(57)【要約】【課題】ステアバイワイヤ方式の車両において、反力アクチュエータの過熱を抑制しながら、ハンドルの使い勝手を向上させること。【解決手段】ステアバイワイヤ方式の車両は、車輪を転舵する転舵アクチュエータと、ハンドルにトルクを付与する反力アクチュエータとを備える。車両の制御装置は、ハンドル回転に応じて、車輪を転舵し、また、反力トルクをハンドルに付与する通常転舵制御を行う。通常転舵制御が不要であることを含む作動条件が成立する場合、制御装置は、ハンドル回転を禁止することなくハンドル回転を抑制する回転抑制制御を行う。具体的には、制御装置は、操舵速度あるいは操舵トルクに基づいて、ハンドル回転を抑制する回転抑制トルクを決定する。そして、制御装置は、回転抑制トルクをハンドルに付与するように反力アクチュエータを制御する。【選択図】図２
2020158033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアバイワイヤ方式の車両の制御装置であって、
前記車両は、
前記車両の車輪を転舵する転舵アクチュエータと、
前記車両のハンドルにトルクを付与する反力アクチュエータと、
前記ハンドルの回転を検出する操舵センサと
を備え、
前記制御装置は、前記ハンドルの前記回転に応じて、前記転舵アクチュエータを制御して前記車輪を転舵し、また、前記反力アクチュエータを制御して反力トルクを前記ハンドルに付与する通常転舵制御を行い、
前記通常転舵制御が不要であることを含む作動条件が成立する場合、前記制御装置は、前記ハンドルの前記回転を禁止することなく前記ハンドルの前記回転を抑制する回転抑制制御を行い、
前記回転抑制制御において、前記制御装置は、
前記操舵センサによる検出結果に基づいて、前記ハンドルの操舵速度あるいは操舵トルクを操舵パラメータとして取得し、
前記操舵パラメータに基づいて、前記ハンドルの前記回転を抑制する回転抑制トルクを決定し、
前記回転抑制トルクを前記ハンドルに付与するように前記反力アクチュエータを制御する
制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の制御装置であって、
第１操舵パラメータは、第２操舵パラメータより小さく、
前記操舵パラメータが前記第１操舵パラメータである場合の前記回転抑制トルクは、前記操舵パラメータが前記第２操舵パラメータである場合の前記回転抑制トルクよりも小さい
制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の制御装置であって、
前記操舵パラメータがゼロを含む所定範囲内にある場合、前記回転抑制トルクはゼロである
制御装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の制御装置であって、
前記車両は、更に、前記車両の状態及び前記車両のドライバの状態の少なくとも一方を検出する状態センサを備え、
前記制御装置は、前記状態センサによる検出結果に基づいて、前記ドライバが前記車両に乗車する乗車動作、あるいは、前記ドライバが前記車両から降車する降車動作を検出し、
少なくとも前記乗車動作あるいは前記降車動作の実行中、前記制御装置は、前記通常転舵制御が不要であり、前記作動条件が成立すると判断する
制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の制御装置であって、
前記制御装置は、イグニッションＯＦＦあるいは前記降車動作の開始に応答して前記回転抑制制御を開始し、前記降車動作の完了に応答して前記回転抑制制御を終了する
制御装置。
【請求項６】
請求項４に記載の制御装置であって、
前記制御装置は、前記乗車動作の開始に応答して前記回転抑制制御を開始し、前記乗車動作の完了あるいはイグニッションＯＮに応答して前記回転抑制制御を終了する
制御装置。
【請求項７】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の制御装置であって、
前記制御装置は、前記車両の自動運転を制御する自動運転制御を行い、
前記自動運転制御の実行中、前記制御装置は、前記通常転舵制御が不要であり、前記作動条件が成立すると判断する
制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアバイワイヤ方式の車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ステアバイワイヤ方式の車両を開示している。車両の操舵装置は、ハンドルの操舵角を検出し、操舵角に基づいて車輪を転舵する。車両のドライバが、車室外から車室内へ移動、あるいは、車室内から車室外へ移動する場合がある。そのようなドライバの移動が検知されている期間、操舵装置は、ハンドルを固定する。より詳細には、操舵装置は、外力が加えられてもハンドルが回転しないように、反力アクチュエータを作動させてハンドルを完全に固定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０９０６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ステアバイワイヤ方式の車両では、ハンドルと車輪とが機械的に切り離される。そのようなステアバイワイヤ方式の車両は、操舵操作時にドライバが感じる操舵反力を模擬するための反力アクチュエータを備える。車両走行時、反力アクチュエータは、ドライバによる操舵操作に応じて、操舵反力に相当する反力トルクをハンドルに付与する。
