JP6911300B2 - 運転支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータを操作対象とする運転支援装置に関する。

たとえば特許文献１には、転舵アクチュエータに内蔵された電動機のトルクを、ユーザによるステアリングの操作と車両の進行方向の情報とに基づき操作するいわゆるレーンキープ処理を実行する装置が記載されている。具体的には、この装置では、ステアリングに入力されるトルクである操舵トルクの検出値に基づきアシストトルクを設定し、アシストトルクと操舵トルクの検出値とに基づき、転舵角指令値を設定する。また、この装置では、レーンキープ処理のために転舵角指令値の補正値を算出し、この補正値によって転舵角指令値を補正する。そして、補正された転舵角指令値に転舵角の検出値をフィードバック制御するための操作量によってアシストトルクを補正し、電動機のトルクが補正されたアシストトルクとなるように制御する。

特開２０１５−４２５２７号公報

上記装置の場合、車両を車線に沿って走行させるための転舵角指令値の補正量は、ユーザによる意思とは独立に算出されるものであるため、ユーザの意思に応じた適切な制御とはならないおそれがある。

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両を車線に沿って走行させるために転舵角指令値を補正する処理を実行するものにおいて、転舵角指令値の補正量をユーザの意思に応じたより適切な値にできるようにした運転支援装置を提供することにある。

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．運転支援装置は、ユーザがステアリングに加えるトルクである操舵トルクの検出値を入力とし、転舵輪の転舵角の指令値である転舵角指令値を設定する転舵角指令値設定処理と、車両の進行方向の情報および前記転舵角の検出値を入力とし、前記車両を車線に従って走行させるために前記転舵角指令値を補正する支援量を算出する支援量算出処理と、前記支援量を支援補正量によって補正する支援量補正処理と、前記支援量補正処理のなされた前記支援量を用いて前記転舵角指令値を補正する指令値補正処理と、前記指令値補正処理にて補正された前記転舵角指令値に前記転舵角の検出値をフィードバック制御するために、前記転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータに操作信号を出力する操作処理と、を実行し、前記支援量補正処理は、前記転舵角の検出値または前記支援量と前記操舵トルクとを入力とし、ユーザによる前記ステアリングの操作による操舵と前記支援量算出処理による操舵との整合性が低い場合、高い場合と比較して、前記支援補正量を、前記支援量の絶対値を小さい値に減少補正する量に算出する支援補正量算出処理を含む。

上記構成では、支援量によって補正された転舵角指令値となるように転舵アクチュエータが操作されるため、車両を車線に従って走行させる支援をすることができる。しかも、ユーザによるステアリングの操作による操舵と支援量算出処理による操舵との整合性が低い場合には、支援量の絶対値を小さい値に補正するため、ユーザによる操舵を尊重することができる。このため、車両を車線に沿って走行させるために転舵角指令値を補正する処理を実行するものにおいて、転舵角指令値の補正量をユーザの意思に応じたより適切な値にできる。

２．上記１記載の運転支援装置において、前記支援量補正処理は、前記支援量の極性と前記操舵トルクの検出値の極性とが逆となって且つ、前記支援量の極性および前記検出値の極性が反転したことを検知することを条件に、前記支援補正量による補正に加えてパターン補正量によって前記支援量を補正することによって、前記支援補正量単独で前記支援量算出処理によって算出された前記支援量を補正した場合と比較して補正後の前記支援量の絶対値を減少させるパターン検出時補正処理を含む。

支援量の極性と操舵トルクの検出値の極性とが逆となる場合は、同一となる場合と比較して、ユーザによるステアリングの操作による操舵と支援量算出処理による操舵との整合性が低いため、支援補正量によって支援量の絶対値が減少補正される。ここで、操舵トルクの検出値の極性が反転する場合は、車両を右旋回側および左旋回側のいずれかに操舵する状態から逆側に操舵する状態に変化する場合であると考えられる。そしてその場合であっても、支援量の極性と操舵トルクの検出値の極性とが逆となるのであれば、上記整合性がいっそう低い状態であると考えられる。その場合、上記構成では、パターン補正量によって、支援補正量単独で支援量算出処理によって算出された支援量を補正した場合と比較して補正後の支援量の絶対値を減少させることによって、ステアリングの操作による操舵をいっそう尊重することができる。

３．上記１記載の運転支援装置において、前記支援量補正処理は、前記支援量の極性と前記操舵トルクの検出値の極性とが同一となって且つ、前記支援量の極性および前記検出値の極性が反転したことを検知することを条件に、前記支援補正量による補正に加えてパターン補正量によって前記支援量を補正することによって、前記支援補正量単独で前記支援量算出処理によって算出された前記支援量を補正した場合と比較して補正後の前記支援量の絶対値を増加させるパターン検出時補正処理を含む。

