JP2023008220A - Vehicle speed control method and vehicle speed control device - Google Patents

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JP2023008220A JP2021111604A JP2021111604A JP2023008220A JP 2023008220 A JP2023008220 A JP 2023008220A JP 2021111604 A JP2021111604 A JP 2021111604A JP 2021111604 A JP2021111604 A JP 2021111604A JP 2023008220 A JP2023008220 A JP 2023008220A
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Abstract

To set a target vehicle speed of traveling on a target travel track so as not to exceed a limit of a steering angle that can be achieved by a steering mechanism.SOLUTION: A vehicle control method includes: setting a target travel track of an own vehicle 1 and setting a maximum steering angle as a maximum value of a steering angle that a steering mechanism can achieve according to a vehicle speed of the own vehicle 1 (S12); setting a target vehicle speed at which the own vehicle travels on the target travel track such that a the steering angle of the own vehicle 1 does not exceed the maximum steering angle (S10, S11, S13 to S17); and controlling the vehicle speed of the own vehicle on the basis of the target vehicle speed (S4).SELECTED DRAWING: Figure 9

Description

本発明は、車速制御方法及び車速制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle speed control method and a vehicle speed control device.

下記特許文献1には、自動運転車両の自動走行中に、旋回加速度が路面摩擦係数を超えないように目標速度を設定する技術が記載されている。 Patent Literature 1 below describes a technique for setting a target speed so that a turning acceleration does not exceed a road surface friction coefficient during automatic travel of an autonomous vehicle.

特開2017-121874号公報JP 2017-121874 A

上記特許文献1では、車両の重心位置での横加速度に着目して目標車速を設定している。しかしながら、これら横加速度と目標車速で旋回するのに必要な転舵角を実際に転舵機構が実現できない場合には、自動運転制御で生成した目標走行軌道への追従性が低下する虞がある。
本発明は、転舵機構が実現できる転舵角の制限を超えないように目標走行軌道上を走行する目標車速を設定することを目的とする。
In Patent Document 1, the target vehicle speed is set by focusing on the lateral acceleration at the position of the center of gravity of the vehicle. However, if the steering mechanism cannot actually realize the steering angle required for turning at the lateral acceleration and the target vehicle speed, there is a risk that the followability to the target travel trajectory generated by the automatic driving control will deteriorate. .
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to set a target vehicle speed for traveling on a target travel track so as not to exceed a steering angle limit that can be realized by a steering mechanism.

本発明の一態様による車速制御方法は、自車両の目標走行軌道を設定し、自車両の車速に応じて転舵機構が実現できる転舵角の最大値である最大転舵角を設定し、自車両の転舵角が最大転舵角を超えずに自車両が目標走行軌道上を走行する目標車速を設定し、目標車速に基づいて自車両の車速を制御する。 A vehicle speed control method according to one aspect of the present invention includes: setting a target travel trajectory of a vehicle; setting a maximum steering angle, which is a maximum value of a steering angle that can be realized by a steering mechanism according to a vehicle speed of the vehicle; A target vehicle speed is set at which the own vehicle travels on the target travel track without the steering angle of the own vehicle exceeding the maximum steering angle, and the vehicle speed of the own vehicle is controlled based on the target vehicle speed.

本発明によれば、転舵機構が実現できる転舵角の制限を超えないように目標走行軌道上を走行する目標車速を設定できる。 According to the present invention, it is possible to set the target vehicle speed for traveling on the target travel trajectory so as not to exceed the limit of the steering angle that can be realized by the steering mechanism.

実施形態の走行支援装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a driving support device according to an embodiment; FIG. 実施形態の走行支援装置による自動運転制御のアーキテクチャの一例の説明図である。It is an explanatory view of an example of architecture of automatic driving control by a driving assistance device of an embodiment. 実施形態の走行支援装置の自動運転制御部の機能構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of functional composition of an automatic operation control part of a driving support device of an embodiment. 図1に示す車両制御部の機能構成の一例のブロック図である。2 is a block diagram of an example of a functional configuration of a vehicle control unit shown in FIG. 1; FIG. (a)は第1車速プロファイルの一例の説明図であり、(b)は第2車速プロファイルの一例の説明図であり、(c)は第3車速プロファイルの一例の説明図である。(a) is an explanatory diagram of an example of a first vehicle speed profile, (b) is an explanatory diagram of an example of a second vehicle speed profile, and (c) is an explanatory diagram of an example of a third vehicle speed profile. 図4に示すバックワード演算部の機能構成の一例のブロック図である。FIG. 5 is a block diagram of an example of a functional configuration of a backward calculation unit shown in FIG. 4; FIG. 図4に示すフォワード演算部の機能構成の一例のブロック図である。FIG. 5 is a block diagram of an example of a functional configuration of a forward computing unit shown in FIG. 4; FIG. 実施形態の車速制御方法の一例のフローチャートである。4 is a flowchart of an example of a vehicle speed control method according to the embodiment; 図8のステップS2の処理の一例のフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart of an example of processing in step S2 of FIG. 8; FIG.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
(第1実施形態)
(構成)
図1を参照する。自車両1は、右前輪2FR及び左前輪2FLを転舵可能な前輪操舵車両であるか、右前輪2FR、左前輪2FL、右後輪2RR及び左後輪2RLを転舵可能な四輪操舵車両である。以下、右前輪2FR及び左前輪2FLを総称して「前輪2F」と表記し、右後輪2RR及び左後輪2RLを総称して「後輪2R」と表記し、前輪2F及び後輪2Rを総称して「車輪2」と表記することがある。
自車両1は、自車両1の走行支援を行う走行支援装置10を備える。走行支援装置10による走行支援には、自車両1の周辺の走行環境に基づいて、運転者が関与せずに自車両1を自動で運転する自動運転制御や、運転者による自車両1の運転を支援する運転支援制御を含んでよい。
運転支援制御には、自動操舵、自動ブレーキ、定速走行制御、車線維持制御、合流支援制御など、自車両1の転舵装置、駆動装置、制動装置の少なくとも一つを制御する走行制御を含んでよい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
(Constitution)
Please refer to FIG. The host vehicle 1 is a front-wheel steering vehicle capable of steering a front right wheel 2FR and a front left wheel 2FL, or a four-wheel steering vehicle capable of steering a front right wheel 2FR, a front left wheel 2FL, a rear right wheel 2RR, and a rear left wheel 2RL. is. Hereinafter, the right front wheel 2FR and left front wheel 2FL are collectively referred to as "front wheel 2F", the right rear wheel 2RR and left rear wheel 2RL are collectively referred to as "rear wheel 2R", and the front wheel 2F and rear wheel 2R are collectively referred to as "front wheel 2R". They may be collectively referred to as "wheel 2".
The host vehicle 1 includes a travel support device 10 that assists the travel of the host vehicle 1 . Driving support by the driving support device 10 includes automatic driving control for automatically driving the own vehicle 1 without the involvement of the driver based on the driving environment around the own vehicle 1, and driving of the own vehicle 1 by the driver. may include driving assistance control that assists in
The driving support control includes driving control that controls at least one of the steering device, driving device, and braking device of the own vehicle 1, such as automatic steering, automatic braking, constant speed driving control, lane keeping control, and merging support control. OK.

走行支援装置10は、物体センサ11と、車両センサ12と、測位装置13と、地図データベース(地図DB)14と、ナビゲーション装置15と、コントローラ17と、アクチュエータ18とを備える。
物体センサ11は、自車両の周囲の物体を検出する。物体センサ11は、自車両1に搭載されたレーザレーダやミリ波レーダ、カメラ、LIDAR(Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging)など、自車両1の周辺の物体を検出する複数の
異なる種類の物体検出センサを備える。
The driving support device 10 includes an object sensor 11 , a vehicle sensor 12 , a positioning device 13 , a map database (map DB) 14 , a navigation device 15 , a controller 17 and an actuator 18 .
The object sensor 11 detects objects around the vehicle. The object sensor 11 includes a plurality of different types of sensors for detecting objects around the vehicle 1, such as laser radar, millimeter wave radar, camera, and LIDAR (Light Detection and Ranging, Laser Imaging Detection and Ranging) mounted on the vehicle 1. object detection sensor.

車両センサ12は、自車両1に搭載され、自車両1から得られる様々な情報(車両信号)を検出する。車両センサ12には、例えば、自車両1の車速(走行速度)Vを検出する車速センサ、車輪2の回転速度や回転量を検出する車輪センサ、自車両1の3軸方向の加速度(減速度を含む)を検出する3軸加速度センサ(Gセンサ)、操舵角(転舵角を含む)を検出する操舵角センサ、自車両1に生じる角速度を検出するジャイロセンサ、ヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ、自車両1のアクセル開度を検出するアクセルセンサと、運転者によるブレーキ操作量を検出するブレーキセンサが含まれる。 The vehicle sensor 12 is mounted on the own vehicle 1 and detects various information (vehicle signals) obtained from the own vehicle 1 . The vehicle sensors 12 include, for example, a vehicle speed sensor for detecting the vehicle speed (running speed) V of the own vehicle 1, a wheel sensor for detecting the rotational speed and amount of rotation of the wheels 2, and acceleration (deceleration) of the own vehicle 1 in three axial directions. ), a steering angle sensor that detects the steering angle (including the steering angle), a gyro sensor that detects the angular velocity generated in the vehicle 1, a yaw rate sensor that detects the yaw rate, An accelerator sensor that detects the accelerator opening of the own vehicle 1 and a brake sensor that detects the amount of brake operation by the driver are included.

測位装置13は、全地球型測位システム(GNSS)受信機を備え、複数の航法衛星から電波を受信して自車両1の現在位置を測定する。GNSS受信機は、例えば地球測位システム(GPS)受信機等であってよい。測位装置13は、例えば慣性航法装置であってもよい。
地図データベース14は、自動運転用の地図として好適な高精度地図データ(以下、単に「高精度地図」という。)を記憶してよい。高精度地図は、ナビゲーション用の地図データ(以下、単に「ナビ地図」という。)よりも高精度の地図データであり、道路単位の情報よりも詳細な車線単位の情報を含む。
ナビゲーション装置15は、測位装置13等により自車両1の現在位置を認識する。ナビゲーション装置15は、認識した現在位置に基づいて、自車両1の周囲の道路情報や交通情報を取得し、コントローラ17に出力する。また、ナビゲーション装置15は、乗員に対して経路案内を行い、また道路情報、交通情報を提供する。
The positioning device 13 has a global positioning system (GNSS) receiver, receives radio waves from a plurality of navigation satellites, and measures the current position of the vehicle 1 . A GNSS receiver may be, for example, a global positioning system (GPS) receiver or the like. The positioning device 13 may be, for example, an inertial navigation device.
The map database 14 may store high-precision map data (hereinafter simply referred to as "high-precision map") suitable as a map for automatic driving. A high-precision map is map data with higher precision than map data for navigation (hereinafter simply referred to as "navigation map"), and includes more detailed lane-by-lane information than road-by-road information.
The navigation device 15 recognizes the current position of the own vehicle 1 using the positioning device 13 or the like. The navigation device 15 acquires road information and traffic information around the vehicle 1 based on the recognized current position, and outputs the information to the controller 17 . In addition, the navigation device 15 provides route guidance to passengers and also provides road information and traffic information.

