WO2023139686A1 - 車両制御方法及び車両制御装置 - Google Patents

車両制御方法及び車両制御装置 Download PDF

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Inventor
光弘 牧田
敦 高松
Original Assignee
日産自動車株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/02—Control of vehicle driving stability
    • B60W30/045—Improving turning performance

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle control method and a vehicle control device.
  • Patent Document 1 describes a vehicle body attitude control device that sets a target pitch rate according to the magnitude of the roll rate of the vehicle body, and generates a pitch moment by actuators provided on each of the four wheels so that the pitch rate of the vehicle body approaches the target pitch rate.
  • An object of the present invention is to suppress, with a simple structure, changes in the posture of an occupant due to rolling of a vehicle body.
  • a vehicle control method of one aspect of the present invention detects the roll angular velocity of the vehicle body of the vehicle, decelerates the vehicle based on the detected roll angular velocity, while the absolute value of the roll angular acceleration of the vehicle body increases, and/or accelerates the vehicle while the absolute value of the roll angular acceleration decreases.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an example of a vehicle control device according to an embodiment
  • FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram of each direction set for the vehicle
  • (a) is a graph of temporal changes in the lateral acceleration of the lateral transient motion and the positive acceleration added by the acceleration
  • (b) is a graph of the temporal changes of the lateral acceleration of the lateral transient motion and the negative acceleration added by the deceleration
  • (c) is an experimental result showing changes in the roll attitude angle of the occupant in the cases of (a) and (b).
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of lateral inertial acceleration of an occupant caused by roll of the vehicle body;
  • (a) is a graph of changes over time in roll angular acceleration and roll angular jerk (roll angle Jerk), and
  • (b) is a graph of corrected longitudinal acceleration.
  • FIG. 1 is a flowchart of a first example of a vehicle control method according to an embodiment; (a) is a graph of temporal changes in roll angular acceleration and roll angular velocity, and (b) is a graph of corrected longitudinal acceleration. 7 is a flow chart of a second example of the vehicle control method of the embodiment;
  • the term “longitudinal acceleration” as used herein includes not only the rate of increase in vehicle speed in the forward direction of the vehicle, but also the rate of decrease in that speed (that is, deceleration).
  • the sign of acceleration is positive when the vehicle speed increases, and the sign of acceleration is negative when the vehicle speed decreases.
  • “Lateral acceleration” is a concept that includes acceleration that occurs along one direction (one of the left direction and right direction with respect to the forward direction of the vehicle) in the vehicle width direction and acceleration that occurs along the other direction (the other of the left direction and the right direction).
  • the sign of the "lateral acceleration” is defined as positive when going to the left and negative when going to the right with respect to the advancing direction of the vehicle.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an example of a vehicle control device according to an embodiment.
  • the vehicle 1 includes a vehicle control device 10 that controls running of the vehicle 1 .
  • the driving control by the vehicle control device 10 includes autonomous driving control for automatically driving the vehicle 1 without the involvement of the driver based on the driving environment around the vehicle 1, and driving support control for supporting the driving of the vehicle 1 by the driver by controlling at least one of driving, braking and steering of the vehicle 1.
  • Driving support control may be, for example, automatic steering, automatic braking, preceding vehicle follow-up control, constant speed control, lane keeping control, merging support control, and the like.
  • the vehicle control device 10 includes an object sensor 11 , a vehicle sensor 12 , a positioning device 13 , a map database (map DB) 14 , a communication device 15 , a navigation device 16 , an actuator 17 and a controller 18 .
  • the object sensor 11 includes a plurality of different types of object detection sensors that detect objects around the vehicle 1, such as laser radar, millimeter wave radar, camera, and LIDAR (Light Detection and Ranging, Laser Imaging Detection and Ranging) mounted on the vehicle 1.
  • the vehicle sensor 12 is mounted on the vehicle 1 and detects various information (vehicle signals) obtained from the vehicle 1 .
  • the vehicle sensor 12 includes a vehicle speed sensor that detects the vehicle speed of the vehicle 1, a wheel speed sensor that detects the rotational speed of the tires of the vehicle 1, a 3-axis acceleration sensor that detects the acceleration and deceleration of the vehicle 1 in 3-axis directions, a yaw rate sensor that detects the yaw angular velocity (yaw rate) of the vehicle body, and a roll rate sensor that detects the roll angular velocity of the vehicle body.
  • detection also includes estimation. For example, it includes estimating the roll angular velocity of the vehicle body by using a sensor that measures the lateral acceleration of the vehicle instead of the roll rate sensor.
  • the vehicle sensor 12 includes an accelerator sensor that detects the accelerator opening of the vehicle, a brake sensor that detects the amount of brake operation by the driver, a steering angle sensor that detects the turning angle of the steered wheels, and a steering angle sensor that detects the steering angle ⁇ s of the steering wheel.
  • the positioning device 13 has a global positioning system (GNSS) receiver, receives radio waves from a plurality of navigation satellites, and measures the current position of the vehicle 1 .
  • a GNSS receiver may be, for example, a global positioning system (GPS) receiver or the like.
  • the positioning device 13 may be, for example, an inertial navigation device.
  • the map database 14 stores road map data.
  • the map database 14 may store high-precision map data suitable as map information for automatic driving.
  • the map database 14 may store map data for navigation.
  • the communication device 15 performs wireless communication with a communication device outside the vehicle 1 .
  • the communication method of the communication device 15 may be, for example, wireless communication using a public mobile phone network, vehicle-to-vehicle communication, road-to-vehicle communication, or satellite communication.
  • the navigation device 16 recognizes the current position of the vehicle using the positioning device 13 and acquires map information for the current position from the map database 14 .
  • the navigation device 16 sets the travel route to the destination input by the occupant, and provides route guidance to the occupant according to the travel route.
  • the navigation device 16 also outputs information on the set travel route to the controller 18 .
  • the controller 18 automatically drives the vehicle 1 so as to travel along the travel route set by the navigation device 16 .
  • the actuator 17 is a device that operates according to a control signal from the controller 18 so that the vehicle 1 is in a desired state of motion.
  • Actuator 17 mainly includes a drive system actuator that adjusts acceleration in the longitudinal direction of vehicle 1 and a steering system actuator that adjusts turning motion of vehicle 1 .
  • the drive system actuator includes a throttle valve that adjusts the amount of air supplied to the engine (throttle opening), and friction brakes that adjust the braking force applied to the wheels of the vehicle 1.
  • the drive system actuator may include a power adjustment device (inverter, converter, etc.) that adjusts the power supplied to the motor.
  • the deceleration function of the drive system actuator may be realized by regenerative operation (regenerative braking) instead of or in addition to the friction braking.
  • the steering system actuator may include an assist motor that controls steering torque in an electric power steering system, or a steering motor that controls steering torque in a steer-by-wire system.
  • the controller 18 is an electronic control unit (ECU) that controls travel of the vehicle 1 .
  • the controller 18 includes a processor 18a and peripheral components such as a storage device 18b.
  • the processor 18a may be, for example, a CPU or MPU.
  • the storage device 18b may include a semiconductor storage device, a magnetic storage device, an optical storage device, or the like.
  • the storage device 18b may include memories such as registers, cache memory, and ROM and RAM used as main storage devices.
  • the functions of the controller 18 described below are implemented by, for example, the processor 18a executing a computer program stored in the storage device 18b.
  • the controller 18 may be formed of dedicated hardware for executing each information processing described below.
