JP6581627B2 - 車両の操舵制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステアリング機構を電動モータで駆動して操舵角を制御可能な車両の操舵制御装置に関する。

自動車等の車両においては、例えば特許文献１に開示されているように、ドライバによる操舵入力と独立して電動モータを介して操舵角を制御可能な電動パワーステアリング（EPS;Electric Power Steering）装置等の操舵装置を備え、カメラやレーダ装置等によって認識した車両周囲の外部環境に基づいて、自車両の走行位置を車線内に維持する車線維持制御や、自車両の車線外への逸脱を防止する車線逸脱防止制御等の操舵支援制御を行う技術が知られている。

特開２０１６−６４７９９号公報

電動パワーステアリング装置を介して車線逸脱防止制御等を行う場合、電動モータの指示トルクを通常の操舵制御よりも大きくして操舵角を急速に変化させる必要がある。このような比較的強いトルクで操舵速度が速い制御では、図８に示すように、指示トルクがレートリミッタによって一定のレートに制限されて変化しているとき、図８中のＤ期間において、電動モータからステアリング機構へのトルク伝達効率が変動し、モータの回転が瞬時停止或いは減速する段付きが発生する場合がある。この電動モータの回転段付きが発生すると、旋回走行における車両のヨーレート変化が停止又は減速して、その後、再度加速するといった状態となり、目標とする車両挙動が得られない虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、電動モータからステアリング機構へのトルク伝達効率の変動に起因する電動モータの回転段付きを防止し、目標通りの車両挙動を得ることを可能とする車両の操舵制御装置を提供することを目的としている。

本発明の一態様による車両の操舵制御装置は、ステアリング機構を電動モータで駆動して操舵角を制御可能な車両の操舵制御装置において、前記車両の外部環境情報及び走行情報に基づいて設定された走行コースに追従して走行するための目標ヨーレートを算出する目標ヨーレート算出部と、前記電動モータによって前記目標ヨーレートを発生させるための目標トルクを算出する目標トルク算出部と、前記目標トルクに基づく前記電動モータへの指示値の変化が一定のレートに制限された状態で制御周期毎に出力されている場合、前記指示値によって変化する前記電動モータの前記制御周期毎の回転角変化量の絶対値が設定値以下になったとき、前記目標トルクに対する補正ゲインを算出し、前記補正ゲインで前記目標トルクを増加方向に補正する目標トルク補正部とを備え、前記目標トルク補正部は、前記補正ゲインを、前記電動モータの回転角変化量の絶対値が前記制御周期毎に前記設定値以下となる回数に応じて前記目標トルクの増加量が大きくなるように設定する。

本発明によれば、電動モータからステアリング機構へのトルク伝達効率の変動に起因する電動モータの回転段付きを防止し、目標通りの車両挙動を得ることが可能となる。

車両操舵系の構成図 操舵制御系の構成を示すブロック図 トルク補正ゲインテーブルの特性例を示す説明図 要求トルク算出ルーチンのフローチャート 要求トルク算出ルーチンのフローチャート（その２） 段付き判定の動作を示す説明図 旋回時のモータ回転角とヨーレートの変化を示す説明図 従来の旋回時のモータ回転角とヨーレートの変化を示す説明図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１において、符号１は、ドライバによる操舵入力と独立してアクチュエータを介して操舵角を制御可能な操舵装置としての電動パワーステアリング（EPS;Electric Power Steering）装置を示す。このＥＰＳ装置１においては、図示しない自動車等の車両の車体フレームに、ステアリング軸２がステアリングコラム３を介して回動自在に支持されている。

ステアリング軸２の一端は運転席側へ延出され、他端がエンジンルーム側へ延出されている。ステアリング軸２の運転席側端部には、ステアリングホイール４が固設され、このステアリングホイール４が結合されるステアリング軸２の外周側に、舵角センサ２１が配設されている。

