专利名称：车辆控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及沿目标轨迹控制车辆的车辆控制装置。
背景技术：
以往，作为计算包含目标轨迹的车辆的行驶计划的装置，已知有对上位计划及下位计划进行阶层化而计算行驶计划的装置(参考专利文献1)。在该专利文献1中记载的装置中，沿车辆的行驶方针来计算上位计划，并且根据周边环境的状况变化来计算下位计划。由此，实现能够满足车辆的行驶方针并同时灵活应对周边环境的状况变化的行驶计划计算。专利文献专利文献1 日本特开2008-U9804号公报
发明内容
车辆行驶的道路一般由直线、曲率为一定的圆弧曲线、及曲率变化率为一定的回旋曲线的组合而设计。因此，行驶计划中的车辆的目标轨迹也主要由直线、圆弧曲线、及回旋曲线构成。但是，关于按照目标轨迹中的回旋曲线来使车辆行驶的技术还未进行充分的研究，该事实成为车辆控制的可靠性下降的一个原因。因此，本发明的目的在于提供一种车辆控制装置，其基于目标轨迹和从车辆进入曲率变化率为一定的回旋曲线区间开始的经过时间来运算车辆的转向控制所使用的转向角指令值，由此能够提高车辆控制的可靠性。本发明是一种车辆控制装置，沿目标轨迹控制车辆，其特征在于，具有目标轨迹设定单元，设定车辆的目标轨迹；回旋曲线区间设定单元，设定目标轨迹设定单元设定的目标轨迹中的曲率变化率为一定的回旋曲线区间；经过时间运算单元，运算从车辆进入回旋曲线区间后的经过时间；及转向角指令值运算单元，基于由目标轨迹设定单元设定的目标轨迹和由经过时间运算单元运算出的经过时间，来运算车辆的转向控制所使用的转向角指令值。根据本发明的车辆控制装置，通过基于目标轨迹和从车辆进入回旋曲线区间开始的经过时间来运算转向角指令值，能够实现考虑了车辆从直线区间等无曲率变化的区间进入曲率发生变化的回旋曲线区间时所产生的过渡性的转向控制的紊乱的车辆控制。因此， 根据该车辆控制装置，能够适当抑制进入回旋曲线区间时的过渡性的转向控制的紊乱，因此，能够提高车辆控制的可靠性。在本发明的车辆控制装置中，优选，还具有滑移角检测单元，检测车辆的滑移角； 及横向力运算单元，基于滑移角检测单元检测出的滑移角，来运算施加于车辆的横向力，横向力运算单元通过收敛运算来运算横向力，所述收敛运算利用了车辆的横向力相对于滑移角的特性，转向角指令值运算单元基于横向力运算单元运算出的横向力，来运算转向角指令值。
此时，与线性地从滑移角求出横向力的现有方法相比，能够实现更高精度的横向力的运算。因此，根据该车辆控制装置，能够基于高精度运算出的横向力来提高转向角指令值的运算精度。另外，在本发明的车辆控制装置中，优选，还具有回旋曲线区间映射存储单元，存储有回旋曲线区间用映射，所述回旋曲线区间用映射是将回旋曲线区间中的曲率和曲率变化率的组合与转向角指令值建立关联而成的映射，转向角指令值运算单元使用回旋曲线区间用映射来运算转向角指令值。这样，通过利用回旋曲线区间用映射来进行车辆控制，能够减少回旋曲线区间中的车辆控制的运算量。另外，通过提高回旋曲线区间用映射的精度，能够提高回旋曲线区间中的车辆控制的可靠性。另外，在本发明的车辆控制装置中，优选，还具有圆弧区间设定单元，设定目标轨迹中的曲率为一定的圆弧区间；及圆弧区间用映射存储单元，存储将圆弧区间中的曲率与转向角指令值建立关联而成的圆弧区间用映射，转向角指令值运算单元使用圆弧区间用映射，来运算转向角指令值。这样，通过利用圆弧区间用映射来进行车辆控制，能够减少圆弧区间中的车辆控制的运算量。另外，通过提高圆弧区间用映射的精度，能够提高圆弧区间中的车辆控制的可靠性。另外，在本发明的车辆控制装置中，优选转向角指令值运算单元使用下述式(1) 来运算转向角指令值。[数学式1]
权利要求
1.一种车辆控制装置，沿目标轨迹控制车辆，其特征在于，具有 目标轨迹设定单元，设定所述车辆的目标轨迹；回旋曲线区间设定单元，设定由所述目标轨迹设定单元设定的所述目标轨迹中的曲率变化率为一定的回旋曲线区间；经过时间运算单元，运算从所述车辆进入所述回旋曲线区间后的经过时间；及转向角指令值运算单元，基于由所述目标轨迹设定单元设定的所述目标轨迹和由所述经过时间运算单元运算出的所述经过时间，来运算所述车辆的转向控制所使用的转向角指令值。
2.如权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于，还具有 滑移角检测单元，检测所述车辆的滑移角；及横向力运算单元，基于所述滑移角检测单元检测出的所述滑移角，来运算施加于所述车辆的横向力，所述横向力运算单元通过收敛运算来运算所述横向力，所述收敛运算利用了所述车辆的所述横向力相对于所述滑移角的特性，所述转向角指令值运算单元基于所述横向力运算单元运算出的所述横向力，来运算所述转向角指令值。
3.如权利要求1或2所述的车辆控制装置，其特征在于，还具有回旋曲线区间映射存储单元，存储有回旋曲线区间用映射，所述回旋曲线区间用映射是将所述回旋曲线区间中的曲率和曲率变化率的组合与所述转向角指令值建立关联而成的映射，所述转向角指令值运算单元使用所述回旋曲线区间用映射来运算所述转向角指令值。
4.如权利要求1 3中任一项所述的车辆控制装置，其特征在于，还具有 圆弧区间设定单元，设定所述目标轨迹中的曲率为一定的圆弧区间；及圆弧区间用映射存储单元，存储将所述圆弧区间中的所述曲率与所述转向角指令值建立关联而成的圆弧区间用映射，所述转向角指令值运算单元使用所述圆弧区间用映射，来运算所述转向角指令值。
5.如权利要求1 4中任一项所述的车辆控制装置，其特征在于，所述转向角指令值运算单元使用下述式(1)来运算所述转向角指令值，[数学式1]
全文摘要
本发明的目的在于提供一种能够提高车辆控制的可靠性的车辆控制装置(1)，沿目标轨迹控制车辆的车辆控制装置(1)具有目标轨迹设定部(11)，设定车辆的目标轨迹；回旋曲线区间设定部(12)，设定目标轨迹中的曲率变化率为一定的回旋曲线区间；经过时间运算部(13)，运算从车辆进入回旋曲线区间开始的经过时间；及车辆控制运算部(15)，基于目标轨迹设定部(11)设定的目标轨迹和经过时间运算部(13)运算出的经过时间，来运算车辆的转向控制所使用的转向角指令值，所述目标轨迹设定部(11)基于经过时间运算部(13)运算出的经过时间来进行回旋曲线区间中的车辆控制。
文档编号B62D6/00GK102405169SQ20108000301
公开日2012年4月4日 申请日期2010年1月18日 优先权日2010年1月18日
发明者中井浩二 申请人:丰田自动车株式会社