JP2018154158A - 車両用操舵装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】舵角比が可変であるか否かにかかわらず、操舵性能を向上可能な車両用操舵装置を提供する。【解決手段】車両用操舵装置１２において、制御装置３８は、検出舵角θｓｔｒ及び車速Ｖに基づいて規範ヨーレートＹｒｅｆを算出し、検出ヨーレートＹｄｅｔと規範ヨーレートＹｒｅｆの偏差ΔＹに基づいて規範スタビリティファクタＡを算出する。制御装置３８は、自車レーンの情報、車速Ｖ及び規範スタビリティファクタＡに基づいて目標舵角θｓｔｒｔａｒを算出し、目標舵角θｓｔｒｔａｒと検出舵角θｓｔｒの誤差Δθｓｔｒを減少させるように舵角調整装置２８を制御する。【選択図】図１
Description
本発明は、目標舵角と検出舵角の誤差を減少させるように舵角調整装置（ＥＰＳモータ、トルクベクタリング機構等）を制御する車両用操舵装置に関する。
特許文献１では、積載状況の変化に関わらず、またタイヤの空気圧等の変化に関わらず、ドライバの意図に沿ったコースを走行することが可能な車両用操舵装置を提供することを目的としている（［０００８］、要約）。
当該目的を達成するため、特許文献１（要約）の車両用操舵装置は、操舵角検出手段１１と、車速検出手段１２と、ヨーレート検出手段１３と、操向輪角検出手段１４と、目標操向輪角生成手段４０と、操向輪角制御手段１５とを備える。目標操向輪角生成手段４０は、操舵角検出手段１１、車速検出手段１２、ヨーレート検出手段１３及び操向輪角検出手段１４で検出された操舵角、車速、ヨーレート及び実操向輪角に基づいて、目標操向輪角を生成する。操向輪角制御手段１５は、目標操向輪角生成手段４０が生成する目標操向輪角に基づいて車両の操向輪角を制御する。目標操向輪角生成手段４０は、車両に発生する実旋回半径相当値である実スタビリティファクタと車両により予め定められた規範旋回半径相当値である規範スタビリティファクタを用いて、目標操向輪角を生成する。
特許文献１の実施の形態１（図３、図４、［００２３］、［００３０］及び［００３１］）では、規範スタビリティファクタ信号と実スタビリティファクタ信号に基づいてスタビリティファクタ誤差を算出し、スタビリティファクタ誤差信号を出力する。また、スタビリティファクタ誤差信号に基づいて舵角比修正量を算出し、舵角比修正量信号を出力する。さらに、基本舵角比信号と舵角比修正量信号に基づいて目標舵角比を算出し、目標舵角比信号を出力する。さらにまた、目標舵角比信号と操舵角信号を乗算して目標操向輪角信号を生成する。特許文献１の実施の形態２（図５、図６及び［００４９］〜［００５１］）も同様である。
上記のように、特許文献１では、目標操向輪角（目標舵角）の算出に当たり、規範スタビリティファクタと実スタビリティファクタの誤差を求める。そして、この誤差に基づく舵角比修正量を基本舵角比に反映して目標舵角比を算出する。さらに、目標舵角比と操舵角を乗算して目標操向輪角を算出する。以上によれば、特許文献１では、舵角比を可変とする構成（いわゆるステアバイワイヤ構成）が前提となっている（［０００２］〜［０００７］及び図２参照）。
特許文献１の段落［００６２］では、ハンドルと操向輪機構が機械的に連結されていない操舵機構に限らない旨の記載があるが、それ以外の構成について具体的な開示は存在しない。このため、特許文献１では、舵角比が固定されている車両への応用等の点で改善の余地がある。
本発明は上記のような課題を考慮してなされたものであり、舵角比が可変であるか否かにかかわらず、操舵性能を向上可能な車両用操舵装置を提供することを目的とする。
本発明に係る車両用操舵装置は、
自車の舵角を調整する舵角調整装置と、
前記自車の検出舵角を取得する検出舵角取得手段と、
自車レーンの情報を取得するレーン情報取得手段と、
前記自車の車速を取得する車速取得手段と、
前記自車の検出ヨーレートを取得する検出ヨーレート取得手段と、
目標舵角を用いて前記舵角調整装置を制御する操舵制御を実行する制御装置と、
を備え、
前記操舵制御において、前記制御装置は、
前記検出舵角又は前記目標舵角と前記車速とに基づいて規範ヨーレートを算出し、
前記検出ヨーレートと前記規範ヨーレートの偏差に基づいて前記規範スタビリティファクタを算出し、
前記自車レーンの情報、前記車速及び前記規範スタビリティファクタに基づいて新たな前記目標舵角を算出し、
前記目標舵角と前記検出舵角の誤差を減少させるように前記舵角調整装置を制御する
ことを特徴とする。
自車の舵角を調整する舵角調整装置と、
前記自車の検出舵角を取得する検出舵角取得手段と、
自車レーンの情報を取得するレーン情報取得手段と、
前記自車の車速を取得する車速取得手段と、
前記自車の検出ヨーレートを取得する検出ヨーレート取得手段と、
目標舵角を用いて前記舵角調整装置を制御する操舵制御を実行する制御装置と、
を備え、
前記操舵制御において、前記制御装置は、
前記検出舵角又は前記目標舵角と前記車速とに基づいて規範ヨーレートを算出し、
前記検出ヨーレートと前記規範ヨーレートの偏差に基づいて前記規範スタビリティファクタを算出し、
前記自車レーンの情報、前記車速及び前記規範スタビリティファクタに基づいて新たな前記目標舵角を算出し、
前記目標舵角と前記検出舵角の誤差を減少させるように前記舵角調整装置を制御する
ことを特徴とする。
本発明によれば、規範ヨーレートと検出ヨーレートとの偏差に基づいて算出した規範スタビリティファクタを目標舵角に反映する。このため、舵角比の利用の有無にかかわらず目標舵角を算出可能である。従って、舵角比が可変であるか否かにかかわらず、規範スタビリティファクタの変化を考慮した操舵制御が可能となる。よって、車輪の状態（経年変化、圧力変化等）、乗員の人数及び位置、荷物の積載状態等を考慮した操舵制御が実現されることで、操舵性能を向上可能となる。
前記制御装置は、舵角速度が速度閾値を下回る場合のみ、前記規範スタビリティファクタの更新を行ってもよい。舵角速度が速度閾値を上回る場合、規範ヨーレートと検出ヨーレートの位相がずれたり、舵角速度が速いために規範スタビリティファクタがばらついたりする等の誤学習が生じる可能性が高くなる。本発明では、舵角速度が速度閾値を上回る場合、規範スタビリティファクタの更新を行わない。そのため、上記のような誤学習を抑制することができ、違和感のない操舵制御を実行することができる。
前記制御装置は、前方車と前記自車との接触余裕時間を取得してもよい。また、前記制御装置は、前記接触余裕時間が時間閾値を下回る場合、前記規範スタビリティファクタの更新を中止してもよい。前方車と自車との接触余裕時間が比較的短い場合、自車が前方車を追い越すために加速を開始した可能性が高いと考えることができる。自車が追い越しを図る場合、自車の挙動が急激に変化する可能性が高く、規範スタビリティファクタの更新に適していないと考えることができる。本発明では、追い越しの可能性が高いと考えられる状態では、規範スタビリティファクタの更新を中止することで、規範スタビリティファクタの精度を高めることが可能となる。
