JP2020015441A - Step position estimation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の走行経路上の段差の位置を推定する段差位置推定装置に関する。 The present invention relates to a step position estimating device that estimates a position of a step on a traveling route of a vehicle.
特許文献１は、車両の制動力及び駆動力を制御して、目標位置に車両を駐車する方法を開示している。車輪が段差に接触して停止すると、段差を乗り越えるために駆動力が増加させられる。より詳細には、車輪が段差に接触することによる車速の減少を補償するように、駆動力が増加させられる。そして、段差に接触した車輪が地面から浮き上がったか否かが判定される。段差に接触した車輪が地面から浮き上がったと判定されると、駆動力が徐々に減少させられる。
車両の走行経路上の段差の位置を推定することは、車両走行制御にとって有用である。特許文献１には、車両の走行経路上の段差の位置を推定することは開示されていない。
Estimating the position of the step on the traveling route of the vehicle is useful for vehicle traveling control.
本発明の１つの目的は、車両の走行経路上の段差の位置を推定することができる技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a technique capable of estimating a position of a step on a traveling route of a vehicle.
本発明の１つの観点において、車両に搭載される段差位置推定装置が提供される。
前記段差位置推定装置は、
前記車両の状態を示す車両状態情報と、前記車両の各車輪の位置を示す車両位置情報と、が格納される記憶装置と、
前記車両の走行経路上の段差の位置を推定するプロセッサと
を備える。
前記プロセッサは、
前記車両状態情報に基づいて、前記車両の２つの車輪が前記段差を通過したことを検出し、
前記車両位置情報に基づいて、前記段差を通過する際の前記２つの車輪のそれぞれの位置を第１通過位置及び第２通過位置として取得し、
前記第１通過位置と前記第２通過位置とを結ぶ線の位置を、前記段差の前記位置として推定する。
In one aspect of the present invention, a step position estimation device mounted on a vehicle is provided.
The step position estimation device,
A storage device in which vehicle state information indicating a state of the vehicle and vehicle position information indicating a position of each wheel of the vehicle are stored,
A processor for estimating a position of a step on the traveling route of the vehicle.
The processor comprises:
Based on the vehicle state information, detecting that two wheels of the vehicle have passed the step,
Based on the vehicle position information, the respective positions of the two wheels when passing through the step are acquired as a first passage position and a second passage position,
A position of a line connecting the first passage position and the second passage position is estimated as the position of the step.
本発明によれば、車両の走行経路上の段差の位置を推定することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to estimate the position of a step on a traveling route of a vehicle.
添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
１．車両走行支援装置の概要
図１は、本実施の形態に係る車両１に搭載される車両走行支援装置１０の概要を説明するための概念図である。車両１は、複数の車輪５を備えている。具体的には、車両１は、左前輪５ＦＬ、右前輪５ＦＲ、左後輪５ＲＬ、及び右後輪５ＲＲを備えている。以下の説明において、左前輪５ＦＬと右前輪５ＦＲをまとめて「前輪」と呼び、左後輪５ＲＬと右後輪５ＲＲをまとめて「後輪」と呼ぶ場合がある。
1. Overview of Vehicle Driving Support Apparatus FIG. 1 is a conceptual diagram for describing an overview of a vehicle running
図１に示されるように、車両走行支援装置１０は、走行状態取得装置１００と車両走行制御装置２００を備えている。走行状態取得装置１００は、車両１の走行状態を示す走行状態情報３００を取得する。車両１の走行状態としては、位置、速度（車速）、加速度、舵角、駆動力、制動力、周辺状況、等が例示される。車両走行制御装置２００は、走行状態情報３００に基づいて、車両１の走行を制御する「車両走行制御」を行う。車両走行制御は、駆動力制御、制動力制御、及び操舵制御を含む。
As shown in FIG. 1, the vehicle
車両走行支援装置１０は、車両走行制御を通して、車両１の走行を支援する。例えば、車両走行支援装置１０は、車両１を自動的に動かして目標停止位置に停止させる車両誘導制御を行う。このような車両誘導制御は、例えば、車両１を所望の駐車位置に駐車する際に利用される。但し、本実施の形態に係る車両走行制御は、車両誘導制御に限られない。
The vehicle traveling
車両走行制御の最中、車両１の走行経路上に段差が存在する場合がある。この場合、車両走行制御装置２００は、車輪５が適切に段差を通過するように車両走行制御（特に駆動力制御）を行う。
During the vehicle traveling control, there may be a step on the traveling route of the
ここで、「車輪５が段差を通過する」とは、車輪５が段差に到達（接触）し、更にその段差を乗り越えることを意味する。車輪５が段差を通過する「通過期間」は、車輪５が段差に到達（接触）してから、その段差を乗り越えるまでの期間である。また、２つの車輪５が同時に段差を通過する場合もある。つまり、左前輪５ＦＬと右前輪５ＦＲ、あるいは、左後輪５ＲＬと右後輪５ＲＲが同時に段差を通過する場合がある。「２つの車輪５が同時に段差を通過する」とは、それぞれの車輪５の通過期間が少なくとも部分的にオーバーラップしていること意味する。
Here, "the
尚、本実施の形態において、段差の形状は特に限定されない。例えば、段差の形状として、ステップ状、スロープ状、バンプ状が挙げられる。 In the present embodiment, the shape of the step is not particularly limited. For example, the shape of the step includes a step shape, a slope shape, and a bump shape.
図２は、段差ＤＬの乗り越えを説明するための概念図である。車両１の移動に伴い、複数の車輪５が順番に段差ＤＬに到達する。比較的早く段差ＤＬに到達する車輪５（先行輪）を、以下「第１車輪５−１」と呼ぶ。比較的遅く段差ＤＬに到達する車輪５（後続輪）を、以下「第２車輪５−２」と呼ぶ。
FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining the climb over the step DL. As the
例えば、右後輪５ＲＲと左後輪５ＲＬが同時に段差ＤＬを通過し、その後、右前輪５ＦＲが段差ＤＬに到達した場合を考える。この場合、右後輪５ＲＲと左後輪５ＲＬが第１車輪５−１であり、右前輪５ＦＲが第２車輪５−２である。 For example, consider a case where the right rear wheel 5RR and the left rear wheel 5RL pass through the step DL at the same time, and then the right front wheel 5FR reaches the step DL. In this case, the right rear wheel 5RR and the left rear wheel 5RL are the first wheels 5-1 and the right front wheel 5FR is the second wheels 5-2.
他の例として、右後輪５ＲＲ、左後輪５ＲＬ、右前輪５ＦＲがこの順番で段差ＤＬを通過する場合を考える。この場合、右後輪５ＲＲは第１車輪５−１であり、右前輪５ＦＲは第２車輪５−２である。左後輪５ＲＬは、右後輪５ＲＲ（第１車輪５−１）に対しては第２車輪５−２となり、右前輪５ＦＲ（第２車輪５−２）に対しては第１車輪５−１となる。 As another example, a case is considered where the right rear wheel 5RR, the left rear wheel 5RL, and the right front wheel 5FR pass through the step DL in this order. In this case, the right rear wheel 5RR is the first wheel 5-1 and the right front wheel 5FR is the second wheel 5-2. The left rear wheel 5RL becomes the second wheel 5-2 with respect to the right rear wheel 5RR (first wheel 5-1), and becomes the first wheel 5- with respect to the right front wheel 5FR (second wheel 5-2). It becomes 1.
第１車輪５−１は、第２車輪５−２よりも早く段差ＤＬに到達する。第１車輪５−１が段差ＤＬを乗り越えた後、第２車輪５−２が段差ＤＬに到達する。本実施の形態によれば、第１車輪５−１が段差ＤＬを乗り越えたときの駆動力に関する情報が、「基準情報」として保持される。そして、その基準情報が、第２車輪５−２が段差ＤＬを通過する際の駆動力制御に活用される。これにより、第２車輪５−２が段差ＤＬを通過する際に駆動力を効率的に制御することが可能となる。 The first wheel 5-1 reaches the step DL earlier than the second wheel 5-2. After the first wheel 5-1 gets over the step DL, the second wheel 5-2 reaches the step DL. According to the present embodiment, information on the driving force when the first wheel 5-1 gets over the step DL is held as “reference information”. Then, the reference information is used for driving force control when the second wheel 5-2 passes through the step DL. This makes it possible to efficiently control the driving force when the second wheel 5-2 passes through the step DL.
図３は、本実施の形態に係る駆動力制御の例を示すタイミングチャートである。横軸は時間を表し、縦軸は駆動力を表している。 FIG. 3 is a timing chart illustrating an example of driving force control according to the present embodiment. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents driving force.