コントローラ17は、プロセッサと、記憶装置等の周辺部品とを含み、自車両1の走行支援制御を行う電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)である。プロセ
ッサは、例えばCPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro-Processing Unit)であってよい。
記憶装置は、半導体記憶装置や、磁気記憶装置、光学記憶装置等を備えてよい。記憶装置は、レジスタ、キャッシュメモリ、主記憶装置として使用されるROM(Read Only Me
mory)及びRAM(Random Access Memory)等のメモリを含んでよい。
コントローラ17のプロセッサが、記憶装置に格納されたコンピュータプログラムを実行することにより、コントローラ17は、自動運転制御部20、入力仲裁部21及び車両制御部22として機能する。これらの機能については後述する。
The controller 17 is an electronic control unit (ECU) that includes a processor and peripheral components such as a storage device, and performs driving support control of the vehicle 1 . The processor may be, for example, a CPU (Central Processing Unit) or an MPU (Micro-Processing Unit).
The storage device may comprise a semiconductor storage device, a magnetic storage device, an optical storage device, or the like. Storage devices include registers, cache memory, and ROM (Read Only Me
memory) and RAM (Random Access Memory).
The controller 17 functions as an automatic driving control unit 20 , an input arbitration unit 21 and a vehicle control unit 22 by the processor of the controller 17 executing computer programs stored in the storage device. These functions will be described later.

なお、コントローラ17を、以下に説明する各情報処理を実行するための専用のハードウエアにより形成してもよい。
例えば、コントローラは、汎用の半導体集積回路中に設定される機能的な論理回路を備えてもよい。例えばコントローラはフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(FPGA:Field-Programmable Gate Array)等のプログラマブル・ロジック・デバイス(P
LD:Programmable Logic Device)等を有していてもよい。
Note that the controller 17 may be formed of dedicated hardware for executing each information processing described below.
For example, the controller may comprise functional logic circuitry embodied in a general purpose semiconductor integrated circuit. For example, the controller is a programmable logic device (P
LD: Programmable Logic Device) or the like.

アクチュエータ18は、コントローラ17からの制御信号に応じて、自車両1の転舵装置と、駆動装置と制動装置を操作して、自車両1の車両挙動を発生させる。アクチュエータ18は、転舵アクチュエータと、アクセル開度アクチュエータと、ブレーキ制御アクチュエータを備える。
自車両1が前輪操舵車両である場合、転舵アクチュエータは、前輪2Fの転舵角である前輪転舵角δを制御する。自車両1が四輪操舵車両である場合、転舵アクチュエータは、前輪転舵角δに加えて後輪2Rの転舵角である後輪転舵角δを制御する。
The actuator 18 operates the steering device, the driving device and the braking device of the own vehicle 1 according to the control signal from the controller 17 to generate the vehicle behavior of the own vehicle 1 . The actuator 18 includes a steering actuator, an accelerator opening actuator, and a brake control actuator.
When the host vehicle 1 is a front wheel steering vehicle, the steering actuator controls a front wheel steering angle δF , which is the steering angle of the front wheels 2F. When the host vehicle 1 is a four-wheel steering vehicle, the steering actuator controls the rear wheel steering angle δR , which is the steering angle of the rear wheels 2R, in addition to the front wheel steering angle δF .

転舵アクチュエータは、例えば、電動パワーステアリングシステムにおいて操舵補助力を付与する操舵補助モータであってもよく、ステアリングホイールと車輪2とが機械的に分離されたステアリングバイワイヤシステムにおいて車輪2を転舵する転舵モータであってもよい。
アクセル開度アクチュエータは、自車両1の駆動力を発生させる動力源である駆動装置(例えばエンジン、電動機)のアクセル開度を制御する。ブレーキ制御アクチュエータは、自車両1の制動装置の制動動作を制御する。
駆動装置、制動装置、コントローラ17及びアクチュエータ18の組合せは、特許請求の範囲に記載の「速度制御装置」の一例である。
The steering actuator may be, for example, a steering assist motor that provides a steering assist force in an electric power steering system, and steers the wheels 2 in a steering-by-wire system in which the steering wheel and the wheels 2 are mechanically separated. It may be a steering motor.
The accelerator opening actuator controls the accelerator opening of a driving device (for example, an engine or an electric motor) that is a power source that generates driving force for the vehicle 1 . The brake control actuator controls the braking operation of the braking device of the own vehicle 1 .
The combination of drive, brake, controller 17 and actuator 18 is an example of a "speed controller" as defined in the claims.

次に、実施形態の走行支援装置10による走行支援制御の一例を説明する。図2は、走行支援装置による自動運転制御のアーキテクチャの一例を示す。自動運転制御は、自動運転レイヤ(AD Layer)30と、仲裁部(Arbitration)31と、規範モデル部(Reference
Model)32と、車体挙動制御部(Body Motion Control)33と、車輪挙動制御部(Wheel Motion Control)34と、上述のアクチュエータ18によって実行される。
自動運転レイヤ30は、自車両1の目的地を設定し、自車両1の現在位置から目的地までの走行経路を設定する。なお、目的地とは運転者によって設定される最終目的地で合っても良いし、自車両1の現在位置に対して予め定められた所定距離前方の地点(例えば自車両が走行中の車線上で、所定距離前方の車線中央位置等)であっても良い。
自動運転レイヤ30は、走行経路を走行する自車両1の目標走行軌道、すなわち自車両1の現在位置から目的地までの道路上の走行軌道を、自動運転レイヤ30からの指示入力である自動運転入力(AD入力)として生成する。
Next, an example of driving support control by the driving support device 10 of the embodiment will be described. FIG. 2 shows an example of an architecture of automatic driving control by a driving support device. Automatic driving control includes an automatic driving layer (AD Layer) 30, an arbitration section (Arbitration) 31, a reference model section (Reference
Model 32, body motion control 33, wheel motion control 34, and actuator 18 described above.
The automatic driving layer 30 sets the destination of the own vehicle 1 and sets the travel route from the current position of the own vehicle 1 to the destination. Note that the destination may be the final destination set by the driver, or a point a predetermined distance ahead of the current position of the vehicle 1 (for example, on the lane in which the vehicle is traveling). and the center position of the lane a predetermined distance ahead).
The automatic driving layer 30 sets the target traveling trajectory of the own vehicle 1 traveling on the traveling route, that is, the traveling trajectory on the road from the current position of the own vehicle 1 to the destination. Generate as an input (AD input).

仲裁部31は、運転者によるステアリングホイール、アクセル及びブレーキの操作入力である手動運転入力(MD入力)と、自動運転レイヤ30からの自動運転入力とを仲裁し、自車両1が行うべき車両運動を設定する。
規範モデル部32は、仲裁部31が設定した車両運動を自車両1が実現するための自車両1の車体挙動を計算するために用いる車両運動モデルのパラメータ(例えばヨー慣性モーメント、車輪2のコーナリングスティフネス等)を設定する。
車体挙動制御部33は、規範モデル部32によって設定された車両運動モデルに基づい
て、仲裁部31が設定した車両運動を実現するための車体挙動(例えば、車速、加減速、ヨーレイト、ヨー角加速度、ヨーモーメント等)を算出する。
The arbitration unit 31 arbitrates between the manual driving input (MD input), which is the steering wheel, accelerator, and brake operation input by the driver, and the automatic driving input from the automatic driving layer 30, and determines the vehicle motion that the host vehicle 1 should perform. set.
The reference model unit 32 uses the parameters of the vehicle motion model (e.g., yaw moment of inertia, cornering of the wheels 2, stiffness, etc.).
Based on the vehicle motion model set by the reference model unit 32, the vehicle body behavior control unit 33 determines the vehicle body behavior (for example, vehicle speed, acceleration/deceleration, yaw rate, yaw angular acceleration , yaw moment, etc.).

車輪挙動制御部34は、車体挙動制御部33が算出した車体挙動を自車両1に発生させるための車輪2の制御量(転舵角、制動量、駆動量等)を算出し、アクチュエータ18により車輪挙動を制御する。
例えば、自動運転レイヤ30の機能は、図1に示す自動運転制御部20が担い、仲裁部31の機能は入力仲裁部21が担い、規範モデル部32、車体挙動制御部33及び車輪挙動制御部34の機能は、車両制御部22が担ってよい。
The wheel behavior control unit 34 calculates the control amount (steering angle, braking amount, driving amount, etc.) of the wheels 2 for causing the vehicle body behavior calculated by the vehicle body behavior control unit 33 to occur in the vehicle 1, and the actuator 18 Control wheel behavior.
For example, the function of the automatic driving layer 30 is performed by the automatic driving control unit 20 shown in FIG. The function of 34 may be performed by the vehicle control unit 22 .

次に、図3を参照して自動運転制御部20の機能構成の一例を説明する。自動運転制御部20は、定位部(Localization)40と、目的地設定部41(Destination Setting)
と、経路計画部(Route Planning)42と、行動決定部(Decision Making)43と、運
転ゾーン計画部(Drive Zone Planning)44と、軌道生成部(Trajectory)45を備え
る。
Next, an example of the functional configuration of the automatic driving control unit 20 will be described with reference to FIG. 3 . The automatic driving control unit 20 includes a localization unit (Localization) 40 and a destination setting unit 41 (Destination Setting).
, Route Planning 42 , Decision Making 43 , Drive Zone Planning 44 , and Trajectory 45 .

定位部40は、物体センサ11の検出信号に基づいて自車両1の周囲環境を認識する。定位部40は、認識結果と地図データベース14の高精度地図との間のマップマッチングにより、高精度地図上の自車両1の現在位置を判断する。
また、周囲環境の認識結果に基づいて、自車両1の周囲環境のモデルであるローカルモデル(Local Model)47が生成される。さらに、ローカルモデル47と、高精度地図と
、ナビゲーション装置15の道路情報や交通情報とを融合することによって、ワールドモデル(World Model)46が生成される。
The localization unit 40 recognizes the surrounding environment of the own vehicle 1 based on the detection signal of the object sensor 11 . The localization unit 40 determines the current position of the vehicle 1 on the high-precision map by map matching between the recognition result and the high-precision map of the map database 14 .
Also, a local model 47, which is a model of the surrounding environment of the vehicle 1, is generated based on the recognition result of the surrounding environment. Furthermore, a world model 46 is generated by fusing the local model 47, the high-precision map, and the road information and traffic information of the navigation device 15. FIG.

目的地設定部41は、ナビゲーション装置15を介した運転者の操作入力に基づいて自車両1の目的地を設定する。
経路計画部42は、ナビゲーション装置15の道路情報に基づいて、現在位置から目的地までの予定走行経路を演算する。なお、予定走行経路はこれに限らず、例えば現在位置から自車両所定距離前方までの予定経路であってもよい。あるいは、ナビゲーション装置15の道路情報を用いずに、自車両前方をカメラ等で撮像し、撮像した画像から検出した自車両所定距離前方までの予定経路であってもよい。
行動決定部43は、周囲環境の認識結果と、自車両1の現在位置と、ワールドモデル46と、予定走行経路とに基づいて、走行支援装置10により実行する自車両1の運転行動計画を決定する。
The destination setting unit 41 sets the destination of the vehicle 1 based on the driver's operation input via the navigation device 15 .
A route planning unit 42 calculates a planned travel route from the current position to the destination based on the road information of the navigation device 15 . Note that the planned travel route is not limited to this, and may be, for example, a planned route from the current position to a predetermined distance ahead of the own vehicle. Alternatively, without using the road information of the navigation device 15, the area ahead of the vehicle may be captured by a camera or the like, and the planned route to the predetermined distance ahead of the vehicle detected from the captured image may be used.
The action determination unit 43 determines a driving action plan for the own vehicle 1 to be executed by the driving support device 10 based on the recognition result of the surrounding environment, the current position of the own vehicle 1, the world model 46, and the planned travel route. do.

