專利名稱：車輛運動控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及車輛運動控制裝置，尤其涉及為了使車輛的運動狀態(tài)變得適當而使車輛加減速的車輛運動控制裝置。
背景技術：
以往，已知有根據(jù)導航系統(tǒng)的彎路信息和轉彎時的橫向加速度，在車輛產(chǎn)生的橫向加速度比設定值過大時進行減速的系統(tǒng)(例如專利文獻I)。在這種裝置中，為了防止通過彎路時產(chǎn)生的橫向加速度的大小成為設定值以上，而根據(jù)預先設定的橫向加速度設定值和本車前方的彎路曲率來設定彎路行駛時的目標車輛速度，根據(jù)所述目標車輛速度和實際的車輛速度，來制作出必要的減速度。這種減速度的制作方法當車輛超過了在彎路能夠進行轉彎行駛的極限速度而進入彎路時，能有效地抑制 向路外的脫離。然而，在該設定橫向加速度不是能夠轉彎的極限橫向加速度，而設定為駕駛員通常轉彎時允許的橫向加速度來執(zhí)行彎路前的減速控制時，未必會成為駕駛員的有減速感的減速。作為其ー個原因，列舉出在上述的基于目標車輛速度的減速度制作方法中，雖然能夠規(guī)定進入彎路前的總減速量(減速度的積分值)，但不能規(guī)定減速度的時間變化。假設以使該彎路前的減速度成為固定的方式進行了減速控制時，由于彎路或車輛速度的不同，有時可能與駕駛員的減速感不一致。另外，當要在各彎路設定該減速度的時間變化時，需要巨大的適當エ時和龐大的數(shù)據(jù)。作為規(guī)定駕駛員的具有減速感的加減速度的時間變化的方法，提出了基于通過駕駛員操作產(chǎn)生的橫向加加速度(橫向加速度的時間變化率)的加減速度的制作方法(例如專利文獻2、非專利文獻I)。通過該方法，不用在各彎路設定減速度的時間變化，就能夠進行與熟煉駕駛員同樣的加減速。在先技術文獻專利文獻專利文獻I日本特開2009-51487號公報專利文獻2日本特開2008-285066號公報非專利文獻非專利文獻I機動車技術會論文集Vol39，No.3，2008然而，基于橫向加加速度的加減速度的制作方法是在車輛產(chǎn)生橫向運動時，與該橫向運動關聯(lián)的加減速度的制作方法，例如進入彎路前、直線路上的減速那樣的在車輛上未產(chǎn)生橫向運動的狀態(tài)下的減速度無法設定。

發(fā)明內容
本發(fā)明鑒于上述課題而作出，其目的在于提供一種即便在車輛未產(chǎn)生橫向運動的狀態(tài)下，也能駕駛感良好地使車輛進行加減速的車輛運動控制裝置。
為了解決上述課題，本發(fā)明的車輛運動控制裝置的特征在于，具有取得本車輛前方的彎路形狀的彎路形狀取得機構；取得本車輛的位置的本車位置取得機構；基于所述彎路形狀及所述本車輛的位置，來運算使車輛產(chǎn)生的前后加速度指令值的車輛運動控制運算機構，其中，所述車輛運動控制運算機構在以本車輛行進方向為正的前后加速度指令值下，在本車輛從彎路前進入彎路且行駛到彎路曲率成為固定或最大的地點吋，運算負的前后加速度指令值，并且該前后加速度指令值基于通過所述車輛運動控制運算機構預先運算出的本車輛前方的彎路行駛時將要產(chǎn)生的最大橫向加速度推定值、本車輛前方的道路坡度、駕駛員的踏板操作及轉彎方向中的至少ー個而變化。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種即便在車輛未發(fā)生橫向運動的狀態(tài)下，也能駕駛感良好地使車輛加減速的車輛運動控制裝置。上述以外的課題、結構及效果通過以下的實施方式的說明能更為清楚。


