(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-12-08
(45)【発行日】2022-12-16
(54)【発明の名称】車両制御装置、及び、車両
(51)【国際特許分類】
G05B 11/32 20060101AFI20221209BHJP
G05B 13/02 20060101ALI20221209BHJP
B60W 30/188 20120101ALI20221209BHJP
B60L 15/20 20060101ALN20221209BHJP
【ＦＩ】
G05B11/32 F
G05B13/02 B
B60W30/188
B60L15/20 J
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2019233269
(22)【出願日】2019-12-24
(65)【公開番号】P2021103350
(43)【公開日】2021-07-15
【審査請求日】2022-05-26
(73)【特許権者】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100138771
【弁理士】
【氏名又は名称】吉田 将明
(72)【発明者】
【氏名】谷 則幸
【審査官】大古 健一
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１５／０８３５５７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００６－１８４３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平６－３０９００８（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１９／１７１７８１（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０５Ｂ １／００ － ７／０４
１１／００ －１３／０４
１７／００ －１７／０２
２１／００ －２１／０２
Ｂ６０Ｗ ３０／１８８
Ｂ６０Ｌ １５／２０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両の車輪の回転速度に関連するトルク指令値を出力するフィードフォワード制御部と、前記トルク指令値に基づいて、前記車輪の回転速度を推定した値である推定値を特定する速度推定部と、
前記車輪の回転速度を測定した値である測定値と前記推定値との誤差に基づいて、前記フィードフォワード制御部にて前記トルク指令値の決定に用いられるパラメータを決定するパラメータ決定部と、を備え、
前記フィードフォワード制御部は、前記車輪の回転速度の目標とされる値である目標値と、前記パラメータ決定部によって決定された前記パラメータとを用いて、出力する前記トルク指令値を決定する、
車両制御装置。
【請求項2】
前記パラメータ決定部は、前記誤差が負値である第１の閾値よりも小さい場合、前記パラメータを第１のパラメータに決定し、
前記誤差が正値である第２の閾値よりも大きい場合、前記パラメータを第２のパラメータに決定し、
前記誤差が前記第１の閾値以上かつ前記第２の閾値以下の場合、前記パラメータを第３のパラメータに決定し、
前記第１のパラメータを用いた場合の前記トルク指令値は、前記第３のパラメータを用いた場合の前記トルク指令値よりも大きく、
前記第２のパラメータを用いた場合の前記トルク指令値は、前記第３のパラメータを用いた場合の前記トルク指令値よりも小さい、
請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項3】
外乱を推定した値である外乱推定値を出力する外乱推定部をさらに備え、前記パラメータ決定部は、
前記外乱推定値が負値である第１の閾値よりも小さい場合、前記パラメータを第１のパラメータに決定し、
前記外乱推定値が正値である第２の閾値よりも大きい場合、前記パラメータを第２のパラメータに決定し、
前記外乱推定値が前記第１の閾値以上かつ前記第２の閾値以下の場合、前記パラメータを第３のパラメータに決定し、
前記第１のパラメータを用いた場合の前記トルク指令値は、前記第３のパラメータを用いた場合の前記トルク指令値よりも大きく、
前記第２のパラメータを用いた場合の前記トルク指令値は、前記第３のパラメータを用いた場合の前記トルク指令値よりも小さい、
請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項4】
前記目標値と前記測定値との差に基づく前記トルク指令値を出力するフィードバック制御部と、前記測定値が第３の閾値以上の場合、前記フィードバック制御部から出力された前記トルク指令値を出力し、前記測定値が前記第３の閾値未満の場合、前記フィードフォワード制御部から出力された前記トルク指令値を出力する切替部、をさらに備え、
前記車輪は、前記切替部から出力された前記トルク指令値に基づいて回転駆動される、
請求項１から３のいずれか１項に記載の車両制御装置。
【請求項5】
