JP2006056372A

JP2006056372A - 車両運動制御装置

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Publication number: JP2006056372A
Application number: JP2004239686A
Authority: JP
Inventors: Ryota Shirato; 良太白土; Hiroshi Mori; 宏毛利
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2004-08-19
Filing date: 2004-08-19
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2024-08-19
Also published as: US7551996B2; JP4069912B2; US20060041356A1

Abstract

【課題】目標ヨーレートの算出方法を走行路の状況に応じて切換えることにより、車両運動を走行路の状況に常に適合したものとする。
【解決手段】走行車線の曲率ρ、目標位置での相対横変位ｙ_S、目標ヨーレートγ^*に基づく走行車線での横変位に対する実際の横変位の差などにより、走行車線が直線路か曲線路かを判定し、曲線路である場合には、目標位置までのヨーレートが平均化されるように目標ヨーレートγ^*を設定し、直線路である場合には、目標値以上の応答遅れが生じないようにして走行車線に対するふらつきが抑制されるように目標ヨーレートγ^*を設定することで、曲線路での滑らかな走行と直線路でのきびきびした走行を実現する。直線路と曲線路との変化時には、双方の目標ヨーレートに次第に移行する。
【選択図】図５

Description

本発明は、自車両の運動を制御する車両運動制御装置に関し、特に自車両前方の目標位置に到達するために必要な目標ヨーレートを算出し、その目標ヨーレートが発生するように、自車両の動的変化を考慮して自車両の運動を制御する場合に好適なものである。

このような車両運動制御装置としては、例えば自車両の進行方向と走行車線との角度の差がなくなるように自車両の運動を制御することにより、自車両が走行車線から逸脱するのを防止するものがある（例えば特許文献１）。この車両運動制御装置では、所定時間後又は所定距離先の走行車線と自車両の向きとの角度を検出し、その角度がゼロとなるような自車両の進むべき進行方向を算出し、その進行方向になるように自車両の運動を制御する。自車両の進むべき進行方向は目標ヨーレートとして算出され、その目標ヨーレートは、自車両前方の目標位置に到達するまでのヨーレートが平均化されるように算出設定される。
特開２００３−３２７１５１号公報

しかしながら、前記従来の車両運動制御装置では、目標位置に到達するために必要な目標ヨーレートを、単に目標位置に到達するまでのヨーレートが平均化されるように設定しているだけなので、例えば走行路が曲線路である場合には車両運動を適合できても、走行路が直線路である場合には車両運動を適合できないといったように、走行路の状況に車両運動を適合できたり適合できなかったりするという問題がある。
本発明はこれらの諸問題を解決するために開発されたものであり、目標位置に到達するまでの車両運動を走行路の状況に常に適合することが可能な車両運動制御装置を提供することを目的とするものである。

上記諸問題を解決するため、本発明の車両運動制御装置は、自車両前方の目標位置に到達するために必要な目標ヨーレートを算出し、その目標ヨーレートが発生するように自車両の動的な変化を考慮して自車両の運動を制御するにあたり、自車両が走行している走行路が直線路であるか曲線路であるかといったように、走行路の状況を検出し、その検出された走行路の状況に応じて、前記目標ヨーレートの算出方法を切換えることを特徴とするものである。

而して、本発明の車両運動制御装置によれば、検出された走行路の状況に応じて、自車両前方の目標位置に到達するまでの目標ヨーレートの算出方法を切換える構成としたため、例えば曲線路では目標位置まで滑らかに走行し、直線路では目標位置まできびきびと走行するといたように、目標位置に到達するまでの車両運動を走行路の状況に常に適合することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面を伴って説明する。
図１は、本発明の車両運動制御装置を車線追従走行制御装置に適用した一実施形態を示す概略構成図であり、図１ｂにおいて、１ＦＬ，１ＦＲは前輪、１ＲＬ及び１ＲＲは後輪を示し、前輪１ＦＬ，１ＦＲには一般的なラックアンドピニオン式の操舵機構が配設されている。この操舵機構は、前輪１ＦＬ，１ＦＲの操舵軸（タイロッド）に接続されるラック２と、これに噛合するピニオン３と、このピニオン３をステアリングホイール４に与えられる操舵トルクで回転させるステアリングシャフト５とを備えている。

