JP2016094112A - Vehicular travel controller - Google Patents

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陽介 橋本
Yosuke Hashimoto
陽介 橋本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicle travel controller with, for example, higher responsiveness and robustness.SOLUTION: The travel controller includes: an operation amount calculating section which calculates an operation amount for controlling at least either of a drive mechanism and a brake mechanism of a vehicle such that, for example, a first deviation between a target value of a parameter related to vehicle movement and a first real value of the parameter is small; and an operation amount correcting section which corrects the operation amount such that a second deviation between the operation amount and a second real value corresponding to the operation amount is small.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、車両の走行制御装置に関する。   The present invention relates to a vehicle travel control device.

従来、モータの回転角度のフィードバック制御によって車両の走行を制御する駐車支援装置が知られている（例えば、特許文献１）。   2. Description of the Related Art Conventionally, a parking assist device that controls the traveling of a vehicle by feedback control of the rotation angle of a motor is known (for example, Patent Document 1).

特開２００６−２９６１３５号公報JP 2006-296135 A

車両走行におけるフィードバック制御では、応答遅れが生じたり外乱による影響を受けたりするのは好ましくない。そこで、本発明の課題の一つは、例えば、より応答性やロバスト性の高い車両の走行制御装置を得ることである。   In feedback control in vehicle travel, it is not preferable that a response delay occurs or that it is affected by disturbance. Accordingly, one of the problems of the present invention is to obtain, for example, a travel control device for a vehicle with higher responsiveness and robustness.

本発明の車両の走行制御装置は、例えば、車両の移動に関するパラメータの目標値と当該パラメータの第一の実値との第一の偏差を小さくするように車両の駆動機構および制動機構のうち少なくとも一方を制御する操作量を算出する操作量算出部と、上記操作量と当該操作量に対応する第二の実値との第二の偏差を小さくするように上記操作量を補正する操作量補正部と、を備える。   The vehicle travel control device of the present invention includes, for example, at least one of a drive mechanism and a brake mechanism of a vehicle so as to reduce a first deviation between a target value of a parameter relating to vehicle movement and a first actual value of the parameter. An operation amount correction unit that corrects the operation amount so as to reduce a second deviation between the operation amount and a second actual value corresponding to the operation amount. A section.

また、上記車両の走行制御装置では、例えば、上記目標値は目標位置であり、上記第一の実値は実位置である。   In the vehicle travel control apparatus, for example, the target value is a target position, and the first actual value is an actual position.

また、上記車両の走行制御装置では、例えば、上記操作量は車両の加速度に比例するパラメータである。   In the vehicle travel control device, for example, the operation amount is a parameter proportional to the acceleration of the vehicle.

図１は、実施形態の車両の走行制御装置の概略構成の例示的なブロック図である。FIG. 1 is an exemplary block diagram of a schematic configuration of a vehicle travel control apparatus according to an embodiment. 図２は、実施形態の車両の走行制御装置による制御の手順が示された例示的なフローチャートである。FIG. 2 is an exemplary flowchart showing a control procedure by the vehicle travel control apparatus of the embodiment. 図３は、実施形態の車両の走行制御装置によるパラメータの経時変化の一例が示された図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a change with time of parameters by the vehicle travel control apparatus of the embodiment.

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）のうち少なくとも一つを得ることが可能である。   Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention are disclosed. The configuration of the embodiment shown below, and the operation and result (effect) brought about by the configuration are examples. The present invention can be realized by configurations other than those disclosed in the following embodiments. According to the present invention, it is possible to obtain at least one of various effects (including derivative effects) obtained by the configuration.

図１に例示される制御装置１００は、終点位置すなわち最終的な目標位置までの制御区間において、駆動機構２０１および制動機構２０２のうち少なくともいずれか一方を制御し、これにより、車両１の加速および減速のうち少なくともいずれか一方を制御する。制御装置１００は、例えば、駐車支援装置や、自動走行システム、自動操縦システム等の一部として構成されうる。駆動機構２０１は、例えば、内燃機関やモータ等であり、それらのＥＣＵを含む。また、制動機構２０２は、例えば、ＡＢＳ（antilock brake system）であり、そのＥＣＵ（electronic control unit）を含む。なお、以下の例では、制御装置１００は操舵は制御しないが、操舵を制御してもよい。また、以下では、駆動機構２０１または制動機構２０２を、単に制御対象と称することがある。   The control device 100 illustrated in FIG. 1 controls at least one of the drive mechanism 201 and the braking mechanism 202 in the control section up to the end point position, that is, the final target position. Control at least one of the decelerations. The control device 100 can be configured as a part of a parking assistance device, an automatic traveling system, an automatic steering system, or the like, for example. The drive mechanism 201 is, for example, an internal combustion engine, a motor, or the like, and includes those ECUs. The braking mechanism 202 is, for example, an ABS (antilock brake system) and includes an ECU (electronic control unit). In the following example, the control device 100 does not control steering, but may control steering. Hereinafter, the drive mechanism 201 or the brake mechanism 202 may be simply referred to as a control target.

制御装置１００は、フィードバック制御を含む制御によって、制御対象を制御する。フィードバック制御は、目標値と実値との偏差を小さくする制御である。   The control device 100 controls a control target by control including feedback control. The feedback control is control for reducing the deviation between the target value and the actual value.

制御装置１００は、図１に例示されるように、目標値設定部１０や、制御部２０、判断部３０、加算量算出部４０、実値取得部５０、閾値設定部６０等を有する。制御部２０には、操作量算出部２１や、補正量算出部２２、指令値算出部２３等が含まれる。   As illustrated in FIG. 1, the control device 100 includes a target value setting unit 10, a control unit 20, a determination unit 30, an addition amount calculation unit 40, an actual value acquisition unit 50, a threshold setting unit 60, and the like. The control unit 20 includes an operation amount calculation unit 21, a correction amount calculation unit 22, a command value calculation unit 23, and the like.