車輪を備える車両であって、前記車輪の回転速度に関連するトルク指令値を出力するフィードフォワード制御部と、
前記トルク指令値に基づいて、前記車輪の回転速度を推定した値である推定値を特定する速度推定部と、
前記車輪の回転速度を測定した値である測定値と前記推定値との誤差に基づいて、前記フィードフォワード制御部にて前記トルク指令値の決定に用いられるパラメータを決定するパラメータ決定部と、を備え、
前記フィードフォワード制御部は、前記車輪の回転速度の目標とされる値である目標値と、前記パラメータ決定部によって決定された前記パラメータとを用いて、出力する前記トルク指令値を決定する、
車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、車両制御装置、及び、車両に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、車輪又は駆動原動機の回転速度を極低速域において制御する場合に、フィードフォワード制御を用いる方法が知られている。特許文献１には、出力軸回転速度センサの精度が維持されない可能性のある出力軸回転速度が所定回転速度未満の場合には、変則進行度の算出値の精度が保証されないため、イナーシャ相において第１電動機トルク及び第２電動機トルクをフィードフォワード制御することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１７－２０２８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来のフィードフォワード制御では、車両の走行環境の変化に伴う走行抵抗の変化が考慮されていない。例えば、上り坂又は下り坂を走行中の場合と平坦地を走行中の場合とでは、車両の走行抵抗は異なるにも関わらず、従来のフィードフォワード制御では、いずれの場合でも平坦地用に最適化された制御が行われる。したがって、例えば、上り坂又は下り坂を走行中の車両を自動運転制御にて所望の位置に停止させる場合、平坦地用に最適化されたフィードフォワード制御が行われ、車両が所望の位置からずれた位置に停止してしまう。
【0005】
本開示の目的は、走行抵抗の変化を考慮したフィードフォワード制御を提供し、走行抵抗の違いによる車両の停止位置のバラツキを抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様に係る車両制御装置は、車両の車輪の回転速度に関連するトルク指令値を出力するフィードフォワード制御部と、前記トルク指令値に基づいて、前記車輪の回転速度を推定した値である推定値を特定する速度推定部と、前記車輪の回転速度を測定した値である測定値と前記推定値との誤差に基づいて、前記フィードフォワード制御部にて前記トルク指令値の決定に用いられるパラメータを決定するパラメータ決定部と、を備え、前記フィードフォワード制御部は、前記車輪の回転速度の目標とされる値である目標値と、前記パラメータ決定部によって決定された前記パラメータとを用いて、出力する前記トルク指令値を決定する。
【0007】
本開示の一態様に係る車両は、車輪を備える車両であって、前記車輪の回転速度に関連するトルク指令値を出力するフィードフォワード制御部と、前記トルク指令値に基づいて、前記車輪の回転速度を推定した値である推定値を特定する速度推定部と、前記車輪の回転速度を測定した値である測定値と前記推定値との誤差に基づいて、前記フィードフォワード制御部にて前記トルク指令値の決定に用いられるパラメータを決定するパラメータ決定部と、を備え、前記フィードフォワード制御部は、前記車輪の回転速度の目標とされる値である目標値と、前記パラメータ決定部によって決定された前記パラメータとを用いて、出力する前記トルク指令値を決定する。
【0008】
なお、これらの包括的又は具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム又は記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【0009】
本開示によれば、走行抵抗の変化を考慮したフィードフォワード制御を提供でき、走行抵抗の違いによる車両の停止位置のバラツキを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】実施の形態１に係る車両の構成例を示す図
【図2】実施の形態１に係る制動制御部の構成例を示す図
【図3】実施の形態１に係るパラメータ決定部の処理例を示すフローチャート
【図4】車輪速度オブザーバにおける、制御対象物に対応する推定モデルの構成例を示す図
【図5】実施の形態２に係る制動制御部の構成例を示す図
【図6】実施の形態２に係るパラメータ決定部の処理例を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図面を適宜参照して、本開示の実施の形態について詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、すでによく知られた事項の詳細説明及び実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の記載の主題を限定することは意図されていない。
