JP2023141562A - 操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両が路面の凹凸を通過した際にステアリングが周期的に動くのを抑制する。
【解決手段】操舵制御装置１０は、目標ヨーレートに対応するフィードフォワード舵角を決定するフィードフォワード舵角決定部１１と、ヨーレートセンサ３で検出されたヨーレート及び舵角センサ４で検出された舵角に基づいてフィードバック舵角を決定するフィードバック舵角決定部１２と、フィードフォワード舵角及びフィードバック舵角に基づいて車両１の目標舵角を決定する目標舵角決定部１４と、ヨーレートセンサ３で検出されたヨーレートが目標ヨーレートを含む目標ヨーレート範囲を超え、且つ、舵角センサ４で検出された舵角が周期的に動く場合に、目標舵角決定部１４に出力するフィードバック舵角を固定値に補正するフィードバック舵角固定制御を行う補正部１３と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、操舵制御装置に関する。

特許文献１には、車線逸脱防止装置において、車両が路面凹凸の上を走行していることが検出されたときに、車両を減速させる技術が記載されている。

特開２００５―１６２０４４号公報

車線逸脱防止装置等の操舵制御装置には、ヨーレートセンサにより検出した車両のヨーレートが目標ヨーレートとなるように車両の操舵制御を行うものがある。このような操舵制御装置では、目標ヨーレートに対応するフィードフォワード舵角とヨーレートセンサで検出されたヨーレート及び舵角センサで検出された舵角に基づいて決定されるフィードバック舵角とにより目標舵角が決定され、決定された目標舵角に基づいて車両の操舵制御が行われる。ここで、車両が路面の凹凸を通過すると、車両に上下方向の外乱が発生して、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサに外乱が付与される。このような外乱がヨーレートセンサに付与されると、ヨーレートセンサで検出するヨーレートが目標ヨーレートから大きく乖離するため、この乖離を小さくする目標舵角が決定され、決定された目標舵角に基づく車両の操舵制御により車両が大きく旋回する。その後、車両の向きを戻すように右旋回方向の目標舵角と左旋回方向の目標舵角とが短時間に繰り返されて、周期的にステアリングが右操舵方向及び左操舵方向に動く現象が発生する。

そこで、本発明は、車両が路面の凹凸を通過した際にステアリングが周期的に動くのを抑制することができる操舵制御装置を提供することを課題とする。

本発明に係る操舵制御装置は、ヨーレートを検出するヨーレートセンサと、舵角を検出する舵角センサと、を有する車両に搭載され、車両のヨーレートが目標ヨーレートとなるように車両を操舵制御する操舵制御装置であって、目標ヨーレートに対応するフィードフォワード舵角を決定するフィードフォワード舵角決定部と、ヨーレートセンサで検出されたヨーレート及び舵角センサで検出された舵角に基づいてフィードバック舵角を決定するフィードバック舵角決定部と、フィードフォワード舵角及びフィードバック舵角に基づいて車両の目標舵角を決定する目標舵角決定部と、ヨーレートセンサで検出されたヨーレートが目標ヨーレートを含む目標ヨーレート範囲を超え、且つ、舵角センサで検出された舵角が周期的に動く場合に、目標舵角決定部に出力するフィードバック舵角を固定値に補正するフィードバック舵角固定制御を行う補正部と、を備える。

この操舵制御装置では、車両のヨーレートが目標ヨーレートとなるように車両の操舵制御を行うことで、例えば、車両が車線の所定の位置を走行するように又は車両が車線から逸脱しないように車両を走行させることができる。そして、ヨーレートセンサにより検出されたヨーレートが目標ヨーレート範囲を超え、且つ、舵角センサで検出された舵角が周期的に動く場合に、目標舵角決定部に出力するフィードバック舵角を固定値に補正するフィードバック舵角固定制御を行うため、車両が路面の凹凸を通過した際にステアリングが周期的に動くのを抑制することができる。

フィードフォワード舵角決定部は、車両が走行している車線の曲率及び車両の車速に基づいて目標ヨーレートを設定してもよい。この操舵制御装置では、車線の曲率及び車両の車速に基づいて目標ヨーレートを設定するため、フィードフォワード舵角を適切に算出することができる。