目標値設定部１０は、終点位置のデータを取得する。終点位置のデータは、例えば、始点位置から終点位置までの車両１の移動距離である。制御装置１００では、例えば、制御区間の始点位置の近傍では速度が徐々に増加し、制御区間の中間位置では速度が一定に維持され、制御区間の終点位置の近傍では速度が徐々に減少するような、車両１の経時的な位置の変化が設定される。目標値設定部１０は、始点位置から終点位置までの制御区間において、設定された車両１の経時的な位置の変化が得られるよう、各制御タイミングすなわち各時刻での各パラメータの目標値を設定する。パラメータは、例えば、位置および速度である。なお、制御装置１００では、制御区間の始点位置および終点位置のうち少なくとも一方からの距離が、車両１の位置として設定されうる。また、目標値設定部１０は、各制御タイミングで目標値を算出してもよいし、予め算出され記憶されている目標値を各制御タイミングで取得してもよい。また、目標値設定部１０は、目標位置設定部の一例である。   The target value setting unit 10 acquires end point position data. The end point data is, for example, the movement distance of the vehicle 1 from the start point position to the end point position. In the control device 100, for example, the speed gradually increases near the start point position of the control section, the speed is maintained constant at the intermediate position of the control section, and the speed gradually decreases near the end position of the control section. In addition, a change in the position of the vehicle 1 with time is set. The target value setting unit 10 sets the target value of each parameter at each control timing, that is, at each time so that a change of the set position of the vehicle 1 with time can be obtained in the control section from the start point position to the end point position. To do. The parameters are, for example, position and speed. In the control device 100, the distance from at least one of the start position and the end position of the control section can be set as the position of the vehicle 1. Further, the target value setting unit 10 may calculate a target value at each control timing, or may acquire a target value calculated and stored in advance at each control timing. The target value setting unit 10 is an example of a target position setting unit.

実値取得部５０は、目標値と同じパラメータの実値を取得する。すなわち、本実施形態では、実値取得部５０は、例えば、車両１の位置および車両１の速度の実値を取得する。実値は、制御対象の動作に応じて得られた値であって、検出値、または当該検出値から導かれた値である。例えば、位置および速度の実値は、センサ２０３としての車輪速度センサの検出値から算出されうる。なお、センサ２０３は、例えば、車両１の停止時や走行時における、位置や、姿勢、状態等の物理量を検出するセンサであって、車輪速度センサ以外であってもよい。また、実値取得部５０は、複数のセンサ２０３から検出結果を取得することができる。   The actual value acquisition unit 50 acquires the actual value of the same parameter as the target value. That is, in the present embodiment, the actual value acquisition unit 50 acquires the actual values of the position of the vehicle 1 and the speed of the vehicle 1, for example. The actual value is a value obtained according to the operation of the controlled object, and is a detected value or a value derived from the detected value. For example, actual values of position and speed can be calculated from detection values of a wheel speed sensor as the sensor 203. Note that the sensor 203 is a sensor that detects physical quantities such as a position, posture, and state when the vehicle 1 is stopped or running, and may be other than a wheel speed sensor. In addition, the actual value acquisition unit 50 can acquire detection results from the plurality of sensors 203.

制御部２０の操作量算出部２１は、制御対象に対する操作量を算出する。操作量は、各パラメータの目標値と実値との偏差が大きいほど大きくなるとともに、各パラメータの影響度が反映されるよう、設定される。本実施形態では、操作量は、力の次元または加速度の次元に設定される。いずれの場合も、質量は一定であるため、操作量は、加速度に比例するパラメータである。なお、本実施形態では、操作量は、当該操作量を増大すれば車両１が加速するよう設定され、制御対象は、正の操作量によって車両１を加速するよう制御され、負の操作量によって車両１を減速するよう制御される。なお、操作量は、入力値とも称されうる。   The operation amount calculation unit 21 of the control unit 20 calculates the operation amount for the control target. The manipulated variable is set so as to increase as the deviation between the target value and actual value of each parameter increases and reflect the degree of influence of each parameter. In the present embodiment, the operation amount is set to a force dimension or an acceleration dimension. In any case, since the mass is constant, the manipulated variable is a parameter proportional to the acceleration. In the present embodiment, the operation amount is set so that the vehicle 1 is accelerated if the operation amount is increased, and the control target is controlled to accelerate the vehicle 1 by a positive operation amount, and is controlled by a negative operation amount. The vehicle 1 is controlled to decelerate. The operation amount can also be referred to as an input value.

操作量算出部２１で目標値と実値（第一の実値）との比較対象となるパラメータ（物理量）は、車両１の移動に関するパラメータである。車両１の移動に関するパラメータとしては、例えば、車両１の位置や、速度、加速度等がある。本実施形態では、当該パラメータとして、車両１の位置および速度が用いられている。すなわち、本実施形態では、目標位置および目標速度が、目標値の一例であり、実位置および実速度が、第一の実値の一例であり、目標位置と実位置との偏差および目標速度と実速度との偏差が、第一の偏差の一例である。そして、操作量算出部２１は、位置の偏差の時間による２階微分値および速度の偏差の時間による１階微分値を、それぞれの影響度に応じて設定された係数を乗算した上で、加算することにより、操作量を算出する。   The parameter (physical quantity) to be compared between the target value and the actual value (first actual value) in the operation amount calculation unit 21 is a parameter related to the movement of the vehicle 1. Examples of parameters relating to the movement of the vehicle 1 include the position, speed, acceleration, and the like of the vehicle 1. In the present embodiment, the position and speed of the vehicle 1 are used as the parameters. That is, in this embodiment, the target position and the target speed are examples of target values, the actual position and the actual speed are examples of first actual values, the deviation between the target position and the actual position, the target speed, The deviation from the actual speed is an example of the first deviation. The manipulated variable calculation unit 21 multiplies the second-order differential value based on the position deviation time and the first-order differential value based on the speed deviation time by multiplying the coefficients set according to the respective degrees of influence. By doing so, the operation amount is calculated.

