JP2019137370A - 操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転支援制御の実行時に介入操作を行う場合の操舵フィーリングを向上させることのできる運転支援制御を提供する。【解決手段】トルク指令値演算部７１は、操舵トルク及びトルクフィードバック指令成分の加算値である駆動トルクＴcを車両の旋回状態を示す状態量に換算した第１横Ｇ換算値Ｇs1と、角度偏差Δθを車両の旋回状態を示す状態量に換算した第２横Ｇ換算値Ｇs2とを所定配分比率で足し合わせて車両の旋回状態を示す旋回状態量Ｃを演算する旋回状態量演算部９１を有する。そして、旋回状態量演算部９１は、運転支援制御の非実行時に比べ、運転支援制御の実行時の方が第２横Ｇ換算値Ｇs2の比率が大きくなるように所定配分比率Ｗ１，Ｗ２を変更する。【選択図】図５

Description

本発明は、操舵制御装置に関する。

従来、モータを駆動源とするアクチュエータを備え、モータトルクを運転者のステアリング操作を補助するアシスト力として操舵機構に付与する電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）がある（例えば、特許文献１）。

また近年では、車両の安全性等をより向上させるための様々な運転支援制御を実行する先進運転支援システム（ＡＤＡＳ）の開発が進められている（例えば、特許文献２）。運転支援制御の一例としては、例えば自動駐車制御や車線逸脱防止支援制御等が挙げられる。こうした運転支援制御装置は、その時々の車両の状態に基づいて最適な制御方法を求め、該制御方法に応じてＥＰＳの制御装置（操舵制御装置）を含む各車載システムの制御装置に対して制御指令を出力する。そして、操舵制御装置は、運転支援制御装置から出力される指令値に基づいてモータ（アクチュエータ）の駆動を制御し、運転支援制御を実行する。

特許文献２の操舵制御装置では、運転支援制御として、例えば車線逸脱防止支援制御を実行している際に、運転者が車線を変更しようと介入してステアリング操作（介入操作）があった場合、該運転支援制御を中止して手動運転に切り替える。

特開２０１４−２２３８３２号公報 特開２０１７−１６５１２８号公報

しかし、上記特許文献２には、運転支援制御の実行時に介入操作を行う場合の操舵フィーリングについては言及されておらず、その最適化が実現できているとは言い切れないのが実情である。そのため、運転支援制御の実行時に介入操作を行う際の操舵フィーリングを向上させることのできる技術の開発が求められていた。

本発明の目的は、運転支援制御の実行時に介入操作を行う場合の操舵フィーリングを向上させることのできる運転支援制御を提供することにある。

上記課題を解決する操舵制御装置は、モータを駆動源とするアクチュエータにより操舵機構の転舵軸を往復動させるアシスト力が付与される操舵装置を制御対象とし、運転者が入力する操舵トルクに基づいて、前記モータに発生させるべき前記アシスト力の目標値であるアシスト指令値を演算するアシスト指令値演算部を備え、前記アシスト指令値演算部は、運転者が入力すべき操舵トルクの目標値に対応するトルク指令値を演算するトルク指令値演算部と、前記操舵トルク及び前記トルク指令値に基づいてトルクフィードバック制御を実行することによりトルクフィードバック指令成分を演算するトルクフィードバック制御部と、運転支援制御装置から入力される運転支援指令角と転舵輪の転舵角に換算可能な回転軸の回転角との角度偏差に基づく運転支援指令成分を演算する運転支援指令成分演算部とを有し、前記トルクフィードバック指令成分と前記運転支援指令成分との加算値に基づいて前記アシスト指令値を演算するものであって、前記トルク指令値演算部は、前記操舵トルク及び前記トルクフィードバック指令成分の加算値である駆動トルクを車両の旋回状態を示す状態量に換算した駆動トルク換算値と、前記角度偏差を車両の旋回状態を示す状態量に換算した角度偏差換算値とを所定配分比率で足し合わせて車両の旋回状態を示す旋回状態量を演算する旋回状態量演算部を有し、前記旋回状態量演算部は、前記運転支援制御装置による運転支援制御の実行時に、前記角度偏差換算値が含まれるような前記所定配分比率で前記旋回状態量を演算する。

上記構成によれば、運転支援制御の非実行時には運転支援指令角が出力されないため、角度偏差が回転軸の回転角と等しくなり、駆動トルク換算値及び回転角に応じた角度偏差換算値が所定配分比率で足し合わされて旋回状態量が演算される。そのため、演算される旋回状態量は車両旋回時に大きくなり、該旋回状態量に基づいて演算されるトルク指令値、すなわち運転者が付与すべき操舵トルクの目標値も大きくなる。一方、運転支援制御の実行時には、フィードバック指令成分だけでなく、運転支援指令成分を含んでアシスト指令値が演算されることから、回転軸の回転角は運転支援指令角に追従し、角度偏差はゼロ又は小さな値となる。したがって、角度偏差換算値の配分量に応じて旋回状態量が小さくなり、トルク指令値が小さくなる。

