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JP5699669B2 - Vehicle motion control device and program - Google Patents

Vehicle motion control device and program Download PDF

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JP5699669B2
JP5699669B2 JP2011032509A JP2011032509A JP5699669B2 JP 5699669 B2 JP5699669 B2 JP 5699669B2 JP 2011032509 A JP2011032509 A JP 2011032509A JP 2011032509 A JP2011032509 A JP 2011032509A JP 5699669 B2 JP5699669 B2 JP 5699669B2
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朗 大室
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Description

本発明は、車両運動制御装置及びプログラムに係り、特に、簡単な構成のマップを用いて、最適軌道に基づく車体合成力及び回避軌道を導出する車両運動制御装置及びプログラムに関する。   The present invention relates to a vehicle motion control device and a program, and more particularly, to a vehicle motion control device and a program for deriving a vehicle body synthesis force and an avoidance track based on an optimum track using a map having a simple configuration.

従来、車体に加える目標合成力と、各車輪の限界摩擦円の大きさから推定される限界合成力との比をμ利用率として設定し、限界摩擦円の大きさとμ利用率とからタイヤ発生力の大きさ、及び各制御対象車輪で発生するタイヤ発生力の方向を設定し、設定されたタイヤ発生力の大きさ、及び設定されたタイヤ発生力の方向に基づいて、各制御対象車輪の操舵と制動又は操舵と駆動との協調制御を行なう車両制御装置が提案されている(特許文献1参照)。   Conventionally, the ratio of the target composite force applied to the vehicle body and the limit composite force estimated from the size of the limit friction circle of each wheel is set as a μ utilization rate, and tires are generated from the size of the limit friction circle and the μ utilization rate. The direction of tire generated force generated at each wheel to be controlled and the direction of tire generated force are set. Based on the set size of tire generated force and the direction of tire generated force set, A vehicle control device that performs coordinated control of steering and braking or steering and driving has been proposed (see Patent Document 1).

また、車両が走行する道路上に存在する障害物を検出し、検出現時刻から評価終了時刻後の自車両の予測位置及び外部環境に基づいて、自車両の回避後の目標姿勢角を設定し、現時刻の外部環境及び障害物の状態量に基づいてリスクポテンシャル関数を設定し、そのリスクと運転操作量の時間積分値、目標姿勢角と自車両の姿勢角との差などに基づく評価値を算出し、評価値が最小となる軌道を導出する回避操作算出装置が提案されている(特許文献2参照)。   Also, obstacles present on the road on which the vehicle travels are detected, and the target attitude angle after avoiding the own vehicle is set based on the predicted position of the own vehicle after the evaluation end time from the current detection time and the external environment. The risk potential function is set based on the external environment and obstacle state quantity at the current time, and the evaluation value based on the time integral value of the risk and driving operation quantity, the difference between the target attitude angle and the attitude angle of the vehicle And an avoidance operation calculation device that derives a trajectory that minimizes the evaluation value has been proposed (see Patent Document 2).

また、自車両と障害物との間の距離及び自車両の障害物に対する相対速度、そして回避するための横移動距離に基づいて定まる物理量を導入し、その物理量と自車両の重量及び車体合成力の最大値により最短距離で回避するための車体合成力の向きを導出するマップを予め記憶しておき、直進制動での最短回避距離と単純横移動における最短回避距離と、現時刻の自車両と障害物の状態に基づいてマップより得られる最短回避距離を比較して、最も短くなる回避軌道を選択し、その軌道に基づいて現時刻の車体合成力を算出する車両制御装置が提案されている(特許文献3参照)。   In addition, a physical quantity determined based on the distance between the own vehicle and the obstacle, the relative speed of the own vehicle with respect to the obstacle, and the lateral movement distance to avoid is introduced, and the physical quantity, the weight of the own vehicle, and the vehicle body composite force are introduced. A map for deriving the direction of the vehicle body composite force for avoiding at the shortest distance by the maximum value of the vehicle is stored in advance, the shortest avoidance distance in straight braking, the shortest avoidance distance in simple lateral movement, and the current vehicle at the current time There has been proposed a vehicle control device that compares the shortest avoidance distance obtained from a map based on the state of an obstacle, selects the shortest avoidance trajectory, and calculates the vehicle body composite force at the current time based on the trajectory (See Patent Document 3).

また、自車両と障害物との間の距離、自車両の障害物に対する相対速度、及び回避するための目標位置に基づいて定まる物理量を導入し、その物理量により回避動作時に最大値が最小となる車体合成力の向きと大きさを出力するマップを予め記憶しておき、そのマップより現時刻の車体合成力を求めて車両運動を制御する車両運動制御装置が提案されている(非特許文献1参照)。   In addition, a physical quantity determined based on the distance between the host vehicle and the obstacle, the relative speed of the host vehicle with respect to the obstacle, and the target position to avoid is introduced, and the maximum value is minimized during the avoidance operation by the physical quantity. There has been proposed a vehicle motion control device that stores in advance a map that outputs the direction and magnitude of the vehicle body composite force and controls the vehicle motion by obtaining the vehicle body composite force at the current time from the map (Non-Patent Document 1). reference).

また、ドライバの操舵角及び車速を検出し、それぞれを二階微分して得られる各々のジャークに基づいて、ドライバの操縦の滑らかさを算出し、その値がある閾値を超えた時にドライバの心理が変化したと推定する運転心理変化推定装置が提案されている。(特許文献4参照)。   The driver's steering angle and vehicle speed are detected, and the smoothness of the driver's maneuvering is calculated based on each jerk obtained by second-order differentiation of each. When the value exceeds a certain threshold, the driver's psychology A driving psychological change estimation device that estimates that a change has occurred has been proposed. (See Patent Document 4).

また、ドライバの操作量から得られるドライバが期待する加速性能の期待値とドライバが体感している加速度とを演算し、その偏差などに基づいて加速感を評価すると共に、その評価値を用いてドライバが期待する加速性能を実現するよう車両を制御する車両制御装置が提案されている(特許文献5参照)。   In addition, the driver calculates the expected acceleration performance value expected from the driver's operation amount and the acceleration experienced by the driver, and evaluates the acceleration feeling based on the deviation, and uses the evaluation value. A vehicle control device that controls a vehicle to realize acceleration performance expected by a driver has been proposed (see Patent Document 5).

また、車両の加速度をドライバが体で感じる感覚が車両運動の周波数によって異なる性質を考慮して、ドライバが要求している加速度を算出し、その値をドライバの加速度に対する弁別閾値を考慮して補正した目標加速度を算出した後、その値に基づいて車両の駆動トルクを制御する車両制御装置が提案されている(特許文献6参照)。   In addition, the acceleration required by the driver is calculated in consideration of the property that the driver feels the acceleration of the vehicle with the body depending on the frequency of the vehicle motion, and the value is corrected in consideration of the discrimination threshold for the driver acceleration. A vehicle control device has been proposed that calculates a target acceleration and then controls the driving torque of the vehicle based on the calculated target acceleration (see Patent Document 6).

また、車両のカーブへの進入時において、カーブの曲率状態及びドライバの乗り心地に対応する横ジャークに基づいて、乗り心地が良好に保たれるように操舵を制御する車両用自動操舵装置が提案されている(特許文献7参照)。   In addition, a vehicle automatic steering device is proposed that controls the steering so that the ride comfort is maintained based on the curvature of the curve and the lateral jerk corresponding to the ride comfort of the driver when entering the vehicle curve. (See Patent Document 7).

また、車両の加速レスポンス及びショック、そしてジャークが所望の値を満たすようにエンジンの燃料噴射量を制御する自動適合装置が提案されている(特許文献8参照)。   Further, an automatic adaptation device has been proposed that controls the fuel injection amount of the engine so that the vehicle acceleration response, shock, and jerk meet desired values (see Patent Document 8).

また、車線逸脱時に、ある所定値以上の横ジャークを車両に発生させてドライバに警告することで、ドライバの適切で迅速な回避操舵を促す車線逸脱警告装置が提案されている(特許文献9参照)。   In addition, a lane departure warning device that prompts the driver to perform appropriate and quick avoidance steering by generating a lateral jerk of a predetermined value or more in the vehicle at the time of departure from the lane and alerting the driver is proposed (see Patent Document 9). ).

また、車両の前後ジャークの検出値に基づいて、油圧モータの排出回避リリーフ圧を制御する油圧駆動走行車両において、前後ジャークが所定の閾値以上の時にリリーフ圧を小さく設定する走行制御装置が提案されている(特許文献10参照)。   Further, in a hydraulically driven vehicle that controls the discharge avoidance relief pressure of the hydraulic motor based on the detected value of the front and rear jerk of the vehicle, a travel control device that sets the relief pressure small when the front and rear jerk is equal to or greater than a predetermined threshold is proposed. (See Patent Document 10).

特開2004−249971号公報JP 2004-249971 A 特開2007−253745号公報JP 2007-253745 A 特開2006−347236号公報JP 2006-347236 A 特開2009−40184号公報JP 2009-40184 A 特許第4369403号公報Japanese Patent No. 4369403 特開2008−138595号公報JP 2008-138595 A 特許第3201094号公報Japanese Patent No. 3201094 特開2005−248719号公報JP 2005-248719 A 特開2003−58993号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-58993 特開2001−248605号公報JP 2001-248605 A

日本機械学会、第18回交通・物流部門大会講演論文集、障害物回避のための車両の最適軌道制御、pp.145−148(2009)The Japan Society of Mechanical Engineers, Proceedings of the 18th Transport and Logistics Division Conference, Optimal Trajectory Control of Vehicles to Avoid Obstacles, pp. 145-148 (2009)

しかしながら、特許文献1の技術では、目標の車体合成力が与えられた場合に、最適な各輪のタイヤ発生力を導出しているが、ある時間区間やある距離を走行する間の最適な目標車体合成力の与え方については記載されていない。   However, in the technique of Patent Document 1, the optimal tire generating force of each wheel is derived when a target vehicle body composite force is given. However, the optimal target during a certain time section or a certain distance is calculated. It does not describe how to apply the vehicle body synthesis force.

また、特許文献2の技術では、所望の位置及び姿勢角に近づく軌道を導出しているものの、一定のジャークにより車体合成力の大きさを増減させながら所望の位置や速度に車両を制御する方法については記載されていない。   Further, although the technique of Patent Document 2 derives a trajectory that approaches a desired position and posture angle, a method for controlling the vehicle to a desired position and speed while increasing or decreasing the magnitude of the vehicle body composite force by a certain jerk. Is not described.

また、特許文献3の技術では、自車両の障害物に対する相対速度、回避するための横移動距離、車重、及び車体合成力の最大値が設定された場合に、回避距離を最短にする回避軌道を導出しているが、一定のジャークにより車体合成力の大きさを増減させながら所望の位置や速度に車両を制御する方法については記載されていない。   Further, in the technique of Patent Document 3, when the maximum value of the relative speed of the own vehicle with respect to the obstacle, the lateral movement distance to avoid, the vehicle weight, and the vehicle body composite force is set, the avoidance that minimizes the avoidance distance is performed. Although the trajectory is derived, it does not describe a method for controlling the vehicle to a desired position or speed while increasing or decreasing the magnitude of the vehicle body composite force with a certain jerk.

また、非特許文献1の技術では、相対的な意味における所望の位置及び速度方向に対して車体合成力の最大値を最小化する軌道を導出し、その軌道に基づいたマップを記憶しておくことで現時刻の車体合成力を導出しているが、一定のジャークにより車体合成力の大きさを増減させながら所望の位置や速度に車両を制御する方法については記載されていない。   In the technique of Non-Patent Document 1, a trajectory that minimizes the maximum value of the vehicle body composite force with respect to a desired position and speed direction in a relative sense is derived, and a map based on the trajectory is stored. Thus, although the vehicle body composite force at the current time is derived, there is no description on a method for controlling the vehicle to a desired position or speed while increasing or decreasing the magnitude of the vehicle body composite force with a certain jerk.

また、特許文献4の技術では、ジャークに基づいて算出したドライバの操縦の滑らかさを用いて、ドライバの心理状態の変化を推定しているものの、そのジャーク値に基づいて車両運動を制御する方法については記載されていない。   Moreover, in the technique of patent document 4, although the change of the driver's psychological state is estimated using the smoothness of the driver's maneuvering calculated based on the jerk, the vehicle motion is controlled based on the jerk value. Is not described.

また、特許文献5の技術では、ドライバの背中がシートバックに押しつけられ際の押しつけ荷重の変化に基づいてドライバが体感している加速感を算出し、その加速感とドライバ操作に基づくドライバの期待する加速度との偏差に基づいて、ドライバの期待している加速性能を実現するよう車両を制御することを可能にしているが、操舵を伴う車両制御法については記載されていない。   In the technique of Patent Document 5, an acceleration feeling felt by the driver is calculated based on a change in pressing load when the driver's back is pressed against the seat back, and the driver's expectation based on the acceleration feeling and the driver operation is calculated. Although it is possible to control the vehicle to realize the acceleration performance expected by the driver based on the deviation from the acceleration, the vehicle control method with steering is not described.

また、特許文献6には、車両の加速度の低周波領域ではジャークに基づいてドライバが加速感を知覚していることが記載されているものの、そのジャークに基づいた障害物を回避するための車両制御法については記載されていない。   Patent Document 6 describes that a driver perceives an acceleration feeling based on jerk in a low-frequency region of vehicle acceleration, but a vehicle for avoiding an obstacle based on the jerk. The control method is not described.

また、特許文献7の技術では、ドライバの乗り心地に対応する横ジャークの閾値に基づいて、乗り心地が良好に保たれる操舵の開始を可能にしているが、ジャークに基づいた障害物を回避するための車両制御法については記載されていない。   Further, in the technique of Patent Document 7, it is possible to start steering that maintains a good ride comfort based on the threshold value of the lateral jerk corresponding to the ride comfort of the driver, but avoids an obstacle based on the jerk. It does not describe the vehicle control method for doing this.

また、特許文献8の技術では、ジャークに基づくエンジンの燃料噴射量の制御を行っているが、操舵を伴う車両制御法については記載されていない。   In the technique of Patent Document 8, the fuel injection amount of the engine based on jerk is controlled, but the vehicle control method with steering is not described.