【０００５】
ドライバがハンドルを操舵操作以外の目的で使用する場合がある。例えば、乗車時あるいは降車時、ドライバは、ハンドルを支えとして使いながら移動する場合がある。他の例として、ドライバが荷物をハンドルに引っ掛けることも考えられる。このとき、ハンドルが制限無く回転すると、ハンドルを十分に活用することができない。つまり、ハンドルの使い勝手が悪い。
【０００６】
上記の特許文献１によれば、外力が加えられてもハンドルが回転しないように、反力アクチュエータを作動させてハンドルを完全に固定する。このとき、反力アクチュエータは、外力が加えられたハンドルが回転しないように大トルクを出力する。ハンドルへの外力の印加が長時間継続する場合、反力アクチュエータは、大トルクを出力し続ける必要がある。その結果、反力アクチュエータが過熱するおそれがある。反力アクチュエータの過熱は、反力アクチュエータの劣化の原因となる。また、過熱保護制御が働いた場合、反力アクチュエータの出力トルクが制限されてしまう。反力アクチュエータの劣化や出力制限は、その後の通常の反力トルク制御に支障をきたす。
【０００７】
本発明の１つの目的は、ステアバイワイヤ方式の車両において、反力アクチュエータの過熱を抑制しながら、ハンドルの使い勝手を向上させることができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の観点は、ステアバイワイヤ方式の車両の制御装置に関連する。
前記車両は、
前記車両の車輪を転舵する転舵アクチュエータと、
前記車両のハンドルにトルクを付与する反力アクチュエータと、
前記ハンドルの回転を検出する操舵センサと
を備える。
前記制御装置は、前記ハンドルの前記回転に応じて、前記転舵アクチュエータを制御して前記車輪を転舵し、また、前記反力アクチュエータを制御して反力トルクを前記ハンドルに付与する通常転舵制御を行う。
前記通常転舵制御が不要であることを含む作動条件が成立する場合、前記制御装置は、前記ハンドルの前記回転を禁止することなく前記ハンドルの前記回転を抑制する回転抑制制御を行う。
前記回転抑制制御において、前記制御装置は、
前記操舵センサによる検出結果に基づいて、前記ハンドルの操舵速度あるいは操舵トルクを操舵パラメータとして取得し、
前記操舵パラメータに基づいて、前記ハンドルの前記回転を抑制する回転抑制トルクを決定し、
前記回転抑制トルクを前記ハンドルに付与するように前記反力アクチュエータを制御する。
【０００９】
第２の観点は、第１の観点に加えて、次の特徴を更に有する。
第１操舵パラメータは、第２操舵パラメータより小さい。
前記操舵パラメータが前記第１操舵パラメータである場合の前記回転抑制トルクは、前記操舵パラメータが前記第２操舵パラメータである場合の前記回転抑制トルクよりも小さい。
【００１０】
第３の観点は、第１あるいは第２の観点に加えて、次の特徴を更に有する。
前記操舵パラメータがゼロを含む所定範囲内にある場合、前記回転抑制トルクはゼロである。
【００１１】
第４の観点は、第１から第３の観点のいずれか１つに加えて、次の特徴を更に有する。
前記車両は、更に、前記車両の状態及び前記車両のドライバの状態の少なくとも一方を検出する状態センサを備える。
前記制御装置は、前記状態センサによる検出結果に基づいて、前記ドライバが前記車両に乗車する乗車動作、あるいは、前記ドライバが前記車両から降車する降車動作を検出する。
少なくとも前記乗車動作あるいは前記降車動作の実行中、前記制御装置は、前記通常転舵制御が不要であり、前記作動条件が成立すると判断する。
【００１２】
第５の観点は、第４の観点に加えて、次の特徴を更に有する。
前記制御装置は、イグニッションＯＦＦあるいは前記降車動作の開始に応答して前記回転抑制制御を開始し、前記降車動作の完了に応答して前記回転抑制制御を終了する。
【００１３】
第６の観点は、第４の観点に加えて、次の特徴を更に有する。
前記制御装置は、前記乗車動作の開始に応答して前記回転抑制制御を開始し、前記乗車動作の完了あるいはイグニッションＯＮに応答して前記回転抑制制御を終了する。
【００１４】
第７の観点は、第１から第３の観点のいずれか１つに加えて、次の特徴を更に有する。
前記制御装置は、前記車両の自動運転を制御する自動運転制御を行う。
