JP2016120896A - Travel control device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の走行制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle travel control device.
従来、車両の軌道が目標到達時間と目標距離とに応じた時間の関数として設定された車両の位置決め制御装置が知られている(例えば、特許文献1)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a vehicle positioning control device in which a vehicle trajectory is set as a function of time according to a target arrival time and a target distance is known (for example, Patent Document 1).
上記従来技術では、車両の軌道が目標到達時間と目標距離とに応じて設定されているものの、例えば制御区間の始点位置や終点位置等での車両の速度や加速度等に応じた制御は、難しい場合があった。そこで、本発明の課題の一つは、例えば、より車両の状況に応じた制御を実行可能な車両の走行制御装置を得ることである。 In the above prior art, although the vehicle trajectory is set according to the target arrival time and the target distance, for example, it is difficult to control according to the vehicle speed, acceleration, etc. at the start point position and end point position of the control section. There was a case. Then, one of the subjects of this invention is obtaining the traveling control apparatus of the vehicle which can perform control according to the condition of the vehicle more, for example.
本発明の車両の走行制御装置は、例えば、車両の目標位置と実位置との偏差を小さくするように車両の駆動機構および制動機構のうち少なくとも一方を制御する操作量を算出する操作量算出部と、各時刻での目標位置を、始点位置から終点位置までの移動距離若しくは所要時間と、少なくとも一つの位置での車両の移動に関する物理量と、に応じて設定する目標位置設定部と、を備える。 The vehicle travel control device of the present invention includes, for example, an operation amount calculation unit that calculates an operation amount for controlling at least one of a drive mechanism and a braking mechanism of a vehicle so as to reduce a deviation between a target position and an actual position of the vehicle. And a target position setting unit that sets a target position at each time in accordance with a movement distance or a required time from the start point position to the end point position and a physical quantity related to the movement of the vehicle at at least one position. .
また、上記車両の走行制御装置では、例えば、上記目標位置設定部は、各時刻での目標位置を時間の関数によって設定し、当該関数の係数を、上記移動距離若しくは所要時間と、始点位置および終点位置のうち少なくとも一方での車両の移動に関する物理量と、応じて設定する。 In the vehicle travel control device, for example, the target position setting unit sets the target position at each time by a function of time, and the coefficient of the function is set to the moving distance or the required time, the start position, and It is set according to the physical quantity related to the movement of the vehicle at least one of the end point positions.
また、上記車両の走行制御装置では、例えば、上記関数は多項式関数である。 In the vehicle travel control device, for example, the function is a polynomial function.
また、上記車両の走行制御装置では、例えば、上記関数は、7次の多項式関数であるとともに、上記物理量は、車両の位置、速度、加速度、およびジャークである。 In the vehicle travel control apparatus, for example, the function is a seventh-order polynomial function, and the physical quantities are the position, speed, acceleration, and jerk of the vehicle.
以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果(効果)は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果(派生的な効果も含む)のうち少なくとも一つを得ることが可能である。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention are disclosed. The configuration of the embodiment shown below, and the operation and result (effect) brought about by the configuration are examples. The present invention can be realized by configurations other than those disclosed in the following embodiments. According to the present invention, it is possible to obtain at least one of various effects (including derivative effects) obtained by the configuration.
