JP2018177223A - Vehicle motion control device - Google Patents

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山門 誠
Makoto Yamakado
山門  誠
佐々木 光秀
Mitsuhide Sasaki
光秀 佐々木
幹夫 植山
Mikio Ueyama
幹夫 植山
敬一郎 長塚
Keiichiro Nagatsuka
敬一郎 長塚
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicle motion control device for assisting a driver to ensure non-awkward driving at a normal time and surely assisting the driver at a time of emergency avoidance steering.SOLUTION: A vehicle motion control device comprises: a risk potential estimation unit for estimating risk potential of a vehicle on the basis of input environment information and vehicle information; a vehicle front-to-rear-direction motion control unit for generating a vehicle front-to-rear-direction motion control command on the basis of vehicle lateral acceleration and preset gain; and a gain adjustment unit for adjusting the gain. The gain adjustment unit adjusts the gain on the basis of the risk potential estimated by the risk potential estimation unit.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、車両の前後加速度を制御する車両の運動制御装置に関する。   The present invention relates to a motion control device for a vehicle that controls longitudinal acceleration of the vehicle.

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 have been proposed to prevent collisions by performing automatic brake control independent of the driver's brake operation when there is a high possibility that the host vehicle collides with a control object such as a preceding vehicle. , Has been put to practical use. For example, in Patent Document 1, a control target in front of the host vehicle is recognized based on a road environment ahead captured by a camera, and a brake intervention distance is set based on a relative relationship between the host vehicle and the control target. When the relative distance to the control target is equal to or less than the brake intervention distance, the execution of the braking control is determined, and the technology of the automatic braking control device by the intervention of the automatic brake 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(KGyV)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(GV
C:G-Vectoring Control)と呼ばれている。GVC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(非特許文献1)。
Further, according to Patent Document 2, the input vehicle lateral acceleration (Gy_dot) is determined from the velocity (V) and the lateral acceleration (Gy), and is multiplied by a gain (KGyV) stored in advance and multiplied. A motion control method of a vehicle is disclosed, which generates a control command for controlling longitudinal acceleration of the vehicle based on the 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 (Vectoring) in the coordinate system with the vehicle center of gravity fixed, G-Vectoring control (GV
C: G-Vectoring Control) is called. According to GVC, it has been reported that the emergency avoidance performance is significantly improved (Non-Patent Document 1).

特開2009−262701号公報JP, 2009-262701, A 特開2000−353300号公報JP 2000-353300 A

Yamakado, M., Takahashi, J., Saito, S.,: “Comparison and combination of Direct-Yaw-moment Control and G-Vectoring Control”, Vehicle System Dynamics, Vol.48, Supplement, pp.231-254, 2012Yamakado, M., Takahashi, J., Saito, S., "Comparison and combination of Direct-Yaw-moment Control and G-Vectoring Control", Vehicle System Dynamics, Vol. 48, Supplement, pp. 231-254, 2012

特許文献1では制動制御ユニット5がドライバによる操舵角|δ|が予め設定された閾値δ0以上であるか否かを調べ、操舵角|δ|≧δ0であると判定した場合、拡大制動制御の禁止時間を規定する禁止タイマtδをセットする。   In Patent Document 1, the braking control unit 5 checks whether the steering angle | δ | by the driver is greater than or equal to a preset threshold δ0, and if it is determined that the steering angle | δ | ≧ δ0 An inhibition timer tδ that defines the inhibition time is set.

また、制動制御ユニット5は、ドライバによる操舵角速度|δ’|(=|dδ/dt|)が予め設定された閾値δ’0以上であるか否かを調べ、操舵角速度|δ’|≧δ’0であると判定した場合、制動制御ユニット5は、拡大制動制御の禁止時間を規定する禁止タイマtδ’をセットする。
以上のように、特許文献1ではドライバによる操舵角、あるいは操舵角速度が大きくなると、制動制御を禁止する時間が設定される。すなわちドライバによる緊急回避操舵操作(一般的に操舵角、操舵角速度が大きい)が入った場合、この回避操作をアシストするものではない。
Further, the braking control unit 5 checks whether or not the steering angular velocity | δ ′ | (= | dδ / dt |) by the driver is equal to or greater than a preset threshold δ′0, and the steering angular velocity | δ ′ | ≧ δ If it is determined that the value is “0,” the braking control unit 5 sets a prohibition timer tδ ′ that specifies the prohibition time of the extended braking control.
As described above, according to Patent Document 1, when the steering angle or the steering angular velocity by the driver increases, the time for prohibiting the braking control is set. That is, when an emergency avoidance steering operation by the driver (generally, the steering angle and the steering angular velocity are large) is entered, the avoidance operation is not assisted.

また、特許文献2のGVCにおいては、車両の前後加速度の制御指令値、特に減速度指令を構築するうえで、横方向の加加速度(Gy_dot)に乗じるゲイン(KGyV)を増加させると、基本的に減速度が増加し、制御稼働時の速度が大幅に低減できるため、操舵による回避性能は大幅に向上する。しかしながら、通常時の微小な操舵に対しても過敏に反応するために、ドライバにぎくしゃく感を生じさせるという課題があった。   Further, in the GVC of Patent Document 2, when building the control command value of the longitudinal acceleration of the vehicle, especially the deceleration command, it is basically possible to increase the gain (KGyV) by which the lateral acceleration (Gy_dot) is multiplied. Because the deceleration is increased and the speed at the time of control operation can be significantly reduced, the avoidance performance by steering is greatly improved. However, there is a problem in that the driver feels jerky to react to the slight steering at the normal time.

さらに、過敏に反応するということは、例えば制御稼働時のアクチュエータ要件(応答性、耐久性、NVH性能など)を厳しくしてしまい、コストアップを招きGVC技術の適用車種範囲を狭めることになってしまう。   Furthermore, responding to hypersensitivity, for example, makes the actuator requirements (responsiveness, durability, NVH performance, etc.) during control operation stricter, resulting in an increase in cost and narrowing the range of vehicles to which GVC technology is applied. I will.

本発明は、通常時にはぎくしゃくせず、緊急回避操舵時には確実にドライバをアシストする車両の運動制御装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a motion control device for a vehicle that normally assists the driver during emergency avoidance steering without being jerky at times.

上記目的を達成させるために、本発明の車両の運動制御装置は、入力された外界情報及び車両情報に基づいて、車両の危険ポテンシャルを推定する危険ポテンシャル推定部と、車両の横加加速度と予め定めたゲインとに基づいて車両の前後運動制御指令を生成する車両前後運動制御部と、ゲインを調整するゲイン調整部と、を有し、ゲイン調整部は、危険ポテンシャル推定部で推定された危険ポテンシャルに基づいてゲインが調整される構成とする。 In order to achieve the above object, the motion control device of a vehicle according to the present invention predetermines a danger potential estimation unit for estimating the danger potential of the vehicle based on the input external world information and the vehicle information, and the lateral acceleration of the vehicle. And a gain adjustment unit for adjusting the gain, the gain adjustment unit further comprising: a danger potential estimated by the danger potential estimation unit; The gain is adjusted on the basis of.

通常時には、ぎくしゃくせず、緊急回避操舵時には確実にドライバをアシストする車両の運動制御装置を提供することができる。   In general, it is possible to provide a vehicle motion control device that assists the driver reliably during emergency avoidance steering without jerking.

本発明のG-Vectoring制御(GVC)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 exit of the G-Vectoring control (GVC) 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-sequential data at the time of driving | running | working like FIG. 通常ゲインのGVCと高ゲインのGVCの走行状況を比較した時系列データを示す図である。It is a figure which shows the time-sequential data which compared driving condition of GVC of normal gain, and GVC of high gain. 横すべり防止装置(ESC)の基本的な機能を示した図である。It is a figure showing a basic function of a sideslip prevention device (ESC). モーメント・プラス(M+)制御則の基本動作を示す図である。It is a figure which shows the basic motion of a moment plus (M +) control law. レーンチェンジでのESCのみとハイブリッド制御の稼動状況を示す図である。It is a figure which shows the working condition of only ESC in a lane change, and hybrid control. 本発明に係る車両の運動制御装置の全体構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an entire configuration of a motion control device of a vehicle according to the present invention. ADASコントローラとブレーキコントローラの内部構成を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of an ADAS controller and a brake controller. 自車両と先行車両の相対関係を示す図である。It is a figure which shows the relative relationship of the own vehicle and a preceding vehicle. 先行車両との相対関係に基づき計算された1/TTCと危険ポテンシャルの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of 1 / TTC and danger potential which were calculated based on the relative relationship with a precedence vehicle. 操舵角速度と危険ポテンシャルの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a steering angular velocity and danger potential. 定量化された危険ポテンシャルと危険度の定性的な対応を示す図である。It is a figure which shows the qualitative correspondence of the quantified danger potential and danger. 定量化された危険ポテンシャルに基づく本発明のシステムの稼働状況を示す図である。FIG. 6 shows the operating situation of the system of the invention based on quantified hazard potentials. 本発明の車両の運動制御装置の稼働状況を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the working condition of the movement control apparatus of the vehicle of this invention. 自動ブレーキによる直線減速とGVCによる横運動に連係した前後運動との連係状況示す図である。It is a figure which shows the connection condition of the linear deceleration by an automatic brake, and the front-back movement linked to the lateral motion by GVC. 本発明の車両の運動制御装置の構成の概念を示す図である。It is a figure which shows the concept of a structure of the movement control apparatus of the vehicle of this invention. 横運動に連係した前後運動を実現する減速アクチュエータに対する要件の緩和を説明する図である。It is a figure explaining relaxation of the requirement with respect to the deceleration actuator which implement | achieves the front-back movement linked to lateral movement.

まず、課題を解決するための手段について、その基本的な考え方を説明し、その構成、実施形態について述べていく。   First, the basic concept of the means for solving the problem will be described, and the configuration and embodiment thereof will be described.

本発明の運動性能向上面での効果を端的に述べると、以下のようになる。   The effects of the present invention in improving exercise performance will be briefly described as follows.

外界情報あるいは車載情報に基づき、危険ポテンシャルを定量的に評価する手段を有し、危険ポテンシャルが大きくなった場合、危険ポテンシャルが小さい、あるいはゼロの場合に比べ、横運動に連係した前後運動制御(減速・モーメント制御)のゲインを大きくすることにより、速度を大きく低減するとともに、荷重移動、あるいはヨーイングモーメント制御により前輪の舵の効きを向上して、緊急回避性能を向上するものである。   There is a means to quantitatively evaluate the hazard potential based on external world information or on-vehicle information, and when the hazard potential is increased, the back and forth motion control linked to the lateral motion is compared with the case where the hazard potential is small or zero. By increasing the gain of the deceleration / moment control, the speed is greatly reduced, and the effect of the rudder of the front wheels is improved by load movement or yawing moment control to improve the emergency avoidance performance.

まず、横運動に連係した前後運動制御について概要を述べ、調整するべき「ゲイン」を明確にする。
「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が、非特許文献1に示されている。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、
First, we outline the longitudinal motion control linked to the lateral motion, and clarify the "gain" to be adjusted.
"Fore and aft motion control linked to lateral motion"
(1) G-Vectoring
Non-Patent Document 1 discloses a method for improving loadability between the front and rear wheels to improve the maneuverability and stability of the vehicle by automatically accelerating and decelerating in conjunction with the lateral movement caused by the steering wheel operation. It is shown. The specific acceleration / deceleration command value (target longitudinal acceleration Gxc) is as shown in the following equation 1:

Figure 2018177223
Figure 2018177223

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, this is a simple control law in which the lateral additive acceleration Gy_dot is multiplied by the gain Cxy, and the value to which the first-order delay is added is used as the front / rear 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。   In addition, Gy: vehicle lateral acceleration, Gy_dot: vehicle lateral acceleration, Cxy: gain, T: first delay time constant, s: Laplace operator, Gx_DC: acceleration / deceleration command not linked to lateral movement.

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、非特許文献1で確認されている。   It is confirmed in Non-Patent Document 1 that a part of the linkage control strategy of the horizontal and longitudinal movements of the expert driver can be simulated by this, and the improvement of the maneuverability and stability of the vehicle 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。
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。
Gx_DC in this equation is a deceleration component (offset) not linked to the lateral movement. This is a term that is necessary when there is anticipatory deceleration when there is a corner ahead, or when there is a section speed command. The sgn (signum) term is a term provided to obtain the above operation for both the right corner and the left corner. Specifically, it is possible to realize an operation of decelerating at the turn-in of the steering start and stopping the deceleration when steady turning (when the lateral acceleration becomes zero) and accelerating when leaving the corner at the steering return start.
When controlled in this way, the combined acceleration (referred to as G) of longitudinal acceleration and lateral acceleration is a diagram that takes the longitudinal acceleration of the vehicle on the horizontal axis and the lateral acceleration of the vehicle on the vertical axis. It 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 movement when the control of Equation 1 is applied will be described on the assumption of 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 leaving a corner, which is 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 driver does not perform the acceleration / deceleration operation.

