JP6663767B2 - 車両の操舵支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、運転支援制御中、或いはオーバーライドにおいてステアリング系の摩擦力を補償する摩擦補償トルクを適正に設定することのできる車両の操舵支援装置に関する。

従来、運転者がステアリングを操作した際の操舵力を電動モータによって補助する、いわゆる電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）が知られている。又、近年では、例えば運転者が意図せず車線から逸脱し、或いは逸脱しようとする際に、運転者のハンドル操作とは独立した操舵制御により車両を車線内に戻して車線逸脱を防止する車線逸脱防止（ＬＤＰ）制御が知られている。更に、車線の所定位置（例えば、車線中央）を目標走行軌跡として設定し、車両が目標走行位置に沿って走行するように操舵支援を行う車線維持支援（ＡＬＫ）制御も知られている。

ところで、運転者がハンドルを切り始めるとき、ステアリング系の摩擦力（静止摩擦力）の影響を受けて重たく（渋く）感じる。そのため、電動パワーステアリング装置には、例えば、特許文献１（再公表Ｗ０２０１０／０８７２９５号公報）に開示されているような、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルクセンサの出力値に基づいて摩擦力を補償する摩擦補償トルクを算出し、この摩擦補償トルクにて電動モータの操舵トルクを補助し、摩擦力を相殺することで、良好な操舵フィーリングを得ることができるようにした技術が多く採用されている。

一方、車線逸脱防止（ＬＤＰ）制御や車線維持支援（ＡＬＫ）制御等の運転支援制御においても、電動モータを駆動させる際に、ハンドル側のステアリング系が同時に回動するので、当該ステアリング系の摩擦力の影響を受ける。そのため、例えば特許文献２（特開２０１５−１８９４１０号公報）に開示されているような、車線逸脱防止に必要な目標ヨーレートを算出し、この目標ヨーレートに対して車両の実ヨーレートが近づく方向の摩擦補償トルクを算出し、この摩擦補償トルクを、目標ヨーモーメントをトルク変換した値に加算して目標トルクを設定することで、ステアリング系の摩擦トルクを補償し、車両旋回時の応答性を向上させて、逸脱防止性能を向上させるようにした技術も知られている。

再公表Ｗ０２０１０／０８７２９５号公報 特開２０１５−１８９４１０号公報

上述した文献に開示されているように、ステアリング系の摩擦トルクを補償する手段として、電動パワーステアリング制御では、操舵トルクセンサの出力値に基づいて摩擦補償トルクを算出し、一方、操舵支援制御では、目標ヨーレートに実ヨーレートを近づけるための摩擦補償トルクを設定している。

このように、電動パワーステアリング制御と操舵支援制御では、ステアリング系の摩擦力を補償する摩擦補償トルクをそれぞれ設定しているが、必要とするパラメータが相違しており、又、設定される摩擦補償トルクの補償方向や補償量も相違する。

そのため、電動パワーステアリング装置を備える車両において、例えばＡＬＫ制御を行った場合、運転者がハンドルを軽く把持した状態で、車両がカーブに進入するに際し、図６（ａ）に示すように、制御ユニットが電動パワーステアリング装置の電動モータに対してカーブの曲率に応じた操舵トルクを出力するに際し、同図（ｂ）に示すように、ステアリング系の摩擦力を補償する摩擦補償トルク（ＡＬＫ制御用摩擦補償トルク）を、ＡＬＫ操舵トルクに加算して出力する。すると、ステアリング機構を介して操舵輪が転舵される。

電動モータにて操舵が行われると、ハンドル側のステアリング軸も同時に回動する。一般に、操舵トルクセンサはステアリング軸間に配設されているトーションバの捩れ角変位を検出して操舵トルクを検出するものである。そのため、電動モータによりステアリング軸を回動させると、運転者がハンドル操作をしていないにも拘わらず、図６（ｃ）に示すように、トーションバは摩擦力の影響を受けて捩れが発生し、操舵トルクセンサが操舵トルクを検出してしまう。

電動モータにてステアリング軸を回動させた場合、トーションバは電動モータの回動方向へ捩れる。そのため、操舵トルクセンサで検出される操舵トルクは、図６（ｃ）に示すように、あたかも、運転者がハンドルをＡＬＫ操舵トルクによる操舵方向とは逆の方向へ転舵させたような値が検出される。その結果、同図（ｄ）に示すように、電動パワーステアリング装置からは、操舵トルクセンサの検出値に対応して、運転者がハンドル操作した際の摩擦力を補償する摩擦補償トルク（ＥＰＳ摩擦補償トルク）を電動モータへ出力してしまう。図６（ｂ），（ｄ）に示すように、ＡＬＫ制御用摩擦補償トルクとＥＳＰ摩擦補償トルクとは符号（方向）が逆の摩擦補償トルクであるため、互いに相殺されてしまい、運転支援制御では良好な操舵制御性を得ることが困難となる。

