＰ以上である場合と、操舵仕事率Ｐが仕事率基準値ＴｈＰより小さい場合とで、操舵装置３０を用いた目標戻し制御の制御量を変更する。ＥＣＵ２０は、例えば、積［θ’・Ｔ］に基づいた操舵仕事率Ｐと、積［θ・Ｔ’］に基づいた操舵仕事率Ｐとをそれぞれ個別に算出して目標戻し制御の制御量変更を行う場合、仕事率基準値ＴｈＰとして、上述の第１仕事率基準値ＴｈＰ１、第２仕事率基準値ＴｈＰ２をそれぞれ用いればよい。

また、操舵仕事率Ｐの大きさは、運転者意思（能動操作の意思、受動操作の意思）の強さを表すものでもある。したがって、ＥＣＵ２０は、算出した操舵仕事率Ｐの大きさを目標戻し制御の制御量に反映するようにしてもよい。つまり、ＥＣＵ２０は、操舵仕事率Ｐに基づいて、支援装置３を構成する操舵装置３０のＥＰＳ装置８（操舵アクチュエータ）の制御量（アシストトルク、モータ供給電流等）を変更するようにしてもよい。これにより、ＥＣＵ２０は、操舵仕事率Ｐを通じて検出した運転者意思の強さを目標戻し制御に反映させることができ、運転者意思の強さを補償し当該運転者意思の強さに応じた運転支援を行うことができる。

本実施形態のＥＣＵ２０は、上記で説明したように、操舵仕事率Ｐと仕事率基準値ＴｈＰに基づいて、能動操作の場合と受動操作の場合とで、目標戻し制御の制御量を変更する。

ここで、例えば、図５に例示するように、この運転支援装置１が搭載された車両２が高速道路ランプウェイ等を走行している場合を例に挙げて説明する。この場合の、目標戻し制御の補償範囲について図６を参照して説明する。図６中、向って左上の表に、例えば、操舵トルクＴの大小に応じて目標戻し制御の有無を判定する比較例に係るＥＣＵによる目標戻し制御の補償範囲を示す。この場合、比較例に係るＥＣＵは、車両２が高速道路ランプウェイ等を走行している際に、操舵角θの絶対値が所定より大きく、操舵トルクＴの絶対値が所定より小さければ（０の場合も含む）、手放し操作であるものと判定する。この場合、比較例に係るＥＣＵは、目標戻し制御を行うことで、手放しでの切り戻し操舵操作を補助するという制御効果を得ることができる。一方、比較例に係るＥＣＵは、操舵角θの絶対値が所定より大きく、操舵トルクＴが所定より大きければ、切り込み操作であるものと判定する。この場合、比較例に係るＥＣＵは、当該切り込み操作時は能動動作、受動操作を問わず目標戻し制御を行わない。

しかしながら、このような切り込み操作時であった場合でも、状況によっては目標戻し制御を行ってハンドル戻り特性を向上させたい場面も存在するが、操舵トルクＴの大小に応じた目標戻し制御の有無判定では細かな制御の切り分けが難しい傾向にある。例えば、運転者の能動的な意思によりさらに切り込んで曲がりたい場合等、能動操作がなされた場合には目標戻し制御を抑制することで、すっきりとした操舵特性にすることが可能である。一方、例えば、外乱等による車両挙動変化に対して受動的にトルクをかける場合等、受動操作がなされた場合には目標戻し制御を継続することで、切り戻し操舵操作を補助しハンドル戻り特性を向上させるが可能である。

そこで、本実施形態のＥＣＵ２０は、上記のように、操舵仕事率Ｐと仕事率基準値ＴｈＰに基づいて、運転者の能動操作と受動操作とを判別し、能動操作の場合と受動操作の場合とで、目標戻し制御の制御量を変更する。ＥＣＵ２０は、操舵仕事率Ｐが仕事率基準値ＴｈＰ以上である場合にステアリング４に対する能動操作に対応する目標戻し制御（運転支援）とし、操舵仕事率Ｐが仕事率基準値ＴｈＰより小さい場合にステアリング４に対する受動操作に対応する目標戻し制御（運転支援）とする。これにより、ＥＣＵ２０は、運転者の意思を反映させた運転支援の実現を図っている。

ここでは、ＥＣＵ２０は、能動操作と受動操作の判定のための指標、すなわち、操舵仕事率Ｐとして、積［θ’・Ｔ］に基づいた操舵仕事率Ｐ１、及び、積［θ・Ｔ’］に基づいた操舵仕事率Ｐ２を用い、仕事率基準値ＴｈＰとして、第１仕事率基準値ＴｈＰ１、及び、第２仕事率基準値ＴｈＰ２を用いる。ＥＣＵ２０は、操舵仕事率Ｐ１が第１仕事率基準値ＴｈＰ１以上である場合、又は、操舵仕事率Ｐ２が第２仕事率基準値ＴｈＰ２以上である場合に、運転者により能動操作がなされたものと判定する。ＥＣＵ２０は、操舵仕事率Ｐ１が第１仕事率基準値ＴｈＰ１より小さく、かつ、操舵仕事率Ｐ２が第２仕事率基準値ＴｈＰ２より小さい場合に、運転者により受動操作がなされたものと判定する。

そして、ＥＣＵ２０は、図６中、向って右下の目標戻し制御の補償範囲に関する表に示すように、運転者により受動操作がなされたものと判定した場合に目標戻し制御を継続する一方、運転者により能動操作がなされたものと判定した場合に、受動操作がなされたものと判定した場合と比較して目標戻し制御を抑制する。つまり、ＥＣＵ２０は、操舵仕事率Ｐ（操舵仕事率Ｐ１、操舵仕事率Ｐ２）が仕事率基準値ＴｈＰ（第１仕事率基準値ＴｈＰ１、第２仕事率基準値ＴｈＰ２）より小さい場合に目標戻し制御を継続する一方、操舵仕事率Ｐが仕事率基準値ＴｈＰ以上である場合に、操舵仕事率Ｐが仕事率基準値ＴｈＰより小さい場合と比較して目標戻し制御を抑制する。

具体的には、ＥＣＵ２０は、操舵角センサ１０が検出した操舵角θに関するパラメータとトルクセンサ１１が検出した操舵トルクＴに関するパラメータとの積に応じた操舵仕事率Ｐが予め設定される仕事率基準値ＴｈＰ以上である場合、操舵仕事率Ｐが仕事率基準値ＴｈＰより小さい場合と比較して、目標戻し制御の目標戻し制御量を相対的に小さくすることで、目標戻し制御を抑制する。つまり、ＥＣＵ２０は、典型的には、操舵仕事率Ｐ（操舵仕事率Ｐ１、操舵仕事率Ｐ２）と仕事率基準値ＴｈＰ（第１仕事率基準値ＴｈＰ１、第２仕事率基準値ＴｈＰ２）に基づいて、運転者によって能動操作がなされたと判定できる場合、運転者によって受動操作がなされたと判定できる場合と比較して、目標戻し制御量を相対的に小さくすることで、目標戻し制御を抑制する。