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 diagram showing a steering angle, lateral acceleration, lateral jerk, acceleration / deceleration command calculated by equation 1, braking of four wheels, and driving force as a time-calendar waveform. As will be described in detail later, the braking force and the driving force are distributed so that the front outer ring and the front inner ring, and the rear outer ring and the rear inner ring have the same values on the left and right (inner and outer) respectively. Here, the braking / driving force is a generic term for the force generated in the vehicle longitudinal direction of each wheel, the braking force is a force in the direction to decelerate the vehicle, and the driving force is defined as the force in the direction to accelerate the vehicle. First, a vehicle enters a corner from straight road section A. In the transition zone B (Points 1 to 3), as the driver gradually turns the steering, the lateral acceleration Gy of the vehicle increases. While the lateral acceleration in the vicinity of the point 2 is increasing, the lateral jerk Gy_dot takes a positive value (returns to zero at time 3 when the lateral acceleration ends). At this time, according to Equation 1, a deceleration (Gxc is negative) command is generated in the control vehicle as the lateral acceleration Gy increases. Along with this, the braking force (minus sign) of substantially the same magnitude is applied to each of the front outside, front inside, back outside and back inside 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 turn section C (point 3 to point 5), the driver stops turning the steering and keeps the steering angle constant. At this time, the lateral acceleration Gy_dot is zero, so the acceleration / deceleration command Gxc is zero. Therefore, the braking force and driving force of each wheel also become 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 by the driver's steering back operation. At this time, the lateral additional acceleration Gy_dot of the vehicle is negative, and according to Equation 1, an acceleration command Gxc is generated in the control vehicle. Along with this, approximately the same magnitude of driving force (plus sign) is applied to each of the front, outside, front inside, back outside, and back inside 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 traveling section E, the lateral jerk Gy is zero and the lateral jerk Gy_dot is also zero, so that the acceleration / deceleration control is not performed. As described above, the steering wheel is decelerated from the turn-in (point 1) to the clipping point (point 3) at the steering start, and the deceleration is stopped during steady circular turning (point 3 to point 5). Accelerate from point 5) when you exit the corner (point 7). As described above, when G-Vectoring control is applied to a vehicle, the driver can realize acceleration / deceleration movement linked to lateral movement 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 expressed in the "gg" diagram that indicates the acceleration mode generated in the vehicle, with the longitudinal acceleration on the horizontal axis and the lateral acceleration on the vertical axis, the feature transitions to a smooth curve (like drawing a circle) Exercise. The acceleration / deceleration command of the present invention is generated to make a curved transition with the passage of time in this diagram. This curved transition is a clockwise transition as shown in FIG. 1 for the left corner, and is a transition path inverted about the Gx axis for the right corner, and the transition direction is counterclockwise. When such transition is made, 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。   In this control, as shown in FIG. 1, assuming that the first-order lag term and the sign function for left and right motion are omitted, the value obtained by multiplying the vehicle lateral acceleration by the gain -Cxy is used as the longitudinal acceleration command. By increasing the velocity, it is possible to increase the deceleration or acceleration for the same lateral jerk.

図3は、図1、2と同一のシチュエーションで通常ゲインの走行と、ゲインを高くした高ゲインの状態での旋回状況を示す図である。ゲインを大きくすることにより旋回開始時の減速度が大きくなり、通常ゲイン時に比べ、車両速度が低下し、同一操舵に対しても横加速度が小さくなり旋回時の安全性の向上につながる通常ゲインと強ゲインとの“g-g”ダイアグラムを比較すると、図3下のようになる。ダイアグラムの曲線は維持されるが、Gx方向に膨れた形になり、Gy方向は速度低下の影響を受け、若干すぼまる傾向となる。   FIG. 3 is a diagram showing traveling of a normal gain in the same situation as in FIGS. 1 and 2 and a turning situation in a high gain state in which the gain is increased. By increasing the gain, the deceleration at the start of turning becomes larger, and the vehicle speed decreases compared to the normal gain, and the lateral acceleration decreases even for the same steering, which leads to the improvement of safety at turning. A comparison of the "gg" diagram with the strong gain is as in Fig. 3 below. Although the curve of the diagram is maintained, it becomes a bulging shape in the Gx direction, and the Gy direction is affected by the speed reduction and tends to be slightly reduced.

一方、常に高ゲインにしておくと、微小な修正操舵に対しても大きな加減速が生じるようになり、ドライバおよびパッセンジャは強い減速感およびピッチング運動を感じるようになる。したがって、通常、GVCのゲインCxyは制御効果とフィーリングがバランスする0.25近辺に調整されている。しかしながら、緊急レーンチェンジなどにおいては、ゲインを向上したほうが、回避性能が大幅に改善することが確認されている。
(2)制動力制御ESC(Electronic Stability Control:横滑り防止装置)
ESCは、横滑り防止装置の一般的な呼称で、Direct Yaw-moment Control(DYC)の考え方を制動力制御に適用した車両運動制御である。
On the other hand, if the gain is always kept high, large acceleration / deceleration will occur even for minute correction steering, and the driver and passenger will feel a strong sense of deceleration and pitching movement. Therefore, usually, the gain Cxy of GVC is adjusted to around 0.25 at which the control effect and the feeling are balanced. However, in the case of an emergency lane change etc., it is confirmed that the avoidance performance is greatly improved if the gain is improved.
(2) Braking force control ESC (Electronic Stability Control: anti-slip device)
ESC is a general term for a skid prevention device, and is a vehicle motion control that applies the concept of Direct Yaw-moment Control (DYC) to braking force control.

US5275475(特許文献3)において、車両運動モデルを用いた計算により微小な操舵入力に応じた理想ヨーレイトと横加速度を求め、それらと実際の車両のヨーレイト計測値と横加速度計測値とが比較され、それぞれの偏差(横滑り情報)にあらかじめ決められた重み係数を掛け合わせた値に基づいて各輪のスリップ率を制御し、結果的に各輪の制動力を左右輪別々に調整することによりヨーイングモーメントを発生させ、車両運動モデルで計算された理想的な運動と実際の運動が近づくように、フィードバック制御する方法が開示されている。   In US Pat. No. 5,275,475 (patent document 3), an ideal yaw rate and a lateral acceleration according to a minute steering input are obtained by calculation using a vehicle motion model, and these are compared with the yaw rate measurement value and the lateral acceleration measurement value of an actual vehicle, The slip ratio of each wheel is controlled based on a value obtained by multiplying each deviation (side slip information) by a predetermined weighting factor, and as a result, the braking force of each wheel is separately adjusted to the yawing moment Discloses a method of feedback control such that the ideal motion calculated by the vehicle motion model and the actual motion approach each other.

図4に示すように、車両運動モデルを用いて操舵入力に対して計算されたヨーレイト、横加速度と実際のヨーレイト、横加速度がほぼ合致しているときを広義のニュートラルステアとして、操舵入力に対してヨーレイト、横加速度が少ない状況、すなわちアンダーステアに対しては、旋回内側の前輪、後輪、あるいは前輪と後輪に制動力を発生させ旋回を促進する方向のモーメントを与え、逆に操舵入力に対してヨーレイト、横加速度が大きい状況、すなわちオーバーステアに対しては、旋回外側の前輪、後輪、あるいは前輪と後輪に制動力を発生させ旋回を安定化する方向のモーメントを与えるようにシステムが構築されている。   As shown in FIG. 4, when the yaw rate calculated for the steering input using the vehicle motion model, the lateral acceleration and the actual yaw rate, and the lateral acceleration substantially coincide with each other, the steering input is treated as neutral steering in a broad sense. In a situation where there is little yaw rate or lateral acceleration, that is, understeer, a braking force is generated on the inner front wheel, rear wheel, or front and rear wheels to give a moment in a direction to promote turning, and conversely to steering input. On the other hand, in situations where yaw rate and lateral acceleration are large, that is, oversteer, the system generates a braking force on the outer front wheel, rear wheel, or front and rear wheels to give a moment in a direction to stabilize turning. Is being built.

この制御はおおざっぱに言って、図4の横滑り角βを推定して、その変化分β_dot(横滑り角速度)も用い、それぞれに適切なゲインを掛け合わせた値を用い、横滑り角が小さくなる方向へ車両のヨーイングモーメントとして、左右輪の速度差、左右輪の前後力差を用いて実現していると考えられ、以下数2のように定式化できる。   Roughly speaking, this control estimates the side slip angle β in FIG. 4 and also uses the variation β_dot (side slip angular velocity), and uses a value obtained by multiplying each of these by an appropriate gain, in the direction of decreasing the side slip angle. The yawing moment of the vehicle is considered to be realized using the speed difference between the left and right wheels and the front / rear force difference between the left and right wheels, and can be formulated as the following equation 2.

Figure 2018177223
Figure 2018177223

ここで、Cβ、Cβは、横滑り角、横滑り角速度ゲインである。   Here, Cβ and Cβ are a side slip angle and a side slip angular velocity gain.

したがって、定性的には横滑り角ゲインCβを大きくすることにより、車両の旋回を促進するモーメントと、安定化するモーメントを大きくすることが出来、車両の操縦性と安定性を向上することができる。   Therefore, qualitatively, by increasing the side slip angle gain Cβ, it is possible to increase the moment for promoting the turning of the vehicle and the moment for stabilizing it, and to improve the maneuverability and stability of the vehicle.

一方、常に高ゲインにしておくと、微小な修正操舵に対しても大きなモーメント入力が生じるようになり、ブレーキにてモーメントを実現している場合、ドライバおよびパッセンジャは強い減速感およびピッチング運動を感じるようになる。また、旋回するのではなく、自転するような感覚(いわゆる遊園地のティーカップフィーリング)も、強くなってくる。   On the other hand, if the gain is always high, a large moment input will be generated even for minute correction steering, and if the moment is realized by the brake, the driver and passenger will feel a strong sense of deceleration and pitching movement It will be. Also, the feeling of turning (rather than turning) (the so-called tea cup feeling of an amusement park) also becomes stronger.

したがって、通常、ESCのゲインCβは制御効果とフィーリングがバランスするように調整されている。しかしながら、緊急レーンチェンジなどにおいては、ゲインを向上したほうが、回避性能が大幅に改善することが確認されている。
(3)制動力制御モーメント・プラス(Moment+ Control)(図5)
モーメント・プラスは、「山門誠、長塚敬一郎:車両横加加速度に基づくヨーモーメント制御手法の検討、自動車技術会学術講演会前刷集:116-12 ページ:21-26、発行年:2012年10月03日」(非特許文献2)内で報告されている、G-Vectoring Control(GVC)指令値を基に、即ち横加加速度情報を用いて、車両にヨーモーメントを加え、車両の操縦性と安定性を向上する新たな制御則である。ヨーモーメント指令値M+の基本制御則は以下数3のように定式化される。
Therefore, usually, the gain Cβ of the ESC is adjusted to balance the control effect and the feeling. However, in the case of an emergency lane change etc., it is confirmed that the avoidance performance is greatly improved if the gain is improved.
(3) Braking force control moment plus (Moment + Control) (Fig. 5)
For the moment plus, “Mamon Yamamon, Keiichiro Nagatsuka: Examination of a yaw moment control method based on vehicle lateral acceleration, Proceedings of the Society of Automotive Engineers of Japan Preprints: 116-12 Page: 21-26, Publication year: October 2012 Based on the G-Vectoring Control (GVC) command value reported in “July 03” (Non-Patent Document 2), that is, using lateral acceleration information, a yaw moment is added to the vehicle, and the maneuverability and stability of the vehicle It is a new control rule that improves the quality. The basic control rule of the yaw moment command value M + is formulated as the following equation 3.

Figure 2018177223
Figure 2018177223

この制御は、数3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、GVCと同様に車両横加加速度にゲインCmnを掛け合わせた値をモーメント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、旋回促進モーメント、あるいは安定化モーメントを大きくすることが出来る。   In this control, considering that the first order lag term and the sign function for the left and right motions are omitted as shown in Equation 3, the value obtained by multiplying the vehicle lateral acceleration by the gain Cmn is used as the moment command as in GVC. By increasing the gain, the turning acceleration moment or the stabilization moment can be increased for the same lateral jerk.

一方、常に高ゲインにしておくと、微小な修正操舵に対しても大きなモーメント入力が生じるようになり、ブレーキにてモーメントを実現している場合、ドライバおよびパッセンジャは強い減速感およびピッチング運動を感じるようになる。   On the other hand, if the gain is always high, a large moment input will be generated even for minute correction steering, and if the moment is realized by the brake, the driver and passenger will feel a strong sense of deceleration and pitching movement It will be.

また、旋回するのではなく、自転するような感覚(いわゆる遊園地のティーカップフィーリング)も、強くなってくる。したがって、通常、Moment+のゲインCmnは制御効果とフィーリングがバランスするように調整されている。しかしながら、緊急レーンチェンジなどにおいては、ゲインを向上したほうが、回避性能が大幅に改善することが確認されている。   Also, the feeling of turning (rather than turning) (the so-called tea cup feeling of an amusement park) also becomes stronger. Therefore, the gain Cmn of Moment + is usually adjusted to balance the control effect and the feeling. However, in the case of an emergency lane change etc., it is confirmed that the avoidance performance is greatly improved if the gain is improved.

さらに、一般的に車両の運動の安定性は速度の増加により、低下する。したがって、旋回促進モーメントは速度増加に伴って、小さくするほうが、車両の安定性確保には有効である場合がある。したがって、ヨーモーメント指令値M+/Vは以下数4のように、制御モーメントを速度に逆比例して加えるという方法も、特にオーバーステア気味の車両には有効であると考えられる。   Furthermore, the stability of the motion of the vehicle generally decreases with increasing speed. Therefore, it may be effective to reduce the turning acceleration moment as the speed increases, in order to secure the stability of the vehicle. Therefore, it is considered that the method of applying the control moment in inverse proportion to the speed as shown in the following equation 4 is effective for a vehicle with a tendency to oversteer, as shown by the following equation 4.

Figure 2018177223
Figure 2018177223

もちろん、速度が低くなってくるとモーメント指令値は非常に大きくなるため、制御を停止する速度下限リミッターを持たせたり、極低速度では、制御量を固定とする等の方法を取ってもよい。   Of course, as the speed decreases, the moment command value becomes very large, so a speed lower limit limiter may be provided to stop the control, or a control amount may be fixed at extremely low speed. .