制御装置100は、例えば、車両1の駐車支援システムや、車間自動制御システム、自動走行システム、自動操縦システム等の制御システムの一部として構成される。制御装置100は、制御区間において、駆動機構201および制動機構202のうち少なくともいずれか一方、すなわち加速および減速のうち少なくともいずれか一方を、制御する。
The
ここで、制御区間とは、上記制御システムによる制御の対象区間である。制御区間は、制御システムの機能に応じて設定されうる。例えば、駐車支援システムでは、車両1の現在時点での実位置(実際の位置)に対応する目標位置(目標とする位置)から車両1の駐車位置に対応する目標位置までの区間を制御区間と設定することができ、車両自動制御システムでは、車両1の現時点での実位置に対応する目標位置から先行車両との車間が所望の距離だけ確保される車両1の目標位置までの区間を制御区間として設定することができ、自動走行システムでは、車両1の現時点での実位置に対応する目標位置から所定時間経過後または所定距離走行後における車両1の目標位置までの区間として設定することができる。制御区間は、上記制御システムによる制御開始時に一義的に設定するようにしてもよいし、上記制御システムによる制御中に更新するようにしてもよい。また、以下では、制御区間の始点における車両1の目標位置を始点位置と言い、制御区間の終点における車両1の目標位置を終点位置と言う。 Here, the control section is a target section of control by the control system. The control section can be set according to the function of the control system. For example, in the parking assistance system, a section from a target position (target position) corresponding to the actual position (actual position) of the vehicle 1 to the target position corresponding to the parking position of the vehicle 1 is defined as a control section. In the automatic vehicle control system, a section from the target position corresponding to the actual position of the vehicle 1 to the target position of the vehicle 1 where a desired distance from the preceding vehicle is ensured is a control section. In the automatic traveling system, it can be set as a section from the target position corresponding to the current actual position of the vehicle 1 to the target position of the vehicle 1 after traveling for a predetermined time or after traveling a predetermined distance. . The control section may be uniquely set at the start of control by the control system, or may be updated during control by the control system. Hereinafter, the target position of the vehicle 1 at the start point of the control section is referred to as a start position, and the target position of the vehicle 1 at the end point of the control section is referred to as an end point position.
駆動機構201は、例えば、内燃機関やモータ等であり、それらのECUを含む。また、制動機構202は、例えば、ABS(antilock brake system)であり、そのECU(electronic control unit)を含む。なお、以下の例では、制御装置100は操舵を制御しないが、制御してもよい。また、以下では、駆動機構201または制動機構202を、単に制御対象と称することがある。
The
制御装置100は、車両1の位置のフィードバック制御を含む制御によって、制御対象を制御する。フィードバック制御は、目標値(目標位置)と実値(実位置)との偏差を小さくする制御である。
The
制御装置100は、図1に例示されるように、目標値設定部10や、制御部20、判断部30、加算量算出部40、実値取得部50、閾値設定部60、記憶部70等を有する。制御部20には、操作量算出部21や、指令値算出部22等が含まれる。
As illustrated in FIG. 1, the
制御装置100では、例えば、図2に例示されるように、制御区間の始点位置Psの近傍では速度が徐々に増加し、制御区間の中間位置では速度の変化が比較的小さく、制御区間の終点位置Peの近傍では速度が徐々に減少するような、経時的に変化する車両1の目標位置が設定される。横軸を時間t、縦軸を位置xとするグラフでは、目標位置の時間変化は、図2に示されるような略S字状のカーブを描く。目標値設定部10は、始点位置から終点位置までの制御区間において、図2に示されるような車両1の経時的な位置の変化が得られるよう、各制御タイミングすなわち各時刻での各パラメータ(物理量)の目標値を、時間の関数として設定する。
In the