ここでは、ＥＣＵ２０は、一例として、操舵仕事率Ｐ（操舵仕事率Ｐ１、操舵仕事率Ｐ２）が仕事率基準値ＴｈＰ（第１仕事率基準値ＴｈＰ１、第２仕事率基準値ＴｈＰ２）以上である場合であってトルクセンサ１１が検出した操舵トルクＴが予め設定される所定トルク以上である場合に、操舵仕事率Ｐが仕事率基準値ＴｈＰより小さい場合と比較して目標戻し制御量を相対的に小さくすることで、目標戻し制御を抑制する。

一方、ＥＣＵ２０は、操舵仕事率Ｐ（操舵仕事率Ｐ１、操舵仕事率Ｐ２）が仕事率基準値ＴｈＰ（第１仕事率基準値ＴｈＰ１、第２仕事率基準値ＴｈＰ２）より小さい場合に、操舵仕事率Ｐに応じて目標戻し制御量を変更することで、目標戻し制御を継続する。すなわちこの場合、ＥＣＵ２０は、操舵トルクＴが予め設定される所定トルク以上である場合であっても目標戻し制御を継続し、目標戻し制御量を操舵仕事率Ｐに応じて調節する。

本実施形態のＥＣＵ２０は、例えば、目標戻し制御部２３が目標戻し制御量を算出する際に用いるトルクゲインを、操舵仕事率Ｐに基づいて可変とすることで、操舵仕事率Ｐに基づいて目標戻し制御の制御量を変更する。

図７は、目標戻し制御部２３の概略構成の一例を示すブロック図である。目標戻し制御部２３は、例えば、機能概念的に、操舵速度目標値演算部２３ａ、減算器２３ｂ、Ｐ制御量演算部２３ｃ、車速ゲイン演算部２３ｄ、微分演算部２３ｅ、指標演算部２３ｆ、能動・受動判定部２３ｇ、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）２３ｈ、トルクゲイン演算部２３ｉ、乗算器２３ｊ、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）２３ｋ、ガード処理部２３ｌ等を含んで構成される。

操舵速度目標値演算部２３ａは、目標戻し制御における目標とする操舵速度（目標の操舵角速度）を演算するものである。操舵速度目標値演算部２３ａは、操舵角センサ１０から操舵角θに応じた検出信号が入力される。操舵速度目標値演算部２３ａは、入力された検出信号に基づいて、目標の操舵速度を演算し、当該目標の操舵速度に応じた演算信号を減算器２３ｂに出力する。操舵速度目標値演算部２３ａは、例えば、目標操舵速度マップ（あるいはこれに相当する数式モデル）等に基づいて、操舵角θから目標の操舵速度を演算する。操舵速度目標値演算部２３ａは、典型的には、操舵角θが０（中立位置）のときに目標の操舵速度を０とし、操舵角θの絶対値の増加に伴って中立方向側への目標の操舵速度の絶対値を大きくする。

減算器２３ｂは、操舵速度目標値演算部２３ａから目標の操舵速度に応じた演算信号が入力され、回転角センサ１２からモータ８ａのロータ軸の回転角に応じたモータ角速度ωに応じた検出信号が入力される。減算器２３ｂは、入力された演算信号、検出信号に基づいて、フィードバック制御量として、目標の操舵速度から現在のモータ角速度ωを減算した目標操舵速度差分値Δθ’を演算する。減算器２３ｂは、演算した当該目標操舵速度差分値Δθ’に応じた演算信号をＰ制御量演算部２３ｃに出力する。

Ｐ制御量演算部２３ｃは、いわゆるＰＩＤ制御（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｉｎｔｅｇｒａｌ Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ)の制御量を演算するものである。Ｐ制御量演算部２３ｃは、減算器２３ｂから目標の操舵速度と現在のモータ角速度ωとの差分である目標操舵速度差分値Δθ’に応じた演算信号が入力される。Ｐ制御量演算部２３ｃは、入力された演算信号に基づいて、目標戻し制御量の基本となる目標のハンドル戻しトルクを演算する。Ｐ制御量演算部２３ｃは、演算した当該目標のハンドル戻しトルクに応じた電流指令値信号を乗算器２３ｊに出力する。

車速ゲイン演算部２３ｄは、目標戻し制御量を算出する際に用いる車速ゲインを演算するものである。車速ゲイン演算部２３ｄは、車速センサ１３から車速Ｖに応じた検出信号が入力される。車速ゲイン演算部２３ｄは、入力された検出信号に基づいて、車速ゲインを演算し、当該車速ゲインに応じたゲイン信号を乗算器２３ｊに出力する。車速ゲイン演算部２３ｄは、例えば、車速ゲインマップ（あるいはこれに相当する数式モデル）等に基づいて、車速Ｖから車速ゲインを演算する。車速ゲイン演算部２３ｄは、典型的には、車速Ｖの増加に伴って車速ゲインを小さくする。これにより、ＥＣＵ２０は、車速Ｖの増加に伴って目標戻し制御量を相対的に小さくすることができる。

微分演算部２３ｅは、操舵トルクＴのトルク微分値Ｔ’を演算するものである。微分演算部２３ｅは、トルクセンサ１１から操舵トルクＴに応じた検出信号が入力される。微分演算部２３ｅは、入力された検出信号に基づいて、操舵トルクＴのトルク微分値Ｔ’を演算し、当該トルク微分値Ｔ’に応じた演算信号を指標演算部２３ｆに出力する。

指標演算部２３ｆは、能動操作と受動操作の判定のための指標を演算するものである。指標演算部２３ｆは、操舵角センサ１０から操舵角θに基づいた操舵速度θ’に応じた検出信号が入力され、トルクセンサ１１から操舵トルクＴに応じた検出信号が入力され、操舵角センサ１０から操舵角θに応じた検出信号が入力され、微分演算部２３ｅからトルク微分値Ｔ’に応じた演算信号が入力される。本実施形態の指標演算部２３ｆは、当該指標として、積［θ’・Ｔ］に基づいた操舵仕事率Ｐ１を演算する第１仕事率演算部２３ｍ、積［θ・Ｔ’］に基づいた操舵仕事率Ｐ２を演算する第２仕事率演算部２３ｎを含んで構成される。なお、指標演算部２３ｆは、これに限らず、第１仕事率演算部２３ｍ、第２仕事率演算部２３ｎのうちのいずれかを備えない構成でもよいし、積［θ’・Ｔ］と積［θ・Ｔ’］とを合成した操舵仕事率Ｐを演算する演算部を含んで構成されてもよい。

