JP2022038890A - パワーステアリング制御装置、及びパワーステアリング制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パワーステアリング制御装置において、車両の状態又は車両の運転者の状態に適した制御をし易くする。【解決手段】パワーステアリング制御装置１００は、車両の状態に基づいて車両の自動操舵が可能か否かを判定する第１オーバーライド判定部１０５と、車両の運転者の状態に基づいて車両の手動操舵が可能か否かを判定する第２オーバーライド判定部１０６と、第１オーバーライド判定部１０５の判定結果及び第２オーバーライド判定部１０６の判定結果に基づいて、車両を自動操舵する自動操舵モードと、車両を手動操舵する手動操舵モードと、車両を自動操舵かつ手動操舵する半自動操舵モードとを切替える運転モード切替部１０７と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、パワーステアリング制御装置、及びパワーステアリング制御方法に関する。

従来、車両を自動操舵する自動操舵モード、車両を手動操舵する手動操舵モード、及び車両を自動操舵かつ手動操舵する半自動操舵モードを有する車両が知られている。特許文献１には、ハンズオン／オフ判定結果に基づいて手動操舵制御と自動操舵制御との間で切り替えを行う間に、自動操舵制御主体での操舵制御を行いながら手動操舵が可能な協調制御を行う電動パワーステアリング装置が開示されている。

特開２０１９－１８２３９３号公報

車両には、一つのオーバーライド判定に基づいて自動操舵と手動操舵との間で切替えを行う間に、半自動操舵を行うパワーステアリング制御装置が設けられている場合がある。この場合、各種の状態によって、３つのモードのどれで動かすかが決定されるものではないので、車両の状態又は車両の運転者の状態に適した制御をしづらいという問題が生じていた。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、車両の状態又は車両の運転者の状態に適した制御をし易いパワーステアリング制御装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様においては、車両の状態に基づいて前記車両の自動操舵が可能か否かを判定する第１オーバーライド判定部と、前記車両の運転者の状態に基づいて前記車両の手動操舵が可能か否かを判定する第２オーバーライド判定部と、前記第１オーバーライド判定部の判定結果及び前記第２オーバーライド判定部の判定結果に基づいて、前記車両を前記自動操舵する自動操舵モードと、前記車両を前記手動操舵する手動操舵モードと、前記車両を前記自動操舵かつ前記手動操舵する半自動操舵モードとを切替える運転モード切替部と、を有することを特徴とするパワーステアリング制御装置を提供する。

また、前記車両のステアリングホイールに生じるトルクを検出するトルク検出部と、前記運転者が前記ステアリングホイールに接触しているか否かを検出する接触検出部と、をさらに有し、前記運転モード切替部は、前記トルク検出部が検出した前記トルクが所定の第１閾値以上であることで前記自動操舵が可能でないと前記第１オーバーライド判定部が判定し、かつ前記運転者が前記ステアリングホイールに接触していると前記接触検出部が検出したことで前記手動操舵が可能であると前記第２オーバーライド判定部が判定した場合、前記手動操舵モードに切替えるようにしてもよい。

また、前記車両のステアリングホイールに生じるトルクを検出するトルク検出部と、前記運転者が前記ステアリングホイールに接触しているか否かを検出する接触検出部と、をさらに有し、前記運転モード切替部は、前記トルク検出部が検出した前記トルクが所定の第１閾値以上であることで前記自動操舵が可能でないと前記第１オーバーライド判定部が判定し、かつ前記運転者が前記ステアリングホイールに接触していないと前記接触検出部が検出したことで前記手動操舵が可能でないと前記第２オーバーライド判定部が判定した場合、前記半自動操舵モードに切替えるようにしてもよい。

また、前記車両のステアリングホイールに生じるトルクを検出するトルク検出部と、前記運転者が前記ステアリングホイールに接触しているか否かを検出する接触検出部と、をさらに有し、前記運転モード切替部は、前記トルク検出部が検出した前記トルクが所定の第１閾値未満であることで前記自動操舵が可能であると前記第１オーバーライド判定部が判定し、かつ前記運転者が前記ステアリングホイールに接触していると前記接触検出部が検出したことで前記手動操舵が可能であると前記第２オーバーライド判定部が判定した場合、前記半自動操舵モードに切替えるようにしてもよい。

また、前記車両のステアリングホイールに生じるトルクを検出するトルク検出部と、前記運転者が前記ステアリングホイールに接触しているか否かを検出する接触検出部と、をさらに有し、前記運転モード切替部は、前記トルク検出部が検出した前記トルクが所定の第１閾値未満であることで前記自動操舵が可能であると前記第１オーバーライド判定部が判定し、かつ前記運転者が前記ステアリングホイールに接触していないと前記接触検出部が検出したことで前記手動操舵が可能でないと前記第２オーバーライド判定部が判定した場合、前記自動操舵モードに切替えるようにしてもよい。

また、前記車両のステアリングホイールの操舵角速度を検出する操舵角検出部をさらに有し、前記第１オーバーライド判定部は、前記操舵角検出部が検出した前記操舵角速度に基づいて前記車両の前記自動操舵が可能か否かを判定してもよい。

また、前記車両のステアリングホイールに生じるトルクを検出する第１検出器又は前記ステアリングホイールの操舵角速度を検出する第２検出器が故障しているか否かを検出する故障検出部をさらに有し、前記第１オーバーライド判定部は、前記故障検出部の検出結果に基づいて前記車両の前記自動操舵が可能か否かを判定してもよい。