  • controller 18 may comprise functional logic circuitry implemented in a general purpose semiconductor integrated circuit.
  • the controller 18 may have a PLD such as an FPGA.
  • Reference sign O indicates an occupant riding in the vehicle 1
  • reference sign S indicates a vehicle seat on which the occupant O sits.
  • the occupant O may be a driver or a fellow passenger.
  • the vehicle seat S includes at least a seat back Sb and a seat cushion Sc.
  • the “vertical direction”, the “front-rear direction” and the “lateral direction” are expressed as the ⁇ -axis direction, the ⁇ -axis direction and the ⁇ -axis direction, respectively.
  • the angle with the torso of the occupant O as the axis and the positive direction from the ⁇ -axis to the ⁇ -axis on the ⁇ - ⁇ plane is expressed as "roll attitude angle ⁇ "
  • the angle with the trunk of the occupant O as the positive direction from the ⁇ -axis to the ⁇ -axis on the ⁇ - ⁇ plane is expressed as "pitch attitude angle ⁇ ".
  • the vehicle control device 10 sets the basic longitudinal acceleration Ab to be generated in the vehicle 1 according to the amount of operation of the accelerator pedal by the driver or the required driving force set by autonomous driving control or driving support control.
  • the basic longitudinal acceleration Ab corresponds to a target value of acceleration (a target value corresponding to the required driving force) for realizing the intended translational motion of the vehicle 1 according to the driving scene.
  • the vehicle control device 10 corrects the basic front-rear direction acceleration Ab and applies an acceleration that decelerates or accelerates the vehicle 1, thereby changing the pressing load of the occupant O against the seat back Sb of the vehicle seat S. As a result, the body sway of the occupant O due to the rolling of the vehicle body is reduced to improve the comfort of the occupant while riding.
  • car sickness is caused by a mismatch between the motion sensed by the occupant's body and head and the occupant's visual perception of motion (motion conflict theory).
  • motion conflict theory the motion conflict theory
  • FIGS. 3(a) to 3(c) show simulation results of the maximum amplitude of the roll attitude angle ⁇ of the occupant O when longitudinal acceleration is applied to the vehicle performing lateral transient motion.
  • FIGS. 3(a) to 3(c) show simulation results of the maximum amplitude of the roll attitude angle ⁇ of the occupant O when longitudinal acceleration is applied to the vehicle performing lateral transient motion.
  • a sinusoidal lateral acceleration with an amplitude of 1.5 [m/s 2 ] is generated due to a transient motion such as a lane change, ⁇ 0.25 [m/s 2 ], which is the boundary between whether or not the occupant O can recognize the acceleration (hereinafter sometimes referred to as “threshold acceleration”), is added in the longitudinal direction.
  • threshold acceleration the lower limit of acceleration that a human being can perceive in the longitudinal direction of the body in a laboratory-level static environment (hereinafter referred to as "standard sensory threshold”) is about 0.05 to about 0.1 [m/s 2 ].
  • the threshold acceleration at which the occupant O can recognize is approximately 0.2 to approximately 0.3 [m/s 2 ] (approximately 0.02 to 0.03 G). Even if the longitudinal acceleration of this magnitude is added, it is difficult for the passenger O to perceive it as acceleration or deceleration.
  • 4(a) to 4(c) show simulation results of the maximum amplitude of the roll posture angle ⁇ of the occupant O when the roll direction posture change stiffness of the occupant O is increased or decreased by the front-rear threshold acceleration ( ⁇ 0.025 G) when the vehicle 1 performs a predetermined lateral transient motion (lane change) using an inverted pendulum type occupant model.
  • the vehicle 1 moves to the adjacent lane (regulating the amount of lateral movement) and returns to straight running, and the driving intention is set so that the vehicle speed is the same at the initial speed and at the end, and the optimization calculation is performed, and the optimum solution is calculated with and without adding the threshold acceleration.
  • Vehicle motion due to disturbances mainly includes road surface disturbances and aerodynamic disturbances due to crosswinds, etc. These disturbances cause the vehicle body to move without the driver's operation. Although the magnitude of this movement is small, it continues to move during travel and may impair the comfort of the occupant. Movements of the vehicle body due to such disturbances occur in the vertical direction, the longitudinal direction, and the lateral direction, and these are applied to the occupant as inertia acceleration.
  • rolling which is the lateral motion of the vehicle body, includes a component due to planar motion of the vehicle and a component caused by roll-direction motion of the vehicle body.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of the occupant's lateral inertial acceleration caused by the roll of the vehicle body.
  • the lateral inertia acceleration applied to the occupant is generated as the sum of the lateral inertia acceleration due to the plane motion of the vehicle and the lateral inertia acceleration due to the roll (-a Roll ).
  • the lateral inertia acceleration due to the roll (-a Roll ) is caused by the roll rotation of the vehicle body around the virtual rotation center Pc called the roll center of the vehicle body in the case of the minute motion of the lateral vibration level caused by the disturbance.
  • the product of the height h from the roll center Pc to the seated point Ps of the occupant O and the roll angular acceleration of the vehicle body is the lateral acceleration (-a Roll ) due to the vehicle body roll motion applied to the seated point Ps. Therefore, if the change in the body posture of the occupant O caused by the lateral acceleration due to the rolling motion of the vehicle body can be controlled using the longitudinal acceleration, it will be possible to reduce the discomfort caused by the lateral shaking that occurs constantly during driving.
  • FIG. 6(a) is a graph of changes over time in the roll angular acceleration and roll angular jerk of roll motion due to rolling of the vehicle body
  • FIG. 6(b) is a graph of longitudinal acceleration (hereinafter referred to as "corrected longitudinal acceleration Ac") applied to suppress changes in the occupant's body posture.
  • the roll motion due to the rolling motion of the vehicle body includes a first phase I-1 in which the signs of roll angular acceleration and roll angular jerk (first derivative of roll angular acceleration) are both positive, a second phase I-2 in which the roll angular acceleration is positive and the roll angular jerk is negative, a third phase II-1 in which both the roll angular acceleration and the roll angular jerk are negative, and a fourth phase II-2 in which the roll angular acceleration is negative and the roll angular jerk is positive.
  • the absolute value of the roll angular acceleration of the vehicle body increases in the first phase I-1 and the third phase II-1, and decreases in the second phase I-2 and the fourth phase II-2.
  • these physical quantities may be directly detected by the sensor, or the roll angular acceleration and roll angular jerk may be detected based on the detected value or estimated value of the roll rate sensor of the vehicle sensor 12.
  • the roll angular acceleration may be calculated by differentiating the detected value or estimated value of the roll rate sensor of the vehicle sensor 12
  • the roll angular jerk may be calculated by differentiating the roll angular acceleration.
  • the controller 18 may set the corrected longitudinal acceleration Ac based on the following equation (1).
  • Ac ⁇ Sgn [roll angular acceleration ⁇ roll angular jerk] ⁇
  • is a predetermined set acceleration amount.
  • is preferably set at a threshold acceleration of about 0.02 to about 0.03G. Since the length of time during which the negative corrected longitudinal acceleration Ac is applied and the length of time during which the positive corrected longitudinal acceleration Ac is applied are substantially the same, the average speed change is approximately 0, and the intention of vehicle motion is not hindered.
  • the controller 18 calculates the target longitudinal acceleration At by adding the corrected longitudinal acceleration Ac to the basic longitudinal acceleration Ab.