運転行動には、例えば、自車両1の停止、一時停止、走行速度、減速、加速、進路変更、右折、左折、直進、合流区間や複数車線における車線変更、車線維持、追越、障害物への対応などの行動が含まれる。
行動決定部43は、自車両1の現在位置及び姿勢と、自車両1の周囲環境と、ワールドモデル46とに基づいて、自車両1の運転行動計画を生成する。
Driving behaviors include, for example, stop, pause, running speed, deceleration, acceleration, course change, right turn, left turn, straight ahead, lane change in a merging section or multiple lanes, lane maintenance, overtaking, obstacles, etc. actions such as responding to
The action determination unit 43 generates a driving action plan for the own vehicle 1 based on the current position and orientation of the own vehicle 1 , the surrounding environment of the own vehicle 1 , and the world model 46 .

運転ゾーン計画部44は、生成した運転行動計画と、自車両1の運動特性、ローカルモデル47に基づいて、自車両1を走行させることができる領域である運転ゾーンを算出する。
軌道生成部45は、運転ゾーン計画部44が算出した運転ゾーン内を自車両1が走行するように、自車両1の目標走行軌道を生成する。
The driving zone planning unit 44 calculates a driving zone, which is an area in which the own vehicle 1 can be driven, based on the generated driving action plan, the motion characteristics of the own vehicle 1 and the local model 47 .
The trajectory generation unit 45 generates a target travel trajectory for the vehicle 1 so that the vehicle 1 travels within the driving zone calculated by the driving zone planning unit 44 .

図1を参照する。入力仲裁部21は、自動運転制御部20が設定した目標走行軌道の自動運転入力と運転者による手動運転入力とを仲裁して、自車両1が行うべき車両運動を設定する。
車両制御部22は、入力仲裁部21により設定された車両運動を実現するように自車両1の挙動を制御する。
Please refer to FIG. The input arbitration unit 21 arbitrates between the automatic driving input for the target travel trajectory set by the automatic driving control unit 20 and the manual driving input by the driver, and sets the vehicle motion that the host vehicle 1 should perform.
The vehicle control unit 22 controls the behavior of the own vehicle 1 so as to realize the vehicle motion set by the input mediation unit 21 .

次に、車両制御部22による車速制御について説明する。自車両1が目標走行軌道に追従して走行するには、自車両1の重心位置における横加速度によって、車輪2の摩擦力が摩擦限界を超えないように目標車速を設定する必要がある。
さらに、実際に転舵アクチュエータが実現できる操向輪の転舵角には車速に応じた限界がある。横加速度と目標車速で旋回するのに必要な転舵角を、転舵機構が実際に実現できない場合には、目標走行軌道への追従性が低下する虞がある。
例えば、高い横加速度で旋回する場合には低い横加速度で旋回する場合と比べて旋回速度が増大するため、大きな転舵指令(例えば転舵角、転舵トルク、転舵力等の指令値)を生成する。転舵指令が転舵機構の制限を超えると、必要な転舵角を実現できなくなって目標走行軌道への追従性が低下する虞がある。
Next, vehicle speed control by the vehicle control unit 22 will be described. In order for the own vehicle 1 to travel following the target travel trajectory, it is necessary to set the target vehicle speed so that the frictional force of the wheels 2 does not exceed the friction limit due to the lateral acceleration at the position of the center of gravity of the own vehicle 1 .
Furthermore, there is a limit to the steering angle of the steerable wheels that can actually be realized by the steering actuator, depending on the vehicle speed. If the steering mechanism cannot actually realize the steering angle required for turning at the lateral acceleration and the target vehicle speed, there is a possibility that the ability to follow the target travel trajectory may deteriorate.
For example, when turning with a high lateral acceleration, the turning speed increases compared to when turning with a low lateral acceleration. to generate If the steering command exceeds the limit of the steering mechanism, the required steering angle cannot be achieved, and there is a risk that the ability to follow the target travel trajectory will deteriorate.

そこで、車両制御部22は、自車両1の車速に応じて転舵機構が実現できる転舵角の最大値である最大転舵角を設定し、自車両1の転舵角が最大転舵角を超えずに自車両が目標走行軌道上を走行する目標車速を設定する。
これにより、転舵機構が実現できる転舵角の制限を超えないように目標車速を設定でき、目標走行軌道への追従性が向上する。
図4は、図1に示す車両制御部22の機能構成の一例のブロック図である。車両制御部22は、幾何学演算部50と、バックワード演算部51と、フォワード演算部52を備える。
Therefore, the vehicle control unit 22 sets the maximum steering angle, which is the maximum value of the steering angle that can be realized by the steering mechanism, according to the vehicle speed of the vehicle 1. Set the target vehicle speed at which the own vehicle travels on the target travel trajectory without exceeding .
As a result, the target vehicle speed can be set so as not to exceed the limit of the steering angle that can be realized by the steering mechanism, and the ability to follow the target travel trajectory is improved.
FIG. 4 is a block diagram of an example of the functional configuration of the vehicle control unit 22 shown in FIG. 1. As shown in FIG. The vehicle control unit 22 includes a geometry calculation unit 50 , a backward calculation unit 51 and a forward calculation unit 52 .

幾何学演算部50は、図3の軌道生成部45が生成した目標走行軌道の旋回曲率ρと、最大許容横加速度として予め設定された最大横加速度設定値AyMaxとに基づいて、自車両1の重心の横加速度が最大横加速度設定値AyMaxを超えないように、自車両の目標車速のプロファイルである第1車速プロファイルVinを算出する。
例えば、目標走行軌道上の地点iにおける旋回曲率をρとすると、幾何学演算部50は、次式(1)に基づいて地点iにおける目標車速Vを設定してよい。

Figure 2023008220000002
The geometry calculation unit 50 calculates the vehicle 1 based on the turning curvature ρ of the target travel trajectory generated by the trajectory generation unit 45 in FIG. A first vehicle speed profile Vin , which is a profile of the target vehicle speed of the own vehicle, is calculated so that the lateral acceleration of the center of gravity of the vehicle does not exceed the maximum lateral acceleration set value AyMax .
For example, if the turning curvature at point i on the target travel trajectory is ρ i , the geometry calculation unit 50 may set the target vehicle speed V i at point i based on the following equation (1).
Figure 2023008220000002

図5(a)に、第1車速プロファイルVinの一例を示す。図において、横軸は自車両1の現在位置から目標走行軌道上の自車両前方の各地点までの走行距離を示し、縦軸は各地点における目標車速を示している。
なお、図5(a)の横軸の紙面上最も左側の地点は、自車両1の現在位置であり、最も右側の地点は、第1車速プロファイルVinが生成された目標走行軌道上の地点のうち自車両1から最も遠い地点(以下「最遠点」と表記する)である。図5(b)及び図5(c)でも同様である。
FIG. 5(a) shows an example of the first vehicle speed profile Vin . In the figure, the horizontal axis indicates the traveling distance from the current position of the own vehicle 1 to each point ahead of the own vehicle on the target traveling track, and the vertical axis indicates the target vehicle speed at each point.
The leftmost point on the horizontal axis of FIG. 5(a) is the current position of the vehicle 1, and the rightmost point is the point on the target travel trajectory where the first vehicle speed profile Vin is generated. The farthest point from the host vehicle 1 (hereinafter referred to as the "farthest point"). The same applies to FIGS. 5(b) and 5(c).

図4を参照する。バックワード演算部51は、目標走行軌道上の各地点において、自車両1の減速度に応じて前輪2F及び後輪2Rにかかる各々の荷重に基づいて、前輪2F及び後輪2Rの各々の制動力と横力との合力が摩擦限界を超えず、目標走行軌道に沿って旋回するのに要する転舵角が転舵機構の制限を超えないバックワード最大速度を算出する。
バックワード演算部51は、第1車速プロファイルVinをバックワード最大速度で制限することにより、第2車速プロファイルVを設定する。
図5(b)に、第2車速プロファイルVの一例を示す。
Please refer to FIG. At each point on the target travel track, the backward calculation unit 51 calculates the brakes of the front wheels 2F and the rear wheels 2R based on the respective loads applied to the front wheels 2F and the rear wheels 2R according to the deceleration of the vehicle 1. A backward maximum speed is calculated at which the resultant force of the power and the lateral force does not exceed the friction limit and the steering angle required for turning along the target travel trajectory does not exceed the limit of the steering mechanism.
The backward calculation unit 51 sets the second vehicle speed profile VB by limiting the first vehicle speed profile Vin with the backward maximum speed.
FIG. 5( b ) shows an example of the second vehicle speed profile VB.

ここで、摩擦限界による制限によって地点iにおける第1車速プロファイルVinの目標車速Vin(i)から、前方の地点(i+1)における目標車速Vin(i+1)まで減速できないと、車速が第1車速プロファイルVinを超えてしまい目標走行軌道に沿って走行できなくなる。
そこでバックワード演算部51は、注目地点iより前方の地点(i+1)における目標車速Vin(i+1)に基づいて、注目地点iの目標車速Vin(i)を制限する。
具体的には、地点(i+1)における目標車速Vin(i+1)と旋回曲率ρ(i+1)とに基づいて、地点(i+1)において自車両1に許容される最大減速度A(i+1)を算出する。
そして、地点(i+1)における最大減速度A(i+1)に応じて前輪2F及び後輪2Rにかかる各々の荷重に基づいて、注目地点iにおいて前輪2F及び後輪2Rの制動力と横力との合力が摩擦限界を超えず、目標走行軌道に沿って旋回するのに要する転舵角が転舵機構の制限を超えない最大速度をバックワード最大速度として算出し、注目地点iにおける第1車速プロファイルVinの目標車速をバックワード最大速度で制限する。この演算を、最遠点から自車両1の現在位置に向かって注目地点iを後方に1つずつ移動させながら反復する。
Here, if the target vehicle speed V in (i) of the first vehicle speed profile V in at the point i cannot be decelerated to the target vehicle speed V in (i+1) at the point (i+1) ahead due to the restriction by the friction limit, the vehicle speed The vehicle speed profile V in is exceeded, and the vehicle cannot travel along the target travel trajectory.
Therefore, the backward calculation unit 51 limits the target vehicle speed V in (i) at the point of interest i based on the target vehicle speed V in (i+1) at the point (i+1) ahead of the point of interest i.
Specifically, based on the target vehicle speed V in (i+1) and the turning curvature ρ(i+1) at the point (i+1), the maximum deceleration A x (i+1) allowed for the vehicle 1 at the point (i+1) is calculated as calculate.
Then, based on the respective loads applied to the front wheels 2F and the rear wheels 2R according to the maximum deceleration A x (i+1) at the point (i+1), the braking force and the lateral force of the front wheels 2F and the rear wheels 2R at the point of interest i does not exceed the friction limit, and the steering angle required to turn along the target travel trajectory does not exceed the limit of the steering mechanism is calculated as the backward maximum speed, and the first vehicle speed at the point of interest i The target vehicle speed of profile Vin is limited by the backward maximum speed. This calculation is repeated while moving the point of interest i backward one by one from the farthest point toward the current position of the vehicle 1 .

