CN105377671A - 车辆用掌舵控制装置及车辆用掌舵控制方法 - Google Patents

Abstract

一种车辆用掌舵控制装置，其对掌舵装置进行控制，该掌舵装置具有根据转向装置的转向角对车轮进行掌舵的掌舵机构(10)、和对掌舵机构(10)赋予车轮(15)的掌舵动力的驱动单元(40)，其中，具有：控制单元(30)，其控制驱动单元(40)，通过使车辆在目标行驶路线上行驶而对掌舵机构(10)赋予掌舵动力，从而执行自动地进行掌舵机构(10)的掌舵的自动掌舵控制；检测单元(30)，其检测通过转向操作输入的输入扭矩；运算单元(30)，其基于从该时刻起到一定时间前为止检测到的输入扭矩算出输入扭矩的移动平均值或积分值，控制单元(30)在输入扭矩的移动平均值或积分值为规定阈值以上的情况下，中止自动掌舵控制。

Description

车辆用掌舵控制装置及车辆用掌舵控制方法

技术领域

本发明涉及车辆用掌舵控制装置及车辆用掌舵控制方法。

背景技术

目前，已知有将车辆引导到目标位置而执行自动地进行掌舵机构的掌舵的自动掌舵控制的车辆用掌舵控制装置。在这样的车辆用掌舵控制装置中，为了在驾驶者介入了转向操作时能够中止自动掌舵控制，在自动掌舵控制中检测到规定的转向操作的情况下，中止自动掌舵控制的技术(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：(日本)特开2007－331479号公报

但是，在现有技术中，通过单纯地判断是否检测到转向操作来判断是否将自动掌舵控制中止，故而例如在驾驶者误碰到方向盘的情况等，会违背驾驶者的意图而将自动掌舵控制中止。

发明内容

本发明的课题在于提供一种能够适当地控制自动掌舵控制的继续及中止的车辆用掌舵控制装置。

本发明在执行自动掌舵控制的车辆用掌舵控制装置中，检测通过转向操作输入的输入扭矩，基于从当前时刻起到一定时间前为止检测到的输入扭矩，算出输入扭矩的移动平均值或积分值，在算出的输入扭矩的移动平均值或积分值为规定阈值以上的情况下，中止自动掌舵控制，由此解决上述课题。

根据本发明，基于由转向操作产生的输入扭矩的移动平均值或积分值能够适当地判断驾驶者是否有介入转向操作的意图，由此，能够根据驾驶者的转向操作的介入的意图而适当地中止自动掌舵控制。

附图说明

图1是表示本实施方式的掌舵控制装置的构成图；

图2是用于说明决定是否将自动掌舵控制中止的方法的图；

图3是表示本实施方式的掌舵控制处理的流程图；

图4是用于说明由转向操作产生的输入扭矩的加权的图。

标记说明

100：掌舵控制装置

10：转向装置

16：扭矩传感器

17：转向角传感器

18：车速传感器

20：掌舵助力控制装置

30：自动掌舵控制装置

31：自动掌舵控制开关

32：显示器

40：电动机

具体实施方式

〔第一实施方式〕

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。另外，以下，示例搭载于车辆上，可将车辆引导到停车位置等目标位置的掌舵控制装置而说明本发明。

图1是表示本实施方式的掌舵控制装置100的构成图。本实施方式的掌舵控制装置100如图1所示，具有转向装置10、掌舵助力控制装置20、自动掌舵控制装置30、自动掌舵控制开关31、显示器32及电动机40。

