JP5413677B2 - Vehicle travel control device and vehicle travel control method - Google Patents
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Description
本発明は、車両走行制御装置およびその方法に関する。 The present invention relates to a vehicle travel control device and a method thereof.
従来より、車両の走行状況およびドライバの操作状況に応じて、車両が障害物に接触することを回避するために車両の運動状態を制御する車両走行制御が知られている。例えば、特許文献1には、ステアリングギヤ比を制御することにより、ハンドル操作に応じた通常の操舵角よりも大きな操舵角を実現する手法が開示されている。前方の障害物への接触の可能性がある場合、障害物の横幅を含む大きさ指標に応じてステアリングギヤ比が制御され、少ないハンドル操作であっても大きな操舵角を得ることができる。これにより、障害物に対する回避行為をアシストすることが可能となる。
2. Description of the Related Art Conventionally, vehicle travel control that controls the motion state of a vehicle in order to avoid the vehicle from contacting an obstacle according to the travel state of the vehicle and the operation state of the driver is known. For example,
しかしながら、特許文献1に開示された手法によれば、障害物に十分に接近してからドライバによる回避操作が行われた場合には、ドライバの操舵操作量が大きくなり、その結果としてアシストのために介入する制御量が大きいため、車両の安定性が損なわれる可能性がある。
However, according to the technique disclosed in
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ドライバの回避操作に対応する制御介入により、車両の安定性が損なわれるといった事態を抑制することである。 This invention is made | formed in view of this situation, The objective is to suppress the situation where stability of a vehicle is impaired by the control intervention corresponding to a driver's avoidance operation.
かかる課題を解決するために、本発明は、リスクポテンシャルが第1のリスク閾値を超えた場合には、ラップ率が減少するように車両に付与するヨーモーメントであるラップ率ヨーモーメントに基づいて車両にヨーモーメントが付与される。また、リスクポテンシャルが第1のリスク閾値よりも大きい第2のリスク閾値を超えた場合には、ドライバの操作による操舵角の変化に応じて車両に付与するヨーモーメントである舵角ヨーモーメントに基づいてヨーモーメントが付与される。 In order to solve such a problem, the present invention provides a vehicle based on a lap rate yaw moment that is a yaw moment that is applied to the vehicle so that the lap rate decreases when the risk potential exceeds the first risk threshold. Is given a yaw moment. Further, when the risk potential exceeds a second risk threshold value that is larger than the first risk threshold value, based on a steering angle yaw moment that is a yaw moment to be applied to the vehicle in accordance with a change in the steering angle caused by the driver's operation. Yaw moment is applied.
本発明によれば、ドライバが回避操作を行わなかったような場合でも、車両のリスクポテンシャルに応じてラップ率ヨーモーメントに基づく制御が働くため、舵角ヨーモーメントに基づく制御に移行した場合であっても、介入する制御量が少なくて足り、車両の安定性が損なわれるといった事態を抑制することができる。 According to the present invention, even when the driver does not perform the avoidance operation, the control based on the lap rate yaw moment works according to the risk potential of the vehicle, so that the control shifts to the control based on the steering angle yaw moment. However, it is possible to suppress a situation in which the amount of control to intervene is small and the stability of the vehicle is impaired.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態にかかる車両走行制御装置10が適用された車両Cを模式的に示す説明図であり、図2は、車両走行制御装置10の構成を模式的に示すブロック図である。この車両走行制御装置10は、車両進行方向に存在する障害物(例えば、先行車)Obを回避するために車両Cの運動状態を制御する走行制御装置であり、各種センサ11〜14を含む検出系、コントローラ20およびアクチュエータ30を主体に構成されている。なお、本明細書において、前後左右の車輪について識別する場合には、符号または記号に「fl」、「fr」、「rl」、「rr」を付すこととする。この場合、「fl」は左前輪を示し、「fr」は右前輪を示し、「rl」は左後輪を示し、「rr」は右後輪を示す。なお、本実施形態においては、左右前輪fl,frをドライバのステアリング操作に応じて転舵する操向輪として以下の説明を行うが、これに限らず例えば全車輪fl〜rrが転舵可能な、いわゆる四輪操舵の車両であってもよい。
(First embodiment)
FIG. 1 is an explanatory diagram schematically illustrating a vehicle C to which the vehicle
外界センサ11は、車両前方に存在する物体の位置(方向および距離を含む)を検出し、位置情報Ioを出力する。本実施形態において、外界センサ11は、レーザレーダを用いるが、レーザレーダに代えてミリ波レーダ、カメラ、車車間通信などを利用することもできるし、これらの手法を組み合わせて利用してもよい。外界センサ11としてのレーザレーダは、車両Cの前端部に取り付けられており、車両前方にレーザ光を照射し、前方に存在する物体(例えば、先行車のリフレクタ)からの反射光を受光系で受光する。そして、レーザレーダは、レーザ発射時点と反射光の受光時点との時間差およびレーザの走査位置を演算することにより、車両Cを基準とした物体の位置を検出する。
The
操舵角センサ12は、運転者が操作するハンドルSTの回転角を操舵角θsとして検出する(操舵角検出手段)。この操舵角θsは、直進走行に対応するハンドルSTの中立状態を基準として、左方向または右方向といった操舵方向とともに操舵角を検出する。車輪速センサ13は、車両Cの後輪の回転速度を検出することにより、車両Cの速度(車速)Vを検出する。アクセル開度センサ14は、アクセルペダルAPの踏み込み量、すなわち、アクセル開度θaを検出する。
The
コントローラ20は、システム全体を統合的に制御する機能を担っており、制御プログラムに従って動作することにより、走行制御に関する各種の処理を行う。コントローラ20としては、CPU、ROM、RAM、I/Oインターフェースを主体に構成されたマイ
クロコンピュータを用いることができる。このコントローラ20は、検出系によって検出される各種の情報に基づいて種々の演算を行い、この演算結果に応じた制御信号をアクチュエータ30に出力することにより、車両Cの運動状態を制御する(走行制御)。
The
本実施形態において、アクチュエータ30は、ホイールシリンダ15fl,15fr,15rl,15rrのそれぞれに供給される制動液圧を制御するブレーキアクチュエータである。ドライバによってブレーキペダル(図示せず)が踏込操作されると、ドライバによるブレーキペダルの踏込力は電動ブースタの電力によって倍力される。電動ブースタによって倍力された入力は、マスターシリンダによって制動液圧に変換される。アクチュエータ30は、マスターシリンダによって昇圧された制動液圧に応じて、個々の車輪に対応して設けられたホイールシリンダ15fl〜15rrに対して制動液圧を供給する。個々の車輪には、例えば、ブレーキパッド、キャリパおよびディスクロータを主体に構成された周知の油圧式ブレーキ機構が設けられており、ホイールシリンダ15fl〜15rrに供給される制動液圧に応じてブレーキ機構が動作することにより、個々の車輪に制動力が与えられる。
In the present embodiment, the
アクチュエータ30は、個々の車輪に対応するホイールシリンダ15fl〜15rrに関する制動液圧をそれぞれ独立して制御することができる。これにより、個々の車輪における制動力が個別的に調整される。アクチュエータ30は、ドライバによるブレーキペダルの踏込量に応じて、または、コントローラ20からの制御指令に応じて動作することにより、ホイールシリンダ15fl〜15rrに供給される制動液圧を制御する。すなわち、コントローラ20は、アクチュエータ30の制御を通じて各車輪に独立して制動力を与えることができ、これにより、車両Cのヨーイング運動を制御することができる。
The
また、コントローラ20は、報知装置(報知手段)40を制御して所定の報知を行うことにより、ドライバに注意を喚起することができる。報知装置40としては、例えば、液晶ディスプレイなどの表示装置や、スピーカなど出力装置を用いることができる。
Further, the
コントローラ20は、これを機能的に捉えた場合、障害物検出部21、基準ヨーモーメント算出部22、アクセルゲイン算出部23、車速ゲイン算出部24、周囲障害物検出部25、ヨーモーメント算出部26、付与方向算出部27および制動力制御部28を有している。
