(57)【要約】【課題】ドライバーの違和感を低減して車両の適正な挙動を確保できる車両運動制御システムを提供すること。【解決手段】この車両運動制御システム１では、車両１０の操舵角に基づき推定された将来の横加速度と、将来の道路情報に基づき推定された将来の横加速度とのうち低い方の横加速度が選択される。また、この選択にて車両１０の操舵角に基づき推定された将来の横加速度が選択された場合には、現在の車両状態に基づき推定された車両の将来の座標と将来の道路情報とが用いられて車両１０が所定のコースから逸脱するか否かが判定される。そして、この判定にて肯定判定が行われた場合には、将来の道路情報に基づき推定された将来の横加速度が用いられて、目標ヨーレートが算出される。【選択図】図１
2010247650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
将来の道路情報に基づき車両の目標ヨーレートを算出して車両の挙動を制御する車両運動制御システムであって、
車両の操舵角に基づき推定された将来の横加速度と前記将来の道路情報に基づき推定された将来の横加速度とのうち低い方の横加速度が選択され、
前記選択にて車両の操舵角に基づき推定された将来の前記横加速度が選択された場合には、現在の車両状態に基づき推定された車両の将来の座標と前記将来の道路情報とが用いられて車両が所定のコースから逸脱するか否かが判定され、且つ、
前記判定にて肯定判定が行われた場合には、前記将来の道路情報に基づき推定された将来の横加速度が用いられて、前記目標ヨーレートが算出されることを特徴とする車両運動制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両運動制御システムに関し、さらに詳しくは、ドライバーの違和感を低減して車両の適正な挙動を確保できる車両運動制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の車両運動制御システムでは、将来の道路情報に基づき車両の目標ヨーレートを算出して、車両の挙動を制御することが行われている。かかる構成を採用する従来の車両運動制御システムとして、特許文献１に記載される技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２４７１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の車両運動制御システムでは、車両走行時にて道路の旋回半径に沿ってステアリング操作がアシストされるため、例えば、道路がＳ字コーナーであるときに、ドライバーが違和感を感じる場合がある。
【０００５】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ドライバーの違和感を低減して車両の適正な挙動を確保できる車両運動制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、この発明にかかる車両運動制御システムは、将来の道路情報に基づき車両の目標ヨーレートを算出して車両の挙動を制御する車両運動制御システムであって、車両の操舵角に基づき推定された将来の横加速度と前記将来の道路情報に基づき推定された将来の横加速度とのうち低い方の横加速度が選択され、前記選択にて車両の操舵角に基づき推定された将来の前記横加速度が選択された場合には、現在の車両状態に基づき推定された車両の将来の座標と前記将来の道路情報とが用いられて車両が所定のコースから逸脱するか否かが判定され、且つ、前記判定にて肯定判定が行われた場合には、前記将来の道路情報に基づき推定された将来の横加速度が用いられて、前記目標ヨーレートが算出されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明にかかる車両運動制御システムでは、まず、現在の操舵角に基づく将来の横加速度と、将来の道路情報に基づき推定された将来の横加速度とのうち低い方の横加速度が選択される。次に、このステップにて、現在の操舵角に基づく将来の横加速度が選択された場合には、現在の車両状態に基づき推定された車両の将来の座標と、将来の道路情報とが用いられて、車両が所定のコースから逸脱するか否かが判定される。そして、このステップにて、肯定判定が行われた場合には、将来の道路情報に基づき推定された将来の横加速度が優先的に用いられて、目標ヨーレートが算出される。これにより、ドライバーの違和感が低減されて、車両の適正な挙動が確保される利点がある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、この発明の実施例にかかる車両運動制御システムを示す構成図である。
【図２】図２は、図１に記載した車両運動制御システムの変形例を示す構成図である。
