JPWO2015064249A1 - 車両用操舵制御装置および車両用操舵制御方法 - Google Patents

Abstract

車輪１５を操舵する操舵機構１０と、操舵機構１０に車輪１５の操舵力を付与する駆動手段４０とを有する操舵装置を制御する車両用操舵制御装置において、車輪１５の転舵を検出する検出手段３０と、自車両が据え切り状態であるか否かを判断する判断手段３０と、判断手段３０による判断の結果、自車両が据え切り状態であると判断された場合には、自車両が据え切り状態ではないと判断された場合よりも、操舵機構１０に付与する操舵力を大きくする制御手段３０と、を備え、制御手段３０は、自車両が据え切り状態であると判断され、操舵機構１０に操舵力を付与した結果、車輪１５の転舵が検出された場合には、操舵機構１０に付与する操舵力を抑制することを特徴とする車両用操舵制御装置。

Description

本発明は、車両用操舵制御装置および車両用操舵制御方法に関するものである。
なお、文献の参照による組み込みが認められる指定国については、２０１３年１０月３１日に日本国において特許出願された特願２０１３―２２６１８２号の出願書類に記載された内容を参照により本出願に組み込み、本出願の記載の一部とする。

従来より、車輪の操舵を制御する車両用操舵制御装置が知られている。このような車両用操舵制御装置において、自車両を停車したまま操舵を行う据え切り状態である場合に、据え切り状態ではない場合と比べて、操舵機構に付与する操舵力を大きくする技術が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

特開平６−２３９２５８号公報

しかしながら、従来技術では、自車両が据え切り状態である場合において、操舵機構に大きな操舵力を付与した結果、自車両が据え切り状態から非据え切り状態へと変化した場合に、操舵機構に付与した操舵力により、車輪が転舵する速度が速くなり過ぎてしまい、運転者に違和感を与えてしまう場合があった。

本発明の課題は、車輪の操舵制御を適切に実行可能な車両用操舵制御装置を提供することである。

本発明は、自車両が据え切り状態であると判断され、操舵機構に操舵力を付与した結果、車輪の転舵が検出された場合には、操舵機構に付与する操舵力を抑制することで、上記課題を解決する。

本発明によれば、車輪の転舵が検出された場合に、操舵機構に付与される操舵力が抑制されるため、自車両が据え切り状態から非据え切り状態へと変化した場合において、車輪の転舵速度の増大を抑制することができ、車輪の転舵速度により運転者が受ける違和感を軽減させることができる。

本実施形態に係る操舵制御装置を示す構成図である。 （Ａ）は、非据え切り時に第１制御伝達関数により算出される電流指令値、および、据え切り時に第２制御伝達関数により算出される電流指令値の一例を示すグラフであり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す場面のうち、据え切り時の車輪の転舵速度の一例を示すグラフである。 摩擦係数μに基づく目標電流指令値の設定方法を説明するためのグラフである。 本実施形態に係る操舵制御処理を示すフローチャートである。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について説明する。なお、以下においては、自車両に搭載され、運転者が操舵操作を行わずとも、操舵操作を自動で制御することで、自車両を目標位置まで誘導することが可能な操舵制御装置を例示して、本発明を説明する。

図１は、本実施形態に係る操舵制御装置１００を示す構成図である。本実施形態に係る操舵制御装置１００は、図１に示すように、ステアリング装置１０と、操舵支援制御装置２０と、自動操舵制御装置３０と、自動操舵制御スイッチ３１と、ディスプレイ３２と、電動モータ４０とを備える。

ステアリング装置１０は、電動パワーステアリング機能を備え、運転者によりステアリングホイール１１が操作された場合に、ステアリングホイール１１の操舵角に応じて、車輪（たとえば左右前輪）１５を操舵する。

具体的には、ステアリング装置１０のステアリングホイール１１と車輪１５との間の操舵系は、機械的に連結されており、ステアリングシャフト１２と、ラックアンドピニオン式ギヤ機構１３と、タイロッド１４とを主体に構成されている。ステアリングシャフト１２の上端には、ステアリングホイール１１が取り付けられており、その下端には、ラックアンドピニオン式ギヤ機構１３が接続されている。また、ステアリングシャフト１２と接続するピニオンシャフトの下端には、ピニオン１３ａが取り付けられており、このピニオン１３ａは、車幅方向に延在して設けられたラック１３ｂに噛合している。ステアリングホイール１１（ステアリングシャフト１２）の回転操作が行われた場合に、このラックアンドピニオン式ギヤ機構１３により、ステアリングホイール１１（ステアリングシャフト１２）の回転運動が、ラック１３ｂの直進運動（並進運動）へと変換される。ラック１３ｂの両端には、タイロッド１４を介して車輪１５に設けられたナックルアーム（図示せず）が接続されており、ラック１３ｂが直進運動（並進運動）することにより車輪１５の操舵が行われる。