ここで、運転支援制御により車両が旋回している状態では、転舵輪が転舵されていることで転舵軸に軸力が生じ、運転者がステアリング操作を行っていなくても駆動トルクが発生している。そのため、例えば駆動トルク換算値のみに基づいて旋回状態量を演算すると、トルク指令値が生じた状態となる。そして、この状態で介入操作を行って操舵を開始すると、既に発生しているトルク指令値が上乗せされることで、運転支援制御の非実行時において操舵を開始する場合に比べ、トルク指令値（操舵トルクの目標値）が大きくなる。これにより、操舵に必要なトルクが大きくなり、操舵開始時に引っ掛かり感が生じる。一方、上記構成では、角度偏差換算値の配分量に応じて旋回状態量が小さな値となり、トルク指令値が小さな値となるため、運転支援制御の実行時に角度偏差換算値の配分比率を大きくすることで、操舵トルクの目標値が大きくなることを抑制でき、運転支援制御の非実行時において操舵を開始する場合に近づけることができる。したがって、運転支援制御の実行時に角度偏差換算値が含まれるような所定配分比率で旋回状態量を演算することで、操舵フィーリングが重くなりすぎることを抑制でき、介入操作を行う場合の操舵フィーリングを向上させることができる。

上記操舵制御装置において、前記所定配分比率は、前記運転支援制御の実行時と非実行時とで変更されることが好ましい。
上記構成によれば、運転支援制御の実行時における介入操作及び非実行時における通常操作ともに操舵フィーリングを向上させることができる。

上記操舵制御装置において、前記所定配分比率は、前記運転支援制御の非実行時に比べ、前記運転支援制御の実行時の方が前記角度偏差換算値の比率が大きくなるように設定されることが好ましい。

上記構成によれば、運転支援制御の実行時に介入操作を行う際の操舵フィーリングを好適に向上させることができる。

本発明によれば、運転支援制御の実行時に介入操作を行う場合の操舵フィーリングを向上させることができる。

電動パワーステアリング装置の概略構成図。 操舵制御装置のブロック図。 ヒステリシス成分演算部のブロック図。 トルク指令値の絶対値と基礎ヒステリシス成分との関係を示すグラフ。 トルク指令値演算部のブロック図。 駆動トルク（角度偏差）と第１横Ｇ換算値（第２横Ｇ換算値）との関係を示すグラフ。 旋回状態量とトルク指令値との関係を示すグラフ。 （ａ）は運転支援制御の非優先時においてサイン操舵した場合の操舵特性を示すグラフ、（ｂ）は運転支援制御の優先時においてサイン操舵した場合の操舵特性を示すグラフ。

以下、操舵制御装置の一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、制御対象となる操舵装置としての電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１は、運転者によるステアリングホイール２の操作に基づいて転舵輪３を転舵させる操舵機構４を備えている。また、ＥＰＳ１は、操舵機構４にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するアクチュエータとしてのＥＰＳアクチュエータ５と、ＥＰＳアクチュエータ５の作動を制御する操舵制御装置６とを備えている。

操舵機構４は、ステアリングホイール２が固定されるステアリングシャフト１１と、ステアリングシャフト１１の回転に応じて軸方向に往復動する転舵軸としてのラック軸１２と、ラック軸１２が往復動可能に挿通される略円筒状のラックハウジング１３とを備えている。なお、ステアリングシャフト１１は、ステアリングホイール２側から順にコラム軸１４、中間軸１５、及びピニオン軸１６を連結することにより構成されている。

ラック軸１２とピニオン軸１６とは、ラックハウジング１３内に所定の交差角をもって配置されており、ラック軸１２に形成されたラック歯１２ａとピニオン軸１６に形成されたピニオン歯１６ａとが噛合されることでラックアンドピニオン機構１７が構成されている。また、ラック軸１２の両端には、タイロッド１８を介して転舵輪３が組付けられた図示しないナックルに連結されている。したがって、ＥＰＳ１では、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト１１の回転がラックアンドピニオン機構１７によりラック軸１２の軸方向移動に変換され、この軸方向移動がタイロッド１８を介してナックルに伝達されることにより、転舵輪３の転舵角、すなわち車両の進行方向が変更される。

ＥＰＳアクチュエータ５は、駆動源であるモータ２１と、モータ２１の回転を伝達する伝達機構２２と、伝達機構２２を介して伝達された回転をラック軸１２の往復動に変換する変換機構２３とを備えている。そして、ＥＰＳアクチュエータ５は、モータ２１の回転を伝達機構２２を介して変換機構２３に伝達し、変換機構２３にてラック軸１２の往復動に変換することで操舵機構４にアシスト力を付与する。なお、本実施形態のモータ２１には、例えば三相のブラシレスモータが採用され、伝達機構２２には、例えば一対のプーリ及びベルトからなるベルト機構が採用され、変換機構２３には、例えばボール螺子機構が採用されている。

操舵制御装置６には、車両の車速Ｖを検出する車速センサ３１、及び運転者の操舵によりステアリングシャフト１１に付与された操舵トルクＴhを検出するトルクセンサ３２が接続されている。なお、本実施形態では、ピニオン軸１６の途中にトーションバー２４が設けられており、トルクセンサ３２は、トーションバー２４の捩れに基づいて操舵トルクＴhを検出する。また、操舵制御装置６には、モータ２１の回転角であるモータ角θmを検出する回転角センサ３３が接続されている。なお、操舵トルクＴh及びモータ角θmは、一方向（本実施形態では、右）に操舵した場合に正の値、他方向（本実施形態では、左）に操舵した場合に負の値として検出する。