また、前記車両のＥＣＵによって適正な目標操舵角が生成されたか否かを判定する目標操舵角判定部をさらに有し、前記第１オーバーライド判定部は、前記目標操舵角判定部の判定結果に基づいて前記車両の前記自動操舵が可能か否かを判定してもよい。

また、前記運転者が操作しているか否かを検出する操作検出部をさらに有し、前記第２オーバーライド判定部は、前記操作検出部の検出結果に基づいて前記車両の前記手動操舵が可能か否かを判定してもよい。

本発明の第２の態様においては、コンピュータにより実行される、車両の状態に基づいて前記車両の自動操舵が可能か否かを判定する第１オーバーライド判定ステップと、前記車両の運転者の状態に基づいて前記車両の手動操舵が可能か否かを判定する第２オーバーライド判定ステップと、前記第１オーバーライド判定ステップの判定結果及び前記第２オーバーライド判定ステップの判定結果に基づいて、前記車両を前記自動操舵する自動操舵モードと、前記車両を前記手動操舵する手動操舵モードと、前記車両を前記自動操舵かつ前記手動操舵する半自動操舵モードとを切替える運転モード切替ステップと、を有することを特徴とするパワーステアリング制御方法を提供する。

本発明によれば、パワーステアリング制御装置において、車両の状態又は車両の運転者の状態に適した制御をし易くなるという効果を奏する。

本実施形態に係る自動操舵システムの構成を示す。 本実施形態に係るパワーステアリング制御装置の構成を示す。 本実施形態に係るパワーステアリング制御装置の動作フローを示す。 変形例５としての自動操舵システムの構成を示す。 変形例５としてのパワーステアリング制御装置の構成を示す。

［自動操舵システム１０の構成］
図１は、本実施形態に係る自動操舵システム１０の構成を示す図である。
自動操舵システム１０は、例えば、乗用車、トラック等の車両に搭載されるシステムである。自動操舵システム１０は、車両を自動操舵、手動操舵、又は半自動操舵のいずれかで操舵を可能とするためのシステムである。

自動操舵モードは、モータ２２から発生させるトルクのみによって車両を操舵するモードである。手動操舵モードは、モータ２２から発生させるトルクを０に設定し、車両の運転者がステアリングホイール２１に加えるトルクのみによって車両を操舵するモードである。半自動操舵モードは、モータ２２から発生させるトルク及び車両の運転者がステアリングホイール２１に加えるトルクによって車両を操舵するモードである。半自動操舵は、自動操舵と手動操舵の混在が可能であり、自動操舵を停止させずに車両の運転者の操舵意図を反映させることができる。

自動操舵システム１０は、パワーステアリング２０、及びパワーステアリング制御装置１００を有する。パワーステアリング２０は、車両の運転者がステアリングホイール２１をスムーズに操舵できるように、ステアリングホイール２１の回転動作を補助する。これにより、運転者は、より小さい入力トルクでステアリングホイール２１を操舵することができる。

パワーステアリング２０は、ステアリングホイール２１、モータ２２、ウォーム２３、ウォームホイール２４、第１トーションバー２５、第２トーションバー２６、アクチュエータ２７、車輪２８、第１検出器３１、及び第２検出器３２を有する。

運転者は、環状のステアリングホイール２１を操作することにより車両の進行方向を調整する。ここで、ステアリングホイール２１の基準位置に対する回転角度を操舵角とする。また、運転者がステアリングホイール２１を操作している状態をハンズオン状態とし、ステアリングホイール２１を操作していない状態をハンズオフ状態とする。

モータ２２は、入力する駆動信号に応じてステアリングホイール２１を駆動する。駆動信号は、例えば、モータ２２に流す電流値を指定する信号である。モータ２２は、ウォーム２３を回転させ、ウォーム２３とかみ合うウォームホイール２４を回転させる。ウォームホイール２４の軸の一方の端部は、第１トーションバー２５を介してステアリングホイール２１に接続されている。

ウォームホイール２４の軸の一方の端部とは反対側の端部は、第２トーションバー２６を介してアクチュエータ２７に接続されている。アクチュエータ２７は、ウォームホイール２４から伝わる力に応じて、車輪２８の角度を変更する。アクチュエータ２７は、一例として、油圧アクチュエータである。

第１検出器３１は、ステアリングホイール２１にかかる操舵トルクを検出する。第１検出器３１は、例えば、第１トーションバー２５に設けられており、第１トーションバー２５の復元力を操舵トルクとして検出する。

第２検出器３２は、ステアリングホイール２１の操舵角及び操舵角速度を検出する。第２検出器３２は、例えば、ステアリングホイール２１に設けられており、車両を直進させるステアリングホイール２１の操舵角を基準とする回転角度を操舵角として検出する。一例として、基準の角度は０度である。これに代えて、第２検出器３２は、モータ２２に設けられていてもよい。この場合、第２検出器３２は、例えば、モータ２２がウォーム２３を回転させている角度を検出し、検出された角度に対応するステアリングホイール２１の角度を操舵角として出力する。

パワーステアリング制御装置１００は、以上のようなパワーステアリング２０を制御する。パワーステアリング制御装置１００は、入力する目標操舵角と、パワーステアリング２０から取得する操舵トルクおよび操舵角とに基づき、モータ２２を駆動させるための駆動信号をモータ２２に供給する。パワーステアリング制御装置１００は、例えば、車両に搭載されているＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）等から目標操舵角の情報を取得する。