第１仕事率演算部２３ｍは、操舵角センサ１０から操舵角θに基づいた操舵速度θ’に応じた検出信号が入力され、トルクセンサ１１から操舵トルクＴに応じた検出信号が入力される。第１仕事率演算部２３ｍは、入力された検出信号に基づいて、現在の制御周期での操舵速度θ’（ｔ）と現在の制御周期での操舵トルクＴ（ｔ）との積を演算することで操舵仕事率Ｐ１を演算する。第１仕事率演算部２３ｍは、演算した当該操舵仕事率Ｐ１に応じた演算信号を能動・受動判定部２３ｇに出力する。

第２仕事率演算部２３ｎは、操舵角センサ１０から操舵角θに応じた検出信号が入力され、微分演算部２３ｅからトルク微分値Ｔ’に応じた演算信号が入力される。第２仕事率演算部２３ｎは、入力された検出信号、演算信号に基づいて、現在の制御周期での操舵角θ（ｔ）と現在の制御周期でのトルク微分値Ｔ’（ｔ）との積を演算することで操舵仕事率Ｐ２を演算する。第２仕事率演算部２３ｎは、演算した当該操舵仕事率Ｐ２に応じた演算信号を能動・受動判定部２３ｇに出力する。

能動・受動判定部２３ｇは、運転者の能動操作／受動操作を判別するものである。能動・受動判定部２３ｇは、第１仕事率演算部２３ｍから操舵仕事率Ｐ１に応じた演算信号が入力され、第２仕事率演算部２３ｎから操舵仕事率Ｐ２に応じた演算信号が入力される。能動・受動判定部２３ｇは、入力された演算信号と、上記で説明したようにして予め設定された第１仕事率基準値ＴｈＰ１、第２仕事率基準値ＴｈＰ２に基づいて運転者により能動操作がなされたか否かを判定する。

ここでは、能動・受動判定部２３ｇは、下記の条件１、２のうちの１つ以上を満たしている期間が予め設定された所定期間継続したと判定した場合に、運転者により能動操作がなされたものと判定する。一方、能動・受動判定部２３ｇは、下記の条件１、２のうちの１つ以上を満たしている期間が所定期間に満たないと判定した場合、下記の条件１、２のいずれも満たしていないと判定した場合に、運転者により受動操作がなされたものと判定する。なお、上記所定期間は、例えば、能動操作と受動操作とを確実に判別することができる期間として予め設定されればよい。

（条件１）操舵仕事率Ｐ１が第１仕事率基準値ＴｈＰ１以上である（Ｐ１≧ＴｈＰ１）。

（条件２）操舵仕事率Ｐ２が第２仕事率基準値ＴｈＰ２以上である（Ｐ２≧ＴｈＰ２）。

なおここでは、能動・受動判定部２３ｇは、上記の条件１、２のうちの１つ以上を満たしている期間が予め設定された所定期間継続したと判定した場合に、運転者により能動操作がなされたものと判定するものとして説明したがこれに限らない。能動・受動判定部２３ｇは、例えば、上記の条件１、２をすべて満たしている期間が所定期間継続したと判定した場合に、運転者により能動操作がなされたものと判定するようにしてもよい。

そして、能動・受動判定部２３ｇは、上記判定結果に応じた判定信号と共に受動操作の強さを表す指標に応じた演算信号をＬＰＦ２３ｈに出力する。ここで、上述したように、操舵仕事率Ｐの大きさは、運転者意思（能動操作の意思、受動操作の意思）の強さを表すものでもある。したがってここでは、能動・受動判定部２３ｇは、受動操作の強さを表す指標として、操舵仕事率Ｐに応じた演算信号をＬＰＦ２３ｈに出力する。受動操作の強さを表す指標は、操舵仕事率Ｐが相対的に大きいほど（操舵仕事率Ｐが仕事率基準値ＴｈＰより小さく絶対値が相対的に小さいほど）受動操作の意思が相対的に弱い（小さい）ことを表し、操舵仕事率Ｐが相対的に小さいほど（操舵仕事率Ｐが仕事率基準値ＴｈＰより小さく絶対値が相対的に大きいほど）受動操作の意思が相対的に強い（大きい）ことを表す。能動・受動判定部２３ｇは、受動操作の強さを表す操舵仕事率Ｐとして、第１仕事率演算部２３ｍから入力された操舵仕事率Ｐ１、第２仕事率演算部２３ｎから入力された操舵仕事率Ｐ２、あるいは、上述した数式（２）に基づいて積［θ’・Ｔ］と積［θ・Ｔ’］とを合成した操舵仕事率Ｐに応じた演算信号をＬＰＦ２３ｈに出力する。この場合、係数Ａ、Ｂは、任意の値に設定されればよい。

そして、ＬＰＦ２３ｈは、能動・受動判定部２３ｇから能動操作についての判定結果に応じた判定信号、及び、受動操作の強さを表す指標（操舵仕事率Ｐ）に応じた演算信号が入力される。ＬＰＦ２３ｈは、入力された受動操作の強さを表す指標（操舵仕事率Ｐ）に応じた演算信号に対して、制御の安定化のためノイズ除去を目的として所定の低周波数成分以外の周波数成分を除去するフィルタ処理を行う。ＬＰＦ２３ｈは、能動操作についての判定結果に応じた判定信号、及び、当該フィルタ処理を施した当該演算信号をトルクゲイン演算部２３ｉに出力する。

トルクゲイン演算部２３ｉは、目標戻し制御量を算出する際に用いるトルクゲインを演算するものである。トルクゲイン演算部２３ｉは、トルクセンサ１１から操舵トルクＴに応じた検出信号が入力され、ＬＰＦ２３ｈから能動操作についての判定結果に応じた判定信号、及び、受動操作の強さを表す指標（操舵仕事率Ｐ）に応じた演算信号（フィルタ処理後の信号）が入力される。トルクゲイン演算部２３ｉは、入力された検出信号、判定信号、演算信号に基づいて、トルクゲインを演算し、当該トルクゲインに応じたゲイン信号を乗算器２３ｊに出力する。