When the
障害物検出部21は、外界センサ11から読み込んだ位置情報Ioに基づいて、車両Cの進路上に存在し、車両Cと接触する可能性のある物体(例えば、先行車)を障害物Obとして検出する(障害物検出手段)。例えば、車両Cの進路上に先行車が存在する場合、外界センサ(レーザレーダ)11は、先行車が備える一対のリフレクタに関する位置情報Ioを出力する。障害物検出部21は、一対のリフレクタの間隔に基づいて、マップまたは所定の演算式より先行車の車幅や、代表位置(例えば、車幅方向における中心位置)を推定する。そして、障害物検出部21は、例えば先行車が自己の進路上に存在することを条件として、これを障害物Obとして検出する。検出された障害物Obに関する情報(障害物情報)Doは、基準ヨーモーメント算出部22に出力される。
Based on the position information Io read from the
基準ヨーモーメント算出部22は、障害物情報Doおよび操舵角θsに基づいて、車両Cに付与するヨーモーメントの基準値(以下「基準ヨーモーメント」という)γbを演算する。演算された基準ヨーモーメントγbは、ヨーモーメント算出部26に出力される。また、基準ヨーモーメント算出部22は、報知装置40に報知信号Swを出力することにより、報知装置40から所定の報知情報(画像情報または音声情報)を出力させることができる。
The reference
図3は、基準ヨーモーメント算出部22の構成を示すブロック図である。基準ヨーモー
メント算出部22は、リスクポテンシャル算出部22a、比較部22b、回避限界算出部22c、ラップ率算出部22d、ラップ率ヨーモーメント算出部22e、協調ヨーモーメント算出部22fおよび舵角ヨーモーメント算出部22gを有している。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the reference yaw
ここで、リスクポテンシャル算出部22a、比較部22b、回避限界算出部22cは、障害物Obに対する車両Cの接近度合いを大きさで示すリスクポテンシャルRPを検出するリスクポテンシャル検出手段としての機能を担っている。
Here, the risk
リスクポテンシャル算出部22aは、障害物情報Doに基づいて、リスクポテンシャルRPを算出する。このリスクポテンシャルRPは、その値が大きい程、障害物Obへの接近度合いが大きいことを意味している。本実施形態では、このリスクポテンシャルRPを表す指標として、接触予測時間Tttcを用いる。接触予測時間Tttcは、障害物Obと車両Cとの間の距離および障害物Obに対する車両Cの相対速度に基づいて算出される、障害物Obへの車両Cの到達予測時刻である。この接触予測時間Tttcとの関係において、リ
スクポテンシャルRPは、後述する第1の判定時間Tttc1から接触予測時間Tttcを減算
した減算値(絶対値)と対応する。すなわち、接触予測時間Tttcが大きい程、リスクポ
テンシャルRPが小さくなり、接触予測時間Tttcが小さい程、リスクポテンシャルRP
が大きくなる。算出された接触予測時間Tttcは、比較部22bに出力される。
The risk
Becomes larger. The calculated predicted contact time Tttc is output to the
比較部22bは、算出された接触予測時間Tttcと、予め定められた第1から第3の判
定時間Tttc1〜Tttc3とを比較することにより、現在のリスクポテンシャルRPの状況を判断する。そして、比較部22bは、この判断結果に応じて、車両Cに付与するヨーモーメントの制御モードを選択する。本実施形態ではラップ率ヨーモーメント制御、協調ヨーモーメント制御および舵角ヨーモーメント制御を含む3つの制御モードが用意されており、比較部22bは決定した制御モードに応じて制御フラグFlagを設定する。制御フラグ
Flagは、ラップ率ヨーモーメント制御が選択された場合には「1」がセットされ、協調
ヨーモーメント制御が選択された場合には「2」がセットされ、舵角ヨーモーメント制御が選択された場合には「3」がセットされる。接触予測時間Tttcと比較される第1〜第
3の判定時間Tttc1〜Tttc3のうち、第2の判定時間Tttc2は、回避限界算出部22cにより算出される。
The
ラップ率算出部22dは、障害物情報Doに基づいて、ラップ率Rを算出する(ラップ率算出手段)。ラップ率Rは、図4に示すように、車両Cの進行方向に設定される車幅相当の領域xにおいて障害物Obが占める車幅方向の領域yの割合である(R=(y/x))。すなわち、ラップ率Rは、車両Cの進路上に存在する障害物Obに対して、車両Cが横方向に移動するにしたがって小さくなり、障害物Obが車両Cの進路上から外れる、すなわち、障害物Obを回避したタイミングでゼロとなる。算出されたラップ率Rは、ラップ率ヨーモーメント算出部22eに出力される。なお、ラップ率Rは、操舵角θsに基づいて自車両Cの進路を予測し、予測した進路と障害物情報Do(先行車の車幅や代表位置)とに基づいて算出することが可能である。
The lap
ラップ率ヨーモーメント算出部22eは、比較部22bにおいて設定される制御フラグFlagが「1」であることを条件に、ラップ率ヨーモーメントγrを算出する(ラップ率
ヨーモーメント算出手段)。このラップ率ヨーモーメントγrは、ラップ率Rが減少するように車両Cに付与するヨーモーメントである。
The lap rate
協調ヨーモーメント算出部22fは、比較部22bにおいて設定される制御フラグFlagが「2」であることを条件に、協調ヨーモーメントγcを算出する(協調ヨーモーメン
ト算出手段)。この協調ヨーモーメントγcは、前述のラップ率ヨーモーメントγrと後述する舵角ヨーモーメントγsとを協調させて車両Cに付与するヨーモーメントである。
The cooperative
舵角ヨーモーメント算出部22gは、比較部22bにおいて設定される制御フラグFlagが「3」であることを条件に、舵角ヨーモーメントγsを算出する(舵角ヨーモーメン
ト算出手段)。この舵角ヨーモーメントγsは、操舵角θsの変化に応じて車両Cに付与するヨーモーメントである。
The steering angle yaw
これらの算出部22e〜22gのいずれかにおいてヨーモーメントγr,γc,γsが算出されると、この算出値が基準ヨーモーメントγbとしてヨーモーメント算出部26に出力される。
When the yaw moments γr, γc, and γs are calculated in any of these
アクセルゲイン算出部23は、アクセル開度θaに基づいて、アクセルゲインGaを算出する。算出されたアクセルゲインGaは、ヨーモーメント算出部26に出力される。
The accelerator
車速ゲイン算出部24は、車速Vに基づいて、車速ゲインGvを算出する。算出された車速ゲインGvは、ヨーモーメント算出部26に出力される。
The vehicle speed
周囲障害物検出部25は、外界センサ11からの位置情報Ioに基づいて、障害物Obの周囲に存在する物体(以下「周囲障害物」という)の有無を検出し、また、周囲障害物が存在する場合にはその位置を検出する(周囲障害物検出手段)。周囲障害物検出部25の検出結果は、付与方向算出部27に出力される。
The surrounding
ヨーモーメント算出部26は、基準ヨーモーメントγb、アクセルゲインGaおよび車速ゲインGvに基づいて、車両Cに付与する最終的なヨーモーメント(以下「目標ヨーモーメント」という)γfを算出する。算出された目標ヨーモーメントγfは、付与方向算出部27に出力される。
The
付与方向算出部27は、周囲障害物の情報、および、目標ヨーモーメントγfに基づいて、目標ヨーモーメントγfの符号、すなわち、目標ヨーモーメントγfを付与する方向を設定する(付与方向算出手段)。符号が設定された目標ヨーモーメントγfは、制動力制御部28に出力される。
The applying
制動力制御部28は、符号が設定された目標ヨーモーメントγfに基づいて、個々の車輪の目標制動液圧を決定し、当該決定された目標制動液圧に基づいてアクチュエータ30を制御する。これにより、車両Cに目標ヨーモーメントγfを付与する(ヨーモーメント付与手段)。
The braking
以下、本実施形態にかかる車両走行制御の手順について説明する。まず、コントローラ20において、障害物検出部21は、外界センサ11からの位置情報Ioに基づいて障害物Obを検出する。
Hereinafter, the procedure of the vehicle travel control according to the present embodiment will be described. First, in the
図5は、基準ヨーモーメントγbの演算手順を示すフローチャートである。ステップ1(S1)において、リスクポテンシャル算出部22aは、リスクポテンシャルRPを検出する。具体的には、リスクポテンシャル算出部22aは、リスクポテンシャルRPを示す指標として、接触予測時間Tttcを算出する。
FIG. 5 is a flowchart showing the calculation procedure of the reference yaw moment γb. In step 1 (S1), the risk
ステップ2(S2)において、比較部22bは、接触予測時間Tttcが第1の判定時間
Tttc1よりも小さいか否かを判断する。ここで、第1の判定時間Tttc1は、前方の障害物Obに対してドライバが通常の運転で回避行動を開始する位置での接触予測時間であり、実験やシミュレーションを通じて最適値が予め設定されている。すなわち、このステップ2では、車両Cが障害物Obへ接近する過程において、現在のリスクポテンシャルRPが
、ドライバが通常の運転で回避行動を開始する位置における第1のリスクポテンシャル(第1のリスク閾値)Rf1を超えたか否かが判断される。第1の判定時間Tttc1を前述のような観点から設定することにより、その後の制御介入による回避行為へのユーザの違和感を低減することができる。
In step 2 (S2), the
このステップ2において肯定判定された場合、すなわち、接触予測時間Tttcが第1の
判定時間Tttc1よりも小さい場合には、ステップ3(S3)に進む。一方、ステップ2において否定判定された場合、すなわち、接触予測時間Tttcが第1の判定時間Tttc1以上
の場合には、本ルーチンを抜ける。
If an affirmative determination is made in step 2, that is, if the predicted contact time Tttc is smaller than the first determination time Tttc1, the process proceeds to step 3 (S3). On the other hand, if a negative determination is made in step 2, that is, if the predicted contact time Tttc is equal to or longer than the first determination time Tttc1, the routine is exited.
