CN115214762B - 车辆控制系统和车辆控制方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及车辆控制系统和车辆控制方法。对线控转向方式的车辆进行控制的车辆控制系统执行：反作用力控制，对车辆的方向盘赋予转向反作用力；以及驾驶辅助控制，辅助车辆的驾驶。反作用力控制包括路面信息传递控制，该路面信息传递控制是将与起因于路面凹凸的振动相当的转向反作用力分量赋予至方向盘的控制。在解除条件成立的情况下，车辆控制系统将通过路面信息传递控制产生的转向反作用力分量设定为零。解除条件是驾驶辅助控制处于工作中，并且反映了车辆的驾驶员的转向意图的转向参数小于阈值。或者，解除条件是使方向盘振动以将车道脱离的可能性传达给驾驶员的驾驶辅助控制处于工作中。

Description

车辆控制系统和车辆控制方法
技术领域
本公开涉及对线控转向(Steer-By-Wire)方式的车辆进行控制的技术。
背景技术
专利文献1公开了一种采用线控转向系统的车辆。在线控转向系统的情况下，对车轮进行转舵的转舵装置与方向盘机械分离。作为代替，为了给驾驶员带来转向感，进行将模拟的转向反作用力赋予至方向盘的反作用力控制。
在专利文献2中，作为反作用力控制的一种，公开了“路面信息传递控制”。路面信息传递控制是以将路面凹凸(路面信息)传达给驾驶员为目的的反作用力控制。路面信息传递控制检测起因于路面凹凸的高频振动，并将与该高频振动相当的转向反作用力分量赋予至方向盘。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003－002223号公报
专利文献2：日本特开2020－142704号公报
考虑线控转向方式的车辆也具备驾驶辅助控制的功能的情况。例如，就驾驶辅助控制而言，与由驾驶员进行的转向操作无关地自动进行转向。另一方面，作为将转向反作用力赋予至方向盘的反作用力控制的目的(种类)，可以考虑各种各样的情况。在驾驶辅助控制和反作用力控制同时工作的情况下，根据反作用力控制的目的(种类)，驾驶员可能会感到麻烦或者方向盘的操作性可能会下降。
作为一个例子，考虑在专利文献2中公开的路面信息传递控制。在驾驶辅助控制正在工作的情况下，驾驶员不一定有转向意图。当驾驶员没有转向意图却进行路面信息传递控制时，驾驶员会对方向盘的高频振动感到麻烦。
如此，对于线控转向方式的车辆也具备驾驶辅助控制的功能的情况下的反作用力控制存在改善的余地。
发明内容
第一观点与对线控转向方式的车辆进行控制的车辆控制系统和车辆控制方法关联。
车辆控制系统具备一个或多个处理器。
一个或多个处理器被配置为执行：反作用力控制，对车辆的方向盘赋予转向反作用力；以及驾驶辅助控制，辅助车辆的驾驶。
反作用力控制包括路面信息传递控制，该路面信息传递控制是将与起因于路面凹凸的振动相当的转向反作用力分量赋予至方向盘的控制。
一个或多个处理器还在解除条件成立的情况下，将通过路面信息传递控制产生的转向反作用力分量设定为零。
解除条件是驾驶辅助控制处于工作中，并且反映了车辆的驾驶员的转向意图的转向参数小于阈值。
或者，解除条件是使方向盘振动以将车道脱离的可能性传达给驾驶员的驾驶辅助控制处于工作中。
第二观点与对线控转向方式的车辆进行控制的车辆控制系统和车辆控制方法关联。
车辆控制系统具备一个或多个处理器。
一个或多个处理器被配置为执行：转舵控制，按照目标转舵角对车辆的车轮进行转舵；反作用力控制，对车辆的方向盘赋予转向反作用力；以及驾驶辅助控制，辅助车辆的驾驶。
转舵控制包括：计算与由车辆的驾驶员进行的方向盘的转向操作相应的第一目标转舵角的处理；以及在驾驶辅助控制的工作中转舵角分配条件成立的情况下，将第一目标转舵角与由驾驶辅助控制请求的第二目标转舵角进行组合来决定目标转舵角的转舵角分配控制。
反作用力控制包括偏差补偿控制，该偏差补偿控制是检测第一目标转舵角与实际转舵角之间的偏差并将减小该偏差的方向的转向反作用力分量赋予至方向盘的控制。
一个或多个处理器还在转舵角分配条件成立的期间中的至少一部分期间将通过偏差补偿控制产生的转向反作用力分量设定为零。
发明效果
根据第一观点，在解除条件成立的情况下，通过路面信息传递控制产生的转向反作用力分量被设定为零。
第一个解除条件是驾驶辅助控制处于工作中，并且反映了驾驶员的转向意图的转向参数小于阈值。通过该解除条件，能在驾驶员没有转向意图或转向意图弱的情况下抑制驾驶员感到麻烦。
第二个解除条件是使方向盘振动以将车道脱离的可能性传达给驾驶员的驾驶辅助控制(车道脱离抑制控制)处于工作中。通过该解除条件，抑制了通过路面信息传递控制产生的方向盘振动和通过车道脱离抑制控制产生的方向盘振动发生干扰或共振。由此，能抑制通过车道脱离抑制控制产生的警告效果的下降。
根据第二观点，在转舵角分配条件成立的期间中的至少一部分期间，通过偏差补偿控制产生的转向反作用力分量被设定为零。由此，抑制了偏差补偿控制不必要地妨碍转向操作。由此，能抑制方向盘的操作性的下降。
附图说明
图1是表示实施方式的车辆和车辆控制系统的构成例的概略图。
图2是表示实施方式的车辆控制系统的控制装置的功能构成的框图。
图3是用于说明作为驾驶辅助控制的一个例子的风险回避控制的概念图。
图4是用于说明作为驾驶辅助控制的另一个例子的车道维持辅助控制的概念图。
图5是用于说明作为驾驶辅助控制的又一个例子的车道脱离抑制控制的概念图。
图6是用于说明实施方式的路面信息传递控制的图。
图7是用于说明实施方式的路面信息传递控制的解除的一个例子的图。
图8是用于说明实施方式的路面信息传递控制的解除的另一个例子的图。
