JP2022044432A - 操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者による介入操舵時の操舵感触を向上させることができる新規の操舵制御装置を提供する。【解決手段】制御装置５０は、モータ２１にアシスト力を発生させるためのアシスト制御量Ｉ１＊を操舵トルクＴｈに応じて演算する。制御装置５０は、上位制御装置が操舵制御に介入する際に生成するモータ２１の回転角θｍの目標値である目標角度θ＊に実際のモータ２１の回転角θｍを追従させるための自動運転制御量Ｉ３＊を演算する。制御装置５０は、上位制御装置が操舵制御に介入する際、自動運転制御量Ｉ３＊を相殺するためのアシスト補正量Ｉ２＊を操舵トルクＴhに応じて演算する。制御装置５０は、アシスト補正量Ｉ２＊と自動運転制御量Ｉ３＊とを合算することにより最終的な自動運転制御量Ｉ４＊を演算する。制御装置５０は、最終的な自動運転制御量Ｉ４＊の値を定められた許容範囲内に制限する。【選択図】図８

Description

本発明は、操舵制御装置に関する。

たとえば特許文献１の制御装置は、車両をレーンに沿って走行させるレーンキープ制御、および運転者の操舵を補助するアシスト制御を実行する。制御装置は、操舵トルクに応じてアシストトルクを発生させるためのアシスト指令を生成する。また、制御装置は、上位の制御装置により設定される目標角度に応じて自動操舵トルクを発生させるための追従指令を生成する。制御装置は、アシスト指令と追従指令との加算値に基づきモータへの給電を制御する。

制御装置は、運転者によるレーンキープ制御への介入が検出されるとき、介入の程度が大きいほど自動操舵トルクに対するアシストトルクの比率を増大させる。制御装置は、操舵トルクに応じた介入係数を算出し、この算出される介入係数に応じて追従指令の許容範囲を変化させる。操舵トルクの値が大きいときほど、介入係数が零に近づき追従指令の許容範囲はより狭くなる。介入操舵に抗する追従指令が制限されることにより、運転者はハンドルを操作しやすくなる。

特開２０１５－２０６０４号公報

近年では、操舵制御装置の仕様あるいは操舵制御装置が搭載される車両の仕様などに基づき操舵制御装置に対する顧客の要求はますます多様化してきている。これらの要求に応えるために操舵制御装置の構成についての多岐にわたる研究開発が行われている。

本発明の目的は、運転者による介入操舵時の操舵感触を向上させることができる新規の操舵制御装置を提供することにある。

上記目的を達成し得る操舵制御装置は、ステアリングホイールの操舵を補助するアシスト力の発生源であるモータを制御する。操舵制御装置は、第１の演算部、第２の演算部および第３の演算部を有している。第１の演算部は、前記モータにアシスト力を発生させるための第１の制御量を操舵状態に応じて演算する。第２の演算部は、上位制御装置が操舵制御に介入する際に生成する前記ステアリングホイールの操舵角に換算可能な目標角度に実角度を追従させるための第２の制御量を演算する。第３の演算部は、前記上位制御装置が操舵制御に介入する際、前記第２の制御量を相殺するための第３の制御量を操舵状態に応じて演算する。

上位制御装置が操舵制御に介入している場合、運転者がステアリングホイールを操舵したとき、目標角度に対する実角度の偏差が拡大する。第２の演算部は、拡大する偏差を解消するために、より大きな値の第２の制御量を演算する。すなわち、運転者による介入操舵によって生じる目標角度に対する実角度の偏差を打ち消そうとするトルクが発生する。このトルクによって運転者の操舵が阻害されるおそれがある。また、運転者に違和感を与えるおそれがある。

この点、上記の操舵制御装置によれば、上位制御装置が操舵制御に介入している場合、運転者がステアリングホイールを操舵したとき、その操舵状態に応じた第１の制御量のみならず、操舵状態に応じた第３の制御量が演算される。この第３の制御量は、目標角度に対する実角度の偏差に応じた第２の制御量を相殺する観点に基づき演算されるものである。このため、運転者による介入操舵によって生じる目標角度に対する実角度の偏差を打ち消そうとするトルクの発生が抑制される。したがって、上位制御装置が操舵制御に介入している場合であれ、運転者は円滑にステアリングホイールを操舵することが可能である。すなわち、上位制御装置が操舵制御に介入している場合において、運転者による介入操舵時の操舵感触を向上させることができる。このような作用および効果が得られる新規の操舵制御装置が得られる。

上記の操舵制御装置において、前記第２の演算部により演算される前記第２の制御量の値を定められた許容範囲内に制限する第４の演算部を有していてもよい。
この構成によれば、過大な値の第２の制御量が演算される場合、この過大な値の第２の制御量に基づく過大なモータ出力を抑えることができる。

上記の操舵制御装置において、前記第２の制御量と前記第３の制御量とを合算することにより第４の制御量を演算する第５の演算部と、前記第５の演算部により演算される前記第４の制御量の値を定められた許容範囲内に制限する第６の演算部と、を有していてもよい。

前述したように、過大なモータ出力を抑制する観点に基づき、前記第２の演算部により演算される前記第２の制御量の値のみを定められた許容範囲内に制限する構成を採用する場合、つぎのことが懸念される。

すなわち、上位制御装置の操舵制御への介入による車両の旋回時に運転者がステアリングホイールを介して切り戻し操舵を行った場合、第２の制御量のみが制限されて第３の制御量のみが増加する状況が発生する。これに対して、上位制御装置の操舵制御への介入による車両の旋回時に運転者がステアリングホイールを介して切り込み操舵を行った場合、第２の制御量のみが制限されて、第３の制御量のみが増加する状況は発生しない。このため、切り戻し操舵時と切り込み操舵時とでステアリングホイールを介した手応えが異なるおそれがある。

この点、上記の操舵制御装置によれば、前記第２の制御量と前記第３の制御量とを合算することにより得られる第４の制御量に対して制限が施される。すなわち、第２の制御量が第３の制御量によって相殺された後の値を有する第４の制御量に対して制限が施される。このため、上位制御装置の操舵制御への介入による車両の旋回時に運転者がステアリングホイールを介して切り戻し操舵を行った場合、第２の制御量のみが制限されて第３の制御量のみが増加する状況の発生が抑制される。したがって、上位制御装置の操舵制御への介入による車両の旋回時に運転者がステアリングホイールを操舵する場合、切り込み操舵時の操舵感触と切り戻し操舵時の操舵感触とを均等に近い状態にすることが可能である。したがって、上位制御装置が操舵制御に介入している場合において、運転者による介入操舵時の操舵感触を向上させることができる。

上記の操舵制御装置において、前記第２の演算部は、前記目標角度に実角度を追従させるフィードフォワード制御の実行を通じてフィードフォワード制御量を演算するフィードフォワード制御部と、前記目標角度に対する実角度の偏差に対して比例演算を実行することにより前記偏差に比例した値の第１のフィードバック制御量を演算する比例制御部と、前記偏差に対して積分演算を実行することにより前記偏差の積分値に比例した値の第２のフィードバック制御量を演算する積分制御部と、前記偏差に対して微分演算を実行することにより前記偏差の微分値に比例した値の第３のフィードバック制御量を演算する微分制御部と、前記フィードフォワード制御量と前記第２のフィードバック制御量とを加算することにより第１の加算値を演算する第１の加算器と、前記第１のフィードバック制御量と前記第３のフィードバック制御量とを加算することにより第２の加算値を演算する第２の加算器と、前記第１の加算値を定められた許容範囲内に制限する第１の制限処理部と、前記第２の加算値を定められた許容範囲内に制限する第２の制限処理部と、前記第１の制限処理部を経た前記第１の加算値と前記第２の制限処理部を経た前記第２の加算値とを加算することにより最終的な前記第２の制御量を演算する第３の加算器と、を有していてもよい。

この構成によれば、上位制御装置の操舵制御への介入による車両の旋回時に運転者がステアリングホイールを操舵することに伴う第２の制御量の増加が抑制される。また、最終的な第２の制御量を上位制御装置の操舵制御への介入による車両の旋回時に運転者がステアリングホイールを操舵していないときに演算される第２の制御量に相当する値に制限することも可能である。このため、上位制御装置の操舵制御への介入による車両の旋回時に運転者がステアリングホイールを操舵する場合、切り込み操舵時の操舵感触と切り戻し操舵時の操舵感触とを均等に近い状態にすることが可能である。