以上、3つの横運動に連係した前後運動制御について述べた。ESCおよびMoment+については、制御対象はヨーイング運動であるが、左右輪にモータを用いたような構成で、前後力が左右でつりあう状況にしないと必ず加減速(特に、ブレーキ力でモーメント制御する場合は、減速)を伴うため、本発明においては「横運動に連係した前後運動制御」に含めることにする。   The foregoing has described the longitudinal motion control linked to the three lateral motions. With regard to ESC and Moment +, the controlled object is a yawing motion, but motors are used for the left and right wheels, and acceleration and deceleration (especially when moment control is performed using a braking force) unless the longitudinal force balances right and left In the present invention, the “back and forth movement control linked to the lateral movement” is included in the present invention because

これらの制御では具体的な加速度・減速度指令、あるいはモーメント指令を決定する制御則が明確に述べられている。しかしながら、例えば、以下数5のように横運動、あるいは経路曲率と速度等の情報に基づき、目標速度Vtを設定して現在の車速Vrとの差分δvに基づいて、例えばCVT(Continuously Variable Transmission:無段変速機)制御などにより減速する制御(速度追従制御)を構成することもできる。   In these controls, control rules for determining specific acceleration / deceleration commands or moment commands are clearly described. However, for example, CVT (Continuously Variable Transmission :) is set based on the difference δv with the current vehicle speed Vr by setting the target speed Vt on the basis of information such as lateral motion or path curvature and speed It is also possible to configure control (speed following control) for decelerating by continuously variable transmission control or the like.

Figure 2018177223
Figure 2018177223

このような制御は、その目標速度に到達するまでの時間を規定していないと、減速度を直接指令値として求めることができず、ドライバのフィーリングに完全に合致する保証はどこにもない。しかしながら、目標速度に到達するための時間をある範囲内に収めることにより、ある程度の制御効果は得ることが出来る。本発明ではこれらの横運動に間接的に連係することを狙った目標速度追従制御も「横運動に連係した前後運動制御」に含めることにする。   Such control can not determine the deceleration directly as a command value unless the time to reach the target speed is specified, and there is no guarantee that the driver's feeling perfectly matches. However, by putting the time for reaching the target speed within a certain range, a certain degree of control effect can be obtained. In the present invention, target speed tracking control aiming to indirectly link to these lateral movements is also included in "longitudinal motion control linked to lateral movements".

さて、これらの横運動に連係した前後運動制御は単独でのみ効果があるのではなく、特に先にのべたように、ESC、Moment+は専ら前後加減速度を制御するためのものではなくヨーイング運動を制御するものであるため、前後加減速度を制御するGVCと非干渉で組み合わせることが出来る。   Well, these longitudinal movements linked to the lateral movement are not only effective alone, but as mentioned earlier, ESC and Moment + are not exclusively for controlling the longitudinal acceleration / deceleration, but rather the yawing movement. Since it is controlled, it can be combined with GVC which controls longitudinal acceleration / deceleration without interference.

図6は、30m離してパイロンAとパイロンBを置き、パイロンAの右側をすり抜け、パイロンBの左側に移動する、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、ESCのみを稼働した状態と、GVC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、GVC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. 6 shows pylon A and pylon B placed 30 m apart, passing through the right side of pylon A and moving to the left side of pylon B, when simulating a lane change, steering angle, longitudinal acceleration, lateral acceleration And, with regard to the vehicle speed, the state in which only the ESC is in operation is compared with the state in which the GVC and ESC combined control are in operation. GVC and ESC linkage control controls steering compared to detecting a skid and adding a stabilization moment (generation of deceleration) around 0.75 to 1 second when the ESC is rapidly returning the steering. From the moment of start, deceleration works and the speed is reduced by 10 km / h in 0.5 seconds from the start of steering.

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。さらに、上で示したように、加加速度ゲインCxy、横滑り角ゲインCβを大きくすることにより、同一タスクに対し、自動的に大きく速度を低減することが可能となり、大幅に回避性能が向上できる。   As a result, it is understood that the steering angle is small, the roll rate and the pitch rate are greatly reduced, and the lane change can be made safely. Furthermore, as described above, by increasing the jerk gain Cxy and the side slip angle gain Cβ, it is possible to automatically reduce the speed for the same task, and the avoidance performance can be significantly improved.

さらに、非特許文献2においてはMoment+、GVC、ESCとの連係制御を構築し、圧雪路で評価した結果が報告されている。連係制御においては、GVCによる操縦性の向上と、Momen
t +による早期安定性の向上、さらにはESCによる絶対的な操縦性・安定性向上の相乗効果により、圧雪路での運動性能がESCのみに加え、大幅に向上したことが報告されている。
したがって、これらの横運動に連係した前後運動制御は、操舵回避時に極めて有効な制御と考えることができる。
Furthermore, in Non-Patent Document 2, a coordinated control with Moment +, GVC, and ESC is constructed, and the result of evaluation on a snowy road is reported. In coordinated control, GVC improves the maneuverability and Momen
It is reported that the movement performance on a snowy road has been significantly improved in addition to the ESC alone due to the improvement of the early stability by t + and the synergetic effect of the absolute maneuverability and stability improvement by the ESC.
Therefore, longitudinal motion control linked to these lateral motions can be considered as extremely effective control at the time of steering avoidance.

一方、これらの横運動に連係した前後運動制御は、通常領域から稼働させることにより、通常領域から制御効果があるというのが、その特徴ではあるが、全く別の観点で、このような制御を実現するためのアクチュエータのNVH(Noise、 Vibration、 Harshness)性能、あるいは耐久性能に高い要求が出される場合が多い。   On the other hand, the longitudinal motion control linked to these lateral motions is characterized by the fact that there is a control effect from the normal region by being operated from the normal region, which is characteristic, but such control is In many cases, high requirements are placed on the NVH (Noise, Vibration, Harshness) performance or durability performance of the actuator to be realized.

例えば、電機自動車、あるいはハイブリッド自動車などで、前後運動制御アクチュエータをモータとする場合や、制御ブースタ、あるいは電機式ブレーキを用いる場合は、耐久性、NVH性能は問題ない。しかしながら、ESCなどを通常領域から稼働させようとすると、これらの課題解決のためにはコストの増加を伴う。したがって低コストのESCを用いる場合、稼働領域・頻度を狭める必要性が生じる。   For example, in an electric car or a hybrid car, in the case of using the front / rear motion control actuator as a motor, or in the case of using a control booster or an electric brake, the durability and the NVH performance do not matter. However, when trying to operate an ESC or the like from a normal area, cost increase is required to solve these problems. Therefore, when using low-cost ESCs, there is a need to narrow the operating area and frequency.

以上をまとめると、
(1)横運動に連係した前後運動制御において、横運動を特徴的に表す状態量(横加加速度、横滑り角変化など)に対するゲインを大きくすることにより、速度低減効果などが大きくなり、回避性能が大幅に向上する。
(2)ゲインを増加させると通常領域のぎくしゃく感を増加させるため、制御効果とフィーリングがバランスするようにゲイン調整されている。
(3)制動アクチュエータの耐久性、あるいはNVH性能に課題がある場合は、稼働頻度を少なくする必要がある。
ということである。
To summarize the above,
(1) In longitudinal motion control linked to lateral motion, the speed reduction effect etc. is enhanced by increasing the gain for the state quantity (lateral acceleration, lateral slip angle change, etc.) characteristically representing lateral motion, and the avoidance performance is improved. Significantly improve.
(2) The gain is adjusted so that the control effect and the feeling are balanced in order to increase the jerky feeling of the normal region when the gain is increased.
(3) When there is a problem in the durability or the NVH performance of the braking actuator, it is necessary to reduce the operation frequency.
That's what it means.

本発明においては、危険なときのみ、この横運動に連係した前後運動のゲインを大きく調整するような構成とし、上述したメリットを最大限生かし、デメリットを最小化することを可能とする。   In the present invention, the gain of the back and forth movement linked to the lateral movement is largely adjusted only at the time of danger, and it is possible to make the most of the merit described above and minimize the disadvantage.

つぎに、危険ポテンシャルを定量的に評価する方法について述べる。これには、車両側のハード構成も関与するため、本発明の実施形態も含めて説明していくことにする。   Next, a method for quantitatively evaluating the hazard potential will be described. Since this also involves the hardware configuration on the vehicle side, it will be described including the embodiment of the present invention.

危険ポテンシャルの評価としては、障害物との距離がまだ遠い状況、すなわち、まだ危険が顕在化していない場合と、実際に、急ブレーキや操舵により回避操作を行っているように、正に危険に遭遇している状態まで考えられる。   As for the assessment of the danger potential, it is a situation where the distance to the obstacle is still far, that is, when the danger has not yet been realized, and as in fact, as the avoidance operation is performed by sudden braking or steering, It can be considered up to the state of being encountered.

前者の危険ポテンシャルの評価については自車以外の環境、即ち進路上の障害物との相対位置、相対速度、相対加速度などを把握するための外部環境認識センサが必要となる。   In the former case of evaluation of the danger potential, an external environment recognition sensor is required to grasp the environment other than the vehicle, ie, the relative position with respect to the obstacle on the route, the relative velocity, the relative acceleration, and the like.

後者の危険ポテンシャルの評価のためには、自車に搭載された操舵角センサ、ブレーキセンサ、あるいは加速度センサ、ヨーレイトセンサなど、操作入力あるいは車両挙動を計測し、それらが急峻に変化しているときに、危険に遭遇していると大まかには見て取ることができる。   To evaluate the latter risk potential, measure the operation input or the behavior of the vehicle such as a steering angle sensor, a brake sensor, an acceleration sensor, a yaw rate sensor, etc. mounted on the vehicle, and when they are changing sharply You can get a rough idea that you are in danger.

さらに緊急回避性能の向上について考えてみる。勿論、後者の場合は直接的に自動ブレーキなどの前後運動制御が稼働している可能性がある状況であるが、前者の場合は、まだ回避動作がなされておらず、横運動が発生していない状況である。ここで、注意を要するのは緊急回避性能向上とは、必ずしも緊急回避動作時のアシストのみではなく、もしハンドルが切られて横運動が発生した時に、大きな減速度が発生するようにゲインを大きくなる方向に変化させて、準備しておくということを含むということである(もし、ドライバあるいはシステムがハンドルを切らないと、顕在化しない保険のようなもの)。   Furthermore, consider the improvement of emergency avoidance performance. Of course, in the latter case, there is a possibility that forward / backward motion control such as automatic braking may be operated directly, but in the case of the former, the avoidance operation has not been made yet and lateral movement has occurred. There is no situation. Here, it should be noted that the emergency avoidance performance improvement is not only assistance in the emergency avoidance operation but also a large gain so that a large deceleration occurs when the steering wheel is cut and a lateral movement occurs. In other words, change the direction and include preparation (if the driver or system does not cut the handle, such as insurance that does not become apparent).

以上に述べたような、顕在化していない危険ポテンシャルと、遭遇している危険を把握し、横運動に連係した前後運動制御による緊急回避性能を向上するために、横運動を特徴的に表す状態量(横加加速度、横滑り角変化など)に対するゲインを大きくすることを可能とする本発明の車両の運動制御装置を用いた車両の第一の実施例の全体構成を図7に示す。   As described above, in order to grasp the danger potential that has not been realized and the hazard that has been encountered, and to improve the emergency avoidance performance by the longitudinal motion control linked to the lateral motion, a state that characterizes the lateral motion An overall configuration of a first embodiment of a vehicle using the motion control device for a vehicle of the present invention which makes it possible to increase the gain with respect to the amount (lateral acceleration, side slip angle change, etc.) is shown in FIG.

最も理想的に実施するために、いわゆるバイワイヤシステムで構成されており、ドライバと操舵機構、加速機構、減速機構の間に機械的な結合は無い。実際の形態では、例えば操舵機構のみ機械結合を有し、ドライバが直接操舵角を決定するように構成しても、本発明を適用できる。   For the most ideal implementation, it consists of a so-called by-wire system and there is no mechanical connection between the driver and the steering mechanism, the acceleration mechanism and the reduction mechanism. In the actual form, for example, the present invention can be applied even if only the steering mechanism has mechanical coupling and the driver directly determines the steering angle.

本実施例において車両0はエンジン1により左前輪61、右前輪62を駆動する後輪駆動車(Rear Engine Rear Drive:RR車)である(駆動方式は特に本発明に密接な関係は無い)。   In the present embodiment, the vehicle 0 is a rear wheel drive vehicle (Rear Engine Rear Drive: RR vehicle) that drives the left front wheel 61 and the right front wheel 62 by the engine 1 (the drive system is not particularly closely related to the present invention).

まず、具体的な機器構成を述べる。左前輪61、右前輪62、左後輪63、右後輪64には、それぞれブレーキロータ、車輪速検出用ロータと、車両側に車輪速ピックアップが搭載され、各輪の車輪速が検出できる構成となっている。   First, a specific device configuration will be described. On the left front wheel 61, the right front wheel 62, the left rear wheel 63, and the right rear wheel 64, a brake rotor, a wheel speed detection rotor, and a wheel speed pickup are mounted on the vehicle side, and the wheel speed of each wheel can be detected. It has become.