また、特許文献9の技術では、車線逸脱時に、ある所定値以上の横ジャークを車両に発生させてドライバに警告することで、ドライバの適切で迅速な回避操舵を促すことを可能にしているが、障害物回避のために最適な車両制御法については記載されていない。   Further, in the technique of Patent Document 9, when a vehicle departs from a lane, a lateral jerk exceeding a certain predetermined value is generated in the vehicle and a warning is given to the driver, thereby enabling appropriate and prompt avoidance steering by the driver. No optimal vehicle control method for obstacle avoidance is described.

また、特許文献10の技術では、前後ジャークに基づいてリリーフ圧を制御しているが、操舵を伴う車両の運動制御法については記載されていない。   Moreover, in the technique of patent document 10, although the relief pressure is controlled based on the front and rear jerk, it does not describe the vehicle motion control method with steering.

本発明は、簡単な構成のマップを用いて、車体合成力の大きさの時間変化及び所望の横移動距離が設定された場合に、その車体合成力の大きさの時間変化に従って車体合成力を増減させながら所望の位置へ到達する際の縦移動距離を最小化する車体合成力及び軌道を導出することができる車両運動制御装置及びプログラムを提供することを目的とする。   In the present invention, when a time change in the magnitude of the vehicle body composite force and a desired lateral movement distance are set using a map having a simple configuration, the vehicle body composite force is calculated according to the time change in the vehicle body composite force magnitude. It is an object of the present invention to provide a vehicle motion control apparatus and program capable of deriving a vehicle body composite force and a track that minimize the longitudinal movement distance when reaching a desired position while increasing or decreasing.

上記目的を達成するために、第1の発明の車両運動制御装置は、所望の横移動距離移動した位置、該位置における所望の速度方向、現時刻の車体合成力の大きさ、及び車体合成加速度の大きさの時間変化を設定する設定手段と、自車両と前記位置との距離、及び自車両の速度を含む状態量を検出する検出手段と、・前記所望の速度方向を車体前後方向とした場合の前記自車両の速度の車体前後方向の成分vx0、前記自車両の速度の車体横方向の成分vy0、前記距離の車体横方向の成分Y、現時刻の車体合成加速度の大きさF/m、及び車体合成加速度の大きさの時間変化Kを用いた各々異なる3つのパラメータと、前記所望の横移動距離移動した位置及び該位置における所望の速度方向に到達する際の縦移動距離を最小化する車体合成力を求めるために導入した第1の導入パラメータηの、前記成分vx0、前記成分vy0、前記成分Y、前記大きさF/m、及び前記時間変化Kのうち前記3つのパラメータに応じた2つが特定値であるとの仮定の下での値η’と、の関係を定めた第1のマップ、・前記3つのパラメータと、前記所望の横移動距離移動した位置及び該位置における所望の速度方向に到達する際の縦移動距離を最小化する車体合成力を求めるために導入した前記第1の導入パラメータηと異なる第2の導入パラメータηの、前記仮定の下での値η’と、の関係を定めた第2のマップ、並びに・前記3つのパラメータと、前記位置に到達する時刻tの、前記仮定の下での時刻t’と、の関係を定めた第3のマップからなる3次元マップを記憶した記憶手段と、前記検出手段で検出された状態量及び前記設定手段で設定された値に基づいて前記3つのパラメータを演算し、演算された3つのパラメータ及び前記3次元マップを用いて、前記所望の横移動距離移動した位置及び該位置における所望の速度方向に到達する際の縦移動距離を最小化する車体合成力を導出する導出手段と、を含んで構成されている。 In order to achieve the above object, a vehicle motion control apparatus according to a first aspect of the present invention provides a position moved by a desired lateral movement distance, a desired speed direction at the position, the magnitude of the vehicle body composite force at the current time, and the vehicle body composite acceleration. A setting means for setting a time change of the size of the vehicle, a detection means for detecting a state quantity including a distance between the host vehicle and the position, and a speed of the host vehicle, and the desired speed direction as a vehicle longitudinal direction. In the vehicle longitudinal direction component v x0 of the host vehicle speed, the vehicle body lateral component v y0 of the host vehicle speed, the vehicle body lateral component Y e of the distance, and the magnitude of the vehicle body composite acceleration at the current time Three different parameters each using F 0 / m and the time change K J of the magnitude of the vehicle body composite acceleration, the position moved by the desired lateral movement distance, and the vertical direction when reaching the desired speed direction at the position. Minimize travel distance First introduction parameters eta 1 introduced to determine the vehicle body resultant force, the component v x0, the components v y0, the components Y e, the magnitude F 0 / m, and said one of said time variation K J A first map that defines the relationship between the value η 1 ′ under the assumption that two values corresponding to the three parameters are specific values, and the three parameters and the desired lateral movement distance moved The second introduction parameter η 2 that is different from the first introduction parameter η 1 introduced to obtain the position and the vehicle body composite force that minimizes the longitudinal movement distance when reaching the desired speed direction at the position, value eta 2 under the assumption 'and, second map defining a relationship, as well as a-said three parameters, the time t e to reach the position, time t e under the assumption' and 3 consisting of a third map that defines the relationship Based on the storage means storing the dimension map, the state quantity detected by the detection means and the value set by the setting means, the three parameters are calculated, and the calculated three parameters and the three-dimensional map are calculated. And a derivation means for deriving a vehicle body resultant force that minimizes a longitudinal movement distance at the time of reaching the desired speed direction at the position and the desired lateral movement distance.

また、第2の発明の車両運動制御装置は、所望の横移動距離移動した位置、該位置における所望の速度方向、現時刻の車体合成力の大きさ、及び車体合成加速度の大きさの時間変化を設定する設定手段と、自車両と前記位置との距離、及び自車両の速度を含む状態量を検出する検出手段と、・前記所望の速度方向を車体前後方向とした場合の前記自車両の速度の車体前後方向の成分vx0、前記自車両の速度の車体横方向の成分vy0、前記距離の車体横方向の成分Y、現時刻の車体合成加速度の大きさF/m、及び車体合成加速度の大きさの時間変化Kを用いた各々異なる3つのパラメータと、前記所望の横移動距離移動した位置及び該位置における所望の速度方向に到達する際の縦移動距離を最小化する車体合成加速度の方向θの、前記成分vx0、前記成分vy0、前記成分Y、前記大きさF/m、及び前記時間変化Kのうち前記3つのパラメータに応じた2つが特定値であるとの仮定の下での方向θ’と、の関係を定めた3次元マップを記憶した記憶手段と、前記検出手段で検出された状態量及び前記設定手段で設定された値に基づいて前記3つのパラメータを演算し、演算された3つのパラメータ及び前記3次元マップを用いて、前記所望の横移動距離移動した位置及び該位置における所望の速度方向に到達する際の縦移動距離を最小化する現時刻の車体合成力を導出する導出手段と、を含んで構成されている。 The vehicle motion control apparatus according to the second aspect of the present invention is a time change of a position moved by a desired lateral movement distance, a desired speed direction at the position, a magnitude of the vehicle body resultant force at the current time, and a magnitude of the car body synthesized acceleration. A setting means for setting the vehicle, a detection means for detecting a state quantity including a distance between the host vehicle and the position, and a speed of the host vehicle, and a state of the host vehicle when the desired speed direction is a vehicle longitudinal direction. A vehicle longitudinal component v x0 of the speed, a vehicle lateral component v y0 of the speed of the host vehicle, a vehicle lateral component Y e of the distance, a vehicle body composite acceleration magnitude F 0 / m at the current time, and minimizing the mutually different three parameters using the time variation K J in the size of the vehicle body resultant acceleration, the vertical movement distance for reaching the desired speed direction in the desired lateral movement distance moved position and the position Body acceleration of theta, the components v x0, the components v y0, the components Y e, assumption that the the magnitude F 0 / m, and two of the specific value corresponding to the three parameters of the time variation K J Storage means storing a three-dimensional map that defines the relationship between the direction θ ′ and the three parameters based on the state quantity detected by the detection means and the value set by the setting means Using the calculated three parameters and the three-dimensional map, the position of the desired lateral movement distance and the current movement time to minimize the vertical movement distance when reaching the desired speed direction at the position are calculated. Derivation means for deriving the vehicle body synthesis force.

また、第3の発明の車両運動制御装置は、所望の横移動距離移動した位置、該位置における所望の速度方向、現時刻の車体合成力の大きさ、該位置に到達した際の車体合成力の大きさ、及び現時刻から該位置に到達するまでの車体合成加速度の大きさの時間変化を設定する設定手段と、自車両と前記位置との距離、及び自車両の速度を含む状態量を検出する検出手段と、・前記所望の速度方向を車体前後方向とした場合の前記自車両の速度の車体前後方向の成分vx0、前記自車両の速度の車体横方向の成分vy0、前記距離の車体横方向の成分Y、現時刻の車体合成加速度の大きさF/m、該位置に到達した際の車体合成加速度の大きさF/m、及び車体合成加速度の大きさの時間変化Kを用いた各々異なる3つのパラメータと、前記所望の横移動距離移動した位置及び該位置における所望の速度方向に到達する際の縦移動距離を最小化する車体合成力を求めるために導入した第1の導入パラメータηの、前記成分vx0、前記成分vy0、前記成分Y、前記大きさF/m、前記大きさF/m、及び前記時間変化Kのうち前記3つのパラメータに応じた2つが特定値であるとの仮定の下での値η’と、の関係を定めた第1のマップ、並びに・前記3つのパラメータと、前記所望の横移動距離移動した位置及び該位置における所望の速度方向に到達する際の縦移動距離を最小化する車体合成力を求めるために導入した前記第1の導入パラメータηと異なる第2の導入パラメータηの、前記仮定の下での値η’と、の関係を定めた第2のマップからなる3次元マップを記憶した記憶手段と、前記検出手段で検出された状態量及び前記設定手段で設定された値に基づいて前記3つのパラメータを演算し、演算された3つのパラメータ及び前記3次元マップを用いて、前記所望の横移動距離移動した位置及び該位置における所望の速度方向に到達する際の縦移動距離を最小化する車体合成力を導出する導出手段と、を含んで構成されている。 In addition, the vehicle motion control device according to the third aspect of the present invention provides a position moved by a desired lateral movement distance, a desired speed direction at the position, the magnitude of the vehicle body composite force at the current time, and the vehicle body composite force when reaching the position. And setting means for setting a time change in the magnitude of the vehicle body composite acceleration from the current time until reaching the position, a distance between the host vehicle and the position, and a state quantity including the speed of the host vehicle. A detecting means for detecting; a vehicle component longitudinal direction component v x0 of the host vehicle speed when the desired speed direction is a vehicle body longitudinal direction, a vehicle body lateral component v y0 of the host vehicle speed, and the distance Vehicle body lateral direction component Y e , current vehicle body composite acceleration magnitude F 0 / m, vehicle body composite acceleration magnitude F 1 / m when reaching the position, and vehicle body composite acceleration magnitude time each three different parameters with variation K J Data and the first introduction parameters eta 1 introduced to determine the vehicle body resultant force that minimizes the longitudinal moving distance at the time of reaching the desired speed direction in the desired lateral movement distance moved position and the position, Of the component v x0 , the component v y0 , the component Y e , the size F 0 / m, the size F 1 / m, and the time change K J , two values according to the three parameters are specific values. A first map that defines the relationship between the value η 1 ′ under the assumption that ## EQU2 ## and the three parameters, the position moved by the desired lateral movement distance, and the desired speed direction at the position A value η 2 ′ under the above assumption of a second introduction parameter η 2 different from the first introduction parameter η 1 introduced to obtain the vehicle body composite force that minimizes the longitudinal movement distance when reaching And the second map that defines the relationship A storage means storing a three-dimensional map composed of a group, a state quantity detected by the detection means and a value set by the setting means, the three parameters are calculated, the calculated three parameters and the And a derivation means for deriving a vehicle body composite force that minimizes a longitudinal movement distance when reaching the desired speed direction at the position using the three-dimensional map. Has been.

また、第4の発明の車両運動制御装置は、所望の横移動距離移動した位置、該位置における所望の速度方向、現時刻の車体合成力の大きさ、該位置に到達した際の車体合成力の大きさ、及び現時刻から該位置に到達するまでの車体合成加速度の大きさの時間変化を設定する設定手段と、自車両と前記位置との距離、及び自車両の速度を含む状態量を検出する検出手段と、・前記所望の速度方向を車体前後方向とした場合の前記自車両の速度の車体前後方向の成分vx0、前記自車両の速度の車体横方向の成分vy0、前記距離の車体横方向の成分Y、現時刻の車体合成加速度の大きさF/m、該位置に到達した際の車体合成加速度の大きさF/m、及び車体合成加速度の大きさの時間変化Kを用いた各々異なる3つのパラメータと、前記所望の横移動距離移動した位置及び該位置における所望の速度方向に到達する際の縦移動距離を最小化する車体合成加速度の方向θの、前記成分vx0、前記成分vy0、前記成分Y、前記大きさF/m、前記大きさF/m、及び前記時間変化Kのうち前記3つのパラメータに応じた2つが特定値であるとの仮定の下での方向θ’と、の関係を定めた3次元マップを記憶した記憶手段と、前記検出手段で検出された状態量及び前記設定手段で設定された値に基づいて前記3つのパラメータを演算し、演算された3つのパラメータ及び前記3次元マップを用いて、前記所望の横移動距離移動した位置及び該位置における所望の速度方向に到達する際の縦移動距離を最小化する現時刻の車体合成力を導出する導出手段と、を含んで構成されている。 In addition, the vehicle motion control device according to the fourth aspect of the present invention provides a position moved by a desired lateral movement distance, a desired speed direction at the position, the magnitude of the vehicle body composite force at the current time, and the vehicle body composite force when reaching the position. And setting means for setting a time change in the magnitude of the vehicle body composite acceleration from the current time until reaching the position, a distance between the host vehicle and the position, and a state quantity including the speed of the host vehicle. A detecting means for detecting; a vehicle component longitudinal direction component v x0 of the host vehicle speed when the desired speed direction is a vehicle body longitudinal direction, a vehicle body lateral component v y0 of the host vehicle speed, and the distance Vehicle body lateral direction component Y e , current vehicle body composite acceleration magnitude F 0 / m, vehicle body composite acceleration magnitude F 1 / m when reaching the position, and vehicle body composite acceleration magnitude time each three different parameters with variation K J Data and, in the direction θ of the desired vehicle body resultant acceleration to minimize the vertical movement distance for reaching the desired velocity direction in the horizontal moving distance moved position and the position, the component v x0, the components v y0, Direction under the assumption that two of the component Y e , the magnitude F 0 / m, the magnitude F 1 / m, and the time change K J according to the three parameters are specific values The three parameters are calculated based on the storage means storing the three-dimensional map defining the relationship with θ ′, the state quantity detected by the detection means and the value set by the setting means, Using the three parameters and the three-dimensional map, the vehicle body composite force at the current time that minimizes the position moved by the desired lateral movement distance and the vertical movement distance when reaching the desired speed direction at the position is derived. Derivation means to It is configured to include a.

