JP2018167731A - 車両の走行制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
この(1)式において、κlは左車線区画線による曲率成分であり、κrは右車線区画線による曲率成分である。これら、左右の車線区画線の曲率成分κl,κrは、具体的には、図4に示すような、左右の車線区画線のそれぞれを構成する点に関して、二次の最小自乗法によって計算された二次項の係数を用いることによって定められる。例えば、x=A・z2+B・z+Cの二次式で車線区画線を近似した場合、2・Aの値が曲率成分として用いられる。尚、これら車線区画線の曲率成分κl、κrは、それぞれの車線区画線の曲率そのものでも良い。
この(3)式において、xvは車両の前方注視点(位置)(0,zv)のz座標における推定車両軌跡のx座標であり、前方注視点(0,zv)の前方注視距離(z座標)であるzvは、本実施の形態では、zv=tc・Vで算出される。ここで、tcは予め設定しておいた予見時間であり、例えば、1.2secに設定されている。
xv=(1/2)・(1/(1+As・V2))・(δ/Lw)
・(tc・V)2 …(3)
ここで、Lwはホイールベースである。また、(3)式における、xlは前方注視点(0,zv)のz座標における左車線区画線のx座標であり、xrは前方注視点(0,zv)のz座標における右車線区画線のx座標である。
xv=(1/2)・(γ/V)・(V・tc)2 …(4)
xv=(1/2)・κ・(V・tc)2 …(5)
尚、tcをゼロに設定した場合、Δxは、図5中に示すように、現時点における目標コースと自車両1との位置のズレ量であるxiと同値になる。この場合はΔxを、例えば画像情報で得られる車線区画線の各点に対して、二次の最小二乗法によって計算された、定数項(すなわち、車線区画線を、x=A・z2+B・z+Cの式で近似した際のCの値)から算出しても良い。
ここで、θtlは、左車線区画線に対する自車両1の傾き、θtrは、右車線区画線に対する自車両1の傾きである(図6参照)。尚、これら、θtl、θtrは、例えば、画像情報で得られる車線区画線の各点に対して、二次の最小二乗法によって計算された、一次項の係数(すなわち、車線区画線を、x=A・z2+B・z+Cの式で近似した際のBの値)から算出しても良い。
ここで、Gffは、予め実験、計算等により設定しておいたフィードフォワードゲインである。このように、目標操舵角算出部50bは、フィードフォワード制御量算出手段として設けられている。
(δ+((Kf+Kr)/(2・Lw・Kf・Kr))・Mzc …(8)
ここで、ρはカーブ半径、Kfは前輪のコーナリングパワー、Krは後輪のコーナリングパワー、Mzcはカーブトレースに必要なヨーモーメントである。尚、カーブ半径ρは、曲率κの逆数を算出することにより算出できる。
・(2・Lw・Kf・Kr)/(Kf+Kr) …(9)
同様に、操舵角制限値δmaxのとき(δ=δmax)の、カーブトレースに必要なヨーモーメントMzmax(Mzc=Mzmax)を算出すると、以下の(10)式となる。
・(2・Lw・Kf・Kr)/(Kf+Kr) …(10)
従って、フィードフォワード目標操舵角δtffを制限することにより不足するヨーモーメント(補償ヨーモーメント)Mzcは、以下の(11)式により算出できる。
=((2・Lw・Kf・Kr)/(Kf+Kr))・(δmax−δtff)
…(11)
そして、補償ヨーモーメント算出部50dは、δtff<δmaxの場合には、Mzc=0とし、δtff≧δmaxの場合には、上述の(11)式により、補償ヨーモーメントMzcを算出して、該補償ヨーモーメントMzcを、制駆動トルク算出部50eに出力する。このように、目標操舵角制限部50c、補償ヨーモーメント算出部50dは、操舵制御量制限手段として設けられている。