前記自動運転制御の実行中、前記制御装置は、前記通常転舵制御が不要であり、前記作動条件が成立すると判断する。
【発明の効果】
【００１５】
第１の観点によれば、通常転舵制御が不要であることを含む作動条件が成立する場合、制御装置は、ハンドルの回転を禁止することなくハンドルの回転を抑制する回転抑制制御を行う。回転抑制制御において、制御装置は、反力アクチュエータを制御して、ハンドルの回転を抑制する回転抑制トルクをハンドルに付与する。ハンドルの回転が抑制されるため、ドライバはハンドルを操舵操作以外の目的で使用しやすくなる。つまり、ハンドルの使い勝手が向上する。
【００１６】
また、制御装置は、ハンドルの回転を禁止することなく回転抑制制御を行う。従って、不必要に大きな回転抑制トルクは生成されない。その結果、回転抑制トルクを発生させる反力アクチュエータの過熱が抑制される。反力アクチュエータの過熱及び劣化が抑制されることは、通常転舵制御の観点からも好適である。
【００１７】
更に、操舵速度や操舵トルクといった操舵パラメータは、ハンドルの回転、すなわち、ドライバの意思を反映している。そのような操舵パラメータを参照することによって、ハンドルの回転、すなわち、ドライバの意思を適切に検知し、適切なタイミングで回転抑制トルクを発生させることが可能となる。
【００１８】
第２の観点によれば、回転抑制トルクの大きさは、操舵パラメータに応じて変動する。これにより、適切な大きさの回転抑制トルクを発生させることが可能となる。例えば、ドライバ入力トルクが比較的大きい場合、操舵パラメータも比較的大きくなるため、回転抑制トルクも比較的大きくなる。これにより、ハンドルが過剰に回転することが防止される。一方、ドライバ入力トルクが比較的小さい場合、操舵パラメータも比較的小さくなるため、回転抑制トルクも比較的小さくなる。このことは、反力アクチュエータの過熱の抑制に寄与する。
【００１９】
第３の観点によれば、ノイズに起因する回転抑制トルクの誤発生が抑制される。
【００２０】
第４〜第６の観点によれば、ドライバが乗車動作あるいは降車動作を行う際のハンドルの使い勝手が向上する。
【００２１】
第７の観点によれば、自動運転制御の実行中に回転抑制制御が作動することにより、ハンドルが誤って回転しにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態に係るステアバイワイヤ方式の車両の構成例を概略的に示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る回転抑制制御を説明するための概念図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る回転抑制トルクと操舵速度との間の関係の一例を示す概念図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る回転抑制トルクと操舵速度との間の関係の他の例を示す概念図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る回転抑制トルクと操舵速度との間の関係の更に他の例を示す概念図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る回転抑制制御に関連する処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態に係るドライバによる乗車動作及び降車動作を検出するための構成例を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る車両が自動運転制御を行う場合の構成例を概略的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００２４】
１．ステアバイワイヤ方式の車両
図１は、本実施の形態に係るステアバイワイヤ方式の車両１の構成例を概略的に示すブロック図である。車両１は、車輪４、ハンドル（ステアリングホイール）１０、ステアリングシャフト２０、反力アクチュエータ３０、転舵アクチュエータ４０、センサ群５０、及び制御装置１００を備えている。
【００２５】
ハンドル１０は、ドライバが操舵に用いる操作部材である。ステアリングシャフト２０は、ハンドル１０に連結されており、ハンドル１０と共に回転する。車輪４とハンドル１０（ステアリングシャフト２０）とは、機械的に切り離されている、あるいは、機械的に連結／切り離しが可能である。以下の説明では、車輪４とハンドル１０とが機械的に切り離されている状態を考える。
【００２６】
反力アクチュエータ３０は、ハンドル１０に対してトルクを付与する。例えば、反力アクチュエータ３０は、反力モータ３１を含んでいる。反力モータ３１のロータは、減速機３２を介してステアリングシャフト２０につながっている。反力モータ３１の作動により、ステアリングシャフト２０ひいてはハンドル１０にトルクを付与することができる。反力アクチュエータ３０（反力モータ３１）の動作は、制御装置１００によって制御される。
