(57)【要約】【課題】電動パワーステアリング装置が搭載された車両において、舵角を保持する際のパワーステアリング装置の発熱を抑制することのできる車両制御システムを提供する。【解決手段】車両制御システムは、車輪の操舵角を制御するために駆動される電動モータを有する電動パワーステアリング（ＥＰＳ）装置が搭載された車両のシステムとして適用される。車両制御システムは、電動モータへの通電を制御して車輪の操舵角を制御する操舵制御を実行するコントローラを備えている。コントローラは、操舵制御における特定操舵によって車輪が操舵されてから保持される場合、特定操舵の操舵方向とは反対方向に車輪を切り戻してから保持する操舵戻し処理と、操舵角が保持され且つ車両が停止している停車保舵の間、電動モータへの通電を停車保舵の前よりも小さくする通電抑制処理と、を含んで構成されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪の操舵角を制御するために駆動される電動モータを有する電動パワーステアリング装置が搭載された車両の車両制御システムであって、
前記電動モータへの通電を制御して前記車輪の操舵角を制御する操舵制御を実行するコントローラを備え、
前記コントローラは、
前記操舵制御における特定操舵によって前記車輪が操舵されてから保持される場合、前記特定操舵の操舵方向とは反対方向に前記車輪を切り戻してから保持する操舵戻し処理と、
前記操舵角が保持され且つ前記車両が停止している停車保舵の間、前記電動モータへの通電を前記停車保舵の前よりも小さくする通電抑制処理と、
を含むことを特徴とする車両制御システム。
【請求項２】
前記特定操舵は、前記車両が停止した状態で操舵を行う据切り操舵であることを特徴とする請求項１に記載の車両制御システム。
【請求項３】
前記コントローラは、
前記通電抑制処理の最中に前記車両の走行が開始された場合、前記通電抑制処理を停止するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両制御システム。
【請求項４】
前記操舵制御は、前記電動モータへの通電を制御して前記車輪の実操舵角を要求操舵角に近づけるように構成され、
前記操舵戻し処理は、
前記実操舵角を前記要求操舵角に保持する場合、前記実操舵角が前記要求操舵角をオーバーシュートした後に前記要求操舵角に戻るように、前記電動モータへの通電を制御することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の車両制御システム。
【請求項５】
前記操舵制御は、前記電動モータへの通電を制御して前記車輪の実操舵角を要求操舵角に近づけるように構成され、
前記操舵戻し処理は、
前記実操舵角を前記要求操舵角に近づける過程で、前記要求操舵角へ向かう操舵方向とは反対方向に前記車輪を切り戻してから保持するように、前記電動モータへの通電を制御することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の車両制御システム。
【請求項６】
前記コントローラは、
運転者のステアリング操作量から前記要求操舵角を算出する処理を含んで構成されることを特徴とする請求項４又は５に記載の車両制御システム。
【請求項７】
前記コントローラは、
目標位置までの計画経路を生成する処理と、
前記車両が前記計画経路に追従するための操舵角を前記要求操舵角として演算する処理と、
を含んで構成されることを特徴とする請求項４又は５に記載の車両制御システム。
【請求項８】
前記コントローラは、
前記電動パワーステアリング装置の温度を検出する温度検出処理と、
前記温度検出処理によって検出された温度が所定の判定温度よりも低い場合、前記通電抑制処理の実施を禁止する禁止処理と、
を更に含むことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の車両制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御システムに係り、特に、電動パワーステアリング装置を用いて車輪の舵角を制御する車両制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電動機によりステアリング機構に操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置に関する技術が開示されている。この技術の電動パワーステアリング装置は、操舵補助トルクを発生する電動機に、操舵トルク、車速等の操舵信号に応じた電流を供給する電流供給装置と、通電電流に応じて通電可能電流を制限し、操舵トルクに応じた通電電流を減少させる通電制限装置とを備えている。このような装置によれば、より高い操舵補助力を長時間供給できるので、通電電流の供給を長時間持続させることができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３４１６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ装置）を搭載した車両の操舵角を保持する場合、ＥＰＳ装置に電流を継続的に流し続ける必要がある。この際、路面と車輪との間の捻じれが大きいと、ＥＰＳ装置に大きな電流を流し続けなければならず、ＥＰＳ装置の発熱が問題となるおそれがある。一方において、車両の転舵角を保持する場合において、ＥＰＳ装置への電流をカットしてしまうと、車両の実操舵角が目標とする保持舵角から乖離してしまうおそれがある。