また、ステアリングシャフト５におけるピニオン３の上部には、前輪１ＦＬ，１ＦＲを自動操舵するための操舵アクチュエータを構成する自動操舵機構１３が配設されている。この自動操舵機構１３は、ステアリングシャフト５と同軸に取付けられたドリブンギヤ１４と、これに噛合するドライブギヤ１５と、このドライブギヤ１５を回転駆動する自動操舵用モータ１６とから構成されている。なお、自動操舵モータ１６とドライブギヤ１５との間にはクラッチ機構１７が介装されており、自動操舵制御時にのみクラッチ機構１７が締結され、そうでないときにはクラッチ機構１７が非締結状態となって自動操舵モータ１６の回転力がステアリングシャフト５に入力されないようにしている。

また、車両には種々のセンサ類が取付けられている。図中、２１はヨーレートセンサであって、車両に発生するヨーレートγを検出してコントロールユニット１０に出力する。また、図示しない自動変速機の出力側に走行速度センサ２２が取付けられ、この走行速度センサ２２で検出された走行速度Ｖもコントロールユニット１０に出力される。

さらに、車室内のインナーミラーステー等の固定部には、図１ａに示すように、ＣＣＤカメラ等の単眼カメラ２５が設置され、車両前方状況を撮像し、撮像した画像データをカメラコントローラ２６に出力する。このカメラコントローラ２６は、例えば特開平１１−１０２４９９号公報に記載されているように、単眼カメラ２５の画像データを二値化等の処理により自車両近傍の白線を検出して自車両が走行すべき走行車線を検出すると共に、走行車線に対する現在の自車両の横変位ｙ_C、所定の車両前方注視点での走行車線に対する自車両の相対横変位ｙ_S、走行車線前方の曲率ρを走行車線（走行路）の状況として算出（検出）し、これらをコントロールユニット１０に出力する。なお、走行車線に対する自車両の相対横変位とは、例えば走行車線の中央に対して自車両が如何ほど横方向にずれているかを表すものとする。

コントロールユニット１０は、図示しないマイクロコンピュータ等の離散化されたディジタルシステムで構成され、入力されたヨーレートγ、走行速度Ｖ、自車両横変位ｙ_S、相対横偏位ｙ_Cr、走行車線曲率ρに基づいて車線追従に必要な目標ヨーレートγ^*を算出し、その目標ヨーレートγ^*を達成するための操舵角指令値を求め、その操舵角指令値を達成するための指令電流ｉを算出し、この指令電流ｉを電流サーボ系を介して自動操舵用モータ１６に出力することにより、車線追従走行制御を行う。

図２に、本実施形態の目標ヨーレートγ^*に対する制御ロジックをブロック図化して示す。これは、自車両の走行速度や走行車線の曲率などの経時的な変化に対応すべく、モデルマッチングによって、それらの動的変化を考慮した制御ロジックである。自車両の、操舵角入力に対するヨーレートγの出力特性をＰ（ｓ）、自車両の規範モデルにおける、目標ヨーレートγ^*に対する規範ヨーレートγｍの出力特性をＦ（ｓ）としたとき、規範モデル出力特性Ｆ（ｓ）を出力特性Ｐ（ｓ）で除した関数Ｆ（ｓ）／Ｐ（ｓ）で目標ヨーレートγ^*に対する操舵角指令値フィードフォワード項を算出する。一方、規範モデルの規範ヨーレートγｍから実際のヨーレートγを減じた値に関数Ｋ（ｓ）を用いて操舵角指令値フィードバック項を算出する。この操舵角指令値フィードフォワード項と操舵角指令値フィードバック項との和から、外乱オブザーバで算出された外乱除去成分を減じた値が、実際の車両への操舵角指令値となる。

次に、本実施形態で行われる車線追従走行制御のための前記自動操舵用モータ１６への指令電流ｉの算出出力の演算処理を図３のフローチャートに従って説明する。この演算処理は、前記コントロールユニット１０内のマイクロコンピュータなどの演算処理装置において、運転者によって車線追従走行制御の要求のある間だけ、例えば１０msec. 程度に設定された所定サンプリング時間ΔＴ毎に実行される。この演算処理では、まずステップＳ１で、自車両がこれから進むべき、自車両前方の目標位置を検出するために必要な検出領域を設定する。つまり、例えば図４に示すように、予め設定された所定時間Δｔ後に、自車両が到達すべき地点を目標位置とし、前記カメラコントローラ２６に読込まれた画像データのうち、この目標位置の近傍に、当該目標位置の情報を検出するための検出領域を設定する。

