JP2022538199A - リアルタイムで経路を制御するための予測モジュール、関連する装置及び方法 - Google Patents

リアルタイムで経路を制御するための予測モジュール、関連する装置及び方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2022538199A
JP2022538199A JP2021557518A JP2021557518A JP2022538199A JP 2022538199 A JP2022538199 A JP 2022538199A JP 2021557518 A JP2021557518 A JP 2021557518A JP 2021557518 A JP2021557518 A JP 2021557518A JP 2022538199 A JP2022538199 A JP 2022538199A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vehicle
real
prediction module
variable gain
module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2021557518A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7264275B2 (ja
Inventor
クヴィエスカ,ペドロ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Publication of JP2022538199A publication Critical patent/JP2022538199A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7264275B2 publication Critical patent/JP7264275B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/10Path keeping
    • B60W30/12Lane keeping
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/20Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B60K35/28Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor characterised by the type of the output information, e.g. video entertainment or vehicle dynamics information; characterised by the purpose of the output information, e.g. for attracting the attention of the driver
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/20Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of steering systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/02Control of vehicle driving stability
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/02Control of vehicle driving stability
    • B60W30/045Improving turning performance
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18Propelling the vehicle
    • B60W30/18009Propelling the vehicle related to particular drive situations
    • B60W30/18145Cornering
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/10Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to vehicle motion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/10Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to vehicle motion
    • B60W40/103Side slip angle of vehicle body
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/10Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to vehicle motion
    • B60W40/105Speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/10Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to vehicle motion
    • B60W40/109Lateral acceleration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/0097Predicting future conditions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/0098Details of control systems ensuring comfort, safety or stability not otherwise provided for
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/021Determination of steering angle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K2360/00Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B60K2360/16Type of output information
    • B60K2360/167Vehicle dynamics information
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K2360/00Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B60K2360/16Type of output information
    • B60K2360/175Autonomous driving
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W2050/0001Details of the control system
    • B60W2050/0002Automatic control, details of type of controller or control system architecture
    • B60W2050/0008Feedback, closed loop systems or details of feedback error signal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W2050/0001Details of the control system
    • B60W2050/0019Control system elements or transfer functions
    • B60W2050/0022Gains, weighting coefficients or weighting functions
    • B60W2050/0024Variable gains
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2300/00Indexing codes relating to the type of vehicle
    • B60W2300/36Cycles; Motorcycles; Scooters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/10Longitudinal speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/12Lateral speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/12Lateral speed
    • B60W2520/125Lateral acceleration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/14Yaw
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/20Sideslip angle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2554/00Input parameters relating to objects
    • B60W2554/40Dynamic objects, e.g. animals, windblown objects
    • B60W2554/402Type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/20Steering systems
    • B60W2710/207Steering angle of wheels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

車両のリアルタイム経路制御装置のための予測モジュールであって、予測モジュールは、車両の車線にあるカーブの曲率をオフセットするための操舵指令を演算するための演算サブモジュールと、演算サブモジュールの出力に接続されている可変ゲイン装置と、を備え、可変ゲイン装置は、コントローラに接続され、コントローラは、可変ゲイン装置の状態変数の現在の測定値のベクトルの成分を互いに比較した結果と、成分と検出閾値とを比較した結果とに応じて、車両の重心と車両の車線の中心との間の横方向の偏差を減少させるように可変ゲインの値を調整でき、可変ゲインの出力は、カーブの曲率をオフセットするための操舵指令である。【選択図】図6