時刻ｔ１ａにおいて、第１車輪５−１が段差ＤＬに到達して停止する。車両走行制御装置２００は、駆動力を増加させる。このとき、車両１の急加速を抑制するために、駆動力を徐々に増加させてもよい。時刻ｔ１ｂにおいて、第１車輪５−１が動き出し、段差ＤＬに乗り上げ始める。時刻ｔ１ｃにおいて、第１車輪５−１は段差ＤＬを乗り越える。時刻ｔ１ａ〜ｔ１ｃの期間が、第１車輪５−１が段差ＤＬを通過するのに要した第１通過期間Ｔ１である。第１車輪５−１が段差ＤＬを通過した後、不必要な加速を抑制するために、駆動力が下げられてもよい。
At time t1a, the first wheel 5-1 reaches the step DL and stops. Vehicle traveling
第１車輪５−１が段差ＤＬを乗り越えるために実際に要した駆動力は、以下「第１駆動力Ｆ１」と呼ばれる。図３に示される例では、この第１駆動力Ｆ１が「基準情報」として用いられる。 The driving force actually required for the first wheel 5-1 to climb over the step DL is hereinafter referred to as “first driving force F1”. In the example shown in FIG. 3, the first driving force F1 is used as “reference information”.
第２車輪５−２が段差を乗り越えるために必要な駆動力は、以下「第２駆動力Ｆ２」と呼ばれる。第１車輪５−１が段差ＤＬを乗り越えた後、車両走行制御装置２００は、第１駆動力Ｆ１（基準情報）から第２駆動力Ｆ２を推定する。第１車輪５−１と第２車輪５−２のそれぞれにかかる荷重の比率が分かれば、その比率と第１駆動力Ｆ１に基づいて第２駆動力Ｆ２を推定することができる。そして、第２車輪５−２が段差を通過する際、車両走行制御装置２００は、推定された第２駆動力Ｆ２を発生させる。
The driving force required for the second wheel 5-2 to climb over the step is hereinafter referred to as “second driving force F2”. After the first wheel 5-1 has climbed over the step DL, the vehicle traveling
図３に示される例では、時刻ｔ２ａにおいて、第２車輪５−２が段差ＤＬに到達して停止する。車両走行制御装置２００は、駆動力を増加させる。このとき、車両１の急加速を抑制するために、駆動力を徐々に増加させる必要はない。第２車輪５−２が段差ＤＬを乗り越えるために必要な第２駆動力Ｆ２が推定されているため、駆動力を“速やか”に第２駆動力Ｆ２まで上げることができる。つまり、駆動力を第１駆動力Ｆ１まで増加させる際の第１増加率よりも、駆動力を第２駆動力Ｆ２まで増加させる際の第２増加率の方を高く設定することができる。車両走行制御装置２００は、第１増加率で駆動力を第１駆動力Ｆ１まで増加させ、第１増加率よりも高い第２増加率で駆動力を第２駆動力Ｆ２まで増加させる。
In the example shown in FIG. 3, at time t2a, the second wheel 5-2 reaches the step DL and stops. Vehicle traveling
時刻ｔ２ｂにおいて、第２車輪５−２が動き出し、段差ＤＬに乗り上げ始める。時刻ｔ２ｃにおいて、第２車輪５−２は段差ＤＬを乗り越える。時刻ｔ２ａ〜ｔ２ｃの期間が、第２車輪５−２が段差ＤＬを通過するのに要した第２通過期間Ｔ２である。駆動力を速やかに第２駆動力Ｆ２まで上げることができるため、第２通過期間Ｔ２は第１通過期間Ｔ１よりも短い。 At time t2b, the second wheel 5-2 starts moving and starts riding on the step DL. At time t2c, the second wheel 5-2 climbs over the step DL. The period from time t2a to t2c is the second passage period T2 required for the second wheel 5-2 to pass through the step DL. Since the driving force can be quickly increased to the second driving force F2, the second passage period T2 is shorter than the first passage period T1.
図４は、図３で示された駆動力制御の変形例を示している。駆動力を増加させるタイミングは、第２車輪５−２が段差ＤＬに到達するタイミング以降に限られない。図４に示される例では、車両走行制御装置２００は、第２車輪５−２が段差ＤＬに到達する前の時刻ｔ２ｐから、駆動力を増加させる。第２車輪５−２が段差ＤＬに到達するタイミングを予測することができる、あるいは、第２車輪５−２が段差ＤＬの近傍まで接近していることを検知することができれば、図４に示されるような駆動力制御も可能である。
FIG. 4 shows a modification of the driving force control shown in FIG. The timing for increasing the driving force is not limited to the timing after the timing when the second wheel 5-2 reaches the step DL. In the example illustrated in FIG. 4, the vehicle
図５は、本実施の形態に係る駆動力制御の他の例を示している。第１車輪５−１が段差ＤＬで停止するとは限らない。図５に示される例では、第１車輪５−１は、停止することなく段差ＤＬを通過する。この場合、図３及び図４で示された手法とは別の手法で、第２駆動力Ｆ２の推定が行われてもよい。 FIG. 5 shows another example of the driving force control according to the present embodiment. The first wheel 5-1 does not always stop at the step DL. In the example illustrated in FIG. 5, the first wheel 5-1 passes through the step DL without stopping. In this case, the second driving force F2 may be estimated by a method different from the method shown in FIGS. 3 and 4.
より詳細には、第１車輪５−１が段差ＤＬを通過する際、車速等の走行状態が変化する。段差ＤＬが大きくなるほど、走行状態の変化も大きくなる。つまり、第１車輪５−１が段差ＤＬを通過する際の走行状態の変化は、段差ＤＬの高さ（大きさ）を反映している。従って、車両走行制御装置２００は、その走行状態の変化に基づいて、第２車輪５−２が段差ＤＬを乗り越えるために必要な第２駆動力Ｆ２を推定することができる。つまり、図５に示される例では、走行状態の変化が「基準情報」として用いられる。
More specifically, when the first wheel 5-1 passes through the step DL, a traveling state such as a vehicle speed changes. As the step DL increases, the change in the running state also increases. That is, the change in the traveling state when the first wheel 5-1 passes through the step DL reflects the height (size) of the step DL. Therefore, the vehicle traveling
第２車輪５−２の段差ＤＬの通過は、図３で示された例と同様である。時刻ｔ２ａにおいて、第２車輪５−２が段差ＤＬに到達して停止する。車両走行制御装置２００は、駆動力を増加させる。第２車輪５−２が段差を乗り越えるために必要な第２駆動力Ｆ２が推定されているため、駆動力を第２駆動力Ｆ２まで“速やか”に上げることができる。
The passage of the second wheel 5-2 through the step DL is the same as in the example shown in FIG. At time t2a, the second wheel 5-2 reaches the step DL and stops. Vehicle traveling
図６は、図５で示された駆動力制御の変形例を示している。既出の図４の場合と同様に、車両走行制御装置２００は、第２車輪５−２が段差ＤＬに到達する前の時刻ｔ２ｐから、駆動力を増加させる。
FIG. 6 shows a modification of the driving force control shown in FIG. As in the case of FIG. 4 described above, the vehicle
以上に説明された車両走行制御装置２００による処理は、次のようにまとめることができる。まず、第１車輪５−１が段差ＤＬを乗り越えたことを検出する必要がある。車両走行制御装置２００は、走行状態情報３００に基づいて、第１車輪５−１が段差ＤＬを乗り越えたことを検出することができる。
The processing by the vehicle
続いて、車両走行制御装置２００は、第１車輪５−１が段差ＤＬを乗り越えるために要した第１駆動力Ｆ１を、基準情報として取得する。あるいは、車両走行制御装置２００は、第１車輪５−１が段差ＤＬを通過する際の走行状態の変化を、基準情報として取得する。いずれの場合であっても、車両走行制御装置２００は、走行状態情報３００に基づいて基準情報を取得することができる。
Subsequently, the vehicle
続いて、車両走行制御装置２００は、基準情報に基づいて、第２車輪５−２が段差ＤＬを乗り越えるために必要な第２駆動力Ｆ２を推定する。好ましくは、車両走行制御装置２００は、第２車輪５−２が段差ＤＬに到達する前に、第２駆動力Ｆ２を推定する。そして、第２車輪５−２が段差ＤＬを通過する際、車両走行制御装置２００は、推定された第２駆動力Ｆ２を発生させる。
Subsequently, the vehicle
このように、本実施の形態によれば、第１車輪５−１が段差ＤＬを乗り越えたときの情報が、基準情報として取得される。そして、その基準情報から、第２車輪５−２が段差ＤＬを乗り越えるために必要な第２駆動力Ｆ２が推定される。必要な第２駆動力Ｆ２が推定されるため、第２車輪５−２が段差ＤＬを通過する際に駆動力を効率的に制御することが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, information when the first wheel 5-1 has climbed over the step DL is acquired as reference information. Then, from the reference information, the second driving force F2 required for the second wheel 5-2 to climb over the step DL is estimated. Since the required second driving force F2 is estimated, the driving force can be efficiently controlled when the second wheel 5-2 passes through the step DL.