舵角センサ２１は、例えば、その内部に検知ギヤに内蔵された磁石の回転を検知する磁気抵抗素子を二組備えて構成されている。この舵角センサ２１は、ステアリングホイール４の基準となる回転位置（例えば、車両直進状態におけるステアリングホイール４上部の回転位置）を予め設定しておき、検知ギヤが回転することで生じる磁気変化に基づいて、予め設定した固定の基準位置からの回転角（舵角）及び回転方向（操舵方向）を検出することができる。

また、ステアリング軸２の中途には、トーションバー２ａが介装され、エンジンルーム側に延出される端部に、ピニオン軸５が連設されている。トーションバー２ａの外周側には、トルクセンサ２２が配設されている。トルクセンサ２２は、トーションバー２ａの捩れによってステアリング軸２の軸周りに生じるステアリングホイール４側とピニオン軸５側との変位を検出することにより、ドライバの操舵による操舵トルクを検出可能となっている。

一方、エンジンルーム内には、車幅方向へ延出するステアリングギヤボックス６が配設されており、このステアリングギヤボックス６にラック軸７が往復移動自在に挿通支持されている。このラック軸７に形成されたラック（図示せず）に、ピニオン軸５に形成されたピニオンが噛合されて、ラックアンドピニオン式のステアリング機構が形成されている。

また、ラック軸７の左右両端はステアリングギヤボックス６の端部から各々突出されており、その端部に、タイロッド８を介してフロントナックル９が連設されている。このフロントナックル９は、操舵輪としての左右輪１０Ｌ，１０Ｒを回動自在に支持すると共に、車体フレームに転舵自在に支持されている。ステアリングホイール４を操作し、ステアリング軸２、ピニオン軸５を回転させると、このピニオン軸５の回転によりラック軸７が左右方向へ移動し、その移動によりフロントナックル９がキングピン軸（図示せず）を中心に回動して、左右輪１０Ｌ，１０Ｒが左右方向へ転舵される。

また、ピニオン軸５に、ウォームギヤ等の減速ギヤ機構からなるアシスト伝達機構１１を介して、ドライバの操舵操作に対するアシスト及び自動操舵を可能とするアクチュエータとしての電動パワーステアリングモータ（ＥＰＳモータ）１２が連設されている。ＥＰＳモータ１２は、例えばケースに固定されたステータとステータの内部で回転するロータとを有するＤＣブラシレスモータからなる電動モータであり、この電動モータのロータの回転がアシスト伝達機構１１を介してラック軸７の軸方向の動きに変換される。

ＥＰＳモータ１２には、ロータの回転角を検出する回転角センサ２３が内蔵されている。この回転角センサ２３は、例えば、ロータリエンコーダ等によって所定の零点位置からのロータの相対的な回転角を検出するセンサであり、回転角センサ２３からの信号が操舵制御装置５０に入力される。

尚、回転角センサ２３は、例えば、イグニッションＯＮ時に、舵角センサ２１による舵角とアシスト伝達機構１１の減速比とに基づいての零点位置が初期設定され、通常、回転角センサ２３で検出する回転角と舵角センサ２１で検出するステアリングホイール４の回転角とは、同じ舵角（操舵角）として扱うことができる。

操舵制御装置５０は、マイクロコンピュータを中心として構成される制御ユニットであり、モータ駆動部２０を介してＥＰＳモータ１２を駆動制御する。操舵制御装置５０には、舵角センサ２１、トルクセンサ２２、回転角センサ２３、その他、車速を検出する車速センサ２４、車両の鉛直軸回りの回転速度すなわちヨーレートを検出するヨーレートセンサ２５等のセンサ類や図示しないスイッチ類からの信号が入力される。

また、操舵制御装置５０は、車内ネットワークを形成する通信バス２００に接続されている。通信バス２００には、車両の外部環境を認識して走行環境情報を取得する外部環境認識装置１５０をはじめとして、その他、図示しないエンジン制御装置、変速機制御装置、ブレーキ制御装置等の他の制御装置が接続され、各制御装置が通信バス２００を介して互いに制御情報を交換することができる。