上記の操舵制御装置において、前記第２の演算部は、前記目標角度に実角度を追従させるフィードフォワード制御の実行を通じてフィードフォワード制御量を演算するフィードフォワード制御部と、前記目標角度に対する実角度の偏差に対して比例演算を実行することにより前記偏差に比例した値の第１のフィードバック制御量を演算する比例制御部と、前記偏差に対して積分演算を実行することにより前記偏差の積分値に比例した値の第２のフィードバック制御量を演算する積分制御部と、前記偏差に対して微分演算を実行することにより前記偏差の微分値に比例した値の第３のフィードバック制御量を演算する微分制御部と、前記第１のフィードバック制御量、第２のフィードバック制御量および前記第３のフィードバック制御量を加算することにより最終フィードバック制御量を演算する第１の加算器と、前記フィードフォワード制御量を定められた許容範囲内に制限する第１の制限処理部と、前記最終フィードバック制御量を定められた許容範囲内に制限する第２の制限処理部と、前記第１の制限処理部を経た前記フィードフォワード制御量と前記第２の制限処理部を経た前記最終フィードバック制御量とを加算することにより最終的な前記第２の制御量を演算する第２の加算器と、を有していてもよい。

この構成によれば、上位制御装置の操舵制御への介入による車両の旋回時に運転者がステアリングホイールを操舵することに伴う第２の制御量の増加が抑制される。また、最終的な第２の制御量の値を上位制御装置の操舵制御への介入による車両の旋回時に運転者がステアリングホイールを操舵していないときに演算される第２の制御量に相当する値に制限することも可能である。このため、上位制御装置の操舵制御への介入による車両の旋回時に運転者がステアリングホイールを操舵する場合、切り込み操舵時の操舵感触と切り戻し操舵時の操舵感触とを均等に近い状態にすることが可能である。

上記の操舵制御装置において、前記第３の演算部は、前記第２の制御量の絶対値が定められた許容範囲の限界値に達したとき、前記第３の制御量を前記第２の制御量の絶対値が定められた許容範囲の限界値に達したときの値に保持するようにしてもよい。

この構成によれば、第２の制御量のみが制限されて、第３の制御量のみが増加することが抑制される。したがって、上位制御装置の操舵制御への介入による車両の旋回時に運転者がステアリングホイールを操舵する場合、切り込み操舵時の操舵感触と切り戻し操舵時の操舵感触とを均等に近い状態にすることが可能である。

上記の操舵制御装置において、前記上位制御装置が操舵制御に介入している場合、前記ステアリングホイールが操舵されるとき、前記第２の制御量と前記第３の制御量との合算値が、前記ステアリングホイールが操舵される直前の前記第２の制御量となるように、前記第２の制御量および前記第３の制御量が調節されるようにしてもよい。

この構成によっても、上位制御装置の操舵制御への介入による車両の旋回時に運転者がステアリングホイールを操舵する場合、切り込み操舵時の操舵感触と切り戻し操舵時の操舵感触とを均等に近い状態にすることが可能である。

上記の操舵制御装置において、前記第２の演算部は、前記上位制御装置が操舵制御に介入している場合、前記ステアリングホイールが操舵されるとき、制御パラメータである比例ゲイン、積分ゲインおよび微分ゲインの値をデフォルト値よりも小さい値に設定するようにしてもよい。

この構成によれば、目標角度に対する実角度の追従性能が抑制される。これにより、上位制御装置の操舵制御への介入による車両の旋回時に運転者がステアリングホイールを操舵する場合、切り込み操舵時の操舵感触と切り戻し操舵時の操舵感触との差が低減される。

上記の操舵制御装置において、前記ステアリングホイールの操舵方向に基づき前記ステアリングホイールの操舵状態が切り戻し操舵状態であるのか切り込み操舵状態であるのかを判定する操舵方向判定部と、前記操舵方向判定部により前記ステアリングホイールの操舵状態が切り戻し操舵状態である旨判定されるとき、前記第３の演算部により演算される前記第３の制御量を操舵状態に応じた本来の前記第３の制御量よりも小さい値に補正する補正処理部と、を有していてもよい。

この構成によれば、ステアリングホイールの操舵状態が切り戻し操舵状態であるとき、第３の制御量が操舵状態に応じた本来の第３の制御量よりも小さい値に補正される。第２の制御量のみが制限されて、第３の制御量のみが増加することが抑制される。したがって、上位制御装置の操舵制御への介入による車両の旋回時に運転者がステアリングホイールを操舵する場合、切り込み操舵時の操舵感触と切り戻し操舵時の操舵感触とを均等に近い状態にすることが可能である。

本発明の操舵制御装置によれば、運転者による介入操舵時の操舵感触を向上させることができる新規の操舵制御装置が得られる。

操舵制御装置の第１の実施の形態が搭載される電動パワーステアリング装置の構成図。 操舵制御装置の第１の実施の形態のブロック図。 第１の実施の形態におけるアシストマップを示すグラフ。 第１の実施の形態におけるアシスト補正マップを示すグラフ。 （ａ）は自動運転制御によって車両が左旋回しているときのステアリングホイールの位置を示す模式図、（ｂ）は自動運転制御によって車両が左旋回している場合に運転者によって切り戻し操舵が行われたときのステアリングホイールの模式図、（ｃ）は自動運転制御によって車両が左旋回している場合に運転者によって切り込み操舵が行われたときのステアリングホイールの模式図。 第１の実施の形態における自動運転制御量などの経時的変化を示すグラフ。 第１の実施の形態における操舵角と操舵トルクとの関係を示すグラフ。 操舵制御装置の第２の実施の形態のブロック図。 第２の実施の形態における最終的な自動運転制御量とその許容範囲の限界値との関係を示すグラフ。 第２の実施の形態における操舵角と操舵トルクとの関係を示すグラフ。 第２の実施の形態における自動運転制御量などの経時的変化を示すグラフ。 操舵制御装置の第３の実施の形態におけるマイクロコンピュータのブロック図。 操舵制御装置の第４の実施の形態におけるマイクロコンピュータのブロック図。 （ａ）は操舵制御装置の第５の実施の形態における切り戻し操舵時の自動運転制御量およびアシスト補正量の経時的な変化を示すグラフ、（ｂ）は切り込み操舵時の自動運転制御量およびアシスト補正量の経時的な変化を示すグラフ。 （ａ）は操舵制御装置の第６の実施の形態における切り戻し操舵時の自動運転制御量およびアシスト補正量の経時的な変化を示すグラフ、（ｂ）は切り込み操舵時の自動運転制御量およびアシスト補正量の経時的な変化を示すグラフ。 （ａ）は操舵制御装置の第７の実施の形態における切り戻し操舵時の自動運転制御量およびアシスト補正量の経時的な変化を示すグラフ、（ｂ）は切り込み操舵時の自動運転制御量およびアシスト補正量の経時的な変化を示すグラフ。 操舵制御装置の第８の実施の形態におけるマイクロコンピュータのブロック図。

＜第１の実施の形態＞
つぎに、操舵制御装置をＥＰＳ（電動パワーステアリング装置）の制御装置に具体化した第１の実施の形態を説明する。

図１に示すように、ＥＰＳ１０は、ステアリングホイール１１と転舵輪１２，１２との間の動力伝達経路として機能するステアリングシャフト１３、ピニオンシャフト１４および転舵シャフト１５を有している。転舵シャフト１５は車幅方向（図１中の左右方向）に沿って延びている。転舵シャフト１５の両端にはタイロッド１６，１６を介して転舵輪１２，１２が連結されている。ピニオンシャフト１４は、転舵シャフト１５に対して交わるように設けられている。ピニオンシャフト１４のピニオン歯１４ａは、転舵シャフト１５のラック歯１５ａに噛み合わされている。ステアリングホイール１１の回転操作に連動して転舵シャフト１５が直線運動する。転舵シャフト１５の直線運動がタイロッド１６を介して左右の転舵輪１２，１２に伝達されることにより、転舵輪１２，１２の転舵角θ_ｗが変更される。

また、ＥＰＳ１０は、運転者による操舵を補助するための力であるアシスト力を生成する構成として、モータ２１および減速機構２２を有している。モータ２１は、アシスト力の発生源であるアシストモータとして機能する。モータ２１としては、たとえば三相のブラシレスモータが採用される。モータ２１は、減速機構２２を介してピニオンシャフト２３に連結されている。ピニオンシャフト２３のピニオン歯２３ａは、転舵シャフト１５のラック歯１５ｂに噛み合わされている。モータ２１の回転は減速機構２２によって減速されて、当該減速された回転力がアシスト力としてピニオンシャフト２３を介して転舵シャフト１５に伝達される。モータ２１の回転に応じて、転舵シャフト１５は車幅方向に沿って移動する。