  • the controller 18 calculates the operation amount of the actuator 17 so that the actual longitudinal acceleration of the vehicle 1 approaches the target longitudinal acceleration At, and controls the actuator 17 based on the operation amount. More specifically, the controller 18 controls the throttle opening, motor output, or friction brake so as to satisfy the target longitudinal acceleration At.
  • the controller 18 operates the power regulator to provide positive torque to the motor when increasing the magnitude of the target longitudinal acceleration At (accelerating the vehicle 1).
  • the controller 18 when decreasing the magnitude of the target longitudinal acceleration At (decelerating the vehicle 1), the controller 18 either operates the power control device to apply negative torque to the motor, increases the braking force of the friction brake, or performs both operations.
  • the vehicle 1 is decelerated while the absolute value of the roll angular acceleration increases, and then accelerated while the absolute value of the roll angular acceleration decreases.
  • both deceleration and acceleration are not necessarily performed. That is, if the vehicle 1 is decelerated while the absolute value of the roll angular acceleration increases, or is accelerated while the absolute value of the roll angular acceleration decreases, the effect of reducing the change in the roll attitude angle ⁇ of the occupant O can be expected.
  • FIG. 7 is a flowchart of a first example of the vehicle control method of the embodiment.
  • the controller 18 detects the roll angular acceleration of the vehicle body of the vehicle 1 based on the output signal of the vehicle sensor 12 .
  • the controller 18 may calculate the roll angular acceleration of the vehicle body by differentiating the detection value of the roll rate sensor of the vehicle sensor 12 .
  • the controller 18 calculates the roll angular jerk by differentiating the roll angular acceleration.
  • the controller 18 calculates the sign of the product obtained by multiplying the roll angular acceleration and the roll angular jerk, inverts the calculated sign, and multiplies it by the set acceleration amount
  • step S4 the controller 18 performs high-pass filter processing on the corrected longitudinal acceleration Ac. Steady-state motion of the vehicle 1 is excluded by high-pass filtering, and the corrected longitudinal acceleration Ac is generated only in transient motion states.
  • step S5 the controller 18 applies low-pass filtering to the signal after high-pass filtering. This low-pass filter processing reduces the change in deceleration or acceleration in the longitudinal direction (that is, jerk) to a set value or less, thereby suppressing the influence of the occurrence of jerk on the occupant's kinesthetic perception.
  • step S6 the controller 18 calculates the target longitudinal acceleration At by adding the corrected longitudinal acceleration Ac to the basic longitudinal acceleration Ab. The controller 18 outputs a control signal to the actuator 17 so that the actual longitudinal acceleration of the vehicle 1 approaches the target longitudinal acceleration At. Processing then ends.
  • the roll motion of the vehicle body due to disturbance can be basically considered as free vibration with the roll center Pc as the center of rotation.
  • the main vibration component has a motion close to its natural period (resonance period). Therefore, the controller 18 calculates the natural period of the roll angle of the vehicle body (hereinafter referred to as "body roll angle natural period T") and the phase of the roll angular acceleration based on the signal waveform of the roll angular velocity signal output by the roll rate sensor.
  • the controller 18 may generate an acceleration pattern of the corrected longitudinal acceleration Ac that decelerates in the first and third quadrants (i.e., the first phase I-1 and the third phase II-1) of the roll angular acceleration and accelerates in the second and fourth quadrants (i.e., the second phase I-2 and the fourth phase II-2).
  • FIG. 8(a) is a graph of changes over time in the roll angular acceleration and roll angular velocity of roll motion due to rolling of the vehicle body
  • FIG. 8(b) is a graph of changes over time in the acceleration pattern of the corrected longitudinal acceleration Ac.
  • the controller 18 detects the arrival of the peak point pv of the roll angular velocity signal output from the roll rate sensor, and synchronizes the control timing by the acceleration pattern shown in FIG. 8B with the phase of the vehicle body roll angular velocity shown in FIG.
  • the controller 18 calculates the target longitudinal acceleration At by adding the corrected longitudinal acceleration Ac according to the acceleration pattern to the basic longitudinal acceleration Ab, and controls the actuator 17 so that the actual longitudinal acceleration of the vehicle 1 approaches the target longitudinal acceleration At. According to such control, it is possible to set the corrected longitudinal acceleration Ac similar to the corrected longitudinal acceleration Ac described with reference to FIGS. 6(a) and 6(b).
  • FIG. 9 is a flow chart of a second example of the vehicle control method of the embodiment.
  • the controller 18 acquires a roll angular velocity signal of the vehicle body of the vehicle 1 from the roll rate sensor of the vehicle sensor 12 .
  • the detected signal is stored in the storage device 18b as a signal data string. For example, by updating (overwriting) an old signal detected a predetermined period ago with a newly acquired signal, a signal data string for a predetermined period may always be held.
  • the data string can be used even immediately after the power is turned on again and the vehicle starts running.
  • step S11 the controller 18 calculates the vehicle body roll angle natural period T from the data string of the roll angular velocity signal held in the storage device 18b. For example, the controller 18 may determine the vehicle body roll angle natural period T from the peak by frequency-analyzing the signal data string. The controller 18 generates an acceleration pattern of the corrected longitudinal acceleration Ac shown in FIG. 8B based on the vehicle body roll angle natural period T.
  • step S12 the controller 18 determines whether or not the peak point pv of the roll angular velocity signal has arrived based on the currently acquired roll angular velocity signal. If the peak point pv has arrived (step S12: Y), the process proceeds to step S13. If the peak point pv has not arrived (step S12: N), the process returns to step S10.
  • step S13 the controller 18 determines the time to start reproducing the acceleration pattern generated in step S11 based on the time when the peak point pv arrives, and reproduces the acceleration pattern from the determined time.
  • the controller 18 calculates the target longitudinal acceleration At by adding the corrected longitudinal acceleration Ac according to the acceleration pattern to the basic longitudinal acceleration Ab, and outputs a control signal to the actuator 17 so that the actual longitudinal acceleration of the vehicle 1 approaches the target longitudinal acceleration At.
  • step S15 the controller 18 determines whether or not the control period has ended. If the control period has ended (step S15: Y), the process proceeds to step S16. If the control period has not ended (step S15: N), the process returns to step S13. In step S16, the controller 18 determines whether the vehicle 1 has stopped. If the vehicle 1 has not stopped (step S16: N), the process returns to step S10.
  • the controller 18 re-determines the vehicle body roll angle natural period T and regenerates a new acceleration pattern from the latest natural period information.
  • the natural period T of the vehicle body roll angle such as changes in loading conditions of the occupant O, control of suspensions such as dampers, etc., it is possible to cope with them.
  • the vehicle 1 stops step S16: Y
  • the process ends.
  • the vehicle sensor 12 detects the roll angular velocity of the vehicle body of the vehicle 1 . Based on the detected roll angular velocity, the controller 18 decelerates the vehicle 1 while the absolute value of the roll angular acceleration of the vehicle body increases and/or accelerates the vehicle 1 while the absolute value of the roll angular acceleration decreases. As a result, it is possible to suppress the change in posture of the occupant O caused by the generation of inertia acceleration due to the rolling of the vehicle body due to disturbances such as unevenness of the road surface and crosswinds.
  • the body surface pressure of the occupant O on the seat back Sb can be reduced, so that the movement of the body from the seat back Sb is less restricted. Therefore, it is possible to reduce the compulsory movement of the occupant O to follow the roll motion of the vehicle body, and as a result, the change in the posture of the occupant O can be suppressed.