フィードフォワード舵角決定部は、車両が車線から逸脱しないように目標ヨーレートを設定してもよい。この操舵制御装置では、車両が車線から逸脱しないように目標ヨーレートを設定するため、車両が車線から逸脱するのを適切に抑制することができる。

補正部は、フィードバック舵角固定制御において、フィードバック舵角を、直近の設定期間におけるフィードバック舵角の平均値に補正してもよい。この操舵制御装置では、フィードバック舵角固定制御において、フィードバック舵角を直近の設定期間におけるフィードバック舵角の平均値に補正するため、フィードバック舵角固定制御の前後で車両の挙動が不安定になるのを抑制することができる。

目標舵角決定部は、目標舵角の変位速度が設定速度を超える場合に、目標舵角の変位速度を制限し、補正部は、更に目標舵角決定部が目標舵角の変位速度を制限した場合に、フィードバック舵角固定制御を行ってもよい。この操舵制御装置では、目標舵角の変位速度が設定速度を超える場合に目標舵角の変位速度を制限することで、車両の挙動が不安定になるのを抑制することができる。ここで、車両が路面の凹凸を通過することによりヨーレートセンサに外乱が付与されると、目標舵角の変位速度が過大になりやすい。そこで、目標舵角の変位速度が設定速度を超えることにより目標舵角の変位速度を制限したことも条件としてフィードバック舵角固定制御を行う。これにより、車両が路面の凹凸を通過した際にステアリングが周期的に動くのをより適切に抑制することができる。

目標舵角決定部は、目標舵角が設定値を超える場合に、目標舵角の変位速度を制限し、補正部は、更に目標舵角決定部が目標舵角の変位速度を制限した場合に、フィードバック舵角固定制御を行ってもよい。この操舵制御装置では、目標舵角が設定値を超える場合に目標舵角の変位速度を制限することで、車両の挙動が不安定になるのを抑制することができる。そして、車両が路面の凹凸を通過することによりヨーレートセンサに外乱が付与されると、目標舵角が過大になりやすい。そこで、目標舵角が設定値を超えることにより目標舵角の変位速度を制限したことも条件としてフィードバック舵角固定制御を行う。これにより、車両が路面の凹凸を通過した際にステアリングが周期的に動くのをより適切に抑制することができる。

操舵制御装置は、フィードバック舵角固定制御を行ってから設定時間が経過すると、フィードバック舵角固定制御を解除してもよい。この操舵制御装置では、フィードバック舵角固定制御を行ってから設定時間が経過するとフィードバック舵角固定制御を解除することで、車両が路面の凹凸を通過することによりヨーレートセンサに付与された外乱が収まったか否かを判定することなく、フィードバック舵角固定制御を解除することができる。これにより、制御の簡素化を図ることができる。

本発明によれば、車両が路面の凹凸を通過した際にステアリングが周期的に動くのを抑制することができる。

第一実施形態に係る操舵制御装置を示す模式図である。 時間と目標舵角との関係の一例を示すグラフである。 時間とヨーレートとの関係の一例を示すグラフである。 時間とフィードバック舵角決定部が決定したフィードバック舵角との関係の一例を示すグラフである。 時間と補正部が補正したフィードバック舵角との関係の一例を示すグラフである。 第一実施形態に係る操舵制御装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。 第二実施形態に係る操舵制御装置を示す模式図である。 第二実施形態に係る操舵制御装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

［第一実施形態］
図１は、第一実施形態に係る操舵制御装置１０を示す模式図である。図１に示すように、本実施形態に係る操舵制御装置１０は、車両１に搭載されて、車両１の操舵制御を行う。操舵制御装置１０は、例えば、車両１が車線から逸脱しないように又は車両１が車線の車幅方向における所定位置を走行するように、車両１の操舵制御を行う。

車両１は、カメラ２と、ヨーレートセンサ３と、舵角センサ４と、車速センサ５と、操舵アクチュエータ６と、操舵制御装置１０と、を備える。

カメラ２は、車両１の前方を撮像する。カメラ２は、単眼カメラであってもよく、ステレオカメラであってもよい。ステレオカメラは、両眼視差を再現するように配置された二つの撮像部を有する。ステレオカメラの撮像情報には、奥行き方向の情報も含まれる。カメラ２は、撮像した撮像画像を操舵制御装置１０に出力する。

