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公開番号2025094824
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-25
出願番号2023210596
出願日2023-12-13
発明の名称制御システム及び制御方法
出願人いすゞ自動車株式会社
代理人弁理士法人創光国際特許事務所
主分類B62D 6/00 20060101AFI20250618BHJP(鉄道以外の路面車両)
要約【課題】車両の目標経路への追従性を向上する。
【解決手段】制御システムSは、車両の目標経路の経路点と車両との距離偏差、経路点の第一方位角と車両の第二方位角との方位角偏差、及び車両の操舵角を取得する第一取得部121と、距離偏差、方位角偏差及び操舵角の各々を予測する予測モデルを生成する生成部122と、車両が走行中の道路の曲がり度合いを取得する第二取得部124と、曲がり度合いに基づいて車両の横滑り角を算出する算出部125と、予測モデルに基づいて、推定距離偏差と、操舵角と、推定方位角偏差とを推定する推定部123と、推定方位角偏差と横滑り角との差、推定距離偏差及び操舵角をパラメータに含む評価関数を最小化する操舵角を目標操舵角に決定する決定部126と、を有する。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
車両の目標経路の経路点と前記車両との距離偏差、前記経路点の第一方位角と前記車両の第二方位角との方位角偏差、及び前記車両の操舵角を取得する第一取得部と、
前記距離偏差、前記方位角偏差及び前記操舵角の各々を予測する予測モデルを生成する生成部と、
前記車両が走行中の道路の曲がり度合いを取得する第二取得部と、
前記曲がり度合いに基づいて前記車両の横滑り角を算出する算出部と、
前記予測モデルに基づいて、推定距離偏差と、操舵角と、推定方位角偏差とを推定する推定部と、
前記推定方位角偏差と前記横滑り角との差、前記推定距離偏差及び前記操舵角をパラメータに含む評価関数を最小化する前記操舵角を目標操舵角に決定する決定部と、
を有する制御システム。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記算出部は、前記曲がり度合いに応じて定まる前記車両の進行方向に直交する車幅方向の力のつり合いと、前記車両の重心周りの回転方向の力のつり合いと、に基づいて前記横滑り角を算出する、
請求項１に記載の制御システム。
【請求項３】
前記車幅方向の力のつり合いは、
前記車両の重量、前記車両の車速及び前記曲がり度合いにより定まる遠心力と、
前記車両の前輪コーナリングスティフネス、前記車両の前輪の横滑り角、前記車両の後輪コーナリングスティフネス及び前記車両の後輪の横滑り角により定まる向心力と、
で表され、
前記回転方向の力のつり合いは、
前記車両の重心と前記前輪との第一距離、前記前輪コーナリングスティフネス及び前記前輪の横滑り角により定まる前記前輪のヨーモーメントと、
前記重心と前記後輪との第二距離、前記後輪コーナリングスティフネス及び前記後輪の横滑り角により定まる前記後輪のヨーモーメントとで表される、
請求項２に記載の制御システム。
【請求項４】
前記遠心力は、前記曲がり度合いを示す曲率半径に対する前記車速の二乗の割合と前記重量との積で表され、
前記向心力は、前記前輪コーナリングスティフネス及び前記前輪の横滑り角の積と、前記後輪コーナリングスティフネス及び前記後輪の横滑り角の積との和とで表され、
前記回転方向の力のつり合いは、前記第一距離、前記前輪コーナリングスティフネス及び前記前輪の横滑り角の第一積と、前記第二距離、前記後輪コーナリングスティフネス及び前記後輪の横滑り角の第二積と、で表される、
請求項３に記載の制御システム。
【請求項５】
前記算出部は、前記遠心力と前記向心力とで表される前記車幅方向の力のつり合いを表す式と、前記第一積と前記第二積とで表される前記回転方向の力のつり合いを表す式とから、前記前輪横滑り角を消去することで導出される前記後輪の横滑り角を、前記横滑り角として算出する、
請求項４に記載の制御システム。
【請求項６】
車両に搭載されたプロセッサが実行する、
前記車両の目標経路の経路点と前記車両との距離偏差、前記経路点の第一方位角と前記車両の第二方位角との方位角偏差、及び前記車両の操舵角を取得するステップと、
前記距離偏差、前記方位角偏差及び前記操舵角の各々を予測する予測モデルを生成するステップと、
前記車両が走行中の道路の曲がり度合いを取得するステップと、
前記曲がり度合いに基づいて前記車両の横滑り角を算出するステップと、
前記予測モデルに基づいて、推定距離偏差と、操舵角と、推定方位角偏差とを推定するステップと、
前記推定方位角偏差と前記横滑り角との差、前記推定距離偏差及び前記操舵角をパラメータに含む評価関数を最小化する前記操舵角を目標操舵角に決定するステップと、