又、運転支援制御中に運転者がハンドル操作によりオーバーライドを行った場合、運転支援制御は中断されて手動運転に切り替わるが、タイムラグがあるため運転者がハンドル操作を行った瞬間は運転支援制御が継続されている。従って、運転者が切り戻し方向へオーバーライドさせた場合は上述同様、ＡＬＫ制御用摩擦補償トルクとＥＳＰ摩擦補償トルクとの符号は逆になり相殺される。

一方、運転者がハンドル操作により切り増し方向へオーバーライドさせた場合は運転支援制御による操舵方向と運転者のハンドル操作方向とが同一となり、トーションバはハンドル操作側へ捩れるため、ＡＬＫ制御用摩擦補償トルクとＥＳＰ摩擦補償トルクの符号（方向）は同一となり、重畳された摩擦補償トルクが電動モータから出力されてしまい、操舵フィーリングが悪化する不都合がある。

本発明は、上記事情に鑑み、運転支援制御中はもとより、運転者がハンドル操作によりオーバーライドを行った場合であっても、アシスト制御両を摩擦補償する摩擦補償トルクを適正に設定して、運転支援制御時の操舵制御性、及びオーバーライド時の運転者の操舵フィーリングを改善することのできる車両の操舵支援装置を提供することを目的とする。

本発明による車両の操舵支援装置は、運転者のハンドル操作による操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記操舵トルクに基づいてアシスト制御量を算出するアシスト制御量算出手段と、前記アシスト制御量を摩擦補償する第１摩擦補償トルクを設定する第１摩擦補償トルク設定手段と、運転者のハンドル操作とは独立してステアリング操作をアシストする目標アシスト制御量を算出する目標アシスト制御量算出手段と、前記目標アシスト制御量を摩擦補償する第２摩擦補償トルクを設定する第２摩擦補償トルク設定手段と、前記アシスト制御量算出手段と前記目標アシスト制御量算出手段との一方を車両の運転状態に応じてアクティブに設定すると共に、アクティブに設定された側の前記制御量に基づいて設定した前記摩擦補償トルクをアクティブトルク目標値として設定する摩擦補償切換制御手段と、アクティブに設定された前記制御量算出手段で算出した前記制御量に前記アクティブトルク目標値を加算してＥＰＳモータを駆動するＥＰＳトルクを設定するトルク加算手段とを備える。

本発明によれば、アシスト制御量算出手段と目標アシスト制御量算出手段との一方を車両の運転状態に応じてアクティブに設定し、アクティブに設定された側の制御量に基づいて設定した摩擦補償トルクをアクティブトルク目標値として設定し、アクティブに設定された制御量算出手段で算出したアシスト制御量にアクティブトルク目標値を加算してＥＰＳモータを駆動するＥＰＳトルクを設定するようにしたので、運転支援制御中はもとより、運転者がハンドル操作によりオーバーライドを行った場合であっても、第１摩擦補償トルクと第２摩擦補償トルクとが相殺され、或いは重畳されてしまうことがなく、アシスト制御量を摩擦補償する摩擦補償トルクを適正に設定することができ、運転支援制御時の操舵制御性、及びオーバーライド時の運転者の操舵フィーリングを改善することができる。

操舵支援装置を搭載する車両の概略構成図 操舵支援装置の機能ブロック図 摩擦補償トルク設定ルーチンを示すフローチャート（その１） 摩擦補償トルク設定ルーチンを示すフローチャート（その２） （ａ）は車線維持支援制御時に設定される操舵トルクのタイムチャート、（ｂ）は（ａ）で設定した操舵トルクの方向に対応して設定される摩擦補償トルクのタイムチャート、（ｃ）は操舵トルクセンサで検出した操舵トルクのタイムチャート、（ｄ）は（ｃ）で検出した操舵トルクに対応して設定される摩擦補償トルクのタイムチャート 従来例に係り、（ａ）は車線維持支援制御時に設定される操舵トルクのタイムチャート、（ｂ）は（ａ）で設定した操舵トルクの方向に対応して設定される摩擦補償トルクのタイムチャート、（ｃ）は操舵トルクセンサで検出した操舵トルクのタイムチャート、（ｄ）は（ｃ）で検出した操舵トルクに対応して設定される摩擦補償トルクのタイムチャート

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。尚、以下においては、運転支援制御としてＡＬＫ制御を例示して説明する。