【図３】図３は、図１に記載した車両運動制御システムの作用を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施例の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施例に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。
【実施例】
【００１０】
［車両運動制御システム］
この車両運動制御システム１は、車両の挙動あるいは運動を制御（以下、車両運動制御という。）するシステムである。この車両運動制御システム１は、例えば、旋回路の走行時にて車両運動制御を行うことにより、ドライバーのステアリング操作をアシストする。これにより、車両の安定的な走行が実現される。
【００１１】
なお、車両運動制御システム１は、例えば、複数のモータ１２ＦＲ〜１２ＲＬを動力源として各車輪１１ＦＲ〜１１ＲＬを駆動する車両に適用されても良いし（図１参照）、内燃機関であるエンジン１３を動力源として各車輪１１ＦＲ〜１１ＲＬを駆動する車両に適用されても良い（図２参照）。また、図１の構成では、車両１０の前輪１１ＦＲ、１１ＦＬが操舵輪であり、四輪１１ＦＲ〜１１ＲＬが駆動輪となっている。一方、図２の構成では、車両１０の前輪１１ＦＲ、１１ＦＬが操舵輪であり、後輪１１ＲＲ、１１ＲＬが駆動輪となっている。
【００１２】
この車両運動制御システム１は、駆動力制御装置２と、ステアリング装置３と、ナビゲーション装置４と、制御ユニット５とを備える（図１および図２参照）。
【００１３】
駆動力制御装置２は、車両１０の駆動輪１１ＦＲ〜１１ＲＬ（１１ＲＲ、１１ＦＬ）の駆動力を制御する装置である。例えば、図１に示す構成では、駆動用ＥＣＵ２１が各モータ１２ＦＲ〜１２ＲＬの出力を制御することにより、各駆動輪１１ＦＲ〜１１ＲＬの駆動力が制御される。また、図２に示す構成では、駆動用ＥＣＵ２１が制御ディファレンシャル２２を駆動制御することにより、左右の駆動輪１１ＲＲ、１１ＲＬへの駆動力が所定の配分比に制御（左右駆動力配分制御）される。これらにより、例えば、車両１０のＶＳＣ（Vehicle Stability Control）機能が実現される。
【００１４】
ステアリング装置３は、車両１０の操舵輪１１ＦＲ、１１ＦＬを操舵する装置である。このステアリング装置３では、ドライバーのステアリング操作により、各操舵輪１１ＦＲ、１１ＦＬの転舵が行われる。なお、ステアリング装置３がＥＰＳ（electronic power steering）装置、ＶＧＲＳ（Variable Gear Ratio Steering）装置などを有することにより、車両１０の自動操舵が行われても良い。
【００１５】
ナビゲーション装置４は、車両の走行位置に関するＧＰＳ（Global Positioning System）情報、車両の走行路に関する地理的情報などに基づいて、車両の走行経路の設定および誘導（ナビゲーション）を行なう装置である。このナビゲーション装置４は、例えば、ナビゲーションに必要な処理を行うナビ用ＥＣＵ４１、ＧＰＳ情報を取得するためのＧＰＳセンサ（図示省略）、道路情報を記録したデータベース（図示省略）などを有する。
【００１６】
制御ユニット５は、車両用ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５１と、各種のセンサ５２とを有する。各種センサ５２には、例えば、車両の車体速度Ｖを検出する車速センサ、車両の前後加速度Ｇｘを検出する前後加速度センサ、車両の横加速度Ｇｙを検出する横加速度センサ、車両のヨーレートγを検出するヨーレートセンサ、操舵角θを検出する操舵角センサ、操舵トルクを検出するトルクセンサなどが含まれる。この制御ユニット５では、車両用ＥＣＵ５１がナビ用ＥＣＵ４１および各種センサ５２からの出力信号に基づいて所定の処理を行い、指令信号を駆動用ＥＣＵ２１に出力する。これにより、駆動力制御装置２が駆動されて、後述する車両旋回アシスト制御が行われる。
【００１７】
［車両旋回アシスト制御］
ここで、車両走行時にて道路の旋回半径に沿ってステアリング操作がアシストされる構成では、道路がＳ字コーナーであるときに、ドライバーが違和感を感じる場合がある。また、ドライバーのハンドル操作（操舵角）に基づき推定される将来の横加速度と、将来の道路情報に基づき推定される将来の横加速度とのうち低い方の横加速度を選択して目標ヨーレートを算出し、車両運動制御を行う構成もある。かかる構成では、ドライバーが違和感を感じてハンドル操作量を少なくすると（手アンダーの状態となると）、車両が所定のコースから逸脱するおそれがある。
【００１８】
そこで、この車両運動制御システム１では、ドライバーの違和感を低減して車両の適正な挙動を確保するために、以下のような車両旋回アシスト制御が行われる（図３参照）。
【００１９】
