车辆控制系统的制作方法

本发明涉及搭载于车辆的车辆控制系统。特别是，本发明涉及进行自动转向操纵控制的车辆控制系统。

背景技术：

专利文献1公开了一种搭载于车辆的转向操纵辅助装置。转向操纵辅助装置以使车辆沿着车道行驶的方式进行车道维持控制。更详细而言，转向操纵辅助装置求出车道维持控制所需的辅助扭矩，以将该辅助扭矩赋予至转向机构的方式控制eps(electricpowersteering)马达。

并且，转向操纵辅助装置也具有对驾驶员是否进行了转向操纵操作进行判定的功能。在该判定处理中，考虑由转向机构内的齿轮摩擦引起的摩擦扭矩tg、和由转向柱内的齿轮摩擦引起的摩擦扭矩tf。上述摩擦扭矩tg、tf通过试验而被预先推定，并作为固定值给出。当基于eps马达的辅助扭矩大于摩擦扭矩tg，且由扭矩传感器检测到的转向操纵扭矩大于摩擦扭矩tf的情况下，转向操纵辅助装置判定为驾驶员进行了转向操纵操作。

专利文献2公开了一种对齿条传动型eps装置的内部的齿轮摩擦的增大进行识别的方法。根据该方法，使试验电流在eps装置内的伺服马达中流动，对基于此的转子位置的变化进行检测。基于检测出的转子位置的变化与期待值的比较的结果，识别齿轮摩擦的增大。

专利文献1：日本特开2008-290679号公报

专利文献2：日本特开2014-172610号公报

考虑进行使车辆的车轮自动地转向的“自动转向操纵控制”的车辆控制系统。在进行该自动转向操纵控制时，存在驾驶员干预车辆的转向操纵的情况。驾驶员干预转向操纵的状态被称为“介入状态(hands-onstate)”。

判定驾驶员状态是否是介入状态对于自动转向操纵控制来说是重要的。作为一个例子，考虑从车辆控制系统发出驾驶变更请求的情况。在驾驶员状态还未成为介入状态的阶段中，若车辆控制系统使自动转向操纵控制结束，则存在车辆从车道脱离的担忧。优选车辆控制系统在确认驾驶员状态变为了介入状态后，结束自动转向操纵控制。

根据上述的专利文献1所公开的技术，在判定驾驶员状态是否是介入状态时，考虑转向机构、转向柱的由齿轮摩擦引起的摩擦扭矩。该摩擦扭矩通过试验而被预先推定，并作为固定值给出。

然而，摩擦扭矩的大小会根据温度环境、另外也根据部件的年久老化而发生变动。因此，在摩擦扭矩作为固定值给出的情况下，该摩擦扭矩从实际的值偏离的可能性较高。若该偏离较大，则驾驶员状态是否是介入状态的判定精度降低。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于，提供一种在进行自动转向操纵控制的车辆控制系统中，能够提高驾驶员状态是否是介入状态的判定精度的技术。

第1技术方案提供搭载于车辆的车辆控制系统。

上述车辆具备：

车轮；

方向盘；以及

转向机构，经由转向轴与上述方向盘连结，与上述方向盘的旋转操作对应地使上述车轮转向。

上述车辆控制系统具备：

扭矩传感器，将向上述转向轴的第1位置施加的扭矩作为传感器检测扭矩来检测；以及

控制装置，进行使上述车轮转向的自动转向操纵控制。

上游摩擦扭矩是由在上述转向轴旋转时作用于上述第1位置和上述方向盘之间的上述转向轴的摩擦力引起的上述传感器检测扭矩的绝对值。

介入状态是上述车辆的驾驶员干预上述车辆的转向操纵的驾驶员状态。

不介入状态是上述介入状态以外的驾驶员状态。

上述控制装置进行如下处理：

上游摩擦推定处理，基于上述车轮的转向时的上述传感器检测扭矩而反复推定上述上游摩擦扭矩；

阈值设定处理，以成为上述上游摩擦扭矩的推定值以上的方式可变地设定判定阈值；以及

驾驶员状态判定处理，在上述传感器检测扭矩的上述绝对值大于上述判定阈值的情况下判定为上述驾驶员状态是上述介入状态，在上述传感器检测扭矩的上述绝对值为上述判定阈值以下的情况下判定为上述驾驶员状态是上述不介入状态。

在第1技术方案的基础上，第2技术方案还具有如下的特征。

上述控制装置判定上述驾驶员是否将手从上述方向盘撤离。

在上述自动转向操纵控制的执行中上述驾驶员将上述手从上述方向盘撤离的情况下，上述控制装置进行上述上游摩擦推定处理。

在第2技术方案的基础上，第3技术方案还具有如下的特征。

在上述上游摩擦推定处理中，上述控制装置将通过上述自动转向操纵控制使上述方向盘开始旋转时的上述传感器检测扭矩的绝对值推定作为上述上游摩擦扭矩。

在第2技术方案的基础上，第4技术方案还具有如下的特征。

在上述上游摩擦推定处理中，上述控制装置将伴随着上述自动转向操纵控制的上述传感器检测扭矩的迟滞宽度的一半推定作为上述上游摩擦扭矩。

根据本发明，车辆控制系统基于传感器检测扭矩和判定阈值的对比来进行驾驶员状态判定处理。并且，车辆控制系统根据上游摩擦扭矩的变动而可变地设定判定阈值。更详细而言，车辆控制系统反复推定上游摩擦扭矩，以成为上游摩擦扭矩的推定值以上的方式设定判定阈值。由此，提高驾驶员状态判定处理的精度。

