JP2024072644A - 操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】警報発令のためにステアリングホイール１２を振動させることによって車両の挙動に影響が及ぶことを十分に抑制できるようにした操舵制御装置を提供する。【解決手段】ＰＵ６２は、上位ＥＣＵが設定した目標角の変化方向である操舵方向が右操舵方向に変化する場合、目標角を右あそび補償量だけ補正する。そして、ＰＵ６２は、操舵角を制御量として且つ補正した目標角を制御量の目標値とする制御を実行する。ＰＵ６２は、車線の逸脱を回避するための操舵介入を始めると、ステアリングホイール１２を振動させる。ＰＵ６２は、上位ＥＣＵが設定した目標角の変化が右操舵方向の場合、ステアリングホイール１２を左方向に変位させることによって振動の付与を開始する。【選択図】図１

Description

本発明は、操舵制御装置に関する。

たとえば下記特許文献１には、操舵方向に応じて目標操舵角を補正する制御装置が記載されている。この装置では、操舵予定方向が右操舵方向の場合、目標操舵角を、右操舵方向の値であるあそび量だけ補正する。あそび量は、操舵角が変化しても転舵輪の転舵角が変化しない量の最大値である。

また、車両が車線を逸脱しそうになる場合に、ステアリングホイールを振動せることによって、運転者にその旨を警告する技術が周知である。

特開２０２２－６８０５６号公報

ところで、ステアリングホイールと転舵輪とが機械的に連結されている車両の場合、ステアリングホイールを振動させることによって、車両の挙動に影響するおそれがある。

以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
１．操舵装置を制御対象とする操舵制御装置であって、前記操舵装置は、ステアリングホイールと、前記ステアリングホイールに連結されたステアリング軸と、前記ステアリング軸の回転に伴って転舵する車両の転舵輪と、前記ステアリング軸を回転させるモータと、を備え、警報情報取得処理、および振動処理を実行するように構成され、前記警報情報取得処理は、前記車両の運転者に警報を発令すべき旨の情報を取得する処理であり、前記振動処理は、前記モータを操作することによって、前記警報を発令すべき状況において、前記ステアリングホイールを所定領域において振動させる処理であり、前記所定領域は、前記ステアリングホイールが回転しても前記転舵輪の転舵角が変化しない領域である操舵制御装置である。

上記構成では、ステアリングホイールが回転しても転舵角が変化しない所定領域においてステアリングホイールを振動させる。これにより、振動処理によって車両の挙動に影響が及ぶことを十分に抑制できる。

２．前記振動処理は、当該振動処理の開始時に、前記操舵装置の操舵方向とは逆方向に前記ステアリングホイールを変位させる処理を含む上記１記載の操舵制御装置である。
上記所定領域の２つの端部のうちの操舵方向の端部は、ステアリングホイールの現在の回転角となる傾向がある。これは、操舵方向とは逆側にステアリングホイールを回転させても転舵角が変化しない傾向があることを意味する。そのため、上記構成では、振動処理の開始時に操舵方向とは逆側にステアリングホイールを変位させる。これにより、振動処理に伴って転舵角が意図せず変動することを抑制できる。

３．前記振動処理は、前記操舵装置の操舵方向に前記ステアリングホイールを変位させる処理によって当該振動処理を終了させる処理を含む上記１または２記載の操舵制御装置である。

上記構成では、ステアリングホイールを操舵方向に変位させることによって振動処理を終了させる。これにより、操舵方向にさらにステアリングホイールが変位することによって転舵角を迅速に変化させることができる。

４．前記警報情報取得処理は、前記警報を発令すべき旨の情報として、危険を回避するための操舵をすべき状況にある旨の情報を取得する処理を含む上記１～３のいずれか１つに記載の操舵制御装置である。

上記構成によれば、危険を回避するための操舵をすべき状況を、ステアリングホイールの振動によって運転者に知らせることができる。
５．目標舵角変数取得処理、目標舵角補正処理、および舵角制御処理を実行するように構成され、前記目標舵角変数取得処理は、目標舵角変数の値を取得する処理であり、前記目標舵角変数は、前記転舵輪の転舵角を示す変数であって且つ、前記危険を回避すべき状況において、危険を回避するための値に設定される変数であり、前記目標舵角補正処理は、前記目標舵角変数の値を前記操舵装置の操舵方向に応じたあそび補償量だけ補正する処理であり、前記舵角制御処理は、前記ステアリング軸の回転角度に応じた操舵角を制御量として且つ、前記目標舵角変数の値を前記制御量の目標値とする制御によって前記モータを操作する処理であり、前記振動処理は、前記危険を回避するための前記操舵方向に応じた前記あそび補償量によって前記目標舵角変数の値が補正された後に開始される上記４記載の操舵制御装置である。

危険を回避するための操舵方向に応じたあそび補償量によって目標舵角変数の値が補正されると、所定領域の２つの端部のうちの操舵方向における端部は、現在の操舵角に近づく。そのため、危険を回避するための操舵方向に応じたあそび補償量によって目標舵角変数の値が補正された後には、現在の操舵角が所定領域のどこに位置するかを把握することが容易となる。そのため、所定領域内でステアリングホイールを振動させることが容易となる。

