JP6939692B2 - 車両制御システム - Google Patents
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Description
前記車両は、
車輪と、
ハンドルと、
ステアリングシャフトを介して前記ハンドルに連結され、前記ハンドルの回転操作に従って前記車輪を転舵する転舵機構と
を備える。
前記車両制御システムは、
前記ステアリングシャフトの第1位置に印加されるトルクをセンサ検出トルクとして検出するトルクセンサと、
前記車輪を転舵する自動操舵制御を行う制御装置と
を備える。
上流摩擦トルクは、前記ステアリングシャフトが回転する際に、前記第1位置と前記ハンドルとの間の前記ステアリングシャフトに作用する摩擦力に起因する前記センサ検出トルクの絶対値である。
ハンズオン状態は、前記車両のドライバが前記車両の操舵に干渉しているドライバ状態である。
ハンズオフ状態は、前記ハンズオン状態以外のドライバ状態である。
前記制御装置は、
前記車輪の転舵時の前記センサ検出トルクに基づいて前記上流摩擦トルクを繰り返し推定する上流摩擦推定処理と、
前記上流摩擦トルクの推定値以上となるように判定閾値を可変に設定する閾値設定処理と、
前記センサ検出トルクの前記絶対値が前記判定閾値より大きい場合に前記ドライバ状態は前記ハンズオン状態であると判定し、前記センサ検出トルクの前記絶対値が前記判定閾値以下の場合に前記ドライバ状態は前記ハンズオフ状態であると判定するドライバ状態判定処理と
を行う。
前記制御装置は、前記ドライバが前記ハンドルから手を放しているか否かを判定する。
前記自動操舵制御の実行中に前記ドライバが前記ハンドルから前記手を放している場合、前記制御装置は、前記上流摩擦推定処理を行う。
前記上流摩擦推定処理において、前記制御装置は、前記自動操舵制御によって前記ハンドルが回転し始める時の前記センサ検出トルクの絶対値を、前記上流摩擦トルクとして推定する。
前記上流摩擦推定処理において、前記制御装置は、前記自動操舵制御に伴う前記センサ検出トルクのヒステリシス幅の半分を、前記上流摩擦トルクとして推定する。
図1は、本実施の形態に係る車両制御システム10の概要を説明するための概念図である。車両制御システム10は、車両1に搭載されており、車両1の動作を制御する。より詳細には、車両制御システム10は、少なくとも、車両1の操舵を自動的に制御する「自動操舵制御」を行う。車両1の操舵とは、車両1の車輪2の転舵を意味する。
図3は、本実施の形態に係る制御装置100の機能構成を示すブロック図である。制御装置100は、機能ブロックとして、運転制御部110、ドライバ状態判定部140、及び可変閾値設定部150を有している。これら機能ブロックは、制御装置100のプロセッサがメモリに格納された制御プログラムを実行することにより実現される。
運転制御部110は、車両1の運転を制御する。より詳細には、運転制御部110は、車両1の操舵を制御する操舵制御部120と、車両1の走行(加減速)を制御する走行制御部130を含んでいる。
運転制御部110による自動操舵制御の最中に、ドライバが車両1の操舵に干渉する場合がある。ドライバが車両1の操舵に干渉しているドライバ状態は、以下「ハンズオン(HANDS−ON)状態」と呼ばれる。例えば、ドライバが操舵操作を行っている、つまり、能動的にハンドル3を操作している状態は、ハンズオン状態である。また、ドライバが、運転制御部110による自動操舵制御に対抗してハンドル3を保持している状態も、ハンズオン状態である。
可変閾値設定部150は、上記のドライバ状態判定処理において用いられる判定閾値THの設定を行う。判定閾値THの設定において注意すべきことは、ギア等の部品によって発生する摩擦力である。何故なら、摩擦力に起因する摩擦トルクがセンサ検出トルクMTに含まれ得るからである。
3−1.逆入力摩擦推定方法
まず、ドライバがハンドル3から手を離しているハンズフリー状態において上流摩擦トルクTFを推定する方法について説明する。その方法は、以下「逆入力摩擦推定方法」と呼ばれる。
次に、ドライバが操舵操作を行っている操舵状態において上流摩擦トルクTFを推定する方法について説明する。その方法は、以下「正入力摩擦推定方法」と呼ばれる。
図7は、可変閾値設定部150の機能構成の一例を示すブロック図である。可変閾値設定部150は、手放し判定部151、上流摩擦推定部152、及び閾値設定部153を含んでいる。
図9は、可変閾値設定部150による可変閾値設定処理の一例を示すフローチャートである。図9に示される処理フローは、一定サイクル毎に繰り返し実行される。
運転制御部110は、ドライバ状態判定部140によるドライバ状態判定処理の結果に基づいて、運転制御を行う。以下、運転制御の様々な例を説明する。
図10は、運転制御の第1の例を示すフローチャートである。図10に示される処理フローは、一定サイクル毎に繰り返し実行される。
図11は、運転制御の第2の例を示すフローチャートである。図11に示される処理フローは、一定サイクル毎に繰り返し実行される。