【０００５】
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたもので、電動パワーステアリング装置が搭載された車両において、車輪の操舵角を保持する際のパワーステアリング装置の発熱を抑制することのできる車両制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、第１の発明は、車輪の操舵角を制御するために駆動される電動モータを有する電動パワーステアリング装置が搭載された車両の車両制御システムに適用される。車両制御システムは、電動モータへの通電を制御して車輪の操舵角を制御する操舵制御を実行するコントローラを備えている。コントローラは、操舵制御における特定操舵によって車輪が操舵されてから保持される場合、特定操舵の操舵方向とは反対方向に車輪を切り戻してから保持する操舵戻し処理と、操舵角が保持され且つ車両が停止している停車保舵の間、電動モータへの通電を停車保舵の前よりも小さくする通電抑制処理と、を含んで構成されている。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、更に以下の特徴を有する。
特定操舵は、車両が停止した状態で操舵を行う据切り操舵である。
【０００８】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、更に以下の特徴を有する。
コントローラは、通電抑制処理の最中に車両の走行が開始された場合、通電抑制処理を停止するように構成されている。
【０００９】
第４の発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明において、更に以下の特徴を有する。
操舵制御は、電動モータへの通電を制御して車輪の実操舵角を要求操舵角に近づけるように構成されている。そして、操舵戻し処理は、実操舵角を要求操舵角に保持する場合、実操舵角が要求操舵角をオーバーシュートした後に要求操舵角に戻るように、電動モータへの通電が制御される。
【００１０】
第５の発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明において、更に以下の特徴を有する。
操舵制御は、電動モータへの通電を制御して車輪の実操舵角を要求操舵角に近づけるように構成されている。そして、操舵戻し処理は、実操舵角を要求操舵角に近づける過程で、要求操舵角へ向かう操舵方向とは反対方向に車輪を切り戻してから保持するように、電動モータへの通電が制御される。
【００１１】
第６の発明は、第４又は第５の発明において、更に以下の特徴を有する。
コントローラは、運転者のステアリング操作量から要求操舵角を算出する処理を含んで構成されている。
【００１２】
第７の発明は、第４又は第５の発明において、更に以下の特徴を有する。
コントローラは、目標位置までの計画経路を生成する処理と、車両が計画経路に追従するための操舵角を要求操舵角として演算する処理と、を含んで構成されている。
【００１３】
第８の発明は、第１乃至第７の何れか１つの発明において、更に以下の特徴を有する。
コントローラは、電動パワーステアリング装置の温度を検出する温度検出処理と、温度検出処理によって検出された温度が所定の判定温度よりも低い場合、通電抑制処理の実施を禁止する禁止処理と、を更に含んで構成されている。
【発明の効果】
【００１４】
第1の発明の制御装置によれば、特定操舵によって車輪が操舵されてから保持される場合、特定操舵の操舵方向とは反対方向に車輪を切り戻してから操舵角を保持することが行われる。このような動作によれば、車輪の捻じれや路面反力を解消させることができるので、操舵軸力が低下する。これにより、舵角を保持している間の電動パワーステアリング装置への電流を低下させることができるので、車輪の操舵角を保持する際の電動パワーステアリング装置の発熱を抑制することが可能となる。
【００１５】
第２の発明によれば、舵角が据切り操舵の後に保持される場合、操舵戻し処理が行われる。据切り操舵は、移動操舵（クロソイド操舵）に比べて操舵後の車輪の捻じれや路面反力が大きい。また、車両の停止中は車両の挙動変化の影響を受け難い。このため、本発明によれば、車両の挙動変化の影響を抑えつつ電動パワーステアリング装置の発熱を有効に抑制することが可能となる。
【００１６】
第３の発明によれば、車両の走行が開始されても通電抑制処理が継続されることが防がれる。これにより、車両の走行後に操舵に支障が生じること防ぐことができる。
【００１７】
第４の発明によれば、車輪の操舵を切り戻す処理が行われた後に操舵角を要求操舵角に近づけて保持することができる。これにより、操舵角を要求操舵角に操舵した状態で保持しつつ電動パワーステアリング装置の発熱を抑制することが可能となる。
