JP5768442B2 - 車両運動制御装置及びプログラム - Google Patents
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Description
軌跡追従特性を改善することができる。
ブラインドカーブや下り坂でドライバの可視範囲が制約されるとき、ドライバの注視時間が小さくなる状況であると判定する。検出方法として、外向きカメラ14やGPS装置により検出される車両前方情報によって、ブラインドカーブや下り坂を検出したり、ヨーレートセンサで検出された値に基づいて推定される走行コースの曲率からブラインドカーブを検出したり、ピッチ角センサで検出された値に基づいて推定される走行コースの勾配により下り坂を検出したりすることができる。
逆光、霧、雨、雪などによる視界不良で、ドライバの可視範囲が制約される場合に、ドライバの注視時間が小さくなる状況であると判定する。検出方法としては、外向きカメラ14で撮像された車両前方画像を用いて、対向車のライトによる逆光や、霧、雨、雪等の気象条件を検出したり、GPS装置によるグローバル情報を用いて、太陽による逆光や、霧、雨、雪等の気象条件を検出したり、ワイパー動作に基づいて雨や雪の気象条件を検出したり、フォグランプの点灯により霧の気象条件を検出したりすることができる。
夜間、トンネル等の暗い環境で、ドライバの可視範囲が制約される場合に、ドライバの注視時間が小さくなる状況であると判定する。検出方法としては、外向きカメラ14で撮像された車両前方画像を用いて、夜間、トンネル等の暗い環境を検出したり、GPS装置で検出された自車両位置及び地図情報に基づいてトンネルを検出したり、ヘッドライド動作に基づいて夜間、トンネル等の暗い環境を検出したりすることができる。
走行車線の幅が狭い状況では、ドライバの緊張感が高まることで、注視時間が小さくなるため、ドライバの注視時間が小さくなる状況であると判定する。検出方法としては、外向きカメラ14で撮像された車両前方画像を用いて、走行車線の幅を検出したり、GPS装置で検出された自車両位置及び地図情報に基づいて走行車線の幅を検出したりすることができる。
隣接した車両が走行している状況も、ドライバの緊張感が高まることで、注視時間が小さくなるため、ドライバの注視時間が小さくなる状況であると判定する。検出方法としては、外向きカメラ14で撮像された車両前方画像を用いて、隣接した車両の有無を検出したり、車車間通信によって、隣接した車両の有無を検出したりすることができる。
高速で走行中は、ドライバの緊張が高まること、及び注視時間が車両速度と反比例であることから、ドライバの注視時間が小さくなる状況であると判定する。検出方法としては、車速センサ16により検出した車速に基づいて高速走行を検出したり、アクセル開度による速度推定によって高速走行を検出したりすることができる。
(3)式、(30)式または(31)で与えられる偏差フィードバックを前輪舵角へ追加する方法と同様に、後輪舵角に偏差フィードバックを追加することでも軌跡追従特性のダンピングを変更することができる。後輪舵角に加える偏差フィードバックδr_addを下記(32)式で与える。
前後輪タイヤ力を適切に分配することで、車両のヨーモーメントを制御することが可能である(参考文献:Yohimi Furukawa and Masato Abe、”Advanced Chassis Control Systems for Vehicle Handling and Active Safety”、VecleSystemDynamics、pp。59-86、28、1997)。このため、タイヤ力配分を用いた目標軌跡との偏差フィードバックを行うことで、軌跡追従特性のダンピングを変更することができる。以下ではその詳細について述べる。
車両ダイナミクスは制御入力に対して線形であるため、上記実施の形態、上記(a)及び(b)で述べた手法を同時に適応することで、軌跡追従特性のダンピングを変更することができる。複数の制御方法を用意することで制御の自由度が上がるため、入力の制約や故障などの外乱に対してロバストな制御構造とすることができる。
操舵系のダイナミクスの影響が少ない場合には、前輪舵角δfとステア角δsとの間に、下記(58)式の関係が成り立つ。
12 内向きカメラ
14 外向きカメラ
16 車速センサ
18、218、318 コンピュータ
20 前輪舵角装置
22 車両状態センサ
24 周辺環境センサ
26 操作状態センサ
30 注視時間算出部
32 注視時間判定部
34 ヨー角検出部
36、336 ダンピング変更部
38 通信部
40 状況判定部
42 外乱検出部
Claims (8)
- 自車両が走行する走行路を含む前方領域を撮像する前方撮像手段と、
前記自車両の速度を検出する速度検出手段と、
前記自車両のヨー角及び前記走行路に対する横位置の少なくとも一方の状態を検出する状態検出手段と、
前記前方撮像手段により撮像された画像、及び前記速度検出手段により検出された速度に基づいて、ドライバの視線と前記走行路との交点に到達するまでの時間を算出する時間算出手段と、
前記時間算出手段により算出された時間が予め定められた閾値より小さい場合には、前記走行路を目標軌跡とする追従走行時の車両近傍における目標ヨー角と前記状態検出手段により検出されたヨー角との差、及び前記追従走行時の車両近傍における目標横位置と前記状態検出手段により検出された横位置との差の少なくとも一方と、前記走行路に対する追従特性に応じて定まる係数との積で表わされる補正量を算出する補正量算出手段と、