圖I是表示本發(fā)明的車輛運動控制裝置的車輛的彎路前的前后加速度變化和前后加加速度(前后加速度的時間變化率)變化的示意圖。圖2是表示本發(fā)明的車輛運動控制裝置的本車輛與前方注視點的關系的示意圖。圖3是表示本發(fā)明的車輛運動控制裝置的橫向加速度推定值與彎路遠方處的前后加速度指令值的關系的圖。圖4是表示本發(fā)明的車輛運動控制裝置的到前方注視點的距離與前方注視點的移動速度的關系的圖。圖5是表示本發(fā)明的車輛運動控制裝置的彎路曲率、速度、前后加速度的時間變化的圖。圖6是表示本發(fā)明的車輛運動控制裝置的比例増益修正方法的框圖。圖7是表示本發(fā)明的車輛運動控制裝置的最大彎路曲率的制作方法的圖。圖8是表示本發(fā)明的車輛運動控制裝置的最大橫向加速度推定值與修正増益CadJGy的關系的圖。圖9是表示本發(fā)明的車輛運動控制裝置的控制用縱剖坡度(日語縦斷勾配)的制作方法的圖。圖10是表示本發(fā)明的車輛運動控制裝置的縱剖坡度與修正増益Cadjgrad的關系的圖。圖11是表示本發(fā)明的車輛運動控制裝置的橫向坡度(日語橫勾配)與修正増益
Cadigrad
的關系的圖。圖12是表示由轉彎方向引起的彎路半徑的不同的圖。圖13是表示本發(fā)明的車輛運動控制裝置的彎路曲率與修正増益Cadjto的關系的一例的圖。圖14是表示本發(fā)明的車輛運動控制裝置的彎路曲率與修正増益Cadjto的關系的另一例的圖。圖15是表示本發(fā)明的車輛運動控制裝置的駕駛員要求加速度/減速度與修正增益ca(Ud 的關系的圖。圖16是表示本發(fā)明的車輛運動控制裝置的第一實施方式的圖。圖17是表示圖16所示的車輛運動控制裝置的車輛運動控制運算機構的一例的圖。圖18是表示圖16的車輛運動控制裝置的流程圖的圖。圖19是表示圖16的車輛運動控制裝置的本車位置和節(jié)點位置的示意圖。圖20是圖16的車輛運動控制裝置的距離、彎路曲率、彎路曲率變化的關系圖。圖21是表示圖16的車輛運動控制裝置的彎路曲率、彎路曲率變化、前后加速度的·時間變化的圖。圖22是表示本發(fā)明的車輛運動控制裝置的第二實施方式的圖。圖23是表示圖22所示的車輛運動控制裝置的車輛運動控制運算機構的一例的圖。圖24是表示圖22的車輛運動控制裝置的流程圖的圖。圖25是表示圖22的車輛運動控制裝置的本車位置與節(jié)點位置的關系的示意圖。圖26是表示圖22的車輛運動控制裝置的前后加速度的時間變化的圖。圖27是表示本發(fā)明的車輛運動控制裝置的第三實施方式的一例的圖。圖28是表示本發(fā)明的車輛運動控制裝置的第三實施方式的另一例的圖。圖29是表示本發(fā)明的車輛運動控制裝置的第四實施方式的圖。圖30是表示本發(fā)明的車輛運動控制裝置的第五實施方式的流程圖的圖。圖31是本發(fā)明的車輛運動控制裝置的第五實施方式的彎路曲率、彎路曲率變化的關系圖。圖32是表示本發(fā)明的車輛運動控制裝置的第五實施方式的到前方注視點的距離與前方注視點的移動速度的關系的圖。圖33是表示本發(fā)明的車輛運動控制裝置的第五實施方式的到前方注視點的距離與前方注視點位置處的彎路曲率的時間變化限制值的關系的圖。圖34是表示本發(fā)明的車輛運動控制裝置的第五實施方式的彎路曲率、速度、前后加速度、前后加加速度的時間變化的圖。符號說明I車輛運動控制裝置2彎路形狀取得機構3本車位置取得機構4車輛運動控制運算機構5前后加速度產(chǎn)生機構6車輛運動信息取得機構7駕駛員輸入信息取得機構8橫向運動關聯(lián)前后加速度取得機構9路面信息取得機構10信息提示器11車輛通信機構
12車載電子控制器13設定信息取得機構21修正增益運算部(最大橫向加速度推定值)22修正增益運算部(道路坡度)23修正增益運算部(轉彎方向)24修正增益運算部(踏板操作量)25比例增益運算部
具體實施方式