制御部２０の補正量算出部２２は、操作量算出部２１で算出された操作量の補正量を算出し、加算器２４は、算出された補正量を、次のタイムステップで、操作量に加算する。このような構成において、補正量算出部２２は、操作量に補正量が加算されることによって操作量と実値（第二の実値）との偏差（第二の偏差）が小さくなるような、当該補正量を、算出する。このため、補正量は、例えば、操作量と実値との偏差が大きいほど大きくなるように設定され、具体的には、操作量と実値との偏差と、システムの特性に応じて設定された係数と、を乗算した値として、算出される。なお、操作量が力の次元であり、実値が加速度の次元である場合には、実値には質量相当の係数が乗算される。本実施形態では、補正量算出部２２および加算器２４が、操作量補正部の一例である。   The correction amount calculation unit 22 of the control unit 20 calculates the correction amount of the operation amount calculated by the operation amount calculation unit 21, and the adder 24 converts the calculated correction amount into the operation amount at the next time step. to add. In such a configuration, the correction amount calculation unit 22 reduces the deviation (second deviation) between the operation amount and the actual value (second actual value) by adding the correction amount to the operation amount. The correction amount is calculated. For this reason, for example, the correction amount is set so as to increase as the deviation between the operation amount and the actual value increases. Specifically, the correction amount is set according to the deviation between the operation amount and the actual value and the characteristics of the system. It is calculated as a value obtained by multiplying the obtained coefficient. When the operation amount is a force dimension and the actual value is an acceleration dimension, the actual value is multiplied by a coefficient corresponding to mass. In the present embodiment, the correction amount calculation unit 22 and the adder 24 are examples of the operation amount correction unit.

制御部２０の指令値算出部２３は、操作量算出部２１で算出され補正量算出部２２で補正された操作量に対応した、制御対象への指令値を算出する。指令値算出部２３は、例えば、操作量が正の値であった場合には、当該操作量の大きさに対応した加速が得られるよう、駆動機構２０１への駆動指令値としての回転トルク指令値を算出する。また、指令値算出部２３は、例えば、操作量が負の値であった場合には、操作量の大きさに対応した減速すなわち負の加速が得られるよう、制動機構２０２への制動指令値としての制動トルク指令値を算出する。また、指令値算出部２３は、車両１の走行状況等に応じて、例えば、車両１が制動機構２０２によって制動されながら駆動機構２０１によって加速する状態や、車両１が駆動機構２０１によって推進されながら制動機構２０２によって減速する状態等が得られるよう、駆動機構２０１と制動機構２０２とのトルク配分を決定することができる。その場合、指令値算出部２３は、駆動トルクと制動トルクとの配分に応じた駆動機構２０１および制動機構２０２の双方への指令値を算出する。なお、指令値算出部２３は、操作量に加算量算出部４０によって算出された加算量が追加された場合にあっても、当該加算量が追加された操作量に対応した制御対象への指令値を算出する。   The command value calculation unit 23 of the control unit 20 calculates a command value to be controlled corresponding to the operation amount calculated by the operation amount calculation unit 21 and corrected by the correction amount calculation unit 22. For example, when the operation amount is a positive value, the command value calculation unit 23 provides a rotational torque command as a drive command value to the drive mechanism 201 so that acceleration corresponding to the magnitude of the operation amount is obtained. Calculate the value. In addition, for example, when the operation amount is a negative value, the command value calculation unit 23 provides a braking command value to the braking mechanism 202 so that deceleration corresponding to the amount of the operation amount, that is, negative acceleration is obtained. As a braking torque command value. In addition, the command value calculation unit 23 may be in a state where, for example, the vehicle 1 is accelerated by the drive mechanism 201 while being braked by the brake mechanism 202 or the vehicle 1 is being propelled by the drive mechanism 201 according to the traveling state of the vehicle 1 or the like. Torque distribution between the drive mechanism 201 and the brake mechanism 202 can be determined so that a state where the brake mechanism 202 decelerates is obtained. In that case, the command value calculation unit 23 calculates command values for both the drive mechanism 201 and the brake mechanism 202 according to the distribution of the drive torque and the brake torque. Even when the addition amount calculated by the addition amount calculation unit 40 is added to the operation amount, the command value calculation unit 23 instructs the control target corresponding to the operation amount to which the addition amount has been added. Calculate the value.

判断部３０は、実値が目標値に追従しているか否かを判断する。制御装置１００では、追従の可否を判断する条件が設定されている。判断部３０は、所定のパラメータの値と当該パラメータについて設定された条件とを比較することにより、実値が目標値に追従しているか否かを判断する。判断部３０には、加算器２４で補正量が追加される前および加算器２５で加算量が追加される前の操作量が入力される。   The determination unit 30 determines whether or not the actual value follows the target value. In the control device 100, a condition for determining whether or not follow-up is possible is set. The determination unit 30 determines whether the actual value follows the target value by comparing the value of the predetermined parameter with the condition set for the parameter. The determination unit 30 receives the operation amount before the addition amount is added by the adder 24 and before the addition amount is added by the adder 25.

判断部３０は、例えば、操作量が予め設定された第一の閾値と同じかあるいはより大きい場合に、実値が目標値に追従していないと判断することができる。上述したように、操作量は、目標値と実値との偏差が大きいほど大きくなる。よって、実値が目標値に追従していない状態では、操作量は比較的大きい。したがって、操作量を第一の閾値と比較することで、実値が目標値に追従しているか否かを判断することができる。なお、判断部３０が判断に用いる操作量は、補正される前でありかつ加算量が追加されていない操作量である。   The determination unit 30 can determine that the actual value does not follow the target value, for example, when the operation amount is equal to or greater than the preset first threshold value. As described above, the operation amount increases as the deviation between the target value and the actual value increases. Therefore, in a state where the actual value does not follow the target value, the operation amount is relatively large. Therefore, by comparing the operation amount with the first threshold value, it can be determined whether or not the actual value follows the target value. Note that the operation amount used for determination by the determination unit 30 is an operation amount before correction and without an addition amount being added.