なお、上記５によれば、上記２の構成を有する場合、所定領域において振動させるための振幅の最大値を把握することが容易となる。
６．あそび変位算出処理、基本量設定処理、および徐変処理を実行するように構成され、前記あそび変位算出処理は、操舵角の都度の変化に応じてあそび変位を算出する処理であり、操舵角は、前記ステアリングホイールの回転角度であり、前記あそび変位は、前記操舵角の変化に対して転舵角が変化しない領域における位置を特定する量であり、前記転舵角は、前記転舵輪の切れ角であり、前記基本量設定処理は、あそび基本量の設定タイミングにおける前記あそび変位に応じて、右操舵方向に応じたあそび基本量と、左操舵方向に応じたあそび基本量と、を前記操舵角を前記領域の端部の値とするための量に設定する処理であり、前記徐変処理は、前記目標舵角変数の値が右操舵方向または左操舵方向に変化した後、前記あそび補償量の大きさを前記あそび基本量の大きさに徐々に変化させる処理であり、前記振動処理は、前記あそび補償量が前記あそび基本量となった後に開始される上記５記載の操舵制御装置である。

あそび基本量に応じた補正がなされた目標舵角変数の値と操舵角とが一致すると、所定領域の２つの端部のうちの操舵方向の端部が操舵角と一致する。そのため、所定領域を明確に把握できる。

なお、上記６によれば、上記２の構成を有する場合、所定領域において振動させるための振幅の最大値を把握することが容易となる。

一実施形態にかかる操舵システムの構成を示すブロック図である。 同実施形態にかかる操舵角と転舵角との関係を示す図である。 同実施形態にかかる制御装置が実行する処理の手順を示す流れ図である。 同実施形態にかかる制御装置が実行する処理の手順を示す流れ図である。 同実施形態にかかる逸脱回避制御を例示する図である。 同実施形態にかかる制御装置が実行する処理の手順を示す流れ図である。 同実施形態にかかる制御装置が実行する処理の手順を示す流れ図である。 （ａ）および（ｂ）は、同実施形態にかかるステアリングホイールの振動処理を例示する図である。

以下、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
「前提構成」
図１に示す操舵装置１０は、ステアリングホイール１２を備える。ステアリングホイール１２には、ステアリング軸１４が連結されている。ステアリング軸１４のうちのステアリングホイール１２とは逆側の端部は、ベベルギア部１６の入力軸に連結されている。ベベルギア部１６の出力軸は、動力伝達軸１８を介して油圧パワーステアリング装置２０の入力軸に連結されている。油圧パワーステアリング装置２０のセクター軸は、ピットマンアーム２２の一方の端部に連結されている。ピットマンアーム２２のもう一方の端部は、ドラッグリンク２４の一方の端部に連結されている。ドラッグリンク２４のもう一方の端部は、ナックルアーム２６の一方の端部に連結されている。ナックルアーム２６のもう一方の端部は、右の転舵輪４０（Ｒ）のキングピン軸２８に連結されている。右の転舵輪４０（Ｒ）のキングピン軸２８と、左の転舵輪４０（Ｌ）のキングピン軸２８とは、タイロッドアーム３０およびタイロッド３２によって連結されている。

モータ５０の回転動力は、ステアリング軸１４に伝達される。モータ５０は、一例として、同期電動機である。モータ５０の端子には、インバータ５２の出力電圧が印加される。

操舵制御装置６０は、操舵装置１０を制御対象とする。操舵制御装置６０は、制御対象の制御のために、回転角センサ７０によって検出されるモータ５０の回転角度θｍを参照する。また、操舵制御装置６０は、モータ５０の各端子を流れる電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗを参照する。電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗは、たとえばインバータ５２の各レッグに設けられたシャント抵抗の電圧降下量として検出されてもよい。操舵制御装置６０は、ネットワーク７２を介して、車速センサ８４によって検出される車速Ｖを参照する。

操舵制御装置６０は、ネットワーク７２を介して上位ＥＣＵ８０と通信可能となっている。上位ＥＣＵ８０は、ステアリングホイール１２の操作による操舵の指示とは独立に、車両の操舵に介入するための指令を生成する処理を実行する。換言すれば、上位ＥＣＵ８０は、自動操舵処理を実行する。本実施形態の自動操舵処理は、運転者によるステアリングホイール１２の操作によって車両が車線を逸脱しそうな場合に、その状況を解消すべく操舵介入をする処理である。上位ＥＣＵ８０は、自動操舵処理を実行するために、カメラ８２によって撮影された車両の前方の画像データを取得する。また、上位ＥＣＵ８０は、インターフェース８６を介して運転者によって入力された自動操舵処理の実行の可否の意思表示等を把握する。

操舵制御装置６０は、ＰＵ６２および記憶装置６４を備えている。ＰＵ６２は、ＣＰＵ、ＧＰＵ、およびＴＰＵ等のソフトウェア処理装置である。記憶装置６４は、電気的に書き換え不可能な不揮発性メモリであってもよい。また記憶装置６４は、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリ、およびディスク媒体等の記憶媒体であってもよい。操舵制御装置６０は、記憶装置６４に記憶されたプログラムをＰＵ６２が実行することによって、制御対象を制御する処理を実行する。

「操舵装置１０の特性」
上述の操舵装置１０は、複雑なリンク機構を有することに起因して、ステアリング軸１４の回転に対して転舵輪４０が回転しないいわゆるあそびが大きい。

図２に、操舵角θｈと転舵角θｔとの関係を示す。ここで、操舵角θｈは、ステアリング軸１４の回転角度である。一方、転舵角θｔは、転舵輪４０に関するタイヤの切れ角である。また、図２に記載の中立位置Ｏは、操舵角θｈおよび転舵角θｔの双方がゼロである点である。これは、操舵角θｈおよび転舵角θｔの双方ともに直進方向を示すことを意味する。なお、以下では、右旋回方向の回転角を正として且つ、左旋回方向の回転角を負とする。

図２に示すように、中立位置Ｏから操舵角θｈを右旋回方向に変化させても点Ａに到達するまでは、転舵角θｔは変化しない。そして、操舵角θｈが点Ａよりさらに大きい値となると、転舵角θｔが増加する。