ドライバのアクセルペダル10の踏み込み量は、アクセルポジションセンサ31により検出され、ペダルコントローラ48を経て、ADAS(Advanced driver assistance system)コントローラ40で演算処理される。そしてパワートレインコントローラ46は、この量に応じて、エンジン1の図示しないスロットル、燃料噴射装置等を制御する。   The depression amount of the driver's accelerator pedal 10 is detected by an accelerator position sensor 31, passes through a pedal controller 48, and is arithmetically processed by an ADAS (Advanced Driver Assistance System) controller 40. Then, the power train controller 46 controls a throttle, a fuel injection device, and the like (not shown) of the engine 1 according to this amount.

また、エンジン1の出力はパワートレインコントローラ46により制御される電子制御トランスミッション2を経由し、左後輪63、右後輪64に伝達される。電子制御トランスミッションとしては、トルクコンバータ式オートマチックトランスミッション、湿式多板クラッチ式オートマチックトランスミッション、セミオートマチックトランスミッション、無段変速機 (CVT)、デュアルクラッチトランスミッションでも良い。   Further, the output of the engine 1 is transmitted to the left rear wheel 63 and the right rear wheel 64 via the electronically controlled transmission 2 controlled by the power train controller 46. The electronically controlled transmission may be a torque converter type automatic transmission, a wet multiple disc clutch type automatic transmission, a semiautomatic transmission, a continuously variable transmission (CVT), or a dual clutch transmission.

ADASコントローラ40から出力される、速度低下(減速)指令に基づいて、エンジンから各輪までのギア比を切り替えることにより、減速作用を与えることができる。例えば、カーブなどの道路形状から計算された、あるいはあとで述べるGVCで求められる減速度、目標速度指令などの「横運動に連係した」前後運動指令に基づいて減速作用を発生させることができる。   By switching the gear ratio from the engine to each wheel based on the speed reduction (deceleration) command output from the ADAS controller 40, it is possible to provide a decelerating action. For example, it is possible to generate a deceleration based on a deceleration calculated based on a road shape such as a curve or obtained by GVC described later, a "following motion linked to a lateral motion" such as a target velocity command.

アクセルペダル10にはまた、アクセル反力モータ51が接続され、ADASコントローラ40の演算指令に基づき、ペダルコントローラ48により、反力制御される。また、アクセルを閉じる方向の動き、特にアクセル閉方向の速度から、急なアクセルオフを感知し、「ドライバアクセル操作を用いた危険ポテンシャルの定量化」を行う。   An accelerator reaction force motor 51 is also connected to the accelerator pedal 10, and reaction force control is performed by the pedal controller 48 based on a calculation command of the ADAS controller 40. In addition, a sudden acceleration off is detected from the movement in the direction to close the accelerator, in particular, the speed in the direction to close the accelerator, and "quantification of danger potential using driver's accelerator operation" is performed.

車両0の操舵系は前輪操舵装置となっているが、ドライバの舵角とタイヤ切れ角の間に機械的な結合の無い、ステアバイワイヤ構造となっている。内部に舵角センサ(図示せず)を含むパワーステアリング7とステアリング16とドライバ舵角センサ33とステアリングコントローラ44で構成されている。   The steering system of the vehicle 0 is a front wheel steering device, but has a steer-by-wire structure without mechanical connection between the steering angle of the driver and the tire turning angle. A power steering 7 including a steering angle sensor (not shown), a steering 16, a driver steering angle sensor 33, and a steering controller 44 are included inside.

ドライバのステアリング16の操舵量は、ドライバ舵角センサ33により検出され、ステアリングコントローラ44を経て、ADASコントローラ40で演算処理される。そしてステアリングコントローラ44はこの量に応じて、パワーステアリング7を制御する。   The steering amount of the driver's steering 16 is detected by a driver steering angle sensor 33, passes through a steering controller 44, and is arithmetically processed by an ADAS controller 40. Then, the steering controller 44 controls the power steering 7 according to this amount.

ステアリング16にはまた、ステア反力モータ53が接続され、ADASコントローラ40の演算指令に基づき、ステアリングコントローラ44により、反力制御される。また、これと同時にADASコントローラ40は、ドライバのステアリング操作量、特に操舵角速度から、急ハンドルを感知し、「ドライバ操舵操作を用いた危険ポテンシャルの定量化」を行う。
ドライバのブレーキペダル11の操作量(踏み込み量)は、ブレーキペダルポジションセンサ32により検出され、ペダルコントローラ48を経て、ADASコントローラ40で演算処理される。
左前輪61、右前輪62、左後輪63、右後輪64には、それぞれブレーキロータが配備され、車体側にはこのブレーキロータをパッド(図示せず)で挟み込むことにより車輪を減速させるキャリパーが搭載されている。
A steering reaction force motor 53 is also connected to the steering wheel 16, and reaction control is performed by the steering controller 44 based on the calculation command of the ADAS controller 40. At the same time, the ADAS controller 40 senses a sharp steering wheel from the steering operation amount of the driver, in particular, the steering angular velocity, and performs "quantification of the danger potential using the driver steering operation".
The operation amount (depression amount) of the driver's brake pedal 11 is detected by the brake pedal position sensor 32, passes through the pedal controller 48, and is arithmetically processed by the ADAS controller 40.
A brake rotor is disposed on each of the front left wheel 61, the front right wheel 62, the rear left wheel 63, and the rear right wheel 64, and the caliper is used to decelerate the wheel by sandwiching the brake rotor with a pad (not shown) on the vehicle body side. Is mounted.

キャリパーは油圧式、あるいはキャリパー毎に電機モータを有する電機式である。油圧式の場合、従来の負圧ブースタに代え、中空モータとその内部のボールねじをアクチュエータとしてマスタシリンダ油圧を発生させるというシンプルな方式を採用しハイブリッド電気自動車や電気自動車の走行用モータによる回生ブレーキと協調して、自然なペダルフィーリングで必要な制動力を確保できる電動アクチュエーションを用いても良いし、ITS対応のESC(Electronic Stability Control)の多筒プランジャポンプ、あるいはギヤポンプで加圧してもよい。   The caliper is a hydraulic type or an electric type having an electric motor for each caliper. In the case of the hydraulic type, instead of the conventional negative pressure booster, a hollow motor and its internal ball screw are used as actuators to generate a master cylinder hydraulic pressure. A simple method is used to generate regenerative brakes by a traveling motor for hybrid electric vehicles and electric vehicles. In coordination with the above, electric actuation that can secure the necessary braking force with a natural pedal feeling may be used, or even if it is pressurized by the multi-cylinder plunger pump of ESC (Electronic Stability Control) compatible with ITS or a gear pump. Good.

それぞれのキャリパーは、基本的にはADASコントローラ40の演算指令に基づき、ブレーキコントローラ450により制御される。また、このブレーキコントローラ450には前出したように各輪の車輪速、操舵角、ヨーレイト、前後、横加速度などの車両情報がADASコントローラ40を経由して、あるいは直接入力され、車速V、車両横滑り角などが計算される。
そしてこれらの情報はADASコントローラ40内にて、共有情報として、常にモニタリングされている。
Each caliper is controlled by the brake controller 450 basically based on the calculation command of the ADAS controller 40. In addition, vehicle information such as wheel speed, steering angle, yaw rate, front / rear, lateral acceleration, etc. of each wheel is directly input to the brake controller 450 via the ADAS controller 40 as described above, and the vehicle speed V, vehicle A side slip angle etc. are calculated.
These pieces of information are constantly monitored as shared information in the ADAS controller 40.

ブレーキペダル11にはまた、ブレーキ反力モータ52が接続され、ADASコントローラ40の演算指令に基づき、ペダルコントローラ48により、反力制御される。また、これと同時にADASコントローラ40は、ドライバのブレーキペダル操作量、特にペダル速度から、急ブレーキを感知し、「ドライバブレーキペダル操作を用いた危険ポテンシャルの定量化」を行う。   A brake reaction force motor 52 is also connected to the brake pedal 11, and reaction control is performed by the pedal controller 48 based on a calculation command of the ADAS controller 40. At the same time, the ADAS controller 40 senses sudden braking from the amount of brake pedal operation by the driver, in particular, the pedal speed, and performs "quantification of the hazard potential using the driver brake pedal operation".

つぎに本発明の運動センサ群について述べる。   Next, the motion sensor group of the present invention will be described.

図7に示すように、横加速度センサ21と前後加速度センサ22は、重心点近辺に配置されている。また夫々の加速度センサの出力を微分して加加速度情報を得る、微分回路23、24が搭載されている。本実施例では微分回路の存在を明確化するために各センサに設置しているように図示したが、実際はADASコトローラ40に直接加速度信号を入力して各種演算処理をしてから微分処理をしてもよい。   As shown in FIG. 7, the lateral acceleration sensor 21 and the longitudinal acceleration sensor 22 are disposed near the center of gravity. Further, differentiating circuits 23 and 24 are provided which differentiate the outputs of the respective acceleration sensors to obtain jerk information. In the present embodiment, the sensor is shown as being installed in each sensor in order to clarify the presence of the differential circuit, but in actuality, the acceleration signal is directly input to the ADAS controller 40 to carry out various arithmetic processing and then to differential processing. May be

また、特開2011−7353号公報の〔0082〕〜〔0083〕に示されるように、車両速度、操舵角、車両運動モデルを用いた推定ヨーレイト・横加速度を用いて横加加速度を得てもよいし、これらを例えばセレクト・ハイなどの処理により組み合わせて用いてもよい。また、ヨーレイトセンサ38の信号を用いて車両運動モデルによる推定精度を向上するような構成となっている。   Further, as shown in [0082] to [0083] of JP 2011-7353 A, the lateral acceleration may be obtained using the vehicle speed, the steering angle, and the estimated yaw rate and lateral acceleration using the vehicle motion model. And these may be used in combination by processing such as select / high. Further, the signal of the yaw rate sensor 38 is used to improve the estimation accuracy by the vehicle motion model.

さらに運動センサ群を用いて、路面の状態(摩擦係数など)を推定したり、路面勾配などを推定し、「走行環境に対する危険ポテンシャルの定量化」を行う。ここで注意を要するのは、路面勾配が大きい下り坂の場合は危険ポテンシャルが高く、横運動連係ゲインを向上する方向で良いが、路面摩擦係数が低い場合は、危険ポテンシャルは高いが、横運動連係ゲインを向上すると車輪ロックの危険性が生じる。したがって、このような場合はゲインを増加するとともに、特許4920054号公報に示されているような車輪過スリップ防止制御を組み込む必要がある。
また、車両0には、ドライバへアシスト情報(システム稼働情報)を伝えるHVI(Human Vehicle Interface)55が搭載されている。HVI55は、ドライバが目にすることが出来る画面、警告音、あるいは各ペダルの反力制御と連携して、複数の手段でドライバにシステム稼働情報を伝える。
Furthermore, the motion sensor group is used to estimate the condition of the road surface (such as the coefficient of friction), to estimate the road surface gradient, etc., and to "quantify the danger potential to the driving environment". Here, it should be noted that if the road slope is large downhill, the danger potential is high and the lateral motion linkage gain may be improved. However, if the road surface friction coefficient is low, the danger potential is high, but lateral movement Improving the linkage gain creates a risk of wheel lock. Therefore, in such a case, it is necessary to increase the gain and to incorporate wheel over-slip prevention control as disclosed in Japanese Patent No. 4920054.
In addition, the vehicle 0 is equipped with an HVI (Human Vehicle Interface) 55 for transmitting assist information (system operation information) to the driver. The HVI 55 communicates system operation information to the driver by a plurality of means in cooperation with a screen that can be seen by the driver, a warning sound, or reaction force control of each pedal.

さらに、車両0には、ステレオカメラ70とステレオ画像処理装置701が搭載されている。ステレオカメラ70は、左右方向に2つの撮像素子であるCCDカメラで構成されている。   Furthermore, on the vehicle 0, a stereo camera 70 and a stereo image processing device 701 are mounted. The stereo camera 70 is configured of a CCD camera that is two imaging elements in the left-right direction.

2つのCCDカメラは、たとえば車室内のルームミラー(図示せず)を挟むような形で配置され、車両前方の対象物を車両固定系の異なる座標から個別に撮像し、2つの画像情報をステレオ画像処理装置701に出力する。なお、ここではCCDカメラを用いたが、CMOSカメラを用いても良い。   The two CCD cameras are arranged, for example, so as to sandwich a rearview mirror (not shown) in the vehicle compartment, individually capture an object in front of the vehicle from different coordinates of the vehicle fixed system, and stereo image information of two The image is output to the image processing apparatus 701. Although a CCD camera is used here, a CMOS camera may be used.

ステレオ画像処理装置701には、ステレオカメラ70から画像情報が入力されるとともにADASコントローラ40を経由してブレーキコントローラ450から車速Vが入力される。これらの情報に基づき、ステレオ画像処理装置701は、ステレオカメラ70からの画像情報に基づいて車両0前方の立体物データや白線データ等の前方情報を認識し、自車走行路を推定する。   The stereo image processing device 701 receives image information from the stereo camera 70 and also receives the vehicle speed V from the brake controller 450 via the ADAS controller 40. Based on these pieces of information, the stereo image processing device 701 recognizes forward information such as three-dimensional object data and white line data ahead of the vehicle 0 based on the image information from the stereo camera 70, and estimates the own vehicle traveling path.

さらに、ステレオ画像処理装置701は、自車が、今後走行していく路上に障害物や先行
車等の立体物の存在を調べ、最も近い立体物を衝突防止のための障害物として認識し、ADASコントローラ40に出力する。そして、ADASコントローラ40は、自車速度、相対位置、相対速度、相対加速度など(これを走行環境データと呼ぶ)に基づいて、「外部情報による、危険ポテンシャルの定量化」をおこなう。
Furthermore, the stereo image processing device 701 checks the existence of an obstacle or a three-dimensional object such as a leading vehicle on the road on which the vehicle travels in the future, and recognizes the closest three-dimensional object as an obstacle for collision prevention. Output to the ADAS controller 40. Then, the ADAS controller 40 performs "quantification of the hazard potential based on external information" based on the vehicle speed, relative position, relative speed, relative acceleration, etc. (this is referred to as traveling environment data).