本発明によれば、舵角比が可変であるか否かにかかわらず、操舵性能を向上可能となる。
Ａ．一実施形態
＜Ａ−１．全体的な構成の説明＞
［Ａ−１−１．概要］
図１は、本発明の一実施形態に係る車両用操舵装置１２を有する車両１０の概略構成図である。本実施形態の操舵装置１２は、電動パワーステアリング装置１４（以下「ＥＰＳ装置１４」という。）とレーンキープアシストシステム１６（以下「ＬＫＡＳ１６」という。）とを兼ねている。
＜Ａ−１．全体的な構成の説明＞
［Ａ−１−１．概要］
図１は、本発明の一実施形態に係る車両用操舵装置１２を有する車両１０の概略構成図である。本実施形態の操舵装置１２は、電動パワーステアリング装置１４（以下「ＥＰＳ装置１４」という。）とレーンキープアシストシステム１６（以下「ＬＫＡＳ１６」という。）とを兼ねている。
［Ａ−１−２．ＥＰＳ装置１４］
（Ａ−１−２−１．ＥＰＳ装置１４の概要）
操舵装置１２のうちＥＰＳ装置１４は、ステアリングホイール２０と、ステアリングコラム２２と、中間ジョイント２４と、ステアリングギアボックス２６と、ＥＰＳ装置駆動用のモータ２８（以下「ＥＰＳモータ２８」ともいう。）と、インバータ３０（以下「ＥＰＳインバータ３０」ともいう。）と、車速センサ３２と、電流センサ３４と、ヨーレートセンサ３６と、電子制御装置３８（以下「ＥＣＵ３８」という。）と、低電圧バッテリ４０（以下「バッテリ４０」ともいう。）とを有する。
（Ａ−１−２−１．ＥＰＳ装置１４の概要）
操舵装置１２のうちＥＰＳ装置１４は、ステアリングホイール２０と、ステアリングコラム２２と、中間ジョイント２４と、ステアリングギアボックス２６と、ＥＰＳ装置駆動用のモータ２８（以下「ＥＰＳモータ２８」ともいう。）と、インバータ３０（以下「ＥＰＳインバータ３０」ともいう。）と、車速センサ３２と、電流センサ３４と、ヨーレートセンサ３６と、電子制御装置３８（以下「ＥＣＵ３８」という。）と、低電圧バッテリ４０（以下「バッテリ４０」ともいう。）とを有する。
ステアリングコラム２２は、筐体５０と、筐体５０内部において軸受５４、５６、５８に支持されたステアリング軸５２と、トルクセンサ６０と、舵角センサ６２とを有する。
中間ジョイント２４は、２つのユニバーサルジョイント７０ａ、７０ｂと、その間に配置された軸部７２とを有する。
ステアリングギアボックス２６は、筐体８０と、ラック＆ピニオン機構のピニオン８４が設けられ軸受８６、８８により支持されたピニオン軸８２と、ラック＆ピニオン機構のラック歯９２が設けられたラック軸９０と、タイロッド９４とを有する。
（Ａ−１−２−２．マニュアル操舵系）
ステアリング軸５２は、その一端がステアリングホイール２０に固定され、他端がユニバーサルジョイント７０ａに連結されている。ユニバーサルジョイント７０ａは、ステアリング軸５２の一端と軸部７２の一端とを連結する。ユニバーサルジョイント７０ｂは、軸部７２の他端とピニオン軸８２の一端とを連結する。ピニオン軸８２のピニオン８４と、車幅方向に往復動可能なラック軸９０のラック歯９２とが噛合する。ラック軸９０の両端はそれぞれタイロッド９４を介して左右の前輪９６（操舵輪）に連結されている。
ステアリング軸５２は、その一端がステアリングホイール２０に固定され、他端がユニバーサルジョイント７０ａに連結されている。ユニバーサルジョイント７０ａは、ステアリング軸５２の一端と軸部７２の一端とを連結する。ユニバーサルジョイント７０ｂは、軸部７２の他端とピニオン軸８２の一端とを連結する。ピニオン軸８２のピニオン８４と、車幅方向に往復動可能なラック軸９０のラック歯９２とが噛合する。ラック軸９０の両端はそれぞれタイロッド９４を介して左右の前輪９６（操舵輪）に連結されている。
従って、運転者がステアリングホイール２０を操作することによって生じた操舵トルクＴｓｔｒ（回転力）は、ステアリング軸５２及び中間ジョイント２４を介してピニオン軸８２に伝達される。そして、ピニオン軸８２のピニオン８４及びラック軸９０のラック歯９２により操舵トルクＴｓｔｒが推力に変換され、ラック軸９０が車幅方向に変位する。ラック軸９０の変位に伴ってタイロッド９４が前輪９６を転舵させることで、車両１０の向きを変えることができる。
ステアリング軸５２、中間ジョイント２４、ピニオン軸８２、ラック軸９０及びタイロッド９４は、ステアリングホイール２０に対する運転者の操舵動作を前輪９６に直接伝えるマニュアル操舵系を構成する。
（Ａ−１−２−３．転舵アシスト系）
（Ａ−１−２−３−１．アシスト駆動系）
ＥＰＳモータ２８（舵角調整装置）は、ウォームギア１００及びウォームホイールギア１０２を介してステアリング軸５２に連結されている。すなわち、ＥＰＳモータ２８の出力軸は、ウォームギア１００に連結されている。また、ウォームギア１００と噛合するウォームホイールギア１０２は、ステアリング軸５２自体に一体的に形成されている。
（Ａ−１−２−３−１．アシスト駆動系）
ＥＰＳモータ２８（舵角調整装置）は、ウォームギア１００及びウォームホイールギア１０２を介してステアリング軸５２に連結されている。すなわち、ＥＰＳモータ２８の出力軸は、ウォームギア１００に連結されている。また、ウォームギア１００と噛合するウォームホイールギア１０２は、ステアリング軸５２自体に一体的に形成されている。
本実施形態のＥＰＳモータ２８は、例えば、３相交流ブラシレス式であるが、３相交流ブラシ式、単相交流式、直流式等のその他のモータであってもよい。ＥＰＳモータ２８は、ＥＣＵ３８に制御されるＥＰＳインバータ３０を介して低電圧バッテリ４０から電力が供給される。そして、当該電力に応じた駆動トルクＴｍ（以下「モータトルクＴｍ」又は「トルクＴｍ」ともいう。）を生成する。モータトルクＴｍ（又はこれに基づく推力）は、ＥＰＳモータ２８の出力軸、ウォームギア１００、ステアリング軸５２（ウォームホイールギア１０２）、中間ジョイント２４及びピニオン軸８２を介してラック軸９０に伝達される。ＥＰＳモータ２８、ウォームギア１００及びステアリング軸５２（ウォームホイールギア１０２）は、操舵のための駆動力（モータトルクＴｍ）を生成するアシスト駆動系を構成する。
本実施形態におけるトルクＴｍは、操舵アシストトルクＴａｓｉとして用いられる。操舵アシストトルクＴａｓｉは、基本アシストトルクＴｂと、ＬＫＡＳトルクＴｌｋａｓとを含む。
基本アシストトルクＴｂは、ステアリングホイール２０に対する運転者の入力トルク（操舵トルクＴｓｔｒ）と同じ方向に働いて運転者の操舵を補助する駆動力である。ＬＫＡＳトルクＴｌｋａｓは、車両１０が走行レーン（図示せず）内を継続して走行するように操舵するためのトルクである。操舵アシストトルクＴａｓｉは、運転者に対して好ましい操舵を通知するための反力として、操舵トルクＴｓｔｒと反対方向に働かせることも可能である。
（Ａ−１−２−３−２．アシスト制御系）