附图说明

图1是用于对本发明的实施方式所涉及的车辆控制系统的概要进行说明的概念图。

图2是表示本发明的实施方式所涉及的车辆以及车辆控制系统的具体的构成例的框图。

图3是表示本发明的实施方式所涉及的车辆控制系统的控制装置的功能结构的框图。

图4是用于对本发明的实施方式中的反向输入摩擦推定方法进行说明的概念图。

图5是用于对本发明的实施方式中的反向输入摩擦推定方法进行说明的概念图。

图6是用于对本发明的实施方式中的正向输入摩擦推定方法进行说明的概念图。

图7是表示本发明的实施方式所涉及的可变阈值设定部的功能结构的一个例子的框图。

图8是表示本发明的实施方式所涉及的可变阈值设定部的功能结构的另一例子的框图。

图9是表示本发明的实施方式所涉及的可变阈值设定处理的一个例子的流程图。

图10是表示本发明的实施方式中的驾驶控制的第1例的流程图。

图11是表示本发明的实施方式中的驾驶控制的第2例的流程图。

图12是表示本发明的实施方式中的驾驶控制的第3例的流程图。

图13是表示本发明的实施方式所涉及的车辆控制系统的控制装置的功能结构的框图。

图14是用于对本发明的实施方式中的参数推定处理的第1例进行说明的概念图。

图15是用于对本发明的实施方式中的参数推定处理的第2例进行说明的概念图。

图16是用于对本发明的实施方式中的参数推定处理的第2例进行说明的流程图。

附图标记的说明

1...车辆；2...车轮；3...方向盘(方向盘)；4...转向轴；5...转向机构；6...转向柱；10...车辆控制系统；20...eps装置；30...行驶装置；40...传感器组；41...方向盘转角传感器；42...扭矩传感器；43...转向角传感器；50...hmi单元；60...驾驶环境信息取得装置；70...驾驶员监视器；100...控制装置；110...驾驶控制部；120...转向操纵控制部；130...行驶控制部；140...驾驶员状态判定部；150...可变阈值设定部；151...放手判定部；152...上游摩擦推定部；153...阈值设定部；160...驾驶员转向操纵扭矩推定部；170...参数推定部；env...驾驶环境信息。

具体实施方式

参照附图对本发明的实施方式进行说明。

1.车辆控制系统的概要

图1是用于对本实施方式所涉及的车辆控制系统10的概要进行说明的概念图。车辆控制系统10搭载于车辆1，对车辆1的动作进行控制。更详细而言，车辆控制系统10至少进行自动地控制车辆1的转向操纵的“自动转向操纵控制”。车辆1的转向操纵是指车辆1的车轮2的转向。

例如，车辆控制系统10决定如图1所示的目标路径pt(目标轨迹)。而且，车辆控制系统10以使车辆1追随目标路径pt的方式进行自动转向操纵控制。这样的自动转向操纵控制在车道维持辅助控制(lanetracingassist(lta))、自动驾驶控制等中进行。在自动驾驶控制的情况下，车辆控制系统10不仅进行自动转向操纵控制，也进行自动地控制车辆1的行驶(加减速)的“自动行驶控制”。

图2是表示本实施方式所涉及的车辆1以及车辆控制系统10的具体的构成例的框图。

车辆1具备车轮2、方向盘3(steeringwheel)、转向轴4、转向机构5、以及转向柱6。方向盘3是供驾驶员用于进行转向操纵操作的操作部件。转向轴4的一端与方向盘3连结，其另一端与转向机构5连结。转向机构5根据方向盘3的旋转操作而使车轮2转向。具体而言，转向机构5包括与转向轴4连结的小齿轮、和小齿轮啮合的齿杆、以及将齿杆与车轮2之间连结的拉杆。方向盘3的旋转经由转向轴4向小齿轮传递。小齿轮的旋转运动被转换为齿杆的直线运动，由此使车轮2的转向角θ变化。

车辆控制系统10具备eps(electricpowersteering)装置20、行驶装置30、传感器组40、hmi(humanmachineinterface)单元50、驾驶环境信息取得装置60、以及控制装置100。

eps装置20包含电动马达，通过电动马达的旋转使车轮2转向。例如，电动马达经由转换机构与齿杆连结。若电动马达的转子旋转，则转换机构将其旋转运动转换为齿杆的直线运动。由此，车轮2的转向角θ发生变化。此外，eps装置20不限定于齿条辅助型。例如，eps装置20也可以是转向柱辅助型。eps装置20的动作通过控制装置100而被控制。

行驶装置30包括驱动装置与制动装置。驱动装置是产生驱动力的动力源。作为驱动装置，例示出电动机、发动机。制动装置产生制动力。行驶装置30的动作通过控制装置100而被控制。