また、点Ｂにおいて操舵角θｈを減少させても、転舵角θｔは変化しない。換言すれば、点Ｂにおいて操舵方向を左側に切り替えても、転舵角θｔは変化しない。なお、操舵方向とは、ステアリング軸１４の回転速度が示す方向である。そして操舵角θｈが点Ｃを超えてさらに小さい値となると、転舵角θｔが減少する。換言すれば、操舵角θｈが負の値であって、その絶対値を点Ｃを超えてさらに大きくすると、転舵角θｔが減少する。

そして、転舵角θｔがゼロとなる点Ｄにおいて、操舵角θｈは負の値となる。
点Ｅは、転舵角θｔがゼロとなった後にも操舵角θｈを左操舵方向にさらに変位させることによって得られた値である。操舵角θｈを点Ｅにおいて増加させても、操舵角θｈが点Ｆに到達するまでは転舵角θｔは変化しない。操舵角θｈが点Ｆを超えてさらに大きくなると、転舵角θｔが増加する。

このように、たとえば点Ｂに位置する場合、点Ｂと点Ｃとの間で操舵角θｈが変化しても、転舵角θｔは変化しない。またたとえば、点Ｅに位置する場合、点Ｅと点Ｆとの間で操舵角θｈが変化しても、転舵角θｔは変化しない。このように、操舵装置１０のあそびに起因して、操舵角θｈの変化に対して転舵角θｔが変化しない領域が存在する。ただし、この領域は、操舵角θｈの固定した値を有する領域ではなく、操舵角θｈの変化の履歴によって変わり得る領域である。

点Ｂから点Ｃへの操舵角θｈの変位は、右旋回からの切り戻しにおいて生じる。また、点Ｅから点Ｆへの操舵角θｈの変位は、左旋回からの切り戻しにおいて生じる。これらの切り戻し時における操舵角θｈの変化に対して転舵角θｔが変化しない領域の長さを、図２には、「α」と記載している。「α」は、記憶装置６４に予め記憶されている。「α」は、たとえば、固定値であってもよい。またたとえば、「α」は、都度更新される値であってもよい。「α」の更新処理は、たとえば以下のようにして実行できる。

１．ＰＵ６２は、車両の停止時に、モータ５０の回転角を制御してステアリング軸１４を回転させる。
２．ＰＵ６２は、モータ５０の回転に対してモータ５０に流れる電流が閾値を超える直前におけるモータ５０の回転角によって、上記領域の端部を特定する。

ＰＵ６２は、上記「１」および「２」のモータ５０の回転角の制御を、右回転および左回転の双方に行うことによって、「α」を推定する。ＰＵ６２は、推定した「α」によって、記憶装置６４に記憶した「α」を更新する。ＰＵ６２は、たとえば、推定した「α」を、記憶装置６４に記憶してもよい。またたとえば、ＰＵ５２は、推定した「α」と、記憶装置６４に記憶されていた「α」との加重平均処理値を、記憶装置６４に新たに記憶してもよい。

「あそび基本量の設定」
上記領域は、操舵角θｈの変化に対する転舵角θｔの変化の応答性を低下させる要因となる。そのため、本実施形態では、あそび補償量によって応答性の低下の抑制を図る。ここでは、まず、あそび補償量を算出するための基本となる量であるあそび基本量の設定について説明する。

図３に、あそび基本量の設定に関する処理の手順を示す。図３に示す処理は、記憶装置６４に記憶されたプログラムをＰＵ６２がたとえば所定周期で繰り返し実行することによって実現される。なお、以下では、先頭に「Ｓ」が付与された数字によって各処理のステップ番号を表現する。

図３に示す一連の処理において、ＰＵ６２は、操舵角θｈを取得する（Ｓ１０）。操舵角θｈは、ＰＵ６２によって回転角度θｍの積算処理によって算出される。次にＰＵ６２は、あそび変位を算出するための変数Ｘを以下の式にて算出する（Ｓ１２）。

Ｘ←Δα（ｎ－１）＋（θｈ－θｈ（ｎ－１））
上記の式において、「ｎ－１」は、図３に示す一連の処理の実行タイミングの前回の実行タイミングにおける値であることを意味する。すなわち、「Δα（ｎ－１）」は、図３に示す一連の処理の前回の実行タイミングにおけるあそび変位Δαであることを意味する。また、「θｈ（ｎ－１）」は、図３に示す一連の処理の前回の実行タイミングにおけるＳ１０の処理において取得された値であることを意味する。

図２に、あそび変位Δαを例示する。図２には、中立位置Ｏから操舵角θｈを右にあそび変位Δαだけ切ったことにより、操舵角θｈが点Ｐの位置に達した状態を示している。図３に戻り、ＰＵ６２は、変数Ｘの値が「－α／２」以上であって且つ「α／２」以下であるか否かを判定する（Ｓ１４）。ＰＵ６２は、Ｓ１４の処理において肯定判定する場合、あそび変位Δαに、変数Ｘの値を代入する（Ｓ１６）。

一方、ＰＵ６２は、Ｓ１４の処理において否定判定する場合、変数Ｘの値が「α／２」よりも大きいか否かを判定する（Ｓ１８）。ＰＵ６２は、変数Ｘの値が「α／２」よりも大きいと判定する場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、あそび変位Δαに、「α／２」を代入する（Ｓ２０）。この処理は、たとえば図２において点Ａを超えて操舵角θｈが大きく右に切られた状況に対応する。その場合、あそび変位Δαは、操舵角θｈの変化に対して転舵角θｔが変化しない領域のうちの右操舵方向の端部に位置する。領域の長さが「α」であり、領域の中央を「０」と定義すると、上記領域のうちの右操舵方向の端部のあそび変位Δαは、「α／２」となる。