【0012】
【0013】
車両１は、車輪１０、車両制動部２１、車輪速度センサ２２、挙動制御部２３、及び、制動制御部１００を備える。車両１が４輪車の場合、車輪１０の数は４つであり、車輪速度センサ２２の数も４つであってよい。以下では、１つの車輪１０と、その車輪１０の速度を測定する車輪速度センサ２２について説明するが、当該説明は、他の車輪１０と車輪速度センサ２２にも適用可能である。
【0014】
車両制動部２１は、車輪１０を制動（駆動）させるための機構であり、例えば、駆動原動機、変速機及びブレーキ機構等を含む。駆動原動機は、電動モータ、内燃機関、又はそれらの組み合わせであってよい。車両制動部２１は、車輪１０の駆動軸（図示しない）に加速用又は減速用のトルクを与えることにより、車両１を加速、減速及び停止させる。
【0015】
車輪速度センサ２２は、車輪１０の回転速度を測定するための装置である。車輪速度センサ２２は、車輪１０の回転速度を測定し、その測定結果である車輪速度測定値Ｖｍｅｓを送信する。例えば、車輪速度センサ２２は、車輪１０又は駆動軸と共に回転するロータのパルス周期を検出し、その検出したパルス周期に基づいて、車輪速度測定値Ｖｍｅｓを測定する。そのため、パルス周期が所定の閾値以上となる極低速域においては、車輪速度測定値Ｖｍｅｓの精度が不十分である。よって、パルス周期が所定の閾値以上となる極低速域では、後述するように、フィードバック制御ではなく、フィードフォワード制御が行われる。なお、車輪速度測定値Ｖｍｅｓは、回転速度（例えばｒｐｍ）、角速度（例えばｒａｄ／ｍｓ）、及び、車輪１０の周長に基づく走行速度（例えばｋｍ／ｈ）のうちのいずれであってもよい。
【0016】
挙動制御部２３は、車両１の挙動（例えば走る、曲がる、止まる）を制御する。自動運転制御される車両１の場合、挙動制御部２３は、車両１に備えられたカメラ、ミリ波レーダ、及び測位センサといった各種センサから得られる情報に基づき、車両１の速度及び操舵角等を自動的に決定する。例えば、挙動制御部２３は、車輪１０の回転速度の目標とされる値である車輪速度目標値Ｖｔｒｇを決定し、その決定した車輪速度目標値Ｖｔｒｇを制動制御部１００へ送信する。
【0017】
制動制御部１００は、車両制御装置の一例であり、車両制動部２１の制動を制御する。制動制御部１００は、挙動制御部２３から受信した車輪速度目標値Ｖｔｒｇと、車輪速度センサ２２から受信した車輪速度測定値Ｖｍｅｓとに基づいて、車輪１０の回転速度に関連するトルク指令値を決定し、その決定したトルク指令値を車両制動部２１に送信する。例えば、車両制動部２１は、制動制御部１００から正のトルク指令値を受信した場合、そのトルク指令値に基づいてトルク値を決定し、その決定したトルク値に応じた加速用のトルクを車輪１０の駆動軸に与える。例えば、車両制動部２１は、制動制御部１００から負のトルク指令値を受信した場合、そのトルク指令値に基づいてトルク値を決定し、その決定したトルク値に応じた減速用のトルクを車輪１０の駆動軸に与える。なお、制動制御部１００の詳細については後述する。
【0018】
挙動制御部２３及び制動制御部１００は、個別のＥＣＵ（Electronic Control Unit）によって構成される。あるいは、挙動制御部２３及び制動制御部１００は、１つのＥＣＵによって構成されてもよい。ＥＣＵは、本開示の機能を実現するマイコン、集積回路、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）又はＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）によって構成されてよい。あるいは、ＥＣＵは、プロセッサ及びメモリを含み、プロセッサがメモリに記憶されたコンピュータプログラムを読み出して実行することにより、本開示の機能を実現してもよい。各ＥＣＵは、車両１内の通信ネットワークに接続され、当該通信ネットワークを介して情報（又は信号）を送受信できる。車両１内の通信ネットワークの例は、ＣＡＮ（Controller Area Network）、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）、ＦｌｅｘＲａｙ、又は、これらの組み合わせである。
【0019】
＜制動制御部の詳細＞
図２は、実施の形態１に係る制動制御部１００の構成例を示す図である。
図２は、実施の形態１に係る制動制御部１００の構成例を示す図である。
【0020】
制動制御部１００は、フィードバック制御部１０１、フィードフォワード制御部１０２、切替部１０３、車輪速度オブザーバ１０４、及び、パラメータ決定部１０５を含む。なお、本開示における「オブザーバ」は、現代制御理論に基づいて制御系の内部状態を観測する状態観測器を意味する。
【0021】
フィードバック制御部１０１は、挙動制御部２３から受信した車輪速度目標値Ｖｔｒｇから、車輪速度センサ２２から受信した車輪速度測定値Ｖｍｅｓを減じた値に基づいて、トルク指令値を決定する。フィードバック制御部１０１は、決定したトルク指令値を、切替部１０３に出力する。
