(57)【要約】【課題】コストアップを招くことなく、ロードキャンバによる意図しない車両の移動を防止することができる車両制御装置を提供すること。【解決手段】本発明による車両制御装置１は、前方情報を取得する前方情報取得手段２と、前方情報に基づいて自車両を車線中央に維持するように操舵装置４の目標操舵トルクを演算する目標操舵トルク制御手段５と、操舵装置４に備えられて実操舵角を検出する実操舵角検出手段と、前方情報から求めた操舵方向と実操舵角の変位方向が、異ならない場合に今回の実操舵角を基準操舵角とし、異なる場合に、一制御周期分前回の基準操舵角を基準操舵角として、基準操舵角と実操舵角の偏差に基づいて外乱抑制トルクを演算する外乱抑制トルク演算手段５と、目標操舵トルクに外乱抑制トルクを加算する加算手段５を備えることを特徴とする。【選択図】図１
2009143484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前方情報を取得する前方情報取得手段と、前記前方情報に基づいて自車両を車線中央に維持するように操舵装置の目標操舵トルクを演算する目標操舵トルク制御手段と、前記操舵装置に備えられて実操舵角を検出する実操舵角検出手段と、前記前方情報から求めた操舵方向と前記実操舵角の変位方向が、異ならない場合に今回の実操舵角を基準操舵角とし、異なる場合に、一制御周期分前回の基準操舵角を基準操舵角として、当該基準操舵角と前記実操舵角の偏差に基づいて外乱抑制トルクを演算する外乱抑制トルク演算手段と、前記目標操舵トルクに前記外乱抑制トルクを加算する加算手段を備えることを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
前方情報を取得する前方情報取得手段と、前記前方情報に基づいて自車両を車線中央に維持するように操舵装置の目標操舵トルクを演算する目標操舵トルク演算手段と、前記操舵装置に備えられて実操舵角を検出する実操舵角検出手段と、前記目標操舵トルクが、所定範囲でない場合に今回の実操舵角を基準操舵角とし、所定範囲である場合に、一制御周期分前回の基準操舵角を基準操舵角として、当該基準操舵角と前記実操舵角の偏差に基づいて外乱抑制トルクを演算する外乱抑制トルク演算手段と、前記目標操舵トルクに前記外乱抑制トルクを加算する加算手段を備えることを特徴とする車両制御装置。
【請求項３】
前方情報を取得する前方情報取得手段と、前記前方情報に基づいて自車両を車線中央に維持するように操舵装置の目標操舵トルクを演算する目標操舵トルク演算手段と、前記操舵装置に備えられて実操舵角を検出する実操舵角検出手段と、前記前方情報から求めた操舵方向が切り替わった場合の実操舵角を基準操舵角とし、当該基準操舵角に右操舵の場合には所定操舵角を加え左操舵の場合には所定操舵角を引いて変動確認基準操舵角として、前記変動確認基準操舵角と前記実操舵角の偏差の方向が前記操舵方向と異なる場合に、前記偏差に基づいて外乱抑制トルクを演算する外乱抑制トルク演算手段と、前記目標操舵トルクに前記外乱抑制トルクを加算する加算手段を備えることを特徴とする車両制御装置。
【請求項４】
前記実操舵角が前記操舵装置の中立位置から右側に操舵した場合を正値とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行中の車線に対する相対的な自車両の位置と前方情報に基づいて、自車両を車線中央に維持する車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、走行中の車線中央に対するオフセット距離、カーブ半径、自車両の偏向角等の前方情報をカメラモジュールにより測定し、その前方情報を用いて自車両を車線中央に維持するよう自動操舵を行う車両制御装置（ＬＫＡ：Lane  Keep  Assist）においては以下のような制御が行われている。すなわち、自車両を車線中央に維持するための旋回加速度を、操舵トルクに換算して、ＥＰＳ（Electric  Power  Steering：電動パワーステアリング装置）の操舵トルクを制御している。この操舵トルクをカーブ半径における定常円旋回における旋回加速度から換算するにあたっては、予め求めた周知のマップ又は換算式が求められており、絶対操舵角センサを使用することなくシステムが構成されている。
【０００３】
このような車両制御装置においては、操舵トルクと旋回時に車両に作用する遠心力の力の釣り合いに基づいて車両を制御しているため、いわゆるロードキャンバすなわち道路面横断勾配が大きい場合においては、力の釣り合いが崩れて、ロードキャンバの左右いずれかの低い側に車両が移動させられることになる。
【０００４】
このような意図しない車両の移動を防止するために、例えば特許文献１に記載されているような、操舵角のフィードバックが出来る車両制御装置において、絶対操舵角センサを用いて、必要な旋回加速度を操舵角に換算して、実操舵角と目標操舵角の偏差の大きさに基づいて、ＥＰＳの操舵トルクを制御することが考えられる。
【特許文献１】特開２００６−１６８４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような車両制御装置においては、要求される旋回加速度が小さく、その結果目標操舵角も小さくなるため、自車両を車線中央に維持するための所望の性能を確保するためには、絶対操舵角センサに高い分解能が必要となり、ゼロ点の精度要求が高くなり、コストアップにつながるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑み、コストアップを招くことなく、ロードキャンバによる意図しない車両の移動を防止することができる車両制御装置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】