一方、ＰＵ６２は、Ｓ１８の処理において否定判定する場合、あそび変位Δαに、「－α／２」を代入する（Ｓ２２）。
ＰＵ６２は、Ｓ１６，Ｓ２０，Ｓ２２の処理を完了する場合、自動操舵モードに切り替わったか否かを判定する（Ｓ２４）。自動操舵モードは、上述の自動操舵処理を実行するモードである。自動操舵モードにおいては、上位ＥＣＵ８０が操舵制御装置６０に目標角θｔ＊を出力する。目標角θｔ＊は、転舵輪４０の転舵角の目標値を示す変数である。ただし、目標角θｔ＊の変化量は、図２に示した点Ｆおよび点Ｂ間、または点Ｃおよび点Ｅ間において、操舵角θｈの変化量と等しくなるように定量化されている。

ＰＵ６２は、切り替わったと判定する場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、右あそび基本量αＲ０および左あそび基本量αＬ０を設定する（Ｓ２６）。すなわち、ＰＵ６２は、右あそび基本量αＲ０に、「α／２－Δα」を代入する。また、ＰＵ６２は、左あそび基本量αＬ０に、「－α／２－Δα」を代入する。

自動操舵モードに切り替わった時点で、たとえば、あそび変位Δαが図２に示した点Ｐに位置する場合、目標角θｔ＊の変化が右操舵方向であっても、操舵角θｈが「α／２－Δα」だけ変化するまでは、転舵角は変化しない。そのため、目標角θｔ＊の変化に対する転舵角の応答性を高める上では、目標角θｔ＊の右操舵方向への変化に伴って、目標角θｔ＊を開ループ制御によって、「α／２－Δα」だけ補正することが望ましい。そのため、ＰＵ６２は、右あそび基本量αＲ０に「α／２－Δα」を代入する。また、あそび変位Δαが点Ｐに位置する場合、目標角θｔ＊が左操舵方向に変化しても、操舵角θｈが「－α／２－Δα」だけ変化するまでは、転舵角は変化しない。そのため、目標角θｔ＊の変化に対する転舵角の応答性を高める上では、目標角θｔ＊の左操舵方向への変化に伴って、目標角θｔ＊を開ループ制御によって、「－α／２－Δα」だけ補正することが望ましい。そのため、ＰＵ６２は、左あそび基本量αＬ０に「－α／２－Δα」を代入する。

ＰＵ６２は、Ｓ２６の処理を完了する場合と、Ｓ２４の処理において否定判定する場合と、には、図３に示した一連の処理を一旦終了する。
「あそび補償量の設定」
図４に、あそび補償量の設定に関する処理の手順を示す。図４に示す処理は、自動操舵モードにおいて、記憶装置６４に記憶されたプログラムをＰＵ６２がたとえば所定周期で繰り返し実行することによって実現される。

図４に示す一連の処理において、ＰＵ６２は、まず、フラグＦが「１」であるか否かを判定する（Ｓ３０）。フラグＦは、「１」である場合に、車両が車線を逸脱することを抑制するための操舵介入処理を実行していることを示す。フラグＦは、「０」である場合に、上記操舵介入処理を実行していないことを示す。

ＰＵ６２は、フラグＦが「０」であると判定する場合（Ｓ３０：ＮＯ）、上位ＥＣＵ８０から逸脱回避制御の開始通知を受信したか否かを判定する（Ｓ３２）。開始通知は、操舵介入によって車線の逸脱を抑制する制御を開始した際に通知される。なお、この際、上位ＥＣＵ８０は、逸脱回避の操舵方向をも通知する。ＰＵ６２は、開始通知を受信したと判定する場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、フラグＦに「１」を代入する（Ｓ３４）。そして、ＰＵ６２は、上位ＥＣＵ８０による逸脱回避の操舵方向が右操舵方向であるか否かを判定する（Ｓ３６）。

ＰＵ３２は、右操舵方向であると判定する場合（Ｓ３６：ＹＥＳ）、Ｓ３８に移行する。ＰＵ６２は、Ｓ３８の処理において、右あそび補償量αＲに右あそび基本量αＲ０を代入して且つ、左あそび補償量αＬに「０」を代入する。一方、ＰＵ３２は、左操舵方向であると判定する場合（Ｓ３６：ＮＯ）、Ｓ４０に移行する。ＰＵ６２は、Ｓ４０の処理において、右あそび補償量αＲに「０」を代入して且つ、左あそび補償量αＬに左あそび基本量αＬ０を代入する。

一方、ＰＵ６２は、フラグＦが「１」であると判定する場合（Ｓ３０：ＹＥＳ）、上位ＥＣＵ８０から逸脱回避制御終了通知を受信したか否かを判定する（Ｓ４２）。逸脱回避制御終了通知は、逸脱回避のための操舵介入が終了したときに上位ＥＣＵ８０から出力される。逸脱回避制御終了通知は、操舵介入自体が終了したことを通知するものではない。以下、図５に基づきこれについて説明する。

図５に、車両ＶＣが右側により過ぎて車線を逸脱しそうになった場合を示す。換言すれば、車両ＶＣが右側の白線１００により過ぎた場合を示す。この場合、時刻ｔ１に、上位ＥＣＵ８０から逸脱回避制御開始通知が出力される。時刻ｔ２には、上位ＥＣＵ８０から逸脱回避制御終了通知が出力される。時刻ｔ１～ｔ２の期間は、操舵方向が左側であるか転舵角が左旋回側の値となって操舵角が一定となっている期間である。ただし、フィードバック制御による転舵角の微小な変動は無視する。時刻ｔ２における転舵角を維持する場合、車両ＶＣは車線の左側へと近づくことになる。そこで、上位ＥＣＵ８０は、車両ＶＣを車線に沿って走行させるべく、時刻ｔ２～ｔ３までさらに操舵介入を実行する。ただし、時刻ｔ２～ｔ３の期間は、逸脱回避制御の終了後の処理となっている。すなわち、時刻ｔ１～ｔ２の期間は、上位ＥＣＵ８０が車両ＶＣを左側に寄せる制御を実行している期間を示す。一方、時刻ｔ２～ｔ３の期間は、上位ＥＣＵ８０が左側に寄せる制御の後に車両ＶＣを車線に対して真っすぐに走行させる制御を実行している期間を示す。