図4を参照する。フォワード演算部52は、目標走行軌道上の各地点において、自車両1の加速度に応じて前輪2F及び後輪2Rにかかる各々の荷重に基づいて、前輪2F及び後輪2Rの各々の駆動力と横力との合力が摩擦限界を超えず、目標走行軌道に沿って旋回するのに要する転舵角が転舵機構の制限を超えないフォワード最大速度を算出する。
フォワード演算部52は、第2車速プロファイルVをフォワード最大速度で制限することにより、第3車速プロファイルVoutを設定する。
車両制御部22は、第3車速プロファイルVoutに基づいてアクチュエータ18のアクセル開度アクチュエータと、ブレーキ制御アクチュエータとを駆動することにより、自車両1の速度を制御する。
Please refer to FIG. The forward calculation unit 52 calculates the driving forces of the front wheels 2F and the rear wheels 2R based on the respective loads applied to the front wheels 2F and the rear wheels 2R according to the acceleration of the vehicle 1 at each point on the target travel track. A forward maximum speed is calculated at which the resultant force with the lateral force does not exceed the friction limit and the steering angle required for turning along the target travel trajectory does not exceed the limit of the steering mechanism.
The forward calculation unit 52 sets the third vehicle speed profile Vout by limiting the second vehicle speed profile VB with the forward maximum speed.
The vehicle control unit 22 controls the speed of the vehicle 1 by driving the accelerator opening actuator and the brake control actuator of the actuator 18 based on the third vehicle speed profile Vout .

フォワード演算部52は、バックワード演算部51とは反対に自車両1の現在位置から最遠点に向かって、注目地点iを前方に1つずつ移動させながら演算する。すなわち、注目地点iより1つ後方の地点(i-1)における目標車速Vin(i-1)と旋回曲率ρ(i-1)とに基づいて、地点(i-1)において自車両1に許容される最大加速度A(i-1)を算出する。
そして、地点(i-1)における最大加速度A(i-1)に応じて前輪2F及び後輪2Rにかかる各々の荷重に基づいて、注目地点iにおいて前輪2F及び後輪2Rの駆動力と横力との合力が摩擦限界を超えず、目標走行軌道に沿って旋回するのに要する転舵角が転舵機構の制限を超えない最大速度をフォワード最大速度として算出し、注目地点iにおける第2車速プロファイルVの目標車速をフォワード最大速度で制限する。
Contrary to the backward calculation unit 51, the forward calculation unit 52 calculates while moving the target point i forward one by one from the current position of the vehicle 1 toward the farthest point. That is, based on the target vehicle speed V in (i-1) and the turning curvature ρ(i-1) at the point (i-1) one rearward from the point of interest i, the host vehicle 1 at the point (i-1) Calculate the maximum acceleration A x (i−1) allowed for .
Then, based on the respective loads applied to the front wheels 2F and the rear wheels 2R according to the maximum acceleration A x (i-1) at the point (i-1), the driving forces of the front wheels 2F and the rear wheels 2R at the point of interest i and The maximum forward speed at which the resultant force with the lateral force does not exceed the friction limit and the steering angle required for turning along the target travel trajectory does not exceed the limit of the steering mechanism is calculated as the maximum forward speed. 2. The target vehicle speed of the vehicle speed profile VB is limited by the forward maximum speed.

なお、図4及び図5(a)~図5(c)の例では、バックワード演算部51が、第1車速プロファイルVinを制限することにより第2車速プロファイルVを設定し、フォワード演算部52が、第2車速プロファイルVを制限することにより第3車速プロファイルVoutを設定したが、これに代えて、フォワード演算部52が第1車速プロファイルVinを制限して第2車速プロファイルVを設定し、バックワード演算部51が第2車速プロファイルVを制限して第3車速プロファイルVoutを設定してもよい。 In the examples of FIGS. 4 and 5(a) to 5(c), the backward calculation unit 51 sets the second vehicle speed profile VB by limiting the first vehicle speed profile Vin , and the forward calculation 52 sets the third vehicle speed profile V out by limiting the second vehicle speed profile V B , but instead of this, the forward calculation unit 52 limits the first vehicle speed profile V in to set the second vehicle speed profile VB may be set, and the backward calculation unit 51 may limit the second vehicle speed profile VB to set the third vehicle speed profile Vout .

次に、バックワード演算部51及びフォワード演算部52の詳細を説明する。図6は、バックワード演算部51の機能構成の一例のブロック図である。
バックワード演算部51は、最初の注目地点iとして、最遠点より一つ後方の地点を設定し、注目地点iを自車両1の現在位置まで後方に1つずつ順次移動させながら、注目地点iにおける最大減速度A(i)と目標車速VTar(i)を各々算出する。
バックワード演算部51は、最大速度演算部51aと、セレクタ51b及び51kと、荷重演算部51cと、目標横力演算部51dと、最大横力演算部51eと、最大転舵角演算部51fと、最大横力制限部51gと、目標縦力演算部51hと、最大縦力演算部51iと、最大加減速度演算部51jと、を備える。
Next, the details of the backward calculation unit 51 and the forward calculation unit 52 will be described. FIG. 6 is a block diagram of an example of the functional configuration of the backward calculation unit 51. As shown in FIG.
The backward calculation unit 51 sets a point one point behind the farthest point as the first point of interest i, and while sequentially moving the point of interest i backward one by one to the current position of the vehicle 1, Maximum deceleration A x (i) at i and target vehicle speed V Tar (i) are calculated respectively.
The backward calculator 51 includes a maximum speed calculator 51a, selectors 51b and 51k, a load calculator 51c, a target lateral force calculator 51d, a maximum lateral force calculator 51e, and a maximum steering angle calculator 51f. , a maximum lateral force limiter 51g, a target longitudinal force calculator 51h, a maximum longitudinal force calculator 51i, and a maximum acceleration/deceleration calculator 51j.

最大速度演算部51aは、最初の注目地点iにおける演算では、注目地点iよりも一つ前方の地点(i+1)の目標車速VTar(i+1)として、最遠点の第1車速プロファイルVinの目標車速を設定し、地点(i+1)の最大減速度A(i+1)として、最大許容減速度として予め設定された最大減速度設定値AxMaxを設定する。
2個目以降の注目地点iにおける演算では、前回の注目地点(すなわち地点(i+1))で演算された、目標車速VTar(i+1)及び最大減速度A(i+1)を入力する。
最大速度演算部51aは、前回の地点(i+1)の目標車速VTar(i+1)と最大減速度A(i+1)に応じて、次式(2)の速度制限値を設定する。

Figure 2023008220000003
式(2)のΔs(i)は、注目地点iと地点(i+1)との間の距離である。 In the calculation at the first point of interest i, the maximum speed calculation unit 51a sets the target vehicle speed V Tar (i+1) at the point (i+1) one ahead of the point of interest i to the first vehicle speed profile V in at the farthest point. A target vehicle speed is set, and the maximum deceleration set value AxMax preset as the maximum allowable deceleration is set as the maximum deceleration Ax (i+1) at the point (i+1).
For calculations at the second and subsequent points of interest i, the target vehicle speed V Tar (i+1) and maximum deceleration A x (i+1) calculated at the previous point of interest (i.e., point (i+1)) are input.
The maximum speed calculator 51a sets the speed limit value of the following equation (2) according to the previous target vehicle speed V Tar (i+1) and the maximum deceleration A x (i+1) at the point (i+1).
Figure 2023008220000003
Δs(i) in Equation (2) is the distance between the point of interest i and the point (i+1).

セレクタ51bは、注目地点iにおける第1車速プロファイルVinの目標車速Vin(i)を、次式(3)に従って制限することにより、注目地点iにおける目標車速VTar(i)を設定する。

Figure 2023008220000004
バックワード演算部51は、目標車速VTar(i)を注目地点iにおける第2車速プロファイルVの目標車速V(i)として出力する。 The selector 51b sets the target vehicle speed V Tar (i) at the point of interest i by limiting the target vehicle speed V in (i) of the first vehicle speed profile Vin at the point of interest i according to the following equation (3).
Figure 2023008220000004
The backward calculator 51 outputs the target vehicle speed V Tar (i) as the target vehicle speed V B (i) of the second vehicle speed profile V B at the point of interest i.

荷重演算部51cは、次式(4)及び(5)に基づいて、一つ前方の地点(i+1)の最大減速度A(i+1)に応じて、自車両1の車体のピッチ運動に基づく前輪2Fの荷重である前輪荷重Fz(i)と、後輪2Rの荷重である後輪荷重Fz(i)を算出する。

Figure 2023008220000005
上式(4)及び(5)におけるmは自車両1の質量であり、gは重力加速度であり、lはホイールベース長であり、lは車両重心から前輪軸までの長さであり、lは車両重心から後輪軸までの長さあり、κは、車両諸元に応じて定まる荷重パラメータであり、左辺第1項及び第2項は、それぞれ静荷重と動荷重を表す。 Based on the following equations (4) and (5), the load calculation unit 51c calculates the pitch motion of the vehicle body of the host vehicle 1 according to the maximum deceleration A x (i+1) at the point (i+1) one ahead. A front wheel load Fz F (i), which is the load on the front wheels 2F, and a rear wheel load Fz R (i), which is the load on the rear wheels 2R, are calculated.
Figure 2023008220000005
In the above equations (4) and (5), m is the mass of the vehicle 1, g is the gravitational acceleration, l is the wheel base length, l F is the length from the center of gravity of the vehicle to the front wheel axle, lR is the length from the center of gravity of the vehicle to the rear axle, κp is a load parameter determined according to vehicle specifications, and the first and second terms on the left side represent static load and dynamic load, respectively.

目標横力演算部51dは、次式(6)及び(7)に基づいて、注目地点iにおける目標車速VTar(i)と目標走行軌道の旋回曲率ρ(i)とに応じて、前輪2Fに発生させるべき目標横力である前輪目標横力FyReqF(i)と、後輪2Rに発生させるべき目標横力である後輪目標横力FyReqR(i)をそれぞれ算出する。

Figure 2023008220000006
上式(6)及び(7)におけるIzは自車両1の慣性モーメントであり、γ'(i)は
目標車速VTar(i)と旋回曲率ρ(i)とに応じたヨー角加速度である。 The target lateral force calculation unit 51d calculates the front wheel 2F torque according to the target vehicle speed V Tar (i) at the point of interest i and the turning curvature ρ(i) of the target travel track based on the following equations (6) and (7). A front wheel target lateral force Fy ReqF (i), which is a target lateral force to be generated in the rear wheels 2R, and a rear wheel target lateral force Fy ReqR (i), which is a target lateral force to be generated in the rear wheels 2R, are calculated.
Figure 2023008220000006
Iz in the above equations (6) and (7) is the moment of inertia of the host vehicle 1, and γ'(i) is the yaw angular acceleration corresponding to the target vehicle speed V Tar (i) and the turning curvature ρ(i). .