传感器组40检测车辆1的状态。例如，传感器组40包括方向盘转角传感器41、扭矩传感器42、以及转向角传感器43。

方向盘转角传感器41对方向盘3的转向操纵角亦即方向盘转角ma进行检测。方向盘转角传感器41将表示方向盘转角ma的信息输出至控制装置100。

扭矩传感器42对施加于转向轴4的扭矩进行检测。更详细而言，扭矩传感器42设置于转向轴4的规定位置(第1位置)，对在该规定位置施加的扭矩进行检测。以下，将由扭矩传感器42检测出的扭矩称为“传感器检测扭矩mt”。扭矩传感器42将表示传感器检测扭矩mt的信息输出至控制装置100。

转向角传感器43对车轮2的转向角θ进行检测。例如，转向角传感器43根据eps装置20的电动马达的旋转角来计算转向角θ。转向角传感器43将表示转向角θ的信息输出至控制装置100。

hmi单元50是用于向驾驶员提供信息，另外也从驾驶员接收信息的接口。具体而言，hmi单元50具有输入装置和输出装置。作为输入装置，例示出触摸面板、开关、话筒等。作为输出装置，例示出显示装置、扬声器等。

驾驶环境信息取得装置60取得表示车辆1的驾驶环境的“驾驶环境信息env”。驾驶环境信息env包含位置信息、地图信息、周围状况信息、车辆状态信息等。位置信息是表示车辆1的位置的信息，例如通过使用gps(globalpositioningsystem)来得到。地图信息表示车道配置、道路形状。周围状况信息是表示车辆1的周围的状况的信息，通过使用照相机、激光雷达、雷达等外界传感器来得到。例如，周围状况信息包含车辆1的周围的周边车辆、白线的信息。车辆状态信息包含车速、横向加速度、偏航率等。这些车辆状态信息通过传感器组40而取得。驾驶环境信息取得装置60将所取得的驾驶环境信息env发送至控制装置100。

控制装置100是具备处理器以及存储器的微型计算机。控制装置100也被称为ecu(electroniccontrolunit)。处理器执行储存于存储器的控制程序，从而实现基于控制装置100的各种处理。以下，对本实施方式所涉及的控制装置100的功能结构进行更加详细的说明。

2.控制装置的功能结构

图3是表示本实施方式所涉及的控制装置100的功能结构的框图。控制装置100作为功能模块而具有驾驶控制部110、驾驶员状态判定部140、以及可变阈值设定部150。这些功能模块通过控制装置100的处理器执行储存于存储器的控制程序来实现。

2-1.驾驶控制部110

驾驶控制部110控制车辆1的驾驶。更详细而言，驾驶控制部110包括对车辆1的转向操纵进行控制的转向操纵控制部120、以及对车辆1的行驶(加减速)进行控制的行驶控制部130。

转向操纵控制部120进行辅助由驾驶员执行的转向操纵操作的转向操纵辅助控制。具体而言，转向操纵控制部120基于传感器检测扭矩mt、车速来计算辅助扭矩。而且，转向操纵控制部120以得到辅助扭矩的方式控制eps装置20的动作。由此，减轻驾驶员的转向操纵负担。

另外，转向操纵控制部120进行使车轮2自动地转向的“自动转向操纵控制”。在自动转向操纵控制中，也使用eps装置20。具体而言，转向操纵控制部120决定车轮2的转向角θ的目标值亦即转向角指令值θ＊。另外，转向操纵控制部120从转向角传感器43取得转向角θ的信息。或者，转向操纵控制部120也可以根据方向盘转角ma来计算转向角θ。而且，转向操纵控制部120以使转向角θ追随转向角指令值θ＊的方式控制eps装置20的动作。

例如，转向操纵控制部120以使车辆1追随目标路径pt(参照图1)来行驶的方式进行自动转向操纵控制。为此，转向操纵控制部120基于驾驶环境信息env来计算目标路径pt以及目标路径转向角θpt。目标路径转向角θpt是用于以使车辆1追随目标路径pt的方式进行行驶所需的转向角θ。作为目标路径pt以及目标路径转向角θpt的计算方法，提出有各种方法。在本实施方式中，该计算方法没有特别的限定。转向操纵控制部120将转向角指令值θ＊设定为目标路径转向角θpt，以使转向角θ追随目标路径转向角θpt的方式控制eps装置20的动作。由此，车辆1以追随目标路径pt的方式进行行驶。这样的自动转向操纵控制在自动驾驶控制、lta等中进行。

行驶控制部130进行自动地控制车辆1的行驶的“自动行驶控制”。自动行驶控制包括加速控制与减速控制。行驶控制部130通过控制行驶装置30(驱动装置、制动装置)的动作来进行自动行驶控制。例如，行驶控制部130以使车辆1追随目标路径pt来行驶的方式进行自动行驶控制。

驾驶控制部110也可以进行包含上述的自动转向操纵控制与自动行驶控制的两方在内的“自动驾驶控制”。

另外，驾驶控制部110通过hmi单元50(输出装置)向驾驶员输出各种通知。作为通知，列举警告、驾驶变更请求(td:transitiondemand)，等。驾驶变更请求对驾驶员请求开始手动驾驶。