【００１８】
第５の発明によれば、実操舵角を要求操舵角に近づける過程で車輪の操舵を切り戻す処理が行われる。これにより、操舵角を要求操舵角の近傍に操舵した状態で保持しつつ電動パワーステアリング装置の発熱を抑制することが可能となる。
【００１９】
第６の発明によれば、要求操舵角は運転者のステアリング操作量から算出される。これにより、運転者の操作に応じた操舵制御を行うことが可能となる。
【００２０】
第７の発明によれば、車両が目標位置までの計画経路を追従するための要求操舵角が算出される。これにより、車両を目標位置まで正確に誘導する過程で、電動パワーステアリング装置の発熱を抑制することが可能となる。
【００２１】
第８の発明によれば、電動パワーステアリング装置の温度が判定温度よりも低い場合、通電抑制処理が禁止される。このような処理によれば、電動パワーステアリング装置の発熱が問題とならない場合の通電抑制処理の実行を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施の形態１に係る車両制御システムが適用される車両の構成例を示す概略図である。
【図２】ＥＰＳ装置を用いた操舵制御に関して、コントローラの機能構成を示すブロック図である。
【図３】比較例としての操舵制御を説明するための概念図である。
【図４】実施の形態１の操舵制御を説明するための概念図である。
【図５】操舵戻し処理の第一実施形態を示すタイムチャートである。
【図６】操舵戻し処理の第二実施形態を示すタイムチャートである。
【図７】操舵戻し処理の第三実施形態を示すタイムチャートである。
【図８】実施の形態１において実行される操舵制御のルーチンを示すフローチャートである。
【図９】実施の形態２において実行される操舵制御のルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【００２４】
実施の形態１．
１−１．運転支援装置を備える車両の構成例
図１は、本発明の実施の形態１に係る車両制御システムが適用される車両の構成例を示す概略図である。車両制御システム１０は、車両２に搭載され、当該車両２の操舵を支援する操舵制御を実施する。以下の説明では、車両２の停車中に車輪を操舵する特定操舵を「据切り操舵」と称し、車両２の移動中に車輪を操舵する特定操舵を「移動操舵」と称する。また、車両２の舵角を一定舵角に保持することを「保舵」と称し、車両２の停車中の保舵を「停車保舵」と称する。
【００２５】
図１に示すように、本実施形態の車両２は、エンジン４と、２つの前車輪１２と、２つの後車輪１４と、ステアリング装置２０と、ステアリング装置２０のコントローラ１００と、ブレーキ装置５０と、運転支援システム電子制御ユニット（ＥＣＵ）５２と、を備えている。エンジン４は、エンジン本体と、これを制御するエンジン電子制御ユニット（ＥＣＵ）とを含んでいる。ブレーキ装置５０は、ブレーキアクチュエータと、これを制御するブレーキ電子制御ユニット（ＥＣＵ）とを含んでいる。
【００２６】
ステアリング装置２０は、２つの前車輪１２を転舵する装置である。具体的には、ステアリング装置２０は、ステアリングホイール２２、操舵軸２４、ピニオンギア２６、ラックバー２８、タイロッド３０、および電動パワーステアリング（EPS： Electric Power Steering）装置４０を備えている。なお、本実施形態の運転支援装置は、前車輪１２と後車輪１４の両方が操舵対象となる車両（いわゆる、４ＷＳ（4 Wheel Steering）車両）にも同様に適用することができる。
【００２７】
ステアリングホイール２２は、運転者による操舵操作に用いられる。つまり、前車輪１２を転舵させたいとき、運転者はステアリングホイール２２を回転させる。操舵軸２４は、ステアリングホイール２２に連結されている。操舵軸２４の他端は、ピニオンギア２６に連結されている。ピニオンギア２６は、ラックバー２８と噛み合っている。ラックバー２８の両端は、タイロッド３０を介して左右の前車輪１２に連結されている。ステアリングホイール２２の回転は、操舵軸２４を介して、ピニオンギア２６に伝達される。ピニオンギア２６の回転運動はラックバー２８の直線運動に変換され、それにより、前車輪１２の舵角が変化する。
【００２８】
ＥＰＳ装置４０は、前車輪１２を転舵する力を生成する装置である。より詳細には、ＥＰＳ装置４０は、ＥＰＳアクチュエータとしての電動モータ４２と、ＥＰＳドライバ４４とを備えている。一例として、電動モータ４２は、図示しない変換機構を介してラックバー２８に連結されている。変換機構は、例えばボールねじである。電動モータ４２のロータが回転すると、変換機構は、その回転運動をラックバー２８の直線運動に変換する。これにより、前車輪１２の舵角が変化する。
【００２９】
