JP6834147B2 - 車両用制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動運転モードから手動運転モードの切替えを行う車両用制御装置に関する。

従来、操舵モータを回転制御することにより操舵する自動操舵装置では、自動操舵中に運転者が手動操舵を行った場合には、自動運転モードから手動運転モードに切り替わることが一般的になされている。なお、自動操舵とは、運転者がステアリングホイールの操舵を行うことなく、例えば、車線に沿って追従走行するレーンキーピング走行や前の車に追従走行する前車追従走行などが自動的に行われる操舵である。

ところで、自動操舵から手動操舵に変更する場合には、手動操舵を行うように運転者に知らせる必要がある。
運転者に知らせる手段の開示は、特許文献１及び特許文献２で示されている。特許文献１では、手動運転モードから自動運転モードへ、及び自動運転モードから手動運転モードへの切換えの際に、所定時間だけパワーステアリング機構に振動を付与するようにしている。

特許文献２では、車両制御モードの切り換わり時に、反力制御装置がモータに指令を付与することによりアクセルペダルに反力（振動）を付与するようにしている。

特開平７−２１５１４４号公報 特開２００７−２７６７７７号公報

ところで、特許文献１では、所定時間だけパワーステアリング機構に振動を付与し、前記所定時間が経過すると振動を停止する構成であり、この構成は、運転者の状態を把握せずに、手動運転モードに切換えるものとなっているため好ましくない。

本発明の目的は、運転者の状態が手動運転モードに対応した状態になったときに自動運転モードから手動運転モードの切換えを行うことができる車両用制御装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、本発明の車両用制御装置は、ステアリングホイールに振動を付与する振動付与部と、前記振動付与部の制御を行う振動制御部と、車両の運転を自動的に行う自動運転モードから、運転者が運転操作を手動で行う手動運転モードへの切換えを行う切替部とを備え、前記切替部が自動運転モードから手動運転モードへの切替えを行う際に、前記振動制御部が、前記振動付与部に前記ステアリングホイールを振動させる車両用制御装置であって、前記振動付与部により前記ステアリングホイールに振動が付与されている状態のときに前記ステアリングホイールに対する運転者の操舵トルクが所定値以上である状態が所定時間続いたことを検出する検出部を備え、前記振動制御部は、前記検出部の検出に基づいて、前記振動付与部による振動を停止制御し、前記切替部は、前記振動付与部による前記ステアリングホイールの振動を停止する際の条件である前記検出部の検出を条件として、自動運転モードから手動運転モードに移行させるものである。

上記構成により、切替部が自動運転モードから手動運転モードに切替える際に、振動制御部の制御により、振動付与部がステアリングホイールを振動させる。この振動により、運転者には自動運転モードから手動運転モードに切り替わる旨が知らされる。このステアリングホイールに振動が付与されている状態の中で、ステアリングホイールに対する運転者の操舵トルクが所定値以上である状態が所定時間続いたことを検出部が検出すると、振動制御部は、その検出部の検出に基づいて振動付与部のステアリングホイールに対する振動付与を停止する。ステアリングホイールに対する運転者の操舵トルクが所定値以上である状態が所定時間続く状態は、ステアリングホイールに対する運転者の状態が手動運転モードに対応した状態である。また、切替部は、振動付与部によるステアリングホイールの振動を停止する際の条件である検出部の検出を条件として、自動運転モードを終了させて手動運転モードに移行させる。

また、前記振動制御部は、前記検出部の検出に基づき判定できる前記ステアリングホイールに対する運転者の状態が、前記ステアリングホイールに対する運転者の操舵トルクが所定値以上である状態が所定時間続いたことである手動運転モードに移行させることができるとして設定している状態であるか否かを判定する判定部を備え、前記振動制御部は、前記判定部が前記ステアリングホイールに対する運転者の状態が手動運転モードに対応した状態であることを判定する場合に、前記振動付与部による振動を停止制御することが好ましい。上記構成により、より確実に運転者の状態を把握する。

また、上記車両用制御装置では、操舵トルク及び車速に基づいてモータを駆動して操舵系をアシスト制御するとともに、自動運転モードと手動運転モードとを切り換えるＥＰＳ制御装置が、前記振動制御部として機能することが好ましい。上記構成により、電動パワーステアリング装置において、上記作用を容易に実現する。