最大横力演算部51eは、次式(8)及び(9)に基づいて、前輪荷重Fz(i)と、後輪荷重Fz(i)と、目標車速VTar(i)と、最大横加速度設定値AyMaxと、最大許容ヨーレイトとして予め設定された最大ヨーレイト設定値γMaxと、に基づいて、前輪2Fに発生させてよい最大横力である前輪最大横力FyMaxF(i)と、後輪2Rに発生させてよい最大横力である後輪最大横力FyMaxR(i)をそれぞれ算出する。

Figure 2023008220000007
上式(8)及び(9)におけるμは路面の摩擦係数である。 Based on the following equations (8) and (9), the maximum lateral force calculator 51e calculates the front wheel load Fz F (i), the rear wheel load Fz R (i), the target vehicle speed V Tar (i), and the maximum Front wheel maximum lateral force Fy MaxF (i), which is the maximum lateral force that can be generated in the front wheels 2F, based on the lateral acceleration set value A yMax and the maximum yaw rate set value γ Max preset as the maximum allowable yaw rate. , rear wheel maximum lateral force Fy MaxR (i), which is the maximum lateral force that may be generated in the rear wheel 2R.
Figure 2023008220000007
μ in the above equations (8) and (9) is the friction coefficient of the road surface.

最大転舵角演算部51fは、注目地点iの目標車速VTar(i)において実現可能な最大前輪転舵角δMaxF(i)を演算する。
例えば、前輪2Fのラック軸力SFが、次式(10)のように車速Vと前輪転舵角δに応じて制限される場合を想定する。
SF=fconst・f(V)・|δ|≦SFMax …(10)
式(10)におけるfconstとf(V)は、それぞれ車両諸元に応じて定まる固定パラメータと車速感応パラメータであり、SFMaxはラック軸力SFの上限値である。
The maximum steering angle calculator 51f calculates the maximum front wheel steering angle δ MaxF (i) that can be achieved at the target vehicle speed V Tar (i) at the point of interest i.
For example, it is assumed that the rack axial force SF of the front wheels 2F is limited according to the vehicle speed V and the front wheel steering angle δF as shown in the following equation (10).
SF= fconst.f (V).| δF |≦SF Max (10)
f const and f(V) in equation (10) are a fixed parameter and a vehicle speed sensitive parameter determined according to the vehicle specifications, respectively, and SF Max is the upper limit of the rack axial force SF.

この場合、最大転舵角演算部51fは、次式(11)に基づいて目標車速VTar(i)に応じて変化する最大前輪転舵角δMaxF(i)を算出してよい。

Figure 2023008220000008
なお、上式(11)に代えて、目標車速VTar(i)において転舵アクチュエータが生成できる最大駆動力に基づいて最大前輪転舵角δMaxF(i)を算出してもよく、単に目標車速VTar(i)に基づいて最大前輪転舵角δMaxF(i)を設定してもよい。 In this case, the maximum steering angle calculator 51f may calculate the maximum front wheel steering angle δ MaxF (i) that changes according to the target vehicle speed V Tar (i) based on the following equation (11).
Figure 2023008220000008
Note that instead of using the above equation (11), the maximum front wheel turning angle δ MaxF (i) may be calculated based on the maximum driving force that can be generated by the steering actuator at the target vehicle speed V Tar (i). The maximum front wheel turning angle δ MaxF (i) may be set based on the vehicle speed V Tar (i).

最大横力制限部51gは、前輪転舵角δが最大前輪転舵角δMaxF(i)を超えない前輪横力上限値FyMax-F(i)を算出し、前輪最大横力FyMaxF(i)を前輪横力上限値FyMax-F(i)以下の値に制限して、目標縦力演算部51h、最大縦力演算部51i、最大加減速度演算部51jに出力する。
自車両1が四輪操舵車両である場合には、最大横力制限部51gは、前輪横力上限値FyMax-F(i)に加えて、後輪転舵角δの上限値である後輪横力上限値FyMax-R(i)と、下限値である後輪横力下限値FyMin-R(i)を算出する。
最大横力制限部51gは、前輪最大横力FyMaxF(i)を前輪横力上限値FyMax-F(i)以下の値に制限する。また、後輪最大横力FyMaxR(i)を、後輪横力
下限値FyMin-R(i)以上かつ後輪横力上限値FyMax-R(i)以下の値に制限して、目標縦力演算部51h、最大縦力演算部51i、最大加減速度演算部51jに出力する。
A maximum lateral force limiter 51g calculates a front wheel lateral force upper limit value Fy Max−F (i) at which the front wheel steering angle δ F does not exceed the maximum front wheel steering angle δ MaxF (i), and determines the front wheel maximum lateral force Fy MaxF. (i) is limited to a value equal to or lower than the front wheel lateral force upper limit value Fy Max−F (i), and is output to the target longitudinal force calculator 51h, the maximum longitudinal force calculator 51i, and the maximum acceleration/deceleration calculator 51j.
When the host vehicle 1 is a four-wheel steering vehicle, the maximum lateral force limiter 51g sets the upper limit value of the rear wheel steering angle δ R in addition to the front wheel lateral force upper limit value Fy Max−F (i). A wheel lateral force upper limit value Fy Max-R (i) and a rear wheel lateral force lower limit value Fy Min-R (i), which is the lower limit value, are calculated.
Maximum lateral force limiter 51g limits front wheel maximum lateral force Fy MaxF (i) to a value equal to or less than front wheel lateral force upper limit value Fy Max−F (i). Further, the rear wheel maximum lateral force Fy MaxR (i) is limited to a value equal to or higher than the rear wheel lateral force lower limit value Fy Min-R (i) and equal to or lower than the rear wheel lateral force upper limit value Fy Max-R (i), It outputs to the target longitudinal force calculator 51h, the maximum longitudinal force calculator 51i, and the maximum acceleration/deceleration calculator 51j.

前輪2Fの横力をFy、コーナリングスティフネスをC、車速をV、ヨーレイトをγ、スリップ角(車体姿勢角)をβとすると旋回時の前輪転舵角δは、次式(12)で表すことができる。次式(12)から次式(13)を得る。

Figure 2023008220000009
Assuming that the lateral force of the front wheels 2F is FyF , the cornering stiffness is CF , the vehicle speed is V, the yaw rate is γ, and the slip angle (vehicle posture angle) is β, the front wheel steering angle δF during turning is given by the following equation (12). can be expressed as The following formula (13) is obtained from the following formula (12).
Figure 2023008220000009

式(13)におけるスリップ角特性Gβ(i)及びΔGβ(i)は、曲率ρ(i)の軌道上を旋回する場合にそれぞれ前輪転舵角δ及び後輪転舵角δで発生させるスリップ角を与える伝達関数であり、次式(14)及び(15)で与えられる。自車両1が前輪操舵車両である場合にはΔGβ(i)=0である。

Figure 2023008220000010
また、式(13)におけるスリップ角ゲインλは、旋回時の自車両1の応答性と安定性を定めるために適宜設定されるパラメータである。スリップ角ゲインλを調整することで、小さな前輪転舵角δ、後輪転舵角δで目標横力を発生させて応答性を向上させたり、反対に、安定性を向上させるために後輪荷重を増加できる。 The slip angle characteristics G β (i) and ΔG β (i) in Equation (13) are generated at the front wheel turning angle δ F and the rear wheel turning angle δ R , respectively, when turning on a track with curvature ρ(i). It is a transfer function that gives the slip angle that causes the slip angle, and is given by the following equations (14) and (15). ΔG β (i)=0 when the host vehicle 1 is a front wheel steering vehicle.
Figure 2023008220000010
In addition, the slip angle gain λ in Equation (13) is a parameter that is appropriately set to determine the responsiveness and stability of the own vehicle 1 during turning. By adjusting the slip angle gain λ, a target lateral force can be generated at a small front wheel steering angle δ F and a small rear wheel steering angle δ R to improve responsiveness. Can increase wheel load.

上式(13)から次式(16)を得る。最大横力制限部51gは、次式(16)に基づいて前輪横力上限値FyMax-F(i)を算出する。

Figure 2023008220000011
最大横力制限部51gは、最大横力演算部51eが算出した前輪最大横力FyMaxF(i)を前輪横力上限値FyMax-F(i)以下の値に制限する。 The following equation (16) is obtained from the above equation (13). Maximum lateral force limiter 51g calculates front wheel lateral force upper limit value Fy Max−F (i) based on the following equation (16).
Figure 2023008220000011
The maximum lateral force limiter 51g limits the front wheel maximum lateral force Fy MaxF (i) calculated by the maximum lateral force calculator 51e to a value equal to or less than the front wheel lateral force upper limit value Fy Max-F (i).

さらに、最大横力制限部51gは、後輪横力上限値FyMax-R(i)と後輪横力下限値FyMin-R(i)を算出する。
次式(17)に示すように、後輪2Rの転舵角δを最大転舵角δMaxR(例えば右方向の限界の転舵角)と、最小転舵角δMinR(例えば左方向の限界の転舵角)とで制限する。
δMinR≦δ≦δMaxR …(17)
最大横力制限部51gは、次式(18)、(19)に基づいて後輪横力上限値FyMax-R(i)と後輪横力下限値FyMin-R(i)を算出する。

Figure 2023008220000012
Furthermore, the maximum lateral force limiter 51g calculates a rear wheel lateral force upper limit value Fy Max-R (i) and a rear wheel lateral force lower limit value Fy Min-R (i).
As shown in the following equation (17), the steering angle δR of the rear wheels 2R is set to the maximum steering angle δMaxR ( for example, the rightward limit steering angle) and the minimum steering angle δMinR (for example, the leftward limit steering angle). limiting steering angle).
δ MinR ≤ δ R ≤ δ MaxR (17)
Maximum lateral force limiter 51g calculates rear wheel lateral force upper limit value Fy Max-R (i) and rear wheel lateral force lower limit value Fy Min-R (i) based on the following equations (18) and (19). .
Figure 2023008220000012

例えば、次式(20)のように前輪転舵角δに基づいて後輪転舵角δが制限される場合には、前輪横力上限値FyMax-F(i)以下の値に制限した後の前輪最大横力FyMaxF(i)を上式(13)に代入して前輪転舵角δMax-F(i)へ変換し、次式(21)、(22)に基づいて後輪2Rの最小転舵角δMinRと、最大転舵角δMaxRを算出してよい。

Figure 2023008220000013
For example, when the rear wheel steering angle δ R is limited based on the front wheel steering angle δ F as in the following equation (20), the front wheel lateral force upper limit value Fy Max−F (i) or less is limited. The front wheel maximum lateral force Fy MaxF (i) after the above is substituted into the above equation (13) to convert to the front wheel steering angle δ Max-F (i), and the rear wheel is calculated based on the following equations (21) and (22). A minimum steering angle δ MinR and a maximum steering angle δ MaxR of the wheels 2R may be calculated.
Figure 2023008220000013

目標縦力演算部51hは、次式(23)に基づいて、最大減速度設定値AxMaxと、前輪目標横力FyReqF(i)と、後輪目標横力FyReqR(i)と、前輪最大横力FyMaxF(i)と、後輪最大横力FyMaxR(i)に応じて、自車両1に発生させるべき目標縦力FxReq(i)を算出する。