比較例として、第２駆動力Ｆ２が推定されない場合を考える。この場合、第２車輪５−２が段差ＤＬを乗り越えるように駆動力を増加させる際、駆動力が不必要に大きくなるおそれがある。その場合、第２車輪５−２が一気に段差ＤＬを乗り越え、車両１が急加速する。一方、本実施の形態によれば、必要な第２駆動力Ｆ２が推定され、推定された第２駆動力Ｆ２で車両１が駆動される。従って、車両１の急加速を抑制することが可能となる。
As a comparative example, consider a case where the second driving force F2 is not estimated. In this case, when increasing the driving force so that the second wheel 5-2 gets over the step DL, the driving force may be unnecessarily large. In this case, the second wheel 5-2 jumps over the step DL at a stretch, and the
車両１の急加速を抑制するために、駆動力をゆっくりと増加させることも考えられる。しかしながら、その場合、第２車輪５−２が動き出すまでの停止時間が長くなる。つまり、駆動力が増加しているにもかかわらず車両１が動かない時間が長くなる。このことは、駆動装置にかかる負荷の増大、燃費の悪化、騒音の増大、等を招く。一方、本実施の形態によれば、必要な第２駆動力Ｆ２が推定されているため、駆動力を速やかに第２駆動力Ｆ２まで増加させることができる。このことは、駆動装置にかかる負荷の軽減、燃費の向上、騒音の軽減、等に寄与する。
In order to suppress the sudden acceleration of the
以下、本実施の形態に係る車両走行支援装置１０について更に詳しく説明する。
Hereinafter, the vehicle driving
２．車両走行支援装置の具体例
図７は、本実施の形態に係る車両走行支援装置１０の構成例を示すブロック図である。車両走行支援装置１０は、センサ群３０、走行装置５０、及び制御装置７０を備えている。
2. Specific Example of Vehicle Driving Support Apparatus FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration example of the vehicle driving
センサ群３０は、車両状態センサ３１及び周辺状況センサ３２を含んでいる。
The
車両状態センサ３１は、車両１の状態を検出する。車両１の状態としては、車輪速、車速、加速度（前後加速度、横加速度、上下加速度）、舵角、サスペンションストローク量、等が例示される。車両状態センサ３１は、車輪速センサ、車速センサ、各種加速度センサ、舵角センサ、ストロークセンサ、等を含んでいる。上下加速度センサやストロークセンサは、例えば、各車輪５の位置に設けられる。車両状態センサ３１は、車両１の位置及び方位を計測するＧＰＳ（Global Positioning System）装置を含んでいてもよい。
周辺状況センサ３２は、車両１の周辺の状況を検出する。例えば、周辺状況センサ３２は、カメラ、ソナー、ライダー（LIDAR: Laser Imaging Detection and Ranging）、等を含んでいる。周辺状況センサ３２を用いることによって、車両１の周囲の空間や物体を認識することができる。
The
走行装置５０は、駆動装置５１、制動装置５２、転舵装置５３、及び変速装置５４を含んでいる。駆動装置５１は、駆動力を発生させる動力源である。駆動装置５１としては、エンジン、電動機、インホイールモータが例示される。制動装置５２は、制動力を発生させる。転舵装置５３は、車輪５を転舵する。例えば、転舵装置５３は、パワーステアリング（EPS: Electric Power Steering）装置を含んでいる。
The traveling
制御装置７０は、プロセッサ７１及び記憶装置７２を備えるマイクロコンピュータである。制御装置７０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも呼ばれる。記憶装置７２には、制御プログラムが格納される。プロセッサ７１が記憶装置７２に格納された制御プログラムを実行することにより、制御装置７０による各種処理が実現される。
The
例えば、制御装置７０（プロセッサ７１）は、走行装置５０の動作を制御することによって、車両走行制御を行う。車両走行制御は、駆動力制御、制動力制御、操舵制御、及びギア制御を含んでいる。駆動力制御は、駆動装置５１を通して行われる。制動力制御は、制動装置５２を通して行われる。操舵制御は、転舵装置５３を通して行われる。ギア制御は、変速装置５４を通して行われる。制御装置７０と走行装置５０は、図１で示された「車両走行制御装置２００」を構成していると言える。
For example, the control device 70 (processor 71) controls the operation of the traveling
また、制御装置７０は、各種情報処理を行う。具体的には、制御装置７０（プロセッサ７１）は、各種情報を取得し、取得した情報を記憶装置７２に格納する。そして、制御装置７０は、記憶装置７２から必要な情報を読み出して、各種情報処理を行う。
Further, the
図８は、本実施の形態において用いられる各種情報の例を示すブロック図である。記憶装置７２には、走行状態情報３００、段差位置情報４００、及び駆動制御情報５００が格納されている。走行状態情報３００は、車両１の走行状態を示す。段差位置情報４００は、車両１の走行経路上の段差ＤＬの位置を示す。駆動制御情報５００は、段差通過に関連する駆動力制御において用いられる情報である。以下、各種情報の取得及び利用について詳しく説明する。
FIG. 8 is a block diagram illustrating an example of various types of information used in the present embodiment. The
３．走行状態情報３００
制御装置７０は、車両１の走行状態を示す走行状態情報３００を取得する。図８に示されるように、走行状態情報３００は、車両状態情報３１０、周辺状況情報３２０、走行制御情報３３０、目標情報３４０、及び車両位置情報３５０を含んでいる。
3. Running
３−１．車両状態情報３１０
車両状態情報３１０は、車両１の状態を示す。制御装置７０は、車両状態センサ３１による検出結果に基づいて車両状態情報３１０を取得する。車両１の状態としては、車輪速、車速、加速度（前後加速度、横加速度、上下加速度）、舵角、サスペンションストローク量、等が例示される。上下加速度及びサスペンションストローク量については、各車輪５の位置における値が算出される。
3-1.
The
車両状態センサ３１がＧＰＳ装置を含んでいる場合、車両状態情報３１０は、ＧＰＳ装置によって得られる車両１の位置情報を含んでいてもよい。
When the
３−２．周辺状況情報３２０
周辺状況情報３２０は、車両１の周辺の状況を示す。制御装置７０は、周辺状況センサ３２による検出結果に基づいて周辺状況情報３２０を取得する。例えば、周辺状況情報３２０は、カメラにより得られた撮像情報を含む。また、周辺状況情報３２０は、ソナーやライダーによって計測される周辺物体（例：壁）に関する物体情報を含む。物体情報は、周辺物体の相対位置（距離）を示す。物体情報は、相対速度を示していてもよい。
3-2. Surrounding
The
周辺状況センサ３２によって、車両１の近くの段差ＤＬが検出される場合もある。その場合、周辺状況情報３２０は、検出された段差ＤＬの相対位置を示す情報を含んでいてもよい。
In some cases, the level difference DL near the
３−３．走行制御情報３３０
走行制御情報３３０は、制御装置７０（車両走行制御装置２００）によって制御される走行装置５０の制御量を示す。例えば、走行制御情報３３０は、制御装置７０によって制御される駆動力及び制動力を示す。
3-3.
The traveling
３−４．目標情報３４０
図９は、目標情報３４０を説明するための概念図である。制御装置７０（車両走行制御装置２００）は、車両１を動かして目標停止位置ＰＴに停止させる車両誘導制御を行うことができる。車両誘導制御は、例えば、車両１を所望の駐車位置に駐車する際に利用される。このような車両誘導制御が行われる場合、目標停止位置ＰＴを示す情報として目標情報３４０が作成される。
3-4.