ヨーレートセンサ３は、車両１のヨーレートを検出する。ヨーレートは、車両１の鉛直軸周りの回転角速度である。ヨーレートセンサ３としては、例えばジャイロセンサが用いられる。ヨーレートセンサ３は、検出した車両１のヨーレートを示す情報を操舵制御装置１０に出力する。

舵角センサ４は、車両１の舵角（操舵軸の回転量）を検出する。舵角センサ４は、検出した車両１の舵角を示す情報を操舵制御装置１０に出力する。

車速センサ５は、車両１の車速（速度）を検出する。車速センサ５としては、例えば、車両１のドライブシャフトに設けられ、車輪の回転速度を検出する車輪速センサが用いられる。車速センサ５は、検出した車両１の車速を示す情報を操舵制御装置１０に出力する。

操舵アクチュエータ６は、操舵制御装置１０からの制御信号に応じて電動パワーステアリングシステムの駆動を制御する。電動パワーステアリングシステムの駆動が制御されることにより、車両１の舵角が制御される。

操舵制御装置１０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を有する電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）である。操舵制御装置１０では、例えば、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＣＰＵで実行することで、各種の制御を実行する。操舵制御装置１０は、単一の電子制御ユニットにより構成されていてもよく、複数の電子制御ユニットにより構成されていてもよい。

操舵制御装置１０は、車両１のヨーレートが目標ヨーレートとなるように車両１を操舵制御する。操舵制御装置１０は、機能的構成として、フィードフォワード舵角決定部１１と、フィードバック舵角決定部１２と、補正部１３と、目標舵角決定部１４と、ヨーレート判定部１５と、ステアリング判定部１６と、を備える。

フィードフォワード舵角決定部１１は、目標ヨーレートに対応するフィードフォワード舵角を決定する。例えば、フィードフォワード舵角決定部１１は、目標ヨーレートを設定し、車両１が走行している車線の曲率及び車両１の車速に基づいて目標ヨーレートを決定し、目標ヨーレートに対応するフィードフォワード舵角を決定する。そして、フィードフォワード舵角決定部１１は、決定したフィードフォワード舵角を目標舵角決定部１４に出力する。

車両１が走行している車線の曲率は、カメラ２で撮像された撮像画像を解析することにより取得する。なお、車両１が走行している車線の曲率は、ＧＰＳ等で車両１の位置を特定し、特定した車両１の位置を地図情報に照らし合わせることにより取得してもよい。車両１の車速は、車速センサ５から取得する。目標ヨーレートγ_Ｔは、例えば、車両１が車線の幅方向中央を走行させるためのヨーレートであってもよく、車両１が車線を逸脱しそうになった場合に、車両１が車線を逸脱しないように車両１を車線の幅方向中央側に戻すためのヨーレートであってもよい。フィードフォワード舵角は、車両１のヨーレートを目標ヨーレートγ_Ｔにするための舵角である。

フィードバック舵角決定部１２は、ヨーレートセンサ３によって検知された車両１のヨーレートγと舵角センサ４によって検知された車両１の舵角とに基づいて、フィードバック舵角を決定する。例えば、フィードバック舵角決定部１２は、ヨーレートセンサ３によって検知された車両１のヨーレートγに対応する舵角と、目標ヨーレートγ_Ｔに対応する舵角との差分を、フィードバック舵角として決定する。そして、フィードバック舵角決定部１２は、決定したフィードバック舵角を補正部１３に出力する。

補正部１３は、フィードバック舵角決定部１２から出力されたフィードバック舵角を、必要に応じて補正して目標舵角決定部１４に出力する。なお、補正部１３の詳細は後述する。

目標舵角決定部１４は、フィードフォワード舵角及びフィードバック舵角に基づいて、車両１の目標舵角を決定する。例えば、目標舵角決定部１４は、フィードフォワード舵角決定部１１が決定したフィードフォワード舵角とフィードバック舵角決定部１２が決定したフィードバック舵角とを合わせた舵角を、目標舵角とする。また、補正部１３によりフィードバック舵角が補正された場合は、フィードフォワード舵角決定部１１が決定したフィードフォワード舵角と補正部１３により補正されたフィードバック舵角とを合わせた舵角を、目標舵角とする。そして、目標舵角決定部１４は、決定した目標舵角に基づいて操舵アクチュエータ６を駆動制御することにより、車両１の操舵制御を行う。