【０００７】
上記の問題を解決するため、本発明による車両制御装置は、
前方情報を取得する前方情報取得手段と、前記前方情報に基づいて自車両を車線中央に維持するように操舵装置の目標操舵トルクを演算する目標操舵トルク制御手段と、前記操舵装置に備えられて実操舵角を検出する実操舵角検出手段と、前記前方情報から求めた操舵方向と前記実操舵角の変位方向が、異ならない場合に今回の実操舵角を基準操舵角とし、異なる場合に、一制御周期分前回の基準操舵角を基準操舵角として、当該基準操舵角と前記実操舵角の偏差に基づいて外乱抑制トルクを演算する外乱抑制トルク演算手段と、前記目標操舵トルクに前記外乱抑制トルクを加算する加算手段を備えることを特徴とする。
【０００８】
なお、前記前方情報とは、車両前方のカーブ半径、自車両の車線中央からのオフセット距離、自車両の車線中央からの偏向角等を指す。
【０００９】
これによれば、自車両が走行する路面にロードキャンバが存在して、自車両が前記操舵方向に進行するように前記操舵装置の目標操舵トルクを前記目標操舵トルク演算手段が演算しても、当該操舵方向と実操舵角の変位方向とが反対方向となる場合において、以下のような作用効果を得ることが出来る。
【００１０】
すなわち、前記外乱抑制トルク演算手段が、ロードキャンバによる影響を受ける前の一制御周期分前回の基準操舵角を基準操舵角として、当該基準操舵角と実操舵角との偏差に基づいた前記外乱抑制トルクを演算して、前記加算手段が前記目標操舵トルクに前記外乱抑制トルクを加算するので、前記基準操舵角と実操舵角の偏差を速やかに小さくして、ロードキャンバ等の外乱の影響によって前記操舵方向と逆の方向に操舵されることを防止して、意図しない車両の移動を防止することが出来る。
【００１１】
また、この場合の実操舵角検出手段は、エンコーダ又はホール素子を用いた相対操舵角センサとすることが出来るので、絶対操舵角センサを用いた場合において、高い分解能が必要となり、ゼロ点の精度要求が高くなりコストアップを招くことを防止することができる。
【００１２】
あるいは上記課題を解決するため、本発明に係わる車両制御装置は、
前方情報を取得する前方情報取得手段と、前記前方情報に基づいて自車両を車線中央に維持するように操舵装置の目標操舵トルクを演算する目標操舵トルク演算手段と、前記操舵装置に備えられて実操舵角を検出する実操舵角検出手段と、前記目標操舵トルクが、所定範囲でない場合に今回の実操舵角を基準操舵角とし、所定範囲である場合に、一制御周期分前回の基準操舵角を基準操舵角として、当該基準操舵角と前記実操舵角の偏差に基づいて外乱抑制トルクを演算する外乱抑制トルク演算手段と、前記目標操舵トルクに前記外乱抑制トルクを加算する加算手段を備えることを特徴としてもよい。
【００１３】
これによれば、前記外乱抑制トルク演算手段が、前記目標操舵トルクが、所定範囲でない場合に今回の実操舵角を基準操舵角とし、所定範囲である場合に、一制御周期分前回の基準操舵角を基準操舵角として、当該基準操舵角と前記実操舵角の偏差に基づいて外乱抑制トルクを演算し、前記加算手段が前記外乱抑制トルクを前記操舵トルクに加算するので、ロードキャンバ等の外乱が入力する前に前記操舵装置の実操舵角を保持する保舵を行って、ロードキャンバ等の外乱の影響による意図しない車両の移動を防止することが出来る。
【００１４】
なお、前記所定範囲とは、直進走行時において保舵を行いたい場合にはゼロを含む範囲となり、旋回走行時において保舵を行いたい場合には、目標となる操舵角を含む範囲となる。
【００１５】
また、この場合においても、前記実操舵角検出手段は、エンコーダ又はホール素子を用いた相対操舵角センサとすることが出来るので、コストアップを招くことをも防止することが出来る。
【００１６】
あるいは上記課題を解決するため、本発明に係わる車両制御装置は、
前方情報を取得する前方情報取得手段と、前記前方情報に基づいて自車両を車線中央に維持するように操舵装置の目標操舵トルクを演算する目標操舵トルク演算手段と、前記操舵装置に備えられて実操舵角を検出する実操舵角検出手段と、前記前方情報から求めた操舵方向が切り替わった場合の実操舵角を基準操舵角とし、当該基準操舵角に右操舵の場合には所定操舵角を加え左操舵の場合には所定操舵角を引いて変動確認基準操舵角として、前記変動確認基準操舵角と前記実操舵角の偏差の方向が前記操舵方向と異なる場合に、前記偏差に基づいて外乱抑制トルクを演算する外乱抑制トルク演算手段と、前記目標操舵トルクに前記外乱抑制トルクを加算する加算手段を備えることを特徴とする。
【００１７】
これによれば、前記操舵方向が切り替わっても、前記実操舵角の変位方向が前記操舵方向側に切り替わらない場合に、前記外乱抑制トルク演算手段が当該基準操舵角に右操舵の場合には所定操舵角を加え左操舵の場合には所定操舵角を引いて変動確認基準操舵角として、前記変動確認基準操舵角と前記実操舵角の偏差に基づいて外乱抑制トルクを演算し、前記加算手段が前記目標操舵トルクに前記外乱抑制トルクを加算するので、前記変動確認基準操舵角と実操舵角の偏差を速やかに小さくして、ロードキャンバ等の外乱の影響によって前記操舵方向に操舵されなくなることを防止して、所望する方向への車両の移動を実現することが出来て、意図しない車両の移動を防止することが出来る。
【００１８】
