JP2018016225A - Vehicle motion control device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicle motion control device which changes back-and-forth acceleration generating in a vehicle according to a departure amount from a target track when the vehicle is turning, and which achieves follow-up of the target track while giving little discomfort to a driver and keeping running stability even when the vehicle is turning: and to provide a vehicle motion control method.SOLUTION: A vehicle motion control device includes: a target track acquisition part acquiring a target track where a vehicle travels; and a speed control part increasing or decreasing a back-and-forth acceleration generating in the vehicle and having a vehicle travelling direction as positive. When the vehicle deviates from the target track during the vehicle is turning, the speed control part performs back-and-forth acceleration control for increasing or decreasing the back-and-forth acceleration.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、車両運動制御装置に関し、特に車両の運動状態が好適になるよう車両を加減速する車両運動制御装置に関する。   The present invention relates to a vehicle motion control device, and more particularly to a vehicle motion control device that accelerates or decelerates a vehicle so that the motion state of the vehicle is suitable.

近年、自車両が先行車等の制御対象に衝突する可能性が高いときに、ドライバのブレーキ操作とは独立した自動ブレーキ制御を行うことで、衝突防止を図る様々な自動ブレーキ制御装置が提案され、実用化されている。例えば、特許文献１では、カメラで撮像した前方の道路環境に基づいて自車両前方の制御対象を認識し、自車両と制御対象との相対関係に基づいてブレーキ介入距離を設定し、自車両と制御対象との相対距離がブレーキ介入距離以下であるとき、制動制御の実行を判定し、自動ブレーキの介入による自動制動制御装置の技術が開示されている。   In recent years, various automatic brake control devices that prevent collision by performing automatic brake control independent of the driver's brake operation when there is a high possibility that the host vehicle will collide with a control target such as a preceding vehicle have been proposed. Has been put to practical use. For example, in Patent Document 1, a control object in front of the host vehicle is recognized based on a road environment in front captured by a camera, a brake intervention distance is set based on a relative relationship between the host vehicle and the control object, and A technique of an automatic braking control device that determines execution of braking control when the relative distance to the controlled object is equal to or less than the braking intervention distance and that performs automatic braking intervention is disclosed.

また、特許文献２には、入力された車両の横方向の加加速度（Ｇｙ＿ｄｏｔ）に、速度（Ｖ）及び横加速度（Ｇｙ）から決定され、予め記憶されたゲイン（Cxy）を乗じ、乗じた値に基づいて、車両の前後加速度を制御する制御指令を生成し、生成された前記制御指令を出力することを特徴とする車両の運動制御方法が開示されている。この方法によると前後加速度と横加速度の合成加速度ベクトル（Ｇ）の軌跡が車両重心固定の座標系において、なめらかな曲線を描くように方向づけられ（Vectoring）、G-Vectoring制御と呼ばれている。G-Vectoring制御によると、緊急回避性能が大幅に向上することが報告されている。 Further, in Patent Document 2, the lateral jerk (G y_dot ) of the input vehicle is multiplied from a speed (V) and a lateral acceleration (G y ) determined in advance and stored in advance (Cxy), A vehicle motion control method is disclosed that generates a control command for controlling the longitudinal acceleration of the vehicle based on the multiplied value and outputs the generated control command. According to this method, the locus of the combined acceleration vector (G) of longitudinal acceleration and lateral acceleration is oriented so as to draw a smooth curve in a coordinate system with a fixed vehicle center of gravity (Vectoring), which is called G-Vectoring control. According to G-Vectoring control, it has been reported that emergency avoidance performance is greatly improved.

このG-Vectoring制御を用いた緊急回避アシストシステムとして特許文献３では，危険ポテンシャルに応じて，そのゲインを調整する技術が開示されている。   As an emergency avoidance assist system using this G-Vectoring control, Patent Document 3 discloses a technique for adjusting the gain according to the danger potential.

特開２００９−２６２７０１号公報JP 2009-262701 A 特開２０００−３５３３００号公報JP 2000-353300 A 特開２０１４−１９３６９１号公報JP 2014-193691 A 特開２０１２−３０６７４号公報JP 2012-30673 A

しかし，上記の方法では，作成されたG-Vectoring制御による減速度指令値に対し，十分な高応答性を持つアクチュエータを備えた車両であれば，ゲイン調整による期待した効果が得られるものの，比較的価格帯の低い車両では，高応答性のアクチュエータを搭載していないケースが多く，ゲイン調整をした効果が得られないという課題があった。   However, with the above method, the expected effect of gain adjustment can be obtained if the vehicle has an actuator with sufficiently high response to the created deceleration command value by G-Vectoring control. Many low-priced vehicles are not equipped with highly responsive actuators, and there is a problem that the effect of gain adjustment cannot be obtained.

ここでカーブ路に対してG-Vectoring制御を適用する場合では，特許文献４に示すように，地図情報や自車両前方のコース形状情報を取得することで，車両に横加速度が発生し始めるタイミングや，その大きさを予測することがある程度容易であり，そのような情報を用いることで，早期にG-Vectoring制御による減速制御を開始することができる。これによりアクチュエータの応答性を補償することが可能となる。   Here, when G-Vectoring control is applied to a curved road, as shown in Patent Document 4, the timing at which lateral acceleration starts to occur in the vehicle by acquiring map information and course shape information in front of the host vehicle. In addition, it is easy to predict the size to some extent, and by using such information, deceleration control by G-Vectoring control can be started at an early stage. This makes it possible to compensate for the response of the actuator.

しかし，障害物回避のようなシーンにG-Vectoring制御を適用する場合では，ドライバがどのタイミングでどの程度の横加速度を発生させて操舵回避をするかの判定は非常に困難であり，ドライバが意図しないタイミングで過度の減速制御を行った場合，ドライバの回避操作そのものを阻害する可能性がある。   However, when G-Vectoring control is applied to scenes such as obstacle avoidance, it is very difficult to determine how much lateral acceleration the driver generates and how much to avoid steering. If excessive deceleration control is performed at an unintended timing, the driver's avoidance operation itself may be hindered.

本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、ドライバによる操舵回避操作を阻害することなく，G-Vectoring制御による指令値に対するアクチュエータの応答遅れを補償するものである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to compensate for a response delay of an actuator with respect to a command value by G-Vectoring control without hindering a steering avoidance operation by a driver. It is.

上記する課題を解決するために、本発明にかかる車両運動制御装置，もしくはその方法では、車両に発生する横運動予測手段を備え，本予測結果に基づいて，各車輪に制動力を発生可能なアクチュエータの駆動を開始する構成とする。   In order to solve the above-described problems, the vehicle motion control apparatus or method according to the present invention includes a lateral motion prediction unit that generates in a vehicle, and can generate braking force on each wheel based on the prediction result. The actuator is driven.

本発明によれば、単体での応答性ではG-Vectoring制御を実現困難なアクチュエータ構成であっても，G-Vectoring制御に必要な応答性を実現することができる。   According to the present invention, the responsiveness required for G-Vectoring control can be realized even with an actuator configuration in which G-Vectoring control is difficult to achieve with a single responsiveness.

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。   Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.

本発明のG-Vectoring制御車両の左コーナー進入から脱出までの様子を示す図である。It is a figure which shows the mode from the left corner approach to escape from the G-Vectoring control vehicle of this invention. 図１のような走行をした場合の時系列データを示す図である。It is a figure which shows the time series data at the time of drive | working like FIG. レーンチェンジでのESCのみとESCとG-Vectoring制御の複合制御の稼動状況を示す図である。It is a figure which shows the operation state of only the ESC in a lane change, and the combined control of ESC and G-Vectoring control. 本発明に係る車両運動制御装置の衝突余裕時間とアクチュエータ駆動電流の関係を示した概念図。The conceptual diagram which showed the relationship between the collision margin time of the vehicle motion control apparatus which concerns on this invention, and an actuator drive current. 本発明の効果を示す試験結果。The test result which shows the effect of this invention. 本発明に係る車両運動制御装置１を搭載した車両の概念図。The conceptual diagram of the vehicle carrying the vehicle motion control apparatus 1 which concerns on this invention. 本発明に係る車両運動制御装置１の構成図。The block diagram of the vehicle motion control apparatus 1 which concerns on this invention. 本発明に係る車両運動制御装置１の制御フローチャート図。The control flowchart figure of the vehicle motion control apparatus 1 which concerns on this invention. 本発明に係る障害物回避シーンの概念図。The conceptual diagram of the obstacle avoidance scene which concerns on this invention.

以下、本発明に係る車両運動制御装置の実施形態について、図面を参照して説明する。
実施形態の説明に先立ち、本発明の理解が容易になるよう、以下、図１〜図５を用いて、横運動に連係した前後運動制御について概要を述べ、アクチュエータによる応答性の違いに関する影響について述べる。
「横運動に連係した前後運動制御」
（１）G-Vectoring
ハンドル操作による横運動に連係して自動的に加減速することにより、前輪と後輪の間に荷重移動を発生させて車両の操縦性と安定性の向上を図る方法である。具体的な加減速指令値（目標前後加速度Gxc）は、以下数１に示す通り、 Hereinafter, an embodiment of a vehicle motion control device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
Prior to the description of the embodiments, in order to facilitate the understanding of the present invention, an outline of the longitudinal motion control linked to the lateral motion will be described below with reference to FIGS. State.
"Longitudinal motion control linked to lateral motion"
(1) G-Vectoring
In this method, load is moved between the front wheels and the rear wheels by automatically accelerating and decelerating in conjunction with the lateral movement by the steering wheel operation, thereby improving the maneuverability and stability of the vehicle. The specific acceleration / deceleration command value (target longitudinal acceleration Gxc) is as shown in Equation 1 below.