次にステップＳ２に移行して、前記ステップＳ１で設定された検出領域内で、自車両が到達すべき目標位置を検出する。具体的には、例えば図４に示すように、予め設定された所定時間Δｔ後の自車両前方距離ｌ_S及びその位置における相対横変位ｙ_sを求める。なお、後述するように目標位置における相対横変位ｙ_Cは、走行車線（走行路）の状況に応じて変化するので、当該相対横変位ｙ_Cを検出することは走行車線（走行路）の状況を検出することにも相当する。

次にステップＳ３に移行して、自車両が走行している走行車線（走行路）が直線路であるか曲線路であるかの判定を行う。具体的には、走行車線（走行路）の状況として検出された、前記ステップＳ２で求めた自車両前方距離ｌ_Sに対する相対横変位ｙ_sが所定値以上であれば曲線路と判定し、そうでなければ直線路と判定する。この場合、自車両前方距離ｌ_sに対する相対横変位ｙ_sが所定値以下であれば直線路と判定し、そうでなければ曲線路と判定するようにしてもよい。また、これに合わせて、又は単独で、前記走行車線（走行路）の状況として検出された自車両前方の走行車線（走行路）の曲率ρが所定値以上であれば曲線路と判定し、そうでなければ直線路と判定するようにしてもよい。この場合、自車両前方の走行車線の曲率ρが所定値以下であれば直線路と判定し、そうでなければ曲線路と判定するようにしてもよい。また、これらに合わせて、又は単独で、後述するように、本実施形態では、走行車線（走行路）が曲線路か直線路かといった走行車線（走行路）の状況に応じて目標ヨーレートγ^*の算出方法を切換えるので、設定されている目標ヨーレートγ^*に基づく走行車線（走行路）内での横変位の目標値（目標横変位）に対して、自車両の走行路内での横変位ｙ_cが所定値以上の差を生じるようになったときに、直線路から曲線路に変化したものと判定することができる。逆に、設定されている目標ヨーレートγ^*に基づく走行車線（走行路）内での横変位の目標値（目標横変位）に対して、自車両の走行路内での横変位ｙ_cが所定値以下の差を生じるようになったときに、曲線路から直線路に変化したものと判定することができる。また、これらに合わせて、又は単独で、ナビゲーションシステムによる地図情報から、走行車線が直線路か曲線路かを判定することも可能である。

次にステップＳ４に移行して、後段に詳述するようにして、前記ステップＳ３で判定された走行車線が直線路か曲線路かに応じて算出方法を切換えながら目標ヨーレートγ^*を算出する。
次にステップＳ５に移行して、前記目標ヨーレートγ^*を達成するための指令電流ｉを前記図２の制御ロジックに従って算出し、それを創成出力してからメインプログラムに復帰する。

次に、前記図３の演算処理のステップＳ４で行われる目標ヨーレートγ^*の算出方法について説明する。本実施形態では、前記図３の演算処理のステップＳ３で検出される走行車線（走行路）の状況、具体的には直線路か曲線路かが判定されるので、走行車線が曲線路である場合には図５ａの制御ロジックに従って目標ヨーレートγ^*を算出し、走行車線が直線路である場合には図５ｂの制御ロジックに従って目標ヨーレートγ^*を算出するといったように、走行車線（走行路）の状況に応じて目標ヨーレートγ^*の算出方法を切換える。
何れの場合も、自車両の、目標ヨーレートγ^*に対する実際のヨーレートγの特性を、τを時定数とし、下記１式に示す二次遅れ応答で近似する。

前述した所定時間Δｔ後に、前方距離ｌ_S、相対横変位ｙ_sの目標位置に自車両が到達するために必要なヨーレートを目標ヨーレートγ^*とすると、車体スリップ角を無視したときの目標ヨーレートγ^*は下記２式で表れる。