ところで、目標舵角の変位速度が過大になった場合に、そのままの目標舵角で車両１の操舵制御を行うと、車両１の挙動が不安定になる可能性がある。目標舵角の変位速度は、単位当たりの目標舵角の変位量である。同様に、目標舵角が過大になった場合に、そのままの目標舵角で車両１の操舵制御を行うと、車両１の挙動が不安定になる可能性がある。

そこで、図２に示すように、目標舵角決定部１４は、目標舵角の変位速度が設定速度を超えると、又は、目標舵角が設定値を超えると、目標舵角の変位速度を制限する。図２は、時間と目標舵角との関係の一例を示すグラフである。図２において、破線は、変位速度を制限しない場合の目標舵角を示しており、実線は、変位速度を制限した場合の目標舵角を示している。目標舵角の変位速度を制限する条件である、目標舵角の変化速度の設定速度及び目標舵角の設定値は、特に限定されるものではない。例えば、目標舵角の変化速度の設定速度は、目標舵角に基づいて車両１の操舵制御を行った際に、車両１の挙動が不安定にならない範囲の速度とすることができる。同様に、目標舵角の設定値は、目標舵角に基づいて車両１の操舵制御を行った際に、車両１の挙動が不安定にならない範囲の値とすることができる。なお、目標舵角の変位速度は、例えば、過去の目標舵角を記録しておくことで容易に求めることができる。

ここで、図３及び図４を参照して、車両１が路面の凹凸を通過した場合の状態について説明する。図３は、時間とヨーレートとの関係の一例を示すグラフである。図４は、時間とフィードバック舵角決定部が決定したフィードバック舵角との関係の一例を示すグラフである。図３及び図４では、車両１が路面の凹凸を通過したタイミングを時間Ｔ１で示している。図４は、図３の一部の時間帯における時間とフィードバック舵角との関係の一例を示している。路面の凹凸は、例えば、目地、ランブルストリップ、小石等の、車両１が通過することにより車両１が上下方向に揺れる凹凸である。

図３及び図４に示すように、車両１が凹凸を通過して車両１に上下方向の外乱が発生すると、ヨーレートセンサ３にも外乱（衝撃）が付与されて、ヨーレートセンサ３が検出するヨーレートγが急激にプラス側（又はマイナス側）に大きくなる。これにより、フィードバック舵角決定部１２が決定するフィードバック舵角も急激にプラス側（又はマイナス側）に大きくなるため、目標舵角決定部１４は、ステアリングが左操舵方向（又は右操舵方向）に大きく動くように目標舵角を決定して、操舵アクチュエータ６を駆動制御する。これにより、車両１が左旋回（又は右旋回）を開始する。すると、ヨーレートセンサ３は、車両１が凹凸を通過したときとは逆方向であるマイナス側（又はプラス側）のヨーレートγを検出する。これにより、フィードバック舵角決定部１２は、マイナス側（又はプラス側）にフィードバック舵角を決定し、目標舵角決定部１４は、ステアリングが右操舵方向（又は左操舵方向）に動くように目標舵角を決定し、操舵アクチュエータ６を駆動制御する。つまり、目標舵角決定部１４は、凹凸の通過により旋回した車両１の向きを戻すように目標舵角を決定して、操舵アクチュエータ６を駆動制御する。そして、このような処理動作が短時間の間に繰り返されることで、周期的にステアリングが動く現象が発生する。ステアリングの周期的な動きとは、ステアリングが右操舵（右回転）方向への移動と左操舵（左回転）方向への移動とを短時間に繰り返すことをいう。

ヨーレート判定部１５は、ヨーレートセンサ３により検出されたヨーレートγが目標ヨーレートγ_Ｔを含む目標ヨーレート範囲γ_Ｒを超えたか否かを判定する。目標ヨーレート範囲γ_Ｒは、目標ヨーレートγ_Ｔよりも小さいヨーレートから目標ヨーレートγ_Ｔよりも大きいヨーレートまでの範囲である。目標ヨーレート範囲γ_Ｒの上限値及び下限値は、特に限定されるものではない。例えば、目標ヨーレート範囲γ_Ｒは、ヨーレートセンサ３に外乱が付与されないときのヨーレートセンサ３により検出されたヨーレートγが含まれ、車両１が路面の凹凸を通過することによりヨーレートセンサ３に外乱が付与されたときのヨーレートセンサ３により検出されたヨーレートγが含まれない範囲とすることができる。