トルクゲイン演算部２３ｉは、能動・受動判定部２３ｇによって、運転者により能動操作がなされたものと判定された場合、操舵トルクＴが予め設定される所定トルク以上であるならば、運転者により受動操作がなされたものと判定される場合と比較してトルクゲインを相対的に低減する。これにより、ＥＣＵ２０は、操舵仕事率Ｐ（操舵仕事率Ｐ１、操舵仕事率Ｐ２）が仕事率基準値ＴｈＰ（第１仕事率基準値ＴｈＰ１、第２仕事率基準値ＴｈＰ２）以上である場合であって操舵トルクＴが所定トルク以上である場合に、操舵仕事率Ｐが仕事率基準値ＴｈＰより小さい場合と比較して目標戻し制御量を相対的に小さくすることができる。

一方、トルクゲイン演算部２３ｉは、能動・受動判定部２３ｇによって、運転者により受動操作がなされたものと判定された場合、受動操作の強さを表す指標（操舵仕事率Ｐ）に応じてトルクゲインを変更する。これにより、ＥＣＵ２０は、操舵仕事率Ｐ（操舵仕事率Ｐ１、操舵仕事率Ｐ２）が仕事率基準値ＴｈＰ（第１仕事率基準値ＴｈＰ１、第２仕事率基準値ＴｈＰ２）より小さい場合に、操舵仕事率Ｐに応じて目標戻し制御量を変更することができる。

一例として、トルクゲイン演算部２３ｉは、例えば、図８で例示するようなトルクゲインマップ（あるいはこれに相当する数式モデル）ｍ１に基づいて、操舵トルクＴからトルクゲインを演算する。ここでは、トルクゲインマップｍ１は、横軸が操舵トルクＴ、縦軸がトルクゲインを示す。トルクゲインマップｍ１は、操舵トルクＴとトルクゲインとの関係を記述したものである。トルクゲインマップｍ１は、操舵トルクＴとトルクゲインとの関係が実車評価等を踏まえて予め設定された上で、ＥＣＵ２０の記憶部に格納されている。

図８に例示するトルクゲインマップｍ１では、線Ｌ３１が運転者により能動操作がなされたものと判定された場合のトルクゲインを表し、線Ｌ３２が運転者により受動操作がなされたものと判定された場合のトルクゲインを表している。線Ｌ３２は、受動操作の強さを表す指標（操舵仕事率Ｐ）に応じて複数本設定されている。トルクゲインは、運転者により能動操作がなされたものと判定された場合、すなわち、操舵仕事率Ｐ（操舵仕事率Ｐ１、操舵仕事率Ｐ２）が仕事率基準値ＴｈＰ（第１仕事率基準値ＴｈＰ１、第２仕事率基準値ＴｈＰ２）以上である場合には、線Ｌ３１に示すように、操舵トルクＴが所定トルク未満の領域では一定であり、操舵トルクＴが所定トルク以上の領域では当該操舵トルクＴの増加に伴って減少し最終的に０となる。ここで、所定トルクは、例えば、実車評価等に応じて予め任意に設定されればよい。また、トルクゲインは、運転者により受動操作がなされたものと判定された場合、すなわち、操舵仕事率Ｐが仕事率基準値ＴｈＰより小さい場合には、線Ｌ３２に示すように、操舵トルクＴが上記所定トルク未満の領域では運転者により能動操作がなされた場合と同等であり、操舵トルクＴが上記所定トルク以上の領域では０より大きく、運転者により能動操作がなされた場合のトルクゲインより大きな値に設定される。そして、トルクゲインは、運転者により受動操作がなされたものと判定された場合、受動操作の強さを表す指標の減少（操舵仕事率Ｐの増加）に伴って減少すると共に、少なくとも操舵トルクＴが上限トルク（上限トルク＞所定トルク）以上の領域で一定となる。ここで、上限トルクは、例えば、実車評価等に応じて予め任意に設定されればよい。トルクゲイン演算部２３ｉは、運転者により能動操作がなされたものと判定された場合、トルクゲインマップｍ１の線Ｌ３１に基づいて、操舵トルクＴから能動操作時のトルクゲイン（以下、「能動トルクゲイン」という場合がある。）を算出し、当該能動トルクゲインに応じたゲイン信号を乗算器２３ｊに出力する。トルクゲイン演算部２３ｉは、運転者により受動操作がなされたものと判定された場合、トルクゲインマップｍ１の線Ｌ３２に基づいて、操舵トルクＴから受動操作時のトルクゲイン（以下、「受動トルクゲイン」という場合がある。）を算出し、当該受動トルクゲインに応じたゲイン信号を乗算器２３ｊに出力する。

乗算器２３ｊは、目標のハンドル戻しトルクに応じた電流指令値信号を、車速ゲイン、及び、トルクゲインによって増幅するものである。乗算器２３ｊは、Ｐ制御量演算部２３ｃから基本となる目標のハンドル戻しトルクに応じた電流指令値信号が入力され、車速ゲイン演算部２３ｄから車速ゲインに応じたゲイン信号が入力され、トルクゲイン演算部２３ｉからトルクゲインに応じたゲイン信号が入力される。乗算器２３ｊは、目標のハンドル戻しトルクに応じた電流指令値信号に車速ゲイン及びトルクゲインを乗算して増幅し、車速ゲイン及びトルクゲインによって補正された目標ハンドル戻しトルクを演算し、当該補正された目標ハンドル戻しトルクに応じた電流指令値信号をＬＰＦ２３ｋに出力する。

このとき、乗算器２３ｊは、運転者により能動操作がなされたものと判定された場合、すなわち、操舵仕事率Ｐが仕事率基準値ＴｈＰ以上である場合には、トルクゲイン演算部２３ｉによって算出された上述の能動トルクゲインを用いて補正後の目標ハンドル戻しトルクを算出する。この結果、ＥＣＵ２０は、運転者により受動操作がなされたものと判定された場合（操舵仕事率Ｐが仕事率基準値ＴｈＰより小さい場合）と比較して、補正後の目標ハンドル戻しトルクを相対的に小さくすることができ、ひいては、最終的な目標戻し制御量を相対的に小さくすることができる。

一方、乗算器２３ｊは、運転者により受動操作がなされたものと判定された場合、すなわち、操舵仕事率Ｐが仕事率基準値ＴｈＰより小さい場合には、トルクゲイン演算部２３ｉによって算出された上述の受動トルクゲインを用いて補正後の目標ハンドル戻しトルクを算出する。この結果、ＥＣＵ２０は、受動操作の強さを表す指標である操舵仕事率Ｐに応じて補正後の目標ハンドル戻しトルクを調節することができ、ひいては、運転者の意思に応じて最終的な目標戻し制御量を調節することができる。

