JP6617654B2 - 車両の運転支援装置 - Google Patents

Description

本開示は、車両のステアリング装置でアシストトルク及び自動操舵トルクを発生させる車両の運転支援装置に関する。

車両の運転支援装置として、運転者のステアリング操作に応じてアシストトルクを発生させるパワーステアリング装置を利用して、車両の舵角が目標舵角となるように自動操舵トルクを発生させる追従制御を実施するものが知られている。

また、この種の装置では、追従制御実行時に運転者がステアリング操作を行い、所謂ドライバオーバーライド（以下、ＤＯＲともいう）が発生した際には、運転者のステアリング操作に応じて車両を操舵できるように、追従制御を抑制することも提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平２０１５−２０６０４号公報

上記提案の装置によれば、追従制御実行時にＤＯＲが発生した際、ＤＯＲによって生じる舵角の偏差が追従制御によって打ち消され、運転者がステアリング操作によって車両を操舵できなくなって、運転者に違和感を与えてしまう、という問題を抑制できる。

しかしながら、上記提案の装置において、追従制御によって車輪が操舵されているときに運転者がステアリング操作を行った場合、その操作方向によって、ステアリング操作に対する操舵反力に差が生じることがある。

これは、車両の旋回時等、操舵用の車輪（以下、操舵輪ともいう）が舵角０の中立位置から左又は右方向に操舵されているときには、舵角を０に戻そうとするセルフアライニングトルク（以下、ＳＡＴともいう）が発生するためである。

つまり、例えば、追従制御によって車輪が右方向に操舵されているときに、運転者がステアリングホイールを右方向に切り増ししたときには、その操作方向がＳＡＴと逆方向となるので、操舵反力が重くなる。これに対し、運転者がステアリングホイールを左方向に切り戻ししたときには、その操作方向がＳＡＴと同方向となるので、操舵反力が軽くなり、所謂舵抜けが発生してしまう。

従って、上記提案の装置によれば、追従制御で操舵輪が基準位置から左又は右方向に操舵されているときに運転者がステアリング操作すると、その操作方向によって操舵反力が大きく異なることになり、運転者に違和感を与えてしまう。

本開示の一局面は、車両のステアリング装置でアシストトルク及び自動操舵トルクを発生させる運転支援装置において、自動操舵トルクによって車両が旋回走行しているときに、運転者がステアリング操作した際、その操作方向にかかわらず操作量に応じた操舵反力を発生できるようにすることを目的とする。

本開示の一局面の車両の運転支援装置は、アシスト制御部（４０）と、追従制御部（４２）と、介入検出部（４４）と、追従制限部（４６）と、操舵力補正部（４８）と、モータ駆動部（３４）とを備える。

ここで、アシスト制御部は、運転者のステアリング操作により生じる操舵トルクに応じて、操舵負荷を軽減する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、追従制御部は、車両の操舵に関わる物理量の目標値を取得し、その目標値に物理量の検出値を追従させる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。

また、介入検出部は、ステアリング操作によって運転者が追従制御部による追従制御に介入したこと、つまり、上述したドライバオーバーライド（ＤＯＲ）を検出する。
そして、介入検出部にてＤＯＲが検出されると、追従制限部が、運転者のステアリング操作により車両の操舵が可能となるよう、追従制御を制限する。

また、介入検出部にてＤＯＲが検出されると、操舵力補正部が、運転者によるステアリング操作が舵角を増加させる切り増し操作であるときと舵角を減少させる切り戻し操作であるときで操舵反力の差が少なくなるように操舵力を補正するための補正指令を生成する。

そして、モータ駆動部は、上記各部で生成されたアシスト指令と追従指令と補正指令との加算値に基づきモータを駆動することにより、アシストトルク及び自動操舵トルクを発生させる。

このように、本開示の運転支援装置によれば、追従制限部が備えられていることから、追従制御部が追従制御を実行しているときに運転者がステアリング操作すると、そのステアリング操作によって車両を操舵できるように、追従制御が制限される。

従って、本開示の運転支援装置によれば、上述した従来装置と同様、追従制御実行時にＤＯＲが発生した際、ＤＯＲによって生じる舵角の偏差が追従制御によって打ち消されて運転者がステアリング操作によって車両を操舵できなくなるのを抑制できる。

また、本開示の運転支援装置には、操舵力補正部が備えられているため、追従制御によって車両が操舵されているときに運転者がステアリング操作した際には、その操作開始時の舵角が、ステアリング操作の中心点（所謂ニュートラルポイント）となる。

従って、本開示の運転支援装置によれば、このステアリング操作時の操作方向によって操舵反力に差が生じるのを抑制し、操舵反力に差が生じることによって運転者に違和感を与えるのを抑制できる。

また、運転者によるステアリング操作が、ＳＡＴと同方向であるときに、操舵反力がなくなり、舵抜けが発生するのを抑制できるので、運転者のステアリング操作時の操作性を改善することもできる。

なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

実施形態の運転支援装置全体の構成を表すブロック図である。 操舵力補正部の構成を表すブロック線図である。 操舵力補正部の動作を表すフローチャートである。 ＤＯＲによる制御出力の変化を従来と実施形態とで対比して表すタイムチャートである。 切り増し操作後の操舵力の変化を従来と実施形態とで対比して表すタイムチャートである。 第１変形例の操舵力補正部の動作を表すフローチャートである。 第１変形例の操舵力補正部にて生成される操舵力補正電流の変化を表すタイムチャートである。 第２変形例の操舵力補正部の動作を表すフローチャートである。 第３変形例の操舵力補正部の動作を表すフローチャートである。 第４変形例の操舵力補正部の動作を表すフローチャートである。 第５変形例の操舵力補正部の動作を表すフローチャートである。 第６変形例の運転支援装置全体の構成を表すブロック図である。 第７変形例の運転支援装置全体の構成を表すブロック図である。 第８変形例の運転支援装置全体の構成を表すブロック図である。 第８変形例の操舵力補正部の動作を表すフローチャートである。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
本実施形態の運転支援装置２は、電動パワーステアリングシステム４を利用して、運転者によるステアリング操作をアシストするアシスト制御と、走行レーンに沿って車両を自動走行（自動操舵）させる追従制御とを実行するものである。