また、前記設定手段は、前記検出手段により検出された状態量に基づいて推定されるドライバが期待する加速感に対応する値を、前記車体合成加速度の大きさの時間変化として設定することができる。 In addition, the setting means can set a value corresponding to the acceleration feeling expected by the driver estimated based on the state quantity detected by the detection means as a time change in the magnitude of the vehicle body composite acceleration. .

また、前記検出手段は、前記自車両に対する前記位置の相対距離及び相対速度を検出するようにすることができる。   The detection means may detect a relative distance and a relative speed of the position with respect to the host vehicle.

また、前記導出手段で導出された前記車体合成力に基づいて、操舵角、制動力、及び駆動力の少なくとも一つを制御する制御手段を更に含んで構成することができる。   In addition, the control unit may further include a control unit that controls at least one of a steering angle, a braking force, and a driving force based on the vehicle body combined force derived by the deriving unit.

また、前記導出手段で導出された前記車体合成力に基づいて、ドライバに車両運動状態を報知する報知手段を更に含んで構成することができる。   In addition, the information processing device may further include notification means for notifying the driver of the vehicle movement state based on the vehicle body resultant force derived by the derivation means.

また、第5の発明の車両運動制御プログラムは、コンピュータを、第1〜第4の発明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プログラムである。   Moreover, the vehicle motion control program of 5th invention is a program for functioning a computer as each means which comprises the vehicle motion control apparatus of 1st-4th invention.

以上説明したように、本発明によれば、検出手段により検出した状態量及び設定手段により設定した設定値をパラメータとする簡単な構成の3次元マップを用いて、車体合成加速度の大きさの時間変化及び所望の横移動距離が設定された場合に、その車体合成加速度の大きさの時間変化に従って車体合成力を増減させながら所望の位置へ到達する際の縦移動距離を最小化する車体合成力及び軌道を導出することができる、という効果が得られる。 As described above, according to the present invention, the time of the magnitude of the vehicle body composite acceleration is determined using a three-dimensional map having a simple configuration using the state quantity detected by the detecting means and the setting value set by the setting means as parameters. When the change and the desired lateral movement distance are set, the vehicle body composite force that minimizes the longitudinal movement distance when reaching the desired position while increasing or decreasing the vehicle body composite force according to the time change of the vehicle body composite acceleration magnitude And the effect that the trajectory can be derived is obtained.

車両運動制御の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of vehicle motion control. xy座標の設定を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the setting of xy coordinate. 第1の実施の形態の車両運動制御装置で用いられる3次元マップを表す線図である。It is a diagram showing the three-dimensional map used with the vehicle motion control apparatus of 1st Embodiment. 第1の実施の形態の車両運動制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the vehicle motion control apparatus of 1st Embodiment. 第1の実施の形態の車両運動制御ルーチンの内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the vehicle motion control routine of 1st Embodiment. 導出された回避軌道の一例を示す線図である。It is a diagram which shows an example of the derived avoidance track. 第2の実施の形態の車両運動制御装置で用いられる3次元マップを表す線図である。It is a diagram showing the three-dimensional map used with the vehicle motion control apparatus of 2nd Embodiment. 第2の実施の形態の車両運動制御ルーチンの内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the vehicle motion control routine of 2nd Embodiment. 第3の実施の形態の車両運動制御装置で用いられる3次元マップを表す線図である。It is a diagram showing the three-dimensional map used with the vehicle motion control apparatus of 3rd Embodiment. 第3の実施の形態の車両運動制御ルーチンの内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the vehicle motion control routine of 3rd Embodiment. 第4の実施の形態の車両運動制御装置で用いられる3次元マップを表す線図である。It is a diagram showing the three-dimensional map used with the vehicle motion control apparatus of 4th Embodiment. 第4の実施の形態の車両運動制御ルーチンの内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the vehicle motion control routine of 4th Embodiment. 第5の実施の形態の車両運動制御ルーチンの内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the vehicle motion control routine of 5th Embodiment.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。本実施の形態では、車両が走行する道路上の障害物を回避する場合を想定し、所望の位置を障害物の横を通過する位置とし、所望の速度方向を車体前後方向とする場合について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, it is assumed that an obstacle on the road on which the vehicle travels is avoided, and a case where a desired position is a position passing next to the obstacle and a desired speed direction is a longitudinal direction of the vehicle body is described. To do.

第1の実施の形態の車両運動制御装置における車体合成力及び回避軌道の導出の概略について説明する。   An outline of derivation of the vehicle body resultant force and the avoidance trajectory in the vehicle motion control apparatus of the first embodiment will be described.

図1に示すように、設定したxy座標での時刻t(現時刻をt=0として、現時刻からt秒後)における車体合成加速度のx成分をu(t)、車体合成加速度のy成分をu(t)、車体合成力の大きさをF(t)、車体合成力の方向をθ(t)、及び自車両の重量をmとすると、車体合成加速度u(t)及びu(t)は、下記(1)式及び(2)式で示される。また、(1)式及び(2)式を積分して、下記(3)式及び(4)式に示すように、自車両の路面に対する速度のx成分v(t)、及び速度のy成分v(t)が得られる。また、(3)式及び(4)式を積分して、下記(5)式及び(6)式に示すように、自車両のt秒後のx軸方向の位置X(t)、及びy軸方向の位置Y(t)が得られる。このX(t)及びY(t)により回避軌道が得られる。 As shown in FIG. 1, the x component of the vehicle body composite acceleration at time t (the current time is set to t = 0 and t seconds after the current time) at the set xy coordinates is represented by u x (t), and the vehicle body composite acceleration y If the component is u y (t), the magnitude of the vehicle body composite force is F (t), the direction of the vehicle body composite force is θ 0 (t), and the weight of the host vehicle is m, the vehicle body composite acceleration u x (t) And u y (t) are represented by the following formulas (1) and (2). Further, by integrating the expressions (1) and (2), as shown in the following expressions (3) and (4), the x component v x (t) of the speed with respect to the road surface of the host vehicle and the y of the speed The component v y (t) is obtained. Further, by integrating the equations (3) and (4), as shown in the following equations (5) and (6), the position X (t) in the x-axis direction of the host vehicle t seconds later, and y An axial position Y (t) is obtained. An avoidance trajectory is obtained by X (t) and Y (t).

なお、xy座標は、t=0における自車両の位置を原点とし、障害物の横を通過する位置における速度方向(車体前後方向)をx軸、x軸に直交する軸(車体横方向)をy軸として設定する(図2参照)。   In the xy coordinates, the position of the host vehicle at t = 0 is the origin, the speed direction (vehicle body longitudinal direction) at the position passing the obstacle is the x axis, and the axis orthogonal to the x axis (vehicle body lateral direction). Set as y-axis (see FIG. 2).

そして、現時刻(t=0)におけるxy座標上の所望の横移動距離Y、自車両の道路に対する速度をv(0)=vx0、v(0)=vy0とした場合に、現時刻の車体合成力の大きさF、車体合成加速度の大きさの時間変化(以下、「ジャーク」という)Kを設定した場面において、ジャークに基づく車体合成力を発生させて、所望の横移動距離移動した位置及び速度方向に到達する際の縦移動距離Xを最小化するための3次元マップを用いて、所望の横移動距離に対して縦移動距離を最小化する車体合成加速度u(t)及びu(t)((1)式、及び(2)式)を導出する。 When the desired lateral movement distance Y e on the xy coordinates at the current time (t = 0) and the speed of the vehicle with respect to the road are v x (0) = v x0 and v y (0) = v y0 In a scene where the magnitude F 0 of the vehicle body composite force at the current time and the time change in the magnitude of the vehicle body composite acceleration (hereinafter referred to as “jerk”) K J are set, the vehicle body composite force based on the jerk is generated and desired body synthesis longitudinal movement distance X e at the time of reaching the lateral movement distance moved position and velocity direction using a three-dimensional map to minimize, to minimize the vertical movement distance with respect to the desired lateral movement distance The accelerations u x (t) and u y (t) (formulas (1) and (2)) are derived.

ここで、図1に示すように、自車両の速度、所望の横移動距離、所望の速度方向、現時刻の車体合成力の大きさ、及びジャークが既知の場合において、最適軌道を求める3次元マップの導出例について説明する。   Here, as shown in FIG. 1, in the case where the speed of the host vehicle, the desired lateral movement distance, the desired speed direction, the magnitude of the combined force of the vehicle body at the current time, and the jerk are known, the three-dimensional A map derivation example will be described.

まず、x=X(t)、x=v(t)、x=Y(t)、x=v(t)、u=u(t)、u=u(t)とおくと、(1)式及び(2)式の運動方程式は、下記(7)式及び(8)式のような状態方程式に変形できる。なお、Tはベクトル及び行列の転置記号である。 First, x 1 = X (t), x 2 = v x (t), x 3 = Y (t), x 4 = v y (t), u 1 = u x (t), u 2 = u y If it is set as (t), the equation of motion of (1) Formula and (2) Formula can be deform | transformed into a state equation like the following (7) Formula and (8) Formula. T is a transposed symbol of a vector and a matrix.

次に、設定された現時刻の車体合成力の大きさF、及びジャークKに従って、所望の横移動距離及び速度方向へ到達する際の縦移動距離を最小化する最適制御問題として考えると、現時刻をt=0とし、回避に要する時間をtとおいて、評価関数Iを下記(9)式で表した場合、下記(10)式で表される座標軸における終端条件、及び下記(11)式で表される車体合成力の大きさに関する入力制約条件の下で、評価関数Iを最小化する制御入力を求めよという制御問題に帰着される。 Next, it is considered as an optimal control problem that minimizes the desired lateral movement distance and the vertical movement distance when reaching the speed direction according to the set vehicle body composite force magnitude F 0 and jerk K J at the current time. the current time and t = 0, the time required for avoidance at the t e, when expressed an evaluation function I below (9), terminating conditions in coordinate axes represented by the following equation (10), and the following ( This results in a control problem of obtaining a control input that minimizes the evaluation function I under the input constraint condition regarding the magnitude of the vehicle body composite force expressed by the equation (11).

この最適制御問題を公知の技術(特開2007-283910号公報等)を参考に解いていく。まず、ラグランジュ乗数関数ベクトルΨ(t)、λ(t)、ハミルトン関数Hを下記(12)式のようにおくと、オイラー方程式を用いて最適解x(t),u(t)は、下記(13)式及び(14)式を満足する。 This optimal control problem is solved with reference to a known technique (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-283910). First, when Lagrange multiplier function vectors Ψ (t), λ (t), and Hamilton function H are set as shown in the following expression (12), optimal solutions x o (t) and u o (t) are obtained using Euler equations. The following expressions (13) and (14) are satisfied.

また、終端条件に関しては、S(x,t)=x(t)とおき、定数ベクトルη=(η,ηを導出することで、下記(15)式及び(16)式のような関係が成り立つ。 As for the termination condition, S (x, t) = x 1 (t) is set, and by deriving a constant vector η = (η 1 , η 2 ) T , the following equations (15) and (16) The following relationship holds.

ただし、(13)式〜(16)式内の右下添え字x,u,tは偏微分を意味する。   However, the lower right subscripts x, u, and t in the equations (13) to (16) mean partial differentiation.

ここで、(13)式及び(14)式を変形すると、下記(17)式及び(18)式のような関係が得られる。   Here, when the equations (13) and (14) are modified, the following relationships (17) and (18) are obtained.

また、終端条件より、下記(19)式及び(20)式の関係が得られる。   Moreover, the relationship of the following (19) Formula and (20) Formula is obtained from termination | terminus conditions.

(18)式及び(11)式より、下記(21)式が得られ、u(t)は下記(22)式となる。 From the formulas (18) and (11), the following formula (21) is obtained, and u o (t) is the following formula (22).

また(17)式によりΨ(t)を求めると下記(23)式となり、x(t)の終端は(20)式より下記(24)式の関係を満たすので、下記(25)式の終端条件が新たに出てくる。 Further, when Ψ (t) is obtained from the equation (17), the following equation (23) is obtained, and the end of x 2 (t) satisfies the relationship of the following equation (24) from the equation (20). A new termination condition appears.

このとき、制御問題は下記(26)式のように書き換えられる。   At this time, the control problem is rewritten as the following equation (26).

(26)式を(7)式及び(8)式のu(t)に代入して時間積分し、初期条件((7)式の第2式)と終端条件((10)式及び(25)式)とを適用すると、t、η、ηを導出する非線形方程式(下記(27)式〜(30)式))が求まる。なお、η、ηは本発明の第1の導入パラメータ、及び第2の導入パラメータに相当する。 Substituting equation (26) into u (t) in equations (7) and (8) and integrating the time, initial conditions (second equation of equation (7)) and termination conditions ((10) and (25) ) Formula) is applied, nonlinear equations (the following formulas (27) to (30))) for deriving t e , η 1 and η 2 are obtained. Note that η 1 and η 2 correspond to the first introduction parameter and the second introduction parameter of the present invention.

(26)式において必要となるt、η、ηは、(27)式〜(30)式の非線形方程式にm、vx0、vy0、Y、F及びKを代入して解くことにより得られる。 T e , η 1 , and η 2 required in the equation (26) are obtained by substituting m, v x0 , v y0 , Y e , F 0, and K J into the nonlinear equations of the equations (27) to (30). It is obtained by solving.