ステアリング判定部１６は、舵角センサ４で検出された舵角が周期的に動いているか否か、つまり、ステアリングが周期的に動いているか否かを判定する。ステアリング判定部１６は、舵角センサ４で検出された舵角が、右操舵向（プラス方向）と左操舵方向（マイナス方向）とに短時間に繰り返し切り替わる場合に、舵角センサ４で検出された舵角が周期的に動いている、つまり、ステアリングが周期的に動いていると判定する。

補正部１３は、ヨーレートセンサ３により検出されたヨーレートγが目標ヨーレートγ_Ｔを含む目標ヨーレート範囲γ_Ｒを超え、且つ、舵角センサ４で検出された舵角が周期的に動くか否かを判定する。ヨーレートセンサ３により検出されたヨーレートγが目標ヨーレートγ_Ｔを含む目標ヨーレート範囲γ_Ｒを超えるか否かは、ヨーレート判定部１５の判定結果に基づいて判定する。また、舵角センサ４で検出された舵角が周期的に動くか否かは、ステアリング判定部１６の判定結果に基づいて判定する。そして、補正部１３は、ヨーレートセンサ３により検出されたヨーレートγが目標ヨーレートγ_Ｔを含む目標ヨーレート範囲γ_Ｒを超え、且つ、舵角センサ４で検出された舵角が周期的に動く場合に、フィードバック舵角固定制御を行う。フィードバック舵角固定制御は、目標舵角決定部１４に出力するフィードバック舵角を固定値に補正する制御である。また、補正部１３は、フィードバック舵角固定制御を行ってから（フィードバック舵角固定制御を開始してから）設定時間が経過すると、フィードバック舵角固定制御を解除する。

図５は、時間と補正部が補正したフィードバック舵角との関係の一例を示すグラフである。図４及び図５では、フィードバック舵角固定制御を開始したタイミングを時間Ｔ２で示しており、フィードバック舵角固定制御を解除したタイミングを時間Ｔ３で示している。フィードバック舵角固定制御を実行していないとき（フィードバック舵角固定制御の実行前及び解除後）は、補正部１３は、フィードバック舵角決定部１２から出力されたフィードバック舵角をそのまま目標舵角決定部１４に出力する。このため、目標舵角決定部１４は、フィードバック舵角決定部１２が決定したフィードバック舵角に基づいて目標舵角を決定する。一方、図５に示すように、フィードバック舵角固定制御の実行中は、補正部１３は、フィードバック舵角決定部１２から出力されたフィードバック舵角を固定値に補正して目標舵角決定部１４に出力する。このため、目標舵角決定部１４は、フィードバック舵角決定部１２が決定したフィードバック舵角に基づいて目標舵角を決定するのではなく、補正部１３により固定値に補正されたフィードバック舵角により目標舵角を決定する。

フィードバック舵角の補正値である固定値は、特に限定されるものではない。例えば、フィードバック舵角の補正値である固定値は、フィードバック舵角固定制御の直近の設定期間におけるフィードバック舵角の平均値としてもよく、フィードバック舵角固定制御の直近のフィードバック舵角としてもよい。設定期間としては、特に限定されるものではないが、例えば、３秒程度とすることができる。なお、フィードバック舵角固定制御の直近の設定期間におけるフィードバック舵角の平均値は、例えば、過去のフィードバック舵角を記録しておくことで容易に求めることができる。

次に、図６を参照して、操舵制御装置１０の処理動作の一例について説明する。図６は、第一実施形態に係る操舵制御装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。

図６に示すように、まず、操舵制御装置１０は、ヨーレートセンサ３による車両１のヨーレートγの検出、舵角センサ４による車両１の舵角の検出、車速センサ５による車両１の車速の検出、及び車両１が走行している車線の曲率の検出を行う（ステップＳ１）。これらの検出の順序は特に限定されるものではなく、任意の順序行ってもよく、一部又は全部を同時に行ってもよい。