ステップ3において、比較部22bは、接触予測時間Tttcが第3の判定時間Tttc3よ
りも大きいか否かを判断する。ここで、第3の判定時間Tttc3は、後述する第2の判定時間Tttc2に対して所定の協調時間(固定値)を加算した時間であり、第1の判定時間Tttc1よりも短い時間に設定されている。そのため、第3の判定時間Tttc1は、第1の判定時間Tttc1と第2の判定時間Tttc2との間の時間が任意に設定されている。換言すれば、このステップ3では、車両Cが障害物Obへ接近する過程において、現在のリスクポテンシャルRPが、第1のリスクポテンシャルRf1よりも大きくかつ後述する第2のリスクポテンシャルRf2よりも小さい第3のリスクポテンシャル(第3のリスク閾値)Rf3を超えたか否かが判断される。
In step 3, the
ステップ3において否定判定された場合、すなわち、接触予測時間Tttcが第3の判定
時間Tttc3以下の場合には、ステップ4(S4)に進む。一方、ステップ3において肯定判定された場合、すなわち、接触予測時間Tttcが第3の判定時間Tttc3よりも大きい場
合には、ステップ5(S5)に進む。この場合、比較部22bは、制御フラグFlagを「
1」にセットする。
If a negative determination is made in step 3, that is, if the predicted contact time Tttc is equal to or shorter than the third determination time Tttc3, the process proceeds to step 4 (S4). On the other hand, if an affirmative determination is made in step 3, that is, if the predicted contact time Tttc is greater than the third determination time Tttc3, the process proceeds to step 5 (S5). In this case, the
Set to 1 ”.
ステップ4において、比較部22bは、接触予測時間Tttcが第2の判定時間Tttc2よ
りも大きいか否かを判断する。ここで、第2の判定時間Tttc2は、車両Cが備える最大制動力および最大旋回力により障害物Obを回避することができる最終的な位置における接触予測時間である。第2の判定時間Tttc2は、障害物Obに対する車両Cの相対速度Vaに応じて決定される。例えば、図6に示すように、第2の判定時間Tttc2は、相対速度Vaがゼロから増加すると、ゼロから比例的に増加し、その後相対速度Vaがある値に到達すると、それ以降は一定値となる。回避限界算出部22cは、図6に示すような、相対速度Vaと第2の判定時間Tttc2との関係を規定するマップまたは演算式を保持しており、相対速度Vaに応じて第2の判定時間Tttc3を決定する。すなわち、このステップ4では、車両Cが障害物Obへ接近する過程において、現在のリスクポテンシャルRPが車両Cが備える最大制動力および最大旋回力により障害物Obを回避することができる最終的な位置における第2のリスクポテンシャル(第2のリスク閾値)Rf2を超えたか否かが判断される。なお、回避限界算出部22cが保持する相対速度Vaと第2の判定時間Tttc2との関係を規定するマップまたは演算式は、実験やシミュレーションなどによって予め設定されている。
In step 4, the
このステップ4において肯定判定された場合、すなわち、接触予測時間Tttcが第2の
判定時間Tttc3よりも大きい場合には、ステップ6(S6)に進む。この場合、比較部22bは、制御フラグFlagを「2」にセットする。一方、ステップ4において否定判定さ
れた場合、すなわち、接触予測時間Tttcが第2の判定時間Tttc3以下の場合には、ステ
ップ7(S7)に進む。この場合、比較部22bは、制御フラグFlagを「3」にセット
する。
If an affirmative determination is made in step 4, that is, if the predicted contact time Tttc is greater than the second determination time Tttc3, the process proceeds to step 6 (S6). In this case, the
ステップ5において、ラップ率ヨーモーメント算出部22eは、下式に基づいて、ラッ
プ率ヨーモーメントγrを算出する。
ここで、Tttc_rf1は、前述の第1の判定時間Tttc1であり、Tttc_rf1から接触予測時間Tttcを減算した減算値(絶対値)は、リスクポテンシャルRPに相当する値となる。
また、Rは、ラップ率算出部22dによって算出される現在のラップ率である。Grは、ランプ率ゲインであり、前述の減算値(絶対値)、すなわち、リスクポテンシャルRPとラップ率Rとの積算値をヨーモーメントに変換するためのゲインである。同数式から分かるように、ラップ率ヨーモーメントγrは、ラップ率Rと、リスクポテンシャルRPとに基づいて算出される値である。ラップ率ヨーモーメントγrは、ラップ率Rが大きい程、または、リスクポテンシャルRPが大きい程、大きな値となるような傾向を有している。
Here, Tttc_rf1 is the aforementioned first determination time Tttc1, and a subtraction value (absolute value) obtained by subtracting the contact predicted time Tttc from Tttc_rf1 is a value corresponding to the risk potential RP.
R is the current lap rate calculated by the lap
なお、ラップ率ヨーモーメント算出部22eは、増加および減少リミッター機能を備えている。具体的には、ラップ率ヨーモーメント算出部22eは、ラップ率ヨーモーメントγrの経時的な変化幅、具体的には、現在の処理サイクルで算出されたラップ率ヨーモーメントγrと従前の処理サイクルで算出されたラップ率ヨーモーメントγrとの差(絶対値)を算出する。ラップ率ヨーモーメント算出部22eは、当該差が判定値以上となる場合には、従前のラップ率ヨーモーメントγrからの変化幅が、当該判定値の範囲となるように現在のラップ率ヨーモーメントγrを補正する。例えば、演算された現在のラップ率ヨーモーメントγrを、従前のラップ率ヨーモーメントγrと判定値との加算値として補正するといった如くである。これにより、車両Cに急激なヨーモーメント変化が生じることを抑制することができる。
Note that the lap rate yaw
ステップ6において、協調ヨーモーメント算出部22fは、下式に基づいて、協調ヨーモーメントγcを算出する。
同数式において、γrは、前述のラップ率ヨーモーメントであり、協調ヨーモーメント算出部22fは、ラップ率ヨーモーメント算出部22eによる算出手法と同様な手法を用いてこれを算出することができる。また、γsは、後述する舵角ヨーモーメントであり、協調ヨーモーメント算出部22fは、後述する舵角ヨーモーメント算出部22gによる算出手法と同様な手法を用いてこれを算出することができる。
In the equation, γr is the aforementioned lap rate yaw moment, and the cooperative
図7は、補正項α,βを示す説明図である。同数式において、α,βは、補正項であり、補正項αは、ラップ率ヨーモーメントγrに寄与する補正項である。補正項αは、現在のリスクポテンシャルRPに応じて決定される値であり、図7(a)に示すような傾向を有している。具体的には、補正項αは、リスクポテンシャルRPが第1のリスクポテンシャルRf1よりも小さい場合にはゼロとなり、リスクポテンシャルRPが第2のリスクポテンシャルRf2以上では1となる。また、補正項αは、リスクポテンシャルRPが第1のリスクポテンシャルRf1以上第2のリスクポテンシャルRf2以下の間では、リスクポテンシャルRPの増加に応じてゼロから1までの間で線形的に増加する。 FIG. 7 is an explanatory diagram showing the correction terms α and β. In the equation, α and β are correction terms, and the correction term α is a correction term that contributes to the lap ratio yaw moment γr. The correction term α is a value determined according to the current risk potential RP, and has a tendency as shown in FIG. Specifically, the correction term α is zero when the risk potential RP is smaller than the first risk potential Rf1, and is one when the risk potential RP is equal to or higher than the second risk potential Rf2. Further, the correction term α linearly increases from zero to 1 in accordance with the increase in the risk potential RP when the risk potential RP is between the first risk potential Rf1 and the second risk potential Rf2.
