WO2018096897A1 - 操舵制御装置 - Google Patents

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WO2018096897A1
WO2018096897A1 PCT/JP2017/039599 JP2017039599W WO2018096897A1 WO 2018096897 A1 WO2018096897 A1 WO 2018096897A1 JP 2017039599 W JP2017039599 W JP 2017039599W WO 2018096897 A1 WO2018096897 A1 WO 2018096897A1
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WO
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steering
manual
control amount
amount
steering control
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Application number
PCT/JP2017/039599
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English (en)
French (fr)
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貴廣 伊藤
山野　和也
泰仁 中岫
Original Assignee
日立オートモティブシステムズ株式会社
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Publication date
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Priority to DE112017005368.4T priority patent/DE112017005368B4/de
Priority to US16/348,225 priority patent/US11685437B2/en
Priority to KR1020197011177A priority patent/KR20190058534A/ko
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    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/30—Sensors
    • B60Y2400/307—Torque sensors

Definitions

  • the present invention relates to a steering control device.
  • a power steering device or the like is used as a steering device of an automobile.
  • a steering control device used in the steering device for example, as proposed in Patent Document 1, a manual steering mode and an automatic steering mode are selected.
  • a device having a function to control the above is known.
  • the assist control is performed to control the actuator provided with the motor and the like to apply the steering assist force that assists the driver's steering force.
  • the steered wheel rudder angle is automatically adjusted by controlling the actuator according to the target rudder angle based on the command value of the host controller.
  • the steering control device detects the steering torque when the driver operates the steering wheel with a torque sensor, and switches to the automatic steering mode when the detected steering torque is less than the threshold, and the manual steering mode when the steering torque is greater than or equal to the threshold. Switch to.
  • an automatic steering controller that generates an automatic steering control amount of a steering actuator that steers a vehicle wheel based on an input automatic traveling command, and a manual operation that steers the vehicle wheel
  • a manual steering controller that generates a manual steering control amount of the steering actuator based on a manual operation amount of the steering unit, and an automatic steering mode for controlling the steering actuator by the automatic steering control amount and the manual steering
  • a steering control device for controlling the steering actuator by selecting one of the manual steering modes for controlling the steering actuator according to a control amount, wherein the vehicle wheel is rotated during the control in the automatic steering mode.
  • a manual steering control amount change is generated, a manual steering control amount based on the manual operation amount is generated, and based on a first control amount obtained by adding the manual steering control amount change to the automatic steering control amount at the time of excess.
  • the steering actuator is controlled in the manual steering mode.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a steering device and a steering control device.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the steering control device.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the relationship between the manual control amount and the manual steering control amount.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of steering control.
  • FIG. 5 is a diagram showing temporal changes in the steering angle, the steering torque, and the electric motor control amount.
  • FIG. 6 is a diagram showing temporal changes in the steering torque and the motor control amount in the conventional case.
  • FIG. 7 is a diagram showing temporal changes in the steering torque and the motor control amount when steered in the reverse direction.
  • FIG. 5 is a diagram showing temporal changes in the steering angle, the steering torque, and the electric motor control amount.
  • FIG. 6 is a diagram showing temporal changes in the steering torque and the motor control amount in the conventional case.
  • FIG. 7 is a diagram showing temporal changes in the steering torque and the motor control amount when
  • FIG. 8 is a diagram showing temporal changes in the steering torque and the motor control amount when the lane is changed from the straight traveling state.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a flowchart of steering control in a modified example.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating temporal changes in the steering angle, the steering torque, and the electric motor control amount in the modified example.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example in which the transition control amount is set within a range where the upper limit is the steering control amount at the time of exceeding and does not exceed the upper limit.
  • FIG. 12 is a diagram showing another example in which the transition control amount is set within a range in which the upper limit is the steering control amount at the time of excess and does not exceed the upper limit.
  • FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of the steering control device according to the second embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of the correlation between the steering torque and the assist control amount.
  • FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of the steering control in the second embodiment.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating temporal changes in the steering torque, the assist control amount, and the motor control amount in the second embodiment.
  • FIG. 17 is a block diagram illustrating a configuration of a steering control device according to the third embodiment.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating an example of the steering control in the third embodiment.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating temporal changes in the steering torque, the assist control amount, the manual contribution degree, and the motor control amount in the third embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing the steering device 1 and the steering control device 17.
  • the configuration described in FIG. 1 is a configuration common to the embodiments described below.
  • the steering device 1 includes a steering wheel 2, a steering shaft 3, a pinion shaft 4, a rack shaft 5, and an electric motor 7.
  • a torque sensor 10 is provided between the steering shaft 3 and the pinion shaft 4.
  • the torque sensor 10 outputs a steering torque Th based on a torsion angle of a torsion bar (not shown).
  • a torsion bar (not shown) is disposed at a connection portion between the steering shaft 3 and the pinion shaft 4.
  • a steering angle sensor 12 that detects a steering angle that is a rotation angle of the steering wheel 2 is disposed on the steering shaft 3 side of the torsion bar.
  • the rack shaft 5 formed with rack teeth that mesh with the pinion shaft 4 constitutes a rack and pinion mechanism together with the pinion shaft 4.
  • the steering wheel 2 When the steering wheel 2 is rotated, the rotation is transmitted to the pinion shaft 4 through the steering shaft 3, and the rotation of the pinion shaft 4 is converted into the linear motion of the rack shaft 5 by the rack and pinion mechanism.
  • the steered wheels 9 are steered through the tie rods 8 connected to both ends of the rack shaft 5.
  • An electric motor 7 as an actuator is connected to the rack shaft 5 via a speed reduction mechanism 6.
  • the speed reduction mechanism 6 includes a belt pulley 15 attached to the output shaft 14 of the electric motor 7 and a ball screw 16 driven by the belt pulley 15.
  • the torque of the electric motor 7 is converted into a translational direction force of the rack shaft 5 by the speed reduction mechanism 6.
  • the speed reduction mechanism 6 a configuration using a rack and pinion as in the case of steering wheel input, a configuration in which a nut of a ball screw is directly driven by a hollow motor, or the like may be used.
  • the steering control device 17 that controls the operation of the electric motor 7 includes an input terminal 18 and an output terminal 19.
  • input information 21 from the vehicle control device 20 steering torque Th from the torque sensor 10
  • vehicle state information 22 such as a steering angle ⁇ h from the steering angle sensor 12 and vehicle speed are input to the input terminal 18.
  • the input information 21 includes a target steering angle related to the travel mode of the vehicle and automatic steering.
  • output information 23 including a steering control amount of the steering device 1 and state information of the steering device 1 is output from the output terminal 19 of the steering control device 17.
  • the vehicle control device 20 is a control device mounted on a vehicle on which the steering device 1 is mounted.
  • the vehicle control device 20 includes at least each actuator of the vehicle including the steering device 1 based on the vehicle state quantity (vehicle speed, longitudinal acceleration, yaw rate, etc.) and information such as steering operation, accelerator operation, and various switch operations.
  • the function of selecting either the automatic steering mode or the manual steering mode and executing requests to the actuators is provided.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the steering control device 17 that controls the electric motor 7.
  • the steering control device 17 includes at least a manual steering controller 31, an automatic steering controller 32, a control selection unit 33, a motor control amount calculation unit 34, a manual change calculation unit 35, a transition control amount calculation unit 36, and a motor drive circuit 44. I have.
  • At least the input information 21 from the vehicle control device 20 and the steering angle ⁇ h, the actual steering angle 37, and the steering torque Th from the steering device 1 are input to the automatic steering controller 32.
  • the input information 21 from the vehicle control device 20 includes at least an automatic steering mode execution command and a target steering angle for executing the automatic steering mode.
  • the actual steering angle 37 is an actual rotation angle of the wheel 9 and is calculated from the rotation angle of the electric motor 7 detected by the electric motor drive circuit 44 or detected by a sensor attached to the rack shaft 5.
  • the automatic steering controller 32 outputs an automatic steering control amount 38 based on these input information.
  • the automatic steering control amount 38 outputs to the motor 7 an output that eliminates the steering angle difference in order to reduce the steering angle difference between the target steering angle transmitted from the vehicle control device 20 and the actual steering angle 37 of the wheel 9. This is the required torque command value.
  • the manual steering controller 31 receives at least the manual control amount Tm from the manual change calculation unit 35, and the steering angle ⁇ h and the actual steering angle 37 from the steering device 1.
  • the manual change calculation unit 35 calculates a manual control amount Tm corresponding to the steering mode based on the input steering torque Th, steering angle ⁇ h, and actual steering angle 37.
  • the manual steering controller 31 Based on the input manual control amount Tm, steering angle ⁇ h, and actual steering angle 37, the manual steering controller 31 outputs a manual steering control amount 40 for assisting the driver's steering force.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the relationship between the manual control amount Tm and the manual steering control amount 40.
  • the manual steering control amount 40 is a torque command value for requesting the electric motor 7 to output an assist force for assisting the driver's steering force, and the manual control amount Tm and the correlation shown in FIG. Is calculated based on Note that the characteristics shown in FIG. 3 may vary depending on the vehicle state quantity such as the vehicle speed.
  • control selection unit 33 selects one of the input automatic steering control amount 38 and manual steering control amount 40 based on the steering mode information and the steering torque Th included in the input information 21. Then, it is output as the steering control amount Mc.
  • the transition control amount calculation unit 36 calculates a transition control amount Mm when shifting from the automatic steering mode to the manual steering mode, and calculates the calculated transition control amount Mm. Is output to the motor control amount calculation unit 34.
  • the motor control amount calculation unit 34 outputs the motor control amount Mr based on the input steering control amount Mc and transition control amount Mm.
  • the electric motor control amount Mr is a torque command value for requesting the electric motor 7 to output.
  • the motor control amount Mr is input to the motor drive circuit 44.
  • the electric motor drive circuit 44 generates a drive current 45 corresponding to the state of the electric motor 7 so as to generate a torque corresponding to the input electric motor control amount Mr, and drives the electric motor 7 of the steering device 1.
  • FIG. 4 is a control flowchart showing an outline of the control of the steering control device 17 when the driver operates the steering wheel 2 while the vehicle is traveling in the “automatic steering mode”.
  • FIGS. 5A and 5B are diagrams for explaining a state where the vehicle is traveling on an arcuate road having a constant curvature, where FIG. 5A shows a time change of the steering angle ⁇ h, and FIG. 5B shows a time of the steering torque Th. (C) shows the time change of the electric motor control amount Mr.
  • steps S0 and S1 in FIG. 4 represent processes at t3 to t5 in FIG. 5
  • steps S7 to S12 represent t5 to t5.
  • the process of t7 is represented and step S13 represents the process in t> t7.
  • Step S0 of FIG. 4 the vehicle is traveling in the automatic steering mode. That is, the steering mode information included in the input information 21 from the vehicle control device 20 is the automatic steering mode, and the input information 21 includes the steering angle target value in the automatic steering mode.
  • the steering control device 17 recognizes that it is the automatic steering mode from the steering mode information, and the automatic steering controller 32 calculates and outputs an automatic steering control amount 38 that realizes the steering angle target value.
  • the control selection unit 33 outputs the automatic steering control amount 38 input from the automatic steering controller 32 as the steering control amount Mc.
  • the motor control amount calculator 34 In the automatic steering mode, the motor control amount calculator 34 outputs the steering control amount Mc (that is, the automatic control amount) output from the control selector 33 regardless of the value of the transition control amount Mm input from the transition control amount calculator 36.
  • the automatic steering control amount 38) from the steering controller 32 is output as the motor control amount Mr.