  • the acceleration of the vehicle is added so as to accelerate the torso of the occupant O's body in the longitudinal direction, thereby increasing the body surface pressure of the occupant O on the seat back Sb, thereby increasing the restraint on the movement of the body from the seat back Sb. Therefore, by facilitating the motion of the body of the occupant O, which is moving behind the roll motion of the vehicle body, to follow the seat, it is possible to suppress the change in the occupant's posture.
  • the controller 18 may accelerate the vehicle 1 during the period in which the absolute value of the roll angular acceleration decreases after decelerating the vehicle 1 in the period in which the absolute value of the roll angular acceleration increases.
  • the controller 18 may determine that the absolute value of the roll angular acceleration increases when the sign of the product obtained by multiplying the roll angular jerk and the roll angular acceleration of the vehicle body is positive, and determines that the absolute value of the roll angular acceleration decreases when the sign of the product is negative. Thereby, the deceleration period and the acceleration period for suppressing the posture change of the occupant O can be determined.
  • a period during which the absolute value of the roll angular acceleration increases may be determined based on the time when the detected roll angular velocity peaks and the roll resonance period of the vehicle body.
  • the period during which the absolute value of the roll angular acceleration decreases may be determined based on the time when the detected roll angular velocity peaks and the roll resonance period of the vehicle body.
  • the deceleration period and the acceleration period for suppressing the change in the posture of the occupant O can be determined even if a sensor that directly detects roll angular acceleration and roll angular jerk cannot be used.
  • the deceleration period and the acceleration period can be determined without differentiating the roll angular velocity, it is possible to avoid an increase in noise and a decrease in calculation accuracy due to differential calculation.

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Abstract

車両制御装置（１０）は、車両（１）の車体のロール角速度を検出するセンサ（１２）と、センサ（１２）が検出したロール角速度に基づいて車体のロール角加速度の絶対値が増加する期間に、車両を駆動する駆動力源又は車両を制動する制動装置の少なくとも一方を制御することにより車両を減速させ、及び／又はロール角加速度の絶対値が減少する期間に駆動力源を制御することにより前記車両を加速させるコントローラ（１８）と、を備える。

Description

車両制御方法及び車両制御装置
　本発明は、車両制御方法及び車両制御装置に関する。
　下記特許文献１には、車体のロールレイトの大きさに応じた目標ピッチレイトを設定し、車体のピッチレイトが目標ピッチレイトに近づくように、４つの車輪に各々設けたアクチュエータによってピッチモーメントを発生させる車体姿勢制御装置が記載されている。
特開２０１２－４６１７２号公報
　従来、車体の横揺れの制御では、車両のばね下構造から車体への支持を制御入力とするハードウエアを用いて車体のロール姿勢変化や上下変動を抑制することが一般的であった。このため、車体の横揺れが発生したときに乗員の姿勢変化を抑制するには、車体姿勢制御のための専用のハードウエアを要する。
　本発明は、車体の横揺れに伴う乗員の姿勢変化を簡素な構造で抑制することを目的とする。
　本発明の一態様の車両制御方法は、車両の車体のロール角速度を検出し、検出したロール角速度に基づいて車体のロール角加速度の絶対値が増加する期間に車両を減速させ、及び／又は前記ロール角加速度の絶対値が減少する期間に車両を加速させる。
　本発明によれば、車体の横揺れに伴う乗員の姿勢変化を簡素な構造で抑制できる。
　本発明の目的及び利点は、特許請求の範囲に示した要素及びその組合せを用いて具現化され達成される。前述の一般的な記述及び以下の詳細な記述の両方は、単なる例示及び説明であり、特許請求の範囲のように本発明を限定するものでないと解するべきである。
実施形態の車両制御装置の例の概略構成図である。 車両に設定される各方向の説明図である。 （ａ）は横過渡運動の横方向加速度と加速により付加した正の加速度の時間変化のグラフであり、（ｂ）は横過渡運動の横方向加速度と減速により付加した負の加速度の時間変化のグラフであり、（ｃ）は（ａ）及び（ｂ）の場合の乗員のロール姿勢角の変化を示す実験結果である。 （ａ）は横過渡運動の横方向加速度の時間変化のグラフであり、（ｂ）は車両の制動及び駆動によって付加した減速度と加速度の時間変化のグラフであり、（ｃ）は乗員のロール姿勢角の時間変化のグラフである。 車体のロールにより発生する乗員の横慣性加速度の説明図である。 （ａ）はロール角加速度とロール角躍度（ロール角Ｊｅｒｋ）の時間変化のグラフであり、（ｂ）は補正前後方向加速度のグラフである。 実施形態の車両制御方法の第１例のフローチャートである。 （ａ）はロール角加速度及びロール角速度の時間変化のグラフであり、（ｂ）は補正前後方向加速度のグラフである。 実施形態の車両制御方法の第２例のフローチャートである。