一方、補正項βは、舵角ヨーモーメントγsに寄与する補正項である。補正項βは、現在のリスクポテンシャルRPに応じて決定される値であり、図7(b)に示すような傾向を有している。具体的には、補正項βは、リスクポテンシャルRPが第3のリスクポテンシャルRf3以下の場合には1となり、リスクポテンシャルRPが第2のリスクポテンシ
ャルRf2以上では0となる。また、補正項βは、リスクポテンシャルRPが第3のリスクポテンシャルRf3以上第2のリスクポテンシャルRf2以下の間では、リスクポテンシャルRPの増加に応じて1からゼロまでの間で線形的に減少する。
On the other hand, the correction term β is a correction term that contributes to the steering angle yaw moment γs. The correction term β is a value determined according to the current risk potential RP, and has a tendency as shown in FIG. Specifically, the correction term β is 1 when the risk potential RP is equal to or lower than the third risk potential Rf3, and is 0 when the risk potential RP is equal to or higher than the second risk potential Rf2. Further, the correction term β linearly decreases from 1 to zero as the risk potential RP increases when the risk potential RP is between the third risk potential Rf3 and the second risk potential Rf2.
協調ヨーモーメントγcは、リスクポテンシャルRPに応じて、ラップ率ヨーモーメントγrと舵角ヨーモーメントγsとを協調させたヨーモーメントとなっている。この協調は、リスクポテンシャルRPが増加する程、ラップ率ヨーモーメントγrの割合を低下させかつ舵角ヨーモーメントγsの割合を増加させるような関係となっている。 The cooperative yaw moment γc is a yaw moment obtained by coordinating the lap rate yaw moment γr and the steering angle yaw moment γs according to the risk potential RP. This cooperation has such a relationship that as the risk potential RP increases, the ratio of the lap rate yaw moment γr decreases and the ratio of the steering angle yaw moment γs increases.
ステップ7において、舵角ヨーモーメント算出部22gは、下式に基づいて、舵角ヨーモーメントγsを算出する。
ここで、dθsは、操舵角センサ12から読み込んだ操舵角θsを時間微分することに得られる操舵角速度であり、d(dθs)は、操舵角速度dθsを時間微分することにより得られる操舵角加速度である。τ1は、第1のヨーモーメントゲインであり、リスクポテンシャルRPに応じたフィードフォワード制御の操舵角速度dθsに対するゲインである。τ2は、第2のヨーモーメントゲインであり、操舵角加速度d(dθs)に対するゲインである。同数式から分かるように、舵角ヨーモーメントγsは、操舵角速度dθsと、操舵角加速度d(dθs)とに基づいて算出される。
Here, dθs is a steering angular velocity obtained by time differentiation of the steering angle θs read from the
このようにして、リスクポテンシャルRPに応じて、ラップ率ヨーモーメントγr、協調ヨーモーメントγc、舵角ヨーモーメントγsのいずれかが算出されると、当該算出値が基準ヨーモーメントγbとしてヨーモーメント算出部26に出力される。 In this way, when any one of the lap rate yaw moment γr, the cooperative yaw moment γc, and the steering angle yaw moment γs is calculated according to the risk potential RP, the calculated value is used as the reference yaw moment γb. 26.
一方、アクセルゲイン算出部23は、アクセル開度センサ14から読み込んだアクセル開度θaに基づいて、アクセル開度ゲインGaを設定する。アクセル開度ゲインGaは、アクセル開度θaに応じて設定される値であり、アクセル開度θaが大きくなる程、値が小さくなるように設定されている。本実施形態では、図8に示すように、アクセル開度ゲインGaは、アクセル開度θaがゼロから所定値までは最大値に設定されており、その後、アクセル開度θaの増加に応じてゼロまで減少し、その後は、アクセル開度θaに拘わらずゼロとなるような傾向を有している。アクセルゲイン算出部23は、アクセル開度ゲインGaとアクセル開度θaとの関係を規定するマップまたは演算式を保持しており、アクセル開度θaに応じてアクセル開度ゲインGaを算出する。
On the other hand, the accelerator
また、車速ゲイン算出部24は、車輪速センサ13から読み込んだ車速Vに基づいて、車速ゲインGvを設定する。車速ゲインGvは、車速Vに応じて設定される値であり、車速Vが大きくなる程、値が小さくなるように設定されている。本実施形態では、図9に示すように、車速ゲインGvは、車速Vがゼロから所定値までは最大値に設定されており、その後、車速Vの増加に応じて1まで減少し、その後は、車速Vに拘わらず1となるような傾向を有している。車速ゲイン算出部24は、車速ゲインGvと車速Vとの関係を規定する予め定められたマップまたは演算式を保持しており、車速Vに応じて車速ゲインGvを算出する。
Further, the vehicle speed
ヨーモーメント算出部26は、基準ヨーモーメントγb、アクセル開度ゲインGaおよび車速ゲインGvに基づいて、下式より、目標ヨーモーメントγfを算出する。
同数式から分かるように、目標ヨーモーメントγfは、基準ヨーモーメントγbに、アクセル開度ゲインGaおよび車速ゲインGvを乗じた値として算出される。 As can be seen from the equation, the target yaw moment γf is calculated as a value obtained by multiplying the reference yaw moment γb by the accelerator opening gain Ga and the vehicle speed gain Gv.
付与方向算出部27は、周囲障害物検出部25からの周囲障害物の情報、および、目標ヨーモーメントγfに基づいて、目標ヨーモーメントγfを付与する方向を設定する。本実施形態において、付与方向算出部27は、左まわりのヨーモーメントを付与する場合はプラスの符号を付与し、右まわりのヨーモーメントを付与する場合はマイナスの符号を付与する。付与方向算出部27は、前方の障害物Obの車幅方向における中心点に対して自車両Cの中心点が右にずれていた場合には、右まわりのヨーモーメントを付与すると決定する。したがって、目標ヨーモーメントγfに対してマイナスの符号が付与される。一方、付与方向算出部27は、前方の障害物Obの車幅方向における中心点に対して自車両Cの中心点が左にずれていた場合には、左まわりのヨーモーメントを付与すると決定する。したがって、目標ヨーモーメントγfに対してプラスの符号が付与される。また、付与方向算出部27は、ある方向にヨーモーメントを付与すると決定した場合、付与方向に周囲障害物が存在し、かつ、逆方向に周囲障害物が存在しないというような場合には、付与方向を逆転させる。
The applying
制動力制御部28は、符号が設定された目標ヨーモーメントγfに基づいて、各車輪の目標制動液圧Psfl,Psfr,Psrl,Psrrを決定する。まず、制動力制御部28は、下式に示すように、各車輪の目標制動液圧Psfl,Psfr,Psrl,Psrrを、制動液圧Pmf,Pmrに設定する。
ここで、Pmfは、前輪用の制動液圧である。一方、Pmrは後輪用の制動液圧であり、前後輪の制動力配分を考慮して前輪用の制動液圧Pmfに基づいて算出される。例えば、ドライバがブレーキ操作をしていれば、前後輪用の制動液圧Pmf,Pmrは、ブレーキ操作量(
マスターシリンダ液圧)に応じた値となる。
Here, Pmf is the brake fluid pressure for the front wheels. On the other hand, Pmr is the braking fluid pressure for the rear wheels, and is calculated based on the braking fluid pressure Pmf for the front wheels in consideration of the braking force distribution of the front and rear wheels. For example, if the driver is operating the brake, the brake fluid pressures Pmf and Pmr for the front and rear wheels are calculated as the brake operation amount (
The value corresponds to the master cylinder hydraulic pressure.