［パワーステアリング制御装置１００の構成］
図２は、本実施形態に係るパワーステアリング制御装置１００の構成を示す図である。
次に、パワーステアリング制御装置１００の構成について説明する。パワーステアリング制御装置１００は、制御部１０１及び記憶部１２０を有する。

制御部１０１は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）であり、記憶部１２０に記憶されたプログラムを実行することにより、トルク検出部１０２、操舵角検出部１０３、接触検出部１０４、第１オーバーライド判定部１０５、第２オーバーライド判定部１０６、運転モード切替部１０７、指令値生成部１０８、及びモータ制御部１０９として機能する。制御部１０１の詳細については後述する。

記憶部１２０は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を含んでいる。記憶部１２０は、制御部１０１が実行するプログラムを記憶している。記憶部１２０は、制御部１０１がパワーステアリング２０を制御するために用いる各種データを記憶している。

トルク検出部１０２は、車両のステアリングホイール２１に生じるトルクを検出する。トルク検出部１０２は、第１検出器３１から操舵トルク情報を取得する。そして、トルク検出部１０２は、当該取得された操舵トルク情報を第１オーバーライド判定部１０５及び接触検出部１０４に通知する。

操舵角検出部１０３は、車両のステアリングホイール２１の操舵角及び操舵角速度を検出する。操舵角検出部１０３は、第２検出器３２から操舵角情報及び操舵角速度情報を取得する。そして、操舵角検出部１０３は、当該取得された操舵角情報を接触検出部１０４に通知する。また、操舵角検出部１０３は、当該取得された操舵角速度情報を第１オーバーライド判定部１０５に通知する。

接触検出部１０４は、車両の運転者がステアリングホイール２１に接触しているか否かを検出する。すなわち、接触検出部１０４は、車両の運転者がステアリングホイール２１をハンズオン状態であるか、又はハンズオフ状態であるかを検出する。

接触検出部１０４は、トルク検出部１０２から操舵トルク情報を取得する。また、接触検出部１０４は、操舵角検出部１０３から操舵角情報を取得する。接触検出部１０４は、例えば、トルク検出部１０２から取得した操舵トルク情報及び操舵角検出部１０３から取得した操舵角情報に基づいてステアリングホイール２１に加わったドライバ入力トルクの推定値を算出する。具体的には、接触検出部１０４は、例えば、ステアリングホイール２１の運動方程式から変換された状態方程式に操舵トルク及び操舵角を適用した微分方程式を算出する。そして、接触検出部１０４は、算出した方程式を解くことにより、ステアリングホイール２１に加わったドライバ入力トルクの推定値を算出する。

そして、接触検出部１０４は、算出したドライバ入力トルクの推定値に基づいて車両の運転者がステアリングホイール２１に接触しているか否かを判定する。具体的には、接触検出部１０４は、例えば、ドライバ入力トルクの推定値が閾値以上の場合に、車両の運転者がステアリングホイール２１に接触していると判定する。一方、接触検出部１０４は、例えば、ドライバ入力トルクの推定値が閾値未満の場合に、車両の運転者がステアリングホイール２１に接触していないと判定する。接触検出部１０４は、当該判定した判定結果を第２オーバーライド判定部１０６に通知する。

第１オーバーライド判定部１０５は、車両の状態に基づいて車両の自動操舵が可能か否かを判定する。第１オーバーライド判定部１０５は、トルク検出部１０２から操舵トルク情報を取得する。また、第１オーバーライド判定部１０５は、操舵角検出部１０３から操舵角速度情報を取得する。

第１オーバーライド判定部１０５は、トルク検出部１０２から取得したトルクが所定の第１閾値以上であるか否かに基づいて車両の自動操舵が可能か否かを判定する。第１閾値は、車両の自動操舵を継続するのが困難であるトルクである。第１オーバーライド判定部１０５は、トルク検出部１０２が検出したトルクが所定の第１閾値以上である場合、自動操舵が可能でないと判定する。第１オーバーライド判定部１０５は、トルク検出部１０２が検出したトルクが所定の第１閾値未満である場合、自動操舵が可能であると判定する。そして、第１オーバーライド判定部１０５は、当該判定した判定結果を運転モード切替部１０７に通知する。

第２オーバーライド判定部１０６は、車両の運転者の状態に基づいて車両の手動操舵が可能か否かを判定する。第２オーバーライド判定部１０６は、接触検出部１０４から車両の運転者がステアリングホイール２１に接触しているか否かを判定した判定結果を取得する。

第２オーバーライド判定部１０６は、接触検出部１０４から取得した車両の運転者がステアリングホイール２１に接触しているか否かを判定した判定結果に基づいて車両の手動操舵が可能か否かを判定する。第２オーバーライド判定部１０６は、接触検出部１０４が車両の運転者がステアリングホイール２１に接触していると検出した場合、手動操舵が可能であると判定する。第２オーバーライド判定部１０６は、接触検出部１０４が車両の運転者がステアリングホイール２１に接触していないと検出した場合、手動操舵が可能でないと判定する。そして、第２オーバーライド判定部１０６は、当該判定した判定結果を運転モード切替部１０７に通知する。

