JP6764312B2 - 車両運動制御装置、車両運動制御方法、車両運動制御プログラム - Google Patents
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Description
G−Vectoringは、ハンドル操作による横運動に連係して自動的に加減速することにより、前輪と後輪の間に荷重移動を発生させて車両の操縦性と安定性の向上を図る方法である。下記式1に示すように、加減速指令値(前後加速度指令値Gxc)は、基本的に横加加速度Gy_dotにゲインCxyを掛け、一次遅れを付与した値とする。式1において、Gy:車両横加速度、Gy_dot:車両横加加速度、Cxy:ゲイン、T:一次遅れ時定数、s:ラプラス演算子、Gx_DC:横運動に連係しない加減速度指令である。G−Vectoringにより、エキスパートドライバの横と前後運動の連係制御ストラテジの一部を模擬することができ、車両の操縦性・安定性の向上が実現できることが確認されている。
M+制御は、上述のG−Vectoring制御の加減速によるヨー運動の促進もしくは安定化と同様の効果を、車両の左右車輪に発生する制駆動力差により与え、ヨー運動の促進もしくは安定性を向上させることを図る方法である。具体的な目標ヨーモーメントMz_GVCは、下記式2により与えられる。Cmnは比例係数、Tmnは一次遅れ時定数である。
4輪を独立して制駆動制御することができる場合、M+制御により発生する前後加速度をG−Vectoring制御の前後加速度指令値と同等とすることにより、両制御が互いに干渉しないようにすることができる。具体的には、左側前後輪に発生する制駆動力の合計値FwLと右側前後輪に発生する制駆動力の合計値FwRとの間の差分により発生するヨーモーメントがM+制御のヨーモーメント指令値となり、FwLとFwRの合計により発生する前後加速度がG−Vectoring制御の前後加速度指令値となるように、それぞれFwLとFwRを決定すればよい。
本発明に係る車両運動制御装置1は、横運動予測部1cが予測した車両19の横運動に基づき、旋回脱出の走行シーンにおいてはM+制御の制御量を抑制する。これにより、ドライバがアクセルペダルを操作していない状態であっても、M+制御が旋回脱出時に車両19を減速させてドライバに対して違和感を与えることを抑制できる。さらには、旋回脱出の走行シーンであっても、車両19の横滑りが大きい場合は、横滑りが小さい場合と比較してM+制御により発生するヨーモーメントが大きくなるように各車輪の制駆動力を制御する。これにより、車両19のヨー運動を安定させることができる。
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
ドライバ操作情報を取得するセンサとしては、ドライバによるステアリングホイール4の操作量と、ブレーキペダルおよびアクセルペダルの操作量を取得できれば、任意のものを用いることができる。
2:加速度センサ
3:ジャイロセンサ
4:ステアリングホイール
5:操舵角センサ
6:走行軌道生成ユニット
7:タイヤ
8:車輪速センサ
9:自車両位置検出センサ
10:ブレーキ制御ユニット
11:ブレーキアクチュエータ
12:駆動トルク制御ユニット
13:駆動アクチュエータ
14:通信ライン
15:舵角制御ユニット
16:舵角制御アクチュエータ
17:ブレーキペダルセンサ
18:アクセルペダルセンサ
19:車両
Claims (13)
- 車両の運動を制御する車両運動制御装置であって、
前記車両の目標軌道を取得する目標軌道取得部、
前記目標軌道に基づき前記車両の横運動を予測する横運動予測部、
前記車両の横運動に応じて前記車両の左右輪の制駆動力差により前記車両に発生するヨーモーメントを制御するヨーモーメント制御部、
を備え、
前記ヨーモーメント制御部は、前記車両が左右一方の横運動をしている状態から他方の横運動をしている状態に向かって前記車両の横運動が変化すると前記横運動予測部が予測した第1期間において、前記車両に発生するヨーモーメントを制御し、