Figure 2018016225
Figure 2018016225

基本的に横加加速度Gy_dotにゲインCxyを掛け、一次遅れを付与した値を前後加減速指令にするというシンプルな制御則である。   Basically, it is a simple control law in which the lateral jerk Gy_dot is multiplied by the gain Cxy, and a value obtained by adding a first-order delay is used as a longitudinal acceleration / deceleration command.

なお、Gy：車両横加速度、Gy_dot：車両横加加速度、Cxy：ゲイン、T：一次遅れ時定数、s：ラプラス演算子、Gx_DC：横運動に連係しない加減速度指令とする。   Gy: vehicle lateral acceleration, Gy_dot: vehicle lateral jerk, Cxy: gain, T: first-order lag time constant, s: Laplace operator, Gx_DC: acceleration / deceleration command not linked to lateral motion.

これによりエキスパートドライバの横と前後運動の連係制御ストラテジの一部が模擬でき、車両の操縦性・安定性の向上が実現できることが確認されている。   As a result, it has been confirmed that a part of the linkage control strategy of the expert driver's side and back-and-forth movement can be simulated, and the improvement of the vehicle maneuverability and stability can be realized.

この式のGx_DCは横運動に連係していない減速度成分（オフセット）である。前方にコーナーがある場合の予見的な減速、あるいは区間速度指令がある場合に必要となる項である。また、sgn（シグナム）項は、右コーナー、左コーナーの両方に対して上記の動作が得られるように設けた項である。具体的には、操舵開始のターンイン時に減速し、定常旋回になると（横加加速度がゼロとなるので）減速を停止し、操舵戻し開始時のコーナー脱出時に加速する動作が実現できる。   Gx_DC in this equation is a deceleration component (offset) that is not linked to lateral motion. This term is required when there is a foreseeable deceleration when there is a corner ahead or when there is a section speed command. The sgn (signum) term is a term provided so that the above operation can be obtained for both the right corner and the left corner. Specifically, the vehicle decelerates when turning in at the start of steering, and can stop when decelerating (because the lateral jerk becomes zero), and can perform an operation of accelerating when exiting the corner at the start of steering return.

このように制御されると、前後加速度と横加速度の合成加速度（Gと表記）が、横軸に車両の前後加速度、縦軸に車両の横加速度をとるダイアグラムで、時間の経過とともに曲線的な遷移をするように方向付けられる（Vectoring）のため、「G-Vectoring制御」と呼ばれている。   When controlled in this way, the combined acceleration of longitudinal acceleration and lateral acceleration (denoted as G) is a diagram in which the horizontal axis represents the longitudinal acceleration of the vehicle and the vertical axis represents the lateral acceleration of the vehicle. This is called “G-Vectoring control” because it is directed to make a transition (Vectoring).

数１の制御を適用した場合の車両運動に関して、具体的な走行を想定して説明する。   The vehicle motion when the control of Formula 1 is applied will be described assuming specific traveling.

図１は、直進路A、過渡区間B、定常旋回区間C、過渡区間D、直進区間Eという、コーナーへの進入、脱出の一般的な走行シーンを想定している。このとき、ドライバによる加減速操作は行わないものとする。   FIG. 1 assumes a general traveling scene of entering and exiting a corner, such as a straight path A, a transition section B, a steady turning section C, a transition section D, and a straight section E. At this time, the acceleration / deceleration operation by the driver is not performed.

また、図２は、操舵角、横加速度、横加加速度、数１にて計算した加減速指令、そして四輪の制動、駆動力について時刻暦波形として示した図である。後で詳細に説明するが、前外輪と前内輪、後外輪と後内輪は、左右（内外）それぞれ同じ値と成るように制動力・駆動力が配分されている。ここで制駆動力とは各輪の車両前後方向に発生する力の総称で、制動力は車両を減速する向きの力であり、駆動力は車両を加速する向きの力と定義する。まず直進路区間Aから車両がコーナーに進入する。過渡区間B（点１〜点３）では、ドライバが徐々に操舵を切増すに従い、車両の横加速度Gyが増加していく。横加加速度Gy_dotは、点２近辺の横加速度が増加している間、正の値をとることになる（横加速度増加が終了する３の時点ではゼロに戻る）。このとき、数１より、制御車両には横加速度Gyの増加に伴い、減速（Gxcは負）指令が発生する。これに伴い、前外、前内、後外、後内の各輪に略同じ大きさの制動力（マイナス符号）が加わることになる。   FIG. 2 is a time calendar waveform showing the steering angle, lateral acceleration, lateral jerk, acceleration / deceleration command calculated by Equation 1, braking of four wheels, and driving force. As will be described in detail later, the braking force and driving force are distributed so that the front outer wheel and the front inner wheel, the rear outer wheel and the rear inner wheel have the same value on the left and right (inner and outer). Here, the braking / driving force is a general term for the force generated in the vehicle front-rear direction of each wheel, the braking force is a force in the direction of decelerating the vehicle, and the driving force is defined as a force in the direction of accelerating the vehicle. First, the vehicle enters a corner from straight section A. In the transient section B (points 1 to 3), the lateral acceleration Gy of the vehicle increases as the driver gradually increases steering. The lateral jerk Gy_dot takes a positive value while the lateral acceleration in the vicinity of the point 2 is increasing (returns to zero at the time point 3 at which the lateral acceleration increase ends). At this time, from Equation 1, a deceleration (Gxc is negative) command is issued to the controlled vehicle as the lateral acceleration Gy increases. Accordingly, a braking force (minus sign) having substantially the same magnitude is applied to each of the front outer, front inner, rear outer, and rear inner wheels.

その後、車両が定常旋回区間C（点３〜点５）に入ると、ドライバは操舵の切増しを止め、操舵角を一定に保つ。このとき、横加加速度Gy_dotは０となるため、加減速指令Gxcは０となる。よって、各輪の制動力・駆動力もゼロとなる。   Thereafter, when the vehicle enters the steady turning section C (points 3 to 5), the driver stops increasing steering and keeps the steering angle constant. At this time, since the lateral jerk Gy_dot is zero, the acceleration / deceleration command Gxc is zero. Therefore, the braking force / driving force of each wheel is also zero.

次に、過渡区間D（点５〜７）では、ドライバの操舵の切戻し操作によって車両の横加速度Gyが減少していく。このとき車両の横加加速度Gy_dotは負であり、数１より制御車両には加速指令Gxcが発生する。これに伴い、前外、前内、後外、後内の各輪に略同じ大きさの駆動力（プラス符号）が加わることになる。   Next, in the transition zone D (points 5 to 7), the lateral acceleration Gy of the vehicle decreases due to the steering return operation of the driver. At this time, the lateral jerk Gy_dot of the vehicle is negative, and the acceleration command Gxc is generated in the control vehicle from Equation 1. Along with this, a driving force (plus sign) having substantially the same magnitude is applied to the front outer, front inner, rear outer, and rear inner wheels.

また直進区間Ｅでは横加加速度Gyが０となり横加加速度Gy_dotもゼロとなるため加減速制御は行われない。以上のように、操舵開始のターンイン時（点１）からクリッピングポイント（点３）にかけて減速し、定常円旋回中（点３〜点５）には減速を止め、操舵切戻し開始時（点５）からコーナー脱出時（点７）には加速する。このように、車両にG-Vectoring制御を適用すれば、ドライバは旋回のための操舵をするだけで、横運動に連係した加減速運動を実現することが可能となる。   Further, in the straight section E, the lateral jerk Gy is 0 and the lateral jerk Gy_dot is also zero, so acceleration / deceleration control is not performed. As described above, the vehicle decelerates from the turn-in at the start of steering (point 1) to the clipping point (point 3), stops the deceleration during steady circle turning (points 3 to 5), and starts the steering switchback (points). Accelerate when exiting the corner from 5) (point 7). In this way, if G-Vectoring control is applied to the vehicle, the driver can realize acceleration / deceleration motion linked to lateral motion only by steering for turning.

また、この運動を前後加速度を横軸、横加速度を縦軸にとり、車両に発生している加速度様態を示す“g-g”ダイアグラムに表すと、滑らかな曲線状（円を描くよう）に遷移する特徴的な運動になる。本発明の加減速指令は、このダイアグラムで、時間の経過とともに曲線的な遷移をするように生成される。この曲線状の遷移は左コーナーについては、図１に示すように時計回りの遷移となり、右コーナーについては、Gx軸について反転した遷移経路となり、その遷移方向は半時計回りとなる。このように遷移すると前後加速度により車両に発生するピッチング運動と、横加速度により発生するロール運動が好適に連係し、ロールレイト、ピッチレイトのピーク値が低減される。   In addition, when this motion is represented on the “gg” diagram that shows the acceleration mode generated in the vehicle, the longitudinal acceleration is plotted on the horizontal axis and the horizontal acceleration is plotted on the vertical axis, it is a characteristic that transitions into a smooth curve (draws a circle). It becomes a kind of exercise. The acceleration / deceleration command of the present invention is generated in this diagram so as to make a curved transition with the passage of time. As shown in FIG. 1, the curved transition is a clockwise transition as shown in FIG. 1, and the right corner is a transition path inverted with respect to the Gx axis, and the transition direction is counterclockwise. When the transition is made in this way, the pitching motion generated in the vehicle by the longitudinal acceleration and the roll motion generated by the lateral acceleration are suitably linked, and the peak values of the roll rate and the pitch rate are reduced.