電動パワーステアリングシステム４は、車両操舵用のラック６と、ラック６を軸方向に変位させるためのモータ１０を備える。
ラック６は、軸方向に変位することで、左右の操舵輪（一般に前輪）８Ｌ，８Ｒの向き（舵角）を変える周知のものである。

モータ１０は、アシスト制御に基づくアシストトルクや、追従制御に基づく自動操舵トルクを発生するためのものであり、回転軸が図示しない減速機及びピニオンギヤを介してラック６に接続されている。このため、モータ１０の回転により、ラック６を軸方向に変位させて、車両操舵のためのトルクを発生させることができる。

また、ラック６には、モータ１０により回転駆動されるピニオンギヤとは別に、運転者のステアリング操作によって回転するピニオンギヤ９が接続されている。
このピニオンギヤ９は、運転者により操作（ステアリング操作）されるステアリングホイール１２に、ステアリングコラム１４、インターミディエイトシャフト１６、及び、トーションバー１８を介して接続されている。このため、ラック６は、運転者のステアリング操作によっても、軸方向に変位可能である。

次に、トーションバー１８には、トーションバー１８の捩れ量から、運転者のステアリング操作によって発生する操舵トルクＴｓを検出する操舵トルク検出部２０が設けられている。

また、モータ１０には、操舵輪８Ｌ，８Ｒの舵角に対応する、モータ１０の回転角θ（換言すれば回転位置）、及び、モータ１０の回転角速度ωを検出するための回転角検出部２２及び回転角速度検出部２４が設けられている。

また、車両には、その走行速度である車速Ｖを検出するための車速検出部２６や、車両を走行レーンに沿って自動走行させる際の目標角度θｓを設定する目標角度設定部２８が設けられている。

本実施形態では、目標角度設定部２８は、レーンキープ制御用の電子制御ユニットであるＬＫＰ−ＥＣＵにて構成されている。
ＬＫＰ−ＥＣＵは、車載カメラによって撮像された車両前方の画像から、走行レーンや走行レーンにおける自車両の位置を検出し、その検出結果に基づいて目標コースを設定する。そして、車速Ｖやモータ１０の回転角θの検出値等に基づいて、目標コースに沿って車両を走行させるための回転角θの目標値である目標角度θｓを設定する。

なお、このように目標角度θｓを設定する手順は、レーンキープ制御において周知のものであるため、ここでは説明を省略する。
次に、操舵トルク検出部２０、回転角検出部２２、回転角速度検出部２４、車速検出部２６、及び、目標角度設定部２８は、電動パワーステアリング用の電子制御ユニットであるＥＰＳ−ＥＣＵ３０に接続されている。

ＥＰＳ−ＥＣＵ３０は、図示しない車載バッテリから電力供給を受けて動作し、上記各部にて検出若しくは設定された操舵トルクＴｓ、回転角θ、回転角速度ω、車速Ｖ、及び、目標角度θｓに基づき、モータ１０を駆動制御する。

すなわち、ＥＰＳ−ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータにて構成される演算部３２と、モータ駆動部としてのモータ駆動回路３４とを備える。

演算部３２は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、図１に示すアシスト制御部４０、追従制御部４２、介入検出部４４、追従制限部４６、操舵力補正部４８、及び、加算部５０，５２として機能する。そして、加算部５２にて算出された電流指令値ＣＣが、モータ駆動回路３４に入力される。

モータ駆動回路３４は、加算部５２からの電流指令値ＣＣを目標電流値として、モータ１０に流れる実電流値が目標電流値となるようにモータ１０への通電を制御することで、車両の操舵系（詳しくはラック６）にアシストトルクや自動操舵トルクを発生させる。

なお、演算部３２は、追従制御（レーンキープ制御）に必要な応答性を確保するために、制御プログラムを所定周期（例えば数百ｕｓ〜数百ｍｓ）で実行し、この周期で電流指令値ＣＣを更新する。

但し、演算部３２にて実現される上記各部は、必ずしもソフトウェアで実現する必要はなく、これらの少なくとも一部を、例えばロジック回路等のハードウェアで実現するようにしてもよい。

ここで、アシスト制御部４０は、操舵トルクＴｓ、モータ回転角速度ω、車速Ｖに基づき、路面反力（路面負荷）に応じた伝達感や、操舵状態に応じたフィールが実現されるようにアシストトルクを発生させるためのアシスト指令ＡＣを生成する。

具体的には、アシスト制御部４０は、例えば、操舵トルクＴｓ及び車速Ｖに基づき路面反力に応じた伝達感を得るための基本アシスト量を演算し、操舵トルクＴｓ及び回転角速度ωに応じて操舵状態に応じたアシスト補償量を演算する。そして、そのアシスト補償量に、車速Ｖに応じたゲインを乗じたものを基本アシスト量に加算することで、アシスト指令ＡＣを生成する。

なお、アシスト指令ＡＣは、モータ１０への通電によりアシストトルクを発生させるための電流指令値であるが、その演算方法は、これに限るものではなく、公知の任意の手法を使用することが可能である。

次に、介入検出部４４は、追従制御部４２による追従制御実行中に運転者がステアリング操作して追従制御に介入したこと（以下、ドライバ介入ともいう）を検出するためのものであり、ドライバ介入を検出するとＤＯＲフラグをセットする。なお、ＤＯＲフラグは、ドライバ介入が検出されていないときにはクリアされる。

具体的には、介入検出部４４は、例えば、操舵トルク検出部２０から操舵トルクＴｓを読み込み、この操舵トルクＴｓが閾値以上になったときに、ドライバ介入があったと判断して、ＤＯＲフラグをセットする。

また、追従制限部４６は、例えば、ＤＯＲフラグがセットされているとき（換言すればドライバ介入時）の操舵トルクＴｓに基づき、ドライバ介入の程度を表す介入係数αを算出し、追従制御部４２に出力することで、追従制御部４２による追従制御を制限する。