图9是表示与实施方式的路面信息传递控制关联的功能构成例的框图。
图10是用于说明实施方式中的控制量增益的变化的图。
图11是表示与变形例的路面信息传递控制关联的功能构成例的框图。
图12是用于说明实施方式的偏差补偿控制的框图。
图13是用于说明实施方式的转舵角分配控制的例子的图。
图14是用于说明实施方式的转舵角分配控制的例子的图。
图15是用于说明与实施方式的转舵角分配控制关联的处理的框图。
图16是用于说明转舵角分配控制和偏差补偿控制同时工作的情况下的问题的图。
图17是用于说明实施方式的偏差补偿控制的解除的一个例子的图。
图18是用于说明实施方式的偏差补偿控制的解除的另一个例子的图。
图19是表示与实施方式的偏差补偿控制关联的功能构成例的框图。
图20是用于说明实施方式中的控制量增益的变化的图。
附图标记说明：
1 车辆
2 车轮
3 方向盘
10 车辆控制系统
20 转舵装置
30 反作用力装置
40 驾驶环境信息获取装置
50 车辆状态传感器
60 识别传感器
100 控制装置
110 处理器
120 存储装置
200 转舵控制部
210 目标转舵角计算部
220 转舵角分配控制部
300 反作用力控制部
310 路面信息传递控制部
320 解除条件判定部
330 偏差补偿控制部
340 解除条件判定部
400 驾驶辅助控制部。
具体实施方式
参照附图对本公开的实施方式进行说明。
1.车辆控制系统
1－1.构成例
图1是表示本实施方式的车辆1和车辆控制系统10的构成例的概略图。车辆1具备车轮2和方向盘(Steering wheel)3。方向盘3是车辆1的驾驶员用于转向操作的操作构件。转向轴4连结于方向盘3，与方向盘3一起旋转。车辆1是线控转向方式的车辆，车轮2与方向盘3(转向轴4)机械分离。
车辆控制系统10对线控转向方式的车辆1进行控制。车辆控制系统10具备转舵装置20、反作用力装置30、驾驶环境信息获取装置40以及控制装置100。
转舵装置20对车轮2进行转舵。转舵装置20包括用于对车轮2进行转舵的转舵致动器21。例如，转舵致动器21是转舵马达。转舵马达的转子经由减速器22连结于转舵轴23。转舵轴23连结于车轮2。当转舵马达旋转时，其旋转运动被转换为转舵轴23的直线运动，由此车轮2被转舵。即，能通过转舵马达的工作对车轮2进行转舵。转舵致动器21的动作由控制装置100来控制。
反作用力装置30对方向盘3赋予转向反作用力(反作用力转矩)。反作用力装置30包括用于对方向盘3赋予转向反作用力的反作用力致动器31。例如，反作用力致动器31是反作用力马达。反作用力马达的转子经由减速器32与转向轴4相连。能通过使反作用力马达工作来对转向轴4赋予转向反作用力进而对方向盘3赋予转向反作用力。反作用力致动器31的动作由控制装置100来控制。
驾驶环境信息获取装置40获取表示车辆1的驾驶环境的驾驶环境信息ENV。驾驶环境信息获取装置40包括车辆状态传感器50、识别传感器60等。
车辆状态传感器50检测车辆1的状态。车辆状态传感器50包括转向角传感器51、转向转矩传感器52、旋转角传感器53、旋转角传感器54、转舵电流传感器55、车速传感器56等。转向角传感器51检测方向盘3的转向角θs(方向盘角)。转向转矩传感器52检测施加于转向轴4的转向转矩Ts。旋转角传感器53检测反作用力致动器31(反作用力马达)的旋转角Φ。旋转角传感器54检测转舵致动器21(转舵马达)的旋转角。转舵马达的旋转角相当于车轮2的转舵角(实际转舵角δa)。由此，旋转角传感器54也可以说是检测车轮2的实际转舵角δa。转舵电流传感器55检测对转舵致动器21进行驱动的转舵电流Im。车速传感器56检测作为车辆1的速度的车速V。除此以外，车辆状态传感器50也可以包括横摆角速度传感器、加速度传感器。
识别传感器60识别(检测)车辆1的周边的状况。作为识别传感器60，举例示出摄像机、LIDAR(Laser Imaging Detection and Ranging：激光成像检测和测距)、雷达等。
驾驶环境信息获取装置40也可以包括获取车辆1的位置的位置传感器。作为位置传感器，举例示出GPS(Global Positioning System：全球定位系统)传感器。驾驶环境信息获取装置40也可以获取地图信息。
驾驶环境信息ENV包括车辆状态信息和周边状况信息。车辆状态信息表示通过车辆状态传感器50检测的车辆状态。周边状况信息表示由识别传感器60得到的识别结果。例如，周边状况信息包括通过摄像机拍摄的图像。周边状况信息也可以包括与车辆1的周边的物体相关的物体信息。作为车辆1的周边的物体，举例示出行人、其他车辆(先行车辆、泊车车辆等)、标志、白线、路侧构造物等。物体信息表示物体相对于车辆1的相对位置和相对速度。驾驶环境信息ENV还可以包括车辆1的位置信息、地图信息等。
控制装置100对车辆1进行控制。控制装置100包括一个或多个处理器110(以下仅称为处理器110)和一个或多个存储装置120(以下仅称为存储装置120)。处理器110执行各种处理。例如，处理器110包括CPU(Central Processing Unit：中央处理器)。存储装置120储存由处理器110进行的处理所需的各种信息。作为存储装置120，举例示出易失性存储器、非易失性存储器、HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)、SSD(Solid State Drive：固态硬盘)等。控制装置100也可以包括一个或多个ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)。