さらに、操舵制御装置６は、車内ネットワーク４１を介して操舵制御装置６の外部に設けられた運転支援制御装置４２と通信可能に接続されている。本実施形態の運転支援制御装置４２は、運転支援制御として、例えば車両が走行中の走行レーンを維持して走行し易くなるように運転者のステアリング操作を支援する車線逸脱防止支援制御（又はレーンキープ制御）を実行する。運転支援制御装置４２は、車線逸脱防止支援制御の実行時において、カメラ４３により撮像される画像データに基づいて車両が車線内の走行を維持し得る理想的な転舵角を演算し、この理想的な転舵角と転舵輪３の実際の転舵角との偏差に応じた運転支援指令角θp_adas*を演算する。なお、運転支援制御装置４２には、車両の運転席近傍等に設けられる運転支援制御を実行するための操作スイッチ４４に接続されており、運転支援制御装置４２は、操作スイッチ４４のオンオフに応じて運転支援制御として車線逸脱防止支援制御を実行する。そして、運転支援制御装置４２は、運転支援制御を実行しているか否かを示す運転支援フラグＦとともに、運転支援制御の実行時には運転支援指令角θp_adas*を車内ネットワーク４１を介して操舵制御装置６に出力する。

操舵制御装置６は、これら各センサから入力される各状態量を示す信号及び運転支援制御装置４２から車内ネットワーク４１を介して入力される信号に基づいて、モータ２１に駆動電力を供給することにより、ＥＰＳアクチュエータ５の作動を制御する。つまり、操舵制御装置６は、各信号に基づいてアシスト力を操舵機構４に付与するアシスト制御を実行する。

図２に示すように、操舵制御装置６は、モータ制御信号を出力するマイコン５１と、モータ制御信号に基づいてモータ２１に駆動電力を供給する駆動回路５２とを備えている。なお、本実施形態の駆動回路５２には、複数のスイッチング素子（例えば、ＦＥＴ等）を有する周知のＰＷＭインバータが採用されている。以下に示す各制御ブロックは、マイコン５１が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものであり、所定のサンプリング周期（検出周期）で各状態量を検出する。マイコン５１では、所定の演算周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理が実行されて、モータ制御信号を生成する。そして、モータ制御信号が駆動回路５２に出力されることにより、モータ２１にモータ制御信号に応じた駆動電力が供給され、ＥＰＳアクチュエータ５の作動が制御される。

詳しくは、マイコン５１には、上記車速Ｖ、操舵トルクＴh、モータ角θm、運転支援指令角θp_adas*及び運転支援フラグＦが入力される。また、マイコン５１には、駆動回路５２と各相のモータコイルとの間の接続線５３に設けられた電流センサ５４により検出されるモータ２１の各相電流値Ｉが入力される。なお、図２では、説明の便宜上、各相の接続線及び各相の電流センサ５４をそれぞれ１つにまとめて図示している。そして、マイコン５１は、これら各状態量に基づいてモータ制御信号を出力する。

より詳しくは、マイコン５１は、アシスト指令値Ｔa*を演算するアシスト指令値演算部６１と、アシスト指令値Ｔa*に対応した電流指令値Ｉd*,Ｉq*を演算する電流指令値演算部６２と、電流指令値Ｉd*,Ｉq*に基づいてモータ制御信号を生成するモータ制御信号生成部６３とを備えている。また、マイコン５１は、モータ角θmに基づいてピニオン軸１６における上記トーションバー２４よりも転舵輪３側の部分の回転角（ピニオン角θp）、すなわち転舵輪３の転舵角に換算可能な回転軸の回転角を演算（検出）するピニオン角演算部６４を備えている。なお、ピニオン角演算部６４は、モータ２１が伝達機構２２、変換機構２３、ラック軸１２及びラックアンドピニオン機構１７を介してステアリングシャフト１１に機械的に連結されており、モータ角θmとステアリングシャフト１１の回転角との間に相関関係があることを利用して、モータ角θmからピニオン角θpを演算する。また、マイコン５１は、運転支援制御の実行時に介入操作が行われたか否かを判定し、介入操作が行われた場合には、車内ネットワーク４１を介して運転支援制御装置４２に運転支援制御の停止を要求する要求信号Ｓを出力する介入操作判定部６５を備えている。介入操作判定部６５には、操舵トルクＴh及び運転支援フラグＦが入力され、介入操作判定部６５は、運転支援制御を実行中である旨の運転支援フラグＦが入力される場合に、操舵トルクＴhの絶対値が予め設定された閾値を超えると要求信号Ｓを出力する。

アシスト指令値演算部６１は、車速Ｖ、操舵トルクＴh、運転支援指令角θp_adas*、ピニオン角θp及び運転支援フラグＦに基づいて、モータ２１に発生させるモータトルク、すなわち目標アシスト力に対応したアシスト指令値Ｔa*を演算する。

電流指令値演算部６２は、アシスト指令値Ｔa*に基づいて、モータ２１の駆動電流の目標値である電流指令値Ｉd*,Ｉq*を演算する。本実施形態では、電流指令値演算部６２は、ｄ／ｑ座標系におけるｑ軸上のｑ軸電流指令値Ｉq*を演算し、ｑ軸電流指令値Ｉq*をモータ制御信号生成部６３に出力する。なお、本実施形態では、ｄ軸上のｄ軸電流指令値Ｉｄ＊はゼロに設定されており、電流指令値演算部６２は、ｄ軸電流指令値Ｉd*もモータ制御信号生成部６３に出力する。