なお、介入係数αの算出には、例えば特許文献１に記載のものと同様、操舵トルクＴｓが閾値未満であるとき介入係数αが１となり、操舵トルクＴｓが閾値以上であるとき、操舵トルクＴｓが大きいほど介入係数αが小さくなるように設定された変換テーブルが利用される。但し、この算出方法についても、これに限るものではなく、特許文献１に記載の他の方法等、任意の手法を使用することができる。

次に、追従制御部４２は、目標角度θｓとモータ回転角（以下、実角度ともいう）θとに基づき、実角度θを目標角度θｓに追従させるのに必要な自動操舵トルクを発生させるための電流指令値である追従指令ＴＣを生成する。

また、追従制御部４２は、追従指令ＴＣを生成する際、追従指令ＴＣの上限をモータ１０の定格電流以下に制限する。そして、本実施形態では、定格電流に対し、追従制限部４６にて設定された介入係数αを乗じることで、ドライバ介入中の追従指令ＴＣの上限を、定格電流よりも低い電流値に制限する。

この結果、追従制御部４２による追従制御の実行中に、運転者がステアリング操作して、追従制御に介入しているとき（ドライバ介入中）には、その介入の程度に応じて、追従制御部４２からの追従指令ＴＣが抑制されることになる。

従って、追従制御部４２にて追従制御が実施されていても、運転者は、ステアリング操作することで、アシスト制御部４０にて制御されるアシストトルクを利用して、操舵輪８Ｌ，８Ｒの切り増し若しくは切り戻しを行うことができるようになる。

なお、このように介入係数αを利用して追従指令ＴＣを制限する追従制御部４２の構成については、特許文献１に詳しく説明されているので、ここでは詳細な説明は省略する。
次に、操舵力補正部４８は、介入検出部４４にてドライバ介入が検出されたときの舵角を中心として、その中心点から略同じ操舵力で、運転者が左右にステアリングホイール１２を操作できるようにするためのものであり、例えば、図２に示すように構成される。

すなわち、操舵力補正部４８は、図２に示すように、介入検出部４４にてドライバ介入が検出されていないとき（ＤＯＲフラグ：クリア）には、セレクタ４８Ａにて固定値（値０）を選択し、補正電流値を表す補正指令ＲＣとして出力する。なお、この固定値（値０）は、追従指令ＴＣ及びアシスト指令ＡＣを補正しない値である。

また、操舵力補正部４８は、モータ駆動回路３４に入力される電流指令値ＣＣを取り込み、出力するセレクタ４８Ｂを有する。セレクタ４８Ｂは、ＤＯＲフラグがクリアされているときには、電流指令値ＣＣをセレクタ４８Ａに出力し、ＤＯＲフラグがセットされると、電流指令値ＣＣの前回値をセレクタ４８Ａに出力する。

このため、ＤＯＲフラグがセットされているときにセレクタ４８Ｂから出力される電流指令値は、運転者がステアリング操作して追従制御に介入したときの電流指令値となる。
そして、セレクタ４８Ａは、ＤＯＲフラグがセットされると、固定値（値０）に代えて、セレクタ４８Ｂからの出力（つまり、ドライバ介入時の電流指令値）を選択し、その電流指令値を、補正電流値を表す補正指令ＲＣとして出力する。

また、この補正指令ＲＣは、補正電流値を平滑化するためのローパスフィルタ４８Ｃを介して、加算部５０に出力される。
なお、図２は、操舵力補正部４８の機能構成を表すブロック図であり、操舵力補正部４８の機能は、ＣＰＵが図３に示す操舵力補正処理を実行することにより実現される。

加算部５０は、操舵力補正部４８からの補正指令ＲＣと追従制御部４２からの追従指令ＴＣとを加算することで、追従制御部４２から出力される追従制御のための電流指令値を操舵力補正部４８からの補正電流値にて補正する。

また、加算部５２は、加算部５０からの出力（ＴＣ＋ＲＣ）とアシスト制御部４０からのアシスト指令ＡＣとを加算することで、モータ１０を駆動するための電流指令値ＣＣを算出し、モータ駆動回路３４に出力する。

次に、図２に示す操舵力補正部４８の機能を実現するために演算部３２（詳しくはＣＰＵ）にて実行される操舵力補正処理を、図３のフローチャートを用いて説明する。なお、この操舵力補正処理は、演算部３２（詳しくはＣＰＵ）においてメインルーチンの一つとして繰り返し実行される処理である。

図３に示すように、操舵力補正処理では、まずＳ１１０（Ｓはステップを表す）にて、ＤＯＲフラグ及びモータ駆動回路３４への電流指令値ＣＣを読み込む。
次に、Ｓ１２０では、Ｓ１１０にて読み込んだＤＯＲフラグがセットされているか否かを判断することにより、現在運転者がステアリング操作することにより追従制御に介入しているか否か、つまり、ドライバ介入中であるか否か、を判断する。

Ｓ１２０にて、ドライバ介入中ではないと判断されると、Ｓ１６０に移行して、操舵力補正電流として値０を設定し、Ｓ１７０に移行する。また、Ｓ１２０にて、ドライバ介入中であると判断された場合には、Ｓ１３０に移行して、現在、運転者がステアリング操作を開始した直後であるか否か、つまり、ドライバ介入直後であるか否か、を判断する。

Ｓ１３０にてドライバ介入直後であると判断されると、Ｓ１４０に移行して、Ｓ１１０で読み込んだ電流指令値ＣＣを操舵力補正電流として設定し、Ｓ１７０に移行する。また、Ｓ１３０にてドライバ介入直後ではないと判断されると、Ｓ１５０にて、操舵力補正電流として、前回設定した操舵力補正電流をそのまま設定し、Ｓ１７０に移行する。

そして、Ｓ１７０では、例えば、上記のように設定された操舵力補正電流を移動平均することで、操舵力補正電流を平滑化する、ローパスフィルタ４８Ｃとしての処理を実行し、操舵力補正処理を一旦終了する。

