JP6663072B1 - 保舵判定装置、ステアリング制御装置、及びステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明の実施形態1について、詳細に説明する。
図1は、本実施形態に係る車両900の概略構成を示す図である。図1に示すように、車両900は、懸架装置(サスペンション)100、車体200、車輪300、タイヤ310、操舵部材410、ステアリングシャフト420、トルクセンサ430、舵角センサ440、トルク印加部460、ラックピニオン機構470、ラック軸480、エンジン500、ECU(Electronic Control Unit)(制御装置、制御部、ステアリング制御装置)600、発電装置700およびバッテリ800を備えている。ここで、懸架装置100、及びECU600は、本実施形態に係るサスペンション装置を構成する。また、操舵部材410、ステアリングシャフト420、トルクセンサ430、舵角センサ440、トルク印加部460、ラックピニオン機構470、ラック軸480、及びECU600は、本実施形態に係るステアリング装置(操舵装置)を構成する。
・4輪の車輪速(車輪速センサ320A〜D)
・ヨーレート(ヨーレートセンサ350)
・前後G(前後Gセンサ340)
・横G(横Gセンサ330)
・ブレーキ圧(ブレーキ圧センサ530)
・エンジントルク(エンジントルクセンサ510)
・エンジン回転数(エンジン回転数センサ520)
・舵角(舵角センサ440)
・操舵トルク(トルクセンサ430)
・車両900周辺の画像(カメラ550)
図2は、ECU600の概略構成を示す図である。
続いて、図3を参照して、ステアリング制御部610、および保舵判定装置620について説明する。図3は、ステアリング制御部610、および保舵判定装置620の構成例を示すブロック図である。
θsw:操舵角
ドット付のθsw:操舵角速度
θpi:ピニオンギアの回転角
ドット付のθpi:ピニオンギアの角速度
K:弾性係数
D:減衰係数
decc:操舵部材の回転中心から操舵部材の重心までの距離を示す定数
g:重力加速度
Isw:操舵部材のイナーシャ(慣性モーメント)
u:操舵トルク
p1、p2、p3:摩擦係数
θsw:操舵角
ドット付のθsw:操舵角速度
θpi:ピニオンギアの回転角
ドット付のθpi:ピニオンギアの角速度
u:操舵トルク。
図5は、保舵判定装置620による処理の流れの一例を示すフローチャートである。
保舵判定装置620の予測値算出部621は、各状態量の実測値を取得する。一例として、予測値算出部621は、トルクセンサ430から供給される時刻tnにおける操舵トルク(実トルク)を取得する。また、予測値算出部621は、トルク印加部460が備えるモータ回転角センサから供給されるピニオンギアの時刻tnにおける回転角の実測値を取得する。
続いて、予測値算出部621は、ステップS1において取得した各状態量の実測値を参照して、各状態量の予測値を算出する。一例として、予測値算出部621は、時刻tnにおける操舵トルクと、時刻tnにおけるピニオンギアの回転角の実測値とを参照して、ドライバが手放し状態であると仮定した場合の時刻tn+1におけるピニオンギアの回転角の予測値を算出する。
続いて、保舵判定装置620の保舵判定部622は、予測値算出部621が算出した予測値と、当該予測値に対応する実測値とを参照して、操舵部材410をドライバが保舵しているのか否かを判定する。一例として、保舵判定部622は、モータ回転角センサから供給される時刻tn+1におけるピニオンギアの回転角の実測値を取得する。保舵判定部622は、時刻tn+1におけるピニオンギアの回転角の実測値と、ステップS2で算出した時刻tn+1におけるピニオンギアの回転角の予測値とを参照して、操舵部材410をドライバが保舵しているのか否かを判定する。
保舵判定部622は、操舵部材410をドライバが保舵している保舵状態を示すフラグ(ハンズオンフラグ)を出力する。一例として、保舵判定部622は、1の値を有するハンズオン判定フラグを出力する。