また、判断部３０は、例えば、車両１が重力によって傾斜を下る状態である場合に、実値が目標値に追従していないと判断することができる。制御装置１００による制御開始時あるいは制御中に、車両１が推力によらずあるいは推力に抗して傾斜を下る状態は、車両１が重力によって傾斜を下り、実値が目標値に追従していない状態と見なすことができる。判断部３０は、例えば、センサ２０３としての車輪速度センサや加速度センサの検出値、または当該検出値に基づく実値から、車両１が重力によって傾斜を下がっていることを検出することができる。加速度センサは、例えば、車両１の前後方向の加速度を検出することができる。この場合、例えば、車輪速度センサにより所定の閾値以上の値が検出され、かつ加速度センサにより下向きの、別の所定の閾値以上の値が検出された場合に、判断部３０は、車両１が傾斜を下る状態と判断することができる。なお、車輪速度センサの信号によって車両１の移動方向が検出可能である場合には、車輪速度センサの検出結果のみからでも車両１が傾斜を下る状態を判断できる場合がある。   In addition, the determination unit 30 can determine that the actual value does not follow the target value when the vehicle 1 is in a state where the vehicle 1 is inclined due to gravity, for example. When the control device 100 starts control or during control, the vehicle 1 is tilted regardless of thrust or against thrust, and the vehicle 1 is tilted by gravity and the actual value does not follow the target value. It can be regarded as a state. For example, the determination unit 30 can detect that the vehicle 1 is tilted down due to gravity from the detection value of the wheel speed sensor or the acceleration sensor as the sensor 203 or the actual value based on the detection value. The acceleration sensor can detect, for example, the acceleration in the front-rear direction of the vehicle 1. In this case, for example, when a value equal to or greater than a predetermined threshold is detected by the wheel speed sensor and a downward value equal to or greater than another predetermined threshold is detected by the acceleration sensor, the determination unit 30 determines that the vehicle 1 is tilted. It can be determined that the state falls below. In addition, when the moving direction of the vehicle 1 can be detected by the signal of the wheel speed sensor, it may be possible to determine the state in which the vehicle 1 is inclined only from the detection result of the wheel speed sensor.

また、判断部３０は、目標値と実値との偏差の大きさによって、実値が目標値に追従しているか否かを判断してもよい。この場合、例えば、判断部３０は、位置の偏差が所定の閾値と同じかあるいはより大きい場合に、実値が目標値に追従していないと判断することができる。   The determination unit 30 may determine whether or not the actual value follows the target value based on the magnitude of the deviation between the target value and the actual value. In this case, for example, the determination unit 30 can determine that the actual value does not follow the target value when the positional deviation is equal to or greater than the predetermined threshold value.

また、判断部３０は、実値が目標値に追従していないと判断した後、当該判断した時点以降の操作量の低下量が第二の閾値と同じかあるいはより大きくなった時点で、実値が目標値に追従し始めたと判断することができる。実値が目標値に追従している状態での操作量は、実値が目標値に追従していない状態での操作量よりも小さい。よって、実値が目標値に追従していない状態から実値が目標値に追従している状態に変化する場合、操作量は低下する。したがって、操作量の低下量（の大きさ）を第二の閾値と比較することで、実値が目標値に追従しているか否かを判断することができる。   Further, after determining that the actual value does not follow the target value, the determination unit 30 performs the actual operation when the amount of decrease in the operation amount after the determined time is equal to or greater than the second threshold value. It can be determined that the value has started to follow the target value. The operation amount when the actual value follows the target value is smaller than the operation amount when the actual value does not follow the target value. Therefore, when the actual value changes from a state where the actual value does not follow the target value to a state where the actual value follows the target value, the operation amount decreases. Therefore, it is possible to determine whether or not the actual value follows the target value by comparing the amount of decrease (the magnitude) of the operation amount with the second threshold value.

判断部３０による、実値が目標値に追従しているか否かの判断によって、制御装置１００は、制御状態を変更することができる。本実施形態では、目標値設定部１０と、加算量算出部４０とが、判断部３０による判断結果に応じた処理を実行する。   By determining whether the actual value follows the target value by the determination unit 30, the control device 100 can change the control state. In the present embodiment, the target value setting unit 10 and the addition amount calculation unit 40 execute processing according to the determination result by the determination unit 30.

目標値設定部１０は、複数のモードで目標値を設定することができる。本実施形態では、例えば、時間の経過により変化する目標値を設定する第一のモードと、時間が経過しても変化しないすなわち一定の目標値を設定する第二のモードとが、設定されている。目標値設定部１０は、判断部３０によって実値が目標値に追従していると判断された場合には、第一のモードで目標値を設定する。一方、目標値設定部１０は、判断部３０によって実値が目標値に追従していないと判断された場合には、第二のモードで目標値を設定する。実値が目標値に追従していない状態で目標値がさらに変化すると、偏差がさらに増大し、当該追従していない状態が解消され難くなる場合がある。この点、本実施形態によれば、実値が目標値に追従していないと判断された時点で目標値の変化が抑制されるので、目標値がさらに変化する場合に比べて、実値が目標値に追従していない状態が解消されやすくなる場合がある。なお、第一のモードは通常モード、第二のモードは制限モードあるいは抑制モードとも称されうる。また、第二のモードでは、時間の経過による目標値の変化量が第一のモードよりも小さければよく、目標値が一定であることは必須では無い。また、目標値の算出の仕方は、種々に設定されうる。   The target value setting unit 10 can set target values in a plurality of modes. In the present embodiment, for example, a first mode for setting a target value that changes with the passage of time and a second mode for setting a constant target value that does not change even after the passage of time are set. Yes. When the determination unit 30 determines that the actual value follows the target value, the target value setting unit 10 sets the target value in the first mode. On the other hand, the target value setting unit 10 sets the target value in the second mode when the determination unit 30 determines that the actual value does not follow the target value. If the target value further changes in a state where the actual value does not follow the target value, the deviation further increases, and it may be difficult to eliminate the state that does not follow the target value. In this regard, according to the present embodiment, since the change in the target value is suppressed at the time when it is determined that the actual value does not follow the target value, the actual value is smaller than the case where the target value further changes. In some cases, the state of not following the target value is likely to be resolved. The first mode may be referred to as a normal mode, and the second mode may be referred to as a restriction mode or a suppression mode. In the second mode, it is only necessary that the amount of change in the target value over time is smaller than in the first mode, and it is not essential that the target value is constant. Moreover, the method of calculating the target value can be set in various ways.