トルクセンサ１６は、ステアリング装置１０への操舵入力であるステアリングトルクを検出する。トルクセンサ１６により検出されたステアリングトルクは、操舵支援制御装置２０および自動操舵制御装置３０に出力される。

操舵角センサ１７は、ステアリングシャフト１２に設けられており、ステアリングシャフト１２の回転角を操舵角として検出する。操舵角センサ１７により検出された操舵角は、車輪１５の転舵角に対応するものである。なお、操舵角センサ１７により検出された操舵角（車輪１５の転舵角）は、操舵支援制御装置２０および自動操舵制御装置３０に出力される。

車速センサ１８は、車輪１５の回転状態を検出することにより、車輪１５の回転状態に応じた車速パルスを出力する。たとえば、車速センサ１８は、車輪の中心に取り付けられた歯車の回転を、磁気センサ（不図示）によって検出することで、車速パルスを出力することができる。車速センサ１８により出力された車速パルスは、自車両の車速情報として、操舵支援制御装置２０および自動操舵制御装置３０に出力される。

電動モータ４０は、車載バッテリ（不図示）から供給された電力をトルクに変換する。電動モータ４０に供給される電流の大きさは、操舵支援制御装置２０または自動操舵制御装置３０により決定される。そして、車載バッテリは、操舵支援制御装置２０または自動操舵制御装置３０により決定された電流値にて、電動モータ４０に電力を供給する。

そして、車載バッテリから電動モータ４０に電力が供給されると、電動モータ４０は、車載バッテリから供給された電流値の大きさに応じてトルクを発生し、電動モータ４０で発生させたトルクを減速機１９に伝達する。減速機１９に伝達されたトルクは、ステアリングシャフト１２の回転トルクに変換され、これにより、ステアリング装置１０に、電流値に応じた操舵動力が付与されることなる。

操舵支援制御装置２０は、運転者によるステアリング装置１０の操舵操作を支援するための装置であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェースを主体に構成されたマイクロコンピュータを備えている。そして、操舵支援制御装置２０は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、電動モータ４０の駆動を制御することで、運転者の操舵力を支援する操舵支援制御を行う。

具体的には、操舵支援制御装置２０は、ステアリングトルクと、車速と、電流指令値との対応関係を定めた操舵支援特性に基づいて、電動モータ４０に供給する電流の目標値である電流指令値を算出する。

そして、操舵支援制御装置２０は、電流指令値を算出した後に、算出した電流指令値の電流にて、車載バッテリ（不図示）から電動モータ４０に電力を供給する。このように、操舵支援制御装置２０は、ステアリングトルクと車速とに基づいて、電動モータ４０に供給する電流の目標値を電流指令値として算出し、算出した電流指令値の電流で、車載バッテリから電動モータ４０に電力を供給することで、運転者の操舵操作を支援するための操舵動力を、ステアリング装置１０に付与することができる。

なお、本実施形態において、ステアリングトルクと、車速と、電流指令値との対応関係を定めた操舵支援特性は、マップまたは演算式の形式で、操舵支援制御装置２０のＲＯＭに予め格納されている。さらに、この操舵支援特性は、ステアリングトルクが大きいほど、電流指令値の絶対値が大きくなり、また、車速が大きいほど、電流指令値の絶対値が小さくなるように設定されている。

次に、自動操舵制御装置３０について説明する。自動操舵制御装置３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェースから構成されたマイクロコンピュータを備えており、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、電動モータ４０の駆動を制御することで、ステアリング装置１０の操舵操作を自動で行う自動操舵制御を実行する。

具体的には、運転者により自動操舵制御スイッチ３１がオンにされた場合に、カメラにより撮像された映像が、インストルメントパネルに配設されたディスプレイ３２の画面に表示される。これに対して、運転者は、ディスプレイ３２の画面に表示された映像を参照して、ディスプレイ３２が備えるタッチパネルを操作することで、目標駐車位置を設定することができる。そして、運転者により目標駐車位置が設定されると、自動操舵制御装置３０は、現在の車両位置と目標駐車位置との位置関係を演算し、自車両を目標駐車位置へと移動するために必要な目標走行経路を演算する。そして、自動操舵制御装置３０は、目標走行経路と現在の車両位置とに基づいて、目標走行経路上の各位置で目標操舵角を演算し、目標操舵角を達成するために、電動モータ４０に供給する必要がある電流の値を、電流指令値として算出する。そして、自動操舵制御装置３０により算出された電流指令値は、操舵支援制御装置２０に出力される。なお、電流指令値の算出方法については後述する。