通过处理器110执行作为计算机程序的控制程序来实现由控制装置100进行的各种处理。控制程序储存于存储装置120。或者，控制程序也可以记录于计算机可读取记录介质。
控制装置100(处理器110)从驾驶环境信息获取装置40获取驾驶环境信息ENV。驾驶环境信息ENV储存于存储装置120。
图2是表示控制装置100的功能构成的框图。控制装置100包括转舵控制部200、反作用力控制部300以及驾驶辅助控制部400作为功能块。这些功能块通过执行控制程序的处理器110与存储装置120的协作来实现。需要说明的是，转舵控制部200、反作用力控制部300以及驾驶辅助控制部400也可以分别通过不同的控制装置来实现。在该情况下，各个控制装置被连接为能相互通信，并且相互交换所需的信息。
以下，对转舵控制部200、反作用力控制部300以及驾驶辅助控制部400的每一个详细进行说明。
1－2.转舵控制
转舵控制部200进行对车轮2进行转舵的“转舵控制”。更详细而言，转舵控制部200通过控制转舵装置20的转舵致动器21来对车轮2进行转舵。
转舵控制部200响应于由驾驶员进行的方向盘3的转向操作来进行转舵控制。例如，转舵控制部200基于转向角θs和车速V来计算目标转舵角δt。转向角θs通过转向角传感器51来检测。或者，转向角θs也可以根据通过旋转角传感器53检测的旋转角Φ来计算。车速V通过车速传感器56来检测。转舵控制部200按照目标转舵角δt对车轮2进行转舵。车轮2的实际转舵角δa通过旋转角传感器54来检测。转舵控制部200以实际转舵角δa追随目标转舵角δt的方式控制转舵致动器21。更详细而言，转舵控制部200基于车轮2的目标转舵角δt与实际转舵角δa的偏差，生成用于驱动转舵致动器21的控制信号。转舵致动器21按照控制信号被驱动，由此车轮2被转舵。需要说明的是，此时驱动转舵致动器21的电流是转舵电流Im。
此外，转舵控制部200按照后文说明的来自驾驶辅助控制部400的请求来进行转舵控制。在该情况下，转舵控制部200从驾驶辅助控制部400获取目标控制量，并按照该目标控制量来进行转舵控制。
1－3.反作用力控制
反作用力控制部300进行对方向盘3赋予转向反作用力(反作用力转矩)的“反作用力控制”。更详细而言，反作用力控制部300通过控制反作用力装置30的反作用力致动器31将转向反作用力赋予至方向盘3。
反作用力控制部300响应于由驾驶员进行的方向盘3的转向操作来进行反作用力控制。例如，反作用力控制部300基于转向角θs和车速V来计算与施加于车轮2的自位转矩(self-aligning torque)相当的目标转向反作用力(弹簧分量)。目标转向反作用力还可以包括与转向速度(dθs/dt)相应的阻尼(damping)分量。并且，反作用力控制部300以产生目标转向反作用力的方式控制反作用力致动器31。更详细而言，反作用力控制部300基于目标转向反作用力来生成用于驱动反作用力致动器31的控制信号。反作用力致动器31按照控制信号被驱动，由此产生转向反作用力。
此外，反作用力控制部300也可以按照后文说明的来自驾驶辅助控制部400的请求来进行反作用力控制。
1－4.驾驶辅助控制
驾驶辅助控制部400进行辅助车辆1的驾驶的“驾驶辅助控制”。驾驶辅助控制与由驾驶员进行的驾驶操作无关地自动控制车辆1的行驶。在本实施方式中，特别考虑与转向关联的驾驶辅助控制。作为这样的驾驶辅助控制，举例示出自动驾驶控制、风险回避控制、车道维持辅助控制(LTA：Lane Tracing Assist(车道追踪辅助))、车道脱离抑制控制(LDA：Lane Departure Alert(车道偏离警报))等。
自动驾驶控制对车辆1的自动驾驶进行控制。具体而言，驾驶辅助控制部400基于驾驶环境信息ENV来生成车辆1的行驶计划。就行驶计划而言，举例示出维持当前的行驶车道、进行车道变更、进行左右转弯、回避障碍物等。而且，驾驶辅助控制部400基于驾驶环境信息ENV来生成车辆1按照行驶计划行驶所需的目标轨迹TRJ。目标轨迹TRJ包括目标位置和目标速度。然后，驾驶辅助控制部400以车辆1追随目标轨迹TRJ的方式进行车辆行驶控制。
更详细而言，驾驶辅助控制部400计算车辆1与目标轨迹TRJ之间的偏差(横向偏差、横摆角偏差、速度偏差)，并计算使该偏差减小所需的目标控制量。作为目标控制量，可以举出目标转舵角、目标横摆角速度、目标速度、目标加速度、目标减速度、目标电流等。驾驶辅助控制部400按照目标控制量来进行车辆行驶控制。车辆行驶控制包括转舵控制、加速控制以及减速控制。转舵控制经由上述的转舵控制部200来进行。加速控制和减速控制通过控制车辆1的驱动装置和制动装置(未图示)来进行。
图3是用于说明风险回避控制的概念图。风险回避控制是用于降低与车辆1的前方的物体碰撞的碰撞风险的驾驶辅助控制。作为回避对象的物体，举例示出行人、自行车、二轮车、动物、其他车辆等。驾驶辅助控制部400基于驾驶环境信息ENV中所包括的周边状况信息(物体信息)来识别车辆1的前方的物体。例如，在与所识别出的物体碰撞的碰撞风险超过了阈值的情况下，驾驶辅助控制部400进行风险回避控制。具体而言，驾驶辅助控制部400生成向远离物体的方向移动的目标轨迹TRJ以确保与物体的横向距离。然后，驾驶辅助控制部400以车辆1追随目标轨迹TRJ的方式进行车辆行驶控制。这里的车辆行驶控制包括转舵控制和减速控制中的至少一方。转舵控制经由上述的转舵控制部200来进行。
