JP2017154623A - Vehicular control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動運転モードから手動運転モードの切替えを行う車両用制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device that switches from an automatic operation mode to a manual operation mode.
従来、操舵モータを回転制御することにより操舵する自動操舵装置では、自動操舵中に運転者が手動操舵を行った場合には、自動運転モードから手動運転モードに切り替わることが一般的になされている。なお、自動操舵とは、運転者がステアリングホイールの操舵を行うことなく、例えば、車線に沿って追従走行するレーンキーピング走行や前の車に追従走行する前車追従走行などが自動的に行われる操舵である。 Conventionally, in an automatic steering apparatus that steers by controlling rotation of a steering motor, when a driver performs manual steering during automatic steering, the automatic operation mode is generally switched to the manual operation mode. . Auto-steering automatically performs, for example, lane-keeping running following a lane or following-following running following the previous vehicle without the steering wheel being steered by the driver. Steering.
ところで、自動操舵から手動操舵に変更する場合には、手動操舵を行うように運転者に知らせる必要がある。
運転者に知らせる手段の開示は、特許文献1及び特許文献2で示されている。特許文献1では、手動運転モードから自動運転モードへ、及び自動運転モードから手動運転モードへの切換えの際に、所定時間だけパワーステアリング機構に振動を付与するようにしている。
By the way, when changing from automatic steering to manual steering, it is necessary to inform the driver to perform manual steering.
The disclosure of the means for notifying the driver is shown in Patent Document 1 and Patent Document 2. In Patent Document 1, vibration is applied to the power steering mechanism for a predetermined time when switching from the manual operation mode to the automatic operation mode and from the automatic operation mode to the manual operation mode.
特許文献2では、車両制御モードの切り換わり時に、反力制御装置がモータに指令を付与することによりアクセルペダルに反力(振動)を付与するようにしている。 In Patent Document 2, when the vehicle control mode is switched, the reaction force control device applies a command to the motor to apply a reaction force (vibration) to the accelerator pedal.
ところで、特許文献1では、所定時間だけパワーステアリング機構に振動を付与し、前記所定時間が経過すると振動を停止する構成であり、この構成は、運転者の状態を把握せずに、手動運転モードに切換えるものとなっているため好ましくない。 By the way, in patent document 1, it is the structure which gives a vibration to a power steering mechanism only for the predetermined time, and stops a vibration when the said predetermined time passes, This structure does not grasp | ascertain a driver | operator's state, This structure is manual operation mode. It is not preferable because it is to be switched to.
本発明の目的は、運転者の状態が手動運転モードに対応した状態になったときに自動運転モードから手動運転モードの切換えを行うことができる車両用制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a vehicle control device capable of switching from the automatic operation mode to the manual operation mode when the driver's state becomes a state corresponding to the manual operation mode.
上記問題点を解決するために、本発明の車両用制御装置は、ステアリングホイールに振動を付与する振動付与部と、前記振動付与部の制御を行う振動制御部と、車両の運転を自動的に行う自動運転モードから、運転者が運転操作を手動で行う手動運転モードへの切換えを行う切替部とを備え、前記切替部が自動運転モードから手動運転モードへの切替えを行う際に、前記振動制御部が、前記振動付与部に前記ステアリングホイールを振動させる車両用制御装置であって、前記振動付与部により前記ステアリングホイールに振動が付与されている状態のときに前記ステアリングホイールが把持されたことを検出する検出部を備え、前記振動制御部は、前記検出部による前記ステアリングホイールが把持された検出に基づいて、前記振動付与部による振動を停止制御し、前記切替部は、前記振動付与部による前記ステアリングホイールの振動を停止したときに自動運転モードを終了させて手動運転モードに移行させるものである。 In order to solve the above problems, a vehicle control device according to the present invention automatically controls a vibration applying unit that applies vibration to a steering wheel, a vibration control unit that controls the vibration applying unit, and driving the vehicle. A switching unit that switches from an automatic driving mode to a manual driving mode in which a driver performs a driving operation manually, and the vibration when the switching unit switches from the automatic driving mode to the manual driving mode. The control unit is a vehicle control device that causes the vibration applying unit to vibrate the steering wheel, and the steering wheel is gripped when vibration is applied to the steering wheel by the vibration applying unit. The vibration control unit is configured to detect the steering wheel by the detection unit based on detection of the steering wheel being gripped by the detection unit. Vibration stop control that, the switching unit is for shifting to the manual operation mode by terminating the automatic operation mode when stopping the vibration of the steering wheel by the vibration applying unit.