この制御は、図１に示すとおり、一次遅れ項、左右の運動に対する符号関数を省略して考えると、車両横加加速度にゲイン-Cxyを掛け合わせた値を前後加速度指令にしているので、ゲインを大きくすることにより、同一横加加速度に対して、減速度、あるいは加速度を大きくすることが出来る。   As shown in FIG. 1, in this control, if the sign function for the first order lag term and the left and right motion is omitted, the value obtained by multiplying the vehicle lateral jerk by the gain -Cxy is used as the longitudinal acceleration command. By increasing it, the deceleration or acceleration can be increased for the same lateral jerk.

図３にG-Vectoring制御により減速度を制御した際の，レーンチェンジに対する効果を示す。図３は、30m離してパイロンAとパイロンBを置き、パイロンAの左側をすり抜け、パイロンBの右側に移動する、レーンチェンジンジを模擬的に行った時の、操舵角、前後加速度、横加速度、そして車両速度について、従来の横滑り防止装置（Electronic Stability Control: ESC）のみを稼働した状態と、G-Vectoring制御とESCの複合制御を稼働した状態を比較したものである。ESCがステアリングを急激に戻している0.75秒から1秒近辺で、横滑り状態を検知して安定化モーメントを加えている（減速度の発生）のに比べ、G-Vectoring制御とESCの連係制御では、操舵を開始した瞬間から減速度が働き操舵開始から0.5秒で速度が10km/hも低下している。   Fig. 3 shows the effect on lane change when the deceleration is controlled by G-Vectoring control. Figure 3 shows the steering angle, longitudinal acceleration, and lateral acceleration when lane change range is simulated by placing pylon A and pylon B at a distance of 30 m, passing through the left side of pylon A, and moving to the right side of pylon B. Then, the vehicle speed is compared between a state in which only the conventional skid prevention device (Electronic Stability Control: ESC) is operated and a state in which the combined control of G-Vectoring control and ESC is operated. Compared to the case where G-Vectoring control and ESC linkage control is performed, the side slip condition is detected and the stabilization moment is applied (deceleration is generated) from 0.75 seconds to around 1 second when the ESC is suddenly returning the steering. The deceleration works from the moment when the steering is started, and the speed decreases by 10 km / h in 0.5 seconds after the steering starts.

これにより、操舵角も少なくロールレイト、ピッチレイトが大幅に低減され、安全にレーンチェンジができていることがわかる。このようにG-Vectoring制御を適用することで，操舵により障害物回避をする際の回避性能を，大幅に向上できる。   As a result, the steering angle is small, and the roll rate and pitch rate are greatly reduced, and it can be seen that the lane change can be performed safely. By applying G-Vectoring control in this way, the avoidance performance when avoiding obstacles by steering can be greatly improved.

ここでG-Vectoring制御による減速制御を実現するにあたり，車両を減速するアクチュエータの応答性が重要となっている。   Here, in realizing deceleration control by G-Vectoring control, the response of the actuator that decelerates the vehicle is important.

上述の通り，G-Vectoring制御はドライバの操舵操作をトリガとし，横加速度の絶対値が増加するシーンにおいて減速制御を行うよう制御指令値を演算する。ここで上述の式(1)に示したゲインCxyを調整することで，特許文献３に示されたように，障害物回避の際，発生する減速度が大きくなる指令値を演算することも可能となる。   As described above, G-Vectoring control uses a driver's steering operation as a trigger, and calculates a control command value so that deceleration control is performed in a scene where the absolute value of lateral acceleration increases. Here, by adjusting the gain Cxy shown in the above equation (1), as shown in Patent Document 3, it is also possible to calculate a command value that causes a large deceleration to occur during obstacle avoidance. It becomes.

しかし，G-Vectoring制御が減速指令値を大きくした場合であっても，減速度を発生させるアクチュエータがそれに対して十分な減速度発生性能を有していない場合，ゲインを変えた効果を得るのは難しく，G-Vectoring制御の適用範囲がアクチュエータの性能により制限されることになる。   However, even if G-Vectoring control increases the deceleration command value, the effect of changing the gain can be obtained if the actuator that generates the deceleration does not have sufficient deceleration generation performance. Is difficult, and the application range of G-Vectoring control is limited by the performance of the actuator.

ここでドライバによる操舵回避操作の開始前，すなわち車両に横運動が発生する前に，発生する横運動（横加加速度）を推定し，G-Vectoring制御による減速制御を行う方法が考えられるが，カーブ路走行の場合と異なり，ドライバがいつどのように回避操舵をするかの予測は難しく，そのような予測に基づく減速制御では，車両に減速度が発生するタイミングがドライバの操舵回避操作に合わない場合がある。その結果，過度の減速を発生させた場合，減速によりドライバの操舵回避操作を阻害し，回避性能を低下させる可能性がある。   Here, before starting the steering avoidance operation by the driver, that is, before the lateral motion occurs in the vehicle, a method of estimating the lateral motion (lateral jerk) to be generated and performing deceleration control by G-Vectoring control can be considered. Unlike road driving, it is difficult to predict when and how the driver will perform avoidance steering. In deceleration control based on such prediction, the timing at which deceleration occurs in the vehicle does not match the driver's steering avoidance operation. There is a case. As a result, if excessive deceleration occurs, the driver's steering avoidance operation may be hindered by the deceleration, and the avoidance performance may be reduced.

本発明では，G-Vectoring制御による減速制御によりドライバ操作を阻害することなく，アクチュエータの応答遅れを補償する方法として，操舵回避により発生する横加加速度を推定し，G-Vectoring制御による減速制御が必要と判断された場合，車両に減速度を発生させるアクチュエータの駆動制御を開始する。更にドライバの操舵操作により，車両に横運動が発生する場合，その横運動に応じた減速制御を行う。   In the present invention, as a method of compensating for the response delay of the actuator without obstructing the driver operation by the deceleration control by the G-Vectoring control, the lateral jerk generated by the steering avoidance is estimated, and the deceleration control by the G-Vectoring control is necessary. If it is determined, drive control of the actuator that generates deceleration in the vehicle is started. Further, when a lateral movement occurs in the vehicle due to the steering operation of the driver, deceleration control is performed according to the lateral movement.

図４に本発明の概念図を示す。なお本概念図では自車両前方の障害物に対する衝突余裕時間（Time To Collision: ＴＴＣ）に基づいて横運動を推定する例について示す。図４に示すように，本発明では前方障害物に対するＴＴＣの減少に伴い，発生する横加速度絶対値が大きくなるよう横加速度予測値Gyprdを演算する。Gyprdの演算方法としては，例えばＴＴＣに予測時間補償時間Tadjを引いた値を回避余裕時間ΔＴとし，横加速度がサイン波形となるよう回避動作をすると仮定した場合，最低限回避に必要な横移動量ΔＹ0に安全マージンYsmを加えたものを回避する際の横移動距離ΔＹとすると，Gyprdの時間tに対する変化は以下の式（２）で与えることができる。 FIG. 4 shows a conceptual diagram of the present invention. In addition, this conceptual diagram shows an example in which lateral motion is estimated based on a collision margin time (Time To Collision: TTC) for an obstacle ahead of the host vehicle. As shown in FIG. 4, in the present invention, the lateral acceleration prediction value G yprd is calculated so that the absolute value of the generated lateral acceleration increases as the TTC for the front obstacle decreases. As a method of calculating the G Yprd, when for example a value obtained by subtracting the predicted time compensation time T adj to TTC and avoidance margin time [Delta] T, it was assumed that the lateral acceleration is the avoidance operation to be a sine waveform, required minimum avoidance and a transverse moving distance ΔY when avoiding the lateral movement amount ΔY0 plus a safety margin Y sm, changes with respect to time t of the G Yprd can be given by the following equation (2).

Figure 2018016225
Figure 2018016225

この予測値Gyprdに基づいて，上述の式（１）および（２）より，G-Vectoring制御の減速最大値予測値GxGVCpmaxは以下の式（３）により演算される。 Based on the predicted value G yprd , the predicted maximum deceleration value G xGVCpmax of G-Vectoring control is calculated by the following formula (3) from the above formulas (1) and (2).

Figure 2018016225
Figure 2018016225

ここで予測時間補償時間Tadjとしてアクチュエータ等の性能から予め設定される値であっても，ドライバ自ら入力する手段を備える場合，前記入力値に応じて設定される値であってもよい。また路面状態（滑りやすさ，凹凸度合等），走行環境（時間帯，気候等），周囲環境（郊外路，市街路，自動車専用路等）等，ドライバ特性（熟練度合，嗜好等）の情報を取得する手段を備える場合，これらの情報に基づいて，予測時間補償時間Tadjを予め設定された値から変更してもよい。例えば路面が滑りやすいほど，予測時間補償時間Tadjを小さな値に変更してもよい。また悪天候や夕方，夜間の走行等，一般的に危険度が高いとされる走行環境では，予測時間補償時間Tadjを小さな値に変更してもよい。またドライバが障害物からより手前で回避操作をする傾向がある場合，予測時間補償時間Tadjを小さな値に変更してもよい。 Here, the predicted time compensation time Tadj may be a value set in advance from the performance of the actuator or the like, or may be a value set according to the input value when a means for inputting the driver itself is provided. In addition, information on driver characteristics (skill level, preference, etc.), such as road surface conditions (ease of slipping, unevenness, etc.), driving environment (time zone, climate, etc.), surrounding environment (suburban roads, urban roads, exclusive roads, etc.) In the case of providing a means for acquiring the prediction time compensation time Ta adj may be changed from a preset value based on such information. For example, the predicted time compensation time Tadj may be changed to a smaller value as the road surface is more slippery. In a driving environment that is generally considered to have a high degree of danger, such as bad weather, evening, or night driving, the predicted time compensation time Tadj may be changed to a small value. Further, when the driver tends to perform an avoidance operation before the obstacle, the predicted time compensation time Tadj may be changed to a small value.