驾驶员也能够使用hmi单元50(输入装置)，将基于驾驶控制部110的驾驶控制(自动转向操纵控制、自动行驶控制、自动驾驶控制)开启/关闭。

2-2.驾驶员状态判定部140

在进行基于驾驶控制部110的自动转向操纵控制时，存在驾驶员干预车辆1的转向操纵的情况。以下，将驾驶员干预车辆1的转向操纵的驾驶员状态称为“介入(hands-on)状态”。例如，驾驶员进行转向操纵操作、即主动地对方向盘3进行操作的状态是介入状态。另外，驾驶员抵抗基于驾驶控制部110的自动转向操纵控制地保持方向盘3的状态也是介入状态。

另一方面，以下将驾驶员不干预车辆1的转向操纵的驾驶员状态称为“不介入(hands-off)状态”。不介入状态也可以说是介入状态以外的驾驶员状态。

判定驾驶员状态是介入状态还是不介入状态对于自动转向操纵控制来说是重要的。作为一个例子，考虑从驾驶控制部110发出上述的驾驶变更请求的情况。在驾驶员状态还未变成介入状态的阶段中，若驾驶控制部110结束自动转向操纵控制，则存在车辆1从车道脱离的担忧。优选驾驶控制部110在确认驾驶员状态变成了介入状态后，结束自动转向操纵控制。

为此，设置有驾驶员状态判定部140。驾驶员状态判定部140进行判定驾驶员状态是介入状态还是不介入状态的“驾驶员状态判定处理”。更详细而言，驾驶员状态判定部140将由扭矩传感器42检测到的传感器检测扭矩mt与“判定阈值th”进行比较。在传感器检测扭矩mt的绝对值大于判定阈值th的情况下(|mt|＞th)，驾驶员状态判定部140判定为驾驶员状态是介入状态。另一方面，在传感器检测扭矩mt的绝对值为判定阈值th以下的情况下(|mt|≤th)，驾驶员状态判定部140判定为驾驶员状态是不介入状态。

2-3.可变阈值设定部150

可变阈值设定部150进行在上述的驾驶员状态判定处理中使用的判定阈值th的设定。在判定阈值th的设定中应当注意的是由齿轮等部件产生的摩擦力。这是因为，由摩擦力引起的摩擦扭矩包含在传感器检测扭矩mt中。

在本实施方式中，尤其着眼于比扭矩传感器42靠上游的“上游摩擦力”。更详细而言，上游摩擦力是在转向轴4旋转时，作用于扭矩传感器42的设置位置(第1位置)与方向盘3之间的转向轴4作用的摩擦力。例如，由转向柱6内的齿轮等部件产生上游摩擦力。在转向轴4旋转时，在由扭矩传感器42检测到的传感器检测扭矩mt中，包含由上游摩擦力引起的摩擦扭矩。以下，将由上游摩擦力引起的传感器检测扭矩mt的成分的绝对值称为“上游摩擦扭矩tf”。

考虑驾驶员将手从方向盘3撤离的状态(手自由(hands-free)状态)。若驾驶控制部110通过自动转向操纵控制而使车轮2转向，则转向轴4以及方向盘3也随之旋转。此时，扭矩传感器42将由上游摩擦力引起的上游摩擦扭矩tf作为传感器检测扭矩mt来检测。即，尽管驾驶员从方向盘3撤离，不为零的上游摩擦扭矩tf也作为传感器检测扭矩mt而被检测出。

为了防止驾驶员状态的误判定，判定阈值th被设定为上游摩擦扭矩tf以上。但是，上游摩擦扭矩tf的大小不是恒定而是变动的。具体而言，上游摩擦扭矩tf的大小会根据温度环境、另外也根据部件的年久老化而产生变动。

因此，根据本实施方式，可变阈值设定部150根据上游摩擦扭矩tf的变动而可变地设定判定阈值th。更详细而言，可变阈值设定部150反复推定上游摩擦扭矩tf。而且，可变阈值设定部150以成为上游摩擦扭矩tf的推定值以上的方式设定判定阈值th。由此，提高驾驶员状态判定处理的精度。这带来针对车辆控制系统10的信赖的提高。

以下，对基于本实施方式所涉及的可变阈值设定部150实现的可变阈值设定处理进行更加详细的说明。

3.可变阈值设定处理

3-1.反向输入摩擦推定方法

首先，对在驾驶员将手从方向盘3撤离的手自由状态下推定上游摩擦扭矩tf的方法进行说明。以下，将该方法称为“反向输入摩擦推定方法”。

图4是用于对反向输入摩擦推定方法进行说明的概念图。在手自由状态下，驾驶控制部110进行自动转向操纵控制，使车轮2转向。在图4中，示出了手自由状态下的通过自动转向操纵控制使车轮2转向时的传感器检测扭矩mt的变动。纵轴表示传感器检测扭矩mt，横轴表示转向参数，该转向参数表示车轮2的转向。在图4所示的例子中，作为转向参数而使用了方向盘转角ma。也可以代替方向盘转角ma地，使用转向角θ、偏航率、或者横向加速度。