转向装置10具有电动动力转向功能，在由驾驶者操作了方向盘11的情况下，根据方向盘11的转向角对车轮(例如左右前轮)15进行掌舵。

具体地，转向装置10的方向盘11与车轮15之间的掌舵***机械性地连结，将转向轴12、齿条小齿轮式的齿轮机构13、横拉杆14构成为主体。在转向轴12的上端安装有方向盘11，在其下端连接有齿条小齿轮式的齿轮机构13。在与转向轴12连接的小齿轮轴的下端安装有小齿轮13a，该小齿轮13a与在车宽方向上延伸设置的齿条13b啮合。通过该齿条小齿轮式齿轮机构13，将方向盘11(转向轴12)的旋转运动向齿条13b的直进运动(并进运动)变换。在齿条13b的两端经由横拉杆14连接有在车轮15上设置的转向臂(未图示)，通过齿条13b的直进运动(并进运动)对车轮15进行掌舵。

扭矩传感器16检测驾驶者的掌舵输入即转向扭矩。由扭矩传感器16检测到的转向扭矩被向掌舵助力控制装置20及自动掌舵控制装置30输出。

转向角传感器17设置在转向轴12上，将转向轴12的旋转角作为转向角而检测。由转向角传感器17检测到的转向角相当于方向盘11的转向角，在本实施方式中，将方向盘11的中立位置设为“0”，将右转向时的转向角设为正值，将左转向时的转向角作为负值并输出。另外，由转向角传感器17检测到的转向角被向掌舵助力控制装置20及自动掌舵控制装置30输出。

车速传感器18通过检测车轮15的旋转状态，将与车辆15的旋转状态对应的车速脉冲输出。例如，车速传感器18通过由磁传感器(未图示)检测在车轮的中心安装的齿轮的旋转，能够将车速脉冲输出。由车速传感器18输出的车速脉冲被向掌舵助力控制装置20及自动掌舵控制装置30输出。

电动机40将从车载蓄电池(未图示)供给的电力变换成扭矩。另外，向电动机40供给的电流的大小由后述的掌舵助力控制装置20或自动掌舵控制装置30决定，以由掌舵助力控制装置20或自动掌舵控制装置30决定的电流值从车载蓄电池向电动机40供给电力。

而且，电动机40产生与从车载蓄电池供给的电流值的大小对应的扭矩，将由电动机40产生的扭矩向减速器19传递。向减速器19传递的扭矩变换成转向轴12的旋转扭矩，由此，对转向装置10赋予掌舵动力。

掌舵助力控制装置20是用于对转向装置10的掌舵操作进行助力的装置，具有将CPU、ROM、RAM、I/O接口构成为主体的微机。而且，掌舵助力控制装置20根据在ROM中存储的程序来控制电动机40的驱动，从而进行对驾驶者的掌舵力助力的掌舵助力控制。

具体地，掌舵助力控制装置20基于预先决定了转向扭矩和车速和电流指令值的对应关系的掌舵助力特性，算出向电动机40供给的电流的目标值即电流指令值。另外，以下，为了对驾驶者的掌舵力助力而将由掌舵助力控制装置20算出的电流指令值作为第一电流指令值进行说明。

而且，掌舵助力控制装置20基于算出的第一电流指令值，在车载蓄电池(未图示)，将与第一电流指令值对应的电力向电动机40供给。这样，掌舵助力控制装置20基于转向扭矩和车速，将向电动机40供给的电流值作为第一电流指令值而算出，以算出的第一电流指令值的电流从车载蓄电池向电动机40供给电力，从而能够将用于对驾驶者的掌舵操作助力的掌舵动力向转向装置10赋予。

另外，在本实施方式中，决定了转向扭矩和车速和第一电流指令值的对应关系的掌舵助力特性以映像图或运算式的形式预先存储在掌舵助力控制装置20的ROM中。另外，掌舵助力特性设定为，转向扭矩的绝对值越大，第一电流指令值的绝对值越大；车速越大，第一电流指令值的绝对值越小。另外，在掌舵助力特性上，第一电流指令值的正负根据转向角及转向角速度设定为，在向一方向的掌舵操作时，为正的第一电流指令值，在向另一方向的掌舵操作时，为负的第一电流指令值。

