JP2018034770A - 車両用制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1には、車線逸脱防止支援システムに係る制御の実行中に、運転者のステアリングホイールの操舵状態に応じて、車線逸脱防止支援システムに係る制御を中断することが開示されている。運転者がステアリングホイールに対して付与する操舵トルクが閾値以上の場合に、運転者には操舵に介入する意図があるものとして、車線逸脱防止支援システムに係る制御を中断し、運転者が自らの意思で転舵輪を転舵させることができるようにしている。
以下、車両用制御装置の第1実施形態について説明する。
図1に示すように、車両転舵システム1は運転者のステアリングホイール10の操作に基づいて転舵輪15を転舵させる操舵機構2、ステアリングシャフト11に動力を付与するアクチュエータ3、およびアクチュエータ3を制御する車両用制御装置としてのECU(電子制御装置)40を備えている。車両転舵システム1は、たとえば操舵機構2に対して車両の進行方向を自動的に変化させる動力を付与することにより、車両が走行する車線から逸脱することを抑制する車線逸脱防止支援システムを構成している。
図2に示すように、ECU40は、偏差演算部41と、アシスト制御部60と、自動操舵制御部70と、加算器42と、電流指令値演算部43と、モータ制御信号演算部44とを有している。
アシスト制御部60は、アシストトルク指令値演算部61を有している。アシストトルク指令値演算部61は、トルクセンサ31から得られる操舵トルクTh0に基づいて、モータ20に発生させるべきアシストトルク(動力)に対応した電流量の目標値である第1の成分Ta1*を演算する。
自動操舵トルク指令値演算部71は、偏差演算部41から得られる角度偏差dθに基づいて、モータ20に発生させるべき自動操舵トルク(動力)に対応した電流量の目標値である第2の成分Ta2*を演算する。
カウント量演算部82は、絶対値処理部81により演算された操舵トルク絶対値|Th|に基づいて、正または負のカウント量C(補正量)を演算する。カウント量Cは、運転者の操作に介入する意図があったことを判定するための指標である。
モータ制御信号演算部44は、電流指令値Ia*にモータ20に供給される実電流値を追従させるべく、電流指令値Ia*と実電流値との偏差に基づく電流フィードバック制御を実行することにより、インバータ23(図1参照)に出力されるモータ制御信号を生成する。
車両転舵システム1では、総和カウント量Ca’がカウント量閾値Tc以上であるか否かに基づいて、自動操舵トルク指令値演算部71により演算される第2の成分Ta2*を増減させることにより、自動操舵制御に運転者が介入できる。操舵トルク絶対値|Th|に基づいて演算されるカウント量Cを用いて、総和カウント量Ca(Ca’)を演算するため、カウント量閾値Tcの設定を自在に行うことができる。たとえば、より迅速に運転者が介入できるようにしたい場合は、カウント量閾値Tcをより小さく設定すればよいし、より正確に運転者の介入を判定したい場合は、カウント量閾値Tcをより大きく設定すればよい。また、閾値Ttについても、操舵トルク絶対値|Th|に対するカウント量Cの関係をどのようにしたいかで、自在に設定することができる。このため、カウント量閾値Tcおよび閾値Ttを決定する際の自由度を確保できる。
以下、車両用制御装置の第2実施形態について説明する。ここでは、第1実施形態との違いを中心に説明する。
カウント量補正ゲイン演算部92は、絶対値処理部91により演算された操舵トルク微分絶対値|dTh|に基づいて、カウント量補正ゲインGdを演算する。カウント量補正ゲインGdは、カウント量演算部82により演算されるカウント量Cを補正するために演算される。具体的には、カウント量補正ゲイン演算部92は、操舵トルク微分絶対値|dTh|が操舵トルク微分閾値Td以上のとき、カウント量Cを「0」にすべく、カウント量補正ゲインGdを「0」とする。また、カウント量補正ゲイン演算部92は、操舵トルク微分絶対値|dTh|が操舵トルク微分閾値Tdよりも小さいとき、カウント量Cをそのまま出力するべく、カウント量補正ゲインGdを「1」とする。
本実施形態の作用および効果を説明する。
以下、車両用制御装置の第3実施形態について説明する。ここでは、第2実施形態との違いを中心に説明する。
ゲイン演算部88は、ガード処理部84により演算された総和カウント量Ca’に応じたゲインGを演算する。具体的には、ゲイン演算部88は、総和カウント量Ca’が大きくなるのに反比例して、より値の小さいゲインGをマップ演算する。
ECU40では、操舵トルクTh0に応じて演算される総和カウント量Ca’に基づいてゲインGを演算したのちに、ゲインGを第2の成分Ta2*に乗算することにより、第2の成分Ta2*’を演算している。総和カウント量Ca’は自動操舵制御に介入する意図の大きさに応じて変化するため、自動操舵制御に介入する意図の大きさに応じて、第2の成分Ta2*’を変化させることができる。
以下、車両用制御装置の第4実施形態について説明する。ここでは、第1実施形態との違いを中心に説明する。