  • a drive current 45 based on the motor control amount Mr is output from the motor drive circuit 44, and the motor 7 of the steering device 1 is driven so as to realize the steering angle target value.
  • the vehicle is running with the hand released from the steering wheel 2.
  • the steering force necessary to steer the wheels 9 is constant. Since the steering force depends only on the electric motor 7 in the automatic steering mode, as shown in FIG. 5C, the electric motor control amount Mr from t3 to t4 is a constant value.
  • the steering torque Th is zero (FIG. 5 (b)), and the steering angle ⁇ h also corresponds to the steering angle target value. It is constant at the angle A (FIG. 5A).
  • step S1 the steering control device 17 determines whether or not the absolute value
  • steering is performed to increase the turning amount of the wheel 9, and the sign of the steering torque Th at that time is positive.
  • the motor control amount Mr is controlled so that the steering angle maintains the steering angle target value. Therefore, even if the torsion bar is twisted by the operation of the steering wheel 2 and the steering angle ⁇ h slightly changes, the steering angle is kept constant.
  • the steering torque Th (> 0) is detected by the torque sensor 10. From t4 to t5, the steering torque Th increases as the torsion bar twist increases. The steering angle ⁇ h is also slightly increased by the amount of torsion bar twist. If
  • > C at t t5, YES is determined in step S1, and the process proceeds to step S2.
  • > C is set as a variable Tc, and the storage unit ( (Not shown).
  • the variable Tc can be regarded as being equal to C.
  • > C is exceeded, and after t t5 Outputs the saved Mc as the shift control amount Mm.
  • Step S4 the control selection unit 33 switches the steering control amount Mc output from the control selection unit 33 from the automatic steering control amount 38 to the manual steering control amount 40.
  • Step S5 the steering control device 17 stores the absolute value
  • the electric motor drive circuit 44 generates a drive current 45 based on the electric motor control amount Mr, and the electric motor 7 of the steering device 1 is driven by the generated drive current 45.
  • Mr Mc + (Tp /
  • step S7 the absolute value
  • step S7 since Th> C between t5 and t6, the condition
  • ⁇ Tp ( C) is satisfied, and the process proceeds from step S7 to step S9. Also, from t5 to t6, after steering the steering wheel 2 in the direction in which the turning amount increases, the steering wheel 2 is operated in the direction in which the turning amount decreases, and at t ⁇ t6, the steering angle ⁇ h ⁇ A Steering torque Th ⁇ C. Therefore, from t5 to t6, the process proceeds from step S7 to step S9, and after t6, it is determined that
  • in step S5 is replaced with Tp g (
  • Step S9 the manual change calculation unit 35 outputs Tm calculated by the following equation (2) as the manual control amount Tm.
  • sgn (Th) represents the sign of Th.
  • Tm sgn (Th) ⁇ (
  • the function f (x) represents an arbitrary function indicating the relationship between the steering torque and the manual steering control amount.
  • the control selection unit 33 outputs the manual steering control amount 40, that is, f (Tm) as the steering control amount Mc
  • the motor control amount calculation unit 34 receives f (sgn (Th) ⁇ (
  • the motor control amount Mr is calculated from the amount Mm and the equation (1), and is output.
  • step S11 the absolute value
  • ⁇ Tp ⁇ T
  • Mc f ( ⁇ T)
  • ⁇ T corresponds to the difference between the steering torque Th and the steering torque threshold C in FIG.
  • 1
  • the broken line in FIG. 5C indicates (Tp /
  • Tp g (
  • ) calculated in step S8 is used as Tp in the calculation of the manual control amount Tm and the motor control amount Mr.
  • ⁇ Tp
  • C
  • ) becomes smaller as the steering torque Th decreases.
  • Mc Mc + (Tp /
  • also decreases as Tp decreases
  • ) Mm also decreases.
  • ⁇ D at t t7, the process proceeds to step S12.
  • Step S12 If it is determined in step S11 that
  • Th> C from t5 to t6 the process proceeds from step S7 to step S9.
  • Tp
  • the driver does not feel that the operation of the steering wheel 2 suddenly becomes lighter or heavier, and an effect of facilitating the driving operation when the steering mode is shifted can be obtained. Even when emergency steering is performed, the driver's operation is reflected immediately after the switching of the driving mode, so that emergency avoidance of obstacles and the like can be executed safely.
  • FIG. 6 shows the behavior in the conventional control when the actuator output is larger and in the same direction than just before the transition.
  • FIG. 6A shows the time change of the steering torque
  • FIG. 6B shows the time change of the motor control amount.
  • the motor control amount Mr overshoots larger than the motor control amount Mr2 corresponding to the steering torque Th2, and vibrations of the motor control amount Mr and the steering torque Th are generated.
  • FIG. 7 shows a case where a vehicle traveling on a track with a certain curvature in the automatic driving mode is turned in the reverse direction, that is, when the vehicle travels outside the track traveling in the automatic driving, as in FIG.
  • the case where steering is intentionally started is shown.
  • FIG. 7A shows the time change of the steering torque Th when the driver steers the steering wheel 2
  • FIG. 7B shows the time change of the motor control amount Mr in that case.
  • the process proceeds to step S2 in FIG.
  • the transition control amount Mm is used as a reference for the steering torque Th at t5.
  • the motor control amount Mr is obtained by adding the manual steering control amount f ( ⁇ T) corresponding to the steering torque change amount ( ⁇ T).
  • the operation is changed to an operation for reducing the output that has been generated so far, so that the driver does not accidentally turn large. As a result, an effect of facilitating the driving operation immediately after the shift of the steering mode can be obtained. Further, even when emergency steering is performed, the driver's operation is reflected immediately after the switching of the driving mode, so that emergency avoidance of obstacles and the like can be executed safely.
  • FIGS. 9 and 10 are diagrams for explaining a modification.
  • FIG. 9 is a flowchart
  • FIG. 10 shows changes with time in the steering angle ⁇ h, the steering torque Th, and the motor control amount Mr.
  • FIG. 10 shows a state where the vehicle is traveling on an arcuate road having a certain curvature, as in the case of FIG.
  • the manual steering control amount 40 is output from the unit 33 as the steering control amount Mc.
  • Step S21 the steering control device 17 stores the absolute value
  • step S23 the absolute value of the steering angle
  • Step S24 If the process proceeds from step S23 to step S24, the variable ⁇ p is replaced with a value calculated by the function h (
  • Step S25 the manual change calculation unit 35 outputs Tm calculated by the following equation (4) as a manual control amount.
  • Tm sgn (Th) ⁇ (
  • step S26 the absolute value
  • ⁇ Tc ⁇ T
  • Mc f ( ⁇ T)
  • Mr f ( ⁇ T) + Mm.
  • the broken line in FIG. 10C indicates ( ⁇ p / ⁇ c) Mm, and becomes a constant value Mm at t5 ⁇ t ⁇ t6.
  • ⁇ p h (
  • ) calculated in step S24 is used as ⁇ p in the calculation of the manual control amount Tm and the motor control amount Mr. Since the transition from step S23 to step S24 is
  • ) calculated in step S24 is ⁇ p ⁇ c. The value of ⁇ p ( h (
  • ⁇ d at t t9, the process proceeds to step S12.
  • > C, and thereafter, the steering torque change amount ⁇ T
  • the control amount Tm is set.
  • the steering control amount Mc when the steering torque Th exceeds the threshold C is stored in Mm and is output as a transition control amount.
  • the steering control amount Mc at the time of excess is stored in Mm, and the constant value Mm is output as the transition control amount.
  • the transition control amount Mm is reduced based on the calculation result of the device 32, that is, in consideration of the automatic steering control amount 38 scheduled after t5 in the automatic steering mode. Further, as shown in FIG. 12, the shift control amount Mm may be gradually decreased with the passage of time. Even in such a case, an effect of reducing the uncomfortable feeling experienced by the driver at the time of transition from the automatic steering mode to the manual steering mode (t5) can be obtained.
  • the steering control amount Mc when the steering torque Th exceeds the threshold C is used as the transition control amount Mm.
  • an electric motor control amount calculated backward from the output of the steering device 1 necessary to maintain the steering amount of the wheel 9 at this time from the vehicle state amount may be used as the transition control amount Mm.
  • a force applied to the wheel is estimated from the yaw rate of the current vehicle motion, and an electric motor control amount that can be opposed to the force is given.
  • step S10 the manual steering control amount 40 is calculated according to the manual control amount Tm that is a manual steering fluctuation amount.
  • a value obtained by applying a low-pass filter to this value may be used as the manual steering control amount. As a result, it is possible to reduce a sense of incongruity when shifting from the automatic steering mode to the manual steering mode.
  • FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the steering control device 17.
  • the manual change extraction method by the driver's steering in the steering control device 17 is different from that of the first embodiment, and other configurations are the same as those of the first embodiment. is there. Since the configuration of the steering device 1 is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted. Also in the steering control device 17, the same parts as those in FIG.
  • the manual steering controller 131 and the manual change calculation unit 135 are different from the configuration of FIG.
  • the manual steering controller 131 calculates an assist control amount Ah based on the input steering torque Th.
  • the manual steering controller 131 outputs the assist control amount Ah for the input steering torque Th based on the correlation indicating the correlation between the steering torque Th and the assist control amount Ah as shown in FIG.
  • the assist control amount Ah is a torque command value that requests an output from the electric motor 7 in order to generate an assist force with respect to the driver's steering force.
  • the manual change amount calculating unit 135 receives the assist control amount Ah, the steering torque Th, the steering angle ⁇ h, and the actual steering angle 37, and the manual change amount calculating unit 135 is based on the manual steering control amount Am corresponding to the steering mode. Is output.
  • FIG. 15 is a control flowchart showing an outline of the control of the steering control device 17.
  • steps that perform the same processing as in the control flow shown in FIG. 4 are given the same reference numerals, and descriptions of those steps are omitted.
  • Step S31 If it is determined that
  • the manual steering control amount Am to be set is set to zero.
  • Step S32 the steering control device 17 stores, as variables Tp and Tc, the absolute value
  • > C (to be described later, t t5 in FIG. 16). .
  • Step S33 If it is determined in step S7 that
  • Ah is an assist control amount because it is obtained from the characteristics of FIG. 14 with respect to the steering torque Th obtained at the present time.
  • Am sgn (Ah) ⁇ (
  • Step S34 the control selection unit 33 outputs the manual steering control amount Am input from the manual change calculation unit 135 as the steering control amount Mc.
  • the motor control amount calculation unit 34 controls the motor from the steering control amount Mc output from the control selection unit 33, the transition control amount Mm output from the transition control amount calculation unit 36, and the above-described equation (1).
  • the amount Mr is calculated and output.
  • Step S35 If it is determined in step S11 that
  • the manual change calculation unit 135 performs manual steering control on f (Th) calculated based on the function f (x) representing the relationship between the steering torque and the manual steering control amount and the input steering torque Th. Output as quantity Am.
  • the steering device 1 is controlled in the normal manual steering mode.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of the vehicle operation, in which (a) shows the time change of the steering torque Th, (b) shows the time change of the assist control amount Ah, and (c) shows the time of the motor control amount Mr. Showing change.
  • the vehicle is traveling on an arcuate road having a constant curvature.
  • the motor control amount calculation unit 34 determines a constant motor control amount Mr. Is output.
  • FIG. 16 shows the case where the process proceeds from S7 ⁇ S8 ⁇ S33 ⁇ S34 ⁇ S11 in FIG.
  • the steering force of the steering device 1 necessary for turning the wheel 9 is constant, so that the motor control amount is as shown in FIG. Mr is a constant value.
  • the driver grasps the steering wheel 2 and starts steering.
