JP7173893B2 - 車両制御装置、車両制御方法及び車両制御システム - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施形態に係る車両制御システムの概略構成を示している。この制御システムが適用される車両1は、エンジン2、ステアリング装置3、ホイルシリンダ液圧制御装置4、外界認識装置5、横加速度センサ6、ヨーレートセンサ7、及び車両制御装置8などを備えている。
まず、外界認識装置5のカメラ情報や地図情報などで、前方の道路情報より目標経路を求める(ステップST1)。
次の処理Bでは、目標ヨーレートを求める(ステップST2)。目標ヨーレートは、以下の式(1)により算出する。
γ_course:目標ヨーレート
V:現在の走行速度
K:目標経路の曲率
である。
m:車両質量
V:走行速度
kf:前輪コーナリングパワー
kr:後輪コーナリングパワー
lf:重心点~前軸距離
lr:重心点~後軸距離
I:車両慣性
S:ラプラス演算子
である。
Δγ:ヨーレート差分
γ_snsr:センサで計測した実ヨーレート
である。
δ_FB_raw:制限前フィードバック操作量
Kp:P制御ゲイン
である。
δ_fb:制限後フィードバック操作量
である。
最後に、ステアリング装置3のアクチュエータに目標舵角2(制御量)を指令する(ステップST8)。
YG:車両に備え付けられた横加速度センサの出力
である。
なお、上述した実施形態では、目標軌跡の曲率と車速から目標となるヨーレートを直接算出したが、この限りではない。例えば、目標軌跡からの横位置から横力目標が計算されて、これを満たすようなステアリング舵角が決まり、その舵角を車両モデルに入力した場合の出力となるヨーレートを目標ヨーレートとしてもよい。
また、ヨーレート差分のP制御だけでなく、横位置や横加速度の差分から算出したフィードバック操作量を、制限前フィードバック操作量としてもよい。
更に、目標とする横力やヨーレートなどを同時に満たせるようにするよう状態フィードバックなどで制御されていてもよい。
更にまた、フィードフォワード操作量・フィードバック操作量は、実施形態のステアリング舵角ではなくても、例えば車体に発生させたいモーメントや、車体に発生させたい横力として扱っておき、走行状況に応じてステアリング舵角やブレーキ各輪制動を使い制御してもよい。
また、横加速度換算ヨーレートは、センサで観測した横加速度から計算したヨーレートではなく、路面ミュー推定値より算出した発生可能な最大横加速度を用いて横加速度換算ヨーレートとしてもよい。
但し、路面ミュー推定値は推定であるので、実路面ミューより大きければフィードバック操作量を小さくできずスピンを防止できないし、小さければ走行時に早くフィードバック制御をやめてしまうことになり、フィードバック制御のメリットが薄れてしまう。よって、路面ミュー推定値が正確であることが前提となる。
車両制御装置8は、その一つの態様において、
車両1に発生している横加速度に関する情報を取得し、
取得した前記横加速度に関する情報に基づいて、第1のヨーレート(横加速度換算ヨーレート)を求め、
センサ部7によって検出された前記車両に発生しているヨーレートに関する物理量である第2のヨーレート(実ヨーレート)を取得し、
前記第1のヨーレートと、前記第2のヨーレートとを比較し、
前記第2のヨーレートが前記第1のヨーレートより大きいとき(第2のヨーレートと第1のヨーレートの偏差の絶対値が所定値より大きいとき)、前記車両1の走行目標に基づいて求められる前記車両1の運動状態を示す目標状態量と、前記車両の実際の運動状態を示す実運動状態量との差に基づくフィードバック操作量を低減する。
なお、上記センサ部は、横加速度センサやヨーレートセンサが別々のセンサでも一体のセンサのどちらでも良い。センサによって検出された横加速度の代わりに、路面ミュー推定値から発生可能な横加速度を求め、横加速度換算ヨーレートとしても良く、横加速度に関する情報の取得方法は限定されない。
また、フィードバック操作量を求めるための「目標状態量と実運動状態量との差」とは、ヨーレート差分の他、横位置や横加速度の差分より求めても良い。
但し、路面ミュー推定値はあくまで推定であるので、実路面ミューより大きければフィートバック操作量を小さくできずスピンを防止できない可能性があり、小さければ走行時に早くフィートバック制御をやめてしまうことになる。よって、路面ミュー推定値が正確であることが前提となる。
車両制御方法は、その一つの態様において、
車両に発生している横加速度に関する情報を取得し、
取得した前記横加速度に関する情報に基づいて、第1のヨーレート(横加速度換算ヨーレート)を求め、
センサ部によって検出された前記車両に発生しているヨーレートに関する物理量である第2のヨーレート(実ヨーレート)を取得し、
前記第1のヨーレートと、前記第2のヨーレートとを比較し、
前記第2のヨーレートが前記第1のヨーレートより大きいとき(第2のヨーレートと第1のヨーレートの偏差の絶対値が所定値より大きいとき)、前記車両の走行目標に基づいて求められる前記車両の運動状態を示す目標状態量と、前記車両の実際の運動状態を示す実運動状態量との差に基づくフィードバック操作量を低減する。
車両の実際の運動状態を検出する車両運動状態検出センサ部と、
前記車両の制御指令を出力するコントロール部と、