制動力制御部28は、現在のリスクポテンシャルRPが第1のリスクポテンシャルRf1を超えたタイミングで目標ヨーモーメントγfが出力されている場合、当該目標ヨーモーメントγfに基づいて、前輪目標制動液圧差ΔPsfおよび後輪目標制動液圧差ΔPsrを算出する。具体的には、以下に示す数式6,7に基づいて、前輪および後輪の目標制動液圧差ΔPsf,ΔPsrを算出する。
ここで、数式6は、目標ヨーモーメントγfの絶対値が設定用閾値γ1よりも小さい場合における目標制動液圧差ΔPsf,ΔPsrの演算式である。一方、数式7は、目標ヨーモーメントγfの絶対値が設定用閾値γ1以上の場合における目標制動液圧差ΔPsf,ΔPsrの演算式である。各数式において、Tは、車両Cのトレッドであり、本実施形態では、便宜上、前後輪において同じ値を用いている。また、Kbf,Kbrは、制動力を制動液圧に換算する場合の前輪および後輪についての換算係数であり、ブレーキ諸元に応じて予め設定されている。 Here, Expression 6 is an arithmetic expression of the target braking hydraulic pressure differences ΔPsf and ΔPsr when the absolute value of the target yaw moment γf is smaller than the setting threshold γ1. On the other hand, Expression 7 is an arithmetic expression of the target braking hydraulic pressure differences ΔPsf and ΔPsr when the absolute value of the target yaw moment γf is equal to or larger than the setting threshold γ1. In each numerical formula, T is a tread of the vehicle C, and in the present embodiment, the same value is used for the front and rear wheels for convenience. Kbf and Kbr are conversion coefficients for the front wheels and the rear wheels when the braking force is converted into the braking hydraulic pressure, and are set in advance according to the brake specifications.
各数式に示すように、制動力制御部28は、目標ヨーモーメントγfの大きさに応じて車輪で発生させる制動力を配分している。具体的には、制動力制御部28は、目標ヨーモーメントγfが設定用閾値γ1よりも小さい場合には、前輪目標制動液圧差ΔPsfをゼロ
とし、後輪目標制動液圧差ΔPsrのみを目標ヨーモーメントγfに応じて演算する。これにより、左右の後輪の制動力差に応じてヨーモーメントを発生させるようにする。また、数式6に示すように、目標ヨーモーメントγfを初期的に付与する際には、目標制動液圧差ΔPsf,ΔPsrを前輪に比して後輪偏重とすることで、ヨーモーメント制御が介入した際におけるユーザの違和感の低減を図ることができる。一方、制動力制御部28は、目標ヨーモーメントγfが設定用閾値γ1以上の場合には、前輪目標制動液圧差ΔPsfを目標
ヨーモーメントγfに応じて演算し、後輪目標制動液圧差ΔPsrを所定値として演算する。これにより、左右の前後輪のそれぞれの制動力差に応じてヨーモーメントを発生させるようにする。
As shown in each equation, the braking
そして、制動力制御部28は、下式に示すように、算出した目標制動液圧差ΔPsf,ΔPsrに基づいて、最終的な各車輪の目標制動液圧Psfl〜Psrrを算出する。
ここで、数式8は、付与方向算出部27によって付与された符号がプラスの場合、すなわち、左まわりのヨーモーメントを付与する場合における演算式である。一方、数式9は、付与方向算出部27によって付与された符号がマイナスの場合、すなわち、右まわりのヨーモーメントを付与する場合における演算式である。各数式から分かるように、制動力制御部28は、ドライバによるブレーキ操作、すなわち、制動液圧Pmf,Pmrをも考慮し
て各車輪の目標制動液圧Psfl〜Psrrを算出する。
Here, Expression 8 is an arithmetic expression in the case where the sign given by the giving
制動力制御部28は、算出された各車輪の目標制動液圧Psfl〜Psrrを指令値としてアクチュエータ30に出力する。そして、アクチュエータ30が各車輪の目標制動液圧Psfl〜Psrrを達成するように、ホイールシリンダ15fl〜15rrのそれぞれに供給される制動液圧を調整する。これにより、各車輪の制動力が独立的に制御され、目標ヨーモーメントγfに応じてヨーイング運動が制御される。
The braking
また、基準ヨーモーメント算出部22は、リスクポテンシャルRPが第1のリスクポテンシャルRf1を超えてからラップ率Rがゼロになるまでの間、報知装置40に報知信号Swを出力することにより、報知装置40から所定の報知情報(画像情報または音声情報)を出力させる。
In addition, the reference yaw
図10は、自車両Cが障害物Obに接近する過程における制御形態を説明する説明図である。同図は、リスクポテンシャルRPが第3のリスクポテンシャルRf3よりも小さいあるタイミングからドライバが障害物Obに対するハンドル操作を行っている状態を示している。同図に示すように、自車両Cが前方の障害物Obに接近する過程において、リスクポテンシャルRPが第1のリスクポテンシャルRf1を超え、かつ、第3のリスクポテンシャルRf3よりも小さい場合、すなわち、A1に示す領域に車両C(C11)が存在する場合には、ラップ率ヨーモーメントγrに応じた目標ヨーモーメントγfが車両C11に付与される。つぎに、リスクポテンシャルRPが第3のリスクポテンシャルRf3を超え、かつ第2のリスクポテンシャルRf2よりも小さい場合、すなわち、A2に示す領域に車両C(C12)が存在する場合には、協調ヨーモーメントγcに応じた目標ヨーモーメントγfが車両C12に付与される。そして、リスクポテンシャルRPが第2のリスクポテンシャルRf2を超えた場合、すなわち、A3に示す領域に車両C(C13)が存在する場合には、舵角ヨーモーメントγsに応じた目標ヨーモーメントγfが車両C13に付与される。 FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a control mode in the process in which the host vehicle C approaches the obstacle Ob. This figure shows a state in which the driver performs a steering operation on the obstacle Ob from a certain timing when the risk potential RP is smaller than the third risk potential Rf3. As shown in the figure, when the host vehicle C approaches the obstacle Ob ahead, the risk potential RP exceeds the first risk potential Rf1 and is smaller than the third risk potential Rf3, that is, When the vehicle C (C11) is present in the area indicated by A1, the target yaw moment γf corresponding to the lap rate yaw moment γr is applied to the vehicle C11. Next, when the risk potential RP exceeds the third risk potential Rf3 and is smaller than the second risk potential Rf2, that is, when the vehicle C (C12) exists in the area indicated by A2, the cooperative yaw moment A target yaw moment γf corresponding to γc is applied to the vehicle C12. When the risk potential RP exceeds the second risk potential Rf2, that is, when the vehicle C (C13) exists in the area indicated by A3, the target yaw moment γf corresponding to the steering angle yaw moment γs is To C13.
図11は、自車両Cが障害物Obに接近する過程における制御形態を説明する説明図である。同図では、リスクポテンシャルRPが第2のリスクポテンシャルRf2を超えたあるタイミングからドライバがハンドル操作を行っている状態を示している。同図に示すように、自車両Cが前方の障害物Obに接近する過程において、リスクポテンシャルRPが第1のリスクポテンシャルRf1を超え、かつ第2のリスクポテンシャルRf2よりも小さい場合、すなわち、A1に示す領域に車両C(C21,C22)が存在する場合には、ラップ率ヨーモーメントγrに応じた目標ヨーモーメントγfが車両C21,C22に付与される。そして、リスクポテンシャルRPが第2のリスクポテンシャルRf2を超えた場合、すなわち、A3に示す領域に車両C(C23)が存在する場合には、舵角ヨーモーメントγsに応じた目標ヨーモーメントγfが車両C23に付与される。 FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating a control mode in the process in which the host vehicle C approaches the obstacle Ob. This figure shows a state in which the driver performs a steering operation from a certain timing when the risk potential RP exceeds the second risk potential Rf2. As shown in the figure, when the host vehicle C approaches the obstacle Ob ahead, the risk potential RP exceeds the first risk potential Rf1 and is smaller than the second risk potential Rf2, that is, A1. When the vehicle C (C21, C22) is present in the area shown in FIG. 2, a target yaw moment γf corresponding to the lap rate yaw moment γr is applied to the vehicles C21, C22. When the risk potential RP exceeds the second risk potential Rf2, that is, when the vehicle C (C23) exists in the region indicated by A3, the target yaw moment γf corresponding to the steering angle yaw moment γs is To C23.