カウント量演算部82aは、絶対値処理部81aにより演算された制御量絶対値|T|に基づいて、正または負のカウント量Ctを演算する。なお、一例としては、制御量絶対値|T|とカウント量Ctとの関係は、第1実施形態における操舵トルク絶対値|Th|とカウント量Cとの関係と同様である(図3参照)。カウント量Ctは、自動操舵制御で用いられる制御量(第2の成分Ta2*)が異常な出力でないことを判定するための指標である。
前回カウント量出力部85aは、ガード処理部84aを通じて演算された今回の総和カウンターCa’を次回の演算周期で用いられる前回カウント量Coとして記憶し、次回の演算周期のときに記憶されている前回カウント量Ctoを加算器83へ出力する。
ECU40では、異常出力判定部72aによって、総和カウント量Ca’がカウント量閾値Ttc以上であるか否かに基づいて、自動操舵トルク指令値演算部71により演算される第2の成分Ta2*が異常な出力でないか否かを判定できる。たとえば、自動操舵制御のなかでも、緊急回避支援および横滑り防止支援などの短時間で制御出力(第2の成分Ta2*に対応する出力)が急激に変化する制御が行われることがある。これらの制御では、その制御出力が長時間継続することは考えにくい。このため、総和カウント量Ca’がカウント量閾値Ttc以上であるか否かを判定することにより、その制御出力が閾値よりも大きい状態が一定時間継続したか否かを判定することができ、緊急回避支援および横滑り防止支援などの短時間で制御出力が変化する制御の制御出力が異常な出力でないか否かを判定できる。また、制御出力が閾値以上の状況が一定時間継続した場合に、その制御出力が異常な出力である旨検出できる。これにより、たとえば、センサを介して外部から取り込まれる信号に異常が発生した場合や、車両転舵システム1内部での演算間違い等により、意図せず生成される制御出力により、誤って制御が継続されることを抑制できる。
なお、各実施形態は次のように変更してもよい。以下の他の実施形態は、技術的に矛盾しない範囲において、互いに組み合わせることができる。
・上位ECU50は、角度指令値θs*の代わりに角度偏差dθをECU40に出力してもよい。この場合、偏差演算部41は上位ECU50に設けられる。そして、上位ECU50は、舵角センサ30から得られるステアリング角θsおよび車両周辺環境検出部33から得られる角度情報θvに基づいて、角度偏差dθを演算する。
Claims (5)
- 車両の操舵機構に対する運転者の操作によって変化する操作状態量に基づき演算される制御量である第1の成分、および車両周辺環境に基づき演算される制御量である第2の成分の少なくとも一方を用いて、前記操舵機構に対して転舵輪を転舵させる動力を発生させるアクチュエータを制御する車両用制御装置において、
前記操作状態量に基づいて、運転者の操作に介入する意図があったことを判定するための指標であるカウント量を演算するカウント量演算部と、
前記カウント量演算部により演算された前記カウント量と、前記カウント量演算部により過去の一定の期間に演算された前記カウント量とを加算した加算値を演算する加算値演算部と、
前記加算値演算部により演算された加算値がカウント量閾値以上か否かに基づいて、運転者の操作に介入する意図または介入しない意図を判定する判定部と、
前記判定部により運転者の操作に介入する意図があると判定された場合には前記第2の成分を低減し、運転者の操作に介入する意図がないと判定された場合には前記第2の成分を維持する切替部とを有する車両用制御装置。 - 請求項1に記載の車両用制御装置において、
前記カウント量演算部は、前記操作状態量の絶対値が閾値以上の場合、正のカウント量を演算し、前記操作状態量の絶対値が閾値よりも小さい場合、負のカウント量を演算し、
前記加算値演算部は、加算値として、演算された前記カウント量と、過去の一定の期間に演算されたカウント量の総和を演算し、
前記判定部は、前記カウント量の総和が前記カウント量閾値以上の場合、運転者の操作に介入する意図があると判定し、前記カウント量の総和が前記カウント量閾値よりも小さい場合、運転者の操作に介入する意図がないと判定する車両用制御装置。 - 請求項2に記載の車両用制御装置において、
前記加算値演算部により演算される前記カウント量の総和が負になったとき、前記カウント量の総和の下限を零とするガード処理部を有している車両用制御装置。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の車両用制御装置において、
前記操作状態量の絶対値が閾値近傍にあるときの前記カウント量の前記操作状態量の絶対値に対する傾きは、前記操作状態量の絶対値が前記閾値近傍にないときの前記カウント量の前記操作状態量の絶対値に対する傾きよりも小さく設定される車両用制御装置。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の車両用制御装置において、
前記操作状態量は、操舵輪に付与される操舵トルクである車両用制御装置。
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