運転モード切替部１０７は、第１オーバーライド判定部１０５の判定結果及び第２オーバーライド判定部１０６の判定結果に基づいて、車両を自動操舵する自動操舵モードと、車両を手動操舵する手動操舵モードと、半自動操舵モードとを切替える。

パワーステアリング制御装置１００は、このように第１オーバーライド判定部１０５の判定結果及び第２オーバーライド判定部１０６の判定結果に基づいて、自動操舵モードと、手動操舵モードと、半自動操舵モードとを切替える運転モード切替部１０７を有する。したがって、パワーステアリング制御装置１００は、複数のオーバーライド判定に基づいて３つのモードのどれで動かすかを決定する。よって、パワーステアリング制御装置１００は、車両の状態又は車両の運転者の状態に適した制御をし易くなる。

運転モード切替部１０７は、第１オーバーライド判定部１０５による判定結果及び第２オーバーライド判定部１０６による判定結果を取得する。運転モード切替部１０７は、取得した第１オーバーライド判定部１０５による判定結果及び第２オーバーライド判定部１０６による判定結果に基づいて、車両の運転モードとして、自動操舵モード、手動操舵モード、又は半自動操舵モードのうちのどのモードで操舵するかを選択する。そして、運転モード切替部１０７は、選択した運転モードを示す情報を指令値生成部１０８に通知する。

運転モード切替部１０７は、自動操舵が可能でないとの判定結果を第１オーバーライド判定部１０５から取得し、かつ手動操舵が可能であるとの判定結果を第２オーバーライド判定部１０６から取得した場合、運転モードとして手動操舵モードを選択する。運転モード切替部１０７は、手動操舵モードを示す情報を指令値生成部１０８に通知する。

運転モード切替部１０７は、自動操舵が可能でないとの判定結果を第１オーバーライド判定部１０５から取得し、かつ手動操舵が可能でないとの判定結果を第２オーバーライド判定部１０６から取得した場合、運転モードとして半自動操舵モードを選択する。運転モード切替部１０７は、半自動操舵モードを示す情報を指令値生成部１０８に通知する。

運転モード切替部１０７は、自動操舵が可能であるとの判定結果を第１オーバーライド判定部１０５から取得し、かつ手動操舵が可能であるとの判定結果を第２オーバーライド判定部１０６から取得した場合、運転モードとして半自動操舵モードを選択する。運転モード切替部１０７は、半自動操舵モードを示す情報を指令値生成部１０８に通知する。

運転モード切替部１０７は、自動操舵が可能であるとの判定結果を第１オーバーライド判定部１０５から取得し、かつ手動操舵が可能でないとの判定結果を第２オーバーライド判定部１０６から取得した場合、運転モードとして自動操舵モードを選択する。運転モード切替部１０７は、自動操舵モードを示す情報を指令値生成部１０８に通知する。

指令値生成部１０８は、目標操舵角、及び運転モード切替部１０７が選択した運転モードに基づいてモータ２２を制御するための指令値を生成し、当該生成した指令値をモータ制御部１０９に出力する。指令値生成部１０８は、例えばＥＣＵから目標操舵角情報を取得する。指令値生成部１０８は、運転モード切替部１０７から、運転モード切替部１０７が選択した運転モードを示す情報を取得する。指令値生成部１０８は、取得した目標操舵角情報及び運転モードを示す情報に基づいてモータ２２を制御するための指令値を生成し、当該生成した指令値情報をモータ制御部１０９に通知する。

指令値生成部１０８は、運転モードとして自動操舵モードを示す情報又は半自動操舵モードを示す情報を取得した場合は、ステアリングホイール２１の操舵角が取得した目標操舵角となるような指令値を生成する。指令値生成部１０８は、運転モードとして手動操舵モードを示す情報を取得した場合は、モータ２２の作動を停止させる指令値を生成する。

モータ制御部１０９は、モータ２２を制御する。モータ制御部１０９は、指令値生成部１０８から取得した指令値に対応する駆動信号を生成してモータ２２に供給する。

［パワーステアリング制御装置１００の動作フロー］
図３は、本実施形態に係るパワーステアリング制御装置１００の動作フローを示す図である。
まず、第１オーバーライド判定部１０５は、車両の状態に基づいて車両の自動操舵が可能か否かを判定する（Ｓ１１）。具体的には、第１オーバーライド判定部１０５は、トルク検出部１０２が検出したトルクが所定の第１閾値以上であるか否かを示す情報に基づいて車両の自動操舵が可能か否かを判定する。

第１オーバーライド判定部１０５が、車両の状態に基づいて車両の自動操舵が可能でないと判定した場合（Ｓ１１においてＹＥＳ）、第２オーバーライド判定部１０６は、車両の運転者の状態に基づいて車両の手動操舵が可能か否かを判定する（Ｓ１２）。具体的には、第１オーバーライド判定部１０５が、自動操舵が可能でないと判定した場合、第２オーバーライド判定部１０６は、車両の運転者がステアリングホイール２１に接触しているか否かを示す情報に基づいて車両の手動操舵が可能か否かを判定する。

例えば、トルク検出部１０２が検出したトルクが所定の第１閾値以上になり、第１オーバーライド判定部１０５が、車両の自動操舵が可能でないと判定した場合の例としては、以下に示すような状況が挙げられる。
・車両が自動操舵モード又は半自動操舵モードで走行している状態で、車両の運転者がステアリングホイール２１を操作することによってトルク検出部１０２が検出したトルクが所定の第１閾値以上になった場合
・車両の運転者がステアリングホイール２１を操作していない状態で、自動操舵システム１０に不具合が発生したことにより急な操舵をすることによって、トルク検出部１０２が検出したトルクが所定の第１閾値以上になった場合