次に、操舵制御装置１０は、フィードフォワード舵角及びフィードバック舵角を決定する（ステップＳ２）。そして、操舵制御装置１０は、ヨーレートセンサ３により検出されたヨーレートγが目標ヨーレート範囲γ_Ｒを超えたか否かを判定する（ステップＳ３）。ヨーレートセンサ３により検出されたヨーレートγが目標ヨーレート範囲γ_Ｒを超えていないと判定すると（ステップＳ３：ＮＯ）、操舵制御装置１０は、ステップＳ２で決定したフィードフォワード舵角及びステップＳ２で決定したフィードバック舵角に基づいて目標舵角を決定し、決定した目標舵角で車両１を操舵制御する（ステップＳ８）。なお、ステップＳ８で決定した目標舵角の変位速度が設定速度を超えると、又は、ステップＳ８で決定した目標舵角が設定値を超えると、操舵制御装置１０は、目標舵角の変位速度を制限する。そして、操舵制御装置１０は、一旦処理を終了し、再度ステップＳ１から繰り返す。

ヨーレートセンサ３により検出されたヨーレートγが目標ヨーレート範囲γ_Ｒを超えたと判定した場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、操舵制御装置１０は、舵角センサ４で検出された舵角が周期的に動いているか否かを判定する（ステップＳ４）。なお、ステップＳ３とステップＳ４とは、逆の順序で行ってもよく、同時に行ってもよい。舵角センサ４で検出された舵角が周期的に動いていないと判定すると（ステップＳ４：ＮＯ）、操舵制御装置１０は、ステップＳ２で決定したフィードフォワード舵角及びステップＳ２で決定したフィードバック舵角に基づいて目標舵角を決定し、決定した目標舵角で車両１を操舵制御する（ステップＳ８）。そして、操舵制御装置１０は、一旦処理を終了し、再度ステップＳ１から繰り返す。

舵角センサ４で検出された舵角が周期的に動いていると判定すると（ステップＳ４：ＹＥＳ）、操舵制御装置１０は、目標舵角決定部１４に出力するフィードバック舵角を固定値に補正するフィードバック舵角固定制御を行う（ステップＳ５）。ステップＳ５では、操舵制御装置１０は、ステップＳ２で決定したフィードフォワード舵角と固定値に補正されたフィードバック舵角とに基づいて目標舵角を決定し、決定した目標舵角で車両１を操舵制御する。そして、操舵制御装置１０は、フィードバック舵角固定制御を行ってから設定期間が経過するまでフィードバック舵角固定制御を継続する（ステップＳ６）。

フィードバック舵角固定制御を行ってから設定期間が経過すると（ステップＳ６：ＹＥＳ）、操舵制御装置１０は、フィードバック舵角固定制御を解除し（ステップＳ７）、ステップＳ２で決定したフィードフォワード舵角及びステップＳ２で決定したフィードバック舵角に基づいて目標舵角を決定し、決定した目標舵角で車両１を操舵制御する（ステップＳ８）。そして、操舵制御装置１０は、一旦処理を終了し、再度ステップＳ１から繰り返す。

以上説明したように、本実施形態に係る操舵制御装置１０では、車両１のヨーレートが目標ヨーレートとなるように車両１の操舵制御を行うことで、例えば、車両１が車線の所定の位置を走行するように又は車両１が車線から逸脱しないように車両１を走行させることができる。そして、ヨーレートセンサ３により検出されたヨーレートが目標ヨーレート範囲を超え、且つ、舵角センサ４で検出された舵角が周期的に動く場合に、目標舵角決定部１４に出力するフィードバック舵角を固定値に補正するフィードバック舵角固定制御を行うため、車両１が路面の凹凸を通過した際にステアリングが周期的に動くのを抑制することができる。

また、この操舵制御装置１０では、車線の曲率及び車両１の車速に基づいて目標ヨーレートを設定するため、フィードフォワード舵角を適切に算出することができる。

また、この操舵制御装置１０では、車両１が車線から逸脱しないように目標ヨーレートを設定するため、車両１が車線から逸脱するのを適切に抑制することができる。

また、この操舵制御装置１０では、フィードバック舵角固定制御において、フィードバック舵角を直近の設定期間におけるフィードバック舵角の平均値に補正するため、車両１の挙動が不安定になるのを抑制することができる。

また、この操舵制御装置１０では、目標舵角の変位速度が設定速度を超える場合に目標舵角の変位速度を制限することで、車両１の挙動が不安定になるのを抑制することができる。