自动掌舵控制装置30是为了将车辆向目标位置引导而自动地控制转向装置10的掌舵用的装置，具有由CPU、ROM、RAM、I/O接口构成的微机。而且，自动掌舵控制装置30根据在ROM中存储的控制程序控制电动机40的驱动，从而进行自动地控制转向装置10的掌舵的自动掌舵控制。

在本实施方式中，自动掌舵控制装置30首先将在由驾驶者将自动掌舵控制开关31接通的情况下，为了将车辆引导到目标位置而需要向电动机40供给的电流的指令值作为第二电流指令值而算出。而且，自动掌舵控制装置30将算出的第二电流指令值向掌舵助力控制装置20输出。

例如，在本实施方式中，由摄像头拍摄到的映像在仪表板配设的显示器32的画面上显示，驾驶者参照在显示器32的画面上表示的映像，操作显示器32具备的触摸目标，从而能够设定目标停车位置。而且，若由驾驶者设定目标停车位置，则自动掌舵控制装置30计算当前的车辆位置和目标停车位置的位置关系，计算用于在目标停车位置停车的目标行驶路线。而且，自动掌舵控制装置30基于目标行驶路线和当前的车辆位置计算必要的转向角，将为了实现该转向角而必要的电动机40供给的电流的值作为第二电流指令值而算出。而且，自动掌舵控制装置30将算出的第二电流指令值向掌舵助力控制装置20输出。

另外，自动掌舵控制装置30在将自动掌舵控制开关31接通的情况下，将自动掌舵控制的开始信号向掌舵助力控制装置20输出。由此，掌舵助力控制装置20切换为自动掌舵控制模式，通过掌舵助力控制装置20，将与由自动掌舵控制装置30算出的第二电流指令值对应的电力向电动机40供给，并由此能够进行基于由自动掌舵控制装置30算出的第二电流指令值的自动掌舵控制。

另一方面，在自动掌舵控制开关31断开的情况下，自动掌舵控制装置30将自动掌舵控制的停止信号向掌舵助力控制装置20输出。由此，掌舵助力控制装置20切换为掌舵助力控制模式，基于由自动掌舵控制装置30算出的电流指令值的自动掌舵控制中止，基于由掌舵助力控制装置20算出的电流指令值的掌舵助力控制开始。

另外，在本实施方式中，自动掌舵控制装置30在自动掌舵控制中，驾驶者介入了转向操作的情况下，也将自动掌舵控制中止。具体地，自动掌舵控制装置30基于由扭矩传感器16检测到的输入扭矩，判断是否由驾驶者进行了向转向操作的介入。在此，在由扭矩传感器16检测的转向操作中具有基于自动掌舵控制的转向操作、驾驶者的转向操作，另外，在驾驶者的转向操作中，具有驾驶者为了将自动掌舵控制中断而有意地进行了转向操作的情况、和驾驶者误碰到方向盘11的情况等违反驾驶者的意图而进行了转向操作的情况。为了适当地控制自动掌舵控制的继续及中断，需要适当地判断驾驶者是否有意地介入了转向操作。

在本实施方式中，自动掌舵控制装置30算出从当前时刻起直到一定时间前(例如、300毫秒前)为止的输入扭矩的移动平均值，在算出的输入扭矩的移动平均值超过规定阈值s的情况下，判定为驾驶者具有介入转向操作入的意图，将自动掌舵控制中止。另外，规定阈值s的大小不特别限定，能够通过实验等而适当设定。

在此，图2是用于说明本实施方式的自动掌舵控制的中止方法的图。在图2中，由虚线表示转向操作产生的输入扭矩的瞬间值，由实线表示转向操作产生的输入扭矩的移动平均值。

在图2所示的例中，在场景A，输入扭矩的瞬间值、及输入扭矩的移动平均值均为阈值s以下。该情况下，自动掌舵控制装置30判断为，这样的输入扭矩为由自动掌舵控制下的转向操作引起的输入扭矩，不是由驾驶者的转向操作引起的输入扭矩，不中止自动掌舵控制而继续自动掌舵控制。