また、上記車両用制御装置では、前記ステアリングホイールが転舵輪とが機械的に分離されたステアバイワイヤ方式のステアリング装置を制御する制御装置が、前記振動制御部として機能することが好ましい。
上記構成により、ステアバイワイヤ方式のステアリング装置を制御する制御装置において、上記作用を容易に実現する。

本発明によれば、運転者の状態が手動運転モードに対応した状態になったときに自動運転モードから手動運転モードの切換えを行うことができる効果を奏する。

第１実施形態の自動操舵装置の概略構成図。 第１実施形態の自動操舵装置の制御ブロック図。 第１実施形態のＥＰＳＥＣＵの処理手順を示すフローチャート。 第１実施形態の自動運転モードから手動運転モードに移行する場合のタイムチャート。 第２実施形態の自動操舵装置の概略構成図。 第２実施形態の自動操舵装置の制御ブロック図。

（第１実施形態）
以下、本発明の車両用制御装置をコラム型の電動パワーステアリング装置（以下、ＥＰＳという）を備えた自動操舵装置１１に具体化した一実施形態を図１〜図４を参照して説明する。

図１に示すように、自動操舵装置１１は、上位制御装置である自動運転ＥＣＵ３８を有している。自動運転ＥＣＵ３８は、所定周期毎に入力される車速センサ３５から検出される車速Ｖ及び所定周期で生成した指令操舵角θｐ＊を車内ネットワーク５０（ＣＡＮ）を介してＥＰＳＥＣＵ（ＥＰＳ制御装置）３９に送信する。自動操舵装置１１は、指令操舵角θｐ＊及び前記車速Ｖに基づいて操舵機構の操舵角制御を行う。

図１に示すように、ＥＰＳにおいて、ステアリングホイール１２が固定されたステアリングシャフト１３は、ラックアンドピニオン機構１４を介してラック軸１５と連結されている。ステアリング操作に伴うステアリングシャフト１３の回転は、ラックアンドピニオン機構１４によりラック軸１５の往復直線運動に変換される。ステアリングシャフト１３は、コラムシャフト１８、インターミディエイトシャフト１９、及びピニオンシャフト２０を連結してなる。そして、このステアリングシャフト１３の回転に伴うラック軸１５の往復直線運動が、同ラック軸１５の両端に連結されたタイロッド２１を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪２２の転舵角が変更されるようになっている。

また、ＥＰＳは、コラム型のＥＰＳアクチュエータ３４と、ＥＰＳアクチュエータ３４の作動を制御するＥＰＳＥＣＵ３９とを備えている。ＥＰＳアクチュエータ３４は、モータ３１を駆動源として操舵系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操舵力補助装置として機能する。前記モータ３１は、減速機構３３を介してコラムシャフト１８と駆動連結されている。そして、同モータ３１の回転を減速機構３３により減速してコラムシャフト１８に伝達することによって、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与する。また、モータ３１は、振動付与部に相当し、ＥＰＳＥＣＵ３９は振動制御部及び切替部に相当する。

ＥＰＳＥＣＵ３９には、トルクセンサ３６、及び操舵角センサ３７が接続されており、ＥＰＳＥＣＵ３９は、これら各センサの出力信号に基づいて、操舵トルクτ、及び実操舵角θｐを検出する。

トルクセンサ３６は、例えばツインレゾルバ型のトルクセンサであるが、限定するものではない。本実施形態では、トルクセンサ３６は、運転者によるステアリングホイール１２の把持の検出を行う検出部に相当する。

ＥＰＳＥＣＵ３９は、図示しないトーションバーの両端に設けられた一対のレゾルバの各出力信号に基づいて操舵トルクτを演算する。また、ＥＰＳＥＣＵ３９は、これら検出される各状態量に基づいて目標アシスト力を演算し、その駆動源であるモータ３１への駆動電力の供給を通じて、ＥＰＳアクチュエータ３４をアシスト制御する。

本実施形態の自動操舵装置１１における電気的構成を図２を参照して説明する。
図２に示すように、ＥＰＳＥＣＵ３９は、車速Ｖ及び指令操舵角θｐ＊に基づいて、操舵機構の操舵角制御を行うマイコン４０と、そのモータ制御信号に基づいて、ＥＰＳアクチュエータ３４のモータ３１に駆動電力を供給する駆動回路部４１、及びモータ３１に通電されるモータ実電流Ｉｍを検出するための電流センサ４２とを備えている。