如图4所示，在以手自由状态进行车轮2的转向的情况下，方向盘3成为转动的状态，因此朝向与由驾驶员进行的转向操纵操作时相反的方向产生扭矩。更详细而言，在方向盘转角ma增加时，传感器检测扭矩mt成为负值，在方向盘转角ma减少时，传感器检测扭矩mt成为正值。在任一种情况下，传感器检测扭矩mt的绝对值都几乎恒定。该恒定值相当于上游摩擦扭矩tf。上游摩擦扭矩tf也可以说是在手自由状态下通过自动转向操纵控制使方向盘3开始旋转时的传感器检测扭矩mt的绝对值。

另外，如图4所示，传感器检测扭矩mt的迟滞宽度his不依赖于方向盘转角ma而几乎恒定。该迟滞宽度his的一半相当于上游摩擦扭矩tf。

可变阈值设定部150基于通过自动转向操纵控制使车轮2转向时的传感器检测扭矩mt，推定上游摩擦扭矩tf。具体而言，可变阈值设定部150将通过自动转向操纵控制使方向盘3开始旋转时的传感器检测扭矩mt的绝对值推定作为上游摩擦扭矩tf。或者，可变阈值设定部150将伴随自动转向操纵控制的传感器检测扭矩mt的迟滞宽度his的一半推定作为上游摩擦扭矩tf。在使用迟滞宽度his的情况下，能够除去噪声、振动成分的影响。

图5表示上游摩擦扭矩tf增加的情况。若上游摩擦扭矩tf增加，则迟滞宽度his也增加。可变阈值设定部150反复执行推定处理，从而能够得到上游摩擦扭矩tf的最新值。

3-2.正向输入摩擦推定方法

接下来，对在驾驶员进行转向操纵操作的转向操纵状态下推定上游摩擦扭矩tf的方法进行说明。以下，将该方法称为“正向输入摩擦推定方法”。

图6是用于对正向输入摩擦推定方法进行说明的概念图。图6的格式与已经给出的图4相同。转向操纵状态下的ma-mt特性如公知那样，通过利萨如波形表示。与图4的情况不同，传感器检测扭矩mt的绝对值并不是几乎恒定。另外，传感器检测扭矩mt的变动趋势也与图4的情况不同。具体而言，在方向盘转角ma增加时，传感器检测扭矩mt也增加。另一方面，在方向盘转角ma减少时，传感器检测扭矩mt减少。

可变阈值设定部150基于通过转向操纵操作使车轮2转向时的传感器检测扭矩mt，推定上游摩擦扭矩tf。具体而言，可变阈值设定部150将转向角中点(ma＝0)处的传感器检测扭矩mt的迟滞宽度his的一半推定作为上游摩擦扭矩tf。

其中，在通过正向输入摩擦推定方法推定的上游摩擦扭矩tf中，有可能也包含下游摩擦力的影响。下游摩擦力是比扭矩传感器42靠车轮2侧的摩擦力，例如在转向机构5的齿轮中产生。下游摩擦扭矩是由下游摩擦力引起的传感器检测扭矩mt的成分的绝对值，被预先算出。可变阈值设定部150也可以将从迟滞宽度his的一半减去下游摩擦扭矩所得的值推定作为上游摩擦扭矩tf。

3-3.可变阈值设定部的功能结构例

图7是表示可变阈值设定部150的功能结构的一个例子的框图。可变阈值设定部150包含放手判定部151、上游摩擦推定部152、以及阈值设定部153。

放手判定部151进行“放手判定处理”。在放手判定处理中，放手判定部151判定驾驶员是否将手从方向盘3撤离。即，放手判定部151判定驾驶员状态是否是手自由状态。

例如，放手判定部151基于车轮2的转向时的传感器检测扭矩mt的变动趋势，进行放手判定处理。如图4所示，在手自由状态的情况下，在方向盘转角ma增加时，传感器检测扭矩mt成为负值，在方向盘转角ma减少时，传感器检测扭矩mt成为正值。另一方面，在图6的情况下，在方向盘转角ma增加时，传感器检测扭矩mt增加，在方向盘转角ma减少时，传感器检测扭矩mt减少。因此，基于传感器检测扭矩mt的变动趋势，能够判定驾驶员状态是否是手自由状态。

图8表示变形例。在变形例中，车辆控制系统10还具备驾驶员监视器70。驾驶员监视器70包括转向触摸传感器、间隙传感器、照相机等。放手判定部151基于驾驶员监视器70的计测结果，判定驾驶员是否将手从方向盘3撤离。

上游摩擦推定部152进行“上游摩擦推定处理”。在上游摩擦推定处理中，上游摩擦推定部152基于车轮2的转向时的传感器检测扭矩mt，反复推定上游摩擦扭矩tf。特别是在自动转向操纵控制的执行中驾驶员将手从方向盘3撤离的情况下，上游摩擦推定部152通过反向输入摩擦推定方法(参照图4、图5)来推定上游摩擦扭矩tf。由此，能够高精度地推定上游摩擦扭矩tf。

在驾驶员正进行转向操纵操作的情况下，上游摩擦推定部152也可以通过正向输入摩擦推定方法(参照图6)来推定上游摩擦扭矩tf。

阈值设定部153进行“阈值设定处理”。在阈值设定处理中，阈值设定部153根据推定出的上游摩擦扭矩tf，可变地设定判定阈值th。更详细而言，阈值设定部153以成为上游摩擦扭矩tf的推定值以上的方式设定判定阈值th。例如，判定阈值th以如下的式(1)来表示。