具体的には、目標値設定部10は、車両1の移動に関するパラメータ(物理量)としての、車両1の位置x(距離)、車両1の速度v、車両1の加速度a、および車両1のジャークj(躍度、加加速度)を、それぞれ、時間tの関数(X(t)、V(t)、A(t)、J(t))とする。また、目標値設定部10は、位置xの関数X(t)を、時間tの7次の多項式関数として設定する。速度vは、位置xの時間tに関する1階微分、加速度aは、位置xの時間tに関する2階微分、ジャークjは、位置xの時間tに関する3階微分である。したがって、関数(X(t)、V(t)、A(t)、J(t))は、次の式(1)〜(4)のように表せる。
式(1)〜(4)において、各式は、時間tに関する7次以下の多項式関数であり、これらの式には、8個の係数c0〜c7が含まれている。よって、係数c0〜c7は、式(1)〜(4)による8個の相異なる制約条件(境界条件)を与えることによって求めることができ、これにより、各式、すなわち、パラメータの関数(X(t)、V(t)、A(t)、J(t))を設定することができる。制約条件としては、異なる二つの位置、例えば、始点位置xsおよび終点位置xeでの、各パラメータの値を用いる。開始時刻tsでの位置X(ts)(始点位置)、開始時刻tsでの速度V(ts)、開始時刻tsでの加速度A(ts)、開始時刻tsでのジャークJ(ts)、終了時刻teでの位置X(te)(終点位置)、終了時刻teでの速度V(te)、終了時刻teでの加速度A(te)、および終了時刻teでのジャークJ(te)に関する8個の式を行列式で表すと、次の式(5)となる。
また、上述したパラメータの関数(X(t)、V(t)、A(t)、J(t))の演算において、終了時刻te、すなわち、開始時刻tsから終了時刻teまでの時間は、始点位置xsから終点位置xeまでの移動距離Lに応じて設定される。移動距離Lが大きくなるほど、開始時刻tsから終了時刻teまでの時間が長くなる。目標値設定部10は、移動距離Lに応じた終了時刻teを、関数を用いることにより、あるいはマップ(テーブル)を参照することによって、得ることができる。なお、上述したパラメータの関数(X(t)、V(t)、A(t)、J(t))の係数は、終了時刻に替えて移動距離に基づいて設定されてもよい。また、制御区間の始点位置および終点位置のうち少なくとも一方からの距離が、車両1の位置として設定されてもよい。本実施形態では、目標値設定部10は、目標位置設定部の一例である。
Further, in the calculation of the above-described parameter functions (X (t), V (t), A (t), J (t)), the end time t e , that is, from the start time t s to the end time t e . time is set according to the moving distance L from the start position x s to the end position x e. The larger the movement distance L is, the time from the start time t s to the end time t e becomes longer. Target
実値取得部50は、パラメータの実値を取得する。本実施形態では、実値取得部50は、例えば、車両1の位置および車両1の速度の実値を取得する。実値は、制御対象の動作に応じて得られた値であって、検出値、または当該検出値から導かれた値である。例えば、位置および速度の実値は、センサ203としての車輪速度センサの検出値から算出されうる。なお、センサ203は、例えば、車両1の停止時や走行時における、位置や、姿勢、状態等の物理量を検出するセンサであって、車輪速度センサ以外であってもよい。また、実値取得部50は、複数のセンサ203から検出結果を取得することができる。
The actual
制御部20の操作量算出部21は、制御対象に対する操作量を算出する。操作量は、各パラメータの目標値と実値との偏差が大きいほど大きくなるとともに、各パラメータの影響度が反映されるよう、設定される。本実施形態では、操作量は、力の次元または加速度の次元に設定される。いずれの場合も、質量は一定であるため、操作量は、加速度に比例するパラメータである。なお、本実施形態では、操作量は、当該操作量を増大すれば車両1が加速するよう設定され、制御対象は、正の操作量によって車両1を加速するよう制御され、負の操作量によって車両1を減速するよう制御される。なお、操作量は、入力値とも称されうる。
The operation amount calculation unit 21 of the
操作量算出部21で目標値と実値との比較対象となるパラメータ(物理量)は、例えば、車両1の位置および速度である。操作量算出部21は、位置の偏差の時間による2階微分値および速度の偏差の時間による1階微分値を、それぞれの影響度に応じて設定された係数を乗算した上で、加算することにより、操作量を算出する。なお、本実施形態では、加速度およびジャークは、フィードバック制御の対象にはされていない。 The parameter (physical quantity) to be compared between the target value and the actual value in the operation amount calculation unit 21 is, for example, the position and speed of the vehicle 1. The operation amount calculation unit 21 adds the second-order differential value based on the position deviation time and the first-order differential value based on the speed deviation time after multiplying by coefficients set according to the respective degrees of influence. Thus, the operation amount is calculated. In the present embodiment, acceleration and jerk are not subject to feedback control.