支援量の極性と操舵トルクの検出値の極性とが同一となる場合は、逆となる場合と比較して、ユーザによるステアリングの操作による操舵と支援量算出処理による操舵との整合性が高いため、逆となる場合と比較して、支援補正量によって補正された支援量の絶対値が大きくなる。ここで、操舵トルクの検出値の極性が反転する場合は、車両を右旋回側および左旋回側のいずれかに操舵する状態から逆側に操舵する状態に変化する場合であると考えられる。そしてその場合であっても、支援量の極性と操舵トルクの検出値の極性とが同一となるのであれば、支援量算出処理による操舵が転舵アクチュエータの操作に顕著に反映されているにもかかわらず、ステアリングによる操舵が必要とされていると考えられる。そこで上記構成では、パターン補正量によって、支援補正量単独で支援量算出処理によって算出された支援量を補正した場合と比較して補正後の支援量の絶対値を大きくすることによって、ステアリングに入力されるトルクを大きくしなくてもユーザの意思に沿った操舵がなされるようにすることができる。

４．上記１記載の運転支援装置において、前記支援量補正処理は、前記支援量の極性と前記操舵トルクの検出値の極性とが逆である第１状態から同一である第２状態に移行することを条件に、前記第２状態において前記支援補正量による補正に加えてパターン補正量によって前記支援量を補正することによって、前記支援補正量単独で前記支援量算出処理によって算出された前記支援量を補正した場合と比較して補正後の前記支援量の絶対値を増加させるパターン検出時補正処理を含む。

第１状態から第２状態に移行する場合、ステアリングの操作による操舵は、支援量算出処理による操舵に対して遅れた状態から追従する状態に移行するものであると考えられる。ここで、第１状態から第２状態に移行する場合、ユーザによるステアリングの操作による操舵と支援量算出処理による操舵との整合性は高まっている。そして、第２状態においては、支援補正量によって補正された支援量の絶対値が大きくなっているにもかかわらず、支援量の極性と操舵トルクの検出値の極性とが同一となる。これは、支援量算出処理による操舵が転舵アクチュエータの操作に顕著に反映されているにもかかわらず、ステアリングによる操舵が必要とされていると考えられる。そこで上記構成では、パターン補正量によって、支援補正量単独で支援量算出処理によって算出された支援量を補正した場合と比較して補正後の支援量の絶対値を大きくすることによって、ステアリングに入力されるトルクを大きくしなくてもユーザの意思に沿った操舵がなされるようにすることができる。

５．上記１〜４のいずれか１項に記載の運転支援装置において、前記支援補正量算出処理は、前記転舵角の検出値による前記操舵トルクの検出値の微分値が大きい場合に小さい場合よりも前記整合性が低いとして、前記支援補正量を、前記支援量を減少させる量とする処理を含む。

上記微分値が大きい場合には、転舵角を変化させるのに要する操舵トルクが大きいことを意味する。これは、支援補正量による操舵の支援によってステアリングの操舵をあまり支援できていない状態であると考えられる。このため、上記構成では、その場合に整合性が低いとして支援補正量を支援量を減少させる量とする。

６．上記１〜４のいずれか１項に記載の運転支援装置において、前記支援補正量算出処理は、前記支援量の極性と前記操舵トルクの検出値の極性とが逆である場合に同一である場合よりも前記整合性が低いとして、前記支援補正量を、前記支援量を減少させる量とする処理を含む。

支援量算出処理による操舵は、支援量の極性に反映され、ステアリングの操作による操舵は、操舵トルクの検出値の極性に反映される。このため、上記構成では、それらの極性が同一であるか否かに応じて、整合性を把握する。

第１の実施形態にかかる運転支援装置およびその操作対象の構成を示す図。 同実施形態にかかる制御装置の実行する処理の一部を示す図。 同実施形態にかかるゲイン算出処理部の処理の手順を示す流れ図。 第２の実施形態にかかるゲインの設定手法を示す図。 第３の実施形態にかかるゲイン算出処理部の処理の手順を示す流れ図。 同実施形態にかかる支援量の推移と操舵トルクの推移とを例示するタイムチャート。

＜第１の実施形態＞
以下、運転支援装置にかかる第１の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１に示すように、本実施形態にかかる操舵機構においては、ステアリングホイール（ステアリング１０）が、ステアリングシャフト１２に固定されており、ステアリングシャフト１２の回転に応じてラック軸２０が軸方向に往復動する。なお、ステアリングシャフト１２は、ステアリング１０側から順にコラム軸１４、中間軸１６、およびピニオン軸１８を連結することにより構成されている。