  • steering is performed to move inside the arc, that is, to increase the turning amount of the wheel 9.
  • the steering control amount Mc which is the output of the control selection unit 33, is switched to the manual steering control amount Am (step S4).
  • of the steering torque Th when the steering torque Th exceeds the threshold C is stored in Tc and Tp (step S32).
  • , so the motor control amount Mr calculated by the above-described equation (1) is Mr Mm. (Step S6).
  • the motor control amount Mr increases to correspond. Therefore, it is possible to prevent the motor output from changing greatly when the automatic steering mode is switched to the manual steering mode. As a result, the uncomfortable feeling that the operation of the steering wheel 2 suddenly becomes lighter or heavier can be reduced, and the driving operation when the steering mode is switched becomes easy. Further, even when emergency steering is performed, the driver's operation is reflected immediately after the switching of the driving mode, so that emergency avoidance of obstacles and the like can be executed safely.
  • FIG. 17 is a diagram showing a configuration of the steering control device 17, and is different from the second embodiment in that a manual contribution calculation unit 120 is provided instead of the manual change calculation unit 135 of FIG.
  • the manual contribution calculation unit 120 calculates a manual steering control amount Am corresponding to the steering mode based on the input assist control amount Ah, steering torque Th, steering angle ⁇ h, and actual steering angle 37. Since the configuration of the steering device 1 is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.
  • the steering control device 17 is also given the same reference numerals for the same parts as in the configuration of FIG.
  • FIG. 18 is a control flowchart showing an outline of the control of the steering control device 17.
  • the processing of step S41 and step S42 is different from the flowchart of FIG.
  • steps that perform the same processing as in the control flow shown in FIG. 15 are given the same reference numerals, and descriptions of those steps are omitted.
  • Step S41 If it is determined in step S7 that
  • FIG. 19 is a diagram showing an example of the vehicle operation.
  • (A) shows the time change of the steering torque Th,
  • (b) shows the time change of the assist control amount Ah, and
  • (c) shows the manual contribution calculation unit 120.
  • the time change of the calculated manual contribution R is shown, and
  • (d) shows the time change of the motor control amount Mr.
  • FIG. 19 shows the case where the process proceeds in the order of S7 ⁇ S8 ⁇ S41 ⁇ S42 ⁇ S34 ⁇ S11 in FIG.
  • step S7 when it is determined NO in step S7 and the process proceeds from S7 ⁇ S8 ⁇ S41 ⁇ S42 ⁇ S34, the steering torque is the same as in the first embodiment.
  • Th becomes smaller than the threshold value C, the term (Tp /
  • ⁇ D the routine shifts to a normal manual steering mode. In the case of the present embodiment as well, as in the case of the first and second embodiments described above, it is possible to reduce the uncomfortable feeling of manual steering when the automatic steering mode is switched to the manual steering mode.
  • the steering control device 17 performs an automatic steering control amount of the electric motor 7 that steers the vehicle wheel based on the automatic travel command input from the vehicle control device 20. Based on the steering torque Th that is an index of the manual operation amount of the steering wheel 2 that is the manual operation unit that steers the vehicle wheel and the automatic steering controller 32 that generates the vehicle wheel, the manual steering control amount 40 of the electric motor 7 is generated.
  • the manual steering controller 31 performs manual operation based on the change ⁇ T of the steering torque Th with reference to the excess time.
  • Mc f ( ⁇ T) that is the change in the steering control amount
  • the manual steering control amount f (Th) is generated, and the steering control amount Mc is added to the transition control amount Mm that is the automatic steering control amount at the time of excess.
  • Mr f ( ⁇ T) + Mm from t5 to t6.
  • Mc f ( ⁇ T)
  • the output difference of the actuator of the steering device can be suppressed when shifting from the automatic steering mode to the manual steering mode according to the operation of the driver during the automatic steering mode.
  • the driver's driving operation is reflected immediately after shifting to the manual steering mode, operations such as emergency avoidance can be easily performed.
  • the motor control amount Mr is obtained by adding the manual steering control amount change Mc to the transition control amount Mm calculated with the automatic steering control amount M5 at the time of excess as the upper limit.
  • an automatic steering control amount after t5 may be used as the transition control amount Mm.