前記ヨーモーメント制御部は、前記一方の横運動から前記他方の横運動に変化した後、前記車両が前記他方の横運動している状態から横運動していない状態に向かって前記車両の横運動が変化すると前記横運動予測部が予測した第2期間においては、前記車両に発生する減速度絶対値を、前記第1期間において前記車両に発生する減速度絶対値よりも小さくし、
前記横運動予測部は、前記第1期間においては、前記車両に左右一方の横加速度が作用する状態から他方の横加速度が作用する状態に向かって遷移することにより、前記車両が左右一方の横運動をしている状態から他方の横運動をしている状態に向かって前記車両の横運動が変化すると予測し、
前記横運動予測部は、前記第2期間においては、前記車両に横加速度が作用する状態から横加速度が作用しない状態に向かって遷移することにより、前記車両が横運動している状態から横運動していない状態に向かって前記車両の横運動が変化すると予測する
ことを特徴とする車両運動制御装置。 - 前記車両運動制御装置は、前記車両の横滑りの程度を取得する横滑り取得部を備え、
前記ヨーモーメント制御部は、前記第2期間において、前記車両の横滑りの程度が横滑り閾値以上である場合は、前記車両の横滑りの程度が前記横滑り閾値未満である場合よりも、前記車両に発生するヨーモーメントを大きくする
ことを特徴とする請求項1記載の車両運動制御装置。 - 前記ヨーモーメント制御部は、前記車両の操舵角と前記車両の速度に基づいて前記車両の目標ヨーレイトを算出し、
前記横滑り取得部は、前記車両の横滑り角、前記目標ヨーレイトと前記車両に発生している実ヨーレイトとの間の偏差、のうち少なくともいずれかに基づいて、前記車両の横滑りの大きさを判定する
ことを特徴とする請求項2記載の車両運動制御装置。 - 前記ヨーモーメント制御部は、前記車両の横運動が減少すると前記横運動予測部が予測した期間においては、前記車両のヨー運動が抑制されるように、前記車両に発生するヨーモーメントを制御する
ことを特徴とする請求項1記載の車両運動制御装置。 - 前記横運動予測部は、前記第1期間においては、前記車両の操舵角が前記車両を左右一方に旋回させている状態から他方に向かって旋回させている状態へ遷移することにより、前記車両が左右一方の横運動をしている状態から他方の横運動をしている状態に向かって前記車両の横運動が変化すると予測し、
前記横運動予測部は、前記第2期間においては、前記車両の操舵角が前記車両を左右一方に旋回させている状態から旋回させていない状態に向かって遷移することにより、前記車両が横運動している状態から横運動していない状態に向かって前記車両の横運動が変化すると予測する
ことを特徴とする請求項1記載の車両運動制御装置。 - 前記車両運動制御装置はさらに、前記車両に発生する横運動に応じて前記車両の前後加速度を制御する前後加速度制御部を備える
ことを特徴とする請求項1記載の車両運動制御装置。 - 前記前後加速度制御部は、前記車両に作用する横加速度絶対値が増加しかつ前記車両の横滑りの程度が横滑り閾値未満である第3期間において、前記車両に作用する前後加速度を制御し、
前記前後加速度制御部は、前記車両に作用する横加速度絶対値が増加しかつ前記車両の横滑りの程度が前記横滑り閾値以上である第4期間においては、前記車両に作用する前後加速度絶対値を、前記第3期間において前記車両に発生する前後加速度絶対値よりも小さくする
ことを特徴とする請求項6記載の車両運動制御装置。 - 前記前後加速度制御部は、前記第2期間においては、前記車両に作用する前後加速度絶対値を、前記第1期間において前記車両に発生する前後加速度絶対値よりも大きくする
ことを特徴とする請求項6記載の車両運動制御装置。 - 前記車両運動制御装置は、前記車両の横滑りの程度を取得する横滑り取得部を備え、
前記前後加速度制御部は、前記第2期間において、前記車両の横滑りの程度が横滑り閾値以上である場合は、前記車両の横滑りの程度が前記横滑り閾値未満である場合よりも、前記車両に発生する前後加速度絶対値を小さくする
ことを特徴とする請求項6記載の車両運動制御装置。 - 前記目標軌道取得部は、前記車両の操舵角またはタイヤ転蛇角と、前記車両の速度とに基づき、前記目標軌道を算出する