図12は、運転制御の第3の例を示すフローチャートである。図12に示される処理フローは、一定サイクル毎に繰り返し実行される。
以上に説明されたように、本実施の形態によれば、車両制御システム10は、センサ検出トルクMTと判定閾値THとの対比に基づいてドライバ状態判定処理を行う。更に、車両制御システム10は、上流摩擦トルクTFの変動に応じて判定閾値THを可変に設定する。より詳細には、車両制御システム10は、上流摩擦トルクTFを繰り返し推定し、上流摩擦トルクTFの推定値以上となるように判定閾値THを設定する。これにより、ドライバ状態判定処理の精度が向上する。
本実施の形態に係る制御装置100は、ドライバ操舵トルクMTDを推定する機能を有していてもよい。ドライバ操舵トルクMTDは、ドライバがハンドル3を回転させるために印加するトルクであり、ドライバによる操舵操作の強さを表す。上述のドライバ状態判定部140は、センサ検出トルクMTの代わりに、推定されたドライバ操舵トルクMTDを用いてドライバ状態判定処理を行ってもよい。
図14は、パラメータ推定処理の第1の例を説明するための概念図である。第1の例では、外気温Tに応じて変化するメカパラメータ(例:メカ摩擦項)を考える。この場合、推定パラメータFは、外気温Tの関数で表される。その関数、つまり、外気温Tと推定パラメータFとの対応関係は、マップあるいは数式によって与えられる。パラメータ推定部170は、外気温センサ(図示されない)によって検出される外気温Tの情報を受け取る。そして、パラメータ推定部170は、外気温Tと上記の関数に基づいて、推定パラメータFを取得する。
図15は、パラメータ推定処理の第2の例を説明するための概念図である。第2の例では、パラメータ推定部170は、センサ検出トルク推定モデル171を有している。
上述の通り、上流摩擦推定部152は、上流摩擦トルクTFを推定する(図4〜図9参照)。パラメータ推定部170は、上流摩擦推定部152によって推定された上流摩擦トルクTFに基づいて、ステアリング系のモデルの摩擦項(推定パラメータF)を推定してもよい。
2 車輪
3 ハンドル(ステアリングホイール)
4 ステアリングシャフト
5 転舵機構
6 ステアリングコラム
10 車両制御システム
20 EPS装置
30 走行装置
40 センサ群
41 ハンドル角センサ
42 トルクセンサ
43 舵角センサ
50 HMIユニット
60 運転環境情報取得装置
70 ドライバモニタ
100 制御装置
110 運転制御部
120 操舵制御部
130 走行制御部
140 ドライバ状態判定部
150 可変閾値設定部
151 手放し判定部
152 上流摩擦推定部
153 閾値設定部
160 ドライバ操舵トルク推定部
170 パラメータ推定部
ENV 運転環境情報
Claims (4)
- 車輪と、ハンドルと、ステアリングシャフトを介して前記ハンドルに連結され前記ハンドルの回転操作に従って前記車輪を転舵する転舵機構とを備える車両に搭載される車両制御システムであって、
前記ステアリングシャフトの第1位置に印加されるトルクをセンサ検出トルクとして検出するトルクセンサと、
前記車輪を転舵する自動操舵制御を行う制御装置と
を備え、
第1摩擦トルクは、前記ステアリングシャフトが回転する際に、前記第1位置と前記ハンドルとの間の前記ステアリングシャフトに作用する摩擦力に起因する前記センサ検出トルクの絶対値であり、
ハンズオン状態は、前記車両のドライバが前記車両の操舵に干渉しているドライバ状態であり、
ハンズオフ状態は、前記ハンズオン状態以外のドライバ状態であり、
前記制御装置は、
前記車輪の転舵時の前記センサ検出トルクに基づいて前記第1摩擦トルクを繰り返し推定する摩擦推定処理と、
前記第1摩擦トルクの推定値以上となるように判定閾値を設定する閾値設定処理と、
前記センサ検出トルクの前記絶対値が前記判定閾値より大きい場合に前記ドライバ状態は前記ハンズオン状態であると判定し、前記センサ検出トルクの前記絶対値が前記判定閾値以下の場合に前記ドライバ状態は前記ハンズオフ状態であると判定するドライバ状態判定処理と
を行う
車両制御システム。 - 請求項1に記載の車両制御システムであって、
前記制御装置は、前記ドライバが前記ハンドルから手を放しているか否かを判定し、
前記自動操舵制御の実行中に前記ドライバが前記ハンドルから前記手を放している場合、前記制御装置は、前記摩擦推定処理を行う
車両制御システム。 - 請求項2に記載の車両制御システムであって、
前記摩擦推定処理において、前記制御装置は、前記自動操舵制御によって前記ハンドルが回転し始める時の前記センサ検出トルクの絶対値を、前記第1摩擦トルクとして推定する
車両制御システム。 - 請求項2に記載の車両制御システムであって、
前記摩擦推定処理において、前記制御装置は、前記自動操舵制御に伴う前記センサ検出トルクのヒステリシス幅の半分を、前記第1摩擦トルクとして推定する
車両制御システム。
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