図４に戻り、ＰＵ６２は、逸脱回避制御終了通知を受信したと判定する場合（Ｓ４２：ＹＥＳ）、フラグＦに「０」を代入する（Ｓ４４）。ＰＵ４２は、Ｓ４４の処理を完了する場合と、Ｓ３２の処理において否定判定する場合と、には、Ｓ４６の処理に移行する。ＰＵ６２は、Ｓ４６の処理において、右あそび補償量αＲに右あそび基本量αＲ０を代入して且つ、左あそび補償量αＬに左あそび基本量αＬ０を代入する（Ｓ４６）。

なお、ＰＵ６２は、Ｓ３８，Ｓ４０，Ｓ４６の処理を完了する場合、図４に示す一連の処理を一旦終了する。
「自動操舵モードにおける転舵角の制御」
図６に、転舵角の制御に関する処理の手順を示す。図６に示す処理は、自動操舵モードにおいて、記憶装置６４に記憶されたプログラムをＰＵ６２がたとえば所定周期で繰り返し実行することによって実現される。

図６に示す一連の処理において、ＰＵ６２は、まず上位ＥＣＵ８０が出力する目標角θｔ＊を取得する（Ｓ５０）。目標角θｔ＊は、転舵輪４０の転舵角の目標値である。次にＰＵ６２は、目標角θｔ＊の変化が正であるか否かを判定する（Ｓ５２）。換言すれば、ＰＵ６２は、目標角θｔ＊の変化方向が、右操舵方向であるか否かを判定する。目標角θｔ＊の変化方向が右操舵方向であることは、上位ＥＣＵ８０が目標角θｔ＊を通じて右操舵を指示していることを意味する。図６には、図６にかかる一連の処理の１つ前の実行タイミングにおけるＳ５０の処理によって取得した目標角θｔ＊を、「θｔ＊（ｎ－１）」と記載している。

ＰＵ６２は、目標角θｔ＊の変化が正であると判定する場合（Ｓ５２：ＹＥＳ）、あそび補償量Δ０に、右あそび補償量αＲを代入する（Ｓ５４）。
一方、ＰＵ６２は、Ｓ５２の処理において否定判定する場合、目標角θｔ＊の変化が負であるか否かを判定する（Ｓ５６）。換言すれば、ＰＵ６２は、目標角θｔ＊の変化方向が、左操舵方向であるか否かを判定する。ＰＵ６２は、目標角θｔ＊の変化が負であると判定する場合（Ｓ５６：ＹＥＳ）、あそび補償量Δ０に、左あそび補償量αＬを代入する（Ｓ５８）。

ＰＵ６２は、Ｓ５６の処理において否定判定する場合、あそび補償量Δ０に「０」を代入する（Ｓ６０）。
ＰＵ６２は、Ｓ５４，Ｓ５８，Ｓ６０の処理を完了する場合、あそび補償量Δ０の変化速度の大きさを小さい側に制限するガード処理を施す（Ｓ６２）。ガード処理後の値が、あそび補償量Δである。図６に示す一連の処理の前回の実行タイミングにおけるあそび補償量Δを、「Δ（ｎ－１）」とすると、Ｓ６２の処理の出力は、以下となる。

（Δ０／｜Δ０｜）・ＭＩＮ（Δｔｈ ｜Δ０－Δ（ｎ－１）｜）＋Δ（ｎ－１）
ここで、上限値Δｔｈは、図６に示す処理の実行周期当たりのあそび補償量Δの変化量の大きさの最大値を規定する。

次にＰＵ６２は、目標角θｔ＊にあそび補償量Δおよび振動成分Δｖを加算した値を、目標角θｔ＊に代入する（Ｓ６４）。振動成分Δｖについては後述する。次にＰＵ６２は、操舵角θｈを取得する（Ｓ６６）。そして、ＰＵ６２は、操舵角θｈを制御量として且つ、目標角θｔ＊を制御量の目標値とするフィードバック制御の操作量を算出する（Ｓ６８）。操作量は、モータ５０のトルクであってもよい。次にＰＵ６２は、操作量に応じてモータ５０を制御すべく、インバータ５２に操作信号ＭＳを出力する（Ｓ７０）。これにより、たとえば操作量がモータ５０のトルクの場合、モータ５０のトルクが操作量となるように、インバータ５２の出力電圧が操作される。この処理は、たとえば電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗを入力として実行されてもよい。

なお、ＰＵ６２は、Ｓ７０の処理を完了する場合、図６に示す一連の処理を一旦終了する。ちなみに、Ｓ５０～Ｓ６０の処理を実行する周期内に、Ｓ６２～Ｓ７０の処理を複数回実行するようにしてもよい。その場合、Ｓ６２の処理の前回の実行タイミングにおけるあそび補償量Δを、「Δ（ｎ－１）」とする。これにより、目標角θｔ＊が変化しなくなる前にあそび補償量Δをあそび補償量Δ０に収束させる確実性を高めることができる。