保舵判定部622は、操舵部材410をドライバが保舵していない手放し状態を示すフラグ(ハンズオフフラグ)を出力する。一例として、保舵判定部622は、0の値を有するハンズオン判定フラグを出力する。
図6は、カルマンフィルタを用いた推定値の逐次的な算出処理の流れを示すフローチャートである。
まず、予測値算出部621は、初期パラメータとして、時刻t=0における、状態量xt(t=0)とPt(t=0)とを決定する。ここで、状態量xt(t=0)としては、状態方程式に関連して例示した状態量の何れかの初期値を用いることができ、一例として、ピニオンギアの回転角の初期値を用いることができる。また、Ptは時刻tにおける解析誤差共分散行列を示す。以下では、Ptのことを単に共分散行列とも呼ぶ。
続いて、予測値算出部621は、以下の式(2)、(3)に基づき、時刻tをt+1にインクリメントしたうえで状態量の予測値xtと共分散行列Ptとを算出する。
次に、予測値算出部621は、CAN370を介して、時刻tにおける車両900の走行状態の各状態量の実測値ytを取得する。ここで、状態量の実測値ytとしては、状態方程式に関連して例示した状態量の何れかの実測値を用いることができ、一例として、ピニオンギアの回転角の実測値を用いることができる。
次に、予測値算出部621は、ステップS12で算出した共分散行列Ptを用いることによって、以下の式(4)よりカルマンゲインKtを算出する。
次に、ステップS15において、予測値算出部621は、計算を終了すべきか否かを判断し、終了させる場合には、本フローを終了させ、終了させない場合には、ステップS12に戻り、更新値xt estをxtとして用いて計算を続ける。
ECU600の制御ブロック(ステアリング制御部610、保舵判定装置620)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、CPU(Central Processing Unit)を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
600 ECU(ステアリング制御装置)
610 ステアリング制御部
620 保舵判定装置
621 予測値算出部
622 保舵判定部
900 車両
Claims (8)
- 操舵部材をドライバが保舵しているのか否かを判定する保舵判定装置であって、
操舵トルクと、車輪の転舵角に関連する状態量の実測値とを参照して、当該状態量の予測値を逐次的に算出する予測値算出部と、
前記予測値算出部が算出した予測値と、当該予測値に対応する実測値とを参照して、前記操舵部材をドライバが保舵しているのか否かを判定する保舵判定部と
を備えている保舵判定装置。 - 前記車輪の転舵角を示す状態量は、前記車輪を転舵するモータの回転角である
請求項1に記載の保舵判定装置。 - 前記車輪の転舵角を示す状態量は、前記車輪に接続されたラック軸の変位である
請求項1に記載の保舵判定装置。 - 前記保舵判定部は、前記予測値算出部が算出した予測値と、当該予測値に対応する実測値との差に応じて、前記操舵部材をドライバが保舵しているのか否かを判定する
請求項1から3の何れか1項に記載の保舵判定装置。 - 前記保舵判定部は、前記予測値算出部が算出した予測値と、当該予測値の分散と、当該予測値に対応する実測値を用いた更新値とに応じて、前記操舵部材をドライバが保舵しているのか否かを判定する
請求項1から3の何れか1項に記載の保舵判定装置。 - 予測値算出部が用いる状態方程式には、
前記車輪の転舵に伴う弾性成分、
前記車輪の転舵に伴う減衰成分、
前記操舵部材の偏心に起因した成分、及び、
前記車輪の転舵に伴う摩擦成分
の少なくとも何れかが含まれている
請求項1から5の何れか1項に記載の保舵判定装置。 - 請求項1から6の何れか1項に記載の保舵判定装置を備え、
前記保舵判定装置による判定結果に応じてステアリング制御量を変更する
ことを特徴とするステアリング制御装置。 - 請求項7に記載のステアリング制御装置を備えていることを特徴とするステアリング装置。
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