  • a transition operation from the automatic steering mode to the manual steering mode is performed with reference to the travel route scheduled with the automatic steering control amount.
  • the motor control is performed by decreasing the manual control amount Tm according to the decrease in the steering angle ⁇ h.
  • control is performed so as to shift to the complete manual steering mode when the magnitude of the steering angle ⁇ h falls below the transition lower limit value ⁇ d.

Abstract

操舵制御装置は、自動操舵制御量を生成する自動操舵制御器と、手動操舵制御量を生成する手動操舵制御器とを備え、自動操舵モードおよび手動操舵モードのいずれか一方を選択して電動機を制御する。そして、自動操舵モードによる制御中に、操舵トルクが所定値を超過すると、手動操舵制御器は、超過時を基準とする前記手動操作量の変化に基づく手動操舵制御量変化を生成した後に、操舵トルクに基づく手動操舵制御量を生成し、超過時の自動操舵制御量に手動操舵制御量変化を加算した制御量に基づいて電動機を制御した後に、手動操舵モードにより電動機を制御する。

Description

操舵制御装置
　本発明は、操舵制御装置に関する。
　自動車の操舵装置としてパワーステアリング装置等が使用されているが、操舵装置に使用される操舵制御装置として、例えば、特許文献１で提案されているように、手動操舵モードと自動操舵モードとを選択して制御する機能を有するものが知られている。手動操舵モードでは、車両の運転状態に基づき、モータなどを備えたアクチュエータを制御して運転者の操舵力を補助する操舵補助力を付与するアシスト制御を行う。自動操舵モードでは、上位コントローラの指令値に基づく目標舵角に応じて、アクチュエータを制御して転舵輪舵角を自動で調整する。操舵制御装置は、運転者がステアリングホイールを操作したときの操舵トルクをトルクセンサで検出し、検出された操舵トルクが閾値未満の時には自動操舵モードに切替え、操舵トルクが閾値以上の時には手動操舵モードに切替える。
日本国特開平９－２４０５０２号公報
　上述のように、特許文献１に記載の車両操舵装置では、自動操舵モード中の操舵トルクが閾値をこえた場合に手動操舵モードに移行する。しかしながら、手動操舵モードではステアリングホイール操作時の操舵トルクに応じてアシスト力を発生させるので、操舵トルクが閾値に到達した直後に発生するアクチュエータ出力と切替え直前（自動操舵モード中）のアクチュエータ出力との大小関係によって、ステアリングホイールから受ける感触が異なる。例えば、アクチュエータ出力が移行直前よりも大きく同じ方向の場合には、ステアリングホイールが急に軽くなり、逆にアクチュエータ出力が移行直前よりも小さい場合にはステアリングホイールが押し戻されるような感触を受けることになる。このような違和感は運転操作の妨げになるため、車両が走行中の場合には、車両挙動を乱す要因となる可能性がある。
　本発明の一態様によると、入力された自動走行指令に基づいて、車両車輪を転舵する操舵用アクチュエータの自動操舵制御量を生成する自動操舵制御器と、前記車両車輪を転舵する手動操作部の手動操作量に基づいて、前記操舵用アクチュエータの手動操舵制御量を生成する手動操舵制御器と、を備え、前記自動操舵制御量により前記操舵用アクチュエータを制御する自動操舵モードおよび前記手動操舵制御量により前記操舵用アクチュエータを制御する手動操舵モードのいずれか一方を選択して、前記操舵用アクチュエータを制御する操舵制御装置であって、前記自動操舵モードによる制御中に、前記車両車輪を転舵する手動操作部の手動操作量が所定値を超過すると、前記手動操舵制御器は、超過時を基準とする前記手動操作量の変化に基づく手動操舵制御量変化を生成した後に、前記手動操作量に基づく手動操舵制御量を生成し、前記超過時の前記自動操舵制御量に前記手動操舵制御量変化を加算した第１制御量に基づいて前記操舵用アクチュエータを制御した後に、前記手動操舵モードにより前記操舵用アクチュエータを制御する。
　本発明によれば、自動操舵モードから手動操舵モードに移行した際の操舵違和感を低減することができる。
図１は、操舵装置および操舵制御装置を示す図である。 図２は、操舵制御装置の構成を示すブロック図である。 図３は、手動制御量と手動操舵制御量との関係の一例を示す図である。 図４は、操舵制御の一例を示すフローチャートである。 図５は、操舵角、操舵トルクおよび電動機制御量の時間変化を示す図である。 図６は、従来の場合の操舵トルクおよび電動機制御量の時間変化を示す図である。 図７は、逆方向に転舵した場合の操舵トルクおよび電動機制御量の時間変化を示す図である。 図８は、直進状態からレーン変更する場合の操舵トルクおよび電動機制御量の時間変化を示す図である。 図９は、変形例における操舵制御のフローチャートを示す図である。 図１０は、変形例における操舵角、操舵トルクおよび電動機制御量の時間変化を示す図である。 図１１は、超過時の操舵制御量を上限とし、それを超えない範囲で移行制御量を設定する場合の一例を示す図である。 図１２は、超過時の操舵制御量を上限とし、それを超えない範囲で移行制御量を設定する場合の他の例を示す図である。 図１３は、第２の実施の形態における操舵制御装置の構成を示すブロック図である。 図１４は、操舵トルクとアシスト制御量との相関の一例を示す図である。 図１５は、第２の実施の形態における操舵制御の一例を示すフローチャートである。 図１６は、第２の実施の形態における操舵トルク、アシスト制御量および電動機制御量の時間変化を示す図である。 図１７は、第３の実施の形態における操舵制御装置の構成を示すブロック図である。 図１８は、第３の実施の形態における操舵制御の一例を示すフローチャートである。 図１９は、第３の実施の形態における操舵トルク、アシスト制御量、手動寄与度および電動機制御量の時間変化を示す図である。
　以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。
－第１の実施の形態－
　図１は操舵装置１および操舵制御装置１７を示す図である。なお、図１で説明する構成は、以下に説明する各実施形態において共通する構成である。操舵装置１は、ステアリングホイール２、ステアリングシャフト３、ピニオン軸４、ラック軸５および電動機７を備えている。
　ステアリングシャフト３とピニオン軸４との間には、トルクセンサ１０が設けられている。トルクセンサ１０は、図示しないトーションバーのねじれ角に基づいて操舵トルクＴｈを出力する。なお、不図示のトーションバーは、ステアリングシャフト３とピニオン軸４との接続部に配置される。また、トーションバーよりもステアリングシャフト３側には、ステアリングホイール２の回転角である操舵角を検出する操舵角センサ１２が配置されている。
　ピニオン軸４とかみ合うラック歯が形成されたラック軸５は、ピニオン軸４と共にラックアンドピニオン機構を構成している。ステアリングホイール２が回転操作されると、ステアリングシャフト３を介してピニオン軸４に回転が伝達され、ラックアンドピニオン機構によりピニオン軸４の回転がラック軸５の直動運動に変換される。その結果、ラック軸５の両端に接続されたタイロッド８を介して転舵輪９が転舵される。
　ラック軸５には、アクチュエータである電動機７が減速機構６を介して接続されている。図１に示した例では、減速機構６は、電動機７の出力軸１４に取り付けられたベルト・プーリ１５と、ベルト・プーリ１５によって駆動されるボールねじ１６とを備えている。減速機構６によって、電動機７のトルクがラック軸５の並進方向力に変換される。なお、減速機構６としては、ステアリングホイール入力の場合と同様にラックアンドピニオンを用いる構成や、ボールねじのナットを中空モータによる直接駆動する構成などを用いても良い。
　電動機７の動作を制御する操舵制御装置１７は、入力端子１８と出力端子１９とを備えている。入力端子１８には、例えば、車両制御装置２０からの入力情報２１、トルクセンサ１０からの操舵トルクＴｈ、操舵角センサ１２からの操舵角δｈおよび車速などの車両状態情報２２が入力される。入力情報２１には、車両の走行モードや自動操舵に関する目標舵角が含まれる。また、操舵制御装置１７の出力端子１９からは、操舵装置１の操舵制御量や操舵装置１の状態情報を含む出力情報２３が出力される。
　ここで車両制御装置２０とは、操舵装置１を搭載する車両に搭載されている制御装置である。車両制御装置２０は、車両状態量（車両の速度、前後左右加速度、ヨーレイトなど）と、ステアリング操作、アクセル操作、各種スイッチ操作などの情報とに基づいて、少なくとも操舵装置１を含む車両の各アクチュエータに対する制御量の演算と送信を行うと共に、自動操舵モードと手動操舵モードのいずれかのモードの選択及び各アクチュエータへの実行要求などを行う機能を有している。
　図２は、電動機７を制御する操舵制御装置１７の構成を示すブロック図である。操舵制御装置１７は、少なくとも手動操舵制御器３１、自動操舵制御器３２、制御選択部３３、電動機制御量演算部３４、手動変化分演算部３５、移行制御量演算部３６、電動機駆動回路４４を備えている。
　自動操舵制御器３２には、少なくとも、車両制御装置２０からの入力情報２１と、操舵装置１からの操舵角δｈ、実舵角３７および操舵トルクＴｈとが入力される。車両制御装置２０からの入力情報２１には、少なくとも、自動操舵モードを実行するための自動操舵モード実行指令や目標舵角が含まれる。実舵角３７は車輪９の実際の回転角であり、電動機駆動回路４４で検出される電動機７の回転角から算出されたり、ラック軸５に取り付けられたセンサなどで検出されたりする。
　自動操舵制御器３２は、これらの入力情報に基づいて自動操舵制御量３８を出力する。自動操舵制御量３８は、例えば車両制御装置２０から送信される目標舵角と車輪９の実舵角３７との舵角差を低減するために、舵角差をなくすような出力を電動機７に要求するトルク指令値である。
　手動操舵制御器３１には、少なくとも、手動変化分演算部３５からの手動制御量Ｔｍと、操舵装置１からの操舵角δｈおよび実舵角３７とが入力される。手動変化分演算部３５は、入力される操舵トルクＴｈ、操舵角δｈおよび実舵角３７に基づいて、操舵モードに応じた手動制御量Ｔｍを演算する。手動操舵制御器３１は、入力された手動制御量Ｔｍ、操舵角δｈおよび実舵角３７に基づいて、運転者の操舵力を補助するための手動操舵制御量４０を出力する。
　図３は、手動制御量Ｔｍと手動操舵制御量４０との関係の一例を示す図である。手動操舵制御量４０は、運転者の操舵力をアシストするアシスト力を発生するための出力を電動機７に要求するトルク指令値であって、手動制御量Ｔｍと図３に示すような相関関係とに基づいて算出される。なお、図３の特性は、車速などの車両状態量によって変化するとしてもよい。