制御部20の指令値算出部22は、操作量算出部21で算出された操作量に対応した、制御対象への指令値を算出する。指令値算出部22は、例えば、操作量が正の値であった場合には、当該操作量の大きさに対応した加速が得られるよう、駆動機構201への駆動指令値としての回転トルク指令値を算出する。また、指令値算出部22は、例えば、操作量が負の値であった場合には、操作量の大きさに対応した減速すなわち負の加速が得られるよう、制動機構202への制動指令値としての制動トルク指令値を算出する。また、指令値算出部22は、車両1の走行状況等に応じて、例えば、車両1が制動機構202によって制動されながら駆動機構201によって加速する状態や、車両1が駆動機構201によって推進されながら制動機構202によって減速する状態等が得られるよう、駆動機構201と制動機構202とのトルク配分を決定することができる。その場合、指令値算出部22は、駆動トルクと制動トルクとの配分に応じた駆動機構201および制動機構202の双方への指令値を算出する。なお、指令値算出部22は、操作量に加算量算出部40によって算出された加算量が追加された場合にあっても、当該加算量が追加された操作量に対応した制御対象への指令値を算出する。
The command value calculation unit 22 of the
判断部30は、実値が目標値に追従しているか否かを判断する。制御装置100では、追従の可否を判断する条件が設定されている。判断部30は、所定のパラメータの値と当該パラメータについて設定された条件とを比較することにより、実値が目標値に追従しているか否かを判断する。判断部30には、加算器23で補正量が追加される前の操作量が入力される。
The determination unit 30 determines whether or not the actual value follows the target value. In the
判断部30は、例えば、操作量が予め設定された第一の閾値と同じかあるいはより大きい場合に、実値が目標値に追従していないと判断することができる。上述したように、操作量は、目標値と実値との偏差が大きいほど大きくなる。よって、実値が目標値に追従していない状態では、操作量は比較的大きい。したがって、操作量を第一の閾値と比較することで、実値が目標値に追従しているか否かを判断することができる。なお、判断部30が判断に用いる操作量は、補正される前でありかつ加算量が追加されていない操作量である。 The determination unit 30 can determine that the actual value does not follow the target value, for example, when the operation amount is equal to or greater than the preset first threshold value. As described above, the operation amount increases as the deviation between the target value and the actual value increases. Therefore, in a state where the actual value does not follow the target value, the operation amount is relatively large. Therefore, by comparing the operation amount with the first threshold value, it can be determined whether or not the actual value follows the target value. Note that the operation amount used for determination by the determination unit 30 is an operation amount before correction and without an addition amount being added.
また、判断部30は、例えば、車両1が重力によって傾斜を下る状態である場合に、実値が目標値に追従していないと判断することができる。制御装置100による制御開始時あるいは制御中に、車両1が推力によらずあるいは推力に抗して傾斜を下る状態は、車両1が重力によって傾斜を下り、実値が目標値に追従していない状態と見なすことができる。判断部30は、例えば、センサ203としての車輪速度センサや加速度センサの検出値、または当該検出値に基づく実値から、車両1が重力によって傾斜を下がっていることを検出することができる。加速度センサは、例えば、車両1の前後方向の加速度を検出することができる。この場合、例えば、車輪速度センサにより所定の閾値以上の値が検出され、かつ加速度センサにより下向きの、別の所定の閾値以上の値が検出された場合に、判断部30は、車両1が傾斜を下る状態と判断することができる。なお、車輪速度センサの信号によって車両1の移動方向が検出可能である場合には、車輪速度センサの検出結果のみからでも車両1が傾斜を下る状態を判断できる場合がある。
In addition, the determination unit 30 can determine that the actual value does not follow the target value when the vehicle 1 is in a state where the vehicle 1 is inclined due to gravity, for example. When the
また、判断部30は、目標値と実値との偏差の大きさによって、実値が目標値に追従しているか否かを判断してもよい。この場合、例えば、判断部30は、位置の偏差が所定の閾値と同じかあるいはより大きい場合に、実値が目標値に追従していないと判断することができる。 The determination unit 30 may determine whether or not the actual value follows the target value based on the magnitude of the deviation between the target value and the actual value. In this case, for example, the determination unit 30 can determine that the actual value does not follow the target value when the positional deviation is equal to or greater than the predetermined threshold value.
また、判断部30は、実値が目標値に追従していないと判断した後、当該判断した時点以降の操作量の低下量が第二の閾値と同じかあるいはより大きくなった時点で、実値が目標値に追従し始めたと判断することができる。実値が目標値に追従している状態での操作量は、実値が目標値に追従していない状態での操作量よりも小さい。よって、実値が目標値に追従していない状態から実値が目標値に追従している状態に変化する場合、操作量は低下する。したがって、操作量の低下量(の大きさ)を第二の閾値と比較することで、実値が目標値に追従しているか否かを判断することができる。 Further, after determining that the actual value does not follow the target value, the determination unit 30 performs the actual operation when the amount of decrease in the operation amount after the determined time is equal to or greater than the second threshold value. It can be determined that the value has started to follow the target value. The operation amount when the actual value follows the target value is smaller than the operation amount when the actual value does not follow the target value. Therefore, when the actual value changes from a state where the actual value does not follow the target value to a state where the actual value follows the target value, the operation amount decreases. Therefore, it is possible to determine whether or not the actual value follows the target value by comparing the amount of decrease (the magnitude) of the operation amount with the second threshold value.