図8に、本発明のADASコントローラ40とブレーキコントローラ450の内部構成を示す。
ブレーキコントローラ450は、基本構成として、ACC、プリクラッシュブレーキを可能とする減速度制御入力、車線逸脱防止システム用のヨーイングモーメント入力用のポートを持つ。CAN(Control Area Network)のI/Oポートの入出力情報に基づき、適切な方法で、制御指令をブレーキコントローラ450側に入力すれば、車両の減速度と、ヨーイングモーメントを制御できる。もちろん、本来のESC動作によるヨーイングモーメント指令も発生されるため、入力ポート側の指令に上限値を設け、一時無効とするなどの調停動作(四輪制動力配分)を行うロジックも組み込まれている。
FIG. 8 shows an internal configuration of the ADAS controller 40 and the brake controller 450 according to the present invention.
The brake controller 450 basically has ports for ACC, deceleration control input enabling pre-crash braking, and yawing moment input for the lane departure prevention system. If the control command is input to the brake controller 450 based on the input / output information of the CAN (Control Area Network) I / O port, the degree of deceleration of the vehicle and the yawing moment can be controlled. Of course, since the yawing moment command by the original ESC operation is also generated, the logic to perform the mediation operation (four-wheel braking force distribution) such as setting the upper limit to the command on the input port side and making it temporarily invalidated is also incorporated. .

ADASコントローラ40には、ステレオカメラ、レーダ、GPSなどから取得した撮像画像、距離情報、距離画像、相対速度、相対距離、障害物などの外部情報(外界情報)と、車速、操舵角、加速度、ヨーレイトなどの車両情報を取り込み、危険度(危険ポテンシャル)を推定する、危険ポテンシャル推定部41を有する。また、加減速度コントローラ43とヨーイングモーメントコントローラ44を有する。本実施例においては、加減速度コントローラ43には、GVCロジックが入っており、数1に基づいて、「横運動に連係した前後運動」が加減速度の指令値として求められ、ヨーイングモーメントコントローラ44には、Moment Plusロジックが入っており、数3に基づいて「横運動に連係した前後運動」がヨーイングモーメントの指令値として求められる。   The ADAS controller 40 includes external images (external information) such as a captured image obtained from a stereo camera, radar, GPS, distance information, distance image, relative speed, relative distance, obstacle, etc., vehicle speed, steering angle, acceleration, A danger potential estimation unit 41 is provided which takes in vehicle information such as a yaw rate and estimates a danger degree (danger potential). In addition, an acceleration / deceleration controller 43 and a yawing moment controller 44 are provided. In the present embodiment, the acceleration / deceleration controller 43 contains GVC logic, and based on Equation 1, “longitudinal movement linked to lateral movement” is determined as a command value for acceleration / deceleration, and the yawing moment controller 44 The “Moment Plus” logic is included, and “the back and forth movement linked to the lateral movement” is obtained as the yawing moment command value based on the equation (3).

つまり、本発明の車両の運動制御装置であるADASコントローラ40は、入力された外界情報及び車両情報に基づいて、車両の危険ポテンシャルを推定する危険ポテンシャル推定部41と、車両の横加加速度と予め定めたゲインとに基づいて車両の前後運動制御指令を生成する車両前後運動制御部(加減速度コントローラ43とヨーイングモーメントコントローラ44)と、ゲインを調整するゲイン調整部42と、を有し、ゲイン調整部42は、危険ポテンシャル推定部で推定された危険ポテンシャルに基づいてゲインが調整されることが特徴である。   That is, the ADAS controller 40, which is a motion control device of a vehicle according to the present invention, predetermines the danger potential estimating unit 41 for estimating the danger potential of the vehicle based on the input external world information and the vehicle information. A vehicle longitudinal motion control unit (acceleration / deceleration controller 43 and yawing moment controller 44) that generates a longitudinal motion control command of the vehicle based on the selected gain, and a gain adjustment unit 42 that adjusts the gain; 42 is characterized in that the gain is adjusted based on the danger potential estimated by the danger potential estimation unit.

また、ADASコントローラ40は、これら「横運動に連係した前後運動」のゲイン(加減速度コントローラ43においては数1の車両横加加速度ゲイン(第1のゲイン)Cxy、ヨーイングモーメントコントローラ44においては、数3の車両横加加速度ゲイン(第2のゲイン)Cmn)を、危険ポテンシャル推定部41が推定する危険ポテンシャルに基づき、危険ポテンシャルが予め定めた値より高い時には、危険ポテンシャルが低い時に比べ、第1のゲイン及び/又は第2のゲインが大きくなるように調整するゲイン調整部42を有する。言い方を変えれば、ゲイン調整部42は、危険ポテンシャル推定部41で危険ポテンシャルが検出された場合、検出されない場合に比べて、ゲインを大きくなるように調整する。   In addition, the ADAS controller 40 has the gain of these “back and forth movement linked to the lateral movement” (in the acceleration / deceleration controller 43, the vehicle lateral acceleration gain (first gain) Cxy of the equation 1 and the yawing moment controller 44 Of the vehicle lateral jerk gain (second gain) Cmn) based on the hazard potential estimated by the hazard potential estimating unit 41, when the hazard potential is higher than a predetermined value, the first gain is compared to when the hazard potential is low. And / or a gain adjustment unit 42 for adjusting the second gain to be large. In other words, when the danger potential is detected by the danger potential estimation unit 41, the gain adjustment unit 42 adjusts the gain to be larger than when the danger potential is not detected.

つぎに「安全運転支援システムのための移動障害物に対する危険度評価方法(http://robotics.iis.u-tokyo.ac.jp/pdf/Safety.pdf: 東京大学情報学環/生産技術研究所鈴木高宏研究室)」(非特許文献3)を参考にして、危険ポテンシャルの定量的評価方法を
示す。
Next, “A method of evaluating the degree of danger for moving obstacles for a safe driving support system (http://robotics.iis.u-tokyo.ac.jp/pdf/Safety.pdf: Informatics Circle of Tokyo University / Production Technology Research In reference to Toho Suzuki Takahiro Laboratory) (Non-Patent Document 3), a quantitative evaluation method of the hazard potential is shown.

例えば、図9に示すようにx方向に走行中の自車両0の前に、先行車101が走行しており、自車両0の位置がxf、速度がvf、加速度がafで、先行車101の位置がxp、速度がvp、加速度がapとすると、それぞれの相対位置は、xr=xf-xp、相対速度はvr=vf-vp、相対加速度は、ar=af-apとなる。   For example, as shown in FIG. 9, the preceding vehicle 101 is traveling in front of the host vehicle 0 traveling in the x direction, the position of the host vehicle 0 is xf, the speed is vf, and the acceleration is af. Assuming that the position of x is xp, the velocity is vp, and the acceleration is ap, the relative position is xr = xf-xp, the relative velocity is vr = vf-vp, and the relative acceleration is ar = af-ap.

これらの値を用いて、以下のような危険ポテンシャルが従来提案されている。   The following hazard potentials have been conventionally proposed using these values.

(1)TTC(Time-To-Collision:衝突余裕時間)(以下、数6を参照)   (1) TTC (Time-To-Collision: time to collision) (see equation 6 below)

Figure 2018177223
Figure 2018177223

TTCは、現在の相対速度が維持されると仮定して、自車が先行車に衝突するまでの時間を予測する指標である。 TTC is an index for predicting the time until the host vehicle collides with the preceding vehicle, assuming that the current relative speed is maintained.

(2)KdB(接近離間状態評価指標)(以下、数7を参照)   (2) K dB (approaching state evaluation index) (see equation 7 below)

Figure 2018177223
Figure 2018177223

KdBは、「ドライバが先行車の視覚的な面積変化によって接近・離間を検出しながら加減速操作を行っている」とする仮説に基づいて定義された指標である。 K dB is an index defined based on the hypothesis that “the driver is performing acceleration / deceleration operation while detecting approach and separation by visual area change of the preceding vehicle”.

(3)THW(Time-Head Way:車間時間)(以下、数8を参照)   (3) THW (Time-Head Way: inter-vehicle time)

Figure 2018177223
Figure 2018177223

THWは。現在の自車速度で現在の先行車位置に到達する時間を示す指標である。 THW It is an index indicating the time to reach the current leading vehicle position at the current vehicle speed.

(4)1/TTC(Time-To-Collisionの逆数)(以下、数9を参照)   (4) 1 / TTC (reciprocal of Time-To-Collision) (see below, Equation 9)

Figure 2018177223
Figure 2018177223

TTCの逆数は、先行車の大きさ(先行車に対する視覚)の増加率の時間変化、または車間距離の対数の時間変化と等価となる指標である。 The reciprocal of TTC is an index that is equivalent to the temporal change in the rate of increase of the size of the preceding vehicle (vision relative to the preceding vehicle) or the temporal change in the logarithm of the inter-vehicle distance.

(5)RF(Risk Feeling)(以下、数10を参照)   (5) RF (Risk Feeling) (see below, Equation 10)

Figure 2018177223
Figure 2018177223

RFは、先行車追従時にドライバの車速制御特性を物理量で表現することを目的として、TTCとTHWのそれぞれの逆数の線形和を、ドライバが主観的に感じるリスクとして定義する指標である(a、bはあらかじめもとめた重みつけ定数)。 RF is an index that defines the linear sum of the reciprocal of each of TTC and THW as a risk that the driver feels subjectively for the purpose of expressing the vehicle speed control characteristics of the driver as a physical quantity when following a preceding vehicle (a, b is a weighting constant determined in advance).

これらの危険ポテンシャルは、ステレオカメラのみならず、ミリ波レーダ、レーザレーダなどの前方との測距センサを用いても得ることが出来る。本実施例では、自車両0の先行車101あるいは、障害物(図示せず)への接近に伴い増加傾向を示す、数8の1/TTC(Time-To-Collisionの逆数)を用いることにする。   These dangerous potentials can be obtained not only by using a stereo camera but also by using a distance measurement sensor with the front such as a millimeter wave radar or a laser radar. In this embodiment, when using 1 / TTC (Reciprocal of Time-To-Collision) of the number 8, which shows an increasing tendency as the host vehicle 0 approaches the preceding vehicle 101 or an obstacle (not shown). Do.

図10に、1/TTCと、相対的な障害物との距離Di、そして衝突危険ポテンシャルの関係を模式的に示す。先行車101(止まっている場合、障害物)との距離が縮まると、1/TTCが増加し、危険ポテンシャルが向上している様子が示されている(ただし、相対速度は一定と想定している)。   FIG. 10 schematically shows the relationship between 1 / TTC, relative obstacle distance Di, and collision risk potential. It is shown that 1 / TTC increases when the distance to the preceding vehicle 101 (an obstacle stops) decreases, and the danger potential is improved (however, assuming that the relative speed is constant) Yes).

例えば障害物との距離をD4として遠い場合、1/TTCは、1/tc0と、小さい値となり、このときに危険ポテンシャルはRP0となり危険は無い(RP0≒0)。   For example, when the distance to the obstacle is D4, the 1 / TTC becomes a small value of 1 / tc0, and at this time, the danger potential is RP0 and there is no danger (RP000).

一方、距離が短くなると衝突の危険性は急激に高くなり、距離D1より短くなると危険ポテンシャルは大幅に大きくなる。この危険ポテンシャルの定量化は、図10の実線のように段階的にしても良いし、図10の点線のように、連続的にしても良い。このように1/TTCにより、危険ポテンシャルの定量的評価が可能となる。   On the other hand, when the distance is short, the risk of collision increases rapidly, and when the distance is shorter than D1, the danger potential becomes significantly large. The quantification of the hazard potential may be stepwise as shown by the solid line in FIG. 10 or may be continuous as shown by the dotted line in FIG. Thus, 1 / TTC enables quantitative assessment of the hazard potential.

図11は、ドライバ操舵操作を用いた危険ポテンシャルの定量的評価を車載のステアリング角センサが出力する操舵角速度情報に基づいて行った例を示している。一般的に緊急操舵を行い、衝突を回避しているときには、操舵速度が早くなる。したがって、操舵速度が遅い場合は、通常運転時で、早い場合は、危険ポテンシャルが高い時と位置づけることができる。   FIG. 11 shows an example in which the quantitative evaluation of the dangerous potential using the driver's steering operation is performed based on the steering angular velocity information output by the on-vehicle steering angle sensor. Generally, emergency steering is performed to increase the steering speed when avoiding a collision. Therefore, when the steering speed is slow, it can be positioned during normal driving, and when it is fast, it may be positioned as the time when the danger potential is high.

操舵角速度が正の場合、左側に操舵を増し、操舵角速度が負の場合は、右に操舵を増している状態である。   When the steering angular velocity is positive, the steering is increased to the left, and when the steering angular velocity is negative, the steering is increased to the right.