【0022】
フィードフォワード制御部１０２は、挙動制御部２３から受信した車輪速度目標値Ｖｔｒｇと、後述するパラメータ決定部１０５から出力されたパラメータとに基づいて、トルク指令値を決定（算出）する。フィードフォワード制御部１０２は、決定したトルク指令値を、切替部１０３に出力する。
【0023】
切替部１０３は、車輪速度センサ２２から受信した車輪速度測定値Ｖｍｅｓに基づいて、トルク指令値の入力元を切り替える。例えば、切替部１０３は、車輪速度測定値Ｖｍｅｓが所定の閾値（第３の閾値）以上の場合、トルク指令値の入力元を、フィードバック制御部１０１に切り替える。この場合、フィードバック制御部１０１から出力されたトルク指令値が、車両制動部２１に出力される。例えば、切替部１０３は、車輪速度測定値Ｖｍｅｓが所定の閾値（第３の閾値）未満の場合（つまり極低速域の場合）、トルク指令値の入力元を、フィードフォワード制御部１０２に切り替える。この場合、フィードフォワード制御部１０２から出力されたトルク指令値が、車両制動部２１に出力される。このように、極低速域において、フィードバック制御部１０１ではなく、フィードフォワード制御部１０２から出力されたトルク指令値を使用する理由は、上述のとおり、極低速域では、フィードバックされる車輪速度測定値Ｖｍｅｓの精度が不十分だからである。
【0024】
車輪速度オブザーバ１０４は、速度推定部の一例であり、切替部１０３から出力されたトルク指令値に基づいて、車輪１０の回転速度を推定した値である車輪速度推定値Ｖｅｓｔを算出する。また、車輪速度オブザーバ１０４は、車輪速度センサ２２から受信した車輪速度測定値Ｖｍｅｓから、車輪速度推定値Ｖｅｓｔを減じ、車輪速度推定誤差ｅを算出する。したがって、車輪速度測定値Ｖｍｅｓが車輪速度推定値Ｖｅｓｔよりも大きい場合、車輪速度推定誤差ｅは正値となり、車輪速度測定値Ｖｍｅｓが車輪速度推定値Ｖｅｓｔよりも小さい場合、車輪速度推定誤差ｅは負値となる。車輪速度オブザーバ１０４は、その算出した車輪速度推定誤差ｅを、パラメータ決定部１０５に出力する。
【0025】
パラメータ決定部１０５は、車輪速度オブザーバ１０４から出力された車輪速度推定誤差ｅに基づいて、フィードフォワード制御部１０２がトルク指令値の決定に用いるパラメータを決定し、その決定したパラメータをフィードフォワード制御部１０２に出力する。
【0026】
車輪速度推定誤差ｅが負値である場合、車輪速度測定値Ｖｍｅｓが車輪速度推定値Ｖｅｓｔよりも小さい。この場合、車両１が上り坂を走行中であるために、車輪１０が車輪速度推定値Ｖｅｓｔよりも遅く回転している可能性がある。そこで、この場合、パラメータ決定部１０５は、フィードフォワード制御部１０２がトルク指令値の決定に用いるパラメータを、上り坂用のパラメータに決定する。すなわち、パラメータ決定部１０５は、車輪速度推定誤差ｅが所定の閾値（第１の閾値）－Ｖｔｈ（＜０）よりも小さい場合（ｅ＜－Ｖｔｈ）、フィードフォワード制御部１０２がトルク指令値の決定に用いるパラメータを、上り坂用のパラメータ（第１のパラメータ）に決定する。
【0027】
車輪速度推定誤差ｅが正値である場合、車輪速度測定値Ｖｍｅｓが車輪速度推定値Ｖｅｓｔよりも大きい。この場合、車両１が下り坂を走行中であるために、車輪１０が車輪速度推定値Ｖｅｓｔよりも速く回転している可能性がある。そこで、この場合、パラメータ決定部１０５は、フィードフォワード制御部１０２がトルク指令値の決定に用いるパラメータを、下り坂用のパラメータに決定する。すなわち、パラメータ決定部１０５は、車輪速度推定誤差ｅが所定の閾値（第２の閾値）Ｖｔｈ（＞０）よりも大きい場合（ｅ＞Ｖｔｈ）、フィードフォワード制御部１０２がトルク指令値の決定に用いるパラメータを、下り坂用のパラメータ（第２のパラメータ）に決定する。
【0028】
車輪速度推定誤差ｅが０を包含する所定の範囲内である場合、車輪速度推定値Ｖｅｓｔは車輪速度測定値Ｖｍｅｓと概ね一致する。この場合、車両１が平坦地を走行中であるために、車輪速度推定値Ｖｅｓｔが車輪速度測定値Ｖｍｅｓと概ね一致している可能性がある。そこで、この場合、パラメータ決定部１０５は、フィードフォワード制御部１０２がトルク指令値の決定に用いるパラメータを、平坦地用（通常用）のパラメータに決定する。すなわち、パラメータ決定部１０５は、車輪速度推定誤差ｅが所定の第１の閾値－Ｖｔｈ以上、かつ、所定の第２の閾値Ｖｔｈ以下である場合（－Ｖｔｈ≦ｅ≦Ｖｔｈ）、フィードフォワード制御部１０２がトルク指令値の決定に用いるパラメータを、平坦地用のパラメータ（第３のパラメータ）に決定する。
【0029】
上り坂用のパラメータは、平坦地用のパラメータよりも、トルク指令値が大きく算出されるパラメータである。下り坂用のパラメータは、平坦地用のパラメータよりも、トルク指令値が小さく算出されるパラメータである。これにより、フィードフォワード制御部１０２は、平坦地用のパラメータのみを用いてトルク指令値を算出する場合と比較して、車両１が走行中の環境状況に適したトルク指令値を算出できる。すなわち、車両１が走行中の環境状況に適したトルクにて、車輪１０の駆動軸を回転させることができる。
【0030】