加算量算出部４０は、判断部３０により実値が目標値に追従していないと判断された場合に、必要に応じて操作量（の大きさ）を増大するために操作量に追加する加算量を、算出する。加算量算出部４０で算出された加算量は、加算器２５で、操作量に追加される。実値が目標値に追従していない状態は、操作量（の大きさ）が不足している状態であると言える。よって、操作量算出部２１で算出された操作量に、加算量算出部４０で算出された加算量を追加することによって、実値が目標値に追従していない状態が解消されやすくなる場合がある。また、加算量算出部４０による加算量の調整によって、操作量の大きさをより適切に調整したり設定したりすることができるため、実値が目標値に追従していない状態がより解消されやすくなったり、不都合な事象がより生じ難くなったりする場合がある。また、加算量算出部４０は、実値が目標値に追従していない状態が解消された後も、加算量の値を維持する。よって、実値が目標値に追従した時点で加算量が無くなることにより実値が目標値に追従していない状態に戻ってしまうのが、抑制される。なお、操作量の増大の仕方は、種々に設定されうる。また、加算量が追加された操作量は、入力値とも称されうる。また、加算量は、入力値あるいは操作量の一部であると言うこともできる。   When the determination unit 30 determines that the actual value does not follow the target value, the addition amount calculation unit 40 adds to the operation amount in order to increase the operation amount (the magnitude) as necessary. The amount is calculated. The addition amount calculated by the addition amount calculation unit 40 is added to the operation amount by the adder 25. The state where the actual value does not follow the target value can be said to be a state where the operation amount (the magnitude) is insufficient. Therefore, by adding the addition amount calculated by the addition amount calculation unit 40 to the operation amount calculated by the operation amount calculation unit 21, the state where the actual value does not follow the target value may be easily resolved. is there. In addition, since the amount of operation can be adjusted or set more appropriately by adjusting the amount of addition by the amount of addition calculation unit 40, the state where the actual value does not follow the target value is further eliminated. In some cases, it becomes easier, or an inconvenient event is less likely to occur. The addition amount calculation unit 40 maintains the value of the addition amount even after the state where the actual value does not follow the target value is resolved. Therefore, it is suppressed that the actual value does not follow the target value due to the absence of the addition amount when the actual value follows the target value. Note that various ways of increasing the operation amount can be set. The operation amount to which the addition amount is added can also be referred to as an input value. It can also be said that the addition amount is a part of the input value or the operation amount.

閾値設定部６０は、障害物データを取得する。障害物データは、例えば、障害物を検出可能なソナー等によって取得された、障害物の高さを示すデータである。障害物は、例えば、路上の石や、段差等である。閾値設定部６０は、取得した障害物データに基づいて、判断部３０で用いられる第一の閾値を設定したり変更したりすることができる。障害物の高さが高いほど、実値が目標値に追従していない状態が長く続き、不図示の車輪が当該障害物を乗り越えるまで、操作量が増大する。すなわち、操作量は、障害物の高さが大きいほど大きくなる。また、上述したように、本実施形態では、操作量が第一の閾値と同じかあるいは超えた場合に、目標値設定部１０のモードが第二のモードに切り替わる。よって、例えば、閾値設定部６０によって障害物の高さに応じた第一の閾値が設定されることにより、車輪が障害物を乗り越えた後、速やかに、目標値設定部１０は第二のモードに切り替わることができる。この場合、車両１が障害物を乗り越えた直後から、変化の抑制された目標値に実値が近づくよう、フィードバック制御が行われるため、より変化の大きい目標値に対するフィードバック制御が行われる場合に比べて、実値が目標値に追従していない状態がより迅速に解消されやすい。また、操作量に加算量が追加されることなく、車両１が障害を乗り越えられるので、乗り越えの前後に制御対象に過度な大きさの操作量が与えられる状況が、抑制されうる。   The threshold setting unit 60 acquires obstacle data. The obstacle data is data indicating the height of the obstacle, for example, acquired by a sonar that can detect the obstacle. The obstacle is, for example, a stone on a road or a step. The threshold setting unit 60 can set or change the first threshold used by the determination unit 30 based on the acquired obstacle data. As the height of the obstacle increases, the state where the actual value does not follow the target value continues for a long time, and the operation amount increases until a wheel (not shown) gets over the obstacle. That is, the operation amount increases as the height of the obstacle increases. Further, as described above, in the present embodiment, when the operation amount is equal to or exceeds the first threshold value, the mode of the target value setting unit 10 is switched to the second mode. Therefore, for example, by setting the first threshold value according to the height of the obstacle by the threshold value setting unit 60, the target value setting unit 10 promptly uses the second mode after the wheel has overcome the obstacle. Can be switched to. In this case, since the feedback control is performed immediately after the vehicle 1 gets over the obstacle so that the actual value approaches the target value in which the change is suppressed, compared with the case where the feedback control is performed on the target value having a larger change. Thus, the state where the actual value does not follow the target value is easily resolved more quickly. In addition, since the vehicle 1 can get over the obstacle without adding an addition amount to the operation amount, a situation in which an excessively large operation amount is given to the control target before and after overcoming can be suppressed.