【００２７】
転舵アクチュエータ４０は、車輪４を転舵する。例えば、転舵アクチュエータ４０は、転舵モータ４１を含んでいる。転舵モータ４１のロータは、減速機４２を介して転舵軸４３につながっている。転舵軸４３は、車輪４に連結されている。転舵モータ４１が回転すると、その回転運動は転舵軸４３の直線運動に変換され、それにより車輪４が転舵される。すなわち、転舵モータ４１の作動により、車輪４を転舵することができる。転舵アクチュエータ４０（転舵モータ４１）の動作は、制御装置１００によって制御される。
【００２８】
センサ群５０は、操舵角センサ５１、操舵トルクセンサ５２、車速センサ５３、等を含んでいる。
【００２９】
操舵角センサ５１は、ハンドル１０の操舵角θ（ハンドル角）を検出する。操舵角センサ５１は、反力モータ３１の回転角を検出する回転角センサであってもよい。その場合、反力モータ３１の回転角から操舵角θが算出される。操舵角センサ５１は、操舵角θの情報を制御装置１００に送る。
【００３０】
操舵トルクセンサ５２は、ステアリングシャフト２０に印加される操舵トルクＴを検出する。操舵トルクセンサ５２は、操舵トルクＴの情報を制御装置１００に送る。
【００３１】
操舵角センサ５１及び操舵トルクセンサ５２は、ハンドル１０の回転を検出する操舵センサを構成していると言える。
【００３２】
車速センサ５３は、車両の速度である車速Ｖを検出する。車速センサ５３は、車速Ｖの情報を制御装置１００に送る。尚、車速センサ５３の代わりに車輪速センサを用い、各車輪４の回転速度から車速Ｖが算出されてもよい。
【００３３】
制御装置１００は、本実施の形態に係る車両１を制御する。この制御装置１００は、プロセッサ及びメモリを備えるマイクロコンピュータを含んでいる。当該マイクロコンピュータは、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも呼ばれる。プロセッサがメモリに格納された制御プログラムを実行することによって、制御装置１００による各種処理が実現される。
【００３４】
例えば、制御装置１００は、ドライバによるハンドル１０の回転（操舵操作）に応じて、車輪４を転舵し、また、ハンドル１０に反力トルクＴｒを付与する。
【００３５】
具体的には、制御装置１００は、転舵アクチュエータ４０を制御することによって、操舵角θと同期するように車輪４を転舵する。例えば、制御装置１００は、操舵角θ及び車速Ｖに基づいて、目標転舵角を算出する。車輪４の転舵角は、例えば転舵モータ４１の回転角から算出される。制御装置１００は、車輪４の転舵角が目標転舵角に追従するように、転舵モータ４１の動作を制御する。より詳細には、制御装置１００は、車輪４の転舵角と目標転舵角との偏差に基づいて、転舵モータ４１を駆動するための制御信号を生成する。転舵モータ４１は制御信号に従って駆動され、転舵モータ４１の回転により車輪４が転舵される。
【００３６】
また、制御装置１００は、反力アクチュエータ３０を制御することによって、反力トルクＴｒをハンドル１０に付与する。反力トルクＴｒは、操舵操作時にドライバが感じる操舵反力を模擬するトルクである。例えば、制御装置１００は、操舵角θ及び車速Ｖに基づいて、車輪４にかかるセルフアライニングトルクに相当する目標反力トルク（ばね成分）を算出する。目標反力トルクは、更に、操舵速度（ｄθ／ｄｔ）に応じたダンピング成分を含んでいてもよい。制御装置１００は、目標反力トルクを生成するように反力モータ３１の動作を制御する。より詳細には、制御装置１００は、目標反力トルクに基づいて、反力モータ３１を駆動するための制御信号を生成する。反力モータ３１は制御信号に従って駆動され、それにより反力トルクＴｒが発生する。
【００３７】
尚、制御装置１００は、転舵アクチュエータ４０を制御するための第１の制御装置と、反力アクチュエータ３０を制御するための第２の制御装置とを別々に含んでいてもよい。この場合、第１の制御装置と第２の制御装置とは、互いに通信可能に接続され、必要な情報を互いにやりとりする。
【００３８】
このように、ハンドル１０の回転（操舵操作）に応じて、車輪４を転舵し、また、ハンドル１０に反力トルクＴｒを付与する制御は、以下「通常転舵制御」と呼ばれる。本実施の形態に係る制御装置１００は、通常転舵制御に加えて、以下に説明される「回転抑制制御」も行うように構成される。
【００３９】
２．回転抑制制御
２−１．回転抑制制御の概要
上述の通常転舵制御が実施されない状況において、ドライバがハンドル１０を操舵操作以外の目的で使用する場合がある。例えば、車両１に乗車する場合、あるいは、車両１から降車する場合、ドライバは、ハンドル１０を支えとして使いながら移動する可能性がある。他の例として、ドライバが荷物をハンドル１０に引っ掛けることも考えられる。このとき、ハンドル１０が制限無く回転すると、ハンドル１０を十分に活用することができない。つまり、ハンドル１０の使い勝手が悪い。