また前記回避に必要な横移動量ΔＹは，車両が前記障害物近傍通過時の位置を予測する手段を備える場合，回避対象とする障害物の現在の状態に加え，前記予測位置に基づいて設定されてもよい。また障害物の種類を判別する手段を備える場合，前記障害物の種類に応じて，横移動量ΔＹを変更してもよい。例えば前記障害物が歩行者もしくは走行中の自転車，もしくは鹿等の動物であった場合，前記障害物が走行中の車両である場合よりも，回避時の障害物までの距離が大きくなるよう，横移動量ΔＹを変更してもよい。   The lateral movement amount ΔY necessary for avoidance is set based on the predicted position in addition to the current state of the obstacle to be avoided when the vehicle includes means for predicting the position when the vehicle passes near the obstacle. May be. When a means for determining the type of obstacle is provided, the lateral movement amount ΔY may be changed according to the type of obstacle. For example, when the obstacle is a pedestrian, a running bicycle, or an animal such as a deer, the distance to the obstacle when avoiding is larger than when the obstacle is a running vehicle. The lateral movement amount ΔY may be changed.

またGxGVCpmaxの作成方法として，前記式(３)を用いず，障害物までの距離もしくは衝突余裕時間および必要な横移動量ΔＹから与えられるデータベースを用いてもよい。また上述の予測時間補償時間Tadjおよび横移動量ΔＹの変更方法同様，路面状態，走行環境等に応じたデータベースを持ち，本データベースから走行状況に応じたGxGVCpmaxを作成してもよい。 Further , as a method of creating G xGVCpmax, a database given from the distance to the obstacle or the collision margin time and the necessary lateral movement amount ΔY may be used without using the equation (3). Similarly to the above-described method of changing the predicted time compensation time Tadj and the lateral movement amount ΔY, a database corresponding to the road surface condition, the traveling environment, and the like may be provided, and G xGVCpmax corresponding to the traveling condition may be created from this database.

以上により得られたGxGVCpmaxが介入閾値を下回った場合，アクチュエータの予備動作を開始する。この予備動作としては，車両に発生する前後加速度変化がドライバの操舵操作に支障を与えない範囲にて，アクチュエータを駆動させることを意味しており，例えば電動モータでピストンを駆動し，発生させた油圧にてブレーキパッドをブレーキディスクに押し付けることで減速度を発生させるアクチュエータであれば，予備動作として電動モータ（およびポンプ）を駆動することによりブレーキパッドとブレーキディスクの隙間をつめる動作を行う。また電動モータで直接ブレーキパッドのブレーキディスクへの押し付け力を制御可能な電動ブレーキアクチュエータの場合，予備動作として電動モータを駆動することによりブレーキパッドとブレーキディスクの隙間をつめる動作を行う。 When G x GVCpmax obtained as described above falls below the intervention threshold value, preliminary operation of the actuator is started. This preliminary operation means that the actuator is driven within a range in which the change in longitudinal acceleration generated in the vehicle does not interfere with the steering operation of the driver. For example, the piston is driven by an electric motor. In the case of an actuator that generates a deceleration by pressing the brake pad against the brake disk with hydraulic pressure, the electric motor (and the pump) is driven as a preliminary operation to close the gap between the brake pad and the brake disk. In the case of an electric brake actuator that can directly control the pressing force of the brake pad against the brake disc by the electric motor, the electric motor is driven as a preliminary operation to close the gap between the brake pad and the brake disc.

また本発明は単一のアクチュエータに対してだけではなく，複数のアクチュエータの駆動制御を含んでもよい。例えば走行中トランスミッションのクラッチを切ることで航続距離を伸ばす走行（セーリング走行）の状態にある車両に対し，エンジントルク変化を用いてG-Vectoring制御の減速制御を実現する場合，予備動作としてクラッチを接続し，エンジントルク制御による減速制御が可能な状態とした上で，横運動が開始した際に，G-Vectoring制御による減速指令値を実現するようエンジントルク制御を行ってもよい。またエンジントルクの前後輪への配分を変更可能なアクチュエータを搭載している車両において，エンジントルク変化を用いてG-Vectoring制御の減速制御を実現する場合，予備動作として，前輪のエンジントルク配分を大きくし，エンジントルク制御により，後輪よりも前輪の方が大きな減速力を発生可能な状態とした上で，横運動が開始した際に，G-Vectoring制御による減速指令値を実現するようエンジントルク制御を行ってもよい。また例えば電動モータのトルク制御によりG-Vectoring制御の減速指令値を実現する構成の場合，バッテリーの充電状態により電動モータによる回生制動を使った減速が難しい場合は，予備動作として上述のブレーキパッドをブレーキディスクに押し付けることで減速度を発生させるアクチュエータの駆動を開始し，G-Vectoring制御の減速指令値を実現するようアクチュエータを制御してもよい。   The present invention may include not only a single actuator but also a drive control of a plurality of actuators. For example, if G-Vectoring control deceleration control is implemented using engine torque change for a vehicle that is in a traveling state (sailing traveling) that extends the cruising distance by disengaging the transmission clutch, the clutch is used as a preliminary operation. The engine torque control may be performed so that the deceleration command value by the G-Vectoring control is realized when the lateral motion starts after the connection is established and the deceleration control by the engine torque control is possible. Also, in a vehicle equipped with an actuator that can change the distribution of engine torque to the front and rear wheels, when implementing G-Vectoring control deceleration control using engine torque changes, the engine torque distribution of the front wheels is distributed as a preliminary operation. Increase the engine torque control so that the front wheels can generate a larger deceleration force than the rear wheels, and when the lateral motion starts, the engine will realize the deceleration command value by G-Vectoring control. Torque control may be performed. Also, for example, in the case of a configuration that realizes the deceleration command value of G-Vectoring control by torque control of the electric motor, if deceleration using regenerative braking by the electric motor is difficult due to the state of charge of the battery, the above brake pad is used as a preliminary operation. The actuator may be controlled so as to realize the deceleration command value of the G-Vectoring control by starting driving the actuator that generates the deceleration by being pressed against the brake disk.

またドライバの操舵操作に支障を与えない範囲とは，一般のドライバが強い減速を体感しない範囲の変化とし，具体的にはゼロから−1m/s2程度（減速側を負）の範囲とする。 The range that does not hinder the driver's steering operation is the change in the range where ordinary drivers do not experience strong deceleration. Specifically, the range is from 0 to -1 m / s 2 (the deceleration side is negative). .

図５に本発明の効果を実車試験にて確かめた結果を示す。また本実車試験にて使用したアクチュエータは電動モータによりピストンを駆動し，発生させた油圧にてブレーキパッドをブレーキディスクに押し付けることで減速度を発生させるアクチュエータであり，予備動作は上述の通りである。図５(a)は予備動作無の場合，図５(ｂ)は予備動作有の場合を示しており，図中点線はアクチュエータの駆動状態（OFF，予備動作，本動作），実線は前後加速度，破線は横加速度を示す。図５に示すように，(b)予備動作有では，横加速度増加前にアクチュエータ駆動状態が予備動作となる予備動作期間があり，この間前後加速度は(a)予備動作無と比較し，ほとんど違いは見られない。しかし，本動作期間に発生する負の前後加速度（減速度）は，(a)予備動作無と比較し，(b)予備動作有では短時間に増加していることがわかる。結果，(b)予備動作有ではG-Vectoring制御による減速制御の効果をより実現しやすくなっている。   FIG. 5 shows the result of confirming the effect of the present invention by an actual vehicle test. The actuator used in this actual vehicle test is an actuator that generates a deceleration by driving the piston with an electric motor and pressing the brake pad against the brake disc with the generated hydraulic pressure, and the preliminary operation is as described above. . Fig. 5 (a) shows the case without preliminary motion, Fig. 5 (b) shows the case with preliminary motion, the dotted line in the figure indicates the actuator drive state (OFF, preliminary motion, main motion), and the solid line indicates the longitudinal acceleration. The broken line indicates the lateral acceleration. As shown in Fig. 5, when (b) Preliminary motion is present, there is a preliminary motion period in which the actuator drive state becomes preliminary motion before the lateral acceleration increases. During this time, the longitudinal acceleration is almost different compared to (a) No preliminary motion. Is not seen. However, it can be seen that the negative longitudinal acceleration (deceleration) generated during this operation period increases in a short time when (b) Preliminary operation is present, compared to (a) No preliminary operation. As a result, (b) With preliminary operation, the effect of deceleration control by G-Vectoring control is more easily realized.