運転モード切替部１０７は、第２オーバーライド判定部１０６が、車両の運転者の状態に基づいて車両の手動操舵が可能であると判定した場合（Ｓ１２においてＹＥＳ）、手動操舵モードに切替える。具体的には、運転モード切替部１０７は、第２オーバーライド判定部１０６が、車両の運転者がステアリングホイール２１に接触していると接触検出部１０４が検出したことで手動操舵が可能であると判定した場合、手動操舵モードに切替える。パワーステアリング制御装置１００は、このように運転モード切替部１０７が手動操舵モードに切替えることで、車両の自動操舵が可能でない場合に、運転者が車両を操舵することができるようにする。

運転モード切替部１０７は、第２オーバーライド判定部１０６が、車両の運転者の状態に基づいて車両の手動操舵が可能でないと判定した場合（Ｓ１２においてＮＯ）、半自動操舵モードに切替える。具体的には、運転モード切替部１０７は、第２オーバーライド判定部１０６が、車両の運転者がステアリングホイール２１に接触していないと接触検出部１０４が検出したことで手動操舵が可能でないと判定した場合、半自動操舵モードに切替える。パワーステアリング制御装置１００は、このように運転モード切替部１０７が半自動操舵モードに切替えることで、車両の自動操舵が可能でない場合かつ運転者による手動操舵が可能でない場合に、車両を半自動操舵することができるようにする。

第１オーバーライド判定部１０５が、車両の状態に基づいて車両の自動操舵が可能であると判定した場合（Ｓ１１においてＮＯ）、第２オーバーライド判定部１０６は、車両の運転者の状態に基づいて車両の手動操舵が可能か否かを判定する（Ｓ１３）。具体的には、第１オーバーライド判定部１０５が、自動操舵が可能であると判定した場合、第２オーバーライド判定部１０６は、車両の運転者がステアリングホイール２１に接触しているか否かを示す情報に基づいて車両の手動操舵が可能か否かを判定する。

運転モード切替部１０７は、第２オーバーライド判定部１０６が、車両の運転者の状態に基づいて車両の手動操舵が可能であると判定した場合（Ｓ１３においてＹＥＳ）、半自動操舵モードに切替える。具体的には、運転モード切替部１０７は、第２オーバーライド判定部１０６が、車両の運転者がステアリングホイール２１に接触していると接触検出部１０４が検出したことで手動操舵が可能であると判定した場合、半自動操舵モードに切替える。パワーステアリング制御装置１００は、このように運転モード切替部１０７が半自動操舵モードに切替えることで、車両の自動操舵が可能である場合かつ運転者による手動操舵が可能である場合に、車両を半自動操舵することができるようにする。

運転モード切替部１０７は、第２オーバーライド判定部１０６が、車両の運転者の状態に基づいて車両の手動操舵が可能でないと判定した場合（Ｓ１３においてＮＯ）、自動操舵モードに切替える。具体的には、運転モード切替部１０７は、第２オーバーライド判定部１０６が、車両の運転者がステアリングホイール２１に接触していないと接触検出部１０４が検出したことで手動操舵が可能でないと判定した場合、自動操舵モードに切替える。パワーステアリング制御装置１００は、このように運転モード切替部１０７が自動操舵モードに切替えることで、運転者による手動操舵が可能でない場合に、車両を自動操舵することができるようにする。

［変形例１］
上記実施形態においては、第１オーバーライド判定部１０５は、トルク検出部１０２が検出したトルクが所定の第１閾値以上であるか否かを示す情報に基づいて自動操舵が可能であるか否かを判定する例を示したが、これに限定されない。
第１オーバーライド判定部１０５は、操舵角検出部１０３が検出した操舵角速度が所定の第２閾値以上であるか否かを示す情報に基づいて自動操舵が可能であるか否かを判定してもよい。第２閾値は、車両の操舵を継続するのが困難である操舵角速度である。

第１オーバーライド判定部１０５は、操舵角検出部１０３が検出した操舵角速度が所定の第２閾値以上である場合、自動操舵が可能でないと判定する。第１オーバーライド判定部１０５は、操舵角検出部１０３が検出した操舵角速度が所定の第２閾値未満である場合、自動操舵が可能であると判定する。

［変形例２］
上記実施形態においては、第１オーバーライド判定部１０５は、トルク検出部１０２が検出したトルクが所定の第１閾値以上であるか否かを示す情報に基づいて自動操舵が可能であるか否かを判定する例を示したが、これに限定されない。
第１オーバーライド判定部１０５は、第１検出器３１又は第２検出器３２が故障しているか否かを示す情報に基づいて自動操舵が可能であるか否かを判定してもよい。

この場合、パワーステアリング制御装置１００は、例えば、第１検出器３１又は第２検出器３２が故障しているか否かを示す情報を検出する故障検出部を有していてもよい。または、パワーステアリング制御装置１００は、例えば、第１検出器３１又は第２検出器３２でそれぞれ検出される検出値が所定の範囲に含まれているか否かを判定することで、第１検出器３１又は第２検出器３２が故障しているか否かを判定してもよい。