駆動回路部４１は、直列に接続された一対のスイッチング素子を基本単位（アーム）として各相に対応する２つのアームを並列接続してなる公知のＰＷＭインバータ（図示せず）である。また、マイコン４０の出力するモータ制御信号は、駆動回路部４１を構成する各スイッチング素子のオンデューティ比を規定するものとなっている。モータ制御信号が各スイッチング素子のゲート端子に印加され、モータ制御信号に応答して、各スイッチング素子がオン／オフすることにより、バッテリ３０の電源電圧に基づくモータ駆動電力を生成して、モータ３１へと出力する構成になっている。

マイコン４０は、各センサの出力信号に基づき検出されたモータ３１のモータ実電流Ｉｍ、操舵トルクτ、車速Ｖ、及び実操舵角θｐに基づいて、駆動回路部４１にモータ制御信号を出力する。

以下に示す各制御ブロックは、マイコン４０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る。マイコン４０は、所定のサンプリング周期で上記各状態量を検出し、所定周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理を実行することにより、モータ制御信号を生成する。

図２に示すように、マイコン４０は、自動操舵の指令操舵角処理部４３と、自動操舵切替部４４と、駆動回路部４１を制御するモータ制御信号を生成するモータ制御信号生成部４５を備えている。

指令操舵角処理部４３は、自動運転ＥＣＵ３８から車内ネットワーク５０（ＣＡＮ）を介して送信されてくる各種信号（指令操舵角θｐ＊、実操舵角θｐ）を入力すると、指令操舵角θｐ＊から実操舵角θｐを減算して、操舵角偏差を生成する。そして、指令操舵角処理部４３は、操舵角偏差を、ＰＩＤ（比例＋積分＋微分）制御を行い、自動操舵時モータ電流指令Ｉｍ１＊を生成し、加算器５８を介してモータ指令電流切替部５２に出力する。

図２に示すように、自動操舵切替部４４は、トルク／モータ電流指令値マップ５１と、モータ指令電流切替部５２と、手動操舵介入判定部５３で構成されている。
自動運転ＥＣＵ３８は、図示しない操作部から各種の運転モードの入力指令があった場合、現在実行中のモードから、入力指令があった運転モードの制御に変更する。例えば、自動運転モード中に手動運転モードの指令があると、その指令に基づいて、ＥＰＳＥＣＵ３９に運転モードの指示変更である手動運転モードの指示を出力する。

また、自動運転ＥＣＵ３８から、ディザ信号生成部５４に手動運転フラグが出力される。
ディザ信号生成部５４は、手動運転フラグがセットされると、加算器５８で、自動操舵時モータ電流指令Ｉｍ１＊にディザ信号を重畳（加算）する。ディザ信号は、操舵角に影響を与えない高周波信号（高周波数ディザ振動）である。

トルク／モータ電流指令値マップ５１は、操舵トルクτ、及び車速Ｖを入力として、手動操舵介入時モータ電流指令Ｉｍ２＊を生成する。なお、トルク／モータ電流指令値マップ５１は、同じ操舵トルクτの場合、車速Ｖが小さいほど、大きな手動操舵介入時モータ電流指令Ｉｍ２＊を決定するように構成されている。手動操舵介入判定部５３は、自動操舵中（すなわち自動運転モード時）に運転者が手動操舵介入をしたか否かを判定する。すなわち、所定値以上の操舵トルクτが所定時間以上検出された場合には、自動操舵中に運転者が手動操舵介入をしたと判定し、手動操舵介入フラグＦＬＧｍａをセットして、モータ指令電流切替部５２に出力する。手動操舵介入判定部５３は、判定部に相当する。

ここで、所定値以上の操舵トルクτが所定時間以上検出された場合とは、すなわち、運転者がステアリングホイール１２を把持した状態であり、運転者の状態が手動運転モードに対応した状態になったときである。

モータ指令電流切替部５２は、手動操舵介入判定部５３の判定によって、自動操舵時モータ電流指令Ｉｍ１＊と、手動操舵介入時モータ電流指令Ｉｍ２＊を切り替える。すなわち、手動操舵介入判定部５３が手動操舵介入していないと判定した場合には、手動操舵介入フラグＦＬＧｍａをリセットし、モータ指令電流切替部接点５２ａとモータ指令電流切替部接点５２ｃを接続する。そして、自動操舵時モータ電流指令Ｉｍ１＊をモータ電流指令Ｉｍ＊として出力する。