Figure 2023008220000014
上式(23)における目標横力FyReqは、自車両1の車体の重心の目標横力であり、FyReq=FyReqF(i)+FyReqR(i)である。同様に、最大横力FyMaxは、自車両1の車体の重心に発生させてよい最大横力であり、FyMax=FyMaxF(i)+FyMaxR(i)である。
上式(8)及び(9)に示すように、FyMaxF(i)、FyMaxR(i)は、前輪2F及び後輪2Rの摩擦円の大きさμFx(i)、μFx(i)で制限される。
したがって上式(23)は、前輪荷重Fz(i)及び後輪荷重Fz(i)に応じた車体全体の摩擦円と、前輪目標横力FyReqF(i)及び後輪目標横力FyReqR(i)と、により最大減速度設定値AxMaxに対応する縦力mAxMaxを制限することによって目標縦力FxReq(i)を求めている。 The target longitudinal force calculation unit 51h calculates the maximum deceleration set value Ax Max , the front wheel target lateral force Fy ReqF (i), the rear wheel target lateral force Fy ReqR (i), the front wheel A target longitudinal force Fx Req (i) to be generated in the vehicle 1 is calculated according to the maximum lateral force Fy MaxF (i) and the rear wheel maximum lateral force Fy MaxR (i).
Figure 2023008220000014
The target lateral force Fy Req in the above equation (23) is the target lateral force of the center of gravity of the vehicle body of the host vehicle 1, and is Fy Req =Fy ReqF (i)+Fy ReqR (i). Similarly, the maximum lateral force Fy Max is the maximum lateral force that may be generated at the center of gravity of the vehicle body of the host vehicle 1, and is Fy Max =Fy MaxF (i) +Fy MaxR (i).
As shown in the above formulas (8) and (9), Fy MaxF (i) and Fy MaxR (i) are the sizes of the friction circles μFx F (i) and μFx R (i) of the front wheels 2F and the rear wheels 2R. is limited by
Therefore, the above equation (23) is a friction circle of the entire vehicle body according to the front wheel load Fz F (i) and the rear wheel load Fz R (i), the front wheel target lateral force Fy ReqF (i), and the rear wheel target lateral force Fy The target longitudinal force Fx Req (i) is obtained by limiting the longitudinal force mA xMax corresponding to the maximum deceleration set value A xMax by ReqR (i).

目標縦力演算部51hは、次式(24)及び(25)に基づいて、目標縦力FxReq(i)を前輪2F及び後輪2Rのブレーキ配分比κ:(1-κ)に基づいて配分することにより、前輪2Fに発生させるべき目標縦力である前輪目標縦力FxReqF(i)と、後輪2Rに発生させるべき目標横力である後輪目標縦力FxReqR(i)をそれぞれ算出する。

Figure 2023008220000015
The target longitudinal force calculation unit 51h converts the target longitudinal force Fx Req (i) into the brake distribution ratio κ F : (1−κ F ) of the front wheels 2F and the rear wheels 2R based on the following equations (24) and (25). By distributing the front wheel target longitudinal force Fx ReqF (i), which is the target longitudinal force to be generated on the front wheels 2F, and the rear wheel target longitudinal force Fx ReqR (i), which is the target lateral force to be generated on the rear wheels 2R . ) are calculated respectively.
Figure 2023008220000015

最大縦力演算部51iは、前輪荷重Fz(i)及び後輪荷重Fz(i)に応じた前輪2F及び後輪2Rのそれぞれの摩擦円と、前輪最大横力FyMaxF(i)と、後輪最大横力FyMaxR(i)に基づいて、前輪2Fに発生させてよい最大縦力である前輪最大縦力FxMaxF(i)と、後輪2Rに発生させてよい最大縦力である後輪最大縦力FxMaxR(i)とをそれぞれ算出する。
具体的には、最大縦力演算部51iは、次式(26)及び(27)に基づいて、前輪最大縦力FxMaxF(i)と後輪最大縦力FxMaxR(i)を算出する。

Figure 2023008220000016
The maximum longitudinal force calculation unit 51i calculates the friction circles of the front wheels 2F and the rear wheels 2R corresponding to the front wheel load Fz F (i) and the rear wheel load Fz R (i), and the front wheel maximum lateral force Fy MaxF (i). , based on the rear wheel maximum lateral force Fy MaxR (i), the front wheel maximum longitudinal force Fx MaxF (i), which is the maximum longitudinal force that can be generated on the front wheels 2F, and the maximum longitudinal force that can be generated on the rear wheels 2R. A certain rear wheel maximum longitudinal force Fx MaxR (i) is calculated.
Specifically, the maximum longitudinal force calculator 51i calculates the front wheel maximum longitudinal force Fx MaxF (i) and the rear wheel maximum longitudinal force Fx MaxR (i) based on the following equations (26) and (27).
Figure 2023008220000016

最大加減速度演算部51jは、前輪目標縦力FxReqF(i)と前輪最大縦力FxMaxF(i)のうち小さい値min(FxReqF(i),FxMaxF(i))と、後輪目標縦力FxReqR(i)と後輪最大縦力FxMaxR(i)のうち小さい値min(FxReqR(i),FxMaxR(i))と、を最大横力に対する目標横力の比FyReqF(i)/FyMaxF(i)、FyReqR(i)/FyMaxR(i)でそれぞれ制限し、これらの和を、前輪2F及び後輪2Rの摩擦力が摩擦限界を超えない最大縦力FxMax(i)として算出する(次式(28))。

Figure 2023008220000017
The maximum acceleration/deceleration calculation unit 51j calculates the smaller value min (Fx ReqF (i), Fx MaxF (i)) of the front wheel target longitudinal force Fx ReqF (i) and the front wheel maximum longitudinal force Fx MaxF (i), and the rear wheel target The ratio of target lateral force to maximum lateral force Fy ReqF (i)/Fy MaxF (i) and Fy ReqR (i)/Fy MaxR (i), respectively, and the sum of these is the maximum longitudinal force Fx at which the frictional force of the front wheels 2F and rear wheels 2R does not exceed the friction limit Max (i) is calculated (equation (28) below).
Figure 2023008220000017

セレクタ51kは、最大縦力FxMax(i)により生じる減速度(FxMax(i)/m)と最大減速度設定値AxMaxのうちいずれか小さい方を、注目地点iにおける最大減速度A(i)として、最大速度演算部51a及び荷重演算部51cへ出力する。以上により注目地点iについての演算が完了する。
その後、注目地点iを1つ後方に移動させて、次の注目地点iについての演算を開始すると、前回の注目地点(すなわち地点(i+1))において演算された最大減速度A(i+1)は、新しい注目地点iにおける目標車速VTar(i)と最大減速度A(i)の演算に使用される。
The selector 51k selects the smaller one of the deceleration (Fx Max (i)/m) caused by the maximum longitudinal force Fx Max (i) and the maximum deceleration set value A xMax as the maximum deceleration A x at the point of interest i. As (i), it is output to the maximum speed calculator 51a and the load calculator 51c. The above completes the calculation for the point of interest i.
After that, when the attention point i is moved backward by one and the calculation for the next attention point i is started, the maximum deceleration A x (i+1) calculated at the previous attention point (that is, the point (i+1)) is , is used to calculate the target vehicle speed V Tar (i) and the maximum deceleration A x (i) at the new point of interest i.

図7は、フォワード演算部52の機能構成の一例のブロック図である。
フォワード演算部52は、最初の注目地点iとして、自車両1の現在位置より一つ前方の地点を設定し、注目地点iを最遠点まで前方に1つずつ順次移動させながら、注目地点iにおける最大加速度A(i)と目標車速VTar(i)を各々算出する。
フォワード演算部52は、最大速度演算部52aと、セレクタ52b及び52kと、荷重演算部52cと、目標横力演算部52dと、最大横力演算部52eと、最大転舵角演算部52fと、最大横力制限部52gと、目標縦力演算部52hと、最大縦力演算部52iと、最大加減速度演算部52jと、を備える。
FIG. 7 is a block diagram of an example of the functional configuration of the forward computing section 52. As shown in FIG.
The forward calculation unit 52 sets a point one point ahead of the current position of the vehicle 1 as the first point of interest i, and sequentially moves the point of interest i forward one by one to the farthest point. The maximum acceleration A x (i) and the target vehicle speed V Tar (i) are calculated respectively.
The forward computing unit 52 includes a maximum speed computing unit 52a, selectors 52b and 52k, a load computing unit 52c, a target lateral force computing unit 52d, a maximum lateral force computing unit 52e, a maximum steering angle computing unit 52f, It includes a maximum lateral force limiter 52g, a target longitudinal force calculator 52h, a maximum longitudinal force calculator 52i, and a maximum acceleration/deceleration calculator 52j.

最大速度演算部52aは、最初の注目地点iにおける演算では、注目地点iよりも一つ後方の地点(i-1)の目標車速VTar(i-1)として、自車両1の現在位置の第1車速プロファイルVinの目標車速を設定し、地点(i-1)の最大加速度A(i-1)として、最大許容加速度として予め設定された最大加速度設定値AxMaxを設定する。
2個目以降の注目地点iにおける演算では、前回の地点(すなわち地点(i-1))で演算された、目標車速VTar(i-1)及び最大加速度A(i-1)を入力する。
最大速度演算部52aは、前回の地点(i-1)の目標車速VTar(i-1)と最大加速度A(i-1)に応じて、次式(29)の速度制限値を設定する。

Figure 2023008220000018
式(29)のΔs(i)は、注目地点iと地点(i-1)との間の距離である。 In the calculation at the first point of interest i, the maximum speed calculation unit 52a sets the target vehicle speed V Tar (i-1) at the point (i-1) one behind the point of interest i to the current position of the vehicle 1. The target vehicle speed of the first vehicle speed profile V in is set, and the maximum acceleration set value A xMax preset as the maximum allowable acceleration is set as the maximum acceleration A x (i-1) at the point (i-1).
Input the target vehicle speed V Tar (i-1) and the maximum acceleration A x (i-1) calculated at the previous point (that is, the point (i-1)) for the calculation at the second and subsequent points of interest i. do.
The maximum speed calculation unit 52a sets the speed limit value of the following equation (29) according to the target vehicle speed V Tar (i-1) and the maximum acceleration A x (i-1) at the previous point (i-1). do.
Figure 2023008220000018
Δs(i) in equation (29) is the distance between the point of interest i and the point (i−1).

セレクタ52bは、注目地点iにおける第1車速プロファイルVinの目標車速Vin(i)を、次式(30)に従って制限することにより、注目地点iにおける目標車速VTar(i)を設定する。

Figure 2023008220000019
フォワード演算部52は、目標車速VTar(i)を注目地点iにおける第3車速プロファイルVoutの目標車速Vout(i)として出力する。 The selector 52b sets the target vehicle speed V Tar (i) at the point of interest i by limiting the target vehicle speed V in (i) of the first vehicle speed profile Vin at the point of interest i according to the following equation (30).
Figure 2023008220000019
The forward calculator 52 outputs the target vehicle speed V Tar (i) as the target vehicle speed V out (i) of the third vehicle speed profile V out at the point of interest i.