また、この操舵制御装置１０では、目標舵角が設定値を超える場合に目標舵角の変位速度を制限することで、車両１の挙動が不安定になるのを抑制することができる。

また、この操舵制御装置１０では、フィードバック舵角固定制御を行ってから設定時間が経過するとフィードバック舵角固定制御を解除することで、車両１が路面の凹凸を通過することによりヨーレートセンサ３に付与された外乱が収まったか否かを判定することなく、フィードバック舵角固定制御を解除することができる。これにより、制御の簡素化を図ることができる。

［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について説明する。第二実施形態は、基本的に第一実施形態と同様であるが、操舵制御部によるフィードバック舵角固定制御の内容が第一実施形態と相違する。このため、以下では、第一実施形態と相違する事項のみを説明し、第一実施形態と同様の事項の説明を省略する。

図７は、第二実施形態に係る操舵制御装置を示す模式図である。図７に示すように、本実施形態に係る操舵制御装置１０Ａは、車両１Ａに搭載されて、車両１Ａの操舵制御を行う。操舵制御装置１０Ａは、カメラ２と、ヨーレートセンサ３と、舵角センサ４と、車速センサ５と、操舵アクチュエータ６と、操舵制御装置１０Ａと、を備える。

操舵制御装置１０Ａは、機能的構成として、フィードフォワード舵角決定部１１と、フィードバック舵角決定部１２と、補正部１３Ａと、目標舵角決定部１４と、ヨーレート判定部１５と、ステアリング判定部１６と、を備える。

補正部１３Ａは、基本的に第一実施形態の補正部１３Ａと同様であり、フィードバック舵角固定制御を行う条件の一部が第一実施形態の補正部１３と相違する。目標舵角決定部１４は、第一実施形態と同様に、目標舵角の変位速度が設定速度を超えると、又は、目標舵角が設定値を超えると、目標舵角の変位速度を制限する。そして、補正部１３Ａは、ヨーレートセンサ３により検出されたヨーレートγが目標ヨーレートγ_Ｔを含む目標ヨーレート範囲γ_Ｒを超え、舵角センサ４で検出された舵角が周期的に動き、更に、目標舵角決定部１４が目標舵角の変位速度を制限した場合に、目標舵角決定部１４に出力するフィードバック舵角を固定値に補正するフィードバック舵角固定制御を行う。つまり、補正部１３Ａは、第一実施形態の補正部１３がフィードバック舵角固定制御を行う条件に加え、目標舵角の変位速度が設定速度を超えることにより、又は、目標舵角が設定値を超えることにより、目標舵角の変位速度を制限したことも条件として、フィードバック舵角固定制御を行う。

次に、図８を参照して、操舵制御装置１０Ａの処理動作の一例について説明する。図８は、第二実施形態に係る操舵制御装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。

図８に示すように、まず、操舵制御装置１０Ａは、第一実施形態と同様に、ステップＳ１～ステップＳ４を行う。そして、ステップＳ４において舵角センサ４で検出された舵角が周期的に動いていると判定すると（ステップＳ４：ＹＥＳ）、操舵制御装置１０Ａは、前回までのステップＳ８で決定した目標舵角の変位速度が設定速度を超えることにより、又は、前回までのステップＳ８で決定した目標舵角が設定値を超えることにより、目標舵角の変位速度を制限したか否かを判定する（ステップＳ１１）。そして、目標舵角の変位速度を制限していないと判定すると（ステップＳ１１：ＮＯ）、操舵制御装置１０Ａは、ステップＳ２で決定したフィードフォワード舵角及びフィードバック舵角に基づいて目標舵角を決定し、決定した目標舵角で車両１を操舵制御する（ステップＳ８）。そして、操舵制御装置１０Ａは、一旦処理を終了し、再度ステップＳ１から繰り返す。

目標舵角の変位速度を制限したと判定すると（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、操舵制御装置１０Ａは、目標舵角決定部１４に出力するフィードバック舵角を固定値に補正するフィードバック舵角固定制御を行う（ステップＳ５）。そして、操舵制御装置１０Ａは、第一実施形態と同様に、ステップＳ６～ステップＳ８を行う。

以上説明したように、本実施形態に係る操舵制御装置１０Ａでは、車両１が路面の凹凸を通過することによりヨーレートセンサ３に外乱が付与されると、目標舵角の変位速度が過大になりやすいことから、更に、目標舵角の変位速度が設定速度を超えることにより目標舵角の変位速度を制限したことも条件として、フィードバック舵角固定制御を行う。これにより、車両１が路面の凹凸を通過した際にステアリングが周期的に動くのをより適切に抑制することができる。