つまり前記所定操舵角は、前記操舵方向が切り替わっても、前記実操舵角の変位方向が前記操舵方向側に切り替わらない場合において、前記実操舵角の変位方向を前記操舵方向に一致させるように追加的に付与される外乱抑制トルクの大きさを定めるパラメータである。
【００１９】
また、この場合においても、前記実操舵角検出手段は、エンコーダ又はホール素子を用いた相対操舵角センサとすることが出来るので、コストアップを招くことをも防止することが出来る。
【００２０】
なお、前記外乱抑制トルク演算手段が前記偏差から前記外乱抑制トルクを演算するにあたっては、ＰＩＤ制御、ＰＤ制御、Ｐ制御を用いることが出来る。
【００２１】
ここで、前記車両制御装置においては、前記実操舵角が前記操舵装置の中立位置から右側に操舵した場合を正値とし、前記実操舵角が前記操舵装置の中立位置から左側に操舵した場合を負値とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、コストアップを招くことなく、ロードキャンバによる意図しない車両の移動を防止することができる車両制御装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１は、本発明に係る車両制御装置の一実施形態を示すブロック図であり、図２は、本発明に係わる車両制御装置の一実施形態の制御パラメータを示す模式図である。図３は本発明に係わる車両制御装置の一実施形態に用いられるマップを示し、図４は、本発明に係わる車両制御装置の一実施形態の制御パラメータを示す模式図である。
【００２５】
図1に示すように、車両制御装置１は、カメラモジュール２と、ＥＰＳＥＣＵ３と、ＥＰＳ４とＬＫＡＥＣＵ５とを備えて構成される。ＥＰＳＥＣＵ３とＥＰＳ４およびＬＫＡＥＣＵ５はＣＡＮ（Controller  Area  Network）等の通信規格により接続される。
【００２６】
カメラモジュール２は、前方認識カメラと画像処理ＥＣＵ(Electronic  Control  Unit)を備え、この前方認識カメラは、例えばＣＣＤカメラあるいはＣＭＯＳカメラであり、例えば車両室内のウインドシールド中央上部に、車両前方に光軸が合致するように配設され、車両の前方の路面を撮像する。
【００２７】
画像処理ＥＣＵは例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを接続するデータバスから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが所定の処理を行うものであり、前方認識カメラにより撮像された画像内に位置する白線を、二植化処理等を行って検知して、前方の路面のカーブ半径Ｒ、自車両の車線中央からのオフセット距離Ｄ、偏向角θ等の前方情報を取得する。すなわち、カメラモジュール２は前方情報を取得する前方情報取得手段を構成する。
【００２８】
ＥＰＳＥＣＵ３(Electronic  Power  Steering  Electronic  Control  Unit)は例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを接続するデータバスから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが所定の処理を行うものであり、ＥＰＳ４の電動モータの発生する操舵トルクを制御する操舵トルク制御手段を構成するとともに、この電動モータに設けられた図示しない相対操舵角センサにより検出した実操舵角をＬＫＡＥＣＵ５に送信するものである。
【００２９】
ＥＰＳ４(Electronic  Power  Steering)は、例えばラックアンドピニオン式かつピニオンアシスト式のものであり、運転者の操作力又はＥＰＳＥＣＵ３の制御により電動モータを駆動して操舵トルクを発生する操舵装置を構成するものであって、電動モータのロータの回転角から実操舵角を検出する相対操舵角センサを備える。すなわち、相対操舵角センサは実操舵角検出手段を構成する。
【００３０】
これとともに、ＥＰＳ４はここでは図示しないステアリングシャフトに連結されるピニオン軸と車幅方向に延びるラック軸とを備え、ピニオン軸とラック軸とは相互に噛み合わされており操舵力をピニオン軸からラック軸に伝達し、運転者がステアリングホイールに与える操作力又はＥＰＳＥＣＵ３の制御に基づいて、電動モータが操舵トルクを発生するとラック軸は車幅方向にストロークされる。ラック軸の両端にはタイロッドが接続され、ラック軸の車幅方向のストロークにより、タイロッドに接続された図示しない前輪が操舵される。
【００３１】
ＬＫＡＥＣＵ５(Lane  Keep  Assist  Electronic  Control  Unit)も例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを接続するデータバスから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが所定の処理を行うものであって、カメラモジュール２により取得した前方情報すなわち、カーブ半径Ｒ、車線中央からのオフセット距離Ｄ、車両の偏向角θと、図示しない車輪速センサから求めた車速から、自車両を車線中央に維持するための図２に示すような目標旋回加速度を求め、その目標旋回加速度から右又は左の操舵方向を演算し、図３に示すトルクマップから図４に示すような目標操舵トルクを演算する。なお、図３において右操舵と左操舵で目標操舵トルクが異なるのは、タイヤの路面との摩擦及びにＥＰＳ４内部の電動モータを始めとするアクチュエータ内部の摩擦に起因するものである。
【００３２】