判断部30による、実値が目標値に追従しているか否かの判断によって、制御装置100は、制御状態を変更することができる。本実施形態では、目標値設定部10と、加算量算出部40とが、判断部30による判断結果に応じた処理を実行する。
By determining whether the actual value follows the target value by the determination unit 30, the
目標値設定部10は、複数のモードで目標値を設定することができる。本実施形態では、例えば、時間の経過により変化する目標値を設定する第一のモードと、時間が経過しても変化しないすなわち一定の目標値を設定する第二のモードとが、設定されている。目標値設定部10は、判断部30によって実値が目標値に追従していると判断された場合には、第一のモードで目標値を設定する。一方、目標値設定部10は、判断部30によって実値が目標値に追従していないと判断された場合には、第二のモードで目標値を設定する。実値が目標値に追従していない状態で目標値がさらに変化すると、偏差がさらに増大し、当該追従していない状態が解消され難くなる場合がある。この点、本実施形態によれば、実値が目標値に追従していないと判断された時点で目標値の変化が抑制されるので、目標値がさらに変化する場合に比べて、実値が目標値に追従していない状態が解消されやすくなる場合がある。なお、第一のモードは通常モード、第二のモードは制限モードあるいは抑制モードとも称されうる。また、第二のモードでは、時間の経過による目標値の変化量が第一のモードよりも小さければよく、目標値が一定であることは必須では無い。また、目標値の算出の仕方は、種々に設定されうる。
The target
加算量算出部40は、判断部30により実値が目標値に追従していないと判断された場合に、必要に応じて操作量(の大きさ)を増大するために操作量に追加する加算量を、算出する。加算量算出部40で算出された加算量は、加算器23で、操作量に追加される。実値が目標値に追従していない状態は、操作量(の大きさ)が不足している状態であると言える。よって、操作量算出部21で算出された操作量に、加算量算出部40で算出された加算量を追加することによって、実値が目標値に追従していない状態が解消されやすくなる場合がある。また、加算量算出部40による加算量の調整によって、操作量の大きさをより適切に調整したり設定したりすることができるため、実値が目標値に追従していない状態がより解消されやすくなったり、不都合な事象がより生じ難くなったりする場合がある。また、加算量算出部40は、実値が目標値に追従していない状態が解消された後も、加算量の値を維持する。よって、実値が目標値に追従した時点で加算量が無くなることにより実値が目標値に追従していない状態に戻ってしまうのが、抑制される。なお、操作量の増大の仕方は、種々に設定されうる。また、加算量が追加された操作量は、入力値とも称されうる。また、加算量は、入力値あるいは操作量の一部であると言うこともできる。
When the determination unit 30 determines that the actual value does not follow the target value, the addition
閾値設定部60は、障害物データを取得する。障害物データは、例えば、障害物を検出可能なソナー等によって取得された、障害物の高さを示すデータである。障害物は、例えば、路上の石や、段差等である。閾値設定部60は、取得した障害物データに基づいて、判断部30で用いられる第一の閾値を設定したり変更したりすることができる。障害物の高さが高いほど、実値が目標値に追従していない状態が長く続き、不図示の車輪が当該障害物を乗り越えるまで、操作量が増大する。すなわち、操作量は、障害物の高さが大きいほど大きくなる。また、上述したように、本実施形態では、操作量が第一の閾値と同じかあるいは超えた場合に、目標値設定部10のモードが第二のモードに切り替わる。よって、例えば、閾値設定部60によって障害物の高さに応じた第一の閾値が設定されることにより、車輪が障害物を乗り越えた後、速やかに、目標値設定部10は第二のモードに切り替わることができる。この場合、車両1が障害物を乗り越えた直後から、変化の抑制された目標値に実値が近づくよう、フィードバック制御が行われるため、より変化の大きい目標値に対するフィードバック制御が行われる場合に比べて、実値が目標値に追従していない状態がより迅速に解消されやすい。また、操作量に加算量が追加されることなく、車両1が障害を乗り越えられるので、乗り越えの前後に制御対象に過度な大きさの操作量が与えられる状況が、抑制されうる。
The threshold setting unit 60 acquires obstacle data. The obstacle data is data indicating the height of the obstacle, for example, acquired by a sonar that can detect the obstacle. The obstacle is, for example, a stone on a road or a step. The threshold setting unit 60 can set or change the first threshold used by the determination unit 30 based on the acquired obstacle data. As the height of the obstacle increases, the state where the actual value does not follow the target value continues for a long time, and the operation amount increases until a wheel (not shown) gets over the obstacle. That is, the operation amount increases as the height of the obstacle increases. Further, as described above, in the present embodiment, when the operation amount is equal to or exceeds the first threshold value, the mode of the target