　図２に戻って、制御選択部３３は、入力情報２１に含まれる操舵モード情報と操舵トルクＴｈに基づいて、入力された自動操舵制御量３８および手動操舵制御量４０のどちらか一方を選択し、それを操舵制御量Ｍｃとして出力する。
　移行制御量演算部３６は、操舵トルクＴｈと操舵角δｈまたは実舵角３７に基づいて、自動操舵モードから手動操舵モードに移行する際の移行制御量Ｍｍを演算し、演算した移行制御量Ｍｍを電動機制御量演算部３４へ出力する。
　電動機制御量演算部３４は、入力された操舵制御量Ｍｃおよび移行制御量Ｍｍに基づいて電動機制御量Ｍｒを出力する。電動機制御量Ｍｒは電動機７に出力を要求するトルク指令値である。電動機制御量Ｍｒは、電動機駆動回路４４に入力される。
　電動機駆動回路４４は、入力された電動機制御量Ｍｒに応じたトルクを発生するように、電動機７の状態に応じた駆動電流４５を生成し、操舵装置１の電動機７を駆動する。
（動作説明）
　次に、操舵制御装置１７の動作について図４，５を参照して説明する。図４は、車両が「自動操舵モード」で走行中に、運転者がステアリングホイール２を操作した場合の操舵制御装置１７の制御の概略を示す制御フローチャートである。図５は、車両が一定の曲率を持つ円弧状の道路を走行している状態を説明する図であり、（ａ）は操舵角δｈの時間変化を示し、（ｂ）は操舵トルクＴｈの時間変化を示し、（ｃ）は電動機制御量Ｍｒの時間変化を示す。
　なお、図４のステップＳ０およびステップＳ１は図５のｔ３～ｔ５における処理を表しており、ステップＳ２からステップＳ６まではｔ＝ｔ５における処理を表しており、ステップＳ７からステップＳ１２まではｔ５～ｔ７の処理を表しており、ステップＳ１３はｔ＞ｔ７における処理を表している。
　≪ステップＳ０≫
　図４のステップＳ０においては、車両は自動操舵モードで走行している。すなわち、車両制御装置２０からの入力情報２１に含まれる操舵モード情報は自動操舵モードとなっており、入力情報２１には自動操舵モードにおける舵角目標値が含まれている。操舵制御装置１７は操舵モード情報から自動操舵モードであること認識し、自動操舵制御器３２は、舵角目標値が実現されるような自動操舵制御量３８を算出して出力する。制御選択部３３は、自動操舵制御器３２から入力される自動操舵制御量３８を操舵制御量Ｍｃとして出力する。
　自動操舵モードにおいては、電動機制御量演算部３４は、移行制御量演算部３６から入力される移行制御量Ｍｍの値に関係なく、制御選択部３３から出力された操舵制御量Ｍｃ（すなわち、自動操舵制御器３２からの自動操舵制御量３８）を電動機制御量Ｍｒとして出力する。そして、電動機制御量Ｍｒに基づく駆動電流４５が電動機駆動回路４４から出力され、舵角目標値を実現するように操舵装置１の電動機７が駆動される。
　図５のｔ３～ｔ４においては、車両が一定の曲率を持つ円弧状の道路を走行するように、自動操舵モードにより一定の舵角（＝舵角目標値）に制御されており、運転者がステアリングホイール２から手を離した状態で車両は走行している。この際に、車両は一定の曲率の軌道を走行しているため、車輪９を転舵するために必要な操舵力は一定になる。自動操舵モードでは操舵力は電動機７のみに依存しているので、図５（ｃ）に示すように、ｔ３～ｔ４における電動機制御量Ｍｒは一定値となっている。また、ｔ３～ｔ４においては、ステアリングホイール２は運転者によって操作されていないので、操舵トルクＴｈはゼロとなっており（図５（ｂ））、操舵角δｈも舵角目標値に対応する操舵角Ａで一定となっている（図５（ａ））。
　≪ステップＳ１≫
　ステップＳ１では、操舵制御装置１７は、操舵トルクＴｈの絶対値|Ｔｈ|が予め設定した操舵トルク閾値Ｃを超えたか否かを判定し、|Ｔｈ|＞Ｃの場合には手動操舵モードへの移行要求があると判断してステップＳ２へ進む。一方、|Ｔｈ|≦Ｃの場合にはステップＳ０へ戻って自動操舵モードを継続する。
　図５に示す例では、ｔ＝ｔ４において運転者によるステアリングホイール２の操作が開始される。ここでは、車輪９の転舵量を増加させる操舵が行われ、そのときの操舵トルクＴｈの符号を正とする。
　上述したように、自動操舵モードでは舵角は舵角目標値を維持するように電動機制御量Ｍｒが制御される。そのため、ステアリングホイール２の操作によってトーションバーがねじられて操舵角δｈが若干変化しても、舵角は一定に保たれる。ステアリングホイール２の操作によってトーションバーがねじられると、操舵トルクＴｈ（＞０）がトルクセンサ１０による検出される。ｔ４～ｔ５では、トーションバーのねじれの増加に伴って操舵トルクＴｈが増加する。操舵角δｈもトーションバーのねじれの分だけ僅かに増加している。そして、ｔ＝ｔ５において|Ｔｈ|＞Ｃとなると、ステップＳ１においてＹＥＳと判定され、ステップＳ２へ進む。
　≪ステップＳ２≫
　ステップＳ１からステップＳ２へ進むと、ステップＳ２において、ｔ＝ｔ５における操舵トルクＴｈを、すなわち|Ｔｈ|＞Ｃとなった超過時の操舵トルクＴｈを、変数Ｔｃとして操舵制御装置１７の記憶部（不図示）に記憶する。このとき、変数ＴｃはＣに等しいとみなすことができる。さらに、手動変化分演算部３５から手動操舵制御器３１へ出力される手動制御量ＴｍがＴｍ＝０にセットされる。その結果、ｔ＝ｔ５において、手動操舵制御器３１から出力される手動操舵制御量４０はゼロとなる（図３参照）。ここで、超過時とは厳密なｔ＝ｔ５である必要はなく、変数Ｔｃとしては、制御的な時間ズレ等を考慮した時間幅において取得された操舵トルクＴｈであれば良い。
≪ステップＳ３≫
　ステップＳ３において、移行制御量演算部３６は、|Ｔｈ|＞Ｃとなった超過時に制御選択部３３から出力される操舵制御量Ｍｃ（＝自動操舵制御量３８）を保存し、ｔ＝ｔ５以後は保存したＭｃを移行制御量Ｍｍとして出力する。
≪ステップＳ４≫
　ステップＳ４において、制御選択部３３は、制御選択部３３から出力される操舵制御量Ｍｃを、自動操舵制御量３８から手動操舵制御量４０へと切り替える。
≪ステップＳ５≫
　ステップＳ５において、操舵制御装置１７は、上述した変数Ｔｃの絶対値|Ｔｃ|を変数Ｔｐとして保存する。
≪ステップＳ６≫
　ステップＳ６において、電動機制御量演算部３４は、次式（１）により電動機制御量Ｍｒを演算する。すなわち、ｔ＝ｔ５からは操舵制御量Ｍｃと移行制御量Ｍｍとに基づいて、電動機制御量Ｍｒを次式（１）により演算し、その電動機制御量Ｍｒを電動機制御量４３へ出力する。電動機駆動回路４４は、この電動機制御量Ｍｒに基づいて駆動電流４５を生成し、生成された駆動電流４５により操舵装置１の電動機７が駆動される。
　　Ｍｒ＝Ｍｃ＋（Ｔｐ／|Ｔｃ|）Ｍｍ　　　…（１）
　図５においては、ｔ＝ｔ５においてステップＳ１で|Ｔｈ|＞Ｃと判定され、Ｔｍ＝０とされると共にｔ＝ｔ５における操舵制御量Ｍｃ(t5)が移行制御量Ｍｍとされる。ステップＳ２でＴｍ＝０とされると手動操舵制御量４０はゼロになるので、ステップＳ４で操舵制御量Ｍｃとして手動操舵制御量４０に切り替えられると、制御選択部３３から出力される操舵制御量ＭｃはＭｃ＝０となる。また、ｔ＝ｔ５ではＴｐ／|Ｔｃ|＝１なので、式（１）から算出される電動機制御量Ｍｒは、Ｍｒ＝Ｍｍ（＝Ｍｃ(t5)）となる。すなわち、ｔ＝ｔ５では電動機制御量Ｍｒは移行制御量Ｍｍとなる。
≪ステップＳ７≫
　ステップＳ７では、トルクセンサ１０から出力される操舵トルクＴｈの絶対値|Ｔｈ|と変数Ｔｐとを比較し、|Ｔｈ|≧Ｔｐの場合にはステップＳ９へ進み、|Ｔｈ|＜Ｔｐの場合にはステップＳ８へ進む。
　図５に示す例では、ｔ５とｔ６との間ではＴｈ＞Ｃなので|Ｔｈ|≧Ｔｐ（＝Ｃ）の条件が満足され、ステップＳ７からステップＳ９へと進む。また、ｔ５～ｔ６においては、転舵量が増加する方向にステアリングホイール２を操舵した後、転舵量が減少する方向にステアリングホイール２を操作しており、ｔ≦ｔ６において操舵角δｈ＜Ａ、操舵トルクＴｈ＜Ｃとなる。そのため、ｔ５～ｔ６においてはステップＳ７からステップＳ９へと進み、ｔ６以後は|Ｔｈ|＜Ｔｐと判定されてステップＳ８へと進む。
≪ステップＳ８≫
　ステップＳ８では、ステップＳ５においてＴｐ＝|Ｔｃ|のように設定された変数Ｔｐを、関数ｇ(ｘ)を用いてＴｐ＝ｇ(|Ｔｃ|)のように置き換える。ここで、関数ｇ(ｘ)としては、ｇ(Ｔｃ)＝Ｔｃかつｇ(０)＝０となる任意の関数を選ぶとよい。
≪ステップＳ９≫
　ステップＳ９では、手動変化分演算部３５は、次式（２）で算出されるＴｍを手動制御量Ｔｍとして出力する。なお、sgn(Ｔｈ)は、Ｔｈの符号を表す。
　　Ｔｍ＝sgn(Ｔｈ)×(|Ｔｈ|－Ｔｐ)　　　…（２）
≪ステップＳ１０≫
　ステップＳ１０では、手動操舵制御器３１は、入力された手動制御量Ｔｍ（＝sgn(Ｔｈ)×(|Ｔｈ|－Ｔｐ)）に対して、ｆ(Ｔｍ)で算出される手動操舵制御量４０を制御選択部３３へ出力する。ここで、関数ｆ(ｘ)は操舵トルクと手動操舵制御量との関係を示す任意の関数を表す。ステップＳ４において説明したように、制御選択部３３は操舵制御量Ｍｃとして手動操舵制御量４０すなわちｆ(Ｔｍ)を出力するので、電動機制御量演算部３４には、ｆ(sgn(Ｔｈ)×(|Ｔｈ|－Ｔｐ))が操舵制御量Ｍｃとして入力される。その結果、電動機制御量演算部３４は、ステップＳ１０で算出した操舵制御量Ｍｃ＝ｆ(sgn(Ｔｈ)×(|Ｔｈ|－Ｔｐ))と、移行制御量演算部３６から出力される移行制御量Ｍｍと、式（１）とから電動機制御量Ｍｒを算出し、出力する。
≪ステップＳ１１≫
　ステップＳ１１では、操舵トルクＴｈの絶対値|Ｔｈ|と予め設定された移行下限値Ｄとの比較を行い、|Ｔｈ|≧Ｄの場合はステップＳ７へ戻り、|Ｔｈ|＜Ｄの場合にはステップＳ１２へ進む。
　図５に示す例では、ｔ５＜ｔ＜ｔ６においては「Ｓ７→Ｓ９→Ｓ１０→Ｓ１１」の処理が繰り返され、ｔ６≦ｔ＜ｔ７においては「Ｓ７→Ｓ８→Ｓ９→Ｓ１０→Ｓ１１」の処理が繰り返される。そして、ｔ＝ｔ７においてステップＳ１１でＹＥＳと判定されて、ステップＳ１２へ進む。
　ｔ５＜ｔ＜ｔ６では、ステップＳ９で算出されるＴｍはＴｍ＝|Ｔｈ|－Ｔｐ＝ΔＴとなり、ステップＳ１０の操舵制御量ＭｃはＭｃ＝ｆ(ΔＴ)となる。ここで、ΔＴは図５（ｂ）の操舵トルクＴｈと操舵トルク閾値Ｃとの差分に相当する。また、Ｔｐ／|Ｔｃ|＝１なので、式（１）で表される電動機制御量ＭｒはＭｒ＝ｆ(ΔＴ)＋Ｍｍとなる。図５（ｃ）の破線は（Ｔｐ／|Ｔｃ|）Ｍｍを示しており、ｔ５＜ｔ＜ｔ６では一定値Ｍｍとなる。
　また、ｔ６＜ｔ＜ｔ７では、手動制御量Ｔｍや電動機制御量Ｍｒの演算におけるＴｐに、ステップＳ８で算出されるＴｐ＝ｇ(|Ｔｈ|)が用いられる。ステップＳ７からステップＳ８に移行した場合は|Ｔｈ|＜Ｔｐ＝|Ｔｃ|＝Ｃであるので、ｇ(|Ｔｈ|)＜Ｃであってｇ(|Ｔｈ|)は操舵トルクＴｈの減少と共に小さくなる。その結果、手動制御量Ｔｍが減少し、それに応じて「Ｍｒ＝Ｍｃ＋（Ｔｐ／|Ｔｃ|）Ｍｍ」の右辺第１項のＭｃも減少する。また、Ｔｐの減少につれてＴｐ／|Ｔｃ|も減少するので、（Ｔｐ／|Ｔｃ|）Ｍｍを表す図５（ｃ）の破線ラインも減少する。
　このような制御を行うことによって、ステップＳ９で算出される手動制御量Ｔｍは、操舵トルクＴｈの低下と共に実際の操舵トルクに近づくことになり、ステップＳ１０における手動操舵制御量（＝操舵制御量）は通常の手動操舵モードのときの値に近づく。また、電動機制御量Ｍｒの計算でも、操舵トルクＴｈの減少と共に（Ｔｐ／|Ｔｃ|）Ｍｍの値が減少するので、電動機操舵量Ｍｒは手動操舵制御量ｆ(Ｔｈ)に徐々に近づく。その後、ｔ＝ｔ７において|Ｔｈ|＜Ｄとなると、ステップＳ１２へ進む。
≪ステップＳ１２≫