ＥＰＳインバータ３０、車速センサ３２、電流センサ３４、ヨーレートセンサ３６、ＥＣＵ３８、トルクセンサ６０及び舵角センサ６２は、アシスト駆動系を制御するアシスト制御系を構成する。以下では、アシスト駆動系、アシスト制御系及び低電圧バッテリ４０を合わせて転舵アシスト系とも称する。本実施形態において、ＥＰＳモータ２８の出力は、ｄ軸及びｑ軸を用いるいわゆるベクトル制御により制御される。
ＥＰＳインバータ３０、車速センサ３２、電流センサ３４、ヨーレートセンサ３６、ＥＣＵ３８、トルクセンサ６０及び舵角センサ６２は、アシスト駆動系を制御するアシスト制御系を構成する。以下では、アシスト駆動系、アシスト制御系及び低電圧バッテリ４０を合わせて転舵アシスト系とも称する。本実施形態において、ＥＰＳモータ２８の出力は、ｄ軸及びｑ軸を用いるいわゆるベクトル制御により制御される。
（ａ）フィードフォワード系センサ類
トルクセンサ６０は、ステアリング軸５２にかかる操舵トルクＴｓｔｒを検出してＥＣＵ３８に出力する。車速センサ３２（車速取得手段）は、車速Ｖ［ｋｍ／ｈ］を検出してＥＣＵ３８に出力する。ヨーレートセンサ３６（検出ヨーレート取得手段）は、車両１０に発生するヨーレートＹを検出してＥＣＵ３８に出力する。舵角センサ６２（検出舵角取得手段）は、ステアリングホイール２０の操舵量を示す舵角θｓｔｒ（検出舵角θｓｔｒ）［度］を検出してＥＣＵ３８に出力する。操舵トルクＴｓｔｒ、車速Ｖ、ヨーレートＹ及び舵角θｓｔｒは、ＥＣＵ３８においてフィードフォワード制御に用いられる。
トルクセンサ６０は、ステアリング軸５２にかかる操舵トルクＴｓｔｒを検出してＥＣＵ３８に出力する。車速センサ３２（車速取得手段）は、車速Ｖ［ｋｍ／ｈ］を検出してＥＣＵ３８に出力する。ヨーレートセンサ３６（検出ヨーレート取得手段）は、車両１０に発生するヨーレートＹを検出してＥＣＵ３８に出力する。舵角センサ６２（検出舵角取得手段）は、ステアリングホイール２０の操舵量を示す舵角θｓｔｒ（検出舵角θｓｔｒ）［度］を検出してＥＣＵ３８に出力する。操舵トルクＴｓｔｒ、車速Ｖ、ヨーレートＹ及び舵角θｓｔｒは、ＥＣＵ３８においてフィードフォワード制御に用いられる。
以下では、ヨーレートセンサ３６が検出したヨーレートＹを検出ヨーレートＹｄｅｔ又は実ヨーレートＹｄｅｔともいう。また、舵角センサ６２が検出した舵角θｓｔｒを検出舵角θｓｔｒｄｅｔともいう。
（ｂ）ＥＰＳインバータ３０
ＥＰＳインバータ３０は、３相ブリッジ型の構成とされて、直流／交流変換を行い、低電圧バッテリ４０からの直流を３相の交流に変換してＥＰＳモータ２８に供給する。
ＥＰＳインバータ３０は、３相ブリッジ型の構成とされて、直流／交流変換を行い、低電圧バッテリ４０からの直流を３相の交流に変換してＥＰＳモータ２８に供給する。
（ｃ）フィードバック系センサ類
電流センサ３４は、前記ベクトル制御においてトルク電流成分であるｑ軸電流（以下「モータ電流Ｉｍ」という。）を検出する。本実施形態におけるモータ電流Ｉｍは、モータ２８の回転方向が第１方向（例えば、車両１０を右に回転させる方向）であるとき正の値とし、第２方向（例えば、車両１０を左に回転させる方向）であるとき負の値とする。但し、第１方向及び第２方向を判定可能であれば、モータ電流Ｉｍを正の値のみで制御してもよい。
電流センサ３４は、前記ベクトル制御においてトルク電流成分であるｑ軸電流（以下「モータ電流Ｉｍ」という。）を検出する。本実施形態におけるモータ電流Ｉｍは、モータ２８の回転方向が第１方向（例えば、車両１０を右に回転させる方向）であるとき正の値とし、第２方向（例えば、車両１０を左に回転させる方向）であるとき負の値とする。但し、第１方向及び第２方向を判定可能であれば、モータ電流Ｉｍを正の値のみで制御してもよい。
電流センサ３４は、ＥＰＳモータ２８の巻線（図示せず）におけるＵ相、Ｖ相及びＷ相のうち少なくとも２相の電流を検出する電流センサ（図示せず）と、ＥＰＳモータ２８の図示しない出力軸又は外ロータの回転角度である電気角θを検出するレゾルバ（図示せず）と、前記少なくとも２相の電流及び電気角θに基づいてｑ軸電流（モータ電流Ｉｍ）を演算するｑ軸電流演算部とを含む。なお、前記ｑ軸電流演算部の機能は、ＥＣＵ３８が担うこともできる。
（ｄ）ＥＣＵ３８
図１に示すように、ＥＣＵ３８は、ハードウェアの構成として、入出力部１１０と、演算部１１２と、記憶部１１４とを有する。ＥＣＵ３８は、各センサからの出力値に基づき、ＥＰＳインバータ３０を介してＥＰＳモータ２８の出力を制御する。入出力部１１０は、ＥＣＵ３８と外部機器（例えば、車速センサ３２、舵角センサ６２）との入出力を行う。
図１に示すように、ＥＣＵ３８は、ハードウェアの構成として、入出力部１１０と、演算部１１２と、記憶部１１４とを有する。ＥＣＵ３８は、各センサからの出力値に基づき、ＥＰＳインバータ３０を介してＥＰＳモータ２８の出力を制御する。入出力部１１０は、ＥＣＵ３８と外部機器（例えば、車速センサ３２、舵角センサ６２）との入出力を行う。
演算部１１２は、中央演算装置（ＣＰＵ）を含み、記憶部１１４に記憶されているプログラム及びデータを用いて操舵装置１２（ＥＰＳ装置１４及びＬＫＡＳ１６）を制御する。演算部１１２は、基本アシスト制御部１３０と、ＬＫＡＳ制御部１３２とを有する。基本アシスト制御部１３０及びＬＫＡＳ制御部１３２は、いずれもＥＰＳ装置１４の一部を構成する。また、ＬＫＡＳ制御部１３２は、ＬＫＡＳ１６の一部も構成する。ＥＣＵ３８の詳細は、図３等を参照して後述する。
記憶部１１４は、演算部１１２が用いるプログラム及びデータを記憶するものであり、ランダム・アクセス・メモリ（以下「ＲＡＭ」という。）を備える。ＲＡＭとしては、レジスタ等の揮発性メモリと、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリとを用いることができる。また、記憶部１１４は、ＲＡＭに加え、リード・オンリー・メモリ（以下「ＲＯＭ」という。）を有してもよい。
（Ａ−１−２−３−３．低電圧バッテリ４０）
低電圧バッテリ４０は、低電圧（本実施形態では１２ボルト）を出力可能な蓄電装置であり、例えば、鉛蓄電池等の２次電池を利用することができる。
低電圧バッテリ４０は、低電圧（本実施形態では１２ボルト）を出力可能な蓄電装置であり、例えば、鉛蓄電池等の２次電池を利用することができる。
［Ａ−１−３．ＬＫＡＳ１６］
操舵装置１２のうちＬＫＡＳ１６は、上述したＥＰＳモータ２８、ＥＣＵ３８等に加え、前方カメラ１４０（以下「カメラ１４０」ともいう。）と、ＬＫＡＳスイッチ１４２とを有する。
操舵装置１２のうちＬＫＡＳ１６は、上述したＥＰＳモータ２８、ＥＣＵ３８等に加え、前方カメラ１４０（以下「カメラ１４０」ともいう。）と、ＬＫＡＳスイッチ１４２とを有する。
カメラ１４０（レーン情報取得手段）は、バックミラーの前のフロントウィンドシールドの内側に取り付けられており、ＬＫＡＳスイッチ１４２がオン状態とされているとき、前方の路面（走行レーン）にある両側のレーンマークＬＭ（図示せず）を画像として捉える。ＬＫＡＳスイッチ１４２は、ユーザの操作に応じた信号Ｓｌｋａｓを出力してＬＫＡＳ１６のオンオフを切り替える。