ピニオン軸１８は、ラック軸２０と所定の交叉角をもって配置されており、ラック軸２０に形成された第１ラック歯２０ａとピニオン軸１８に形成されたピニオン歯１８ａとが噛合されることで第１ラックアンドピニオン機構２２が構成されている。また、ラック軸２０の両端には、タイロッド２４が連結されており、タイロッド２４の先端は転舵輪２６が組み付けられた図示しないナックルに連結されている。したがって、ステアリング１０の操作に伴うステアリングシャフト１２の回転が第１ラックアンドピニオン機構２２によりラック軸２０の軸方向変位に変換され、この軸方向変位がタイロッド２４を介してナックルに伝達されることにより、転舵輪２６の転舵角、すなわち車両の進行方向が変更される。

上記ラック軸２０は、ピニオン軸２８と所定の交叉角をもって配置されており、ラック軸２０に形成された第２ラック歯２０ｂとピニオン軸２８に形成されたピニオン歯２８ａとが噛合されることで第２ラックアンドピニオン機構３０が構成されている。

ピニオン軸２８は、ウォームアンドホイール等の減速機構３２を介して、電動機３４の回転軸３４ａに接続されている。電動機３４には、電動機３４の各端子に電圧を印加するインバータ３６が接続されている。なお、図１においては、破線にて囲われた、ラック軸２０、ピニオン軸２８、減速機構３２、電動機３４、およびインバータ３６が転舵アクチュエータＰＳＡを構成する。

制御装置５０は、中央処理装置（ＣＰＵ５２）およびメモリ５４を備えており、メモリ５４に記憶されたプログラムをＣＰＵ５２が実行することにより、各種センサの検出値に基づき、インバータ３６を操作することによって、電動機３４の制御量（トルク）を制御する。各種センサとしては、たとえば、ピニオン軸１８に設けられたトーションバー６０の捩れに基づきピニオン軸１８に加わるトルク（操舵トルクＴｒｑｓ）を検出するトルクセンサ６２や、回転軸３４ａの回転角度θｍを検出する回転角度センサ６４がある。また、インバータ３６の出力線電流（電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗ）を検出する電流センサ６６、車両の走行速度（車速）を検出する車速センサ６８がある。

制御装置５０は、ユーザがステアリング１０を操作することによりステアリング１０に入力される操舵トルクＴｒｑｓに基づき、操舵をアシストするために転舵アクチュエータＰＳＡを操作するアシスト処理を実行する。ただし、制御装置５０は、アシスト処理に際して、カメラ７０による画像データに基づき車両を車線に従って走行させるために、転舵アクチュエータＰＳＡに対する操作信号ＭＳｔを、単なるアシスト処理によって要請されるものに対して補正したものとする。

図２に、メモリ５４に記憶されたプログラムをＣＰＵ５２が実行することにより実現される処理の一部を示す。
ベーストルク算出処理部Ｍ１０は、車速Ｖと操舵トルクＴｒｑｓとに基づき、ステアリング１０の操舵をアシストするアシストトルクのベース値（ベーストルクＴｒｑａ）を算出して出力する。ベーストルク算出処理部Ｍ１０は、操舵トルクＴｒｑｓの大きさ（絶対値）が大きい場合に小さい場合よりもベーストルクＴｒｑａの大きさ（絶対値）を大きい値に算出する。また、ベーストルク算出処理部Ｍ１０は、操舵トルクＴｒｑｓが同一であっても車速Ｖが低い場合に高い場合よりもベーストルクＴｒｑａの大きさを大きい値に設定する。

転舵角算出処理部Ｍ１２は、電動機３４の回転軸３４ａの回転角度θｍに基づき、転舵輪２６の転舵角θｐを算出する。
転舵角指令値設定処理部Ｍ１４は、操舵トルクＴｒｑｓとベーストルクＴｒｑａとに基づき、操舵トルクＴｒｑｓにとって理想的な転舵角である転舵角指令値θｐ１＊を算出して出力する。本実施形態では、以下の式（ｃ１）に基づき、転舵角指令値θｐ１＊を算出する。

Ｔｒｑｓ＋Ｔｒｑａ＝Ｋ・θｐ１＊＋Ｃ・θｐ１´＋Ｊ・θｐ１´´ …（ｃ１）
上記の式（ｃ１）は、トルクに対する理想的な転舵角指令値θｐ１＊を定めるモデルである。上記の式において、ばね係数Ｋは、ステアリング１０の操作時にユーザが感知する操舵感のうち、特に、サスペンションやホイールアライメントの仕様、転舵輪２６のグリップ力に起因した弾性に関する操舵感を定める。また、粘性係数Ｃは、ステアリング１０の操作時にユーザが感知する操舵感のうち、特に、操舵装置の摩擦に起因した操舵感を定める。また、慣性係数Ｊは、ステアリング１０の操作時にユーザが感知する操舵感のうち、特に、操舵装置の慣性に起因した操舵感を定める。