ことを特徴とする請求項1記載の車両運動制御装置。 - 前記目標軌道取得部は、前記車両が備える他の制御装置から前記目標軌道を取得する
ことを特徴とする請求項1記載の車両運動制御装置。 - 車両の運動を制御する車両運動制御方法であって、
前記車両の目標軌道を取得する目標軌道取得ステップ、
前記目標軌道に基づき前記車両の横運動を予測する横運動予測ステップ、
前記車両の横運動に応じて前記車両の左右輪の制駆動力差により前記車両に発生するヨーモーメントを制御するヨーモーメント制御ステップ、
を有し、
前記ヨーモーメント制御ステップにおいては、前記車両が左右一方の横運動をしている状態から他方の横運動をしている状態に向かって前記車両の横運動が変化すると前記横運動予測ステップにおいて予測した第1期間において、前記車両に発生するヨーモーメントを制御し、
前記ヨーモーメント制御ステップにおいては、前記一方の横運動から前記他方の横運動に変化した後、前記車両が前記他方の横運動している状態から横運動していない状態に向かって前記車両の横運動が変化すると前記横運動予測ステップにおいて予測した第2期間においては、前記車両に発生する減速度絶対値を、前記第1期間において前記車両に発生する減速度絶対値よりも小さくし、
前記横運動予測ステップは、前記第1期間においては、前記車両に左右一方の横加速度が作用する状態から他方の横加速度が作用する状態に向かって遷移することにより、前記車両が左右一方の横運動をしている状態から他方の横運動をしている状態に向かって前記車両の横運動が変化すると予測し、
前記横運動予測ステップは、前記第2期間においては、前記車両に横加速度が作用する状態から横加速度が作用しない状態に向かって遷移することにより、前記車両が横運動している状態から横運動していない状態に向かって前記車両の横運動が変化すると予測する
ことを特徴とする車両運動制御方法。 - 車両の運動を制御する制御演算を車両運動制御装置に実行させる車両運動制御プログラムであって、前記車両運動制御装置に、
前記車両の目標軌道を取得する目標軌道取得ステップ、
前記目標軌道に基づき前記車両の横運動を予測する横運動予測ステップ、
前記車両の横運動に応じて前記車両の左右輪の制駆動力差により前記車両に発生するヨーモーメントを制御するための制御指令値を演算するヨーモーメント制御ステップ、
前記車両に発生するヨーモーメントを制御するアクチュエータに対して前記制御指令値を送信するステップ、
を実行させ、
前記ヨーモーメント制御ステップにおいては、前記車両運動制御装置に、前記車両が左右一方の横運動をしている状態から他方の横運動をしている状態に向かって前記車両の横運動が変化すると前記横運動予測ステップにおいて予測した第1期間において、前記制御指令値を演算するステップを実行させ、
前記ヨーモーメント制御ステップにおいては、前記車両運動制御装置に、前記一方の横運動から前記他方の横運動に変化した後、前記車両が前記他方の横運動している状態から横運動していない状態に向かって前記車両の横運動が変化すると前記横運動予測ステップにおいて予測した第2期間においては、前記車両に発生する減速度絶対値が、前記第1期間において前記車両に発生する減速度絶対値よりも小さくなるように、前記制御指令値を演算させ、
前記横運動予測ステップは、前記第1期間においては、前記車両運動制御装置に、前記車両に左右一方の横加速度が作用する状態から他方の横加速度が作用する状態に向かって遷移することにより、前記車両が左右一方の横運動をしている状態から他方の横運動をしている状態に向かって前記車両の横運動が変化すると予測させ、
前記横運動予測ステップは、前記第2期間においては、前記車両運動制御装置に、前記車両に横加速度が作用する状態から横加速度が作用しない状態に向かって遷移することにより、前記車両が横運動している状態から横運動していない状態に向かって前記車両の横運動が変化すると予測させる
ことを特徴とする車両運動制御プログラム。
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