在车辆控制装置(101)中，切换超平面生成部(204)根据车辆(100)的行驶状态以及与作为车辆(100)行驶的路面的状态的行驶面状态对应的侧偏刚度，生成切换超平面。偏差运算部(201)运算车辆(100)的目标轨道的与实际的轨道之间的偏差。状态量推测部(203)根据偏差运算部(201)计算出的偏差，推测车辆(100)的应控制的状态量。目标操舵角/加减速运算部(205)根据切换超平面生成部(204)生成的切换超平面以及作为状态量推测部(203)推测的状态量的状态推测量，运算车辆(100)的目标操舵角以及目标加减速度。速度。速度。
Vehicle control device and vehicle control method
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】车辆控制装置以及车辆控制方法
[0001]本专利技术涉及对车辆的行驶进行控制的车辆控制装置以及车辆控制方法。
技术介绍
[0002]作为用于实现车辆的自动行驶的方式，提出了如下方式：生成表示将来的一定期间中的目标路径以及目标车速的目标轨道，计算用于使车辆追随目标轨道的目标操舵角以及目标加减速度，依照计算出的目标操舵角以及目标加减速度来控制车辆的实际舵角以及实际加减速。
[0003]另外，作为车辆控制的方法，已知一种滑模控制方法(sliding mode control method)，通过将车辆的状态约束(维持)为在相位空间上设计的被称为切换超平面的平面(还称为切换函数)，实现鲁棒的控制系统。例如，在专利文献1中记载有如下技术：根据车辆的行驶状态(车速等)来校正切换超平面，从而将滑模控制方法应用于操舵控制，由此抑制车辆的超调量(overshoot)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献1：日本特开昭63
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028763号公报
技术实现思路
[0006]在专利文献1的技术中，在决定切换超平面时考虑车速，但未考虑车辆行驶的路面(行驶面)的状态，所以当例如车辆在易于打滑的行驶面上行驶时，存在向目标轨道的追随性变差的可能性。
[0007]本专利技术是为了解决以上那样的课题而完成的，其目的在于不仅是针对车辆的行驶状态，而且针对行驶面的状态也实现鲁棒的车辆控制。
[0008]本专利技术所涉及的车辆控制装置具备：切换超平面生成部，根据车辆的行驶状态以及与作为所述车辆行驶的路面的状态的行驶面状态对应的侧偏刚度，生成切换超平面；偏差运算部，运算所述车辆的目标轨道的与实际的轨道之间的偏差；状态量推测部，根据所述偏差运算部计算出的所述偏差，推测所述车辆的应控制的状态量；以及控制输入制运算部，根据所述切换超平面生成部生成的所述切换超平面以及作为所述状态量推测部推测的所述状态量的状态推测量，运算用于对所述车辆的操舵以及车速中的至少一方进行控制的控制输入。
[0009]根据本专利技术，能够针对车辆的行驶状态以及行驶面状态实现鲁棒的车辆控制。
[0010]本专利技术的目的、特征、方式以及优点通过以下的详细的说明和附图而会变得更清楚。
附图说明
[0011]图1是示出搭载车辆控制装置的车辆的控制系统的结构例的图。
[0012]图2是示出轨道生成装置计算的目标路径的例子的图。
[0013]图3是用于说明相对目标路径的车辆的横向偏差(lateral deviation)以及偏角(deflection angle)的图。
[0014]图4是示出车辆变得不稳定的情形的例子的图。
[0015]图5是示出轮胎侧滑角和侧偏力(cornering force)的关系的曲线图。
[0016]图6是实施方式1所涉及的车辆控制装置的功能框图。
[0017]图7是示出表示行驶面状态的索引和侧偏刚度(cornering stiffness)的对应的表格的图。
[0018]图8是示出根据行驶状态以及行驶面状态而变化的切换超平面的图。
[0019]图9是示出切换超平面生成部的结构的例子的图。
[0020]图10是实施方式2所涉及的车辆控制装置的功能框图。
[0021]图11是实施方式3所涉及的车辆控制装置的功能框图。
[0022]图12是实施方式4所涉及的车辆控制装置的功能框图。
[0023]图13是示出车辆控制装置的硬件结构例的图。
[0024]图14是示出车辆控制装置的硬件结构例的图。
[0025](符号说明)
[0026]1：方向盘；2：转向轴；3：电动马达；4：齿条和小齿轮机构；5：横拉杆(tie rod)；6：前转向节；7：车辆驱动装置；8：轴；9：加减速控制装置；10：制动器控制装置；11：制动器；12：操舵控制装置；13：轨道生成装置；14：小齿轮轴；15：齿条轴；20：车速传感器；21：IMU传感器；22：操舵角传感器；23：操舵转矩传感器；24：相机；25：雷达；26：GNSS传感器；27：导航装置；30：外部传感器(external sensor)；31：内部传感器(internal sensor)；32：行驶面状态推测装置；50：处理电路；51：处理器；52：存储器；100：车辆；101：车辆控制装置；102：前轮；103：后轮；201：偏差运算部；202：行驶面状态推测部；203：状态量推测部；204：切换超平面生成部；205：目标操舵角/加减速运算部；206：目标操舵角运算部；207：目标加减速运算部；301：冰冻面用切换超平面映射；302：湿润面用切换超平面映射；303：干燥面用切换超平面映射；304：映射选择部。