ＬＰＦ２３ｋは、乗算器２３ｊから補正された目標ハンドル戻しトルクに応じた電流指令値信号が入力される。ＬＰＦ２３ｋは、入力された目標ハンドル戻しトルクに応じた電流指令値信号に対して、制御の安定化のためノイズ除去を目的として所定の低周波数成分以外の周波数成分を除去するフィルタ処理を行う。ＬＰＦ２３ｋは、当該フィルタ処理を施した電流指令値信号をガード処理部２３ｌに出力する。

ガード処理部２３ｌは、ＬＰＦ２３ｋからフィルタ処理後の目標ハンドル戻しトルクに応じた電流指令値信号が入力される。ガード処理部２３ｌは、当該フィルタ処理後の目標ハンドル戻しトルクに応じた電流指令値信号に対して、目標戻し制御量の急変を抑制するため所定の上下限値に基づいてガード処理を施して、最終的な目標戻し制御量を演算し、当該目標戻し制御量（ガード処理後の最終的な目標ハンドル戻しトルク）に応じた電流指令値信号を加算器２４に出力する。

この結果、このＥＣＵ２０は、能動操作がなされた場合、受動操作がなされた場合等に、それぞれに応じて運転者の意思を反映させた目標戻し制御を実現することが可能となる。すなわち、ＥＣＵ２０は、運転者により受動操作がなされたものと判定した場合に目標戻し制御を継続する一方、運転者により能動操作がなされたものと判定した場合に、受動操作がなされたものと判定した場合と比較して目標戻し制御を抑制し、例えば、目標戻し制御を行わないようにすることができる。

次に、図９を参照してＥＣＵ２０による制御の一例を説明する。なお、これらの制御ルーチンは、数ｍｓないし数十ｍｓ毎の制御周期で繰り返し実行される。

まず、ＥＣＵ２０は、操舵角センサ１０、トルクセンサ１１の検出結果に基づいて、操舵トルクＴ、操舵速度θ’、操舵角θを計測する（ステップＳＴ１）。

次に、ＥＣＵ２０は、ステップＳＴ１で計測された操舵トルクＴに基づいて、トルク微分値Ｔ’＝ｄＴ／ｄｔを演算する（ステップＳＴ２）。

次に、ＥＣＵ２０は、ステップＳＴ１で計測された操舵トルクＴ、操舵速度θ’、操舵角θ、ステップＳＴ２で演算されたトルク微分値Ｔ’に基づいて、現在の制御周期での操舵仕事率Ｐ１＝θ’（ｔ）・Ｔ（ｔ）、操舵仕事率Ｐ２＝θ（ｔ）・Ｔ’（ｔ）を演算する（ステップＳＴ３）。

次に、ＥＣＵ２０は、ステップＳＴ３で演算された操舵仕事率Ｐ１、操舵仕事率Ｐ２に基づいて、運転者により能動操作がなされたか否かを判定する（ステップＳＴ４）。ＥＣＵ２０は、例えば、（Ｐ１≧ＴｈＰ１）ｏｒ（Ｐ２≧ＴｈＰ２）である状態が所定期間以上継続したか否かを判定することで、運転者により能動操作がなされたか否かを判定する。

ＥＣＵ２０は、ステップＳＴ４にて運転者により能動操作がなされたと判定した場合（ステップＳＴ４：Ｙｅｓ）、目標戻し制御量を算出する際に用いるトルクゲインとして能動トルクゲインを選択し（ステップＳＴ５）、後述のステップＳＴ７の処理に移行する。この場合、ＥＣＵ２０は、例えば、図１０で例示するような能動トルクゲインマップ（あるいはこれに相当する数式モデル）ｍ１−１に基づいて、操舵トルクＴから能動トルクゲインを演算する。なお、この図１０に例示する能動トルクゲインマップｍ１−１は、図８で説明したトルクゲインマップｍ１の線Ｌ３１に応じたマップに相当する。

一方、ＥＣＵ２０は、ステップＳＴ４にて運転者により能動操作がなされていない、すなわち、受動操作がなされたと判定した場合（ステップＳＴ４：Ｎｏ）、目標戻し制御量を算出する際に用いるトルクゲインとして受動トルクゲインを選択し（ステップＳＴ６）、後述のステップＳＴ７の処理に移行する。この場合、ＥＣＵ２０は、例えば、図１１で例示するような受動トルクゲインマップ（あるいはこれに相当する数式モデル）ｍ１−２に基づいて、操舵トルクＴから受動トルクゲインを演算する。なお、この図１１に例示する受動トルクゲインマップｍ１−２は、図８で説明したトルクゲインマップｍ１の線Ｌ３２に応じたマップに相当する。この図１１の受動トルクゲインマップｍ１−２では、線Ｌ３２として線Ｌ３２ａ、Ｌ３２ｂ、Ｌ３２ｃの３本が例示されていると共に、受動操作の強さを表す指標として、上述した数式（２）に基づいて積［θ’・Ｔ］と積［θ・Ｔ’］とを合成した操舵仕事率Ｐを用いた場合を図示している。この場合、受動トルクゲインは、当該操舵仕事率Ｐの増加に伴って減少する。

そして、ＥＣＵ２０は、ステップＳＴ７の処理では、ステップＳＴ５、又は、ステップＳＴ６で選択されたトルクゲインを用いて目標戻し制御量を演算し、当該目標戻し制御量に基づいたＥＰＳアシスト指令をＥＰＳ装置８に出力し当該目標戻し制御量の補償制御を実施することで、目標戻し制御を実行し（ステップＳＴ７）、今回の制御周期を終了し、次回の制御周期に移行する。

上記のように構成される運転支援装置１は、操舵角に関するパラメータと操舵トルクに関するパラメータとの積に応じた操舵仕事率が予め設定される基準値以上である場合と、当該操舵仕事率が当該基準値より小さい場合とで、支援装置３による運転支援、ここでは、操舵装置３０を用いた目標戻し制御の制御量を変更する。これにより、運転支援装置１は、能動操作がなされた場合、受動操作がなされた場合等に、それぞれに応じて、運転者の意思を反映させた目標戻し制御を実現することができる。つまり、運転支援装置１は、操舵仕事率等に基づいて能動操作と受動操作とを区別して判定し、判定された運転者の操作意思を目標戻し制御に反映させることで、運転者にとって違和感の少ない運転支援を行うことができる。