ＥＣＵ３８（特にＬＫＡＳ制御部１３２）は、ＬＫＡＳ制御（レーン維持制御）を実行する。カメラ１４０が取得した前方画像Ｉｆから車両１０の両側のレーンマークＬＭ（白線又は境界線）を検出する。そして、車両１０が、例えば、両レーンマークＬＭの中央を走行するようにＥＰＳモータ２８を制御する。本実施形態のＬＫＡＳ制御は、車速Ｖが、例えば６５〜１００［ｋｍ／ｈ］の範囲で実行される。
＜Ａ−２．ＥＰＳモータ２８の出力制御＞
［Ａ−２−１．概要］
上記のように、本実施形態では、基本アシスト制御及びＬＫＡＳ制御を実行する。基本アシスト制御は、運転者の操舵に応じたアシストを行う制御である。基本アシスト制御では、基本アシストトルクＴｂが用いられる。基本アシストトルクＴｂは、操舵トルクＴｓｔｒを増幅するためのトルクである。
［Ａ−２−１．概要］
上記のように、本実施形態では、基本アシスト制御及びＬＫＡＳ制御を実行する。基本アシスト制御は、運転者の操舵に応じたアシストを行う制御である。基本アシスト制御では、基本アシストトルクＴｂが用いられる。基本アシストトルクＴｂは、操舵トルクＴｓｔｒを増幅するためのトルクである。
ＬＫＡＳ制御は、自車１０が走行レーン内を継続して走行するようにＥＰＳモータ２８を制御する。より具体的には、車両１０の基準位置Ｐｒｅｆｖ（以下「車両基準位置Ｐｒｅｆｖ」ともいう。）が、走行レーンの基準位置Ｐｒｅｆｌ（以下「レーン基準位置Ｐｒｅｆｌ」ともいう。）と一致するようにＥＰＳモータ２８を制御する。車両基準位置Ｐｒｅｆｖは、例えば、車幅方向における車両１０の中央に設定される。レーン基準位置Ｐｒｅｆｌは、例えば、車幅方向における走行レーンの中央に設定される。
ＬＫＡＳ制御では、ＬＫＡＳトルクＴｌｋａｓが用いられる。ＬＫＡＳトルクＴｌｋａｓは、車両基準位置Ｐｒｅｆｖとレーン基準位置Ｐｒｅｆｌとのずれを減少させるためのトルクである。
［Ａ−２−２．基本アシスト制御及びＬＫＡＳ制御の切替え］
図２は、本実施形態の車両１０において基本アシスト制御及びＬＫＡＳ制御を切り替えるフローチャートである。ここでは、特定のＥＣＵ等の処理というよりはむしろ車両１０全体の動きとして説明する。車両１０は、所定周期毎に図２の切替えを繰り返す。ＬＫＡＳ１６がオン（作動中）である場合（Ｓ１１：ＴＲＵＥ）、ステップＳ１２において、車両１０は、ＬＫＡＳ制御を実行する。この場合、ＥＰＳモータ２８は基本アシストトルクＴｂ及びＬＫＡＳトルクＴｌｋａｓを出力する。
図２は、本実施形態の車両１０において基本アシスト制御及びＬＫＡＳ制御を切り替えるフローチャートである。ここでは、特定のＥＣＵ等の処理というよりはむしろ車両１０全体の動きとして説明する。車両１０は、所定周期毎に図２の切替えを繰り返す。ＬＫＡＳ１６がオン（作動中）である場合（Ｓ１１：ＴＲＵＥ）、ステップＳ１２において、車両１０は、ＬＫＡＳ制御を実行する。この場合、ＥＰＳモータ２８は基本アシストトルクＴｂ及びＬＫＡＳトルクＴｌｋａｓを出力する。
ＬＫＡＳ１６がオフ（停止中）である場合（Ｓ１１：ＦＡＬＳＥ）、ステップＳ１３において、車両１０は、基本アシスト制御を実行する。この場合、ＥＰＳモータ２８は、基本アシストトルクＴｂのみを出力する。
［Ａ−２−３．ＥＣＵ３８の演算部１１２の機能的構成］
（Ａ−２−３−１．概要）
図３は、本実施形態におけるＥＣＵ３８の演算部１１２の機能的構成を示す図である。図３に示すように、演算部１１２は、基本アシスト電流算出部２００と、ＬＫＡＳ電流算出部２０２と、加算器２０４と、駆動信号出力部２０６とを有する。
（Ａ−２−３−１．概要）
図３は、本実施形態におけるＥＣＵ３８の演算部１１２の機能的構成を示す図である。図３に示すように、演算部１１２は、基本アシスト電流算出部２００と、ＬＫＡＳ電流算出部２０２と、加算器２０４と、駆動信号出力部２０６とを有する。
演算部１１２は、記憶部１１４に記憶されているプログラムを実行することにより、上記各部を実現する。但し、各部の一部の機能をハードウェア（電気回路等）により実現することも可能である。
（Ａ−２−３−２．基本アシスト電流算出部２００）
基本アシスト電流算出部２００（以下「算出部２００」ともいう。）は、トルクセンサ６０からの操舵トルクＴｓｔｒと、舵角センサ６２からの舵角θｓｔｒと、車速センサ３２からの車速Ｖとに基づいて基本アシスト電流Ｉｂａｓｅを算出する。基本アシスト電流Ｉｂａｓｅは、基本アシストトルクＴｂに対応する電流である。本実施形態では、操舵トルクＴｓｔｒ、舵角速度Ｖθｓｔｒ及び車速Ｖの組合せと基本アシスト電流Ｉｂａｓｅとを関連付けたマップを記憶部１１４に記憶している。算出部２００は、舵角θｓｔｒ［ｄｅｇ］に基づいて舵角速度Ｖθｓｔｒ［ｄｅｇ／ｓ］を算出した上で、操舵トルクＴｓｔｒ、舵角速度Ｖθｓｔｒ及び車速Ｖの組合せに対応する基本アシスト電流Ｉｂａｓｅを特定する。
基本アシスト電流算出部２００（以下「算出部２００」ともいう。）は、トルクセンサ６０からの操舵トルクＴｓｔｒと、舵角センサ６２からの舵角θｓｔｒと、車速センサ３２からの車速Ｖとに基づいて基本アシスト電流Ｉｂａｓｅを算出する。基本アシスト電流Ｉｂａｓｅは、基本アシストトルクＴｂに対応する電流である。本実施形態では、操舵トルクＴｓｔｒ、舵角速度Ｖθｓｔｒ及び車速Ｖの組合せと基本アシスト電流Ｉｂａｓｅとを関連付けたマップを記憶部１１４に記憶している。算出部２００は、舵角θｓｔｒ［ｄｅｇ］に基づいて舵角速度Ｖθｓｔｒ［ｄｅｇ／ｓ］を算出した上で、操舵トルクＴｓｔｒ、舵角速度Ｖθｓｔｒ及び車速Ｖの組合せに対応する基本アシスト電流Ｉｂａｓｅを特定する。
（Ａ−２−３−３．ＬＫＡＳ電流算出部２０２）
（Ａ−２−３−３−１．ＬＫＡＳ電流算出部２０２の概要）
ＬＫＡＳ電流算出部２０２（以下「算出部２０２」ともいう。）は、カメラ１４０からの前方画像Ｉｆと、車速センサ３２からの車速Ｖと、ヨーレートセンサ３６からのヨーレートＹと、舵角センサ６２からの舵角θｓｔｒとに基づいてＬＫＡＳ電流Ｉｌｋａｓを算出する。ＬＫＡＳ電流Ｉｌｋａｓは、ＬＫＡＳトルクＴｌｋａｓに対応する電流である。図３に示すように、算出部２０２は、カメラ情報処理部２１０と、基準舵角電流算出部２１２と、横方向ずれ量補正電流算出部２１４と、加算器２１６とを有する。
（Ａ−２−３−３−１．ＬＫＡＳ電流算出部２０２の概要）
ＬＫＡＳ電流算出部２０２（以下「算出部２０２」ともいう。）は、カメラ１４０からの前方画像Ｉｆと、車速センサ３２からの車速Ｖと、ヨーレートセンサ３６からのヨーレートＹと、舵角センサ６２からの舵角θｓｔｒとに基づいてＬＫＡＳ電流Ｉｌｋａｓを算出する。ＬＫＡＳ電流Ｉｌｋａｓは、ＬＫＡＳトルクＴｌｋａｓに対応する電流である。図３に示すように、算出部２０２は、カメラ情報処理部２１０と、基準舵角電流算出部２１２と、横方向ずれ量補正電流算出部２１４と、加算器２１６とを有する。
（Ａ−２−３−３−２．カメラ情報処理部２１０）