ＥＰＳドライバ４４は、電動モータ４２を駆動するための装置であり、インバータを含んでいる。インバータは、図示しない直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換し、その交流電力を電動モータ４２に供給し、電動モータ４２を駆動する。ＥＰＳドライバ４４が電動モータ４２の回転を制御することによって、前車輪１２を転舵することができる。このＥＰＳドライバ４４の動作、すなわち、ＥＰＳ装置４０の動作は、後述のコントローラ１００によって制御される。コントローラ１００によるＥＰＳ装置４０の制御については、その詳細を後述する。
【００３０】
車両２には、ＥＰＳ装置４０を制御するコントローラ１００が搭載されている。コントローラ１００は、ＥＰＳ電子制御ユニット（ＥＣＵ）１００とも呼ばれる。コントローラ１００は、プロセッサ、メモリ、および入出力インターフェースを備えている。コントローラ１００には、車両２の様々な状態量を検出するための各種センサや各種ＥＣＵが電気的に接続されている。入出力インターフェースは、上述の各種センサからセンサ信号を受け取るとともに、ブレーキ装置５０のブレーキＥＣＵ及び運転支援システムＥＣＵ５２から各種情報を受け取る。
【００３１】
各種センサは、一例として、ステアリング角センサ６２、および車輪速度センサ６４を含んでいる。ステアリング角センサ６２は、操舵軸２４の回転角を検出する。この回転角は、ステアリングホイール２２の操舵角（ステアリング操作量）と同じである。ステアリング角センサ６２は、回転角に応じた操舵角信号をコントローラ１００に出力する。ステアリングホイール２２の操舵角と前車輪１２の舵角との間には相関がある。このため、両者の関係を定めておくことで、ステアリング角センサ６２により検出される回転角に応じた値として前車輪１２の実操舵角を算出することもできる。なお、実操舵角は、舵角センサによって前車輪１２の転舵角を直接検出する構成でもよい。
【００３２】
車輪速度センサ６４は、車両の左右前車輪１２及び左右後車輪１４のそれぞれに設けられている。車輪速度センサ６４は、各車輪の回転速度を検出し、これらの回転速度に応じた信号をコントローラ１００に出力する。コントローラ１００は、車両２の運転に関する各種の運転制御を実行する。コントローラ１００の運転制御の１つとして、ＥＰＳ装置４０を用いて行われる前車輪１２の操舵制御がある。
【００３３】
また、車両２には、運転環境検出装置６６が搭載されている。運転環境検出装置６６は、後述する車両２の自動運転制御において、車両２が走行する走行車線の検出に用いられる「運転環境情報」を取得する。運転環境情報としては、まず、車両２の周辺の物標に関する周辺物標情報が挙げられる。周辺物標は、移動物標と静止物標とを含む。移動物標としては、周辺車両や歩行者が例示される。移動物標に関する情報は、移動物標の位置および速度を含む。静止物標としては、路側物や白線が例示される。静止物標に関する情報は、静止物標の位置を含む。
【００３４】
運転環境検出装置６６は、周辺物標情報を検出するために、一例として、車両２の周辺の状況を撮像するステレオカメラを備えている。ステレオカメラによって撮像された画像は、随時運転支援システムＥＣＵ５２に画像データとして送信される。送信された画像データは、運転支援システムＥＣＵ５２によって画像処理される。その結果として、運転支援システムＥＣＵ５２は、画像データに含まれる白線を基に車両２の走行車線を検出することができる。なお、周辺物標情報の検出のために、ステレオカメラに代え、あるいはそれとともに、例えば、ライダー（LIDAR: Laser Imaging Detection and Ranging）およびミリ波レーダーの少なくとも一方が用いられてもよい。ライダーは、光を利用して車両２の周辺の物標を検出する。ミリ波レーダーは、電波を利用して車両２の周辺の物標を検出する。
【００３５】
また、車両２の走行車線の検出のために、運転環境情報として、周辺物標情報に代え、あるいはそれとともに、車両２の位置姿勢情報が用いられてもよい。位置姿勢情報は、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）装置を用いて取得することができる。ＧＰＳ装置は、複数のＧＰＳ衛星から送信される信号を受信し、受信信号に基づいて車両２の位置および姿勢（方位）を算出する。ＧＰＳ装置は、算出した位置姿勢情報を運転支援システムＥＣＵ５２に送る。
【００３６】
自動運転制御のための運転環境情報としては、さらに、レーン情報およびインフラ提供情報などが挙げられる。運転環境検出装置６６は、車線変更を自動的に行うために、レーン情報の取得のために地図データベースを含んでもよく、また、インフラ提供情報の取得のために通信装置を含んでもよい。地図データベースには、地図上の各レーンの配置を示すレーン情報が記録されている。地図データベースと車両２の位置とに基づいて、車両２の周辺のレーン情報を取得することができる。通信装置は、情報提供システムからインフラ提供情報を取得する。インフラ提供情報としては、渋滞情報、工事区間情報などが挙げられる。通信装置を備えている場合には、このようなインフラ提供情報が運転支援システムＥＣＵ５２に送られる。
【００３７】