この目標ヨーレートγ^*は、目標位置に到達するまでの車両の向きの変化を平均化したもの、つまり自車両に発生するヨーレートが平均化されるようにしたものであり、目標位置の相対横変位ｙ_Cに対する車両横変位応答のブロック図が図５ａとなる。このブロック図では、車両に発生するヨーレートγを積分するとヨー角φが得られ、それを積分して走行速度を乗じると自車両の走行車線に対する横変位ｙ_Cが得られ、ヨー角φに前方距離ｌ_Sを乗じると横方向への移動距離が得られるので、この横方向への移動距離と横変位ｙ_Cとを加算すると、目標位置における相対横変位ｙ_Sとなる。目標位置での相対横変位の目標値をｙ_s ^*とすると、目標相対横変位ｙ_s ^*に対する自車両横変位ｙ_Cの伝達関数は下記３式で表れる。

時定数τを微小と仮定して、前記３式を二次の振動系で近似し、固有振動数ω_n、減衰比ζを求めると、夫々、下記４式、５式となる。

走行車線（走行路）が曲率一定の曲線路である場合、車両は、その曲率に沿って、一定のヨーレートで滑らかに走行する方が望ましい。目標位置までのヨーレートが平均化される図５ａの制御ロジックに従った目標ヨーレートγ^*は、曲線路での車両運動を当該曲線路に適合するものとすることができることになる。このような場合、曲線路でのふらつきは抑制される（走行車線の小さな変動に追従しない）。

しかしながら、前記目標位置までのヨーレートを平均化する目標ヨーレートγ^*では、前記５式で表す減衰比ζが約０．７０７になる。一般に、減衰比ζが１より小さいと不足減衰応答、減衰比ζが１より大きいと過減衰応答とされ、減衰比ζが１である場合を臨界減衰応答という。不足減衰応答とは、文字通り、減衰が不足している応答であり、制御応答性を考慮すると、収束性に劣り、走行車線（走行路）が直線路である場合には、走行車線でふらついてしまう恐れがある。
そこで、走行車線（走行路）が直線路である場合には、図５ｂに示すように、目標位置での相対横変位ｙ_Cに対する目標ヨーレートγ^*の算出関数をＧとする。つまり、この制御ロジックにおける目標ヨーレートγ^*は下記６式で表れる。

従って、この場合の目標相対横変位ｙ_s ^*に対する自車両横変位ｙ_Cの伝達関数は下記７式で表れる。

前述と同様に、時定数τを微小として、前記７式を二次の振動系で近似し、固有振動数ω_n、減衰比ζを求めると、夫々、下記８式、９式となる。

従って、例えば減衰比ζを１にするならば、目標ヨーレートγ^*の算出関数Ｇが決まるので、その場合の目標ヨーレートγ^*は下記１０式で与えられる。

減衰比ζが１である応答は臨界減衰応答であるので、制御の応答性は目標値に対して最も遅れがなく、且つダンピングも発生しない。これは、直線路を走行する場合に、目標値に対して最もふらつきがなく、且つ遅れの少ない走行軌跡で追従できることを意味している。つまり、直線路では、車両運動が目標応答性以上の応答遅れを生じない値となるように目標ヨーレートを設定することになる。しかしながら、この臨界減衰応答で曲線路を走行すると、逆にふらついてしまう。

従って、本実施形態では、検出された走行車線（走行路）の状況が曲線路である場合には、図５ａの制御ロジックに従って目標ヨーレートγ^*を算出設定し、直線路である場合には、図５ｂの制御ロジックに従って目標ヨーレートγ^*を算出設定するといったように、曲線路か直線路かの判定によって目標ヨーレートγ^*の算出方法を切換える。
なお、前記の説明では、直線路での目標ヨーレートを減衰比が１になるようにして算出関数を設定したが、算出関数は任意に設定することができるので、減衰比を１以外の値にして目標ヨーレートを算出するようにしてもよい。例えば、減衰比が１より大きい過減衰応答にすれば、直線路で、より緩やかに目標値に追従することができる。また、目標ヨーレートに対する車両の応答を二次遅れで近似したが、他の特性にしても、同様に解析的に扱うことが可能である。