図１において、車両（自車両）１は、左右前輪ＦＬ，ＦＲと左右後輪ＲＬ，ＲＲとを有し、この左右前輪ＦＬ，ＦＲが駆動輪であり、ラック＆ピニオン機構等のステアリング機構２にタイロッド３を介して連設されている。又、このステアリング機構２に、先端にハンドル４を固設するステアリング軸５が連設されている。運転者がハンドル４を操作すると、ステアリング機構２を介して前輪ＦＬ，ＦＲが転舵される。

又、ステアリング軸５に電動パワーステアリング（ＥＰＳ）装置６のＥＰＳモータ７が、図示しない伝達機構を介して連設されている。ＥＰＳ装置６はＥＰＳモータ７とＥＰＳ制御ユニット（ＥＰＳ＿ＥＣＵ）８とを有しており、このＥＰＳ＿ＥＣＵ８にて、ＥＰＳモータ７がステアリング軸５に付加するアシストトルクを制御する。このＥＰＳ＿ＥＣＵ８は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信等を用いた車内ネットワークを介して、運転支援装置（ＤＳＳ＿ＥＣＵ）１１と接続されている。

このＥＰＳ＿ＥＣＵ８は、ＤＳＳ＿ＥＣＵ１１からの駆動信号に従い、操舵支援制御が非アクティブ状態のときは運転者がハンドル４に加える操舵トルクをアシストするアシストトルクを設定する。一方、ＡＬＫ制御がアクティブ状態のときは、ＤＳＳ＿ＥＣＵ１１にて設定したアシストトルクに対応する指令信号がＥＰＳ＿ＥＣＵ８に送信され、ＥＰＳ＿ＥＣＵ８にてＥＰＳモータ７に所定のアシストトルクを発生させて、自車両１が、後述する目標進行軌跡（例えば、車線中央）をトレースして走行するように制御する。尚、図示しないが、車内ネットワークには、ＥＰＳ＿ＥＣＵ８、ＤＳＳ＿ＥＣＵ１１以外に、エンジン制御ユニット、変速機制御ユニット、ブレーキ制御を含む車両操安定制御（ＶＤＣ：Vehicle Dynamics Control）ユニット等、自車両１の走行状態を制御するユニット類が相互通信自在に接続されており、これら制御ユニットはマイクロコンピュータを主体に構成されている。

このＤＳＳ＿ＥＣＵ１１には、ＡＬＫ制御を行う際に必要とする各種パラメータとして、ステアリング軸５に取り付けられてハンドル４の操舵角である操舵角を検出する操舵角センサ１２、自車両１に作用するヨーレートを検出するヨーレートセンサ１３、車速を検出する車速センサ１４、ＥＰＳモータ７の回転角を検出するＥＰＳモータ回転角センサ１５、及び、ステアリング軸５に介装されているトーションバ５ａの捩れ角から、運転者がハンドル４に加える操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段としての操舵トルクセンサ１６等、自車両１の挙動を検出するセンサ類からの信号が受信される。

一方、符号２１は前方認識装置であり、マイクロコンピュータを主体に構成されていると共に、メインカメラ２２ａとサブカメラ２２ｂとからなるステレオカメラで構成された車載カメラを有し、この車載カメラ２２で撮像した画像を画像処理して、ＡＬＫ制御に必要な画像情報を生成する。

両カメラ２２ａ，２２ｂは、例えば車内前部であって、フロントガラスに近接する位置の車幅方向中央から左右に等間隔を開けて水平な状態で設置されている。又、この各カメラ２２ａ，２２ｂにＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子が設けられており、この両撮像素子によって自車両が走行している走行レーンを含む進行方向前方の走行環境の三次元画像が撮影される。尚、本実施形態では、車載カメラ２２で撮影した画像データに基づいて、自車両１の走行車線や先行車を含む立体物、障害物等を認識するものである。従って、これらを認識できるものであれば、車載カメラ２２に代えて、ミリ波レーダ、赤外線レーザレーダ等を採用してもよく、更には、これらとの組み合わせであっても良い。

前方認識装置２１は、各カメラ２２ａ，２２ｂで撮影した一対のアナログ画像を所定輝度階調のデジタル画像に変換し、メインカメラ２２ａの出力信号から基準画像データを生成し、又、サブカメラ２２ｂの出力信号から比較画像データを生成する。そして、この基準画像データ及び比較画像データとの視差に基づいて両画像中の同一対象物の三次元情報、すなわち自車両から対象物までの距離を算出する。前方認識装置２１は、生成された画像データに基づき左右区画線を認識し、その区画線間の幅（斜線幅）Ｗを算出する。尚、車載カメラ２２は単眼カメラであっても良く、この場合、周知のモーションステレオ法等を用いて三次元情報を得ることができる。

図２に示すように、ＤＳＳ＿ＥＣＵ１１はＡＬＫ制御を実行する機能として、パワーステアリングアシスト制御部（以下、「ＰＳＡ制御部」と称する）３１、操舵支援制御部３２、摩擦補償切換制御手段としての摩擦補償トルク切換制御部３３、及びトルク加算手段としてのトルク加算部３４を備えている。