より詳細には、運転支援装置１は、操舵仕事率が仕事率基準値以上である場合（能動操作と判定できる場合）、操舵仕事率が仕事率基準値より小さい場合（受動操作と判定できる場合）と比較して、目標戻し制御量、言い換えれば、目標戻し制御によるハンドル戻しトルクを相対的に小さくする。これにより、運転支援装置１は、操舵仕事率が仕事率基準値より小さい場合に目標戻し制御を通常通り継続する一方、操舵仕事率が仕事率基準値以上である場合に、操舵仕事率が仕事率基準値より小さい場合と比較して目標戻し制御を抑制することができる。

ここでは、運転支援装置１は、操舵仕事率が仕事率基準値以上である場合（能動操作と判定できる場合）であって操舵トルクが予め設定される所定トルク以上である場合に、操舵仕事率が仕事率基準値より小さい場合と比較して目標戻し制御量を相対的に小さくし、典型的には０とする。この結果、運転支援装置１は、運転者によりステアリング４に対して能動操作がなされたと判定できる場合に、目標戻し制御により運転者による操作が制限されてしまうことを抑制することができ、運転者による快適なステアリング操作を阻害することを抑制できる。

一方、運転支援装置１は、操舵仕事率が仕事率基準値より小さい場合（受動操作と判定できる場合）に、操舵仕事率に応じて目標戻し制御量を変更する。この結果、運転支援装置１は、運転者により受動操作がなされた場合であっても、例えば、操舵トルクが大きい場合にハンドル戻り特性を向上させることができる。この結果、この運転支援装置１は、運転者によりステアリング４に対して受動操作がなされたと判定できる場合に、目標戻り制御により適切にハンドル戻しトルクを作用させることができ、運転者による操作を楽にさせることができる。

この結果、運転支援装置１は、例えば、車両２が高速道路ランプウェイ等を走行している場合の切り込み操作時に、運転者の能動的な意思によりさらに切り込んで曲がりたい場合等、能動操作がなされた場合には目標戻し制御を抑制することで、すっきりとした操舵特性にすることができる。一方、運転支援装置１は、例えば、外乱等による車両挙動変化に対して受動的にトルクをかける場合等、受動操作がなされた場合には目標戻し制御を継続することで、切り戻し操舵操作を補助しハンドル戻り特性を向上させるができる。

以上で説明した実施形態に係る運転支援装置１によれば、車両２のステアリング４への操舵操作に対する運転支援を行う支援装置３と、ステアリング４の操舵角を検出する操舵角センサ１０と、ステアリング４と共に回転するシャフト５に作用するトルクを検出するトルクセンサ１１と、支援装置３を制御し、ステアリング４の中立位置側への切り戻し操舵操作を補助する戻し制御を実行可能であるＥＣＵ２０とを備える。ＥＣＵ２０は、操舵角センサ１０が検出した操舵角に関するパラメータとトルクセンサ１１が検出したトルクに関するパラメータとの積に応じた操舵仕事率（操舵仕事率Ｐ１、Ｐ２等）が予め設定される基準値（第１仕事率基準値ＴｈＰ１、第２仕事率基準値ＴｈＰ２等）以上である場合と、当該操舵仕事率が当該基準値より小さい場合とで、目標戻し制御（戻し制御）の制御量を変更する。

したがって、運転支援装置１、ＥＣＵ２０は、運転者により能動操作がなされた場合、受動操作がなされた場合等に、操舵仕事率に基づいて、当該運転者の意思を反映させた運転支援、ここでは、目標戻し制御を実現することができ、例えば、運転者にとって違和感の少ない運転支援を行うことができる。

なお、上述したように、本実施形態の戻し制御は、目標戻し制御であるものとして説明するがこれに限らず、単に操舵角に応じて中立位置側への切り戻し操舵操作を補助するハンドル戻し制御等であってもよい。この場合であっても、運転支援装置１、ＥＣＵ２０は、操舵仕事率に基づいて当該運転者の意思を反映させたハンドル戻し制御を実現することができきる。

［実施形態２］
図１２は、実施形態２に係るＥＣＵの目標戻し制御部の概略構成の一例を示すブロック図である。図１３は、実施形態２に係るＥＣＵによる制御の一例を説明するフローチャートである。実施形態２に係る運転支援装置、及び、制御装置は、制御の内容が実施形態１とは異なる。その他、上述した実施形態と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略する。また、実施形態２に係る運転支援装置、及び、制御装置の各構成については、適宜、図１等を参照する。

図１２に例示する本実施形態の運転支援装置２０１のＥＣＵ２０は、機能概念的に、目標戻し制御部２３（図２参照）にかえて、目標戻し制御部２２３を含んで構成される。本実施形態の目標戻し制御部２２３は、操舵仕事率Ｐに基づいて能動操作・受動操作の判定を行わずに、操舵仕事率Ｐに基づいて直接的にトルクゲインを演算し、目標戻し制御量を演算し、これにより、運転者の意思を反映させた目標戻し制御量を演算する。

目標戻し制御部２２３は、例えば、機能概念的に、操舵速度目標値演算部２３ａ、減算器２３ｂ、Ｐ制御量演算部２３ｃ、車速ゲイン演算部２３ｄ、微分演算部２３ｅ、指標演算部２２３ｆ、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）２２３ｇ、受動操作ゲイン演算部２２３ｈ、乗算器２３ｊ、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）２３ｋ、ガード処理部２３ｌ等を含んで構成される。操舵速度目標値演算部２３ａ、減算器２３ｂ、Ｐ制御量演算部２３ｃ、車速ゲイン演算部２３ｄ、微分演算部２３ｅ、乗算器２３ｊ、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）２３ｋ、ガード処理部２３ｌについては、図７で説明した構成とほぼ同様の構成であるので、その説明をできる限り省略する。

本実施形態の指標演算部２２３ｆは、第１仕事率演算部２３ｍ、第２仕事率演算部２３ｎに加えて、トルクゲインを設定するための指標として、積［θ’・Ｔ］に基づいた操舵仕事率Ｐ１と積［θ・Ｔ’］に基づいた操舵仕事率Ｐ２とを合成した操舵仕事率Ｐを演算する第３仕事率演算部２２３ｏを含んで構成される。第３仕事率演算部２２３ｏは、上述した数式（２）に基づいて、第１仕事率演算部２３ｍが演算した操舵仕事率Ｐ１と、第２仕事率演算部２３ｎが演算した操舵仕事率Ｐ２とを合成した操舵仕事率Ｐを演算する。この場合、係数Ａ、Ｂは、任意の値に設定されればよい。第３仕事率演算部２２３ｏは、合成した操舵仕事率Ｐに応じた演算信号をＬＰＦ２２３ｇに出力する。この操舵仕事率Ｐの大きさは、上述したように、運転者意思（能動操作の意思、受動操作の意思）の強さを表すものでもある。なお、指標演算部２２３ｆは、合成した操舵仕事率Ｐにかえて操舵仕事率Ｐ１、又は、操舵仕事率Ｐ２に応じた演算信号をＬＰＦ２２３ｇに出力するようにしてもよい。