なお、図11に示すケースでは、図中括弧書きで示すように、リスクポテンシャルRPが第3のリスクポテンシャルRf3を超えた段階で、協調ヨーモーメントγcに応じた目標ヨーモーメントγfが車両C22に付与されることとなるが、ドライバによりハンドル操作がなされないため、実質的には、ラップ率ヨーモーメントrに応じた目標ヨーモーメントγfが車両C22に付与されることなる。なお、第3のリスクポテンシャルRf3を超えてもハンドル操作がなされないようなシーン、すなわち、舵角ヨーモーメントγsがゼロのままシーンでは、ラップ率ヨーモーメントγrに対する補正項αは常にゼロとして取り扱うことが好ましい。 In the case shown in FIG. 11, the target yaw moment γf corresponding to the cooperative yaw moment γc is given to the vehicle C22 when the risk potential RP exceeds the third risk potential Rf3, as shown in parentheses in the figure. However, since the steering wheel operation is not performed by the driver, the target yaw moment γf corresponding to the lap rate yaw moment r is substantially applied to the vehicle C22. Note that in a scene where the steering operation is not performed even if the third risk potential Rf3 is exceeded, that is, a scene where the steering angle yaw moment γs remains zero, the correction term α for the lap rate yaw moment γr is always treated as zero. Is preferred.
このように本実施形態において、車両CのリスクポテンシャルRPが第1のリスクポテンシャルRf1を超えることにより、ラップ率ヨーモーメントγrに基づいて車両Cに目
標ヨーモーメントγfが付与される(ラップ率ヨーモーメント制御)。また、車両CのリスクポテンシャルRPが第2のリスクポテンシャルRf2を超えることにより、舵角ヨーモーメントγsに基づいて車両Cに目標ヨーモーメントγfが付与される(舵角ヨーモーメント制御)。
Thus, in the present embodiment, when the risk potential RP of the vehicle C exceeds the first risk potential Rf1, the target yaw moment γf is given to the vehicle C based on the lap rate yaw moment γr (lap rate yaw moment). control). Further, when the risk potential RP of the vehicle C exceeds the second risk potential Rf2, the target yaw moment γf is given to the vehicle C based on the steering angle yaw moment γs (steering angle yaw moment control).
図12は、ドライバがハンドル操作を行わない場合においてラップ率ヨーモーメント制御を実行した場合の車両Cのヨーモーメントγ、ヨー角θy、横移動量Dyおよびラップ率Rに関する時間Tに対する推移を示している。図13は、ドライバがハンドル操作を行わない場合におけるラップ率ヨーモーメント制御を実行しない場合の車両Cのヨーモーメントγ、ヨー角θy、横移動量Dyおよびラップ率Rに関する時間Tに関する推移を示している。 FIG. 12 shows a change with respect to time T regarding the yaw moment γ, the yaw angle θy, the lateral movement amount Dy, and the lap rate R of the vehicle C when the lap rate yaw moment control is executed when the driver does not operate the steering wheel. Yes. FIG. 13 shows a transition with respect to time T related to the yaw moment γ, yaw angle θy, lateral movement amount Dy, and lap rate R of the vehicle C when the lap rate yaw moment control is not executed when the driver does not operate the steering wheel. Yes.
本実施形態によれば、ドライバが前方の障害物Obに気が付かずに回避操作を行わなかったような場合でも、車両CのリスクポテンシャルRPが第1のリスクポテンシャルRf1を超えることで、障害物Obを回避するための制御(ラップ率ヨーモーメント制御)がはたらくため、障害物Obに対する回避行為をアシストすることができる。図13から分かるように、ラップ率ヨーモーメント制御を行わない場合はラップ率Rは変化しない。一方、図12から分かるように、ラップ率ヨーモーメント制御を行う場合は、車両Cにヨーモーメントγが付与されることで、ヨー角θyが変化する。これにより、車両Cに横移動量Dyが発生するためラップ率Rが低減し、障害物Obに対する回避行為を自律的に行うことができる。 According to the present embodiment, even when the driver does not notice the obstacle Ob in front and does not perform the avoidance operation, the risk potential RP of the vehicle C exceeds the first risk potential Rf1, so that the obstacle Ob Since the control (lap rate yaw moment control) for avoiding the operation works, the avoidance action for the obstacle Ob can be assisted. As can be seen from FIG. 13, when the lap rate yaw moment control is not performed, the lap rate R does not change. On the other hand, as can be seen from FIG. 12, when the lap rate yaw moment control is performed, the yaw angle θy is changed by the yaw moment γ being applied to the vehicle C. Thereby, since the lateral movement amount Dy is generated in the vehicle C, the lap rate R is reduced, and the avoidance action for the obstacle Ob can be autonomously performed.
図14は、ラップ率ヨーモーメント制御を行わない場合((a)参照)と、ラップ率ヨーモーメント制御を行う場合((b)参照)とに関する舵角ヨーモーメントγsの説明図である。舵角ヨーモーメント制御が実行される前提として、ラップ率ヨーモーメント制御が行われていることにより、図14に示すように、舵角ヨーモーメントγsは、ラップ率ヨーモーメント制御を行わない場合と比較して小さな値となる。そのため、車両Cが障害物Obに十分に接近した状態でドライバがハンドル操作を行った場合でも、制御によるアシスト量が少なくて足りるため(アシスト量が少なくても障害物回避が可能となるため)、車両Cの安定性が損なわれるといった事態を抑制することができる。 FIG. 14 is an explanatory diagram of the steering angle yaw moment γs when the lap rate yaw moment control is not performed (see (a)) and when the lap rate yaw moment control is performed (see (b)). As a premise that the steering angle yaw moment control is executed, as shown in FIG. 14, the steering angle yaw moment γs is compared with the case where the lap rate yaw moment control is not performed. And become a small value. Therefore, even when the driver performs a steering operation while the vehicle C is sufficiently close to the obstacle Ob, the amount of assist by the control is small (because the obstacle can be avoided even if the assist amount is small). The situation where the stability of the vehicle C is impaired can be suppressed.
また、本実施形態において、車両CのリスクポテンシャルRPが第3のリスクポテンシャルRf3を超えることにより、協調ヨーモーメントγcに基づいて車両Cに目標ヨーモーメントγfが付与される(協調ヨーモーメント制御)。 In the present embodiment, when the risk potential RP of the vehicle C exceeds the third risk potential Rf3, the target yaw moment γf is given to the vehicle C based on the cooperative yaw moment γc (cooperative yaw moment control).
図15は、協調ヨーモーメントγcによる効果を説明する説明図である。協調ヨーモーメント制御を行わない場合には、ラップ率ヨーモーメント制御から舵角ヨーモーメント制御に切り替わる。異なるパラメータに応じてヨーモーメントを付与する関係上、制御の切り替わりタイミングにおいて、ヨーモーメントの付与量が過度に変化したり、減少傾向にあるアシスト量が再度増加したりといったように、車両挙動が変化し、ドライバに違和感を与える虞がある。その点本実施形態によれば、協調ヨーモーメント制御を介してラップ率ヨーモーメント制御から舵角ヨーモーメント制御に移行する。そのため、過度なヨーモーメントを付与することなく滑らかに舵角ヨーモーメント制御に移行することができる。これにより、制御の切り替わり時における車両挙動の変化を抑制することができ、ユーザの違和感を低減することができる。 FIG. 15 is an explanatory diagram for explaining the effect of the cooperative yaw moment γc. When the coordinated yaw moment control is not performed, the lap rate yaw moment control is switched to the steering angle yaw moment control. Because the yaw moment is applied according to different parameters, the vehicle behavior changes such as the amount of yaw moment applied changing excessively or the assist amount in a decreasing trend increasing again at the control switching timing. However, the driver may feel uncomfortable. In this regard, according to the present embodiment, the lap rate yaw moment control is shifted to the rudder angle yaw moment control via the coordinated yaw moment control. Therefore, it is possible to smoothly shift to the steering angle yaw moment control without applying an excessive yaw moment. Thereby, the change of the vehicle behavior at the time of control switching can be suppressed, and a user's discomfort can be reduced.
また、本実施形態において、ラップ率ヨーモーメントγrは、リスクポテンシャルRPとラップ率Rとに基づいて算出される。これにより、障害物Obの接触前にこれを回避するために必要なヨーモーメントを算出することができるので、当該ラップ率ヨーモーメントγrに従うことにより、障害物Obを回避することができる。 In the present embodiment, the lap rate yaw moment γr is calculated based on the risk potential RP and the lap rate R. As a result, the yaw moment necessary for avoiding the obstacle Ob can be calculated before contact with the obstacle Ob, and therefore the obstacle Ob can be avoided by following the lap ratio yaw moment γr.