荷重演算部52cは、次式(31)及び(32)に基づいて、一つ前方の地点(i-1)の最大加速度A(i-1)に応じて、自車両1の車体のピッチ運動に基づく前輪2Fの荷重である前輪荷重Fz(i)と、後輪2Rの荷重である後輪荷重Fz(i)を算出する。

Figure 2023008220000020
Based on the following equations (31) and (32), the load calculation unit 52c calculates the pitch of the vehicle body of the host vehicle 1 according to the maximum acceleration A x (i-1) at the point (i-1) one ahead. A front wheel load Fz F (i) that is the load on the front wheel 2F and a rear wheel load Fz R (i) that is the load on the rear wheel 2R are calculated based on the motion.
Figure 2023008220000020

フォワード演算部52の目標横力演算部52d、最大横力演算部52e、最大転舵角演算部52f、最大横力制限部52g、目標縦力演算部52h、最大縦力演算部52i、最大加減速度演算部52j、セレクタ52kの機能は、バックワード演算部51の目標横力演算部51d、最大横力演算部51e、最大転舵角演算部51fと、最大横力制限部51gと、目標縦力演算部51h、最大縦力演算部51i、最大加減速度演算部51j、セレクタ51kの機能と同様である。但しバックワード演算部51の説明中の「最大減速度A」、「最大減速度設定値AxMax」、「ブレーキ配分比」を、それぞれ「最大加速度A」、「最大加速度設定値AxMax」、「駆動力配分比」と読み替える。 Target lateral force calculator 52d, maximum lateral force calculator 52e, maximum steering angle calculator 52f, maximum lateral force limiter 52g, target longitudinal force calculator 52h, maximum longitudinal force calculator 52i, maximum adjustment The functions of the speed calculator 52j and the selector 52k are the target lateral force calculator 51d, the maximum lateral force calculator 51e, the maximum steering angle calculator 51f, the maximum lateral force limiter 51g, and the target longitudinal force calculator 51g of the backward calculator 51. The functions are the same as those of the force calculator 51h, the maximum longitudinal force calculator 51i, the maximum acceleration/deceleration calculator 51j, and the selector 51k. However, the “maximum deceleration A x ”, “maximum deceleration set value A xMax ”, and “brake distribution ratio” in the explanation of the backward calculation unit 51 are replaced with “maximum acceleration A x ”, “maximum acceleration set value A xMax ” and “driving force distribution ratio”.

(動作)
図8は、実施形態の車速制御方法の一例の説明図である。ステップS1において幾何学演算部50は、自車両の目標車速のプロファイルである第1車速プロファイルVinを算出する。
ステップS2においてバックワード演算部51は、減速時に摩擦限界を超えないように第1車速プロファイルVinを制限することにより、第2車速プロファイルVを設定する。
図9は、図8のステップS2の処理の一例のフローチャートである。ここでは、最遠点の1つ後方の地点から自車両1の現在位置に向かって、注目地点iを後方に1つずつ移動させながら、ステップS10~S17の処理を反復する。
(motion)
FIG. 8 is an explanatory diagram of an example of the vehicle speed control method of the embodiment. In step S1, the geometry calculation unit 50 calculates a first vehicle speed profile Vin, which is a target vehicle speed profile of the own vehicle.
In step S2, the backward calculation unit 51 sets the second vehicle speed profile VB by limiting the first vehicle speed profile Vin so that the friction limit is not exceeded during deceleration.
FIG. 9 is a flowchart of an example of the process of step S2 in FIG. Here, the process of steps S10 to S17 is repeated while moving the point of interest i backward one by one from the point one point behind the farthest point toward the current position of the vehicle 1 .

ステップS10において最大速度演算部51aとセレクタ51bは、注目地点iよりも一つ前方の地点(i+1)の最大減速度A(i+1)に基づいて注目地点iにおける第
1車速プロファイルVinの目標車速Vin(i)を制限して、第2車速プロファイルVの目標車速V(i)を算出する。
ステップS11において目標横力演算部51dは、前輪目標横力FyReqF(i)と後輪目標横力FyReqR(i)を算出する。
ステップS12において最大転舵角演算部51fは、目標車速VTar(i)において転舵機構が実現可能な最大転舵角を演算する。
In step S10, the maximum speed calculator 51a and the selector 51b calculate the target of the first vehicle speed profile V in at the point of interest i based on the maximum deceleration A x (i+1) at the point (i+1) one ahead of the point of interest i. A target vehicle speed V B (i) of the second vehicle speed profile V B is calculated by limiting the vehicle speed V in (i).
In step S11, the target lateral force calculation unit 51d calculates the front wheel target lateral force Fy ReqF (i) and the rear wheel target lateral force Fy ReqR (i).
In step S12, the maximum steering angle calculator 51f calculates the maximum steering angle that the steering mechanism can achieve at the target vehicle speed V Tar (i).

ステップS13において最大横力演算部51eは、前輪最大横力FyMaxF(i)と後輪最大横力FyMaxR(i)を算出する。最大横力制限部51gは、操向輪の転舵角が最大転舵角を超えないように前輪最大横力FyMaxF(i)を制限する。四輪操舵車両の場合には、あわせて後輪最大横力FyMaxR(i)を制限してもよい。
ステップS14において目標縦力演算部51hは、前輪目標縦力FxReqF(i)と後輪目標縦力FxReqR(i)を算出する。
ステップS15において最大縦力演算部51iは、前輪最大縦力FxMaxF(i)と後輪最大縦力FxMaxR(i)とをそれぞれ算出する。
In step S13, the maximum lateral force calculator 51e calculates the front wheel maximum lateral force Fy MaxF (i) and the rear wheel maximum lateral force Fy MaxR (i). Maximum lateral force limiter 51g limits front wheel maximum lateral force Fy MaxF (i) so that the turning angle of the steered wheels does not exceed the maximum turning angle. In the case of a four-wheel steering vehicle, the rear wheel maximum lateral force Fy MaxR (i) may also be limited.
In step S14, the target longitudinal force calculation unit 51h calculates the front wheel target longitudinal force Fx ReqF (i) and the rear wheel target longitudinal force Fx ReqR (i).
In step S15, the maximum longitudinal force calculator 51i calculates the front wheel maximum longitudinal force Fx MaxF (i) and the rear wheel maximum longitudinal force Fx MaxR (i).

ステップS16において最大加減速度演算部51jは、前輪最大縦力FxMaxF(i)、後輪最大縦力FxMaxR(i)で前輪目標縦力FxReqF(i)、後輪目標縦力FxReqR(i)をそれぞれ制限して、前輪2F及び後輪2Rの摩擦力が摩擦限界を超えないで自車両1に発生できる最大縦力FxMax(i)を算出する。
ステップS17においてセレクタ51kは、最大縦力FxMax(i)により生じる減速度(FxMax(i)/m)を最大減速度設定値AxMaxで制限して、最大減速度A(i)を算出する。その後に処理は図8のステップS3へ進む。
In step S16, the maximum acceleration/deceleration calculator 51j calculates the front wheel target longitudinal force Fx MaxF (i) and the rear wheel maximum longitudinal force Fx MaxR (i) to obtain the front wheel target longitudinal force Fx ReqF (i) and the rear wheel target longitudinal force Fx ReqR ( i) are respectively limited to calculate the maximum longitudinal force Fx Max (i) that can be generated in the vehicle 1 without the frictional forces of the front wheels 2F and the rear wheels 2R exceeding the frictional limits.
In step S17, the selector 51k limits the deceleration (Fx Max (i)/m) caused by the maximum longitudinal force Fx Max (i) with the maximum deceleration set value A xMax to reduce the maximum deceleration A x (i). calculate. After that, the process proceeds to step S3 in FIG.

図8を参照する。ステップS3においてフォワード演算部52は、加速時に摩擦限界を超えないように第2車速プロファイルVを制限することにより、第3車速プロファイルVoutを設定する。
フォワード演算部52の処理は、ステップS2におけるバックワード演算部51の処理と、下記の点(1)、(2)を除いて同様である。
(1)注目地点iを自車両1の現在位置の1つ前方の地点から最遠点まで前方に1つずつ移動させる。
(2)「最大減速度A」、「最大減速度設定値AxMax」、「ブレーキ配分比」を、それぞれ「最大加速度A」、「最大加速度設定値AxMax」、「駆動力配分比」と読み替える。
ステップS4において車両制御部22は、第3車速プロファイルVoutに基づいてアクチュエータ18を駆動することにより、自車両1の速度を制御する。その後に処理は終了する。
Please refer to FIG. In step S3, the forward calculation unit 52 sets the third vehicle speed profile Vout by limiting the second vehicle speed profile VB so that the friction limit is not exceeded during acceleration.
The processing of the forward computing unit 52 is the same as the processing of the backward computing unit 51 in step S2, except for points (1) and (2) below.
(1) The target point i is moved forward one by one from the point one point ahead of the current position of the vehicle 1 to the furthest point.
(2) "Maximum deceleration Ax", "Maximum deceleration set value AxMax " , and "Brake distribution ratio" are changed to "Maximum acceleration Ax", "Maximum acceleration set value AxMax " , and "Driving force distribution ratio" respectively. ”.
In step S4, the vehicle control unit 22 controls the speed of the vehicle 1 by driving the actuator 18 based on the third vehicle speed profile Vout . Processing then ends.

(実施形態の効果)
(1)コントローラ17は、自車両1の目標走行軌道を設定し、自車両1の車速に応じて転舵機構が実現できる転舵角の最大値である最大転舵角を設定し、自車両1の転舵角が最大転舵角を超えずに自車両1が目標走行軌道上を走行する目標車速を設定し、目標車速に基づいて自車両1の車速を制御する。これにより、転舵機構が実現できる転舵角の制限を超えないように目標車速を設定でき、目標走行軌道への追従性が向上する。
(Effect of Embodiment)
(1) The controller 17 sets the target travel trajectory of the vehicle 1, sets the maximum steering angle that can be realized by the steering mechanism according to the vehicle speed of the vehicle 1, and sets the maximum steering angle. A target vehicle speed is set so that the vehicle 1 runs on the target travel track without the steering angle 1 exceeding the maximum steering angle, and the vehicle speed of the vehicle 1 is controlled based on the target vehicle speed. As a result, the target vehicle speed can be set so as not to exceed the limit of the steering angle that can be realized by the steering mechanism, and the ability to follow the target travel trajectory is improved.

(2)コントローラ17は、最大転舵角に基づいて、自車両1の車輪に発生可能な横力の最大値である最大横力を算出し、自車両1の車輪の摩擦円と最大横力とに基づいて、自車両1の車輪に発生可能な縦力の最大値である最大縦力を算出し、最大縦力に基づいて、目標車速を設定してよい。これにより、車輪で発生させる横力及び縦力が摩擦限界を超えないように目標車速を設定できる。
(2) The controller 17 calculates the maximum lateral force, which is the maximum value of the lateral force that can be generated in the wheels of the vehicle 1, based on the maximum steering angle, and calculates the friction circle of the wheels of the vehicle 1 and the maximum lateral force. , the maximum longitudinal force, which is the maximum value of the longitudinal force that can be generated in the wheels of the vehicle 1, may be calculated, and the target vehicle speed may be set based on the maximum longitudinal force. As a result, the target vehicle speed can be set so that the lateral force and longitudinal force generated by the wheels do not exceed the friction limit.