支援量算出処理部Ｍ１６は、カメラ７０による車両の進行方向前方等の画像データに基づき、車両を車線に従って走行させるための転舵角指令値θｐ１＊の補正量（支援量Δｐ１＊）を算出して出力する。詳しくは、支援量算出処理部Ｍ１６は、画像データに基づき、車両が車線に従って走行する際の理想的な軌跡である目標走行軌跡を算出する。そして、支援量算出処理部Ｍ１６は、目標走行軌跡と転舵角θｐとに基づき、転舵角θｐを、目標走行軌跡を走行するうえで適切な値に近づけるための支援量Δθｐ１＊を算出する。

ゲイン算出処理部Ｍ１８は、転舵角θｐと操舵トルクＴｒｑｓとを入力とし、ユーザによる操舵の意思に応じて、支援量Δθｐ１＊を補正するゲインＧｍ＊を算出して出力する。補正量補正処理部Ｍ２０は、支援量Δθｐ１＊にゲインＧｍ＊を乗算した値（支援量Δθｐ＊）を、補正後の支援量Δθｐ＊として出力する。

転舵角補正処理部Ｍ２２は、転舵角指令値θｐ１＊に支援量Δθｐ＊を加算することによって、転舵角指令値θｐ＊を算出して出力する。
転舵角フィードバック処理部Ｍ２４は、転舵角θｐを転舵角指令値θｐ＊にフィードバック制御するための操作量として、トルク補正量ΔＴｒｑを算出して出力する。トルク補正処理部Ｍ２６は、ベーストルクＴｒｑａに、トルク補正量ΔＴｒｑを加算することによって、トルク指令値Ｔｒｑ＊を算出して出力する。操作信号出力処理部Ｍ２８は、電動機３４のトルクをトルク指令値Ｔｒｑ＊とするための操作信号ＭＳｔを算出してインバータ３６に出力する。

図３に、ゲイン算出処理部Ｍ１８の処理の手順を示す。図３に示す処理は、ＣＰＵ５２により、たとえば所定周期で繰り返し実行される。
図３に示す一連の処理において、ＣＰＵ５２は、まず、操舵トルクＴｒｑｓと転舵角θｐとを取得する（Ｓ１０）。次に、ＣＰＵ５２は、転舵角θｐによる操舵トルクＴｒｑｓの１階微分値であるインピーダンスＩを算出する（Ｓ１２）。この処理は、実際には、所定時間当たりの転舵角θｐの変化量によって、所定時間当たりの操舵トルクＴｒｑｓの変化量を除算した値を求める処理とすればよい。インピーダンスＩは、ユーザによる操舵の意思を定量化したパラメータである。すなわち、インピーダンスＩは、値が大きい場合に小さい場合よりもユーザがステアリング１０を操作して操舵をする意思が大きいことを意味する。すなわち、たとえばユーザの操舵が支援量Δθｐ１＊による操舵と整合している場合、ステアリング１０に大きなトルクを入力する必要がないため、転舵角θｐが変化したとしても操舵トルクＴｒｑｓの変化量は小さくなり、インピーダンスＩは小さい値となる。一方、ユーザの操舵が支援量Δθｐ１＊による操舵と整合していない場合、ユーザがステアリング１０に大きなトルクを入力することとなり、転舵角θｐの変化量の割に操舵トルクＴｒｑｓが大きくなるためインピーダンスＩは大きい値となる。

次に、ＣＰＵ５２は、インピーダンスＩに基づきゲインＧｍ＊を算出する（Ｓ１４）。ゲインＧｍ＊は、ゼロ以上「１」以下の値であり、インピーダンスＩが小さい場合に大きい場合よりも大きい値となる。ＣＰＵ５２は、ゲインＧｍ＊を算出すると、図２に示した補正量補正処理部Ｍ２０にゲインＧｍ＊を出力する（Ｓ１６）。

なお、ＣＰＵ５２は、ステップＳ１６の処理が完了する場合、図３に示す一連の処理を一旦終了する。
ここで本実施形態の作用を説明する。

車両が車線からはずれるような走行をする場合、支援量算出処理部Ｍ１６は、車両を車線に沿って走行させるように支援量Δθｐ１＊を算出する。そして、転舵角指令値θｐ＊が、支援量Δθｐ１＊に基づき算出される場合、車両を車線に沿って走行させるアシストを行うことができる。

一方、ゲイン算出処理部Ｍ１８では、ユーザによる操舵の意思が大きい場合には、ゲインＧｍ＊を小さい値に算出するため、ゲインＧｍ＊によって補正された支援量Δθｐ１＊である支援量Δθｐ＊は、その絶対値が小さい値となる。このため、ユーザによる操舵の意思が大きい場合に、支援量Δθｐ１＊がユーザによる操舵の意思に干渉する事態が生じることを抑制することができる。

＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態について、第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

上記実施形態では、ＣＰＵ５２は、インピーダンスＩに基づきゲインＧｍ＊を算出したが、本実施形態では、支援量算出処理部Ｍ１６が出力する支援量Δθｐ＊と、操舵トルクＴｒｑｓとの類似度に基づき、ゲインＧｍ＊を算出する。