FIG. 9 is a conceptual diagram for explaining the
目標停止位置ＰＴは、手動あるいは制御装置７０によってあらかじめ設定される。例えば、制御装置７０は、上記の周辺状況情報３２０に基づいて、適切な目標停止位置ＰＴを自動的に決定する。あるいは、制御装置７０は、周辺状況情報３２０に基づいて、車両１の周囲の空間及び物体を示す情報をＨＭＩ（Human Machine Interface）に表示する。車両１のユーザは、表示された情報を参照して、所望の目標停止位置ＰＴを指定する。
The target stop position PT is set manually or by the
目標停止位置ＰＴの設定後、制御装置７０は、車両１の現在位置から目標停止位置ＰＴに向かう目標経路ＴＰを生成してもよい。目標経路ＴＰは、例えば、目標停止位置ＰＴを原点とする座標系において定義される。目標経路ＴＰが生成された場合、目標情報３４０は、目標停止位置ＰＴと目標経路ＴＰを示す。制御装置７０（車両走行制御装置２００）は、目標経路ＴＰに沿って車両１が走行するように車両走行制御を行う。
After setting the target stop position PT, the
３−５．車両位置情報３５０
図１０は、車両位置情報３５０を説明するための概念図である。車両位置情報３５０は、車両１及び各車輪５の位置を示す。車両１及び各車輪５の位置は、所定の座標系において定義される。例えば、所定の座標系として、上記の目標停止位置ＰＴを原点Ｏとする座標系が用いられる。但し、所定の座標系はそれに限定されない。
3-5.
FIG. 10 is a conceptual diagram for explaining the
図１０において、車両位置ＰＶ［ｘ、ｚ、θ］は、車両１の位置を表す。例えば、車両位置ＰＶとして、左後輪５ＲＬと右後輪５ＲＲの中間位置が用いられる。車輪位置Ｐｆｌ、Ｐｆｒ、Ｐｒｌ、及びＰｒｒは、左前輪５ＦＬ、右前輪５ＦＲ、左後輪５ＲＬ、及び右後輪５ＲＲのそれぞれの位置である。ホイールベースＬｈ及びトレッド長Ｔｒは、既知パラメータである。車両位置ＰＶと既知パラメータを用いて、車輪位置Ｐｆｌ、Ｐｆｒ、Ｐｒｌ、及びＰｒｒのそれぞれは、次の式（１）〜（４）で表される。
10, the vehicle position PV [x, z, θ] represents the position of the
制御装置７０は、車両状態情報３１０に基づいて、車両位置ＰＶ及び各車輪位置Ｐｆｌ、Ｐｆｒ、Ｐｒｌ、及びＰｒｒを演算、更新する。具体的には、車両状態情報３１０は、舵角及び車輪速を含んでいる。制御装置７０は、舵角及び車輪速に基づいて、車両１の移動量を算出し、車両位置ＰＶを逐次算出、更新することができる。車両位置ＰＶが更新されると、上記の式（１）〜（４）に従って、各車輪位置Ｐｆｌ、Ｐｆｒ、Ｐｒｌ、及びＰｒｒも更新される。
The
他の例として、車両状態情報３１０がＧＰＳ装置によって得られる車両１の位置情報を含んでいる場合、制御装置７０は、その位置情報を利用してもよい。更に他の例として、制御装置７０は、周辺状況情報３２０で示される物体（例：壁）との相対位置に基づいて、車両位置ＰＶを算出、更新してもよい。
As another example, when the
３−６．走行状態取得装置１００
図７に示されるように、センサ群３０及び制御装置７０は、「走行状態取得装置１００」を構成していると言える。
3-6. Running
As shown in FIG. 7, it can be said that the
４．段差位置情報４００
段差位置情報４００は、車両１の走行経路上の段差ＤＬの位置を示す。このような段差位置情報４００は、車両走行制御にとって有用である。以下、段差位置情報４００の取得方法の例を説明する。
4. Step
The
４−１．第１の例
制御装置７０は、走行状態情報３００に基づいて、いずれかの車輪５が段差ＤＬを通過したことを検出し、また、段差ＤＬを通過した車輪５を特定する。
4-1. First Example Based on the traveling
図１１は、段差通過の検出方法の一例を説明するための概念図である。横軸は時間を表し、縦軸は各車輪５の位置における上下加速度を表している。上下加速度は、車両状態情報３１０から得られる。ある車輪５の位置における上下加速度が判定閾値Ｇｔｈを超えた場合、制御装置７０は、当該車輪５が段差ＤＬを通過したと判定する。このように、上下加速度を参照することによって、いずれかの車輪５が段差ＤＬを通過したことを検出し、且つ、段差ＤＬを通過した車輪５を特定することができる。上下加速度の代わりに、あるいは、上下加速度と共に、ストローク量が考慮されてもよい。
FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating an example of a method of detecting a step passage. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents vertical acceleration at the position of each
他の例として、制御装置７０は、車両状態情報３１０で示される車速や前後加速度の変化に基づいて、段差通過を検出してもよい。更に他の例として、制御装置７０は、周辺状況情報３２０で示されるカメラ画像の視界の変化に基づいて、段差通過を検出し、且つ、段差ＤＬを通過した車輪５を特定してもよい。
As another example,
尚、車輪５が段差ＤＬを乗り上げる場合だけでなく、車輪５が段差ＤＬを乗り下げる場合も考えられる。乗り上げか乗り下げかは、車速の変化、あるいは、カメラ画像の視界の変化に基づいて識別可能である。
In addition, not only the case where the
段差ＤＬを通過した車輪５を特定すると、制御装置７０は、車両位置情報３５０に基づいて、当該車輪５が段差ＤＬを通過した際の車輪位置を取得する。車輪５が段差ＤＬを通過した際の車輪位置は、以下「通過位置」と呼ばれる。例えば、車輪５が段差ＤＬに接触したタイミングにおける車輪位置が、通過位置として用いられる。他の例として、通過期間における車輪位置の平均が、通過位置として用いられてもよい。
When the
制御装置７０は、以上に説明された方法によって、少なくとも２つの異なる車輪５に関する通過位置を取得する。２つの車輪５は、異なるタイミングで段差ＤＬを通過してもよいし、同時に段差ＤＬを通過してもよい。
The
図１２は、２つの車輪５ａ、５ｂのそれぞれの通過位置Ｐａ、Ｐｂを示している。第１通過位置Ｐａ［ｘａ，ｚａ］は、車輪５ａの通過位置である。第２通過位置Ｐｂ［ｘｂ，ｚｂ］は、車輪５ｂの通過位置である。第１通過位置Ｐａと第２通過位置Ｐｂは、互いに異なる位置である。第１通過位置Ｐａと第２通過位置Ｐｂの情報は、記憶装置７２に格納される。そして、制御装置７０は、第１通過位置Ｐａと第２通過位置Ｐｂとを結ぶ線の位置を、段差ＤＬの位置として推定する。上記の所定の座標系における段差ＤＬの位置は、次の式（５）で表される。
FIG. 12 shows the passing positions Pa and Pb of the two wheels 5a and 5b, respectively. The first passage position Pa [xa, za] is a passage position of the wheel 5a. The second passing position Pb [xb, zb] is a passing position of the wheel 5b. The first passage position Pa and the second passage position Pb are different positions. Information on the first passage position Pa and the second passage position Pb is stored in the
このように、第１の例によれば、制御装置７０は、２つの車輪５ａ、５ｂが段差ＤＬを通過したことを検出し、第１通過位置Ｐａと第２通過位置Ｐｂに基づいて段差ＤＬの位置を推定する。車輪５が段差ＤＬを実際に通過した通過位置を用いることによって、段差ＤＬの位置を精度良く推定することができる。
As described above, according to the first example, the
４−２．第２の例
周辺状況センサ３２（例えばライダー）によって、段差ＤＬが検出される場合も考えられる。その場合、周辺状況情報３２０は、検出された段差ＤＬの相対位置情報を含む。第２の例によれば、制御装置７０は、周辺状況情報３２０に含まれる段差ＤＬの相対位置情報に基づいて、所定の座標系における段差ＤＬの位置を算出する。第２の例の場合、２つの車輪５ａ、５ｂが段差ＤＬを通過しなくても、段差ＤＬの位置を取得することが可能となる。
4-2. SECOND EXAMPLE The step DL may be detected by the surrounding situation sensor 32 (for example, a rider). In that case, the surrounding
４−３．段差位置推定装置
制御装置７０は、「段差位置推定装置」を構成していると言える。段差位置推定装置は、走行状態情報３００に基づいて、車両１の走行経路上の段差ＤＬの位置を推定し、段差位置情報４００を取得する。
4-3. Step Position Estimation Device The
より詳細には、第１の例の場合、段差位置推定装置は、走行状態情報３００に基づいて、２つの車輪５ａ、５ｂが段差ＤＬを通過したことを検出する。更に、段差位置推定装置は、車両位置情報３５０に基づいて、段差ＤＬを通過する際の車輪５ａ、５ｂのそれぞれの車輪位置を第１通過位置Ｐａ及び第２通過位置Ｐｂとして取得する。そして、段差位置推定装置は、第１通過位置Ｐａと第２通過位置Ｐｂとを結ぶ線の位置を、段差ＤＬの位置として推定する。
More specifically, in the case of the first example, the step position estimation device detects that the two wheels 5a and 5b have passed the step DL based on the traveling
第２の例の場合、段差位置推定装置は、周辺状況情報３２０に基づいて、段差ＤＬの位置を推定する。
In the case of the second example, the step position estimation device estimates the position of the step DL based on the surrounding
５．段差通過に関連する駆動力制御
次に、段差通過に関連する駆動力制御について説明する。駆動力制御においては、図８で示された駆動制御情報５００が取得され、利用される。駆動制御情報５００は、基準情報５１０及び第２駆動力情報５２０を含んでいる。
5. Driving Force Control Related to Step Passing Next, driving force control related to step passing will be described. In the driving force control, the driving
５−１．第１の例
図１３は、段差通過に関連する駆動力制御の第１の例を示すフローチャートである。第１の例では、既出の図３及び図４で示された場合、すなわち、第１車輪５−１が段差ＤＬに到達して停止する場合を考える。
5-1. First Example FIG. 13 is a flowchart illustrating a first example of driving force control related to the passage of a step. In the first example, the case shown in FIGS. 3 and 4 described above, that is, the case where the first wheel 5-1 reaches the step DL and stops is considered.