式(1)：th＝tf+α≤lim

在式(1)中，参数α是考虑了误差的差值，参数lim是设定上限值。在判定阈值th超过设定上限值lim的情况下，阈值设定部153也可以通过hmi单元50而向驾驶员通知异常。

3-4.可变阈值设定处理的流程例

图9是表示基于可变阈值设定部150的可变阈值设定处理的一个例子的流程图。图9所示的处理流程以恒定周期为单位反复执行。

在步骤s10中，放手判定部151进行放手判定处理。在驾驶员将手从方向盘3撤离的情况下(步骤s10；是)，处理进入步骤s20。在除此以外的情况下(步骤s10；否)，处理进入步骤s40。

在步骤s20中，上游摩擦推定部152通过反向输入摩擦推定方法(参照图4、图5)来推定上游摩擦扭矩tf。之后，处理进入步骤s30。

在步骤s30中，上游摩擦推定部152将标志fl设定为“1”。标志fl表示反向输入摩擦推定的历史的有无。标志fl的初始值为“0”。之后，处理进入步骤s60。

在步骤s40中，上游摩擦推定部152判定标志fl是否是“0”。在标志fl为“0”的情况下(步骤s40；是)，处理进入步骤s50。另一方面，在标志fl为“1”的情况下(步骤s40；否)，结束本次的周期下的处理。

在步骤s50中，上游摩擦推定部152通过正向输入摩擦推定方法(参照图6)来推定上游摩擦扭矩tf。之后，处理进入步骤s60。

在步骤s60中，阈值设定部153根据上述式(1)来设定判定阈值th。之后，处理进入步骤s70。

在步骤s70中，阈值设定部153将判定阈值th与设定上限值lim进行比较。在判定阈值th为设定上限值lim以下的情况下(步骤s70；是)，结束本次的周期下的处理。另一方面，在判定阈值th超过设定上限值lim的情况下(步骤s70；否)，处理进入步骤s80。

在步骤s80中，可变阈值设定部150进行错误处理。例如，可变阈值设定部150通过hmi单元50向驾驶员通知异常。另外，驾驶控制部110也可以通过hmi单元50向驾驶员通知“自动转向操纵控制的结束”。在该情况下，驾驶控制部110在确认介入状态持续了恒定时间后，结束自动转向操纵控制。

根据图9所示的处理流程，判定阈值th例如以如下的方式变化。首先，驾驶员进行手动驾驶。此时，基于通过正向输入摩擦推定方法推定的上游摩擦扭矩tf来设定判定阈值th。之后，开始基于驾驶控制部110的自动驾驶控制。若开始自动驾驶控制，则基于通过反向输入摩擦推定方法推定的上游摩擦扭矩tf来设定判定阈值th。即，提高判定阈值th的精度。之后，反复更新判定阈值th。

4.驾驶控制的各种例子

驾驶控制部110基于由驾驶员状态判定部140实施的驾驶员状态判定处理的结果，进行驾驶控制。以下，对驾驶控制的各种例子进行说明。

4-1.第1例

图10是表示驾驶控制的第1例的流程图。图10所示的处理流程以恒定周期为单位反复执行。

在步骤s100中，驾驶控制部110判定是否开启了驾驶控制。驾驶员能够使用hmi单元50来开启/关闭驾驶控制。在驾驶控制关闭的情况下(步骤s100；否)，结束处理。另一方面，在开启了驾驶控制的情况下(步骤s100；是)，处理进入步骤s110。

在步骤s110中，驾驶控制部110参照驾驶员状态判定处理的结果。在驾驶员状态为介入状态的情况、或者介入状态持续了恒定时间的情况下(步骤s110；是)，处理进入步骤s120。另一方面，在驾驶员状态为不介入状态的情况、或者不介入状态持续了恒定时间的情况下(步骤s110；否)，处理进入步骤s130。

在步骤s120中，驾驶控制部110进行车道维持辅助控制(lta)。在步骤s130中，驾驶控制部110进行自动驾驶控制。这样，根据第1例，驾驶控制部110根据驾驶员状态，而使驾驶控制在车道维持辅助控制与自动驾驶控制之间切换。

4-2.第2例

图11是表示驾驶控制的第2例的流程图。图11所示的处理流程以恒定周期为单位反复执行。

在步骤s200中，驾驶控制部110进行以介入状态为前提的驾驶控制。作为以介入状态为前提的驾驶控制，例示出手动驾驶时的转向操纵辅助控制、车道维持辅助控制(lta)等。

在步骤s210中，驾驶控制部110参照驾驶员状态判定处理的结果。在驾驶员状态为不介入状态的情况、或者不介入状态持续了恒定时间的情况下(步骤s210；是)，处理进入步骤s220。在除此以外的情况下(步骤s210；否)，结束本次的周期下的处理。

在步骤s220中，驾驶控制部110通过hmi单元50而向驾驶员发出警告。例如，驾驶控制部110输出“请握住方向盘”之类的警告消息。由此，期待驾驶员状态回到介入状态。