なお、Ｓ１７０にて平滑化された操舵力補正電流は、上述した補正電流値であり、加算部５０にて追従指令ＴＣを補正するための補正指令ＲＣとして使用される。
以上説明したように、本実施形態の運転支援装置２によれば、追従制御部４２による追従制御実行中に、運転者がステアリング操作して追従制御に介入すると、追従制限部４６が介入の程度に応じて介入係数αを設定することで、追従指令ＴＣを制限する。

このため、運転者は、追従制御部４２にて追従制御が実行されているときにでも、ステアリング操作により追従制御を抑制して、そのステアリング操作とアシスト制御部４０からのアシスト指令ＡＣとにより車両を操舵できるようになる。

ところで、車両の旋回時等、追従制御部４２による追従制御で車両が左方向又は右方向に操舵されている場合には、操舵輪８Ｌ，８Ｒからラック６にセルフアライニングトルク（ＳＡＴ）が加わる。

このため、操舵力補正部４８を備えていない従来装置では、図４Ａに示すように、運転者がステアリング操作して舵角を切り増しするときと、切り戻しするときとで、ステアリングホイール１２に加わる操舵反力が大きく異なることになる。

つまり、図４Ａに示すように、操舵輪８Ｌ，８Ｒの舵角を０度まで切り戻しする場合、運転者はモータ１０からラック６に加わるトルクが基準値（０）になるようにステアリング操作することになる。

この場合、追従制御部４２の出力（追従指令ＴＣ）は一時的に増大するものの、ドライバ介入の程度に応じて抑制されることから、その後、徐々に低下する。また、この場合、運転者のステアリングホイール１２の操作方向は、ＳＡＴと同方向となるため、運転者のステアリング操作に対する操舵反力は小さくなる。

従って、追従制御によって車両が操舵されているときに、運転者がステアリング操作して舵角を切り戻しする場合には、アシスト指令ＡＣの変化から明らかなように、運転者は小さい操舵トルクＴｓでステアリング操作することができる。

これに対し、運転者がステアリング操作して舵角を切り増しする場合、運転者は、ＳＡＴとは逆方向にステアリングホイール１２を操作する必要があるため、そのステアリング操作に要する操舵トルクＴｓは大きくなる。また、操舵トルクＴｓの上昇により、追従制限部４６からの介入係数αは「０」近くの極めて小さい値となり、追従制御部４２からの出力が抑制される。

このため、運転者は、舵角を切り増しする際には、ステアリング操作とこれに伴うアシスト制御によって、ステアリング操作開始前に発生していたＳＡＴに切り増しに要するトルクを加えたトルクを発生させる必要がある。

従って、追従制御中に舵角を切り増しするには、運転者は、ステアリング操作によって、舵角を切り戻しする場合に比べて極めて大きな操舵トルクＴｓを発生させる必要がある。

これに対し、本実施形態では、図４Ｂに示すように、追従制御部４２により追従制御が実行されているとき、ドライバ介入（ＤＯＲ）が発生すると、そのときの電流指令値ＣＣを補正指令ＲＣとして、追従制御部４２からの出力に加算する。

このため、運転者は、追従制御実行時にステアリング操作した際、その操作方向が左方向であっても、右方向であっても、ドライバ介入時の舵角を中心点（ニュートラルポイント）として、ステアリングホイール１２の操作量に応じた操舵反力を受けることになる。

従って、本実施形態では、運転者が追従制御中にステアリング操作することにより、図４Ａに示す従来と同様に舵角を切り戻し若しくは切り増しする際には、従来に比べて、切り戻し時の操舵反力を増大させ、切り増し時の操舵反力を低減させることができる。

このため、本実施形態によれば、運転者が追従制御中にステアリング操作した際、その操作方向によって操舵反力が大きく異なり、運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。

また、例えば、追従制御による車両の自動運転中に、運転者がステアリング操作によって舵角を切り増しする場合、従来では、操舵反力が大きくなるため、運転者はステアリング操作開始時の操舵力を大きくしすぎ、舵角を切り増しし過ぎることがある。

この場合、運転者は、舵角を戻すようにステアリング操作することになるが、ステアリング操作を戻すと、ＳＡＴにより所謂舵抜けが発生して操舵力が０になり、舵角を戻しすぎることがある。

従って、従来技術では、追従制御中に舵角を切り増しした際、図５Ａに示すように、舵角が所望角度で安定するのに要する時間が長くなり、その間、舵角を維持するのに要する操舵力が大きく変動し、操作性が低下することがある。

これに対し、本実施形態では、図５Ｂに示すように、切り増し時の操舵反力を小さくすることができるので、運転者は、操舵力の変動の原因となる舵抜けを発生させることなく、舵角を所望角度に速やかに収束させることができるようになる。よって、本実施形態によれば追従制御中に運転者がステアリング操作したときの操作性を改善できる。

また、操舵力補正部４８は、介入検出部４４にてドライバ介入（ＤＯＲ）が検出されたときに、電流指令値ＣＣ（換言すれば加算部５２による加算値）を補正指令ＲＣとして設定し、その後、介入が検出されなくなるまで補正指令ＲＣを保持する。また、介入検出部４４にて介入が検出されなくなると、補正指令ＲＣを値０に戻すことで、トルク補正を実施しないようにする。

このため、追従制御で車両が所定の舵角で自動走行されているときに運転者がステアリング操作した際に、その操作方向によって操舵反力に差が生じるのを抑制できるだけでなく、ステアリング操作終了後は、追従制御に速やかに移行させることができる。

また特に、本実施形態では、運転者による追従制御への介入時と非介入時とで補正指令ＲＣを単に切り換えるのではなく、その切り替え時には、ローパスフィルタにて補正電流値を平滑化する。

このため、補正指令ＲＣとして電流指令値ＣＣに対応した所定値、若しくは値０に設定された際には、補正指令ＲＣは、その設定された最終値まで徐々に変化することになる。
従って、本実施形態によれば、運転者のステアリング操作によって電流指令値ＣＣ（延いては車両の舵角）が急変し、運転者に違和感を与えることも抑制できる。