運転支援システムＥＣＵ５２は、車両２の運転に関する各種の運転制御を実行する。運転支援システムＥＣＵ５２の運転制御には、車両２の自動駐車を含む自動運転を制御する自動運転制御が含まれる。自動運転制御では、運転支援システムＥＣＵ５２は、目標位置まで車両２を移動させるための計画経路を生成する。この計画経路には、車両２が当該計画経路を追従するための駆動、制動及び操舵に関する制御パターンが含まれている。運転支援システムＥＣＵ５２は、制御パターンを上述のエンジンＥＣＵ、ブレーキＥＣＵ、及びコントローラ１００に送る。各ＥＣＵは、送られた制御パターンに従いアクチュエータを制御する。
【００３８】
図２は、ＥＰＳ装置を用いた操舵制御に関して、コントローラの機能構成を示すブロック図である。コントローラ１００は、ＥＰＳ装置４０を用いた操舵制御に関連する機能ブロックとして、要求操舵角算出処理を行う要求操舵角算出処理部１１０と、操舵制御を行う操舵制御部１２０と、操舵戻し処理を行う操舵戻し処理部１３０と、通電抑制処理を行う通電抑制処理部１４０と、を備えている。
【００３９】
要求操舵角算出処理は、車両２の要求操舵角を算出するための処理である。運転者によるステアリングホイール２２の操作によって車両２が操舵されている場合、要求操舵角算出処理部１１０は、ステアリング角センサ６２によって検出されるステアリング操作量に基づいて要求操舵角を算出する。また、設定された計画経路に沿って車両２が自動で運転されている場合、要求操舵角算出処理部１１０は、車両２が計画経路に追従するための要求操舵角を算出する。
【００４０】
操舵制御は、車両２の実操舵角が要求操舵角に近づくようにＥＰＳ装置４０を操作する処理である。操舵制御部１２０は、ＥＰＳ装置４０のＥＰＳドライバ４４の動作を制御して電動モータ４２を制御する。
【００４１】
操舵戻し処理は、車両２の操舵後に舵角が保持される場合、操舵方向とは反対方向に舵角を切り戻して保持する処理である。操舵戻し処理部１３０において実行される具体的な処理については詳細を後述する。
【００４２】
通電抑制処理は、車両２の停車保舵中にＥＰＳ装置４０の電動モータ４２への通電を保舵前よりも低減する処理である。通電抑制処理部１４０において実行される具体的な処理については詳細を後述する。
【００４３】
図２に示す機能ブロックは、上述の各種センサの検出情報等に基づいて、コントローラ１００の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り実現される。なお、要求操舵角算出処理部１１０、操舵制御部１２０、操舵戻し処理部１３０、及び通電抑制処理部１４０を備えるコントローラ１００は、必ずしも単一のコントローラとして構成されている必要はない。すなわち、これらの機能ブロックは、それぞれ別個のコントローラとして構成されていてもよい。
【００４４】
１−２．実施の形態１の操舵制御の概要
図３は、比較例としての操舵制御を説明するための概念図である。この比較例の操舵制御では、据切り操舵を時間ｔ１まで行い、それ以降は停車保舵を継続している動作を例示している。図３の（Ａ）及び（Ｂ）のタイムチャートに実線で示すように、据切り操舵が行われると、舵角の増加に伴い車輪（タイヤ）が受ける路面反力及び車輪の捻じれが増加する。このため、操舵に要する軸力である操舵軸力は、操舵角の増加に伴い増加し、また停車保舵の継続中においても増加した値に維持されている。
【００４５】
図３の（Ｃ）のタイムチャートは、ＥＰＳ装置４０の電動モータ４２へ通電する電流値であるＥＰＳ電流の時間変化を示している。この図に実線で示すように、ＥＰＳ電流は、操舵軸力の増加に伴い増大するため、停車保舵の継続中においても高い値に維持されている。このため、図３の（Ｄ）のタイムチャートに示すように、ＥＰＳ装置４０の温度（ＥＰＳ温度）は、高いＥＰＳ電流を通電し続けることによって時間とともに上昇している。ＥＰＳ温度が温度制約の上限に到達すると、ＥＰＳ装置４０による操舵制御を継続することが困難になってしまう。
【００４６】
ここで、上記の問題の対策として、図３の（Ｃ）に鎖線で示すように、停車保舵の継続中にＥＰＳ電流を低下させることが考えられる。しかしながら、ＥＰＳ電流を低下させると、図３の（Ａ）に鎖線で示すように、操舵軸力に対する反力によって操舵角が戻されてしまい目標とする舵角を維持することができなくなってしまう。このように、比較例の操舵制御では、操舵後の舵角保持時におけるＥＰＳ装置４０の発熱に課題がある。なお、このことは、据切り操舵時に限らず、例えば低速での移動操舵（クロソイド操舵）時においても当てはまる。
【００４７】
実施の形態１の車両制御システム１０は、上記の比較例に示す課題を以下の操舵制御によって解決している。図４は、実施の形態１の操舵制御を説明するための概念図である。なお、この図に示す鎖線は、図３に示す比較例の操舵制御のタイムチャートを示している。図４中の（Ａ）に示すように、実施の形態１の車両制御システム１０では、据切り操舵後に停車保舵を継続する場合において、操舵角を意図的に切り戻す操舵戻し処理を行った後に停車保舵を継続することとしている。操舵戻し処理の具体的な手法は後述する。操舵戻し処理が行われると、図４中の（Ｂ）に示すように、車輪（タイヤ）が受ける路面反力及び車輪の捻じれが低減されるので、操舵軸力が大幅に低減される。