従って、上記非線形方程式の解をマップとして持つ場合には、η及びηに関して持てばよい。上記非線形方程式は、公知の演算ソフトウエアで十分計算可能である。この方程式の解を求めるために、低次元化したマップを導出する。 Therefore, when the solution of the nonlinear equation is provided as a map, it is sufficient to have η 1 and η 2 . The non-linear equation can be sufficiently calculated by known calculation software. In order to find the solution of this equation, a reduced-dimensional map is derived.

まず、(27)〜(30)式に対して、任意の正数aを導入して下記(31)式の関係を満足する2組のパラメータP及びP’を考えると、P及びP’に対応する解{η,η,t}及び{η’,η’,t’}は、下記(32)式の関係を満たす。 First, considering two sets of parameters P and P ′ satisfying the relationship of the following equation (31) by introducing an arbitrary positive number a into equations (27) to (30), P and P ′ are corresponding solution {η 1, η 2, t e} and {η 1 ', η 2' , t e '} satisfies the following relationship (32).

(31)式の第2〜4式を第1式で割ると下記(33)式のように書き換えられ、(33)式の第4式より、aを下記(34)式のようにおくと、(33)式よりF’/m’、vy0’及びY’は下記(35)式のように変形できる。 Dividing Equations 2-4 in Equation (31) by Equation 1 results in the following Equation (33), and from Equation 4 in Equation (33), a is as shown in Equation (34) below. , (33), F 0 ′ / m ′, v y0 ′, and Y e ′ can be transformed as the following expression (35).

この関係より、K’及びvx0’に任意の正数を設定することにより、現時刻のパラメータPによってF’/m’、vy0’及びY’が求まる。よって、K’及びvx0’をある値に設定した場合において、F’/m’、vy0’及びY’をパラメータとした3次元マップを予め用意しておけばよい。なお、このK’及びvx0’の値はマップ作成時に設計者が自由に設定できる。 From this relationship, by setting arbitrary positive numbers to K J ′ and v x0 ′, F 0 ′ / m ′, vy 0 ′, and Y e ′ are obtained by the parameter P at the current time. Therefore, when K J ′ and v x0 ′ are set to certain values, a three-dimensional map using F 0 ′ / m ′, vy 0 ′, and Y e ′ as parameters may be prepared in advance. The values of K J 'and v x0 ' can be freely set by the designer when creating the map.

ここでは、一例として、K’=vx0’=1とした場合の、F’/m’、vy0’及びY’に関する3次元マップを作成する。図3に示すように、F’/m’、vy0’及びY’をパラメータとして(27)式〜(30)式に基づいて得られるη’の値をマッピングした第1の3次元マップ、η’の値をマッピングした第2の3次元マップ、及びt’の値をマッピングした第3の3次元マップを作成する。また、例えば、F’/m’について、F’/m’=G’、F’/m’=G’、F’/m’=G’の3値(G’<G’<G’)を用い、G’〜 G’間、及びG’〜 G’間は、各々線形近似などで内挿する。 Here, as an example, a three-dimensional map relating to F 0 ′ / m ′, v y0 ′, and Y e ′ when K J ′ = v x0 ′ = 1 is created. As shown in FIG. 3, the first 3 is obtained by mapping the value of η 1 ′ obtained based on the equations (27) to (30) using F 0 ′ / m ′, v y0 ′, and Y e ′ as parameters. A dimension map, a second three-dimensional map in which the value of η 2 ′ is mapped, and a third three-dimensional map in which the value of t e ′ is mapped are created. Further, for example, for F 0 '/ m', three values of F 0 '/ m' = G a ', F 0 ' / m '= G b ', F 0 '/ m' = G c '(G a '<G b' < 'with), G a' G c ~ G b ' between, and G b' ~ G c 'between the interpolates the like each linear approximation.

そして、これらのマップを用いて{η,η,t}を求めるには、K’=vx0’=1、既知のm、vx0、vy0、Y、F及びKから(35)式に従ってパラメータF’/m’、vy0’及びY’を演算し、演算されたパラメータに対する出力{η’,η’,t’}を各3次元マップから得て、(32)式及び(34)式に従って{η’,η’,t’}を{η,η,t}に変換し、これらのパラメータを(26)式に適用して入力の時間関数を得る。また、(30)式に代入して縦移動距離Xが得られる。 Then, to obtain {η 1 , η 2 , t e } using these maps, K J ′ = v x0 ′ = 1, known m, v x0 , v y0 , Y e , F 0 and K The parameters F 0 '/ m', v y0 'and Y e ' are calculated from J according to the equation (35), and the outputs {η 1 ', η 2 ', t e '} for the calculated parameters are each three-dimensional maps. obtained from (32) and (34) according to equation {η 1 ', η 2' , t e '} {η 1, η 2, t e} is converted into, these parameters (26) Apply to to get the input time function. Further, the vertical movement distance Xe is obtained by substituting into the equation (30).

なお、この3次元マップは、vy0’及びY’のどちらかを0以上に限定してもよい。例えば、Y≧0の3次元マップを作成した場合は、検出値がY<0であったとしても、vy0→−vy0、Y→−Yに変換して、3次元マップより{−η’、−η’、t’}を求め、−η’→η’、−η’→η’の処理を行って{η,η,t}を得ればよい。 In this three-dimensional map, either v y0 ′ or Y e ′ may be limited to 0 or more. For example, when a three-dimensional map with Y e ≧ 0 is created, even if the detected value is Y e <0, the three-dimensional map is converted into v y0 → −v y0 and Y e → −Y e. more {-η 1 ', -η 2' , t e '} sought, -η 1' → η 1 ' , -η 2' performs processing → η 2 '{η 1, η 2, t e }.

この結果、現時刻の自車両の位置及び速度と、設定された現時刻の車体合成力の大きさ及びジャークとから、所望の横移動距離及び速度方向に到達する際の縦移動距離を最小化する制御入力関数が得られ、また(1)式〜(6)式の積分計算により回避軌道が導出される。   As a result, the vertical movement distance when reaching the desired lateral movement distance and speed direction is minimized from the position and speed of the host vehicle at the current time and the magnitude and jerk of the vehicle body composite force at the set current time. The control input function is obtained, and the avoidance trajectory is derived by the integral calculation of the equations (1) to (6).

なお、上記の3次元マップではパラメータF’/m’、vy0’及びY’を(35)式のように定め、K’=vx0’=1とした場合について説明したが、このパラメータの取り方は、上記以外にも複数存在する。例えば、パラメータaの取り方を変更したり、F’/m’、vx0’、vy0’、Y’及びK’のそれぞれに着目して式を変形したりすれば、上記の場合とは異なる3つのパラメータを選ぶことができる。そして、それぞれのパラメータに応じて残る2つのパラメータに任意の値を設定すれば、新たな3次元マップが作成できる。3次元マップの異なる軸の取り方の例を、下記(36)〜(43)式に示す。 In the above three-dimensional map, the parameters F 0 ′ / m ′, v y0 ′, and Y e ′ are defined as in equation (35), and K J ′ = v x0 ′ = 1 has been described. There are a plurality of other ways of taking these parameters. For example, if the method of taking the parameter a is changed, or if the expression is modified by focusing on each of F 0 '/ m', v x0 ', v y0 ', Y e 'and K J ', Three different parameters can be selected. A new three-dimensional map can be created by setting arbitrary values for the two remaining parameters according to the respective parameters. Examples of how to set different axes of the three-dimensional map are shown in the following formulas (36) to (43).

以下、上記の3次元マップを用いた第1の実施の形態について詳細に説明する。図4に示すように、第1の実施の形態の車両運動制御装置には、自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段として車両に搭載されたセンサ群、外部環境状態を検出する外部環境検出手段として車両に搭載されたセンサ群、及びこれらのセンサ群からの検出データに基づいて、自車両が運動するように自車両に搭載された車載機器を制御することによって目標位置へ到達するように車両運動を制御する制御装置20、ドライバに車両運動制御状態を報知する表示装置30が設けられている。   Hereinafter, the first embodiment using the above three-dimensional map will be described in detail. As shown in FIG. 4, the vehicle motion control apparatus according to the first embodiment includes a sensor group mounted on the vehicle as a traveling state detection unit that detects the traveling state of the host vehicle, and an external environment that detects an external environmental state. Based on the sensor groups mounted on the vehicle as detection means and the detection data from these sensor groups, the in-vehicle device mounted on the host vehicle is controlled so that the host vehicle moves so as to reach the target position. Are provided with a control device 20 for controlling the vehicle motion and a display device 30 for notifying the driver of the vehicle motion control state.

車両運動制御装置の自車両の走行状態を検出するセンサ群としては、車速を検出する車速センサ10、操舵角を検出する操舵角センサ12、及びスロットル弁の開度を検出するスロットル開度センサ14が設けられている。また、図示しないGPS装置からの情報を加えるようにしてもよい。   The sensor group for detecting the running state of the host vehicle of the vehicle motion control device includes a vehicle speed sensor 10 for detecting the vehicle speed, a steering angle sensor 12 for detecting the steering angle, and a throttle opening sensor 14 for detecting the opening of the throttle valve. Is provided. Moreover, you may make it add the information from the GPS apparatus which is not shown in figure.

また、外部環境状態を検出するセンサ群としては、自車両の前方を撮影する前方カメラ16、及び自車両の前方の障害物を検出するレーザレーダ18が設けられている。なお、レーザレーダ18に代えて、又はレーザレーダ18と共にミリ波レーダを設けるようにしてもよい。また、図示しないGPS装置からの情報を加えるようにしてもよい。   Further, as a sensor group for detecting the external environment state, a front camera 16 for photographing the front of the host vehicle and a laser radar 18 for detecting an obstacle in front of the host vehicle are provided. A millimeter wave radar may be provided instead of the laser radar 18 or together with the laser radar 18. Moreover, you may make it add the information from the GPS apparatus which is not shown in figure.

前方カメラ16は、車両の前方を撮影するように車両のフロントウインドウ上部等に取り付けられている。前方カメラ16は、小型のCCDカメラ又はCMOSカメラで構成され、自車両の前方の道路状況を含む領域を撮影し、撮影により得られた画像データを出力する。出力された画像データは、マイクロコンピュータ等で構成された制御装置20に入力される。なお、カメラとして、前方カメラ16に加えて、前方赤外線カメラを設けるのが好ましい。赤外線カメラを用いることにより、歩行者を障害物として確実に検出することができる。なお、上記の赤外線カメラに代えて近赤外線カメラを用いることができ、この場合においても同様に歩行者を確実に検出することができる。   The front camera 16 is attached to the upper part of the front window of the vehicle so as to photograph the front of the vehicle. The front camera 16 is composed of a small CCD camera or CMOS camera, and captures an area including a road condition ahead of the host vehicle and outputs image data obtained by the photographing. The output image data is input to the control device 20 constituted by a microcomputer or the like. As a camera, it is preferable to provide a front infrared camera in addition to the front camera 16. By using an infrared camera, a pedestrian can be reliably detected as an obstacle. Note that a near-infrared camera can be used instead of the above-described infrared camera, and even in this case, a pedestrian can be reliably detected in the same manner.

レーザレーダ18は、赤外光パルスを照射する半導体レーザからなる発光素子、赤外光パルスを水平方向に走査する走査装置、及び前方の障害物(歩行者、前方車両等)から反射された赤外光パルスを受光する受光素子を含んで構成され、車両の前方グリル又はバンパに取り付けられている。このレーザレーダ18では、発光素子から発光された時点を基準として受光素子で受光されるまでの反射赤外光パルスの到達時間に基づいて、自車両から前方の障害物までの距離を検出することができる。レーザレーダ18で検出された障害物までの距離を示すデータは制御装置20に入力される。制御装置20は、RAM、ROM、及びCPUを含むマイクロコンピュータ等で構成され、ROMには以下で説明する車両運動制御ルーチンのプログラムが記憶されている。   The laser radar 18 is a light emitting element composed of a semiconductor laser that irradiates infrared light pulses, a scanning device that scans the infrared light pulses in the horizontal direction, and red reflected from obstacles in front (pedestrians, vehicles ahead, etc.). It includes a light receiving element that receives an external light pulse, and is attached to the front grille or bumper of the vehicle. The laser radar 18 detects the distance from the host vehicle to the obstacle ahead based on the arrival time of the reflected infrared light pulse until the light receiving element receives the light from the light emitting element as a reference. Can do. Data indicating the distance to the obstacle detected by the laser radar 18 is input to the control device 20. The control device 20 includes a microcomputer including a RAM, a ROM, and a CPU, and a program for a vehicle motion control routine described below is stored in the ROM.

また、制御装置20は、自車両の操舵角、制動力、及び駆動力の少なくとも1つを制御することによって、目標位置へ到達するように車両運動を制御するための車両搭載機器に接続されている。この車両搭載機器としては、車輪の操舵角を制御するための電動パワーステアリング等の操舵角制御装置22、ブレーキ油圧を制御することによって制動力を制御する制動力制御装置24、及び駆動力を制御する駆動力制御装置26が設けられている。制動力制御装置24には、制動力を検出する検出センサ24Aが取り付けられている。また、制御装置20には、演算された制御入力の方向θ等を表示することによって車両運動制御情報をドライバに報知する表示装置30が接続されている。なお、車両運動制御を行なっていることを、ドライバだけでなく車両外部の目標位置方向に向かって報知するようにしてもよい。また、最短回避距離が自車両と障害物との距離よりも短い場合には、ドライバに回避の必要性を予め報知するようにしてもよい。   The control device 20 is connected to a vehicle-mounted device for controlling the vehicle motion so as to reach the target position by controlling at least one of the steering angle, the braking force, and the driving force of the host vehicle. Yes. The vehicle-mounted device includes a steering angle control device 22 such as an electric power steering for controlling the steering angle of the wheels, a braking force control device 24 that controls the braking force by controlling the brake hydraulic pressure, and a driving force. A driving force control device 26 is provided. A detection sensor 24 </ b> A for detecting the braking force is attached to the braking force control device 24. The control device 20 is connected to a display device 30 that notifies the driver of vehicle motion control information by displaying the calculated control input direction θ and the like. In addition, you may make it alert | report toward the target position direction outside a vehicle not only a driver but performing vehicle motion control. Further, when the shortest avoidance distance is shorter than the distance between the host vehicle and the obstacle, the driver may be notified in advance of the necessity of avoidance.