上記構成により、切替部が自動運転モードから手動運転モードに切替える際に、振動制御部の制御により、振動付与部がステアリングホイールを振動させる。この振動により、運転者には自動運転モードから手動運転モードに切り替わる旨が知らされる。このステアリングホイールに振動が付与されている状態の中で、運転者がステアリングホイールを把持すると、振動制御部は、その把持を検出した検出部の検出に基づいて振動付与部のステアリングホイールに対する振動付与を停止する。運転者がステアリングホイールを把持する状態は、運転者が手動運転モードに対応した状態である。また、切替部は、振動付与部によるステアリングホイールの振動を停止したときに自動運転モードを終了させて手動運転モードに移行させる。 With the above configuration, when the switching unit switches from the automatic operation mode to the manual operation mode, the vibration applying unit vibrates the steering wheel under the control of the vibration control unit. This vibration informs the driver that the automatic operation mode is switched to the manual operation mode. When the driver grips the steering wheel in a state where vibration is applied to the steering wheel, the vibration control unit applies vibration to the steering wheel of the vibration applying unit based on detection of the detection unit that detects the grip. To stop. The state in which the driver grips the steering wheel is a state in which the driver corresponds to the manual operation mode. Further, the switching unit ends the automatic driving mode and shifts to the manual driving mode when the vibration of the steering wheel by the vibration applying unit is stopped.
また、前記振動制御部は、前記把持検出が手動運転モードに対応した把持か否かを判定する判定部を備え、前記振動制御部は、前記判定部が前記把持検出が手動運転モードに対応した把持の場合に、前記振動付与部による振動を停止制御することが好ましい。上記構成により、より確実に運転者の状態を把握する。 The vibration control unit includes a determination unit that determines whether or not the grip detection corresponds to a manual operation mode, and the vibration control unit includes the determination unit that the grip detection corresponds to the manual operation mode. In the case of gripping, it is preferable to stop and control the vibration by the vibration applying unit. With the above configuration, the state of the driver can be grasped more reliably.
また、上記車両用制御装置は、操舵トルク及び車速に基づいてモータを駆動して操舵系をアシスト制御するとともに、自動運転モードと手動運転モードとを切り換えるEPS制御装置としてもよい。上記構成により、電動パワーステアリング装置において、上記作用を容易に実現する。 The vehicle control device may be an EPS control device that drives the motor based on the steering torque and the vehicle speed to assist the steering system and switches between the automatic operation mode and the manual operation mode. With the above configuration, the above-described operation can be easily realized in the electric power steering apparatus.
また、上記車両用制御装置は、前記ステアリングホイールが転舵輪とが機械的に分離されたステアバイワイヤ方式のステアリング装置を制御する制御装置としてもよい。
上記構成により、ステアバイワイヤ方式のステアリング装置を制御する制御装置において、上記作用を容易に実現する。
The vehicle control device may be a control device that controls a steer-by-wire steering device in which the steering wheel is mechanically separated from a steered wheel.
With the above configuration, the above-described operation can be easily realized in the control device that controls the steer-by-wire steering device.