Description

本発明は、車両の経路制御装置に関するものである。
より具体的には、本発明は、車両の車線にあるカーブの曲率をオフセットするように設計された車両のリアルタイム経路制御装置、当該装置に組み込まれた予測モジュール、およびそのような装置の実行方法に関するものである。
自動車には、運転者が車両を車線内に維持すること、特に、車両を車線の中央に維持することを支援するように設計された経路制御装置を取り付けることができる。このような装置は、運転を完全に車両に任せる自律走行車両にも搭載されている。このような装置は、車両の操舵輪の操舵角を調整することで、車両のステアリングを動作させる。車両の状況に応じた適切な操舵角は、装置に格納される制御アルゴリズムを用いて決定される。制御アルゴリズムは、制御則を実装し、車両の動的モデルを用いる。車両を車線の中央に維持することを支援するためのこのような制御則は、一般に「レーンセンタリングアシスト(LCA)」と呼ばれている。
快適性のためには、制御がスムーズで、制御によって運転者に不快感や驚きを与えるような揺れが生じないことが望ましい。
同一の出願人によって出願された出願FR3051756は、図1から図5に示される先行技術を表している。当該出願には、特に乗客の快適性を確保することを目的とした車両のリアルタイム経路制御装置DISPが記載されている。
図1は、制御信号Uで制御されるアクチュエータによって制御される、車両の2つの操舵輪、好ましくは車両の前輪を有するモーター駆動の車両1に適用されたリアルタイム経路制御装置DISPを示している。
Figure 2022538199000002
車両1の前側の操舵輪は、制御信号Uで制御されるアクチュエータによって制御される。
Figure 2022538199000003
車両1は、車載プロセッサを備える。車載プロセッサは、車両1が所望の経路をたどるように車両の物理的状態ベクトルξを設定値の状態ベクトルξ*に適合させる制御信号Ustを生成するために用いられるコントローラ装置2を備える。
Figure 2022538199000004
Figure 2022538199000005
Figure 2022538199000006
Figure 2022538199000007
したがって、制御信号Uはまた第1の操舵指令Ustと第2の操舵指令Ustの和である。
Figure 2022538199000008
車両の物理的状態ベクトルξは、
Figure 2022538199000009
設定値の状態ベクトルξ*は、
Figure 2022538199000010
Figure 2022538199000011
である。車両1の内部状態に完全にはアクセスできないため、ベクトルξは未知の値である。
装置3は、以下の行列形式で与えられる自転車モデルとして知られている車両モデルを実装している。
Figure 2022538199000012
角度δrefの値は、指令Uffと等しい。
操舵角δと基準操舵角δrefは、パワーアシストステアリングをモデル化した2次伝達関数によって関連付けられる。
行列Aは、車両1の以下のパラメータに従属する、与えられた走行シーケンスにわたる従属定数および可変係数を含む。
- 前輪のドリフトの剛性C
- 後輪のドリフトの剛性C
- 車両の重心から前車軸までの距離l
- 車両の重心から後車軸までの距離l
- 車両の総質量m、
- 車両の速度V、
- 車両の重心を通る垂直軸を中心とした車両の慣性力J、
- 2次関数のダンピング係数ξ、
- 2次伝達関数の固有のパルスω。
行列Bδは、固有のパルスωと速度Vに従属し、行列Bρは、速度Vに従属する。
車両1のパラメータの値は、車両1に負荷がかかっていなくてタイヤの空気圧が最適な値であるときに定義され、パラメータは、車両1の全ライフタイムを通じて固定される。
装置3は、第1の入力で、以下の計装関係(instrumental relation)Cによって物理的状態ベクトルξに相関する現在の測定値のベクトルηを受信する。
Figure 2022538199000013
現在の測定値のベクトルηは5つの成分を持っている。
Figure 2022538199000014
RaCamデバイスは、多項式y(x)を決定する。
オブザーバ装置3は、第2の入力で、操舵角δである指令Ustを受信する。
オブザーバ装置3の第3の入力は、予測モジュール4の第1の出力S1に接続されている。
また、予測モジュール4は、制御信号Uが制御信号Ustと制御信号Uffの和となるように加算器に接続されている第2の出力S2と、現在の測定値のベクトルηを受信するために車両1に接続されている第1の入力E1と、多項式y(x)を受信するために車両1に接続されている第2の入力E2と、を有する。
Figure 2022538199000015
予測モジュール4は、第2の入力E2に接続されている第1のサブモジュール41と、第1のサブモジュール41、入力E1、出力S1及びS2に接続されている第2のサブモジュール42とを備える。
Figure 2022538199000016
車両1と装置2、3で構成される閉ループは,直線に対応するゼロベクトルを中心として状態ベクトルξを最小化する。設定値のベクトルξ*は、ゼロベクトルに等しい。
閉ループのダイナミクスは遅すぎて、十分なレベルの快適性を確保することができません。
予測モジュール4は、良好なコーナリング性能を確保するために開ループで動作する。
Figure 2022538199000017
ホイール角δeqは、以下の式で与えられる。
Figure 2022538199000018
であり、擬似的に計算される測定値のベクトルηeqは、
Figure 2022538199000019
である。ここでは、
Figure 2022538199000020