また、自動操舵制御装置３０は、自動操舵制御スイッチ３１がオンにされると、自動操舵制御の開始信号を操舵支援制御装置２０に出力する。これにより、操舵支援制御装置２０は、自動操舵制御モードに切り替わり、自動操舵制御装置３０により出力された電流指令値の電流で、電動モータ４０に電力を供給する。その結果、電動モータ４０において、自動操舵制御装置３０により算出された電流指令値での電力が、操舵トルクに変換され、ステアリング装置１０に操舵力として伝達される。

次に、自動操舵制御装置３０による電流指令値の算出方法について説明する。本実施形態において、自動操舵制御装置３０は、たとえば、自車両の現在の操舵角（車輪１５の転舵角）、目標操舵角、ステアリングトルク、および電流指令値などをパラメータとする制御伝達関数をＲＯＭに記憶しており、ＲＯＭに記憶した制御伝達関数に対して、自車両の現在の操舵角（車輪１５の転舵角）、目標操舵角、およびステアリングトルクなどを入力することで、電流指令値を算出することができる。

さらに、本実施形態において、自動操舵制御装置３０は、自車両が走行している状態で操舵を行う非据え切り状態と、自車両が停車している状態で操舵を行う据え切り状態とで、異なる制御伝達関数を用いて、電流指令値を算出する。具体的には、自動操舵制御装置３０は、非据え切り時用の制御伝達関数である第１制御伝達関数と、据え切り時用の制御伝達関数である第２制御伝達関数とを予めＲＯＭに記憶している。そして、自動操舵制御装置３０は、たとえば、自車両の車速情報および操舵角に基づいて、自車両が据え切り状態であるか、非据え切り状態であるかを判断し、自車両が非据え切り状態であると判断した場合には、非据え切り時用の第１制御伝達関数を用いて電流指令値を算出し、自車両が据え切り状態であると判断した場合には、据え切り時用の第２制御伝達関数を用いて電流指令値を算出する。

ここで、図２（Ａ）は、自車両が非据え切り状態である場合に第１制御伝達関数により算出された電流指令値と、自車両が据え切り状態である場合に第２制御伝達関数により算出された電流指令値との一例を示す図であり。また、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示す場面において、自車両が据え切り状態である場合の車輪１５の転舵速度（転舵角の角速度）の一例を示す図である。

自動操舵制御装置３０は、自車両が据え切り状態である場合には、図２（Ａ）に示すように、自動操舵制御が開始される時刻ｔ０から、車輪１５の転舵（車輪１５の転舵角の変化）が検出される時刻ｔ１までの間において、電流指令値が第１目標電流値Ｉ１（詳細は後述する。）となるように、第２制御伝達関数に基づいて、電流指令値を徐々に増加させる。同様に、自動操舵制御装置３０は、自車両が非据え切り状態である場合には、自動操舵制御が開始された時刻ｔ０から、車輪１５の転舵が検出される時刻ｔ１までの間において、電流指令値が第３目標電流値Ｉ３（詳細は後述する。）となるように、第１制御伝達関数に基づいて、電流指令値を徐々に増加させる。なお、以下においては、自動操舵制御が開始されてから、車輪１５の転舵が検出されるまでの制御を第１操舵制御として説明する。

また、図２（Ａ）に示すように、車輪１５の転舵が検出されるまでの第１操舵制御において、自動操舵制御装置３０は、第２制御伝達関数の第１目標電流値Ｉ１を、第１制御伝達関数の第３目標電流値Ｉ３よりも高い値に設定する。これにより、自車両が据え切り状態である場合に第２制御伝達関数より算出される電流指令値が、自車両が非据え切り状態である場合に第１制御伝達関数により算出される電流指令値よりも大きな値で出力されることとなる。その結果、自車両が据え切り状態である場合には、自車両が据え切り状態でない場合よりも、大きな値の電流が電動モータ４０に供給されることとなり、自車両が非据え切り状態である場合と比べて、車輪１５と路面との摩擦力が大きい据え切り状態において、ステアリング装置１０に付与される車輪１５の操舵力を大きくすることができる。これにより、図２（Ｂ）に示すように、車輪１５と路面との摩擦力が大きい据え切り状態においても、自車両が非据え切り状態である場合と同様に、車輪１５の転舵角を所望の速度で変化させることができる。