モータ制御信号生成部６３は、電流指令値Ｉd*,Ｉq*にモータ２１の各相電流値Ｉを追従させる電流フィードバック制御を実行することにより、モータ制御信号を生成し、駆動回路５２に出力する。具体的には、モータ制御信号生成部６３には、ｄ軸電流指令値Ｉd*及びｑ軸電流指令値Ｉq*に加え、各相電流値Ｉ及びモータ角θmが入力される。モータ制御信号生成部６３は、モータ角θmに基づいて各相電流値Ｉをｄ／ｑ座標上に写像することにより、ｄ／ｑ座標系におけるモータ２１の実際の電流値であるｄ軸電流値及びｑ軸電流値を演算する。そして、モータ制御信号生成部６３は、ｄ軸電流値をｄ軸電流指令値Ｉd*に追従させるべく、またｑ軸電流値をｑ軸電流指令値Ｉq*に追従させるべく、それぞれの偏差に基づく電流フィードバック制御を行うことによりモータ制御信号を生成する。このモータ制御信号が駆動回路５２に出力されることにより、モータ２１にモータ制御信号に応じた駆動電力が供給され、モータ２１（ＥＰＳアクチュエータ５）からアシスト指令値Ｔａ*に応じたモータトルクがアシスト力としてステアリングシャフト１１に付与される。

次に、アシスト指令値Ｔa*の演算について詳細に説明する。
アシスト指令値演算部６１は、運転者が入力すべき操舵トルクＴhの目標値に対応するトルク指令値Ｔh*を演算するトルク指令値演算部７１と、トルク指令値Ｔh*にヒステリシス特性を付与するヒステリシス成分Ｔhy*を演算するヒステリシス成分演算部７２とを備えている。また、アシスト指令値演算部６１は、トルク指令値Ｔh*にヒステリシス成分Ｔhy*が足し合わされた合算トルク指令値Ｔs*と、操舵トルクＴhとの偏差であるトルク偏差ΔＴに基づいてトルクフィードバック指令成分Ｔf*を演算するトルクフィードバック制御部（以下、トルクＦ／Ｂ制御部）７３を備えている。さらに、アシスト指令値演算部６１は、運転支援指令角θp_adas*とピニオン角θpとの角度偏差Δθに基づいて運転支援指令成分Ｔ_adas*を演算する運転支援指令成分演算部７４を備えている。

アシスト指令値演算部６１は、操舵トルクＴh及びトルクフィードバック指令成分Ｔf*が入力される加算器７５を有している。加算器７５において、これらを加算した値である操舵機構４に入力される駆動トルクＴcが演算される。また、アシスト指令値演算部６１は、運転支援指令角θp_adas*及びピニオン角θpが入力される減算器７６を有している。減算器７６において、運転支援指令角θp_adas*からピニオン角θpを減算することにより角度偏差Δθが演算される。

トルク指令値演算部７１には、駆動トルクＴc、角度偏差Δθ、車速Ｖ及び運転支援フラグＦが入力される。そして、トルク指令値演算部７１は、これらの各状態量に基づいて後述するようにトルク指令値Ｔh*を演算する。

ヒステリシス成分演算部７２には、トルク指令値Ｔh*、ピニオン角θp及び車速Ｖが入力される。そして、ヒステリシス成分演算部７２は、トルク指令値Ｔh*、ピニオン角θp及び車速Ｖに基づいてヒステリシス成分Ｔhy*を演算する。

具体的には、図３に示すように、ヒステリシス成分演算部７２は、操舵方向検出部８１と、基礎ヒステリシス成分演算部８２とを備えている。操舵方向検出部８１には、ピニオン角θpが入力される。そして、操舵方向検出部８１は、正の値からなるピニオン角θpが入力された場合には「１」を示すゲインα、負の値からなるピニオン角θpが入力された場合には、「−１」を示すゲインαを乗算器８３に出力する。基礎ヒステリシス成分演算部８２には、トルク指令値Ｔh*及び車速Ｖが入力される。基礎ヒステリシス成分演算部８２は、例えば図４に示すようなマップを有しており、該マップを参照することによりトルク指令値Ｔh*に応じた基礎ヒステリシス成分Ｔhybを乗算器８３に出力する。そして、ヒステリシス成分演算部７２は、乗算器８３において基礎ヒステリシス成分Ｔhybにゲインαを乗算した値をヒステリシス成分Ｔhy*として演算する。図３に示すマップは、トルク指令値Ｔh*の絶対値が大きくなるほど、基礎ヒステリシス成分Ｔhybが大きくなるとともに、トルク指令値Ｔh*の絶対値に対する基礎ヒステリシス成分Ｔhybの変化率の絶対値が小さくなるように基礎ヒステリシス成分Ｔhybを演算する。また、同マップは、車速Ｖが大きくなるほど、大きな絶対値の基礎ヒステリシス成分Ｔhybが演算されるように設定されている。なお、マップの特性は車両の仕様等に応じて適宜変更可能である。

図２に示すように、このように演算されたトルク指令値Ｔh*及びヒステリシス成分Ｔhy*は、加算器７７に入力される。そして、加算器７７において、トルク指令値Ｔh*とヒステリシス成分Ｔhy*とが足し合わされることにより、合算トルク指令値Ｔs*が演算される。合算トルク指令値Ｔs*は、操舵トルクＴhとともに減算器７８に入力され、減算器７８において、操舵トルクＴhから合算トルク指令値Ｔs*を減算することによりトルク偏差ΔＴが演算される。

トルクＦ／Ｂ制御部７３には、トルク偏差ΔＴが入力される。トルクＦ／Ｂ制御部７３は、トルク偏差ΔＴに基づいて、操舵トルクＴhを合算トルク指令値Ｔs*に追従させるべく、トルクフィードバック制御の実行によりトルクフィードバック指令成分Ｔf*を演算する。本実施形態のトルクＦ／Ｂ制御部７３は、トルク偏差ΔＴに比例ゲインを乗ずることにより得られる比例成分、トルク偏差ΔＴの積分値に積分ゲインを乗ずることにより得られる積分成分、及びトルク偏差ΔＴの微分値に微分ゲインを乗ずることにより得られる微分成分を足し合わせることで、トルクフィードバック指令成分Ｔf*を演算する。つまり、トルクＦ／Ｂ制御部７３は、ＰＩＤ制御演算の実行により、トルクフィードバック指令成分Ｔf*を演算する。