　ステップＳ１１において|Ｔｈ|＜Ｄと判定されてステップＳ１２へ進んだ場合、操舵制御装置１７は制御モードが手動操舵モードに完全に移行したと判断する。すなわち、移行制御量演算部３６から出力される移行制御量ＭｍをＭｍ＝０とすると共に、手動変化分演算部３５から出力される手動制御量ＴｍをＴｍ＝Ｔｈとする。そのため、手動操舵制御器３１からは手動操舵制御量ｆ（Ｔｈ）が出力され、電動機制御量演算部３４から出力される電動機制御量Ｍｒは、Ｍｒ＝Ｍｃ＝ｆ（Ｔｈ）のように手動操舵制御量ｆ（Ｔｈ）と同一となる。これによってｔ＝ｔ７以後は、操舵装置１は通常の手動操舵モードで制御されることになる。
　上述したように、ｔ＝ｔ５から運転者がさらに操舵して操舵トルクＴｈが増加すると（ステップＳ７）、操舵制御量Ｍｃは、ｔ＝ｔ５における操舵トルクＴｃからの差分（図５の場合は増加分）ΔＴに応じた手動操舵制御量ｆ（ΔＴ）とされる。また、ｔ５～ｔ６ではＴｈ＞ＣなのでステップＳ７からステップＳ９に進むが、その場合はＴｐ＝|Ｔｃ|なので（Ｔｐ／|Ｔｃ|）Ｍｍ＝Ｍｍとなる。そのため、式（１）で算出される電動機制御量ＭｒはＭｒ＝Ｍｃ＋Ｍｍとなり、電動機制御量Ｍｒは、ｔ＝ｔ５の電動機制御量（Ｍｍ）を起点として運転者の操舵の増加分に対応するように増加する。このようにΔＴに基づく制御を行うことによって、従来のようにモード切替時の操舵トルクＴｈに基づいて電動機制御量Ｍｒが生成される場合に比べて、自動操舵モードから手動操舵モードに切替えた直後（ｔ５）の電動機７の出力が大きく変化するのを防止することができる。
　その結果、運転者はステアリングホイール２の操作が急に軽くなったり、重くなったりするように感じることがなく、操舵モードが移行した際の運転操作が容易になる効果が得られる。また、緊急の操舵をした場合にも、運転者の操作が運転モード切替え直後に反映されるため、障害物の緊急回避などを安全に実行することができる。
　一方、前述した特許文献１に記載の車両操舵装置では、自動操舵モード中の操舵トルクが閾値をこえると、単純に手動操舵モードに移行する。しかしながら、手動操舵モードではステアリングホイール操作時の操舵トルクＴｈに応じてアシスト力を発生させるので、切り替え直後に要求されるアクチュエータ出力（操舵トルクＴｈ＝Ｃに対応するアクチュエータ出力）と切替え直前のアクチュエータ出力との大小関係によって、ステアリングホイールから受ける感触が異なる。
　例えば、アクチュエータ出力が移行直前よりも大きく同じ方向の場合には、ステアリングホイールが急に軽くなり、逆にアクチュエータ出力が移行直前よりも小さい場合にはステアリングホイールが押し戻されるような感触を受けることになる。このような違和感は運転操作の妨げになるため、車両が走行中の場合には、車両挙動を乱す要因となる可能性がある。
　図６は、従来の制御において、アクチュエータ出力が移行直前よりも大きく同じ方向の場合の挙動を示したものである。図６（ａ）は操舵トルクの時間変化を示し、図６（ｂ）は電動機制御量の時間変化を示す。運転者は、操舵トルクＴｈ２に相当する舵角に転舵しようと、ｔ＝ｔ４にステアリングホイール２の操作を開始する。そして、ｔ＝ｔ５において操舵トルクＴｈがモード切り替えの閾値Ｃを超えると、すぐさま手動操作モードに移行する。そのため、移行時の操舵トルクＴｈ＝Ｃ（＞Ｔｈ２）に応じてアシスト力が急激に大きくなると、アシスト力の増加に応じて操舵トルクも大きく低下する。図６の例では、電動機制御量Ｍｒが操舵トルクＴｈ２に対応する電動機制御量Ｍｒ２よりも大きくオーバーシュートし、電動機制御量Ｍｒおよび操舵トルクＴｈの振動が発生している。
　図７は、図５と同様に自動運転モードで一定の曲率の軌道を走行する車両に対して、逆方向へ転舵した場合、すなわち、自動運転で走行している軌道の外側への移動を意図して操舵を開始した場合を示す。図７（ａ）は運転者がステアリングホイール２を操舵した際の操舵トルクＴｈの時間変化を示し、図７（ｂ）はその場合の電動機制御量Ｍｒの時間変化を示す。
　上述した図５の場合と同様に、ｔ＝ｔ４でステアリングホイール２を握って操舵を開始する。操舵トルク１１が操舵トルク閾値Ｃに到達したｔ＝ｔ５に、図４のステップＳ２へ移行する。また、ｔ＝ｔ５において、直前に出力していた操舵制御量Ｍｃ（すなわち電動機制御量Ｍｒ＝Ｍｃ）を移行制御量Ｍｍとして保持し、その移行制御量Ｍｍに、ｔ５の操舵トルクＴｈを基準とした操舵トルク変化量（ΔＴ）に対応した手動操舵制御量ｆ(ΔＴ)を加算したものを電動機制御量Ｍｒとする。図７では図５の場合と逆に転舵するため、電動機制御量Ｍｒは、ｔ＝ｔ５における電動機制御量Ｍｒを起点として、ｆ(ΔＴ)だけ減少するように出力される。
　従来の制御の場合に図７のような操舵を運転者が行うと、ｔ＝ｔ５における操舵トルク量に応じてそれまで車輪９を転舵していた方向とは反対方向に転舵させるための電動機出力が発生し、運転者は想定よりも大きく転舵してしまう可能性がある。しかし、本発明の制御では、それまで発生していた出力を減少させる動作に変わるので、運転者が誤って大きく転舵してしまうことがない。そのため、操舵モードが移行した直後の運転操作が容易になる効果が得られる。また、緊急の操舵をした場合にも、運転者の操作が運転モード切替え直後に反映されるため障害物の緊急回避などを安全に実行することができる。
　上述した図５、７に示したでは、自動操舵モードにおいて所定の曲率で走行している場合に、ステアリングホイール２を操作して手動操舵モードに移行する場合について説明した。図８は、直進状態からレーン変更するような場合の、操舵トルクＴｈおよび電動機制御量Ｍｒの時間推移を示したものである。この場合、操舵トルクＴｈが閾値Ｃを超えるまでは、電動機制御量ＭｒはＭｒ＝０となっている。
（変形例）
　図９、１０は変形例を説明する図であり、図９はフローチャートを示し、図１０は操舵角δｈ、操舵トルクＴｈおよび電動機制御量Ｍｒの時間変化を示す。図１０では、図５の場合と同様に、一定の曲率を持つ円弧状の道路を走行中の状態を示す。
　図４に示したフローチャートでは、ｔ＝ｔ５において操舵トルクＴｈが閾値Ｃを超えると（図５参照）、ｔ＞ｔ５においては操舵トルクＴｈの変化に応じて、手動制御量Ｔｍを「Ｔｍ＝sgn(Ｔｈ)×(|Ｔｈ|－Ｔｐ)」のように演算し、電動機制御量Ｍｒを式（１）により演算するようにした。一方、図９のフローチャートでは、操舵角に応じて手動制御量Ｔｍおよび電動機制御量Ｍｒを演算するようにした。
　図９のフローチャートにおいて、図４のフローチャートと同様の処理を行うステップは同一の符号を付した。以下では、処理の異なるステップを中心に説明し、重複する説明は省略する。図９のステップＳ０からステップＳ４までは、図４のステップＳ０からステップＳ４までの処理と同一であり省略する。すなわち、操舵トルクＴｈが閾値Ｃを超過すると、手動制御量ＴｍはＴｍ＝０とされると共に、超過時の操舵制御量（すなわち自動操舵制御量３８）が移行制御量Ｍｍとして出力され、制御選択部３３から手動操舵制御量４０が操舵制御量Ｍｃとして出力される。
≪ステップＳ２１≫
　ステップＳ２１では、操舵制御装置１７は、超過時の操舵角δｈの絶対値|δｈ|を変数δｃおよびδｐとして保存する。
≪ステップＳ２２≫
　ステップＳ２２において、電動機制御量演算部３４は、操舵制御量Ｍｃと移行制御量Ｍｍとに基づいて、電動機制御量Ｍｒを次式（３）により演算し、その電動機制御量Ｍｒを電動機駆動回路４４へ出力する。超過時においてはＴｍ＝０なので手動操舵制御量４０および操舵制御量Ｍｃはゼロとなり、かつ、δｐ＝δｃ＝|δｈ|なので電動機制御量ＭｒはＭｒ＝Ｍｍとなる。
　　Ｍｒ＝Ｍｃ＋(δｐ/δｃ)Ｍｍ　　　…（３）
≪ステップＳ２３≫
　ステップＳ２３において、操舵角の絶対値|δｈ|と変数δｐとの大きさを比較し、|δｈ|≧δｐの場合にはステップＳ２５へ進み、|δｈ|＜δｐの場合にはステップＳ２４へ進む。
≪ステップＳ２４≫
　ステップＳ２３からステップＳ２４へ進んだ場合には、ステップＳ２４において、変数δｐを関数ｈ(|δｈ|)で算出される値に置き換える。ここで、関数ｈ(ｘ)はｈ(δｃ)＝Ｔｃ、ｈ(０)＝０となる任意の関数を選ぶと良い。
≪ステップＳ２５≫
　ステップＳ２５では、手動変化分演算部３５は、次式（４）で算出されるＴｍを手動制御量として出力する。
　　Ｔｍ＝sgn(Ｔｈ)×(|Ｔｈ|－(δｐ/δｃ)Ｔｃ)　　　…（４）
≪ステップＳ２６≫
ステップＳ２６では、操舵各δｈの絶対値|δｈ|と予め設定された移行下限値δｄとの比較を行い、|δｈ|≧δｄの場合にはステップＳ３へ戻り、|δｈ|＜δｄの場合にはステップＳ１２へ進む。すなわち、操舵角δｈがほぼ中立位置に戻ったならばステップＳ１２に進んで、完全な手動操舵モードに移行する。なお、図４に示した例では、操舵角ではなく、操舵トルク|Ｔｈ|が値Ｄを下回ったときに完全な手動操舵モード（ステップＳ１２）に移行した。
　図１０に示す例では、ｔ５＜ｔ＜ｔ６においては「Ｓ２３→Ｓ２５→Ｓ１０→Ｓ２６」の処理が繰り返され、ｔ６≦ｔ＜ｔ９においては「Ｓ２３→Ｓ２４→Ｓ２５→Ｓ１０→Ｓ２６」の処理が繰り返される。そして、ｔ＝ｔ９においてステップＳ２６でＹＥＳと判定されて、ステップＳ１２へ進む。
　ｔ５＜ｔ＜ｔ６ではδｐ/δｃ＝１なので、ステップＳ２５で算出されるＴｍはＴｍ＝|Ｔｈ|－Ｔｃ＝ΔＴとなり、ステップＳ１０の操舵制御量ＭｃはＭｃ＝ｆ(ΔＴ)となる。また、式（３）で表される電動機制御量ＭｒはＭｒ＝ｆ(ΔＴ)＋Ｍｍとなる。図１０（ｃ）の破線は(δｐ/δｃ)Ｍｍを示しており、ｔ５＜ｔ＜ｔ６では一定値Ｍｍとなる。
　また、ｔ６＜ｔ＜ｔ９では、手動制御量Ｔｍや電動機制御量Ｍｒの演算におけるδｐに、ステップＳ２４で算出されるδｐ＝ｈ(|δｈ|)が用いられる。ステップＳ２３からステップＳ２４に移行した場合は|δｈ|＜δｐ＝δｃであるので、ステップＳ２４で算出されるδｐ＝ｈ(|δｈ|)はδｐ＜δｃとなる。そして、δｐ（＝ｈ(|δｈ|)）の値は操舵角δｈの減少と共に小さくなる。その結果、ｔ６＜ｔ＜ｔ９において図１０（ａ）のようにδｈが減少すると手動制御量Ｔｍも減少し、それに応じて「Ｍｒ＝Ｍｃ＋(δｐ/δｃ)Ｍｍ」の右辺第１項のＭｃも減少することになる。また、δｐの減少につれて(δｐ/δｃ)も減少するので、(δｐ/δｃ)Ｍｍを表す図１０（ｃ）の破線ラインも減少傾向となる。
　このような制御を行うことによって、ステップＳ２５で算出される手動制御量Ｔｍは、操舵角δｈの低下と共に実際の操舵トルクに近づくことになり、ステップＳ１０における手動操舵制御量（＝操舵制御量）は通常の手動操舵モードのときの値に近づく。また、電動機制御量Ｍｒにおいても、操舵角δｈの減少と共に(δｐ/δｃ)Ｍｍの値が減少するので、電動機操舵量Ｍｒは手動操舵制御量の値に近づく。その後、ｔ＝ｔ９において|δｈ|＜δｄとなると、ステップＳ１２へ進む。
　上述した変形例の場合も、|Ｔｈ|＞Ｃとなった超過時においてはＭｒ＝Ｍｍと設定され、その後は、閾値Ｃを基準とした操舵トルクの変化量ΔＴ＝|Ｔｈ|－Ｔｃが手動制御量Ｔｍに設定される。このとき、電動機制御量ＭｒはＭｒ＝Ｍｃ＋Ｍｍとなり、Ｍｃ＝ｆ（ΔＴ）とされるので、電動機制御量Ｍｒは、ｔ＝ｔ５の電動機制御量（Ｍｍ）を起点として操舵トルクＴｈの変化分に対応するように変化する。そのため、従来のようにモード切替時の操舵トルクＴｈに基づいて電動機制御量Ｍｒが生成される場合に比べて、自動操舵モードから手動操舵モードに切り替えた直後に電動機７の出力が大きく変化するのを防止することができる。
　なお、図５，７，８，１０の説明では、電動機制御量Ｍｒの変化を例に説明したが、電動機７へ出力される駆動電流４５も、操舵トルクＴｈに応じてほぼ同様の変化を示す。