前記コントロール部から出力される前記制御指令を取得し、前記車両の制駆動及び操舵を行うアクチュエータ部と、を備え、
前記コントロール部は、
前記車両の走行目標に応じて走行するために必要な前記車両の操作量であるフィードフォワード操作量を求め、
前記車両に発生している横加速度に関する情報を取得し、
取得した前記横加速度に関する情報に基づいて第1のヨーレート(横加速度換算ヨーレート)を求め、
前記車両運動状態検出センサ部によって検出された前記車両に発生しているヨーレートに関する物理量である第2のヨーレート(実ヨーレート)を取得し、
前記第1のヨーレートと、前記第2のヨーレートとを比較し、
前記第2のヨーレートが前記第1のヨーレートより大きいとき(第2のヨーレートと第1のヨーレートの偏差の絶対値が所定値より大きいとき)、前記走行目標に基づいて求められる前記車両の運動状態を示す目標状態量と、前記車両の実際の運動状態を示す実運動状態量との差に基づいて求められるフィードバック操作量を低減し、
低減した前記フィードバック操作量と、前記フィードフォワード操作量とに基づいて求めた制御指令を前記アクチュエータ部に出力する。
Claims (7)
- 車両に発生している横加速度に関する情報を取得し、
取得した前記横加速度に関する情報に基づいて、第1のヨーレートを求め、
センサ部によって検出された前記車両に発生しているヨーレートに関する物理量である第2のヨーレートを取得し、
前記第1のヨーレートと、前記第2のヨーレートとを比較し、
前記第2のヨーレートが前記第1のヨーレートより大きいとき、前記車両の走行目標に基づいて求められる前記車両の運動状態を示す目標状態量と、前記車両の実際の運動状態を示す実運動状態量との差に基づくフィードバック操作量を低減する、
車両制御装置。 - 請求項1に記載の車両制御装置において、
前記横加速度に関する情報は、前記センサ部によって検出された前記車両に発生している横加速度に関する物理量である、
車両制御装置。 - 請求項1に記載の車両制御装置において、
前記横加速度に関する情報は、路面摩擦係数に基づいて求められる横加速度に関する物理量である、
車両制御装置。 - 請求項1に記載の車両制御装置において、
前記目標状態量は目標ヨーレートであり、前記実運動状態量は前記第2のヨーレートである、
車両制御装置。 - 請求項1に記載の車両制御装置において、
前記第2のヨーレートが前記第1のヨーレートより大きいとき、前記車両の走行目標に基づいて求められる前記車両の運動状態を示す目標状態量と、前記車両の実際の運動状態を示す実運動状態量との差に基づくフィードバック操作量をゼロに制限する、
車両制御装置。 - 車両に備えられた車両制御装置が行う車両制御方法であって、
前記車両制御装置が、
前記車両に発生している横加速度に関する情報を取得し、
取得した前記横加速度に関する情報に基づいて、第1のヨーレートを求め、
センサ部によって検出された前記車両に発生しているヨーレートに関する物理量である第2のヨーレートを取得し、
前記第1のヨーレートと、前記第2のヨーレートとを比較し、
前記第2のヨーレートが前記第1のヨーレートより大きいとき、前記車両の走行目標に基づいて求められる前記車両の運動状態を示す目標状態量と、前記車両の実際の運動状態を示す実運動状態量との差に基づくフィードバック操作量を低減する、
車両制御方法。 - 車両の実際の運動状態を検出する車両運動状態検出センサ部と、
前記車両の制御指令を出力するコントロール部と、
前記コントロール部から出力される前記制御指令を取得し、前記車両の制駆動及び操舵を行うアクチュエータ部と、を備え、
前記コントロール部は、
前記車両の走行目標に応じて走行するために必要な前記車両の操作量であるフィードフォワード操作量を求め、
前記車両に発生している横加速度に関する情報を取得し、
取得した前記横加速度に関する情報に基づいて第1のヨーレートを求め、
前記車両運動状態検出センサ部によって検出された前記車両に発生しているヨーレートに関する物理量である第2のヨーレートを取得し、
前記第1のヨーレートと、前記第2のヨーレートとを比較し、
前記第2のヨーレートが前記第1のヨーレートより大きいとき、前記走行目標に基づいて求められる前記車両の運動状態を示す目標状態量と、前記車両の実際の運動状態を示す実運動状態量との差に基づくフィードバック操作量を低減し、
低減した前記フィードバック操作量と、前記フィードフォワード操作量とに基づいて求めた制御指令を前記アクチュエータ部に出力する、
車両制御システム。
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JP2019028598A JP7173893B2 (ja) | 2019-02-20 | 2019-02-20 | 車両制御装置、車両制御方法及び車両制御システム |
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JP2002274410A (ja) | 2001-03-23 | 2002-09-25 | Toyota Motor Corp | 車輌の走行制御装置 |
JP2017108485A (ja) | 2015-12-07 | 2017-06-15 | 株式会社Subaru | 車両の制御装置及び車両の制御方法 |
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