以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
そこで次に、上記実施形態に対する変形例について説明する。
［第１変形例］
上記実施形態では、操舵力補正部４８は、ローパスフィルタ４８Ｃとしての平滑化処理（Ｓ１７０）にて、補正指令ＲＣを平滑化するものとして説明したが、この平滑化処理は、図６に示すＳ１７２〜Ｓ１７６にて実行するようにしてもよい。

つまり、図６に示す操舵力補正処理では、Ｓ１４０〜Ｓ１６０にて操舵力補正電流が設定されると、Ｓ１７２にて、ＤＯＲフラグに基づき、現在ステアリング操作によるドライバ介入が完了しているか否かを判断する。

そして、ドライバ介入が完了していれば（つまり、ドライバ非介入であれば）、Ｓ１７４に移行して、ローパスフィルタ４８Ｃとしての第１平滑化処理を実行し、操舵力補正電流を平滑化する。

また、ドライバ介入が完了していなければ（つまり、ドライバ介入中であれば）、Ｓ１７６に移行して、ローパスフィルタ４８Ｃとしての第２平滑化処理を実行し、操舵力補正電流を平滑化する。

ここで、Ｓ１７４にて実行される第１平滑化処理での平滑化周波数であるカットオフ周波数ｆｃは、Ｓ１７６にて実行される第２平滑化処理でのカットオフ周波数ｆｃ（＝ｆｃ２）よりも低い周波数ｆｃ１に設定されている。

この結果、追従制御に対する運転者の介入状態が非介入（自動運転中）から介入（ＤＯＲ中）に切り替わったときに比べて、介入から非介入に切り替わったときの方が、ローパスフィルタ４８Ｃの時定数が大きくなり、平滑化の度合いが大きくなる。

従って、第１変形例では、図７に示すように、車両が自動運転中からＤＯＲ中に切り替わったときには、操舵力補正電流（つまり補正指令ＲＣ）が介入検出時の電流指令値ＣＣまで速やかに変化する。また逆に、車両がＤＯＲ中から自動運転中に切り替わったときには、操舵力補正電流（つまり補正指令ＲＣ）が値０までゆっくりと変化する。

よって、第１変形例によれば、ドライバ介入検出後に、補正指令ＲＣがドライバ介入時の電流指令値ＣＣに達するまでに時間がかかり、運転者のステアリング操作の方向によって生じる操舵反力の差を充分低減できなくなるのを抑制できる。

また、ドライバ介入が検出されなくなって、補正指令ＲＣを電流指令値ＣＣの補正を行わない値０に戻す際には、補正指令ＲＣをゆっくりと変化させて、電流指令値ＣＣ（延いては車両の舵角）の変化によって、運転者に違和感を与えるのを抑制できる。

なお、この効果をより有効に発揮できるようにするためには、ドライバ介入時のカットオフ周波数ｆｃ２は、追従制御の応答周波数よりも高い高周波数に設定し、ドライバ非介入時のカットオフ周波数ｆｃ１は、追従制御の応答周波数よりも低い低周波数に設定するとよい。
［第２変形例］
上記実施形態及び第１変形例では、操舵力補正部４８は、操舵力補正処理において、ローパスフィルタ４８Ｃとしての平滑化処理、或いは、第１平滑化処理又は第２平滑化処理、を必ず実行するものとして説明した。

しかし、ドライバ介入検出後は、補正指令ＲＣをドライバ介入時の電流指令値ＣＣに速やかに切り換えるようにするため、ローパスフィルタ４８Ｃとしての平滑化処理を実施しないようにしてもよい。

つまり、第２変形例では、図８に例示するように、操舵力補正処理において、Ｓ１７２にてドライバ介入が完了していると判断されたときには、Ｓ１７４の第１平滑化処理を実行し、そうでなければ、第２平滑化処理を実行することなくそのまま処理を終了する。

この結果、図７に点線で示すように、追従制御に対する運転者の介入状態が非介入（自動運転中）から介入（ＤＯＲ中）に切り替わったときには、操舵力補正電流（つまり補正指令ＲＣ）がドライバ介入時の電流指令値ＣＣに速やかに切り換えられることになる。

よって、第２変形例によれば、ドライバ介入時に、運転者のステアリング操作の方向によって生じる操舵反力の差をより確実に低減できるようになる。
なお、上記実施形態及び第１，２変形例では、ドライバ介入中でなければ、操舵力補正電流（つまり補正指令ＲＣ）を固定値（値０）にするものとして説明した。

しかし、補正指令ＲＣは、追従制御実行中に運転者がステアリング操作した際に、その操作方向によって操舵反力に差が生じるのを抑制するためのものであるため、必ずしもドライバ非介入時に固定値（値０）に戻す必要はない。

このため、操舵力補正部４８は、操舵力補正処理において、図３、図６、図８におけるＳ１１０、Ｓ１３０、Ｓ１４０、Ｓ１５０の処理を実行するだけにしてもよい。
そして、このようにしても、追従制御に対する運転者の介入状態が介入（ＤＯＲ中）から非介入（自動運転中）に切り替わると、追従制御によって舵角が制御されるので、車両を自動走行させることができる。
［第３変形例］
次に、上記実施形態及び第１，第２変形例では、操舵力補正処理において、Ｓ１３０にて現在ドライバ介入直後ではないと判断された際には、Ｓ１５０にて、ドライバ介入直後に設定した操舵力補正電流を保持するようにされている。

しかし、図９に示すように、Ｓ１３０にて現在ドライバ介入直後ではないと判断された際には、Ｓ１５５に移行して、Ｓ１４０にてドライバ介入直後に設定した操舵力補正電流に所定のゲインを乗じることで、操舵力補正電流を設定するようにしてもよい。

このようにすれば、Ｓ１４０にてドライバ介入検出時に操舵力補正電流として設定した電流指令値ＣＣを基準値として、その基準値よりも大きい又は小さい電流値を、操舵力補正電流（換言すれば補正電流値ＲＣ）として設定することができるようになる。