ステップＳＴ０１では、将来の道路情報に基づいて将来の横加速度Ｇygpsが推定される。具体的には、将来の道路情報に基づいて将来の車体速度Ｖestが算出され、この将来の車体速度Ｖestと将来の道路情報とに基づいて将来の横加速度Ｇygpsが算出される。将来の道路情報は、車両の進行方向にある走行路（将来の道路）に関する情報であり、ＧＰＳセンサの受信信号とデータベースに記憶された地理的情報とに基づいて取得される（図示省略）。将来の車体速度Ｖestは、将来の道路における車両の車体速度であり、将来の道路情報に基づいて算出される。将来の横加速度Ｇygpsは、将来の道路における車両の横加速度であり、将来の道路情報と将来の車体速度Ｖestとに基づいて算出される。
【００２０】
例えば、この実施例では、将来の道路情報として、車両の進行方向にある旋回路の曲率半径Ｒgpsが取得され、また、この将来の道路に至るまでの時間（将来時間Δｔ）が算出される。また、現在の車体速度Ｖが車速センサの出力値として取得され、この車体速度Ｖと将来時間Δｔとに基づいて将来の車体速度Ｖestが算出される。そして、この将来の車体速度Ｖestに基づいて将来の横加速度Ｇygpsが算出される。また、この将来の横加速度Ｇygpsの算出には、以下の数式（１）および数式（２）が用いられる。このステップＳＴ０１の後に、ステップＳＴ０２に進む。
【００２１】
【数１】
2010247650.tif 000003
【００２２】
ステップＳＴ０２では、現在の横加速度Ｇｙに基づいて将来の横加速度Ｇyestが推定される。現在の横加速度Ｇｙは、横加速度センサの出力値として取得される。将来の横加速度Ｇyestの推定には、以下の数式（３）が用いられる。このステップＳＴ０２の後に、ステップＳＴ０３に進む。
【００２３】
【数２】
2010247650.tif 000004
【００２４】
ステップＳＴ０３では、現在の操舵角θに基づいて将来の横加速度Ｇyeststeerが推定される。現在の操舵角θは、操舵角センサの出力値として取得される。将来の横加速度Ｇyeststeerの推定には、以下の数式（４）〜数式（６）が用いられる。なお、数式（４）〜数式（６）では、ｍが車体質量、Ｌがホイールベース、Ｌ＊が車体の重心点から前後軸までの距離、Ｋ＊が前後の車輪１１ＦＲ〜１１ＲＬのタイヤＣｐ、θestが将来の操舵角、θが現在の操舵角、ｎがステアリングギア比、Δｔが将来時間である。このステップＳＴ０３の後に、ステップＳＴ０４に進む。
【００２５】
【数３】
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【００２６】
ステップＳＴ０４では、インフラ情報に基づいて、自車両に対向車両が接近中か否かが判定される。インフラ情報は、例えば、車両に設置されたインフラ情報受信手段（図示省略）により取得される。このステップＳＴ０４にて、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ０８に進み、否定判定が行われた場合には、ステップＳＴ０５に進む。
【００２７】
ステップＳＴ０５では、カウンタステアの実施中であるか否かが判定される。この判定は、例えば、現在の横加速度Ｇｙと現在の操舵角θとに基づいてカウンタステアの実施中か否かが判定される。この判定ステップＳＴ０５にて、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ０７に進み、否定判定が行われた場合には、ステップＳＴ０６に進む。
【００２８】
ステップＳＴ０６では、将来の道路情報に基づく将来の横加速度Ｇygps（ステップＳＴ０１にて推定）、現在の横加速度Ｇｙに基づく将来の横加速度Ｇyest（ステップＳＴ０２にて推定）および現在の操舵角θに基づく将来の横加速度Ｇyeststeer（ステップＳＴ０３にて推定）のうちのいずれか一つが、目標横加速度Ｇyrefとして選択される。例えば、この実施例では、これらの横加速度Ｇygps、ＧyestおよびＧyeststeerの最小値が目標横加速度Ｇyrefとして選択される（数式（７）参照）。このステップＳＴ０６の後に、ステップＳＴ０９に進む。
Ｇyref＝ｍｉｎ（｜Ｇygps｜、｜Ｇyest｜、｜Ｇyeststeer｜）    …（７）
【００２９】
ステップＳＴ０７では、将来の道路情報に基づく将来の横加速度Ｇygps（ステップＳＴ０１にて推定）および現在の横加速度Ｇｙに基づく将来の横加速度Ｇyest（ステップＳＴ０２にて推定）のいずれか一方が、目標横加速度Ｇyrefとして選択される。すなわち、カウンタステアの実施中（ステップＳＴ０５の肯定判定）では、ステアリングの操舵方向と車体の向きとが一致しないので、現在の操舵角θに基づく将来の横加速度Ｇyeststeerが目標横加速度Ｇyrefの選択肢から排除される。例えば、この実施例では、目標横加速度Ｇyrefがこれらの横加速度ＧygpsおよびＧyestの最小値として選択される（数式（８）参照）。このステップＳＴ０７の後に、ステップＳＴ０９に進む。
Ｇyref＝ｍｉｎ（｜Ｇygps｜、｜Ｇyest｜）        …（８）
【００３０】