前記補正量算出手段により算出された補正量を、前記自車両の進行方向と、前記自車両から前記交点へ向かう方向との偏角、及び前記時間に基づく前記追従走行時の車両制御量に加算した値に基づいて、車両運動を制御する制御手段と、
を含む車両運動制御装置。 - 前記ドライバの顔を撮像する顔撮像手段を含み、
前記時間算出手段は、前記顔撮像手段により撮像された画像に基づいて、前記ドライバの視線方向を検出し、前記視線方向と前記前方撮像手段により撮像された画像に基づいて、前記交点を検出して該交点までの距離を算出し、前記距離を前記速度検出手段により検出された速度で除して、前記時間を算出する
請求項1記載の車両運動制御装置。 - 前記自車両のヨーレートを検出するヨーレート検出手段を含み、
前記時間算出手段は、前記走行路上の複数の点を仮の交点とし、各仮の交点に到達するまでの仮時間及び前記自車両の進行方向と前記仮の交点方向との仮偏角に基づくヨーレートを算出し、算出したヨーレートと前記ヨーレート検出手段により検出されたヨーレートとの相関が最も高くなるときの仮時間を前記時間として算出する
請求項1記載の車両運動制御装置。 - 自車両のヨー角及び走行路に対する横位置の少なくとも一方の状態を含む前記自車両の状態、前記自車両の周辺環境、及び前記自車両の操作状態を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得した情報に基づいて、ドライバの視線と前記走行路との交点に到達するまでの時間が予め定められた閾値より小さくなる状況か否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記時間が前記閾値より小さくなる状況である判定された場合には、前記走行路を目標軌跡とする追従走行時の車両近傍における目標ヨー角と前記取得手段により取得されたヨー角との差、及び前記追従走行時の車両近傍における目標横位置と前記取得手段により取得された横位置との差の少なくとも一方と、前記走行路に対する追従特性に応じて定まる係数との積で表わされる補正量を算出する補正量算出手段と、
前記補正量算出手段により算出された補正量を、前記ドライバの操作に応じた車両制御量に加算した値に基づいて、車両運動を制御する制御手段と、
を含む車両運動制御装置。 - 前記自車両にふらつきを生じさせる外乱を検出する外乱検出手段を含み、
前記補正量算出手段は、前記外乱検出手段により外乱が検出された場合に、前記補正量を算出する
請求項1〜請求項4のいずれか1項記載の車両運動制御装置。 - コンピュータを、
自車両のヨー角及び前記自車両が走行する走行路に対する横位置の少なくとも一方の状態を検出する状態検出手段、
前記走行路を含む前方領域を撮像する前方撮像手段により撮像された画像、及び前記自車両の速度を検出する速度検出手段により検出された速度に基づいて、ドライバの視線と前記走行路との交点に到達するまでの時間を算出する時間算出手段、
前記時間算出手段により算出された時間が予め定められた閾値より小さい場合には、前記走行路を目標軌跡とする追従走行時の車両近傍における目標ヨー角と前記状態検出手段により検出されたヨー角との差、及び前記追従走行時の車両近傍における目標横位置と前記状態検出手段により検出された横位置との差の少なくとも一方と、前記走行路に対する追従特性に応じて定まる係数との積で表わされる補正量を算出する補正量算出手段、及び
前記補正量算出手段により算出された補正量を、前記自車両の進行方向と、前記自車両から前記交点へ向かう方向との偏角、及び前記時間に基づく前記追従走行時の車両制御量に加算した値に基づいて、車両運動を制御する制御手段
として機能させるための車両運動制御プログラム。 - コンピュータを、
自車両のヨー角及び前記自車両が走行する走行路に対する横位置の少なくとも一方の状態を含む前記自車両の状態、前記自車両の周辺環境、及び前記自車両の操作状態を取得する取得手段、
前記取得手段により取得した情報に基づいて、ドライバの視線と前記走行路との交点に到達するまでの時間が予め定められた閾値より小さくなる状況か否かを判定する判定手段、
前記判定手段により前記時間が前記閾値より小さくなる状況である判定された場合には、前記走行路を目標軌跡とする追従走行時の車両近傍における目標ヨー角と前記取得手段により取得されたヨー角との差、及び前記追従走行時の車両近傍における目標横位置と前記取得手段により取得された横位置との差の少なくとも一方と、前記走行路に対する追従特性に応じて定まる係数との積で表わされる補正量を算出する補正量算出手段、及び
前記補正量算出手段により算出された補正量を、前記自車両の進行方向と、前記自車両から前記交点へ向かう方向との偏角、及び前記時間に基づく前記追従走行時の車両制御量に加算した値に基づいて、車両運動を制御する制御手段
として機能させるための車両運動制御プログラム。 - コンピュータを、請求項1〜請求項5のいずれか1項記載の車両運動制御装置を構成する各手段として機能させるための車両運動制御プログラム。
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