一方、手動操舵介入判定部５３が手動操舵介入していると判定した場合には、手動操舵介入フラグＦＬＧｍａをセットし、モータ指令電流切替部接点５２ｂとモータ指令電流切替部接点５２ｃを接続する。そして、手動操舵介入時モータ電流指令Ｉｍ２＊をモータ電流指令Ｉｍ＊として出力する。

モータ制御信号生成部４５は、モータ電流指令Ｉｍ＊からモータ実電流Ｉｍを減算する減算器５５と、減算器５５の出力であるモータ電流偏差ΔＩｍをＰＩＤ制御するモータ電流制御部５６と、モータ電流制御部５６の出力であるモータ電圧指令Ｖ＊をモータ制御信号に変換し、駆動回路部４１に出力するＰＷＭ出力部５７で構成されている。

（第１実施形態の作用）
次に、図３は、自動運転モードから手動運転モードへ移行する場合のマイコン４０における自動運転モードから手動運転モードへ変更する場合におけるフローチャートであり、所定の制御周期で実行される。自動運転モードでは、図２のモータ指令電流切替部接点５２ａは、モータ指令電流切替部接点５２ｃと接続されている。

Ｓ１０では、マイコン４０は、自動運転ＥＣＵ３８から、運転モードの指示の変更があったか、否かの判定を行う。運転モードの指示変更があった場合（Ｓ１０で「ＹＥＳ」の判定）、Ｓ２０に移行し、運転モードの指示変更がない場合は、リターンする。

Ｓ２０では、マイコン４０は、運転モードの指示変更が手動運転モードの指示変更であるか否かの判定を行う。すなわち、ディザ信号生成部５４に自動運転ＥＣＵ３８から手動運転フラグが出力されているものとなっている。

手動運転モードの指示変更があった場合（Ｓ２０で「ＹＥＳ」の判定）、Ｓ３０に移行し、手動運転モードの指示変更でない場合は、Ｓ７０に移行して、他の処理を行う。なお、この他の処理は、例えば、運転モードの指示が変更されても、ステアリングホイール１２を振動させる必要がなく、他の運転モードへの変更を含む。例えば、レーンキーピング走行から前車追従走行への変更、またはその逆の変更等がある。

Ｓ３０では、マイコン４０は、ディザ信号生成部５４からディザ信号を出力して、加算器５８で指令操舵角処理部４３から出力される自動操舵時モータ電流指令Ｉｍ１＊に加算する。このようにして、自動操舵時モータ電流指令Ｉｍ１＊に重畳されたディザ信号により、モータ３１を介して、ステアリングシャフト１３、並びにステアリングホイール１２が振動する。

Ｓ４０では、マイコン４０は、トルクセンサ３６から入力される操舵トルクτに基づいて運転者がステアリングホイール１２を把持したか否かを判定する。すなわち、マイコン４０は、所定値以上の操舵トルクτが所定時間以上検出されているか否かを判定し、所定値以上の操舵トルクτが、所定時間以上検出された場合（Ｓ４０の判定「ＹＥＳ」）には、ステアリングホイール１２が運転者により把持されたと判定してＳ５０に移行する。すなわち、マイコン４０は、所定値以上の操舵トルクτが所定時間存在または所定時間継続した場合は、手動運転モードに対応した把持を運転者がしていると判定するのである。

また、マイコン４０の手動操舵介入判定部５３は所定値以上の操舵トルクτが、所定時間以上検出されていない場合（所定時間未満の場合）には、ステアリングホイール１２が運転者によって把持されていないと判定し（Ｓ４０の判定「ＮＯ」）、Ｓ３０にリターンして自動操舵モードを継続する。

Ｓ５０では、マイコン４０はディザ信号生成部５４への手動運転フラグをリセットして、ディザ信号生成部５４からのディザ信号の出力を停止し、Ｓ６０に移行する。これにより、ディザ信号によるモータ３１、ステアリングシャフト１３、並びにステアリングホイール１２の振動が停止する。

Ｓ６０では、マイコン４０は、手動運転モードにするように、手動操舵介入フラグＦＬＧｍａをセットし、モータ指令電流切替部接点５２ｂとモータ指令電流切替部接点５２ｃを接続する。そして、手動操舵介入時モータ電流指令Ｉｍ２＊をモータ電流指令Ｉｍ＊として出力する。