運転支援指令成分演算部７４には、角度偏差Δθ及び運転支援フラグＦが入力される。運転支援指令成分演算部７４は、運転支援制御を実行中である旨の運転支援フラグＦが入力される場合に、ピニオン角θpを運転支援指令角θp_adas*に追従させるべく、角度フィードバック制御の実行により運転支援指令成分Ｔ_adas*を演算する。運転支援指令成分Ｔ_adas*は、トルクをベースにした成分である。本実施形態の運転支援指令成分演算部７４は、ＰＩＤ制御演算の実行により、運転支援指令成分Ｔ_adas*を演算する。なお、運転支援指令成分演算部７４は、運転支援制御を実行していない旨の運転支援フラグＦが入力される場合には、運転支援指令成分Ｔ_adas*を演算しない、又は運転支援指令成分Ｔ_adas*としてゼロを演算する。

上記のように演算されたトルクフィードバック指令成分Ｔf*及び運転支援指令成分Ｔ_adas*は加算器７９に入力される。そして、加算器７９において、これらが足し合わされることにより、アシスト指令値Ｔa*が演算される。

次に、トルク指令値Ｔh*の演算について詳細に説明する。
図５に示すように、トルク指令値演算部７１は、駆動トルクＴc、車速Ｖ、角度偏差Δθ及び運転支援フラグＦに基づいて旋回状態量Ｃを演算する旋回状態量演算部９１と、旋回状態量Ｃに基づいてトルク指令値Ｔh*を演算するトルク指令値換算部９２とを備えている。旋回状態量演算部９１は、駆動トルクＴcを車両の旋回状態を示す状態量に換算した駆動トルク換算値としての第１横Ｇ換算値Ｇs1、及び角度偏差Δθを車両の旋回状態を示す状態量に換算した角度偏差換算値としての第２横Ｇ換算値Ｇs2を所定配分比率Ｗ１，Ｗ２で足し合わせて旋回状態量Ｃを演算し、運転支援制御の非実行時に比べ、運転支援制御の実行時の方が第２横Ｇ換算値Ｇs2の比率が大きくなるように所定配分比率Ｗ１，Ｗ２を変更する。

詳しくは、旋回状態量演算部９１は、第１横Ｇ換算値Ｇs1（駆動トルクＴc）及び第２横Ｇ換算値Ｇs2（角度偏差Δθ）の配分比率を設定する配分比率設定部９３を有している。配分比率設定部９３には、駆動トルクＴc、角度偏差Δθ及び運転支援フラグＦが入力される。配分比率設定部９３は、駆動トルクＴcに所定配分比率Ｗ１を乗算する第１比率乗算部９４と、角度偏差Δθに所定配分比率Ｗ２を乗算する第２比率乗算部９５とを備えている。所定配分比率Ｗ１及び所定配分比率Ｗ２は、その和が「１」（１００％）となるように設定されており、運転支援制御の非実行時に比べ、運転支援制御の実行時の方が角度偏差Δθの比率が大きくなるように変更される。具体的には、運転支援制御の非実行時の所定配分比率Ｗ１，Ｗ２は、例えばＷ１：Ｗ２＝１：０、運転支援制御の実行時の所定配分比率Ｗ１，Ｗ２は、例えばＷ１：Ｗ２＝０：１と予め設定されており、配分比率設定部９３は、入力される運転支援フラグＦに応じて所定配分比率Ｗ１，Ｗ２を変更する。そして、第１比率乗算部９４において所定配分比率Ｗ１が乗算された駆動トルクＴcは、第１横Ｇ換算部９６に出力され、第２比率乗算部９５において所定配分比率Ｗ２が乗算された角度偏差Δθは、第２横Ｇ換算部９７に出力される。

第１横Ｇ換算部９６は、例えば図６に示すようなマップを参照することにより、所定配分比率Ｗ１に応じた駆動トルクＴcに対応する第１横Ｇ換算値Ｇs1を演算する。第２横Ｇ換算部９７は、同様に、所定配分比率Ｗ２に応じた角度偏差Δθに対応する第２横Ｇ換算値Ｇs2を演算する。図６に示すマップは、駆動トルクＴc（角度偏差Δθ）が大きいほど車両に生じる横Ｇが大きくなることを踏まえ、駆動トルクＴc（角度偏差Δθ）の絶対値の増大に基づいて、第１及び第２横Ｇ換算値Ｇs1，Ｇs2の絶対値が大きくなるように設定されている。また、各マップは、車速Ｖが大きくなるほど、駆動トルクＴc（角度偏差Δθ）の単位量に対して大きな絶対値の第１及び第２横Ｇ換算値Ｇs1，Ｇs2が演算されるように設定されている。

図５に示すように、このように演算された第１及び第２横Ｇ換算値Ｇs1，Ｇs2は、加算器９８に入力される。そして、加算器９８において、第１横Ｇ換算値Ｇs1と第２横Ｇ換算値Ｇs2とを足し合わせることにより、旋回状態量Ｃが演算され、トルク指令値換算部９２に出力される。

