JP2018172050A - 操舵制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施の形態に係る車両用操舵装置は、自動運転車両に搭載される車両用操舵装置である。本実施の形態に係る自動運転車両は、運転者の操縦による手動運転とコンピュータによる自動運転とを切り替え可能であり、手動運転では運転者にステアリング機構を操作させる手動操舵制御が行われ、自動運転ではステアリング機構をモータにより自動で操作する自動操舵制御が行われる。図1は、本発明の実施の形態に係る車両用操舵装置の構成を示す図である。まず、図1を用いて車両用操舵装置100の構造系について説明する。
操舵制御装置20により実施される操舵制御には、運転者に操舵ハンドル2を介してステアリング機構4を操作させる手動操舵制御と、ステアリング機構4をモータ8により自動で操作する自動操舵制御とが含まれる。手動操舵制御と自動操舵制御との切り替えは、基本的には運転者のスイッチ操作によって行われる。ただし、自動操舵制御が続けられなくなった場合には、操舵制御装置20によって手動操舵制御への切り替えが行われる場合がある。また、自動操舵制御の開始条件が整っていない場合には、操舵制御装置20によって自動操舵制御への切り替えが拒否される場合もある。
目標走行経路追従制御部22は、上位の制御装置から目標走行経路を取得するとともに、車速センサ、加速度センサ、ヨーレートセンサ、カメラ、GPS装置等から現在の車両状態に関する情報を取得する。そして、取得した目標走行経路と現在の車両状態とに基づき、車両を目標走行経路に追従させるために必要な舵角、つまり、実際の車両の走行経路と目標走行経路との差をなくすための舵角を計算し、それを舵角指令値として出力する。目標走行経路追従制御部22では、一定の応答性をもって実際の走行経路を目標走行経路に収束させるように舵角指令値が計算される。なお、車両を目標走行経路に追従させるための舵角指令値の計算方法については、既に多くの公知文献においてその計算方法が提案されているため、本明細書ではその詳細について説明することはしない。
以上のように構成された操舵制御装置20により、自動運転の一環としての自動操舵制御が行われる。図6は、操舵制御装置20による自動操舵制御の開始時の制御フローを示すフローチャートである。操舵制御装置20は、このような制御フローに基づいて作成されたプログラムをメモリから読み出して実行する。
図7は、操舵制御装置20による自動操舵制御の制御結果と比較例による制御結果とを並べて示す図である。上から1段目のグラフが第1の比較例による制御結果を示し、上から2段目のグラフが第2の比較例による制御結果を示し、上から3段目のグラフが操舵制御装置20による自動操舵制御の制御結果を示している。いずれのグラフにおいても、手動操舵制御から自動操舵制御への切り替え後、途中で横風等の外乱が車両に作用した場合のステアリング角度の変化が実線で示されている。
4 ステアリング機構
6 前輪
8 モータ
10 モータドライバ
12 ステアリング角度センサ
20 操舵制御装置
22 目標走行経路追従制御部
24 舵角指令選択部
26 舵角指令追従制御部
28 経路差判定部
30 舵角指令再計算部
100 車両用操舵装置
Claims (6)
- 運転者にステアリング機構を操作させる手動操舵制御と、前記ステアリング機構をモータにより自動で操作する自動操舵制御とを切り替え可能な操舵制御装置であって、前記自動操舵制御が選択されているときには、目標走行経路を取得し、実際の車両の走行経路と前記目標走行経路との差がなくなるように舵角指令値を算出し、前記舵角指令値に実際のステアリング角度を追従させるように前記モータを駆動する舵角指令追従制御を行うように構成された操舵制御装置において、
前記操舵制御装置は、
前記手動操舵制御から前記自動操舵制御へ切り替える場合、前記目標走行経路に対する現在の車両の走行経路の逸脱度が所定の閾値以上であるか判定し、
前記逸脱度が前記閾値以上である場合、前記自動操舵制御への切り替え後の実際のステアリング角度を前記舵角指令値へ徐々に変化させるように、前記自動操舵制御の開始時のステアリング角度と前記舵角指令値とに基づいて、前記舵角指令追従制御で用いる舵角指令値を再計算する
ように構成されていることを特徴とする操舵制御装置。 - 前記操舵制御装置は、
前記手動操舵制御から前記自動操舵制御への切り替えの要求を受けた場合、前記逸脱度が所定の上限値以上であるか判定し、
前記逸脱度が所定の上限値以上である場合、前記自動操舵制御への切り替えを中止して前記手動操舵制御を続行する
ように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の操舵制御装置。 - 前記操舵制御装置は、
前記自動操舵制御の開始時のステアリング角度と前記舵角指令値との差分に対するフィルタ処理或いはレートリミッタ処理により、前記舵角指令追従制御で用いる舵角指令値を再計算する
ように構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の操舵制御装置。 - 前記操舵制御装置は、
車両挙動及びステアリング挙動を許容範囲に収めながら、前記自動操舵制御の開始から所定時間が経過するまでに実際の車両の走行経路と前記目標走行経路とを一致させるように、前記舵角指令追従制御で用いる舵角指令値を再計算する
ように構成されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の操舵制御装置。 - 前記操舵制御装置は、
前記舵角指令追従制御で用いる舵角指令値を再計算する場合、再計算された前記舵角指令値に対する実際のステアリング角度の追従性を高めるように前記舵角指令追従制御のゲインを調整する
ように構成されていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の操舵制御装置。 - 前記操舵制御装置は、
前記舵角指令追従制御で用いる舵角指令値を再計算する場合、前記舵角指令追従制御の積分項に含まれる積分値の更新を停止するか、或いは、同積分値をリセットする
ように構成されていることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の操舵制御装置。
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