このようにして、ステアリングホイール１２の振動が停止したときに、手動運転モードとなる。
図４は、自動運転モード中のｔ１時に運転モード指示(手動運転モードの指示を含む）があり、ｔ２時にステアリング振動が開始され、ｔ３時に運転者がステアリングホイール１２を把持した時である。ｔ３〜ｔ４時まで運転者がステアリングホイール１２を所定値以上の操舵トルクτで継続して把持すると、ｔ４時において、ステアリングが停止し、ｔ４時の直後に手動運転モードとなる。

次に、本実施形態は下記の特徴がある。
（１）本実施形態の自動操舵装置１１のＥＰＳＥＣＵ３９（車両用制御装置）は、ステアリングホイール１２に振動を付与するモータ３１（振動付与部）と、モータ３１の制御を行う振動制御部として機能する。また、ＥＰＳＥＣＵ３９は、切替部として、自動運転モードから手動運転モードへの切替えを行う際に、モータ３１（振動付与部）にステアリングホイール１２に振動をさせる。また、ＥＰＳＥＣＵ３９は、トルクセンサ３６（検出部）をその外部に備えており、モータ３１（振動付与部）によりステアリングホイール１２に振動が付与されている状態のときにステアリングホイール１２に対する運転者の把持検出を行う。ＥＰＳＥＣＵ３９（振動制御部）は、トルクセンサ３６（検出部）による把持検出に基づいて、モータ３１（振動付与部）による振動を停止制御する。また、ＥＰＳＥＣＵ３９（切替部）は、モータ３１（振動付与部）によるステアリングホイール１２の振動を停止したときに自動運転モードを終了させて手動運転モードに移行させる。この結果、本実施形態によれば、運転者の状態が手動運転モードに対応した状態になったときに自動運転モードから手動運転モードの切換えを行うことができる。従って、運転者がステアリングを握っていることが検出された後、手動運転モードに切り替えるため、手動運転の際は、確実にステアリングを把持していることになるから、従来に比してより安全な手動運転を実現することができる。

（２）本実施形態の自動操舵装置１１のＥＰＳＥＣＵ３９（車両用制御装置）では、把持検出が手動運転モードに対応した把持か否かを判定する手動操舵介入判定部５３（判定部）を備えている。そして、ＥＰＳＥＣＵ３９（振動制御部）は手動操舵介入判定部５３が前記把持検出が手動運転モードに対応した把持の場合に、モータ３１（振動付与部）による振動を停止制御する。この結果、本実施形態によれば、より確実に運転者の状態を把握できる。

（３）本実施形態の車両用制御装置は、操舵トルク及び車速に基づいてモータ３１を駆動して操舵系をアシスト制御するとともに、自動運転モードと手動運転モードとを切り換えるＥＰＳＥＣＵ３９としている。この結果、電動パワーステアリング装置において、上記効果を容易に得ることができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図５及び図６を参照して説明する。
第２実施形態は、本発明の車両用制御装置をステアバイワイヤ方式の自動操舵装置１００に具体化したものである。

図５に示すように、自動操舵装置１００は、ステアリングホイール１１１、ステアリングシャフト１１２、反力モータ１１３、及び、転舵装置１２０を有する。ステアリングホイール１１１、ステアリングシャフト１１２、反力モータ１１３、及び、転舵装置１２０によりステアリング装置が構成されている。自動操舵装置１００は、転舵装置１２０とステアリングシャフト１１２とが機械的に連結されていない構造である。自動操舵装置１００は、ステアバイワイヤによって制御装置１５０の制御により転舵輪１７０の転舵角（以下、「転舵角α」）を変更する。このため、転舵装置１２０は、転舵角αをステアリングホイール１１１の操舵角θと独立して変更することができる。

ステアリングシャフト１１２には、ステアリングホイール１１１が取付けられるとともに反力モータ１１３が図示しない減速機構を介して作動連結されている。反力モータ１１３が駆動されると、運転者によるステアリングホイール１１１の操作方向とは反対方向に作用する反力トルクをステアリングシャフト１１２に付与する。また、反力モータ１１３は、ステアリングホイール１１１に振動を付与する振動付与部に相当する。