操舵角制御装置22としては、ドライバのステアリングホイール操作に重畳して前輪及び後輪の少なくとも一方の車輪の操舵角を制御する制御手段、ドライバ操作とは機械的に分離され、ステアリングホイールの操作とは独立して前輪及び後輪の少なくとも一方の車輪の操舵角を制御する制御手段(いわゆるステア・バイ・ワイヤ)等を用いることができる。   The steering angle control device 22 is a control means for controlling the steering angle of at least one of the front wheels and the rear wheels superimposed on the steering wheel operation of the driver, mechanically separated from the driver operation, Independently, control means (so-called steer-by-wire) for controlling the steering angle of at least one of the front wheels and the rear wheels can be used.

制動力制御装置24としては、ドライバ操作とは独立して各車輪の制動力を個別に制御する、いわゆるESC(Electronic Stability Control)に用いられる制御装置、ドライバ操作とは機械的に分離され、各車輪の制動力を信号線を介して任意に制御する制御装置(いわゆるブレーキ・バイ・ワイヤ)等を用いることができる。   As the braking force control device 24, a control device used for so-called ESC (Electronic Stability Control), which controls the braking force of each wheel independently of the driver operation, is mechanically separated from the driver operation. A control device (so-called brake-by-wire) that arbitrarily controls the braking force of the wheel via a signal line can be used.

駆動力制御装置26としては、スロットル開度、点火進角の遅角、又は燃料噴射量を制御することによって駆動力を制御する制御装置、変速機の変速位置を制御することによって駆動力を制御する制御装置、トルクトランスファを制御することによって前後方向及び左右方向の少なくとも一方の駆動力を制御する制御装置等を用いることができる。   As the driving force control device 26, a control device that controls the driving force by controlling the throttle opening, the retard of the ignition advance angle, or the fuel injection amount, and the driving force is controlled by controlling the shift position of the transmission. For example, a control device that controls at least one of the driving force in the front-rear direction and the left-right direction by controlling the torque transfer can be used.

また、制御装置20には、制御入力を求めるための3次元マップを記憶したマップ記憶装置28が接続されている。   The control device 20 is connected to a map storage device 28 that stores a three-dimensional map for obtaining a control input.

また、制御装置20には、ドライバに警報を発する図示しない警報装置が接続されている。警報装置としては、音や音声によって警報を発する装置、光や視覚的な表示によって警報を発する装置、振動によって警報を発する装置、又は操舵反力のような物理量をドライバに与えてドライバの操作を誘導する物理量付与装置を用いることができる。また、表示装置30を警報装置として用いるようにしてもよい。   The control device 20 is connected to an alarm device (not shown) that issues an alarm to the driver. As an alarm device, a device that issues a warning by sound or sound, a device that issues a warning by light or visual display, a device that issues a warning by vibration, or a physical quantity such as a steering reaction force is given to the driver to operate the driver. An induced physical quantity imparting device can be used. Further, the display device 30 may be used as an alarm device.

以下、図5を参照して第1の実施の形態の車両運動制御装置の制御装置20で実行される車両運動制御ルーチンについて説明する。ここでは、図3の3次元マップを用いる場合について説明する。   Hereinafter, a vehicle motion control routine executed by the control device 20 of the vehicle motion control device of the first embodiment will be described with reference to FIG. Here, a case where the three-dimensional map of FIG. 3 is used will be described.

ステップ100で、車速センサ10等で検出された自車両の走行状態、及びレーザレーダ18等で検出された外部環境状態に関する検出データを取り込む。次に、ステップ102で、取り込んだ検出データに基づいて、車両が走行している道路上の障害物の位置及び大きさを含む環境マップを作成する。   In step 100, detection data relating to the traveling state of the host vehicle detected by the vehicle speed sensor 10 and the external environmental state detected by the laser radar 18 and the like are captured. Next, in step 102, an environment map including the position and size of the obstacle on the road on which the vehicle is traveling is created based on the captured detection data.

次に、ステップ104で、障害物の横を通過する回避軌道を想定して所望の横移動距離を設定し、また、所望の横移動距離移動した位置における速度方向を環境マップに基づいて設定し、さらに自車両の現時刻の位置を原点に、また設定した速度方向をx軸(車体前後方向)に取り、x軸に直交する方向をy軸とするxy座標を設定する。   Next, in step 104, a desired lateral movement distance is set assuming an avoidance trajectory passing by the obstacle, and the speed direction at the position moved by the desired lateral movement distance is set based on the environment map. Further, an xy coordinate is set with the current time position of the host vehicle as the origin, the set speed direction as the x axis (vehicle body longitudinal direction), and the direction perpendicular to the x axis as the y axis.

次に、ステップ106で、上記ステップ100で走行状態として取り込まれた自車両及び障害物の状態量を設定された座標に対応させて変換し、現在の自車両の速度のx成分vx0、自車両の速度のy成分vy0、及び自車両と障害物との距離のy成分(横移動距離)Yを演算する。 Next, in step 106, the state quantities of the host vehicle and the obstacle taken in as the running state in step 100 are converted in correspondence with the set coordinates, and the x component v x0 of the current host vehicle speed is calculated. The y component v y0 of the vehicle speed and the y component (lateral movement distance) Y e of the distance between the host vehicle and the obstacle are calculated.

次に、ステップ108で、外部環境及び自車両の構造と状態に基づいて、現時刻の車体合成力の大きさF、及びジャークKを設定する。 Next, in step 108, based on the external environment and the structure and state of the host vehicle, the magnitude F 0 of the vehicle body resultant force at the current time and the jerk K J are set.

次に、ステップ110で、上記ステップ106で演算した自車両及び障害物の状態量m、vx0、vy0、及びY、並びに上記ステップ108で設定した現時刻の車体合成力の大きさF、及びジャークKを用いて、(35)式に従ってパラメータF’/m’、vy0’及びY’を演算し、演算されたパラメータに対する出力{η’,η’,t’}を各3次元マップから得て、(32)式及び(34)式に従って{η’,η’,t’}を{η,η,t}に変換し、これらのパラメータを(26)式に適用して車体合成力を得る。また、(1)式〜(6)式に従って、所望の横移動距離及び速度方向に到達する際の縦移動距離を最小化する回避軌道を導出する。 Next, in step 110, the state quantities m, v x0 , v y0 , and Y e of the host vehicle and the obstacle calculated in step 106, and the vehicle body composite force magnitude F at the current time set in step 108 above. 0 and jerk K J are used to calculate parameters F 0 ′ / m ′, vy 0 ′ and Y e ′ according to the equation (35), and outputs {η 1 ′, η 2 ′, t e 'a} obtained from the three-dimensional map, (32) and (34) {eta 1 according expression' converts, eta 2 ', t e' a} {eta 1, the eta 2, t e}, These parameters are applied to the equation (26) to obtain the vehicle body composite force. Further, according to the equations (1) to (6), an avoidance trajectory that minimizes the longitudinal movement distance when reaching the desired lateral movement distance and speed direction is derived.

ここで、図6に、導出された回避軌道の一例として、m=2000、vx0=15、vy0=0、Y=1、F=19600、K=0.3とした場合の軌道を示す。 Here, in FIG. 6, as an example of the derived avoidance trajectory, m = 2000, v x0 = 15, v y0 = 0, Y e = 1, F 0 = 19600, and K J = 0.3. Show the trajectory.

次に、ステップ112で、上記ステップ110で導出された車体合成力に従って、回避軌道に沿った走行を実現するために必要な各車輪のタイヤ発生力を演算し、各車輪のタイヤ発生力が得られるように操舵角制御装置22、制動力制御装置24、及び駆動力制御装置26の少なくとも1つを制御すると共に、車両運動制御情報を表示装置30に表示する。また、障害物を回避するように制御する際には無条件で警報装置から警報を発したり、障害物を回避するための車両運動制御を行っていることを表示装置30に表示したりすることにより警報を行ってもよい。   Next, in step 112, the tire generating force of each wheel necessary for realizing traveling along the avoidance track is calculated according to the vehicle body resultant force derived in step 110, and the tire generating force of each wheel is obtained. As well as controlling at least one of the steering angle control device 22, the braking force control device 24, and the driving force control device 26, the vehicle motion control information is displayed on the display device 30. Also, when controlling to avoid an obstacle, an alarm is issued unconditionally from the alarm device, or the vehicle motion control for avoiding the obstacle is displayed on the display device 30. An alarm may be issued by.

以上説明したように、第1の実施の形態の車両運動制御装置によれば、現在の自車両の速度のx成分vx0、自車両の速度のy成分vy0、横移動距離Y、現時刻の車体合成力の大きさF、及びジャークKをパラメータとする簡単な構成の3次元マップを用いて、所望の横移動距離及び速度方向に到達する際の縦移動距離を最小化する車体合成力及び回避軌道を導出することができる。 As described above, according to the vehicle motion control apparatus of the first embodiment, the current vehicle speed x component v x0 , the vehicle speed y component v y0 , the lateral movement distance Y e , Using a three-dimensional map having a simple configuration with the magnitude F 0 of the vehicle body composite force at the time and the jerk K J as parameters, the desired horizontal movement distance and the vertical movement distance when reaching the speed direction are minimized. The vehicle body synthesis force and the avoidance trajectory can be derived.

また、人間はジャークに基づいて加速感を知覚する傾向があるため、ジャークを設定して時間変化をコントロールすることで、人間の感覚にあった制御を行うことができる。   In addition, since humans tend to perceive a feeling of acceleration based on jerk, control according to human senses can be performed by setting jerk and controlling temporal changes.

次に、第2の実施の形態について説明する。第1の実施の形態では、車体合成力及び回避軌道を求めるために{η’,η’,t’}を導出する3次元マップを用いる場合について説明したが、現時刻の入力(車体合成力の向き)のみを求めたい場合には、1つのパラメータを出力する3次元マップで導出が可能となる。第2の実施の形態ではこの場合について説明する。なお、第2の実施の形態の車両運動制御装置の構成は、第1の実施の形態の車両運動制御装置の構成と同一であるので説明を省略する。 Next, a second embodiment will be described. In the first embodiment, the case where a three-dimensional map for deriving {η 1 ′, η 2 ′, t e ′} is used to obtain the vehicle body synthesis force and the avoidance trajectory has been described. When it is desired to obtain only the direction of the vehicle body synthesis force, it can be derived by a three-dimensional map that outputs one parameter. In the second embodiment, this case will be described. The configuration of the vehicle motion control device according to the second embodiment is the same as the configuration of the vehicle motion control device according to the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.

ここで、第2の実施の形態で用いられる3次元マップについて説明する。   Here, a three-dimensional map used in the second embodiment will be described.

まず、第1の実施の形態と同様に、(35)式まで展開する。そして、一例として、K’=vx0’=1とした場合のF’/m’、vy0’及びY’に関する3次元マップを作成する。図7に示すように、F’/m’、vy0’及びY’をパラメータとして、(26)〜(30)式に基づいて得られる車体合成加速度の方向θ’の値をマッピングした3次元マップを作成する。 First, as in the first embodiment, the expression (35) is expanded. As an example, a three-dimensional map relating to F 0 ′ / m ′, v y0 ′, and Y e ′ when K J ′ = v x0 ′ = 1 is created. As shown in FIG. 7, the value of the direction θ ′ of the vehicle body composite acceleration obtained based on the equations (26) to (30) is mapped using F 0 ′ / m ′, v y0 ′, and Y e ′ as parameters. Create a 3D map.

そして、この3次元マップを用いて{θ}を求めるには、K’=vx0’=1、既知のm、vx0、vy0、Y、F及びKから(35)式に従ってパラメータF’/m’、vy0’及びY’を演算し、演算されたパラメータに対する出力{θ’}を3次元マップから得て、下記(44)式により、所望の位置及び速度方向に到達したときの車速を最小化する現時刻の車体合成力の大きさ及び向きが得られる。 Then, in order to obtain {θ} using this three-dimensional map, K J '= v x0 ' = 1, known m, v x0 , v y0 , Y e , F 0, and K J (35) The parameters F 0 ′ / m ′, v y0 ′ and Y e ′ are calculated according to the following equation, and the output {θ ′} for the calculated parameters is obtained from the three-dimensional map. The magnitude and direction of the vehicle body composite force at the current time that minimizes the vehicle speed when reaching the direction can be obtained.

なお、この3次元マップは、vy0’及びY’のどちらかを0以上に限定してもよい。例えば、Y≧0の3次元マップを作成した場合は、検出値がY<0であったとしても、vy0→−vy0、Y→−Yに変換して、3次元マップより{−θ’}を求め、−θ’→θ’の処理を行って{θ}を得ればよい。 In this three-dimensional map, either v y0 ′ or Y e ′ may be limited to 0 or more. For example, when a three-dimensional map with Y e ≧ 0 is created, even if the detected value is Y e <0, the three-dimensional map is converted into v y0 → −v y0 and Y e → −Y e. {−θ ′} is obtained, and −θ ′ → θ ′ is processed to obtain {θ}.

また、図7のように{X’}も出力する3次元マップを導入して、下記(45)式によりXに変換して、縦移動距離を求めてもよい。 Further, as shown in FIG. 7, a three-dimensional map that also outputs {X e '} may be introduced and converted to X e by the following equation (45) to obtain the longitudinal movement distance.

なお、上記の3次元マップでは、パラメータを(35)式のように定めた場合について説明したが、第1の実施の形態と同様に、(36)〜(43)式の各々に示すパラメータに対応する{θ’}及び{X’}を出力する3次元マップを作成してもよい。 In the above three-dimensional map, the case where the parameters are defined as in Expression (35) has been described. However, as in the first embodiment, the parameters shown in Expressions (36) to (43) are set as shown in FIG. A three-dimensional map that outputs corresponding {θ ′} and {X e ′} may be created.