图4是用于说明车道维持辅助控制的概念图。车道维持辅助控制是对车辆1沿车道中央LC行驶进行辅助的驾驶辅助控制。车道是夹在左右的车道边界LB之间的范围。作为车道边界LB，举例示出白线(划分线)、路缘石等。车道中央LC是车道的中心线。驾驶辅助控制部400基于驾驶环境信息ENV中所包括的周边状况信息来识别车道边界LB和车道中央LC。在车辆1从车道中央LC偏离的情况下，驾驶辅助控制部400进行车道维持辅助控制。具体而言，驾驶辅助控制部400以车辆1返回车道中央LC的方式进行转舵控制。转舵控制经由上述的转舵控制部200来进行。
图5是用于说明车道脱离抑制控制的概念图。车道脱离抑制控制是用于抑制车辆1从行驶车道脱离的驾驶辅助控制。驾驶辅助控制部400基于驾驶环境信息ENV中所包括的周边状况信息来识别车道边界LB。在车辆1与车道边界LB的距离小于规定的阈值的情况下，驾驶辅助控制部400进行车道脱离抑制控制。具体而言，驾驶辅助控制部400将车道脱离的可能性传达给驾驶员。例如，驾驶辅助控制部400控制方向盘振动机构(未图示)来使方向盘3振动。驾驶辅助控制部400也可以通过显示和/或声音来输出警告。此外，驾驶辅助控制部400也可以以车辆1向车道中央LC的方向移动的方式进行转舵控制。转舵控制经由上述的转舵控制部200来进行。
2.反作用力控制与驾驶辅助控制的协调
作为将转向反作用力赋予至方向盘3的反作用力控制的目的(种类)，可以考虑各种各样的情况。在驾驶辅助控制和反作用力控制同时工作的情况下，根据反作用力控制的目的(种类)，驾驶员可能会感到麻烦或者方向盘3的操作性可能会下降。在此意义上，对于线控转向方式的车辆1也具备驾驶辅助控制的功能的情况下的反作用力控制存在改善的余地。
在本实施方式中，作为具有特别的目的的反作用力控制的例子，考虑“路面信息传递控制”和“偏差补偿控制”这两种。本实施方式的反作用力控制除了模拟自位转矩的一般的反作用力控制之外，还包括“路面信息传递控制”和“偏差补偿控制”中的至少一方。以下，对“路面信息传递控制”和“偏差补偿控制”的每一个的情况详细进行说明。
3.路面信息传递控制
3－1.基本说明
路面信息传递控制是以将路面凹凸(路面信息)传达给驾驶员为目的的反作用力控制。路面信息传递控制检测起因于路面凹凸的高频振动，并将与该高频振动相当的转向反作用力分量赋予至方向盘3(参照专利文献2)。
图6是用于说明本实施方式的路面信息传递控制的图。反作用力控制部300包括路面信息传递控制部310。路面信息传递控制部310基于转舵电流Im来检测起因于路面凹凸的高频振动。转舵电流Im通过转舵电流传感器55来检测。然后，路面信息传递控制部310计算用于生成与该高频振动相当的转向反作用力分量的目标控制量CON＿RI。
更详细而言，路面信息传递控制部310包括带通滤波器311、路面状态判定部312以及控制量计算部313。带通滤波器311从转舵电流Im的信号中提取规定的频带的信号。规定的频带被设定为与起因于路面凹凸的高频振动的频带对应。
路面状态判定部312基于滤波后的转舵电流Im来判定路面是平坦路还是凹凸路。例如，路面状态判定部312进行转舵电流Im与规定的电流阈值的比较，在一定期间内对转舵电流Im超过规定的电流阈值的次数进行计数。在该次数为阈值以上的情况下，路面状态判定部312判定为路面为凹凸路，就是说，判定为存在路面凹凸。作为另一个例子，路面状态判定部312也可以在转舵电流Im超过死区(dead band)的情况下判定为存在路面凹凸。
控制量计算部313计算用于生成与起因于路面凹凸的高频振动相当的转向反作用力分量的目标控制量CON＿RI。例如，控制量计算部313通过对滤波后的转舵电流Im乘以规定的增益来计算目标控制量CON＿RI。
反作用力控制部300通过将通过路面信息传递控制产生的目标控制量CON＿RI与通过其他的种类的反作用力控制产生的目标控制量进行组合来计算最终的目标控制量。然后，反作用力控制部300按照最终的目标控制量控制反作用力装置30的反作用力致动器31来进行反作用力控制。
3－2.路面信息传递控制的解除
在假定了驾驶辅助控制和路面信息传递控制同时工作的情况下，会产生以下这样的问题。在驾驶辅助控制处于工作中的情况下，驾驶员不一定具有转向意图。当驾驶员没有转向意图却进行路面信息传递控制时，驾驶员会对方向盘3的高频振动感到麻烦。
因此，根据本实施方式，在驾驶辅助控制处于工作中，并且驾驶员没有转向意图或转向意图弱的情况下，反作用力控制部300解除路面信息传递控制。“解除路面信息传递控制”是指将通过路面信息传递控制产生的转向反作用力分量设定为零的意思。
更详细而言，反作用力控制部300获取反映了驾驶员的转向意图的转向参数。例如，使用转向转矩Ts作为反映了驾驶员的转向意图的转向参数。转向转矩Ts通过转向转矩传感器52来检测。然后，反作用力控制部300设定阈值Tth＿RI，并将转向参数与阈值Tth＿RI进行比较。解除路面信息传递控制的解除条件是“驾驶辅助控制处于工作中，并且转向参数小于阈值Tth＿RI”。在该解除条件成立的情况下，反作用力控制部300解除路面信息传递控制，即，将通过路面信息传递控制产生的转向反作用力分量设定为零。由此，在驾驶员没有转向意图或转向意图弱的情况下，抑制了驾驶员感到麻烦。