図５に示すように転舵装置１２０は、転舵シャフト１２１、タイロッド１２２、及び、転舵モータ１２３を有している。転舵シャフト１２１は、その両端に連結されるタイロッド１２２及びナックル（図示略）を介して転舵輪１７０の支持部材（図示略）と連結されている。転舵モータ１２３が正逆回転すると、転舵シャフト１２１はギヤ機構（図示略）を介して往復直線運動し、該転舵シャフト１２１の往復動により、転舵輪１７０の転舵角αが変化する。

操作部１３０は、図示しない車室内において運転者が操作できる位置に設けられている。操作部１３０は、例えば、自動操舵制御を実行する自動運転モードと手動操舵制御を実行する手動運転モードとを切り替える切替スイッチであり、切替スイッチが切り替え操作されたとき、切替信号を制御装置１５０に出力する。制御装置１５０は切替部に相当する。

図５に示すようにステアリングシャフト１１２には、操舵角センサ１６１及びトルクセンサ１６２が取り付けられている。操舵角センサ１６１は、ステアリングホイール１１１の操舵角θに応じた信号を制御装置１５０に出力する。また、トルクセンサ１６２は、ステアリングホイール１１１及び反力モータ１１３からステアリングシャフト１１２に引加されるトルクに応じた信号を制御装置１５０に出力する。

図５に示すように、制御装置１５０は、上位制御装置１６０を有している。上位制御装置１６０は、自動運転モード時に、自動運転に必要なパラメータを制御装置１５０に出力する。例えば、上位制御装置１６０は、自動運転モードであるレーンキーピング走行の場合、図示しないカメラが撮像した走行レーン画像に基づいて走行レーンの曲率を算出し、その曲率及び車速に応じたレーンキーピング走行のための目標転舵角βを制御装置１５０に出力する。

図６に示すように、制御装置１５０は、転舵角αを変更する操舵制御部１５１、操舵角θを制御する反力制御部１５４、自動操舵制御と手動操舵制御を切り替える切替制御部１５５、及び手動操舵介入判定部１５６を有する。反力制御部１５４は、操舵角制御部に相当する。

切替制御部１５５は、操作部１３０からの自動操舵制御への切替信号または手動操舵制御への切替信号に基づいて、手動操舵制御と自動操舵制御とを切り替える。すなわち、切替制御部１５５は、手動操舵制御の実行中に、操作部１３０からの自動操舵制御への切替信号を受信したとき、それに応じて手動操舵制御から自動操舵制御に変更する旨の信号を操舵制御部１５１に送信する。

また、切替制御部１５５は、自動操舵制御の実行中に操作部１３０からの手動操舵制御への切替信号を受信したとき、それに応じて自動操舵制御から手動操舵制御に変更する旨の信号を操舵制御部１５１に送信する。なお、自動操舵制御から手動操舵制御に変更する旨の信号の出力タイミングについては後述する。

操舵制御部１５１は、自動操舵制御部１５２、及び手動操舵制御部１５３を有する。
自動操舵制御部１５２は、自動運転モード時に目標転舵角βに対応した転舵角αになるようにモータトルクを演算し、このモータトルクに基づいて転舵角αが目標転舵角βとなるように転舵モータ１２３を駆動する自動操舵制御を行う。

手動操舵制御部１５３は、手動運転モード時に、操舵角センサ１６１が検出した操舵角θ及び予め記憶している操舵角θと目標転舵角βの関係マップを用いて目標転舵角βと、該目標転舵角βに対応した転舵角αになるようにモータトルクを演算する。そして、手動操舵制御部１５３は、このモータトルクに基づいて転舵モータ１２３を駆動して転舵角αを変更する手動操舵制御を行う。

このようにして、操舵制御部１５１は、演算したモータトルクに基づいて転舵モータ１２３を制御し、転舵角αを変更する。
反力制御部１５４は、操舵角維持制御、及び操舵反力制御により、反力モータ１１３を駆動させ、ステアリングシャフト１１２にトルクを付与する。また、反力制御部１５４は、反力モータ１１３を振動させる振動制御部に相当する。

操舵反力制御は、手動操舵制御中に行われる制御であって、転舵角αの大きさ、及び、転舵角αの変化速度等に基づいて、目標の反力トルクが演算され、目標の反力トルクに基づくモータ駆動信号が反力モータ１１３に出力されることにより反力モータ１１３が駆動される。このことにより、ステアリングが転舵装置とが機械的に連結されている操舵装置の場合と同様に、操舵感を運転者に与えるようにステアリングシャフト１１２に反力トルクが付与される。