本発明によれば、運転者の状態が手動運転モードに対応した状態になったときに自動運転モードから手動運転モードの切換えを行うことができる効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that switching from the automatic operation mode to the manual operation mode can be performed when the state of the driver corresponds to the manual operation mode.
(第1実施形態)
以下、本発明の車両用制御装置をコラム型の電動パワーステアリング装置(以下、EPSという)を備えた自動操舵装置11に具体化した一実施形態を図1〜図4を参照して説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, an embodiment in which the vehicle control device of the present invention is embodied in an
図1に示すように、自動操舵装置11は、上位制御装置である自動運転ECU38を有している。自動運転ECU38は、所定周期毎に入力される車速センサ35から検出される車速V及び所定周期で生成した指令操舵角θp*を車内ネットワーク50(CAN)を介してEPSECU(EPS制御装置)39に送信する。自動操舵装置11は、指令操舵角θp*及び前記車速Vに基づいて操舵機構の操舵角制御を行う。
As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、EPSにおいて、ステアリングホイール12が固定されたステアリングシャフト13は、ラックアンドピニオン機構14を介してラック軸15と連結されている。ステアリング操作に伴うステアリングシャフト13の回転は、ラックアンドピニオン機構14によりラック軸15の往復直線運動に変換される。ステアリングシャフト13は、コラムシャフト18、インターミディエイトシャフト19、及びピニオンシャフト20を連結してなる。そして、このステアリングシャフト13の回転に伴うラック軸15の往復直線運動が、同ラック軸15の両端に連結されたタイロッド21を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪22の転舵角が変更されるようになっている。
As shown in FIG. 1, in EPS, a
また、EPSは、コラム型のEPSアクチュエータ34と、EPSアクチュエータ34の作動を制御するEPSECU39とを備えている。EPSアクチュエータ34は、モータ31を駆動源として操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置として機能する。前記モータ31は、減速機構33を介してコラムシャフト18と駆動連結されている。そして、同モータ31の回転を減速機構33により減速してコラムシャフト18に伝達することによって、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与する。また、モータ31は、振動付与部に相当し、EPSECU39は振動制御部及び切替部に相当する。
The EPS also includes a column-
EPSECU39には、トルクセンサ36、及び操舵角センサ37が接続されており、EPSECU39は、これら各センサの出力信号に基づいて、操舵トルクτ、及び実操舵角θpを検出する。
A
トルクセンサ36は、例えばツインレゾルバ型のトルクセンサであるが、限定するものではない。本実施形態では、トルクセンサ36は、運転者によるステアリングホイール12の把持の検出を行う検出部に相当する。
The
EPSECU39は、図示しないトーションバーの両端に設けられた一対のレゾルバの各出力信号に基づいて操舵トルクτを演算する。また、EPSECU39は、これら検出される各状態量に基づいて目標アシスト力を演算し、その駆動源であるモータ31への駆動電力の供給を通じて、EPSアクチュエータ34をアシスト制御する。
The EPS ECU 39 calculates a steering torque τ based on output signals from a pair of resolvers provided at both ends of a torsion bar (not shown). The EPS ECU 39 calculates a target assist force based on the detected state quantities, and assists the
本実施形態の自動操舵装置11における電気的構成を図2を参照して説明する。
図2に示すように、EPSECU39は、車速V及び指令操舵角θp*に基づいて、操舵機構の操舵角制御を行うマイコン40と、そのモータ制御信号に基づいて、EPSアクチュエータ34のモータ31に駆動電力を供給する駆動回路部41、及びモータ31に通電されるモータ実電流Imを検出するための電流センサ42とを備えている。
An electrical configuration of the
As shown in FIG. 2, the EPS ECU 39 is driven by the
駆動回路部41は、直列に接続された一対のスイッチング素子を基本単位(アーム)として各相に対応する2つのアームを並列接続してなる公知のPWMインバータ(図示せず)である。また、マイコン40の出力するモータ制御信号は、駆動回路部41を構成する各スイッチング素子のオンデューティ比を規定するものとなっている。モータ制御信号が各スイッチング素子のゲート端子に印加され、モータ制御信号に応答して、各スイッチング素子がオン/オフすることにより、バッテリ30の電源電圧に基づくモータ駆動電力を生成して、モータ31へと出力する構成になっている。
The
マイコン40は、各センサの出力信号に基づき検出されたモータ31のモータ実電流Im、操舵トルクτ、車速V、及び実操舵角θpに基づいて、駆動回路部41にモータ制御信号を出力する。
The
以下に示す各制御ブロックは、マイコン40が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。マイコン40は、所定のサンプリング周期で上記各状態量を検出し、所定周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理を実行することにより、モータ制御信号を生成する。
Each control block shown below is realized by a computer program executed by the