以下、図8を参照して第2の実施の形態の車両運動制御装置の制御装置20で実行される車両運動制御ルーチンについて説明する。ここでは、図7の3次元マップを用いる場合について説明する。なお、第1の実施の形態の車両運動制御装置の制御装置20で実行される車両運動制御ルーチンと同一の処理については、同一の符号を付して説明を省略する。   Hereinafter, a vehicle motion control routine executed by the control device 20 of the vehicle motion control device of the second embodiment will be described with reference to FIG. Here, a case where the three-dimensional map of FIG. 7 is used will be described. In addition, about the process same as the vehicle motion control routine performed with the control apparatus 20 of the vehicle motion control apparatus of 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

ステップ100〜108を経て、次に、ステップ200で、上記ステップ106で演算した自車両及び障害物の状態量m、vx0、vy0、及びY、並びに上記ステップ108で設定した現時刻の車体合成力の大きさF、及びジャークKを用いて、(35)式に従ってパラメータF’/m’、vy0’及びY’を演算し、演算されたパラメータに対する出力{θ’}を3次元マップから得て、(44)式に適用することにより現時刻の車体合成力の向きを導出する。 After steps 100 to 108, next, in step 200, the state quantities m, v x0 , v y0 , and Y e of the host vehicle and the obstacle calculated in step 106, and the current time set in step 108 above. Using the magnitude F 0 of the vehicle body synthesis force and the jerk K J , the parameters F 0 '/ m', v y0 ', and Y e ' are calculated according to the equation (35), and the output {θ 'for the calculated parameters } Is obtained from the three-dimensional map and applied to the equation (44) to derive the direction of the vehicle body resultant force at the current time.

次に、ステップ112で、上記ステップ200で導出した車体合成力に従って車両運動を制御する。   Next, in step 112, vehicle motion is controlled according to the vehicle body resultant force derived in step 200.

以上説明したように、第2の実施の形態の車両運動制御装置によれば、現在の自車両の速度のx成分vx0、自車両の速度のy成分vy0、横移動距離Y、現時刻の車体合成力の大きさF、及びジャークKをパラメータとする簡単な構成の3次元マップを用いて、所望の横移動距離及び速度方向に到達する際の縦移動距離を最小化する現時刻の車体合成力の向きを導出することができる。また、第1の実施の形態の場合の3次元マップに比べ、用いるマップが少ないため、マップを記憶するための容量を削減できる。 As described above, according to the vehicle motion control apparatus of the second embodiment, the x component v x0 of the current host vehicle speed, the y component v y0 of the host vehicle speed, the lateral movement distance Y e , Using a three-dimensional map having a simple configuration with the magnitude F 0 of the vehicle body composite force at the time and the jerk K J as parameters, the desired horizontal movement distance and the vertical movement distance when reaching the speed direction are minimized. The direction of the vehicle body composite force at the current time can be derived. In addition, since the number of maps used is small compared to the three-dimensional map in the case of the first embodiment, the capacity for storing the maps can be reduced.

また、人間はジャークに基づいて加速感を知覚する傾向があるため、ジャークを設定して時間変化をコントロールすることで、人間の感覚にあった制御を行うことができる。   In addition, since humans tend to perceive a feeling of acceleration based on jerk, control according to human senses can be performed by setting jerk and controlling temporal changes.

次に、第3の実施の形態について説明する。第3の実施の形態では、現時刻及び回避直後の車体合成力の大きさ、その間のジャークを設定した場合において、ジャークに基づく車体合成力を発生させて、所望の横移動距離移動した位置及び速度方向に到達する際の縦移動距離を最小化する車体合成力及び回避軌道を導出する場合について説明する。なお、第3の実施の形態の車両運動制御装置の構成は、第1の実施の形態の車両運動制御装置の構成と同一であるので説明を省略する。   Next, a third embodiment will be described. In the third embodiment, when the current time and the magnitude of the vehicle body composite force immediately after avoidance and the jerk between them are set, the vehicle body composite force based on the jerk is generated, and the position moved by the desired lateral movement distance and The case of deriving the vehicle body resultant force and avoidance trajectory that minimizes the longitudinal movement distance when reaching the speed direction will be described. The configuration of the vehicle motion control device according to the third embodiment is the same as the configuration of the vehicle motion control device according to the first embodiment, and thus description thereof is omitted.

ここで、現時刻及び回避直後の車体合成力の大きさ、その間のジャークを設定した場合において、ジャークに基づく車体合成力を発生させて、所望の横移動距離移動した位置及び速度方向に到達する際の縦移動距離を最小化する車体合成力及び回避軌道を導出するための3次元マップについて説明する。   Here, when the current time and the magnitude of the vehicle composite force immediately after avoidance and the jerk between them are set, the vehicle composite force based on the jerk is generated to reach the desired lateral movement distance and the speed direction. A three-dimensional map for deriving a vehicle body resultant force and avoidance trajectory that minimizes the vertical movement distance will be described.

現時刻及び回避直後の車体合成力の大きさ、その間のジャークを設定した場合において、ジャークに基づく車体合成力を発生させて、所望の横移動距離移動した位置及び速度方向に到達する際の縦移動距離を最小化する最適制御問題は、第1の実施の形態と同様に、(7)式〜(11)式で定式化することができる。ただし、この制御問題では、回避直後の車体合成力の大きさをFとおくと、終端時刻(回避に要する時間)が下記(46)式となり固定値となるところが第1の実施の形態とは異なる。 When the current time and the magnitude of the vehicle composite force immediately after avoidance and the jerk between them are set, the vehicle composite force based on the jerk is generated, and the vertical travel time when reaching the desired lateral movement distance and speed direction is reached. The optimal control problem for minimizing the movement distance can be formulated by the equations (7) to (11) as in the first embodiment. However, this control problem, when placing the size of the vehicle body resultant force immediately after avoiding the F 1, (the time required for avoidance) termination time and a place for a fixed value becomes below (46) below the first embodiment Is different.

まず、最適性の条件は(13)式〜(15)式となる。ここでは、終端時刻が(46)式のように固定なため、最適解は(16)式を必ずしも満たす必要はない。そして、同様の手順で制御入力を求めると(26)式となる。   First, the optimality conditions are represented by equations (13) to (15). Here, since the end time is fixed as in equation (46), the optimal solution does not necessarily satisfy equation (16). Then, when the control input is obtained in the same procedure, equation (26) is obtained.

また、この制御入力に必要なパラメータ{η,η}は、(46)式を代入した(28)式及び(29)式を満たす。よって、(28)式、(29)式、及び(46)式にm、vx0、vy0、Y、F、F、及びKを代入して、η及びηを求め、さらに、(30)式に代入してXを求める。 Further, the parameters {η 1 , η 2 } necessary for this control input satisfy the equations (28) and (29) obtained by substituting the equation (46). Therefore, η 1 and η 2 are obtained by substituting m, v x0 , v y0 , Y e , F 0 , F 1 , and K J into the equations (28), (29), and (46). further, obtains the X e are substituted into equation (30).

まず、(28)式及び(29)式に対して、F=F+mKの関係を適用すると、下記(47)式及び(48)式のように変形できる。 First, the (28) and (29), applying the relation F 1 = F 0 + mK J t e, can be modified as follows (47) and (48) below.

そして、(46)式〜(48)式に対して、任意の正数aを導入して下記(49)式の関係を満足する2組のパラメータP及びP’を考えると、P及びP’に対応する解{η,η}及び{η’,η’}は、下記(50)式の関係を満たす。 Then, considering two sets of parameters P and P ′ that satisfy the relationship of the following equation (49) by introducing an arbitrary positive number a into the equations (46) to (48), P and P ′: The solutions {η 1 , η 2 } and {η 1 ′, η 2 ′} corresponding to satisfy the relationship of the following equation (50).

ここで、(49)式の第4式より、aを下記(51)式のようにおくと、vy0’、Y’、及びt’は下記(52)式のように変形できる。 Here, from the fourth expression of the expression (49), when a is set as the following expression (51), v y0 ′, Y e ′, and t e ′ can be transformed as the following expression (52).

この関係より、F’/m’及びK’に任意の正数を設定することにより、現時刻のパラメータPによってvy0’、Y’、及びt’が求まる。よって、F’/m’及びK’をある値に設定した場合において、vy0’、Y’、及びt’をパラメータとした3次元マップを予め用意しておけばよい。なお、このF’/m’及びK’の値はマップ作成時に設計者が自由に設定できる。 From this relationship, by setting arbitrary positive numbers to F 1 ′ / m ′ and K J ′, v y0 ′, Y e ′, and t e ′ are obtained by the parameter P at the current time. Therefore, when F 1 ′ / m ′ and K J ′ are set to certain values, a three-dimensional map using v y0 ′, Y e ′, and t e ′ as parameters may be prepared in advance. The values of F 1 '/ m' and K J 'can be freely set by the designer when creating the map.

ここでは、一例として、F’/m’=K’=1とした場合のvy0’、Y’、及びt’に関する3次元マップを作成する。図9に示すように、vy0’、Y’、及びt’をパラメータとして、(47)式及び(48)式に基づいて得られるη’の値をマッピングした第1の3次元マップ、及びη’の値をマッピングした第2の3次元マップを作成する。 Here, as an example, a three-dimensional map for v y0 ′, Y e ′, and t e ′ when F 1 ′ / m ′ = K J ′ = 1 is created. As shown in FIG. 9, the first three-dimensional values mapping values of η 1 ′ obtained based on the equations (47) and (48) using v y0 ′, Y e ′, and t e ′ as parameters. A map and a second three-dimensional map mapping the value of η 2 ′ are created.

そして、これらのマップを用いて{η,η}を求めるには、F’/m’=K’=1、既知のm、vy0、Y、F及びKから(52)式に従ってパラメータvy0’、Y’、及びt’を演算し、演算されたパラメータに対する出力{η’,η’}を各3次元マップから得て、(50)式及び(51)式に従って{η’,η’}を{η,η}に変換し、さらに、(46)式に代入してtを得る。そして、これらのパラメータを(26)式に適用して入力の時間関数を得る。また、(30)式に代入して縦移動距離Xが得られる。 Then, to obtain {η 1 , η 2 } using these maps, from F 1 '/ m' = K J '= 1, known m, v y0 , Y e , F 1 and K J ( 52) Calculate the parameters v y0 ′, Y e ′, and t e ′ according to the equation, and obtain the outputs {η 1 ′, η 2 ′} for the calculated parameters from the respective three-dimensional maps. (51) {η 1 ', η 2'} in accordance with equation {η 1, η 2} into a further obtain t e are substituted into expression (46). Then, these parameters are applied to the equation (26) to obtain an input time function. Further, the vertical movement distance Xe is obtained by substituting into the equation (30).

なお、この3次元マップは、vy0’及びY’のどちらかを0以上に限定してもよい。例えば、Y≧0の3次元マップを作成した場合は、検出値がY<0であったとしても、vy0→−vy0、Y→−Yに変換して、3次元マップより{−η’、−η’}を求め、−η’→η’、−η’→η’の処理を行って{η,η}を得ればよい。 In this three-dimensional map, either v y0 ′ or Y e ′ may be limited to 0 or more. For example, when a three-dimensional map with Y e ≧ 0 is created, even if the detected value is Y e <0, the three-dimensional map is converted into v y0 → −v y0 and Y e → −Y e. Then, {−η 1 ′, −η 2 ′} is obtained, and the processing of −η 1 ′ → η 1 ′ and −η 2 ′ → η 2 ′ is performed to obtain {η 1 , η 2 }.

この結果、現時刻の自車両の位置及び速度と、設定された現時刻及び回避直後の車体合成力の大きさ、ジャークとから、所望の横移動距離及び速度方向に到達する際の縦移動距離を最小化する制御入力関数が得られ、また(1)式〜(6)式の積分計算により回避軌道が導出される。   As a result, from the position and speed of the vehicle at the current time, the set current time and the magnitude of the vehicle body composite force immediately after avoidance, and the jerk, the vertical movement distance when reaching the desired lateral movement distance and speed direction. A control input function is obtained that minimizes the inequality, and an avoidance trajectory is derived by the integral calculation of equations (1) to (6).

なお、上記の3次元マップではパラメータvy0’、Y’、及びt’を(52)式のように定め、F’/m’=K’=1とした場合について説明したが、このパラメータの取り方は、上記以外にも複数存在する。例えば、パラメータaの取り方を変更したり、F’/m’、F’/m’、vx0’、vy0’ 、Y’及びK’のそれぞれに着目して式を変形したりすれば、上記の場合とは異なる3つのパラメータを選ぶことができる。そして、それぞれのパラメータに応じて残る2つのパラメータに任意の値を設定すれば、新たな3次元マップが作成できる。3次元マップの異なる軸の取り方の例を、下記(53)〜(64)式に示す。 In the above three-dimensional map, the parameters v y0 ′, Y e ′, and t e ′ are defined as in the equation (52), and F 1 ′ / m ′ = K J ′ = 1 is described. In addition to the above, there are a plurality of ways of taking this parameter. For example, change the way to take parameter a, or change the expression focusing on each of F 0 '/ m', F 1 '/ m', v x0 ', v y0 ', Y e 'and K J ' If so, three parameters different from the above case can be selected. A new three-dimensional map can be created by setting arbitrary values for the two remaining parameters according to the respective parameters. Examples of how to set different axes of the three-dimensional map are shown in the following equations (53) to (64).

以下、図10を参照して第3の実施の形態の車両運動制御装置の制御装置20で実行される車両運動制御ルーチンについて説明する。ここでは、図9の3次元マップを用いる場合について説明する。なお、第1の実施の形態の車両運動制御装置の制御装置20で実行される車両運動制御ルーチンと同一の処理については、同一の符号を付して説明を省略する。   Hereinafter, a vehicle motion control routine executed by the control device 20 of the vehicle motion control device of the third embodiment will be described with reference to FIG. Here, a case where the three-dimensional map of FIG. 9 is used will be described. In addition, about the process same as the vehicle motion control routine performed with the control apparatus 20 of the vehicle motion control apparatus of 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

ステップ100〜106を経て、次にステップ300で、現時刻の車体合成力の大きさF、回避直後の車体合成力の大きさF、及びその間のジャークKを設定する。 After steps 100 to 106, next, at step 300, the magnitude F 0 of the vehicle body composite force at the current time, the magnitude F 1 of the vehicle body composite force immediately after avoidance, and the jerk K J therebetween are set.