５−１−１．ステップＳ１０
車両走行制御装置２００は、走行状態情報３００に基づいて、いずれかの車輪５が段差ＤＬによって停止したことを検出する。例えば、駆動力が発生しているにもかかわらず車両１が動いていない場合、車両走行制御装置２００は、いずれかの車輪５が段差ＤＬによって停止したと判定する。
5-1-1. Step S10
The vehicle traveling
車両走行制御装置２００は、段差ＤＬを乗り越えるために駆動力を増加させる。このとき、車両１の急加速を抑制するために、駆動力を徐々に増加させてもよい。ここでの駆動力の増加率は、上述の第１増加率である。
The vehicle
駆動力の増加により、車輪５が段差ＤＬを乗り越える。車両走行制御装置２００は、走行状態情報３００に基づいて、車輪５が段差ＤＬを乗り越えたことを検出し、また、段差ＤＬを乗り越えた車輪５を特定する（図１１、セクション４の第１の例４−１を参照）。尚、ここで特定された車輪５が、第１車輪５−１である。
Due to the increase in the driving force, the
５−１−２．ステップＳ２０
第１車輪５−１が段差ＤＬを乗り越えると、車両走行制御装置２００は、走行状態情報３００に基づいて、基準情報５１０を取得する。取得された基準情報５１０は、記憶装置７２に格納される。
5-1-2. Step S20
When the first wheel 5-1 gets over the step DL, the vehicle traveling
基準情報５１０は、ステップＳ１０において特定された第１車輪５−１を示す。単一の第１車輪５−１が段差ＤＬを通過した場合、基準情報５１０は、その単一の第１車輪５−１を示す。２つの第１車輪５−１が同時に段差ＤＬを通過した場合、基準情報５１０は、それら２つの第１車輪５−１を示す。
The
また、基準情報５１０は、ステップＳ１０において第１車輪５−１が段差ＤＬを通過した通過位置を含む。車両走行制御装置２００は、車両位置情報３５０に基づいて、通過位置を取得することができる（セクション４の第１の例４−１を参照）。
Further, the
更に、基準情報５１０は、ステップＳ１０において第１車輪５−１が段差ＤＬを乗り越えるために要した第１駆動力Ｆ１を含む。車両走行制御装置２００は、走行制御情報３３０に基づいて、第１駆動力Ｆ１を取得することができる。
Further, the
５−１−３．ステップＳ３０
車両走行制御装置２００は、少なくとも２つの第１車輪５−１が段差ＤＬを通過するまで、上記のステップＳ１０、Ｓ２０を繰り返す。２つの第１車輪５−１は、異なるタイミングで段差ＤＬを通過してもよいし、同時に段差ＤＬを通過してもよい。
5-1-3. Step S30
The vehicle
２つの第１車輪５−１が段差ＤＬを通過した後、車両走行制御装置２００は、図１２で示された方法によって、段差ＤＬの位置を推定し、段差位置情報４００を取得する。具体的には、２つの第１車輪５−１が、図１２で示された車輪５ａ、５ｂに相当する。基準情報５１０は、車輪５ａ、５ｂのそれぞれの第１通過位置Ｐａ及び第２通過位置Ｐｂを含んでいる。車両走行制御装置２００は、第１通過位置Ｐａと第２通過位置Ｐｂとを結ぶ線の位置を、段差ＤＬの位置として推定する（セクション４の第１の例４−１を参照）。取得された段差位置情報４００は、記憶装置７２に格納される。
After the two first wheels 5-1 pass through the step DL, the vehicle traveling
５−１−４．ステップＳ４０
続いて、車両走行制御装置２００は、基準情報５１０に基づいて、第２車輪５−２が段差ＤＬを乗り越えるために必要な第２駆動力Ｆ２を推定する。好適には、車両走行制御装置２００は、第２車輪５−２が段差ＤＬに到達する前に、第２駆動力Ｆ２を推定する。
5-1-4. Step S40
Subsequently, based on the
第２駆動力Ｆ２の推定を説明するために、「第１荷重Ｗ１」と「第２荷重Ｗ２」について考える。第１荷重Ｗ１は、段差ＤＬを同時に通過する第１車輪５−１にかかる荷重である。第１荷重Ｗ１は、段差ＤＬを同時に通過する第１車輪５−１の数（第１車輪数Ｎ１）に依存する。Ｎ１＝２の場合の第１荷重Ｗ１は、当然、Ｎ１＝１の場合の第１荷重Ｗ１よりも大きい。同様に、第２荷重Ｗ２は、段差ＤＬを同時に通過する第２車輪５−２にかかる荷重である。第２荷重Ｗ２は、段差ＤＬを同時に通過する第２車輪５−２の数（第２車輪数Ｎ２）に依存する。 In order to explain the estimation of the second driving force F2, "first load W1" and "second load W2" will be considered. The first load W1 is a load applied to the first wheel 5-1 passing through the step DL at the same time. The first load W1 depends on the number of the first wheels 5-1 (the first wheel number N1) that simultaneously passes through the step DL. The first load W1 when N1 = 2 is naturally larger than the first load W1 when N1 = 1. Similarly, the second load W2 is a load applied to the second wheel 5-2 passing through the step DL at the same time. The second load W2 depends on the number of the second wheels 5-2 (the second wheel number N2) passing through the step DL at the same time.
第１駆動力Ｆ１と第１荷重Ｗ１との間には相関関係がある。同様に、第２駆動力Ｆ２と第２荷重Ｗ２との間には相関関係がある。そして、第１荷重Ｗ１、第２荷重Ｗ２、第１駆動力Ｆ１、及び第２駆動力Ｆ２の間には、次の式（６）で表される関係が存在する。 There is a correlation between the first driving force F1 and the first load W1. Similarly, there is a correlation between the second driving force F2 and the second load W2. The relationship represented by the following equation (6) exists between the first load W1, the second load W2, the first driving force F1, and the second driving force F2.
式（６）において、第１質量Ｍ１は、第１荷重Ｗ１と等価な質量である（Ｗ１＝Ｍ１×ｇ，ｇ＝重力加速度）。第２質量Ｍ２は、第２荷重Ｗ２と等価な質量である（Ｗ２＝Ｍ２×ｇ）。第１質量Ｍ１と第２質量Ｍ２との比率は、第１荷重Ｗ１と第２荷重Ｗ２との比率と同じである。式（６）に示されるように、第２駆動力Ｆ２は、第１駆動力Ｆ１及び第１荷重Ｗ１と第２荷重Ｗ２との比率に基づいて算出可能である。 In the equation (6), the first mass M1 is a mass equivalent to the first load W1 (W1 = M1 × g, g = gravitational acceleration). The second mass M2 is a mass equivalent to the second load W2 (W2 = M2 × g). The ratio between the first mass M1 and the second mass M2 is the same as the ratio between the first load W1 and the second load W2. As shown in Expression (6), the second driving force F2 can be calculated based on the first driving force F1 and the ratio between the first load W1 and the second load W2.