である。角度δeqは、予測モジュール4の第2の出力S2によって送信され、測定値のベクトルηeqは、第1の入力S1によって送られるので、擬似的に計算される測定値のベクトルηeqが、測定ベクトルηから差し引かれ、オブザーバ装置3が、仮想的な直線レーン上の経路の逸脱について動作させるようになる。
しかし、予測モジュール4は、自転車モデルに基づいており、車両1のライフタイムを通じて変更されることはない。
車両1の物理的なパラメータが変化した場合、例えば、トランクに荷物が積み込まれた場合や、タイヤの空気が抜けたり損傷したりした場合には、予測モジュール4のパラメータがもはや正しくなくなり、その結果、性能が低下して、車線の中心に対して横方向の偏差が大きいコーナリングになってしまう。
図2および図3は、車両1のパラメータが公称値であり、トランクが空である場合の、リアルタイム経路制御装置の動作後の、操舵角δおよび横方向の偏差ylの経時変化を示している。
カーブの入口と出口で18cmのずれが生じている。
図4および図5は、車両1のトランクに300gの荷物が載せられている場合の、リアルタイム経路制御装置の動作後の、操舵角δおよび横方向の偏差ylの経時変化を示している。
カーブの入口と出口で75cmのずれが生じている。
車両1は、図2および図3に示す公称の構成に比べて、オーバーステアがより大きくなる。
そこで、本発明は、車両の物理的パラメータの変動に応じて予測モジュールからの指令を適応させることで、コーナリング時のリアルタイム経路制御装置のロバスト性を高めることを目的としている。
上記を考慮して、本発明は、車両の進路をリアルタイムで制御する装置の予測モジュールを提案するものであり、当該予測モジュールは、車両の車線にあるカーブの曲率をオフセットするための操舵指令を演算するためのサブモジュールを備え、可変ゲイン装置が演算サブモジュールの出力に接続されている。
可変ゲイン装置は、コントローラに接続される。コントローラは、可変ゲイン装置の状態変数の現在の測定値のベクトルの成分を互いに比較した結果と、当該成分と検出閾値とを比較した結果とに応じて、車両の重心と車両の車線の中心との間の横方向の偏差を減少させるように可変ゲインの値を調整できる。可変ゲインの出力は、カーブの曲率をオフセットするための操舵指令である。
一つの特徴によれば、予測モジュールはまた可変ゲイン装置の出力に接続され、車両のモデルを用いて擬似的に計算される測定値のベクトルを計算するように設計された第2の演算サブモジュールを備える。
好ましくは、車両のモデルは自転車モデルである。
また、本発明は、車両の車線にあるカーブの曲率をオフセットするように設計された車両のリアルタイム経路制御装置に関するものであって、リアルタイム経路制御装置は、先に定義した予測モジュールと、直進の車線に対する車両の経路を安定させるための操舵指令を生成するように、車両の推定の直線追従状態ベクトルをリアルタイムで生成するオブザーバとを備える。オブザーバは、予測モジュールに接続されている。
また、本発明は、車両の車線にあるカーブの曲率をオフセットするように設計された車両のリアルタイム経路制御方法に関するものである。
予測モジュールの可変ゲイン装置のゲインは,車両の重心と車両の車線の中心との間の横方向の偏差を減少させるために、公称の構成に対する車両のオーバーステアが検出されたときに調整される。
好ましくは、車両の基準系において、横方向の偏差とカーブの方向が同じ方向に向いていて、かつ、横方向の偏差が検出閾値よりも大きい場合に、車両が公称の構成に対してオーバーステアしていると判断される。
好ましくは、車両の基準系において、横方向の偏差とカーブの方向が異なる方向に向いていて、かつ、横方向の偏差が検出閾値よりも小さい場合に、可変ゲイン装置のゲインがリセットされる。
本発明の他の目的、特徴、および利点は、非限定的な例として単に挙げられている以下の説明に記載され、また、添付の図面を参照として記載されている。
図1は、前述したように、従来技術に係る車両のリアルタイム経路制御装置の概略図である。 図3は、前述したように、車両のパラメータが公称値であり、トランクが空である場合の、先行技術に係る制御装置の動作後の、操舵角と横方向の偏差の経時変化を示している。 図5は、車両のトランクに荷物がある場合の、先行技術に係る制御装置の動作後の、操舵角と横方向の偏差の経時変化を示している。 図6は、本発明に係る車両のリアルタイム経路制御装置の一実施形態を示している概略図である。 図7は、本発明に係る予測モジュールの一実施形態を示している。 図8は、カーブのある車線を走行する車両の模式図である。 図9は、本発明に係る車両のリアルタイム経路制御装置の実施方法を示している。 図11は、車両のトランクに荷物がある場合の、本発明に係る制御装置の動作後の、操舵角と横方向の偏差の経時変化を示している。
図6は、本発明の一実施形態にかかる、車両1の車線にあるカーブの曲率をオフセットするための、車両1のリアルタイム経路制御装置5の概略図である。図1の装置DISPを構成する要素と同一となる装置5の要素は、同一の参照符号を用いて示されている。
Figure 2022538199000021
また、装置5は、予測モジュール6を含む。予測モジュール6は、車両1に接続され、現在の測定値のベクトルηを受信する第1の入力61と、車両1に接続され、多項式y(x)を受信する第2の入力62と、制御信号Uが、制御信号Ustと、予測モジュール6によって生成された制御信号Ueffとの和となるように、加算器に接続された第1の出力63と、オブザーバ装置3の第3の入力に接続された第2の出力64とを備える。
予測モジュール6は、開ループである。
図7は、予測モジュール6の一実施形態を示している。
Figure 2022538199000022