また、ＥＰＳ１０は、制御装置５０を有している。制御装置５０は、各種のセンサの検出結果に基づきモータ２１を制御する。センサには、トルクセンサ５１、車速センサ５２および回転角センサ５３が含まれている。トルクセンサ５１は、ステアリングホイール１１の回転操作を通じてステアリングシャフト１３に加わる操舵トルクＴ_ｈを検出する。車速センサ５２は、車速Ｖを検出する。回転角センサ５３はモータ２１に設けられている。回転角センサ５３はモータ２１の回転角θ_ｍを検出する。制御装置５０は、モータ２１に対する通電制御を通じて操舵トルクＴ_ｈに応じたアシスト力を発生させるアシスト制御を実行する。制御装置５０は、トルクセンサ５１を通じて検出される操舵トルクＴ_ｈ、車速センサ５２を通じて検出される車速Ｖ、および回転角センサ５３を通じて検出される回転角θ_ｍに基づき、モータ２１に対する給電を制御する。

ここで、車両にはその安全性あるいは利便性をより向上させるための様々な運転支援機能あるいはシステムが運転を代替する自動運転機能を実現する自動運転システムが搭載されることがある。この場合、車両には各種の車載システムの制御装置を統括制御する上位制御装置５００が搭載される。上位制御装置５００は、その時々の車両の状態に基づき最適な制御方法を求め、その求められる制御方法に応じて各種の車載制御装置に対して個別の制御を指令する。

上位制御装置５００は、制御装置５０による操舵制御に介入する。上位制御装置５００は、運転席などに設けられる図示しないスイッチの操作を通じて、自己の自動運転制御機能をオン（有効）とオフ（無効）との間で切り替える。ただし、自動運転制御機能には、車両の安全性あるいは利便性をより向上させるための運転支援制御機能も含まれる。

上位制御装置５００は、自動運転制御機能がオンされた状態において、車両に目標車線上を走行させるための指令値として目標角度θ^＊を演算する。目標角度θ^＊とは、たとえばモータ２１の回転角θ_ｍ、ピニオン角θ_ｐあるいは操舵角θ_ｓの目標値をいい、本実施の形態ではモータ２１の回転角θ_ｍの目標値が採用される。制御装置５０は、上位制御装置５００により演算される目標角度θ^＊に基づきモータ２１を制御する。ちなみに、モータ２１の回転角θ_ｍ、ピニオン角θ_ｐおよび操舵角θ_ｓは、ステアリングホイール１１の操舵角θ_ｓ、および転舵輪１２の転舵角θ_ｗに換算可能な角度である。

つぎに、制御装置５０について詳細に説明する。
図２に示すように、制御装置５０は、マイクロコンピュータ５０Ａおよび駆動回路５０Ｂを有している。駆動回路５０Ｂは、マイクロコンピュータ５０Ａにより演算される電流指令値Ｉ^＊に応じた駆動電力をモータ２１へ供給する。

マイクロコンピュータ５０Ａは、アシスト制御量演算部６１、アシスト補正量演算部６２、自動運転制御量演算部６３、制限処理部６４、および加算器６５を有している。これらの演算部はマイクロコンピュータ５０ＡのＣＰＵ（中央処理装置）が制御プログラムを実行することによって実現される機能部分である。ただし、各演算部がソフトウェアによって実現されることはあくまでも一例であって、少なくとも一部の演算部をロジック回路などのハードウェアによって実現してもよい。

アシスト制御量演算部６１は、トルクセンサ５１を通じて検出される操舵トルクＴ_hに基づきアシスト制御量Ｉ_１ ^＊を演算する。アシスト制御量Ｉ_１ ^＊は、操舵トルクＴ_ｈに応じた適切な大きさのアシスト力を発生させるためにモータ２１へ供給すべき電流量を示す。アシスト制御量演算部６１は、アシストマップＭ１を使用してアシスト制御量Ｉ_１ ^＊を演算する。アシストマップＭ１は制御装置５０の記憶装置に格納される。

図３のグラフに示すように、アシストマップＭ１は、横軸を操舵トルクＴ_ｈの絶対値、縦軸をアシスト制御量Ｉ_１ ^＊の絶対値とするマップであって、つぎの特性を有する。すなわち、操舵トルクＴ_ｈの絶対値が増加するほど、アシスト制御量Ｉ_１ ^＊の絶対値はより大きな値に設定される。

ちなみに、アシスト制御量演算部６１は、車速センサ５２を通じて検出される車速Ｖを考慮してアシスト制御量Ｉ_１ ^＊を演算するようにしてもよい。この場合、アシストマップＭ１の特性は、つぎのように設定される。すなわち、操舵トルクＴ_ｈの絶対値が増加するほど、また車速Ｖが遅くなるほど、アシスト制御量Ｉ_１ ^＊の絶対値はより大きい値に設定される。

アシスト補正量演算部６２は、自動運転制御機能がオンされている期間だけ動作する。アシスト補正量演算部６２は、トルクセンサ５１を通じて検出される操舵トルクＴ_hに基づきアシスト補正量Ｉ_２ ^＊を演算する。アシスト補正量Ｉ_２ ^＊は、自動運転制御の実行中において運転者による操舵介入があったとき、操舵トルクＴ_ｈに応じた適切な大きさのアシスト力を発生させるために付加すべき電流量を示す。すなわち、アシスト補正量Ｉ_２ ^＊は、後述する自動運転制御量演算部６３により演算される自動運転制御量Ｉ_３ ^＊を相殺する観点に基づき演算される。アシスト補正量演算部６２は、アシスト補正マップＭ２を使用してアシスト補正量Ｉ_２ ^＊を演算する。アシスト補正マップＭ２は制御装置５０の記憶装置に格納される。

図４のグラフに示すように、アシスト補正マップＭ２は、横軸を操舵トルクＴ_ｈの絶対値、縦軸をアシスト補正量Ｉ_２ ^＊の絶対値とするマップであって、つぎの特性を有する。すなわち、操舵トルクＴ_ｈの絶対値が増加するほど、アシスト補正量Ｉ_２ ^＊の絶対値はより大きな値に設定される。ただし、操舵トルクＴ_ｈの絶対値が増加するほど、操舵トルクＴ_ｈの増加量に対するアシスト補正量Ｉ_２ ^＊の増加量の比率である傾きは徐々に小さくなる。

ちなみに、図４のグラフに二点鎖線で示すように、アシスト補正マップＭ２は先の図３のグラフに示されるアシストマップＭ１と同じ特性を有していてもよい。また、アシスト補正量演算部６２は、車速センサ５２を通じて検出される車速Ｖを考慮してアシスト補正量Ｉ_２ ^＊を演算するようにしてもよい。この場合、アシスト補正マップＭ２の特性は、つぎのように設定される。すなわち、操舵トルクＴ_ｈの絶対値が増加するほど、また車速Ｖが遅くなるほど、アシスト補正量Ｉ_２ ^＊の絶対値はより大きい値に設定される。

自動運転制御量演算部６３は、自動運転制御機能がオンされている期間だけ動作する。自動運転制御量演算部６３は、上位制御装置５００により演算される目標角度θ^＊、および回転角センサ５３を通じて検出されるモータ２１の回転角θ_ｍを取り込む。自動運転制御量演算部６３は、モータ２１の回転角θ_ｍを目標角度θ^＊に追従させるフィードバック制御の実行を通じて自動運転制御量Ｉ_３ ^＊を演算する。自動運転制御量演算部６３は、たとえば目標角度θ^＊とモータ２１の回転角θ_ｍとの偏差Δθ（＝θ^＊－θ_ｍ）を演算し、この演算される偏差Δθに対して比例演算、積分演算および微分演算を実行することにより自動運転制御量Ｉ_３ ^＊を演算する。すなわち、自動運転制御量Ｉ_３ ^＊は、偏差Δθを入力とする比例要素の出力値、積分要素の出力値および微分要素の出力値の和である。自動運転制御量Ｉ_３ ^＊は、モータ２１の回転角θ_ｍを目標角度θ^＊に追従させるトルクをモータ２１に発生させるためにモータ２１へ供給すべき電流量を示す。

制限処理部６４は、自動運転制御量演算部６３により演算される自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の値を定められた許容範囲内の値に制限する制限処理を行う。自動運転制御量演算部６３により演算される自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の絶対値が許容範囲の限界値を超えるとき、自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の値は限界値に制限される。自動運転制御量Ｉ_３ ^＊が正の値である場合、自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の値が正の限界値を超えるとき、自動運転制御量Ｉ_３の値は正の限界値に制限される。自動運転制御量Ｉ_３ ^＊が負の値である場合、自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の値が負の限界値を超えるとき、自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の値は負の限界値に制限される。したがって、許容範囲の限界値を超える過大な自動運転制御量Ｉ_３ ^＊に基づきモータ２１が過大なトルクを発生することが抑制される。