図11では、危険ポテンシャルが左右の操舵角速度に対して対称になっているが、「右側通行」「左側通行」に対して左右、非対象にしても良いし、カウンターステア(有る方向に操舵している状態で、逆方向に急激に戻す)などを考慮して、操舵角速度のみならず、操舵角と操舵角速度の2次元マップとしても良い。さらにこの危険ポテンシャルの定量化は、図10の実線のように段階的にしても良いし、図10の点線のように、連続的にしても良い。   In FIG. 11, the danger potential is symmetrical with respect to the steering angular velocity on the left and right, but it may be left and right or not for “right-hand traffic” and “left-hand traffic”. In the above state, not only the steering angular velocity but also a two-dimensional map of the steering angle and the steering angular velocity may be adopted in consideration of the sudden return in the opposite direction. Furthermore, the quantification of the hazard potential may be stepwise as shown by the solid line in FIG. 10, or may be continuous as shown by the dotted line in FIG.

また、本実施例では図面は省略するが、アクセルオフ側のペダル角速度、ブレーキ踏みこみ側のペダル角速度についても「角速度が大きい時には危険ポテンシャルが高い」として危険ポテンシャルを定義し、危険ポテンシャルの定量的評価を行ってもよい。   Although the drawing is omitted in the present embodiment, the dangerous potential is defined as "the dangerous potential is high when the angular velocity is large" also with respect to the pedal angular velocity on the accelerator off side and the pedal angular velocity on the brake stepping side. You may make an evaluation.

図12は、図10、図11の定量的な危険ポテンシャルに対し、定性的な危険度の評価指標を対応させ、また、図13は、本発明の実施例において危険ポテンシャルが定量化された場合の各定量値に対するシステムの稼働状況を示した表である。「自動ブレーキ」、「横運動に連係した前後運動連係ゲインの調整」、HVI55の「マルチインフォメーションディスプレイの表示」、「ブザー」、「ステア反力、ペダル反力等の振動」など、システムの稼働指令の計算はADASコントローラ40が、一括して管理している。以下、危険ポテンシャルとシステムの稼働について概説していく。   FIG. 12 corresponds the qualitative risk evaluation index to the quantitative risk potential of FIG. 10 and FIG. 11, and FIG. 13 shows the case where the hazard potential is quantified in the embodiment of the present invention. The table shows the operating status of the system for each of the quantitative values of. System operation such as "automatic brake", "adjustment of longitudinal motion linkage gain linked to lateral movement", "display of multi-information display" of HVI 55, "buzzer", "vibration such as steering reaction force, pedal reaction force" The calculation of the command is collectively managed by the ADAS controller 40. The following outlines the hazard potential and the operation of the system.

RPOは、「危険なし」の状況を示しており、通常の運転状況では、ほとんどこの状態である(発生頻度が高い)。   RPO indicates a "no risk" situation, which is almost the case (high frequency of occurrence) under normal operating conditions.

このような状態では衝突回避のための自動ブレーキ制御(横運動に連係していない直線ブレーキ)の必要は無い。また、「横運動に連係した前後運動」は、緊急回避などの急激な横移動をアシストする可能性は低く、このため横運動連係ゲインの大きさは、横運動によるロールと前後運動によるピッチがドライバにとって違和感のない範囲に留めておくことが重要となる。   Under such conditions, there is no need for automatic brake control (straight brake not linked to lateral movement) for collision avoidance. In addition, “possibly anteroposterior movement linked to side movement” is unlikely to assist rapid side movement such as emergency avoidance, so the size of the side movement linkage gain is determined by the roll due to the side movement and the pitch due to the back and forth movement. It is important to keep the driver in a comfortable range.

そして、ドライバが直進修正操舵を加えたり、緩いレーンチェンジ(時間をかけて別のレーンに移動)を行ったりするときに、大きな減速度によって「引っかかり感」が生じないようにしておくことが肝要である。また、極端な例として、このときのゲインをゼロにしておくと、通常時は減速用アクチュエータの稼働頻度を著しくさげることができ、耐久性要件を大幅に緩和することができる。また、NVH性能が低い安価な減速用アクチュエータを搭載した車両に対しても、NVH性能が問題になる確率を大幅に低減できる。HVI55のマルチインフォメーションディスプレイ、ブザー、ステア反力、ペダル反力等の振動制御は行わない。   Then, it is important to make sure that a large deceleration does not cause a "sticky feeling" when the driver applies straight correction steering or performs a slow lane change (moving to another lane over time). It is. Also, as an extreme example, if the gain at this time is zero, the operating frequency of the deceleration actuator can be significantly reduced under normal conditions, and the durability requirement can be significantly alleviated. In addition, it is possible to significantly reduce the probability that the NVH performance will be a problem even for a vehicle equipped with an inexpensive deceleration actuator with low NVH performance. Vibration control of the HVI55's multi-information display, buzzer, steering reaction force, pedal reaction force, etc. is not performed.

つぎにRP1は「衝突の可能性がある」という状況で、加減速無くこのままの状態を続けると、衝突する状況である。したがって、ドライバに対して、ブレーキ(エンジンブレーキを含む)を促す必要がある(この段階では自動ブレーキ制御は行わない)。   Next, RP1 is in a collision situation if it continues in this situation without acceleration or deceleration in a situation where there is a possibility of collision. Therefore, it is necessary to urge the driver to brake (including the engine brake) (automatic brake control is not performed at this stage).

このとき、マルチインフォメーションディスプレイには、前方車両表示とともに前方注意と表示するとともに、「ピピピ…。」というブザーを鳴らし、ドライバに衝突の可能性を伝える。さらにはステア反力、ペダル反力等に弱い振動を与え注意を促す。   At this time, on the multi-information display, a front warning and a front warning are displayed on the multi-information display, and a buzzer "Pippi ..." is sounded to notify the driver of the possibility of a collision. Furthermore, weak vibration is given to the steering reaction force, the pedal reaction force, etc. to warn them.

RP1のときには、横運動連係ゲイン(ここではCxy)は、RP0のときに比べて大きく設定し万一の衝突を避ける操舵回避のための回避ポテンシャルを向上させておく(操舵が成されない場合は、車両運動に影響を及ぼすものではない)。   In the case of RP1, the lateral motion linkage gain (Cxy in this case) is set larger than in the case of RP0 to improve the avoidance potential for steering avoidance to avoid a collision (if steering is not performed, It does not affect vehicle movement).

危険ポテンシャルがRP2となると「衝突の可能性が高い」状況となり、特許文献1と同様に、ドライバがブレーキをかけなくても、弱い自動ブレーキ(警報ブレーキ)がかかる。この自動ブレーキは、横運動に連係したものではなく〔数1〕のGx_DCにあたるものである。横運動連係ゲインの大きさは、RP1のときに比べて大きく設定し、緊急回避に備えて回避ポテンシャルをさらに向上させておく。ディスプレイ、ブザーは、RP1と同じであるが、ステア反力、ペダル反力はRP1に比べて、大きな振動とする。   When the danger potential becomes RP2, a situation of "high possibility of collision" is obtained, and as in Patent Document 1, even if the driver does not brake, weak automatic braking (alarm braking) is applied. This automatic brake is not linked to the lateral movement, but corresponds to Gx_DC of [Equation 1]. The magnitude of the lateral motion linkage gain is set larger than that of RP1, and the avoidance potential is further improved in preparation for emergency avoidance. The display and the buzzer are the same as RP1, but the steering reaction force and the pedal reaction force have large vibrations compared to RP1.

さらに、RP3は、「衝突の可能性が非常に高い」状況であり、強い自動ブレーキ(緊急ブレーキ)がかかる。さらに横運動連係ゲインの大きさはRP2に比べ、さらに大きくする。ブザー音は連続の「ピーー」という連続音になり、ステア反力、ペダル反力をRP2に比べて、大きな振動とする。   Furthermore, RP3 is a "very likely to crash" situation and has strong automatic braking (emergency braking). Furthermore, the magnitude of the lateral motion linkage gain is made larger than that of RP2. The buzzer sound is a continuous sound called "peep", and the steering reaction force and the pedal reaction force are vibrated to a large degree as compared with RP2.

図14は、これらの状況を模式的に示す図である。この例の「横運動に連係した前後運動」はGVCを採用している。   FIG. 14 schematically shows these situations. In this example, "front-back motion linked to lateral motion" adopts GVC.

上記数1で表せるGVCは、符号関数、一次遅れなどを省略して考えると図中にあるように、減速度指令値は、車両横加加速度に横運動連係ゲインである-Cxyを掛け合わせたものとなる。障害物(図14ではエルク)に近づいていくにつれ、ゲインCxyを大きく設定し、警報後の回避、警報ブレーキ後の回避、緊急ブレーキ後の回避を行う。   The GVC which can be expressed by the above equation 1 is obtained by multiplying the vehicle lateral acceleration by the lateral motion linkage gain -Cxy, as shown in the figure, considering that the sign function, the first-order lag, etc. are omitted. It becomes. The gain Cxy is set larger as approaching the obstacle (in FIG. 14, the elk), and the avoidance after the alarm, the avoidance after the alarm brake, and the avoidance after the emergency brake are performed.

また、ゲインCxyは定量化された危険ポテンシャルの増加に伴い、段階的に増加するように変えても、連続的に増加するように変えても良い。   Also, the gain Cxy may be changed to increase stepwise or increase continuously as the quantified danger potential increases.

図15は、「警報ブレーキ」「緊急ブレーキ」のような自動ブレーキによる直線減速とGVCによる横運動に連係した前後運動との連係状況を示す図である。   FIG. 15 is a diagram showing a linkage situation between linear deceleration by automatic braking such as “alarm braking” and “emergency braking” and longitudinal movement linked to lateral movement by GVC.

特に左の図は、車両前後加速度をx軸に、車両横加速度をy軸とし、車両の合成加速度ベクトルG(Gx、Gy)がどのように推移するかを示す”g-g”ダイアグラムを示している。   In particular, the left figure shows the "gg" diagram showing how the composite acceleration vector G (Gx, Gy) of the vehicle changes with the vehicle longitudinal acceleration as the x axis and the vehicle lateral acceleration as the y axis. .

図14に示すように、本発明においては、「警報ブレーキ後の回避」「緊急ブレーキ後の回避」を考慮する必要がある。先にも述べたとおり、特許文献1を参照して構成し、図13、図14に示した各自動ブレーキ制御は、前後運動のみを制御した直線減速である。   As shown in FIG. 14, in the present invention, it is necessary to consider "avoidance after alarm brake" and "avoidance after emergency brake". As described above, each automatic brake control which is configured with reference to Patent Document 1 and shown in FIGS. 13 and 14 is linear deceleration in which only longitudinal motion is controlled.

したがって図15の”g-g”ダイアグラムに示すと、x軸上のみの減速度推移となる(数1のGx_DC)。これに対して、この直線減速を考慮せず、ステアリングによる回避動作時のGVC単体での減速度と横加速度の合成加速度ベクトルG(Gx、Gy)の推移を示したものが、図15中の曲線である。その始点は原点からで、左への回避の際は正の横加速度と、これに連係して前後方向の減速度が加わるので横加速度が増加して他車線に移動していくときは、第4象限での推移となる。   Therefore, as shown in the “g-g” diagram of FIG. 15, the transition of the deceleration on the x axis is only (Gx_DC of equation 1). On the other hand, FIG. 15 shows the transition of the combined acceleration vector G (Gx, Gy) of the GVC alone and lateral acceleration at the time of the avoidance operation by the steering without considering this linear deceleration. It is a curve. The starting point is from the origin, and in the case of avoidance to the left, positive lateral acceleration and the longitudinal deceleration are linked to this, so when lateral acceleration increases and you move to another lane, It will be a transition in four quadrants.

一方、特許文献1にも記載されているように、警報ブレーキあるいは緊急ブレーキなどの自動ブレーキ制御は、ドライバによる操舵角、あるいは操舵角速度が大きくなると、制動制御を禁止する時間を設定しているために、回避動作を開始すると、自動ブレーキ制御は、解除される。ここでGVCにより、横運動に連係した減速度制御は行われるのであるが、自動ブレーキ制御が解除されGVCによる減速が立ち上がってくるまでの間、一瞬減速度の落ち込みが発生する可能性がある。これはいわゆる「G抜け(ブレーキ抜け)」として、フィーリングの悪化を招くだけではなく、ピッチングによるドライバ視点の急激な変動、あるいはタイヤの接地荷重の変動の原因となり、操舵による回避性能の低下が懸念される。   On the other hand, as described also in Patent Document 1, the automatic brake control such as the alarm brake or the emergency brake sets a time for prohibiting the braking control when the steering angle by the driver or the steering angular velocity becomes large. When the avoidance operation is started, the automatic brake control is released. Here, although the deceleration control linked to the lateral movement is performed by the GVC, there is a possibility that a drop in deceleration will occur momentarily until the automatic brake control is released and the deceleration by the GVC starts. This is not only a deterioration in feeling but also a sudden change in the driver's viewpoint due to pitching or a change in the ground contact load of the tire as a so-called "G out" (brake out), and a decrease in the avoidance performance due to steering I am concerned.

本発明においては、ADASコントローラ40の中に、自動ブレーキによる直線減速指令が、操舵開始タイミングで急激に(ステップ状に)低下しないように、例えば一次遅れフィルター(ローパスフィルタ)のような平滑手段により、操舵操作により発生する横運動に連係したGVCによる減速との間を、滑らかにつなぎ合わせ、図15にあるように、自動ブレーキによる直線減速(A点)からB点を通り、横運動のみのC点へと推移させることができる。   In the present invention, in the ADAS controller 40, smoothing means such as a first-order lag filter (low-pass filter) is used so that the linear deceleration command by the automatic brake does not drop rapidly (stepwise) at the steering start timing. Smoothly connect the deceleration by GVC linked to the lateral movement generated by the steering operation, and, as shown in FIG. 15, from the linear deceleration by automatic brake (point A) through point B, only lateral movement It can be made to transition to point C.