また、図２（Ａ）に示すように、車輪１５の転舵（車輪１５の転舵角の変化）が検出された後に、自動操舵制御装置３０は、第２制御伝達関数の目標電流指令値を、第１制御伝達関数の目標電流指令値である第２目標電流値Ｉ２と同じ値となるように設定する。なお、以下においては、車輪１５の転舵（車輪１５の転舵角の変化）が検出された後の制御を第２操舵制御として説明する。

これにより、図２（Ａ）に示すように、自車両が据え切り状態であった場合に、自動操舵制御装置３０は、車輪１５の転舵（車輪１５の転舵角の変化）が検出された時刻ｔ１から、電流指令値が第２目標電流値Ｉ２となるように、第２制御伝達関数に基づいて、電流指令値を徐々に減少させる。同様に、自車両が非据え切り状態であった場合に、自動操舵制御装置３０は、車輪１５の転舵（車輪１５の転舵角の変化）が検出された時刻ｔ１から、電流指令値が第２目標電流値Ｉ２となるように、第１制御伝達関数に基づいて、電流指令値を徐々に減少させる。なお、第２目標電流値Ｉ２の値は、第１目標電流値Ｉ１および第３目標電流値Ｉ３よりも小さければ特に限定されないが、たとえば、ステアリングトルク、自車両の現在の操舵角（車輪１５の転舵角）、および目標操舵角などに基づいて、目標操舵角が達成できる値に決定される。

このように、車輪１５の転舵（車輪１５の転舵角の変化）が検出された後の第２操舵制御では、第２制御伝達関数の目標電流指令値が、第１制御伝達関数の目標電流指令値である第２目標電流値Ｉ２と同じ値に設定される。これにより、自車両が据え切り状態から非据え切り状態へと変化した後に、第２制御伝達関数により算出される電流指令値を、第１制御伝達関数により算出される電流指令値とすることができる。その結果、自車両が据え切り状態から非据え切り状態へと変化した後も、第２制御伝達関数の目標電流指令値を第２電流指令値Ｉ２よりも大きい値のままとする場合と比べて、車輪１５の転舵速度を抑制することができ、車輪１５の転舵速度により運転者に与える違和感を軽減することができる。

以上のように、自車両が据え切り状態である場合には、自動操舵制御装置３０は、図２（Ａ）に示すように、第２制御伝達関数に基づいて、自動操舵制御が開始された時刻ｔ０から、電流指令値が第１目標電流値Ｉ１となるように、電流指令値を徐々に増加させる。そして、電流指令値に応じた電流で車載バッテリから電動モータ４０に電力が供給され、電動モータ４０により、電流指令値に応じた操舵力がステアリング装置１０に付与される。その結果、図２（Ｂ）に示すように、時刻ｔ１において、ステアリング装置１０の操舵力が車輪１５と路面との摩擦力よりも大きくなり、車輪１５の転舵が開始される。そして、車輪１５の転舵が開始すると、自動操舵制御装置３０は、第２制御伝達関数の目標電流指令値として第２目標電流値Ｉ２を設定する。これにより、自動操舵制御装置３０は、図２（Ａ）に示すように、電流指令値が第２目標電流値Ｉ２となるように、第２制御伝達関数に基づいて、電流指令値を徐々に減少させる。その結果、車輪１５の転舵が検出された後において、車輪１５の転舵速度の増加を抑制することができ、車輪１５の転舵速度により運転者に与える違和感を軽減することができる。

また、本実施形態において、自動操舵制御装置３０は、操舵角センサ１７から取得した操舵角（車輪１５の転舵角）に基づいて、車輪１５の転舵速度が所定速度Ｖｕ以上であるか否かを繰り返し判断する。そして、自動操舵制御装置３０は、たとえば、図２（Ｂ）に示すように、時刻ｔ２において、車輪１５の転舵速度が所定速度Ｖｕ以上となった場合には、図２（Ａ）に示すように、電流指令値をゼロとし、あるいは、電流指令値を小さくすることで、車輪１５の転舵速度が所定速度Ｖｕ以下となるように、車輪１５の転舵速度を抑制する。このように、車輪１５の転舵速度を抑制することで、たとえば、運転者がステアリング操作に介入した場合に、車輪１５の転舵速度により運転者に与える違和感を軽減することができる。