加算器６５は、アシスト制御量Ｉ_１ ^＊、アシスト補正量Ｉ_２ ^＊および自動運転制御量Ｉ_３ ^＊を加算することによりモータ２１に対する電流指令値Ｉ^＊を演算する。
したがって、第１の実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。

（１）自動運転制御の実行中において運転者が操舵に介入した場合、操舵トルクＴ_ｈに応じたアシスト制御量Ｉ_１ ^＊のみならず操舵トルクＴ_ｈに応じたアシスト補正量Ｉ_２ ^＊が演算される。このため、モータ２１は、アシスト制御量Ｉ_１ ^＊とアシスト補正量Ｉ_２ ^＊とを合算した電流値に応じたアシスト力を発生する。すなわち、モータ２１は自動運転制御機能がオフされている場合の通常の手動操作時に発生するアシスト力よりもアシスト補正量Ｉ_２ ^＊の分だけ大きいアシスト力を発生する。しかも、アシスト補正量Ｉ_２ ^＊は自動運転制御量Ｉ_３ ^＊を相殺する観点に基づき演算されるものである。したがって、自動運転制御の実行中であれ、運転者は円滑にステアリングホイール１１を操作することが可能である。すなわち、自動運転制御の実行中において、運転者の介入操舵が許容されるとともに、その介入操舵時における操舵感触を向上させることができる。このような作用および効果が得られる新規の制御装置５０が得られる。

なお、ステアリングホイール１１から手を放した手放し運転を想定した自動運転制御では、たとえばライントレース性能を担保するため、制御装置５０は目標角度θ^＊に対してより大きな絶対値の自動運転制御量Ｉ_３ ^＊を演算するとともに、より高いフィードバック性能を有することが考えられる。このような状況を想定した場合、自動運転制御中に運転者による介入操舵が行われた際の操舵感触を向上させるために、自動運転制御量Ｉ_３ ^＊を相殺するためのアシスト補正量Ｉ_２ ^＊を通常のアシスト制御の実行時に使用されるアシスト制御量Ｉ_１ ^＊に加える本実施の形態の制御装置５０は特に好適である。

＜第２の実施の形態＞
つぎに、操舵制御装置をＥＰＳの制御装置に具体化した第２の実施の形態を説明する。
先の第１の実施の形態では、つぎのようなことが懸念される。すなわち、自動運転制御による車両の旋回中に運転者が介入操舵を行う場合、切り込み操舵時と切り戻し操舵時とで操舵感触が異なることにより運転者が違和感を覚えるおそれがある。

ちなみに、切り込み操舵とは、自動操舵によりステアリングホイール１１が回転している方向と同じ方向へ向けて運転者がステアリングホイール１１にトルクを与えている操舵状態をいう。切り戻し操舵とは、自動操舵によりステアリングホイール１１が回転している方向と反対方向へ向けて運転者がステアリングホイール１１にトルクを与えている操舵状態をいう。

図５（ａ），（ｂ）に示すように、たとえば自動運転制御によって車両が左旋回している場合、運転者によって逆方向へ向けた切り戻し操舵が行われたとき、目標角度θ^＊に対するモータ２１の回転角θ_ｍの偏差が車両の旋回方向と逆方向（ここでは右方向）へ向けて拡大する。これに伴い、自動運転制御量演算部６３は拡大した偏差を打ち消すために自動運転制御量Ｉ_３ ^＊を演算する。ただし、このとき演算される自動運転制御量Ｉ_３ ^＊は、モータ２１の回転角θ_ｍが目標角度θ^＊を切り戻し方向へ超える分だけモータ２１の回転角θ_ｍを切り込み方向へ戻そうとするものである。このため、現状の自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の符号と同じ符号を有する自動運転制御量Ｉ_３ ^＊が演算される。したがって、自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の絶対値は目標角度θ^＊に対するモータ２１の回転角θ_ｍの偏差が拡大するほど増加し、やがて図６のグラフに実線で示されるように制限処理部６４によって制限される。

これに対し、アシスト補正量演算部６２は、先のアシスト補正マップＭ２に従って切り戻し操舵量、すなわち操舵トルクＴ_hの絶対値が増加するほどより大きな絶対値のアシスト補正量Ｉ_２ ^＊を演算する。ここでは自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の値が制限されているため、図６のグラフに破線で示されるように、切り戻し操舵に伴いアシスト補正量Ｉ_２ ^＊のみが増加する状況が発生する。したがって、自動運転中の円滑な操舵介入が許容されるとともに、運転者はステアリングホイールを介した手応えとしてより軽く感じる。

図５（ａ），（ｃ）に示すように、たとえば自動運転制御によって車両が左旋回している場合、運転者によって同方向へ向けた切り込み操舵が行われたとき、目標角度θ^＊に対するモータ２１の回転角θ_ｍの偏差は車両の旋回方向と同じ方向（ここでは左方向）へ向けて拡大する。これに伴い、自動運転制御量演算部６３は拡大した偏差を打ち消すために自動運転制御量Ｉ_３ ^＊を演算する。ただし、このとき演算される自動運転制御量Ｉ_３ ^＊は、モータ２１の回転角θ_ｍが目標角度θ^＊を切り込み方向へ超える分だけモータ２１の回転角θ_ｍを切り戻し方向へ戻そうとするものである。このため、現状の自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の符号と逆の符号を有する自動運転制御量Ｉ_３ ^＊が演算される。したがって、自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の絶対値は、目標角度θ^＊に対するモータ２１の回転角θ_ｍの偏差の拡大に対して増加しにくい。すなわち、図６のグラフに実線で示されるように、切り込み操舵時においては自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の絶対値が許容範囲の限界値に達しにくく、自動運転制御量Ｉ_３ ^＊は制限処理部６４によって制限されにくい。

ちなみに、アシスト補正量演算部６２は、先のアシスト補正マップＭ２に従って操舵トルクＴ_hに応じたアシスト補正量Ｉ_２ ^＊を演算する。ここでは自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の値が制限されない。このため、図６のグラフに破線で示されるように、切り戻し操舵に伴いアシスト補正量Ｉ_２ ^＊のみが増加する状況は発生しない。したがって、自動運転中の円滑な操舵介入は許容されるものの、運転者はステアリングホイール１１を介した手応えとして切り戻し操舵時よりも重く感じる。

すなわち、図７のグラフに示すように、操舵角θ_ｓの変化に対する操舵トルクＴ_hの絶対値の変化特性は、目標操舵角θ_ｓ ^＊を基準とする切り込み操舵時と切り戻し操舵時とで異なる。目標操舵角θ_ｓ ^＊とは、モータ２１の回転角θ_ｍが目標角度θ^＊に一致するときのステアリングホイール１１の回転角度をいう。より具体的には、切り戻し操舵時の操舵トルクＴ_hの最大絶対値は、切り込み操舵時の操舵トルクＴ_ｈの最大絶対値よりも小さい値となる。すなわち、自動運転制御による車両の旋回中に運転者が介入操舵を行う場合、切り込み操舵時と切り戻し操舵時とで運転者がステアリングホイール１１を介した手応えとして感じる操舵感触が異なる。

なお、自動運転制御によって車両が右旋回している場合に切り込み操舵および切り戻し操舵が行われたときについても、自動運転制御によって車両が左旋回している場合に切り込み操舵および切り戻し操舵されたときと同様に、切り込み操舵時と切り戻し操舵時とで操舵感触が異なる。

そこで、自動運転制御の実行中の運転者による介入操舵時の違和感を解消するために、本実施の形態では、制御装置５０として、つぎの構成を採用している。
図８に示すように、マイクロコンピュータ５０Ａは、加算器６６および制限処理部６７を有している。加算器６６は、アシスト補正量演算部６２により演算されるアシスト補正量Ｉ_２ ^＊と、自動運転制御量演算部６３により演算される自動運転制御量Ｉ_３ ^＊とを加算することにより、最終的な自動運転制御量Ｉ_４ ^＊を演算する。

制限処理部６７は、加算器６６により演算される最終的な自動運転制御量Ｉ_４ ^＊を定められた許容範囲内の値に制限する。加算器６６により演算される最終的な自動運転制御量Ｉ_４ ^＊の値が許容範囲内の値である場合、加算器６６により演算される最終的な自動運転制御量Ｉ_４ ^＊がそのままモータ２１の制御に使用される。