つまり、Ｓ１５５にて操舵力補正電流の基準値に乗じるゲイン（Ｇａｉｎ）を１よりも小さい値（Ｇａｉｎ＜１）にすると、舵角を切り戻しするときよりも、切り増しするときの方が、操舵反力が大きくなる。

逆に、Ｓ１５５にて操舵力補正電流の基準値に乗じるゲイン（Ｇａｉｎ）を１よりも大きい値（Ｇａｉｎ＞１）にすると、舵角を切り戻しするときよりも、切り増しするときの方が、操舵反力が小さくなる。

従って、第３変形例によれば、操舵力補正電流の基準値に乗じるゲイン（Ｇａｉｎ）によって、ドライバ介入時のステアリング操作に対する操舵反力に、舵角の切り戻し時と切り増し時とで所望の差が生じるように調整することができるようになる。

なお、この場合、ゲイン（Ｇａｉｎ）を１よりも小さい値にすれば、舵角の切り戻し時よりも切り増し時の方が操舵反力が大きくなるので、運転者に対し違和感を与えるのをより良好に抑制できる。
［第４変形例］
次に、上記実施形態及び第１〜第３変形例では、操舵力補正処理において、Ｓ１３０にて現在ドライバ介入直後ではないと判断された際には、Ｓ１５０又はＳ１５５にて、ドライバ介入直後に設定した操舵力補正電流に基づき設定される操舵力補正電流を保持する。

しかし、Ｓ１５０又はＳ１５５の処理は、図１０に例示するように、Ｓ１３０にて現在ドライバ介入直後ではないと判断された後、ドライバ介入時間が所定の閾値時間を超えるまでの間（Ｓ１３５−ＹＥＳ）だけ、実施するようにしてもよい。

そして、この場合、ドライバ介入時間が所定の閾値時間を超えたと判断すると（Ｓ１３５−ＮＯ）、Ｓ１６５にて、例えば、操舵力補正電流の前回値に値１よりも小さい補正係数を乗じることで、操舵力補正電流を徐々に減少させる。

このようにすれば、ドライバ介入期間中、操舵力補正部４８から出力される補正指令ＲＣが値０に徐々に近づくので、ステアリング操作の中心点（ニュートラルポイント）が舵角０の中立点に移動することになる。

この結果、追従制御による車両の自動運転が解除されて、車両が手動運転される場合に、運転者に違和感を与えるのを抑制できる。つまり、手動運転開始時に補正指令ＲＣが値０になっていないと、舵角０の中立点からの操舵方向によって操舵反力に差が生じることになり、運転者に違和感を与えてしまうことが考えられるが、本第４変形例によれば、こうした問題が発生するのを抑制できる。

なお、Ｓ１６５において、操舵力補正電流を徐々に減少させる際には、必ずしも値１よりも小さい補正係数を利用する必要はなく、例えば、ローパスフィルタを用いて操舵力補正電流を値０に収束させるようにする方法等、公知の方法を利用すればよい。

またこのように、ドライバ介入期間中に、補正指令ＲＣとしての操舵力補正電流を徐々に減少させる場合、例えば、補正係数を、運転者によるステアリング操作量（換言すれば運転者による介入度合）に応じて設定するようにしてもよい。

このようにすれば、操舵力補正電流を、追従制御に対する運転者の介入度合に応じて、徐々に減少させることができる。
［第５変形例］
次に、上記実施形態及び第１〜第４変形例では、操舵力補正処理において、Ｓ１３０にて現在ドライバ介入直後であると判断された際には、Ｓ１４０にて、Ｓ１１０で読み込んだ現在の電流指令値ＣＣを、操舵力補正電流（又はその基準値）として設定する。

これに対し、第５変形例では、図１１に示すように、Ｓ１３０にて現在ドライバ介入直後であると判断された際には、Ｓ１４５に移行し、Ｓ１１０にて過去一定期間内に読み込んだ複数の電流指令値ＣＣに基づき、操舵力補正電流（又はその基準値）を設定する。

このようにすれば、ドライバ介入開始時に、電流指令値ＣＣ（詳しくは追従指令ＴＣ）が変化しているときにでも、補正指令ＲＣとして、安定した適正な補正電流値を設定することができるようになる。

なお、この場合、Ｓ１４５では、複数の電流指令値ＣＣからなるパラメータ群の平均値を求め、その平均値を操舵力補正電流として設定するようにしてもよい。また、複数の電流指令値ＣＣからなるパラメータ群の中から中間値を選択し、その中間値を操舵力補正電流として設定するようにしてもよい。
［第６変形例］
次に、上記実施形態及び第１〜第５変形例では、操舵力補正部４８において、補正指令ＲＣを設定する際には、介入検出部４４にてドライバ介入が検出されたときの電流指令値ＣＣ（若しくは過去一定期間内の複数の電流指令値）を用いるものとして説明した。

これに対し、図１２に示すように、操舵力補正部４８には、介入検出部４４にてドライバ介入が検出されたときの加算部５０からの出力（加算値：ＲＣ＋ＴＣ）を入力し、操舵力補正部４８はこの出力に基づき補正指令ＲＣを設定するようにしてもよい。

つまり、操舵力補正部４８において、加算部５０で算出された現在の加算値（ＲＣ＋ＴＣ）を用いて補正指令ＲＣを設定するか、或いは、加算部５０にて過去一定期間内に算出された複数の加算値（ＲＣ＋ＴＣ）を用いて補正指令ＲＣを設定するようにしてもよい。

そして、このようにしても、介入検出部４４にてドライバ介入が検出されたときの加算値（若しくは過去一定期間内の複数の加算値）は、補正指令ＲＣ＝０のときに算出された値であるので、上記実施形態若しくは第１〜第５変形例と同様の効果を得ることができる。
［第７変形例］
また、図１３に示すように、モータ駆動回路３４からモータ１０に流れる電流値ＩＭを検出して、操舵力補正部４８に入力することで、操舵力補正部４８が、その電流値ＩＭに基づき、補正指令ＲＣとしての補正電流値を設定するようにしてもよい。