制御装置１００は、例えばＥＣＵである。制御装置１００は、車両１に搭載されたいずれかのシステムのＥＣＵに組み込まれてもよいし、独立したＥＣＵであってもよい。制御装置１００は、不図示のＣＰＵ（central processing unit）や、コントローラ、ＲＡＭ（random access memory）、ＲＯＭ（read only memory）、フラッシュメモリ等を有することができる。制御装置１００は、インストールされ、ロードされたプログラムにしたがって処理を実行し、各機能を実現することができる。すなわち、プログラムにしたがって処理が実行されることにより、制御装置１００は、目標値設定部１０や、制御部２０、操作量算出部２１、補正量算出部２２、指令値算出部２３、判断部３０、加算量算出部４０、実値取得部５０、閾値設定部６０等として機能することができる。また、不図示の記憶部には、各部の演算処理で用いられるデータや、演算処理の結果のデータ等が記憶される。なお、上記各部の機能の少なくとも一部は、ハードウエアによって実現されてもよい。また、制御装置１００による制御には、フィードバック制御の他に、フィードフォワード制御等の他の制御が組み込まれてもよい。その場合、例えば、操作量算出部２１が、フィードフォワード制御による加算量を操作量に追加してもよい。   The control device 100 is an ECU, for example. The control device 100 may be incorporated in the ECU of any system mounted on the vehicle 1 or may be an independent ECU. The control device 100 can include a central processing unit (CPU), a controller, a random access memory (RAM), a read only memory (ROM), a flash memory, and the like (not shown). The control device 100 can execute processing in accordance with the installed and loaded program to realize each function. That is, by executing the process according to the program, the control device 100 causes the target value setting unit 10, the control unit 20, the operation amount calculation unit 21, the correction amount calculation unit 22, the command value calculation unit 23, and the determination unit 30. , The addition amount calculation unit 40, the actual value acquisition unit 50, the threshold value setting unit 60, and the like. In addition, a storage unit (not shown) stores data used in arithmetic processing of each unit, data as a result of the arithmetic processing, and the like. Note that at least some of the functions of the above-described units may be realized by hardware. Further, in the control by the control device 100, other control such as feedforward control may be incorporated in addition to the feedback control. In that case, for example, the operation amount calculation unit 21 may add the addition amount by the feedforward control to the operation amount.

以下、図２が参照され、制御装置１００による制御の手順の一例が説明される。図２に例示されるフローは、各制御タイミングで実行される。   Hereinafter, an example of a control procedure performed by the control device 100 will be described with reference to FIG. The flow illustrated in FIG. 2 is executed at each control timing.

まず、実値取得部５０は、センサ２０３の検出値および当該検出値に基づく実値を取得する（Ｓ１）。Ｓ１では、実値取得部５０は、例えば、位置および速度の実値や、加速度の検出値等を取得する。   First, the actual value acquisition unit 50 acquires the detection value of the sensor 203 and the actual value based on the detection value (S1). In S1, the actual value acquisition unit 50 acquires, for example, actual values of position and speed, detected acceleration values, and the like.

次に、目標値設定部１０は、目標値を設定し（Ｓ２）、操作量算出部２１は、操作量を算出し（Ｓ３）、補正量算出部２２は、操作量の補正量を算出し（Ｓ４）、加算量算出部４０は、加算量を算出する（Ｓ５）。   Next, the target value setting unit 10 sets a target value (S2), the operation amount calculation unit 21 calculates the operation amount (S3), and the correction amount calculation unit 22 calculates the correction amount of the operation amount. (S4), the addition amount calculation unit 40 calculates the addition amount (S5).

Ｓ２およびＳ５において、目標値および加算量は、車両の制御状況に応じて変更されうる。目標値および加算量の変更は、判断部３０による判断に基づいて行われる。判断部３０は、検出値および実値に基づいて、実値が目標値に追従しているか否かを判断することができる。判断部３０は、例えば、坂道等において重力によって車両が移動している状態や、段差等の障害物によって車両の移動が抑制されている状態等である場合等に、追従していない状態であることを判断することができる。また、判断部３０は、例えば、特に障害等が無い通常の状態の他、追従していない状態を脱する制御を実行した後に、追従した状態となった場合等に、追従している状態あるいは追従し始めた状態であることを判断することができる。Ｓ２において、目標値設定部１０は、例えば、追従していない状態では、目標値を経時的に一定値（不変）とすることができる。また、Ｓ５において、加算量算出部４０は、加算量を、例えば、０（ゼロ）にしたり、経時的にステップ状に変化したり、ランプ状に変化したりするなど、種々のパターンで変化させることができる。   In S2 and S5, the target value and the addition amount can be changed according to the control state of the vehicle. The change of the target value and the addition amount is performed based on the determination by the determination unit 30. The determination unit 30 can determine whether the actual value follows the target value based on the detected value and the actual value. The determination unit 30 is in a state in which the vehicle is not following, for example, when the vehicle is moving due to gravity on a slope or when the vehicle is inhibited from moving by an obstacle such as a step. Can be judged. In addition, for example, the determination unit 30 is in a state of following, for example, in a normal state in which there is no failure or the like, in addition to executing a control to escape from a state that is not following, It can be determined that the state has started following. In S2, the target value setting unit 10 can set the target value to a constant value (invariable) with time in a state where the target value is not following, for example. Further, in S5, the addition amount calculation unit 40 changes the addition amount in various patterns such as, for example, setting it to 0 (zero), changing to a step shape over time, changing to a ramp shape, or the like. be able to.

また、Ｓ３において、操作量算出部２１は、Ｓ２において目標値設定部１０で設定された目標値と、Ｓ１において実値取得部５０で取得された実値とに基づいて、操作量を算出する。また、Ｓ４において、補正量算出部２２は、Ｓ３において操作量算出部２１で算出された操作量と、Ｓ１において実値取得部５０で取得された実値とに基づいて、補正量を算出する。   In S3, the operation amount calculation unit 21 calculates the operation amount based on the target value set by the target value setting unit 10 in S2 and the actual value acquired by the actual value acquisition unit 50 in S1. . In S4, the correction amount calculation unit 22 calculates the correction amount based on the operation amount calculated by the operation amount calculation unit 21 in S3 and the actual value acquired by the actual value acquisition unit 50 in S1. .