作为设定与路面信息传递控制相关的阈值Tth＿RI时的一个基准，考虑用于驾驶员转向判定的“转向判定阈值Tth＿S”。在驾驶辅助控制的工作中，为了感测由驾驶员进行的超控等，需要判定驾驶员是否正在转向。用于该驾驶员转向判定的是转向判定阈值Tth＿S。在转向参数小于转向判定阈值Tth＿S的情况下，控制装置100判定为驾驶员未对方向盘3进行转向，并将驾驶员转向标志设定为关闭(OFF)。另一方面，在转向参数为转向判定阈值Tth＿S以上的情况下，控制装置100判定为驾驶员正在对方向盘3进行转向，并将驾驶员转向标志设定为启用(ON)。需要说明的是，转向判定阈值Tth＿S可以按工作中的驾驶辅助控制的每个种类被设定为不同的值。例如，在自动驾驶控制的情况下，为了抑制误判定，转向判定阈值Tth＿S被设定得较高。作为另一个例子，在车道维持辅助控制的情况下，转向判定阈值Tth＿S被设定得较低。
图7是用于说明路面信息传递控制的解除的一个例子的图。横轴表示时间，纵轴表示转向参数(转向转矩Ts)。在图7所示的例子中，与路面信息传递控制相关的阈值Tth＿RI被设定为与转向判定阈值Tth＿S相同(Tth＿RI＝Tth＿S)。在该情况下，解除路面信息传递控制的解除条件也可以说是“驾驶辅助控制处于工作中，并且驾驶员转向标志为关闭”。
图8是用于说明路面信息传递控制的解除的另一个例子的图。在图8所示的例子中，与路面信息传递控制相关的阈值Tth＿RI被设定为高于0，并且低于转向判定阈值Tth＿S。在该情况下，也至少能获得减轻驾驶员所感到的麻烦的效果。
在阈值Tth＿RI低于转向判定阈值Tth＿S的情况下，反作用力控制部300可以随着转向转矩Ts从阈值Tth＿RI接近转向判定阈值Tth＿S，使路面信息传递控制的输出增益逐渐增加。
3－3.与路面信息传递控制关联的功能构成例
图9是表示与本实施方式的路面信息传递控制关联的功能构成例的框图。反作用力控制部300包括路面信息传递控制部310、解除条件判定部320、增益切换部321以及乘法部322。反作用力控制部300还可以包括保护部323。
路面信息传递控制部310如上所述地基于转舵电流Im来计算目标控制量CON＿RI(参照图6)。为了方便，将通过路面信息传递控制部310计算出的目标控制量CON＿RI称为“目标控制量CON＿RI0”。
解除条件判定部320基于驾驶辅助控制状态信息STA和转向参数(例如转向转矩Ts)来判定解除条件是否成立。驾驶辅助控制状态信息STA包括表示驾驶辅助控制是否处于工作中的信息。该驾驶辅助控制状态信息STA由驾驶辅助控制部400给出。如上所述，解除条件是“驾驶辅助控制处于工作中，并且转向参数小于阈值Tth＿RI”。
增益切换部321根据由解除条件判定部320得到的判定的结果来切换控制量增益Ga。具体而言，在解除条件成立的情况下，增益切换部321将控制量增益Ga设定为“0”。另一方面，在解除条件不成立的情况下，增益切换部321将控制量增益Ga设定为“1”。
乘法部322通过将由路面信息传递控制部310计算出的目标控制量CON＿RI0乘以控制量增益Ga来计算与路面信息传递控制相关的最终的目标控制量CON_RI(CON_RI＝Ga×CON_RI0)。
在解除条件成立的情况下，控制量增益Ga被设定为“0”。其结果是，目标控制量CON＿RI也成为零，通过路面信息传递控制产生的转向反作用力分量也成为零。即，路面信息传递控制被解除(关闭)。
保护部323在控制量增益Ga的切换时，使控制量增益Ga逐渐变化以抑制转向反作用力的突变。图10是用于说明控制量增益Ga的变化的图。在图10所示的例子中，控制量增益Ga从“0”逐渐变化为“1”。在图10中也示出了目标控制量CON＿RI0、CON＿RI的每一个的时间变化。例如，控制量增益Ga的变化时间被设定为“目标控制量CON＿RI0的主要的频率分量的倒数”×1/2。由此，目标控制量CON＿RI的变化梯度小于原来的目标控制量CON＿RI0的变化梯度。因此，抑制了转向反作用力的突变。
3－4.变形例
对解除路面信息传递控制的解除条件的另一个例子进行说明。在此，特别考虑驾驶辅助控制为“车道脱离抑制控制(LDA)”的情况。如上所述，就车道脱离抑制控制而言，使方向盘3振动以将车道脱离的可能性传达给驾驶员。若这样的车道脱离抑制控制正在工作的过程中路面信息传递控制也工作，则通过双方的控制产生的方向盘振动恐怕会发生干扰或共振。当产生方向盘振动的干扰或共振时，方向盘振动量会成为不足或过剩，从而通过车道脱离抑制控制产生的警告效果会下降。
因此，根据变形例，在车道脱离抑制控制处于工作中的情况下，反作用力控制部300将通过路面信息传递控制产生的转向反作用力分量设定为零。即，变形例的解除条件是“车道脱离抑制控制处于工作中”。由此，在车道脱离抑制控制的工作中，方向盘振动的干扰或共振被抑制，从而通过车道脱离抑制控制产生的警告效果的下降被抑制。
图11是表示与变形例的路面信息传递控制关联的功能构成例的框图。解除条件判定部320基于驾驶辅助控制状态信息STA来判定解除条件是否成立。驾驶辅助控制状态信息STA除了表示驾驶辅助控制是否处于工作中之外，还表示工作中的驾驶辅助控制的种类。除此以外与图9所示的功能构成例的情况相同。
3－5.效果
如以上说明的那样，根据本实施方式，在解除条件成立的情况下，通过路面信息传递控制产生的转向反作用力分量被设定为零。
第一个解除条件是驾驶辅助控制处于工作中，并且反映了驾驶员的转向意图的转向参数小于阈值Tth＿RI。通过该解除条件，能在驾驶员没有转向意图或转向意图弱的情况下抑制驾驶员感到麻烦。
第二个解除条件是使方向盘3振动以将车道脱离的可能性传达给驾驶员的车道脱离抑制控制处于工作中。通过该解除条件，能抑制方向盘振动的干扰或共振，从而能抑制通过车道脱离抑制控制产生的警告效果的下降。
4.偏差补偿控制
4－1.基本说明