【００４８】
操舵軸力が低下した状態では、ＥＰＳ電流を低下させても反力によって操舵角が戻されることはない。そこで、実施の形態１の車両制御システム１０では、図４中の（Ｃ）に示すように、操舵戻し処理後の停車保舵の継続中にＥＰＳ電流を保舵前よりも低下させる通電抑制処理を行うこととしている。これにより、図４中の（Ｄ）に示すように、ＥＰＳ温度の上昇が抑制されるので、据切り操舵後の長時間の停車保舵や、据切り操舵の回数を増加させることが可能となる。
【００４９】
１−３．操舵戻し処理の具体的手法
図５は、操舵戻し処理の第一実施形態を示すタイムチャートである。この図において、鎖線はステアリング角センサ６２の検出信号から得られる要求操舵角θｄの変化を示し、一点鎖線はコントローラ１００において演算される目標操舵角θｔの変化を示し、そして、実線はＥＰＳ装置４０に指示される制御量である指令操舵角θａの変化を示している。
【００５０】
この図に示す操舵戻し処理の第一実施形態では、コントローラ１００は、操舵角が保持される場合、一時的に要求操舵角θｄに対して大きな目標操舵角θｔを演算する。具体的には、コントローラ１００は、要求操舵角θｄの変化量の絶対値が所定の判定閾値以下となった場合、要求操舵角θｄに対応する目標操舵角θｔを一時的にオーバーシュートさせた後、要求操舵角θｄに戻す。これにより、実操舵角は、要求操舵角θｄからオーバーシュートした後に要求操舵角θｄに戻る。なお、ここでの判定閾値は、操舵角が保持される直前又は保持されたことを判定できる値であればよい。また、ここでのオーバーシュート量に限定はない。このような操舵戻し処理によれば、操舵角を切り戻してから要求操舵角に保持することが可能となる。
【００５１】
図６は、操舵戻し処理の第二実施形態を示すタイムチャートである。この図における要求操舵角θｄ、目標操舵角θｔ及び指令操舵角θａは、図５に示す線種の定義と同様である。この図に示す操舵戻し処理の第二実施形態では、コントローラ１００は、操舵角が保持される場合、ＥＰＳ装置４０の電動モータ４２の応答特性を変えることによって操舵角の切り戻し動作を実現する。具体的には、コントローラ１００は、要求操舵角θｄに対応する目標操舵角θｔを演算する。そして、コントローラ１００は、要求操舵角θｄの変化量の絶対値が所定の判定閾値以下となった場合、目標操舵角θｔに対するゲインを調整して指令操舵角θａを目標操舵角θｔに対して一時的にオーバーシュートさせた後、目標操舵角に戻す。これにより、実操舵角は、要求操舵角θｄからオーバーシュートした後に要求操舵角θｄに戻る。なお、ここでの判定閾値は、上記の第一実施形態の処理と同様に、操舵角が保持される直前又は保持されたことを判定できる値であればよい。また、ここでのオーバーシュート量に限定はない。このような操舵戻し処理によれば、特別な目標操舵角θｔの演算を行うことなく、操舵角を切り戻してから要求操舵角に保持することが可能となる。
【００５２】
図７は、操舵戻し処理の第三実施形態を示すタイムチャートである。この図における要求操舵角θｄ、目標操舵角θｔ及び指令操舵角θａは、図５に示す線種の定義と同様である。この図に示す操舵戻し処理の第三実施形態では、コントローラ１００は、操舵角が保持される場合、要求操舵角θｄに対して小さな目標操舵角θｔを演算する。具体的には、コントローラ１００は、要求操舵角θｄの変化量の絶対値が所定の判定閾値以下となった場合、要求操舵角θｄに対応する目標操舵角θｔを所定量低下させた後に保持する。これにより、実操舵角は、要求操舵角θｄに近づく過程で反対方向に切り戻された後に保持される。なお、ここでの判定閾値は、操舵角が保持される直前又は保持されたことを判定できる値であればよい。また、ここでの所定量に限定はない。このような操舵戻し処理によれば、操舵角を切り戻してから要求操舵角の近傍の舵角に保持することが可能となる。
【００５３】
１−４．実施の形態１の操舵制御の具体的処理
次に、フローチャートを参照して、上述した構成を備える実施の形態１の車両制御システムにおいて実行される操舵制御の具体的処理について説明する。図８は、実施の形態１において実行される操舵制御のルーチンを示すフローチャートである。なお、図８に示すルーチンは、運転者によって車両２の舵角が操舵されている場合に、コントローラ１００によって実行される。
【００５４】
図８に示すルーチンでは、車輪速度センサ６４及びステアリング角センサ６２の検出信号に基づいて、先ず車両２の据切り操舵が行われているかが判定される（ステップＳ２）。その結果、据切り操舵が行われていないと判定された場合、ＥＰＳ装置４０の発熱が問題とならないと判断されて、本ルーチンは終了される。一方、上記ステップＳ２において、据切り操舵が行われていると判定された場合、次のステップの処理へと移行する。
【００５５】
次のステップでは、操舵軸力を低下させるための操舵戻し処理が行われる（ステップＳ４）。ここでは、具体的には、上述した操舵戻し処理の第一から第三実施形態の何れか１つの処理が実行される。ステップＳ４の処理が完了すると、次のステップの処理へと移行する。