更に、ＰＳＡ制御部３１は、アシスト制御量算出手段としてのアシストトルク算出部３１ａと、第１摩擦補償トルク設定手段としてのパワステ用摩擦補償トルク（ＥＰＳ摩擦補償トルク）算出部３１ｂとで構成されており、一方、操舵支援制御部３２は目標操舵角算出部３２ａと、目標アシスト制御量算出手段としての目標操舵トルク算出部３２ｂと、オーバーライド判定手段としてのオーバーライド判定部３２ｃと、第２摩擦補償トルク設定手段としての操舵制御用摩擦補償トルク（ＡＬＫ摩擦補償トルク）算出部３２ｄとで構成されている。

ＰＳＡ制御部３１のアシストトルク算出部３１ａは、操舵支援制御が非アクティブ状態のときに、車速センサ１４で検出した自車両１の車速、及び操舵トルクセンサ１６で検出した操舵トルク、ＥＰＳモータ回転角センサ１５で検出したＥＰＳモータ７の回転角に基づき、運転者のハンドル操作に応じたアシスト制御量としてのアシストトルクを算出する。又、ＥＰＳ摩擦補償トルク算出部３１ｂは、運転者がハンドル操作を行う際に発生するステアリング系の摩擦力（静止摩擦力）を補償する第１摩擦補償トルクとしてのＥＰＳ摩擦補償トルクを、予め設定した基準摩擦補償値に基づいて設定する。

又、操舵支援制御部３２は、自車両１前方の走行車線に設定した目標走行軌跡に沿って自車両１が走行するように操舵支援制御（ＡＬＫ制御）を行うものであり、目標操舵角算出部３２ａは、前方認識装置２１からの画像データ、車速センサ１４で検出した自車両１の車速、ヨーレートセンサ１３で検出したヨーレートに基づき、自車両１が目標走行軌跡に沿って走行するのに必要な目標操舵角を算出する。

又、目標トルク算出部３２ｂは、目標操舵角算出部３２ａで算出した目標操舵角に対応する、ＥＰＳモータ７を駆動させる目標アシスト制御量としての目標操舵トルクを算出する。更に、オーバーライド判定部３２ｃは、操舵トルクセンサ１６で検出した運転者のハンドル操作に伴う操舵トルクと、操舵角センサ１２で検出した操舵角及び車速センサ１４で検出した車速に基づいて設定した操舵反力トルクとを比較し、操舵トルクが操舵反力トルクを上回っている場合に、オーバーライドと判定する。

更に、ＡＬＫ摩擦補償トルク算出部３２ｄは、ＡＬＫ制御においてＥＰＳモータ７を駆動させる際に、ハンドル側のステアリング系が同時に回動することにより発生するステアリング系の摩擦力（静止摩擦力）を補償する、第２摩擦補償トルクとしての操舵制御用摩擦補償トルクを、予め設定した基準摩擦補償値に基づいて設定する。

一方、摩擦補償トルク切換制御部３３は、ＡＬＫ制御中か否か、或いはＡＬＫ制御中であってオーバーライド中か否かを調べ、その結果に基づいて、ＥＰＳ摩擦補償トルクと操舵制御用摩擦補償トルクとの一方をアクティブ、他方を非アクティブに設定する。尚、上述したアシストトルク算出部３１ａ、目標操舵角算出部３２ａ、目標操舵トルク算出部３２ｂ、オーバーライド判定部３２ｃでの演算は周知であるため詳細な説明は省略する。

ＤＳＳ＿ＥＣＵ１１のＥＰＳ摩擦補償トルク算出部３１ｂ、ＡＬＫ摩擦補償トルク算出部３２ｄ、摩擦補償トルク切換制御部３３で求める摩擦補償トルクは、具体的には、図３、図４に示す摩擦補償トルク設定ルーチンに従って処理される。

このルーチンでは、先ず、ステップＳ１で、摩擦補償トルクを算出する際に必要とするパラメータを、各センサ１２〜１６からのセンサ信号から検出する。次いで、ステップＳ２へ進み、操舵トルクセンサ１６で検出した操舵トルクから運転者の操舵状態を推定し、ステップＳ３へ進み、検出した操舵トルクに基づいてＥＰＳ摩擦補償トルクＴp_f_epsを次の（１）式から算出する。
Ｔp_f_eps＝Sgn（Ｔｓ）・Ｔp_f …（１）
ここで、Ｔsは操舵トルクセンサ１６で検出した操舵トルク、Sgn（Ｔs）は運転者のハンドル操作方向を検出する符号関数であり、本実施形態では、便宜的に右旋回を正（＋）、左旋回を負（−）としている。又、Ｔp_fはステアリング系の静止摩擦力を補償する基準摩擦補償トルクで、予め実験などから求めて設定された固定値である。尚、このステップＳ２，Ｓ３は、ＥＰＳ摩擦補償トルク算出部３１ｂで実行される処理に対応している。