このようにして、曲線路では図５ａの制御ロジックに従って目標ヨーレートγ^*を算出設定し、直線路では図５ｂの制御ロジックに従って目標ヨーレートγ^*を算出設定するのであるが、走行車線（走行路）が曲線路から直線路に、或いは直線路から曲線路に変化したときに、単に目標ヨーレート算出ロジックを切換えただけでは、目標値がステップ的に変化して、車両の運転者や乗員に違和感を与える恐れがある。

そこで、本実施形態では、例えば図６ａに示すように、例えば直線路から曲線路に変化したときに、それまでの図５ｂの制御ロジックに従った直線路用目標ヨーレートγ^* _STから図５ａの制御ロジックに従った曲線路用目標ヨーレートγ^* _CVに向けて、所定時間Δｔ₀かけて、目標ヨーレートγ^*が次第に変化するようにすれば、自車両の目標ヨーレートγ^*の急変を回避して乗員への違和感を防止することができる。勿論、走行車線（走行路）が曲線路から直線路に変化したときには、図５ａの制御ロジックに従った曲線路用目標ヨーレートγ^* _CVから図５ｂの制御ロジックに従った直線路用目標ヨーレートγ^* _STに向けて、所定時間Δｔ₀かけて、目標ヨーレートγ^*が次第に変化するようにすればよい。

また、他の方法としては、例えば曲線路ほど大きくなる要素、例えば走行車線の曲率ρとか、目標位置における相対横変位ｙ_Sといった値を用い、例えば図６ｂに示すように、例えば走行車線（走行路）が直線路から曲線路に変化するときに、それまでの図５ｂの制御ロジックに従った直線路用目標ヨーレートγ^* _STから図５ａの制御ロジックに従った曲線路用目標ヨーレートγ^* _CVに向けて、曲率ρ又は相対横変位ｙ_Sの変化と共に、目標ヨーレートγ^*が次第に変化するようにすれば、自車両の目標ヨーレートγ^*の急変を回避して乗員への違和感を防止することができる。勿論、走行車線（走行路）が曲線路から直線路に変化したときには、図５ａの制御ロジックに従った曲線路用目標ヨーレートγ^* _CVから図５ｂの制御ロジックに従った直線路用目標ヨーレートγ^* _STに向けて、曲率ρ又は相対横変位ｙ_Cの変化と共に、目標ヨーレートγ^*が次第に変化するようにすればよい。

図７には、本実施形態の車線追従走行制御装置による横変位の経時変化を示した。図７ａは前記図５ｂの制御ロジックに従って減衰比ζを１としたもの、図７ｂは前記図５ａの制御ロジックに従って減衰比ζが０．７０７であったものであり、共に時刻ｔ₀で目標ヨーレートγ^*を与えたときの種々の固有振動数ω_nでの横変位の経時変化を示した。なお、図中の点線は目標値、実線は実測値である。同図から明らかなように、時刻ｔ₀から所定時間後の時刻ｔ₁における横変位の実測値は、減衰比ζが０．７０７である図７ｂのものに比して、減衰比ζが１．０である図７ａのものの方が収束性に優れる。従って、前記図５ｂの制御ロジックに従った目標ヨーレートγ^*を直線路走行時に用いれば、ふらつくことなく、きびきびとした走行が可能となる。

このように、本実施形態の車両運動制御装置によれば、自車両前方の目標位置に自車両が到達するために必要な目標ヨーレートを算出し、算出された目標ヨーレートが発生するように、自車両の動的変化に基づいて自車両の運動を制御するにあたり、自車両が走行している走行路の状況を検出し、検出された走行路の状況に応じて、目標ヨーレートの算出方法を切換える構成としたために、目標ヨーレートを走行路の状況に適合させることで、車両運動を走行路の状況に常に適合することが可能となる。

また、自車両が走行している走行路が直線路か曲線路かを判定し、検出された走行路が直線路か曲線路かで、目標ヨーレートの算出方法を切換える構成としたため、何れの走行路でもふらつきを抑制しながら、曲線路では曲率に沿って滑らかな走行が可能となり、直線路では収束性のよいきびきびした走行が可能となる。
また、検出された走行路が曲線路であるときに、自車両前方の目標位置までのヨーレートが平均化されるように、目標ヨーレートの算出方法を切換える構成としたため、ふらつきを抑制しながら、曲線路での曲率に沿った滑らかな走行が可能となり、車両運動を走行路の状況に適合することが可能となる。