図４に、パターンＰＡ〜ＰＨのそれぞれについて、支援量Δθｐ＊と、操舵トルクＴｒｑｓとの類似度およびゲインＧｍ＊を示す。図４において、右肩上がりの矢印と右肩下がりの矢印とは、互いに極性が逆であることを示し、また、水平方向の矢印は、その大きさ（絶対値）が小さくゼロに近いことを示す。詳しくは、水平方向の矢印は、大きさが規定値以下であることを示し、右肩上がりの矢印は、大きさが規定値よりも大きく且つ右旋回側の値であることを示し、右肩下がりの矢印は、大きさが規定値よりも大きく且つ左旋回側の値であることを示す。なお、図４には、操舵トルクＴｒｑｓの変化速度を参考として記載している。

図４に示すパターンＰＡ，ＰＢは、いずれも支援量Δθｐ＊の極性と操舵トルクＴｒｑｓの極性とが逆となる場合を示している。図４に示すパターンＰＣ，ＰＤ，ＰＥ，ＰＦは、いずれも支援量Δθｐ＊と操舵トルクＴｒｑｓとのいずれか一方の大きさ（絶対値）が小さい場合を示す。また、図４に示すパターンＰＧ，ＰＨは、いずれも支援量Δθｐ＊の極性と操舵トルクＴｒｑｓの極性とが同一となる場合を示している。

パターンＰＡ，ＰＢの場合、類似度は小さいとして、ゲインＧｍ＊を小さい値とする。換言すれば、ステアリング１０の操作と支援量算出処理部Ｍ１６が車両を車線に沿って走行させるための操舵との類似度が小さいとして、ゲインＧｍ＊を小さい値とする。一方、パターンＰＣ，ＰＤ，ＰＥ，ＰＦは、いずれも支援量Δθｐ＊と操舵トルクＴｒｑｓとのいずれか一方の大きさ（絶対値）が小さいために、パターンＰＡ，ＰＢと比較すると類似度が大きい場合であるが、パターンＰＧ，ＰＨと比較すると類似度が小さい。このため、類似度は、中程度であるとして、ゲインＧｍ＊を、パターンＰＡ，ＰＢのものよりも大きいがパターンＰＧ，ＰＨのものよりも小さい値に設定する。これに対し、パターンＰＧ，ＰＨは、いずれも支援量Δθｐ＊の極性と操舵トルクＴｒｑｓの極性とが同一となる場合であるため、類似度が大きいとして、ゲインＧｍ＊を大きい値に設定する。

なお、たとえば、パターンＰＡ，ＰＢにおいても、ゲインＧｍ＊の値を１つに定める代わりに、互いの大きさの和が大きい場合に小さい場合よりも小さい値とするなどしてもよい。

＜第３の実施形態＞
以下、第３の実施形態について、第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

本実施形態では、インピーダンスＩに基づき設定されたゲインＧｍ＊を、走行パターンに基づき補正する。
図５に、ゲイン算出処理部Ｍ１８の処理の手順を示す。図５に示す処理は、ＣＰＵ５２により、たとえば所定周期で繰り返し実行される。なお、図５において、図３に示した処理に対応する処理については、便宜上、同一のステップ番号を付してその説明を省略する。

図５に示す一連の処理において、ＣＰＵ５２は、インピーダンスＩを算出すると、インピーダンスＩに基づきゲインＧｍ＊を算出する（Ｓ１４ａ）。ここで、ＣＰＵ５２は、インピーダンスＩが大きい場合に小さい場合よりもゲインＧｍ＊を小さい値とし且つ、ゲインＧｍ＊の最小値を「０」よりも大きい値とし、最大値を「１」よりも小さい値とする。ＣＰＵ５２は、ゲインＧｍ＊を算出すると、支援量Δθｐ＊および操舵トルクＴｒｑｓの時系列データに基づき、図４に示したパターンＰＡ，ＰＢが繰り返されるＰＡＢパターンであるか否かを判定する（Ｓ２０）。換言すれば、ＣＰＵ５２は、支援量Δθｐ＊の極性と操舵トルクＴｒｑｓの極性とが逆となって且つ、支援量Δθｐ＊の極性および操舵トルクＴｒｑｓの極性が反転したことを検知したか否かを判定する。

そしてＣＰＵ５２は、ＰＡＢパターンであると判定する場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、ゲインＧｍ＊に減少係数ＫＬ（＜１）を乗算することによって、ゲインＧｍ＊を減少補正する（Ｓ２２）。なお、減少係数ＫＬは、正の値である。この処理は、ユーザによるステアリング１０の操作をより尊重し、電動機３４のトルクに対する支援量算出処理部Ｍ１６による影響をより低減する処理である。すなわち、パターンＰＡ，ＰＢが繰り返される走行パターンの場合、ユーザは、支援量算出処理部Ｍ１６が意図する操舵を信用してこれに操舵をゆだねる状態になく、支援量算出処理部Ｍ１６が意図する操舵による転舵量を抑制するようにステアリング１０に操舵トルクＴｒｑｓを入力している状態であると考えられる。このため、本実施形態では、ステアリング１０の操作をより尊重する設定とした。