　また、上述した図４のステップＳ３の処理では、操舵トルクＴｈが閾値Ｃを超過した時の操舵制御量ＭｃをＭｍに保存して、それを移行制御量として出力したが、超過時の操舵制御量Ｍｃからそのときの操舵トルクＴｈ（例えば、閾値Ｃ）を差し引いた値を、移行制御量Ｍｍとして出力するようにしても良い。ｔ＜ｔ５においては自動操舵モードであるので、この自動操舵モード中に操舵した場合、運転者の操舵に逆らって自動運転の軌道にとどまろうとし、運転者の操舵トルク分だけ電動機７の出力が変化する（若干小さくなる）ことになる。そのため、超過時の操舵制御量Ｍｃからそのときの操舵トルクＴｈを差し引くことによって、ｔ＝５で自動操舵モードから手動操舵モードに移行したときの電動機制御量Ｍｒが乖離することなく連続的に接続されることになる。
　また、超過時の操舵制御量ＭｃをＭｍに保存して、その一定の値Ｍｍを移行制御量として出力するような制御としたが、超過時の操舵制御量Ｍｃ（＝Ｍｍ）を上限とした値としてもよい。ｔ５以後は、この上限Ｍｍをこえない範囲で式（１）、（３）のＭｍを含む項を設定することになる。
　例えば、ｔ５以後における自動運転の軌道の曲率が低下した場合には、図１１に示すように操舵トルク１１が閾値Ｃをこえたｔ５後も、ｔ５における操舵制御量Ｍ５を上限として、自動操舵制御器３２の演算結果に基づいて、すなわち自動操舵モードにおいてｔ５以後に予定していた自動操舵制御量３８を考慮して移行制御量Ｍｍを低下させる。また、図１２に示すように移行制御量Ｍｍを時間の経過とともに漸減させるようにしても良い。このような場合であっても、自動操舵モードから手動操舵モードへの移行時（ｔ５）に、運転者が受ける違和感を低減する効果が得られる。
　また、図１の移行制御量演算部３６では、操舵トルクＴｈが閾値Ｃをこえた際の操舵制御量Ｍｃを移行制御量Ｍｍとして使用すると説明したが、これに代えて、超過時の操舵制御量を上限として、車両状態量からこの時点の車輪９の転舵量を維持するために必要な操舵装置１の出力から逆算した電動機制御量を、移行制御量Ｍｍとして用いるようにしても良い。例えば、現在の車両運動のヨーレイトなどから車輪に加わる力を推定して、その力に対向できる電動機制御量を与える。
　また、図４，８に示したフローでは、ステアリングホイール２の手動操作量の指標である操舵トルクＴｈが閾値Ｃをこえた際に、ステップＳ２以後の処理が実行される。しかし、手動操作量の指標として操舵トルクＴｈの代わりに操舵角δｈを使用し、運転者の操舵角要求値である操舵角δｈと実舵角３７との差が所定の舵角差閾値よりも大きくなった場合に、ステップＳ２以後の処理が実行されるようにしても良い。
　また、ステップＳ１０で手動操舵制御量４０を手動操舵変動分である手動制御量Ｔｍに応じて演算したが、この値にローパスフィルタをかけた値を手動操舵制御量としてもよい。これによって自動操舵モードから手動操舵モードへ移行した際の違和感を低減することができる。
－第２の実施の形態－
　次に、本発明の第２の実施形態について、図１３～１５を参照して説明する。図１３は操舵制御装置１７の構成を示すブロック図である。第２の実施形態では、操舵制御装置１７内の運転者の操舵による手動変化分の抽出方法が第１の実施の形態と異なっており、それ以外の構成は第１の実施の形態と同様である。なお、操舵装置１の構成は第１の実施の形態と同様のため説明を省略する。また、操舵制御装置１７においても、図２と同様の箇所については同じ符号を付し説明を省略する。
　図１３では、手動操舵制御器１３１と手動変化分演算部１３５とが図２の構成と異なる。手動操舵制御器１３１は、入力された操舵トルクＴｈに基づいてアシスト制御量Ａｈを算出する。手動操舵制御器１３１は、図１４に示すような操舵トルクＴｈとアシスト制御量Ａｈとの相関を示す相関関係に基づいて、入力された操舵トルクＴｈに対してアシスト制御量Ａｈを出力する。アシスト制御量Ａｈは、運転者の操舵力に対するアシスト力を発生するために、電動機７に出力を要求するトルク指令値である。手動変化分演算部１３５にはアシスト制御量Ａｈ、操舵トルクＴｈ、操舵角δｈ、実舵角３７が入力され、手動変化分演算部１３５はそれらに基づいて操舵モードに応じた手動操舵制御量Ａｍを出力する。
　図１５は、操舵制御装置１７の制御の概略を示す制御フローチャートである。なお、図１５においても、図４に示す制御フローと同じ処理を行うステップには同じ符号を付し、そのステップの説明は省略する。
≪ステップＳ３１≫
　ステップＳ１において|Ｔｈ|＞Ｃと判定されてステップＳ３１に進むと、ステップＳ３１では、手動操舵制御器１３１から出力されるアシスト制御量ＡｈをＡｃとして保存すると共に、手動変化分演算部１３５から出力される手動操舵制御量Ａｍをゼロにセットする。
≪ステップＳ３２≫
　ステップＳ３２では、操舵制御装置１７は、変数Ｔｐ，Ｔｃとして、|Ｔｈ|＞Ｃとなったときの（後述する、図１６のｔ＝ｔ５）の操舵トルクＴｈの絶対値|Ｔｈ|を保存する。
≪ステップＳ３３≫
　ステップＳ７において|Ｔｈ|≧Ｔｐと判定されてステップＳ３３に進んだ場合には、ステップＳ３３において、手動変化分演算部１３５は、次式（５）で算出されるＡｍを手動操舵制御量として出力する。式（５）で、Ａｈは、現時点で得られる操舵トルクＴｈに対して図１４の特性から得られるからアシスト制御量である。
　　Ａｍ＝sgn(Ａｈ)×(|Ａｈ|－(Ｔｐ/Ｔｃ)Ａｃ)　　　…（５）
≪ステップＳ３４≫
　ステップＳ３４では、制御選択部３３は、手動変化分演算部１３５から入力された手動操舵制御量Ａｍを操舵制御量Ｍｃとして出力する。その結果、電動機制御量演算部３４は、制御選択部３３から出力される操舵制御量Ｍｃと移行制御量演算部３６から出力される移行制御量Ｍｍと、前述した式（１）とから電動機制御量Ｍｒを算出し、出力する。
≪ステップＳ３５≫
　ステップＳ１１において|Ｔｈ|＜Ｄと判定されてステップＳ３５へ進んだ場合、操舵制御装置１７は制御モードが手動操舵モードに完全に移行したと判断する。ステップＳ３５では、移行制御量演算部３６から出力される移行制御量ＭｍをＭｍ＝０とする。また、手動変化分演算部１３５は、操舵トルクと手動操舵制御量との関係を表す関数ｆ(ｘ)と入力される操舵トルクＴｈとに基づいて算出されるｆ(Ｔｈ)を、手動操舵制御量Ａｍとして出力する。その結果、電動機制御量演算部３４において式（１）により算出される電動機制御量Ｍｒは、Ｍｒ＝Ｍｃ＝ｆ（Ｔｈ）のように手動操舵制御量ｆ（Ｔｈ）と同一となる。これによって操舵装置１は通常の手動操舵モードで制御されることになる。
　図１６は車両動作の一例を示す図であり、（ａ）は操舵トルクＴｈの時間変化を示し、（ｂ）はアシスト制御量Ａｈの時間変化を示し、（ｃ）は電動機制御量Ｍｒの時間変化を示す。図５の場合と同様に、車両は一定の曲率を持つ円弧状の道路を走行しており、自動操舵モード（ｔ＜ｔ５）においては、電動機制御量演算部３４からは一定の電動機制御量Ｍｒが出力されている。また、図１６では、図１５においてＳ７→Ｓ８→Ｓ３３→Ｓ３４→Ｓ１１と処理が進んだ場合について示した。
　ｔ＝ｔ３からｔ＝ｔ４までの区間は、運転者がステアリングホイール２から手を離した状態で、車両は自動運転モードで走行している（ステップＳ０）。車両が一定の曲率の軌道を走行している場合には、車輪９を転舵するために必要な操舵装置１の操舵力は一定になるため、図１６（ｃ）に示すように電動機制御量Ｍｒは一定の値となる。
　次に、ｔ＝ｔ４において運転者はステアリングホイール２を握って操舵を開始する。なお、図１６に示す例では、円弧の内側に移動する、つまり車輪９の転舵量を増加させる操舵を行うものとする。図１６（ａ）に示すように、ｔ＝ｔ４から操舵トルクＴｈが上昇し始める。
　ｔ＝ｔ５において操舵トルクＴｈが閾値Ｃを超え、運転者が自動操舵モードから手動操舵モードへの移行を要求していると判断すると（ステップＳ１）、その時点のアシスト制御量ＡｈをＡｃとして保存し、手動操舵制御量Ａｍをゼロにセットする（ステップＳ３１）。同時に、この時点の操舵制御量ＭｃをＭｍとして保存し、そのＭｍを移行制御量演算部３６から移行制御量として出力させる（ステップＳ３）。
　その後、制御選択部３３の出力である操舵制御量Ｍｃを手動操舵制御量Ａｍに切替える（ステップＳ４）。同時に、操舵トルクＴｈが閾値Ｃを超えた時点での操舵トルクＴｈの絶対値|Ｔｈ|をＴｃ，Ｔｐに保存する（ステップＳ３２）。この時点では、手動操舵制御量Ａｍは０が出力されるためＭｃ＝０となり、またＴｃ＝Ｔｐ＝|Ｔｈ|なので、前述の式（１）で算出される電動機制御量ＭｒはＭｒ＝Ｍｍとなる（ステップＳ６）。
　ｔ＝ｔ５から運転者がさらに操舵して操舵トルクＴｈが増加すると（ステップＳ７）、上述した式（５）により算出される手動操舵制御量ＡｍはＡｍ＝Ａｈ－Ａｃとなる。このとき制御選択部３３は手動操舵制御量Ａｍを選択しているので、制御選択部３３から出力される操舵制御量ＭｃはＭｃ＝Ａｍとなる（ステップＳ３４）。その結果、式（１）で算出される電動機制御量ＭｒはＭｒ＝Ａｍ＋Ｍｍとなる（図１６（ｃ）参照）。
　図１５に示すような制御を行うことによって、図１６のｔ＞ｔ５に示すように、閾値Ｃを超えた時点の電動機制御量Ｍｒ（＝Ｍｍ）を起点として、運転者の操舵の増加分に対応するように電動機制御量Ｍｒが増加する。そのため、自動操舵モードから手動操舵モードに切替えた時点の電動機出力が大きく変化しないようにすることが可能となる。その結果、ステアリングホイール２の操作が急に軽くなったり重くなったりする違和感を低減することができ、操舵モードが切替った際の運転操作が容易になる。また、緊急の操舵をした場合にも運転者の操作が運転モード切替え直後に反映されるため、障害物の緊急回避などを安全に実行することができる。
－第３の実施の形態－
　次に、本発明の第３の実施形態について図１７～１９を参照して説明する。図１７は操舵制御装置１７の構成を示す図であり、図１３の手動変化分演算部１３５に代えて手動寄与演算部１２０を設けた点が第２の実施の形態と異なる。手動寄与演算部１２０は、入力されたアシスト制御量Ａｈ、操舵トルクＴｈ、操舵角δｈ、実舵角３７に基づいて、操舵モードに応じた手動操舵制御量Ａｍを演算する。なお、操舵装置１の構成は第１の実施の形態と同様のため説明を省略する。また、操舵制御装置１７も図１３の構成と同様の箇所については同じ番号を付し説明を省略する。
　図１８は、操舵制御装置１７の制御の概略を示す制御フローチャートである。図１８においては、ステップＳ４１およびステップＳ４２の処理が、図１５のフローチャートと異なる。なお、図１８においても、図１５に示す制御フローと同じ処理を行うステップには同じ符号を付し、そのステップの説明は省略する。
≪ステップＳ４１≫
　ステップＳ７において|Ｔｈ|≧Ｔｐと判定されてステップＳ４１に進んだ場合には、ステップＳ４１において、手動寄与演算部１２０は手動寄与度Ｒを算出する。手動寄与度Ｒは手動操作の程度を表す指標であり、操舵トルクＴｈが閾値Ｃをこえた時点で０とされ、時間の経過とともに漸増し、最大＝１となるように算出される量である。
≪ステップＳ４２≫
ステップＳ４２では、手動寄与演算部１２０は、算出した手動寄与度Ｒと手動操舵制御器１３１から入力されたアシスト制御量Ａｈとに基づいて、手動操舵制御量ＡｍをＡｍ＝Ｒ×Ａｈのように演算し、出力する。
　そして、第２の実施の形態の場合と同様に、算出した手動制動制御量Ａｍを式（１）の操舵制御量Ｍｃに代入して、電動機制御量Ｍｒを算出する。