【００５６】
次のステップでは、通電抑制処理が実行される（ステップＳ６）。ここでは、具体的には、ＥＰＳ装置４０の電動モータ４２へ通電されるＥＰＳ電流がゼロまで低下される。ステップＳ６の処理が完了すると、次のステップの処理へと移行する。
【００５７】
次のステップでは、車輪速度センサ６４の検出信号に基づいて、通電抑制処理の最中に車両２の走行が開始されたか否かが判定される（ステップＳ８）。その結果、未だ車両２が停止中である場合、ステップＳ８の処理が繰り返し実行される。一方、車両２の走行が開始された場合、処理は次のステップへと移行する。次のステップでは、通電抑制処理が停止されて、ＥＰＳ装置４０の電動モータ４２への通電が再開される（ステップＳ１０）。ステップＳ１０の処理が完了すると、本ルーチンは終了される。
【００５８】
このように、実施の形態１の車両制御システム１０の操舵制御によれば、据切り操舵後の保舵を継続する場合において、操舵戻し処理によって操舵軸力を低減させることができる。これにより、舵角を保持しながらＥＰＳ電流を低減することができるので、ＥＰＳ装置４０の発熱を抑制することが可能となる。
【００５９】
１−５．実施の形態１に係る車両制御システムの変形例
実施の形態１に係る車両制御システムは、以下のように変形した構成を適用することができる。
【００６０】
操舵戻し処理及び通電抑制処理を実行する操舵制御は、据切り操舵時に限らない。すなわち、車輪（タイヤ）が受ける路面反力や車輪の捻じれは、車両２の移動操舵時であっても発生する。このため、実施の形態１の操舵制御では、移動操舵時においても操舵戻し処理実行し、その後の車両２の停止中に通電抑制処理を実行する構成でもよい。この場合、図８に示すルーチンでは、ステップＳ２において車両２の移動操舵が行われているかを判定し、ステップＳ６の処理の前に車両２が停止中か否かを判定し、停止中である場合に限りステップＳ６の通電抑制処理を実行する構成とすればよい。これにより、移動操舵中に生じた操舵軸力を低減することができるので、その後の車両２の停止中のＥＰＳ装置４０の発熱を抑制することが可能となる。
【００６１】
通電抑制処理において電動モータ４２へ通電されるＥＰＳ電流はゼロに限られない。すなわち、通電抑制処理では、停車保蛇前よりもＥＰＳ電流が低い値に低減されているのであれば、その電流値に限定はない。
【００６２】
実施の形態１の操舵制御では、ＥＰＳ装置４０の温度に応じて、ステップＳ６の処理を実行するか否かを判定してもよい。すなわち、ＥＰＳ装置４０の温度が低く維持されている場合には、通電抑制処理を行う必要性が低くなる。そこで、図８に示すルーチンでは、例えば、ステップＳ６の処理の前にＥＰＳ装置４０の温度を検出する温度検出処理、及び検出された温度が所定の判定温度よりも高いか否かを判定する判定処理を行う。そして、ＥＰＳ装置４０の温度が判定温度以上の場合に限りステップＳ６の通電抑制処理を行い、ＥＰＳ装置４０の温度が判定温度以下よりも引く場合に当該通電抑制処理の実施を禁止する禁止処理を行う構成としてもよい。これにより、通電抑制処理の必要性が低い場合の当該処理の実行を抑制することが可能となる。なお、このことは、後述する実施の形態２の車両制御システムについても同様に当てはまる。
【００６３】
実施の形態２．
２−１．実施の形態２の特徴
実施の形態２の車両制御システムは、少なくとも車両２の操舵を自動で行う自動運転中に上述の操舵制御を行う点に特徴を有している。実施の形態２の車両制御システムの構成は、実施の形態１の車両制御システム１０の構成と同様である。また、操舵制御の基本的な考え方は、実施の形態１と同じである。実施の形態１と重複する説明は、適宜省略される。
【００６４】
自動運転を利用して車両の駐車を行う自動駐車システムでは、狭スペースへの入庫や出庫が要求される場合がある。このため、自動駐車システムを利用した自動駐車では、据切り操舵及びその後の停車保舵を積極的に活用することによって円滑な駐車が見込まれる。また、車両の自動運転を行う自動運転システムにおいても、Ｕターンや小回り旋回等を行う際に据切り操舵を行うことが考えられる。したがって、このような自動駐車又は自動運転において据切り操舵を多用すると、運転者による操舵時と同様にＥＰＳ装置４０の発熱が問題となる。なお、このようなＥＰＳ装置４０の発熱の問題は、据切り操舵に限らず、例えば低速での移動操舵においても発生しうる。
【００６５】
ここで、自動運転システムでは、目標位置に車両２を移動させるための計画経路を生成している。このため、自動運転システムでは、例えばシフト切り替え操作中の停車等、据切り操舵後の停車保舵を行う状態を予め把握することができる。
【００６６】
そこで、実施の形態２に係る車両制御システムは、計画経路に基づいて、据切り操舵の実行を予測する。そして、車両制御システムは、据切り操舵が実行される場合、操舵戻し処理と通電抑制処理を行う。このような制御によれば、自動運転中のＥＰＳ温度の上昇を効果的に抑制することが可能となる。
【００６７】
２−２．実施の形態２の操舵制御の具体的処理