例えば、従来は、下り坂での自動停止制御においても平坦地用のパラメータのみを用いてトルク指令値を算出するため、車両１は目標の停止位置よりも奥に停止してしまう。これに対して、本実施の形態は、下り坂での自動停止制御では下り坂用のパラメータを用いてトルク指令値を算出するため、車両１は目標の停止位置に停止できる。
【0031】
同様に、従来は、上り坂での自動停車制御においても平坦地用のパラメータのみを用いてトルク指令値を算出するため、車両１は目標の停止位置よりも手前に停止してしまう。これに対して、本実施の形態は、上り坂での自動停止制御では上り坂用のパラメータを用いてトルク指令値を算出するため、車両１は目標の停止位置に停止できる。
【0032】
＜パラメータ決定部の処理例＞
図３は、実施の形態１に係るパラメータ決定部１０５の処理例を示すフローチャートである。
図３は、実施の形態１に係るパラメータ決定部１０５の処理例を示すフローチャートである。
【0033】
パラメータ決定部１０５は、車輪速度オブザーバ１０４から、車輪速度推定誤差ｅを取得する（Ｓ１０１）。
【0034】
パラメータ決定部１０５は、車輪速度推定誤差ｅが閾値Ｖｔｈよりも大きいか否かを判定する（Ｓ１０２）。
【0035】
パラメータ決定部１０５は、車輪速度推定誤差ｅが閾値Ｖｔｈよりも大きい場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、下り坂用のパラメータをフィードフォワード制御部１０２に出力し（Ｓ１０３）、本処理を終了する。
【0036】
パラメータ決定部１０５は、車輪速度推定誤差ｅが閾値Ｖｔｈ以下である場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、次のＳ１０４の処理を実行する。
【0037】
パラメータ決定部１０５は、車輪速度推定誤差ｅが閾値－Ｖｔｈよりも小さいか否かを判定する（Ｓ１０４）。
【0038】
パラメータ決定部１０５は、車輪速度推定誤差ｅが閾値－Ｖｔｈよりも小さい場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、上り坂用のパラメータをフィードフォワード制御部１０２に出力し（Ｓ１０５）、本処理を終了する。
【0039】
パラメータ決定部１０５は、車輪速度推定誤差ｅが閾値－Ｖｔｈ以上の場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、平坦地用のパラメータをフィードフォワード制御部１０２に出力し（Ｓ１０６）、本処理を終了する。
【0040】
なお、上述では、２つの閾値Ｖｔｈ及び－Ｖｔｈを用いて、上り坂用、下り坂用及び平坦用の３つのパラメータを決定する例を説明したが、上り坂用及び／又は下り坂用のパラメータは、多段階に切り替えられてもよい。例えば、パラメータ決定部１０５は、車輪速度推定誤差ｅ＞閾値Ｖｔｈ２ならば、下り坂用のパラメータに決定し、閾値Ｖｔｈ２≧車輪速度推定誤差ｅ＞閾値Ｖｔｈ１ならば、ゆるい下り坂用のパラメータに決定してよい。パラメータ決定部１０５は、車輪速度推定誤差ｅ＜閾値－Ｖｔｈ２ならば、上り坂用のパラメータに決定し、閾値－Ｖｔｈ２≦車輪速度推定誤差ｅ＜閾値－Ｖｔｈ１ならば、ゆるい上り坂用のパラメータに決定してよい。パラメータ決定部１０５は、閾値－Ｖｔｈ１≦車輪速度推定誤差ｅ≦閾値Ｖｔｈ１ならば、平坦用のパラメータに決定してよい。
【0041】
＜変形例＞
上述では、車輪速度オブザーバ１０４が車輪速度推定誤差ｅを出力する例を説明したが、車輪速度オブザーバ１０４は、車輪速度推定誤差ｅとは異なる値を出力してもよい。
上述では、車輪速度オブザーバ１０４が車輪速度推定誤差ｅを出力する例を説明したが、車輪速度オブザーバ１０４は、車輪速度推定誤差ｅとは異なる値を出力してもよい。
【0042】
図４は、車輪速度オブザーバ１０４における、制御対象物に対応する推定モデルの構成例を示す図である。次に、図４を参照して、車輪速度オブザーバ１０４が、車輪速度推定誤差ｅとは異なる値を出力する例を説明する。本説明における制御対象物は、車両制動部２１である。あるいは、制御対象物は、車両制動部２１及び車輪１０であってもよい。
【0043】
図４に示す推定モデルにおいて、Ａ、Ｂ、Ｃは、制御対象物に基づいて定まる行列を示す。１／ｓは、ラプラス変換における時間積分を示す。Ｋｅは、所定のオブザーバゲインを示す。
【0044】
図４に示すように、推定モデルでは、車輪速度推定誤差ｅの他に、状態量推定値ｘ＿ｅｓｔ、及び、状態量推定値微分量ｘｄｏｔ＿ｅｓｔが算出される。状態量推定値ｘ＿ｅｓｔは、状態量推定値微分量ｘｄｏｔ＿ｅｓｔを時間積分した値である。状態量推定値微分量ｘｄｏｔ＿ｅｓｔは、車輪速度オブザーバ１０４に入力されたトルク指令値と行列Ｂを乗算して得た値と、車輪速度推定誤差ｅとオブザーバゲインＫｅを乗算して得た値と、状態量推定値ｘ＿ｅｓｔと行列Ｂを乗算して得た値と、の加算値である。
【0045】
車輪速度オブザーバ１０４は、車輪速度推定誤差ｅに代えて、状態量推定値ｘ＿ｅｓｔ、又は、状態量推定値微分量ｘｄｏｔ＿ｅｓｔを、パラメータ決定部１０５に出力してもよい。
【0046】