【００４０】
そこで、本実施の形態に係る制御装置１００は、所定の条件が成立した場合、ハンドル１０の回転を抑制する「回転抑制制御」を行う。この回転抑制制御には、上記の反力アクチュエータ３０が利用される。
【００４１】
図２は、本実施の形態に係る回転抑制制御を説明するための概念図である。ドライバがハンドル１０を操舵操作以外の目的で使用するとき、ドライバ入力トルクＴｄがハンドル１０にかかる。制御装置１００は、反力アクチュエータ３０を制御して、ドライバ入力トルクＴｄによるハンドル１０の回転を抑制する回転抑制トルクＴｓを発生させる。ハンドル１０は、ドライバ入力トルクＴｄと回転抑制トルクＴｓの差分に応じて回転する。
【００４２】
回転抑制トルクＴｓは、上記の通常転舵制御における反力トルクＴｒとは異なる。例えば、反力トルクＴｒ（ばね成分）は、ハンドル１０を舵角中点に戻す方向に働く。従って、反力トルクＴｒは、切り増し時にはハンドル１０の回転を抑制するように働くが、切り戻し時にはハンドル１０の回転を促進する方向に働く。一方、回転抑制トルクＴｓは、切り増し／切り戻しにかかわらず、ハンドル１０の回転を抑制する方向に働く。
【００４３】
尚、操舵角θをモニタし、操舵角θが変化しないように回転抑制トルクＴｓをフィードバック制御することによって、ハンドル１０を完全に固定することができる。しかしながら、本実施の形態では、ハンドル１０を完全に固定するような制御は行われない。制御装置１００は、ハンドル１０の回転（操舵角θの変動）を禁止することなく回転抑制制御を行う。ハンドル１０は、ドライバ入力トルクＴｄと回転抑制トルクＴｓの差分に応じて回転し得る。回転抑制トルクＴｓが大きい場合、結果としてハンドル１０が回転しないこともあり得るが、少なくとも制御装置１００が積極的にハンドル１０の回転を禁止することはない。
【００４４】
２−２．回転抑制トルクの例
例えば、回転抑制トルクＴｓは、ハンドル１０の操舵速度Ａ（＝ｄθ／ｄｔ）の関数で表される。大まかな傾向として、操舵速度Ａが低い場合、回転抑制トルクＴｓは小さく、操舵速度Ａが高い場合、回転抑制トルクＴｓは大きい。ここで、操舵速度Ａが高い／低いとは、操舵速度Ａの絶対値が大きい／小さいことを意味する。回転抑制トルクＴｓが大きい／小さいとは、回転抑制トルクＴｓの絶対値が大きい／小さいことを意味する。回転抑制トルクＴｓの方向は、ハンドル１０の回転を抑制する方向である。
【００４５】
図３は、回転抑制トルクＴｓと操舵速度Ａとの間の関係の一例を示す概念図である。横軸は操舵速度Ａを表し、縦軸は回転抑制トルクＴｓを表す。回転抑制トルクＴｓの正負は、操舵速度Ａの正負に応じて切り替わる。操舵速度Ａ２は操舵速度Ａ１より高く、操舵速度Ａ３は操舵速度Ａ２より高い。操舵速度Ａ１の場合の回転抑制トルクＴｓ１は、操舵速度Ａ２の場合の回転抑制トルクＴｓ２よりも小さい。操舵速度Ａ２の場合の回転抑制トルクＴｓ２は、操舵速度Ａ３の場合の回転抑制トルクＴｓ３よりも小さい。また、図３に示される例では、操舵速度Ａ＝０を含む所定速度範囲は不感帯Ｄであり、不感帯Ｄでは回転抑制トルクＴｓはゼロである。不感帯Ｄ以外の範囲では、操舵速度Ａの増加に従って回転抑制トルクＴｓは単調に増加する。
【００４６】
図４は、回転抑制トルクＴｓと操舵速度Ａとの間の関係の他の例を示す概念図である。回転抑制トルクＴｓ１、Ｔｓ２、Ｔｓ３の関係は、図３で示された例の場合と同じである。図４に示される例では、回転抑制トルクＴｓは、操舵速度Ａの増加に従って段階的に増加する。
【００４７】
図５は、回転抑制トルクＴｓと操舵速度Ａとの間の関係の更に他の例を示す概念図である。回転抑制トルクＴｓ１、Ｔｓ２、Ｔｓ３の関係は、図３で示された例の場合と同じである。図５に示される例では、不感帯Ｄは設けられていない。回転抑制トルクＴｓは、操舵速度Ａの増加に従って単調に増加する。
【００４８】
制御装置１００は、操舵角センサ５１によって検出される操舵角θに基づいて、操舵速度Ａを算出する。そして、制御装置１００は、操舵速度Ａに基づいて回転抑制トルクＴｓを決定する。例えば、図３〜図５で例示されたような回転抑制トルクＴｓと操舵速度Ａとの間の関係（関数）を表すマップが、予め作成され、制御装置１００のメモリに格納される。制御装置１００は、メモリに格納されたマップに基づき、操舵速度Ａに応じた回転抑制トルクＴｓを決定する。そして、制御装置１００は、反力アクチュエータ３０を制御して回転抑制トルクＴｓを発生させる。
【００４９】
操舵速度Ａの代わりに、操舵トルクＴが用いられてもよい。この場合、制御装置１００は、操舵トルクセンサ５２から操舵トルクＴの情報を取得する。そして、制御装置１００は、操舵速度Ａの場合と同様に、操舵トルクＴに基づいて回転抑制トルクＴｓを決定する。
【００５０】