上述の通り、基準情報５１０は、ステップＳ１０において特定された第１車輪５−１と第１駆動力Ｆ１を示している。従って、車両走行制御装置２００は、基準情報５１０に基づいて、第１荷重Ｗ１と第１駆動力Ｆ１を取得することができる。
As described above, the
第２荷重Ｗ２については、次の通りである。まず、車両走行制御装置２００は、第１車輪５−１の後に段差ＤＬに到達する第２車輪５−２を推定する。具体的には、車両走行制御装置２００は、走行状態情報３００と段差位置情報４００に基づいて、第２車輪５−２を推定する。車両位置情報３５０は、各車輪５の最新の車輪位置を示している。車両状態情報３１０は、舵角及び車輪速を示している。段差位置情報４００は、段差ＤＬの位置を示している。それら情報に基づいて、第１車輪５−１の後に別の車輪５が段差ＤＬに到達しそうなことを検知することができる。その別の車輪５が第２車輪５−２である。
The second load W2 is as follows. First, the vehicle
目標経路ＴＰが設定されている場合、車両走行制御装置２００は、目標経路ＴＰに沿って車両１が走行するように車両走行制御を行う。この場合、車両走行制御装置２００は、目標経路ＴＰ（目標情報３４０）も考慮して、第２車輪５−２を推定してもよい。
When the target route TP is set, the vehicle
段差ＤＬを同時に通過する第２車輪５−２の数（第２車輪数Ｎ２）は、１個である場合もあるし、２個である場合もある。第２荷重Ｗ２は、段差ＤＬを同時に通過する第２車輪５−２にかかる荷重である。車両走行制御装置２００は、走行状態情報３００と段差位置情報４００に基づいて、第２車輪５−２と第２荷重Ｗ２を推定することができる。
The number of the second wheels 5-2 (the second wheel number N2) that simultaneously passes through the step DL may be one or two. The second load W2 is a load applied to the second wheel 5-2 passing through the step DL at the same time. The vehicle traveling
そして、車両走行制御装置２００は、上記式（６）に従って、第２駆動力Ｆ２を算出する。つまり、車両走行制御装置２００は、第１駆動力Ｆ１及び第１荷重Ｗ１と第２荷重Ｗ２との比率に基づいて、第２駆動力Ｆ２を推定する。第２駆動力情報５２０は、推定された第２駆動力Ｆ２を示す。第２駆動力情報５２０は、記憶装置７２に格納される。
Then, the vehicle
５−１−５．ステップＳ５０
第１車輪５−１の後に第２車輪５−２が段差ＤＬを通過する際、車両走行制御装置２００は、第２駆動力情報５２０で示される第２駆動力Ｆ２を発生させる（図３、図４参照）。
5-1-5. Step S50
When the second wheel 5-2 passes over the step DL after the first wheel 5-1, the vehicle traveling
図３で示された例では、時刻ｔ２ａにおいて、第２車輪５−２が段差ＤＬに到達して停止する。車両走行制御装置２００は、駆動力を“速やか”に第２駆動力Ｆ２まで上げる。ここでの駆動力の増加率は、上述の第１増加率よりも高い第２増加率である。時刻ｔ２ｂにおいて、第２車輪５−２が動き出し、段差ＤＬに乗り上げ始める。時刻ｔ２ｃにおいて、第２車輪５−２は段差ＤＬを乗り越える。駆動力を速やかに第２駆動力Ｆ２まで上げることができるため、第２通過期間Ｔ２は第１通過期間Ｔ１よりも短い。
In the example shown in FIG. 3, at time t2a, the second wheel 5-2 reaches the step DL and stops. The vehicle traveling
図４で示された例では、車両走行制御装置２００は、第２車輪５−２が段差ＤＬに到達する前の時刻ｔ２ｐから、駆動力を増加させる。例えば、第２車輪５−２が段差ＤＬの手前の所定範囲に入ったとき、車両走行制御装置２００は、駆動力の増加を開始する。第２車輪５−２の最新位置は、車両位置情報３５０から得られる。段差ＤＬの位置は、段差位置情報４００から得られる。
In the example shown in FIG. 4, the vehicle
尚、第２車輪５−２が段差ＤＬを通過する際のショックを緩和するために、車両走行制御装置２００は、第２車輪５−２が段差ＤＬに到達するまでに、車両１を十分に減速してもよい。
In addition, in order to reduce a shock when the second wheel 5-2 passes through the step DL, the vehicle traveling
５−２．第２の例
第２の例では、図５及び図６で示された場合、すなわち、第１車輪５−１が停止することなく段差ＤＬを通過する場合を考える。フローチャートは、上記の第１の例の場合と同じである（図１３参照）。第１の例の場合と重複する説明は、適宜省略される。
5-2. Second Example In the second example, consider the case shown in FIGS. 5 and 6, that is, the case where the first wheel 5-1 passes through the step DL without stopping. The flowchart is the same as that of the first example (see FIG. 13). The description overlapping with the case of the first example is omitted as appropriate.
５−２−１．ステップＳ１０
第１車輪５−１は、停止することなく段差ＤＬを通過する。車両走行制御装置２００は、走行状態情報３００に基づいて、車輪５が段差ＤＬを通過したことを検出し、また、段差ＤＬを通過した車輪５を特定する（図１１、セクション４の第１の例４−１を参照）。ここで特定された車輪５が、第１車輪５−１である。
5-2-1. Step S10
The first wheel 5-1 passes through the step DL without stopping. The vehicle
５−２−２．ステップＳ２０
第１車輪５−１が段差ＤＬを通過すると、車両走行制御装置２００は、走行状態情報３００に基づいて、基準情報５１０を取得する。第２の例では、基準情報５１０は、第１駆動力Ｆ１を含まない。基準情報５１０は、第１駆動力Ｆ１の代わりに、第１車輪５−１が段差ＤＬを通過する際の走行状態の変化を示す。
5-2-2. Step S20
When the first wheel 5-1 passes through the step DL, the vehicle traveling
例えば、第１車輪５−１が段差ＤＬを通過する際、車速（運動エネルギー）が変化する。車速は、車両状態情報３１０から得られる。車両走行制御装置２００は、車両状態情報３１０に基づいて、第１車輪５−１が段差ＤＬを通過する際の車速（運動エネルギー）の変化を取得する。
For example, when the first wheel 5-1 passes through the step DL, the vehicle speed (kinetic energy) changes. The vehicle speed is obtained from the
５−２−３．ステップＳ３０
車両走行制御装置２００は、第１の例の場合と同様に、段差ＤＬの位置を推定し、段差位置情報４００を取得する。
5-2-3. Step S30
The vehicle
５−２−４．ステップＳ４０
第１の例の場合と同様に、車両走行制御装置２００は、走行状態情報３００と段差位置情報４００に基づいて、第２車輪５−２と第２荷重Ｗ２を推定する。また、車両走行制御装置２００は、基準情報５１０に基づいて、第２駆動力Ｆ２を推定する。
5-2-4. Step S40
As in the case of the first example, the vehicle traveling
第２の例では、車両走行制御装置２００は、まず、基準情報５１０で示される走行状態の変化に基づいて、段差ＤＬの高さｈを推定する。段差ＤＬが大きくなるほど走行状態の変化も大きくなるため、走行状態の変化から段差ＤＬの高さｈを推定することができる。
In the second example, first, the vehicle
例えば、走行状態の変化は、車速（運動エネルギー）の変化である。エネルギー保存則から、次の関係式（７）が成り立つ。 For example, the change in the running state is a change in the vehicle speed (kinetic energy). The following relational expression (7) holds from the energy conservation law.