さらに、ＬＫＡＥＣＵ５は、前方情報であるカーブ半径Ｒから求めた操舵方向と実操舵角の変位方向が、異ならない場合に今回の実操舵角を基準操舵角とし、異なる場合に、一制御周期分前回の基準操舵角を基準操舵角として、基準操舵角と実操舵角の偏差に基づいて外乱抑制トルクを演算する外乱抑制トルク演算手段と、目標操舵トルクに外乱抑制トルクを加算する加算手段をも構成する。
【００３３】
さらに、ＬＫＡＥＣＵ５は、目標操舵トルクに外乱抑制トルクを加算して求められた目標トルクを、ＥＰＳＥＣＵ３に出力し、ＥＰＳＥＣＵ３はＥＰＳ４の電動モータの操舵トルクが目標トルクとなるようにＥＰＳ４を制御する。つまり、ＬＫＡＥＣＵ５は、前方情報に基づいて自車両を車線中央に維持するようにＥＰＳ４の目標操舵トルクを演算する目標操舵トルク演算手段を構成する。
【００３４】
ＬＫＡＥＣＵ５の外乱抑制トルク演算手段の詳細な制御内容を、図５を用いて説明する。図５は、本発明に係わる車両制御装置の一実施形態の制御内容を示すブロック図である。
【００３５】
ＬＫＡＥＣＵ５の外乱抑制トルク演算手段は、Ｓ１において、操舵方向が右操舵であるか左操舵であるかを判定し、右操舵である場合にはＳ２にすすみ、左操舵であればＳ３にすすむ。Ｓ２において、実操舵角と基準操舵角を比較し、実操舵角＜基準操舵角であれば実際には左に操舵されていて、操舵方向と実操舵角の変位方向が異なっていると判定し、Ｓ４にすすんで、基準操舵角を一制御周期分前回の基準操舵角とする。Ｓ２において、実操舵角＜基準操舵角でなければ実際に右に操舵されていて操舵方向と実操舵角の変位方向が異ならないと判定し、Ｓ５にすすんで、基準操舵角を今回の実操舵角とする。
【００３６】
同様に、ＬＫＡＥＣＵ５の外乱抑制トルク演算手段は、Ｓ１において、操舵方向が右操舵であるか左操舵であるかを判定し、右操舵である場合にはＳ２にすすみ、左操舵であればＳ３にすすむ。Ｓ３において、実操舵角と基準操舵角を比較し、実操舵角＞基準操舵角であれば実際には右に操舵されていて、操舵方向と実操舵角の変位方向が異なっていると判定し、Ｓ６にすすんで、基準操舵角を一制御周期分前回の基準操舵角とする。Ｓ３において、操舵角＞基準操舵角でなければ実際に左に操舵されていて操舵方向と実操舵角の変位方向が異ならないと判定し、Ｓ７にすすんで、基準操舵角を今回の実操舵角とする。
【００３７】
このように求められた基準操舵角から、図５に示す加え合せ点Ａにおいて、実操舵角を減算してこれらの偏差を求め、図５に示す、ＰＩＤ制御器Ｂにおいて、この偏差に応じたすなわちこの偏差が小さくなるような外乱抑制トルク１を演算して、さらに、図１に示すように、外乱抑制トルク１の上下限値を制限して、図１に示す加え合せ点Ｃにおいて、目標操舵トルクと外乱抑制トルク１を加算して目標トルクを求め、この目標トルクをＥＰＳＥＣＵ３に出力する。なお、加え合せ点Ｃは加算手段を構成する。
【００３８】
以上述べた制御内容により実現される本実施例の車両制御装置１によれば、以下のような作用効果を得ることが出来る。すなわち、自車両が走行する路面にロードキャンバが存在して、自車両が操舵方向に進行するようにＥＰＳ４の目標操舵トルクをＬＫＡＥＣＵ５の目標操舵トルク演算手段が演算しても、操舵方向と実操舵角の変位方向とが反対方向となり、意図する操舵を行うことが出来ない場合において、以下のような作用効果を得ることが出来る。
【００３９】
すなわち、ＬＫＡＥＣＵ５の外乱抑制トルク演算手段が、ロードキャンバによる影響を受ける前の一制御周期分前回の基準操舵角を基準操舵角として、基準操舵角と実操舵角との偏差に基づいた外乱抑制トルク１を演算して、ＬＫＡＥＣＵ５の加算手段が目標操舵トルクに外乱抑制トルク１を加算して求めた目標トルクをＥＰＳＥＣＵ３に出力するので、基準操舵角と実操舵角の偏差を速やかに小さくして、ロードキャンバ等の外乱の影響によって操舵方向と逆の方向に操舵されることを防止して、意図しない操舵方向への車両の移動を防止することが出来る。
【００４０】
より具体的には、図６に示した従来の制御における操舵角及び目標操舵トルクの模式図において、図７に示すように時間２〜５及び時間７〜８において、進行方向左側から右側に下降するように傾斜するロードキャンバによる１Ｎｍ程度の外乱が入力されると、図６の太実線で示す操舵角のカーブは、図７中細実線で示すように操舵角がプラスつまり右操舵となる側にシフトされるが、本実施例１に示した制御を行うことにより、図７中細破線で示す目標操舵トルクに対して、目標トルクが図７中太破線で示すように下方にオフセットするように外乱抑制トルク１が加算されることにより、このシフト量を低減して、操舵方向と異なる意図しない方向への操舵及び車両の移動を防止することが出来る。
【００４１】
また、この場合の実操舵角検出手段は、レゾルバ等の絶対操舵角センサを用いることなく、エンコーダ又はホール素子を用いた相対操舵角センサとすることが出来るので、コストアップを招くことをも防止することが出来る。すなわち、絶対操舵角センサを用いた場合においては、高い分解能が必要となり、ゼロ点の精度要求が高くなりコストアップを招くところを、相対操舵角センサを用いることにより防止することが出来る。
【００４２】
さらに、絶対操舵角センサを用いた場合の制御においては、カメラモジュール２により検出した路面の白線のノイズに対して制御が鋭敏になりすぎるが、本実施例における車両制御装置１においては操舵トルクを制御しているので白線認識のノイズに対して頑健すなわちロバストな制御とすることが出来る。
【００４３】