カメラ情報処理部２１０（以下「処理部２１０」ともいう。）は、カメラ１４０からの前方画像Ｉｆに基づいて画像情報Ｉｉ（後述する曲率半径Ｒ及び横方向ずれ量ΔＤｌａｔ）を出力する。図３に示すように、処理部２１０は、曲率半径算出部２２０と、横方向ずれ量算出部２２２とを有する。曲率半径算出部２２０は、前方画像Ｉｆに基づいて走行レーンの曲率半径Ｒ［ｍ］を算出する。横方向ずれ量算出部２２２は、車両１０の横方向ずれ量ΔＤｌａｔを算出する。横方向ずれ量ΔＤｌａｔは、車両基準位置Ｐｒｅｆｖとレーン基準位置Ｐｒｅｆｌとの偏差［ｍ］を示す。上記のように、車両基準位置Ｐｒｅｆｖは、例えば、車幅方向における車両１０の中央に設定され、レーン基準位置Ｐｒｅｆｌは、例えば、車幅方向における走行レーンの中央に設定される。
カメラ情報処理部２１０（以下「処理部２１０」ともいう。）は、カメラ１４０からの前方画像Ｉｆに基づいて画像情報Ｉｉ（後述する曲率半径Ｒ及び横方向ずれ量ΔＤｌａｔ）を出力する。図３に示すように、処理部２１０は、曲率半径算出部２２０と、横方向ずれ量算出部２２２とを有する。曲率半径算出部２２０は、前方画像Ｉｆに基づいて走行レーンの曲率半径Ｒ［ｍ］を算出する。横方向ずれ量算出部２２２は、車両１０の横方向ずれ量ΔＤｌａｔを算出する。横方向ずれ量ΔＤｌａｔは、車両基準位置Ｐｒｅｆｖとレーン基準位置Ｐｒｅｆｌとの偏差［ｍ］を示す。上記のように、車両基準位置Ｐｒｅｆｖは、例えば、車幅方向における車両１０の中央に設定され、レーン基準位置Ｐｒｅｆｌは、例えば、車幅方向における走行レーンの中央に設定される。
（Ａ−２−３−３−３．基準舵角電流算出部２１２）
（Ａ−２−３−３−３−１．基準舵角電流算出部２１２の概要）
基準舵角電流算出部２１２（以下「算出部２１２」ともいう。）は、ＬＫＡＳトルクＴｌｋａｓの一部に対応する基準舵角電流Ｉθを算出する。図３に示すように、算出部２１２は、目標舵角設定部２３０と、減算器２３２と、電流算出部２３４とを有する。
（Ａ−２−３−３−３−１．基準舵角電流算出部２１２の概要）
基準舵角電流算出部２１２（以下「算出部２１２」ともいう。）は、ＬＫＡＳトルクＴｌｋａｓの一部に対応する基準舵角電流Ｉθを算出する。図３に示すように、算出部２１２は、目標舵角設定部２３０と、減算器２３２と、電流算出部２３４とを有する。
目標舵角設定部２３０（以下「設定部２３０」ともいう。）は、舵角θｓｔｒ（検出舵角θｓｔｒｄｅｔ）と、車速Ｖと、ヨーレートＹ（検出ヨーレートＹｄｅｔ）と、曲率半径Ｒとに基づいて目標舵角θｓｔｒｔａｒを設定する（詳細は、図４を参照して後述する。）。減算器２３２は、目標舵角設定部２３０が設定した目標舵角θｓｔｒｔａｒと、舵角センサ６２からの舵角θｓｔｒ（検出舵角θｓｔｒｄｅｔ）との偏差（以下「舵角偏差Δθｓｔｒ」という。）を算出する（Δθｓｔｒ＝θｓｔｒｔａｒ−θｓｔｒ）。電流算出部２３４は、舵角偏差Δθｓｔｒに基づいて基準舵角電流Ｉθを算出する。
具体的には、電流算出部２３４は、舵角偏差Δθｓｔｒをゼロにするように基準舵角電流Ｉθを算出する。記憶部１１４には、舵角偏差Δθｓｔｒと基準舵角電流Ｉθを対応付けたマップ（基準舵角電流マップ）が記憶されている。電流算出部２３４は、舵角偏差Δθｓｔｒに対応する基準舵角電流Ｉθを基準舵角電流マップから読み出して出力する。
（Ａ−２−３−３−３−２．目標舵角設定部２３０）
（Ａ−２−３−３−３−２−１．目標舵角設定部２３０の概要）
図４は、本実施形態の目標舵角設定部２３０の具体的機能構成を示す図である。上記のように、設定部２３０は、舵角θｓｔｒ（検出舵角θｓｔｒｄｅｔ）と、車速Ｖと、ヨーレートＹ（検出ヨーレートＹｄｅｔ）と、曲率半径Ｒとに基づいて目標舵角θｓｔｒｔａｒを設定する。図４に示すように、設定部２３０は、規範ヨーレート算出部２５０と、減算器２５２と、規範スタビリティファクタ更新部２５４と、目標舵角算出部２５６とを有する。
（Ａ−２−３−３−３−２−１．目標舵角設定部２３０の概要）
図４は、本実施形態の目標舵角設定部２３０の具体的機能構成を示す図である。上記のように、設定部２３０は、舵角θｓｔｒ（検出舵角θｓｔｒｄｅｔ）と、車速Ｖと、ヨーレートＹ（検出ヨーレートＹｄｅｔ）と、曲率半径Ｒとに基づいて目標舵角θｓｔｒｔａｒを設定する。図４に示すように、設定部２３０は、規範ヨーレート算出部２５０と、減算器２５２と、規範スタビリティファクタ更新部２５４と、目標舵角算出部２５６とを有する。
（Ａ−２−３−３−３−２−２．規範ヨーレート算出部２５０）
規範ヨーレート算出部２５０（以下「算出部２５０」ともいう。）は、舵角センサ６２からの舵角θｓｔｒと、車速センサ３２からの車速Ｖと、ＳＦ更新部２５４からの規範スタビリティファクタＡとに基づいて規範ヨーレートＹｒｅｆを算出する。具体的には、算出部２５０は、以下の式（１）を用いて規範ヨーレートＹｒｅｆを算出する。
規範ヨーレート算出部２５０（以下「算出部２５０」ともいう。）は、舵角センサ６２からの舵角θｓｔｒと、車速センサ３２からの車速Ｖと、ＳＦ更新部２５４からの規範スタビリティファクタＡとに基づいて規範ヨーレートＹｒｅｆを算出する。具体的には、算出部２５０は、以下の式（１）を用いて規範ヨーレートＹｒｅｆを算出する。
式（１）において、Ａは、規範スタビリティファクタであり、Ｖは車速であり、Ｌは、車両１０のホイールベース（固定値）であり、Ｋｓは、ステアリングレシオ（固定値）であり、θｓｔｒは舵角（検出舵角θｓｔｒｄｅｔ）である。
（Ａ−２−３−３−３−２−３．減算器２５２）
減算器２５２は、ヨーレートセンサ３６からのヨーレートＹ（検出ヨーレートＹｄｅｔ）と、規範ヨーレート算出部２５０からの規範ヨーレートＹｒｅｆの偏差（以下「ヨーレート偏差ΔＹ」という。）を算出する（ΔＹ＝Ｙ−Ｙｒｅｆ）。
減算器２５２は、ヨーレートセンサ３６からのヨーレートＹ（検出ヨーレートＹｄｅｔ）と、規範ヨーレート算出部２５０からの規範ヨーレートＹｒｅｆの偏差（以下「ヨーレート偏差ΔＹ」という。）を算出する（ΔＹ＝Ｙ−Ｙｒｅｆ）。
（Ａ−２−３−３−３−２−４．規範スタビリティファクタ更新部２５４）
規範スタビリティファクタ更新部２５４（以下「規範ＳＦ更新部２５４」、「ＳＦ更新部２５４」又は「更新部２５４」ともいう。）は、規範スタビリティファクタ更新制御（以下「規範ＳＦ更新制御」ともいう。）を実行する。規範ＳＦ更新制御は、車両１０の規範スタビリティファクタＡ（以下「規範ＳＦ Ａ」ともいう。）を更新する制御である。
規範スタビリティファクタ更新部２５４（以下「規範ＳＦ更新部２５４」、「ＳＦ更新部２５４」又は「更新部２５４」ともいう。）は、規範スタビリティファクタ更新制御（以下「規範ＳＦ更新制御」ともいう。）を実行する。規範ＳＦ更新制御は、車両１０の規範スタビリティファクタＡ（以下「規範ＳＦ Ａ」ともいう。）を更新する制御である。
図５は、本実施形態の規範スタビリティファクタ更新部２５４が実行する規範ＳＦ更新制御のフローチャートである。ステップＳ２１において、ＳＦ更新部２５４は、舵角センサ６２からの舵角θｓｔｒ（検出舵角θｓｔｒｄｅｔ）に基づいて舵角速度Ｖθｓｔｒを算出する。