記憶部70には、制御装置100の各部の演算処理で用いられるデータや、演算処理の結果のデータ等が記憶される。本実施形態では、目標値設定部10で算出された係数c0〜c7は、記憶部70に記憶され、目標値設定部10で目標値が算出される際に用いられる。
The
制御装置100は、例えばECUである。制御装置100は、車両1に搭載されたいずれかのシステムのECUに組み込まれてもよいし、独立したECUであってもよい。制御装置100は、不図示のCPU(central processing unit)や、コントローラ、RAM(random access memory)、ROM(read only memory)、フラッシュメモリ等を有することができる。制御装置100は、インストールされ、ロードされたプログラムにしたがって処理を実行し、各機能を実現することができる。すなわち、プログラムにしたがって処理が実行されることにより、制御装置100は、目標値設定部10や、制御部20、操作量算出部21、指令値算出部22、判断部30、加算量算出部40、実値取得部50、閾値設定部60等として機能することができる。その場合、プログラムは、記憶部70に記憶されうる。なお、上記各部の機能の少なくとも一部は、ハードウエアによって実現されてもよい。また、制御装置100による制御には、フィードバック制御の他に、フィードフォワード制御等の他の制御が組み込まれてもよい。その場合、例えば、操作量算出部21が、フィードフォワード制御による加算量を操作量に追加してもよい。
The
ここで、図3が参照され、制御装置100の目標値設定部10による関数の設定の手順の一例が説明される。図3に例示される手順は、図4に例示される制御装置100による制御の開始前や、図4に例示される制御中の目標値設定(S22)において実行されうる。
Here, with reference to FIG. 3, an example of a function setting procedure by the target
まず、目標値設定部10は、終点位置を示すデータを取得する(S11)。次に、目標値設定部10は、取得した終点位置に基づいて、始点位置から終点位置までの移動距離を算出する(S12)。次に、目標値設定部10は、車両1が移動距離を移動するのに要する所要時間(設定時間)を取得する(S13)。このS13で、所要時間は、制御の開始時刻から終了時刻までの時間であって、移動距離に対応して予め設定されている。所要時間は、移動距離が大きくなるほど大きくなるよう設定されている。記憶部70等に移動距離と所要時間との相関関係を示すマップやテーブルが記憶されている場合には、目標値設定部10は、当該マップやテーブルに基づいて、移動距離に対応する所要時間を取得することができる。また、移動距離と所要時間との相関関係を示す数式(関数)が設定されている場合には、目標値設定部10は、当該数式により、例えば、プログラムに記述された数式によって、移動距離に対応する所要時間を算出することができる。なお、制御開始直後で速度が漸増する区間、制御終了直前で速度が漸減する区間については、それら区間の間の中間区間に比べて移動距離あたりの所要時間が長くなるよう、設定される。
First, the target
次に、目標値設定部10は、上述した物理量としての四つのパラメータ(位置、速度、加速度、およびジャーク)の関数を設定するため、異なる二つの位置での合計八つのパラメータを取得するかあるいは設定する(S14)。このS14では、例えば、始点位置で車両1が停止している状態から、終点位置で車両1が停止している状態までの制御の場合、異なる二つの位置としての始点位置および終点位置の双方の速度、加速度、およびジャークを0(ゼロ)に設定する。また、始点位置を0「ゼロ」に設定し、終点位置を移動距離(>0)に設定する。別の例として、当該S14の時点において車両1が移動中である場合、目標値設定部10は、例えば、始点位置のパラメータを、実値取得部50から取得した実値あるいは算出した実値に基づいて設定することができる。さらに別の例として、制御装置100が、終点位置での移動速度が0「ゼロ」ではない、すなわち終点位置で車両1が移動しているように制御する場合、目標値設定部10は、例えば、終点位置のパラメータを、当該終点位置における車両1の状態を示す値に設定することができる。
Next, the target
次に、目標値設定部10は、S14で取得したパラメータから、上述した手法によって各パラメータの時間の関数の係数を算出する、すなわち各パラメータの関数を設定する(S15)。
Next, the target
次に、図4が参照され、制御装置100による制御の手順の一例が説明される。図4に例示される手順は、各制御タイミングで実行される。
Next, an example of a control procedure performed by the
まず、実値取得部50は、センサ203の検出値および当該検出値に基づく実値を取得する(S21)。S21では、実値取得部50は、例えば、位置および速度の実値や、加速度の検出値等を取得する。
First, the actual
次に、目標値設定部10は、目標値を設定し(S22)、操作量算出部21は、操作量を算出し(S23)、加算量算出部40は、加算量を算出する(S24)。
Next, the target
S22およびS24において、目標値および加算量は、車両の制御状況に応じて変更されうる。目標値および加算量の変更は、判断部30による判断に基づいて行われる。判断部30は、検出値および実値に基づいて、実値が目標値に追従しているか否かを判断することができる。判断部30は、例えば、坂道等において重力によって車両が移動している状態や、段差等の障害物によって車両の移動が抑制されている状態等である場合に、追従していない状態であることを判断することができる。また、判断部30は、例えば、特に障害等が無い通常の状態の他、追従していない状態を脱する制御を実行した後に、追従した状態となった場合等に、追従している状態あるいは追従し始めた状態であることを判断することができる。S22において、目標値設定部10は、例えば、追従していない状態では、目標値を経時的に一定値(不変)とすることができる。また、S24において、加算量算出部40は、加算量を、例えば、0(ゼロ)にしたり、経時的にステップ状に変化したり、ランプ状に変化したりするなど、種々のパターンで変化させることができる。
