JP6907238B2 - 車両の経路を制御するためのデバイス - Google Patents
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Description
のセンサ31を備え、すなわち、ヨー速度は、車両が移動している道路の面に対して直角な軸上の車両の重心のまわりの回転速度である。センサ31は、たとえば車両の重心(CoG)の直近に置かれたジャイロメータである。RaCamタイプのユニット、すなわち光学カメラの特性とレーダの特性を組み合わせたユニット15により、物体の、車両の中央軸に対して横方向の座標YCAM、および車両1の前方の中央軸上の座標XCAMの測定が可能になる。
y=p3・x3+p2・x2+p1・x+p0
をリアルタイムで生成するためのオブザーバデバイス2のホストとして働く。
、車両の理想経路からの相対偏差の有効角Ψrel,ef、および理想経路からの車両の重心の離隔の有効な横速度
を挙げることができる。相対偏差の有効角Ψrel,efは、考えられる各時点において理想経路の接線に対して車両の中央軸が実質的に作る角度である。重心の離隔の有効な横速度
は、考えられる時点において、車両の重心が、理想経路の接線に対して直角に、理想経路から実質的に離れる方に移動する速度である。車両1の有効な状態ベクトルξは、たとえば車両の理想経路に対する車両の重心の有効な離隔Ycog,ef、車両のホイールのステアリングロック角の有効な経時的変化率
、およびホイールの有効なステアリングロック角δefなどの他のスカラ座標を含むことができる。
、およびホイールの有効なステアリングロック角δefも、制御されている車両のシャーシに対するホイール自体の状態に関連付けられているので、動作モードには無関係である。対照的に、制御されている車両の重心の、理想経路に対する有効な離隔Ycog,efは、車線のガイドラインと、LCAモードにおける車両の軸に対して直角な軸上で制御されている車両の重心との間の横偏位である。重心の離隔の有効な横速度
は、前出の変数の時間変化率である。
、Ψrel,ef、
、Ycog,efは、ゼロ値の状態ベクトルξ*の対応する座標
、Ψref、
、YCoG,refを有し、なぜなら、制御された車両の有効な経路と理想経路の間の乖離をなくするという明らかな要求があるためである。
は、一般に、外乱がない状態では、車両の状態を安定した最終状態に導く傾向のある動的関係Aによって状態ベクトルξに関連付けられることが、物理学の既知の法則によって明示されていることが思い出されよう。車両の安定した最終状態は必ずしも達成を追及するものではないので、本発明の目的は、有効な状態ベクトルξを基準状態ベクトルξ*に一致させ続けるように、系を絶えず乱す指令uを作成することである。したがって、時間的進展のベクトル
に引き起こされる擾乱は、これも物理学の法則によって支配される侵入性の関係Bによって指令uに関連付けられる。車両1から成る物理系には、全体的に未知の性質の他の外乱も作用するので、採用されるフィードバック制御機構におけるオブザーバデバイス2の目標は、有効な状態ベクトルξをできるだけ忠実に表す推定された状態ベクトル
をリアルタイムで生成することである。
この式で、パラメータcr、cf、lr、lf、Iz、Mは、他の文献(出願FR1255068、FR1255188またはFR12563339を参照されたい)からそれ自体知られているように、それぞれ、ホイールタイヤ製造業者から得られた、またはサーキット走行テストによって得られた、後輪12のドリフトの剛性および前輪11のドリフトの剛性、車両1の重心CoGに対する後輪の軸の距離および前輪の軸の距離、前輪の軸および後輪の軸を通過する面に対して垂直なラインのまわりの車両の慣性モーメント、ならびに車両の重量を定量化する。
この式で、μおよびωは、それぞれ減衰係数およびホイールステアリングロック指令の伝達関数の特定のパルシングを示す。
この式で、第1の列は、ここでは、ステアリングロック指令uである第1の擾乱に関連し、第2の列は、車両が位置するポイントにおける走行車線自体の曲率半径ρrefの逆数に等しい曲率γrefである第2の擾乱に関連する。ここでも、係数b51は、ホイールステアリングロック指令の、伝達関数の特定のパルシングωの2乗に等しい。第2の列では、対照的に、2つの係数b22およびb32は、曲率γrefが車両の理想経路からの相対偏差の有効角Ψrel,efと、理想経路に対する車両の重心の離隔の有効な横速度
とに対して直接作用することを考えて、非ゼロである。係数b22は縦方向の車両速度vaの反数と等しく、係数b32は縦方向の車両速度vaの2乗の反数と等しい。
を生成するように、式
に包含されるデジタルマトリクスAcおよびBsを用いてダイナミクスの等式を再現することにより、指令ustを受け取る。推定された状態ベクトル
について、車両の物理的状態ベクトルξを忠実に再現するために、いくつかの条件が満たされるべきである。
と車両の未知の物理的状態ベクトルξの間の乖離を縮小するために、オブザーバ2は、第2の入力において、車両の状態を表す現在の測定値のベクトルηを受け取る。現在の測定値のベクトルηは、計測による関係Cによって物理的状態ベクトルξと相関付けられ、関係Cは、状態ベクトルの構成に依存し、すなわち車両の動作モードおよび車両が装備している測定センサに依存する。