トルク指令値換算部９２は、例えば図７に示すようなマップを参照することにより、旋回状態量Ｃに対応するトルク指令値Ｔh*を演算する。図７に示すマップは、旋回状態量Ｃの絶対値の増大に基づいて、トルク指令値Ｔh*の絶対値が大きくなるように設定されている。

次に、本実施形態の操舵制御装置６を搭載した車両の操舵フィーリングについて説明する。
先ず、運転支援制御の非実行時に、所定配分比率Ｗ１，Ｗ２がＷ１：Ｗ２＝１：０と設定され、運転支援制御の実行時に、所定配分比率Ｗ１，Ｗ２がＷ１：Ｗ２＝０：１と設定されている場合について説明する。

運転支援制御の非実行時には、運転支援制御装置４２から運転支援指令角θp_adas*が出力されないことから、運転支援指令成分演算部７４により運転支援指令成分Ｔ_adas*が演算されず、角度偏差Δθがピニオン角θpと等しくなる。この例では、運転支援制御の非実行時には、所定配分比率Ｗ１，Ｗ２がＷ１：Ｗ２＝１：０であるため、第１横Ｇ換算値Ｇs1のみに基づいて旋回状態量Ｃが演算される。そのため、演算される旋回状態量Ｃは車両旋回時に大きくなり、旋回状態量Ｃに基づいて演算されるトルク指令値Ｔh*、すなわち運転者が付与すべき操舵トルクの目標値も大きくなる。そして、トルク指令値Ｔh*及びヒステリシス成分Ｔhy*に基づいてトルクＦ／Ｂ制御部７３で演算されるトルクフィードバック指令成分Ｔf*が、アシスト指令値Ｔa*として演算される。

したがって、運転支援制御の非実行時には、ステアリングホイール２を一定周波数でサイン操舵した際のピニオン角θpと操舵トルクＴhとの関係により示される操舵特性が図８（ａ）の実線で示すようになる。

一方、運転支援制御の実行時には、運転支援制御装置４２から出力される運転支援指令角θp_adas*に基づいて運転支援指令成分Ｔ_adas*が演算され、トルクフィードバック指令成分Ｔf*だけでなく、運転支援指令成分Ｔ_adas*を含んでアシスト指令値Ｔa*が演算される。これにより、ピニオン角θpは運転支援指令角θp_adas*に追従し、角度偏差Δθはゼロ又は小さな値となる。つまり、第２横Ｇ換算値Ｇs2はゼロ又は小さな値となる。この例では、運転支援制御の実行時には、所定配分比率Ｗ１，Ｗ２がＷ１：Ｗ２＝０：１であるため、旋回状態量Ｃがゼロ又は小さな値となり、トルク指令値Ｔh*もゼロ又は小さな値となる。なお、運転者がステアリング操作を行っていない状態では、入力される操舵トルクＴhは略ゼロとなる。

ここで、運転支援制御により車両が旋回している状態では、転舵輪３が転舵されていることでラック軸１２に軸力が生じ、運転者がステアリング操作を行っていなくても駆動トルクＴcが発生している。そのため、例えば第１横Ｇ換算値Ｇs1（駆動トルクＴc）のみに基づいて旋回状態量Ｃを演算すると、トルク指令値Ｔh*が生じた状態となる。そして、この状態で介入操作を行って操舵を開始すると、既に発生しているトルク指令値Ｔh*が上乗せされることで、運転支援制御の非実行時において操舵を開始する場合に比べ、トルク指令値Ｔh*（操舵トルクＴhの目標値）が大きくなる。これにより、操舵に必要なトルクが大きくなり、操舵開始時に引っ掛かり感が生じる。つまり、図８（ｂ）において二点鎖線で示すような操舵特性となり、運転支援制御の非実行時に比べ、ピニオン角θpの変化に対する操舵トルクＴhの変化が急峻なものとなる。

この例では、上記のようにトルク指令値Ｔh*がゼロ又は小さな値となるため、運転支援制御の実行時に介入操作を行って操舵を開始すると、操舵トルクＴhの目標値が運転支援制御の非実行時において操舵を開始する場合と略同等になり、図８（ｂ）において実線で示すような操舵特性、すなわち図８（ａ）に示す操舵特性と略等しくなる。

次に、運転支援制御の非実行時及び実行時ともに、所定配分比率Ｗ１，Ｗ２がＷ１：Ｗ２＝０．５：０．５と設定されている場合について説明する。
運転支援制御の非実行時には、角度偏差Δθがピニオン角θpと等しくなり、駆動トルクＴc及びピニオン角θpに基づいて旋回状態量Ｃが演算される。このとき、旋回状態量Ｃは、Ｗ１：Ｗ２＝１：０の場合と大差ない値に演算される。そのため、操舵特性は、図８（ａ）の実線で示すものと略同一となる。

一方、運転支援制御の実行時には、上記のようにピニオン角θpは運転支援指令角θp_adas*に追従し、角度偏差Δθはゼロ又は小さな値となる。また同様に、運転者がステアリング操作を行っていなくても駆動トルクＴcが発生する。そして、この例では、所定配分比率Ｗ１，Ｗ２がＷ１：Ｗ２＝０．５：０．５となっているため、旋回状態量Ｃが駆動トルクＴcにのみに基づく値の半分程度となり、トルク指令値Ｔh*が生じた状態となる。この状態で介入操作を行って操舵を開始すると、既に発生しているトルク指令値Ｔh*が上乗せされることで、ピニオン角θpの変化に対する操舵トルクＴhの変化が、図８（ｂ）において実線及び二点鎖線で示す各操舵特性の中間程度の傾斜を有する操舵フィーリングとなる。