ステップＳＴ０８では、将来の道路情報に基づく将来の横加速度Ｇygps（ステップＳＴ０１にて推定）が目標横加速度Ｇyrefとして設定される。すなわち、対向車が接近中であるとき（ステップＳＴ０４の肯定判定）には、道路情報にしたがって目標横加速度Ｇyrefが設定される。このステップＳＴ０８の後に、ステップＳＴ０９に進む。
【００３１】
ステップＳＴ０９では、ステップＳＴ０６〜ステップＳＴ０８にて選択された目標横加速度Ｇyrefが、現在の操舵角θに基づく将来の横加速度Ｇyeststeer（ステップＳＴ０３にて算出）であるか否か判定される。このステップＳＴ０９にて、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ１０に進み、否定判定が行われた場合には、ステップＳＴ１４に進む。
【００３２】
ステップＳＴ１０では、現在の車両状態（前後加速度Ｇｘ、横加速度Ｇｙなど）に基づいて車両の将来の座標（Ｘest、Ｙest）が算出される。将来の座標は、将来の道路における車両の走行位置を示す座標（緯度および経度）である。この将来の座標（Ｘest、Ｙest）の算出には、以下の数式（９）および数式（１０）が用いられる。なお、数式（９）および数式（１０）では、（Ｘ０、Ｙ０）が現在の座標であり、Ｔが将来の時間である。このステップＳＴ１０の後に、ステップＳＴ１１に進む。
【００３３】
【数４】
2010247650.tif 000006
【００３４】
ステップＳＴ１１では、ステップＳＴ１０にて算出された将来の座標（Ｘest、Ｙest）が車両の走行コース（将来の道路）から逸脱しているか否かが判定される。この判定ステップＳＴ１１にて、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ１３に進み、否定判定が行われた場合には、ステップＳＴ１２に進む。
【００３５】
ステップＳＴ１２では、現在の操舵角θに基づく将来の横加速度Ｇyeststeer（ステップＳＴ０３にて推定）が目標横加速度Ｇyrefとして設定される。このステップＳＴ１２の後に、ステップＳＴ１４に進む。
【００３６】
ステップＳＴ１３では、将来の道路情報に基づく将来の横加速度Ｇygps（ステップＳＴ０１にて推定）あるいは現在の横加速度Ｇｙに基づく将来の横加速度Ｇyest（ステップＳＴ０２にて推定）が、目標横加速度Ｇyrefとして優先的に選択される。このステップＳＴ１３の後に、ステップＳＴ１４に進む。
【００３７】
ステップＳＴ１４では、ステップＳＴ０９、ステップＳＴ１２あるいはステップＳＴ１３にて選択された目標横加速度Ｇyrefに基づいて、車両の目標ヨーレートγrefが算出される。この目標ヨーレートγrefの算出には、例えば、以下の数式（１１）が用いられる。
γref ＝ Ｇyref ／ Ｖest            …（１１）
【００３８】
そして、この目標ヨーレートγrefに基づき駆動力制御装置２が駆動されて、各駆動輪１１ＦＲ〜１１ＲＬ（１１ＲＲ、１１ＲＬ）の駆動力が制御される。これにより、車両運動制御が行われて、ドライバーのステアリング操作がアシストされる。
【００３９】
［効果］
以上説明したように、この車両運動制御システム１では、まず、現在の操舵角θに基づく将来の横加速度Ｇyeststeer（ステップＳＴ０３にて算出）と、将来の道路情報に基づき推定された将来の横加速度Ｇygps（ステップＳＴ０１にて推定）とのうち低い方の横加速度が選択される（ＳＴ０６）。次に、このステップＳＴ０６にて、現在の操舵角θに基づく将来の横加速度Ｇyeststeerが選択された場合には、現在の車両状態に基づき推定された車両の将来の座標（Ｘest、Ｙest）と、将来の道路情報とが用いられて、車両１０が所定のコースから逸脱するか否かが判定される（ＳＴ１１）。そして、このステップＳＴ１１にて、肯定判定が行われた場合には、将来の道路情報に基づき推定された将来の横加速度Ｇygpsが優先的に用いられて、目標ヨーレートγrefが算出される（ＳＴ１４）。これにより、ドライバーの違和感が低減されて、車両の適正な挙動が確保される利点がある。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上のように、この発明にかかる車両運動制御システムは、ドライバーの違和感を低減して車両の適正な挙動を確保できる点で有用である。
【符号の説明】
【００４１】
１  車両運動制御システム、２  駆動力制御装置、２１  駆動用ＥＣＵ、２２  制御ディファレンシャル、３  ステアリング装置、４  ナビゲーション装置、４１  ナビ用ＥＣＵ、５  制御ユニット、５１  車両用ＥＣＵ、５２  各種センサ、１０  車両、１１ＦＲ〜１１ＲＬ  車輪、１２ＦＲ〜１２ＲＬ  モータ、１３  エンジン
【図１】
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【図２】
2010247650.tif 000008
【図３】
2010247650.tif 000009