可変ゲイン装置70は、コントローラ73の出力72に接続されている制御入力71を備える。
また、コントローラ73は、予測モジュール6の入力61に接続されている入力74を備える。
可変ゲイン装置70は、出力75を備える。出力75は、第1に、予測モジュール6の第1の出力63に接続されていて、第2に、第2の演算サブモジュール77の第1の入力76に接続されている。
また、第2の演算サブモジュール77は、予測モジュール6の第1の入力61に接続されている第2の入力78と、予測モジュール6の第2の出力64に接続されている出力79とを備える。
Figure 2022538199000023
操舵指令は、式(7)で与えられるホイール角δeqと等しく、操舵指令65を演算するための演算サブモジュールによって実行される。
コントローラ73は、可変ゲイン装置70を制御して、装置の状態変数の現在の測定値のベクトルηの成分を互いに比較した結果と、装置の状態変数の現在の測定値のベクトルηの成分と検出閾値Sとを比較した結果とに応じて、車両1の重心と車両の車線の中心との間の横方向の偏差ylを減少させる。
第2のサブモジュール77は、式(8)に従って、擬似的に計算される測定値のベクトルηeqを決定する。
変形例では、曲率の判定を行う第1のサブモジュール41は、予測モジュール6の外側に配置してもよい。
Figure 2022538199000024
車両1は、基準系Rを有しており、その基準系Rの原点は、例えば、車両1の公称の重心と一致する。
車両1の経路は、車線80の中央のガイドライン81に沿っている。
時刻t1において、車両1は、車線80の直線部分を走行している。車両1の前輪82と後輪83は直線上に並んでいて、横方向の偏差ylとホイール角δは実質的にゼロである。
時刻t2において、車両1は、カーブの上にいる。
Figure 2022538199000025
ホイール角δ2の符号により、カーブの向きの方向を決定することができる。
図9は、装置5の実行方法を示している。
ステップ80では、コントローラ73は、車両1がカーブ上でオーバーステアになっているか否かを判断する。
車両1の基準系Rにおいて、横方向の偏差ylとカーブの方向とが同一方向に向いていて、横方向の偏差ylの値が検出閾値Sよりも大きい場合に、車両1は、公称に対してオーバーステアであると判断される。
図8に示される車両1の基準系Rでは、方向角δ2と横方向の偏差yl2が正の値となっている。
その結果、横方向の偏差値yl2とカーブの方向が同じ方向になる。
そのため、横方向の偏差yl2が検出閾値Sよりも大きいことが想定される。
装置5の実行方法は、ステップ81に進む。
2つの条件のいずれかが満たされていない場合、装置5の実行方法は、ステップ80に残る。
ステップ81の間、コントローラ73は、可変ゲイン装置70のゲインを所定の値に設定する。
このステップの間、可変ゲイン装置70のゲインは、1から所定の値、例えば、0.75まで変化する。
所定の値は、例えば、経験的に車両1の挙動をテストすること、又は、異なる所定の値に対してデジタルシミュレーションを行うことによって決定される。
図10及び図11で示されるように、ゲインを調整することで、車両1の重心と車両の車線の中心との間の横方向の偏差の値ylが減少する。図10及び図11は、車両のトランクに300kgの荷物が載せられている時の、装置5の動作後の操舵角δ及び横方向の偏差ylの経時変化を示している。
横方向の偏差値ylは、20cmに縮小される。
さらに、ステップ81では、コントローラ73は、車両1がカーブ上で公称に対してまだオーバーステアになっているかどうかを判断する。
ステップ82では、車両1の基準系Rにおいて横方向の偏差ylとカーブの方向が異なる方向に向いていて、横方向の偏差ylが検出閾値Sよりも小さい場合には、コントローラ73は、可変ゲイン装置70のゲインをリセットする。
本発明によれば、車両の物理的パラメータの変動に応じて予測モジュールからの指令を適応させることで、コーナリング時のリアルタイム経路制御装置のロバスト性を高めることができる。
図1は、前述したように、従来技術に係る車両のリアルタイム経路制御装置の概略図である。 図2は、前述したように、車両のパラメータが公称値であり、トランクが空である場合の、先行技術に係る制御装置の動作後の、操舵角の経時変化を示している。 図3は、前述したように、車両のパラメータが公称値であり、トランクが空である場合の、先行技術に係る制御装置の動作後の、横方向の偏差の経時変化を示している。 図4は、車両のトランクに荷物がある場合の、先行技術に係る制御装置の動作後の、操舵角の経時変化を示している。 図5は、車両のトランクに荷物がある場合の、先行技術に係る制御装置の動作後の、横方向の偏差の経時変化を示している。 図6は、本発明に係る車両のリアルタイム経路制御装置の一実施形態を示している概略図である。 図7は、本発明に係る予測モジュールの一実施形態を示している。 図8は、カーブのある車線を走行する車両の模式図である。 図9は、本発明に係る車両のリアルタイム経路制御装置の実施方法を示している。 図10は、車両のトランクに荷物がある場合の、本発明に係る制御装置の動作後の、操舵角の経時変化を示している。 図11は、車両のトランクに荷物がある場合の、本発明に係る制御装置の動作後の、横方向の偏差の経時変化を示している。
また、装置5は、予測モジュール6を含む。予測モジュール6は、車両1に接続され、現在の測定値のベクトルηを受信する第1の入力61と、車両1に接続され、多項式y(x)を受信する第2の入力62と、制御信号Uが、制御信号Ustと、予測モジュール6によって生成された制御信号Uffとの和となるように、加算器に接続された第1の出力63と、オブザーバ装置3の第3の入力に接続された第2の出力64とを備える。