外部環境認識装置１５０は、車載のカメラ、ミリ波レーダ、レーザレーダ等の各種デバイスによる自車両周囲の物体の検出情報、路車間通信や車車間通信等のインフラ通信によって取得した交通情報、ＧＰＳ衛星等からの信号に基づく自車両位置の測位情報、道路の曲率、車線幅、路肩幅等の道路形状データや、道路方位角、車線区画線の種別、レーン数等の走行制御用データを含む高精細の地図情報等により、自車両周囲の外部環境を認識する。

本実施の形態においては、外部環境認識装置１５０として、車載のカメラ及び画像認識装置による前方環境の認識を主として説明し、車載のカメラは、同一対象物を異なる視点から撮像する２台のカメラで構成されるステレオカメラとする。尚、ステレオカメラを構成する２台のカメラは、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を有するシャッタ同期のカメラであり、例えば、車室内上部のフロントウィンドウ内側のルームミラー近傍に所定の基線長で配置されている。

外部環境認識装置１５０におけるステレオカメラからの画像データの処理は、例えば以下のように行われる。まず、カメラで撮像した自車両の進行方向の１組のステレオ画像対に対し、対応する位置のずれ量から距離情報を有する距離画像を生成する。

白線等の車線区画線の認識では、車線区画線は道路面と比較して高輝度であるという知得に基づき、道路の幅方向の輝度変化を評価して、画像平面における左右の車線区画線の位置を画像平面上で特定する。この車線区画線の実空間上の位置（ｘ，ｙ，ｚ）は、画像平面上の位置（ｉ，ｊ）とこの位置に関して算出された視差とに基づいて、すなわち、距離情報に基づいて、周知の座標変換式より算出される。

自車両の位置を基準に設定された実空間の座標系は、本実施の形態では、例えば、カメラの中央真下の道路面を原点として、車幅方向をｘ軸、車高方向をｙ軸、車長方向（距離方向）をｚ軸とする。このとき、ｘ−ｚ平面（ｙ＝０）は、道路が平坦な場合、道路面と一致する。道路モデルは、道路上の自車両の走行レーンを距離方向に複数区間に分割し、各区間における左右の車線区画線を所定に近似して連結することによって表現される。

外部環境認識装置１５０による外部環境の認識結果は、操舵制御装置５０や他の制御装置に送信される。操舵制御装置５０は、自車両の自動運転やドライバの運転を支援する運転支援制御において、外部環境の認識結果から自車両が走行する走行コースとしての目標経路を設定し、この目標経路に追従して走行するよう、ＥＰＳモータ１２を駆動するモータ駆動部２０を介して操舵支援制御を実行し、ドライバのハンドル操作による操舵介入が検知された場合には、ＥＰＳモータ１２によりドライバの操舵操作をアシストする補助トルクを出力する。

操舵制御装置５０の操舵制御における目標経路は、外部環境認識装置１５０による外部環境の認識結果に基づいて設定される。例えば、自車両を車線に追従させて車線中央に維持する車線維持制御では、車線区画線としての左右の白線の道路幅方向の中央位置が目標経路として設定される。操舵制御装置５０は、自車両の車幅方向の中心位置を目標経路上の目標点に一致させる目標操舵角を設定し、操舵制御の舵角が目標操舵角となるよう、ＥＰＳモータ１２の駆動電流を制御する。尚、目標経路は、操舵制御装置５０ではなく、外部環境認識装置１５０等の他の制御装置で設定するようにしても良い。