一方、操舵角維持制御は、自動操舵制御中に行われる制御であって、操作部１３０から手動操舵制御への切替信号を受信していないときは、操舵角θを所定角（例えば、ステアリングホイール１１１の中立位置としての「０」度）に維持する制御である。操舵角維持制御では、反力制御部１５４は、反力モータ１１３を駆動し、操舵角θが所定角に維持されるようにトルクをステアリングシャフト１１２に付与する。

また、反力制御部１５４は、図示しないがディザ信号生成部を有していて、下記のようにディザ信号生成部は生成したディザ信号を出力する。すなわち、反力制御部１５４は、操舵制御部１５１が自動操舵制御の実行中は、前記操舵角維持制御を実行するが、この制御中において、手動操舵制御への切替信号を受信した場合、さらに、操舵角維持制御中に出力するモータ駆動信号にディザ信号を重畳させて、反力モータ１１３に出力する。

これによって、ディザ信号が重畳したモータ駆動信号が反力モータ１１３に出力されることにより反力モータ１１３は、操舵角を維持するとともにステアリングシャフト１１２に振動を付与する。この結果、ステアリングホイール１１１は、操舵角が維持されるように、かつ振動が付与される。

手動操舵介入判定部１５６は、自動操舵制御中（すなわち自動運転モード時）に運転者が手動操舵介入をしたか否かを判定する。すなわち、トルクセンサ１６２により所定値以上のトルクτが所定時間以上検出された場合には、自動操舵制御中に運転者が手動操舵介入をしたと判定し、トリガ信号を反力制御部１５４に出力する。手動操舵介入判定部１５６は、判定部に相当する。

（第２実施形態の作用）
次に本実施形態の自動操舵装置１００の作用を説明する。
操作部１３０から切替制御部１５５に自動操舵制御（自動運転モード）から手動操舵制御（手動運転モード）への切替信号の入力があると、切替制御部１５５からその旨の信号が操舵制御部１５１及び反力制御部１５４に入力される。

操舵制御部１５１は、手動操舵制御と自動操舵制御とを切り替えを、手動操舵介入判定部１５６からのトリガ信号の入力があるまで待機する。
一方、反力制御部１５４は、操舵角維持制御を実行して得られたモータ駆動信号に図示しないディザ信号生成部からディザ信号を重畳して、反力モータ１１３に出力する。

この結果、反力モータ１１３は、操舵角を維持するとともにステアリングシャフト１１２に振動を付与するため、ステアリングホイール１１１は、操舵角が維持され、かつ振動する。

この状態で、運転者がステアリングホイール１１１を把持した際、トルクセンサ１６２により所定値以上のトルクτが所定時間以上検出されているか否かを手動操舵介入判定部１５６が判定する。すなわち、手動操舵介入判定部１５６は、所定値以上のトルクτが所定時間以上あった場合は、手動運転モードに対応した把持を運転者がしていると判定するのである。

手動操舵介入判定部１５６は、所定値以上のトルクτが所定時間以上検出された場合には、自動操舵制御中に運転者が手動操舵介入をしたと判定し、トリガ信号を操舵制御部１５１及び反力制御部１５４に出力する。

トリガ信号の入力に基づいて反力制御部１５４は、図示しないディザ信号生成部からのティザ信号の出力を停止するとともに、操舵角維持制御を操舵反力制御に切替える。また、同時にトリガ信号の入力に基づいて操舵制御部１５１は、自動操舵制御部１５２の自動操舵制御から手動操舵制御部１５３の手動操舵制御に切替える。

本実施形態は、下記の特徴を有する。
（１）本実施形態では、ステアバイワイヤ方式の自動操舵装置１００において、第１実施形態の（１）及び（２）の効果を享受できる。

なお、本発明の実施形態は前記実施形態に限定されるものではなく、下記のように変更してもよい。
・第１実施形態では、モータ３１を振動付与部とし、また、第２実施形態では、反力モータ１１３を振動付与部とした。この構成に代えて、ステアリングホイール１２、１１１またはコラムシャフト１８、ステアリングシャフト１１２に振動付与部としてのバイブレータを取付けし、このバイブレータにより、ステアリングホイール１２を振動させてもよい。