以下、図６〜図９を用いて、本発明の実施形態による車両運動制御装置の構成及び動作について説明する。   Hereinafter, the configuration and operation of the vehicle motion control device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

最初に、図６，７を用いて、本発明の実施形態による車両運動制御装置を搭載した車両および車両運動制御装置の構成について説明する。   First, the configuration of a vehicle equipped with a vehicle motion control device according to an embodiment of the present invention and the vehicle motion control device will be described with reference to FIGS.

図７は、本発明の実施形態による車両運動制御装置を搭載した車両の構成図を示したものである。   FIG. 7 shows a configuration diagram of a vehicle equipped with a vehicle motion control device according to an embodiment of the present invention.

本実施形態の車両運動制御装置１は車両１９に搭載されるものであり、車両運動状態情報を取得するセンサ（加速度センサ２，ジャイロセンサ３，車輪速センサ１１），ドライバ操作情報を取得するセンサ（操舵角センサ５，ブレーキペダルセンサ１７，アクセルペダルセンサ１８）および自車両走行軌道上の障害物情報を取得するセンサ（障害物検出センサ６，自車両位置検出センサ９）から得られる情報に基づいて，G-Vectoring制御による減速制御に必要な演算を行い，演算結果に基づいて，車両に発生する減速度を制御可能なアクチュエータ（ブレーキアクチュエータ１０，駆動アクチュエータ１３）の駆動制御を行う各制御ユニット（ブレーキ制御ユニット１０，駆動トルク制御ユニット１２）に通信ライン１４を通じて送信する。   The vehicle motion control device 1 according to the present embodiment is mounted on a vehicle 19 and includes sensors (acceleration sensor 2, gyro sensor 3, wheel speed sensor 11) for acquiring vehicle motion state information, and sensors for acquiring driver operation information. (Steering angle sensor 5, brake pedal sensor 17, accelerator pedal sensor 18) and information obtained from sensors (obstacle detection sensor 6, host vehicle position detection sensor 9) for acquiring obstacle information on the traveling track of the host vehicle. Thus, each control unit that performs calculations necessary for deceleration control by G-Vectoring control and performs drive control of actuators (brake actuator 10 and drive actuator 13) that can control the deceleration generated in the vehicle based on the calculation results. It transmits to the (brake control unit 10, drive torque control unit 12) through the communication line 14.

ここで前記車両運動状態情報を取得するセンサとして，車両速度，前後加速度，横加速度，ヨーレイトを取得できるセンサ，もしくは手段であればよく，上記センサ構成に限定するものではない。例えばグローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）により得られる位置情報を微分することで車両速度を取得してもよい。またカメラのような画像取得センサを用いて車両のヨーレイト，前後加速度，横加速度を取得してもよい。また前記車両運動制御装置１が直接センサの入力を持たなくともよい。例えば別な制御ユニット（例えばブレーキ制御ユニット１０）から通信ライン１４を通じて必要な情報を取得してもよい。   Here, the sensor for acquiring the vehicle motion state information may be any sensor or means capable of acquiring vehicle speed, longitudinal acceleration, lateral acceleration, and yaw rate, and is not limited to the above sensor configuration. For example, the vehicle speed may be acquired by differentiating position information obtained by a global positioning system (GPS). Further, the yaw rate, longitudinal acceleration, and lateral acceleration of the vehicle may be acquired using an image acquisition sensor such as a camera. Further, the vehicle motion control device 1 may not have a direct sensor input. For example, necessary information may be acquired through a communication line 14 from another control unit (for example, the brake control unit 10).

ドライバ操作情報を取得するセンサとして，ドライバによるステアリングホイール４の操作量，図示していないブレーキペダルおよびアクセルペダルの操作量を取得できればよく，上述の車両運動状態情報の取得同様，前記車両運動制御装置１が直接センサの入力を持たなくともよい。例えば別な制御ユニット（例えばブレーキ制御ユニット１０）から通信ライン１４を通じて必要な情報を取得してもよい。   As the sensor for acquiring the driver operation information, it is only necessary to acquire the operation amount of the steering wheel 4 by the driver and the operation amounts of the brake pedal and the accelerator pedal (not shown). 1 may not have a direct sensor input. For example, necessary information may be acquired through a communication line 14 from another control unit (for example, the brake control unit 10).

自車両走行路情報を取得するセンサとして，グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）を自車両位置検出センサ９として用い，障害物検出センサ６として，カメラのような画像取得センサのような自車両前方の物体情報（自車両との相対位置，相対速度等）を取得できるものを利用できる。ここで自車両走行軌道上の障害物情報を取得手段であればよく，これらセンサに限定するものではない。例えば障害物検出センサ６としてステレオカメラのようにそれ単体で自車両前方の物体情報（自車両との相対位置，相対速度等）および走行路情報を取得できるものであれば，前記自車両位置検出センサ９を別途備える必要はなく，障害物検出センサ６のみでもよい。またこれらセンサの代わりに，車車通信や路車間通信を備え，これら通信に得られる情報により，自車両走行軌道上の障害物情報を取得する方法であってもよい。   The global positioning system (GPS) is used as the own vehicle position detection sensor 9 as a sensor for acquiring own vehicle travel path information, and the object information ahead of the own vehicle such as an image acquisition sensor such as a camera is used as the obstacle detection sensor 6. Those capable of acquiring (relative position, relative speed, etc. with the host vehicle) can be used. Here, it is only necessary to obtain obstacle information on the traveling track of the host vehicle, and the present invention is not limited to these sensors. For example, if the obstacle detection sensor 6 can acquire object information (relative position, relative speed, etc. with respect to the host vehicle) and traveling path information in front of the host vehicle, such as a stereo camera, it can detect the position of the host vehicle. It is not necessary to provide the sensor 9 separately, and only the obstacle detection sensor 6 may be used. Further, instead of these sensors, vehicle communication or road-to-vehicle communication may be provided, and obstacle information on the traveling track of the host vehicle may be acquired based on information obtained by the communication.

前記車両に発生する前後加速度を制御可能な加減速アクチュエータは、タイヤ７と路面間に発生する力を制御することで車両に発生する前後加速度を制御可能なアクチュエータであり，例えば、燃焼状態を制御することでタイヤにかかる制駆動トルクを制御し，車両に前後加速度を制御可能な燃焼エンジン、もしくは電流を制御することでタイヤにかかる制駆動トルクを制御し，車両に前後加速度を制御可能な電動モータ、もしくは動力を各車輪に伝達する際の変速比を変えることで前後加速度を制御可能な変速機、もしくは各車輪のブレーキパッドにブレーキディスクを押しつけることで前後加速度を発生させる摩擦ブレーキといった、前後加速度を制御可能な加減速アクチュエータを適用することができる。   The acceleration / deceleration actuator capable of controlling the longitudinal acceleration generated in the vehicle is an actuator capable of controlling the longitudinal acceleration generated in the vehicle by controlling the force generated between the tire 7 and the road surface. For example, the combustion state is controlled. By controlling the braking / driving torque applied to the tire and controlling the longitudinal acceleration of the vehicle by controlling the braking / driving torque applied to the vehicle by controlling the braking / driving torque applied to the tire by controlling the longitudinal acceleration of the vehicle. Front and rear, such as a motor or a transmission that can control longitudinal acceleration by changing the gear ratio when power is transmitted to each wheel, or a friction brake that generates longitudinal acceleration by pressing a brake disc against the brake pad of each wheel An acceleration / deceleration actuator capable of controlling acceleration can be applied.

車両運動制御装置１は、記憶領域、および演算処理能力、および信号の入出力手段を有する演算装置を備えており、前記車両運動状態情報，前記ドライバ操作情報，前記障害物情報により得られた情報から車両に発生させる前後加速度指令値を演算し、前記前後加速度指令値となる前後加速度を発生し得る前記加減速アクチュエータを前後加速度発生手段として、前記加減速アクチュエータの駆動制御器へ前記前後加速度指令値を送る。   The vehicle motion control device 1 includes a storage device, a calculation device having a calculation processing capability, and a signal input / output means, and information obtained from the vehicle motion state information, the driver operation information, and the obstacle information. The longitudinal acceleration command value generated in the vehicle is calculated from the acceleration / deceleration actuator that can generate the longitudinal acceleration that becomes the longitudinal acceleration command value as the longitudinal acceleration generating means, and the longitudinal acceleration command is sent to the drive controller of the acceleration / deceleration actuator. Send value.

ここで、送る信号は前後加速度そのものではなく、前記加減速アクチュエータによって前記前後加速度指令値を実現し得る信号であればよい。   Here, the signal to be sent is not the longitudinal acceleration itself, but may be any signal that can realize the longitudinal acceleration command value by the acceleration / deceleration actuator.