本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）トルク指令値演算部７１は、駆動トルクＴcを車両の旋回状態を示す状態量に換算した第１横Ｇ換算値Ｇs1及び角度偏差Δθを車両の旋回状態を示す状態量に換算した第２横Ｇ換算値Ｇs2を所定配分比率Ｗ１，Ｗ２で足し合わせて車両の旋回状態を示す旋回状態量Ｃを演算する旋回状態量演算部９１を有する。そして、旋回状態量演算部９１は、運転支援制御の実行時に、第２横Ｇ換算値Ｇs2が含まれるような所定配分比率で旋回状態量Ｃを演算するようにした。そのため、運転支援制御の実行時には、第２横Ｇ換算値Ｇs2の配分量に応じて旋回状態量Ｃが小さな値となり、トルク指令値Ｔh*が小さな値となるため、第２横Ｇ換算値Ｇs2の配分比率を大きくすることで、操舵トルクＴhの目標値が大きくなることを抑制でき、運転支援制御の非実行時において操舵を開始する場合に近づけることができる。したがって、運転支援制御の実行時に第２横Ｇ換算値Ｇs2が含まれるような所定配分比率で旋回状態量Ｃを演算することで、操舵フィーリングが重くなりすぎることを抑制でき、介入操作を行う場合の操舵フィーリングを向上させることができる。

（２）所定配分比率Ｗ１，Ｗ２を、運転支援制御の実行時と非実行時とで変更するようにしたため、運転支援制御の実行時における介入操作及び非実行時における通常操作ともに操舵フィーリングを向上させることができる。

（３）所定配分比率Ｗ１，Ｗ２を、運転支援制御の非実行時に比べ、運転支援制御の実行時の方が第２横Ｇ換算値Ｇs2の比率が増加するように設定したため、運転支援制御の実行時に介入操作を行う際の操舵フィーリングを好適に向上させることができる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態において、第１及び第２横Ｇ換算部９６，９７が有するマップの形状は、駆動トルクＴc（角度偏差Δθ）の絶対値の増大に基づいて、第１及び第２横Ｇ換算値Ｇs1，Ｇs2の絶対値が大きくなれば、適宜変更可能である。例えば、駆動トルクＴc（角度偏差Δθ）が大きくなるほど、第１及び第２横Ｇ換算値Ｇs1，Ｇs2が大きくなるとともに、駆動トルクＴc（角度偏差Δθ）に対する第１及び第２横Ｇ換算値Ｇs1，Ｇs2の変化率の絶対値が小さく（また大きく）なるように設定できる。同様に、トルク指令値換算部９２が有するマップの形状は、旋回状態量Ｃの絶対値の増大に基づいて、トルク指令値Ｔh*の絶対値が大きくなれば、適宜変更可能である。

・上記実施形態において、第１及び第２横Ｇ換算部９６，９７が有するマップの形状を車速Ｖによっては変化しないように設定してもよい。同様に、基礎ヒステリシス成分演算部８２が有するマップの形状を車速Ｖによっては変化しないように設定してもよい。

・上記実施形態では、旋回状態量演算部９１は、駆動トルクＴcを車両の旋回状態を示す状態量に換算した駆動トルク換算値として第１横Ｇ換算値Ｇs1を用い、角度偏差Δθcを車両の旋回状態を示す状態量に換算した角度偏差関連値として第２横Ｇ換算値Ｇs2を用いて旋回状態量Ｃを演算した。しかし、これに限らず、例えばヨーレート等、車両の旋回状態を示すための他の状態量に換算して旋回状態量Ｃを演算してもよい。

・上記実施形態では、第１及び第２横Ｇ換算部９６，９７はマップを参照することにより、第１及び第２横Ｇ換算値Ｇs1，Ｇs2を演算したが、これに限らず、駆動トルクＴc（角度偏差Δθ）と第１及び第２横Ｇ換算値Ｇs1，Ｇs2との関係を示す関数式を用いて第１及び第２横Ｇ換算値Ｇs1，Ｇs2を演算してもよい。同様に、トルク指令値換算部９２は、旋回状態量Ｃとトルク指令値Ｔh*との関係を示す関数式を用いてトルク指令値Ｔh*を演算してもよい。

・上記実施形態では、所定配分比率Ｗ１，Ｗ２を、運転支援制御の非実行時に比べ、運転支援制御の実行時の方が第２横Ｇ換算値Ｇs2の比率が大きくなるように設定した。しかし、これに限らず、運転支援制御の非実行時及び実行時ともに、所定配分比率Ｗ１，Ｗ２が互いに等しくなるように設定してもよく、また運転支援制御の実行時の方が第２横Ｇ換算値Ｇs2の比率が小さくなるように設定してもよい。

・上記実施形態では、所定配分比率Ｗ１，Ｗ２を運転支援制御の実行時と非実行時とで変更したが、これに限らず、所定配分比率Ｗ１，Ｗ２を固定してもよい。
・上記実施形態では、ヒステリシス成分演算部７２がトルク指令値Ｔh*、ピニオン角θp及び車速Ｖに基づいてヒステリシス成分Ｔhy*を演算したが、これに限らず、例えば車速Ｖを用いずにトルク指令値Ｔh*及びピニオン角θpに基づいてヒステリシス成分Ｔhy*を演算してもよい。

・上記実施形態において、ヒステリシス成分演算部７２を設けず、トルク指令値Ｔh*と操舵トルクＴhとのトルク偏差に基づいてトルクフィードバック指令成分Ｔf*を演算してもよい。