ＣＰＵ５２は、ＰＡＢパターンではないと判定する場合（Ｓ２０：ＮＯ）、図４に示したパターンＰＧ，ＰＨが繰り返されるＰＧＨパターンであるか否かを判定する（Ｓ２４）。換言すれば、ＣＰＵ５２は、支援量Δθｐ＊の極性と操舵トルクＴｒｑｓの極性とが同一となって且つ、支援量Δθｐ＊の極性および操舵トルクＴｒｑｓの極性が反転したことを検知したか否かを判定する。

そしてＣＰＵ５２は、ＰＧＨパターンであると判定する場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、ゲインＧｍ＊に増加係数ＫＨ（＞１）を乗算することによって、ゲインＧｍ＊を増加補正する（Ｓ２６）。これは、支援量算出処理部Ｍ１６が車両を車線に従って走行させるうえで適切であるとした操舵を、電動機３４のトルクにより大きく反映させるための設定である。すなわち、パターンＰＧ，ＰＨが繰り返される走行パターンの場合、支援量算出処理部Ｍ１６による操舵と、ユーザの操舵とが整合しているのであるが、同パターンが繰り返される場合、路面からの外乱等によってユーザがステアリング１０に入力する操舵トルクＴｒｑｓがある程度大きくなっている状態であると考えられる。このため、支援量算出処理部Ｍ１６による操舵を、電動機３４のトルクにより大きく反映させることによって、ユーザの負担の軽減を図る。

ＣＰＵ５２は、ＰＧＨパターンではないと判定する場合（Ｓ２４：ＮＯ）、図４に示したパターンＰＡに続いてパターンＰＦを経てパターンＰＧが生じることと、パターンＰＢに続いてパターンＰＥを経てパターンＰＨが生じることとの論理和が真であるか否かを判定する（Ｓ２８）。換言すれば、ＣＰＵ５２は、支援量Δθｐ＊の極性と操舵トルクＴｒｑｓの極性とが逆である状態から同一である状態に移行したか否かを判定する。

そしてＣＰＵ５２は、論理和が真であると判定する場合（Ｓ２８：ＹＥＳ）、支援量Δθｐ＊の極性と操舵トルクＴｒｑｓの極性とが同一である状態において、ゲインＧｍ＊に増加係数ＫＨ（＞１）を乗算することによって、ゲインＧｍ＊を増加補正する（Ｓ３０）。換言すれば、パターンＰＧ，ＰＨであるときにゲインＧｍ＊を増加補正する。これは、支援量算出処理部Ｍ１６による操舵と、ユーザの操舵とが整合している場合に、支援量算出処理部Ｍ１６による操舵を、電動機３４のトルクにより大きく反映させるための設定である。すなわち、たとえばパターンＰＡに続いてパターンＰＦを経てパターンＰＧが生じる場合、ユーザによる操舵は、支援量算出処理部Ｍ１６による操舵に対して遅延しつつも、それに整合した操舵へと移行している。そして、パターンＰＧ，ＰＨにおいては、整合しているにもかかわらず、ユーザがステアリング１０に入力する操舵トルクＴｒｑｓがある程度大きくなっている状態であると考えられる。このため、支援量算出処理部Ｍ１６による操舵を、電動機３４のトルクにより大きく反映させることによって、ユーザの負担の軽減を図る。

ＣＰＵ５２は、Ｓ２２，Ｓ２６，Ｓ３０の処理を完了する場合や、Ｓ２８において否定判定する場合には、Ｓ１６の処理に移行する。
ここで、本実施形態の作用を説明する。

図６に、走行パターンを例示する。図６に示すように、パターンＰＡ，ＰＢが生じる場合（図中、ＰＡＢ）、ＣＰＵ５２は、ゲインＧｍ＊を、Ｓ１４ａにおいて設定した値に対して減少補正する。また、ＣＰＵ５２は、パターンＰＧ，ＰＨが生じる場合（図中、ＰＧＨ）、ゲインＧｍ＊を、Ｓ１４ａにおいて設定した値に対して増加補正する。また、ＣＰＵ５２は、パターンＰＡ，ＰＦが生じた後（図中、ＰＡＦ）、パターンＰＧとなる場合、ゲインＧｍ＊を、Ｓ１４ａにおいて設定した値に対して増加補正する。