例えば、前記加減速アクチュエータが燃焼エンジンである場合，前記前後加速度指令値を実現し得る制駆動トルク指令値を駆動トルク制御ユニット１２へ送る。また駆動トルク制御ユニット１２を介さず，前後加速度指令値を実現する燃焼エンジンの駆動信号を，燃焼エンジンの制御アクチュエータに直接送ってもよい。また油圧によりブレーキパッドをブレーキディスクに押し付ける油圧式摩擦ブレーキを用いる場合、前後加速度指令値を実現する油圧指令値をブレーキ制御ユニット１０へ送る。また、ブレーキ制御ユニット１０を介さず、前後加速度指令値を実現する油圧式摩擦ブレーキ駆動アクチュエータの駆動信号を油圧式摩擦ブレーキ駆動アクチュエータに直接送ってもよい。   For example, when the acceleration / deceleration actuator is a combustion engine, a braking / driving torque command value capable of realizing the longitudinal acceleration command value is sent to the driving torque control unit 12. Further, the combustion engine drive signal that realizes the longitudinal acceleration command value may be sent directly to the combustion engine control actuator without using the drive torque control unit 12. When using a hydraulic friction brake that presses the brake pad against the brake disc by hydraulic pressure, a hydraulic pressure command value that realizes a longitudinal acceleration command value is sent to the brake control unit 10. In addition, the drive signal of the hydraulic friction brake drive actuator that realizes the longitudinal acceleration command value may be sent directly to the hydraulic friction brake drive actuator without using the brake control unit 10.

また、前後加速度指令値を実現する際に、前後加速度指令値に応じて駆動制御を行う前記加減速アクチュエータを変更してもよい。   Further, when the longitudinal acceleration command value is realized, the acceleration / deceleration actuator that performs drive control according to the longitudinal acceleration command value may be changed.

例えば，前記燃焼エンジンと油圧式摩擦ブレーキを前記加減速アクチュエータとして持つ場合，前記前後加速度指令値が前記燃焼エンジンの制駆動トルク制御により実現できる範囲であれば，前記燃焼エンジンを駆動制御し，前記前後加速度指令値が，前記燃焼エンジンの制駆動トルク制御で実現できない範囲の負の値である場合，前記燃焼エンジンと合わせて油圧式摩擦ブレーキを駆動制御する。また前記電動モータと前記燃焼エンジンを前記加減速アクチュエータとして持つ場合，前記前後加速度の時間変化が大きい場合は前記電動モータの駆動制御し，小さい場合は燃焼エンジンを駆動制御するようにしてもよい。また通常時は前記前後加速度指令値を電動モータにより駆動制御し，バッテリーの状態等により電動モータにより前後加速度指令を実現できない場合，他の加減速アクチュエータ（燃焼エンジン，油圧式摩擦ブレーキ等）を駆動制御するようにしてもよい。   For example, when the combustion engine and a hydraulic friction brake are provided as the acceleration / deceleration actuator, if the longitudinal acceleration command value is within a range that can be realized by braking / driving torque control of the combustion engine, the combustion engine is driven and controlled, When the longitudinal acceleration command value is a negative value that cannot be realized by the braking / driving torque control of the combustion engine, the hydraulic friction brake is driven and controlled together with the combustion engine. When the electric motor and the combustion engine are provided as the acceleration / deceleration actuator, the electric motor may be driven and controlled when the time change of the longitudinal acceleration is large, and the combustion engine may be driven and controlled when the acceleration / deceleration is small. In normal times, the longitudinal acceleration command value is driven and controlled by an electric motor. If the longitudinal acceleration command cannot be achieved by the electric motor due to battery conditions, etc., other acceleration / deceleration actuators (combustion engine, hydraulic friction brake, etc.) are driven. You may make it control.

また通信ライン１４として，信号によって異なる通信ラインおよび通信プロトコルを用いてもよい。例えば大容量のデータをやり取りする必要のある自車両走行路情報を取得するセンサとの通信にイーサネット（登録商標）を用い，各アクチュエータとの通信にはController Area Networkを用いる構成であってもよい。   Further, as the communication line 14, a communication line and a communication protocol that differ depending on signals may be used. For example, the configuration may be such that Ethernet (registered trademark) is used for communication with a sensor that acquires information on the traveling path of the host vehicle that needs to exchange a large amount of data, and a controller area network is used for communication with each actuator. .

図７は、本発明の実施形態による車両運動制御装置１を搭載した車両の構成図を示したものである。   FIG. 7 shows a configuration diagram of a vehicle equipped with the vehicle motion control device 1 according to the embodiment of the present invention.

車両運動制御装置１は障害物情報取得部１ａ，車両運動状態取得部１ｂ，車両運動制御演算部１ｃ，制御指令送信部１ｄからなる。   The vehicle motion control device 1 includes an obstacle information acquisition unit 1a, a vehicle motion state acquisition unit 1b, a vehicle motion control calculation unit 1c, and a control command transmission unit 1d.

障害物情報取得部１ａでは，前記自車両走行軌道上の障害物情報を取得する。ここで障害物情報として，自車両が障害物まで到達する時間および回避に必要な横移動量がわかればよく，例えば，自車両との相対速度，相対位置（進行方向，横方向），自車から見た障害物幅を取得し，演算する方法であっても，これらの値を直接取得する方法であってもよい。   The obstacle information acquisition unit 1a acquires obstacle information on the traveling track of the host vehicle. Here, as the obstacle information, it is only necessary to know the time for the own vehicle to reach the obstacle and the lateral movement amount necessary for avoidance. For example, the relative speed with respect to the own vehicle, the relative position (traveling direction, lateral direction), the own vehicle It may be a method of acquiring and calculating the obstacle width viewed from the above, or a method of acquiring these values directly.

車両運動状態取得部１ｂでは，前記車両運動状態情報から車両の運動状態（走行速度，旋回状態，ドライバ操作量）を取得する。   The vehicle motion state acquisition unit 1b acquires the vehicle motion state (running speed, turning state, driver operation amount) from the vehicle motion state information.

車両運動制御演算部１ｃでは，前記障害物情報取得部１ａおよび車両運動状態取得部１ｂにより得られた情報に基づいて，前記G-Vectoring制御の減速最大値予測値GxGVCpmax，およびG-Vectoring制御による減速度指令値GxGVCtgtを演算し，制御指令送信部１ｄに送る。 In the vehicle motion control calculation unit 1c, based on the information obtained by the obstacle information acquisition unit 1a and the vehicle motion state acquisition unit 1b, the deceleration maximum predicted value G xGVCpmax of the G-Vectoring control, and the G-Vectoring control The deceleration command value GxGVCtgt is calculated and sent to the control command transmitter 1d.

車両運動制御演算部１ｄでは，前記車両運動制御演算部１ｃにより作成されたG-Vectoring制御の減速最大値予測値GxGVCpmax，およびG-Vectoring制御による減速度指令値GxGVCtgtに基づいて，前記前後加速度を制御可能なアクチュエータ（ブレーキアクチュエータ１０，駆動アクチュエータ１３）の駆動制御を行う各制御ユニット（ブレーキ制御ユニット１０，駆動トルク制御ユニット１２）に駆動指令値を送る。 In the vehicle motion control calculation unit 1d, based on the deceleration maximum predicted value G xGVCpmax of G-Vectoring control created by the vehicle motion control calculation unit 1c and the deceleration command value G xGVCtgt by G-Vectoring control, A drive command value is sent to each control unit (brake control unit 10, drive torque control unit 12) that performs drive control of an actuator (brake actuator 10, drive actuator 13) that can control acceleration.

図８は、本実施形態の前記車両運動制御装置１における演算フローチャートを示したものである。   FIG. 8 shows a calculation flowchart in the vehicle motion control apparatus 1 of the present embodiment.

Ｓ０００では、障害物情報および車両運動状態を取得する。ここで障害物情報は，図９に示すように自車両走行軌道上の障害物までの距離ΔX0，相対速度ΔV，障害物との衝突を回避するのに最低限必要な横移動距離ΔY0を取得し，上述の安全マージンYsfおよび予測時間補償時間Tadjを用いて，横移動距離ΔY，回避余裕時間ΔTはそれぞれ以下の式(4)(5)で与えられる。 In S000, the obstacle information and the vehicle motion state are acquired. Here, as the obstacle information, as shown in FIG. 9, the distance ΔX0 to the obstacle on the traveling track of the own vehicle, the relative speed ΔV, and the minimum lateral movement distance ΔY0 necessary for avoiding the collision with the obstacle are obtained. The lateral movement distance ΔY and the avoidance margin time ΔT are given by the following equations (4) and (5), respectively, using the safety margin Y sf and the predicted time compensation time Tadj .

Figure 2018016225
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Figure 2018016225
Figure 2018016225

ここで上述の通り，障害物までの距離ΔX0，相対速度ΔV，障害物との衝突を回避するのに最低限必要な横移動距離ΔY0を取得する代わりに，外部の演算器により作成された横移動距離ΔY，回避余裕時間ΔTを直接取得し，それらの値を用いてもよい。   Here, as described above, instead of obtaining the distance ΔX0 to the obstacle, the relative speed ΔV, and the minimum lateral movement distance ΔY0 necessary for avoiding the collision with the obstacle, The movement distance ΔY and the avoidance allowance time ΔT may be directly acquired and those values may be used.

また車両運動状態として，式（1）で示したG-Vectoring制御による前後加速度指令値を演算するのに必要な横加速度Gyおよび横加加速度Ｇｙ＿ｄｏｔを取得する。ここで横加速度Gyおよび横加加速度Ｇｙ＿ｄｏｔの取得方法として，慣性センサにより直接取得する方法であっても，車両速度V，操舵角δ，ヨーレイトｒを取得し，車両モデルを用いて演算することで取得する方法であってもよい。 Further, as the vehicle motion state, the lateral acceleration Gy and the lateral jerk G y_dot necessary for calculating the longitudinal acceleration command value by the G-Vectoring control expressed by the equation (1) are acquired. Here, as a method of acquiring the lateral acceleration Gy and the lateral jerk G y_dot , even if the method is directly acquired by an inertial sensor, the vehicle speed V, the steering angle δ, and the yaw rate r are acquired and calculated using the vehicle model. The acquisition method may be used.