さらに、本実施形態において、自動操舵制御装置３０は、第１操舵制御を開始した後に、電流指令値に対する車輪１５の転舵角の変化率を算出し、算出した変化率に基づいて、車輪１５と路面との摩擦係数μを推定する。そして、自動操舵制御装置３０は、推定した摩擦係数μに基づいて、第２制御伝達関数の第１目標電流値Ｉ１を変更する。

ここで、図３（Ａ）は、図２（Ａ）に示す場面において、第２制御伝達関数により算出された電流指令値の一例を示すグラフであり、図３（Ｂ）は、図２（Ｂ）に示す場面における、車輪１５の転舵速度の一例を示すグラフである。自動操舵制御装置３０は、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、たとえば、自動操舵制御を開始してから一定時間後（自動操舵制御の初期）の時刻ｔ３における電流指令値Ｉμと車輪１５の転舵速度Ｖμとに基づいて、電流指令値Ｉμに対する車輪１５の転舵角の変化率を算出する。そして、自動操舵制御装置３０は、算出した変化率が小さいほど、車輪１５と路面との摩擦係数μが大きいと予測して、車輪１５と路面との摩擦係数μを推定する。

そして、自動操舵制御装置３０は、推定した摩擦係数μが大きいほど、第２制御伝達関数の第１目標電流値Ｉ１が大きくなるように、第２制御伝達関数の第１目標電流値Ｉ１を変更する。たとえば、図３（Ａ）に示す例では、推定した摩擦係数μが大きいため、自動操舵制御装置３０は、推定した摩擦係数μに応じて、第２制御伝達関数の第１目標電流値をＩ１から、Ｉ１よりも大きいＩ１’に変更する。これにより、自動操舵制御装置３０は、車輪１５の転舵が検出されるまでの第１操舵制御において、電流指令値が変更後の第１目標電流値Ｉ１’となるように、電流指令値を増加させる。その結果、車輪１５と路面との摩擦係数μに応じた電流により電動モータ４０に電力が供給され、車輪１５と路面との摩擦係数μに応じた操舵力がステアリング装置１０に付与される。その結果、車輪１５と路面との摩擦係数μに拘わらず、自動操舵制御を適切に行うことができる。

また、図示していないが、自動操舵制御装置３０は、自車両が非据え切り状態であり、第１制御伝達関数を用いて電流指令値を算出する場合も、上記と同様に、自動操舵制御の初期の電流指令値に対する車輪１５の転舵角の変化率を算出する。そして、自動操舵制御装置３０は、算出した変化率に基づいて、車輪１５と路面との摩擦係数μを推定し、推定した摩擦係数μに基づいて、第１制御伝達関数の第３目標電流値Ｉ３を変更する。これにより、自車両が非据え切り状態であり、第１制御伝達関数を用いて電流指令値を算出する場合も、車輪１５と路面との摩擦係数μに応じて、電流指令値を適切に算出することができる。

次に、図４を参照して、本実施形態に係る操舵制御処理について説明する。図４は、本実施形態に係る操舵制御処理を説明するための図である。

まず、ステップＳ１０１では、自動操舵制御装置３０により、自動操舵制御が開始されたか否かの判断が行われる。たとえば、自動操舵制御装置３０は、自動操舵制御スイッチ３１がオンにされた場合には、自動操舵制御が開始されたと判断することができる。自動操舵制御が開始されたと判断した場合には、ステップＳ１０２に進み、一方、自動操舵制御が開始されていないと判断した場合には、ステップＳ１０１で待機する。

ステップＳ１０２では、自動操舵制御装置３０により、自車両の車両情報の取得が開始される。たとえば、本実施形態において、自動操舵制御装置３０は、トルクセンサ１６からステアリング装置１０に入力されるステアリングトルクを、操舵角センサ１７からステアリング装置１０の操舵角（車輪１５の転舵角）を、車速センサ１８から自車両の車速を取得する。なお、ステップＳ１０２以降においても、自動操舵制御装置３０は、自車両の車両情報を一定間隔で繰り返し取得する。

ステップＳ１０３では、自動操舵制御装置３０により、自車両を停車させたまま操舵を行う据え切り状態であるか否かの判断が行われる。たとえば、自動操舵制御装置３０は、ステップＳ１０２で取得した自車両の車速とステアリングトルクとに基づいて、自車両が停車しており、かつ、所定値以上のステアリングトルクが入力されていると判断した場合に、自車両が据え切り状態であると判断することができる。

ステップＳ１０３において、自車両が非据え切り状態であると判断された場合には、ステップＳ１０４に進み、ステップＳ１０４において、自動操舵制御装置３０により、電流指令値を算出するための制御伝達関数として、非据え切り時用の第１制御伝達関数が選択される。