Ｓ５の後、Ｓ３において操作量算出部２１で算出された操作量に、Ｓ４において補正量算出部２２で算出された補正量が加算されるとともに、Ｓ５において加算量算出部４０からの加算量が追加された操作量が、指令値算出部２３に入力される（Ｓ６）。次に、指令値算出部２３は、入力された操作量に基づいて駆動機構２０１および制動機構２０２のうち少なくともいずれか一方への指令値を算出する（Ｓ７）。次に、指令値算出部２３は、算出した指令値を、駆動機構２０１および制動機構２０２のうち少なくともいずれか一方に出力し、これにより、車両１の加速および減速のうち少なくともいずれか一方を制御する（Ｓ８）。   After S5, the correction amount calculated by the correction amount calculation unit 22 in S4 is added to the operation amount calculated by the operation amount calculation unit 21 in S3, and the addition amount from the addition amount calculation unit 40 is added in S5. The added operation amount is input to the command value calculation unit 23 (S6). Next, the command value calculation unit 23 calculates a command value for at least one of the drive mechanism 201 and the braking mechanism 202 based on the input operation amount (S7). Next, the command value calculation unit 23 outputs the calculated command value to at least one of the drive mechanism 201 and the braking mechanism 202, thereby controlling at least one of acceleration and deceleration of the vehicle 1. (S8).

図３には、判断部３０により車両１が重力によって傾斜を下がっていると判断された場合が例示されている。図３に例示されるように、時刻０から時刻ｔ１までの間、時間の経過とともに、距離（位置）および速度の目標値と実値との偏差が拡大するとともに操作量も増大している。すなわち、実値が目標値に追従していない状況が生じている。このケースでは、判断部３０が、時刻ｔ１で、検出値や実値から、車両１が重力によって傾斜を下がっていることを判断する。この場合は、実値が目標値に追従していない状態であるため、目標値設定部１０は、時刻ｔ１から、第二のモードで、目標値を一定に維持する。また、この場合は、第一の加算パターンで経時的にステップ状となるよう時刻ｔ１以降一定の加算量が、制御量に追加される。よって、時刻ｔ１以降、目標値の維持および操作量への加算量の追加により、距離および速度ともに、目標値と実値との偏差が徐々に縮小する。時刻ｔ２で、判断部３０は、時刻ｔ１以降の操作量の低下量αが第二の閾値Ｆｔｈ２と同じかあるいはより大きくなることにより、実値が目標値に追従している状態に変化したと判断する。よって、時刻ｔ２以降、目標値設定部１０は、第一のモードで、時間の経過とともに変化する目標値を設定し、距離および速度の実値は目標値に追従して変化する。ただし、時刻ｔ２以降も一定の加算量が維持される。これにより、時刻ｔ２で加算量が減ることにより実値が目標値に追従していない状態に戻ってしまうのが抑制される。なお、加算量の大きさは、車両１の傾斜角度を取得できる構成である場合には、当該傾斜角度に応じた大きさに設定されうる。また、この場合、時刻０から時刻ｔ１までの間で、距離や速度が負の値となる場合もあるが、図３の例では、距離や速度が負の値である場合には、０となるように設定されている。また、加算量の大きさは、車両１の傾斜角度を取得できる構成である場合には、当該傾斜角度に応じた大きさに設定されうる。   FIG. 3 illustrates a case where the determination unit 30 determines that the vehicle 1 is tilted down due to gravity. As illustrated in FIG. 3, from time 0 to time t1, with the passage of time, the deviation between the target value and the actual value of the distance (position) and speed increases and the operation amount also increases. That is, a situation occurs where the actual value does not follow the target value. In this case, the determination unit 30 determines that the vehicle 1 is tilted down due to gravity from the detected value or the actual value at time t1. In this case, since the actual value does not follow the target value, the target value setting unit 10 maintains the target value constant in the second mode from time t1. Further, in this case, a constant addition amount after time t1 is added to the control amount so as to be stepped with time in the first addition pattern. Therefore, after time t1, the deviation between the target value and the actual value is gradually reduced for both the distance and speed by maintaining the target value and adding the addition amount to the operation amount. At time t2, the determination unit 30 changes to a state in which the actual value follows the target value because the operation amount decrease amount α after time t1 is equal to or larger than the second threshold value Fth2. to decide. Therefore, after time t2, the target value setting unit 10 sets a target value that changes with time in the first mode, and the actual values of distance and speed change following the target value. However, a constant addition amount is maintained after time t2. Thereby, it is suppressed that an actual value returns to the state which is not following target value by the amount of addition reducing at the time t2. In addition, the magnitude | size of addition amount can be set to the magnitude | size according to the said inclination angle, when it is the structure which can acquire the inclination angle of the vehicle 1. FIG. In this case, the distance or speed may be negative between time 0 and time t1, but in the example of FIG. 3, when the distance or speed is negative, 0 and It is set to be. In addition, the magnitude of the addition amount can be set to a magnitude according to the tilt angle when the tilt angle of the vehicle 1 can be acquired.