一方、ステップＳ１からステップＳ４へ進むと、操舵角センサ１２で検出した操舵角、ヨーレートセンサ１３で検出したヨーレート、及び車速センサ１４で検出した車速に基づき自車両１の走行を推定し、又、前方認識装置２１で取得した画像データから自車両１前方の走行車線状態を推定する。尚、このステップＳ３，Ｓ４は、ＥＰＳ摩擦補償トルク算出部３１ｂで実行される処理に対応している。

そして、ステップＳ５へ進み、自車両１を目標走行軌跡に沿って走行させるために設定した目標旋回量γ_refと、操舵角、ヨーレート、及び車速に基づいて設定した実際の旋回量（実旋回量）γsと、基準摩擦補償トルクＴp_fに基づき、ＡＬＫ制御用摩擦補償トルク（ＡＬＫ摩擦補償トルク）Ｔp_f_alkを次の（２）式から算出する。
Ｔp_f_alk＝Sgn（γ_ref−γs）・Ｔp_f …（２）
ここで、Sgn（γ_ref−γs）は、目標旋回量γ_refと実旋回量γsとの差分から旋回方向を検出する符号関数である。又、基準摩擦補償トルクＴp_fは、ステアリング系の静止摩擦力であるため上述した（１）式と同じ値である。

尚、ＡＬＫ制御時においてＥＰＳモータ７から操舵トルクセンサ１６へ伝達される操舵トルク（ＡＬＫ操舵トルク）Ｔsは、次の（３）式から求めることができる。
Ｔs＝Ｔp_alk・Ｋp …（３）
ここで、Ｔp_alkはＡＬＫ操舵トルク、Ｋpはトーションバ５ａの剛性である。ＡＬＫ制御時、ＥＰＳモータ７がステアリング軸５を回動させると、そのトルクはトーションバ５ａを介して操舵トルクセンサ１６に伝達される。従って、操舵トルクセンサ１６は、あたかも運転者がハンドルをＡＬＫ操舵トルクによる操舵方向とは逆の方向へ転舵させたような操舵トルクＴsを検出してしまう。

すなわち、例えば、図５（ａ）に示すように、ＡＬＫ制御において、自車両１を右旋回させるべくＡＬＫ操舵トルクＴsを＋方向へ付与した場合、同図（ｂ）に示すように、当然、ステップＳ５では同方向のＡＬＫ摩擦補償トルクＴp_f_alkが算出される。そのため、同図(ｃ)に示すように、操舵トルクセンサ１６では、ＡＬＫ摩擦補償トルクＴp_f_alkとは逆方向の操舵トルクＴsが検出される。従って、同図(ｄ)に示すように、ステップＳ３では、ＡＬＫ摩擦補償トルクＴp_f_alkとは逆方向、すなわち、これを相殺する方向のＥＰＳ摩擦補償トルクＴp_f_epsが算出される。尚、ＡＬＫ制御が非アクティブ状態で、運転者がハンドル操作により自車両１を操舵している場合、ＡＬＫ操舵トルクＴsは０であるため、操舵トルクセンサ１６からは運転者のハンドル操作による操舵トルクのみが検出される。ここで、ステップＳ４，Ｓ５は、ＡＬＫ摩擦補償トルク算出部３２ｄで実行される処理に対応している。

次いで、プログラムがステップＳ６へ進むと、操舵支援制御（ＡＬＫ制御）が動作しているか否かを、例えば、図示しないＡＬＫ実行スイッチがＯＮか否かで判定する。そして、ＡＬＫ実行スイッチがＯＮの場合(アクティブ)、ステップＳ７へ進み、又、ＯＦＦの場合(非アクティブ)、ステップＳ１１へジャンプする。尚、ＡＬＫ制御部３２がアクティブの場合、パワーステアリングアシスト制御部３１は非アクティブとなり、又、ＡＬＫ制御部３２が非アクティブの場合、パワーステアリングアシスト制御部３１はアクティブとなる。

その後、ステップＳ６からステップＳ７へ進むと、オーバーライド判定を行う。例えば、運転者のハンドル操作により操舵トルクセンサ１６が検出した操舵トルクと、操舵角センサ１２で検出した操舵角及び車速センサ１４で検出した車速からマップ参照等により設定した操舵反力トルクとを比較する。そして、操舵トルクが操舵反力トルクを超えている場合はオーバーライドと判定して、ステップＳ８へ進み、又、操舵トルクが操舵反力トルク以内の場合はＡＬＫ制御継続と判定して、ステップＳ９へジャンプする。尚、このステップＳ７は、オーバーライド判定部３２ｃで実行される処理に対応している。