次に、ステップ302で、上記ステップ106で演算した自車両及び障害物の状態量m、vy0及びY、並びに上記ステップ300で設定したF及びKを用いて、(52)式に従ってパラメータvy0’、Y’、及びt’を演算し、演算されたパラメータに対する出力{η’,η’}を各3次元マップから得て、(50)式及び(51)式に従って{η’,η’}を{η,η}に変換し、さらに、(46)式に代入してtを得る。そして、これらのパラメータを(26)式に適用して車体合成力を得る。また、(1)式〜(6)式に従って、所望の横移動距離及び速度方向に到達する際の縦移動距離を最小化する回避軌道を導出する。 Next, in step 302, using the vehicle and obstacle state quantities m, v y0 and Y e calculated in step 106, and F 1 and K J set in step 300, according to equation (52) Parameters v y0 ′, Y e ′, and t e ′ are calculated, and outputs {η 1 ′, η 2 ′} for the calculated parameters are obtained from the respective three-dimensional maps. Expressions (50) and (51) {η 1 ', η 2' } according converted into {η 1, η 2}, further obtain a t e are substituted into expression (46). Then, these parameters are applied to the equation (26) to obtain the vehicle body composite force. Further, according to the equations (1) to (6), an avoidance trajectory that minimizes the longitudinal movement distance when reaching the desired lateral movement distance and speed direction is derived.

次に、ステップ112で、上記ステップ302で導出された車体合成力に従って、回避軌道に沿った走行を実現するように制御する。   Next, in step 112, control is performed so as to realize traveling along the avoidance track according to the vehicle body resultant force derived in step 302.

以上説明したように、第3の実施の形態の車両運動制御装置によれば、現在の自車両の速度のx成分vx0、自車両の速度のy成分vy0、横移動距離Y、現時刻の車体合成力の大きさF、回避直後の車体合成力の大きさF、及びジャークKをパラメータとする簡単な構成の3次元マップを用いて、所望の横移動距離及び速度方向に到達する際の縦移動距離を最小化する車体合成力及び回避軌道を導出することができる。 As described above, according to the vehicle motion control apparatus of the third embodiment, the x component v x0 of the current host vehicle speed, the y component v y0 of the host vehicle speed, the lateral movement distance Y e , The desired lateral movement distance and speed direction are obtained using a three-dimensional map of a simple configuration using the magnitude F 0 of the vehicle body composite force at the time, the magnitude F 1 of the vehicle body composite force immediately after avoidance, and the jerk K J as parameters. It is possible to derive the vehicle body synthesis force and avoidance trajectory that minimize the longitudinal movement distance when reaching the position.

また、人間はジャークに基づいて加速感を知覚する傾向があるため、ジャークを設定して時間変化をコントロールすることで、人間の感覚にあった制御を行うことができる。   In addition, since humans tend to perceive a feeling of acceleration based on jerk, control according to human senses can be performed by setting jerk and controlling temporal changes.

次に、第4の実施の形態について説明する。第3の実施の形態では、車体合成力及び回避軌道を求めるために{η’,η’}を導出する3次元マップを用いる場合について説明したが、現時刻の入力(車体合成力の向き)のみを求めたい場合には、1つのパラメータを出力する3次元マップで導出が可能となる。第4の実施の形態ではこの場合について説明する。なお、第4の実施の形態の車両運動制御装置の構成は、第1の実施の形態の車両運動制御装置の構成と同一であるので説明を省略する。 Next, a fourth embodiment will be described. In the third embodiment, the case of using a three-dimensional map for deriving {η 1 ′, η 2 ′} to obtain the vehicle body composite force and the avoidance trajectory has been described. When only the (direction) is desired, it can be derived by a three-dimensional map that outputs one parameter. This case will be described in the fourth embodiment. In addition, since the structure of the vehicle motion control apparatus of 4th Embodiment is the same as the structure of the vehicle motion control apparatus of 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted.

ここで、第4の実施の形態で用いられる3次元マップについて説明する。   Here, a three-dimensional map used in the fourth embodiment will be described.

まず、第3の実施の形態と同様に、(35)式まで展開する。そして、一例として、F’/m’=K’=1とした場合のvy0’、Y’、及びt’に関する3次元マップを作成する。図11に示すように、vy0’、Y’、及びt’をパラメータとして、(26)及び(46)〜(48)式に基づいて得られる車体合成加速度の方向θ’の値をマッピングした3次元マップを作成する。 First, as in the third embodiment, the expression (35) is expanded. As an example, a three-dimensional map for v y0 ′, Y e ′, and t e ′ when F 1 ′ / m ′ = K J ′ = 1 is created. As shown in FIG. 11, the value of the direction θ ′ of the vehicle body composite acceleration obtained based on the equations (26) and (46) to (48) is set with v y0 ′, Y e ′, and t e ′ as parameters. Create a mapped 3D map.

そして、この3次元マップを用いて{θ}を求めるには、F’/m’=K’=1、既知のm、vy0、Y、F及びKから(52)式に従ってパラメータvy0’、Y’、及びt’を演算し、演算されたパラメータに対する出力{θ’}を3次元マップから得て、(44)式により、所望の位置及び速度方向に到達したときの車速を最小化する現時刻の車体合成力の大きさ及び向きが得られる。 Then, in order to obtain {θ} using this three-dimensional map, F 1 '/ m' = K J '= 1, known m, v y0 , Y e , F 1, and K J (52) parameter v y0 ', Y e', and 'calculates the output for the calculated parameters {theta' t e according to} obtained from the three-dimensional map, the equation (44), reaches the desired position and velocity direction Thus, the magnitude and direction of the vehicle body composite force at the current time that minimizes the vehicle speed at that time can be obtained.

なお、この3次元マップは、vy0’及びY’のどちらかを0以上に限定してもよい。例えば、Y≧0の3次元マップを作成した場合は、検出値がY<0であったとしても、vy0→−vy0、Y→−Yに変換して、3次元マップより{−θ’}を求め、−θ’→θ’の処理を行って{θ}を得ればよい。 In this three-dimensional map, either v y0 ′ or Y e ′ may be limited to 0 or more. For example, when a three-dimensional map with Y e ≧ 0 is created, even if the detected value is Y e <0, the three-dimensional map is converted into v y0 → −v y0 and Y e → −Y e. {−θ ′} is obtained, and −θ ′ → θ ′ is processed to obtain {θ}.

また、図11のように{X’}も出力する3次元マップを導入して、下記(65)式によりXに変換して、縦移動距離を求めてもよい。 Further, as shown in FIG. 11, a three-dimensional map that also outputs {X e '} may be introduced and converted into X e by the following equation (65) to obtain the vertical movement distance.

なお、上記の3次元マップでは、パラメータを(35)式のように定めた場合について説明したが、第3の実施の形態と同様に、(53)〜(64)式の各々に示すパラメータに対応する{θ’}及び{X’}を出力する3次元マップを作成してもよい。 In the above three-dimensional map, the case where the parameters are defined as in Expression (35) has been described. However, as in the third embodiment, the parameters shown in Expressions (53) to (64) A three-dimensional map that outputs corresponding {θ ′} and {X e ′} may be created.

以下、図12を参照して第4の実施の形態の車両運動制御装置の制御装置20で実行される車両運動制御ルーチンについて説明する。ここでは、図7の低速化3次元マップを用いる場合について説明する。なお、第1及び第3の実施の形態の車両運動制御装置の制御装置20で実行される車両運動制御ルーチンと同一の処理については、同一の符号を付して説明を省略する。   Hereinafter, a vehicle motion control routine executed by the control device 20 of the vehicle motion control device of the fourth embodiment will be described with reference to FIG. Here, the case where the low-speed three-dimensional map of FIG. 7 is used will be described. In addition, about the process same as the vehicle motion control routine performed with the control apparatus 20 of the vehicle motion control apparatus of 1st and 3rd embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

ステップ100〜300を経て、次に、ステップ400で、上記ステップ106で演算した自車両及び障害物の状態量m、vy0、及びY、並びに上記ステップ300で設定したF及びKを用いて、(52)式に従ってパラメータvy0’、Y’、及びt’を演算し、演算されたパラメータに対する出力{θ’}を3次元マップから得て、(44)式に適用することにより現時刻の車体合成力の向きを導出する。 After steps 100 to 300, next, in step 400, the state quantities m, v y0 and Y e of the host vehicle and the obstacle calculated in step 106, and F 1 and K J set in step 300 are determined. Then, the parameters v y0 ′, Y e ′, and t e ′ are calculated according to the equation (52), the output {θ ′} for the calculated parameters is obtained from the three-dimensional map, and applied to the equation (44). Thus, the direction of the vehicle body composite force at the current time is derived.

次に、ステップ112で、上記ステップ400で導出した車体合成力に従って車両運動を制御する。   Next, in step 112, the vehicle motion is controlled according to the vehicle body resultant force derived in step 400.

以上説明したように、第4の実施の形態の車両運動制御装置によれば、現在の自車両の速度のx成分vx0、自車両の速度のy成分vy0、横移動距離Y、現時刻の車体合成力の大きさF、回避直後の車体合成力の大きさF、及びジャークKをパラメータとする簡単な構成の3次元マップを用いて、所望の横移動距離及び速度方向に到達する際の縦移動距離を最小化する現時刻の車体合成力の向きを導出することができる。また、第3の実施の形態の場合の3次元マップに比べ、用いるマップが少ないため、マップを記憶するための容量を削減できる。 As described above, according to the vehicle motion control apparatus of the fourth embodiment, the current vehicle speed x component v x0 , the vehicle speed y component v y0 , the lateral movement distance Y e , the current The desired lateral movement distance and speed direction are obtained using a three-dimensional map of a simple configuration using the magnitude F 0 of the vehicle body composite force at the time, the magnitude F 1 of the vehicle body composite force immediately after avoidance, and the jerk K J as parameters. It is possible to derive the direction of the vehicle body resultant force at the current time that minimizes the longitudinal movement distance when reaching. In addition, since the number of maps used is small compared to the three-dimensional map in the case of the third embodiment, the capacity for storing the maps can be reduced.

また、人間はジャークに基づいて加速感を知覚する傾向があるため、ジャークを設定して時間変化をコントロールすることで、人間の感覚にあった制御を行うことができる。   In addition, since humans tend to perceive a feeling of acceleration based on jerk, control according to human senses can be performed by setting jerk and controlling temporal changes.

次に、第5の実施の形態について説明する。第5の実施の形態では、設定されるジャークとして、ドライバが期待する加速感に対応するジャークの値を設定する場合について説明する。なお、第5の実施の形態の車両運動制御装置の構成は、第1の実施の形態の車両運動制御装置の構成と同一であるので説明を省略する。   Next, a fifth embodiment will be described. In the fifth embodiment, a case where a jerk value corresponding to the acceleration feeling expected by the driver is set as the jerk to be set will be described. In addition, since the structure of the vehicle motion control apparatus of 5th Embodiment is the same as the structure of the vehicle motion control apparatus of 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted.

設定されるジャークの値の算出方法は、例えば、特開2008−138595号公報に記載されているように、ドライバのアクセル操作量及び自車両の車速に基づいて、ドライバが期待する加速度を求め、この加速度を微分してジャークを算出することができる。   For example, as described in JP 2008-138595 A, a method for calculating a jerk value to be set obtains an acceleration expected by the driver based on the accelerator operation amount of the driver and the vehicle speed of the host vehicle, The jerk can be calculated by differentiating this acceleration.

以下、図13を参照して第5の実施の形態の車両運動制御装置の制御装置20で実行される車両運動制御ルーチンについて説明する。なお、第1の実施の形態の車両運動制御装置の制御装置20で実行される車両運動制御ルーチンと同一の処理については、同一の符号を付して説明を省略する。   Hereinafter, the vehicle motion control routine executed by the control device 20 of the vehicle motion control device of the fifth embodiment will be described with reference to FIG. In addition, about the process same as the vehicle motion control routine performed with the control apparatus 20 of the vehicle motion control apparatus of 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

ステップ100〜106を経て、次に、ステップ500で、ドライバのアクセル操作量を取り込んで、上記ステップ100で取り込んだ自車両の速度と共に、ドライバの要求加速度を算出する。   Steps 100 to 106 are followed, and then, in step 500, the driver's accelerator operation amount is captured, and the driver's requested acceleration is calculated along with the speed of the host vehicle captured in step 100 above.

次に、ステップ502で、現時刻の車体合成力の大きさF、及び上記ステップ500で算出したドライバの要求加速度に対応したジャークの値を設定する。 Next, at step 502, the magnitude F 0 of the vehicle body composite force at the current time and the jerk value corresponding to the driver's requested acceleration calculated at step 500 are set.

次に、ステップ110で、設定されたジャークに従って所望の横移動距離及び速度方向に到達する際の縦移動距離を最小化する回避軌道を導出する。   Next, in step 110, an avoidance trajectory that minimizes the longitudinal movement distance when reaching the desired lateral movement distance and speed direction according to the set jerk is derived.

以上、説明したように、第5の実施の形態の車両運動制御装置によれば、よりドライバの間隔に合致した制御を行うことができる。   As described above, according to the vehicle motion control device of the fifth embodiment, it is possible to perform control more consistent with the driver interval.

なお、第1〜第4の実施の形態では、現時刻の道路に対する自車両の速度及び所望の位置を用いる場合について説明したが、自車両と所望の位置との相対距離及び相対速度を用いてもよい。   In the first to fourth embodiments, the case where the speed and the desired position of the own vehicle with respect to the road at the current time are used has been described, but the relative distance and the relative speed between the own vehicle and the desired position are used. Also good.