図2に示すように、マイコン40は、自動操舵の指令操舵角処理部43と、自動操舵切替部44と、駆動回路部41を制御するモータ制御信号を生成するモータ制御信号生成部45を備えている。
As shown in FIG. 2, the
指令操舵角処理部43は、自動運転ECU38から車内ネットワーク50(CAN)を介して送信されてくる各種信号(指令操舵角θp*、実操舵角θp)を入力すると、指令操舵角θp*から実操舵角θpを減算して、操舵角偏差を生成する。そして、指令操舵角処理部43は、操舵角偏差を、PID(比例+積分+微分)制御を行い、自動操舵時モータ電流指令Im1*を生成し、加算器58を介してモータ指令電流切替部52に出力する。
When the command steering
図2に示すように、自動操舵切替部44は、トルク/モータ電流指令値マップ51と、モータ指令電流切替部52と、手動操舵介入判定部53で構成されている。
自動運転ECU38は、図示しない操作部から各種の運転モードの入力指令があった場合、現在実行中のモードから、入力指令があった運転モードの制御に変更する。例えば、自動運転モード中に手動運転モードの指令があると、その指令に基づいて、EPSECU39に運転モードの指示変更である手動運転モードの指示を出力する。
As shown in FIG. 2, the automatic
When there is an input command for various operation modes from an operation unit (not shown), the
また、自動運転ECU38から、ディザ信号生成部54に手動運転フラグが出力される。
ディザ信号生成部54は、手動運転フラグがセットされると、加算器58で、自動操舵時モータ電流指令Im1*にディザ信号を重畳(加算)する。ディザ信号は、操舵角に影響を与えない高周波信号(高周波数ディザ振動)である。
Further, a manual operation flag is output from the
When the manual operation flag is set, the
トルク/モータ電流指令値マップ51は、操舵トルクτ、及び車速Vを入力として、手動操舵介入時モータ電流指令Im2*を生成する。なお、トルク/モータ電流指令値マップ51は、同じ操舵トルクτの場合、車速Vが小さいほど、大きな手動操舵介入時モータ電流指令Im2*を決定するように構成されている。手動操舵介入判定部53は、自動操舵中(すなわち自動運転モード時)に運転者が手動操舵介入をしたか否かを判定する。すなわち、所定値以上の操舵トルクτが所定時間以上検出された場合には、自動操舵中に運転者が手動操舵介入をしたと判定し、手動操舵介入フラグFLGmaをセットして、モータ指令電流切替部52に出力する。手動操舵介入判定部53は、判定部に相当する。
The torque / motor current
ここで、所定値以上の操舵トルクτが所定時間以上検出された場合とは、すなわち、運転者がステアリングホイール12を把持した状態であり、運転者の状態が手動運転モードに対応した状態になったときである。
Here, the case where a steering torque τ of a predetermined value or more is detected for a predetermined time or more means that the driver is holding the
モータ指令電流切替部52は、手動操舵介入判定部53の判定によって、自動操舵時モータ電流指令Im1*と、手動操舵介入時モータ電流指令Im2*を切り替える。すなわち、手動操舵介入判定部53が手動操舵介入していないと判定した場合には、手動操舵介入フラグFLGmaをリセットし、モータ指令電流切替部接点52aとモータ指令電流切替部接点52cを接続する。そして、自動操舵時モータ電流指令Im1*をモータ電流指令Im*として出力する。
The motor command
一方、手動操舵介入判定部53が手動操舵介入していると判定した場合には、手動操舵介入フラグFLGmaをセットし、モータ指令電流切替部接点52bとモータ指令電流切替部接点52cを接続する。そして、手動操舵介入時モータ電流指令Im2*をモータ電流指令Im*として出力する。
On the other hand, when the manual steering
モータ制御信号生成部45は、モータ電流指令Im*からモータ実電流Imを減算する減算器55と、減算器55の出力であるモータ電流偏差ΔImをPID制御するモータ電流制御部56と、モータ電流制御部56の出力であるモータ電圧指令V*をモータ制御信号に変換し、駆動回路部41に出力するPWM出力部57で構成されている。
The motor control
(第1実施形態の作用)
次に、図3は、自動運転モードから手動運転モードへ移行する場合のマイコン40における自動運転モードから手動運転モードへ変更する場合におけるフローチャートであり、所定の制御周期で実行される。自動運転モードでは、図2のモータ指令電流切替部接点52aは、モータ指令電流切替部接点52cと接続されている。
(Operation of the first embodiment)
Next, FIG. 3 is a flowchart when changing from the automatic operation mode to the manual operation mode in the
S10では、マイコン40は、自動運転ECU38から、運転モードの指示の変更があったか、否かの判定を行う。運転モードの指示変更があった場合(S10で「YES」の判定)、S20に移行し、運転モードの指示変更がない場合は、リターンする。
In S10, the
S20では、マイコン40は、運転モードの指示変更が手動運転モードの指示変更であるか否かの判定を行う。すなわち、ディザ信号生成部54に自動運転ECU38から手動運転フラグが出力されているものとなっている。
In S20, the
手動運転モードの指示変更があった場合(S20で「YES」の判定)、S30に移行し、手動運転モードの指示変更でない場合は、S70に移行して、他の処理を行う。なお、この他の処理は、例えば、運転モードの指示が変更されても、ステアリングホイール12を振動させる必要がなく、他の運転モードへの変更を含む。例えば、レーンキーピング走行から前車追従走行への変更、またはその逆の変更等がある。