この場合、パラメータ決定部１０５は、車輪速度推定誤差ｅを判定するための上記閾値Ｖｔｈ、－Ｖｔｈに代えて、状態量推定値ｘ＿ｅｓｔ又は状態量推定値微分量ｘｄｏｔ＿ｅｓｔを判定するための所定の閾値を用いて、上り坂用のパラメータ（第１のパラメータ）、下り坂用のパラメータ（第２のパラメータ）、及び、平坦地用のパラメータ（第３のパラメータ）を決定してよい。
【0047】
（実施の形態２）
図５は、実施の形態２に係る制動制御部１００の構成例を示す図である。なお、実施の形態２では、実施の形態１で説明済みの構成要素については、共通の参照符号を付し、説明を省略する場合がある。
図５は、実施の形態２に係る制動制御部１００の構成例を示す図である。なお、実施の形態２では、実施の形態１で説明済みの構成要素については、共通の参照符号を付し、説明を省略する場合がある。
【0048】
制動制御部１００は、フィードバック制御部１０１、フィードフォワード制御部１０２、切替部１０３、車両モデル１０６、外乱オブザーバ１０７、及び、パラメータ決定部１０５を含む。
【0049】
車両モデル１０６は、速度推定部の一例であり、切替部１０３（フィードフォワード制御部１０２）から出力されたトルク指令値に基づき、車輪速度推定値Ｖｅｓｔを出力する。車両モデル１０６は、車両制動部２１及び車輪１０をモデル化したものである。
【0050】
外乱オブザーバ１０７は、外乱推定部の一例であり、車輪速度センサ２２から出力された車輪速度測定値Ｖｍｅｓから、車両モデル１０６から出力された車輪速度推定値Ｖｅｓｔを減じた車輪速度推定誤差ｅに基づいて、外乱を推定した値である外乱推定値ｄｅｓｔを出力する。外乱オブザーバ１０７は、車両モデル１０６の逆モデルとして構成されてよい。
【0051】
パラメータ決定部１０５は、外乱オブザーバ１０７から出力された外乱推定値ｄｅｓｔに基づいて、フィードフォワード制御部１０２がトルク指令値の決定に用いるパラメータを決定し、その決定したパラメータをフィードフォワード制御部１０２に出力する。
【0052】
外乱推定値ｄｅｓｔが負値である場合、車輪速度測定値Ｖｍｅｓが車輪速度推定値Ｖｅｓｔよりも小さい。この場合、車両１が上り坂を走行中であるために、車輪１０が車輪速度推定値Ｖｅｓｔよりも遅く回転している可能性がある。そこで、この場合、パラメータ決定部１０５は、フィードフォワード制御部１０２においてトルク指令値の算出に用いられるパラメータを、上り坂用のパラメータに決定する。すなわち、パラメータ決定部１０５は、外乱推定値ｄｅｓｔが所定の閾値（第１の閾値）－ｄｔｈ（＜０）よりも小さい場合（ｄｅｓｔ＜－ｄｔｈ）、フィードフォワード制御部１０２においてトルク指令値の算出に用いられるパラメータを、上り坂用のパラメータ（第１のパラメータ）に決定する。
【0053】
外乱推定値ｄｅｓｔが正値である場合、車輪速度測定値Ｖｍｅｓが車輪速度推定値Ｖｅｓｔよりも大きい。この場合、車両１が下り坂を走行中であるために、車輪１０が車輪速度推定値Ｖｅｓｔよりも速く回転している可能性がある。そこで、この場合、パラメータ決定部１０５は、フィードフォワード制御部１０２においてトルク指令値の算出に用いられるパラメータを、下り坂用のパラメータに決定する。すなわち、パラメータ決定部１０５は、外乱推定値ｄｅｓｔが所定の閾値（第２の閾値）ｄｔｈ（＞０）よりも大きい場合（ｄｅｓｔ＞ｄｔｈ）、フィードフォワード制御部１０２においてトルク指令値の算出に用いられるパラメータを、下り坂用のパラメータ（第２のパラメータ）に決定する。
【0054】
外乱推定値ｄｅｓｔが０を包含する所定の範囲内である場合、車輪速度推定値Ｖｅｓｔは車輪速度測定値Ｖｍｅｓと概ね一致する。この場合、車両１が平坦地を走行中であるために、車輪速度推定値Ｖｅｓｔが車輪速度測定値Ｖｍｅｓと概ね一致している可能性がある。そこで、この場合、パラメータ決定部１０５は、フィードフォワード制御部１０２においてトルク指令値の算出に用いられるパラメータを、平坦地用（通常用）のパラメータに決定する。すなわち、パラメータ決定部１０５は、外乱推定値ｄｅｓｔが所定の閾値（第１の閾値）－ｄｔｈ以上かつ所定の閾値（第２の閾値）ｄｔｈ以下である場合（－ｄｔｈ≦ｄｅｓｔ≦ｄｔｈ）、フィードフォワード制御部１０２においてトルク指令値の算出に用いられるパラメータを、平坦地用のパラメータ（第３のパラメータ）に決定する。
【0055】
図６は、実施の形態２に係るパラメータ決定部１０５の処理例を示すフローチャートである。
【0056】
パラメータ決定部１０５は、外乱オブザーバ１０７から、外乱推定値ｄｅｓｔを取得する（Ｓ２０１）。
【0057】
パラメータ決定部１０５は、外乱推定値ｄｅｓｔが閾値ｄｔｈよりも大きいか否かを判定する（Ｓ２０２）。
【0058】
パラメータ決定部１０５は、外乱推定値ｄｅｓｔが閾値ｄｔｈよりも大きい場合（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、下り坂用のパラメータをフィードフォワード制御部１０２に出力し（Ｓ２０３）、本処理を終了する。
【0059】