一般化すれば、操舵パラメータは、操舵速度Ａあるいは操舵トルクＴを表す。制御装置１００は、操舵センサ（操舵角センサ５１、操舵トルクセンサ５２）による検出結果に基づいて、操舵パラメータを取得する。そして、制御装置１００は、操舵パラメータに基づいて回転抑制トルクＴｓを決定する。上述の説明における「操舵速度Ａ」は「操舵パラメータ」で言い換えるものとする。
【００５１】
２−３．処理フロー
図６は、本実施の形態に係る回転抑制制御に関連する処理を示すフローチャートである。
【００５２】
ステップＳ１００において、制御装置１００は、作動条件が成立するか否かを判定する。作動条件は、回転抑制制御を作動させる条件である。作動条件は、「通常転舵制御が不要であること」を含む。作動条件の様々な例については、後で詳述される。作動条件が成立しない場合（ステップＳ１００；Ｎｏ）、今回のサイクルにおける処理は終了する。作動条件が成立する場合（ステップＳ１００；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２００に進む。
【００５３】
ステップＳ２００において、制御装置１００は、ハンドル１０の回転を禁止することなく、回転抑制制御を行う。具体的には、制御装置１００は、操舵センサ（操舵角センサ５１、操舵トルクセンサ５２）による検出結果に基づいて、操舵速度Ａあるいは操舵トルクＴを操舵パラメータとして取得する。更に、制御装置１００は、操舵パラメータに基づいて、ハンドル１０の回転を抑制する回転抑制トルクＴｓを決定する。そして、制御装置１００は、反力アクチュエータ３０を制御して回転抑制トルクＴｓを発生させる。つまり、制御装置１００は、回転抑制トルクＴｓをハンドル１０に付与するように反力アクチュエータ３０を制御する。
【００５４】
尚、回転抑制制御の最中、制御装置１００は、ハンドル１０の操舵角θに同期するように車輪４を転舵してもよい。あるいは、回転抑制制御の最中、制御装置１００は、車輪４の転舵を停止してもよい。
【００５５】
ステップＳ３００において、制御装置１００は、終了条件が成立するか否かを判定する。終了条件は、回転抑制制御を終了させる条件である。終了条件の様々な例については、後で詳述される。終了条件が成立しない場合（ステップＳ３００；Ｎｏ）、制御装置１００は、回転抑制制御を継続する。作動条件が成立する場合（ステップＳ３００；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４００に進む。
【００５６】
ステップＳ４００において、制御装置１００は、回転抑制制御を終了させる。
【００５７】
２−４．効果
以上に説明されたように、本実施の形態によれば、通常転舵制御が不要であることを含む作動条件が成立する場合、制御装置１００は、ハンドル１０の回転を禁止することなくハンドル１０の回転を抑制する回転抑制制御を行う。回転抑制制御において、制御装置１００は、反力アクチュエータ３０を制御して、ハンドル１０の回転を抑制する回転抑制トルクＴｓをハンドル１０に付与する。ハンドル１０の回転が抑制されるため、ドライバはハンドル１０を操舵操作以外の目的で使用しやすくなる。つまり、ハンドル１０の使い勝手が向上する。
【００５８】
比較例として、上記の特許文献１に開示された技術を考える。比較例によれば、外力が加えられてもハンドル１０が回転しないように、反力アクチュエータ３０を作動させてハンドル１０を完全に固定する。このとき、反力アクチュエータ３０は、外力が加えられたハンドル１０が回転しないように大トルクを出力する。ハンドル１０への外力の印加が長時間継続する場合、反力アクチュエータ３０は、大トルクを出力し続ける必要がある。その結果、反力アクチュエータ３０が過熱するおそれがある。反力アクチュエータ３０の過熱は、反力アクチュエータ３０の劣化の原因となる。また、過熱保護制御が働いた場合、反力アクチュエータ３０の出力トルクが制限されてしまう。反力アクチュエータ３０の劣化や出力制限は、その後の通常転舵制御に支障をきたす。
【００５９】
一方、本実施の形態では、ハンドル１０を完全に固定するような制御は行われない。制御装置１００は、ハンドル１０の回転（操舵角θの変動）を禁止することなく、回転抑制制御を行う。従って、不必要に大きな回転抑制トルクＴｓは生成されない。その結果、回転抑制トルクＴｓを発生させる反力アクチュエータ３０の過熱が抑制される。反力アクチュエータ３０の過熱及び劣化が抑制されることは、通常転舵制御の観点からも好適である。
【００６０】
また、操舵速度Ａや操舵トルクＴといった操舵パラメータは、ハンドル１０の回転、すなわち、ドライバの意思を反映している。そのような操舵パラメータを参照することによって、ハンドル１０の回転、すなわち、ドライバの意思を適切に検知し、適切なタイミングで回転抑制トルクＴｓを発生させることが可能となる。
【００６１】