以下，參照附圖，說明本發(fā)明的車輛運動控制裝置的實施方式。圖I表示基于本發(fā)明的實施方式的車輛運動控制裝置產(chǎn)生的車輛的彎路前的前后加速度變化和前后加加速度變化的示意圖。這里，圖I的b及b’分別是基于本實施方式的車輛運動控制裝置產(chǎn)生的前后加速度變化、前后加加速度變化。此外，圖I的a及a’分別是現(xiàn)有技術的前后加速度變化、前后加加速度變化。如圖I所示，在現(xiàn)有技術中，車輛從到達彎路前的某地點的時間A到開始進入彎路的時間B為止的期間，為固定的減速。其結果是，在車輛速度高的條件下，在駕駛員明確地意識到何種程度的彎路曲率之前可能會產(chǎn)生強烈的減速度，結果是，雖然在轉彎時成為規(guī)定的橫向加速度，但在彎路跟前會感覺到過度的減速。在本實施方式中，從所述時間A到彎路曲率成為固定的時間C為止，前后加速度發(fā)生變化，從本車位置處于彎路遠方時的區(qū)間D內的基于彎路曲率的減速向本車位置處于彎路附近時的區(qū)間E內的基于彎路曲率的時間變化的減速過渡。其結果是，在從減速開始到減速度成為最大為止的區(qū)間F中，在剛開始減速之后的區(qū)間G和向彎路附近的減速過渡的區(qū)間H這兩個區(qū)間內，前后加加速度發(fā)生增減。由此，從在彎路遠方駕駛員認識到“有彎路而需要減速”所進行的減速開始，能夠向在彎路附近駕駛員認識到彎路的曲率變化，且“因曲率變化大，還需要再稍微減速”這樣的與彎路曲率的時間變化對應的減速過渡，從而能夠成為具有駕駛感的減速。(基于彎路曲率及彎路曲率變化的前后加速度指令值的運算方法)在實施方式的說明之前，為了容易理解本發(fā)明，以下，使用圖2 圖5，對基于彎路曲率及彎路曲率變化的前后加速度指令值的運算方法進行說明。需要說明的是，在本說明書中，前后加速度的加速側為正，減速側為負，減速度是減速側為正的值。如圖2所示,考慮本車輛以車輛速度V在虛線所示的行駛路線上行駛的場景。此時，認為駕駛員觀察本車前方的行駛路線的形狀而進行加減速。此時，將駕駛員的觀察點作為疑擬性地表現(xiàn)的點而在本車輛行進方向上設定前方注視點，該位置的彎路曲率為K pp，彎路曲率變化為dKpp/dx。這里，前方注視點是處于本車輛前方的路線上且距本車輛離開了某距離Lpp的點，Lpp是車輛速度V乘以預先設定的時間Tpp而得到的值。而且，彎路曲率K pp與彎路的方向無關，為O以上的值，若彎路曲率半徑足夠大，則彎路曲率Kpp為O?？紤]到以保持車輛速度V的狀態(tài)向前方注視點的位置進入時，將要產(chǎn)生的橫向加速度推定值GyEST及橫向加速度的時間變化即橫向加加速度推定值dGyEST分別由下式⑴⑵表示。這里，從式⑴可知，橫向加速度推定值GyEST與右轉彎、左轉彎無關，始終為O以上的值。數(shù)學式IGyest = K pp · V2 · · · (I)數(shù)學式2dGy,S[ -V2 + Kpp-IV ^ ·.· (2)
atdt這里，在本車位置處于彎路附近且從車輛到前方注視點的距離短的條件下，假定駕駛員按照與上述的基于橫向加加速度的加減速度的制作方法(專利文獻2、非專利文獻I)同樣的算法進行加減速時，基于橫向加加速度推定值dGyEST的前后加速度指令值Gxkeq由 下式⑶表示。數(shù)學式3Gxeeq — _Cxy · dGyEST · · · (3)這里，Cxy為比例增益，根據(jù)最大橫向加速度推定值、前方注視點的道路坡度、駕駛員的踏板操作等而成為可變的值，其設定方法后述。這里，式(2)的第二項(Kpp*2V*dV/dt)的影響遠小于第一項(cUpp/dfV2)，將式(2)代入式(3)時，能得到下式(4)。數(shù)學式4Gdm=—Cx;^^. V1 · · · (4)如此，能得到基于前方注視點的彎路曲率的時間變化(dKpp/dt)的前后加速度指令值。而且(dKpp/dt)能夠像式(5)那樣變形。數(shù)學式5^ =. (5)
dt dx dt這里，(dx/dt)是前方注視點的移動速度VPP，因此式⑷使用Vpp而由下式(6)表