　（構成）
　以下、添付図面を参照して実施形態を説明する。なお、本明細書における「前後方向加速度」とは、車両の前進方向における車速の増加率に加え、当該速度の減少率（すなわち、減速度）を含む。特に、車速が増加する場合の加速度の符号を正とし、車速が減少する場合の加速度の符号を負とする。また「横方向加速度」とは、車幅方向における一方向（車両の前進方向に対して左方向及び右方向のうち一方）に沿って生じる加速と、他方向（左方向及び右方向のうち他方）に沿って生じる加速とを含む概念である。説明の便宜上、「横方向加速度」の符号を、車両の前進方向に対して左に向かう場合を正、及び右に向かう場合を負と定義する。
　図１は、実施形態の車両制御装置の例の概略構成図である。車両１は、車両１の走行を制御する車両制御装置１０を備える。車両制御装置１０による走行制御は、車両１の周辺の走行環境に基づいて、運転者が関与せずに車両１を自動で運転する自律運転制御や、車両１の駆動、制動及び操舵の少なくとも１つを制御することにより運転者による車両１の運転を支援する運転支援制御を含む。運転支援制御は、例えば自動操舵、自動ブレーキ、先行車追従制御、定速走行制御、車線維持制御、合流支援制御などであってよい。
　車両制御装置１０は、物体センサ１１と、車両センサ１２と、測位装置１３と、地図データベース（地図ＤＢ）１４と、通信装置１５と、ナビゲーション装置１６と、アクチュエータ１７と、コントローラ１８を備える。
　物体センサ１１は、車両１に搭載されたレーザレーダやミリ波レーダ、カメラ、LIDAR（Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging）など、車両１の周辺の物体を検出する複数の異なる種類の物体検出センサを備える。
　車両センサ１２は、車両１に搭載され、車両１から得られる様々な情報（車両信号）を検出する。例えば車両センサ１２には、車両１の車速を検出する車速センサ、車両１のタイヤの回転速度を検出する車輪速センサ、車両１の３軸方向の加速度及び減速度を検出する３軸加速度センサ、車体のヨー角速度（ヨーレイト）を検出するヨーレイトセンサ、車体のロール角速度を検出するロールレイトセンサが含まれる。なお、検出には推定することも含む。例えば、ロールレイトセンサに替えて、車両の横加速度を計測するセンサを用いることで、車体のロール角速度を推定することを含む。具体的には、横加速度とロール角速度の比例関係に着目することで推定できる。
　また例えば車両センサ１２には、車両のアクセル開度を検出するアクセルセンサと、運転者によるブレーキ操作量を検出するブレーキセンサ操向輪の転舵角を検出する転舵角センサ、ステアリングホイールの操舵角θｓを検出する操舵角センサが含まれており、ステアリングホイールの操舵角速度ωｓの情報も車両センサ１２から取得可能である。
　測位装置１３は、全地球型測位システム（ＧＮＳＳ）受信機を備え、複数の航法衛星から電波を受信して車両１の現在位置を測定する。ＧＮＳＳ受信機は、例えば地球測位システム（ＧＰＳ）受信機等であってよい。測位装置１３は、例えば慣性航法装置であってもよい。
　地図データベース１４は、道路地図データを記憶している。例えば地図データベース１４は、自動運転用の地図情報として好適な高精度地図データを記憶してよい。地図データベース１４は、ナビゲーション用の地図データを記憶してもよい。
　通信装置１５は、車両１の外部の通信装置との間で無線通信を行う。通信装置１５による通信方式は、例えば公衆携帯電話網による無線通信や、車車間通信、路車間通信、又は衛星通信であってよい。
　ナビゲーション装置１６は、測位装置１３により車両の現在位置を認識し、その現在位置における地図情報を地図データベース１４から取得する。ナビゲーション装置１６は、乗員が入力した目的地までの走行経路を設定し、この走行経路に従って乗員に経路案内を行う。また、ナビゲーション装置１６は、設定した走行経路の情報をコントローラ１８へ出力する。自律運転制御の際に、コントローラ１８はナビゲーション装置１６が設定した走行経路に沿って走行するように車両１を自動で運転する。
　アクチュエータ１７は、コントローラ１８からの制御信号に応じて、車両１が所望の運動状態となるように操作を行う装置である。アクチュエータ１７は、主として、車両１の前後方向における加速度を調節する駆動系アクチュエータと、車両１の旋回運動を調節する操舵系アクチュエータを含む。
　車両１が走行駆動源としてエンジンを搭載している場合、駆動系アクチュエータは、エンジンに対する空気の供給量（スロットル開度）を調節するスロットルバルブ、及び車両１の車輪へ付与する制動力を調節する摩擦ブレーキ等を含んでよい。
　車両１が走行駆動源としてモータを搭載している場合（ハイブリッド車両又は電気自動車である場合）、駆動系アクチュエータは、モータに供給する電力を調節する電力調節装置（インバータ及びコンバータなど）を含んでよい。この場合、駆動系アクチュエータにおける減速機能は、摩擦ブレーキに代えて又は加えて、回生運転（回生ブレーキ）により実現してもよい。
　一方で、操舵系アクチュエータは、電動パワーステアリングシステムのうちステアリングトルクを制御するアシストモータや、ステアバイワイヤシステムにおいて転舵トルクを制御する転舵モータを含んでよい。
　コントローラ１８は、車両１の走行制御を行う電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）である。コントローラ１８は、プロセッサ１８ａと、記憶装置１８ｂ等の周辺部品とを含む。プロセッサ１８ａは、例えばＣＰＵやＭＰＵであってよい。
　記憶装置１８ｂは、半導体記憶装置や、磁気記憶装置、光学記憶装置等を備えてよい。記憶装置１８ｂは、レジスタ、キャッシュメモリ、主記憶装置として使用されるＲＯＭ及びＲＡＭ等のメモリを含んでよい。
　以下に説明するコントローラ１８の機能は、例えばプロセッサ１８ａが、記憶装置１８ｂに格納されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。
　なお、コントローラ１８を、以下に説明する各情報処理を実行するための専用のハードウエアにより形成してもよい。例えば、コントローラ１８は、汎用の半導体集積回路中に設定される機能的な論理回路を備えてもよい。例えばコントローラ１８はＦＰＧＡ等のＰＬＤ等を有していてもよい。
　次に、実施形態の車両制御装置１０による車両１の制御方法について説明する。説明の便宜のため、本明細書において用いられる車両１において各方向及び角度を図２のように定める。参照符号Ｏは、車両１に乗車する乗員を示し、参照符号Ｓは乗員Ｏが着座する車両用座席を示す。乗員Ｏは運転者でもよく同乗者でもよい。車両用座席Ｓは、シートバックＳｂとシートクッションＳｃを少なくとも含む。
　「鉛直方向」、「前後方向」及び「横方向」をそれぞれζ軸方向、ξ軸方向及びη軸方向と表記する。さら乗員Ｏの体幹を軸としてζ－η平面においてζ軸からη軸に向かう方向を正とした角度を「ロール姿勢角Φ」と表記し、また、乗員Ｏの体幹を軸としてζ－ξ平面においてζ軸からξ軸に向かう方向を正とした角度を「ピッチ姿勢角Ψ」と表記する。
　車両制御装置１０は、運転者によるアクセルペダルの操作量又は自律運転制御や運転支援制御により設定される要求駆動力に応じて、車両１に発生させる基本前後方向加速度Ａｂを設定する。基本前後方向加速度Ａｂは、走行シーンに応じて車両１に対して意図された並進運動を実現するための加速度の目標値（要求駆動力に応じた目標値）に相当する。
　車両制御装置１０は、基本前後方向加速度Ａｂを補正して車両１を減速又は加速させる加速度を加えることによって、車両用座席ＳのシートバックＳｂに対する乗員Ｏの押圧荷重を変化させる。これにより、車体の横揺れに対する乗員Ｏの身体動揺を低減させて乗車中の乗員の快適性を向上する。