また、操舵制御装置５０は、操舵支援制御中に、ドライバの不適切な操舵操作等によって自車両が現在の挙動のままだと車線から逸脱する可能性があると判断した場合、逸脱を防止する方向に操舵を制御する車線逸脱防止制御を実行する。この車線逸脱防止制御では、ＥＰＳモータ１２のアシスト伝達機構１１におけるトルク伝達効率の変動に伴ってピニオン軸トルクが変動し、ＥＰＳモータ１２の回転が瞬時停止又は減速してモータ回転の段付きが発生する虞がある。このため、操舵制御装置５０は、車線逸脱防止制御実行時に、所定の条件下でＥＰＳモータ１２の指示トルクを補正し、ＥＰＳモータ１２の回転段付きを防止する。

このような車線維持／車線逸脱防止制御に係る機能部として、操舵制御装置５０は、図２に示すように、外部環境認識装置１５０によって認識した車線の曲率、自車両の車線に対するヨー角及び横位置、車速センサ２４で検出した自車両の車速に基づいて、自車両が目標経路に沿って走行するための目標ヨーレートを算出する目標ヨーレート算出部６０と、目標ヨーレートを実現するためのＥＰＳモータ１２への指示トルクとなる目標トルクを算出する目標トルク算出部７０と、目標トルクを補正する目標トルク補正部７４とを主要部として備えている。これにより、操舵制御装置５０は、車線逸脱制御等の比較的強いトルクで舵角を変化させる操舵制御を実行するとき、所定の条件下で目標トルクを補正し、ＥＰＳモータ１２のアシスト伝達機構１１におけるトルク伝達効率の変動に起因する回転段付きを防止する。

より詳細には、目標ヨーレート算出部６０は、車線の曲率に応じた目標旋回量となる目標ヨーレート（車線曲率目標ヨーレート）γtgt_laneを算出する車線曲率目標ヨーレート算出部６１と、車線に対して逸脱を防止する目標旋回量となる目標ヨーレート（逸脱防止挙動生成目標ヨーレート）γtgt_turnを算出する逸脱防止挙動生成目標ヨーレート算出部６２とを備えている。

車線曲率目標ヨーレートγtgt_laneは、例えば、自車両の車速に、車線の曲率に応じて予め設定されたゲインを乗算して算出することができる。また、逸脱防止挙動生成目標ヨーレートγtgt_turnは、例えば、自車両の対車線ヨー角を自車両が車線を跨ぐまでの時間で除算して算出することができる。自車両が車線を跨ぐまでの時間は、自車両から逸脱方向の車線までの距離を、自車両の車速の対車線ヨー角に応じた速度成分で除算して求めることができる。

一方、目標トルク算出部７０は、フィードフォワード制御によるフィードフォワードトルクを算出するフィードフォワードトルク算出部７１、フィードバック制御によるフィードバックトルクを算出するフィードバックトルク算出部７２を備えている。目標トルク算出部７０は、フィードフォワードトルクとフィードバックトルクとを加算した目標トルクをレートリミッタ部７３に出力する。

フィードフォワードトルク算出部７１は、車線曲率目標ヨーレートγtgt_laneを発生させるためのフィードフォワードトルクＴp_yawrff_laneを算出し、また、車線逸脱の可能性がある場合には、逸脱防止挙動生成目標ヨーレートγtgt_turnを発生させるためのフィードフォワードトルクＴp_yawrff_turnを算出する。各フィードフォワードトルクＴp_yawrff_lane,Ｔp_yawrff_turnは、例えば、それぞれ、ヨーレート／トルク変換ゲインのマップを予め作成しておき、マップ参照によって得られた各トルク変換ゲインを、車線曲率目標ヨーレートγtgt_lane、逸脱防止挙動生成目標ヨーレートγtgt_turnに乗算して算出する。

フィードバックトルク算出部７２は、車線曲率目標ヨーレートγtgt_lane及び逸脱防止挙動生成目標ヨーレートγtgt_turnによる目標ヨーレートγpと、ヨーレートセンサ２５で検出した自車両の実ヨーレートγsとの偏差に基づくフィードバックトルクＴp_yawrfbを算出する。このフィードバックトルクＴp_yawrfbは、例えば、目標ヨーレートγpと実ヨーレートγsとの偏差（γp−γs）に対するＰＩＤ制御によって求める。