つぎに、本実施の形態の作用を説明する。
図５（ａ），（ｂ）に示すように、たとえば自動運転制御によって車両が左旋回している場合、運転者によって逆方向へ向けた切り戻し操舵が行われたとき、目標角度θ^＊に対するモータ２１の回転角θ_ｍの偏差が車両の旋回方向と逆方向へ向けて拡大する。これに伴い、自動運転制御量演算部６３は拡大した偏差を打ち消すために自動運転制御量Ｉ_３ ^＊を演算する。ただし、このとき演算される自動運転制御量Ｉ_３ ^＊は、モータ２１の回転角θ_ｍが目標角度θ^＊を切り戻し方向へ超える分だけモータ２１の回転角θ_ｍを切り込み方向へ戻そうとするものである。このため、現状の自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の符号と同じ符号を有する自動運転制御量Ｉ_３ ^＊が演算される。したがって、自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の絶対値は目標角度θ^＊に対するモータ２１の回転角θ_ｍの偏差が拡大するほど増加する。

これに対し、アシスト補正量演算部６２は、先のアシスト補正マップＭ２に従って切り戻し操舵量、すなわち操舵トルクＴ_hの絶対値が増加するほどより大きな絶対値のアシスト補正量Ｉ_２ ^＊を演算する。ここで、アシスト補正量Ｉ_２ ^＊は、アシスト制御量演算部６１により演算されるアシスト制御量Ｉ_１ ^＊と同じ符号を有する。また、アシスト補正量Ｉ_２ ^＊は、自動運転制御量演算部６３により演算される自動運転制御量Ｉ_３ ^＊を打ち消す観点に基づき演算されるものである。このため、アシスト補正量Ｉ_２ ^＊の符号は、自動運転制御量演算部６３により演算される自動運転制御量Ｉ_３ ^＊と逆の符号となる。

したがって、図９のグラフに示すように、自動運転制御量演算部６３により演算される自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の絶対値がたとえ許容範囲の限界値を超える場合であれ、加算器６６により演算される最終的な自動運転制御量Ｉ_４ ^＊の絶対値は許容範囲内の値となる。これは、自動運転制御量演算部６３により演算される自動運転制御量Ｉ_３ ^＊がアシスト補正量演算部６２により演算されるアシスト補正量Ｉ_２ ^＊によって相殺されるからである。このため、図１０のグラフに実線で示されるように、自動運転制御量演算部６３により演算される自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の絶対値がたとえ許容範囲の限界値を超える場合であれ、自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の値が制限されることはない。

また、アシスト補正量演算部６２は、先のアシスト補正マップＭ２に従って切り戻し操舵量、すなわち操舵トルクＴ_hに応じたアシスト補正量Ｉ_２ ^＊を演算するところ、ここでは自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の値が制限されないとして見ることができる。このため、図１０のグラフに破線で示されるように、切り戻し操舵量の増加に伴いアシスト補正量Ｉ_２ ^＊のみが増加する状況は発生しない。自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の絶対値も切り戻し操作量、すなわち目標角度θ^＊に対するモータ２１の回転角θ_ｍの偏差に応じて増加する。したがって、アシスト補正量Ｉ_２ ^＊の値と自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の値との関係が、自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の値が制限されない場合の本来の関係に維持される。

図５（ａ），（ｃ）に示すように、たとえば自動運転制御によって車両が左旋回している場合、運転者によって同方向へ向けた切り込み操舵が行われたとき、現状の自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の符号と逆の符号を有する自動運転制御量Ｉ_３ ^＊が演算される。このため、切り込み操舵時においては、自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の絶対値は目標角度θ^＊に対するモータ２１の回転角θ_ｍの偏差の拡大に対して増加しにくく、図１０のグラフに実線で示されるように、自動運転制御量Ｉ_３ ^＊は制限されにくい。

また、アシスト補正量演算部６２は、先のアシスト補正マップＭ２に従って操舵トルクＴ_hに応じたアシスト補正量Ｉ_２ ^＊を演算する。ここでは自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の値が制限されないため、図１０のグラフに破線で示されるように、切り戻し操舵に伴いアシスト補正量Ｉ_２ ^＊のみが増加する状況は発生しない。自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の絶対値も切り戻し操作量、すなわち操舵トルクＴ_ｈに応じて増加する。したがって、自動運転中の円滑な操舵介入が許容されるとともに、運転者はステアリングホイール１１を介した手応えとして切り戻し操舵時と同様の操舵感触が得られる。

図１１のグラフに示すように、操舵角θ_ｓの変化に対する操舵トルクＴ_hの絶対値の変化特性は、目標操舵角θ_ｓ ^＊を基準とする切り込み操舵時と切り戻し操舵時とでほぼ同じになる。より具体的には、切り戻し操舵時の操舵トルクＴ_hの最大絶対値は、切り込み操舵時の操舵トルクＴ_ｈの最大絶対値とほぼ同じ値となる。すなわち、自動運転制御による車両の旋回中に運転者が介入操舵を行う場合、切り込み操舵時と切り戻し操舵時とで運転者がステアリングホイール１１を介した手応えとして感じる操舵感触がほぼ同じになる。

したがって、第２の実施の形態によれば、先の第１の実施の形態の（１）の効果に加え、以下の効果を得ることができる。
（２）加算器６６によってアシスト補正量Ｉ_２ ^＊と自動運転制御量Ｉ_３ ^＊とを加算することにより最終的な自動運転制御量Ｉ_４ ^＊を演算し、この最終的な自動運転制御量Ｉ_４ ^＊を定められた許容範囲内の値に制限するようにした。これにより、自動運転制御量Ｉ_３ ^＊のみが制限されて、アシスト補正量Ｉ_２ ^＊のみが増加する状況の発生が抑制される。このため、自動運転制御による車両の旋回時に運転者が介入操舵を行う場合、切り込み操舵時の操舵感触と切り戻し操舵時の操舵感触とが均等に近い状態になる。したがって、自動運転制御の実行中において、運転者の介入操舵時における操舵感触を向上させることができる。

＜第３の実施の形態＞
つぎに、操舵制御装置をＥＰＳの制御装置に具体化した第３の実施の形態を説明する。本実施の形態は、マイクロコンピュータ５０Ａの構成の点で先の第１の実施の形態と異なる。

図１２に示すように、自動運転制御量演算部６３は、減算器７１、フィードフォワード制御部７２、比例制御部７３、積分制御部７４、微分制御部７５、３つの加算器７６，７７，７８、および２つの制限処理部７９Ａ，７９Ｂを有している。

減算器７１は、上位制御装置５００により演算される目標角度θ^＊と回転角センサ５３を通じて検出されるモータ２１の回転角θ_ｍとの偏差Δθ（＝θ^＊－θ_ｍ）を演算する。
フィードフォワード制御部７２は、ＥＰＳ１０の慣性による応答性の遅れを補償して、制御の応答性を向上させるために設けられている。フィードフォワード制御部７２は、目標角度θ^＊を２階微分することにより、目標角加速度α（＝ｄ^２θ^＊／ｄｔ^２）を演算し、この演算される目標角加速度αにＥＰＳ１０の慣性Ｊを乗算することにより、慣性補償値としてのフィードフォワード制御量Ｉ_５ ^＊（＝Ｊ・α）を演算する。慣性Ｊは、たとえばＥＰＳ１０の物理モデルから求められる。

比例制御部７３は、減算器７１によって演算される偏差Δθに対して比例演算を実行することにより、偏差Δθに比例した値の第１のフィードバック制御量Ｉ_６ ^＊を演算する。
積分制御部７４は、減算器７１によって演算される偏差Δθに対して積分演算を実行することにより、偏差Δθの積分値に比例した値の第２のフィードバック制御量Ｉ_７ ^＊を演算する。ただし、自動運転制御の実行中における運転者の介入操舵時、積分制御部７４は積分動作を停止する。

微分制御部７５は、減算器７１によって演算される偏差Δθに対して微分演算を実行することにより、偏差Δθの微分値に比例した値の第３のフィードバック制御量Ｉ_８ ^＊を演算する。

加算器７６は、フィードフォワード制御部７２により演算されるフィードフォワード制御量Ｉ_５ ^＊と、積分制御部７４により演算される第２のフィードバック制御量Ｉ_７ ^＊とを加算することにより、第１の自動運転制御量Ｉ_９ ^＊を演算する。

加算器７７は、比例制御部７３により演算される第１のフィードバック制御量Ｉ_６ ^＊と、微分制御部７５により演算される第３のフィードバック制御量Ｉ_８ ^＊とを加算することにより、第２の自動運転制御量Ｉ_１０ ^＊を演算する。

制限処理部７９Ａは、加算器７６により演算される第１の自動運転制御量Ｉ_９ ^＊を定められた許容範囲内の値に制限する。また、制限処理部７９Ｂは、加算器７７により演算される第２の自動運転制御量Ｉ_１０ ^＊を定められた許容範囲内の値に制限する。許容範囲は、たとえば手放し運転を想定した自動運転制御が実行されている場合に演算される自動運転制御量Ｉ_３ ^＊を基準として設定される。