如上所述，转舵控制部200响应于由驾驶员进行的方向盘3的转向操作来进行转舵控制。例如，转舵控制部200基于转向角θs和车速V来计算目标转舵角δt。然后，转舵控制部200以车轮2的实际转舵角δa追随目标转舵角δt的方式控制转舵致动器21。在此，可能会在由驾驶员进行的转向操作与车轮2的转舵之间产生偏离。例如，在驾驶员以相当快的速度转动方向盘3的情况下，由于转舵致动器21的响应延迟，可能会在目标转舵角δt与实际转舵角δa之间产生偏离。
偏差补偿控制是以减小由驾驶员进行的转向操作与车轮2的转舵之间的偏离为目的的反作用力控制。为了方便，将与由驾驶员进行的转向操作相应的目标转舵角δt称为“第一目标转舵角δt1”。偏差补偿控制检测第一目标转舵角δt1与实际转舵角δa之间的偏差，并将减小该偏差的方向的转向反作用力分量赋予至方向盘3。就是说，偏差补偿控制将妨碍由驾驶员进行的转向操作的方向的转向反作用力分量赋予至方向盘3。由此，驾驶员难以转动方向盘3，从而偏差有望减小。
图12是用于说明本实施方式的偏差补偿控制的框图。反作用力控制部300包括偏差补偿控制部330。偏差补偿控制部330包括偏差计算部331和控制量计算部332。
偏差计算部331计算第一目标转舵角δt1与实际转舵角δa之间的偏差。第一目标转舵角δt1通过转舵控制部200来计算。实际转舵角δa从旋转角传感器54获得。
控制量计算部332计算用于生成减小偏差的方向的转向反作用力分量的目标控制量CON＿DC。例如，控制量计算部332以随着偏差变大而转向反作用力增加的方式计算目标控制量CON＿DC。
反作用力控制部300通过将通过偏差补偿控制产生的目标控制量CON＿DC与通过其他的种类的反作用力控制产生的目标控制量进行组合来计算最终的目标控制量。然后，反作用力控制部300按照最终的目标控制量控制反作用力装置30的反作用力致动器31来进行反作用力控制。
4－2.转舵角分配控制
接着，考虑在驾驶辅助控制的工作中驾驶员开始转向。此时，有时会在由驾驶员进行的转向操作与通过驾驶辅助控制进行的转向控制之间进行仲裁。为了方便，将由驾驶辅助控制请求的目标转舵角δt称为“第二目标转舵角δt2”。在规定的条件成立的情况下，通过将第一目标转舵角δt1与第二目标转舵角δt2进行组合来决定最终的目标转舵角δt。以下，将如此将第一目标转舵角δt1与第二目标转舵角δt2进行组合来决定目标转舵角δt的处理称为“转舵角分配控制”。以下，将进行转舵角分配控制的规定的条件称为“转舵角分配条件”。
图13是用于说明转舵角分配控制的例子的图。横轴表示时间，纵轴表示转向参数。转向参数是反映了驾驶员的转向意图的参数，例如是转向转矩Ts。
如上所述，转向判定阈值Tth＿S是用于驾驶员转向判定的阈值。在转向参数为转向判定阈值Tth＿S以上的情况下，控制装置100判定为驾驶员正在对方向盘3进行转向，并将驾驶员转向标志设定为启用。在该情况下，优选的是，转舵控制部200按照由驾驶员请求的第一目标转舵角δt1来进行转舵控制。由此，第一目标转舵角δt1被用作目标转舵角δt(δt＝δt1)。
干预阈值(intervention threshold)Tth＿I是小于转向判定阈值Tth＿S的值。在转向参数为干预阈值Tth＿I以下的情况下，转舵控制部200按照由驾驶辅助控制请求的第二目标转舵角δt2来进行转舵控制。即，目标转舵角δt为第二目标转舵角δt2(δt＝δt2)。
转舵角分配条件是转向参数在从干预阈值Tth＿I(第一阈值)起到转向判定阈值Tth＿S(第二阈值)为止的范围内。在该转舵角分配条件成立的情况下，转舵控制部200通过将第一目标转舵角δt1与第二目标转舵角δt2进行组合来决定最终的目标转舵角δt。就是说，目标转舵角δt作为第一目标转舵角δt1和第二目标转舵角δt2的函数来给出(δt＝f(δt1，δt2))。
在图13所示的例子中，转向参数随着时间逐渐增加。在时刻t1，转向参数到达干预阈值Tth＿I。其结果是，转舵角分配控制开始。在时刻t1之后的时刻t2，转向参数到达转向判定阈值Tth＿S。其结果是，转舵角分配控制结束。从时刻t1起到时刻t2为止的期间Pd是转舵角分配条件成立并进行转舵角分配控制的期间。
图14示出了转舵角分配控制中的第一目标转舵角δt1与第二目标转舵角δt2的分配比的例子。横轴表示转向参数，纵轴表示分配比。分配比也可以说是相对于整个目标转舵角δt的贡献率。随着转向参数从干预阈值Tth＿I增加至转向判定阈值Tth＿S，第一目标转舵角δt1的分配比增加，第二目标转舵角δt2的分配比减少。例如，在转向参数为干预阈值Tth＿I的情况下，第一目标转舵角δt1的分配比为0％，第二目标转舵角δt2的分配比为100％。在转向参数为转向判定阈值Tth＿S的情况下，第一目标转舵角δt1的分配比为100％，第二目标转舵角δt2的分配比为0％。
图15是用于说明与转舵角分配控制关联的处理的框图。转舵控制部200包括目标转舵角计算部210和转舵角分配控制部220。
目标转舵角计算部210计算与由驾驶员进行的方向盘3的转向操作相应的第一目标转舵角δt1。例如，目标转舵角计算部210基于转向角θs和车速V来计算第一目标转舵角δt1。转向角θs通过转向角传感器51来检测。或者，转向角θs也可以根据通过旋转角传感器53检测到的旋转角Φ来计算。车速V通过车速传感器56来检测。
转舵角分配控制部220接受第一目标转舵角δt1、第二目标转舵角δt2、驾驶辅助控制状态信息STA以及转向参数。第二目标转舵角δt2由驾驶辅助控制部400给出。或者，第二目标转舵角δt2也可以基于由驾驶辅助控制部400给出的目标控制量来计算。驾驶辅助控制状态信息STA包括表示驾驶辅助控制是否处于工作中的信息，由驾驶辅助控制部400给出。