第１オーバーライド判定部１０５は、第１検出器３１又は第２検出器３２が故障している場合、自動操舵が可能でないと判定する。第１オーバーライド判定部１０５は、第１検出器３１又は第２検出器３２が故障していない場合、自動操舵が可能であると判定する。

［変形例３］
上記実施形態においては、第１オーバーライド判定部１０５は、トルク検出部１０２が検出したトルクが所定の第１閾値以上であるか否かを示す情報に基づいて自動操舵が可能であるか否かを判定する例を示したが、これに限定されない。

第１オーバーライド判定部１０５は、車両のＥＣＵに異常が生じているか否かを示す情報に基づいて自動操舵が可能であるか否かを判定してもよい。この場合、第１オーバーライド判定部１０５は、例えば、ＥＣＵによって適正な目標操舵角が生成されたか否かに基づいて自動操舵が可能であるか否かを判定してもよい。ＥＣＵによって適正な目標操舵角が生成されたか否かの判定においては、例えば、ＥＣＵによって生成された目標操舵角が、適正な値の範囲、例えば、ステアリングホイール２１の物理的な制約８００～－８００ｄｅｇの範囲に含まれていなければ、ＥＣＵが目標操舵角の生成に失敗したと判定してもよい。

第１オーバーライド判定部１０５は、ＥＣＵによって適正な目標操舵角が生成されない場合、自動操舵が可能でないと判定する。第１オーバーライド判定部１０５は、ＥＣＵによって適正な目標操舵角が生成された場合、自動操舵が可能であると判定する。

また、例えば、ＥＣＵの目標操舵角演算部のみに異常が生じていることで適正な目標操舵角が生成できない場合、指令値生成部１０８は、モータ２２のトルク指令値をアシストトルクの値としてもよい。アシストトルクとは、ＥＣＵの目標操舵角演算部のみに異常が生じていることで適正な目標操舵角が生成できない場合、第１検出器３１で検出した操舵トルクに基づいて車両の運転者のアシストを補助する動作へ移行するが、この際の運転者のアシストを補助するための指令値である。

［変形例４］
上記実施形態においては、第１オーバーライド判定部１０５は、トルク検出部１０２が検出したトルクが所定の第１閾値以上であるか否かを示す情報に基づいて自動操舵が可能であるか否かを判定する例を示したが、これに限定されない。

第１オーバーライド判定部１０５は、車両ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗоｒｋ）の信号値に基づいて自動操舵が可能であるか否かを判定してもよい。車両ＣＡＮの信号値は、例えば、白線の検知信号、ヨーレート、横加速度、車両の横偏差（目標値と車両自己位置の差）を含む。第１オーバーライド判定部１０５は、例えば、白線への追従中に何らかの要因で白線を見失った場合、車両の自動操舵が可能でないと判定する。ただし、白線を見失った場合でも、例えば、車両の前方に前車が走行している場合は前車に追従する制御に切替わったり、地図データから自己位置を推定して走行したりする場合には、第１オーバーライド判定部１０５は、自動操舵が可能であると判定する。

［変形例５］
図４は、変形例５としての自動操舵システム１０ａの構成を示す図である。図５は、変形例５としてのパワーステアリング制御装置１００ａの構成を示す図である。
上記実施形態においては、第２オーバーライド判定部１０６は、接触検出部１０４が検出した車両の運転者がステアリングホイール２１に接触しているか否かを示す情報に基づいて手動操舵が可能であるか否かを判定する例を示したが、これに限定されない。自動操舵システム１０ａは、操作部３３ａを有しており、パワーステアリング制御装置１００ａは、操作検出部１１０ａを有しており、第２オーバーライド判定部１０６は、操作検出部１１０ａが検出した車両の運転者が操作したか否かを示す情報に基づいて手動操舵が可能であるか否かを判定するようにしてもよい。

図４に示すように、自動操舵システム１０ａは、操作部３３ａを有する。操作部３３ａは、例えば自動操舵モード又は半自動操舵モードを解除するためのスイッチである。具体的には、車両の運転者が、自動操舵モード時に操作部３３ａを操作すると、自動操舵モードから手動操舵モードに切替え、半自動操舵モード時に操作部３３ａを操作すると、半自動操舵モードから手動操舵モードに切替えるためのスイッチである。操作部３３ａは、車両の運転者の操作を示す情報を操作検出部１１０ａに出力する。操作部３３ａは、例えば車両のインストルメントパネルに設けられている。

図５に示すように、パワーステアリング制御装置１００ａは、操作検出部１１０ａを有する。操作検出部１１０ａは、車両の運転者が操作しているか否かを検出する。操作検出部１１０ａは、操作部３３ａから車両の運転者の操作を示す情報を入力する。

運転モード切替部１０７は、運転者が操作していると操作検出部１１０ａが検出したことで手動操舵が可能であると第２オーバーライド判定部１０６が判定した場合、手動操舵モードに切替える。パワーステアリング制御装置１００ａは、このように運転モード切替部１０７が運転者による操作検出部１１０ａに対する操作によって手動操舵モードに切替えることで、運転者の意図によって自動操舵モード又は半自動操舵モードを停止させ、手動操舵モードに切替えさせることができる。