次いで、ステップＳ８へ進むと、ステップＳ３で算出したＥＰＳ摩擦補償トルクＴp_f_epsと、ステップＳ５で算出したＡＬＫ摩擦補償トルクＴp_f_alkとの符号が同一か否かを調べ、同一の場合はステップＳ９へ進み、又、異なる場合はステップＳ１１へジャンプする。ステップＳ９へ進むと、ＡＬＫ摩擦補償トルクＴp_f_alkをアクティブトルク目標値Ｔac_oとして設定し（Ｔac_o←Ｔp_f_alk）、ステップＳ１０へ進み、ＥＰＳ摩擦補償トルクＴp_f_epsを非アクティブトルク初期値Ｔpa_oと設定して（Ｐpa_o←Ｔp_f_eps）、ステップＳ１３へジャンプする。

ＥＰＳ摩擦補償トルクＴp_f_epsとＡＬＫ摩擦補償トルクＴp_f_alkとの符号が同一の場合、運転者はハンドル操作を切り増し方向へオーバーライドさせたことになり、この場合、ＡＬＫ摩擦補償トルクＴp_f_alkにＥＰＳ摩擦補償トルクＴp_f_epsが重畳されてＥＰＳモータ７から出力されてしまう。そのため、ＡＬＫ摩擦補償トルクＴp_f_alkをアクティブトルク目標値Ｔac_oとして継続させ、一方、ＥＰＳ摩擦補償トルクＴp_f_epsを非アクティブトルク初期値Ｔpa_oと設定し、後述するステップＳ１５で漸減することで、操舵フィーリングの悪化を防止する。

尚、ステップＳ８からステップＳ９へ進んだ場合、ＡＬＫ摩擦補償トルクＴp_f_alkとＥＰＳ摩擦補償トルクＴp_f_epsとの双方をアクティブトルク目標値Ｔac_oに設定することで、運転者のオーバーライドを迅速に実施させることが可能となる。この場合、ステップＳ１０，Ｓ１５での処理は省略される。

一方、ステップＳ６、或いはステップＳ８からステップＳ１１へ進むと、ＥＰＳ摩擦補償トルクＴp_f_epaをアクティブトルク目標値Ｔac_oとして設定し（Ｔac_o←Ｔp_f_eps）、ステップＳ１２へ進み、ＡＬＫ摩擦補償トルクＴp_f_alkを非アクティブトルク初期値Ｔpa_oとして設定して（Ｐpa_o←Ｔp_f_alk）、ステップＳ１３へ進む。ＥＰＳ摩擦補償トルクＴp_f_epsとＡＬＫ摩擦補償トルクＴp_f_alkとの符号が異なるオーバーライドでは、運転者は切り戻し方向へハンドル操作しているため、ＡＬＫ制御が中断（或いはキャンセル）されて運転者のハンドル操作に沿った操舵が実行される。しかし、運転者がハンドル操作を行った直後は、タイムラグによりＡＬＫ制御が実行されているため、ＡＬＫ制御用摩擦補償トルクとＥＳＰ摩擦補償トルクとの符号は逆になり相殺されてしまう。

そのため、ＥＳＰ摩擦補償トルクＴp_f_espをアクティブトルク目標値Ｔac_oとして設定して、一方、ＡＬＫ摩擦補償トルクＴp_f_alkを非アクティブトルク初期値Ｔpa_oと設定し、後述するステップＳ１５で漸減することで、操舵フィーリングの悪化を防止する。

その後、ステップＳ１０，或いはステップＳ１２からステップＳ１３へ進むと、ステアリングが切り返しされた後の最初のルーチン、すなわち切り返し始めか否かを調べる。ステアリングの切り始めか否かは、例えば、ヨーレートセンサ１３で検出したヨーレートに基づき、このヨーレートが予め設定した、切り始め判定閾値を超えたとき、切り始めと判定する。

そして、切り始めと判定した場合、ステップＳ１４へ進み、ステップＳ９、或いはステップＳ１１で設定したアクティブトルク目標値Ｔac_oに達するまで、アクティブトルクＴacを０トルクから漸増レートＲfric_inc分だけ演算周期毎に漸増させてルーチンを抜ける。又、これに併行してステップＳ１５において、ステップＳ１０、或いはステップＳ１２で設定した非アクティブトルク初期値Ｔpa_oから０トルクになるまで、非アクティブトルクＴpaを漸減レートＲfric_dec分だけ演算周期毎に漸減させてルーチンを抜ける。一方、切り始めでない場合、そのままルーチンを抜ける。尚、このステップＳ６，ステップＳ８〜Ｓ１５が、摩擦補償トルク切換制御部３３で実行される処理に対応している。