ステップＳ２２において、ＳＦ更新部２５４は、舵角速度Ｖθｓｔｒが速度閾値ＴＨｖθｓｔｒ（以下「閾値ＴＨｖθｓｔｒ」ともいう。）を下回るか否かを判定する。閾値ＴＨｖθｓｔｒは、舵角θｓｔｒ（検出舵角θｓｔｒｄｅｔ）と検出ヨーレートＹｄｅｔの相関関係が十分に担保されるか否かを判定するための閾値である。舵角θｓｔｒの変化が速すぎると、慣性のために検出ヨーレートＹｄｅｔが追従できなくなり、学習値に誤差が含まれ易くなるためである。舵角速度Ｖθｓｔｒが閾値ＴＨｖθｓｔｒを下回る場合（Ｓ２２：ＴＲＵＥ）、ステップＳ２３において、ＳＦ更新部２５４は、規範ＳＦ Ａを更新する。具体的には、更新部２５４は、以下の式（２）を用いて新たな規範ＳＦ Ａを算出する。
式（２）において、Ａnは規範スタビリティファクタの前回値であり、Ａn+1は、規範スタビリティファクタの今回値であり、ｍ（又は２ｍ）は更新ゲインであり、Ｙはヨーレート（検出ヨーレートＹｄｅｔ）であり、Ｙｒｅｆは規範ヨーレートである。更新ゲインｍは、０〜正の所定値の間で設定される。ステップＳ２３では、更新ゲインｍを固定値とすることができる。或いは、舵角速度Ｖθｓｔｒが高くなるほど、ｍを小さくしてもよい。
式（２）では、前回値Ａnに右辺第２項を加算したものを今回値Ａn+1とする。右辺第２項は、ヨーレートＹ（検出ヨーレートＹｄｅｔ）と規範ヨーレートＹｒｅｆの偏差ΔＹを含む。このため、規範ＳＦ Ａn+1は、ヨーレート偏差ΔＹに応じて変化する。また、右辺第２項は、規範ヨーレートＹｒｅｆを規範ＳＦ Ａnで偏微分した値を含む。
舵角速度Ｖθｓｔｒが閾値ＴＨｖθｓｔｒを下回らない場合（Ｓ２２：ＦＡＬＳＥ）、ステップＳ２４において、ＥＣＵ３８は、規範スタビリティファクタＡの更新を行わない（中止する）。ＥＣＵ３８は、例えば、式（２）の更新ゲインｍをゼロにすることにより、更新を中止することができる。
（Ａ−２−３−３−３−２−５．目標舵角算出部２５６）
目標舵角算出部２５６（以下「算出部２５６」ともいう。）は、更新部２５４からの規範ＳＦ Ａと、車速センサ３２からの車速Ｖと、カメラ情報処理部２１０の曲率半径算出部２２０からの曲率半径Ｒとに基づいて目標舵角θｓｔｒｔａｒを算出する。具体的には、算出部２５６は、以下の式（３）を用いて目標舵角θｓｔｒｔａｒを算出する。
目標舵角算出部２５６（以下「算出部２５６」ともいう。）は、更新部２５４からの規範ＳＦ Ａと、車速センサ３２からの車速Ｖと、カメラ情報処理部２１０の曲率半径算出部２２０からの曲率半径Ｒとに基づいて目標舵角θｓｔｒｔａｒを算出する。具体的には、算出部２５６は、以下の式（３）を用いて目標舵角θｓｔｒｔａｒを算出する。
式（３）において、Ｋｓはステアリングレシオであり、Ｌはホイールベースであり、Ａは規範スタビリティファクタであり、Ｖは車速であり、Ｒは曲率半径である。
（Ａ−２−３−３−４．横方向ずれ量補正電流算出部２１４）
図３の横方向ずれ量補正電流算出部２１４（以下「算出部２１４」ともいう。）は、横方向ずれ量ΔＤｌａｔを補正する横方向ずれ量補正電流Ｉｄ（以下「補正電流Ｉｄ」ともいう。）を算出する。本実施形態の算出部２１４は、横方向ずれ量ΔＤｌａｔと補正電流Ｉｄの組合せを車速Ｖ毎に記憶したマップを記憶部１１４に有している。例えば、車速Ｖが高くなるほど、横方向ずれ量ΔＤｌａｔに対応する補正電流Ｉｄを小さくする。このため、算出部２１４は、横方向ずれ量ΔＤｌａｔと車速Ｖに基づいて補正電流Ｉｄを算出する。
図３の横方向ずれ量補正電流算出部２１４（以下「算出部２１４」ともいう。）は、横方向ずれ量ΔＤｌａｔを補正する横方向ずれ量補正電流Ｉｄ（以下「補正電流Ｉｄ」ともいう。）を算出する。本実施形態の算出部２１４は、横方向ずれ量ΔＤｌａｔと補正電流Ｉｄの組合せを車速Ｖ毎に記憶したマップを記憶部１１４に有している。例えば、車速Ｖが高くなるほど、横方向ずれ量ΔＤｌａｔに対応する補正電流Ｉｄを小さくする。このため、算出部２１４は、横方向ずれ量ΔＤｌａｔと車速Ｖに基づいて補正電流Ｉｄを算出する。
（Ａ−２−３−３−５．加算器２１６）
加算器２１６は、基準舵角電流算出部２１２からの基準舵角電流Ｉθと、補正電流算出部２１４からの補正電流Ｉｄを加算して、ＬＫＡＳ電流Ｉｌｋａｓを算出する（Ｉｌｋａｓ＝Ｉθ＋Ｉｄ）。
加算器２１６は、基準舵角電流算出部２１２からの基準舵角電流Ｉθと、補正電流算出部２１４からの補正電流Ｉｄを加算して、ＬＫＡＳ電流Ｉｌｋａｓを算出する（Ｉｌｋａｓ＝Ｉθ＋Ｉｄ）。
（Ａ−２−３−４．加算器２０４）
加算器２０４は、基本アシスト電流算出部２００からの基本アシスト電流Ｉｂａｓｅと、ＬＫＡＳ電流算出部２０２からのＬＫＡＳ電流Ｉｌｋａｓとを加算して、アシスト電流Ｉａｓｉとして出力する（Ｉａｓｉ＝Ｉｂａｓｅ＋Ｉｌｋａｓ）。
加算器２０４は、基本アシスト電流算出部２００からの基本アシスト電流Ｉｂａｓｅと、ＬＫＡＳ電流算出部２０２からのＬＫＡＳ電流Ｉｌｋａｓとを加算して、アシスト電流Ｉａｓｉとして出力する（Ｉａｓｉ＝Ｉｂａｓｅ＋Ｉｌｋａｓ）。
（Ａ−２−３−５．駆動信号出力部２０６）
駆動信号出力部２０６（以下「出力部２０６」ともいう。）は、加算器２０４からのアシスト電流Ｉａｓｉとモータ電流Ｉｍの偏差をゼロにするようにインバータ３０に対する駆動信号Ｓｄを生成する。すなわち、モータ電流Ｉｍがアシスト電流Ｉａｓｉよりも小さい場合、インバータ３０の図示しないスイッチング素子の駆動デューティ比ＤＵＴを大きくする。モータ電流Ｉｍがアシスト電流Ｉａｓｉよりも大きい場合、駆動デューティ比ＤＵＴを小さくする。モータ電流Ｉｍがアシスト電流Ｉａｓｉと等しい場合、現在の駆動デューティ比ＤＵＴを維持する。
駆動信号出力部２０６（以下「出力部２０６」ともいう。）は、加算器２０４からのアシスト電流Ｉａｓｉとモータ電流Ｉｍの偏差をゼロにするようにインバータ３０に対する駆動信号Ｓｄを生成する。すなわち、モータ電流Ｉｍがアシスト電流Ｉａｓｉよりも小さい場合、インバータ３０の図示しないスイッチング素子の駆動デューティ比ＤＵＴを大きくする。モータ電流Ｉｍがアシスト電流Ｉａｓｉよりも大きい場合、駆動デューティ比ＤＵＴを小さくする。モータ電流Ｉｍがアシスト電流Ｉａｓｉと等しい場合、現在の駆動デューティ比ＤＵＴを維持する。
＜Ａ−３．本実施形態の効果＞
以上説明したように、本実施形態によれば、規範ヨーレートＹｒｅｆとヨーレートＹ（検出ヨーレートＹｄｅｔ）との偏差ΔＹに基づいて算出した規範スタビリティファクタＡを目標舵角θｓｔｒｔａｒに反映する（図４）。このため、舵角比の利用の有無にかかわらず目標舵角θｓｔｒｔａｒを算出可能である。従って、舵角比が可変であるか否かにかかわらず、規範スタビリティファクタＡの変化を考慮した操舵制御が可能となる。よって、車輪（前輪９６等）の状態（経年変化、圧力変化等）、乗員の人数及び位置、荷物の積載状態等を考慮した操舵制御が実現されることで、操舵性能を向上可能となる。