次に、フローチャートを参照して、上述した構成を備える実施の形態２の車両制御システムにおいて実行される操舵制御の具体的処理について説明する。図９は、実施の形態２において実行される操舵制御のルーチンを示すフローチャートである。なお、図９に示すルーチンは、少なくとも操舵を自動で行う自動運転中に、コントローラ１００によって実行される。
【００６８】
図９に示すルーチンでは、計画経路に基づいて、車両２の据切り操舵が行われる予定があるか否かが判定される（ステップＳ２２）。運転支援システムＥＣＵ５２は、目標位置に車両２を移動させるための計画経路を生成している。ここでは、運転支援システムＥＣＵ５２から送られた計画経路に基づいて、当該計画経路の操舵パターンに据切り操舵が含まれているか否かが判定される。その結果、据切り操舵が含まれていないと判定された場合、本ルーチンは終了され、据切り操舵が含まれていると判定された場合、処理は次のステップへ移行する。
【００６９】
次のステップでは、自動運転中の据切り操舵時において操舵戻し制御が実行される（ステップＳ２４）。コントローラ１００は、据切り操舵が行われるタイミングを把握している。ここでは、把握されている据切り操舵のタイミングにおいて、上記ステップＳ４と同様の操舵戻し処理が実行される。ステップＳ２４の処理が完了すると、次のステップの処理へと移行する。
【００７０】
次のステップでは、通電抑制処理が実行される（ステップＳ２６）。ここでは、具体的には、操舵戻し処理後の停車保舵時において、ＥＰＳ装置４０の電動モータ４２へ通電されるＥＰＳ電流がゼロまで低下される。ステップＳ２６の処理が完了すると、次のステップの処理へと移行する。
【００７１】
次のステップでは、車両２の走行が開始されたか否かが判定される（ステップＳ２８）。その結果、未だ車両２が停止中である場合、ステップＳ２８の処理が繰り返し実行される。一方、車両２の走行が開始された場合、処理は次のステップへと移行する。次のステップでは、通電抑制処理が停止されて、ＥＰＳ装置４０の電動モータ４２への通電が再開される（ステップＳ３０）。ステップＳ３０の処理が完了すると、本ルーチンは終了される。
【００７２】
このように、実施の形態２の車両制御システム１０の操舵制御によれば、自動運転中の据切り操舵において、操舵戻し処理によって操舵軸力を低減させることができる。これにより、舵角を保持しながらＥＰＳ電流を低減することができるので、自動運転中のＥＰＳ装置４０の発熱を抑制することが可能となる。
【００７３】
２−３．実施の形態２に係る車両制御システムの変形例
実施の形態１に係る車両制御システムは、以下のように変形した構成を適用することができる。
【００７４】
上記ステップＳ２４の処理では、据切り操舵が行われるタイミングにおいて操舵戻し処理を実行することとしたが、当該タイミングの計画経路に当該操舵戻し処理の操舵パターンを予め組み込むこととしてもよい。また、操舵戻し処理後の停車保舵についても、計画経路の操舵パターンに予め組み込むこととしてもよい。
【００７５】
ステップＳ２２では、計画経路に基づいて据切り操舵の実行有無を判定しているが、自動運転中においても、ステップＳ２の処理と同様に、車輪速度センサ６４及びステアリング角センサ６２の検出信号に基づいて、車両２の据切り操舵が行われているかを判定してもよい。
【００７６】
自動運転中の操舵戻し処理及び通電抑制処理を実行する操舵制御は、据切り操舵時に限らない。すなわち、上述したように、車輪（タイヤ）が受ける路面反力や車輪の捻じれは、車両２の移動操舵時であっても発生する。このため、実施の形態２の操舵制御では、移動操舵時においても操舵戻し処理を実行し、その後の車両２の停車保舵中に通電抑制処理を実行する構成でもよい。この場合、図９に示すルーチンでは、ステップＳ２２において車両２の移動操舵が行われる計画経路を判定し、ステップＳ２６の処理の前に車両２が停車保舵中か否かを判定し、停車保舵中である場合に限りステップＳ２６の通電抑制処理を実行する構成とすればよい。これにより、自動運転による移動操舵中に生じた操舵軸力を低減することができるので、その後の車両２の停車保舵中のＥＰＳ装置４０の発熱を抑制することが可能となる。
【符号の説明】
【００７７】
１０  車両制御システム
１２  前車輪
１４  後車輪
２０  ステアリング装置
２２  ステアリングホイール
２４  操舵軸
２６  ピニオンギア
２８  ラックバー
３０  タイロッド
４０  ＥＰＳ装置
４２  電動モータ
４４  ＥＰＳドライバ
６２  ステアリング角センサ
６４  車輪速度センサ
６６  運転環境検出装置
１００  コントローラ
１１０  要求操舵角算出処理部
１２０  操舵制御部
１３０  操舵戻し処理部
１４０  通電抑制処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020117139.tif 000009
【図８】
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【図９】
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