具体实施方式
[0027]<实施方式1>
[0028]首先，使用图1，说明车辆的控制系统的结构。用于驾驶员(即驾驶者)对车辆100进行操舵的方向盘1与转向轴2结合。转向轴2被连接有齿条和小齿轮机构4的小齿轮轴14。齿条和小齿轮机构4的齿条轴15根据小齿轮轴14的旋转而自由地往返移动，其左右两端经由横拉杆5而连接有前转向节6。前转向节6以转动自如的方式支撑作为操舵轮的前轮102，并且以转舵自如的方式支撑于车体框架。
[0029]驾驶员操作方向盘1而发生的转矩使转向轴2旋转，齿条和小齿轮机构4根据转向轴2的旋转而使齿条轴15向左右方向移动。由于齿条轴15的移动，前转向节6以主销轴(kingpin axis)(未图示)为中心进行转动，由此前轮102向左右方向转舵。因此，驾驶员在车辆100前进/后退时通过操作方向盘1，能够使车辆100的横向移动量变化。
[0030]在车辆100中，作为用于辨识车辆100的行驶状态的内部传感器31，设置有车速传感器20、惯性测量装置21(以下称为“IMU(Inertial Measurement Unit，惯性测量单元)传
感器21”)、操舵角传感器22、操舵转矩传感器23等。
[0031]车速传感器20具备对车辆100的车轮的旋转速度进行检测的脉冲传感器，将脉冲传感器的输出变换为车速值而输出。IMU传感器21设置于车辆100的车顶或者车内，检测车辆坐标系中的车辆100的加速度以及角速度。在IMU传感器21中，也可以内置有例如MEMS(Micro Electric Mechanical System，微机电系统)、光纤陀螺仪(Fiber Optic Gyroscope)等。在此，车辆坐标系是指固定于车辆的底盘或者车身的坐标系。通常，在车辆坐标系中，将车辆的重心设为原点，将车辆的长度方向的前方设为x轴，将车辆的左手方向设为y轴，将以x轴为起点而绕y轴方向旋转的右旋螺纹前进的方向设为z轴。
[0032]操舵角传感器22是对转向轴2的旋转角度进行测量的传感器，由例如旋转编码器等构成。操舵转矩传感器23是对转向轴2的旋转转矩进行测量的传感器，由例如应本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种车辆控制装置，具备：切换超平面生成部，根据车辆的行驶状态以及与作为所述车辆行驶的路面的状态的行驶面状态对应的侧偏刚度，生成切换超平面；偏差运算部，运算所述车辆的目标轨道的与实际的轨道之间的偏差；状态量推测部，根据所述偏差运算部计算出的所述偏差，推测所述车辆的应控制的状态量；以及控制输入制运算部，根据所述切换超平面生成部生成的所述切换超平面以及作为所述状态量推测部推测的所述状态量的状态推测量，运算用于对所述车辆的操舵以及车速中的至少一方进行控制的控制输入。2.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其中，所述车辆控制装置还具备行驶面状态推测部，该行驶面状态推测部推测所述车辆的所述行驶面状态，推测与所述行驶面状态对应的所述侧偏刚度。3.根据权利要求2所述的车辆控制装置，其中，所述行驶面状态推测部根据对所述车辆的所述行驶状态进行检测的内部传感器的输出以及对所述车辆的周边的状况进行检测的外部传感器的输出中的至少1个，推测所述侧偏刚度。4.根据权利要求2所述的车辆控制装置，其中，所述行驶面状态推测部预先存储与多个种类的所述行驶面状态分别对应的所述侧偏刚度，选择并输出与所述行驶面状态的推测结果对应的所述侧偏刚度。5.根据权利要求2至4中的任意一项所述的车辆控制装置，其中，在所述行驶面状态推测部推测的所述行驶面状态中，包括冰冻面、湿润面以及干燥面中的任意面。6.根据权利要求2至4中的任意一项所述的车辆控制装置，其中，所述行驶面状态推测部根据所述车辆行驶的所述路面的材质，推测所述行驶面状态。7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的车辆控制装置，其中，所述控制输入制运算部运算目标操舵角或者目标操舵转矩作为所述控制输入。8.根据权利要求1至6中的任意一项所述的车辆控制装置，其中，所述控制输入制运算部运算目标加减速度或者目标车速作为所述控制输入。9.根据权利要求1至6中的任意一项所述的车辆控制装置，其中，所述控制输入制运算部运算目标操舵角或目标操舵转矩以及目标加减速度或目标车速作为所述控制输入。10.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：龟冈翔太，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：
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