その後、トルク加算部３４において、目標操舵トルク算出部２３ｂで算出した目標操舵トルクとアシストトルク算出部３１ａで算出したアシストトルクとを読込み、アクティブ状態にある方のトルクに摩擦補償トルク切換制御部３３で算出したアクティブトルクＴac、及び非アクティブトルクＴpaを加算してＥＰＳトルクを設定する。そして、このＥＰＳトルクをＥＰＳ＿ＥＣＵ８へ送信し、ＥＰＳモータ７を駆動させて、自車両１の操舵制御を行う。

次に、図５に示すタイムチャートを参照し、上述した摩擦補償トルク設定ルーチンで設定されるＡＬＫ摩擦補償トルクＴp_f_alkとＥＰＳ摩擦補償トルクＴp_f_epsの変化についての制御例を簡単に説明する。尚、オーバーライド中はＡＬＫ制御が中断され、オーバーライド後にＡＬＫ制御が復帰するものとする。

経過時間ｔ１において、運転者が自らのハンドル操作によって自車両１を走行させるＡＬＫ非作動状態からＡＬＫ作動状態に切換えると、ＡＬＫ制御が自車進行路上に設定した目標走行軌跡に沿って走行するように操舵が開始される。例えば、目標走行軌跡が右カーブに沿って設定されている場合、（ａ）に示すように、ＡＬＫ操舵トルクＴsは右旋回方向に作用するため、（ｂ）に示すようにＡＬＫ摩擦補償トルクＴp_f_alkは同方向に付加される。

すると、ステアリング軸５に介装されているトーションバ５ａはステアリンク系の摩擦力の影響を受けて逆方向へ捩れるため、（ｃ）に示すように操舵トルクセンサ１６は逆方向の操舵トルクを検出する。その結果、上述したステップＳ３おいてＥＰＳ摩擦補償トルクＴp_f_epsが算出され、それと併行してステップＳ５において、ＥＰＳ摩擦補償トルクＴp_f_epsとは逆方向のＡＬＫ摩擦補償トルクＴp_f_alkが算出される。

自車両１はＡＬＫ制御が行われているため、ステップＳ９においてＡＬＫ摩擦補償トルクＴp_f_alkがアクティブトルク目標値Ｔac_oとして設定され、一方、ステップＳ１０においてＥＰＳ摩擦補償トルクＴp_f_epsが非アクティブトルク初期値Ｔpa_oとして設定される。

そして、ステップＳ１４でアクティブトルク目標値Ｔacに達するまでアクティブトルクＴacが漸増レートＲfric_decで漸増され、又、ステップＳ１５で非アクティブトルクＴpaが０トルクになるまで漸減される。尚、経過時間ｔ２は切り戻し開始位置であり、ヨーレートは次第に小さくなり、自車両１は直進走行へ次第に移動する。

このように、本実施形態では、操舵トルクセンサ１６がＡＬＫ制御におけるＥＰＳモータ７からの出力により操舵トルクを検出した場合であっても、或いはオーバーライドによりＡＬＫ摩擦補償トルクＴp_f_alkとＥＰＳ摩擦補償トルクＴp_f_epsとの双方が算出されても、ＡＬＫ摩擦補償トルクＴp_f_alkにＥＰＳ摩擦補償トルクＴp_f_epsとの一方のみをアクティブトルク目標値Ｔac_oとして設定するようにしたので、ＡＬＫ援制御中はもとより、運転者がオーバーライドを行った場合であっても、両摩擦補償トルクＴp_f_alk，Ｔp_f_epsが相殺され、或いは重畳されて出力されることがなく、ＡＬＫ制御時の操舵制御性、及びオーバーライド時の運転者の操舵フィーリングを改善することができる。

更に、ステップＳ１４，１５において、ステアリングの切り始めは、アクティブトルク目標値Ｔac_oに達するまで、アクティブトルクＴacを０トルクから漸増レートＲfric_inc分だけ演算周期毎に漸増され、一方、非アクティブトルク初期値Ｔpa_oから０トルクになるまで、非アクティブトルクＴpaを漸減レートＲfric_dec分だけ演算周期毎に漸減されるため、急なトルク変動を回避して、摩擦補償トルクＴp_f_epa，Ｔp_f_alkをスムーズに切換えることができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限るものではなく、例えば実施形態では、ＡＬＫ制御を例示して説明したが、車線逸脱防止（ＬＤＰ）制御に適用できることは言うまでも無い。