If there is a manual operation mode instruction change (determination of “YES” in S20), the process proceeds to S30, and if it is not a manual operation mode instruction change, the process proceeds to S70 to perform other processing. In addition, this other process does not need to vibrate the
S30では、マイコン40は、ディザ信号生成部54からディザ信号を出力して、加算器58で指令操舵角処理部43から出力される自動操舵時モータ電流指令Im1*に加算する。このようにして、自動操舵時モータ電流指令Im1*に重畳されたディザ信号により、モータ31を介して、ステアリングシャフト13、並びにステアリングホイール12が振動する。
In S <b> 30, the
S40では、マイコン40は、トルクセンサ36から入力される操舵トルクτに基づいて運転者がステアリングホイール12を把持したか否かを判定する。すなわち、マイコン40は、所定値以上の操舵トルクτが所定時間以上検出されているか否かを判定し、所定値以上の操舵トルクτが、所定時間以上検出された場合(S40の判定「YES」)には、ステアリングホイール12が運転者により把持されたと判定してS50に移行する。すなわち、マイコン40は、所定値以上の操舵トルクτが所定時間存在または所定時間継続した場合は、手動運転モードに対応した把持を運転者がしていると判定するのである。
In S <b> 40, the
また、マイコン40の手動操舵介入判定部53は所定値以上の操舵トルクτが、所定時間以上検出されていない場合(所定時間未満の場合)には、ステアリングホイール12が運転者によって把持されていないと判定し(S40の判定「NO」)、S30にリターンして自動操舵モードを継続する。
Further, the manual steering
S50では、マイコン40はディザ信号生成部54への手動運転フラグをリセットして、ディザ信号生成部54からのディザ信号の出力を停止し、S60に移行する。これにより、ディザ信号によるモータ31、ステアリングシャフト13、並びにステアリングホイール12の振動が停止する。
In S50, the
S60では、マイコン40は、手動運転モードにするように、手動操舵介入フラグFLGmaをセットし、モータ指令電流切替部接点52bとモータ指令電流切替部接点52cを接続する。そして、手動操舵介入時モータ電流指令Im2*をモータ電流指令Im*として出力する。
In S60, the
このようにして、ステアリングホイール12の振動が停止したときに、手動運転モードとなる。
図4は、自動運転モード中のt1時に運転モード指示(手動運転モードの指示を含む)があり、t2時にステアリング振動が開始され、t3時に運転者がステアリングホイール12を把持した時である。t3〜t4時まで運転者がステアリングホイール12を所定値以上の操舵トルクτで継続して把持すると、t4時において、ステアリングが停止し、t4時の直後に手動運転モードとなる。
Thus, when the vibration of the
FIG. 4 shows a time when there is a driving mode instruction (including a manual driving mode instruction) at t1 in the automatic driving mode, steering vibration is started at t2, and the driver grips the
次に、本実施形態は下記の特徴がある。
(1)本実施形態の自動操舵装置11のEPSECU39(車両用制御装置)は、ステアリングホイール12に振動を付与するモータ31(振動付与部)と、モータ31の制御を行う振動制御部として機能する。また、EPSECU39は、切替部として、自動運転モードから手動運転モードへの切替えを行う際に、モータ31(振動付与部)にステアリングホイール12に振動をさせる。また、EPSECU39は、トルクセンサ36(検出部)をその外部に備えており、モータ31(振動付与部)によりステアリングホイール12に振動が付与されている状態のときにステアリングホイール12に対する運転者の把持検出を行う。EPSECU39(振動制御部)は、トルクセンサ36(検出部)による把持検出に基づいて、モータ31(振動付与部)による振動を停止制御する。また、EPSECU39(切替部)は、モータ31(振動付与部)によるステアリングホイール12の振動を停止したときに自動運転モードを終了させて手動運転モードに移行させる。この結果、本実施形態によれば、運転者の状態が手動運転モードに対応した状態になったときに自動運転モードから手動運転モードの切換えを行うことができる。従って、運転者がステアリングを握っていることが検出された後、手動運転モードに切り替えるため、手動運転の際は、確実にステアリングを把持していることになるから、従来に比してより安全な手動運転を実現することができる。
Next, this embodiment has the following features.
(1) The EPS ECU 39 (vehicle control device) of the
(2)本実施形態の自動操舵装置11のEPSECU39(車両用制御装置)では、把持検出が手動運転モードに対応した把持か否かを判定する手動操舵介入判定部53(判定部)を備えている。そして、EPSECU39(振動制御部)は手動操舵介入判定部53が前記把持検出が手動運転モードに対応した把持の場合に、モータ31(振動付与部)による振動を停止制御する。この結果、本実施形態によれば、より確実に運転者の状態を把握できる。
(2) The EPS ECU 39 (vehicle control device) of the
(3)本実施形態の車両用制御装置は、操舵トルク及び車速に基づいてモータ31を駆動して操舵系をアシスト制御するとともに、自動運転モードと手動運転モードとを切り換えるEPSECU39としている。この結果、電動パワーステアリング装置において、上記効果を容易に得ることができる。
(3) The vehicle control device of the present embodiment is an
(第2実施形態)
次に、第2実施形態を図5及び図6を参照して説明する。
第2実施形態は、本発明の車両用制御装置をステアバイワイヤ方式の自動操舵装置100に具体化したものである。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS.