、走行車線の中線を目標としてユニット15によって測定された相対偏差の角度Ψrel、ユニット15から得られるような、走行車線の中線に対する重心の半径方向の離隔YCoG、センサ46によって測定されたホイール11のステアリングロック角δ、およびユニット15によって供給される、重心の離隔YCoGの反数の経時的な累積∫−YCoGdt、といった5つの要素を含む。各時点kのサンプリング周期に期間dtを関連付けることにより、この擬測定値は、ゼロに初期化される非常に簡単な式
によって得られる。
この式で、非ゼロの係数C11、c22、c34、c46、c57は、関わる測定値が状態変数の一部分を形成するため、一定かつ一元的である。
を補正して、推定された状態ベクトル
から推定された測定ベクトル
が、定常状態の条件において実際の測定ベクトルηと合致するように、したがって、推定された状態ベクトル
が、車両1の経路を維持する物理的状態ベクトルξと合致するように、することである。このために、モジュール5は、安定化乖離に推定利得マトリクスLcを乗算することによって、現在の測定ベクトルηと推定された測定ベクトル
の間の安定化乖離を縮小するように、推定された状態ベクトル
の時間変化率
をリアルタイムで調節する。
との間の安定化乖離は、測定ベクトルの次元と等しい次元のベクトルであり、推定された状態ベクトルの時間変化率
に加算されるべき補正は、状態ベクトルの次元と等しい次元のベクトルであり、マトリクスLcの行の数は状態ベクトルの座標の数と等しく、列の数は測定ベクトルの座標の数と等しい。
との間の差を、特に整数型の最後の状態変数によってキャンセルするまで縮小するように、指令ustを生成する。基準状態ベクトルは7×1のサイズのゼロベクトルとして定義されており、コントローラ向けに提案されている解は、正確には、次式で定義される従来のいわゆる「定常状態戻り」手法である。
この式でも、マトリクスAおよびBは横方向のダイナミクスの式に由来するものであり、Qkは状態変数の各々の重みのマトリクスであり、Rkは指令の重みのマトリクスである(この特別な場合では、1つの指令uしかないので、Rは単一のスカラに設定される)。
から行われる。
がゼロになる状態ベクトルξを与える解になるように、定量化する。言い換えれば、ステアリングロック指令uffは、オブザーバモジュール2によって管理された、維持している不安定性から離れて抽象することによって生成される。車両のダイナミクスに関連付けられた式では、平衡状態ξeqおよび平衡におけるステアリングロック指令ueqが考えられ、関係AおよびBをモデル化するのに、次式のようにマトリクスAcおよびBsが再利用され、
または、状態ベクトル
に関して、状態変数に同一のインデックスを採用することにより、系の第5の行と第6の行を組み合わせて次式が得られ、
または、係数a56およびb51を、パラメータ化することができる機械的評価a56=−b51=−ω2で置換することにより、平衡しているとき、ueq=δeqとなる。
または
(a12a36−a16a32)δeq=(a12V2−a12a31(V)V+a32a11(V)V)γff
を与え、そこで、系の解が次式を与え、
または、マトリクスの係数を、パラメータ化することができる機械的評価で置換することにより、次式となる。
ucq=(If+Ir)γff
という非常に簡単な式で計算される制御になるという利点が得られるはずである。
uff=G・ueq
y’(x)=3p3x2+2p2x+p1
y’’(x)=6p3x+2p2
Claims (9)
- 車両(1)の経路をリアルタイムで制御するためのデバイスであって、
現在の測定ベクトル(η)から、現在の速度(va)で移動する車両(1)の車線維持の推定状態ベクトル
をリアルタイムで生成し、車両の経路を車線に対して安定させるための第1のステアリングロック指令(ust)を生成するオブザーバモジュール(2)と、
前記第1のステアリングロック指令(ust)に第2のステアリングロック指令(uff)を加算する先読みモジュール(7)であって、前記第2のステアリングロック指令(uff)が前記経路に適用される曲率(γff)の関数であり、前記曲率(γff)が車両の前方の距離(x)における車線の曲率の半径の逆数に等しい、先読みモジュール(7)とを備え、
前記第1のステアリングロック指令と前記第2のステアリングロック指令との加算結果がステアリング指令信号として車両のステアリングコラム(44)に供給される、
デバイス。 - 前記距離(x)が前記現在の速度(va)の関数として変化する、請求項1に記載の制御デバイス。
- 前記車線の少なくとも1つのガイドラインジオメトリ(y(x))を多項式の形態で供給するための、光学カメラの特性とレーダの特性を組み合わせたユニット(15)を備える、請求項1または2に記載の制御デバイス。
- 前記先読みモジュール(7)が、時間微分がゼロの安定状態ベクトルを与えるダイナミクスの式の解として第2のステアリングロック指令(uff)を計算するための計算サブモジュール(D)を備える、請求項1から4のいずれか一項に記載の制御デバイス。
- 前記先読みモジュール(7)が、前記安定状態ベクトルに対応する測定疑ベクトル(ηeq)を生成し、前記オブザーバモジュール(2)に対する入力として、前記現在の測定ベクトル(η)から前記測定疑ベクトル(ηeq)を除去する、請求項5に記載の制御デバイス。
- 前記計算サブモジュール(D)が、前記第2のステアリングロック指令(uff)の調節可能な利得も備える、請求項5または6に記載の制御デバイス。
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