式（７）において、Ｍは、車両１の全質量である。Ｍ１は、第１車輪５−１に関する上述の第１荷重Ｗ１と等価な第１質量である（Ｗ１＝Ｍ１×ｇ，ｇ＝重力加速度）。Ｖｓは、第１車輪５−１が段差ＤＬを通過した後の車速である。Ｖｏは、第１車輪５−１が段差ＤＬを通過する前の車速である。Ｃは、エネルギー散逸による補正係数である。乗り上げ段差の場合、補正係数Ｃは−１以下である（Ｃ≦−１）。乗り下げ段差の場合、補正係数Ｃは１以上である（Ｃ≧１）。式（７）から、次の式（８）が得られる。
In the equation (7), M is the total mass of the
車両走行制御装置２００は、式（８）に従って、段差ＤＬの高さｈを推定する。つまり、車両走行制御装置２００は、第１荷重Ｗ１と車速の変化に基づいて、段差ＤＬの高さｈを推定する。更に、車両走行制御装置２００は、段差ＤＬの高さｈと第２荷重Ｗ２に基づいて、第２車輪５−２が段差ＤＬを乗り越えるために必要な第２駆動力Ｆ２を推定する。
The vehicle
図１４は、第２駆動力Ｆ２の推定方法を説明するための概念図である。図１４において、第２車輪５−２は、駆動力Ｆによって、高さｈの段差ＤＬを乗り上げている。Ｍ２は、第２車輪５−２に関する上述の第２荷重Ｗ２と等価な第２質量である（Ｗ２＝Ｍ２×ｇ，ｇ＝重力加速度）。ｒは、第２車輪５−２の動半径である。ψは、通過開始点（接触点）からの第２車輪５−２の回転角である。ζは、路面の勾配であり、加速度センサから算出される。Ｍｏは、第２車輪５−２以外の車輪５−Ｘにかかる荷重と等価な質量である。ＤＡは、第２車輪５−２が進んでいる方向である。この場合、方向ＤＡの加速度Ａ、車両１の質量Ｍ（Ｍ＝Ｍ２＋Ｍｏ）、及び駆動力Ｆを用いて、運動方程式は次の式（９）で表される。 FIG. 14 is a conceptual diagram illustrating a method of estimating the second driving force F2. In FIG. 14, the second wheel 5-2 rides on a step DL having a height h by a driving force F. M2 is a second mass equivalent to the above-described second load W2 for the second wheel 5-2 (W2 = M2 × g, g = gravitational acceleration). r is the moving radius of the second wheel 5-2. ψ is the rotation angle of the second wheel 5-2 from the passage start point (contact point). ζ is the gradient of the road surface and is calculated from the acceleration sensor. Mo is a mass equivalent to the load applied to the wheels 5-X other than the second wheels 5-2. DA is the direction in which the second wheel 5-2 is traveling. In this case, using the acceleration A in the direction DA, the mass M of the vehicle 1 (M = M2 + Mo), and the driving force F, the equation of motion is expressed by the following equation (9).
式（９）から、次の式（１０）が得られる。 From the expression (9), the following expression (10) is obtained.
角度φについては、次の式（１１）、（１２）が成り立つ。 The following expressions (11) and (12) hold for the angle φ.
角度ψは、次の式（１３）で表される。ここで、ｓは、通過開始点（接触点）からの第２車輪５−２の中心の移動距離である。 The angle ψ is represented by the following equation (13). Here, s is the moving distance of the center of the second wheel 5-2 from the passing start point (contact point).
式（１０）〜（１３）から、次の式（１４）、（１５）が得られる。 From the expressions (10) to (13), the following expressions (14) and (15) are obtained.
式（１４）、（１５）に示されるように、駆動力Ｆは、加速度Ａ、段差ＤＬの高さｈ、及び第２荷重Ｗ２（第２質量Ｍ２）に依存している。車両走行制御装置２００は、式（１４）、（１５）を用いて、第２車輪５−２が段差ＤＬを乗り越えるために必要な第２駆動力Ｆ２を推定する。加速度Ａは、所望の値に設定される。例えば、加速度Ａがゼロの場合、第２車輪５−２が段差ＤＬを通過する際に加減速は発生しない。
As shown in Expressions (14) and (15), the driving force F depends on the acceleration A, the height h of the step DL, and the second load W2 (the second mass M2). The vehicle
５−２−５．ステップＳ５０
第１の例の場合と同様に、車両走行制御装置２００は、第２車輪５−２が段差ＤＬを通過する際、第２駆動力情報５２０で示される第２駆動力Ｆ２を発生させる。
5-2-5. Step S50
Similarly to the case of the first example, when the second wheel 5-2 passes through the step DL, the vehicle traveling
５−３．第３の例
図１５は、段差通過に関連する駆動力制御の第３の例を示すフローチャートである。ステップＳ１において、車両走行制御装置２００は、周辺状況情報３２０に基づいて、段差位置情報４００を取得する（セクション４の第２の例４−２を参照）。第３の例の場合、上述のステップＳ３０は不要であり、基準情報５１０から通過位置が省略されてもよい。その他のステップＳ１０、Ｓ２０、Ｓ４０、及びＳ５０は、上述の第１あるいは第２の例と同じである。
5-3. Third Example FIG. 15 is a flowchart illustrating a third example of the driving force control related to the step passage. In step S1, the vehicle
５−４．第４の例
車輪５が段差ＤＬを通過した場合、車両走行制御装置２００は、段差ＤＬの高さｈを考慮して、車両位置情報３５０で与えられる車両位置ＰＶを補正してもよい。段差ＤＬの高さｈは、上記の式（８）によって算出される。また、車輪５が段差ＤＬを通過した場合、車両走行制御装置２００は、目標経路ＴＰを再生成してもよい。これらの処理は、上述の第１〜第３の例のいずれにも適用可能である。
5-4. Fourth Example When the
６．段差通過中止処理
次に、車両走行制御装置２００が段差ＤＬの通過を中止する場合を考える。車両走行制御装置２００は、目標停止位置ＰＴに向かって車両１が走行するように車両走行制御を行う。このとき、走行経路上の段差ＤＬの位置と目標停止位置ＰＴとの関係に依っては、ある車輪５が段差ＤＬを通過すると、車両１が目標停止位置ＰＴを超過してしまう場合がある。その場合、車両走行制御装置２００は、当該車輪５が段差ＤＬを通過しないように、あらかじめ「段差通過中止処理」を行う。段差ＤＬの通過を防止するか否かの判定の対象となる車輪５は、以下「対象車輪」と呼ばれる。
6. Next, a case will be considered where the vehicle
６−１．第１の例
図１６は、段差通過中止処理の第１の例を説明するための概念図である。第１車輪５−１は既に段差ＤＬを通過しており、第２車輪５−２は未だ段差ＤＬに到達していない。本例では、第２車輪５−２が対象車輪である。
6-1. First Example FIG. 16 is a conceptual diagram for describing a first example of the step passage stop processing. The first wheel 5-1 has already passed the step DL, and the second wheel 5-2 has not yet reached the step DL. In this example, the second wheel 5-2 is the target wheel.