フィードフォワードトルク算出部７１からのフィードフォワードトルクＴp_yawrff_lane,Ｔp_yawrff_turnと、フィードバックトルク算出部７２からのフィードバックトルクＴp_yawrfbとを加算した目標トルクＴpは、レートリミッタ部７３に入力される。そして、レートリミッタ部７３で目標トルクＴpの出力変化速度が制限され、目標トルク補正部７４に入力され、要求トルクとして出力される。そして、要求トルクが最終レートリミッタ部７５に入力され、指示トルクＴlとして出力される。

レートリミッタ部７３及び最終レートリミッタ部７５は、出力トルクの変化速度をフィルタ処理等によって規制するリミッタである。最初のレートリミッタ部７３は、主として目標トルクＴpの変化速度をドライバに違和感を与えない速度に抑制する。最終レートリミッタ部７５は、安全を考慮して要求トルクの変化速度の限界を規定する。尚、通常は、最初のレートリミッタ部７３によってトルク変化速度が制限されるが、最終レートリミッタ部７５によってトルク変化速度が制限されることは少ない。

目標トルク補正部７４は、レートリミッタ部７３を経て出力される目標トルクＴpを補正する補正ゲインＧ_hoseiを算出し、この補正ゲインＧ_hoseiを目標トルクＴpに乗算して目標トルクＴpを増加方向に補正する。この補正ゲインＧ_hoseiを乗算した目標トルクＴp×Ｇ_hoseiにより、ＥＰＳモータ１２の出力トルクが増加方向に補正され、回転段付きが防止される。

補正ゲインＧ_hoseiは、ＥＰＳモータ１２のモータ回転の停止又は減速を判定して算出される。具体的には、回転角センサ２３によって検出したＥＰＳモータ１２のモータ回転角θmの変化量（絶対値）が設定値以下となるか否かを調べ、モータ回転角θmの変化量が設定値以下になったとき、ＥＰＳモータ１２に回転段付きが発生したと判断する。そして、モータ回転角θmの変化量が設定値以下となる回数をカウンタ（段付き判定カウンタ）でカウントし、図３に示すようなトルク補正ゲインテーブルに段付き判定カウンタの値を入力して補正ゲインＧ_hoseiを設定する。

本実施の形態においては、図３に示すトルク補正ゲインテーブルは、例えば、段付き判定カウンタのカウンタ値が”１”のとき、Ｇ_hosei＝１．００（補正無し）に設定され、カウンタ値が”２”以上で目標トルクＴpを増加方向に補正する特性に設定されている。図３においては、例えば、カウンタ値が”２”でＧ_hosei＝１．０２となり、カウンタ値が”３”以上では、Ｇ_hosei＝１．０５の最大補正となるような特性に設定されている。

段付き判定カウンタは、ドライバの操舵介入がなく、且つ目標トルクが一定値以上で目標トルクの変化量が一定以上といった条件が成立したとき、制御周期毎に、モータ回転角θmの変化量が設定値以下となった回数がカウントされる。この段付き判定カウンタのカウンタ値に応じて設定される補正ゲインＧ_hoseiは、後述するように、モータ回転角θmの変化量が設定値を超える回数をカウントする段付き判定不成立カウンタによって保持される。

次に、以上の操舵制御装置５０で実行される要求トルク算出のプログラム処理について、図４及び図５に示す要求トルク算出ルーチンのフローチャートを用いて説明する。

この要求トルク算出ルーチンでは、最初のステップＳ１において、現在の指示トルクＴlの符号を調べ、ステップＳ２以降で指示トルクＴlと反対方向に閾値を超えるドライバの操舵トルク入力があるか否かを判定する。これは、制御中にドライバの操舵によってＥＰＳモータ１２の回転が止まった場合、ＥＰＳモータ１２の回転段付き発生としてドライバの操作を阻害する方向に段付き補正が実施されてしまうことを防止するためである。