また、検出された走行路が直線路であるときに、車両運動が目標応答性以上の応答遅れを生じないように目標ヨーレートを算出設定する構成としたため、ふらつきを抑制しながら、直線路での収束性のよいきびきびした走行が可能となる。
また、算出された目標ヨーレートに基づく走行路内での目標横変位に対して、自車両の走行路内での横変位が所定値以上の差を生じるようになったときに、自車両が走行している走行路が直線路から曲線路に変化したものと判定する構成としたため、走行路の直線路から曲線路への変化を確実に判定することができる。

また、自車両の現在位置に対する自車両前方の目標位置の横変位が所定値以上になったときに、自車両が走行している走行路が直線路から曲線路に変化したものと判定する構成としたため、走行路の直線路から曲線路への変化を確実に判定することができる。
また、自車両前方の走行路の曲率が所定値以上になったときに、自車両が走行している走行路が直線路から曲線路に変化したものと判定する構成としたため、走行路の直線路から曲線路への変化を確実に判定することができる。

また、算出された目標ヨーレートに基づく走行路内での目標横変位に対して、自車両の走行路内での横変位が所定値以下の差を生じるようになったときに、自車両が走行している走行路が曲線路から直線路に変化したものと判定する構成としたため、走行路の曲線路から直線路への変化を確実に判定することができる。
また、自車両の現在位置に対する自車両前方の目標位置の横変位が所定値以下になったときに、自車両が走行している走行路が曲線路から直線路に変化したものと判定する構成としたため、走行路の曲線路から直線路への変化を確実に判定することができる。

また、自車両前方の走行路の曲率が所定値以上になったときに、自車両が走行している走行路が直線路から曲線路に変化したものと判定する構成としたため、走行路の曲線路から直線路への変化を確実に判定することができる。
自車両が走行している走行路が直線路から曲線路に変化したものと判定されたときには、直線路での目標ヨーレートから曲線路での目標ヨーレートに所定時間をかけて次第に移行し、且つ自車両が走行している走行路が曲線路から直線路に変化したものと判定されたときには、曲線路での目標ヨーレートから直線路での目標ヨーレートに所定時間をかけて次第に移行する構成としたため、自車両の目標ヨーレートの急変を回避して乗員への違和感を防止することができる。

また、自車両の現在位置に対する自車両前方の目標位置の横変位又は自車両前方の走行路の曲率に応じて、直線路での目標ヨーレートから曲線路での目標ヨーレートに次第に移行するか又は曲線路での目標ヨーレートから直線路での目標ヨーレートに次第に移行する構成としたため、自車両の目標ヨーレートの急変を回避して乗員への違和感を防止することができる。

以上より、前記図３の演算処理のステップＳ４及び図５の各制御ロジックが本発明の目標ヨーレート算出手段を構成し、以下同様に、前記図３の演算処理のステップＳ５及び図２の制御ロジックが車両運動制御手段を構成し、前記図３の演算処理のステップＳ２及びステップＳ３及びカメラコントローラ２６が走行路状況検出手段を構成している。

なお、前記実施形態では、本発明の車両運動制御装置を車線追従走行制御装置に適用したものについて説明したが、本発明の車両運動制御装置はこれに限定されるものではなく、自車両の前方に目標位置を設定し、その目標位置に到達するために目標ヨーレートを設定し、その目標ヨーレートが達成されるように、自車両の動的な変化を考慮して車両運動を制御するものであれば、どのようなものにも適用可能であり、例えば先行車両に追従する先行車両追従走行制御装置などにも同様に適用することができる。
また、前記実施形態では、コントロールユニットの演算処理をマイクロコンピュータによって行わせたが、これに代えて各種の理論回路を組合せて構成するようにしてもよい。

本発明の車両運動制御装置を車線追従走行制御装置に適用した一実施形態を示す概略構成図である。動的変化を考慮して目標ヨーレートが達成されるように車両運動を制御する構成のブロック図である。図１のコントロールユニットで行われる車両運動制御のための演算処理を示すフローチャートである。目標位置における前方距離と相対横変位の説明図である。目標ヨーレート算出のための制御ロジックを示すブロック図であり、（ａ）は曲線路用のもの、（ｂ）は直線路用のものを示す。直線路用目標ヨーレートと曲線路用目標ヨーレートの変更の仕方の説明図である。図１の車線追従走行制御装置による横変位の経時変化の説明図である。