以上説明したように、本実施形態によれば、規範ヨーレートＹｒｅｆとヨーレートＹ（検出ヨーレートＹｄｅｔ）との偏差ΔＹに基づいて算出した規範スタビリティファクタＡを目標舵角θｓｔｒｔａｒに反映する（図４）。このため、舵角比の利用の有無にかかわらず目標舵角θｓｔｒｔａｒを算出可能である。従って、舵角比が可変であるか否かにかかわらず、規範スタビリティファクタＡの変化を考慮した操舵制御が可能となる。よって、車輪（前輪９６等）の状態（経年変化、圧力変化等）、乗員の人数及び位置、荷物の積載状態等を考慮した操舵制御が実現されることで、操舵性能を向上可能となる。
本実施形態において、ＥＣＵ３８（制御装置）は、舵角速度Ｖθｓｔｒが速度閾値ＴＨｖθｓｔｒを下回る場合のみ、規範スタビリティファクタＡの更新を行う（図５のＳ２２：ＴＲＵＥ→Ｓ２３）。舵角速度Ｖθｓｔｒが速度閾値ＴＨｖθｓｔｒを上回る場合、規範ヨーレートＹｒｅｆとヨーレートＹ（検出ヨーレートＹｄｅｔ）の位相がずれたり、舵角速度Ｖθｓｔｒが速いために規範スタビリティファクタＡがばらついたりする等の誤学習が生じる可能性が高くなる。本実施形態では、舵角速度Ｖθｓｔｒが速度閾値ＴＨｖθｓｔｒを上回る場合（図５のＳ２２：ＦＡＬＳＥ）、規範スタビリティファクタＡの更新を行わない（Ｓ２４）。そのため、上記のような誤学習を抑制することができ、違和感のない操舵制御を実行することができる。
Ｂ．変形例
なお、本発明は、上記実施形態に限らず、本明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。
なお、本発明は、上記実施形態に限らず、本明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。
＜Ｂ−１．適用対象＞
上記実施形態では、操舵装置１２を搭載する車両１０は四輪自動車であることを想定していた（図１）。しかしながら、例えば、検出ヨーレートＹｄｅｔと規範ヨーレートＹｒｅｆの偏差ΔＹに基づいて算出した規範スタビリティファクタＡを用いて目標舵角θｓｔｒｔａｒを算出する観点からすれば、これに限らない。例えば、車両１０は、自動二輪車、自動三輪車、六輪車等であってもよい。
上記実施形態では、操舵装置１２を搭載する車両１０は四輪自動車であることを想定していた（図１）。しかしながら、例えば、検出ヨーレートＹｄｅｔと規範ヨーレートＹｒｅｆの偏差ΔＹに基づいて算出した規範スタビリティファクタＡを用いて目標舵角θｓｔｒｔａｒを算出する観点からすれば、これに限らない。例えば、車両１０は、自動二輪車、自動三輪車、六輪車等であってもよい。
上記実施形態では、運転者の操舵をアシストするＬＫＡＳ制御を行う構成に本発明を適用した（図１）。しかしながら、例えば、検出ヨーレートＹｄｅｔと規範ヨーレートＹｒｅｆの偏差ΔＹに基づいて算出した規範スタビリティファクタＡを用いて目標舵角θｓｔｒｔａｒを算出する観点からすれば、これに限らない。例えば、操舵以外に加速及び減速を運転者の操作なしに行うことができる自動運転に本発明を適用することも可能である。
＜Ｂ−２．ＥＰＳ装置１４＞
［Ｂ−２−１．ＥＰＳ装置１４の全体構成］
上記実施形態のＥＰＳ装置１４は、ＥＰＳモータ２８がステアリング軸５２にモータトルクＴｍを伝達する構成（いわゆるコラムアシスト式ＥＰＳ装置）であった。しかしながら、モータトルクＴｍを発生するものであれば、ＥＰＳ装置１４の構成はこれに限らない。例えば、ピニオンアシスト式ＥＰＳ装置、デュアルピニオンアシスト式ＥＰＳ装置、ラックアシスト式ＥＰＳ装置及び電動油圧パワーステアリング装置のいずれかであってもよい。なお、電動油圧パワーステアリング装置では、電動ポンプで油圧をつくり、その油圧でモータトルクＴｍを生成する。
［Ｂ−２−１．ＥＰＳ装置１４の全体構成］
上記実施形態のＥＰＳ装置１４は、ＥＰＳモータ２８がステアリング軸５２にモータトルクＴｍを伝達する構成（いわゆるコラムアシスト式ＥＰＳ装置）であった。しかしながら、モータトルクＴｍを発生するものであれば、ＥＰＳ装置１４の構成はこれに限らない。例えば、ピニオンアシスト式ＥＰＳ装置、デュアルピニオンアシスト式ＥＰＳ装置、ラックアシスト式ＥＰＳ装置及び電動油圧パワーステアリング装置のいずれかであってもよい。なお、電動油圧パワーステアリング装置では、電動ポンプで油圧をつくり、その油圧でモータトルクＴｍを生成する。
上記実施形態では、運転者による操舵トルクをそのまま前輪９６に伝達する構成（以下、「直接伝達方式」ともいう。）であったが、ステアバイワイヤ式の電動パワーステアリング装置にも適用可能である。
上記実施形態では、ＥＰＳ装置１４（特にＥＰＳモータ２８）により車両１０の進行方向を制御したが（図１）、これに限らない。例えば、ＥＰＳ装置１４に加え又はこれに代えて、いわゆるトルクベクタリング機構により車両１０の進行方向を制御してもよい。その場合、舵角θｓｔｒの検出は、例えば、左右輪における伝達トルクの差（又は回転速度の差）として検出することが可能である。
［Ｂ−２−２．ＥＰＳモータ２８］
上記実施形態では、ＥＰＳモータ２８を３相交流ブラシレス式としたが、これに限らない。例えば、モータ２８を３相交流ブラシ式、単相交流式又は直流式としてもよい。
上記実施形態では、ＥＰＳモータ２８を３相交流ブラシレス式としたが、これに限らない。例えば、モータ２８を３相交流ブラシ式、単相交流式又は直流式としてもよい。
上記実施形態では、モータ２８は、低電圧バッテリ４０から電力が供給された（図１）。これに加えて又はこれに代えて、オルタネータ、燃料電池又は高電圧バッテリからモータ２８に電力を供給してもよい。
［Ｂ−２−３．ＥＣＵ３８］
上記実施形態では、ＥＣＵ３８を車両１０に搭載することを念頭に説明した（図１）。しかしながら、例えば、ＥＣＵ３８の一部を携帯端末に設け、当該携帯端末を車両１０のネットワークに接続することでＥＣＵ３８を構成してもよい。
上記実施形態では、ＥＣＵ３８を車両１０に搭載することを念頭に説明した（図１）。しかしながら、例えば、ＥＣＵ３８の一部を携帯端末に設け、当該携帯端末を車両１０のネットワークに接続することでＥＣＵ３８を構成してもよい。
上記実施形態では、１つのＥＣＵ３８が、ＥＰＳ装置１４及びＬＫＡＳ１６の両方を制御した（図１）。しかしながら、ＥＰＳ装置１４とＬＫＡＳ１６に分けて別々のＥＣＵ３８を設けることも可能である。
＜Ｂ−３．ＬＫＡＳ１６＞
上記実施形態では、カメラ１４０からの前方画像Ｉｆに基づいて曲率半径Ｒを算出した（図３）。しかしながら、これに加えて又はこれに代えて、図示しないナビゲーション装置からの地図情報及び現在位置情報を用いて曲率半径Ｒを判定してもよい。
上記実施形態では、カメラ１４０からの前方画像Ｉｆに基づいて曲率半径Ｒを算出した（図３）。しかしながら、これに加えて又はこれに代えて、図示しないナビゲーション装置からの地図情報及び現在位置情報を用いて曲率半径Ｒを判定してもよい。