このため、ステップＳ１において、Ｔl≧０か否かを調べ、Ｔl≧０の場合、ステップＳ２でトルクセンサ２２で検出した操舵トルク（ドライバの操舵トルク；ステアトルク）Ｔsteerを、閾値（ドライバ介入閾値）Ｔhの負の値−Ｔhと比較する。ドライバ介入閾値Ｔhは、例えば、Ｔh＝0.6Nm程度に設定され、以下に説明するように、指示トルクと符号が反対のトルク（旋回方向と逆のトルク）が閾値Ｔhを超えて入力された場合、ドライバ操舵介入と判定して段付き補正を停止とする。

そして、ステップ２においてＴsteer＜−Ｔhの場合、ステップＳ２からステップＳ３へ進んでドライバトルク介入フラグＦdrvをＯＮにした後、ステップＳ８へ進む。ステップ２においてＴsteer≧−Ｔhである場合には、ステップＳ２からステップＳ４へ進み、ドライバトルク介入フラグＦdrvをＯＦＦにした後、ステップＳ８へ進む。

ドライバトルク介入フラグＦdrvは、ドライバの操舵介入の有無を示すフラグであり、例えばＦdrv＝１として、フラグをＯＮにしたとき、ドライバの操舵介入が有ることを示す。また、例えばＦdrv＝０として、フラグをＯＦＦにしたときには、ドライバの操舵介入が無いことを示す。

一方、ステップＳ１においてＴl＜０の場合、ステップＳ１からステップＳ５へ進み、ステアトルクＴsteerを正のドライバ介入閾値Ｔhと比較する。そして、Ｔsteer＞Ｔhの場合、ステップＳ５からステップＳ６へ進んでドライバトルク介入フラグＦdrvをＯＮにした後、ステップＳ８へ進む。Ｔsteer≦Ｔhである場合には、ステップＳ５からステップＳ７へ進み、ドライバトルク介入フラグＦdrvをＯＦＦにした後、ステップＳ８へ進む。

ステップＳ８〜Ｓ１１は、目標トルクに対する段付き補正の実施条件が成立するか否かを判定するステップである。先ず、ステップＳ８において、指示トルクが所定の設定値を超えているか否かを調べる。この設定値は、ステアリング機構が比較的強いトルクで駆動されてピニオン軸トルクの変動が発生する可能性があるトルク値であり、例えば、20Nmに設定されている。

ステップＳ８で指示トルクが設定値を超えている場合、ステップＳ８からステップＳ９へ進み、トルクの変化状態（トルクレート状態）が制御開始時のレートであるか否かを調べる。制御開始時のレートである場合には、ステップＳ１０で指示トルクの変化量が設定値を超えているか否かを調べる。指示トルクの変化量は、制御周期の１周期当たりの指示トルクの差分によって算出され、この差分によるトルク変化量（トルク変化率）が設定値（例えば、10Nm/sec）を超えている場合、ステップＳ１１で、ドライバトルク介入フラグがＯＦＦか否かを調べる。

そして、ステップＳ８〜Ｓ１１において、指示トルクが設定値を超えている条件、トルクレート状態が制御開始時のレートである条件、指示トルクの変化量が設定値を超えている条件、ドライバトルク介入フラグがＯＦＦである条件を全て満足する場合、段付き補正の実施条件成立と判断してステップＳ１２へ進む。ステップＳ８〜Ｓ１１の何れかの条件が満足されない場合には、段付き補正の実施条件不成立と判断して該当するステップからステップＳ１９へ進み、段付き判定カウンタ及び段付き判定不成立カウンタを共に０にリセットして後述するステップＳ２０へ進む。