１…自車両、
２…ステアリング機構、
４…ハンドル、
５…ステアリング軸、
５ａ…トーションバ、
６…電動パワーステアリング装置、
７…ＥＰＳモータ、
１２…操舵角センサ、
１３…ヨーレートセンサ、
１４…車速センサ、
１５…モータ回転角センサ、
１６…操舵トルクセンサ、
２１…前方認識装置、
２２…車載カメラ、
３１…パワーステアリングアシスト制御部、
３１ａ…アシストトルク算出部、
３１ｂ…パワステ用摩擦補償トルク算出部、
３２…操舵支援制御部、
３２ａ…目標操舵角算出部、
３２ｂ…目標トルク算出部、
３２ｂ…目標操舵トルク算出部、
３２ｃ…オーバーライド判定部、
３２ｄ…操舵制御用摩擦補償トルク算出部、
３３…摩擦補償トルク切換制御部、
Ｒfric_dec…漸減レート、
Ｒfric_inc…漸増レート、
Ｔac…アクティブトルク、
Ｔpa…非アクティブトルク、
Ｔpa_o…非アクティブトルク初期値、
Ｔac_o…アクティブトルク目標値、
Ｔp_f…基準摩擦補償トルク、
Ｔp_f_alk…ＡＬＫ制御用摩擦補償トルク、
Ｔp_f_eps…パワステ用摩擦補償トルク、
Ｔs…操舵トルク

Claims (6)

1. 運転者のハンドル操作による操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
   前記操舵トルクに基づいてアシスト制御量を算出するアシスト制御量算出手段と、
   前記アシスト制御量を摩擦補償する第１摩擦補償トルクを設定する第１摩擦補償トルク設定手段と、
   運転者のハンドル操作とは独立してステアリング操作をアシストする目標アシスト制御量を算出する目標アシスト制御量算出手段と、
   前記目標アシスト制御量を摩擦補償する第２摩擦補償トルクを設定する第２摩擦補償トルク設定手段と、
   前記アシスト制御量算出手段と前記目標アシスト制御量算出手段との一方を車両の運転状態に応じてアクティブに設定すると共に、アクティブに設定された側の前記制御量に基づいて設定した前記摩擦補償トルクをアクティブトルク目標値として設定する摩擦補償切換制御手段と、
   アクティブに設定された前記制御量算出手段で算出した前記制御量に前記アクティブトルク目標値を加算してＥＰＳモータを駆動するＥＰＳトルクを設定するトルク加算手段と
   を備えることを特徴とする車両の操舵支援装置。
2. 前記摩擦補償切換制御手段は、非アクティブに設定された側の前記アシスト制御量算出手段で算出した前記アシスト制御量に基づいて設定した前記摩擦補償トルクを非アクティブトルク初期値として設定すると共に、ステアリングの切り始めを検出し、該ステアリングの切り始めを検出した場合、前記アクティブトルク目標値に達するまで漸増するアクティブトルクを設定し、更に前記非アクティブトルク初期値が０トルクとなるまで漸減する非アクティブトルクを設定し、
   前記トルク加算手段は、前記非アクティブトルクを更に加算して前記ＥＰＳトルクを設定する
   ことを特徴とする請求項１記載の車両の操舵支援装置。
3. 前記摩擦補償切換制御手段は、前記目標アシスト制御量算出手段をアクティブに設定した場合、前記第２摩擦補償トルクを前記アクティブトルク目標値として設定し、前記第１摩擦補償トルクを前記非アクティブトルク初期値として設定する
   ことを特徴とする請求項２記載の車両の操舵支援装置。
4. 前記摩擦補償切換制御手段は、前記アシスト制御量算出手段をアクティブに設定した場合、前記第１摩擦補償トルクを前記アクティブトルク目標値として設定し、前記第２摩擦補償トルクを前記非アクティブトルク初期値として設定する
   ことを特徴とする請求項２記載の車両の操舵支援装置。
5. 前記運転者のオーバーライドを判定するオーバーライド判定手段を更に有し、
   前記摩擦補償切換制御手段は、前記オーバーライド判定手段でオーバーライドと判定し且つ前記第１摩擦補償トルクと前記第２摩擦補償トルクとの符合が同一の場合、該第１摩擦補償トルクと前記第２摩擦補償トルクとの双方を前記アクティブトルク目標値として設定する
   ことを特徴とする請求項２記載の車両の操舵支援装置。
6. 前記運転者のオーバーライドを判定するオーバーライド判定手段を更に有し、
   前記摩擦補償切換制御手段は、前記オーバーライド判定手段でオーバーライドと判定し且つ前記第１摩擦補償トルクと前記第２摩擦補償トルクとの符合が異なる場合、該第１摩擦補償トルクを前記アクティブトルク目標値として設定し、前記第２摩擦補償トルクを前記非アクティブトルク初期値として設定する
   ことを特徴とする請求項２記載の車両の操舵支援装置。

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