「車線逸脱回避のための警報発令処理」
図７に、車線逸脱回避のための警報発令処理の手順を示す。図７に示す処理は、自動操舵モードにおいて、記憶装置６４に記憶されたプログラムをＰＵ６２がたとえば所定周期で繰り返し実行することによって実現される。

図７に示す一連の処理において、ＰＵ６２は、まずフラグＦが「１」であるか否かを判定する（Ｓ８０）。ＰＵ６２は、フラグＦが「１」であると判定する場合（Ｓ８０：ＹＥＳ）、上位ＥＣＵ８０による逸脱回避の操舵方向が右操舵方向であるか否かを判定する（Ｓ８２）。ＰＵ６２は、右操舵方向であると判定する場合（Ｓ８２：ＹＥＳ）、あそび補償量Δが右あそび補償量αＲに一致しているか否かを判定する（Ｓ８４）。この処理は、Ｓ６２の処理である、あそび補償量Δが右あそび補償量αＲへと徐々に近づけられる処理が完了したか否かを判定する処理である。

ＰＵ６２は、あそび補償量Δが右あそび補償量αＲに一致していると判定する場合（Ｓ８４：ＹＥＳ）、振動成分Δｖに、「－α・ｓｉｎ（ωｔ）」を代入する（Ｓ８６）。ここで、時間ｔは、Ｓ８４の処理においてはじめて肯定判定された時点が「０」とされる。Ｓ８６の処理によれば、時間の経過に伴って振動成分Δｖは、負であって絶対値が一旦大きくなった後、絶対値が漸減してゼロとなり、その後、正の値を取る。換言すれば、振動成分Δｖは、左操舵方向の値となった後、右操舵方向の値となる。

一方、ＰＵ６２は、上位ＥＣＵ８０による逸脱回避の操舵方向が左操舵方向であると判定する場合（Ｓ８２：ＮＯ）、あそび補償量Δが左あそび補償量αＬに一致しているか否かを判定する（Ｓ８８）。この処理は、Ｓ６２の処理である、あそび補償量Δが左あそび補償量αＬへと徐々に近づけられる処理が完了したか否かを判定する処理である。

ＰＵ６２は、あそび補償量Δが左あそび補償量αＬに一致していると判定する場合（Ｓ８８：ＹＥＳ）、振動成分Δｖに、「α・ｓｉｎ（ωｔ）」を代入する（Ｓ９０）。ここで、時間ｔは、Ｓ８８の処理においてはじめて肯定判定された時点が「０」とされる。Ｓ９０の処理によれば、時間の経過に伴って振動成分Δｖは、正であって絶対値が一旦大きくなった後、絶対値が漸減してゼロとなり、その後、負の値を取る。換言すれば、振動成分Δｖは、右操舵方向の値となった後、左操舵方向の値となる。

ＰＵ６２は、Ｓ８６，Ｓ９０の処理が完了する場合、時間ｔが「２・Ｎ・π／ω」となったか否かを判定する（Ｓ９２）。この処理は、振動成分Δｖを付与することを停止するか否かを判定する処理である。ここで、「Ｎ」は振動の回数である。すなわち、ステアリングホイール１２に１周期の「Ｎ」倍の正弦波振動を与えた場合に、振動成分Δｖの付与を停止する。

ＰＵ６２は、時間ｔが「２・Ｎ・π／ω」となったと判定する場合（Ｓ９２：ＹＥＳ）と、Ｓ８０，Ｓ８４，Ｓ８８の処理において否定判定する場合と、には、振動成分Δｖに「０」を代入する（Ｓ９４）。ＰＵ６２は、Ｓ９４の処理を完了する場合と、Ｓ９２の処理において否定判定する場合と、には、図７に示す一連の処理を一旦終了する。なお、ＰＵ６２は、Ｓ９４の処理を完了する場合には、フラグＦが「０」となるまでは、図７に示す一連の処理を実行しない。なお、これに代えて、Ｓ９２の処理を、時間ｔが「２・Ｎ・π／ω」以上であるか否かを判定する処理に変更して、Ｓ８０の処理とＳ８２の処理との間に実行してもよい。

「本実施形態の作用および効果」
ＰＵ６２は、上位ＥＣＵ８０からの逸脱回避制御の開始通知を受信すると、ステアリングホイール１２を振動させる。

図８（ａ）に振動開始時の状態を示す。図８（ａ）には、逸脱回避制御のための操舵方向が左方向である場合を示す。ＰＵ６２は、あそび補償量Δが左あそび補償量αＬとなると、振動成分Δｖを付与する。その際、ＰＵ６２は、図８（ａ）に示すように、右操舵方向にステアリングホイール１２を変位させることによって振動を開始する。ここで、あそび補償量Δが左あそび補償量αＬとなって操舵角θｈが目標角θｔ＊に一致した時点では、操舵角θｈが右操舵方向に「α」だけ変位しても転舵角は変化しない。そのため、ＰＵ６２は、右操舵方向へのステアリングホイールの変位によって振動の付与を開始することによって、転舵角に影響を与えることなく振動を付与できる。

ＰＵ６２は、Ｎ周期の振動を与えた後、振動の付与を停止する。Ｓ８６，Ｓ９０の処理からわかるように、停止直前における振動成分Δｖはゼロである。したがって、逸脱回避制御のための操舵方向が左方向の場合、図８（ｂ）に示すように、振動方向は左操舵方向から右操舵方向に切り替わる直前に振動成分Δｖの付与が終了する。したがって、その時点での目標角θｔ＊の補正量は、あそび補償量Δと等しくなる。したがって、振動成分Δｖの終了に伴って、操舵角θｈの変化に対する転舵角の変化の応答性が低下する事態を抑制できる。