ステップＳ１２では、ＥＰＳモータ１２のモータ回転角θmの変化量（絶対値）が設定値以下になったか否かを調べる。本実施の形態においては、制御周期の１周期分のモータ回転角θmの差分の絶対値｜Δθm｜を、モータ回転角変化量として算出し、このモータ回転角変化量｜Δθm｜を正の設定値θth（例えば、θth=2.5deg）と比較する。

そして、モータ回転角変化量｜Δθm｜が設定値θth以下の場合、モータ回転の段付きが発生していると判断してステップＳ１２からステップＳ１３へ進み、段付き判定カウンタをインクリメントする。次に、ステップＳ１４で段付き判定カウンタが０を超えているか否かを調べる。ステップＳ１４で段付き判定カウンタが０を超えている場合、すなわち、モータ回転角変化量｜Δθm｜が設定値θth以下の状態が継続して段付き判定カウンタが連続してインクリメントされている場合には、ステップＳ１４からステップＳ１５へ進んで段付き判定不成立カウンタを０にリセットし、ステップＳ２０へ進む。

一方、ステップＳ１２でモータ回転角変化量｜Δθm｜が設定値θthを超えている場合には、モータ回転の段付きはないものと判断してステップＳ１６へ進み、段付き判定不成立カウンタをインクリメントする。この場合、段付き判定不成立カウンタは、条件に応じてカウンタの最大値（例えば、２５５）までインクリメントされる。

次に、ステップＳ１６からステップＳ１７へ進み、段付き判定不成立カウンタが設定値を超えているか否かを調べる。本実施の形態においては、段付き判定不成立カウンタが例えば設定値３を超えているか否かを調べ、カウンタ値が３を超えている場合、ステップＳ１８で段付き判定カウンタをディクリメントしてステップＳ２０へ進み、カウンタ値が３を超えていない場合には、段付き判定カウンタの値を保持したままステップＳ２０へ進む。

ステップＳ２０では、トルク補正ゲインテーブルに段付き判定カウンタの値を入力して補正ゲインＧ_hoseiを検索し、ステップＳ２１で、レートリミッタ部７３でフィルタ処理された目標トルクＴp（フィルタ後トルク）を補正ゲインＧ_hoseiで補正して、補正後のトルク（Ｔp×Ｇ_hosei）を要求トルクとして算出する。この要求トルクは、最終レートリミッタ部７５に入力され、指示トルクＴlとして出力される。

以上の処理における段付き判定の動作を図６を用いて説明する。最初にモータ回転角変化量｜Δθm｜が設定値θthを超えて段付き判定カウンタが０から１にインクリメントされたとき、段付き補正の準備状態となる。このとき、補正ゲインＧ_hoseiは、１．０であり、実質的には、トルク補正は行われない。

その後、連続してモータ回転角変化量｜Δθm｜が設定値θthを超える場合、段付き判定カウンタは１のまま保持され、段付き判定不成立カウンタが１→２→…とインクリメントされていく（段付き補正判定保持）。そして、段付き判定不成立カウンタが３を超えると、段付き補正が解除され、段付き判定カウンタが０にリセットされ、次の制御周期で段付き判定不成立カウンタも０にリセットされて段付き補正の準備状態となる。

その後、連続的にモータ回転角変化量｜Δθm｜が設定値θth以下になると、段付き判定カウンタが０→１→２→３→…とインクリメントされていく。このとき、段付き判定カウンタが２となった時点で、補正ゲインＧ_hoseiが１．０２となり、トルク補正が実施される。このトルク補正は、段付き判定カウンタが３以上で補正ゲインＧ_hoseiが１．０５となり、補正が最大となる。

補正ゲインＧ_hoseiによるトルク補正の結果、モータ回転角変化量｜Δθm｜が設定値θthを超え、段付き判定不成立カウンタが０から１にインクリメントされると、段付き判定カウンタが保持されて、そのときの補正ゲインＧ_hoseiが保持される（段付き補正判定保持）。図６においては、段付き判定カウンタが５のまま補正ゲインＧ_hoseiが１．０５に保持される。