/Jn ο數(shù)學式6Gxmj =Vpr- V2 ,…(6)由此，能夠制作出彎路附近的前后加速度指令值。另一方面，本車位置在彎路遠方且從車輛到前方注視點的距離長的條件下，認為駕駛員無法把握彎路曲率變化那樣的詳細的信息，模糊地按照彎路曲率進行減速。例如圖3所示，此時的前后加速度指令值Gx_m可以使用通過上式⑴得到的橫向加速度推定值GyEST，根據(jù)橫向加速度推定值GyEST，以從某橫向加速度設定值Gylintl到Gyum使前后加速度指令值GxKEQfm成為最小值GxKEQfm _那樣減少(作為減速度為增加)的方式來制作。而且,可以將從本車輛到遠方的前方注視點為止的距離設為Lfm，使用某設定橫向加速度GySET，通過下式(7)來表示前后加速度指令值GxKEQfm。這里，min(A，B)是選擇A和B中的小值的函數(shù)，max (A, B)是選擇A和B中的大值的函數(shù)。數(shù)學式7
權利要求
1.一種車輛運動控制裝置，其特征在于，具有 取得本車輛前方的彎路形狀的彎路形狀取得機構； 取得本車輛的位置的本車位置取得機構； 基于所述彎路形狀及所述本車輛的位置，來運算使車輛產(chǎn)生的前后加速度指令值的車輛運動控制運算機構， 所述車輛運動控制運算機構在以本車輛行進方向為正的前后加速度指令值下，在本車輛從彎路前進入彎路且行駛到彎路曲率成為固定或最大的地點時，運算負的前后加速度指令值，并且該前后加速度指令值基于通過所述車輛運動控制運算機構預先運算出的本車輛前方的彎路行駛時將要產(chǎn)生的最大橫向加速度推定值、本車輛前方的道路坡度、駕駛員的踏板操作及轉彎方向中的至少一個而變化。
2.根據(jù)權利要求I所述的車輛運動控制裝置，其特征在于， 所述車輛運動控制運算機構運算多個不同的負的前后加速度指令值。
3.根據(jù)權利要求I所述的車輛運動控制裝置，其特征在于， 所述車輛運動控制運算機構運算負的前后加速度指令值，該負的前后加速度指令值使前后加速度的時間變化即前后加加速度在剛開始減速之后以外的從進入彎路前到彎路曲率成為固定或最大的期間內增減。
4.根據(jù)權利要求2所述的車輛運動控制裝置，其特征在于， 所述多個不同的前后加速度指令值具有在所述彎路前使本車輛產(chǎn)生最初的減速度，然后成為大致固定的第一前后加速度指令值；在開始進入所述彎路前，使本車輛產(chǎn)生的減速度以增加的方式變化的第二前后加速度指令值， 所述第一前后加速度指令值的絕對值最大值為所述第二前后加速度指令值的絕對值最大值以下。
5.根據(jù)權利要求3所述的車輛運動控制裝置，其特征在于， 所述負的前后加速度指令值在從進入彎路前到彎路曲率成為固定或最大的期間內，與前后加速度的時間變化即前后加加速度的增減前相比，前后加加速度的增減后的所述負的前后加速度指令值的絕對值增加。
6.根據(jù)權利要求I所述的車輛運動控制裝置，其特征在于， 所述彎路前的前后加速度指令值根據(jù)本車輛的位置的彎路曲率的時間變化而不同， 在所述本車輛的位置的彎路曲率的時間變化為負時，與本車輛的位置的彎路曲率的時間變化為O以上的情況相比，使所述彎路前的前后加速度指令值的絕對值減小。
7.根據(jù)權利要求I所述的車輛運動控制裝置，其特征在于， 所述車輛運動控制運算機構以本車輛的位置為原點，基于距所述本車輛的位置預先確定的距離或通過車輛速度與預先確定的時間之積而得到的距離的位置上的彎路曲率的時間變化，來減少使前后加速度的時間變化即前后加加速度發(fā)生增減的前后加速度指令值。
8.根據(jù)權利要求I所述的車輛運動控制裝置，其特征在于， 所述車輛運動控制運算機構基于所述本車輛的前方的彎路曲率或彎路曲率的時間變化比例和車輛速度，來減少使前后加速度的時間變化即前后加加速度發(fā)生增減的前后加速度指令值。
9.根據(jù)權利要求I所述的車輛運動控制裝置，其特征在于，所述車輛運動控制運算機構具備 算出本車輛的速度的本車速度算出機構； 在本車輛行進方向的路線上設定多個預先確定的前方注視點，算出從所述本車輛的位置到所述前方注視點的前方注視距離的前方注視距離算出機構； 算出所述前方注視距離處的彎路曲率及彎路曲率的時間變化的彎路曲率算出機構；基于所述最大橫向加速度推定值、所述本車輛前方的道路坡度、所述駕駛員的踏板操作及所述轉彎方向中的至少一個，來運算使所述前后加速度指令值變化的比例增益的比例增益運算部； 基于所述前方注視距離處的彎路曲率及彎路曲率的時間變化、所述車輛速度、所述比例增益，來運算前后加速度指令值的前后加速度指令值運算機構。