この場合、操舵力補正部４８では、ドライバ介入が検出されたときにモータ１０に流れている電流値ＩＭを用いて補正指令ＲＣを設定するか、或いは、ドライバ介入が検出されるまでの過去一定期間内に検出された複数の電流値ＩＭを用いて補正指令ＲＣを設定するようにすればよい。

そして、このようにしても、モータ１０に流れる電流値ＩＭは、電流指令値ＣＣに対応しているので、上記実施形態若しくは第１〜第６変形例と同様の効果を得ることができる。

なお、操舵力補正部４８において、補正指令ＲＣを設定する際には、上述した一つのパラメータ（電流指令値ＣＣ、加算値（ＴＣ＋ＲＣ）、電流値ＩＭ）を用いる必要はなく、これらのパラメータを組み合わせて用いるようにしてもよい。
［第８変形例］
一方、上記実施形態及び第１〜第７変形例では、ドライバ介入時の制御出力である電流指令値ＣＣ、若しくは、その電流指令値ＣＣに対応した追従指令ＴＣや電流値ＩＭに基づき、補正指令ＲＣとしての補正電流値を設定するようにしている。

これに対し、補正指令ＲＣとして補正電流値は、追従制御の目標値である目標角度θｓに基づき設定することもできる。
つまり、追従制御では、操舵輪８Ｌ，８Ｒの舵角が目標角度θｓに対応した目標舵角に制御される。そして、ドライバ介入時の操作方向によって操舵反力に差が生じる原因となるＳＡＴは、次式のように記述でき、目標角度θｓに対応した舵角δｒと、車速Ｖと、ヨーレートγとが判れば推定できる。

ＳＡＴ＝Ｙｆ（εｃ＋εｎ）
＝−Ｋｆ・βｆ（εｃ＋εｎ）
＝−εＫｆ（β＋（Ｌｆ／Ｖ）・γ−δｒ）
但し、Ｙｆ：操舵輪のコーナリングフォース、εｃ：キャスタトレール、εｎ：ニューマチックトレール、Ｋｆ：操舵輪のコーナリングパワー、βｆ：操舵輪のタイヤの滑り角、β：車両の滑り角、Ｌｆ：操舵輪重心間距離、Ｖ：車速、γ：ヨーレート、δｒ：操舵輪の舵角、である。

そこで、第８変形例では、図１４に示すように、ヨーレート検出部２９を設け、操舵力補正部４８には、ヨーレート検出部２９にて検出されたヨーレートγと、目標角度設定部２８にて設定された目標角度θｓと、車速検出部２６にて検出された車速Ｖを入力する。

そして、操舵力補正部４８においては、ドライバ介入直後に、上述したＳ１４０の処理に代えて、図１５に示す補正指令演算処理を実行することで、ＳＡＴを推定し、その推定結果に基づき、補正指令ＲＣを設定する。

具体的には、図１５に示す補正指令演算処理では、まずＳ２１０にて、ヨーレートγ、目標角度θｓ、及び、車速Ｖを読み込む。
次に、Ｓ２２０では、Ｓ２１０で読み込んだ目標角度θｓを舵角δｒに変換し、その舵角δｒとヨーレートγと車速Ｖとに基づき、上記演算式に従いＳＡＴを推定する。

そして最後に、Ｓ２３０にて、上記のように推定したＳＡＴに予め設定された変換定数を乗じることで、ＳＡＴから、補正指令ＲＣとしての補正電流値を算出する。
このように、追従制御の目標値である目標角度θｓからＳＡＴを推定して、補正指令ＲＣを設定するようにしても、上記実施形態若しくは第１〜第７変形例と同様の効果を得ることができる。
［他の変形例］
第８変形例のようにＳＡＴに基づき補正指令ＲＣを設定する場合、ＳＡＴは、必ずしも追従制御の目標値である目標角度θｓから推定する必要はない。

例えば、モータ１０の回転角θからから舵角δｒを求めて、ＳＡＴを推定するようにしてもよい。
また、ＳＡＴの推定方法としては、各種方法が提案されているため、操舵力補正部４８においては、その提案された公知技術を利用して、ＳＡＴを推定するようにしてもよい。

例えば、特開２００９−９６２６５号公報には、ＳＡＴに対応する外乱負荷を推定する負荷外乱オブザーバが開示されているが、この負荷外乱オブザーバを用いて、ＳＡＴを推定するようにしてもよい。

なお、この公報に開示された負荷外乱オブザーバは、操舵トルクＴｓに対応するトーショントルクと、モータ１０の回転角θと、アシストトルクとに基づき外乱負荷を推定するが、本開示では、追従制御実行中にＳＡＴを推定する必要がある。

このため、本開示では、負荷外乱オブザーバにおいて、アシストトルクに代えて、アシストトルクに自動操舵トルクを加えたトルクを利用し、ＳＡＴを推定するようにするとよい。

また、本開示では、ドライバ介入直後には、アシストトルクは発生していないとも考えられるので、負荷外乱オブザーバにおいて、アシストトルクに代えて自動操舵トルクを利用し、ＳＡＴを推定するようにしてもよい。

次に、上記実施形態では、追従制限部４６は、ドライバ介入時に介入係数αを設定し、この介入係数αにより追従制御部４２にて生成される追従指令ＴＣの上限を制限することで、追従制御を抑制するものとして説明した。

しかし、追従制限部４６は、ドライバ介入時に、追従制御部４２から出力される追従指令ＴＣ（換言すれば電流指令値）を抑制できればよく、他の方法で追従指令ＴＣを低減するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、目標角度設定部２８は、モータ１０の回転角θの目標角度θｓを設定し、追従制御部４２は、モータ１０の回転角θが目標角度θｓとなるように追従制御（所謂フィードバック制御）するものとして説明した。

しかし、追従制御は、例えば、モータ１０の回転角θや回転角速度ωに、モータ１０とピニオンギヤとの間の減速機のギア比を乗じることで求められる操舵角や操舵角速度を用いて、これらパラメータが目標値となるように制御するようにされていてもよい。