この補正ゲインＧ_hoseiによる補正実施中に段付き判定不成立カウンタが０からインクリメントされた場合には、直ちに段付き補正が解除されることはなく、段付き判定不成立カウンタのインクリメントに応じて段付き判定カウンタが順次ディクリメントされ、段付き補正が解除される。すなわち、補正ゲインが徐々に小さくされるゲインフェードアウトによる補正解除となる。

これにより、図７に示すように、車両旋回時にＥＰＳモータ１２に一定のレートで指示トルクを出力している場合、ＥＰＳモータ１２の回転停止又減速による段付きの発生をトルク補正によって防止することができる。その結果、ヨーレート変化の停止又は減速がなく、安定した車両挙動を得ることができる。尚、図７においては、モータ回転角、指示トルクは、車線の逸脱側と反対の方向をマイナス方向として示しており、指示トルクがよりマイナス側に補正されたとき、トルクが増加する方向に補正されてモータの回転段付きが解消される。

このように本実施の形態においては、ＥＰＳ装置１を介して操舵角を制御する際に、ＥＰＳモータ１２の回転角変化量が設定値以下になったとき、目標トルクＴpに対する補正ゲインＧ_hoseiを算出し、この補正ゲインＧ_hoseiで目標トルクＴpを増加方向に補正する。これにより、ＥＰＳモータ１２のステアリング機構へのトルク伝達効率の変動に起因する回転段付きを防止し、目標ヨーレートに従った車両挙動を得ることが可能となる。

１ 電動パワーステアリング装置
１１ アシスト伝達機構
１２ 電動パワーステアリングモータ（ＥＰＳモータ）
２１ 舵角センサ
２２ トルクセンサ
２３ 回転角センサ
２４ 車速センサ
２５ ヨーレートセンサ
５０ 操舵制御装置
６０ 目標ヨーレート算出部
６１ 車線曲率目標ヨーレート算出部
６２ 逸脱防止挙動生成目標ヨーレート算出部
７０ 目標トルク算出部
７１ フィードフォワードトルク算出部
７２ フィードバックトルク算出部
７３ レートリミッタ部
７４ 目標トルク補正部
７５ 最終レートリミッタ部
１５０ 外部環境認識装置

Claims (3)

1. ステアリング機構を電動モータで駆動して操舵角を制御可能な車両の操舵制御装置において、
   前記車両の外部環境情報及び走行情報に基づいて設定された走行コースに追従して走行するための目標ヨーレートを算出する目標ヨーレート算出部と、
   前記電動モータによって前記目標ヨーレートを発生させるための目標トルクを算出する目標トルク算出部と、
   前記目標トルクに基づく前記電動モータへの指示値の変化が一定のレートに制限された状態で制御周期毎に出力されている場合、前記指示値によって変化する前記電動モータの前記制御周期毎の回転角変化量の絶対値が設定値以下になったとき、前記目標トルクに対する補正ゲインを算出し、前記補正ゲインで前記目標トルクを増加方向に補正する目標トルク補正部と
   を備え、
   前記目標トルク補正部は、前記補正ゲインを、前記電動モータの回転角変化量の絶対値が前記制御周期毎に前記設定値以下となる回数に応じて前記目標トルクの増加量が大きくなるように設定することを特徴とする車両の操舵制御装置。
2. 前記目標ヨーレートは、自車両が走行する車線からの逸脱を防止する走行コースへの目標旋回量であることを特徴とする請求項１に記載の車両の操舵制御装置。
3. 前記目標トルク補正部は、前記電動モータによる前記ステアリング機構の操舵方向と逆方向に閾値を超えるドライバからの操舵入力があった場合、前記目標トルクの補正を実施しないことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の操舵制御装置。