JP2014193691A - 車両の運動制御装置 - Google Patents
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Abstract
通常時にはぎくしゃくせず、緊急回避操舵時には確実にドライバをアシストする車両の運動制御装置を提供する。
【解決手段】
入力された外界情報及び車両情報に基づいて、車両の危険ポテンシャルを推定する危険ポテンシャル推定部と、車両の横加加速度と予め定めたゲインとに基づいて車両の前後運動制御指令を生成する車両前後運動制御部と、ゲインを調整するゲイン調整部と、を有し、ゲイン調整部は、危険ポテンシャル推定部で推定された危険ポテンシャルに基づいてゲインが調整される。
【選択図】 図8
Description
以上のように、特許文献1ではドライバによる操舵角、あるいは操舵角速度が大きくなると、制動制御を禁止する時間が設定される。すなわちドライバによる緊急回避操舵操作(一般的に操舵角、操舵角速度が大きい)が入った場合、この回避操作をアシストするものではない。
「横運動に連係した前後運動制御」
(1)G-Vectoring
ハンドル操作による横運動に連係して自動的に加減速することにより、前輪と後輪の間に荷重移動を発生させて車両の操縦性と安定性の向上を図る方法が、非特許文献1に示されている。具体的な加減速指令値(目標前後加速度Gxc)は、以下数1に示す通り、
このように制御されると、前後加速度と横加速度の合成加速度(Gと表記)が、横軸に車両の前後加速度、縦軸に車両の横加速度をとるダイアグラムで、時間の経過とともに曲線的な遷移をするように方向付けられる(Vectoring)のため、「G-Vectoring制御」と呼ばれている。
(2)制動力制御ESC(Electronic Stability Control:横滑り防止装置)
ESCは、横滑り防止装置の一般的な呼称で、Direct Yaw-moment Control(DYC)の考え方を制動力制御に適用した車両運動制御である。
(3)制動力制御モーメント・プラス(Moment+ Control)(図5)
モーメント・プラスは、「山門誠、長塚敬一郎:車両横加加速度に基づくヨーモーメント制御手法の検討、自動車技術会学術講演会前刷集:116-12 ページ:21-26、発行年:2012年10月03日」(非特許文献2)内で報告されている、G-Vectoring Control(GVC)指令値を基に、即ち横加加速度情報を用いて、車両にヨーモーメントを加え、車両の操縦性と安定性を向上する新たな制御則である。ヨーモーメント指令値M+の基本制御則は以下数3のように定式化される。
(1)横運動に連係した前後運動制御において、横運動を特徴的に表す状態量(横加加速度、横滑り角変化など)に対するゲインを大きくすることにより、速度低減効果などが大きくなり、回避性能が大幅に向上する。
(2)ゲインを増加させると通常領域のぎくしゃく感を増加させるため、制御効果とフィーリングがバランスするようにゲイン調整されている。
(3)制動アクチュエータの耐久性、あるいはNVH性能に課題がある場合は、稼働頻度を少なくする必要がある。
ということである。
ドライバのブレーキペダル11の操作量(踏み込み量)は、ブレーキペダルポジションセンサ32により検出され、ペダルコントローラ48を経て、ADASコントローラ40で演算処理される。
左前輪61、右前輪62、左後輪63、右後輪64には、それぞれブレーキロータが配備され、車体側にはこのブレーキロータをパッド(図示せず)で挟み込むことにより車輪を減速させるキャリパーが搭載されている。
また、車両0には、ドライバへアシスト情報(システム稼働情報)を伝えるHVI(Human Vehicle Interface)55が搭載されている。HVI55は、ドライバが目にすることが出来る画面、警告音、あるいは各ペダルの反力制御と連携して、複数の手段でドライバにシステム稼働情報を伝える。
RP0に対するゲイン 0.0
RP1に対するゲイン 1.0
RP2に対するゲイン 1.5
RP3に対するゲイン 2.0
ゲインを増加させる本発明の制御方法を採用すると、生涯正規化稼働時間(稼働強さも考慮)を2.3%にまで低減できる。また、危険リスクが高い時は、多少の作動音、振動、ぎくしゃく感は、容認されるため、価格レンジの低い車両においても(ESCは標準装着であるため)本発明により、緊急回避性能を向上することが出来る。
1 エンジン
2 自動変速機
7 パワーステアリング
10 アクセルペダル
11 ブレーキペダル
16 ステアリング
21 横加速度センサ
22 前後加速度センサ
23、24、 微分回路
31 アクセルポジションセンサ
32 ブレーキペダルポジションセンサ
33 ドライバ舵角センサ
38 ヨーレイトセンサ
40 ADASコントローラ
41 危険ポテンシャル推定部
42 横運動連係ゲイン調整手段
43 前後加減速度調整手段
44 モーメント調整手段
450 ブレーキコントローラ
451 ESC制御部
452 四輪ブレーキ力配分調整手段
45 ステアリングコントローラ
46 パワートレインコントローラ
48 ペダルコントローラ
51 アクセル反力モータ
52 ブレーキペダル反力モータ
53 ステア反力モータ
61 左前輪
62 右前輪
63 左後輪
64 右後輪
70 ステレオカメラ
701 ステレオ画像処理装置
Claims (19)
- 入力された外界情報及び車両情報に基づいて、車両の危険ポテンシャルを推定する危険ポテンシャル推定部と、