加算器７８は、制限処理部７９Ａを経た第１の自動運転制御量Ｉ_９ ^＊と、制限処理部７９Ｂを経た第２の自動運転制御量Ｉ_１０ ^＊とを加算することにより、最終的な自動運転制御量Ｉ_３ ^＊を演算する。

したがって、第３の実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（３）フィードフォワード制御量Ｉ_５ ^＊と第２のフィードバック制御量Ｉ_７ ^＊との加算値である第１の自動運転制御量Ｉ_９ ^＊、および第１のフィードバック制御量Ｉ_６ ^＊と第３のフィードバック制御量Ｉ_８ ^＊との加算値である第２の自動運転制御量Ｉ_１０ ^＊は、それぞれ定められた許容範囲内の値に制限される。これら第１の自動運転制御量Ｉ_９ ^＊と第２の自動運転制御量Ｉ_１０ ^＊との加算値が最終的な自動運転制御量Ｉ_３ ^＊としてモータ２１の制御に使用される。これにより、介入操舵に伴う自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の増加が抑制される。また、最終的な自動運転制御量Ｉ_３ ^＊を、手放し運転を想定した自動運転制御が実行されている場合に演算される自動運転制御量Ｉ_３ ^＊に相当する値に制限することも可能である。このため、自動運転制御による車両の旋回時に運転者が介入操舵を行う場合、切り込み操舵時の操舵感触と切り戻し操舵時の操舵感触とが均等に近い状態になる。したがって、自動運転制御の実行中において、運転者の介入操舵時における操舵感触を向上させることができる。

＜第４の実施の形態＞
つぎに、操舵制御装置をＥＰＳの制御装置に具体化した第４の実施の形態を説明する。本実施の形態は、自動運転制御量演算部６３の構成の点で先の第３の実施の形態と異なる。

図１３に示すように、自動運転制御量演算部６３は、減算器７１、フィードフォワード制御部７２、比例制御部７３、積分制御部７４、微分制御部７５、加算器７８、および２つの制限処理部７９Ａ，７９Ｂに加えて、加算器８１を有している。

加算器８１は、比例制御部７３により演算される第１のフィードバック制御量Ｉ_６ ^＊と、積分制御部７４により演算される第２のフィードバック制御量Ｉ_７ ^＊と、微分制御部７５により演算される第３のフィードバック制御量Ｉ_８ ^＊とを加算することにより、最終的なフィードバック制御量Ｉ_１１ ^＊を演算する。

制限処理部７９Ａは、フィードフォワード制御部７２により演算されるフィードフォワード制御量Ｉ_５ ^＊を定められた許容範囲内の値に制限する。制限処理部７９Ｂは、加算器８１により演算される最終的なフィードバック制御量Ｉ_１１ ^＊を定められた許容範囲内の値に制限する。

加算器７８は、制限処理部７９Ａを経たフィードフォワード制御量Ｉ_５ ^＊と、制限処理部７９Ｂを経たフィードバック制御量Ｉ_１１ ^＊とを加算することにより、自動運転制御量Ｉ_３ ^＊を演算する。

したがって、第４の実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（４）フィードフォワード制御部７２により演算されるフィードフォワード制御量Ｉ_５ ^＊、および加算器８１により演算される最終的なフィードバック制御量Ｉ_１１ ^＊は、それぞれ定められた許容範囲内の値に制限される。これら制限されるフィードフォワード制御量Ｉ_５ ^＊とフィードバック制御量Ｉ_１１ ^＊との加算値が最終的な自動運転制御量Ｉ_３ ^＊としてモータ２１の制御に使用される。これにより、介入操舵に伴う自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の増加が抑制される。また、最終的な自動運転制御量Ｉ_３ ^＊を、手放し運転を想定した自動運転制御が実行されている場合に演算される自動運転制御量Ｉ_３ ^＊に相当する値に制限することも可能である。このため、自動運転制御による車両の旋回時に運転者が介入操舵を行う場合、切り込み操舵時の操舵感触と切り戻し操舵時の操舵感触とが均等に近い状態になる。したがって、自動運転制御の実行中において、運転者の介入操舵時における操舵感触を向上させることができる。

＜第５の実施の形態＞
つぎに、操舵制御装置をＥＰＳの制御装置に具体化した第５の実施の形態を説明する。本実施の形態は、マイクロコンピュータ５０Ａにより実行される処理の点で先の第１の実施の形態と異なる。

図１４（ａ）のグラフに実線の特性線で示すように、自動運転制御によって車両が左旋回している場合、運転者によって逆方向へ向けた切り戻し操舵が行われたとき（時刻Ｔ１）、目標角度θ^＊に対するモータ２１の回転角θ_ｍの偏差の拡大に伴い自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の絶対値が許容範囲の限界値に達して制限処理部６４により制限されることがある。これに対し、アシスト補正量Ｉ_２ ^＊の絶対値は切り戻し操舵量、すなわち操舵トルクＴ_hの絶対値が増加するほどより大きな値となる。このため、切り戻し操舵に伴いアシスト補正量Ｉ_２ ^＊のみが増加する状況が発生するおそれがある。

そこで、マイクロコンピュータ５０Ａは、自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の絶対値が許容範囲の限界値（たとえば正の限界値）に達したとき、マイクロコンピュータ５０Ａは、つぎの処理を実行する。

すなわち、図１４（ａ）のグラフに点線の特性線で示すように、マイクロコンピュータ５０Ａは、自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の絶対値が許容範囲の限界値に達したとき（時刻Ｔ２）、アシスト補正量演算部６２により演算されるアシスト補正量Ｉ_２ ^＊を自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の絶対値が許容範囲の限界値に達したときの値に保持（ホールド）する。これにより、切り戻し操舵による操舵トルクＴ_ｈの増加に伴いアシスト補正量Ｉ_２ ^＊のみが増加することが抑制される。また、このとき保持されるアシスト補正量Ｉ_２ ^＊の絶対値は、切り戻し操舵によって増加した分の自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の絶対値と同じである。このため、制限された自動運転制御量Ｉ_３ ^＊と保持されたアシスト補正量Ｉ_２ ^＊とを合算した合算値（＝Ｉ_２ ^＊＋Ｉ_３ ^＊）は、つぎのような値となる。

すなわち、図１４（ａ）のグラフに破線の特性線で示すように、自動運転制御量Ｉ_３ ^＊とアシスト補正量Ｉ_２ ^＊との合算値は、運転者による切り戻し操舵が行われる時刻Ｔ１以前の自動運転制御量Ｉ_３ ^＊と同じ値となる。

図１４（ｂ）のグラフに実線の特性線で示すように、自動運転制御によって車両が左旋回している場合、運転者によって同方向へ向けた切り込み操舵が行われたときにおいても（時刻Ｔ３）、自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の絶対値が制限処理部６４により制限されることがある。このため、切り込み操舵時においても、アシスト補正量Ｉ_２ ^＊のみが増加するおそれがある。したがって、マイクロコンピュータ５０Ａは、自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の絶対値が許容範囲の限界値（たとえば負の限界値）に達したとき、つぎの処理を実行する。

すなわち、図１４（ｂ）のグラフに点線の特性線で示すように、マイクロコンピュータ５０Ａは、自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の絶対値が許容範囲の限界値に達したとき（時刻Ｔ４）、アシスト補正量演算部６２により演算されるアシスト補正量Ｉ_２ ^＊を自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の絶対値が許容範囲の限界値に達したときの値に保持する。これにより、切り込み操舵による操舵トルクＴ_ｈの増加に伴いアシスト補正量Ｉ_２ ^＊のみが増加することが抑制される。また、このとき保持されるアシスト補正量Ｉ_２ ^＊の絶対値は、切り込み操舵によって増加した分の自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の絶対値と同じである。このため、制限された自動運転制御量Ｉ_３ ^＊と保持されたアシスト補正量Ｉ_２ ^＊とを合算した合算値（＝Ｉ_２ ^＊＋Ｉ_３ ^＊）は、つぎのような値となる。

すなわち、図１４（ｂ）のグラフに破線の特性線で示すように、自動運転制御量Ｉ_３ ^＊とアシスト補正量Ｉ_２ ^＊との合算値は、運転者による切り戻し操舵が行われる時刻Ｔ３以前の自動運転制御量Ｉ_３ ^＊と同じ値となる。

なお、自動運転制御によって車両が右旋回している場合に切り込み操舵および切り戻し操舵が行われたときについても、自動運転制御によって車両が左旋回している場合に切り込み操舵および切り戻し操舵されたときと同様である。