10 車速センサ
12 操舵角センサ
14 スロットル開度センサ
16 前方カメラ
18 レーザレーダ
20 制御装置
22 操舵角制御装置
24 制動力制御装置
26 駆動力制御装置
28 マップ記憶装置
30 表示装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vehicle speed sensor 12 Steering angle sensor 14 Throttle opening sensor 16 Front camera 18 Laser radar 20 Control device 22 Steering angle control device 24 Braking force control device 26 Driving force control device 28 Map storage device 30 Display device

Claims (9)

所望の横移動距離移動した位置、該位置における所望の速度方向、現時刻の車体合成力の大きさ、及び車体合成加速度の大きさの時間変化を設定する設定手段と、
自車両と前記位置との距離、及び自車両の速度を含む状態量を検出する検出手段と、
・前記所望の速度方向を車体前後方向とした場合の前記自車両の速度の車体前後方向の成分vx0、前記自車両の速度の車体横方向の成分vy0、前記距離の車体横方向の成分Y、現時刻の車体合成加速度の大きさF/m、及び車体合成加速度の大きさの時間変化Kを用いた各々異なる3つのパラメータと、前記所望の横移動距離移動した位置及び該位置における所望の速度方向に到達する際の縦移動距離を最小化する車体合成力を求めるために導入した第1の導入パラメータηの、前記成分vx0、前記成分vy0、前記成分Y、前記大きさF/m、及び前記時間変化Kのうち前記3つのパラメータに応じた2つが特定値であるとの仮定の下での値η’と、の関係を定めた第1のマップ、
・前記3つのパラメータと、前記所望の横移動距離移動した位置及び該位置における所望の速度方向に到達する際の縦移動距離を最小化する車体合成力を求めるために導入した前記第1の導入パラメータηと異なる第2の導入パラメータηの、前記仮定の下での値η’と、の関係を定めた第2のマップ、並びに
・前記3つのパラメータと、前記位置に到達する時刻tの、前記仮定の下での時刻t’と、の関係を定めた第3のマップからなる3次元マップを記憶した記憶手段と、
前記検出手段で検出された状態量及び前記設定手段で設定された値に基づいて前記3つのパラメータを演算し、演算された3つのパラメータ及び前記3次元マップを用いて、前記所望の横移動距離移動した位置及び該位置における所望の速度方向に到達する際の縦移動距離を最小化する車体合成力を導出する導出手段と、
を含む車両運動制御装置。
A setting means for setting a position moved by a desired lateral movement distance, a desired speed direction at the position, a magnitude of a vehicle body composite force at the current time, and a time change of the magnitude of the vehicle body composite acceleration ;
Detecting means for detecting a state quantity including a distance between the host vehicle and the position and a speed of the host vehicle;
When the desired speed direction is the vehicle longitudinal direction, the vehicle longitudinal component v x0 of the host vehicle speed, the vehicle lateral component v y0 of the host vehicle speed, and the vehicle lateral component of the distance Y e , three different parameters using the vehicle body composite acceleration magnitude F 0 / m at the current time, and the time change K J of the car body composite acceleration magnitude, the desired lateral movement distance position, The component v x0 , the component v y0 , and the component Y e of the first introduction parameter η 1 introduced to obtain the vehicle body composite force that minimizes the longitudinal movement distance when reaching the desired speed direction at the position. , The magnitude F 0 / m, and a value η 1 ′ under the assumption that two of the time changes K J according to the three parameters are specific values. Map of the
The first introduction introduced to obtain the three parameters, the position moved by the desired lateral movement distance, and the vehicle body composite force that minimizes the longitudinal movement distance when reaching the desired speed direction at the position. A second map defining the relationship between the second introduction parameter η 2 different from the parameter η 1 and the value η 2 ′ under the assumption; and the three parameters and the time to reach the position of t e, the time t e 'under the assumption, the storage unit related storing 3-dimensional map and a third map that defines a,
The three parameters are calculated based on the state quantity detected by the detection means and the value set by the setting means, and the desired lateral movement distance is calculated using the calculated three parameters and the three-dimensional map. A derivation means for deriving a vehicle body composite force that minimizes a moved position and a longitudinal movement distance when reaching a desired speed direction at the position;
A vehicle motion control device.
所望の横移動距離移動した位置、該位置における所望の速度方向、現時刻の車体合成力の大きさ、及び車体合成加速度の大きさの時間変化を設定する設定手段と、
自車両と前記位置との距離、及び自車両の速度を含む状態量を検出する検出手段と、
・前記所望の速度方向を車体前後方向とした場合の前記自車両の速度の車体前後方向の成分vx0、前記自車両の速度の車体横方向の成分vy0、前記距離の車体横方向の成分Y、現時刻の車体合成加速度の大きさF/m、及び車体合成加速度の大きさの時間変化Kを用いた各々異なる3つのパラメータと、前記所望の横移動距離移動した位置及び該位置における所望の速度方向に到達する際の縦移動距離を最小化する車体合成加速度の方向θの、前記成分vx0、前記成分vy0、前記成分Y、前記大きさF/m、及び前記時間変化Kのうち前記3つのパラメータに応じた2つが特定値であるとの仮定の下での方向θ’と、の関係を定めた3次元マップを記憶した記憶手段と、
前記検出手段で検出された状態量及び前記設定手段で設定された値に基づいて前記3つのパラメータを演算し、演算された3つのパラメータ及び前記3次元マップを用いて、前記所望の横移動距離移動した位置及び該位置における所望の速度方向に到達する際の縦移動距離を最小化する現時刻の車体合成力を導出する導出手段と、
を含む車両運動制御装置。
A setting means for setting a position moved by a desired lateral movement distance, a desired speed direction at the position, a magnitude of a vehicle body composite force at the current time, and a time change of the magnitude of the vehicle body composite acceleration ;
Detecting means for detecting a state quantity including a distance between the host vehicle and the position and a speed of the host vehicle;
When the desired speed direction is the vehicle longitudinal direction, the vehicle longitudinal component v x0 of the host vehicle speed, the vehicle lateral component v y0 of the host vehicle speed, and the vehicle lateral component of the distance Y e , three different parameters using the vehicle body composite acceleration magnitude F 0 / m at the current time, and the time change K J of the car body composite acceleration magnitude, the desired lateral movement distance position, The component v x0 , the component v y0 , the component Y e , the magnitude F 0 / m, and the direction θ of the vehicle body composite acceleration that minimizes the longitudinal movement distance when reaching the desired speed direction at the position, and Storage means for storing a three-dimensional map that defines a relationship between the direction θ ′ under the assumption that two of the time changes K J according to the three parameters are specific values;
The three parameters are calculated based on the state quantity detected by the detection means and the value set by the setting means, and the desired lateral movement distance is calculated using the calculated three parameters and the three-dimensional map. Deriving means for deriving the vehicle position combined force at the current time that minimizes the moved position and the longitudinal movement distance when reaching the desired speed direction at the position;
A vehicle motion control device.
所望の横移動距離移動した位置、該位置における所望の速度方向、現時刻の車体合成力の大きさ、該位置に到達した際の車体合成力の大きさ、及び現時刻から該位置に到達するまでの車体合成加速度の大きさの時間変化を設定する設定手段と、
自車両と前記位置との距離、及び自車両の速度を含む状態量を検出する検出手段と、
・前記所望の速度方向を車体前後方向とした場合の前記自車両の速度の車体前後方向の成分vx0、前記自車両の速度の車体横方向の成分vy0、前記距離の車体横方向の成分Y、現時刻の車体合成加速度の大きさF/m、該位置に到達した際の車体合成加速度の大きさF/m、及び車体合成加速度の大きさの時間変化Kを用いた各々異なる3つのパラメータと、前記所望の横移動距離移動した位置及び該位置における所望の速度方向に到達する際の縦移動距離を最小化する車体合成力を求めるために導入した第1の導入パラメータηの、前記成分vx0、前記成分vy0、前記成分Y、前記大きさF/m、前記大きさF/m、及び前記時間変化Kのうち前記3つのパラメータに応じた2つが特定値であるとの仮定の下での値η’と、の関係を定めた第1のマップ、並びに
・前記3つのパラメータと、前記所望の横移動距離移動した位置及び該位置における所望の速度方向に到達する際の縦移動距離を最小化する車体合成力を求めるために導入した前記第1の導入パラメータηと異なる第2の導入パラメータηの、前記仮定の下での値η’と、の関係を定めた第2のマップからなる3次元マップを記憶した記憶手段と、
前記検出手段で検出された状態量及び前記設定手段で設定された値に基づいて前記3つのパラメータを演算し、演算された3つのパラメータ及び前記3次元マップを用いて、前記所望の横移動距離移動した位置及び該位置における所望の速度方向に到達する際の縦移動距離を最小化する車体合成力を導出する導出手段と、
を含む車両運動制御装置。
The position moved by the desired lateral movement distance, the desired speed direction at the position, the magnitude of the vehicle body composite force at the current time, the magnitude of the vehicle body composite force when reaching the position, and the position from the current time Setting means for setting the time change of the magnitude of the vehicle body composite acceleration until
Detecting means for detecting a state quantity including a distance between the host vehicle and the position and a speed of the host vehicle;
When the desired speed direction is the vehicle longitudinal direction, the vehicle longitudinal component v x0 of the host vehicle speed, the vehicle lateral component v y0 of the host vehicle speed, and the vehicle lateral component of the distance Y e , the magnitude F 0 / m of the vehicle body composite acceleration at the current time, the magnitude F 1 / m of the vehicle body composite acceleration when reaching the position, and the time change K J of the magnitude of the vehicle body composite acceleration were used. Three different parameters, respectively, and a first introduction parameter introduced to obtain the vehicle body composite force that minimizes the position moved by the desired lateral movement distance and the vertical movement distance at the position in the desired speed direction. η 1 according to the three parameters of the component v x0 , the component v y0 , the component Y e , the magnitude F 0 / m, the magnitude F 1 / m, and the time change K J Two are specific values A first map that defines the relationship between the value η 1 ′ under the assumption of: and the three parameters, the position moved by the desired lateral movement distance, and the desired speed direction at the position A value η 2 ′ under the above assumption of a second introduction parameter η 2 different from the first introduction parameter η 1 introduced to obtain the vehicle body composite force that minimizes the longitudinal movement distance when Storage means for storing a three-dimensional map consisting of a second map that defines the relationship of
The three parameters are calculated based on the state quantity detected by the detection means and the value set by the setting means, and the desired lateral movement distance is calculated using the calculated three parameters and the three-dimensional map. A derivation means for deriving a vehicle body composite force that minimizes a moved position and a longitudinal movement distance when reaching a desired speed direction at the position;
A vehicle motion control device.
所望の横移動距離移動した位置、該位置における所望の速度方向、現時刻の車体合成力の大きさ、該位置に到達した際の車体合成力の大きさ、及び現時刻から該位置に到達するまでの車体合成加速度の大きさの時間変化を設定する設定手段と、
自車両と前記位置との距離、及び自車両の速度を含む状態量を検出する検出手段と、
・前記所望の速度方向を車体前後方向とした場合の前記自車両の速度の車体前後方向の成分vx0、前記自車両の速度の車体横方向の成分vy0、前記距離の車体横方向の成分Y、現時刻の車体合成加速度の大きさF/m、該位置に到達した際の車体合成加速度の大きさF/m、及び車体合成加速度の大きさの時間変化Kを用いた各々異なる3つのパラメータと、前記所望の横移動距離移動した位置及び該位置における所望の速度方向に到達する際の縦移動距離を最小化する車体合成加速度の方向θの、前記成分vx0、前記成分vy0、前記成分Y、前記大きさF/m、前記大きさF/m、及び前記時間変化Kのうち前記3つのパラメータに応じた2つが特定値であるとの仮定の下での方向θ’と、の関係を定めた3次元マップを記憶した記憶手段と、
前記検出手段で検出された状態量及び前記設定手段で設定された値に基づいて前記3つのパラメータを演算し、演算された3つのパラメータ及び前記3次元マップを用いて、前記所望の横移動距離移動した位置及び該位置における所望の速度方向に到達する際の縦移動距離を最小化する現時刻の車体合成力を導出する導出手段と、
を含む車両運動制御装置。
The position moved by the desired lateral movement distance, the desired speed direction at the position, the magnitude of the vehicle body composite force at the current time, the magnitude of the vehicle body composite force when reaching the position, and the position from the current time Setting means for setting the time change of the magnitude of the vehicle body composite acceleration until
Detecting means for detecting a state quantity including a distance between the host vehicle and the position and a speed of the host vehicle;
When the desired speed direction is the vehicle longitudinal direction, the vehicle longitudinal component v x0 of the host vehicle speed, the vehicle lateral component v y0 of the host vehicle speed, and the vehicle lateral component of the distance Y e , the magnitude F 0 / m of the vehicle body composite acceleration at the current time, the magnitude F 1 / m of the vehicle body composite acceleration when reaching the position, and the time change K J of the magnitude of the vehicle body composite acceleration were used. The component v x0 , the three different parameters, the position of the desired lateral movement distance, and the direction θ of the vehicle body composite acceleration that minimizes the longitudinal movement distance when reaching the desired speed direction at the position, Assuming that two of the component v y0 , the component Y e , the magnitude F 0 / m, the magnitude F 1 / m, and the time change K J are specific values according to the three parameters The relationship between the direction θ 'below Storage means for storing the meta 3D map,
The three parameters are calculated based on the state quantity detected by the detection means and the value set by the setting means, and the desired lateral movement distance is calculated using the calculated three parameters and the three-dimensional map. Deriving means for deriving the vehicle position combined force at the current time that minimizes the moved position and the longitudinal movement distance when reaching the desired speed direction at the position;
A vehicle motion control device.
前記設定手段は、前記検出手段により検出された状態量に基づいて推定されるドライバが期待する加速感に対応する値を、前記車体合成加速度の大きさの時間変化として設定する請求項1〜請求項4のいずれか1項記載の車両運動制御装置。 The said setting means sets the value corresponding to the acceleration feeling which the driver estimated based on the state quantity detected by the said detection means as a time change of the magnitude | size of the said vehicle body synthetic acceleration. Item 5. The vehicle motion control device according to any one of Items4. 前記検出手段は、前記自車両に対する前記位置の相対距離及び相対速度を検出する請求項1〜請求項5のいずれか1項記載の車両運動制御装置。   The vehicle motion control device according to claim 1, wherein the detection unit detects a relative distance and a relative speed of the position with respect to the host vehicle. 前記導出手段で導出された前記車体合成力に基づいて、操舵角、制動力、及び駆動力の少なくとも一つを制御する制御手段を更に含む請求項1〜請求項6のいずれか1項記載の車両運動制御装置。   The control unit according to any one of claims 1 to 6, further comprising a control unit that controls at least one of a steering angle, a braking force, and a driving force based on the vehicle body resultant force derived by the deriving unit. Vehicle motion control device. 前記導出手段で導出された前記車体合成力に基づいて、ドライバに車両運動状態を報知する報知手段を更に含む請求項1〜請求項7のいずれか1項記載の車両運動制御装置。   The vehicle motion control device according to any one of claims 1 to 7, further comprising notification means for notifying a driver of a vehicle motion state based on the vehicle body resultant force derived by the derivation means. コンピュータを、請求項1〜請求項8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。   The vehicle motion control program for functioning a computer as each means which comprises the vehicle motion control apparatus of any one of Claims 1-8.
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