・第１実施形態及び第２実施形態では、運転者によるステアリングホイール１２、１１１の把持の検出をトルクセンサ３６、１６２にて行うようにしたが、トルクセンサ３６、１６２に代えて、ステアリングホイール１２、１１１に設けられた把持検出センサ２４、１５７（図１、図５参照）を検出部としてもよい。把持検出センサ２４は、例えば、タッチセンサ、圧力センサ、静電容量センサ等がある。

１１…自動操舵装置、１２…ステアリングホイール、
１３…ステアリングシャフト、１４…ラックアンドピニオン機構、
１５…ラック軸、１８…コラムシャフト、
１９…インターミディエイトシャフト、２０…ピニオンシャフト、
２１…タイロッド、２２…転舵輪、２４…把持検出センサ（検出部）、
３０…バッテリ、３１…モータ、３３…減速機構、３５…車速センサ、
３４…ＥＰＳアクチュエータ、３５…車速センサ、
３６…トルクセンサ（検出部）、３７…操舵角センサ、
３８…自動運転ＥＣＵ、３９…ＥＰＳＥＣＵ（車両用制御装置、切替部）、
４０…マイコン、４１…駆動回路部、４２…電流センサ、
４３…指令操舵角処理部、４４…自動操舵切替部、
４５…モータ制御信号生成部、５０…車内ネットワーク、
５１…トルク／モータ電流指令値マップ、５２…モータ指令電流切替部、
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ…モータ指令電流切替部接点、
５３…手動操舵介入判定部（判定部）、５４…ディザ信号生成部、
５５…減算器、５６…モータ電流制御部、５７…ＰＷＭ出力部、
５８…加算器、１００…自動操舵装置、
１１１…ステアリングホイール、
１１２…ステアリングシャフト、１１３…反力モータ（振動付与部）、
１２０…転舵装置、１２１…転舵シャフト、１２２…タイロッド、
１２３…転舵モータ、１３０…操作部、１５０…制御装置（切替部）、
１５１…操舵制御部、１５２…自動操舵制御部、
１５３…手動操舵制御部、１５４…反力制御部（振動制御部）、
１５５…切替制御部、１５６…手動操舵介入判定部（判定部）、
１５７…把持検出センサ（検出部）、１６０…上位制御装置、
１６１…操舵角センサ、１６２…トルクセンサ（検出部）、
１７０…転舵輪。

Claims (4)

1. ステアリングホイールに振動を付与する振動付与部と、
   前記振動付与部の制御を行う振動制御部と、
   車両の運転を自動的に行う自動運転モードから、運転者が運転操作を手動で行う手動運転モードへの切換えを行う切替部とを備え、
   前記切替部が自動運転モードから手動運転モードへの切替えを行う際に、前記振動制御部が、前記振動付与部に前記ステアリングホイールを振動させる車両用制御装置であって、
   前記振動付与部により前記ステアリングホイールに振動が付与されている状態のときに前記ステアリングホイールに対する運転者の操舵トルクが所定値以上である状態が所定時間続いたことを検出する検出部を備え、
   前記振動制御部は、前記検出部の検出に基づいて、前記振動付与部による振動を停止制御し、
   前記切替部は、前記振動付与部による前記ステアリングホイールの振動を停止する際の条件である前記検出部の検出を条件として、自動運転モードから手動運転モードに移行させる車両用制御装置。
2. 前記振動制御部は、前記検出部の検出に基づき判定できる前記ステアリングホイールに対する運転者の状態が、前記ステアリングホイールに対する運転者の操舵トルクが所定値以上である状態が所定時間続いたことである手動運転モードに移行させることができるとして設定している状態であるか否かを判定する判定部を備え、
   前記振動制御部は、前記判定部が前記ステアリングホイールに対する運転者の状態が手動運転モードに対応した状態であることを判定する場合に、前記振動付与部による振動を停止制御する請求項１に記載の車両用制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の車両用制御装置であって、操舵トルク及び車速に基づいてモータを駆動して操舵系をアシスト制御するとともに、自動運転モードと手動運転モードとを切り換えるＥＰＳ制御装置が、前記振動制御部として機能する車両用制御装置。
4. 請求項１または請求項２に記載の車両用制御装置であって、
   前記ステアリングホイールが転舵輪とが機械的に分離されたステアバイワイヤ方式のステアリング装置を制御する制御装置が、前記振動制御部として機能する車両用制御装置。

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