また、この操舵制御装置１０Ａでは、車両１が路面の凹凸を通過することによりヨーレートセンサ３に外乱が付与されると、目標舵角が過大になりやすいことから、更に、目標舵角が設定値を超えることにより目標舵角の変位を制限したことも条件として、フィードバック舵角固定制御を行う。これにより、車両１が路面の凹凸を通過した際にステアリングが周期的に動くのをより適切に抑制することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用してもよい。

例えば、上記実施形態では、操舵制御部は、目標舵角の変位速度が設定速度を超えると、又は、目標舵角が設定値を超えると、目標舵角の変位速度を制限するものとして説明したが、このような場合でも、目標舵角の変位速度を制限しないものとしてもよい。また、このような場合に、目標舵角の変位速度を制限する代わりに、補正部等において目標舵角決定部に出力するフィードバック舵角の変位速度を制限する補正を行ってもよい。

１…車両、１Ａ…車両、２…カメラ、３…ヨーレートセンサ、４…舵角センサ、５…車速センサ、６…操舵アクチュエータ、１０…操舵制御装置、１０Ａ…操舵制御装置、１１…フィードフォワード舵角決定部、１２…フィードバック舵角決定部、１３…補正部、１３Ａ…補正部、１４…目標舵角決定部、１５…ヨーレート判定部、１６…ステアリング判定部、γ…ヨーレート、γ_Ｒ…目標ヨーレート範囲、γ_Ｔ…目標ヨーレート。

Claims (7)

1. ヨーレートを検出するヨーレートセンサと、舵角を検出する舵角センサと、を有する車両に搭載され、前記車両のヨーレートが目標ヨーレートとなるように前記車両を操舵制御する操舵制御装置であって、
   前記目標ヨーレートに対応するフィードフォワード舵角を決定するフィードフォワード舵角決定部と、
   前記ヨーレートセンサで検出された前記ヨーレート及び前記舵角センサで検出された前記舵角に基づいてフィードバック舵角を決定するフィードバック舵角決定部と、
   前記フィードフォワード舵角及び前記フィードバック舵角に基づいて前記車両の目標舵角を決定する目標舵角決定部と、
   前記ヨーレートセンサで検出された前記ヨーレートが前記目標ヨーレートを含む目標ヨーレート範囲を超え、且つ、前記舵角センサで検出された舵角が周期的に動く場合に、前記目標舵角決定部に出力する前記フィードバック舵角を固定値に補正するフィードバック舵角固定制御を行う補正部と、を備える、
   操舵制御装置。
2. 前記フィードフォワード舵角決定部は、前記車両が走行している車線の曲率及び前記車両の車速に基づいて前記目標ヨーレートを設定する、
   請求項１に記載の操舵制御装置。
3. 前記フィードフォワード舵角決定部は、前記車両が前記車線から逸脱しないように前記目標ヨーレートを設定する、
   請求項２に記載の操舵制御装置。
4. 前記補正部は、前記フィードバック舵角固定制御において、前記フィードバック舵角を、直近の設定期間における前記フィードバック舵角の平均値に補正する、
   請求項１～３の何れか一項に記載の操舵制御装置。
5. 前記目標舵角決定部は、前記目標舵角の変位速度が設定速度を超える場合に、前記目標舵角の変位速度を制限し、
   前記補正部は、更に前記目標舵角決定部が前記目標舵角の変位速度を制限した場合に、前記フィードバック舵角固定制御を行う、
   請求項１～４の何れか一項に記載の操舵制御装置。
6. 前記目標舵角決定部は、前記目標舵角が設定値を超える場合に、前記目標舵角の変位速度を制限し、
   前記補正部は、更に前記目標舵角決定部が前記目標舵角の変位速度を制限した場合に、前記フィードバック舵角固定制御を行う、
   請求項１～５の何れか一項に記載の操舵制御装置。
7. 前記操舵制御装置は、前記フィードバック舵角固定制御を行ってから設定時間が経過すると、前記フィードバック舵角固定制御を解除する、
   請求項１～６の何れか一項に記載の操舵制御装置。
   
   

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