　一般に、乗車中の乗員Ｏの快適性を向上させるには、車両１の動きに対する乗員Ｏの身体動揺を低減させればよい。例えば車酔いは、乗員の身体と頭部の運動により、運動感覚器が知覚する運動と、乗員の視覚などによる運動認識との間にミスマッチが生ずることが原因とされている（感覚混乱説：Motion Conflict Theory）。
　身体動揺を抑えるには、乗員Ｏの身体とシートバックＳｂの相対的な動きを調整できれば効率的である。例えば、シートバックＳｂに対する乗員Ｏの押圧荷重を増加させれば、車両１の横揺れに対する乗員Ｏの姿勢変化を抑えることができるので車酔い低減の効果が期待できる。
　シートバックＳｂに対する乗員Ｏの押圧荷重を増加させて乗員Ｏの姿勢変化を抑える手段としては、正の前後方向加速度を車両１に加えることが考えられる。
　図３（ａ）～図３（ｃ）は、横方向の過渡運動を行う車両に前後方向加速度を加えた場合の乗員Ｏのロール姿勢角Φの最大振幅のシミュレーション結果を示す。ここでは、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように車線変更のような過渡運動により振幅１．５［ｍ／ｓ２］の正弦波状の横方向加速度を発生させながら、前後方向にも、乗員Ｏが認識できるか否かの境界の大きさの加速度（以下「閾値加速度」と表記することがある）である±０．２５［ｍ／ｓ２］を付加している。
　一般的に、実験室レベルの静的環境下において人間が身体前後方向において認識し得る加速度の下限値（以下「標準感覚閾値」と表記する）は、約０．０５～約０．１［ｍ／ｓ２］といわれている。しかし、車両走行環境下において振動などの外的要因に晒される場合には、乗員Ｏが認識できるか否かの閾値加速度は、約０．２～約０．３［ｍ／ｓ２］（約０．０２～０．０３Ｇ）となる。この程度の大きさの前後方向加速度を付加しても乗員Ｏには加速度や減速度として認識することは難しい。
　これに対して、乗員Ｏの身体の動きには図３（ｃ）に示すように明確な違いが発生し、負の前後方向加速度（－０．２５［ｍ／ｓ２］）を付加した場合と比べて、正の前後方向加速度（０．２５［ｍ／ｓ２］）を付加した場合には、乗員Ｏのロール姿勢角Φが有意に小さくなっている。この効果は、シートバックＳｂに対する乗員Ｏの押圧荷重の変化による摩擦の増減によるものと考えられる。この結果から、前後方向の加速又は減速により、不快感や車酔い誘発をさせずに乗員Ｏの姿勢変化を低減できる加速度領域が存在することが分かる。
　そこで、横方向の過渡運動中に車両が加速し続けることで、常に乗員身体をシートバックＳｂに押し付けるようにして乗員Ｏの姿勢変化を低減することも考えられるが、このように加速度を付加すると、運転者が意図している車両運動や自律運転制御や運転支援制御が意図している車両運動から逸脱した速度変化を起こしてしまうことになる。したがって、乗員の姿勢変化を抑え且つ車両運動の意図に影響を与えないように、閾値加速度程度の大きさの減速と加速とを組み合わせて付加することが好ましい。
　図４（ａ）～図４（ｃ）は、倒立振り子型の乗員モデルを用い、車両１が所定の横方向過渡運動（車線変更）をしたときに、前後方向の閾値加速度（±０．０２５Ｇ）によって乗員Ｏのロール方向姿勢変化剛性を増減した場合の乗員Ｏのロール姿勢角Φの最大振幅のシミュレーション結果を示す。
　この車線変更では一定時間後（この場合は４秒後）に車両１が隣接車線に移動（横移動量を規定）して直進走行に戻させ、初期速度と終端とで車速が同一となるように運転意図を設定したうえで最適化計算を行い、閾値加速度を付加した場合と付加しない場合とでそれぞれ最適解を計算した。
　車線変更の場合、車体前後方向を隣接車線へ向ける段階（以下「移動フェーズＩ」と表記する）と、車体前後方向を戻す段階（以下「復帰フェーズII」と表記する）の各々において横方向加速度の方向が反転する２回の過渡運動が発生する。それぞれの過渡運動に対して、加速度の絶対値が増加する区間では車両１を減速させ、加速度の絶対値が減少する区間では車両１を加速させると、乗員Ｏの身体のロール姿勢角Φの変化が最も小さくなることが分かった。このシミュレーション結果では、車両１に前後方向加速度を加えない場合と比べて１７％ほど乗員Ｏのロール姿勢角Φの変化を低減できた。
　本発明では、このような前後方向加速度の付加による乗員Ｏのロール姿勢角Φの変化の抑制効果を用いて、外乱による車両運動に伴う乗員Ｏのロール姿勢角Φの変化を抑制する。
　外乱による車両運動は、主に路面外乱と横風等による空力外乱があり、これらの外乱により運転者が操作を行わなくても車体は運動する。この運動の大きさは小さいが、走行中に継続的に動くので乗員の快適性を損なうことが考えられる。
　このような外乱による車体の動きは、上下方向、前後方向、横方向に発生し、これらは乗員に慣性加速度として付加される。この中で、横方向の車体の動きである横揺れには、車両の平面運動による成分と、車体のロール方向運動によって発生する成分とが含まれる。
　図５は、車体のロールにより発生する乗員の横慣性加速度の説明図である。乗員に加わる横慣性加速度は、車両平面運動により横慣性加速度にロールによる横慣性加速度（－ａＲｏｌｌ）を加えた和として発生するが、このうちロールによる横慣性加速度（－ａＲｏｌｌ）は、外乱による横揺れレベルの微小運動の場合は、車体のロールセンタと呼ばれる仮想の回転中心Ｐｃ回りに車体がロールの回転をすることにより生じる。このため、ロールセンタＰｃから乗員Ｏの着座点Ｐｓまでの高さｈと車体のロール角加速度（車体のロール角ΦＶの２階微分）をかけた量が、着座点Ｐｓに加わる車体ロール運動による横方向加速度（－ａＲｏｌｌ）となる。
　そこで、車体のロール運動による横加速度で起こる乗員Ｏの身体姿勢変化を、前後方向加速度を利用して制御できれば、走行中に常時発生する横揺れによる不快感の低減につなげることができる。
　図６（ａ）及び図６（ｂ）を参照して前後方向加速度の設定例を説明する。図６（ａ）は、車体の横揺れによるロール運動のロール角加速度及びロール角躍度の時間変化のグラフであり、（ｂ）は乗員Ｏの乗員身体姿勢変化を抑制するために付加する前後方向加速度（以下「補正前後方向加速度Ａｃ」と表記する）のグラフである。
　車体の横揺れによるロール運動には、ロール角加速度及びロール角躍度（ロール角加速度の１階微分）の符号がともに正となる第１フェーズＩ－１と、ロール角加速度の符号が正となりロール角躍度の符号が負となる第２フェーズＩ－２と、ロール角加速度及びロール角躍度の符号がともに負となる第３フェーズII－１と、ロール角加速度の符号が負となりロール角躍度の符号が正となる第４フェーズII－２が存在する。車体のロール角加速度の絶対値は、第１フェーズＩ－１と第３フェーズII－１で増加し、第２フェーズＩ－２と第４フェーズII－２で減少する。
　このため、車体のロール角加速度と、その変化量であるロール角躍度を乗算し、ロール角加速度とロール角躍度の積の符号を算出することで、車体のロール角加速度の絶対値が増加しているか（すなわち負の前後方向加速度を付与するか）、ロール角加速度の絶対値が減少しているか（すなわち正の前後方向加速度を付与するか）を決定できる。
　なお、ロール角加速度及びロール角躍度を直接検出可能なセンサを利用可能な場合は、これらの物理量をセンサで直接検出してもよく、車両センサ１２のロールレイトセンサの検出値又は推定値に基づいてロール角加速度及びロール角躍度を検出してもよい。例えば車両センサ１２のロールレイトセンサの検出値又は推定値を微分することによりロール角加速度を演算してもよく、ロール角加速度を微分することによりロール角躍度を演算してよい。
　例えばコントローラ１８は、次式（１）に基づいて補正前後方向加速度Ａｃを設定してよい。
　Ａｃ＝－Ｓｇｎ［ロール角加速度×ロール角躍度］×｜ａ｜…（１）