一方、ステップＳ１０３において、自車両が据え切り状態であると判断された場合には、ステップＳ１０５に進み、ステップＳ１０５において、自動操舵制御装置３０により、電流指令値を算出するための制御伝達関数として、据え切り時用の第２制御伝達関数が選択される。

そして、ステップＳ１０６〜Ｓ１１０では、自動操舵制御装置３０により、図２（Ａ）に示す第１操舵制御が実行される。具体的には、まず、ステップＳ１０６において、自動操舵制御装置３０により、ステップＳ１０４で選択された第１制御伝達関数、または、ステップＳ１０５で選択された第２制御伝達関数に基づいて、電流指令値の算出が開始される。すなわち、自車両が据え切り状態である場合には、第２制御伝達関数に基づいて電流指令値の算出が開始され、自車両が非据え切り状態である場合には、第１制御伝達関数に基づいて電流指令値の算出が開始される。

ステップＳ１０７では、自動操舵制御装置３０により、車輪１５と路面との摩擦係数μの推定が行われる。具体的には、自動操舵制御装置３０は、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、第１操舵制御の初期の電流指令値Ｉμと車輪１５の転舵速度Ｖμとに基づいて、電流指令値Ｉμに対する転舵角の変化率を算出し、算出した変化率に基づいて、車輪１５と路面との摩擦係数μを推定する。

そして、ステップＳ１０８では、自動操舵制御装置３０により、ステップＳ１０７で推定した摩擦係数μに基づいて、第２制御伝達関数の第１目標電流値Ｉ１または第１制御伝達関数の第３目標電流地Ｉ３の変更が行われる。具体的には、自動操舵制御装置３０は、図３（Ａ）に示すように、推定した摩擦係数μが大きいほど、第１目標電流値Ｉ１または第３目標電流値Ｉ３を大きな値に変更する。

ステップＳ１０９では、自動操舵制御装置３０により、ステップＳ１０８で変更された第１目標電流値Ｉ１または第３目標電流値Ｉ３を用いて、電流指令値の算出が開始される。そして、ステップＳ１１０では、自動操舵制御装置３０により、車輪１５の転舵が検出されたか否かの判断が行われる。たとえば、自動操舵制御装置３０は、ステアリング装置１０の操舵角（車輪１５の転舵角）を繰り返し取得し、車輪１５の転舵角が変化した場合に、車輪１５の転舵が検出されたと判断することができる。そして、車輪１５の転舵が検出された場合には、ステップＳ１１１に進み、一方、車輪１５の転舵が検出されていないと判断された場合には、ステップＳ１０９に戻り、第１操舵制御での電流指令値の算出が繰り返される。

ステップＳ１１１では、自動操舵制御装置３０により、車輪１５の転舵が検出された後の制御である第２操舵制御の実行が開始される。具体的には、自動操舵制御装置３０は、図２（Ａ）に示すように、第１制御伝達関数を用いて電流指令値を算出している場合には、第１目標電流値Ｉ１を、第１目標電流値Ｉ１をより小さい第２目標電流値Ｉ２に変更し、また、第２制御伝達関数を用いて電流指令値を算出している場合には、第３目標電流値Ｉ３をより小さい第２目標電流値Ｉ２に変更する。そして、自動操舵制御装置３０は、電流指令値が第２目標電流値Ｉ２となるように、第１制御伝達関数または第２制御伝達関数に基づいて、電流指令値を徐々に減少させる。

ステップＳ１１２では、自動操舵制御装置３０により、車輪１５の転舵速度が所定速度Ｖｕ以上であるか否かの判断が行われる。車輪１５の転舵速度が所定速度Ｖｕ以上であると判断された場合には、ステップＳ１１３に進み、ステップＳ１１３において、自動操舵制御装置３０により、電流指令値の抑制が行われる。これにより、車輪１５の転舵速度が所定速度Ｖｕ以上となることを抑制することができる。一方、車輪１５の転舵速度が所定速度Ｖｕ未満であると判断された場合には、ステップＳ１１４に進む。

ステップＳ１１４では、自動操舵制御装置３０により、自動操舵制御が終了したか否かの判断が行われる。たとえば、自動操舵制御装置３０は、自車両が目標駐車位置まで移動した場合や、自動操舵制御の実行中に運転者がステアリング操作に介入した場合、あるいは、自動操舵制御スイッチ３１が押下された場合に、自動操舵制御が終了したと判断することができる。自動操舵制御が終了していないと判断された場合は、ステップＳ１１２戻り、第２操舵制御による車輪１５の自動操舵が行われ、一方、自動操舵制御が終了したと判断された場合に、図４に示す操舵制御処理が終了する。