以上述べた実施例１に示した車両制御装置１では、実際にロードキャンバによる外乱が入力された後、操舵方向と異なる方向に実操舵角が変位した場合に、それを打ち消す方向の外乱抑制トルク１を演算して、意図しない操舵方向への操舵を防止することが出来るが、いわゆるＬＫＡにおいては、目標旋回加速度及び目標操舵トルクが小さい領域で用いられるケースが多く、この場合に、ロードキャンバによる外乱が入力されると微小な影響を受けやすい。このため、以下の実施例２に示すような保舵制御を追加して行う。なお、この保舵制御の前提となる構成は実施例１に示したものと同様であるため、重複する構成要素の説明は割愛する。
【実施例２】
【００４４】
ＬＫＡＥＣＵ５の外乱抑制トルク演算手段は、目標操舵トルクが、以下に示す所定範囲でない場合に今回の実操舵角を基準操舵角とし、以下に示す所定範囲である場合に、一制御周期分前回の基準操舵角を基準操舵角として、基準操舵角と実操舵角の偏差に基づいて外乱抑制トルク２を演算し、ＬＫＡＥＣＵ５の加算手段は、目標操舵トルクに外乱抑制トルク２を加算する。
【００４５】
ＬＫＡＥＣＵ５の外乱抑制トルク演算手段の詳細な制御内容を、図８を用いて説明する。図８は、本発明に係わる車両制御装置の一実施形態の制御内容を示すブロック図である。
【００４６】
ＬＫＡＥＣＵ５の外乱抑制トルク演算手段は、Ｓ１１において、操舵方向が右操舵であるか左操舵であるかを判定し、右操舵である場合にはＳ１２にすすみ、左操舵であればＳ１３にすすむ。Ｓ１２において、−閾値１＜目標操舵トルク＜閾値２で表される所定範囲である状態がある時間継続していれば、Ｓ１４にすすんで、基準操舵角を前回の基準操舵角とする。Ｓ１２において、−閾値１＜目標操舵トルク＜閾値２で表される所定範囲である状態がある時間継続していなければ、Ｓ１５にすすんで、基準操舵角を今回の実操舵角とする。なお、閾値１及び閾値２は正の実数とし、閾値１＜閾値２であり、目標旋回加速度及び目標操舵トルクがどの程度小さい場合に保舵制御を行うかにより適宜決定される値である。
【００４７】
同様に、ＬＫＡＥＣＵ５の外乱抑制トルク演算手段は、Ｓ１１において、操舵方向が右操舵であるか左操舵であるかを判定し、右操舵である場合にはＳ１２にすすみ、左操舵であればＳ１３にすすむ。Ｓ１３において、−閾値２＜目標操舵トルク＜閾値１で表される所定範囲である状態がある時間継続していれば、Ｓ１６にすすんで、基準操舵角を前回の基準操舵角とする。Ｓ１３において、−閾値１＜目標操舵トルク＜閾値２で表される所定範囲である状態がある時間継続していなければ、Ｓ１７にすすんで、基準操舵角を今回の実操舵角とする。
【００４８】
このように求められた基準操舵角から、図８に示す加え合せ点Ａにおいて、実操舵角を減算してこれらの偏差を求め、図８に示す、ＰＩＤ制御器Ｂにおいて、この偏差に応じたすなわち偏差が小さくなるような外乱抑制トルク２を演算して、さらに、図１に示すように、外乱抑制トルク２の上下限値を制限して、図１に示す加え合せ点Ｃにおいて、目標操舵トルクと外乱抑制トルク１を加算して目標トルクを求め、この目標トルクをＥＰＳＥＣＵ３に出力する。なお加え合せ点Ｃは加算手段を構成する。
【００４９】
これによれば、目標操舵トルクがゼロを含む上述したような閾値１及び閾値２により定められる所定範囲であって小さい値である場合に、ＬＫＡＥＣＵ５の外乱抑制トルク演算手段が、一制御周期分前回の基準操舵角を基準操舵角とし、所定範囲でない場合に今回の実操舵角を基準操舵角として、基準操舵角と実操舵角の偏差に基づいて外乱抑制トルク２を演算し、加算手段が外乱抑制トルク２を目標操舵トルクに加算するので、ロードキャンバ等の外乱が入力する前にＥＰＳ４の実操舵角を保持する保舵を行って、ロードキャンバ等の外乱の影響による意図しない車両の移動を防止することが出来る。
【００５０】
より具体的には、図９に示すように時間２〜５及び時間７〜８において、進行方向左側から右側に下降するように傾斜するロードキャンバによる外乱が入力されると、本実施例２の制御を行わない場合においては、図９中破線で示す操舵角が、一点鎖線で示すように操舵角がプラスすなわち右操舵となる側にシフトされるが、本実施例２に示した制御を行うことにより、このシフト量を予め低減することができる。
【００５１】
すなわち、車線中央を維持していて、目標操舵トルクが例えば±１Ｎｍ以内の小さい場合においては、図９中細実線で示す目標操舵トルクに対して、太実線で示すような目標トルクとなるような外乱抑制トルク２を加算するので、太一点鎖線で示すように操舵角をほぼゼロに保ち、積極的に保舵制御を行うことにより、外乱が入力されても、外乱の入力による操舵角のシフト量を検出する前に予め操舵を安定させ、車両の車幅方向の位置を維持することが出来る。
【００５２】
以上述べた実施例１に示した車両制御装置１では、実際にロードキャンバによる外乱が入力された後、操舵方向と異なる方向に実操舵角が変位した場合に、それを打ち消す方向の外乱抑制トルク１を演算して、意図しない操舵方向への操舵を防止し、かつ、実施例２に示した車両制御装置１では、目標操舵トルクが小さい所定領域において保舵を行うことが出来るが、ロードキャンバによる外乱入力にかかわらずに操舵方向への操舵を担保するために、以下の実施例３に示すような補正制御を追加して行うことが好ましい。なお、この補正制御の前提となる構成は実施例１に示したものと同様であるため、重複する構成要素の説明は割愛する。
【実施例３】
【００５３】
ＬＫＡＥＣＵ５の外乱抑制トルク演算手段は、前方情報から求めた操舵方向が切り替わった場合の実操舵角を基準操舵角とし、基準操舵角に右操舵の場合には所定操舵角を加え左操舵の場合には所定操舵角を引いて変動確認基準操舵角として、変動確認基準操舵角と実操舵角の偏差の方向が操舵方向と異なる場合に、この偏差に基づいて外乱抑制トルク３を演算する。なお、偏差の方向とは、後述するように偏差が正であれば右側、偏差が負であれば左側である。