［変形例６］
上記実施形態においては、接触検出部１０４は、トルク検出部１０２から取得した操舵トルク情報及び操舵角検出部１０３から取得した操舵角情報に基づいてステアリングホイール２１に加わったドライバ入力トルクの推定値を算出する。そして、接触検出部１０４は、算出したドライバ入力トルクの推定値に基づいて車両の運転者がステアリングホイール２１に接触しているか否かを判定する例を示したが、これに限定されない。

接触検出部１０４は、トルク検出部１０２から取得した操舵トルクの標準偏差に基づいて車両の運転者がステアリングホイール２１に接触しているか否かを判定してもよい。車両の運転者がステアリングホイール２１を握っていると、車両の運転者の微小な保持がステアリングホイール２１へ伝達され、トルクの標準偏差が増大する傾向にある。

この場合、接触検出部１０４は、トルク検出部１０２から所定期間内に取得した複数の操舵トルクの標準偏差を算出する。そして、接触検出部１０４は、算出した操舵トルクの標準偏差が所定の第３閾値以上である場合に、車両の運転者がステアリングホイール２１に接触していると判定してもよい。一方、接触検出部１０４は、算出した操舵トルクの標準偏差が所定の第３閾値未満である場合に、車両の運転者がステアリングホイール２１に接触していないと判定してもよい。第３閾値は、走行中の車輪２８に加わる負荷による車輪２８の変動量に基づいて予め設定された値である。

［変形例７］
上記実施形態においては、接触検出部１０４は、ステアリングホイール２１の運動方程式から変換された状態方程式に操舵トルク及び操舵角を適用した微分方程式を算出する。そして、接触検出部１０４は、算出した方程式を解くことにより、ステアリングホイール２１に加わったドライバ入力トルクの推定値を算出する例を示したが、これに限定されない。

接触検出部１０４は、例えば、予め定められた周波数特性を有する線形フィルタと操舵トルクとを用いて、操舵トルクの雑音成分を低減させた第１トルクを算出する。線形フィルタは、例えばローパスフィルタを含む。そして、接触検出部１０４は、逆特性フィルタと操舵角とを用いて、操舵角に対応する第２トルクを算出する。逆特性フィルタは、操舵角の値を入力すると、対応する第２トルクの値が出力されるフィルタである。このような逆特性フィルタは、操舵角、操舵トルク、及びステアリングホイール２１に加わったドライバ入力トルクの関係を示す運動方程式に基づいて構築されたフィルタである。

ここで、第２トルクは、車両の運転者がハンズオフ状態の場合に、ステアリングホイール２１の角度が取得した操舵角となるようなモータ２２のトルクである。そして、接触検出部１０４は、算出した第１トルク及び算出した第２トルクの差分に基づき、ステアリングホイール２１に加わったドライバ入力トルクの推定値を算出してもよい。

第１トルクは、雑音成分を低減させた操舵トルクである。また、第２トルクは、雑音成分を無視した場合における、操舵角に対応する操舵トルクである。したがって、車両の運転者がハンズオフ状態の場合、第１トルク及び第２トルクの差分は、ほとんどゼロになる。一方、車両の運転者がハンズオン状態の場合、第２トルクから第１トルクを差し引いた値は、車両の運転者がステアリングホイール２１に付与したドライバ入力トルクとほぼ等しくなる。

［本実施形態に係るパワーステアリング制御装置１００による効果］
本実施形態に係るパワーステアリング制御装置１００は、車両の状態に基づいて車両の自動操舵が可能か否かを判定する第１オーバーライド判定部１０５と、車両の運転者の状態に基づいて車両の手動操舵が可能か否かを判定する第２オーバーライド判定部１０６と、を有する。また、パワーステアリング制御装置１００は、第１オーバーライド判定部１０５の判定結果及び第２オーバーライド判定部１０６の判定結果に基づいて、車両を自動操舵する自動操舵モードと、車両を手動操舵する手動操舵モードと、車両を自動操舵かつ手動操舵する半自動操舵モードとを切替える運転モード切替部１０７を有する。

パワーステアリング制御装置１００は、このように第１オーバーライド判定部１０５の判定結果及び第２オーバーライド判定部１０６の判定結果に基づいて、自動操舵モードと、手動操舵モードと、半自動操舵モードとを切替える運転モード切替部１０７を有する。したがって、パワーステアリング制御装置１００は、複数のオーバーライド判定に基づいて３つのモードのどれで動かすかを決定する。よって、パワーステアリング制御装置１００は、車両の状態又は車両の運転者の状態に適した制御をし易くなる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。

１０、１０ａ・・・自動操舵システム
２０・・・パワーステアリング
２１・・・ステアリングホイール
２２・・・モータ
２３・・・ウォーム
２４・・・ウォームホイール
２５・・・第１トーションバー
２６・・・第２トーションバー
２７・・・アクチュエータ
２８・・・車輪
３１・・・第１検出器
３２・・・第２検出器
３３ａ・・・操作部
１００、１００ａ・・・パワーステアリング制御装置
１０１・・・制御部
１０２・・・トルク検出部
１０３・・・操舵角検出部
１０４・・・接触検出部
１０５・・・第１オーバーライド判定部
１０６・・・第２オーバーライド判定部
１０７・・・運転モード切替部
１０８・・・指令値生成部
１０９・・・モータ制御部
１１０ａ・・・操作検出部
１２０・・・記憶部

Claims (10)