ここで、Mzxは、予め設定する前方注視点(位置)における自車両1の幅方向における目標コースと自車位置とのズレ量Δxに応じて設定される付加ヨーモーメントであり、例えば、予め実験、計算等により図7(a)のマップに示す特性で設定される。また、Mzixは、自車両に作用する外乱により生じる自車両の幅方向における目標コースと自車位置とのズレ量に応じて設定される付加ヨーモーメントであり、例えば、予め実験、計算等により図7(b)のマップに示す特性で設定される。尚、本実施の形態では、自車両に作用する外乱により生じる自車両の幅方向における目標コースと自車位置とのズレ量は、例えば、「∫(Δx)dt」のΔxを積分することにより算出する。更に、Mzθは、目標コースの進行方向と自車両の進行方向の角度のズレ量θtに応じて設定される付加ヨーモーメントであり、例えば、予め実験、計算等により図7(c)のマップに示す特性で設定される。
Trr=+(rt/d)・Mz …(14)
ここで、rtはタイヤ半径、dはトレッドである。
2 駆動系
3 操舵系
11 エンジン
12 クラッチ機構
13 第1モータ
14 変速機
15 減速装置
16fl、16fr 駆動輪
17 第2モータ
18 第3モータ
19rl、19rr 減速装置
20rl、20rr 駆動輪
21 バッテリ装置
22 エンジン制御部
23 変速機制御部
24 バッテリ制御部
25 第1モータ制御部
26 第2モータ制御部
27 第3モータ制御部
31 ステアリングホイール
31a ステアリングシャフト
32 ジョイント部
34 ステアリングギヤボックス
35 ピニオン軸
38fl、38fr アクスルハウジング
39 電動パワーステアリング機構(操舵手段)
40 操舵制御部(操舵制御手段)
41 前方環境認識装置
42 ナビゲーションシステム
43 車速センサ
44 操舵角センサ
50 制御ユニット
50a 走行路情報取得部(目標コース設定手段)
50b 目標操舵角算出部(フィードフォワード制御量算出手段)
50c 目標操舵角制限部(操舵制御量制限手段)
50d 補償ヨーモーメント算出部(操舵制御量制限手段)
50e 制駆動トルク算出部(フィードバック制御量算出手段、制駆動力配分制御手段)
Claims (3)
- 自車両の走行環境情報に基づいて自車両が走行する目標コースを設定する目標コース設定手段と、
前記目標コースの形状に沿って自車両を走行させるフィードフォワード制御量を算出するフィードフォワード制御量算出手段と、
前記フィードフォワード制御量に基づいて操舵制御量を算出し、該操舵制御量に基づき自車両の操舵手段を制御する操舵制御手段と、
前記走行環境情報と自車両の走行情報に基づいて走行する自車両の前記目標コースに対するズレ量を算出し、該目標コースに対するズレ量が無くなるように自車両を走行させるフィードバック制御量を算出するフィードバック制御量算出手段と、
前記フィードバック制御量に基づいて自車両に付加するヨーモーメントを算出し、該ヨーモーメントに基づき車輪の制駆動力配分を制御する制駆動力配分制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両の走行制御装置。 - 前記フィードフォワード制御量に基づいて算出された前記操舵制御量が、予め設定しておいた最大操舵量以上となった場合は、前記操舵制御手段は、前記最大操舵量で自車両の前記操舵手段を制御すると共に、前記最大操舵量で自車両を制御した際に不足するヨーモーメントを算出し、該不足するヨーモーメントを前記制駆動力配分制御手段により付加させる操舵制御量制限手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の車両の走行制御装置。
- 前記目標コースに対するズレ量は、自車両の幅方向における前記目標コースと自車位置とのズレ量と、自車両に作用する外乱により生じる自車両の幅方向における前記目標コースと自車位置とのズレ量と、前記目標コースの進行方向と自車両の進行方向の角度のズレ量の少なくとも一つであることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の車両の走行制御装置。
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