In the second embodiment, the vehicle control device of the present invention is embodied in a steer-by-wire
図5に示すように、自動操舵装置100は、ステアリングホイール111、ステアリングシャフト112、反力モータ113、及び、転舵装置120を有する。ステアリングホイール111、ステアリングシャフト112、反力モータ113、及び、転舵装置120によりステアリング装置が構成されている。自動操舵装置100は、転舵装置120とステアリングシャフト112とが機械的に連結されていない構造である。自動操舵装置100は、ステアバイワイヤによって制御装置150の制御により転舵輪170の転舵角(以下、「転舵角α」)を変更する。このため、転舵装置120は、転舵角αをステアリングホイール111の操舵角θと独立して変更することができる。
As shown in FIG. 5, the
ステアリングシャフト112には、ステアリングホイール111が取付けられるとともに反力モータ113が図示しない減速機構を介して作動連結されている。反力モータ113が駆動されると、運転者によるステアリングホイール111の操作方向とは反対方向に作用する反力トルクをステアリングシャフト112に付与する。また、反力モータ113は、ステアリングホイール111に振動を付与する振動付与部に相当する。
A
図5に示すように転舵装置120は、転舵シャフト121、タイロッド122、及び、転舵モータ123を有している。転舵シャフト121は、その両端に連結されるタイロッド122及びナックル(図示略)を介して転舵輪170の支持部材(図示略)と連結されている。転舵モータ123が正逆回転すると、転舵シャフト121はギヤ機構(図示略)を介して往復直線運動し、該転舵シャフト121の往復動により、転舵輪170の転舵角αが変化する。
As shown in FIG. 5, the
操作部130は、図示しない車室内において運転者が操作できる位置に設けられている。操作部130は、例えば、自動操舵制御を実行する自動運転モードと手動操舵制御を実行する手動運転モードとを切り替える切替スイッチであり、切替スイッチが切り替え操作されたとき、切替信号を制御装置150に出力する。制御装置150は切替部に相当する。
The
図5に示すようにステアリングシャフト112には、操舵角センサ161及びトルクセンサ162が取り付けられている。操舵角センサ161は、ステアリングホイール111の操舵角θに応じた信号を制御装置150に出力する。また、トルクセンサ162は、ステアリングホイール111及び反力モータ113からステアリングシャフト112に引加されるトルクに応じた信号を制御装置150に出力する。
As shown in FIG. 5, a
図5に示すように、制御装置150は、上位制御装置160を有している。上位制御装置160は、自動運転モード時に、自動運転に必要なパラメータを制御装置150に出力する。例えば、上位制御装置160は、自動運転モードであるレーンキーピング走行の場合、図示しないカメラが撮像した走行レーン画像に基づいて走行レーンの曲率を算出し、その曲率及び車速に応じたレーンキーピング走行のための目標転舵角βを制御装置150に出力する。
As shown in FIG. 5, the
図6に示すように、制御装置150は、転舵角αを変更する操舵制御部151、操舵角θを制御する反力制御部154、自動操舵制御と手動操舵制御を切り替える切替制御部155、及び手動操舵介入判定部156を有する。反力制御部154は、操舵角制御部に相当する。
As shown in FIG. 6, the
切替制御部155は、操作部130からの自動操舵制御への切替信号または手動操舵制御への切替信号に基づいて、手動操舵制御と自動操舵制御とを切り替える。すなわち、切替制御部155は、手動操舵制御の実行中に、操作部130からの自動操舵制御への切替信号を受信したとき、それに応じて手動操舵制御から自動操舵制御に変更する旨の信号を操舵制御部151に送信する。
The switching
また、切替制御部155は、自動操舵制御の実行中に操作部130からの手動操舵制御への切替信号を受信したとき、それに応じて自動操舵制御から手動操舵制御に変更する旨の信号を操舵制御部151に送信する。なお、自動操舵制御から手動操舵制御に変更する旨の信号の出力タイミングについては後述する。
Further, when the switching
操舵制御部151は、自動操舵制御部152、及び手動操舵制御部153を有する。
自動操舵制御部152は、自動運転モード時に目標転舵角βに対応した転舵角αになるようにモータトルクを演算し、このモータトルクに基づいて転舵角αが目標転舵角βとなるように転舵モータ123を駆動する自動操舵制御を行う。
The
The automatic
手動操舵制御部153は、手動運転モード時に、操舵角センサ161が検出した操舵角θ及び予め記憶している操舵角θと目標転舵角βの関係マップを用いて目標転舵角βと、該目標転舵角βに対応した転舵角αになるようにモータトルクを演算する。そして、手動操舵制御部153は、このモータトルクに基づいて転舵モータ123を駆動して転舵角αを変更する手動操舵制御を行う。
In the manual operation mode, the manual
このようにして、操舵制御部151は、演算したモータトルクに基づいて転舵モータ123を制御し、転舵角αを変更する。
反力制御部154は、操舵角維持制御、及び操舵反力制御により、反力モータ113を駆動させ、ステアリングシャフト112にトルクを付与する。また、反力制御部154は、反力モータ113を振動させる振動制御部に相当する。
In this way, the
The reaction
操舵反力制御は、手動操舵制御中に行われる制御であって、転舵角αの大きさ、及び、転舵角αの変化速度等に基づいて、目標の反力トルクが演算され、目標の反力トルクに基づくモータ駆動信号が反力モータ113に出力されることにより反力モータ113が駆動される。このことにより、ステアリングが転舵装置とが機械的に連結されている操舵装置の場合と同様に、操舵感を運転者に与えるようにステアリングシャフト112に反力トルクが付与される。