＜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．転舵角指令値設定処理は、ベーストルク算出処理部Ｍ１０および転舵角指令値設定処理部Ｍ１４によって転舵角指令値θｐ１＊が設定される処理に対応する。支援量算出処理は、支援量算出処理部Ｍ１６による支援量Δθｐ１＊を算出する処理に対応し、支援量補正処理は、ゲイン算出処理部Ｍ１８によりゲインＧｍ＊を算出する処理と、補正量補正処理部Ｍ２０が支援量Δθｐ＊を算出する処理とに対応する。指令値補正処理は、転舵角補正処理部Ｍ２２が転舵角指令値θｐ＊を算出する処理に対応する。操作処理部は、転舵角フィードバック処理部Ｍ２４がトルク補正量ΔＴｒｑを算出する処理と、トルク補正処理部Ｍ２６がトルク指令値Ｔｒｑ＊を算出する処理と、操作信号出力処理部Ｍ２８が操作信号ＭＳｔを出力する処理とに対応する。支援補正量算出処理は、ゲイン算出処理部Ｍ１８がゲインＧｍ＊を算出する処理に対応し、支援補正量は、ゲインＧｍ＊に対応し、運転支援装置は、制御装置５０に対応する。

２．パターン検出時補正処理は、Ｓ２０，Ｓ２２の処理に対応し、パターン補正量は、減少係数ＫＬに対応する。
３．パターン検出時補正処理は、Ｓ２４，Ｓ２６の処理に対応し、パターン補正量は、増加係数ＫＨに対応する。

４．パターン検出時補正処理は、Ｓ２８，Ｓ３０の処理に対応し、パターン補正量は、増加係数ＫＨに対応する。
５．Ｓ１４，Ｓ１４ａにおいて、インピーダンスＩが大きい場合に小さい場合よりもゲインＧｍ＊を小さい値に設定する処理に対応する。

６．図４に示したゲインＧｍ＊の設定処理に対応する。
＜その他の実施形態＞
なお、上記実施形態の各事項の少なくとも１つを、以下のように変更してもよい。

・「操作処理について」
転舵角指令値設定処理部Ｍ１４において、上記の式（ｃ１）にて表現されるモデル式を用いて転舵角指令値θｐ１＊を設定する代わりに、たとえば、粘性係数Ｃにて表現される項を削除するなど、別のモデルを用いてもよい。

ベーストルク算出処理部Ｍ１０によって算出されたベーストルクＴｒｑａにトルク補正量ΔＴｒｑを加算した値をトルク指令値Ｔｒｑ＊とすることは必須ではない。ベーストルクＴｒｑａを算出しない場合、操舵トルクＴｒｑｓのみから転舵角指令値θｐ１＊を算出し、転舵角θｐを転舵角指令値θｐ＊にフィードバック制御するための操作量を、トルク指令値Ｔｒｑ＊とすればよい。

トルク指令値Ｔｒｑ＊を算出することは必須ではない。たとえば、電動機３４が表面磁石同期電動機であって、弱め界磁制御を行うことなく最小電流最大トルク制御のみを実行することを前提とするなら、ｑ軸の電流指令値としてもよい。

・「ユーザによる操舵の意思の定量化手法について」
支援量Δθｐ１＊と操舵トルクＴｒｑｓとの類似度や、インピーダンスＩによって定量化するものに限らない。たとえば、図４に示した手法に代えて、操舵トルクＴｒｑｓの１階微分値と支援量Δθｐ１＊の１階微分値との極性によって定量化するものであってもよい。すなわち、たとえば、双方の極性が同一である場合に異なる場合よりも整合性が高いとして、ゲインＧｍ＊を大きい値に設定すればよい。また、たとえば、図４に示した手法に代えて、操舵トルクＴｒｑｓの２階微分値と支援量Δθｐ１＊の２階微分値との極性によって定量化するものであってもよい。すなわち、たとえば、双方の極性が同一である場合に異なる場合よりも整合性が高いとして、ゲインＧｍ＊を大きい値に設定すればよい。

・「パターン検出時補正処理について」
上記第３の実施形態では、インピーダンスＩに基づき算出されたゲインＧｍ＊を補正したが、これに限らない。たとえば、支援量Δθｐ１＊と操舵トルクＴｒｑｓとの類似度に基づき算出されたゲインＧｍ＊や、上記「ユーザによる操舵の意思の定量化手法について」の欄における他の変形例に基づき算出されたゲインＧｍ＊を補正する処理であってもよい。

また、パターン検出時補正処理としては、ゲインＧｍ＊を補正する処理に限らない。たとえば支援補正量にて支援量Δθｐ１＊を補正した後に、補正後の値をパターン補正量によって補正したり、パターン補正量にて支援量Δθｐ１＊を補正した後に、補正後の値を支援補正量にて補正したりしてもよい。