符号の説明

２はラック
３はピニオン
４はステアリングホイール
５はステアリングシャフト
１０はコントロールユニット
１３は操舵機構
１６は自動操舵用モータ
２１はヨーレートセンサ
２２は走行速度センサ
２５は単眼カメラ
２６はカメラコントローラ

Claims

自車両前方の目標位置に自車両が到達するために必要な目標ヨーレートを算出する目標ヨーレート算出手段と、前記目標ヨーレート算出手段で算出された目標ヨーレートが発生するように、自車両の動的変化に基づいて自車両の運動を制御する車両運動制御手段と、自車両が走行している走行路の状況を検出する走行路状況検出手段とを備え、前記目標ヨーレート算出手段は、前記走行路状況検出手段で検出された走行路の状況に応じて、前記目標ヨーレートの算出方法を切換えることを特徴とする車両運動制御装置。
前記走行路状況検出手段は、自車両が走行している走行路が直線路か曲線路かを判定し、前記目標ヨーレート算出手段は、前記走行路状況検出手段で検出された走行路が直線路か曲線路かで、前記目標ヨーレートの算出方法を切換えることを特徴とする請求項１に記載の車両運動制御装置。
前記目標ヨーレート算出手段は、前記走行路状況検出手段で検出された走行路が曲線路であるときに、自車両前方の目標位置までのヨーレートが平均化されるように、前記目標ヨーレートの算出方法を切換えることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両運動制御装置。
前記目標ヨーレート算出手段は、前記走行路状況検出手段で検出された走行路が直線路であるときに、車両運動が目標応答性以上の応答遅れを生じないように前記目標ヨーレートを算出設定することを特徴とする請求項３に記載の車両運動制御装置。
前記走行路状況検出手段は、前記目標ヨーレート算出手段で算出された目標ヨーレートに基づく走行路内での目標横変位に対して、自車両の走行路内での横変位が所定値以上の差を生じるようになったときに、自車両が走行している走行路が直線路から曲線路に変化したものと判定することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の車両運動制御装置。
前記走行路状況検出手段は、自車両の現在位置に対する自車両前方の目標位置の横変位が所定値以上になったときに、自車両が走行している走行路が直線路から曲線路に変化したものと判定することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の車両運動制御装置。
前記走行路状況検出手段は、自車両前方の走行路の曲率が所定値以上になったときに、自車両が走行している走行路が直線路から曲線路に変化したものと判定することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の車両運動制御装置。
前記走行路状況検出手段は、前記目標ヨーレート算出手段で算出された目標ヨーレートに基づく走行路内での目標横変位に対して、自車両の走行路内での横変位が所定値以下の差を生じるようになったときに、自車両が走行している走行路が曲線路から直線路に変化したものと判定することを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の車両運動制御装置。
前記走行路状況検出手段は、自車両の現在位置に対する自車両前方の目標位置の横変位が所定値以下になったときに、自車両が走行している走行路が曲線路から直線路に変化したものと判定することを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の車両運動制御装置。
前記走行路状況検出手段は、自車両前方の走行路の曲率が所定値以上になったときに、自車両が走行している走行路が直線路から曲線路に変化したものと判定することを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の車両運動制御装置。
前記目標ヨーレート算出手段は、前記走行路状況検出手段で自車両が走行している走行路が直線路から曲線路に変化したものと判定されたときには、直線路での目標ヨーレートから曲線路での目標ヨーレートに所定時間をかけて次第に移行し、且つ前記走行路状況検出手段で自車両が走行している走行路が曲線路から直線路に変化したものと判定されたときには、曲線路での目標ヨーレートから直線路での目標ヨーレートに所定時間をかけて次第に移行することを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の車両運動制御装置。
前記目標ヨーレート算出手段は、自車両の現在位置に対する自車両前方の目標位置の横変位又は自車両前方の走行路の曲率に応じて、直線路での目標ヨーレートから曲線路での目標ヨーレートに次第に移行するか又は曲線路での目標ヨーレートから直線路での目標ヨーレートに次第に移行することを特徴とする請求項１乃至１１項の何れか一項に記載される車両運動制御装置。