Steering reaction force control is control performed during manual steering control, and a target reaction force torque is calculated based on the magnitude of the turning angle α, the change speed of the turning angle α, and the like. The
一方、操舵角維持制御は、自動操舵制御中に行われる制御であって、操作部130から手動操舵制御への切替信号を受信していないときは、操舵角θを所定角(例えば、ステアリングホイール111の中立位置としての「0」度)に維持する制御である。操舵角維持制御では、反力制御部154は、反力モータ113を駆動し、操舵角θが所定角に維持されるようにトルクをステアリングシャフト112に付与する。
On the other hand, the steering angle maintenance control is control performed during automatic steering control, and when the switching signal to the manual steering control is not received from the
また、反力制御部154は、図示しないがディザ信号生成部を有していて、下記のようにディザ信号生成部は生成したディザ信号を出力する。すなわち、反力制御部154は、操舵制御部151が自動操舵制御の実行中は、前記操舵角維持制御を実行するが、この制御中において、手動操舵制御への切替信号を受信した場合、さらに、操舵角維持制御中に出力するモータ駆動信号にディザ信号を重畳させて、反力モータ113に出力する。
The reaction
これによって、ディザ信号が重畳したモータ駆動信号が反力モータ113に出力されることにより反力モータ113は、操舵角を維持するとともにステアリングシャフト112に振動を付与する。この結果、ステアリングホイール111は、操舵角が維持されるように、かつ振動が付与される。
As a result, the motor drive signal on which the dither signal is superimposed is output to the
手動操舵介入判定部156は、自動操舵制御中(すなわち自動運転モード時)に運転者が手動操舵介入をしたか否かを判定する。すなわち、トルクセンサ162により所定値以上のトルクτが所定時間以上検出された場合には、自動操舵制御中に運転者が手動操舵介入をしたと判定し、トリガ信号を反力制御部154に出力する。手動操舵介入判定部156は、判定部に相当する。
The manual steering
(第2実施形態の作用)
次に本実施形態の自動操舵装置100の作用を説明する。
操作部130から切替制御部155に自動操舵制御(自動運転モード)から手動操舵制御(手動運転モード)への切替信号の入力があると、切替制御部155からその旨の信号が操舵制御部151及び反力制御部154に入力される。
(Operation of Second Embodiment)
Next, the operation of the
When a switching signal from the automatic steering control (automatic driving mode) to the manual steering control (manual driving mode) is input from the
操舵制御部151は、手動操舵制御と自動操舵制御とを切り替えを、手動操舵介入判定部156からのトリガ信号の入力があるまで待機する。
一方、反力制御部154は、操舵角維持制御を実行して得られたモータ駆動信号に図示しないディザ信号生成部からディザ信号を重畳して、反力モータ113に出力する。
The
On the other hand, the reaction
この結果、反力モータ113は、操舵角を維持するとともにステアリングシャフト112に振動を付与するため、ステアリングホイール111は、操舵角が維持され、かつ振動する。
As a result, the
この状態で、運転者がステアリングホイール111を把持した際、トルクセンサ162により所定値以上のトルクτが所定時間以上検出されているか否かを手動操舵介入判定部156が判定する。すなわち、手動操舵介入判定部156は、所定値以上のトルクτが所定時間以上あった場合は、手動運転モードに対応した把持を運転者がしていると判定するのである。
In this state, when the driver holds the
手動操舵介入判定部156は、所定値以上のトルクτが所定時間以上検出された場合には、自動操舵制御中に運転者が手動操舵介入をしたと判定し、トリガ信号を操舵制御部151及び反力制御部154に出力する。
When a torque τ greater than or equal to a predetermined value is detected for a predetermined time or more, the manual steering
トリガ信号の入力に基づいて反力制御部154は、図示しないディザ信号生成部からのティザ信号の出力を停止するとともに、操舵角維持制御を操舵反力制御に切替える。また、同時にトリガ信号の入力に基づいて操舵制御部151は、自動操舵制御部152の自動操舵制御から手動操舵制御部153の手動操舵制御に切替える。
Based on the input of the trigger signal, the reaction
本実施形態は、下記の特徴を有する。
(1)本実施形態では、ステアバイワイヤ方式の自動操舵装置100において、第1実施形態の(1)及び(2)の効果を享受できる。
This embodiment has the following features.
(1) In this embodiment, the steer-by-wire
なお、本発明の実施形態は前記実施形態に限定されるものではなく、下記のように変更してもよい。
・第1実施形態では、モータ31を振動付与部とし、また、第2実施形態では、反力モータ113を振動付与部とした。この構成に代えて、ステアリングホイール12、111またはコラムシャフト18、ステアリングシャフト112に振動付与部としてのバイブレータを取付けし、このバイブレータにより、ステアリングホイール12を振動させてもよい。
In addition, embodiment of this invention is not limited to the said embodiment, You may change as follows.