Claims (7)

  1. Figure 2022538199000026
  2. 前記可変ゲイン装置(70)の出力に接続され、前記車両のモデルを用いて擬似的に計算される測定値のベクトル(ηeq)を計算するように設計された第2の演算サブモジュール(77)を備える請求項1に記載の予測モジュール。
  3. 前記車両のモデルは、自転車モデルである請求項2に記載の予測モジュール。
  4. Figure 2022538199000027
  5. Figure 2022538199000028
  6. 請求項5に記載のリアルタイム経路制御方法であって、
    前記車両の基準系(R)において、前記横方向の偏差(yl)とカーブの方向が同じ方向に向いていて、かつ、前記横方向の偏差が検出閾値(S)よりも大きい場合に、前記車両が公称の構成に対してオーバーステアしていると判断するリアルタイム経路制御方法。
  7. 請求項6に記載のリアルタイム経路制御方法であって、
    前記車両の基準系(R)において、前記横方向の偏差(yl)と前記カーブの方向が異なる方向に向いていて、かつ、前記横方向の偏差が前記検出閾値(S)よりも小さい場合に、前記可変ゲイン装置(73)のゲインがリセットされるリアルタイム経路制御方法。
JP2021557518A 2019-04-01 2020-03-27 リアルタイムで経路を制御するための予測モジュール、関連する装置及び方法 Active JP7264275B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1903456A FR3094317B1 (fr) 2019-04-01 2019-04-01 Module anticipateur, dispositif de contrôle en temps réel de trajectoire et procédé associés
FR1903456 2019-04-01
PCT/EP2020/058820 WO2020201141A1 (fr) 2019-04-01 2020-03-27 Module anticipateur, dispositif de contrôle en temps réel de trajectoire et procédé associés