10.根據(jù)權利要求I所述的車輛運動控制裝置，其特征在于，具有 取得本車輛的速度和前后加速度中的至少一個的車輛運動信息的車輛運動信息取得機構； 取得駕駛員要求的駕駛員要求前后加速度的駕駛員輸入信息取得機構； 取得基于車輛的橫向加加速度的橫向運動關聯(lián)前后加速度的橫向運動關聯(lián)前后加速度取得機構； 取得本車輛行駛的路面的路面摩擦系數(shù)及路面縱剖坡度的路面信息的路面信息取得機構， 所述車輛運動控制運算機構基于所述彎路形狀、所述本車輛的位置、所述車輛運動信息、所述駕駛員要求前后加速度、所述橫向運動關聯(lián)前后加速度、所述路面信息，來運算使車輛產(chǎn)生的前后加速度指令值。
11.根據(jù)權利要求10所述的車輛運動控制裝置，其特征在于， 所述駕駛員輸入信息取得機構檢測前后加速度控制開關的接通或斷開，并輸出前后加速度控制開關接通/斷開信息， 所述車輛運動控制運算機構具備 在本車輛行進方向的路線上設定多個預先確定的前方注視點，算出從所述本車輛的位置到所述前方注視點的前方注視距離的前方注視距離算出機構； 基于所述前后加速度控制開關接通/斷開信息、所述本車輛的速度、所述彎路形狀、所述本車輛的位置、所述橫向運動關聯(lián)前后加速度，來運算前后加速度控制模式的前后加速度控制模式運算機構； 基于運算出的所述前后加速度控制模式，算出所述前方注視距離處的彎路曲率及彎路曲率的時間變化的彎路曲率算出機構； 基于所述最大橫向加速度推定值、所述本車輛前方的道路坡度、所述駕駛員的踏板操作及所述轉彎方向中的至少一個，來運算使所述前后加速度指令值變化的比例增益的比例增益運算部； 基于所述前方注視距離處的彎路曲率及彎路曲率的時間變化、所述車輛速度、所述比例增益，來運算前后加速度指令值的前后加速度指令值運算機構； 基于運算出的所述前后加速度控制模式，輸出實現(xiàn)運算出的所述前后加速度指令值的控制指令值的控制指令值輸出機構。
12.根據(jù)權利要求I所述的車輛運動控制裝置，其特征在于， 所述車輛運動控制裝置具備通過所述車輛運動控制運算機構和所述車輛運動控制裝置外的車載電子控制器進行信息的通信的車輛通信機構。
13.根據(jù)權利要求9或11所述的車輛運動控制裝置，其特征在于， 前方注視點基于通過車輛速度與預先設定的前方注視時間之積而得到的距離、或將第一前方注視點速度與第二前方注視點速度中的小的一方的值作為前方注視點速度并通過該前方注視點速度的積分而得到的距離來設定，該第一前方注視點速度通過車輛的前后加速度與所述前方注視時間之積加上車輛速度而得到，該第二前方注視點速度基于前方注視點位置處的彎路曲率及前方注視距離而制作出。
14.根據(jù)權利要求I所述的車輛運動控制裝置，其特征在于， 所述道路坡度由縱剖坡度及橫向坡度的至少任一方構成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種即便在車輛未發(fā)生橫向運動的狀態(tài)下，也能駕駛感良好地使車輛加減速的車輛運動控制裝置。車輛運動控制裝置中具有取得本車輛前方的彎路形狀的彎路形狀取得機構(2)；取得本車輛的位置的本車位置取得機構(3)；基于該彎路形狀及該本車輛的位置，運算使車輛產(chǎn)生的前后加速度指令值的車輛運動控制運算機構(4)，車輛運動控制運算機構(4)在本車輛從彎路前進入彎路且行駛到彎路曲率成為固定或最大的地點時，運算多個不同的負的前后加速度指令值，所述前后加速度指令值基于通過本車輛前方的彎路行駛時將要產(chǎn)生的最大橫向加速度推定值、本車輛前方的道路坡度、駕駛員的踏板操作及轉彎方向中的至少一個而變化。
文檔編號B60W30/02GK102849068SQ20121021356
公開日2013年1月2日 申請日期2012年6月25日 優(yōu)先權日2011年7月1日
發(fā)明者高橋絢也, 山門誠, 大澤俊哉 申請人:日立汽車系統(tǒng)株式會社