・上記実施形態では、転舵輪３の転舵角に換算可能な回転軸の回転角としてピニオン角θpを用いたが、例えばステアリングホイール２の操舵角等の他の角度を用いてもよい。
・上記実施形態では、運転支援制御として、車線逸脱防止支援制御を実行したが、これに限らず、例えば車庫入れなどの駐車の際に運転者の操舵を補助する自動駐車制御や自動で操舵を行う自動操舵制御等を実行してもよい。

・上記実施形態では、ＥＰＳアクチュエータ５としてモータ２１の回転を変換機構２３によりラック軸１２の往復動に変換することで操舵機構４にアシスト力を付与するものを採用したが、これに限らず、例えばウォームアンドホイール等の減速機構を介してコラム軸１４等にアシスト力を付与するものを採用してもよい。

・上記実施形態では、制御対象となる操舵装置としてＥＰＳ１を採用したが、これに限らず、例えばステアバイワイヤ（ＳＢＷ）方式の操舵装置を採用してもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。

（イ）前記アシスト指令値演算部は、前記回転角及び前記トルク指令値に基づいて前記操舵トルクに対するヒステリシス成分を演算するヒステリシス成分演算部を備え、前記トルクフィードバック制御部は、前記トルク指令値と前記ヒステリシス成分との加算値である合算トルク指令値に追従させるべくトルクフィードバック制御の実行によりトルクフィードバック指令成分を演算する操舵制御装置。

（ロ）前記旋回状態量演算部は、前記運転支援制御の非実行時に前記駆動トルク換算値の配分比率を「１」、前記角度偏差換算値の配分比率を「０」とし、前記運転支援制御の実行時に前記駆動トルク換算値の配分比率を「０」、前記角度偏差換算値の配分比率を「１」として前記旋回状態量を演算する操舵制御装置。

１…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、２…ステアリングホイール、３…転舵輪、４…操舵機構、５…ＥＰＳアクチュエータ（アクチュエータ）、６…操舵制御装置、１１…ステアリングシャフト、１２…ラック軸（転舵軸）、２１…モータ、４２…運転支援制御装置、５１…マイコン、５２…駆動回路、６１…アシスト指令値演算部、６４…ピニオン角演算部、６５…介入操作判定部、７１…トルク指令値演算部、７２…ヒステリシス成分演算部、７３…トルクＦ／Ｂ制御部、７４…運転支援指令成分演算部、８１…操舵方向検出部、８２…基礎ヒステリシス成分演算部、９１…旋回状態量演算部、９２…トルク指令値換算部、９３…配分比率設定部、９４…第１比率乗算部、９５…第２比率乗算部、９６，９７…横Ｇ換算部、Ｃ…旋回状態量、Ｆ…運転支援フラグ、Ｇs1…第１横Ｇ換算値（駆動トルク換算値）、Ｇs2…第２横Ｇ換算値（角度偏差換算値）、Δθ…角度偏差、ΔＴ…トルク偏差、θm…モータ角、θp…ピニオン角、Ｔc…駆動トルク、Ｔh…操舵トルク、Ｗ１，Ｗ２…配分比率、Ｔa＊…アシスト指令値、Ｔf＊…トルクフィードバック指令成分、Ｔh＊…トルク指令値、Ｔs＊…合算トルク指令値、Ｔhy＊…ヒステリシス成分、Ｔhyb…基礎ヒステリシス成分、Ｔ_adas＊…運転支援指令成分、θp_adas＊…運転支援指令角。

Claims (3)

1. モータを駆動源とするアクチュエータにより操舵機構の転舵軸を往復動させるアシスト力が付与される操舵装置を制御対象とし、
   運転者が入力する操舵トルクに基づいて、前記モータに発生させるべき前記アシスト力の目標値であるアシスト指令値を演算するアシスト指令値演算部を備え、
   前記アシスト指令値演算部は、
   運転者が入力すべき操舵トルクの目標値に対応するトルク指令値を演算するトルク指令値演算部と、
   前記操舵トルク及び前記トルク指令値に基づいてトルクフィードバック制御を実行することによりトルクフィードバック指令成分を演算するトルクフィードバック制御部と、
   運転支援制御装置から入力される運転支援指令角と転舵輪の転舵角に換算可能な回転軸の回転角との角度偏差に基づく運転支援指令成分を演算する運転支援指令成分演算部とを有し、
   前記トルクフィードバック指令成分と前記運転支援指令成分との加算値に基づいて前記アシスト指令値を演算するものであって、
   前記トルク指令値演算部は、前記操舵トルク及び前記トルクフィードバック指令成分の加算値である駆動トルクを車両の旋回状態を示す状態量に換算した駆動トルク換算値と、前記角度偏差を車両の旋回状態を示す状態量に換算した角度偏差換算値とを所定配分比率で足し合わせて車両の旋回状態を示す旋回状態量を演算する旋回状態量演算部を有し、
   前記旋回状態量演算部は、前記運転支援制御装置による運転支援制御の実行時に、前記角度偏差換算値が含まれるような前記所定配分比率で前記旋回状態量を演算する操舵制御装置。
2. 請求項１に記載の操舵制御装置において、
   前記所定配分比率は、前記運転支援制御の実行時と非実行時とで変更される操舵制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の操舵制御装置において、
   前記所定配分比率は、前記運転支援制御の非実行時に比べ、前記運転支援制御の実行時の方が前記角度偏差換算値の比率が大きくなるように設定された操舵制御装置。