4-3.第3例

图12是表示驾驶控制的第3例的流程图。图12所示的处理流程以恒定周期为单位反复执行。

在步骤s300中，驾驶控制部110进行自动驾驶控制。

在步骤s310中，驾驶控制部110通过hmi单元50而向驾驶员通知驾驶变更请求。之后，处理进入步骤s320。

在步骤s320中，驾驶控制部110参照驾驶员状态判定处理的结果。在驾驶员状态为介入状态的情况、或者介入状态持续了恒定时间的情况下(步骤s320；是)，处理进入步骤s330。在除此以外的情况下(步骤s320；否)，结束本次的周期下的处理。

在步骤s330中，驾驶控制部110结束自动驾驶控制。此时，驾驶控制部110也可以通过hmi单元50而输出“将切换为手动驾驶”之类的确认消息。

5.效果

如以上说明的那样，根据本实施方式，车辆控制系统10基于传感器检测扭矩mt和判定阈值th的对比而进行驾驶员状态判定处理。并且，车辆控制系统10根据上游摩擦扭矩tf的变动而可变地设定判定阈值th。更详细而言，车辆控制系统10反复推定上游摩擦扭矩tf，以成为上游摩擦扭矩tf的推定值以上的方式设定判定阈值th。由此，提高驾驶员状态判定处理的精度。

作为第1比较例，考虑上述的专利文献1(日本特开2008-290679号公报)所公开的技术。根据第1比较例，上游摩擦扭矩tf通过试验而被预先推定，并且被设定为固定值。然而，实际的上游摩擦扭矩tf是变动的，上游摩擦扭矩tf的设定值会从实际值偏离。若该偏离较大，则驾驶员状态判定处理的精度降低。

作为第2比较例，考虑预计上游摩擦扭矩tf的变动而将判定阈值th设定为充分大或者充分小的固定值。在该情况下，上游摩擦扭矩tf的设定值也还是会从实际值偏离，因此驾驶员状态判定处理的精度降低。

在判定阈值th被设定为太小的值的情况下，会产生如下的问题。例如，驾驶员响应于驾驶变更请求而进行转向操纵操作。若判定为驾驶员状态为介入状态，则结束自动转向操纵控制。然而，在判定阈值th较小的情况下，存在尽管驾驶员状态仍是不介入状态，却误判定为驾驶员状态是介入状态的担忧。若在产生了这样的误判定的状态下结束自动转向操纵控制，则存在车辆1从车道脱离的担忧。

另外，在判定阈值th被设定为太大的值的情况下，会产生如下的问题。例如，驾驶员响应于驾驶变更请求而进行转向操纵操作。自动转向操纵控制持续直至判定为驾驶员状态是介入状态的时机为止。判定阈值th越大，则该时机越晚，因此驾驶员会对转向操纵操作感到不协调。在驾驶员为了避免碰撞而提早进行了转向操纵操作时，也认为车辆1的避开行为是延迟的。即，在判定阈值th太大的情况下，针对转向操纵的控制性会降低。

根据本实施方式，提高驾驶员状态判定处理的精度。因此，抑制驾驶员状态的误判定。另外，抑制针对转向操纵的控制性的降低。这带来相对于车辆控制系统10的信赖的提高。

6.驾驶员转向操纵扭矩的推定

本实施方式所涉及的控制装置100也可以具有推定驾驶员转向操纵扭矩mtd的功能。驾驶员转向操纵扭矩mtd是驾驶员为了使方向盘3旋转而外加的扭矩，表示由驾驶员进行的转向操纵操作的强度。上述的驾驶员状态判定部140也可以代替传感器检测扭矩mt地，使用推定出的驾驶员转向操纵扭矩mtd来进行驾驶员状态判定处理。

图13是表示控制装置100的功能结构的框图。控制装置100除了已经给出的功能结构之外，还具备驾驶员转向操纵扭矩推定部160以及参数推定部170。这些功能模块通过控制装置100的处理器执行储存于存储器的控制程序来实现。

驾驶员转向操纵扭矩推定部160进行推定驾驶员转向操纵扭矩mtd的“驾驶员转向操纵扭矩推定处理”。驾驶员转向操纵扭矩mtd的推定方法没有特别的限定。例如，驾驶员转向操纵扭矩推定部160使用转向系统的模型来推定驾驶员转向操纵扭矩mtd。在该情况下，驾驶员转向操纵扭矩推定部160能够基于传感器检测扭矩mt、马达旋转角δ、以及马达旋转角速度dδ/dt来推定驾驶员转向操纵扭矩mtd。马达旋转角δ是eps装置20的电动马达的转子的旋转角，由未图示的旋转角传感器来检测。马达旋转角速度dδ/dt通过对马达旋转角δ进行微分而得到。

驾驶员转向操纵扭矩推定处理中使用的转向系统的模型有可能包含与外部环境对应地变化的机械参数。与外部环境对应地变化的机械参数典型例子是与外部空气温度对应地变化的机械摩擦项。在这种机械参数被固定为标称值的情况、即不论外部环境的变动如何都使用标称模型的情况下，驾驶员转向操纵扭矩mtd的推定精度降低。