【００５４】
ＬＫＡＥＣＵ５の外乱抑制トルク演算手段の詳細な制御内容を、図１０を用いて説明する。図１０は、本発明に係わる車両制御装置の一実施形態の制御内容を示すブロック図である。
【００５５】
ＬＫＡＥＣＵ５の外乱抑制トルク演算手段は、Ｓ２１において、操舵方向が前回の操舵方向に対して切り替わったかどうかを判定し、否定である場合にはＳ２２にすすみ、肯定であればＳ２３にすすむ。Ｓ２２において、基準操舵角＝前回の基準操舵角とし、Ｓ２３において、基準操舵角＝実操舵角とする。加えて、ＰＩＤ制御器Ｂ内の制御用偏差の積分器をリセットする。
【００５６】
つづいてＳ２４にすすんで、操舵方向が右操舵であるかどうかを判定し、肯定であれば、Ｓ２５にすすみ、基準操舵角に所定操舵角を加えて変動確認基準操舵角とし、否定であれば、Ｓ２６にすすみ、基準操舵角から所定操舵角を引いて変動確認基準操舵角として、加え合せ点Ａにおいて変動確認基準操舵角から実操舵角を引いて偏差を演算する。なお、この所定操舵角は、正の実数であり、どの程度の強さの補正制御を行うかにより適宜決定される値である。つまり所定操舵角は、操舵方向が切り替わっても、実操舵角の変位方向が操舵方向側に切り替わらない場合において、実操舵角の変位方向を操舵方向に一致させるように追加的に付与される外乱抑制トルク３の大きさを定めるパラメータである。
【００５７】
これとともに、ＬＫＡＥＣＵ５の外乱抑制トルク演算手段は、Ｓ２７において、操舵方向が右操舵であるか左操舵であるかを判定し、左操舵である場合にはＳ２８にすすみ、右操舵であればＳ３１にすすむ。Ｓ２８において、偏差＜０であるかどうかを判定し、否定であれば、左操舵において実操舵角が左側に変位していないと判定し、Ｓ２９にすすんで、制御用偏差＝偏差とし、肯定であれば、左操舵において実操舵角が左側に変位していると判定して、Ｓ３０にすすんで制御用偏差＝０とする。
【００５８】
同様に、Ｓ３１において、偏差＞０であるかどうかを判定し、否定であれば、右操舵において実操舵角が右側に変位していないと判定し、Ｓ３２にすすんで、制御用偏差＝偏差とし、肯定であれば、右操舵において実操舵角が右側に変位していると判定して、Ｓ３３にすすんで制御用偏差＝０とする。
【００５９】
このように求められた制御用偏差から、図１０に示す、ＰＩＤ制御器Ｂにおいて、この偏差に応じたつまりは制御用偏差が小さくなるような外乱抑制トルク３を演算して、さらに、図１に示すように、外乱抑制トルク３の上下限値を制限して、図１に示す加え合せ点Ｃにおいて、目標操舵トルクと外乱抑制トルク３を加算して目標トルクを求め、この目標トルクをＥＰＳＥＣＵ３に出力する。なおここでも加え合せ点Ｃは加算手段を構成する。なお、この実施例３の補正制御は前述した実施例２の保舵制御とは相互に干渉するので、保舵制御を行う場合においては、この補正制御は行わない。
【００６０】
これによれば、操舵方向が切り替わっても、実操舵角の変位方向が操舵方向側に切り替わらない場合に、ＬＫＡＥＣＵ５の外乱抑制トルク演算手段が基準操舵角に右操舵の場合には所定操舵角を加え左操舵の場合には所定操舵角を引いて変動確認基準操舵角として、変動確認基準操舵角と実操舵角の偏差に基づいて外乱抑制トルク３を演算し、加算手段が目標操舵トルクに外乱抑制トルク３を加算するので、変動確認基準操舵角と実操舵角の偏差を速やかに小さくして、ロードキャンバ等の外乱の影響によって操舵方向に操舵されなくなることを防止して、操舵方向への操舵を確実なものとして、所望する方向への車両の移動を実現することが出来る。
【００６１】
以下において、ロードキャンバによる外乱入力が発生した場合の、操舵方向と反対側への操舵を防止する実施例１による制御と、目標操舵トルクが小さい所定領域において行う実施例２による保舵制御と、操舵方向が切り替わった場合に操舵方向に実操舵角が変位しない場合の実施例３による補正制御をともに実行するための制御内容を、フローチャートを用いて説明する。図１１〜図１５は本発明に係わる車両制御装置の制御内容を示すフローチャートである。
【００６２】
図１１のＳ３１において、ＬＫＡＥＣＵ５は、カメラモジュール２により取得した前方情報すなわち、カーブ半径Ｒ、車線中央からのオフセット距離Ｄ、車両の偏向角θを検出し、Ｓ３２において、図示しない車輪速センサから車速を検出し、Ｓ３３において、自車両を車線中央に維持するための図２に示すような目標旋回加速度を求め、Ｓ３４において、その目標旋回加速度から右又は左の操舵方向を演算し、Ｓ３５において、図３に示すトルクマップから図４に示すようなノミナルな目標操舵トルクを演算する。
【００６３】
さらに、続いて、Ｓ３６において、外乱抑制トルク１〜３を含む外乱抑制トルクを演算し、Ｓ３７において外乱抑制トルクの上下限制限を行い、Ｓ３８において、目標トルク＝ノミナルな目標操舵トルク＋外乱抑制トルクとして、目標トルクの補正を行う。さらに、Ｓ３９において、目標トルクをＥＰＳＥＣＵ３に対して出力し、Ｓ４０において、ＥＰＳＥＣＵ３はその目標トルクに応じて、ＥＰＳ４の操舵トルクを制御する。
【００６４】
なお、Ｓ３６においては、より詳細には、図１２のＳ４１に示すように、外乱抑制トルク１を演算し、Ｓ４２に示すように、外乱抑制トルク２を演算し、Ｓ４３において、外乱抑制トルク３を演算して、Ｓ４４において、外乱抑制トルク＝外乱抑制トルク１＋外乱抑制トルク２＋外乱抑制トルク３とする。なお、この外乱抑制トルク３による補正制御は前述した外乱抑制トルク２による保舵制御とは相互に干渉するので、外乱抑制トルク２による保舵制御を行う場合つまりは目標操舵トルクがある時間継続して所定範囲内にある場合においては、この外乱抑制トルク３による補正制御は行わない。