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022538199A true JP2022538199A (ja) 2022-09-01
JP7264275B2 JP7264275B2 (ja) 2023-04-25

Family

ID=67810757

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021557518A Active JP7264275B2 (ja) 2019-04-01 2020-03-27 リアルタイムで経路を制御するための予測モジュール、関連する装置及び方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11731623B2 (ja)
EP (1) EP3947076A1 (ja)
JP (1) JP7264275B2 (ja)
CN (1) CN113677579A (ja)
FR (1) FR3094317B1 (ja)
WO (1) WO2020201141A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3117972B1 (fr) * 2020-12-17 2022-11-04 Renault Sas Méthode de contrôle pour contrôler le déplacement d’un véhicule automobile autonome
KR20220128153A (ko) * 2021-03-12 2022-09-20 현대자동차주식회사 차로 유지 제어 장치, 그를 포함한 차량 시스템 및 그 방법
CN114274974B (zh) * 2021-11-30 2023-09-29 重庆长安汽车股份有限公司 自动驾驶中的弯道行驶控制方法、系统及车辆
CN114162134B (zh) * 2022-02-14 2022-05-06 西南交通大学 跨海桥梁上车辆轨迹预测方法、设备和存储介质
CN115158445B (zh) * 2022-07-11 2023-06-23 岚图汽车科技有限公司 一种车辆转向冗余控制方法、系统、电子设备及存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009234560A (ja) * 2008-03-04 2009-10-15 Nissan Motor Co Ltd 車線維持支援装置及び車線維持支援方法
FR2991276A1 (fr) * 2012-06-04 2013-12-06 Renault Sa Dispositif de controle de trajectoire d'un vehicule
FR2992931A1 (fr) * 2012-07-03 2014-01-10 Renault Sa Dispositif et procede de controle de trajectoire d'un vehicule.
FR3040349A1 (fr) * 2015-09-01 2017-03-03 Renault Sa Dispositif et procede de correction de trajectoire d'un vehicule automobile.
FR3051756A1 (fr) * 2016-05-24 2017-12-01 Renault Sas Dispositif de controle de trajectoire d’un vehicule