以上説明した本実施形態によれば、さらに以下に記載する作用および効果が得られる。
（１－１）右あそび補償量αＲを右あそび基本量αＲ０として且つ、左あそび補償量αＬを左あそび基本量αＬ０とするのであれば、操舵角θｈを目標角θｔ＊に制御することにより、転舵角を目標角θｔ＊に応じて高精度に制御できる。ただし、たとえば、図５に例示する時刻ｔ１～ｔ２の期間において、制御の微調整によって目標角θｔ＊の変化が右操舵方向となる可能性がある。そしてその場合に、あそび補償量Δを右あそび基本量αＲ０としたのでは、車線の逸脱を抑制する制御をする上で安定性に欠ける懸念がある。そこで、ＰＵ６２は、その場合の右あそび補償量αＲをゼロとした。これにより、車線の逸脱を抑制する制御の安定性を確保できる。

＜対応関係＞
上記実施形態における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係は、次の通りである。以下では、「課題を解決するための手段」の欄に記載した解決手段の番号毎に、対応関係を示している。［１，４］警報情報取得処理は、Ｓ３２の処理に対応する。振動処理は、振動成分Δｖが「０」でないときにおけるＳ６８，Ｓ７０の処理に対応する。所定領域は、図８にドットにて示した領域に対応する。［２］図８（ａ）に示した処理に対応する。［３］図８（ｂ）に示した処理に対応する。［５］目標舵角変数取得処理は、Ｓ５０の処理に対応する。目標舵角変数は、目標角θｔ＊に対応する。目標舵角補正処理は、Ｓ６４の処理に対応する。舵角制御処理は、Ｓ６８～Ｓ７０の処理に対応する。［６］あそび変位量算出処理は、Ｓ１０～Ｓ２２の処理に対応する。基本量設定処理は、Ｓ２４，Ｓ２６の処理に対応する。徐変処理は、Ｓ６２の処理に対応する。

＜その他の実施形態＞
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態および以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

「振動処理について」
・Ｓ８６の処理では、ステアリングホイール１２に重畳させる振動成分Δｖを、正弦波としたが、これに限らない。たとえばのこぎり波としてもよい。

・Ｓ８６の処理では、ステアリングホイール１２に重畳させる振動成分Δｖの振幅の大きさを「α」としたが、これに限らない。「０」よりも大きく「α」未満の値としてもよい。

・Ｓ９０の処理では、ステアリングホイール１２に重畳させる振動成分Δｖを、正弦波としたが、これに限らない。たとえばのこぎり波としてもよい。
・Ｓ９０の処理では、ステアリングホイール１２に重畳させる振動成分Δｖの振幅の大きさを「α」としたが、これに限らない。「０」よりも大きく「α」未満の値としてもよい。

「危険を回避するための操舵をすべき状況にある旨の情報を取得する処理について」
・危険を回避するための操舵をすべき状況にある旨の情報を取得する処理が、車線を逸脱する状況にある旨の情報を取得する処理に限らない。たとえば、車両の走行を妨げる障害物がある旨の情報を取得する処理であってもよい。また、車両の走行するそばに崖がある旨の情報を取得する処理であってもよい。

「警報情報取得処理について」
・警報情報取得処理としては、危険を回避するための操舵をすべき状況にある旨の情報を取得する処理に限らない。たとえば、車内に設置されたカメラの出力に基づき、わき見運転や居眠り運転をしている状況であると判定される場合に、その旨の情報を取得する処理であってもよい。

「目標舵角変数について」
・目標舵角変数としては、転舵輪４０の転舵角を、ステアリング軸１４の回転角度に換算した値に限らない。たとえば転舵角自体としてもよい。その場合、Ｓ６８の処理においては、操舵角θｈを転舵角に換算した値を制御量として且つ、目標角を制御量の目標値とする処理を実行すればよい。

「徐変処理について」
・たとえば、目標角θｔ＊が変化しなくなった時点で、あそび補償量Δがあそび補償量Δ０に到達していない場合、あそび補償量Δがあそび補償量Δ０に到達するまではあそび補償量Δを変化させてもよい。これは、たとえば、目標角θｔ＊が右操舵方向に変化している状態から変化しなくなった状態に移行した場合に、あそび補償量Δを右あそび補償量αＲまで変化させることを意味する。

・Ｓ６２の処理では、上限値Δｔｈの漸増速度を一定値としたが、これに限らない。たとえば、上限値Δｔｈの漸増速度の変化速度を予め定められた変化速度としてもよい。またたとえば、目標角θｔ＊の変化速度に応じて上限値Δｔｈの漸増速度の変化速度を変更してもよい。

「あそび補償量について」
・Ｓ３８の処理において、左あそび補償量αＬをゼロとすることは必須ではない。たとえば、左あそび補償量αＬの絶対値をゼロよりも大きくしつつも左あそび基本量αＬ０の絶対値よりも小さくしてもよい。

・Ｓ４０の処理において、右あそび補償量αＲをゼロとすることは必須ではない。たとえば、右あそび補償量αＲの絶対値をゼロよりも大きくしつつも右あそび基本量αＲ０の絶対値よりも小さくしてもよい。

・右あそび補償量αＲおよび左あそび補償量αＬの設定にとって、図４に例示した処理は必須ではない。たとえば、右あそび補償量αＲおよび左あそび補償量αＬを、それぞれ、右あそび基本量αＲ０および左あそび基本量αＬ０に常時一致させてもよい。

・Ｓ５２，Ｓ５６の処理に応じて、操舵方向を判定することは必須ではない。たとえば、Ｓ５２の処理における目標角θｔ＊に代えて、目標角θｔ＊をフィルタ処理した値を用いてもよい。これにより、ノイズの影響で操舵方向が頻繁に反転していると判定することを抑制できる。