を有する制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の挙動を制御する制御システム及び制御方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
車両の挙動を制御する制御システムが知られている。特許文献１には、横偏差と、方位角偏差と、操舵角と、操舵角の変化量とを含む評価関数の値を最小化する操舵角を決定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－１４０４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車両が旋回する際には、車両の進行方向と車輪の向きとの間に横滑り角が生じることで旋回している。そのため、曲率が大きい目標経路に沿って車両を走行させる場合には、車両の車輪の向きである操舵角を、車両が目標経路に沿うような横滑り角が生じる角度にする必要がある。しかし、横滑り角を考慮しないで決定された車両の操舵角により生じる横滑り角は、車両を目標経路に沿って旋回させる横滑り角と異なることがある。そのため、横滑り角が考慮されていない操舵角では目標経路から外れるように車両が旋回し、目標経路に車両が追従できなくなっていた。
【０００５】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、車両の目標経路への追従性を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様においては、車両の目標経路の経路点と前記車両との距離偏差、前記経路点の第一方位角と前記車両の第二方位角との方位角偏差、及び前記車両の操舵角を取得する第一取得部と、前記距離偏差、前記方位角偏差及び前記操舵角の各々を予測する予測モデルを生成する生成部と、前記車両が走行中の道路の曲がり度合いを取得する第二取得部と、前記曲がり度合いに基づいて前記車両の横滑り角を算出する算出部と、前記予測モデルに基づいて、推定距離偏差と、操舵角と、推定方位角偏差とを推定する推定部と、前記推定方位角偏差と前記横滑り角との差、前記推定距離偏差及び前記操舵角をパラメータに含む評価関数を最小化する前記操舵角を目標操舵角に決定する決定部と、を有する制御システムを提供する。
前記算出部は、前記曲がり度合いに応じて定まる前記車両の進行方向に直交する車幅方向の力のつり合いと、前記車両の重心周りの回転方向の力のつり合いと、に基づいて前記横滑り角を算出してもよい。
【０００７】
前記車幅方向の力のつり合いは、前記車両の重量、前記車両の車速及び前記曲がり度合いにより定まる遠心力と、前記車両の前輪コーナリングスティフネス、前記車両の前輪の横滑り角、前記車両の後輪コーナリングスティフネス及び前記車両の後輪の横滑り角により定まる向心力と、で表され、前記回転方向の力のつり合いは、前記車両の重心と前記前輪との第一距離、前記前輪コーナリングスティフネス及び前記前輪の横滑り角により定まる前記前輪のヨーモーメントと、前記重心と前記後輪との第二距離、前記後輪コーナリングスティフネス及び前記後輪の横滑り角により定まる前記後輪のヨーモーメントとで表されてもよい。
【０００８】
前記遠心力は、前記曲がり度合いを示す曲率半径に対する前記車速の二乗の割合と前記重量との積で表され、前記向心力は、前記前輪コーナリングスティフネス及び前記前輪の横滑り角の積と、前記後輪コーナリングスティフネス及び前記後輪の横滑り角の積との和とで表され、前記回転方向の力のつり合いは、前記第一距離、前記前輪コーナリングスティフネス及び前記前輪の横滑り角の第一積と、前記第二距離、前記後輪コーナリングスティフネス及び前記後輪の横滑り角の第二積と、で表されてもよい。
【０００９】
前記算出部は、前記遠心力と前記向心力とで表される前記車幅方向の力のつり合いを表す式と、前記第一積と前記第二積とで表される前記回転方向の力のつり合いを表す式とから、前記前輪横滑り角を消去することで導出される前記後輪の横滑り角を、前記横滑り角として算出してもよい。
【００１０】
本発明の第２の態様においては、車両に搭載されたプロセッサが実行する、前記車両の目標経路の経路点と前記車両との距離偏差、前記経路点の第一方位角と前記車両の第二方位角との方位角偏差、及び前記車両の操舵角を取得するステップと、前記距離偏差、前記方位角偏差及び前記操舵角の各々を予測する予測モデルを生成するステップと、前記車両が走行中の道路の曲がり度合いを取得するステップと、前記曲がり度合いに基づいて前記車両の横滑り角を算出するステップと、前記予測モデルに基づいて、推定距離偏差と、操舵角と、推定方位角偏差とを推定するステップと、前記推定方位角偏差と前記横滑り角との差、前記推定距離偏差及び前記操舵角をパラメータに含む評価関数を最小化する前記操舵角を目標操舵角に決定するステップと、を有する制御方法を提供する。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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