本実施形態において、アクセルゲインGaにより、アクセル開度θaに応じて車両Cに付与される目標ヨーモーメントγfが修正される。具体的には、アクセルゲインGaは、アクセル開度θaが大きくなる程、図16に示すように、目標ヨーモーメントγfを小さくする機能を担っている。これにより、運転者が加速したいという意志を反映することができるので、ユーザの違和感を抑制することができる。 In the present embodiment, the target yaw moment γf applied to the vehicle C is corrected by the accelerator gain Ga according to the accelerator opening θa. Specifically, the accelerator gain Ga has a function of decreasing the target yaw moment γf as the accelerator opening θa increases, as shown in FIG. Thereby, since a driver | operator's willingness to accelerate can be reflected, a user's discomfort can be suppressed.
本実施形態において、車速ゲインGvにより、車速Vに応じて車両Cに付与される目標ヨーモーメントγfが修正される。具体的には、車速ゲインGvは、車速Vが小さい程、目標ヨーモーメントγfを大きくする機能を担っている。車両Cの車速Vが低い場合、目標ヨーモーメントγfを付与するタイミングにおいて車両Cと障害物Obとの距離が近い可能性がある。そのため、前述のように車速ゲインGvを設定することにより、障害物Obを回避しやすくなるという効果を得ることができる。 In the present embodiment, the target yaw moment γf applied to the vehicle C according to the vehicle speed V is corrected by the vehicle speed gain Gv. Specifically, the vehicle speed gain Gv has a function of increasing the target yaw moment γf as the vehicle speed V decreases. When the vehicle speed V of the vehicle C is low, there is a possibility that the distance between the vehicle C and the obstacle Ob is close at the timing when the target yaw moment γf is applied. Therefore, by setting the vehicle speed gain Gv as described above, it is possible to obtain an effect that the obstacle Ob can be easily avoided.
また、本実施形態において、付与方向算出部27は、障害物検出部21および周囲障害物検出部25の検出結果に基づいて、目標ヨーモーメントγfを付与する方向を算出する。これにより、障害物Obを有効に回避する方向を選択することができるとともに、周囲障害物をも考慮して回避方向を決定することができる。これにより、障害物Obを回避するものの周囲障害物の存在する方向に回避してしまうといった事態を抑制することができる。
In the present embodiment, the application
また、本実施形態において、第2のリスクポテンシャルRf2は、車両Cが備える最大制動力および最大旋回力により障害物Obを回避することができる最終的な位置におけるリスクポテンシャルとして算出される。これにより、ドライバの回避操作が遅れた場合であっても障害物Obを回避できなくなるという事態を有効に抑制することができる。 In the present embodiment, the second risk potential Rf2 is calculated as a risk potential at a final position where the obstacle Ob can be avoided by the maximum braking force and the maximum turning force of the vehicle C. Thereby, even when the driver's avoidance operation is delayed, the situation in which the obstacle Ob cannot be avoided can be effectively suppressed.
また、本実施形態において、第3のリスクポテンシャルRf3は、算出された第2のリスクポテンシャルRf2および第1のリスクポテンシャルRf1に基づいて算出される。これにより、第3のリスクポテンシャルRf3を適切な位置に設定することが可能となり、協調ヨーモーメント制御に適切に移行することができる。 In the present embodiment, the third risk potential Rf3 is calculated based on the calculated second risk potential Rf2 and the first risk potential Rf1. As a result, the third risk potential Rf3 can be set at an appropriate position, and the shift to the coordinated yaw moment control can be appropriately made.
また、本実施形態によれば、報知装置40により報知を行うことにより、進行方向に存在する障害物Obに対する注意喚起をドライバに促すことができる。これにより、障害物Obに対する回避行為をユーザに促すことができる。
Moreover, according to this embodiment, the alerting | reporting by the alerting | reporting
なお、上述した実施形態では、比較部22bは、第1のリスクポテンシャルRf1を予め設定された固定値を用いているが、当該固定値はドライバの運転傾向に応じて、第1のリスクポテンシャルRf1の位置を設定してもよい。例えば、比較部22bは、アクセル操作、ハンドル操作といったユーザの運転操作を通じて運転傾向を学習する。例えば、アクセル操作またはハンドル操作がゆったりとした運転傾向であるとか、俊敏な運転傾向であるといった如くである。かかる学習を通じてドライバの運転傾向を取得すると、比較部22bは、ゆったりとした運転傾向のドライバである場合には、例えば、第1のリスクポテンシャルRf1の設定位置を固定値よりも手前側(障害物Obから離れる方向)に設定するといった如くである。逆に、比較部22bは、俊敏な運転傾向のドライバである場合には、例えば、第1のリスクポテンシャルRf1の設定位置を固定値よりも奥側(障害物Obに近づく方向)に設定するといった如くである。
In the above-described embodiment, the
また、比較部22bは、ラップ率Rが小さい場合には、第1のリスクポテンシャルRf1の設定位置を固定値よりも奥側(障害物Obに近づく方向)に設定してもよい。
In addition, when the lap rate R is small, the
かかる構成によれば、ドライバの運転傾向に応じたタイミングで制御介入が行われるので、ドライバにとって違和感の少ない制御を実現することができる。 According to such a configuration, since control intervention is performed at a timing according to the driving tendency of the driver, it is possible to realize control with less discomfort for the driver.
(第2の実施形態)
以下、第2の実施形態にかかる車両走行制御装置10について説明する。第2の実施形態にかかる車両走行制御装置10が第1の実施形態のそれと相違する点は、協調ヨーモーメントγcの演算手法である。なお、本実施形態にかかる車両走行制御装置10の構成および制御動作については、第1の実施形態のそれと基本的に同様であり、図面および関連する説明を引用することとし、以下、相違点を中心に説明を行う。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the vehicle
協調ヨーモーメント算出部22fは、比較部22bにおいて設定される制御フラグFlagが「2」に設定されていることを条件に、協調ヨーモーメントγcを算出する。具体的
には、協調ヨーモーメント算出部22fは、下式に基づいて、協調ヨーモーメントγcを算出する。
同数式から分かるように、協調ヨーモーメント算出部22fは、舵角ヨーモーメントγsとラップ率ヨーモーメントγrとのうち大きい方の値に基づいて協調ヨーモーメントγcを算出する。
As can be seen from the equation, the cooperative
かかる構成によれば、障害物Obを回避するために必要なヨーモーメントが不足することがないように協調ヨーモーメントγcに反映することができる。これにより、障害物Obを有効に回避することができる。 According to such a configuration, the yaw moment necessary for avoiding the obstacle Ob can be reflected in the cooperative yaw moment γc so as not to be insufficient. Thereby, the obstacle Ob can be avoided effectively.
以上、本発明の実施形態にかかる車両走行制御装置およびその方法について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その発明の範囲内において種々の変形が可能であることはいうまでもない。上述した各実施形態では、個々の車輪の制動力を制御することにより、車両Cにヨーモーメントを付与したが、これに限定されない。例えば、ハンドルと操向輪とが機械的に切り離され、操向輪がアクチュエータなどによって駆動される、いわゆるステアバイワイヤ機構を用いたステアリング装置を備える場合には、操向輪の転舵角を任意に制御することにより車両Cにヨーモーメントを付与してもよいし、障害物Obとの相対距離が大きいことを条件に各車輪の駆動力を制御することにより車両Cにヨーモーメントを付与してもよい、これ以外の手法により車両Cにヨーモーメントを付与してもよい。 As mentioned above, although the vehicle travel control apparatus and method concerning the embodiment of the present invention were explained, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and various modifications are possible within the scope of the present invention. Needless to say. In each of the above-described embodiments, the yaw moment is applied to the vehicle C by controlling the braking force of each wheel, but the present invention is not limited to this. For example, when a steering device using a so-called steer-by-wire mechanism in which the steering wheel and the steering wheel are mechanically separated and the steering wheel is driven by an actuator or the like, the steering angle of the steering wheel is arbitrarily set The yaw moment may be applied to the vehicle C by controlling to the vehicle C, or the yaw moment may be applied to the vehicle C by controlling the driving force of each wheel on the condition that the relative distance to the obstacle Ob is large. Alternatively, the yaw moment may be applied to the vehicle C by other methods.