在驾驶辅助控制的工作中，转舵角分配控制部220基于转向参数来判定转舵角分配条件是否成立。转舵角分配条件是转向参数在从干预阈值Tth＿I(第一阈值)起到转向判定阈值Tth＿S(第二阈值)为止的范围内。在转舵角分配条件成立的情况下，转舵角分配控制部220通过将第一目标转舵角δt1与第二目标转舵角δt2进行组合来决定目标转舵角δt。然后，转舵控制部200按照目标转舵角δt来进行转舵控制。
4－3.偏差补偿控制的解除
在假定了转舵角分配控制和偏差补偿控制同时工作的情况下，会产生以下这样的问题。图16是用于说明该问题的图。横轴表示时间，纵轴表示第一目标转舵角δt1、第二目标转舵角δt2以及目标转舵角δt。实际转舵角δa追随目标转舵角δt。在此，将实际转舵角δa和目标转舵角δt视为等价。
在驾驶辅助控制的工作中驾驶员开始转向。与由驾驶员进行的转向操作相应的第一目标转舵角δt1随着时间而增加。设为进行转舵角分配控制的期间Pd与上述的图13所示的情况相同。时刻t2以后，目标转舵角δt为第一目标转舵角δt1，实际转舵角δa追随第一目标转舵角δt1。
然而，在时刻t2之前的期间，目标转舵角δt与第一目标转舵角δt1不同，在实际转舵角δa与第一目标转舵角δt1之间会产生偏差。至少在进行转舵角分配控制的期间Pd中，目标转舵角δt与第一目标转舵角δt1不同，在实际转舵角δa与第一目标转舵角δt1之间会产生偏差。偏差补偿控制将减小该偏差的方向的转向反作用力分量赋予至方向盘3。就是说，偏差补偿控制赋予妨碍由驾驶员进行的转向操作的方向的转向反作用力分量。然而，这里的偏差不是由转舵致动器21的响应延迟引起的，因此，偏差补偿控制并没有起到本来的作用效果。相反，偏差补偿控制会不必要地妨碍由驾驶员进行的转向操作，从而使方向盘3的操作性不必要地下降。
因此，根据本实施方式，在转舵角分配条件成立的期间Pd中的至少一部分期间，反作用力控制部300解除偏差补偿控制。“解除偏差补偿控制”是指将通过偏差补偿控制产生的转向反作用力分量设定为零的意思。由此，抑制了偏差补偿控制不必要地妨碍转向操作。就是说，抑制了方向盘3的操作性的下降。
例如，反作用力控制部300至少在转舵角分配条件成立的情况下，解除偏差补偿控制。这是在转舵角分配条件成立的整个期间Pd解除偏差补偿控制的意思。由此，有效地抑制了方向盘3的操作性的下降。
如上所述，转舵角分配条件是转向参数在从干预阈值Tth＿I(第一阈值)起到转向判定阈值Tth＿S(第二阈值)为止的范围。反作用力控制部300也可以设定阈值Tth＿DC，并将转向参数与阈值Tth＿DC进行比较。该阈值Tth＿DC被设定为大于干预阈值Tth＿I，并且为转向判定阈值Tth＿S以下。反作用力控制部300在转向参数小于阈值Tth＿DC的情况下解除偏差补偿控制。由此，在转舵角分配条件成立的期间Pd中的至少一部分期间，偏差补偿控制被解除。解除偏差补偿控制的解除条件也可以说是“驾驶辅助控制处于工作中，并且转向参数小于阈值Tth＿DC”。
图17是用于说明偏差补偿控制的解除的一个例子的图。格式与上述的图13相同，横轴表示时间，纵轴表示转向参数(例如转向转矩Ts)。在图17所示的例子中，与偏差补偿控制相关的阈值Tth＿DC被设定为与转向判定阈值Tth＿S相同(Tth＿DC＝Tth＿S)。在该情况下，解除偏差补偿控制的解除条件可以说是“驾驶辅助控制处于工作中，并且驾驶员转向标志为关闭”。在时刻t2之前的期间中，解除条件成立，偏差补偿控制被解除。由此，有效地抑制了方向盘3的操作性的下降。
图18是用于说明偏差补偿控制的解除的另一个例子的图。在图18所示的例子中，与偏差补偿控制相关的阈值Tth＿DC被设定为大于干预阈值Tth＿I且小于转向判定阈值Tth＿S的值(Tth＿I＜Tth＿DC＜Tth＿S)。由此，在进行转舵角分配控制的期间Pd中的至少一部分期间解除了偏差补偿控制，获得了效果。
4－4.与偏差补偿控制关联的功能构成例
图19是表示与本实施方式的偏差补偿控制关联的功能构成例的框图。反作用力控制部300包括偏差补偿控制部330、解除条件判定部340、增益切换部341以及乘法部342。反作用力控制部300还可以包括保护部343。
偏差补偿控制部330如上所述地基于第一目标转舵角δt1和实际转舵角δa来计算目标控制量CON＿DC(参照图12)。为了方便，将通过偏差补偿控制部330计算出的目标控制量CON＿DC称为“目标控制量CON＿DC0”。
解除条件判定部340基于驾驶辅助控制状态信息STA和转向参数(例如转向转矩Ts)来判定解除条件是否成立。驾驶辅助控制状态信息STA包括表示驾驶辅助控制是否处于工作中的信息。该驾驶辅助控制状态信息STA由驾驶辅助控制部400给出。例如，解除条件是“在驾驶辅助控制的工作中转舵角分配条件成立”。作为另一个例子，解除条件是“驾驶辅助控制处于工作中，并且转向参数小于阈值Tth＿DC”。
增益切换部341根据由解除条件判定部340得到的判定的结果来切换控制量增益Gb。具体而言，在解除条件成立的情况下，增益切换部341将控制量增益Gb设定为“0”。另一方面，在解除条件不成立的情况下，增益切换部341将控制量增益Gb设定为“1”。
乘法部342通过将由偏差补偿控制部330计算出的目标控制量CON＿DC0乘以控制量增益Gb来计算与偏差补偿控制相关的最终的目标控制量CON＿DC(CON_DC＝Gb×CON_DC0)。
在解除条件成立的情况下，控制量增益Gb被设定为“0”。其结果是，目标控制量CON＿DC也成为零，通过偏差补偿控制产生的转向反作用力分量也成为零。即，偏差补偿控制被解除(关闭)。