　図１９は車両動作の一例を示す図であり、（ａ）は操舵トルクＴｈの時間変化を示し、（ｂ）はアシスト制御量Ａｈの時間変化を示し、（ｃ）は手動寄与演算部１２０で演算される手動寄与度Ｒの時間変化を示し、（ｄ）は電動機制御量Ｍｒの時間変化を示す。図１６の場合と同様に、一定の曲率を持つ円弧状の道路を走行している状態を示す。また、図１９では、図１８でＳ７→Ｓ８→Ｓ４１→Ｓ４２→Ｓ３４→Ｓ１１と処理が進んだ場合について示した。
　操舵トルクＴｈが発生すると、その操舵トルクＴｈに応じてアシスト制御量Ａｈが演算されるので、ｔ＝ｔ５から操舵トルクＴｈが上昇するにつれてアシスト制御量Ａｈも上昇している。手動寄与度Ｒは、操舵トルクＴｈが閾値Ｃを超えた後における、電動機制御量に占める手動操作の割合である寄与の度合いを設定するものである。自動操舵モードから手動操舵モードに移行（ｔ＝ｔ５）した直後の手動操舵制御量Ａｍはゼロなので（ステップＳ３１）、手動寄与度ＲはＲ＝０である。操舵トルクＴｈが閾値Ｃを超過するｔ５以後は、手動寄与度Ｒは、手動操舵制御量Ａｍ＝Ｒ×Ａｈが操舵トルクＴｈの超過量（＝Ｔｈ－Ｃ）に超過量に応じた値となるように設定される。
　図１８では、ｔ＝ｔ３～ｔ４の区間は運転者がステアリングホイール２から手を離した状態で車両が自動運転モードで走行しており、ｔ＝ｔ４において運転者がステアリングホイール２を掴んで操舵を始め、ｔ＝ｔ５において操舵トルクＴｈが閾値Ｃを超えている。手動寄与演算部１２０は、ｔ＝ｔ５において手動寄与度Ｒを０とし、ｔ５以降は時間経過と共に手動寄与度Ｒを０から１（ｔ＝ｔ６）まで漸増させる。
　図１８に示すような制御を行うことにより、自動操舵モードから手動操舵モードに切替えた時点の電動機出力が大きく変化しないようにすることが可能となる。その結果、ステアリングホイール２の操作が急に軽くなったり重くなったりする違和感を低減することができ、操舵モードが切替った際の運転操作が容易になる。また、緊急の操舵をした場合にも運転者の操作が運転モード切替え直後に反映されるため、障害物の緊急回避などを安全に実行することができる。
　また、図１８では図示を省略したが、ステップＳ７でＮＯと判定されてＳ７→Ｓ８→Ｓ４１→Ｓ４２→Ｓ３４と処理が進む場合には、第１の実施の形態の場合と同様に、操舵トルクＴｈが閾値Ｃよりも小さくなったときは電動機制御量Ｍｒにおける（Ｔｐ/|Ｔｈ|）Ｍｍの項が減少する。そして、|Ｔｈ|＜Ｄと判定されると通常の手動操舵モードに移行する。本実施の形態の場合も、上述した第１および第２の実施の形態の場合と同様に、自動操舵モードから手動操舵モードに切り替わった際の手動操舵の違和感を低減することができる。
　上述した実施の形態によれば、以下のような作用効果が得られる。
（Ｃ１）例えば、図１，２，４に示すように、操舵制御装置１７は、車両制御装置２０から入力された自動走行指令に基づいて、車両車輪を転舵する電動機７の自動操舵制御量３８を生成する自動操舵制御器３２と、車両車輪を転舵する手動操作部であるステアリングホイール２の手動操作量の指標である操舵トルクＴｈに基づいて、電動機７の手動操舵制御量４０を生成する手動操舵制御器３１と、を備え、自動操舵制御量３８により電動機７を制御する自動操舵モードおよび手動操舵制御量４０により電動機７を制御する手動操舵モードのいずれか一方を選択して電動機７を制御する。
　そして、自動操舵モードによる制御中に、ステアリングホイール２の操舵トルクＴｈの|Ｔｈ|が閾値Ｃを超過すると、手動操舵制御器３１は、超過時を基準とする操舵トルクＴｈの変化ΔＴに基づく手動操舵制御量変化である操舵制御量Ｍｃ＝ｆ(ΔＴ)を生成した後に、手動操舵制御量ｆ(Ｔｈ)を生成し、超過時の自動操舵制御量である移行制御量Ｍｍに操舵制御量Ｍｃ＝ｆ(ΔＴ)を加算した電動機制御量Ｍｒに基づいて電動機７を制御した後に、手動操舵モードにより電動機７を制御する。図５（ｃ）に示すように、ｔ５～ｔ６では、Ｍｒ＝ｆ(ΔＴ)＋Ｍｍとなっている。
　そのため、図１０（ｃ）に示すように、電動機制御量Ｍｒは、超過時（ｔ５）のＭｍから操舵制御量Ｍｃ＝ｆ(ΔＴ)に従って、超過時を基準とする操舵トルクＴｈの変化ΔＴに応じた変化を示す。その結果、自動操舵モードから手動操舵モードに切替えた直後に電動機７の出力が大きく変化するのを防止することができ、運転者がステアリングホイール２の操作に違和感を覚えることがない。
　すなわち、自動操舵モード中の運転者の操作に応じて自動操舵モードから手動操舵モードに移行する際に操舵装置のアクチュエータの出力差を抑制することができる。これによって運転者が手動操舵モードに移行した際の違和感を低減することができるため、手動操舵モード移行後の運転操作が容易となり、安全な走行を継続することができる。また、運転者の運転操作が手動操舵モード移行後即座に反映されるため、緊急回避などの操作を容易に行うことができる。
（Ｃ２）また、超過以後の手動操舵制御量変化としては、図４や図８で説明したように超過時を基準とする操舵トルクＴｈの変化量ΔＴに基づいて手動操舵制御器３１で生成される手動操舵制御量Ｔｍ＝ｆ(ΔＴ)であっても良いし、図１４で説明したようにアシスト制御量の変化（＝|Ａｈ|－Ａｃ）であっても良い。
（Ｃ３）また、図１８に示したように、超過以後の手動操舵制御量変化Ｍｃとして、手動操舵制御器１３１から出力されたアシスト制御量Ａｈと超過時からの時間経過に従ってゼロから漸増する手動寄与度Ｒとを乗算して得られる手動操舵制御量Ａｍを用いるようにしても良い。
（Ｃ４）また、図５（ｃ）のＭｒ＝ｆ(ΔＴ)＋Ｍｍに代えて、図１１（ｂ）、図１２（ｂ）に示すようなＭｒ＝Ｍｃ＋Ｍｍを電動機制御量としても良い。例えば図１１（ｂ）では、超過時の自動操舵制御量Ｍ５を上限として演算される移行制御量Ｍｍに手動操舵制御量変化Ｍｃを加算したものが電動機制御量Ｍｒとされている。
（Ｃ５）なお、図１１（ｂ）に示す例では、移行制御量Ｍｍとしてｔ５以後における自動操舵制御量を用いても良い。このように制御することで、自動操舵制御量で予定されていた走行経路を基準として自動操舵モードから手動操舵モードへの移行動作が行われる。
（Ｃ６）また、|Ｔｈ|＞Ｃと判定された後に|Ｔｈ|が減少して|Ｔｈ|＜Ｃと判定された場合には、操舵トルクＴｈの減少に応じて電動機制御量Ｍｒを減少させ、さらに、操舵トルクＴｈの大きさが移行下限値Ｄを下回った場合には、電動機制御量Ｍｒとして手動操舵制御量ｆ(Ｔｍ)が適用される完全な手動操舵モードへ移行するような制御を行っても良い。このような制御を行うことで、自動操舵モードから手動操舵モードに移行した直後の操舵の違和感を低減させるだけでなく、自動操舵モードから手動操舵モードに完全に移行するまで違和感のないスムーズな操舵感を可能にすることができる。
　なお、図９のように、操舵角δｈの大きさが第１操舵角閾値である値δｐを下回ったときに、操舵角δｈの減少に追従に応じて手動制御量Ｔｍを減少させて電動機制御量Ｍｒを減少させる場合には、操舵角δｈの大きさが移行下限値δｄを下回った場合に完全な手動操舵モードに移行するように制御する。
　上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
　次の優先権基礎出願の開示内容は引用文としてここに組み込まれる。
　日本国特許出願２０１６年第２２６７８７号（２０１６年１１月２２日出願）
　１…操舵装置、２…ステアリングホイール、７…電動機、１０…トルクセンサ、１７…操舵制御装置、３１…手動操舵制御器、３２…自動操舵制御器、３３…制御選択部、３４…電動機制御量演算部、３５…手動変化分演算部、３６…移行制御量演算部、３８…自動操舵制御量、４０，Ａｍ…手動操舵制御量、Ｍｃ…操舵制御量Ｍｃ、Ｍｍ…移行制御量、Ｍｒ…電動機操舵量、Ｔｈ…操舵トルク、Ｔｍ…手動制御量、δｈ…操舵角

Claims (8)

  1. 　入力された自動走行指令に基づいて、車両車輪を転舵する操舵用アクチュエータの自動操舵制御量を生成する自動操舵制御器と、
    　前記車両車輪を転舵する手動操作部の手動操作量に基づいて、前記操舵用アクチュエータの手動操舵制御量を生成する手動操舵制御器と、を備え、
    　前記自動操舵制御量により前記操舵用アクチュエータを制御する自動操舵モードおよび前記手動操舵制御量により前記操舵用アクチュエータを制御する手動操舵モードのいずれか一方を選択して、前記操舵用アクチュエータを制御する操舵制御装置であって、
    　前記自動操舵モードによる制御中に、前記車両車輪を転舵する手動操作部の手動操作量が所定値を超過すると、
    　前記手動操舵制御器は、超過時を基準とする前記手動操作量の変化に基づく手動操舵制御量変化を生成した後に、前記手動操作量に基づく手動操舵制御量を生成し、
    　前記超過時の前記自動操舵制御量に前記手動操舵制御量変化を加算した第１制御量に基づいて前記操舵用アクチュエータを制御した後に、前記手動操舵モードにより前記操舵用アクチュエータを制御する、操舵制御装置。
  2. 　請求項１に記載の操舵制御装置において、
    　前記手動操作量は、前記手動操作部の操作量に応じて検出される操舵トルクであって、
    　前記手動操舵制御量変化は、超過時を基準とする前記操舵トルクの変化量に基づいて前記手動操舵制御器で生成される手動操舵制御量である、操舵制御装置。
  3. 　請求項１に記載の操舵制御装置において、
    　前記手動操作量は、前記手動操作部の操作量に応じて検出される操舵トルクであって、
    　前記手動操舵制御量変化は、超過時を基準とする前記手動操舵制御量の変化量である、操舵制御装置。
  4. 　請求項１に記載の操舵制御装置において、
    　前記手動操作量は、前記手動操作部の操作量に応じて検出される操舵トルクであって、
    　前記手動操舵制御量変化は、前記手動操舵制御量と前記超過時からの時間経過に従ってゼロから漸増する手動寄与度との積である、操舵制御装置。
  5. 　請求項１に記載の操舵制御装置において、
    　前記第１制御量に代えて、前記超過時の前記自動操舵制御量を上限として演算される移行制御量に前記手動操舵制御量変化を加算した第２制御量に基づいて前記操舵用アクチュエータを制御した後に、前記手動操舵モードにより前記操舵用アクチュエータを制御する、操舵制御装置。
  6. 　請求項１に記載の操舵制御装置において、
    　前記第１制御量に代えて、前記自動操舵制御量に前記手動操舵制御量変化を加算した第３制御量に基づいて前記操舵用アクチュエータを制御した後に、前記手動操舵モードにより前記操舵用アクチュエータを制御する、操舵制御装置。
  7. 　請求項１に記載の操舵制御装置において、
    　前記手動操作量の大きさが前記所定値を超過した後に前記所定値を下回った場合には、前記手動操作量の減少に応じて前記第１制御量を減少させ、
    　さらに、前記手動操作量の大きさが前記所定値を下回った後に、前記所定値よりも小さな手動操舵モード移行操作量を下回った場合には、前記手動操舵モードによる前記操舵用アクチュエータの制御を行う、操舵制御装置。
  8. 　請求項１に記載の操舵制御装置において、
    　前記手動操作量の大きさが前記所定値を超過した後に、前記手動操作部の操作に伴って操舵角が第１操舵角閾値を下回った場合には、前記操舵角の減少に応じて前記第１制御量を減少させ、
    　さらに、前記操舵角が前記第１操舵角閾値よりも小さな第２操舵角閾値を下回った場合には、前記手動操舵モードによる前記操舵用アクチュエータの制御を行う、操舵制御装置。
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