これにより、ドライバの視点の安定、接地荷重変動が低減でき、緊急時でも落ち着いて回避動作を行いやすくなる。   As a result, the driver's viewpoint can be stabilized, and ground load fluctuation can be reduced, and it becomes easy to calm down and perform the avoidance operation even in an emergency.

図16は、図8の車両の運動制御システム構成をより明確に示した概念図である。   FIG. 16 is a conceptual diagram showing the motion control system configuration of the vehicle of FIG. 8 more clearly.

ステレオカメラなど外界センサにて障害物との相対距離、相対速度、相対加速を検出し、ADASコントローラ40は、この情報を用いて例えば1/TTCという判断基準で危険ポテンシャルを定量化する。ADASコントローラ40においては、危険度に応じて、横運動に連係した前後運動(図16ではGVC)の横運動連係ゲインCxyを記憶しているマップなどで構成されるゲイン調整部42により、加減速度コントローラ43(図16ではGVCコントローラ)のゲインを変更する。つまり、ゲイン調整部42は、予め記憶された危険ポテンシャルに応じたゲインの値が記されたマップを用いて、推定された危険ポテンシャルに対応するゲインが出力される構成にしても良い。   The relative distance to the obstacle, relative velocity, and relative acceleration are detected by an external sensor such as a stereo camera, and the ADAS controller 40 uses this information to quantify the hazard potential on the basis of, for example, 1 / TTC. In the ADAS controller 40, acceleration / deceleration is performed by the gain adjustment unit 42 configured of a map or the like storing the lateral motion linkage gain Cxy of the back and forth motion (GVC in FIG. 16) linked to the lateral motion according to the degree of danger. The gain of the controller 43 (GVC controller in FIG. 16) is changed. That is, the gain adjustment unit 42 may be configured to output the gain corresponding to the estimated dangerous potential using a map in which the value of the gain corresponding to the dangerous potential stored in advance is described.

加減速度コントローラ43では、操舵角、ヨーレイト、横加速度、横加加速度などの横運動情報を受けて、減速度指令を形成するための信号処理を行う(数1の計算)。   The acceleration / deceleration controller 43 receives the lateral movement information such as the steering angle, the yaw rate, the lateral acceleration, and the lateral acceleration, and performs signal processing for forming a deceleration command (calculation of Equation 1).

そして、ADASコントローラ40は、ブレーキ制御装置、回生制動用のモータ、あるいはCVTなどに減速指令を送り、危険ポテンシャル基づく、好適な横運動に連係した前後運動制御が実現できる。もし、ドライバが回避操作を行わない場合には、横運動に連係した減速指令は発令されないが、危険ポテンシャルに基づく直線制動制御は勿論行われることになる。システムとしては、緊急回避操舵操作が行われた場合の回避ポテンシャルを向上させてはいるが、横運動に連係した前後運動制御の稼働は、自動的に行われるものではなく、ドライバの意思(操舵操作)に基づいて、初めて行われるものであることに注意を要する
Then, the ADAS controller 40 can send a deceleration command to the brake control device, the motor for regenerative braking, or the CVT, etc., and can realize forward / backward motion control linked to a suitable lateral motion based on the danger potential. If the driver does not perform the avoidance operation, the deceleration command associated with the lateral movement is not issued, but linear braking control based on the danger potential will of course be performed. As a system, although the avoidance potential is improved when the emergency avoidance steering operation is performed, the operation of the longitudinal motion control linked to the lateral movement is not performed automatically, and the driver's intention (steering (steering It should be noted that the operation is the first to be performed based on the operation).

また、回避動作時に、高度な運転操作により回避を試みるドライバに対しては、ドライバ動作と「横運動に連係した前後運動制御」が干渉を及ぼす可能性もぬぐいきれない。   Further, at the time of the evasion operation, the driver's operation and the "back and forth movement control linked to the lateral movement" may not interfere with the driver trying to avoid by the advanced driving operation.

例えば、後輪駆動車両の場合、操舵操作と合わせて、アクセルを全開にして、駆動力により後輪横力を低減させ、急激にヨーイング運動を立ち上げて回避を行うかもしれないし、パーキングブレーキを操作して後輪をロックさせて、いわゆるスピンターン状態で回避を行うかもしれない。   For example, in the case of a rear-wheel drive vehicle, along with the steering operation, the accelerator may be fully opened to reduce the lateral force of the rear wheel by the driving force, and the yawing motion may be sharply started to avoid. It may be operated to lock the rear wheels and avoid in the so-called spin turn condition.

このような状況に対しては、アクセル、あるいはパーキングブレーキの操作量にあらかじめ設定した閾値を設け、この閾値を超えたときには、「横運動に連係した前後運動」の横運動連係ゲインを危険ポテンシャルに応じて決定されたゲインに比べて小さくするように設定している。具体的には、横運動に連係した前後運動制御指令は、加速指令と減速指令があり、加速指令は、ドライバからのブレーキ操作指令が、予め定めた閾値を超えて入力された場合にゼロとなり、減速指令は、ドライバからのアクセル操作指令が、予め定めた閾値を超えて入力された場合にゼロとなる。   In such a situation, a threshold set in advance for the operation amount of the accelerator or parking brake is provided, and when this threshold is exceeded, the lateral motion linkage gain of “front and rear motion linked to lateral motion” is regarded as a danger potential It is set to be smaller than the gain determined accordingly. Specifically, the longitudinal motion control command linked to the lateral motion includes an acceleration command and a deceleration command, and the acceleration command is zero when the brake operation command from the driver is input beyond a predetermined threshold. The deceleration command is zero when an accelerator operation command from the driver is input beyond a predetermined threshold.

最後に、図17を用いて、本発明により実現できる、横運動に連係した前後運動を実現する減速アクチュエータに対する要件の緩和について述べる。   Finally, FIG. 17 will be used to describe the relaxation of the requirements for the deceleration actuator that realizes the back and forth movement linked to the lateral movement, which can be realized by the present invention.

図16に示すような減速アクチュエータのうち、ポンプアップした油圧を用いて減速させるいわゆるESCを用いたものは、他のモータによる回生、あるいはCVT等に比べて、ポンプ部分の耐久性が課題となる場合が多い。さらに作動時の音なども課題となる場合が多い。これらの課題に対しては、多気筒のプランジャポンプやギヤポンプを用いた、いわゆる「プレミアム仕様」にて通常領域からの稼働に対応している。一方、価格レンジの低い車両においてもESCは義務付けられているが、これらの車両にはコストの制約上採用できな
い。このような価格レンジの低い車両においても、本発明を適用し、緊急回避性能を向上することが出来る。
Among the decelerating actuators as shown in FIG. 16, those using so-called ESCs for decelerating using hydraulic pressure with the pump up have a problem of durability of the pump part compared to regeneration by other motors or CVT etc. There are many cases. Furthermore, the sound at the time of operation etc. often becomes a problem. To cope with these problems, so-called "premium specifications" using a multi-cylinder plunger pump and a gear pump are compatible with operation from the normal region. On the other hand, ESC is required even for vehicles with low price range, but these vehicles can not be adopted due to cost constraints. Even in such a low price range vehicle, the present invention can be applied to improve the emergency avoidance performance.

ADASコントローラ40のゲイン調整部42において、図13のように危険ポテンシャルがRP0すなわち危険無しの状態での横運動連係ゲインを「ゼロ」に設定すると、危険が無い状態では、横運動が発生しても、前後運動制御指令はゼロとなり減速アクチュエータは稼働しない。   In the gain adjustment unit 42 of the ADAS controller 40, if the horizontal motion linkage gain is set to “zero” when the dangerous potential is RP0, that is, there is no danger as shown in FIG. Also, the back and forth motion control command becomes zero and the speed reduction actuator does not operate.

ここで、図17の一番上の危険リスク頻度グラフを見ると、通常時(危険なし)が生涯運行状況のうちのほとんどであることがわかる。したがって通常時のゲインをゼロにしておくことにより、耐久性に大きな影響を与える稼働時間を大幅に提案できる。   Here, from the danger risk frequency graph at the top of FIG. 17, it can be understood that the normal time (without danger) is most of the lifetime operation status. Therefore, by setting the normal gain to zero, it is possible to significantly propose an operating time that greatly affects the durability.

例えば、本発明を採用せず、「危険なし」状態(RP0)から「衝突の可能性が非常に高い」状態(RP3)まで同じゲイン(正規化ゲイン1.0)とした場合に比べ、定量評価された危険度に対し、危険度が増すにつれて以下のように
RP0に対するゲイン 0.0
RP1に対するゲイン 1.0
RP2に対するゲイン 1.5
RP3に対するゲイン 2.0
ゲインを増加させる本発明の制御方法を採用すると、生涯正規化稼働時間(稼働強さも考慮)を2.3%にまで低減できる。また、危険リスクが高い時は、多少の作動音、振動、ぎくしゃく感は、容認されるため、価格レンジの低い車両においても(ESCは標準装着であるため)本発明により、緊急回避性能を向上することが出来る。
For example, it is evaluated quantitatively compared with the case where the present invention is not adopted and the same gain (normalized gain 1.0) is given from the "no danger" state (RP0) to the "very high possibility of collision" state (RP3). As the risk increases, the following
Gain for RP0 0.0
Gain for RP1 1.0
Gain for RP2 1.5
Gain 2.0 for RP3
Adopting the control method of the present invention to increase the gain can reduce the lifetime normalized operating time (also considering the operating strength) to 2.3%. Also, when the danger risk is high, some operation noise, vibration and jerkyness are acceptable, so the present invention improves emergency avoidance performance even with a low price range vehicle (because the ESC is standard installation) You can do it.

以上、横運動に連係した前後運動制御について、横運動連係ゲインを増加した時の制御効果、体感上の課題、アクチュエータ課題について述べ、本発明による具体的な危険ポテンシャルの定量化方法、危険ポテンシャルに基づく横運動連係ゲインの調整方法、また横運動連係ゲインの調整による効果を示してきた。   As to the longitudinal motion control linked to the lateral motion, the control effect when increasing the lateral motion linkage gain, the sensory problems, and the actuator task are described, and the method for quantifying the specific hazard potential according to the present invention, the hazard potential We have shown the adjustment method of the lateral motion linkage gain based on it and the effect by the adjustment of the lateral motion linkage gain.

本発明によると、通常時には、ぎくしゃくせず、緊急回避操舵時には確実にドライバをアシストする車両の運動制御装置を提供することができる。また発生頻度が非常に高い「通常領域」のゲインをゼロにすることにより、耐久性、NVH性能が低い制動アクチュエータを採用できる可能性を広げ、低コストレンジの車両にまで、上述のメリットを享受することを可能と提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a motion control device for a vehicle that normally assists the driver during emergency avoidance steering without causing jerkyness. In addition, by setting the gain in the "normal region" where the frequency of occurrence is extremely high to zero, the possibility of adopting a braking actuator with low durability and low NVH performance is broadened, and the above-mentioned merit is enjoyed to vehicles with a low cost range. Can be provided with

0 車両
1 エンジン
2 自動変速機
7 パワーステアリング
10 アクセルペダル
11 ブレーキペダル
16 ステアリング
21 横加速度センサ
22 前後加速度センサ
23、24、 微分回路
31 アクセルポジションセンサ
32 ブレーキペダルポジションセンサ
33 ドライバ舵角センサ
38 ヨーレイトセンサ
40 ADASコントローラ
41 危険ポテンシャル推定部
42 横運動連係ゲイン調整手段
43 前後加減速度調整手段
44 モーメント調整手段
450 ブレーキコントローラ
451 ESC制御部
452 四輪ブレーキ力配分調整手段
45 ステアリングコントローラ
46 パワートレインコントローラ
48 ペダルコントローラ
51 アクセル反力モータ
52 ブレーキペダル反力モータ
53 ステア反力モータ
61 左前輪
62 右前輪
63 左後輪
64 右後輪
70 ステレオカメラ
701 ステレオ画像処理装置
Reference Signs List 0 vehicle 1 engine 2 automatic transmission 7 power steering 10 accelerator pedal 11 brake pedal 16 steering 21 lateral acceleration sensor 22 longitudinal acceleration sensor 23, 24, differential circuit 31 accelerator position sensor 32 brake pedal position sensor 33 driver steering angle sensor 38 yaw rate sensor 40 ADAS Controller 41 Hazard Potential Estimator 42 Lateral Motion Linkage Gain Adjustment Means 43 Forward / Backward Acceleration / Deceleration Adjustment Means 44 Moment Adjustment Means 450 Brake Controller 451 ESC Controller 452 Four Wheel Brake Force Distribution Adjustment Means 45 Steering Controller 46 Power Train Controller 48 Pedal Controller 51 accelerator reaction motor 52 brake pedal reaction motor 53 steering reaction motor 61 left front wheel 62 right front wheel 63 Left rear wheel 64 Right rear wheel 70 Stereo camera 701 Stereo image processor

Claims (18)