また、上記実施形態では、追従制御として、レーンキープ制御を行う場合を例にとり説明したが、例えば、モータ回転角度、ステアリング回転角度、ヨーレートセンサ、タイヤ転舵角と目標値との偏差、カメラ，レーザレーダ，ミリ波レーダ等によって得られる目標位置との横変位、ＧＰＳ等によって得られる目標軌跡との偏差、道路形状によって得られる曲率との偏差に基づいて自動操舵トルクを発生させる制御であればよい。

上記実施形態では、操舵トルク検出部２０にて検出された操舵トルクに基づいて運転者による介入を検出しているが、介入検出はこれに限定されるものではなく、周知の操舵介入検出（判定）方法を用いることができる。例えば、目標追従制御における目標値と検出値との偏差や、その偏差とモータ回転角速度やトルクセンサの出力との組合せ等から運転者の介入を検出するようにしてもよい。

また、上記実施形態及び変形例における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。

２…運転支援装置、４…電動パワーステアリングシステム、６…ラック、８Ｌ，８Ｒ…操舵輪、９…ピニオンギヤ、１０…モータ、１２…ステアリングホイール、１４…ステアリングコラム、１６…インターミディエイトシャフト、１８…トーションバー、２０…操舵トルク検出部、２２…回転角検出部、２４…回転角速度検出部、２６…車速検出部、２８…目標角度設定部、２９…ヨーレート検出部、３０…ＥＰＳ−ＥＣＵ、３２…演算部、３４…モータ駆動回路、４０…アシスト制御部、４２…追従制御部、４４…介入検出部、４６…追従制限部、４８…操舵力補正部、４８Ａ，４８Ｂ…セレクタ、４８Ｃ…ローパスフィルタ、５０，５２…加算部。

Claims (5)

1. 運転者のステアリング操作により生じる操舵トルクに応じて、操舵負荷を軽減する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アシスト制御部（４０）と、
   車両の操舵に関わる物理量の目標値を取得し、該目標値に前記物理量の検出値を追従させる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追従制御部（４２）と、
   前記ステアリング操作によって運転者が前記追従制御部による追従制御に介入したことを検出する介入検出部（４４）と、
   前記介入検出部にて運転者が前記追従制御に介入したことが検出されると、運転者の前記ステアリング操作により車両の操舵が可能となるよう、前記追従制御を制限する追従制限部（４６）と、
   前記介入検出部にて運転者が前記追従制御に介入したことが検出されると、運転者によるステアリング操作が舵角を増加させる切り増し操作であるときと舵角を減少させる切り戻し操作であるときで操舵反力の差が少なくなるように操舵力を補正するための補正指令を生成する操舵力補正部（４８）と、
   前記アシストトルク及び前記自動操舵トルクを発生させるモータを、前記アシスト指令と前記追従指令と前記補正指令との加算値に基づき駆動するモータ駆動部（３４）と、
   を備え、
   前記操舵力補正部は、
   前記介入検出部にて運転者による介入が検出されていないときには、前記補正指令として、前記アシストトルク及び前記自動操舵トルクを補正しない指令値を設定するように構成されると共に、
   前記介入検出部による検出結果が介入から非介入に切り替わったとき、及び、非介入から介入に切り替わったときの両方で、前記補正指令が最終値まで徐々に変化するよう、前記補正指令をローパスフィルタにて平滑化し、且つ、前記検出結果が非介入から介入に切り替わったときに比べて介入から非介入に切り替わったときの方が前記ローパスフィルタの時定数が大きく、前記平滑化の度合いが大きくなるように、前記ローパスフィルタの時定数を切り替えるよう構成されている、車両の運転支援装置。
2. 運転者のステアリング操作により生じる操舵トルクに応じて、操舵負荷を軽減する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アシスト制御部（４０）と、
   車両の操舵に関わる物理量の目標値を取得し、該目標値に前記物理量の検出値を追従させる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追従制御部（４２）と、
   前記ステアリング操作によって運転者が前記追従制御部による追従制御に介入したことを検出する介入検出部（４４）と、
   前記介入検出部にて運転者が前記追従制御に介入したことが検出されると、運転者の前記ステアリング操作により車両の操舵が可能となるよう、前記追従制御を制限する追従制限部（４６）と、
   前記介入検出部にて運転者が前記追従制御に介入したことが検出されると、運転者によるステアリング操作が舵角を増加させる切り増し操作であるときと舵角を減少させる切り戻し操作であるときで操舵反力の差が少なくなるように操舵力を補正するための補正指令を生成する操舵力補正部（４８）と、
   前記アシストトルク及び前記自動操舵トルクを発生させるモータを、前記アシスト指令と前記追従指令と前記補正指令との加算値に基づき駆動するモータ駆動部（３４）と、
   を備え、
   前記操舵力補正部は、
   前記介入検出部にて運転者による介入が検出されていないときには、前記補正指令として、前記アシストトルク及び前記自動操舵トルクを補正しない指令値を設定するように構成されると共に、
   前記介入検出部による検出結果が介入から非介入に切り替わったときには、前記補正指令が最終値まで徐々に変化するよう、前記補正指令を平滑化し、前記検出結果が非介入から介入に切り替わったときには、前記補正指令を平滑化しないように構成されている、車両の運転支援装置。
3. 前記介入検出部による検出結果が介入から非介入に切り替わったときに前記操舵力補正部が前記補正指令を平滑化する際の平滑化周波数は、前記追従制御部による追従制御の応答周波数よりも低い低周波数である、請求項１又は請求項２に記載の車両の運転支援装置。
4. 前記介入検出部による検出結果が非介入から介入に切り替わったときに前記操舵力補正部が前記補正指令を平滑化する際の平滑化周波数は、前記追従制御部による追従制御の応答周波数よりも高い高周波数である、請求項１に記載の車両の運転支援装置。
5. 前記操舵力補正部は、前記介入検出部にて運転者による介入が検出されたときの前記加算値、前記追従指令、及び、前記モータに流れる電流値、の少なくとも一つを用いて、前記補正指令を生成するよう構成されている、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の車両の運転支援装置。

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