以上のように、本実施形態では、車輪１５の転舵が検出されるまでの第１操舵制御において、自車両が据え切り状態である場合には、自車両が非据え切り状態である場合よりも、電流指令値を大きな値で算出し、ステアリング装置１０に大きな操舵力を付与することで、非据え切り状態と比べて車輪１５と路面との摩擦力が大きい据え切り状態においても、車輪１５を適切に転舵させることができる。また、本実施形態では、自車両が据え切り状態であると判断され、非据え切り状態よりも大きな電流指令値の電流を電動モータ４０に供給した結果、車輪１５が転舵を開始した場合には（車輪１５の転舵が検出された後の第２操舵制御において）、電動モータ４０に供給する電流指令値を抑制し、ステアリング装置１０に付与する操舵力を抑制する。これにより、自車両が据え切り状態から非据え切り状態へと変化した場合に、車輪１５の転舵速度が速くなり過ぎてしまい、車輪１５の操舵速度により運転者に違和感を与えてしまうことを抑制することができる。すなわち、自車両が据え切り状態から非据え切り状態へと変化した場合でも、自車両が据え切り状態である場合の電流指令値の電流にて電動モータ４０に電力を供給してしまうと、車輪１５の転舵速度が速くなり過ぎてしまい、たとえば、運転者がステアリング操作に介入しようとした場合に、運転者に違和感を与えてしまう場合があった。これに対して、本実施形態では、自車両が据え切り状態から非据え切り状態へと変化した場合に、電流指令値を抑制し、電動モータ４０に供給する電流を抑制することで、車輪１５の転舵速度を抑制することができ、車輪１５の操舵速度により運転者に与える違和感を軽減することができる。

また、本実施形態では、車輪１５の転舵が検出された後の第２操舵制御において、第２制御伝達関数を用いて電流指令値を算出する場合には、第２操舵制御の目標電流指令値を、第１制御伝達関数を用いて電流指令値を算出する場合の第２目標電流値Ｉ２と同じ値に設定することで、車輪１５の転舵が検出された後も、第２制御伝達関数に基づいて電流指令値を算出するだけ、自車両の走行状態に合わせて、車輪１５の転舵速度を適切に抑制することができる。

さらに、本実施形態では、第１制御伝達関数と第２制御伝達関数とを予め記憶しており、自車両が非据え切り状態である場合には、第１制御伝達関数を用いて操舵制御を行い、自車両が据え切り状態である場合には、第２制御伝達関数を用いて操舵制御を行う。これにより、自動操舵制御装置３０は、据え切り状態であるか否かに応じて選択した制御伝達関数に、必要なパラメータを入力するだけで、適切な電流指令値を比較的容易に算出することができる。

また、本実施形態では、自動操舵制御の初期の電流指令値に対する車輪１５の転舵角の変化率を算出し、算出した変化率に基づいて、車輪１５と路面との摩擦係数μを推定する。そして、図３（Ａ）に示すように、車輪１５と路面との摩擦係数μに基づいて、第２制御伝達関数の第１目標電流値Ｉ１または第１制御伝達関数の第３目標電流値Ｉ３を変更することで、車輪１５と路面との摩擦係数μに応じた電流指令値を算出することができ、車輪１５と路面との摩擦係数μに応じた操舵力をステアリング装置１０に付与することができる。その結果、車輪１５と路面との摩擦係数μの大きさに拘わらず、自動操舵制御を適切に行うことが可能となる。

加えて、本実施形態では、車輪１５の転舵速度が所定速度Ｖｕ以上であるか否かを繰り返し判断し、車輪１５の転舵速度が所定速度Ｖｕ以上となった場合に、電流指令値を抑制する。これにより、たとえば、運転者がステアリング操作に介入する場合に、車輪１５の操舵速度による運転者の違和感を軽減することができる。

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

たとえば、上述した実施形態では、自動操舵制御装置３０が自動操舵制御を実行する場面において、自車両が据え切り状態であるか否かを判断し、当該判断結果に基づいて、電動モータ４０に供給する電流指令値を算出する構成を例示して説明したが、この構成に限定されず、たとえば、操舵支援制御装置２０が運転者の操舵操作を支援する場合において、自車両が据え切り状態であるか否かを判断し、当該判断結果に基づいて、電動モータ４０に供給する電流指令値を算出する構成としてもよい。この場合、ステアリングトルクが入力されてから、車輪１５の転舵が検出されるまでを第１操舵制御として制御することができる。