パラメータ決定部１０５は、外乱推定値ｄｅｓｔが閾値ｄｔｈ以下である場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、次のＳ２０４の処理を実行する。
【0060】
パラメータ決定部１０５は、外乱推定値ｄｅｓｔが閾値－ｄｔｈよりも小さいか否かを判定する（Ｓ２０４）。
【0061】
パラメータ決定部１０５は、外乱推定値ｄｅｓｔが閾値－ｄｔｈよりも小さい場合（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、上り坂用のパラメータをフィードフォワード制御部１０２に出力し（Ｓ２０５）、本処理を終了する。
【0062】
パラメータ決定部１０５は、外乱推定値ｄｅｓｔが閾値－ｄｔｈ以上の場合（Ｓ２０４：ＮＯ）、平坦地用のパラメータをフィードフォワード制御部１０２に出力し（Ｓ２０６）、本処理を終了する。
【0063】
なお、上述では、２つの閾値ｄｔｈ及び－ｄｔｈを用いて、上り坂用、下り坂用及び平坦用の３つのパラメータを決定する例を説明したが、上り坂用及び／又は下り坂用のパラメータは、多段階に切り替えられてもよい。例えば、パラメータ決定部１０５は、外乱推定値ｄｅｓｔ＞閾値ｄｔｈ２ならば、下り坂用のパラメータに決定し、閾値ｄｔｈ２≧外乱推定値ｄｅｓｔ＞閾値ｄｔｈ１ならば、ゆるい下り坂用のパラメータに決定してよい。パラメータ決定部１０５は、外乱推定値ｄｅｓｔ＜閾値－ｄｔｈ２ならば、上り坂用のパラメータに決定し、閾値－ｄｔｈ２≦外乱推定値ｄｅｓｔ＜閾値－ｄｔｈ１ならば、ゆるい上り坂用のパラメータに決定してよい。パラメータ決定部１０５は、閾値－ｄｔｈ１≦外乱推定値ｄｅｓｔ≦閾値ｄｔｈ１ならば、平坦用のパラメータに決定してよい。
【0064】
（実施の形態１及び２に共通の変形例）
上述したパラメータ決定部１０５における閾値及びパラメータは一例である。例えば、Ｓ１０２又はＳ２０２における下り坂用のパラメータを出力するか否かを判定するための閾値（第１の閾値）は、正値であればどのような値であってもよい。例えば、Ｓ１０４又はＳ２０４における上り坂用のパラメータを選択するか否かを判定するための閾値（第２の閾値）は、負値であればどのような値であってもよい。
上述したパラメータ決定部１０５における閾値及びパラメータは一例である。例えば、Ｓ１０２又はＳ２０２における下り坂用のパラメータを出力するか否かを判定するための閾値（第１の閾値）は、正値であればどのような値であってもよい。例えば、Ｓ１０４又はＳ２０４における上り坂用のパラメータを選択するか否かを判定するための閾値（第２の閾値）は、負値であればどのような値であってもよい。
【0065】
また、上述では、パラメータ決定部１０５が、平坦地用に第３のパラメータを、上り坂用及び下り坂用に、それぞれ、第１及び第２のパラメータを有する例を説明したが、パラメータ決定部１０５が有するパラメータの数は、３つに限られない。例えば、パラメータ決定部１０５は、上り坂用及び／又は下り坂用に、それぞれ、２つ以上のパラメータを有してもよい。
【0066】
あるいは、パラメータ決定部１０５は、車輪速度推定誤差ｅ又は外乱推定値ｄｅｓｔを変数とする、所定の関数又はマップに基づいて、フィードフォワード制御部１０２に出力するパラメータを決定してもよい。
【0067】
また、上述では、車輪速度測定値Ｖｍｅｓが車輪速度推定値Ｖｅｓｔよりも大きい場合は、車両１が下り坂を走行中であり、車輪速度測定値Ｖｍｅｓが車輪速度推定値Ｖｅｓｔよりも小さい場合は、車両１が上り坂を走行中であるとして説明した。しかし、下り坂は、走行抵抗が小さくなる場合の一例であり、上り坂は、走行抵抗が大きくなる場合の一例である。したがって、上り坂用のパラメータは、走行抵抗が大きくなる場合に対応する第１のパラメータに、下り坂用のパラメータは、走行抵抗が小さくなる場合に対応する第２のパラメータに読み替えられてもよい。走行抵抗が大きくなる場合の他の例としては、路面が未舗装（例えば砂利道又は林道）の場合がある。走行抵抗が小さくなる場合の他の例としては、路面が水又は氷で覆われている場合がある。
【0068】
（本開示のまとめ）
本開示の一態様に係る車両制御装置（１００）は、車両（１）の車輪（１０）の回転速度に関連するトルク指令値を出力するフィードフォワード制御部（１０２）と、トルク指令値に基づいて、車輪の回転速度を推定した値である推定値を特定する速度推定部（１０４、１０６）と、車輪の回転速度を測定した値である測定値と上記推定値との誤差に基づいて、フィードフォワード制御部にてトルク指令値の決定に用いられるパラメータを決定するパラメータ決定部（１０５）と、を備える。フィードフォワード制御部は、車輪の回転速度の目標とされる値である目標値と、パラメータ決定部によって決定されたパラメータとを用いて、出力するトルク指令値を決定する。
本開示の一態様に係る車両制御装置（１００）は、車両（１）の車輪（１０）の回転速度に関連するトルク指令値を出力するフィードフォワード制御部（１０２）と、トルク指令値に基づいて、車輪の回転速度を推定した値である推定値を特定する速度推定部（１０４、１０６）と、車輪の回転速度を測定した値である測定値と上記推定値との誤差に基づいて、フィードフォワード制御部にてトルク指令値の決定に用いられるパラメータを決定するパラメータ決定部（１０５）と、を備える。フィードフォワード制御部は、車輪の回転速度の目標とされる値である目標値と、パラメータ決定部によって決定されたパラメータとを用いて、出力するトルク指令値を決定する。