【００６５】
つづいて、外乱抑制トルク１の演算を図１３に示すフローチャートに基づいて説明する。ＬＫＡＥＣＵ５の外乱抑制トルク演算手段は、Ｓ５１において、操舵方向が右方向であるか左方向であるかを判定し、右方向である場合にはＳ５２にすすみ、左方向であればＳ５３にすすむ。Ｓ５２において、実操舵角と基準操舵角を比較し、実操舵角＜基準操舵角であれば実際には左に操舵されていて、操舵方向と実操舵角の変位方向が異なっていると判定し、Ｓ５４にすすんで、基準操舵角１を前回の基準操舵角１とする。Ｓ５２において、実操舵角＜基準操舵角でなければ実際に右に操舵されていて操舵方向と実操舵角の変位方向が異ならないと判定し、Ｓ５５にすすんで、基準操舵角１を今回の実操舵角として基準操舵角を更新する。
【００６６】
同様に、ＬＫＡＥＣＵ５の外乱抑制トルク演算手段は、Ｓ５１において、操舵方向が右方向であるか左方向であるかを判定し、右方向である場合にはＳ５２にすすみ、左方向であればＳ５３にすすむ。Ｓ５３において、実操舵角と基準操舵角を比較し、実操舵角＞基準操舵角であれば実際には右に操舵されていて、操舵方向と実操舵角の変位方向が異なっていると判定し、Ｓ５６にすすんで、基準操舵角１を前回の基準操舵角１とする。Ｓ５３において、操舵角＞基準操舵角でなければ実際に左に操舵されていて操舵方向と実操舵角の変位方向が異ならないと判定し、Ｓ５７にすすんで、基準操舵角１を今回の実操舵角１として基準操舵角を更新する。
【００６７】
このように求められた基準操舵角１から、実操舵角を減算してこれらの偏差１を求め、ＰＩＤ制御器Ｂにおいて、この偏差１に応じたすなわちこの偏差１が小さくなるような外乱抑制トルク１を演算して、Ｓ６０において、前回の基準操舵角１＝基準操舵角１として前回値を保存する。
【００６８】
さらに、外乱抑制トルク２の演算を図１４に示すフローチャートに基づいて説明する。
ＬＫＡＥＣＵ５の外乱抑制トルク演算手段は、Ｓ６１において、操舵方向が右方向であるか左方向であるかを判定し、右方向である場合にはＳ６２にすすみ、左方向であればＳ６３にすすむ。Ｓ６２において、図１４中右下に示すように−閾値１＜目標操舵トルク＜閾値２で表される所定範囲である状態がある時間継続していれば、Ｓ６４にすすんで、基準操舵角２を前回の基準操舵角２として前回値保持する。Ｓ６２において、−閾値１＜目標操舵トルク＜閾値２で表される所定範囲である状態がある時間継続していなければ、Ｓ６５にすすんで、基準操舵角２を今回の実操舵角として基準操舵角を更新する。
【００６９】
同様に、ＬＫＡＥＣＵ５の外乱抑制トルク演算手段は、Ｓ６１において、操舵方向が右方向であるか左方向であるかを判定し、右方向である場合にはＳ６２にすすみ、左方向であればＳ６３にすすむ。Ｓ６３において、−閾値２＜目標操舵トルク＜閾値１で表される所定範囲である状態がある時間継続していれば、Ｓ６６にすすんで、基準操舵角２を前回の基準操舵角２として前回値保持する。Ｓ６３において、−閾値１＜目標操舵トルク＜閾値２で表される所定範囲である状態がある時間継続していなければ、Ｓ６７にすすんで、基準操舵角２を今回の実操舵角として基準操舵角を更新する。
【００７０】
このように求められた基準操舵角２から、実操舵角を減算してこれらの偏差２を求め、ＰＩＤ制御器Ｂにおいて、この偏差２に応じたすなわち偏差２が小さくなるような外乱抑制トルク２を演算して、Ｓ７０に示すように、前回の基準操舵角２＝基準操舵角２として前回値の保存を行う。
【００７１】
さらに、外乱抑制トルク３の演算を図１５に示すフローチャートに基づいて説明する。
ＬＫＡＥＣＵ５の外乱抑制トルク演算手段は、Ｓ７１において、操舵方向が前回の操舵方向に対して切り替わったかどうかを判定し、否定である場合にはＳ７２にすすみ、肯定であればＳ７３にすすむ。
【００７２】
Ｓ７２において、基準操舵角３＝前回の基準操舵角３として前回値保存する。Ｓ７３において、基準操舵角３＝実操舵角として、Ｓ７４において、ＰＩＤ制御器Ｂ内の制御用偏差の積分器をリセットする。Ｓ７５にすすんで、操舵方向が右方向であるかどうかを判定し、肯定であれば、Ｓ７６にすすみ、基準操舵角３に所定操舵角を加えて変動確認基準操舵角とし、否定であれば、Ｓ７７にすすみ、基準操舵角３から所定操舵角を引いて変動確認基準操舵角として、Ｓ７８において、変動確認基準操舵角から実操舵角を引いて偏差を演算する。
【００７３】
これとともに、ＬＫＡＥＣＵ５の外乱抑制トルク演算手段は、Ｓ７９において、操舵方向が右方向であるか左方向であるかを判定し、右方向である場合にはＳ８０にすすみ、左方向であればＳ８１にすすむ。Ｓ８０において、偏差＞０であるかどうかを判定し、肯定であれば、右操舵において実操舵角が右側に変位していると判定して、Ｓ８２にすすんで制御用偏差＝０とする。
【００７４】
Ｓ８０において、否定であれば、右操舵において実操舵角が右側に変位していないと判定し、Ｓ８３にすすんで、制御用偏差＝偏差とする。Ｓ８１においては、偏差＜０であるかどうかを判定し、肯定であれば、左操舵において実操舵角が左側に変位していると判定して、Ｓ８４にすすんで制御用偏差＝０とする。Ｓ８１において、否定であれば、左操舵において実操舵角が左側に変位していないと判定し、Ｓ８５にすすんで、制御用偏差＝偏差とする。
【００７５】
このように求められた制御用偏差から、Ｓ８６において、ＰＩＤ制御器Ｂにおいて、この偏差に応じたつまりは制御用偏差が小さくなるような外乱抑制トルク３を演算して、Ｓ８７に示すように、前回の基準操舵角３＝基準操舵角３とし、前回の操舵方向＝操舵方向として、前回値の保存を行う。