以上説明したように、本実施形態の制御装置１００（車両の走行制御装置）では、例えば、操作量算出部２１は、目標値と実値との偏差（第一の偏差）を小さくするように駆動機構２０１および制動機構２０２のうち少なくとも一方を制御する操作量を算出し、補正量算出部２２（操作量補正部）は、操作量と実値との偏差（第二の偏差）を小さくするよう補正量を算出し、加算器２４（操作量補正部）は、当該補正量を操作量に加算する。よって、本実施形態によれば、例えば、補正量算出部２２および加算器２４（操作量補正部）によって、制御装置１００の制御特性に応じて操作量を補正することができる。よって、例えば、操作量を補正しない場合に比べて、制御の応答性をより高くすることができたり、ロバスト性をより高くすることができたりといった、利点が得られやすい。   As described above, in the control device 100 (vehicle travel control device) of the present embodiment, for example, the operation amount calculation unit 21 reduces the deviation (first deviation) between the target value and the actual value. An operation amount that controls at least one of the drive mechanism 201 and the braking mechanism 202 is calculated, and the correction amount calculation unit 22 (operation amount correction unit) reduces the deviation (second deviation) between the operation amount and the actual value. The correction amount is calculated, and the adder 24 (operation amount correction unit) adds the correction amount to the operation amount. Therefore, according to the present embodiment, for example, the operation amount can be corrected according to the control characteristics of the control device 100 by the correction amount calculation unit 22 and the adder 24 (operation amount correction unit). Therefore, for example, compared to a case where the operation amount is not corrected, it is easy to obtain advantages such as higher control responsiveness and higher robustness.

また、本実施形態では、例えば、目標値は目標位置（目標距離）であり、当該目標値に対応する実値は実位置（実距離）である。よって、本実施形態によれば、例えば、制御装置１００は、車両１の位置を制御することができる。   In the present embodiment, for example, the target value is a target position (target distance), and the actual value corresponding to the target value is an actual position (actual distance). Therefore, according to the present embodiment, for example, the control device 100 can control the position of the vehicle 1.

また、本実施形態では、例えば、操作量は、車両の加速度に比例するパラメータであり、例えば、加速度や力等である。よって、本実施形態の制御装置１００は、例えば、駆動機構や制動機構に加速度あるいは力に応じた指令値を与えるシステムに、より容易に適用されうる。   In the present embodiment, for example, the operation amount is a parameter proportional to the acceleration of the vehicle, such as acceleration or force. Therefore, the control device 100 of this embodiment can be more easily applied to, for example, a system that gives a command value corresponding to acceleration or force to a driving mechanism or a braking mechanism.

また、本実施形態では、例えば、目標値設定部１０（目標位置設定部）は、判断部３０により実値（実位置）が目標値（目標位置）に追従していると判断された場合には、時間の経過により変化する目標値を設定し、判断部３０により実値が目標値に追従していないと判断された場合には、実値が目標値に追従していると判断された場合よりも目標値の時間の経過による変化が小さくなるよう、目標値を設定する。よって、例えば、実値が目標値に追従していないと判断された場合には、目標値の変化が抑制されるため、目標値がより変化する場合に比べて、操作量の増大が抑制される。よって、例えば、制御対象を制御する操作量が過大になるのが抑制されやすい。   In the present embodiment, for example, the target value setting unit 10 (target position setting unit) is determined when the determination unit 30 determines that the actual value (actual position) follows the target value (target position). Sets a target value that changes over time, and when the determination unit 30 determines that the actual value does not follow the target value, it is determined that the actual value follows the target value. The target value is set so that the change of the target value over time is smaller than the case. Therefore, for example, when it is determined that the actual value does not follow the target value, the change in the target value is suppressed, so that the increase in the operation amount is suppressed compared to the case where the target value changes more. The Therefore, for example, it is easy to suppress an excessive amount of operation for controlling the control target.

以上、本発明の実施形態が例示されたが、上記実施形態はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、等のスペック（構造や、種類、数等）は、適宜に変更して実施することができる。例えば、操作量算出部における比較の対象とするパラメータおよび算出される操作量は、車両の移動に関する位置（距離）、速度、および加速度のうち少なくともいずれか一つであればよく、上記実施形態には限定されない。また、操作量算出部における比較の対象とするパラメータと操作量とは、同じパラメータであってもよい。   As mentioned above, although embodiment of this invention was illustrated, the said embodiment is an example to the last, Comprising: It is not intending limiting the range of invention. The above embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, combinations, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. Further, the specifications (structure, type, number, etc.) of each configuration, shape, etc. can be changed as appropriate. For example, the parameter to be compared and the calculated operation amount in the operation amount calculation unit may be at least one of the position (distance), speed, and acceleration related to the movement of the vehicle. Is not limited. Further, the parameter to be compared and the operation amount in the operation amount calculation unit may be the same parameter.

１…車両、２１…操作量算出部、２２…補正量算出部（操作量補正部）、２４…加算器（操作量補正部）、１００…制御装置（車両の走行制御装置）、２０１…駆動機構、２０２…制動機構。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle, 21 ... Operation amount calculation part, 22 ... Correction amount calculation part (operation amount correction part), 24 ... Adder (operation amount correction part), 100 ... Control apparatus (travel control apparatus of a vehicle), 201 ... Drive Mechanism, 202... Braking mechanism.

Claims (3)

車両の移動に関するパラメータの目標値と当該パラメータの第一の実値との第一の偏差を小さくするように車両の駆動機構および制動機構のうち少なくとも一方を制御する操作量を算出する操作量算出部と、
前記操作量と当該操作量に対応する第二の実値との第二の偏差を小さくするように前記操作量を補正する操作量補正部と、
を備えた、車両の走行制御装置。 Operation amount calculation for calculating an operation amount for controlling at least one of the drive mechanism and the braking mechanism of the vehicle so as to reduce the first deviation between the target value of the parameter relating to the movement of the vehicle and the first actual value of the parameter. And
An operation amount correction unit that corrects the operation amount so as to reduce a second deviation between the operation amount and a second actual value corresponding to the operation amount;
A vehicle travel control device comprising: 前記目標値は目標位置であり、前記第一の実値は実位置である、請求項１に記載の車両の走行制御装置。   The vehicle travel control apparatus according to claim 1, wherein the target value is a target position, and the first actual value is an actual position. 前記操作量は車両の加速度に比例するパラメータである、請求項１または２に記載の車両の走行制御装置。   The vehicle travel control apparatus according to claim 1, wherein the operation amount is a parameter proportional to the acceleration of the vehicle.
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