上記実施形態では、自車レーンの情報として曲率半径Ｒを用いた（図３）。しかしながら、例えば、目標舵角θｓｔｒｔａｒを算出する観点からすれば、これに限らない。例えば、曲率半径Ｒの代わりに、自車レーンの曲率を用いることも可能である。
上記実施形態では、舵角θｓｔｒ（検出舵角θｓｔｒｄｅｔ）と車速Ｖと規範スタビリティファクタＡとを用いて規範ヨーレートＹｒｅｆを算出した。しかしながら、例えば、ヨーレートＹの基準値としての規範ヨーレートＹｒｅｆを算出する観点からすれば、これに限らない。例えば、舵角θｓｔｒ（検出舵角θｓｔｒｄｅｔ）の代わりに目標舵角θｓｔｒｔａｒの前回値を用いることも可能である。
上記実施形態では、カメラ１４０からの前方画像Ｉｆに基づいて横方向ずれ量ΔＤｌａｔを算出した（図３）。しかしながら、これに加えて又はこれに代えて、図示しないナビゲーション装置からの地図情報及び現在位置情報を用いて横方向ずれ量ΔＤｌａｔを算出することも可能である。
上記実施形態の規範ＳＦ更新制御では、舵角速度Ｖθｓｔｒが速度閾値ＴＨｖθｓｔｒを下回るか否かに基づいて規範スタビリティファクタＡの更新の要否を判定した（図５）。しかしながら、例えば、検出ヨーレートＹｄｅｔと規範ヨーレートＹｒｅｆの偏差ΔＹに基づいて算出した規範スタビリティファクタＡを用いて目標舵角θｓｔｒｔａｒを算出する観点からすれば、これに限らない。例えば、舵角速度Ｖθｓｔｒが速度閾値ＴＨｖθｓｔｒを下回るか否かの判定を省略することも可能である。
図６は、変形例に係る規範スタビリティファクタ更新制御のフローチャートである。ステップＳ３１において、ＥＣＵ３８は、自車１０の前方車（図示せず）とのＴＴＣ（Time to Collision）を算出する。ステップＳ３２において、ＥＣＵ３８は、ＴＴＣがＴＴＣ閾値ＴＨｔｔｃを上回るか否かを判定する。ＴＴＣがＴＴＣ閾値ＴＨｔｔｃを上回る場合（Ｓ３２：ＴＲＵＥ）、ステップＳ３３において、ＥＣＵ３８は、規範スタビリティファクタＡを更新する。ＴＴＣがＴＴＣ閾値ＴＨｔｔｃを上回らない場合（Ｓ３２：ＦＡＬＳＥ）、ステップＳ３４において、ＥＣＵ３８は、規範スタビリティファクタＡの更新を行わない（中止する）。
図６の変形例によれば、ＥＣＵ３８（制御装置）は、前方車と自車１０とのＴＴＣ（接触余裕時間）を取得する（Ｓ３１）。ＥＣＵ３８は、ＴＴＣがＴＴＣ閾値ＴＨｔｔｃ（時間閾値）を下回る場合（Ｓ３２：ＦＡＬＳＥ）、規範スタビリティファクタＡの更新を中止する（Ｓ３４）。前方車と自車１０とのＴＴＣが比較的短い場合、自車１０が前方車を追い越すために加速を開始した可能性が高いと考えることができる。自車１０が追い越しを図る場合、自車１０の挙動が急激に変化する可能性が高く、規範スタビリティファクタＡの更新に適していないと考えることができる。本変形例では、追い越しの可能性が高いと考えられる状態では、規範スタビリティファクタＡの更新を中止することで、規範スタビリティファクタＡの精度を高めることが可能となる。
なお、例えば、自車１０が前方車を追い越すために加速を開始したことを判定するためには、ＴＴＣ以外の指標を用いてもよい。そのような指標としては、例えば、図示しないアクセルペダルの操作量が操作量閾値を上回るか否かを用いることができる。或いは、アクセルペダルの操作速度（操作量の時間微分値）が操作速度閾値を上回るか否かを用いてもよい。
＜Ｂ−４．その他＞
上記実施形態では、数値の比較において等号を含む場合と含まない場合とが存在した（図５のＳ２２等）。しかしながら、例えば、等号を含む又は等号を外す特別な意味がなければ（換言すると、本発明の効果を得られる場合）、数値の比較において等号を含ませるか或いは含ませないかは任意に設定可能である。
上記実施形態では、数値の比較において等号を含む場合と含まない場合とが存在した（図５のＳ２２等）。しかしながら、例えば、等号を含む又は等号を外す特別な意味がなければ（換言すると、本発明の効果を得られる場合）、数値の比較において等号を含ませるか或いは含ませないかは任意に設定可能である。
その意味において、例えば、図５のステップＳ２２における舵角速度Ｖθｓｔｒが閾値ＴＨｖθｓｔｒを下回るか否かの判定（Ｖθｓｔｒ＜ＴＨｖθｓｔｒ）を、舵角速度Ｖθｓｔｒが閾値ＴＨｖθｓｔｒ以下であるか否かの判定（Ｖθｓｔｒ≦ＴＨｖθｓｔｒ）に置き換えることができる。
１０…車両（自車） ２８…ＥＰＳモータ（舵角調整装置）
３２…車速センサ（車速取得手段）
３６…ヨーレートセンサ（検出ヨーレート取得手段）
３８…ＥＣＵ（制御装置） ６２…舵角センサ（検出舵角取得手段）
１４０…カメラ（レーン情報取得手段） Ａ…規範スタビリティファクタ
ＴＨｔｔｃ…ＴＴＣ閾値（時間閾値） ＴＨｖθｓｔｒ…速度閾値
Ｖ…車速 Ｖθｓｔｒ…舵角速度
Ｙ…ヨーレート Ｙｄｅｔ…検出ヨーレート
Ｙｒｅｆ…規範ヨーレート θｓｔｒ…舵角
θｓｔｒｄｅｔ…検出舵角 θｓｔｒｔａｒ…目標舵角
ΔＹ…ヨーレート偏差（検出ヨーレートと規範ヨーレートの偏差）
Δθｓｔｒ…舵角偏差（目標舵角と検出舵角の誤差）
３２…車速センサ（車速取得手段）
３６…ヨーレートセンサ（検出ヨーレート取得手段）
３８…ＥＣＵ（制御装置） ６２…舵角センサ（検出舵角取得手段）
１４０…カメラ（レーン情報取得手段） Ａ…規範スタビリティファクタ
ＴＨｔｔｃ…ＴＴＣ閾値（時間閾値） ＴＨｖθｓｔｒ…速度閾値
Ｖ…車速 Ｖθｓｔｒ…舵角速度
Ｙ…ヨーレート Ｙｄｅｔ…検出ヨーレート
Ｙｒｅｆ…規範ヨーレート θｓｔｒ…舵角
θｓｔｒｄｅｔ…検出舵角 θｓｔｒｔａｒ…目標舵角
ΔＹ…ヨーレート偏差（検出ヨーレートと規範ヨーレートの偏差）
Δθｓｔｒ…舵角偏差（目標舵角と検出舵角の誤差）
Claims (3)
- 自車の舵角を調整する舵角調整装置と、
前記自車の検出舵角を取得する検出舵角取得手段と、
自車レーンの情報を取得するレーン情報取得手段と、
前記自車の車速を取得する車速取得手段と、
前記自車の検出ヨーレートを取得する検出ヨーレート取得手段と、
目標舵角を用いて前記舵角調整装置を制御する操舵制御を実行する制御装置と、
を備え、
前記操舵制御において、前記制御装置は、
前記検出舵角又は前記目標舵角と前記車速とに基づいて規範ヨーレートを算出し、
前記検出ヨーレートと前記規範ヨーレートの偏差に基づいて規範スタビリティファクタを算出し、
前記自車レーンの情報、前記車速及び前記規範スタビリティファクタに基づいて新たな前記目標舵角を算出し、
前記目標舵角と前記検出舵角の誤差を減少させるように前記舵角調整装置を制御する
ことを特徴とする車両用操舵装置。 - 請求項１に記載の操舵装置において、
前記制御装置は、舵角速度が速度閾値を下回る場合のみ、前記規範スタビリティファクタの更新を行う
ことを特徴とする操舵装置。 - 請求項１又は２に記載の操舵装置において、
前記制御装置は、
前方車と前記自車との接触余裕時間を取得し、
前記接触余裕時間が時間閾値を下回る場合、前記規範スタビリティファクタの更新を中止する
ことを特徴とする操舵装置。
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