In S22 and S24, the target value and the addition amount can be changed according to the control state of the vehicle. The change of the target value and the addition amount is performed based on the determination by the determination unit 30. The determination unit 30 can determine whether the actual value follows the target value based on the detected value and the actual value. The determination unit 30 is in a state in which the vehicle is not following, for example, in a state where the vehicle is moving due to gravity on a hill or the like, or in a state where movement of the vehicle is suppressed by an obstacle such as a step. Can be judged. In addition, for example, the determination unit 30 is in a state of following, for example, in a normal state in which there is no failure or the like, in addition to executing a control to escape from a state that is not following, It can be determined that the state has started following. In S <b> 22, the target
また、S23において、操作量算出部21は、S22において目標値設定部10で設定された目標値と、S21において実値取得部50で取得された実値とに基づいて、操作量を算出する。
In S23, the operation amount calculation unit 21 calculates the operation amount based on the target value set by the target
S24の後、S23において操作量算出部21で算出された操作量に、S24において加算量算出部40からの加算量が追加された操作量が、指令値算出部22に入力される(S25)。次に、指令値算出部22は、入力された操作量に基づいて駆動機構201および制動機構202のうち少なくともいずれか一方への指令値を算出する(S26)。次に、指令値算出部22は、算出した指令値を、駆動機構201および制動機構202のうち少なくともいずれか一方に出力し、これにより、車両1の加速および減速のうち少なくともいずれか一方を制御する(S27)。
After S24, an operation amount obtained by adding the addition amount from the addition
また、本実施形態では、S22において、例えば、実値が目標値に追従していないと判断部30が判断した場合等に、目標値設定部10は、目標値を再設定することができる。この場合、目標値設定部10は、図3に例示された手順にしたがって、各パラメータの時間の関数を設定することができる。
In the present embodiment, for example, when the determination unit 30 determines that the actual value does not follow the target value in S22, the target
以上説明したように、本実施形態の制御装置100では、例えば、目標値設定部10(目標位置設定部)は、各時刻での目標位置を、始点位置から終点位置までの移動距離、および異なる二つの位置での車両1の移動に関するパラメータ(物理量)に応じて、設定することができる。よって、例えば、始点位置および終点位置で車両1が停止している状況のみならず、始点位置で車両1が移動している状況や、終点位置で車両1が移動している状態に車両1を制御する状況等に対応して、各時刻での目標位置を設定し、当該目標位置に基づいて車両1の走行を制御することができる。よって、例えば、より多くの状況に対応して、車両1の走行制御が、より容易にあるいはより適切に実現されうる。
As described above, in the
また、本実施形態の制御装置100では、例えば、目標値設定部10は、各時刻での目標値のパラメータ(物理量)を時間の関数によって設定する。よって、例えば、記憶部70には関数の係数を記憶すれば済むため、記憶部70に各時刻での目標値のマップ(テーブル)が記憶されるような場合に比べて、記憶部70の記憶容量を減らすことができる。また、例えば、目標値設定部10は、各時刻で目標位置を設定する演算を、より容易にあるいはより迅速に実行することができる。
Moreover, in the
また、本実施形態の制御装置100では、例えば、各パラメータ(物理量)の時間による関数は、時間の多項式関数である。よって、例えば、係数や目標値を、比較的簡単な四則演算によって、より容易にあるいはより迅速に設定するまたは算出することができる。
Moreover, in the