1. 車両の状態に基づいて前記車両の自動操舵が可能か否かを判定する第１オーバーライド判定部と、
   前記車両の運転者の状態に基づいて前記車両の手動操舵が可能か否かを判定する第２オーバーライド判定部と、
   前記第１オーバーライド判定部の判定結果及び前記第２オーバーライド判定部の判定結果に基づいて、前記車両を前記自動操舵する自動操舵モードと、前記車両を前記手動操舵する手動操舵モードと、前記車両を前記自動操舵かつ前記手動操舵する半自動操舵モードとを切替える運転モード切替部と、
   を有することを特徴とするパワーステアリング制御装置。
2. 前記車両のステアリングホイールに生じるトルクを検出するトルク検出部と、
   前記運転者が前記ステアリングホイールに接触しているか否かを検出する接触検出部と、
   をさらに有し、
   前記運転モード切替部は、前記トルク検出部が検出した前記トルクが所定の第１閾値以上であることで前記自動操舵が可能でないと前記第１オーバーライド判定部が判定し、かつ前記運転者が前記ステアリングホイールに接触していると前記接触検出部が検出したことで前記手動操舵が可能であると前記第２オーバーライド判定部が判定した場合、前記手動操舵モードに切替えることを特徴とする、
   請求項１に記載のパワーステアリング制御装置。
3. 前記車両のステアリングホイールに生じるトルクを検出するトルク検出部と、
   前記運転者が前記ステアリングホイールに接触しているか否かを検出する接触検出部と、
   をさらに有し、
   前記運転モード切替部は、前記トルク検出部が検出した前記トルクが所定の第１閾値以上であることで前記自動操舵が可能でないと前記第１オーバーライド判定部が判定し、かつ前記運転者が前記ステアリングホイールに接触していないと前記接触検出部が検出したことで前記手動操舵が可能でないと前記第２オーバーライド判定部が判定した場合、前記半自動操舵モードに切替えることを特徴とする、
   請求項１又は２に記載のパワーステアリング制御装置。
4. 前記車両のステアリングホイールに生じるトルクを検出するトルク検出部と、
   前記運転者が前記ステアリングホイールに接触しているか否かを検出する接触検出部と、
   をさらに有し、
   前記運転モード切替部は、前記トルク検出部が検出した前記トルクが所定の第１閾値未満であることで前記自動操舵が可能であると前記第１オーバーライド判定部が判定し、かつ前記運転者が前記ステアリングホイールに接触していると前記接触検出部が検出したことで前記手動操舵が可能であると前記第２オーバーライド判定部が判定した場合、前記半自動操舵モードに切替えることを特徴とする、
   請求項１から３のいずれか一項に記載のパワーステアリング制御装置。
5. 前記車両のステアリングホイールに生じるトルクを検出するトルク検出部と、
   前記運転者が前記ステアリングホイールに接触しているか否かを検出する接触検出部と、
   をさらに有し、
   前記運転モード切替部は、前記トルク検出部が検出した前記トルクが所定の第１閾値未満であることで前記自動操舵が可能であると前記第１オーバーライド判定部が判定し、かつ前記運転者が前記ステアリングホイールに接触していないと前記接触検出部が検出したことで前記手動操舵が可能でないと前記第２オーバーライド判定部が判定した場合、前記自動操舵モードに切替えることを特徴とする、
   請求項１から４のいずれか一項に記載のパワーステアリング制御装置。
6. 前記車両のステアリングホイールの操舵角速度を検出する操舵角検出部をさらに有し、
   前記第１オーバーライド判定部は、前記操舵角検出部が検出した前記操舵角速度に基づいて前記車両の前記自動操舵が可能か否かを判定することを特徴とする、
   請求項１に記載のパワーステアリング制御装置。
7. 前記車両のステアリングホイールに生じるトルクを検出する第１検出器又は前記ステアリングホイールの操舵角速度を検出する第２検出器が故障しているか否かを検出する故障検出部をさらに有し、
   前記第１オーバーライド判定部は、前記故障検出部の検出結果に基づいて前記車両の前記自動操舵が可能か否かを判定することを特徴とする、
   請求項１に記載のパワーステアリング制御装置。
8. 前記車両のＥＣＵによって適正な目標操舵角が生成されたか否かを判定する目標操舵角判定部をさらに有し、
   前記第１オーバーライド判定部は、前記目標操舵角判定部の判定結果に基づいて前記車両の前記自動操舵が可能か否かを判定することを特徴とする、
   請求項１に記載のパワーステアリング制御装置。
9. 前記運転者が操作しているか否かを検出する操作検出部をさらに有し、
   前記第２オーバーライド判定部は、前記操作検出部の検出結果に基づいて前記車両の前記手動操舵が可能か否かを判定することを特徴とする、
   請求項１、又は６から８のいずれか一項に記載のパワーステアリング制御装置。
10. コンピュータにより実行される、
    車両の状態に基づいて前記車両の自動操舵が可能か否かを判定する第１オーバーライド判定ステップと、
    前記車両の運転者の状態に基づいて前記車両の手動操舵が可能か否かを判定する第２オーバーライド判定ステップと、
    前記第１オーバーライド判定ステップの判定結果及び前記第２オーバーライド判定ステップの判定結果に基づいて、前記車両を前記自動操舵する自動操舵モードと、前記車両を前記手動操舵する手動操舵モードと、前記車両を前記自動操舵かつ前記手動操舵する半自動操舵モードとを切替える運転モード切替ステップと、
    を有することを特徴とするパワーステアリング制御方法。
    
    

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