　但し、Ｓｇｎ［ｘ］は、変数ｘ＞０のときＳｇｎ［ｘ］＝＋１、変数ｘ＝０のときＳｇｎ［ｘ］＝０、変数ｘ＜０のときＳｇｎ［ｘ］＝－１となる符号関数であり、｜ａ｜は予め定めた設定加速度量である。例えば、設定加速度量｜ａ｜は閾値加速度である約０．０２～約０．０３Ｇ程度で設定することが好ましい。負の補正前後方向加速度Ａｃを付加する時間と正の補正前後方向加速度Ａｃを付加する時間の長さは概略同じになるので、速度変化の平均がほぼ０となり車両運動の意図を阻害しない。
　コントローラ１８は、基本前後方向加速度Ａｂに補正前後方向加速度Ａｃを加算することで目標前後方向加速度Ａｔを演算する。コントローラ１８は、車両１の実際の前後方向加速度が目標前後方向加速度Ａｔに近づくようにアクチュエータ１７の操作量を演算し、当該操作量に基づいてアクチュエータ１７を制御する。より具体的には、コントローラ１８は、目標前後方向加速度Ａｔを満たすように、スロットル開度、モータ出力、又は摩擦ブレーキを制御する。
　特に、車両１が電気自動車である場合には、コントローラ１８は目標前後方向加速度Ａｔの大きさを増加させる（車両１を加速させる）ときにモータに正トルクを与えるように電力調節装置を操作する。一方、目標前後方向加速度Ａｔの大きさを減少させる（車両１を減速させる）ときには、コントローラ１８はモータに負トルクを与えるように電力調節装置を操作するか、摩擦ブレーキによる制動力を増加させるか、又はこれらの両方の操作を実行する。
　なお、図６（ｂ）及び後述の図８（ｂ）に示す前後方向加速度の設定例では、ロール角加速度の絶対値が増加する期間に車両１を減速させた後に、ロール角加速度の絶対値が減少する期間に車両１を加速させているが、必ずしもこれらの減速と加速の両方を実行しなくてもよい。すなわち、ロール角加速度の絶対値が増加する期間に車両１を減速させるか、又はロール角加速度の絶対値が減少する期間に車両１を加速させれば、乗員Ｏのロール姿勢角Φの変化を低減させる効果を期待できる。
　（動作）
　図７は、実施形態の車両制御方法の第１例のフローチャートである。
　ステップＳ１においてコントローラ１８は、車両センサ１２の出力信号に基づいて車両１の車体のロール角加速度を検出する。例えばコントローラ１８は、車両センサ１２のロールレイトセンサの検出値を微分することにより車体のロール角加速度を演算してよい。
　ステップＳ２においてコントローラ１８は、ロール角加速度を微分することによりロール角躍度を算出する。
　ステップＳ３においてコントローラ１８は、ロール角加速度とロール角躍度とを乗算した積の符号を算出して、算出した符号を反転してから設定加速度量｜ａ｜に乗算して補正前後方向加速度Ａｃを算出する。
　ステップＳ４においてコントローラ１８は、補正前後方向加速度Ａｃに対してハイパスフィルタ処理を実行する。ハイパスフィルタ処理により、車両１の定常運動が除外されて、過渡運動状態の時のみ補正前後方向加速度Ａｃが発生する。
　ステップＳ５においてコントローラ１８は、ハイパスフィルタ処理後の信号に対してローパスフィルタ処理を施す。このローパスフィルタ処理により前後方向の減速度又は加速度の変化（すなわち躍度）を設定値以下とすることで、躍度の発生に伴う乗員運動感覚知覚への影響を抑える。
　ステップＳ６においてコントローラ１８は、基本前後方向加速度Ａｂに補正前後方向加速度Ａｃを加算することで目標前後方向加速度Ａｔを演算する。コントローラ１８は、車両１の実際の前後方向加速度が目標前後方向加速度Ａｔに近づくように制御信号をアクチュエータ１７に出力する。その後に処理は終了する。
　（変形例）
　図８（ａ）及び図８（ｂ）を参照して前後方向加速度の他の設定例を説明する。ロールレイトセンサの検出値を微分してロール角加速度とロール角躍度を算出すると、計算過程でノイズ成分が大きくなり精度が低下しやすい。
　このため変形例のコントローラ１８は、ロールレイトセンサの検出値（すなわちロール角速度の情報）から車体のロール角加速度の絶対値が増加する期間（すなわち第１フェーズＩ－１と第３フェーズII－１）と、車体のロール角加速度の絶対値が減少する期間（すなわち第２フェーズＩ－２と第４フェーズII－２）を判定する。
　外乱による車体のロール運動は、基本的にロールセンタＰｃを回転中心とした自由振動と考えることができる。自由振動の場合には、主たる振動成分はその固有周期（共振周期）に近い動きとなる。
　そこで、コントローラ１８は、ロールレイトセンサが出力するロール角速度信号の信号波形に基づいて、車体のロール角の固有周期（以下「車体ロール角固有周期Ｔ」と表記する）と、ロール角加速度の位相を算出する。
　例えばコントローラ１８は、ロール角速度信号のピーク点ｐｖを判別し、ピーク点ｐｖに基づいてロール角加速度の位相が基準点（例えば位相＝０［ｄｅｇ］）となる時刻と、車体ロール角固有周期Ｔとを算出してよい。コントローラ１８は、ロール角加速度の第１象限及び第３象限（すなわち第１フェーズＩ－１と第３フェーズII－１）で減速し、第２象限及び第４象限（すなわち第２フェーズＩ－２と第４フェーズII－２）で加速する補正前後方向加速度Ａｃの加速度パターンを生成してよい。
　図８（ａ）は、車体の横揺れによるロール運動のロール角加速度及びロール角速度の時間変化のグラフであり、図８（ｂ）は補正前後方向加速度Ａｃの加速度パターンの時間変化のグラフである。
　コントローラ１８は、ロールレイトセンサから出力されるロール角速度信号のピーク点ｐｖの到来を検出し、ピーク点ｐｖが到来する時刻と車体ロール角固有周期Ｔとに基づいて、図８（ｂ）の加速度パターンによる制御タイミングを図８（ａ）の車体ロール角速度の位相に同期させる。コントローラ１８は、加速度パターンに従う補正前後方向加速度Ａｃを基本前後方向加速度Ａｂに加算して目標前後方向加速度Ａｔを演算し、車両１の実際の前後方向加速度が目標前後方向加速度Ａｔに近づくようにアクチュエータ１７を制御する。このような制御によれば、図６（ａ）及び図６（ｂ）を参照して説明した補正前後方向加速度Ａｃと同様の補正前後方向加速度Ａｃを設定できる。
　図９は、実施形態の車両制御方法の第２例のフローチャートである。
　ステップＳ１０においてコントローラ１８は、車両センサ１２のロールレイトセンサから、車両１の車体のロール角速度信号を取得する。検出した信号は、信号データ列として記憶装置１８ｂに記憶される。例えば所定期間前に検出した古い信号を新しく取得した信号で更新する（上書きする）ことにより、所定期間分の信号データ列を常に保持してよい。車両１が停止して動力を停止した後も、信号データ列を記憶装置１８ｂに保持することで、動力が再びオンになり走行を開始した直後でもデータ列を利用できる。
　ステップＳ１１においてコントローラ１８は、記憶装置１８ｂに保持されているロール角速度信号のデータ列から車体ロール角固有周期Ｔを算出する。例えばコントローラ１８は、信号データ列を周波数分析することで、そのピークから車体ロール角固有周期Ｔを判定してよい。コントローラ１８は、車体ロール角固有周期Ｔに基づいて図８（ｂ）に示す補正前後方向加速度Ａｃの加速度パターンを生成する。
　ステップＳ１２においてコントローラ１８は、現在取得したロール角速度信号に基づいてロール角速度信号のピーク点ｐｖが到来したか否かを判定する。ピーク点ｐｖが到来した場合（ステップＳ１２：Ｙ）に処理はステップＳ１３へ進む。ピーク点ｐｖが到来していない場合（ステップＳ１２：Ｎ）に処理はステップＳ１０へ戻る。
　ステップＳ１３においてコントローラ１８は、ピーク点ｐｖが到来した時刻に基づいてステップＳ１１で生成した加速度パターンの再生を開始する時刻を決定し、決定した時刻から加速度パターンを再生する。コントローラ１８は、加速度パターンに従う補正前後方向加速度Ａｃを基本前後方向加速度Ａｂに加算して目標前後方向加速度Ａｔを演算し、車両１の実際の前後方向加速度が目標前後方向加速度Ａｔに近づくように制御信号をアクチュエータ１７に出力する。