Ｓ１００では、G-Vectoring制御の減速最大値予測値GxGVCpmax，およびG-Vectoring制御の減速度指令値GxGVCtgtを演算する。G-Vectoring制御の減速最大値予測値GxGVCpmaxの演算方法として，上述の通り，S000にて取得した横移動距離ΔY，回避余裕時間ΔTと式(２)を用いて演算する方法であっても，横移動距離ΔY，回避余裕時間ΔTとG-Vectoring制御の減速最大値予測値GxGVCpmaxとの関係のデータベースを利用する手段を備える場合，本データベースによりその値を取得してもよい。 In S100, the G-Vectoring control deceleration maximum value predicted value G xGVCpmax and the G-Vectoring control deceleration command value G xGVCtgt are calculated. As described above, the calculation method of the maximum deceleration predicted value G xGVCpmax of G-Vectoring control can be calculated by using the lateral movement distance ΔY, avoidance allowance time ΔT acquired in S000 and equation (2). In the case where a means for using a database of the relationship between the lateral movement distance ΔY, the avoidance allowance time ΔT, and the estimated deceleration maximum value G xGVCpmax of G-Vectoring control is provided, the values may be acquired from this database.

G-Vectoring制御の減速度指令値GxGVCtgtの演算方法としては，S000により得られた横加速度Gyおよび横加加速度Ｇｙ＿ｄｏｔを用い，上述の式(1)から演算する。ここで横加速度Gyおよび横加加速度Ｇｙ＿ｄｏｔに関し，慣性センサにより得られた値と車両モデルにより得られる値を組み合わせて演算する方法であってもよい。 As a calculation method of the deceleration command value G xGVCtgt of G-Vectoring control, the lateral acceleration Gy and lateral jerk G y_dot obtained in S000 are used to calculate from the above equation (1). Here, the lateral acceleration Gy and the lateral jerk G y_dot may be calculated by combining values obtained by the inertia sensor and values obtained by the vehicle model.

Ｓ２００では，Ｓ１００により演算されたG-Vectoring制御の減速最大値予測値GxGVCpmax，およびG-Vectoring制御の減速度指令値GxGVCtgtを用いて，アクチュエータ制御指令値を演算する。上述の通り，本発明では，G-Vectoring制御の減速最大値予測値GxGVCpmaxが減速度閾値を超えた場合，アクチュエータの予備動作をするようアクチュエータ駆動指令値を作成し，G-Vectoring制御の減速度指令値GxGVCtgtから，本動作として当該減速度（GxGVCtgt）を発生するようアクチュエータ駆動指令値を作成する。例えばG-Vectoring制御に用いるアクチュエータが電動モータでピストンを駆動し，発生させた油圧にてブレーキパッドをブレーキディスクに押し付けることで減速度を発生させるアクチュエータの場合，ブレーキパッドとブレーキディスクの隙間をつめる程度の液圧を発生するようアクチュエータの駆動制御を行う指令値を予備動作でのアクチュエータ駆動指令値とし，G-Vectoring制御の減速度指令値GxGVCtgtの減速度を発生するブレーキトルクを各車輪に発生するようアクチュエータの駆動制御を行う指令値を本動作でのアクチュエータ駆動指令値とする。ここで当該アクチュエータ側での入力指令値が減速度指令値である場合，予備動作では微小な一定減速度をアクチュエータ駆動指令値とし，本動作ではG-Vectoring制御の減速度指令値GxGVCtgtをアクチュエータ駆動指令値とする。 In S200, the actuator control command value is calculated using the G-Vectoring control maximum deceleration predicted value GxGVCpmax and the G-Vectoring control deceleration command value GxGVCtgt calculated in S100. As described above, in the present invention, when the predicted maximum deceleration value G x GVCpmax of G-Vectoring control exceeds the deceleration threshold, an actuator drive command value is created to perform preliminary operation of the actuator, and G-Vectoring control reduction is performed. An actuator drive command value is generated from the speed command value G xGVCtgt so as to generate the deceleration (G xGVCtgt ) as the main operation. For example, if the actuator used for G-Vectoring control drives the piston with an electric motor and generates the deceleration by pressing the brake pad against the brake disk with the generated hydraulic pressure, the gap between the brake pad and the brake disk is closed. The command value for controlling the actuator to generate a certain hydraulic pressure is used as the actuator drive command value in the preliminary operation, and the brake torque that generates the deceleration command value G x GVCtgt for G-Vectoring control is applied to each wheel. The command value for controlling the driving of the actuator so that it is generated is set as the actuator driving command value in this operation. Here, if the input command value on the actuator side is a deceleration command value, a small constant deceleration is used as the actuator drive command value in the preliminary operation, and the deceleration command value G xGVCtgt in G-Vectoring control is used as the actuator in this operation. Drive command value.

また複数のアクチュエータを用いて減速制御を実施する構成の場合，Ｓ２００にて，複数のアクチュエータを駆動制御するようアクチュエータ駆動制御指令値を演算する。例えば上述のように，走行中トランスミッションのクラッチを切ることで航続距離を伸ばす走行（セーリング走行）の状態にある車両に対し，エンジントルク変化を用いてG-Vectoring制御の減速制御を実現する場合，クラッチを接続するようトランスミッションの制御指令値を予備動作でのアクチュエータ駆動指令値とし，エンジントルク制御によりG-Vectoring制御による減速指令値を実現するエンジントルク指令値を本動作でのアクチュエータ駆動指令値とする。   In the case of a configuration in which deceleration control is performed using a plurality of actuators, an actuator drive control command value is calculated so as to drive-control the plurality of actuators in S200. For example, as described above, when implementing G-Vectoring control deceleration control using engine torque change for a vehicle that is in a state of traveling (sailing traveling) that extends the cruising distance by disengaging the clutch of the transmission while traveling, The control command value of the transmission is used as the actuator drive command value in the preliminary operation to connect the clutch, and the engine torque command value that realizes the deceleration command value by G-Vectoring control by the engine torque control is the actuator drive command value in this operation. To do.

また複数のアクチュエータを用いて減速制御を実施可能な構成の場合，アクチュエータの状態に応じて，使用するアクチュエータを変更するようＳ２００にて，アクチュエータを駆動制御するようアクチュエータ駆動制御指令値を演算する。例えば上述のように，電動モータのトルク制御によりG-Vectoring制御の減速指令値を実現する構成の場合，電動モータによる回生制動が可能な条件では，電動モータが回生制動可能な状態にする指令値を，予備動作でのアクチュエータ駆動制御指令値とし，モータトルク制御によりG-Vectoring制御による減速指令値を実現するモータトルク指令値を本動作でのアクチュエータ駆動指令値とする。またバッテリーの充電状態等により電動モータを使った減速が難しい場合は，油圧にてブレーキパッドをブレーキディスクに押し付けることで減速度を発生させるアクチュエータに対し，ブレーキパッドとブレーキディスクの隙間をつめる程度の液圧を発生するようアクチュエータの駆動制御を行う指令値を予備動作でのアクチュエータ駆動指令値とし，G-Vectoring制御の減速度指令値GxGVCtgtの減速度を発生するブレーキトルクを各車輪に発生するようアクチュエータの駆動制御を行う指令値を本動作でのアクチュエータ駆動指令値とする。 In the case of a configuration in which deceleration control can be performed using a plurality of actuators, an actuator drive control command value is calculated to drive and control the actuator in S200 so as to change the actuator to be used according to the state of the actuator. For example, as described above, when the deceleration command value for G-Vectoring control is realized by the torque control of the electric motor, the command value that sets the electric motor in a state where the electric motor can be regeneratively braked under the condition that the electric motor can perform the regenerative braking. Is the actuator drive control command value in the preliminary operation, and the motor torque command value that realizes the deceleration command value by G-Vectoring control by motor torque control is the actuator drive command value in this operation. If it is difficult to reduce the speed using an electric motor due to the state of charge of the battery, etc., the actuator that generates deceleration by pressing the brake pad against the brake disc with hydraulic pressure will close the gap between the brake pad and the brake disc. The command value for controlling the actuator drive to generate hydraulic pressure is used as the actuator drive command value in the preliminary operation, and the brake torque that generates the deceleration command value G x GVCtgt for G-Vectoring control is generated for each wheel. The command value for performing actuator drive control is set as the actuator drive command value in this operation.