また、本実施形態の制御装置100では、例えば、関数は、7次の多項式関数であるとともに、パラメータ(物理量)は、車両の位置、速度、加速度、およびジャークである。よって、八つの係数を有する7次の多項式関数を、異なる二つの位置における四つのパラメータ(車両1の位置、速度、加速度、およびジャーク)の制約条件に基づいて、設定することができる。また、ジャークまで考慮することで、例えば、乗り心地が向上されやすい。
In the
なお、関数は7次の多項式関数には限定されない。また、関数の次数が7次よりも低く設定される場合等にあっては、関数の係数は、始点位置および終点位置のうちいずれか一方のみにおける車両1の移動に関するパラメータ(物理量)に基づいて設定されてもよいし、始点位置や終点位置以外の少なくとも一つ位置での当該パラメータに基づいて設定されてもよい。 The function is not limited to a seventh-order polynomial function. Further, when the order of the function is set lower than the seventh order, the coefficient of the function is based on a parameter (physical quantity) relating to the movement of the vehicle 1 at only one of the start point position and the end point position. It may be set, or may be set based on the parameter at at least one position other than the start point position and the end point position.
以上、本発明の実施形態が例示されたが、上記実施形態は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、等のスペック(構造や、種類、数等)は、適宜に変更して実施することができる。例えば、上記関数によって得られる目標値と同じ技術的思想に基づく目標値が、マップやテーブルから得られてもよい。 As mentioned above, although embodiment of this invention was illustrated, the said embodiment is an example and is not intending limiting the range of invention. The above embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, combinations, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. Further, the specifications (structure, type, number, etc.) of each configuration, shape, etc. can be changed as appropriate. For example, a target value based on the same technical idea as the target value obtained by the function may be obtained from a map or a table.
1…車両、10…目標値設定部(目標位置設定部)、21…操作量算出部、100…制御装置(車両の走行制御装置)、201…駆動機構、202…制動機構、L…移動距離。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle, 10 ... Target value setting part (target position setting part), 21 ... Operation amount calculation part, 100 ... Control apparatus (travel control apparatus of a vehicle), 201 ... Drive mechanism, 202 ... Braking mechanism, L ... Moving distance .
Claims (4)
各時刻での目標位置を、始点位置から終点位置までの移動距離若しくは所要時間と、少なくとも一つの位置での車両の移動に関する物理量と、に応じて設定する目標位置設定部と、
を備えた、車両の走行制御装置。 An operation amount calculator that calculates an operation amount for controlling at least one of the drive mechanism and the brake mechanism of the vehicle so as to reduce the deviation between the target position and the actual position of the vehicle;
A target position setting unit that sets a target position at each time according to a movement distance or a required time from a start point position to an end point position, and a physical quantity related to movement of the vehicle at at least one position;
A vehicle travel control device comprising:
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-
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- 2014-12-25 JP JP2014263627A patent/JP2016120896A/en active Pending
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