ＬＰＦ２２３ｇは、指標演算部２２３ｆの第３仕事率演算部２２３ｏから操舵仕事率Ｐに応じた演算信号が入力される。ＬＰＦ２２３ｇは、操舵仕事率Ｐに応じた演算信号に対して、制御の安定化のためノイズ除去を目的として所定の低周波数成分以外の周波数成分を除去するフィルタ処理を行う。ＬＰＦ２２３ｇは、当該フィルタ処理を施した当該演算信号を受動操作ゲイン演算部２２３ｈに出力する。

受動操作ゲイン演算部２２３ｈは、目標戻し制御量を算出する際に用いるトルクゲインを演算するものである。受動操作ゲイン演算部２２３ｈは、ＬＰＦ２２３ｇから操舵仕事率Ｐに応じた演算信号（フィルタ処理後の信号）が入力される。受動操作ゲイン演算部２２３ｈは、入力された演算信号に基づいて、トルクゲインを演算し、当該トルクゲインに応じたゲイン信号を乗算器２３ｊに出力する。

一例として、受動操作ゲイン演算部２２３ｈは、例えば、図１２で例示するようなトルクゲインマップ（あるいはこれに相当する数式モデル）ｍ２に基づいて、操舵仕事率Ｐからトルクゲインを演算する。ここでは、トルクゲインマップｍ２は、横軸が操舵仕事率Ｐ、縦軸がトルクゲインを示す。トルクゲインマップｍ２は、操舵仕事率Ｐとトルクゲインとの関係を記述したものである。トルクゲインマップｍ２は、操舵仕事率Ｐとトルクゲインとの関係が実車評価等を踏まえて予め設定された上で、ＥＣＵ２０の記憶部に格納されている。トルクゲインマップｍ２では、トルクゲインは、操舵仕事率Ｐが大きくなるほど運転者により行われた能動操作の強さが大きいことを表し、仕事率基準値ＴｈＰに相当する仕事率（トルクゲインマップｍ２では例えば、縦軸と横軸との交点の値）を境界として操舵仕事率Ｐが小さくなるほど受動操作の強さが大きいことを表す。そして、トルクゲインマップｍ２では、トルクゲインは、操舵仕事率Ｐの増加に伴って減少し、第１所定仕事率以上の領域で最終的に０となる。また、トルクゲインマップｍ２では、トルクゲインは、操舵仕事率Ｐの減少に伴って増加し、第２所定仕事率以下の領域で一定となる。ここで、第１所定仕事率、第２所定仕事率は、例えば、実車評価等に応じて予め任意に設定されればよい。第１所定仕事率、第２所定仕事率は、典型的には、上述の所定トルク、上限トルクに応じて設定される。上述の仕事率基準値ＴｈＰは、第１所定仕事率と第２所定仕事率との間に位置する。トルクゲインマップｍ２は、操舵仕事率Ｐが仕事率基準値ＴｈＰ以上である場合（運転者によって能動操作がなされたと判定できる場合）、操舵仕事率Ｐが仕事率基準値ＴｈＰより小さい場合（運転者によって受動操作がなされたと判定できる場合）と比較して、戻し制御量が相対的に小さくなるように、トルクゲインが設定される。さらに言えば、トルクゲインマップｍ２は、操舵仕事率Ｐが仕事率基準値ＴｈＰより小さい場合に目標戻し制御が通常通り継続され、操舵仕事率Ｐが仕事率基準値ＴｈＰ以上である場合に、操舵仕事率Ｐが仕事率基準値ＴｈＰより小さい場合と比較して目標戻し制御量が相対的に抑制されるように、トルクゲインが設定される。受動操作ゲイン演算部２２３ｈは、トルクゲインマップｍ２に基づいて、操舵仕事率Ｐからトルクゲインを算出し、当該トルクゲインに応じたゲイン信号を乗算器２３ｊに出力する。

したがって、ＥＣＵ２０は、受動操作ゲイン演算部２２３ｈが操舵仕事率Ｐに基づいてトルクゲインを可変とすることで、操舵仕事率Ｐに基づいて目標戻し制御の制御量を変更することができる。すなわち、ＥＣＵ２０は、典型的には、操舵仕事率Ｐが仕事率基準値ＴｈＰ以上である場合（運転者によって能動操作がなされたと判定できる場合）、操舵仕事率Ｐが仕事率基準値ＴｈＰより小さい場合（運転者によって受動操作がなされたと判定できる場合）と比較して、トルクゲインを相対的に小さくし、目標戻し制御量を相対的に小さくすることができる。つまり、ＥＣＵ２０は、例えば、操舵仕事率Ｐが仕事率基準値ＴｈＰより小さい場合に目標戻し制御を継続する一方、操舵仕事率Ｐが仕事率基準値ＴｈＰ上である場合に、操舵仕事率Ｐが仕事率基準値ＴｈＰより小さい場合と比較して目標戻し制御を抑制することができることができる。

次に、図１３を参照してＥＣＵ２０による制御の一例を説明する。なおここでも、図９と重複する説明についてはできる限り省略する。

ＥＣＵ２０は、ステップＳＴ２の処理の後、ステップＳＴ１で計測された操舵トルクＴ、操舵速度θ’、操舵角θ、ステップＳＴ２で演算されたトルク微分値Ｔ’に基づいて、現在の制御周期での操舵仕事率Ｐ１＝θ’（ｔ）・Ｔ（ｔ）、操舵仕事率Ｐ２＝θ（ｔ）・Ｔ’（ｔ）を演算する。そして、ＥＣＵ２０は、演算した操舵仕事率Ｐ１、Ｐ２、予め設定される係数Ａ、Ｂに基づいて、操舵仕事率Ｐ＝Ａ・Ｐ１＋Ｂ・Ｐ２を演算する（ステップＳＴ２０３）。

次に、ＥＣＵ２０は、ステップＳＴ２０３で演算した操舵仕事率Ｐに応じた演算信号に対して、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）処理を行う（ステップＳＴ２０４）。