【００７６】
これらの図１１〜１５に示したフローチャートに基づいて、上述した外乱抑制トルク１〜３の演算が行われる。
【００７７】
さらに、上述した実施例においては、ロードキャンバによる外乱入力が発生した場合の、操舵方向と反対側への操舵を防止する実施例１による制御と、操舵方向が切り替わった場合に操舵方向に実操舵角が変位しない場合の実施例３による補正制御を同時に行っているので、以下のような作用効果を得ることが出来る。
【００７８】
すなわち、図１６に示すように時間２〜５及び時間７〜８において、進行方向左側から右側に下降するように傾斜するロードキャンバによる１Ｎｍ程度の外乱が入力されると、図１６中細実線で示す目標操舵トルクに対して、目標トルクが、図１６中細破線で示すように、図７中に示したものよりもより大きく下方にオフセットするように、外乱抑制トルク３が加算されて、この場合の図１６中太実線で示す操舵角は、図１６に一点鎖線で示す実施例１の制御及び実施例３の補正制御を共に行わない場合の操舵角はもちろん、実施例１の制御のみを行った場合の二点鎖線で示す操舵角よりも、太破線で示す理想操舵角により近づけることができる。
【００７９】
加えて、目標操舵トルクがゼロを含む上述したような閾値１及び閾値２により定められる所定範囲であって小さい値である場合に、ＬＫＡＥＣＵ５の外乱抑制トルク演算手段が、ロードキャンバ等の外乱が入力する前にＥＰＳ４の実操舵角を保持する実施例２に示した保舵制御を行って、ロードキャンバ等の外乱の影響による意図しない車両の移動を防止することが出来る。
【００８０】
以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。
【００８１】
例えば上述し実施例１〜３において、ＰＩＤ制御器Ｂを用いているが、ＰＩＤ制御以外でも、ＰＩ又はＰ制御器であっても良い。
【００８２】
加えて、ロードキャンバによる外乱入力が発生した場合の、操舵方向と反対側への操舵を防止する実施例１の制御と、操舵方向が切り替わった場合に操舵方向に実操舵角が変位しない場合の実施例３の補正制御は同時に行ってもよいし、実施例１の制御のみを行っても良い。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、コストアップを招くことなく、ロードキャンバによる意図しない車両の移動を防止することができる車両制御装置を提供することができるので、乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用して有益なものである。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明に係る車両制御装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明に係わる車両制御装置の一実施形態に用いられるマップである。
【図３】本発明に係わる車両制御装置の一実施形態の制御パラメータを示す模式図である。
【図４】本発明に係わる車両制御装置の一実施形態の制御パラメータを示す模式図である。
【図５】本発明に係わる車両制御装置の一実施形態の制御内容を示すブロック図である。
【図６】従来の車両制御装置の制御結果を示す模式図である。
【図７】本発明に係る車両制御装置の一実施形態の制御結果を示す模式図である。
【図８】本発明に係る車両制御装置の一実施形態の制御内容を示すブロック図である。
【図９】本発明に係る車両制御装置の一実施形態の制御結果を示す模式図である。
【図１０】本発明に係る車両制御装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図１１】本発明に係る車両制御装置の一実施形態の制御内容を示すフローチャートである。
【図１２】本発明に係る車両制御装置の一実施形態の制御内容を示すフローチャートである。
【図１３】本発明に係る車両制御装置の一実施形態の制御内容を示すフローチャートである。
【図１４】本発明に係る車両制御装置の一実施形態の制御内容を示すフローチャートである。
【図１５】本発明に係る車両制御装置の一実施形態の制御内容を示すフローチャートである。
【図１６】本発明に係る車両制御装置の一実施形態の制御結果を示す模式図である。
【符号の説明】
【００８５】
１      車両制御装置
２      カメラモジュール
３      ＥＰＳＥＣＵ
４      ＥＰＳ
５      ＬＫＡＥＣＵ
【図１】
2009143484.tif 000003
【図２】
2009143484.tif 000004
【図３】
2009143484.tif 000005
【図４】
2009143484.tif 000006
【図５】
2009143484.tif 000007
【図６】
2009143484.tif 000008
【図７】
2009143484.tif 000009
【図８】
2009143484.tif 000010
【図９】
2009143484.tif 000011
【図１０】
2009143484.tif 000012
【図１１】
2009143484.tif 000013
【図１２】
2009143484.tif 000014
【図１３】
2009143484.tif 000015
【図１４】
2009143484.tif 000016
【図１５】
2009143484.tif 000017
【図１６】
2009143484.tif 000018