　コントローラ１８は、ステップＳ１１で生成した加速度パターンに従って車両１の加速度の制御を継続している期間（以下「制御期間」と表記することがある）においても、ステップＳ１４において常時ロール角速度信号を取得し、記憶装置１８ｂに保持している信号データ列の更新を続ける。
　ステップＳ１５においてコントローラ１８は、制御期間が終了したか否かを判定する。制御期間が終了した場合（ステップＳ１５：Ｙ）に処理はステップＳ１６へ進む。制御期間が終了しない場合（ステップＳ１５：Ｎ）に処理はステップＳ１３へ戻る。
　ステップＳ１６においてコントローラ１８は車両１が停止したか否かを判定する。車両１が停止していない場合（ステップＳ１６：Ｎ）に処理はステップＳ１０へ戻る。この場合にコントローラ１８は、車体ロール角固有周期Ｔを再度判定し、最新の固有周期情報から新しい加速度パターンを再生成する。これにより車体ロール角固有周期Ｔに影響する要因、たとえば乗員Ｏなどの積載条件の変化や、ダンパーなどのサスペンションの制御などがあっても対応できる。
　一方で、車両１が停止した場合（ステップＳ１６：Ｙ）処理は終了する。
　（実施形態の効果）
　（１）車両センサ１２は、車両１の車体のロール角速度を検出する。コントローラ１８は、検出したロール角速度に基づいて車体のロール角加速度の絶対値が増加する期間に車両１を減速させ、及び／又はロール角加速度の絶対値が減少する期間に車両１を加速させる。
　これにより、車体への路面凸凹や横風などの外乱による横揺れによる慣性加速度発生による乗員Ｏの姿勢変化を抑制させることができる。
　特に、車体のロール角加速度の絶対値が増加する横揺れ過渡運動の前半過程において、乗員Ｏの身体体幹の前後方向に減速度となるように車両１に減速度を付加することにより、シートバックＳｂへの乗員Ｏの身体面圧を低下できるのでシートバックＳｂからの身体の動きへの拘束が小さくなる。このため、車体のロール運動に対して乗員Ｏの動きが強制的に追従するのを低減することができ、結果として乗員Ｏの姿勢変化を抑制できる。
　また、車体のロール角加速度の絶対値が減少する横揺れ過渡運動の後半過程において、乗員Ｏの身体体幹の前後方向に加速度となるように車両の加速度を付加することにより、シートバックＳｂへの乗員Ｏの身体面圧を増加できるのでシートバックＳｂからの身体の動きへの拘束が大きくなる。このため車体のロール運動に対して遅れて動いている乗員Ｏの身体の動きをシートに追従させ易くすることで、結果として乗員姿勢変化を抑制できる。
　（２）コントローラ１８は、ロール角加速度の絶対値が増加する期間に車両１を減速させた後に、ロール角加速度の絶対値が減少する期間に車両１を加速させてよい。
　これにより、運転者による車両運動の意図や、自律運転制御や運転支援制御の意図を阻害せずに、外乱による横揺れによる慣性加速度発生による乗員Ｏの姿勢変化を抑制させることができる。
　（３）コントローラ１８は、車体のロール角躍度とロール角加速度とを乗算して得られる積の符号がプラスの場合にロール角加速度の絶対値が増加すると判定し、積の符号がマイナスの場合にロール角加速度の絶対値が減少すると判定してよい。
　これにより、乗員Ｏの姿勢変化を抑制するための減速期間と加速期間を決定できる。
　（４）検出したロール角速度がピークとなる時刻と車体のロール共振周期に基づいて、ロール角加速度の絶対値が増加する期間を決定してもよい。また、検出したロール角速度がピークとなる時刻と車体のロール共振周期に基づいて、ロール角加速度の絶対値が減少する期間を決定してもよい。
　これにより、ロール角加速度やロール角躍度を直接検出するセンサを利用できなくても乗員Ｏの姿勢変化を抑制するための減速期間と加速期間を決定できる。また、ロール角速度を微分しなくても減速期間と加速期間を決定できるため、微分計算によるノイズの増加と算出精度の低下を回避できる。
　ここに記載されている全ての例及び条件的な用語は、読者が、本発明と技術の進展のために発明者により与えられる概念とを理解する際の助けとなるように、教育的な目的を意図したものであり、具体的に記載されている上記の例及び条件、並びに本発明の優位性及び劣等性を示すことに関する本明細書における例の構成に限定されることなく解釈されるべきものである。本発明の実施例は詳細に説明されているが、本発明の精神及び範囲から外れることなく、様々な変更、置換及び修正をこれに加えることが可能であると解すべきである。
　１…車両、１０…車両制御装置、１１…物体センサ、１２…車両センサ、１３…測位装置、１４…地図データベース、１５…通信装置、１６…ナビゲーション装置、１７…アクチュエータ、１８…コントローラ、１８ａ…プロセッサ、１８ｂ…記憶装置、Ｏ…乗員、Ｓ…車両用座席、Ｓｂ…シートバック、Ｓｃ…シートクッション

Claims (6)

  1. 　車両の車体のロール角速度を検出し、
    　検出した前記ロール角速度に基づいて前記車体のロール角加速度の絶対値が増加する期間に前記車両を減速させ、及び／又は前記ロール角加速度の絶対値が減少する期間に前記車両を加速させる、
    　ことを特徴とする車両制御方法。
  2. 　前記ロール角加速度の絶対値が増加する期間に前記車両を減速させた後に、前記ロール角加速度の絶対値が減少する期間に前記車両を加速させることを特徴とする請求項１に記載の車両制御方法。
  3. 　前記車体のロール角躍度と前記ロール角加速度とを乗算して得られる積の符号がプラスの場合に前記ロール角加速度の絶対値が増加すると判定し、前記積の符号がマイナスの場合に前記ロール角加速度の絶対値が減少すると判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両制御方法。
  4. 　検出した前記ロール角速度がピークとなる時刻と前記車体のロール共振周期に基づいて、前記ロール角加速度の絶対値が増加する期間を決定することを特徴とする請求項１～３のいずれか一方に記載の車両制御方法。
  5. 　検出した前記ロール角速度がピークとなる時刻と前記車体のロール共振周期に基づいて、前記ロール角加速度の絶対値が減少する期間を決定することを特徴とする請求項１～４のいずれか一方に記載の車両制御方法。
  6. 　車両の車体のロール角速度を検出するセンサと、
    　前記センサが検出した前記ロール角速度に基づいて前記車体のロール角加速度の絶対値が増加する期間に、前記車両を駆動する駆動力源又は前記車両を制動する制動装置の少なくとも一方を制御することにより前記車両を減速させ、及び／又は前記ロール角加速度の絶対値が減少する期間に前記駆動力源を制御することにより前記車両を加速させるコントローラと、
    　を備えることを特徴とする車両制御装置。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1111272A (ja) * 1997-06-24 1999-01-19 Mitsubishi Motors Corp 車両の横転防止装置
JP2008162555A (ja) * 2007-01-04 2008-07-17 Toyota Motor Corp 車両状態判定装置
JP2008239115A (ja) * 2007-03-29 2008-10-09 Honda Motor Co Ltd 車両の運動制御装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1111272A (ja) * 1997-06-24 1999-01-19 Mitsubishi Motors Corp 車両の横転防止装置
JP2008162555A (ja) * 2007-01-04 2008-07-17 Toyota Motor Corp 車両状態判定装置
JP2008239115A (ja) * 2007-03-29 2008-10-09 Honda Motor Co Ltd 車両の運動制御装置

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