「自動操舵モードについて」
・上記実施形態では、運転者によるステアリングホイール１２の操作によって車線を逸脱しそうになる場合に、上位ＥＣＵ８０が操舵に介入する処理を想定した。しかし、自動操舵モードにおいて実行される自動操舵処理は、こうした処理に限らない。たとえば、運転者がステアリングホイール１２を操作しているときに、車両が障害物に接触しそうになる場合に、上位ＥＣＵ８０が操舵に介入する処理であってもよい。

「舵角制御処理について」
・舵角制御処理が、操舵角θｈを制御量として且つ目標角θｔ＊を制御量の目標値とするフィードバック制御の操作量を算出する処理を含むことは必須ではない。たとえば、操舵角θｈを制御量として且つ目標角θｔ＊を制御量の目標値とする開ループ制御の操作量を算出する処理を含んでもよい。またたとえば、フィードバック制御の操作量と開ループ制御の操作量との双方を算出する処理を含んでもよい。

「操舵制御装置について」
・操舵制御装置としては、上位ＥＣＵ８０が設定した目標角θｔ＊を取得する装置に限らない。たとえば、操舵制御装置６０と上位ＥＣＵ８０とを一体化した装置としてもよい。

・操舵制御装置６０としては、ＰＵ６２と記憶装置６４とを備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態においてソフトウェア処理されたものの少なくとも一部を、ハードウェア処理する専用のハードウェア回路（たとえばＡＳＩＣ等）を備えてもよい。すなわち、操舵制御装置は、以下の（ａ）～（ｃ）のいずれかの構成であればよい。（ａ）上記処理の全てを、プログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶するＲＯＭ等のプログラム格納装置とを備える。（ｂ）上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置およびプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。（ｃ）上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置およびプログラム格納装置を備えたソフトウェア処理回路や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。すなわち、上記処理は、１または複数のソフトウェア処理回路および１または複数の専用のハードウェア回路の少なくとも一方を備えた処理回路によって実行されればよい。

１０…操舵装置
１２…ステアリングホイール
１４…ステアリング軸
１６…ベベルギア部
１８…動力伝達軸
２０…油圧パワーステアリング装置
２２…ピットマンアーム
２４…ドラッグリンク
２６…ナックルアーム
２８…キングピン軸
３０…タイロッドアーム
３２…タイロッド
４０…転舵輪
５０…モータ
５２…インバータ
６０…操舵制御装置
８０…上位ＥＣＵ

Claims (6)

1. 操舵装置を制御対象とする操舵制御装置であって、
   前記操舵装置は、
   ステアリングホイールと、
   前記ステアリングホイールに連結されたステアリング軸と、
   前記ステアリング軸の回転に伴って転舵する車両の転舵輪と、
   前記ステアリング軸を回転させるモータと、
   を備え、
   警報情報取得処理、および振動処理を実行するように構成され、
   前記警報情報取得処理は、前記車両の運転者に警報を発令すべき旨の情報を取得する処理であり、
   前記振動処理は、前記モータを操作することによって、前記警報を発令すべき状況において、前記ステアリングホイールを所定領域において振動させる処理であり、
   前記所定領域は、前記ステアリングホイールが回転しても前記転舵輪の転舵角が変化しない領域である操舵制御装置。
2. 前記振動処理は、当該振動処理の開始時に、前記操舵装置の操舵方向とは逆方向に前記ステアリングホイールを変位させる処理を含む請求項１記載の操舵制御装置。
3. 前記振動処理は、前記操舵装置の操舵方向に前記ステアリングホイールを変位させる処理によって当該振動処理を終了させる処理を含む請求項１記載の操舵制御装置。
4. 前記警報情報取得処理は、前記警報を発令すべき旨の情報として、危険を回避するための操舵をすべき状況にある旨の情報を取得する処理を含む請求項１記載の操舵制御装置。
5. 目標舵角変数取得処理、目標舵角補正処理、および舵角制御処理を実行するように構成され、
   前記目標舵角変数取得処理は、目標舵角変数の値を取得する処理であり、
   前記目標舵角変数は、前記転舵輪の転舵角を示す変数であって且つ、前記危険を回避すべき状況において、危険を回避するための値に設定される変数であり、
   前記目標舵角補正処理は、前記目標舵角変数の値を前記操舵装置の操舵方向に応じたあそび補償量だけ補正する処理であり、
   前記舵角制御処理は、前記ステアリング軸の回転角度に応じた操舵角を制御量として且つ、前記目標舵角変数の値を前記制御量の目標値とする制御によって前記モータを操作する処理であり、
   前記振動処理は、前記危険を回避するための前記操舵方向に応じた前記あそび補償量によって前記目標舵角変数の値が補正された後に開始される請求項４記載の操舵制御装置。
6. あそび変位算出処理、基本量設定処理、および徐変処理を実行するように構成され、
   前記あそび変位算出処理は、操舵角の都度の変化に応じてあそび変位を算出する処理であり、
   操舵角は、前記ステアリングホイールの回転角度であり、
   前記あそび変位は、前記操舵角の変化に対して転舵角が変化しない領域における位置を特定する量であり、
   前記転舵角は、前記転舵輪の切れ角であり、
   前記基本量設定処理は、あそび基本量の設定タイミングにおける前記あそび変位に応じて、右操舵方向に応じたあそび基本量と、左操舵方向に応じたあそび基本量と、を前記操舵角を前記領域の端部の値とするための量に設定する処理であり、
   前記徐変処理は、前記目標舵角変数の値が右操舵方向または左操舵方向に変化した後、前記あそび補償量の大きさを前記あそび基本量の大きさに徐々に変化させる処理であり、
   前記振動処理は、前記あそび補償量が前記あそび基本量となった後に開始される請求項５記載の操舵制御装置。

Images