Ｓ３００では、前記アクチュエータ駆動指令値を，各アクチュエータの駆動制御コントローラに送る。例えば油圧ブレーキアクチュエータにより減速制御を行う場合，ブレーキアクチュエータの駆動制御器にアクチュエータ駆動指令値を送る。また上述のトランスミッションと燃焼エンジンを用いて減速制御を行う場合，予備動作のアクチュエータ駆動指令値をトランスミッションの駆動制御器に送り，本動作のアクチュエータ駆動指令値を燃焼エンジンの駆動制御器に送る。また上述の電動モータもしくは油圧ブレーキアクチュエータにより減速制御を行う場合，電動モータによる回生制動が可能であれば，電動モータにS200にて演算されたアクチュエータ駆動指令値を送り，油圧ブレーキアクチュエータには，油圧ブレーキアクチュエータによる減速制御が行われないアクチュエータ駆動指令値を送る。また回生制動が不可能であれば，油圧ブレーキアクチュエータにS200にて演算されたアクチュエータ駆動指令値を送り，電動モータには，電動モータによる減速制御が行われないアクチュエータ駆動指令値を送る。   In S300, the actuator drive command value is sent to the drive control controller of each actuator. For example, when deceleration control is performed by a hydraulic brake actuator, an actuator drive command value is sent to the brake actuator drive controller. When deceleration control is performed using the transmission and the combustion engine, the actuator drive command value for preliminary operation is sent to the drive controller for the transmission, and the actuator drive command value for this operation is sent to the drive controller for the combustion engine. When deceleration control is performed by the above-described electric motor or hydraulic brake actuator, if regenerative braking by the electric motor is possible, the actuator drive command value calculated in S200 is sent to the electric motor, and the hydraulic brake actuator is supplied with hydraulic pressure. An actuator drive command value that does not perform deceleration control by the brake actuator is sent. If regenerative braking is impossible, the actuator drive command value calculated in S200 is sent to the hydraulic brake actuator, and the actuator drive command value not subjected to deceleration control by the electric motor is sent to the electric motor.

以上のように、アクチュエータの本動作の指令値に加え，アクチュエータの予備動作を行う指令値をアクチュエータに送り，駆動制御することで，単体での応答性ではG-Vectoring制御を実現困難なアクチュエータ構成であっても，G-Vectoring制御に必要な応答性を実現することができ，ドライバの回避操作時の安定性および回避性能向上を実現できる。   As described above, in addition to the command value for the actual operation of the actuator, the command value for performing the preliminary operation of the actuator is sent to the actuator for drive control, so that it is difficult to achieve G-Vectoring control with single response Even so, the responsiveness required for G-Vectoring control can be realized, and stability and avoidance performance can be improved during driver avoidance operations.

1: 車両運動制御装置
2: 加速度センサ
3: ジャイロセンサ
4: ステアリングホイール
5: 操舵角センサ
6: 障害物検出センサ
7: タイヤ
8: 車輪速センサ
9: 自車両位置検出センサ
10: ブレーキ制御ユニット
11: ブレーキアクチュエータ
12: 駆動トルク制御ユニット
13: 駆動アクチュエータ
14: 通信バスライン
15: 舵角制御ユニット
16: 舵角制御アクチュエータ
17: ブレーキペダルセンサ
18: アクセルペダルセンサ
19: 車両 1: Vehicle motion control device
2: Accelerometer
3: Gyro sensor
4: Steering wheel
5: Steering angle sensor
6: Obstacle detection sensor
7: Tire
8: Wheel speed sensor
9: Own vehicle position detection sensor
10: Brake control unit
11: Brake actuator
12: Drive torque control unit
13: Drive actuator
14: Communication bus line
15: Rudder angle control unit
16: Rudder angle control actuator
17: Brake pedal sensor
18: Accelerator pedal sensor
19: Vehicle

Claims (9)

車両に発生している前後・横運動情報を取得する車両運動情報取得部から受け取った横運動情報に基づき、車両の前後加速度を算出し、車両のアクチュエータに制御指令を送信する前後加速度制御部と、を備える車両運動制御装置において、
自車両走行軌道上の障害物情報を取得する障害物情報取得部からの入力と、前記車両運動情報取得部からの入力と、を用いて、車両に発生する横運動を推定する横運動推定部と、
前記横運動推定部で推定した横運動に基づき、前後減速度の推定値を算出する前後加速度推定値算出部と、を備え、
前記前後減速度の推定値の最大値が、ある所定値よりも下回った場合に、前記車両のアクチュエータに予備動作の開始を指示する駆動指令を送信する車両運動制御装置。 A longitudinal acceleration control unit that calculates longitudinal acceleration of the vehicle based on the lateral motion information received from the vehicle motion information acquisition unit that acquires longitudinal / lateral motion information generated in the vehicle, and transmits a control command to the actuator of the vehicle; In a vehicle motion control device comprising:
A lateral motion estimation unit that estimates lateral motion generated in a vehicle using an input from an obstacle information acquisition unit that acquires obstacle information on the traveling track of the host vehicle and an input from the vehicle motion information acquisition unit When,
A longitudinal acceleration estimated value calculating unit that calculates an estimated value of longitudinal deceleration based on the lateral motion estimated by the lateral motion estimating unit;
A vehicle motion control device that transmits a drive command instructing the actuator of the vehicle to start a preliminary operation when a maximum estimated value of the longitudinal deceleration is lower than a predetermined value. 自車両走行軌道上の障害物情報を取得する障害物情報取得部と，
車両に発生している前後・横運動情報を取得する車両運動情報取得部と，
前記障害物情報取得部により得られた障害物情報と，前記車両運動情報取得部により得られた車両運動情報から，車両に発生する横運動を推定し，
本推定結果に基づいて減速度の発生を開始する駆動指令と，
前記車両運動情報取得部により得られた車両に発生した横運動に基づいて，
減速度を発生させる減速指令を出力する車両運動制御装置と、
前記車両の運動制御装置からの指令に基づき、車両の前後加減速度制御を行う前後加速度制御部と,
を備え，
前記前後加速度制御部は，前記駆動指令に基づく制御を，前記減速指令に基づく制御より前に行い，かつ前記駆動指令に基づく減速制御により発生する減速度最大値が，前記減速指令に基づく減速制御により発生する減速度最大値よりも小さいことを特徴とする
車両。 An obstacle information acquisition unit for acquiring obstacle information on the traveling track of the own vehicle;
A vehicle movement information acquisition unit for acquiring front and rear movement information generated in the vehicle;
From the obstacle information obtained by the obstacle information acquisition unit and the vehicle movement information obtained by the vehicle movement information acquisition unit, the lateral movement generated in the vehicle is estimated,
A drive command for starting the generation of deceleration based on the estimation result;
Based on the lateral motion generated in the vehicle obtained by the vehicle motion information acquisition unit,
A vehicle motion control device for outputting a deceleration command for generating deceleration;
A longitudinal acceleration control unit that performs longitudinal acceleration / deceleration control of the vehicle based on a command from the vehicle motion control device;
With
The longitudinal acceleration control unit performs control based on the drive command before control based on the deceleration command, and the maximum deceleration generated by the deceleration control based on the drive command is a deceleration control based on the deceleration command. A vehicle characterized by being smaller than the maximum deceleration value generated by the vehicle. 前記推定結果は、前記推定された横運動に基づき算出した前後方向の減速度の最大値が所定値を下回った場合であることを特徴とする請求項２に記載の車両   The vehicle according to claim 2, wherein the estimation result is a case where a maximum value of a longitudinal deceleration calculated based on the estimated lateral motion is less than a predetermined value. 前記前後加速度制御部は、車両に減速度を発生させる減速度発生手段を複数備え，
前記車両運動制御装置は、前記駆動指令により減速度を発生させる手段と，前記減速指令により減速度を発生させる手段と、を異ならせるようにすることを特徴とする
請求項２または３に記載の車両。 The longitudinal acceleration control unit includes a plurality of deceleration generating means for generating deceleration in the vehicle,
4. The vehicle motion control device according to claim 2, wherein means for generating deceleration by the drive command is different from means for generating deceleration by the deceleration command. 5. vehicle. 前記前後加速度制御部は、車両に減速度を発生する減速度発生手段を複数備え、
前記車両運動制御装置は、それぞれの減速度発生手段の状態に応じて，前記駆動指令に基づく減速制御および前記減速指令に基づく減速を実現する減速度発生手段を変更することを特徴とする
請求項２乃至４の何れかに記載の車両。 The longitudinal acceleration control unit includes a plurality of deceleration generating means for generating deceleration in the vehicle,
The vehicle motion control device changes deceleration generation means for realizing deceleration control based on the drive command and deceleration based on the deceleration command in accordance with a state of each deceleration generation means. The vehicle according to any one of 2 to 4. 前記障害物情報取得部は，自車両から障害物までの距離および自車両と障害物の相対速度，もしくは自車両の障害物に対する衝突余裕時間の少なくとも一つを取得し，前記駆動指令は，前記障害物情報取得部により得られた障害物情報に基づいて演算されることを特徴とする
請求項１または２に記載の車両運動制御装置。 The obstacle information obtaining unit obtains at least one of a distance from the own vehicle to the obstacle and a relative speed between the own vehicle and the obstacle, or a collision margin time of the own vehicle with respect to the obstacle, The vehicle motion control device according to claim 1, wherein the vehicle motion control device is calculated based on the obstacle information obtained by the obstacle information acquisition unit. 前記駆動指令は，車両の横運動が実際に発生する前に開始されることを特徴とする
請求項１または２に記載の車両運動制御装置。 The vehicle motion control device according to claim 1, wherein the drive command is started before a lateral motion of the vehicle actually occurs. 前記減速指令は，車両の横加加速度に基づいて演算されることを特徴とする
請求項１または２に記載の車両運動制御装置。 The vehicle motion control device according to claim 1, wherein the deceleration command is calculated based on a lateral jerk of the vehicle. 複数のアクチュエータに指令を送信可能であり、前記複数のアクチュエータの状態に応じて、駆動指令、減速指令を送信するアクチュエータを変更する請求項１に記載の車両運動制御装置。   The vehicle motion control device according to claim 1, wherein a command can be transmitted to a plurality of actuators, and an actuator that transmits a drive command and a deceleration command is changed according to a state of the plurality of actuators.
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