したがって、第５の実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（５）自動運転制御の実行中、運転者による介入操舵に伴い自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の絶対値が許容範囲の限界値に達したとき、アシスト補正量Ｉ_２ ^＊は自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の絶対値が許容範囲の限界値に達したときの値に保持される。これにより、自動運転制御量Ｉ_３ ^＊のみが制限されて、アシスト補正量Ｉ_２ ^＊のみが増加することが抑制される。このため、自動運転制御による車両の旋回時に運転者が介入操舵を行う場合、切り込み操舵時の操舵感触と切り戻し操舵時の操舵感触とが均等に近い状態になる。したがって、自動運転制御の実行中において、運転者の介入操舵時における操舵感触を向上させることができる。

＜第６の実施の形態＞
つぎに、操舵制御装置をＥＰＳの制御装置に具体化した第６の実施の形態を説明する。本実施の形態は、マイクロコンピュータ５０Ａにより実行される処理の点で先の第１の実施の形態と異なる。

マイクロコンピュータ５０Ａは、自動運転制御の実行中における運転者による意図的な操舵介入を判定する機能を有している。マイクロコンピュータ５０Ａは、たとえばトルクセンサ５１を通じて検出される操舵トルクＴ_ｈに基づき運転者による操舵介入を判定する。

図１５（ａ）のグラフに示すように、自動運転制御によって車両が左旋回している場合、運転者によって逆方向へ向けた切り戻し操舵が行われるとき（時刻Ｔ５）、その切り戻し操舵が行われている旨判定されることを契機として（時刻Ｔ６）、つぎのような処理が実行される。

すなわち、アシスト補正量Ｉ_２ ^＊と自動運転制御量Ｉ_３ ^＊との合算値（＝Ｉ_２ ^＊＋Ｉ_３ ^＊）が運転者による切り戻し操舵が行われる時刻Ｔ５以前の自動運転制御量Ｉ_３ ^＊と同じ値となるように、自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の値およびアシスト補正量Ｉ_２ ^＊の値がそれぞれ所定の値に保持される。

図１５（ｂ）のグラフに示すように、自動運転制御によって車両が右旋回している場合、運転者によって同方向へ向けた切り込み操舵が行われるとき（時刻Ｔ７）、その切り込み操舵が行われている旨判定されることを契機として（時刻Ｔ８）、つぎのような処理が実行される。

すなわち、アシスト補正量Ｉ_２ ^＊と自動運転制御量Ｉ_３ ^＊との合算値（＝Ｉ_２ ^＊＋Ｉ_３ ^＊）が運転者による切り込み操舵が行われる時刻Ｔ７直前の自動運転制御量Ｉ_３ ^＊と同じ値となるように、自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の値およびアシスト補正量Ｉ_２ ^＊の値がそれぞれ所定の値に調節されるとともに、この調節された値に保持される。

したがって、第６の実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（６）自動運転制御の実行中、運転者による介入操舵が行われている旨判定されるとき、アシスト補正量Ｉ_２ ^＊と自動運転制御量Ｉ_３ ^＊との合算値が運転者による介入操舵が行われる直前の自動運転制御量Ｉ_３ ^＊と同じ値に保持される。たとえば手放し運転を想定した自動運転制御が実行されている場合、車両は走行抵抗と釣り合っている。また、自動運転制御量Ｉ_３ ^＊も車両の走行抵抗に釣り合った値となっている。このため、自動運転制御による車両の旋回時に運転者による介入操舵が行われる場合、アシスト補正量Ｉ_２ ^＊と自動運転制御量Ｉ_３ ^＊との合算値を運転者による介入操舵が行われる直前の自動運転制御量Ｉ_３ ^＊と同じ値に保持することにより、切り込み操舵時の操舵感触と切り戻し操舵時の操舵感触とが均等に近い状態になる。したがって、自動運転制御の実行中において、運転者の介入操舵時における操舵感触を向上させることができる。

＜第７の実施の形態＞
つぎに、操舵制御装置をＥＰＳの制御装置に具体化した第７の実施の形態を説明する。本実施の形態は、マイクロコンピュータ５０Ａにより実行される処理の点で先の第１の実施の形態と異なる。

マイクロコンピュータ５０Ａは、自動運転制御の実行中における運転者による意図的な操舵介入を判定する機能を有している。マイクロコンピュータ５０Ａは、たとえばトルクセンサ５１を通じて検出される操舵トルクＴ_ｈに基づき運転者による操舵介入を判定する。マイクロコンピュータ５０Ａは、自動運転制御の実行中、運転者によって操舵が行われているとき、ＰＩＤ制御の制御パラメータであるＰＩＤゲイン（比例ゲイン、積分ゲイン、微分ゲイン）の値をデフォルト値よりも小さい値に設定する。これにより、ＰＩＤ制御において、目標値に対する追従性能が抑制される。

図１６（ａ）のグラフに示すように、自動運転制御によって車両が左旋回している場合、運転者によって逆方向へ向けた切り戻し操舵が行われるとき（時刻Ｔ９）、自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の絶対値は目標角度θ^＊に対するモータ２１の回転角θ_ｍの偏差が拡大するほど増加する。ここで、自動運転制御の実行中において運転者により操舵されている期間、ＰＩＤゲインの値がデフォルト値よりも小さい値に設定される。ＰＩＤ制御の目標角度θ^＊に対する追従性能が抑制されることによって、自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の絶対値の増加が抑制される。

図１６（ｂ）のグラフに示すように、自動運転制御によって車両が右旋回している場合、運転者によって同方向へ向けた切り込み操舵が行われるとき（時刻Ｔ１０）についても、切り戻し操舵時と同様に、ＰＩＤ制御の目標角度θ^＊に対する追従性能が抑制されることによって、自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の絶対値の増加が抑制される。

したがって、第６の実施の形態によれば、先の第１の実施の形態の（１）の効果に加え、以下の効果を得ることができる。
（７）自動運転制御の実行中、運転者による介入操舵が行われている期間、ＰＩＤゲインの値がデフォルト値よりも小さい値に設定される。ＰＩＤ制御の目標角度θ^＊に対する実際の回転角θ_ｍの追従性能が抑制されることによって、自動運転制御量Ｉ_３ ^＊の絶対値の増加が抑制される。自動運転制御による車両の旋回時に運転者が介入操舵を行う場合、切り込み操舵時の操舵感触と切り戻し操舵時の操舵感触との差が低減される。したがって、自動運転制御の実行中において、運転者の介入操舵時における操舵感触を向上させることができる。

＜第８の実施の形態＞
つぎに、操舵制御装置をＥＰＳの制御装置に具体化した第８の実施の形態を説明する。本実施の形態は、マイクロコンピュータ５０Ａの構成の点で先の第１の実施の形態と異なる。

図１７に示すように、マイクロコンピュータ５０Ａは、アシスト制御量演算部６１、アシスト補正量演算部６２、自動運転制御量演算部６３、制限処理部６４および加算器６５に加えて、操舵方向判定部９１およびゲイン乗算部９２を有している。

操舵方向判定部９１は、たとえばトルクセンサ５１を通じて検出される操舵トルクＴ_ｈに基づきステアリングホイール１１の中立位置を基準とする操舵方向を判定する。また、操舵方向判定部９１は、操舵方向に基づきステアリングホイール１１の操舵状態が切り戻し操舵状態であるのか切り込み操舵状態であるのかを判定し、その判定結果に応じてフラグＦの値をセットする。操舵方向判定部９１は、ステアリングホイール１１の操舵状態が切り戻し操舵状態である旨判定されるとき、フラグＦの値を「１」にセットする。操舵方向判定部９１は、ステアリングホイール１１の操舵状態が切り込み操舵状態である旨判定されるとき、フラグＦの値を「０」にセットする。

ゲイン乗算部９２は、操舵方向判定部９１によりセットされるフラグＦの値を取り込む。ゲイン乗算部９２は、アシスト補正量演算部６２により演算されるアシスト補正量Ｉ_２ ^＊に対してゲインＧを乗算する。ただし、ゲイン乗算部９２は、フラグＦの値に応じてゲインＧの値を変更する。ゲイン乗算部９２は、フラグＦの値が「１」であるとき、ゲインＧを「１」よりも小さい値に設定する。これは、アシスト補正量Ｉ_２ ^＊を減少させる観点に基づく。ゲイン乗算部９２は、フラグＦの値が「０」であるとき、ゲインＧを「１」に設定する。