另外，在图2所示的场景B，虽然输入扭矩的瞬间值超过阈值s，但输入扭矩的移动平均值不超过阈值s。该情况下，自动掌舵控制装置30判断为，这样的输入扭矩是由自动掌舵控制下的转向操作引起的输入扭矩、或者是驾驶者暂时地误碰到方向盘11而产生的输入扭矩，驾驶者没有介入转向操作的意图，不将自动掌舵控制中止而继续自动掌舵控制。

另一方面，在图2所示的场景C，虽然输入扭矩的瞬间值超过阈值s，但与场景D相比，转向操作产生的输入扭矩的瞬间值小，难以判断驾驶者是否具有介入转向操作的意图。但是，在这样的场景C中，若试着观察输入扭矩的瞬间值的推移，则持续输入输入扭矩，由此，输入扭矩的移动平均值超过阈值s。这样，在持续输入输入扭矩的情况下，驾驶者介入转向操作的可能性高，因此，自动掌舵控制装置30在输入扭矩的移动平均值超过阈值s的情况下，判断为驾驶者有意地介入转向操作而中止自动掌舵控制。

另外，在图2所示的场景D，输入扭矩的瞬间值大，由此，输入扭矩的移动平均值超过阈值s。自动掌舵控制装置30在这样地输入扭矩的瞬间值大且输入扭矩的移动平均值超过阈值s的情况下，也判断为驾驶者有意地介入转向操作而中止自动掌舵控制。

接着，对本实施方式的掌舵控制处理进行说明。图3是用于说明本实施方式的掌舵控制处理的图。

首先，在步骤S101中，由自动掌舵控制装置30进行是否在自动掌舵控制的执行中的判断。例如，自动掌舵控制装置30在将自动掌舵控制开关31接通，由于驾驶者介入转向操作而不进行自动掌舵控制的中止的情况下，能够判断为自动掌舵控制处于执行中。在自动掌舵控制处于执行中的情况下，进入步骤S102，另一方面，在自动掌舵控制未执行的情况下，在步骤S101待机。

在步骤S102，通过自动掌舵控制装置30进行转向操作产生的输入扭矩的检测。具体地，通过扭矩传感器16检测转向操作产生的输入扭矩，通过将由扭矩传感器16检测到的输入扭矩向自动掌舵控制装置30发送，自动掌舵控制装置30能够检测转向操作产生的输入扭矩。

在步骤S103，通过自动掌舵控制装置30算出包含在步骤102检测到的最新的输入扭矩在内的、从当前时刻起到一定时间前为止的输入扭矩的移动平均值。例如，自动掌舵控制装置30基于在从当前时刻起到300毫秒前为止检测到的输入扭矩算出转向操作产生的输入扭矩的移动平均值。

而且，在步骤S104中，通过自动掌舵控制装置30判断在步骤S103中算出的输入扭矩的移动平均值是否超过规定阈值s。例如，如图2所示的场景A及场景B那样地，在输入扭矩的移动平均值未超过阈值s的情况下，进入步骤S105，另一方面，如图2所示的场景C及场景D那样地，在输入扭矩的移动平均值超过阈值s的情况下，进入步骤S106。

在步骤S105中，判断为输入扭矩的移动平均值未超过阈值s，该情况下，自动掌舵控制装置30继续执行自动掌舵控制。例如，自动掌舵控制装置30在经由触摸面板等由驾驶者设定有目标停车位置的情况下，基于该目标停车位置和当前的车辆位置计算使车辆向目标停车位置移动所需的转向角，将向实现该转向角所需的电动机40供给的电流值作为电流指令值而算出。而且，自动掌舵控制装置30通过将算出的电流指令值向掌舵助力控制装置20发送，从而通过掌舵助力控制装置20以与电流指令值对应的电流向电动机40供给电力，由此，能够进行自动掌舵控制。