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7130729B2 (en) * 2004-07-26 2006-10-31 General Motors Corporation Adaptive compensation of rear-wheel steering control using vehicle dynamics parameter estimation
JP2006264623A (ja) * 2005-03-25 2006-10-05 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp 車線維持支援装置
JP2006264624A (ja) * 2005-03-25 2006-10-05 Daimler Chrysler Ag 車線維持支援装置
US7890239B2 (en) * 2005-10-13 2011-02-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle suppressing OS or US by stagedly different devices
US7383112B2 (en) * 2006-03-10 2008-06-03 Gm Global Technology Operations, Inc. Method and system for adaptively compensating open loop front-wheel steering control
WO2010113799A1 (ja) * 2009-03-30 2010-10-07 本田技研工業株式会社 車両横滑り運動状態量推定装置
JP5143103B2 (ja) * 2009-09-30 2013-02-13 日立オートモティブシステムズ株式会社 車両の運動制御装置
JP5880703B2 (ja) * 2012-06-14 2016-03-09 トヨタ自動車株式会社 車線区分標示検出装置、運転支援システム
FR2992926B1 (fr) * 2012-07-03 2015-07-31 Renault Sa Systeme et procede de suivi de la trajectoire d'un vehicule
KR101358329B1 (ko) * 2012-09-03 2014-02-04 현대모비스 주식회사 차선 추종 제어 시스템 및 그 제어 방법
US9623901B2 (en) * 2012-10-04 2017-04-18 Nissan Motor Co., Ltd. Steering control device
EP2944542B1 (en) * 2013-01-11 2017-10-11 Nissan Motor Co., Ltd Steering control device
JP2015003566A (ja) * 2013-06-19 2015-01-08 トヨタ自動車株式会社 逸脱防止装置
FR3044994B1 (fr) * 2015-12-15 2022-09-02 Renault Sas Procede de determination d'un vecteur de coefficients permettant de determiner un angle de braquage a appliquer a des roues d'un vehicule automobile
WO2017150445A1 (ja) * 2016-02-29 2017-09-08 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置
JP6682355B2 (ja) * 2016-05-25 2020-04-15 Ntn株式会社 車両の旋回制御装置
JP6690450B2 (ja) * 2016-07-19 2020-04-28 株式会社デンソー 運転支援装置
JP6662227B2 (ja) * 2016-07-19 2020-03-11 株式会社デンソー 制御装置
MX2019002591A (es) * 2016-09-09 2019-07-04 Nissan Motor Metodo de control de desplazamiento y dispositivo de control de desplazamiento de vehiculo.
US10019008B2 (en) * 2016-09-28 2018-07-10 Baidu Usa Llc Sideslip compensated control method for autonomous vehicles
JP6573643B2 (ja) * 2017-03-27 2019-09-11 株式会社Subaru 車両の走行制御装置
JP6897349B2 (ja) * 2017-06-09 2021-06-30 トヨタ自動車株式会社 運転支援装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009234560A (ja) * 2008-03-04 2009-10-15 Nissan Motor Co Ltd 車線維持支援装置及び車線維持支援方法
FR2991276A1 (fr) * 2012-06-04 2013-12-06 Renault Sa Dispositif de controle de trajectoire d'un vehicule
FR2992931A1 (fr) * 2012-07-03 2014-01-10 Renault Sa Dispositif et procede de controle de trajectoire d'un vehicule.
FR3040349A1 (fr) * 2015-09-01 2017-03-03 Renault Sa Dispositif et procede de correction de trajectoire d'un vehicule automobile.
FR3051756A1 (fr) * 2016-05-24 2017-12-01 Renault Sas Dispositif de controle de trajectoire d’un vehicule

Also Published As

Publication number Publication date
JP7264275B2 (ja) 2023-04-25
US20220194371A1 (en) 2022-06-23
CN113677579A (zh) 2021-11-19
EP3947076A1 (fr) 2022-02-09
FR3094317B1 (fr) 2021-03-05
FR3094317A1 (fr) 2020-10-02
US11731623B2 (en) 2023-08-22
WO2020201141A1 (fr) 2020-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7264275B2 (ja) リアルタイムで経路を制御するための予測モジュール、関連する装置及び方法
JP4370605B2 (ja) 車両の制御装置
JP4568302B2 (ja) 加加速度情報を用いた車両の前後加速度制御装置
JP4143113B2 (ja) 車両の制御装置
US8271175B2 (en) Vehicle control device
JP4226060B2 (ja) 車両の制御装置
JP4143111B2 (ja) 車両の制御装置
US6904349B2 (en) Method of estimating quantities that represent state of vehicle
JP6663333B2 (ja) 車両の制御装置及び車両の制御方法
US20120078470A1 (en) Vehicle attitude controller
JP2008290720A (ja) 車両の制御装置
JPWO2007074713A1 (ja) 車両の制御装置
KR20180003655A (ko) 차량용 자세 제어방법
JP2003146154A (ja) 車両状態量の推定方法
JP5525357B2 (ja) サーボ制御装置
US20230131835A1 (en) Apparatus for controlling autonomous driving of independent driving electric vehicle and method thereof
JP2012126293A (ja) 車両の操舵制御装置
JP4990384B2 (ja) 加加速度情報を用いた車両の運動制御方法
JP5559833B2 (ja) 加加速度情報を用いた車両の運動制御装置および方法
JP4863880B2 (ja) 操舵可能な後輪の操舵角度の制御方法及びシステム並びに対応する車両
JP2007503358A (ja) チルト調節装置及び車両のチルトを調節する方法
CN113396093A (zh) 用于自主控制设备移动性的方法
JP4687277B2 (ja) 車両用操舵装置および車両用操舵方法
JP6264047B2 (ja) 車体制振制御装置
JP4211638B2 (ja) 車両用パワーステアリング装置及び車両用外乱推定装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210927

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210927

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221025

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221212

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230110

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230301

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230314

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230327

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7264275

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151