In the first embodiment, the
・第1実施形態及び第2実施形態では、運転者によるステアリングホイール12、111の把持の検出をトルクセンサ36、162にて行うようにしたが、トルクセンサ36、162に代えて、ステアリングホイール12、111に設けられた把持検出センサ24、157(図1、図5参照)を検出部としてもよい。把持検出センサ24は、例えば、タッチセンサ、圧力センサ、静電容量センサ等がある。
In the first embodiment and the second embodiment, the detection of the grip of the
11…自動操舵装置、12…ステアリングホイール、
13…ステアリングシャフト、14…ラックアンドピニオン機構、
15…ラック軸、18…コラムシャフト、
19…インターミディエイトシャフト、20…ピニオンシャフト、
21…タイロッド、22…転舵輪、24…把持検出センサ(検出部)、
30…バッテリ、31…モータ、33…減速機構、35…車速センサ、
34…EPSアクチュエータ、35…車速センサ、
36…トルクセンサ(検出部)、37…操舵角センサ、
38…自動運転ECU、39…EPSECU(車両用制御装置、切替部)、
40…マイコン、41…駆動回路部、42…電流センサ、
43…指令操舵角処理部、44…自動操舵切替部、
45…モータ制御信号生成部、50…車内ネットワーク、
51…トルク/モータ電流指令値マップ、52…モータ指令電流切替部、
52a、52b、52c…モータ指令電流切替部接点、
53…手動操舵介入判定部(判定部)、54…ディザ信号生成部、
55…減算器、56…モータ電流制御部、57…PWM出力部、
58…加算器、100…自動操舵装置、
111…ステアリングホイール、
112…ステアリングシャフト、113…反力モータ(振動付与部)、
120…転舵装置、121…転舵シャフト、122…タイロッド、
123…転舵モータ、130…操作部、150…制御装置(切替部)、
151…操舵制御部、152…自動操舵制御部、
153…手動操舵制御部、154…反力制御部(振動制御部)、
155…切替制御部、156…手動操舵介入判定部(判定部)、
157…把持検出センサ(検出部)、160…上位制御装置、
161…操舵角センサ、162…トルクセンサ(検出部)、
170…転舵輪。
11 ... automatic steering device, 12 ... steering wheel,
13 ... Steering shaft, 14 ... Rack and pinion mechanism,
15 ... rack shaft, 18 ... column shaft,
19 ... Intermediate shaft, 20 ... Pinion shaft,
21 ... Tie rod, 22 ... steering wheel, 24 ... grip detection sensor (detection unit),
30 ... Battery, 31 ... Motor, 33 ... Deceleration mechanism, 35 ... Vehicle speed sensor,
34 ... EPS actuator, 35 ... Vehicle speed sensor,
36 ... Torque sensor (detection unit), 37 ... Steering angle sensor,
38 ... automatic driving ECU, 39 ... EPSECU (vehicle control device, switching unit),
40 ... microcomputer, 41 ... drive circuit unit, 42 ... current sensor,
43 ... Command steering angle processing unit, 44 ... Automatic steering switching unit,
45 ... Motor control signal generator, 50 ... In-vehicle network,
51 ... Torque / motor current command value map, 52 ... Motor command current switching unit,
52a, 52b, 52c ... motor command current switching unit contacts,
53 ... Manual steering intervention determination unit (determination unit), 54 ... Dither signal generation unit,
55 ... subtractor, 56 ... motor current control unit, 57 ... PWM output unit,
58 ... adder, 100 ... automatic steering device,
111 ... steering wheel,
112 ... Steering shaft, 113 ... Reaction force motor (vibration applying portion),
120 ... steering device, 121 ... steering shaft, 122 ... tie rod,
123 ... steering motor, 130 ... operation unit, 150 ... control device (switching unit),
151 ... Steering control unit, 152 ... Automatic steering control unit,
153 ... Manual steering control unit, 154 ... Reaction force control unit (vibration control unit),
155 ... switching control unit, 156 ... manual steering intervention determination unit (determination unit),
157... Grip detection sensor (detection unit), 160.
161 ... Steering angle sensor, 162 ... Torque sensor (detector),
170: Steering wheel.
Claims (4)
前記振動付与部の制御を行う振動制御部と、
車両の運転を自動的に行う自動運転モードから、運転者が運転操作を手動で行う手動運転モードへの切換えを行う切替部とを備え、
前記切替部が自動運転モードから手動運転モードへの切替えを行う際に、前記振動制御部が、前記振動付与部に前記ステアリングホイールを振動させる車両用制御装置であって、
前記振動付与部により前記ステアリングホイールに振動が付与されている状態のときに前記ステアリングホイールに対する運転者の把持検出を行う検出部を備え、
前記振動制御部は、前記把持検出に基づいて、前記振動付与部による振動を停止制御し、
前記切替部は、前記振動付与部による前記ステアリングホイールの振動を停止したときに自動運転モードから手動運転モードに移行させる車両用制御装置。 A vibration applying unit that applies vibration to the steering wheel;
A vibration control unit that controls the vibration applying unit;
A switching unit for switching from an automatic driving mode for automatically driving a vehicle to a manual driving mode for a driver to manually drive,
When the switching unit performs switching from the automatic operation mode to the manual operation mode, the vibration control unit is a vehicle control device that causes the vibration applying unit to vibrate the steering wheel,
A detector that detects a driver's grip on the steering wheel when vibration is applied to the steering wheel by the vibration applying unit;
The vibration control unit performs stop control of vibration by the vibration applying unit based on the grip detection,
The switching unit is a vehicle control device that shifts from the automatic driving mode to the manual driving mode when the vibration of the steering wheel by the vibration applying unit is stopped.
前記振動制御部は、前記判定部が前記把持検出が手動運転モードに対応した把持の場合に、前記振動付与部による振動を停止制御する請求項1に記載の車両用制御装置。 The vibration control unit includes a determination unit that determines whether the grip detection is gripping corresponding to a manual operation mode,
2. The vehicle control device according to claim 1, wherein the vibration control unit performs stop control of vibration by the vibration applying unit when the determination unit performs gripping in which the grip detection corresponds to a manual operation mode.
前記ステアリングホイールが転舵輪とが機械的に分離されたステアバイワイヤ方式のステアリング装置を制御する制御装置である車両用制御装置。 The vehicle control device according to claim 1 or 2,
A vehicle control device that is a control device that controls a steer-by-wire steering device in which the steering wheel is mechanically separated from a steered wheel.
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