保护部343在控制量增益Gb的切换时，使控制量增益Gb逐渐变化，以抑制转向反作用力的突变。图20是用于说明控制量增益Gb的变化的图。在图20所示的例子中，控制量增益Gb从“0”逐渐变化为“1”。在图20中也示出了目标控制量CON＿DC0、CON＿DC的每一个的时间变化。例如，控制量增益Gb的变化时间被设定为“目标控制量CON＿DC0的主要的频率分量的倒数”×1/2。由此，目标控制量CON＿DC的变化梯度小于原来的目标控制量CON＿DC0的变化梯度。因此，抑制了转向反作用力的突变。
4－5.效果
如以上说明的那样，根据本实施方式，在转舵角分配条件成立的期间Pd中的至少一部分期间，通过偏差补偿控制产生的转向反作用力分量被设定为零。由此，抑制了偏差补偿控制不必要地妨碍转向操作。就是说，能抑制方向盘3的操作性的下降。

Claims (9)

1.一种车辆控制系统，是对线控转向方式的车辆进行控制的车辆控制系统，具备一个或多个处理器，
所述一个或多个处理器被配置为执行：
反作用力控制，对所述车辆的方向盘赋予转向反作用力；以及
驾驶辅助控制，辅助所述车辆的驾驶，
所述反作用力控制包括路面信息传递控制，所述路面信息传递控制是将与起因于路面凹凸的振动相当的转向反作用力分量赋予至所述方向盘的控制，
所述一个或多个处理器还在解除条件成立的情况下，将通过所述路面信息传递控制产生的所述转向反作用力分量设定为零，
所述解除条件是所述驾驶辅助控制处于工作中，并且反映了所述车辆的驾驶员的转向意图的转向参数小于阈值，
或者，所述解除条件是使所述方向盘振动以将车道脱离的可能性传达给所述驾驶员的所述驾驶辅助控制处于工作中。
2.根据权利要求1所述的车辆控制系统，其中，
所述一个或多个处理器还在所述转向参数为转向判定阈值以上的情况下，判定为所述驾驶员正在对所述方向盘进行转向，
与所述路面信息传递控制相关的所述阈值为所述转向判定阈值以下。
3.一种车辆控制系统，是对线控转向方式的车辆进行控制的车辆控制系统，具备一个或多个处理器，
所述一个或多个处理器被配置为执行：
转舵控制，按照目标转舵角对所述车辆的车轮进行转舵；
反作用力控制，对所述车辆的方向盘赋予转向反作用力；以及
驾驶辅助控制，辅助所述车辆的驾驶，
所述转舵控制包括：
计算与由所述车辆的驾驶员进行的所述方向盘的转向操作相应的第一目标转舵角的处理；以及
在所述驾驶辅助控制的工作中转舵角分配条件成立的情况下，将所述第一目标转舵角与由所述驾驶辅助控制请求的第二目标转舵角进行组合来决定所述目标转舵角的转舵角分配控制，
所述反作用力控制包括偏差补偿控制，所述偏差补偿控制是检测所述第一目标转舵角与实际转舵角之间的偏差并将减小所述偏差的方向的转向反作用力分量赋予至所述方向盘的控制，
所述一个或多个处理器还在所述转舵角分配条件成立的期间中的至少一部分期间将通过所述偏差补偿控制产生的所述转向反作用力分量设定为零。
4.根据权利要求3所述的车辆控制系统，其中，
所述一个或多个处理器至少在所述转舵角分配条件成立的情况下将通过所述偏差补偿控制产生的所述转向反作用力分量设定为零。
5.根据权利要求3或4所述的车辆控制系统，其中，
所述转舵角分配条件是反映了所述驾驶员的转向意图的转向参数在从第一阈值起到大于所述第一阈值的第二阈值为止的范围内。
6.根据权利要求5所述的车辆控制系统，其中，
随着所述转向参数从所述第一阈值增加至所述第二阈值，所述第一目标转舵角的分配比增加，所述第二目标转舵角的分配比减少。
7.根据权利要求5或6所述的车辆控制系统，其中，
所述一个或多个处理器在所述转向参数小于阈值的情况下，将通过所述偏差补偿控制产生的所述转向反作用力分量设定为零，
所述阈值大于所述第一阈值且为所述第二阈值以下。
8.一种车辆控制方法，是对线控转向方式的车辆进行控制的车辆控制方法，包括：
反作用力控制，对所述车辆的方向盘赋予转向反作用力；以及
驾驶辅助控制，辅助所述车辆的驾驶，
所述反作用力控制包括路面信息传递控制，所述路面信息传递控制是将与起因于路面凹凸的振动相当的转向反作用力分量赋予至所述方向盘的控制，
所述车辆控制方法还包括在解除条件成立的情况下将通过所述路面信息传递控制产生的所述转向反作用力分量设定为零的处理，
所述解除条件是所述驾驶辅助控制处于工作中，并且反映了所述车辆的驾驶员的转向意图的转向参数小于阈值，
或者，所述解除条件是使所述方向盘振动以将车道脱离的可能性传达给所述驾驶员的所述驾驶辅助控制处于工作中。
9.一种车辆控制方法，是对线控转向方式的车辆进行控制的车辆控制方法，包括：
转舵控制，按照目标转舵角对所述车辆的车轮进行转舵；
反作用力控制，对所述车辆的方向盘赋予转向反作用力；以及
驾驶辅助控制，辅助所述车辆的驾驶，
所述转舵控制包括：
计算与由所述车辆的驾驶员进行的所述方向盘的转向操作相应的第一目标转舵角的处理；以及
在所述驾驶辅助控制的工作中转舵角分配条件成立的情况下，将所述第一目标转舵角与由所述驾驶辅助控制请求的第二目标转舵角进行组合来决定所述目标转舵角的转舵角分配控制，
所述反作用力控制包括偏差补偿控制，所述偏差补偿控制是检测所述第一目标转舵角与实际转舵角之间的偏差并将减小所述偏差的方向的转向反作用力分量赋予至所述方向盘的控制，
所述车辆控制方法还包括在所述转舵角分配条件成立的期间中的至少一部分期间将通过所述偏差补偿控制产生的所述转向反作用力分量设定为零的处理。
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