なお、自動運転制御量演算部６３は、先の第３の実施の形態と同様の減算器７１、フィードフォワード制御部７２、比例制御部７３、積分制御部７４および微分制御部７５に加えて、加算器９３を有している。加算器９３は、フィードフォワード制御部７２により演算されるフィードフォワード制御量Ｉ_５ ^＊、比例制御部７３により演算される第１のフィードバック制御量Ｉ_６ ^＊、積分制御部７４により演算される第２のフィードバック制御量Ｉ_７ ^＊、微分制御部７５により演算される第３のフィードバック制御量Ｉ_８ ^＊を加算することにより自動運転制御量Ｉ_３ ^＊を演算する。

自動運転制御量Ｉ_３ ^＊のみが制限されてアシスト補正量Ｉ_２ ^＊のみが増加する状況が発生しやすい切り戻し操舵時には、アシスト補正量演算部６２により演算されるアシスト補正量Ｉ_２ ^＊に対して「１」よりも小さい値のゲインＧが乗算される。このため、モータ２１の制御に使用される最終的なアシスト補正量Ｉ_２ ^＊は、操舵トルクＴ_ｈに応じた本来のアシスト補正量Ｉ_２ ^＊よりも小さい値となる。

したがって、第８の実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（８）ステアリングホイール１１の操舵状態が切り戻し操舵状態であるとき、アシスト補正量演算部６２により演算されるアシスト補正量Ｉ_２ ^＊が操舵トルクＴ_ｈに応じた本来のアシスト補正量Ｉ_２ ^＊よりも小さい値に補正される。これにより、切り戻し操舵時において、自動運転制御量Ｉ_３ ^＊のみが制限されて、アシスト補正量Ｉ_２ ^＊のみが増加する状況の発生が抑制される。このため、自動運転制御による車両の旋回時に運転者が介入操舵を行う場合、切り込み操舵時の操舵感触と切り戻し操舵時の操舵感触とが均等に近い状態になる。したがって、自動運転制御の実行中において、運転者の介入操舵時における操舵感触を向上させることができる。

＜他の実施の形態＞
なお、各実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・各実施の形態では、制御装置５０の適用先として、転舵シャフト１５にアシスト力を付与するタイプのＥＰＳ１０を例に挙げたが、ステアリングシャフト１３にアシスト力を付与するタイプのＥＰＳであってもよい。図１に二点鎖線で示すように、モータ２１は、たとえば減速機構２２を介してステアリングシャフト１３に連結される。ピニオンシャフト２３は割愛することができる。

＜他の技術的思想＞
つぎに、各実施の形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）前記目標角度は、前記モータの回転角（θ_ｍ）、転舵シャフトに噛み合うピニオンシャフトの回転角度であるピニオン角（θ_ｐ）、またはステアリングホイールの回転角度である操舵角（θ_ｓ）の目標値であること。

１０…操舵装置
１１…ステアリングホイール
２１…モータ
５０…制御装置（操舵制御装置）
６１…アシスト制御量演算部（第１の演算部）
６２…アシスト補正量演算部（第３の演算部）
６３…自動運転制御量演算部（第２の演算部）
６４…制限処理部（第４の演算部）
６６…加算器（第５の演算部）
６７…制限処理部（第６の演算部）
７２…フィードフォワード制御部
７３…比例制御部
７４…積分制御部
７５…微分制御部
７６…加算器（第１の加算器）
７７…加算器（第２の加算器）
７９Ａ…制限処理部（第１の制限処理部）
７９Ｂ…制限処理部（第２の制限処理部）
７８…加算器（第３の加算器、第２の加算器）
８１…加算器（第１の加算器）
９１…操舵方向判定部、
９２…ゲイン乗算部（補正処理部）
５００…上位制御装置
Ｉ_１ ^＊…アシスト制御量（第１の制御量）
Ｉ_２ ^＊…アシスト補正量（第３の制御量）
Ｉ_３ ^＊…自動運転制御量（第２の制御量）
Ｉ_４ ^＊…最終的な自動運転制御量（第４の制御量）

Claims (9)

1. ステアリングホイールの操舵を補助するアシスト力の発生源であるモータを制御する操舵制御装置であって、
   前記モータにアシスト力を発生させるための第１の制御量を操舵状態に応じて演算する第１の演算部と、
   上位制御装置が操舵制御に介入する際に生成する前記ステアリングホイールの操舵角に換算可能な目標角度に実角度を追従させるための第２の制御量を演算する第２の演算部と、
   前記上位制御装置が操舵制御に介入する際、前記第２の制御量を相殺するための第３の制御量を操舵状態に応じて演算する第３の演算部と、を有している操舵制御装置。
2. 前記第２の演算部により演算される前記第２の制御量の値を定められた許容範囲内に制限する第４の演算部を有している請求項１に記載の操舵制御装置。
3. 前記第２の制御量と前記第３の制御量とを合算することにより第４の制御量を演算する第５の演算部と、
   前記第５の演算部により演算される前記第４の制御量の値を定められた許容範囲内に制限する第６の演算部と、を有している請求項１に記載の操舵制御装置。
4. 前記第２の演算部は、前記目標角度に実角度を追従させるフィードフォワード制御の実行を通じてフィードフォワード制御量を演算するフィードフォワード制御部と、
   前記目標角度に対する実角度の偏差に対して比例演算を実行することにより前記偏差に比例した値の第１のフィードバック制御量を演算する比例制御部と、
   前記偏差に対して積分演算を実行することにより前記偏差の積分値に比例した値の第２のフィードバック制御量を演算する積分制御部と、
   前記偏差に対して微分演算を実行することにより前記偏差の微分値に比例した値の第３のフィードバック制御量を演算する微分制御部と、
   前記フィードフォワード制御量と前記第２のフィードバック制御量とを加算することにより第１の加算値を演算する第１の加算器と、
   前記第１のフィードバック制御量と前記第３のフィードバック制御量とを加算することにより第２の加算値を演算する第２の加算器と、
   前記第１の加算値を定められた許容範囲内に制限する第１の制限処理部と、
   前記第２の加算値を定められた許容範囲内に制限する第２の制限処理部と、
   前記第１の制限処理部を経た前記第１の加算値と前記第２の制限処理部を経た前記第２の加算値とを加算することにより最終的な前記第２の制御量を演算する第３の加算器と、を有している請求項１に記載の操舵制御装置。
5. 前記第２の演算部は、前記目標角度に実角度を追従させるフィードフォワード制御の実行を通じてフィードフォワード制御量を演算するフィードフォワード制御部と、
   前記目標角度に対する実角度の偏差に対して比例演算を実行することにより前記偏差に比例した値の第１のフィードバック制御量を演算する比例制御部と、
   前記偏差に対して積分演算を実行することにより前記偏差の積分値に比例した値の第２のフィードバック制御量を演算する積分制御部と、
   前記偏差に対して微分演算を実行することにより前記偏差の微分値に比例した値の第３のフィードバック制御量を演算する微分制御部と、
   前記第１のフィードバック制御量、第２のフィードバック制御量および前記第３のフィードバック制御量を加算することにより最終フィードバック制御量を演算する第１の加算器と、
   前記フィードフォワード制御量を定められた許容範囲内に制限する第１の制限処理部と、
   前記最終フィードバック制御量を定められた許容範囲内に制限する第２の制限処理部と、
   前記第１の制限処理部を経た前記フィードフォワード制御量と前記第２の制限処理部を経た前記最終フィードバック制御量とを加算することにより最終的な前記第２の制御量を演算する第２の加算器と、を有している請求項１に記載の操舵制御装置。
6. 前記第３の演算部は、前記第２の制御量の絶対値が定められた許容範囲の限界値に達したとき、前記第３の制御量を前記第２の制御量の絶対値が定められた許容範囲の限界値に達したときの値に保持する請求項１に記載の操舵制御装置。
7. 前記上位制御装置が操舵制御に介入している場合、前記ステアリングホイールが操舵されるとき、前記第２の制御量と前記第３の制御量との合算値が、前記ステアリングホイールが操舵される直前の前記第２の制御量となるように、前記第２の制御量および前記第３の制御量が調節される請求項１に記載の操舵制御装置。
8. 前記第２の演算部は、前記上位制御装置が操舵制御に介入している場合、前記ステアリングホイールが操舵されるとき、制御パラメータである比例ゲイン、積分ゲインおよび微分ゲインの値をデフォルト値よりも小さい値に設定する請求項１に記載の操舵制御装置。
9. 前記ステアリングホイールの操舵方向に基づき前記ステアリングホイールの操舵状態が切り戻し操舵状態であるのか切り込み操舵状態であるのかを判定する操舵方向判定部と、
   前記操舵方向判定部により前記ステアリングホイールの操舵状態が切り戻し操舵状態である旨判定されるとき、前記第３の演算部により演算される前記第３の制御量を操舵状態に応じた本来の前記第３の制御量よりも小さい値に補正する補正処理部と、を有している請求項１または請求項２に記載の操舵制御装置。

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