また、上述した実施形態では、車輪１５と路面との摩擦係数μを推定し、推定した摩擦係数μに基づいて、目標電流指令値を変更する構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、推定した摩擦係数μに基づいて、電流指令値を補正する構成としてもよい。たとえば、自車両が据え切り状態である場合に、第２制御伝達関数を用いて算出された電流指令値を、推定した摩擦係数μに基づいて補正し、補正した電流指令値に応じた電流にて電動モータ４０に電力を供給する構成とすることができる。

なお、上述した実施形態のステアリング装置１０は本発明の操舵機構に、電動モータ４０は本発明の駆動手段に、自動操舵制御装置３０は本発明の検出手段、判断手段、および制御手段にそれぞれ相当する。

１００…操舵制御装置
１０…ステアリング装置
１６…トルクセンサ
１７…操舵角センサ
１８…車速センサ
２０…操舵支援制御装置
３０…自動操舵制御装置
４０…電動モータ

Claims (7)

1. 車輪を操舵する操舵機構と、前記操舵機構に前記車輪の操舵力を付与する駆動手段とを有する操舵装置を制御する車両用操舵制御装置において、
   前記車輪の転舵を検出する検出手段と、
   自車両が据え切り状態であるか否かを判断する判断手段と、
   前記判断手段による判断の結果、自車両が据え切り状態であると判断された場合には、自車両が据え切り状態ではないと判断された場合よりも、前記操舵機構に付与する前記操舵力を大きくする制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、自車両が据え切り状態であると判断され、前記操舵機構に前記操舵力を付与した結果、前記車輪の転舵が検出された場合には、前記操舵機構に付与する前記操舵力を抑制することを特徴とする車両用操舵制御装置。
2. 請求項１に記載の車両用操舵制御装置であって、
   前記制御手段は、
   前記操舵機構の操舵力が第１目標操舵力となるように、前記操舵機構に付与する操舵力を制御する第１操舵制御と、前記操舵機構の操舵力が前記第１目標操舵力よりも小さい第２目標操舵力となるように、前記操舵機構に付与する操舵力を制御する第２操舵制御とを実行可能であり、
   自車両が据え切り状態であると判断された場合に、前記第１操舵制御を実行し、前記第１操舵制御を実行した結果、前記車輪の転舵が検出された場合に、前記第２操舵制御を実行することを特徴とする車両用操舵制御装置。
3. 請求項２に記載の車両用操舵制御装置であって、
   前記制御手段は、前記第１操舵制御の初期における、前記操舵機構の操舵力に対する前記車輪の転舵角の変化率を算出し、前記変化率に基づいて前記車輪と路面との摩擦係数を推定し、推定した前記摩擦係数に基づいて、前記操舵機構に付与する操舵力を設定することを特徴とする車両用操舵制御装置。
4. 請求項２または３に記載の車両用操舵制御装置であって、
   前記制御手段は、前記第２目標操舵力として、自車両が据え切り状態ではないと判断された場合に前記操舵機構に付与される操舵力の値を設定することを特徴とする車両用操舵制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の車両用操舵制御装置であって、
   前記制御手段は、前記操舵機構に前記操舵力を付与した結果、前記車輪の転舵速度が所定速度以上となった場合に、前記操舵機構に付与する前記操舵力を抑制することを特徴とする車両用操舵制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の車両用操舵制御装置であって、
   前記制御手段は、
   前記操舵力を算出するための第１伝達関数と、少なくとも前記車輪の転舵が検出されるまでは前記第１伝達関数よりも大きな操舵力が算出される第２伝達関数とを備え、
   自車両が据え切り状態ではないと判断された場合には、前記第１伝達関数を用いて前記操舵力を算出し、自車両が据え切り状態であると判断された場合には、前記第２伝達関数を用いて前記操舵力を算出することを特徴とする車両用操舵制御装置。
7. 車輪を操舵する操舵機構と、前記操舵機構に前記車輪の操舵力を付与する駆動手段とを有する操舵装置の制御を行う車両用操舵制御方法であって、
   自車両が据え切り状態であるか否かを判断し、自車両が据え切り状態であると判断された場合には、自車両が据え切り状態ではないと判断された場合よりも、前記操舵機構に付与する前記操舵力を大きくし、自車両が据え切り状態であると判断された場合において、前記操舵機構に前記操舵力を付与した結果、前記車輪の転舵が検出された場合には、前記操舵機構に付与する前記操舵力を抑制することを特徴とする車両用操舵制御方法。

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