図３〜図５で示されたように、回転抑制トルクＴｓの大きさは、操舵パラメータに応じて変動してもよい。これにより、適切な大きさの回転抑制トルクＴｓを発生させることが可能となる。例えば、ドライバ入力トルクＴｄが比較的大きい場合、操舵パラメータも比較的大きくなるため、回転抑制トルクＴｓも比較的大きくなる。これにより、ハンドル１０が過剰に回転することが防止される。一方、ドライバ入力トルクＴｄが比較的小さい場合、操舵パラメータも比較的小さくなるため、回転抑制トルクＴｓも比較的小さくなる。このことは、反力アクチュエータ３０の過熱の抑制に寄与する。
【００６２】
尚、ドライバがハンドル１０を使用する意思を有していないにもかかわらず、操舵パラメータが発生する可能性もある。例えば、ドライバの手がハンドル１０に一瞬触れただけで、操舵パラメータが発生する。図３や図４で示されたように不感帯Ｄが設けられている場合、そのようなノイズに起因する回転抑制トルクＴｓの誤発生が抑制される。また、車両１の振動に起因する回転抑制制御の誤作動も抑制される。
【００６３】
３．回転抑制制御の作動条件及び終了条件の例
ドライバが車両１に乗車する「乗車動作」、及びドライバが車両１から降車する「降車動作」について考える。ドライバが乗車動作あるいは降車動作を行う期間、通常転舵制御は不要である。また、ドライバは、ハンドル１０を支えとして使いながら乗車動作あるいは降車動作を行う可能性がある。従って、少なくともドライバが乗車動作あるいは降車動作を行う期間に、回転抑制制御を行うことが考えられる。
【００６４】
回転抑制制御の作動条件は、乗車動作あるいは降車動作が実行中であることを含む。少なくとも乗車動作あるいは降車動作の実行中、制御装置１００は、通常転舵制御が不要であり、作動条件が成立すると判断する。
【００６５】
図７は、ドライバによる乗車動作及び降車動作を検出するための構成例を示すブロック図である。センサ群５０は、車両１の状態及びドライバの状態の少なくとも一方を検出する状態センサを含んでいる。例えば、センサ群５０は、ドア状態センサ５４、シートセンサ５５、イグニッションセンサ５６、及びドライバモニタ５７を含んでいる。
【００６６】
ドア状態センサ５４は、車両１のドアの開閉状態及びロック状態を検出する。ドア状態センサ５４による検出結果に基づいて、ドライバによるドア開動作、ドア閉動作、ドアロック動作、及びドアアンロック動作を検出することができる。
【００６７】
シートセンサ５５は、ドライバが運転席に座っているか否かを検出する。シートセンサ５５による検出結果に基づいて、ドライバが運転席に移動したこと、及びドライバが運転席から離れたことを検出することができる。
【００６８】
イグニッションセンサ５６は、イグニッションＯＮ／ＯＦＦを検出する。イグニッションセンサ５６による検出結果に基づいて、ドライバによるイグニッションＯＮ動作及びイグニッションＯＦＦ動作を検出することができる。
【００６９】
ドライバモニタ５７は、ドライバの状態を検出する。例えば、ドライバモニタ５７は、車両１の室内に設置された撮像装置を含んでいる。撮像装置によって得られる画像を解析することによって、ドライバの存在及びドライバの各種動作を検出することができる。各種動作としては、ドア開動作、ドア閉動作、車内から車外への移動、車外から車内への移動、が例示される。
【００７０】
まず、降車動作について考える。車両１が停止した後、ドライバは、イグニッションをＯＦＦする。イグニッションＯＦＦに応答して、制御装置１００は、通常転舵制御を終了させる。その後、ドライバは、降車動作を行う。具体的には、ドライバは、ドアをアンロックし、ドアを開く。続いて、ドライバは、運転席から車外に移動する。続いて、ドライバは、ドアを閉じ、ドアをロックする。
【００７１】
制御装置１００は、状態センサ５４〜５７による検出結果に基づいて、ドライバによる降車動作を検出することができる。例えば、ドライバが運転席にいる状態でのドアアンロック動作あるいはドア開動作が、降車動作の開始とみなされる。また、例えば、ドライバが運転席にいない状態でのドア閉動作あるいはドアロック動作が、降車動作の終了とみなされる。
【００７２】
制御装置１００は、少なくとも降車動作が実行中である期間、回転抑制制御を行う。例えば、制御装置１００は、降車動作の開始に応答して回転抑制制御を開始する。あるいは、制御装置１００は、イグニッションＯＦＦを降車動作の開始とみなし、イグニッションＯＦＦに応答して回転抑制制御を開始してもよい。その後、制御装置１００は、降車動作の完了に応答して回転抑制制御を終了する。つまり、終了条件は、降車動作が完了することである。
【００７３】
次に、乗車動作について考える。ドライバは、ドアをアンロックし、ドアを開く。続いて、ドライバは、車外から運転席に移動する。続いて、ドライバは、ドアを閉じ、ドアをロックする。その後、ドライバは、イグニッションをＯＮする。イグニッションＯＮに応答して、制御装置１００は、通常転舵制御を開始する。
【００７４】