另一方面，在步骤S104中，判断为输入扭矩的移动平均值超过阈值s的情况下，进入步骤S106。在步骤S106中，通过自动掌舵控制装置30进行自动掌舵控制的中止处理。具体地，自动掌舵控制装置30将自动掌舵控制的停止信号向掌舵助力控制装置20输出。由此，掌舵助力控制装置20切换成掌舵助力控制模式，将基于由自动掌舵控制装置30算出的电流指令值的自动掌舵控制中止，使基于由掌舵助力控制装置20算出的电流指令值的掌舵助力控制开始。

以上，在第一实施方式中，基于从当前时刻起到一定时间前为止检测到的输入扭矩算出该输入扭矩的移动平均值，并且在算出的输入扭矩的移动平均值超过阈值s的情况下，中止自动掌舵控制。由此，在第一实施方式中，能够适当地判断转向操作产生的输入扭矩是由自动掌舵控制下的转向操作引起的，还是由驾驶者暂时的误碰到方向盘11而发生的，或者是驾驶者为了中止自动掌舵控制而有意地介入转向操作而引起的？其结果，能够适当地控制自动掌舵控制的继续及中止。

例如，如图2所示的场景A那样地，在输入扭矩的瞬间值、及输入扭矩的移动平均值均为阈值s以下的情况下，这样的输入扭矩为由自动掌舵控制下的转向操作引起的输入扭矩的可能性高，在这样的情况下，通过使自动掌舵控制继续，能够适当地控制自动掌舵控制的继续及中止。

另外，如图2所示的场景B那样地，输入扭矩的瞬间值虽然超过阈值s，但在输入扭矩的移动平均值未超过阈值s的情况下，这样的输入扭矩为由自动掌舵控制引起的输入扭矩，或者是驾驶者暂时地误碰到方向盘11而产生的输入扭矩的可能性高，在这样的情况下，通过继续自动掌舵控制，能够适当地控制自动掌舵控制的继续及中止。

另一方面，如图2所示的场景D那地，在输入扭矩的瞬间值大的情况下，即使转向操作产生的输入扭矩的输入为暂时性的，驾驶者有意地介入转向操作的可能性也高。这样的情况下，由于转向操作产生的输入扭矩的移动平均值也超过阈值s，故而运转助力控制装置30基于输入扭矩的移动平均值将自动操作控制中止，从而能够适当地控制自动掌舵控制的继续及中止。

另外，如图2所示的场景C那样地，输入扭矩的瞬间值为中等程度，但输入扭矩的输入继续的情况下，驾驶者有意地介入转向操作的可能性也高。这样的情况下，由于输入扭矩的移动平均值超过阈值s，故而运转助力控制装置30也基于输入扭矩的移动平均值将自动掌舵控制中止，从而能够适当地控制自动掌舵控制的继续及中止。其结果，例如在驾驶者进行转向操作的情况下，能够有效地防止由于驾驶者无意图的、自动掌舵控制下的方向盘11的动作等而使驾驶者感到不适的情况。

〔第二实施方式〕

接着，对本发明的第二实施方式进行说明。第二实施方式的掌舵控制装置具有与图1所示的掌舵控制装置100同样的构成，在算出转向操作产生的输入扭矩的移动平均值时，除了对输入扭矩进行加权以外，进行与第一实施方式同样的动作。

图4是表示转向操作产生的输入扭矩的实际值和进行了加权的输入扭矩的值的关系的图表。另外，图4所示的v是用于判断转向操作产生的输入扭矩是否为由自动掌舵控制引起的输入扭矩的指标值，例如也可以为由实验等预先决定的固定值，或者也可以是由自动操作控制输入的输入扭矩的最大值。

在第二实施方式中，自动掌舵控制装置30如图4所示地，在转向操作产生的输入扭矩比指标值v小的情况下，转向操作产生的输入扭矩判断为是由自动掌舵控制引起的输入扭矩，进行了加权的输入扭矩的值大致为零而对输入扭矩的实际值进行加权。