次に、ＥＣＵ２０は、ステップＳＴ２０４でローパスフィルタ処理を行った操舵仕事率Ｐに基づいて、トルクゲインを演算し（ステップＳＴ２０５）、ステップＳＴ７の処理に移行する。ＥＣＵ２０は、例えば、上述のトルクゲインマップｍ２（図１２参照）に基づいて操舵仕事率Ｐからトルクゲインを算出する。

上記のように構成される運転支援装置２０１は、操舵角に関するパラメータと操舵トルクに関するパラメータとの積に応じた操舵仕事率が予め設定される基準値以上である場合と、当該操舵仕事率が当該基準値より小さい場合とで、支援装置３による運転支援、ここでは、操舵装置３０を用いた目標戻し制御の制御量を変更する。これにより、運転支援装置２０１は、能動操作がなされた場合、受動操作がなされた場合等に、それぞれに応じて、運転者の意思を反映させた目標戻し制御を実現することができる。つまり、運転支援装置２０１は、操舵仕事率等に基づいて運転者の操作意思を目標戻し制御に反映させることで、運転者にとって違和感の少ない運転支援を行うことができる。

ここでは、運転支援装置２０１は、操舵仕事率が仕事率基準値より小さい場合に目標戻し制御を通常通り継続する一方、操舵仕事率が仕事率基準値以上である場合に、操舵仕事率が仕事率基準値より小さい場合と比較して目標戻し制御を抑制することができる。この結果、運転支援装置２０１は、運転者によりステアリング４に対して能動操作がなされた場合に、目標戻し制御により運転者による操作が制限されてしまうことを抑制することができ、運転者による快適なステアリング操作を阻害することを抑制できる。また、運転支援装置２０１は、運転者によりステアリング４に対して受動操作がなされた場合に、目標戻り制御により適切にハンドル戻しトルクを作用させることができ、運転者による操作を楽にさせることができる。

以上で説明した実施形態に係る運転支援装置２０１、ＥＣＵ２０は、運転者により能動操作がなされた場合、受動操作がなされた場合等に、操舵仕事率に基づいて、当該運転者の意思を反映させた運転支援、ここでは、目標戻し制御を実現することができ、例えば、運転者にとって違和感の少ない運転支援を行うことができる。

なお、上述した本発明の実施形態に係る運転支援装置、及び、制御装置は、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。本実施形態に係る運転支援装置、及び、制御装置は、以上で説明した各実施形態の構成要素を適宜組み合わせることで構成してもよい。

以上の説明では、運転支援装置の制御装置は、車両の各部を制御するＥＣＵであるものとして説明したが、これに限らず、例えば、それぞれＥＣＵとは別個に構成され、このＥＣＵと相互に検出信号や駆動信号、制御指令等の情報の授受を行う構成であってもよい。

以上の説明では、操舵装置は、コラムアシスト式のコラムＥＰＳ装置を示したがこれに限らず、例えば、ピニオンアシスト式、ラックアシスト式のいずれの方式にも適用可能である。

１、２０１ 運転支援装置
２ 車両
３ 支援装置
４ ステアリング（操舵部材）
５ シャフト（操舵軸部）
８ ＥＰＳ装置
１０ 操舵角センサ（操舵角検出装置）
１１ トルクセンサ（トルク検出装置）
２０ ＥＣＵ（制御装置）
２３、２２３ 目標戻し制御部
２３ａ 操舵速度目標値演算部
２３ｂ 減算器
２３ｃ Ｐ制御量演算部
２３ｄ 車速ゲイン演算部
２３ｅ 微分演算部
２３ｆ、２２３ｆ 指標演算部
２３ｇ 能動・受動判定部
２３ｈ、２３ｋ、２２３ｇ ＬＰＦ
２３ｉ トルクゲイン演算部
２３ｊ 乗算器
２３ｌ ガード処理部
２３ｍ 第１仕事率演算部
２３ｎ 第２仕事率演算部
３０ 操舵装置
４０ 操舵輪
２２３ｈ 受動操作ゲイン演算部
２２３ｏ 第３仕事率演算部

Claims (7)

1. 車両の操舵部材への操舵操作に対する運転支援を行う支援装置と、
   前記操舵部材の操舵角を検出する操舵角検出装置と、
   前記操舵部材と共に回転する操舵軸部に作用するトルクを検出するトルク検出装置と、
   前記支援装置を制御し、前記操舵部材の中立位置側への切り戻し操舵操作を補助する戻し制御を実行可能である制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記操舵角検出装置が検出した操舵角に関するパラメータと前記トルク検出装置が検出したトルクに関するパラメータとの積に応じた操舵仕事率が予め設定される基準値以上である場合と、前記操舵仕事率が前記基準値より小さい場合とで、前記戻し制御の制御量を変更することを特徴とする、
   運転支援装置。
2. 前記制御装置は、前記操舵仕事率が前記基準値以上である場合、前記操舵仕事率が前記基準値より小さい場合と比較して、前記戻し制御の制御量を相対的に小さくする、
   請求項１に記載の運転支援装置。
3. 前記制御装置は、前記操舵仕事率が前記基準値以上である場合であって前記トルク検出装置が検出したトルクが予め設定される所定トルク以上である場合に、前記操舵仕事率が前記基準値より小さい場合と比較して前記戻し制御の制御量を相対的に小さくする、
   請求項１又は請求項２に記載の運転支援装置。
4. 前記制御装置は、前記操舵仕事率が前記基準値より小さい場合に、前記操舵仕事率に応じて前記戻し制御の制御量を変更する、
   請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の運転支援装置。
5. 前記制御装置は、前記操舵仕事率が前記基準値より小さい場合に前記戻し制御を継続する一方、前記操舵仕事率が前記基準値以上である場合に、前記操舵仕事率が前記基準値より小さい場合と比較して前記戻し制御を抑制する、
   請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の運転支援装置。
6. 前記操舵仕事率は、前記操舵角検出装置が検出した操舵角に応じた操舵速度と前記トルク検出装置が検出したトルクとの積、又は、前記操舵角検出装置が検出した操舵角と前記トルク検出装置が検出したトルクに応じたトルク微分値との積のいずれか一方又は両方に基づいて算出される、
   請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の運転支援装置。
7. 車両の操舵部材への操舵操作に対する運転支援を行う支援装置を制御し、前記操舵部材の中立位置側への切り戻し操舵操作を補助する戻し制御を実行可能である制御装置であって、
   前記操舵部材の操舵角に関するパラメータと、前記操舵部材と共に回転する操舵軸部に作用するトルクに関するパラメータとの積に応じた操舵仕事率が予め設定される基準値以上である場合と、前記操舵仕事率が前記基準値より小さい場合とで、前記戻し制御の制御量を変更することを特徴とする、
   制御装置。

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