入力された外界情報及び車両情報に基づいて、車両の危険ポテンシャルを推定する危険ポテンシャル推定部と、
車両の横加加速度と予め定めたゲインとに基づいて車両の前後運動制御指令を生成する車両前後運動制御部と、
前記ゲインを調整するゲイン調整部と、を有し、
前記ゲイン調整部は、前記危険ポテンシャル推定部で推定された前記危険ポテンシャルに基づいて前記ゲインが調整され、
前記車両前後運動制御部は、
車両の横加加速度と予め定めた第1のゲインに基づいて車両の前後加速度指令値を算出し、前記前後加速度指令値を出力する加減速制御部と、
車両の横加加速度と予め定めた第2のゲインに基づいて車両のヨーモーメント指令値を算出し、前記ヨーモーメント指令値を出力するヨーモーメント制御部と、を有し、
前記ゲイン調整部は、前記危険ポテンシャル推定部で推定された前記危険ポテンシャルに基づいて前記第1のゲイン又は前記第2のゲインが調整される車両の運動制御装置。
A danger potential estimation unit for estimating the danger potential of the vehicle based on the input external world information and the vehicle information;
A vehicle longitudinal motion control unit that generates a longitudinal motion control command of the vehicle based on a lateral acceleration of the vehicle and a predetermined gain;
And a gain adjustment unit configured to adjust the gain.
The gain adjustment unit adjusts the gain based on the danger potential estimated by the danger potential estimation unit,
The vehicle longitudinal motion control unit
An acceleration / deceleration control unit that calculates a longitudinal acceleration command value of the vehicle based on a lateral acceleration of the vehicle and a predetermined first gain, and outputs the longitudinal acceleration command value;
And a yaw moment control unit that calculates a yaw moment command value of the vehicle based on a lateral acceleration of the vehicle and a predetermined second gain, and outputs the yaw moment command value.
The said gain adjustment part is a motion control apparatus of the vehicle by which said 1st gain or said 2nd gain is adjusted based on the said dangerous potential estimated by the said dangerous potential estimation part.
請求項1に記載の車両の運動制御装置において、
前記ゲイン調整部は、前記危険ポテンシャル推定部で前記危険ポテンシャルが検出された場合、検出されない場合に比べて、前記ゲインを大きくなるように調整する車両の運動制御装置。
In the vehicle motion control device according to claim 1,
The vehicle motion control device, wherein the gain adjustment unit adjusts the gain to be larger when the danger potential is detected by the danger potential estimation unit than when the danger potential is not detected.
請求項1に記載の車両の運動制御装置において、
前記ゲイン調整部は、前記危険ポテンシャル推定部で推定された前記危険ポテンシャルが予め定めた値より高い場合、前記値より低い場合に比べて、前記第1のゲイン又は前記第2のゲインが大きくなるように調整する車両の運動制御装置。
In the vehicle motion control device according to claim 1,
When the danger potential estimated by the danger potential estimation unit is higher than a predetermined value, the gain adjustment unit makes the first gain or the second gain larger than when the danger potential is lower than the predetermined value. Motion control device of the vehicle to adjust.
請求項1に記載の車両の運動制御装置において、
前記ゲイン調整部は、前記危険ポテンシャル推定部で推定された前記危険ポテンシャルに基づいて前記第1のゲイン及び前記第2のゲインが調整される車両の運動制御装置。
In the vehicle motion control device according to claim 1,
The said gain adjustment part is a motion control apparatus of the vehicle by which said 1st gain and said 2nd gain are adjusted based on the said dangerous potential estimated by the said dangerous potential estimation part.
請求項2に記載の車両の運動制御装置において、
前記ゲイン調整部は、前記危険ポテンシャルが検出されない場合、前記ゲインをゼロとなるように調整する車両の運動制御装置。
In the vehicle motion control device according to claim 2,
The said gain adjustment part is a motion control apparatus of the vehicle which adjusts the said gain to be zero, when the said dangerous potential is not detected.
請求項1に記載の車両の運動制御装置において、
前記外界情報は、カメラ又はレーダから取得した自車前方外界情報であって、
前記車両情報は、車速、操舵角、加速度、ヨーレイト、ペダル操作速度、ブレーキ操作速度の少なくとも1つの情報である車両の運動制御装置。
In the vehicle motion control device according to claim 1,
The outside world information is the forward external world information of the vehicle acquired from a camera or a radar, and
The motion control device for a vehicle, wherein the vehicle information is at least one of a vehicle speed, a steering angle, an acceleration, a yaw rate, a pedal operation speed, and a brake operation speed.
請求項1に記載の車両の運動制御装置において、
前記危険ポテンシャル推定部は、車両の危険ポテンシャルの定量的評価を推定する車両の運動制御装置。
In the vehicle motion control device according to claim 1,
The said danger potential estimation part is a motion control apparatus of the vehicle which estimates the quantitative evaluation of the danger potential of a vehicle.
請求項1に記載の車両の運動制御装置において、
前記車両の危険ポテンシャルの定量的評価は、衝突余裕時間や操舵角速度に基づいて、定量化される車両の運動制御装置。
In the vehicle motion control device according to claim 1,
The vehicle motion control device wherein the quantitative evaluation of the danger potential of the vehicle is quantified based on a collision margin time and a steering angular velocity.
請求項1記載の車両の運動制御装置において、
前記ゲイン調整部は、予め記憶された前記危険ポテンシャルに応じた前記ゲインの値が記されたマップを用いて、推定された前記危険ポテンシャルに対応する前記ゲインが出力される車両の運動制御装置。
In the vehicle motion control device according to claim 1,
The said gain adjustment part is a motion control apparatus of the vehicle by which the said gain corresponding to the said dangerous potential estimated is output using the map by which the value of the said gain according to the said dangerous potential stored beforehand was described.
請求項1に記載の車両の運動制御装置において、
前記車両前後運動制御部は、車両の横加速度の絶対値が増加する時、車両が減速し、車両の横加速度の絶対値が減少する時、車両が加速するように前記車両の前後運動制御指令が生成される車両の運動制御装置。
In the vehicle motion control device according to claim 1,
The vehicle longitudinal motion control unit instructs the vehicle longitudinal motion control to accelerate the vehicle when the absolute value of the lateral acceleration of the vehicle increases and the vehicle decelerates and the absolute value of the lateral acceleration of the vehicle decreases. Motion control device of the vehicle where it is generated.
請求項1に記載の車両の運動制御装置において、
前記車両前後運動制御部は、車両の操舵角の絶対値が増加する時、車両が減速し、車両の操舵角の絶対値が減少する時、車両が加速するように前記車両の前後運動制御指令が生成される車両の運動制御装置。
In the vehicle motion control device according to claim 1,
The fore-and-aft motion control unit instructs the fore-and-aft motion control of the vehicle to accelerate the vehicle when the absolute value of the steering angle of the vehicle decreases and the absolute value of the steering angle of the vehicle decreases. Motion control device of the vehicle where it is generated.
距離取得手段が取得した障害物までの距離情報及び車両情報に基づいて、車両の危険ポテンシャルを推定する危険ポテンシャル推定部と、
前記車両の横加加速度と予め定めたゲインとに基づいて前記車両のヨーモーメント指令値を算出し、前記ヨーモーメント指令値を出力するヨーモーメント制御部と、
前記ゲインを調整するゲイン調整部と、を有し、
前記ゲイン調整部は、前記危険ポテンシャル推定部で推定された前記危険ポテンシャルに基づいて前記ゲインが調整され、
前記ヨーモーメント指令値は、車両の横加速度の絶対値が増加するときに前記車両の旋回を促進し、前記車両の横加速度の絶対値が減少するときに前記車両の旋回が復元するように生成される車両の運動制御装置。
A danger potential estimation unit that estimates the danger potential of the vehicle based on the distance information to the obstacle acquired by the distance acquisition means and the vehicle information;
A yaw moment control unit that calculates a yaw moment command value of the vehicle based on the lateral acceleration of the vehicle and a predetermined gain, and outputs the yaw moment command value;
And a gain adjustment unit configured to adjust the gain.
The gain adjustment unit adjusts the gain based on the danger potential estimated by the danger potential estimation unit,
The yaw moment command value is generated so as to promote the turning of the vehicle when the absolute value of the lateral acceleration of the vehicle increases and restore the turning of the vehicle when the absolute value of the lateral acceleration of the vehicle decreases. Motion control device for vehicles.
距離取得手段が取得した障害物までの距離情報及び車両情報に基づいて、車両の危険ポテンシャルを推定する危険ポテンシャル推定部と、
前記車両の横加加速度と予め定めたゲインとに基づいて前記車両のヨーモーメント指令値を算出し、前記ヨーモーメント指令値を出力するヨーモーメント制御部と、
前記ゲインを調整するゲイン調整部と、を有し、
前記ゲイン調整部は、前記危険ポテンシャル推定部で推定された前記危険ポテンシャルに基づいて前記ゲインが調整され、
前記ヨーモーメント指令値は、前記車両の操舵角の絶対値が増加するときに前記車両の旋回を促進し、前記車両の操舵角の絶対値が減少するときに前記車両の旋回が復元するように生成される車両の運動制御装置。
A danger potential estimation unit that estimates the danger potential of the vehicle based on the distance information to the obstacle acquired by the distance acquisition means and the vehicle information;
A yaw moment control unit that calculates a yaw moment command value of the vehicle based on the lateral acceleration of the vehicle and a predetermined gain, and outputs the yaw moment command value;
And a gain adjustment unit configured to adjust the gain.
The gain adjustment unit adjusts the gain based on the danger potential estimated by the danger potential estimation unit,
The yaw moment command value promotes the turning of the vehicle when the absolute value of the steering angle of the vehicle increases, and the turning of the vehicle is restored when the absolute value of the steering angle of the vehicle decreases. Vehicle motion control device generated.
距離取得手段が取得した障害物までの距離情報及び車両情報に基づいて、車両の危険ポテンシャルを推定する危険ポテンシャル推定部と、
前記車両の横加加速度と予め定めたゲインとに基づいて前記車両のヨーモーメント指令値を算出し、前記ヨーモーメント指令値を出力するヨーモーメント制御部と、
前記ゲインを調整するゲイン調整部と、を有し、
前記ゲイン調整部は、前記危険ポテンシャル推定部で推定された前記危険ポテンシャルに基づいて前記ゲインが調整され、
前記ヨーモーメント指令値Mz+は、
Figure 2018177223
(但し、Gy:車両横加速度、Gy_dot:車両横加加速度、Cmnl:横加加速度ゲイン、Tmn:一次遅れ時定数、s:ラプラス演算子)で生成される車両の運動制御装置。
A danger potential estimation unit that estimates the danger potential of the vehicle based on the distance information to the obstacle acquired by the distance acquisition means and the vehicle information;
A yaw moment control unit that calculates a yaw moment command value of the vehicle based on the lateral acceleration of the vehicle and a predetermined gain, and outputs the yaw moment command value;
And a gain adjustment unit configured to adjust the gain.
The gain adjustment unit adjusts the gain based on the danger potential estimated by the danger potential estimation unit,
The yaw moment command value Mz + is
Figure 2018177223
(However, Gy: vehicle lateral acceleration, Gy_dot: vehicle lateral acceleration, Cmnl: lateral acceleration gain, Tmn: primary delay time constant, s: Laplace operator)
距離取得手段が取得した障害物までの距離情報及び車両情報に基づいて、車両の危険ポテンシャルを推定する危険ポテンシャル推定部と、
前記車両の横加加速度と予め定めたゲインとに基づいて前記車両のヨーモーメント指令値を算出し、前記ヨーモーメント指令値を出力するヨーモーメント制御部と、
前記ゲインを調整するゲイン調整部と、を有し、
前記ゲイン調整部は、前記危険ポテンシャル推定部で推定された前記危険ポテンシャルに基づいて前記ゲインが調整され、
前記ヨーモーメント指令値Mz+/Vは、
Figure 2018177223
(但し、Gy:車両横加速度、Gy_dot:車両横加加速度、Cmnl:横加加速度ゲイン、Tmn:
一次遅れ時定数、s:ラプラス演算子、V:車両速度)で生成される車両の運動制御装置。
A danger potential estimation unit that estimates the danger potential of the vehicle based on the distance information to the obstacle acquired by the distance acquisition means and the vehicle information;
A yaw moment control unit that calculates a yaw moment command value of the vehicle based on the lateral acceleration of the vehicle and a predetermined gain, and outputs the yaw moment command value;
And a gain adjustment unit configured to adjust the gain.
The gain adjustment unit adjusts the gain based on the danger potential estimated by the danger potential estimation unit,
The yaw moment command value Mz + / V is
Figure 2018177223
(However, Gy: vehicle lateral acceleration, Gy_dot: vehicle lateral acceleration, Cmnl: lateral acceleration gain, Tmn:
Vehicle motion control device generated with first-order lag time constant, s: Laplace operator, V: vehicle speed).
請求項1記載の車両の運動制御装置において、
前記前後運動制御指令は、加速指令と減速指令とを有し、
前記加速指令は、ドライバからのブレーキ操作指令が、予め定めた閾値を超えて入力された場合にゼロとなり、
前記減速指令は、ドライバからのアクセル操作指令が、予め定めた閾値を超えて入力された場合にゼロとなる車両の運動制御装置。
In the vehicle motion control device according to claim 1,
The longitudinal motion control command has an acceleration command and a deceleration command,
The acceleration command becomes zero when the brake operation command from the driver is input beyond a predetermined threshold,
The motion control device of a vehicle, wherein the deceleration command is zero when an accelerator operation command from a driver is input beyond a predetermined threshold.
請求項1に記載の車両の運動制御装置において、
前記危険ポテンシャル推定部は、ステレオカメラから取得した障害物までの距離情報に基づいて車両の危険ポテンシャルを推定する車両の運動制御装置。
In the vehicle motion control device according to claim 1,
The motion control device of a vehicle, wherein the danger potential estimation unit estimates a danger potential of the vehicle based on distance information to an obstacle acquired from a stereo camera.
請求項12乃至15の少なくとも1つに記載の車両の運動制御装置において、
前記距離取得手段は、ステレオカメラであることを特徴とする車両の運動制御装置。
In the vehicle motion control device according to at least one of claims 12 to 15,
The motion control device for a vehicle, wherein the distance acquisition means is a stereo camera.
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