另一方面，自动掌舵控制装置30如图4所示地，在转向操作产生的输入扭矩为指标值v以上的情况下，判断为转向操作产生的输入扭矩是由驾驶者的转向操作引起的输入扭矩，相对于输入扭矩的实际值，进行了加权的输入扭矩的值变大而相对于输入扭矩的实际值进行加权。

而且，自动掌舵控制装置30如图4所示地，基于进行了加权的输入扭矩算出转向操作产生的输入扭矩的移动平均值，并且基于算出的输入扭矩的移动平均值判断是否中止自动掌舵控制。另外，基于输入扭矩的移动平均值判断是否中止自动掌舵控制的方法与第一实施方式同样，故而省略说明。

以上，在第二实施方式中，在转向操作产生的输入扭矩的实际值比指标值v小的情况下，以进行了加权的输入扭矩的值大致为零的方式相对于转向操作下的输入扭矩进行加权。由此，在基于输入扭矩的移动平均值判断是否中止自动掌舵控制的情况下，能够更加适当地判断转向操作下的输入扭矩是否是由自动掌舵控制引起的，其结果，能够更加适当地控制自动掌舵控制的继续及中止。

以上说明的实施方式是为了容易理解本发明而记载的实施方式，不是为了限定本发明的记载。因此，上述实施方式中公开的各要素也包含属于本发明的技术范围的全部的设计变更及等效物。

例如，在上述的实施方式中，示例了基于转向操作下的输入扭矩的移动平均值判定是否将自动掌舵控制中止，但不限于该构成，例如，也可以通过判断到当前时刻为止的一定时间内的输入扭矩的积分值是否为规定值以上，判断是否将自动掌舵控制中止。

另外，在上述的实施方式中，示例将车辆引导到停车目标位置的情形，对本发明进行了说明，但本发明不仅适用于上述情形，也能够在例如进行使自车追踪前方车辆而自动地行驶的自动行驶的情形等适用。

另外，上述的实施方式的转向装置10相当于本发明的掌舵机构，电动机40相当于本发明的驱动单元，自动掌舵控制装置30分别相当于本发明的控制单元、运算单元及检测单元。

本申请基于2013年7月8日提出申请的日本专利申请的特愿2013－142477主张优先权，通过参照将上述申请中记载的内容编入本申请中，形成本申请记载的一部分。

Claims (4)

1.一种车辆用掌舵控制装置，其对掌舵装置进行控制，该掌舵装置具有根据转向装置的转向角对车轮进行掌舵的掌舵机构、和对所述掌舵机构赋予所述车轮的掌舵动力的驱动单元，其特征在于，具有：

控制单元，其控制所述驱动单元，使车辆在目标行驶路线上行驶而对所述掌舵机构赋予掌舵动力，从而执行自动地进行所述掌舵机构的掌舵的自动掌舵控制；

检测单元，其检测通过转向操作输入的输入扭矩；

运算单元，其基于从当前时刻起到一定时间前为止检测到的所述输入扭矩，算出所述输入扭矩的移动平均值或积分值，

所述控制单元在所述输入扭矩的移动平均值或积分值为规定阈值以上的情况下，中止所述自动掌舵控制。

2.如权利要求1所述的车辆用掌舵控制装置，其特征在于，

所述运算单元在所述输入扭矩的值小于规定值的情况下，以使所述输入扭矩的值减小的方式对所述输入扭矩进行加权，在所述输入扭矩的值为所述规定值以上的情况下，以使所述输入扭矩的值变大的方式对所述输入扭矩进行加权。

3.如权利要求2所述的车辆用掌舵控制装置，其特征在于，

所述规定值为用于判定所述输入扭矩的值是否是由所述自动掌舵控制下的转向操作引起的指标值。

4.一种车辆用掌舵控制方法，其特征在于，

在执行自动地进行掌舵机构的掌舵的自动掌舵控制的情况下，检测由转向操作输入的输入扭矩，基于从当前时刻起到一定时间前为止检测到的所述输入扭矩，判定是否中止所述自动掌舵控制。