10 車両走行制御装置
11 外界センサ
12 操舵角センサ
13 車輪速センサ
14 アクセル開度センサ
20 コントローラ
21 障害物検出部
22 基準ヨーモーメント算出部
22a リスクポテンシャル算出部
22b 比較部22b
22c 回避限界算出部
22d ラップ率算出部
22e ラップ率ヨーモーメント算出部
22f 協調ヨーモーメント算出部
22g 舵角ヨーモーメント算出部
23 アクセルゲイン算出部
24 車速ゲイン算出部
25 周囲障害物検出部
26 ヨーモーメント算出部
27 付与方向算出部
28 制動力制御部28
30 アクチュエータ
40 報知装置
C 車両
Ob 障害物
γb 基準ヨーモーメント
γr ラップ率ヨーモーメント
γc 協調ヨーモーメント
γs 舵角ヨーモーメント
RP リスクポテンシャル
Rf1 第1のリスクポテンシャル
Rf2 第2のリスクポテンシャル
Rf3 第3のリスクポテンシャル
DESCRIPTION OF
22c avoidance
30
Claims (12)
前記検出された障害物に対する車両の接近度合いに基づくリスクポテンシャルを検出するリスクポテンシャル検出手段と、
ドライバによって操舵操作可能なハンドルの角度である操舵角を検出する操舵角検出手段と、
車両の進行方向に設定される車幅相当の領域において前記検出された障害物が占める割合をラップ率として算出するラップ率算出手段と、
前記算出されたラップ率が減少するように車両に付与するヨーモーメントであるラップ率ヨーモーメントを算出するラップ率ヨーモーメント算出手段と、
前記検出された操舵角の変化に応じて車両に付与するヨーモーメントである舵角ヨーモーメントを算出する舵角ヨーモーメント算出手段と、
前記検出されたリスクポテンシャルと、前記ラップ率ヨーモーメント算出手段および前記舵角ヨーモーメント算出手段の演算結果に基づいて、車両に付与する目標ヨーモーメントを算出するヨーモーメント算出手段と、
前記算出された目標ヨーモーメントに基づいて、車両にヨーモーメントを付与するヨーモーメント付与手段とを有し、
前記ヨーモーメント算出手段は、前記リスクポテンシャルが予め定められた所定のリスクポテンシャルである第1のリスク閾値を超えた場合には前記ラップ率ヨーモーメントを前記目標ヨーモーメントとして算出し、前記リスクポテンシャルが前記第1のリスク閾値よりも大きい予め定められた所定のリスクポテンシャルである第2のリスク閾値を超えた場合には前記舵角ヨーモーメントを前記目標ヨーモーメントとして算出することを特徴とする車両走行制御装置。 Obstacle detection means for detecting obstacles in the vehicle traveling direction;
Risk potential detection means for detecting a risk potential based on the degree of approach of the vehicle to the detected obstacle;
Steering angle detection means for detecting a steering angle that is an angle of a steering wheel that can be steered by a driver;
A lap rate calculating means for calculating, as a lap rate, a ratio occupied by the detected obstacle in a region corresponding to the vehicle width set in the traveling direction of the vehicle;
A lap rate yaw moment calculating means for calculating a lap rate yaw moment that is a yaw moment to be applied to the vehicle so that the calculated lap rate decreases;
Rudder angle yaw moment calculating means for calculating a rudder angle yaw moment that is a yaw moment to be applied to the vehicle in accordance with the detected change in the steering angle;
A yaw moment calculating means for calculating a target yaw moment to be applied to the vehicle based on the detected risk potential and the calculation results of the lap rate yaw moment calculating means and the rudder angle yaw moment calculating means;
Based on the calculated target yaw moment, yaw moment applying means for applying a yaw moment to the vehicle,
The yaw moment calculating means calculates the lap rate yaw moment as the target yaw moment when the risk potential exceeds a first risk threshold that is a predetermined risk potential, and the risk potential is Vehicle travel characterized in that the steering angle yaw moment is calculated as the target yaw moment when a second risk threshold that is a predetermined risk potential that is greater than the first risk threshold is exceeded. Control device.
前記ヨーモーメント算出手段は、前記リスクポテンシャルが、前記第1のリスク閾値よりも大きく前記第2のリスク閾値よりも小さい予め定められた所定のリスクポテンシャルである第3のリスク閾値を超え、かつ前記第2のリスク閾値よりも小さい場合には、前記協調ヨーモーメントを前記目標ヨーモーメントとして算出し、
前記協調ヨーモーメント算出手段は、前記リスクポテンシャルの増加に応じて、前記ラップ率ヨーモーメントの割合を低下させかつ前記舵角ヨーモーメントの割合を増加させるように、前記協調ヨーモーメントを算出することを特徴とする請求項1に記載された車両走行制御装置。 A coordinated yaw moment calculating means for calculating a coordinated yaw moment obtained by coordinating the rudder angle yaw moment and the lap rate yaw moment;
The yaw moment calculating means exceeds the third risk threshold, which is a predetermined risk potential that is greater than the first risk threshold and smaller than the second risk threshold, and If less than the second risk threshold, the cooperative yaw moment is calculated as the target yaw moment;
The cooperative yaw moment calculating means calculates the cooperative yaw moment so as to decrease the ratio of the lap rate yaw moment and increase the ratio of the rudder angle yaw moment according to an increase in the risk potential. The vehicle travel control device according to claim 1, wherein
前記ヨーモーメント算出手段は、前記リスクポテンシャルが、前記第1のリスク閾値よりも大きく前記第2のリスク閾値よりも小さい第3のリスク閾値を超え、かつ前記第2のリスク閾値よりも小さい場合には、前記協調ヨーモーメントを前記目標ヨーモーメントとして算出し、
前記協調ヨーモーメント算出手段は、前記ラップ率ヨーモーメントと前記舵角ヨーモーメントとのうち値が大きい方を前記協調ヨーモーメントとして算出することを特徴とする請求項1に記載された車両走行制御装置。 A coordinated yaw moment calculating means for calculating a coordinated yaw moment obtained by coordinating the rudder angle yaw moment and the lap rate yaw moment;
The yaw moment calculating means exceeds the third risk threshold that is larger than the first risk threshold and smaller than the second risk threshold, and is smaller than the second risk threshold. Calculates the cooperative yaw moment as the target yaw moment,
2. The vehicle travel control device according to claim 1, wherein the cooperative yaw moment calculating unit calculates the larger one of the lap rate yaw moment and the rudder angle yaw moment as the cooperative yaw moment. .
前記障害物検出手段および前記周囲障害物検出手段の検出結果に基づいて、前記ヨーモーメント算出手段により算出された目標ヨーモーメントを付与する方向を算出する付与方向算出手段をさらに有することを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載された車両走行制御装置。 A surrounding obstacle detecting means for detecting an obstacle present around the obstacle detected by the obstacle detecting means as a surrounding obstacle;
The apparatus further comprises an application direction calculation unit that calculates a direction of applying the target yaw moment calculated by the yaw moment calculation unit based on detection results of the obstacle detection unit and the surrounding obstacle detection unit. The vehicle travel control apparatus according to any one of claims 1 to 6.
ドライバによって操舵操作可能なハンドルの角度である操舵角を検出するステップと、
車両の進行方向に設定される車幅相当の領域において前記障害物が占める割合をラップ率として算出するステップと、
前記リスクポテンシャルに基づいて車両にヨーモーメントを付与するステップとを有し、
前記車両にヨーモーメントを付与するステップは、
前記リスクポテンシャルが予め定められた所定のリスクポテンシャルである第1のリスク閾値を超えた場合には、前記ラップ率が減少するように車両に付与するヨーモーメントであるラップ率ヨーモーメントに基づいて車両にヨーモーメントを付与し、
前記リスクポテンシャルが前記第1のリスク閾値よりも大きい予め定められた所定のリスクポテンシャルである第2のリスク閾値を超えた場合には、前記操舵角の変化に応じて車両に付与するヨーモーメントである舵角ヨーモーメントに基づいて車両にヨーモーメントを付与することを特徴とする車両走行制御方法。 Detecting a risk potential based on the degree of approach of the vehicle to the obstacle in the vehicle traveling direction;
Detecting a steering angle that is an angle of a steering wheel that can be steered by a driver;
Calculating a ratio of the obstacle in the region corresponding to the vehicle width set in the traveling direction of the vehicle as a lap rate;
Applying a yaw moment to the vehicle based on the risk potential,
The step of applying a yaw moment to the vehicle includes
A vehicle based on a lap rate yaw moment that is a yaw moment that is applied to the vehicle so that the lap rate decreases when the risk potential exceeds a first risk threshold that is a predetermined risk potential. Yaw moment is applied to
When the risk potential exceeds a second risk threshold that is a predetermined risk potential that is greater than the first risk threshold, a yaw moment that is applied to the vehicle according to a change in the steering angle. A vehicle travel control method, wherein a yaw moment is applied to a vehicle based on a certain steering angle yaw moment.
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