为了抑制这样的驾驶员转向操纵扭矩mtd的推定精度的降低，设置有参数推定部170。参数推定部170进行推定与外部环境对应的机械参数的“参数推定处理”。以下，将推定出的机械参数称为“推定参数f”。参数推定部170将推定参数f输出至驾驶员转向操纵扭矩推定部160。驾驶员转向操纵扭矩推定部160使用基于推定参数f的模型来进行驾驶员转向操纵扭矩推定处理。由此，抑制驾驶员转向操纵扭矩mtd的推定精度的降低。

此外，参数推定部170以恒定周期为单位进行参数推定处理。每当进行参数推定处理时，都对推定参数f进行更新。参数推定部170也可以将推定参数f的从初始值起的历史储存于控制装置100的存储器。

以下，对基于参数推定部170的参数推定处理的例子进行说明。

6-1.第1例

图14是用于对参数推定处理的第1例进行说明的概念图。在第1例中，考虑与外部空气温度t对应地变化的机械参数(例：机械摩擦项)。在该情况下，推定参数f由外部空气温度t的函数表示。该函数、即外部空气温度t与推定参数f的对应关系通过映射或者数式而给出。参数推定部170接受由外部空气温度传感器(未图示)检测到的外部空气温度t的信息。然后，参数推定部170基于外部空气温度t与上述的函数而取得推定参数f。

在外部空气温度传感器发生了故障的情况下，参数推定部170也可以停止参数推定处理。在该情况下，参数推定部170输出外部空气温度传感器发生故障紧前的推定参数f。外部空气温度不会急剧地变化，因此通过使用外部空气温度传感器发生故障紧前的推定参数f，可抑制驾驶员转向操纵扭矩mtd的推定精度的降低。

在外部空气温度传感器的故障持续了恒定期间以上的情况下，存在外部空气温度在该恒定期间发生变化的可能性。因此，在该情况下，参数推定部170也可以使输出的推定参数f逐渐变为初始值。

6-2.第2例

图15是用于对参数推定处理的第2例进行说明的概念图。在第2例中，参数推定部170具有传感器检测扭矩推定模型171。

传感器检测扭矩推定模型171是用于对由扭矩传感器42检测的传感器检测扭矩mt进行推定的模型。该传感器检测扭矩推定模型171通过将在驾驶员转向操纵扭矩推定部160推定驾驶员转向操纵扭矩mtd时使用的模型变形来得到。

参数推定部170将传感器检测扭矩推定模型171的模型参数设定为各种值，同时推定传感器检测扭矩mt。参数推定部170将传感器检测扭矩mt的推定值分别与传感器检测扭矩mt的实际值进行比较。而且，参数推定部170将得到与实际值最接近的推定值的模型参数作为推定参数f而输出。

图16是用于对参数推定处理的第2例进行说明的流程图。图16所示的处理流程以恒定周期为单位反复执行。

在步骤s400中，参数推定部170判定是否正由驾驶员进行转向操纵操作。例如，参数推定部170将由驾驶员转向操纵扭矩推定部160推定出的驾驶员转向操纵扭矩mtd的绝对值与规定的阈值进行比较。在驾驶员转向操纵扭矩mtd的绝对值大于规定的阈值的情况下，参数推定部170推定出正由驾驶员进行转向操纵操作。或者，参数推定部170也可以基于驾驶员监视器70(参照图8)的计测结果，判定是否正由驾驶员进行转向操纵操作。

在正由驾驶员进行转向操纵操作的情况下(步骤s400；是)，存在传感器检测扭矩mt的推定精度降低的担忧。因此，在该情况下，参数推定部170不进行参数推定处理，而输出推定参数f的前次值(步骤s410)。

另一方面，在未由驾驶员进行转向操纵操作的情况下(步骤s400；否)，参数推定部170进行参数推定处理。该参数推定处理包含如下的步骤s420～s440。

在步骤s420中，参数推定部170设定传感器检测扭矩推定模型171的模型参数。更详细而言，参数推定部170设定n模式(n为2以上的整数)的模型参数。例如，参数推定部170设定遵循平均值μ的正态分布的n模式的模型参数。平均值μ例如是推定参数f的前次值。或者，平均值μ也可以从推定参数f的前前次值与前次值外插。n模式的模型参数也可以包含标称值。

在步骤s430中，参数推定部170使用基于n模式的模型参数的每一个的传感器检测扭矩推定模型171，推定传感器检测扭矩mt。相对于传感器检测扭矩推定模型171的输入例如是马达旋转角δ。也可以代替马达旋转角δ地，使用马达目标指令扭矩或者目标电流值。

在步骤s440中，参数推定部170将传感器检测扭矩mt的推定值分别与传感器检测扭矩mt的实际值进行比较。参数推定部170将得到与实际值最接近的推定值的模型参数作为最佳参数而抽出。例如，参数推定部170计算实际值与推定值的差值，将差值最小的模型参数作为最佳参数而抽出。然后，参数推定部170将所抽出的最佳参数作为推定参数f而输出。

6-3.第3例

如上所述，上游摩擦推定部152推定上游摩擦扭矩tf(参照图4～图9)。参数推定部170也可以基于由上游摩擦推定部152推定出的上游摩擦扭矩tf，推定转向系统的模型的摩擦项(推定参数f)。