【0069】
上記構成によれば、フィードフォワード制御部は、測定値と推定値との誤差に基づいて決定されたパラメータを用いてトルク指令値を決定するため、単一のパラメータを用いてトルク指令値を決定する場合と比べて、走行抵抗の変化を考慮したフィードフォワード制御を提供できる。よって、走行抵抗の違いによる車両の停止位置のバラツキを抑制できる。
【0070】
パラメータ決定部（１０５）は、誤差が負値である第１の閾値よりも小さい場合、上記パラメータを第１のパラメータに決定し、誤差が正値である第２の閾値よりも大きい場合、上記パラメータを第２のパラメータに決定し、誤差が第１の閾値以上かつ第２の閾値以下の場合、上記パラメータを第３のパラメータに決定してよい。ここで、第１のパラメータを用いた場合のトルク指令値は、第３のパラメータを用いた場合のトルク指令値よりも大きく、第２のパラメータを用いた場合のトルク指令値は、第３のパラメータを用いた場合の前記トルク指令値よりも小さくてよい。
【0071】
上記構成によれば、例えば、平坦地よりも走行抵抗が大きい上り坂では、第１のパラメータに決定されるので、フィードフォワード制御部は、平坦地の場合よりも大きなトルク指令値を出力する。また、平坦地よりも走行抵抗が小さい下り坂では、第２のパラメータに決定されるので、フィードフォワード制御部は、平坦地の場合よりも小さなトルク指令値を出力する。よって、平坦地、上り坂及び下り坂における車両の停止位置のバラツキを抑制できる。
【0072】
車両制御装置（１００）は、外乱を推定した値である外乱推定値を出力する外乱推定部（１０７）をさらに備えてよい。パラメータ決定部（１０５）は、外乱推定値が負値である第１の閾値よりも小さい場合、上記パラメータを第１のパラメータに決定し、外乱推定値が正値である第２の閾値よりも大きい場合、上記パラメータを第２のパラメータに決定し、外乱推定値が第１の閾値以上かつ第２の閾値以下の場合、上記パラメータを第３のパラメータに決定してよい。ここで、第１のパラメータを用いた場合のトルク指令値は、第３のパラメータを用いた場合のトルク指令値よりも大きく、第２のパラメータを用いた場合のトルク指令値は、第３のパラメータを用いた場合のトルク指令値よりも小さくてよい。
【0073】
上記構成によれば、例えば、平坦地よりも走行抵抗が大きい上り坂では、第１のパラメータに決定されるので、フィードフォワード制御部は、平坦地の場合よりも大きなトルク指令値を出力する。また、平坦地よりも走行抵抗が小さい下り坂では、第２のパラメータに決定されるので、フィードフォワード制御部は、平坦地の場合よりも小さなトルク指令値を出力する。よって、平坦地、上り坂及び下り坂における車両の停止位置のバラツキを抑制できる。
【0074】
車両制御装置（１００）は、目標値と測定値との差に基づくトルク指令値を出力するフィードバック制御部（１０１）と、測定値が第３の閾値以上の場合、フィードバック制御部から出力されたトルク指令値を出力し、測定値が第３の閾値未満の場合、フィードフォワード制御部（１０２）から出力されたトルク指令値を出力する切替部（１０３）をさらに備えてよい。車輪（１０）は、切替部から出力されたトルク指令値に基づいて回転駆動されてよい。
【0075】
上記構成によれば、測定値が第３の閾値未満の場合（例えば極低速域の場合）、フィードフォワード制御部から出力されたトルク指令値に基づいて車輪は回転駆動される。よって、極低速域において精度が不十分な測定値によるフィードバック制御によって車輪が回転駆動されることを回避でき、車両の停止位置のバラツキを抑制できる。
【0076】
以上、添付図面を参照しながら実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例、修正例、置換例、付加例、削除例、均等例に想到し得ることは明らかであり、それらについても本開示の技術的範囲に属すると了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0077】
本開示の技術は、自動運転制御される車両の極低速域における挙動制御に有用である。
【符号の説明】
【0078】
１ 車両
１０ 車輪
２１ 車両制動部
２２ 車輪速度センサ
２３ 挙動制御部
１００ 制動制御部
１０１ フィードバック制御部
１０２ フィードフォワード制御部
１０３ 切替部
１０４ 車輪速度オブザーバ
１０５ パラメータ決定部
１０６ 車両モデル
１０７ 外乱オブザーバ
１０ 車輪
２１ 車両制動部
２２ 車輪速度センサ
２３ 挙動制御部
１００ 制動制御部
１０１ フィードバック制御部
１０２ フィードフォワード制御部
１０３ 切替部
１０４ 車輪速度オブザーバ
１０５ パラメータ決定部
１０６ 車両モデル
１０７ 外乱オブザーバ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】