車両走行制御装置２００は、第２車輪５−２が段差ＤＬを通過すると車両１（車両位置ＰＶ）が目標停止位置ＰＴを超過するか否かを判定する。具体的には、第１車輪５−１が段差ＤＬを通過した後、上述のステップＳ３０によって段差ＤＬの位置が推定され、段差位置情報４００が得られる。車両位置ＰＶと第２車輪５−２の位置は、車両位置情報３５０によって与えられる。これら段差位置情報４００と車両位置情報３５０に基づいて、第２車輪５−２が段差ＤＬを通過すると車両位置ＰＶが目標停止位置ＰＴを超過するか否かを判定することができる。
Vehicle traveling
例えば、車両走行制御装置２００は、段差位置情報４００と車両位置情報３５０に基づいて、第２車輪５−２が段差ＤＬを通過するときの車両位置ＰＶを予測する。予測された車両位置ＰＶは、以下「予測車両位置ＰＶｐ」と呼ばれる。予測車両位置ＰＶｐが目標停止位置ＰＴを超過している場合、車両走行制御装置２００は、第２車輪５−２が段差ＤＬを通過すると車両位置ＰＶが目標停止位置ＰＴを超過すると判定する。また、段差通過のために駆動力が増加している場合、第２車輪５−２が段差ＤＬを乗り越えた後直ぐに車両１を停止させることができるとは限らない。従って、予測車両位置ＰＶｐが目標停止位置ＰＴの手前の所定範囲内にある場合も、車両走行制御装置２００は、第２車輪５−２が段差ＤＬを通過すると車両位置ＰＶが目標停止位置ＰＴを超過すると判定する。
For example, the vehicle
第２車輪５−２が段差ＤＬを通過すると車両位置ＰＶが目標停止位置ＰＴを超過すると判定した場合、車両走行制御装置２００は、第２車輪５−２が段差ＤＬを通過しないように、目標停止位置ＰＴを手前に変更する。その後、車両走行制御装置２００は、車両１を変更後の目標停止位置ＰＴまで移動させる。車両１は、目標停止位置ＰＴで停止し、目標停止位置ＰＴを超過することはない。従って、例えば、車両１が壁等に衝突することが防止される。
When it is determined that the vehicle position PV exceeds the target stop position PT when the second wheel 5-2 passes through the step DL, the vehicle
図１７は、段差通過中止処理の第１の例を示すフローチャートである。ステップＳ１０〜Ｓ３０は、図１３で示されたものと同様である。第１車輪５−１が段差ＤＬを通過し、車両走行制御装置２００は、基準情報５１０と段差位置情報４００を取得する。
FIG. 17 is a flowchart illustrating a first example of the step stop processing. Steps S10 to S30 are the same as those shown in FIG. The first wheel 5-1 passes through the step DL, and the vehicle
ステップＳ１００において、車両走行制御装置２００は、走行状態情報３００と段差位置情報４００に基づいて、第２車輪５−２を推定する。そして、車両走行制御装置２００は、段差位置情報４００と車両位置情報３５０に基づいて、第２車輪５−２（対象車輪）が段差ＤＬを通過すると車両１（車両位置ＰＶ）が目標停止位置ＰＴを超過するか否かを判定する。
In step S100, the vehicle
車両１が目標停止位置ＰＴを超過しないと判定された場合（ステップＳ１００；Ｎｏ）、処理はステップＳ４０に進む。ステップＳ４０、Ｓ５０は、図１３で示されたものと同様である。ステップＳ５０の後、処理は、ステップＳ６０に進む。ステップＳ６０において、車両走行制御装置２００は、車両走行制御を行い、車両１を目標停止位置ＰＴまで移動させ、車両１を目標停止位置ＰＴで停止させる。そして、車両支援制御は終了する。
When it is determined that the
一方、車両１が目標停止位置ＰＴを超過すると判定された場合（ステップＳ１００；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０において、車両走行制御装置２００は、第２車輪５−２が段差ＤＬを通過しないように、目標停止位置ＰＴを手前に変更する。その後、処理は、ステップＳ４０、Ｓ５０をスキップして、ステップＳ６０に進む。ステップＳ６０において、車両走行制御装置２００は、車両１を変更後の目標停止位置ＰＴまで移動させる。車両１は、目標停止位置ＰＴで停止し、目標停止位置ＰＴを超過することはない。従って、例えば、車両１が壁等に衝突することが防止される。
On the other hand, when it is determined that the
６−２．第２の例
図１８は、段差通過中止処理の第２の例を示すフローチャートである。図１７で示された第１の例と重複する説明は適宜省略される。ステップＳ１００において車両１が目標停止位置ＰＴを超過すると判定された場合（ステップＳ１００；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１２０に進む。
6-2. Second Example FIG. 18 is a flowchart illustrating a second example of the step passage stop processing. Description overlapping with the first example shown in FIG. 17 is omitted as appropriate. If it is determined in step S100 that the
ステップＳ１２０において、車両走行制御装置２００は、第２車輪５−２が段差ＤＬを通過する前に制動力を発生させて、車両１を停止させる。言い換えれば、車両走行制御装置２００は、制動制御を介入させ、車両１を強制的に停止させる。目標停止位置ＰＴは維持されても破棄されてもよい。いずれの場合であっても、ステップＳ４０〜Ｓ６０は行われない。車両１は、目標停止位置ＰＴに到達する前に停止する。そして、車両支援制御は終了する。これによっても、第１の例と同様の効果が得られる。
In step S120, the vehicle
６−３．第３の例
第１車輪５−１が段差ＤＬを通過しなくても、段差ＤＬの位置が推定される場合がある（図１５、セクション５の第３の例５−３を参照）。その場合、第１車輪５−１が段差ＤＬを通過すると車両１が目標停止位置ＰＴを超過するか否かを判定することもできる。つまり、第１車輪５−１も対象車輪となり得る。
6-3. Third Example Even when the first wheel 5-1 does not pass through the step DL, the position of the step DL may be estimated (see FIG. 15, third example 5-3 of section 5). In that case, it is also possible to determine whether or not the
図１９は、段差通過中止処理を一般化して示すフローチャートである。ステップＳ２００において、段差位置推定装置は、段差位置情報４００を取得する。ステップＳ２１０において、車両走行制御装置２００は、段差位置情報４００と車両位置情報３５０に基づいて、対象車輪が段差ＤＬを通過すると車両１が目標停止位置ＰＴを超過するか否かを判定する。
FIG. 19 is a generalized flowchart showing the step passage stop processing. In step S200, the step position estimation device acquires
車両１が目標停止位置ＰＴを超過しないと判定された場合（ステップＳ２１０；Ｎｏ）、処理はステップＳ２２０に進む。ステップＳ２２０において、対象車輪が段差ＤＬを通過する。
When it is determined that the
一方、車両１が目標停止位置ＰＴを超過すると判定された場合（ステップＳ２１０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２３０に進む。ステップＳ２３０において、車両走行制御装置２００は、対象車輪が段差ＤＬを通過しないように、目標停止位置ＰＴを手前に変更する。あるいは、車両走行制御装置２００は、対象車輪が段差ＤＬを通過する前に制動力を発生させて、車両１を停止させる。
On the other hand, when it is determined that the
７．段差の乗り下げ
図２０は、車輪５が段差ＤＬを乗り下げる場合を示している。乗り上げか乗り下げかは、車速の変化、あるいは、カメラ画像の視界の変化に基づいて識別可能である。車両走行制御装置２００は、走行状態情報３００に基づいて、いずれかの車輪５が段差ＤＬを乗り下げたことを検出し、また、段差ＤＬを通過した車輪５を特定する。特定された車輪５が、第１車輪５−１である。また、車両走行制御装置２００は、乗り上げの場合と同様の手法で、段差ＤＬの位置を推定し、第２車輪５−２を推定する。
7. FIG. 20 shows a case where the
第２車輪５−２が段差ＤＬを通過する際のショックを緩和するために、車両走行制御装置２００は、第２車輪５−２が段差ＤＬに到達するまでに、車両１を十分に減速してもよい。また、乗り下げ後に直ぐに制動力を発生させることができるように、車両走行制御装置２００は、第２車輪５−２が段差ＤＬに到達する前に、ブレーキ圧を予備加圧してもよい。また、車両走行制御装置２００は、第２車輪５−２が段差ＤＬを下っている最中に制動力制御を行ってもよい。
In order to reduce a shock when the second wheel 5-2 passes through the step DL, the vehicle
１ 車両
５ 車輪
５−１ 第１車輪（先行輪）
５−２ 第２車輪（後続輪）
１０ 車両走行支援装置
３０ センサ群
３１ 車両状態センサ
３２ 周辺状況センサ
５０ 走行装置
５１ 駆動装置
５２ 制動装置
５３ 転舵装置
５４ 変速装置
７０ 制御装置
７１ プロセッサ
７２ 記憶装置
１００ 走行状態取得装置
２００ 車両走行制御装置
３００ 走行状態情報
３１０ 車両状態情報
３２０ 周辺状況情報
３３０ 走行制御情報
３４０ 目標情報
３５０ 車両位置情報
４００ 段差位置情報
５００ 駆動制御情報
５１０ 基準情報
５２０ 第２駆動力情報
ＤＬ 段差
1
5-2 Second wheel (follower wheel)
REFERENCE SIGNS
Claims (1)
前記車両の状態を示す車両状態情報と、前記車両の各車輪の位置を示す車両位置情報と、が格納される記憶装置と、
前記車両の走行経路上の段差の位置を推定するプロセッサと
を備え、
前記プロセッサは、
前記車両状態情報に基づいて、前記車両の２つの車輪が前記段差を通過したことを検出し、
前記車両位置情報に基づいて、前記段差を通過する際の前記２つの車輪のそれぞれの位置を第１通過位置及び第２通過位置として取得し、
前記第１通過位置と前記第２通過位置とを結ぶ線の位置を、前記段差の前記位置として推定する
段差位置推定装置。 A step position estimation device mounted on a vehicle,
A storage device in which vehicle state information indicating a state of the vehicle and vehicle position information indicating a position of each wheel of the vehicle are stored,
And a processor for estimating the position of a step on the traveling route of the vehicle,
The processor comprises:
Based on the vehicle state information, detecting that two wheels of the vehicle have passed the step,
Based on the vehicle position information, the respective positions of the two wheels when passing through the step are acquired as a first passage position and a second passage position,
A step position estimating device for estimating a position of a line connecting the first passage position and the second passage position as the position of the step.
Priority Applications (1)
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Citations (3)
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| JP2015204097A (en) * | 2014-04-14 | 2015-11-16 | 現代自動車株式会社Ｈｙｕｎｄａｉｍｏｔｏｒ Ｃｏｍｐａｎｙ | Detection device for speed bump and navigation update device and method using the same |
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