車両の横加加速度と予め定めたゲインとに基づいて車両の前後運動制御指令を生成する車両前後運動制御部と、
前記ゲインを調整するゲイン調整部と、を有し、
前記ゲイン調整部は、前記危険ポテンシャル推定部で推定された前記危険ポテンシャルに基づいて前記ゲインが調整される車両の運動制御装置。 - 請求項1記載の車両の運動制御装置において、
前記ゲイン調整部は、前記危険ポテンシャル推定部で前記危険ポテンシャルが検出された場合、検出されない場合に比べて、前記ゲインを大きくなるように調整する車両の運動制御装置。 - 請求項1記載の車両の運動制御装置において、
前記車両前後運動制御部は、
車両の横加加速度と予め定めた第1のゲインに基づいて車両の前後加速度指令値を算出し、前記前後加速度指令値を出力する加減速制御部と、
車両の横加加速度と予め定めた第2のゲインに基づいて車両のヨーモーメント指令値を算出し、前記ヨーモーメント指令値を出力するヨーモーメント制御部と、を有し、
前記ゲイン調整部は、前記危険ポテンシャル推定部で推定された前記危険ポテンシャルに基づいて前記第1のゲイン又は前記第2のゲインが調整される車両の運動制御装置。 - 請求項3記載の車両の運動制御装置において、
前記ゲイン調整部は、前記危険ポテンシャル推定部で推定された前記危険ポテンシャルが予め定めた値より高い場合、前記値より低い場合に比べて、前記第1のゲイン又は前記第2のゲインが大きくなるように調整する車両の運動制御装置。 - 請求項3記載の車両の運動制御装置において、
前記ゲイン調整部は、前記危険ポテンシャル推定部で推定された前記危険ポテンシャルに基づいて前記第1のゲイン及び前記第2のゲインが調整される車両の運動制御装置。 - 請求項2記載の車両の運動制御装置において、
前記ゲイン調整部は、前記危険ポテンシャルが検出されない場合、前記ゲインをゼロとなるように調整する車両の運動制御装置。 - 請求項1記載の車両の運動制御装置において、
前記外界情報は、カメラ又はレーダから取得した自車前方外界情報であって、
前記車両情報は、車速、操舵角、加速度、ヨーレイト、ペダル操作速度、ブレーキ操作速度の少なくとも1つの情報である車両の運動制御装置。 - 請求項1記載の車両の運動制御装置において、
前記危険ポテンシャル推定部は、車両の危険ポテンシャルの定量的評価を推定する車両の運動制御装置。 - 請求項1記載の車両の運動制御装置において、
前記車両の危険ポテンシャルの定量的評価は、衝突余裕時間や操舵角速度に基づいて、定量化される車両の運動制御装置。 - 請求項1記載の車両の運動制御装置において、
前記ゲイン調整部は、予め記憶された前記危険ポテンシャルに応じた前記ゲインの値が記されたマップを用いて、推定された前記危険ポテンシャルに対応する前記ゲインが出力される車両の運動制御装置。 - 請求項1記載の車両の運動制御装置において、
前記車両前後運動制御部は、車両の横加速度の絶対値が増加する時、車両が減速し、車両の横加速度の絶対値が減少する時、車両が加速するように前記車両の前後運動制御指令が生成される車両の運動制御装置。 - 請求項1記載の車両の運動制御装置において、
前記車両前後運動制御部は、車両の操舵角の絶対値が増加する時、車両が減速し、車両の操舵角の絶対値が減少する時、車両が加速するように前記車両の前後運動制御指令が生成される車両の運動制御装置。 - 請求項3記載の車両の運動制御装置において、
前記前後加速度指令値Gxcは、
(但し、Gy:車両横加速度、Gy_dot:車両横加加速度、Cxy:横加加速度ゲイン、T:一次遅れ時定数、s:ラプラス演算子、Gx_DC:オフセット)
で生成される車両の運動制御装置。 - 請求項3記載の車両の運動制御装置において、
前記ヨーモーメント指令値は、車両の横加速度の絶対値が増加するときに車両の旋回を促進し、車両の横加速度の絶対値が減少するときに車両の旋回が復元するように生成される車両の運動制御装置。 - (M+の表現2)
請求項3記載の車両の運動制御装置において、
前記ヨーモーメント指令値は、車両の操舵角の絶対値が増加するときに車両の旋回を促進し、車両の操舵角の絶対値が減少するときに車両の旋回が復元するように生成される車両の運動制御装置。 - (M+の表現4)
請求項3記載の車両の運動制御装置において、
前記ヨーモーメント指令値Mz+は、
(但し、Gy:車両横加速度、Gy_dot:車両横加加速度、Cmnl:横加加速度ゲイン、Tmn:一次遅れ時定数、s:ラプラス演算子)
で生成される車両の運動制御装置。 - 請求項3記載の車両の運動制御装置において、
前記ヨーモーメント指令値Mz+/Vは、
(但し、Gy:車両横加速度、Gy_dot:車両横加加速度、Cmnl:横加加速度ゲイン、Tmn:一次遅れ時定数、s:ラプラス演算子、V:車両速度)
で生成される車両の運動制御装置。 - 請求項1記載の車両の運動制御装置において、
前記前後運動制御指令は、加速指令と減速指令とを有し、
前記加速指令は、ドライバからのブレーキ操作指令が、予め定めた閾値を超えて入力された場合にゼロとなり、
前記減速指令は、ドライバからのアクセル操作指令が、予め定めた閾値を超えて入力された場合にゼロとなる車両の運動制御装置。 - 請求項1記載の車両の運動制御装置において、
前記危険ポテンシャル推定部は、スレテオカメラから取得した障害物までの距離情報に基づいて車両の危険ポテンシャルを推定する車両の運動制御装置。
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