(3)コントローラ17は、自車両1の目標車速のプロファイルである第1車速プロファイルを、目標走行軌道上の各地点において自車両1の重心の横加速度が所定値以下となるように設定し、目標走行軌道上の各地点において、減速度又は加速度の一方が第1所定値以下となる最大速度を、第1最大速度として算出し、目標走行軌道上の各地点の第1最大速度で第1車速プロファイルを制限することにより第2車速プロファイルを設定し、目標走行軌道上の各地点において、減速度又は加速度の他方が第2所定値以下となる最大速度を、第2最大速度として算出し、目標走行軌道上の各地点の第2最大速度で第2車速プロファイルを制限することにより第3車速プロファイルを設定し、第3車速プロファイルに基づいて自車両1の車速を制御してよい。これにより、自車両に許容される減速度及び加速度を超えないように車速を制御できる。 (3) The controller 17 sets the first vehicle speed profile, which is the profile of the target vehicle speed of the vehicle 1, such that the lateral acceleration of the center of gravity of the vehicle 1 is equal to or less than a predetermined value at each point on the target travel track, At each point on the target travel trajectory, the maximum speed at which either deceleration or acceleration is equal to or less than a first predetermined value is calculated as the first maximum speed, and the first maximum speed at each point on the target travel trajectory is calculated as the first maximum speed. setting a second vehicle speed profile by limiting the vehicle speed profile, and calculating a maximum speed at which the other of deceleration or acceleration is equal to or less than a second predetermined value at each point on the target travel trajectory as the second maximum speed; A third vehicle speed profile may be set by limiting the second vehicle speed profile to the second maximum speed at each point on the target travel trajectory, and the vehicle speed of the own vehicle 1 may be controlled based on the third vehicle speed profile. Thereby, the vehicle speed can be controlled so as not to exceed the allowable deceleration and acceleration of the own vehicle.

(4)目標走行軌道上の各地点のうち自車両1前方の自車両1により近い地点とより遠い地点の何れか一方を第1地点、他方を第2地点とするとき、コントローラ17は、第1地点における目標車速に基づいて最大転舵角を設定し、最大縦力に基づいて、第2地点における目標車速を設定してもよい。これにより、転舵機構の制限を超えない目標車速プロファイルを時系列に沿って計画できる。 (4) When one of the points on the target travel trajectory that is closer to the vehicle 1 in front of the vehicle 1 and the point that is farther from the vehicle 1 is set as the first point, and the other is set as the second point, the controller 17 The maximum steering angle may be set based on the target vehicle speed at one point, and the target vehicle speed at the second point may be set based on the maximum longitudinal force. As a result, a target vehicle speed profile that does not exceed the limit of the steering mechanism can be planned in chronological order.

(5)コントローラ17は、第1地点における目標走行軌道の曲率と目標車速に基づいて、自車両1の車輪に発生させる横力の目標値である目標横力を算出し、自車両1の車輪の摩擦円と目標横力とに基づいて、自車両1の車輪に発生させる縦力の目標値である目標縦力を算出し、最大縦力で制限された目標縦力に基づいて、自車両1に許容される加減速度の最大値である最大加減速度を設定し、最大加減速度にもとづいて、第2地点における目標車速を設定してよい。これにより、自車両1の車輪の摩擦円と目標横力とによって制限された加減速度に基づいて目標車速を設定できる。 (5) The controller 17 calculates a target lateral force, which is a target value of the lateral force to be generated in the wheels of the vehicle 1, based on the curvature of the target travel track and the target vehicle speed at the first point, and A target longitudinal force, which is a target value of the longitudinal force to be generated in the wheels of the vehicle 1, is calculated based on the friction circle and the target lateral force, and based on the target longitudinal force limited by the maximum longitudinal force, the vehicle A maximum acceleration/deceleration, which is the maximum value of acceleration/deceleration allowed, may be set to 1, and the target vehicle speed at the second point may be set based on the maximum acceleration/deceleration. Thereby, the target vehicle speed can be set based on the acceleration/deceleration limited by the friction circle of the wheels of the own vehicle 1 and the target lateral force.

22…車両制御部、50…幾何学演算部、51…バックワード演算部、51a、522a…最大速度演算部、51b、51k、52b、52k…セレクタ、51c、52c…荷重演算部、51d、52d…目標横力演算部、51e、52e…最大横力演算部、51f、52f…最大転舵角演算部、51g、52g…最大横力制限部、51h、52h…目標縦力演算部、51i、52i…最大縦力演算部、51j、52j…最大加減速度演算部 22 Vehicle control unit 50 Geometry calculation unit 51 Backward calculation unit 51a, 522a Maximum speed calculation unit 51b, 51k, 52b, 52k Selector 51c, 52c Load calculation unit 51d, 52d Target lateral force calculator 51e, 52e Maximum lateral force calculator 51f, 52f Maximum steering angle calculator 51g, 52g Maximum lateral force limiter 51h, 52h Target longitudinal force calculator 51i, 52i: Maximum longitudinal force calculation unit, 51j, 52j: Maximum acceleration/deceleration calculation unit

Claims (6)

自車両の目標走行軌道を設定し、
前記自車両の車速に応じて転舵機構が実現できる転舵角の最大値である最大転舵角を設定し、
前記自車両の転舵角が前記最大転舵角を超えずに前記自車両が前記目標走行軌道上を走行する目標車速を設定し、
前記目標車速に基づいて前記自車両の車速を制御する、
ことを特徴とする車速制御方法。
Set the target travel trajectory of the own vehicle,
setting a maximum steering angle that is the maximum value of the steering angle that can be realized by the steering mechanism according to the vehicle speed of the host vehicle;
setting a target vehicle speed at which the own vehicle travels on the target travel trajectory without the steering angle of the own vehicle exceeding the maximum steering angle;
controlling the vehicle speed of the host vehicle based on the target vehicle speed;
A vehicle speed control method characterized by:
前記最大転舵角に基づいて、前記自車両の車輪に発生可能な横力の最大値である最大横力を算出し、
前記自車両の車輪の摩擦円と前記最大横力とに基づいて、前記自車両の車輪に発生可能な縦力の最大値である最大縦力を算出し、
前記最大縦力に基づいて、前記目標車速を設定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の車速制御方法。
calculating a maximum lateral force, which is the maximum value of lateral force that can be generated in the wheels of the vehicle, based on the maximum steering angle;
calculating a maximum longitudinal force, which is the maximum value of the longitudinal force that can be generated in the wheels of the vehicle, based on the friction circle of the wheels of the vehicle and the maximum lateral force;
setting the target vehicle speed based on the maximum longitudinal force;
2. The vehicle speed control method according to claim 1, wherein:
前記自車両の目標車速のプロファイルである第1車速プロファイルを、前記目標走行軌道上の各地点において前記自車両の重心の横加速度が所定値以下となるように設定し、
前記各地点において、減速度又は加速度の一方が第1所定値以下となる最大速度を、第1最大速度として算出し、
前記各地点の前記第1最大速度で前記第1車速プロファイルを制限することにより第2車速プロファイルを設定し、
前記各地点において、減速度又は加速度の他方が第2所定値以下となる最大速度を、第2最大速度として算出し、
前記各地点の前記第2最大速度で前記第2車速プロファイルを制限することにより第3車速プロファイルを設定し、
前記第3車速プロファイルに基づいて前記自車両の車速を制御する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の車速制御方法。
setting a first vehicle speed profile, which is a profile of the target vehicle speed of the own vehicle, such that the lateral acceleration of the center of gravity of the own vehicle is equal to or less than a predetermined value at each point on the target travel trajectory;
At each point, the maximum speed at which either deceleration or acceleration is equal to or less than a first predetermined value is calculated as the first maximum speed,
setting a second vehicle speed profile by limiting the first vehicle speed profile at the first maximum speed at each of the points;
At each point, the maximum speed at which the other of deceleration or acceleration is equal to or less than a second predetermined value is calculated as a second maximum speed,
setting a third vehicle speed profile by limiting the second vehicle speed profile at the second maximum speed at each of the points;
controlling the vehicle speed of the host vehicle based on the third vehicle speed profile;
3. The vehicle speed control method according to claim 1, wherein:
前記目標走行軌道上の前記各地点のうち前記自車両前方の前記自車両により近い地点とより遠い地点の何れか一方を第1地点、他方を第2地点として、
前記第1地点における前記目標車速に基づいて前記最大転舵角を設定し、
前記最大縦力に基づいて、前記第2地点における前記目標車速を設定する、
ことを特徴とする請求項3に記載の車速制御方法。
Of the respective points on the target travel trajectory, one of a point closer to the vehicle ahead of the own vehicle and a point further away from the own vehicle is set as a first point, and the other is set as a second point,
setting the maximum steering angle based on the target vehicle speed at the first location;
setting the target vehicle speed at the second point based on the maximum longitudinal force;
4. The vehicle speed control method according to claim 3, wherein:
前記第1地点における前記目標走行軌道の曲率と前記目標車速に基づいて、前記自車両の車輪に発生させる横力の目標値である目標横力を算出し、
前記自車両の車輪の摩擦円と前記目標横力とに基づいて、前記自車両の車輪に発生させる縦力の目標値である目標縦力を算出し、
前記最大縦力で制限された前記目標縦力に基づいて、前記自車両に許容される加減速度の最大値である最大加減速度を設定し、
前記最大加減速度にもとづいて、前記第2地点における前記目標車速を設定する、
ことを特徴とする請求項4に記載の車速制御方法。
calculating a target lateral force, which is a target value of the lateral force to be generated in the wheels of the host vehicle, based on the curvature of the target travel track at the first point and the target vehicle speed;
calculating a target longitudinal force, which is a target value of the longitudinal force to be generated in the wheels of the vehicle, based on the friction circle of the wheels of the vehicle and the target lateral force;
setting a maximum acceleration/deceleration, which is the maximum value of acceleration/deceleration allowed for the vehicle, based on the target longitudinal force limited by the maximum longitudinal force;
setting the target vehicle speed at the second location based on the maximum acceleration/deceleration;
5. The vehicle speed control method according to claim 4, wherein:
自車両の駆動力を発生させる駆動装置と、
前記自車両の制動力を発生させる制動装置と、
前記自車両の目標走行軌道を設定し、前記自車両の車速に応じて転舵機構が実現できる転舵角の最大値である最大転舵角を設定し、前記自車両の転舵角が前記最大転舵角を超えずに前記自車両が前記目標走行軌道上を走行する目標車速を設定し、前記目標車速に基づ
いて前記駆動装置又は前記制動装置の少なくとも一方を制御するコントローラと
を備えることを特徴とする車速制御装置。
a driving device that generates a driving force for the own vehicle;
a braking device that generates a braking force for the host vehicle;
A target running trajectory of the own vehicle is set, a maximum steering angle that is a maximum value of a steering angle that can be realized by the steering mechanism is set according to the vehicle speed of the own vehicle, and the steering angle of the own vehicle is set as the above. a controller that sets a target vehicle speed at which the subject vehicle travels on the target travel track without exceeding a maximum steering angle, and controls at least one of the driving device and the braking device based on the target vehicle speed; A vehicle speed control device characterized by:
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