制御装置１００は、状態センサ５４〜５７による検出結果に基づいて、ドライバによる乗車動作を検出することができる。例えば、ドライバが運転席にいない状態でのドアアンロック動作あるいはドア開動作が、乗車動作の開始とみなされる。また、例えば、ドライバが運転席にいる状態でのドア閉動作あるいはドアロック動作が、乗車動作の完了とみなされる。
【００７５】
制御装置１００は、少なくとも乗車動作が実行中である期間、回転抑制制御を行う。例えば、制御装置１００は、乗車動作の開始に応答して回転抑制制御を開始する。その後、制御装置１００は、乗車動作の完了に応答して回転抑制制御を終了する。あるいは、制御装置１００は、イグニッションＯＮを乗車動作の完了とみなし、イグニッションＯＮに応答して回転抑制制御を開始してもよい。つまり、終了条件は、乗車動作の完了あるいはイグニッションＯＮである。
【００７６】
４．自動運転制御
図８は、本実施の形態に係る車両１が自動運転制御を行う場合の構成例を概略的に示すブロック図である。車両１は、既出の図１で示された構成に加えて、情報取得装置６０及び走行装置７０を備えている。
【００７７】
情報取得装置６０は、車両１の運転環境を示す「運転環境情報ＥＮＶ」を取得する。運転環境情報ＥＮＶは、位置情報、地図情報、周囲状況情報、車両状態情報、等を含む。位置情報は、車両１の位置を示す情報であり、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）を利用することにより得られる。地図情報は、レーン配置や道路形状を示す。周囲状況情報は、車両１の周囲の状況を示す情報であり、カメラ、ライダー、レーダー等の外界センサを利用することにより得られる。例えば、周囲状況情報は、車両１の周囲の周辺車両や白線の情報を含む。車両状態情報は、車速Ｖ、横加速度、ヨーレート、等を含む。これら車両状態情報は、センサ群５０によって取得される。情報取得装置６０は、取得した運転環境情報ＥＮＶを制御装置１００に送る。
【００７８】
走行装置７０は、駆動装置と制動装置を含んでいる。駆動装置は、駆動力を発生させる動力源である。駆動装置としては、電動機やエンジンが例示される。制動装置は、制動力を発生させる。走行装置７０の動作は、制御装置１００によって制御される。
【００７９】
制御装置１００は、運転環境情報ＥＮＶに基づいて、車両１の自動運転を制御する自動運転制御を行う。例えば、制御装置１００は、運転環境情報ＥＮＶに基づいて、目標軌道を算出する。そして、制御装置１００は、車両１が目標軌道に追従して走行するように、車両１の操舵及び加減速を自動的に制御する。具体的には、制御装置１００は、転舵アクチュエータ４０を制御することによって車両１の操舵（車輪４の転舵）を制御する。また、制御装置１００は、走行装置７０を制御することによって車両１の加減速を制御する。
【００８０】
自動運転制御の実行中、ドライバによる操舵操作に応じた通常転舵制御は不要である。従って、自動運転制御の実行中、制御装置１００は、回転抑制制御を行ってもよい。
【００８１】
回転抑制制御の作動条件は、自動運転制御が実行中であることを含む。自動運転制御の実行中、制御装置１００は、通常転舵制御が不要であり、作動条件が成立すると判断する。そして、制御装置１００は、回転抑制制御を行う。自動運転制御が終了すると、制御装置１００は、回転抑制制御を終了させ、通常転舵制御を開始する。
【００８２】
自動運転制御の実行中に回転抑制制御が作動することにより、ハンドル１０が誤って回転しにくくなる。例えば、ドライバがハンドル１０に誤って触れたとき、ハンドル１０が急激に回転することが防止される。
【符号の説明】
【００８３】
１      車両
４      車輪
１０      ハンドル（ステアリングホイール）
２０      ステアリングシャフト
３０      反力アクチュエータ
３１      反力モータ
４０      転舵アクチュエータ
４１      転舵モータ
５０      センサ群
５１      操舵角センサ
５２      操舵トルクセンサ
５３      車速センサ
５４      ドア状態センサ
５５      シートセンサ
５６      イグニッションセンサ
５７      ドライバモニタ
６０      情報取得装置
７０      走行装置
１００      制御装置
θ      操舵角
Ａ      操舵速度（操舵角速度）
Ｔｓ      回転抑制トルク
【図１】
2020158033.tif 000003
【図２】
2020158033.tif 000004
【図３】
2020158033.tif 000005
【図４】
2020158033.tif 000006
【図５】
2020158033.tif 000007
【図６】
2020158033.tif 000008
【図７】
2020158033.tif 000009
【図８】
2020158033.tif 000010