・「操舵装置について」
操舵角と転舵角との比である舵角比を電子制御によって可変とする舵角比可変アクチュエータを備えたものであってもよい。

ステアリング１０が転舵輪２６にトルクを伝達可能なものに限らない。たとえば、ステアリング１０と転舵輪２６とが機械的に遮断されているものであっても、ステアリング１０が転舵輪２６にトルクを伝達可能なものである場合にステアリング１０に加わる反力トルクと、同一のトルクを反力アクチュエータによってステアリングに付与する制御を実行しているものにあっては、上記処理が有効である。

・「運転支援装置について」
運転支援装置が、ＣＰＵおよびメモリを備えて、上述した各種処理を全てソフトウェア処理するものに限らない。少なくとも一部の処理を実行する、たとえば特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の専用のハードウェア回路を備えてもよい。

１０…ステアリング、１２…ステアリングシャフト、１４…コラム軸、１６…中間軸、１８…ピニオン軸、１８ａ…ピニオン歯、２０…ラック軸、２０ａ…第１ラック歯、２０ｂ…第２ラック歯、２２…第１ラックアンドピニオン機構、２４…タイロッド、２６…転舵輪、２８…ピニオン軸、２８…ピニオン歯、３０…第２ラックアンドピニオン機構、３２…減速機構、３４…電動機、３４ａ…回転軸、３６…インバータ、５０…制御装置、５２…ＣＰＵ、５４…メモリ、６０…トーションバー、６２…トルクセンサ、６４…回転角度センサ、６６…電流センサ、６８…車速センサ、７０…カメラ。

Claims (6)

1. ユーザがステアリングに加えるトルクである操舵トルクの検出値を入力とし、転舵輪の転舵角の指令値である転舵角指令値を設定する転舵角指令値設定処理と、
   車両の進行方向の情報および前記転舵角の検出値を入力とし、前記車両を車線に従って走行させるために前記転舵角指令値を補正する支援量を算出する支援量算出処理と、
   前記支援量を支援補正量によって補正する支援量補正処理と、
   前記支援量補正処理のなされた前記支援量を用いて前記転舵角指令値を補正する指令値補正処理と、
   前記指令値補正処理にて補正された前記転舵角指令値に前記転舵角の検出値をフィードバック制御するために、前記転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータに操作信号を出力する操作処理と、を実行し、
   前記支援量補正処理は、ユーザによる前記ステアリングの操作による操舵と前記支援量算出処理による操舵との整合性を評価し、前記整合性が低い場合に高い場合と比較して、前記支援補正量を、前記支援量の絶対値を小さい値に減少補正する量に算出する支援補正量算出処理を含み、
   前記支援補正量算出処理は、
   前記転舵角の検出値および前記操舵トルクを前記整合性の評価のための入力とする、
   または、
   前記支援量および前記操舵トルクを前記整合性の評価のための入力とする、
   または、
   前記転舵角の検出値、前記支援量および前記操舵トルクを前記整合性の評価のための入力とする処理である運転支援装置。
2. 前記支援量補正処理は、前記支援量の極性と前記操舵トルクの検出値の極性とが逆となって且つ、前記支援量の極性および前記検出値の極性が反転したことを検知することを条件に、前記支援補正量による補正に加えてパターン補正量によって前記支援量を補正することによって、前記支援補正量単独で前記支援量算出処理によって算出された前記支援量を補正した場合と比較して補正後の前記支援量の絶対値を減少させるパターン検出時補正処理を含む請求項１記載の運転支援装置。
3. 前記支援量補正処理は、前記支援量の極性と前記操舵トルクの検出値の極性とが同一となって且つ、前記支援量の極性および前記検出値の極性が反転したことを検知することを条件に、前記支援補正量による補正に加えてパターン補正量によって前記支援量を補正することによって、前記支援補正量単独で前記支援量算出処理によって算出された前記支援量を補正した場合と比較して補正後の前記支援量の絶対値を増加させるパターン検出時補正処理を含む請求項１記載の運転支援装置。
4. 前記支援量補正処理は、前記支援量の極性と前記操舵トルクの検出値の極性とが逆である第１状態から同一である第２状態に移行することを条件に、前記第２状態において前記支援補正量による補正に加えてパターン補正量によって前記支援量を補正することによって、前記支援補正量単独で前記支援量算出処理によって算出された前記支援量を補正した場合と比較して補正後の前記支援量の絶対値を増加させるパターン検出時補正処理を含む請求項１記載の運転支援装置。
5. 前記支援補正量算出処理は、前記転舵角の検出値による前記操舵トルクの検出値の微分値が大きい場合に小さい場合よりも前記整合性が低いとして、前記支援補正量を、前記支援量を減少させる量とする処理を含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の運転支援装置。
6. 前記支援補正量算出処理は、前記支援量の極性と前記操舵トルクの検出値の極性とが逆である場合に同一である場合よりも前記整合性が低いとして、前記支援補正量を、前記支援量を減少させる量とする処理を含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の運転支援装置。

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