特許 7518910 車両のステアリング方法、コンピュータプログラム、コンピュータ可読記憶媒体及び制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-09

(45)【発行日】2024-07-18

(54)【発明の名称】車両のステアリング方法、コンピュータプログラム、コンピュータ可読記憶媒体及び制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 30/10 20060101AFI20240710BHJP

   B60W 40/02 20060101ALI20240710BHJP

   B60W 60/00 20200101ALI20240710BHJP

   B62D 6/00 20060101ALI20240710BHJP

【ＦＩ】

B60W30/10

B60W40/02

B60W60/00

B62D6/00

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2022549545

(86)(22)【出願日】2021-02-23

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-04-13

(86)【国際出願番号】 DE2021200020

(87)【国際公開番号】W WO2021175383

(87)【国際公開日】2021-09-10

【審査請求日】2022-08-17

(31)【優先権主張番号】102020202757.9

(32)【優先日】2020-03-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】522296653

【氏名又は名称】コンチネンタル・オートモーティヴ・テクノロジーズ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング

(74)【代理人】

【識別番号】100069556

【弁理士】

【氏名又は名称】江崎 光史

(74)【代理人】

【識別番号】100111486

【弁理士】

【氏名又は名称】鍛冶澤 實

(74)【代理人】

【識別番号】100191835

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 真介

(74)【代理人】

【識別番号】100221981

【弁理士】

【氏名又は名称】石田 大成

(72)【発明者】

【氏名】ケスラー・フィリップ

【審査官】平井 功

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－３０２０４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１３１８３８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｗ １０／００－１０／３０

Ｂ６０Ｗ ３０／００－６０／００

Ｂ６２Ｄ ６／００－ ６／１０

Ｇ０８Ｇ １／００－９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軌道に沿って車両（１）を制御する方法であって、
前記車両（１）は、前記軌道の定義可能な探索空間内で前記軌道をプランニングし、前記車両（１）を制御するために前記車両（１）のアクチュエータ（３、４、５）にアクセスすることができる、制御装置（２）を有し、
少なくとも１つの限界値が、アクチュエータ（３、４、５）の少なくとも１つの操作量に対して決定され、
前記操作量の探索空間（９）は、前記少なくとも１つの限界値に基づいて定義され、
前記探索空間（９）は、前記軌道をプランニングするために使用され、
ステアリングシステム（３）やステアリングシステム（３）のＥＰＳモータが、前記アクチュエータとして提供され、
前記ＥＰＳモータに現在加えられている力と利用可能な最大力との差を求め、前記差を使用して前記ＥＰＳモータの電位を推定することを特徴とする方法。

【請求項2】

操舵角及び／又は操舵角速度及び／又は道路の曲率及び／又は前記ＥＰＳモータのモータトルクが、前記操作量として提供されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

左への前記操作量の最大時間進行及び右への前記操作量の最大時間進行が、前記限界値として提供されるととともに、フィードバック信号として制御装置（２）へ伝達されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

非線形摩擦力（Ｆ＿Ｆｒｉｃ）が決定され、前記限界値が前記非線形摩擦力（Ｆ＿Ｆｒｉｃ）を考慮して決定されることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

路面力（Ｆ＿Ｓｔｒ）が決定され、前記限界値が前記路面力（Ｆ＿Ｓｔｒ）を考慮して決定されることを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】

前記路面力（Ｆ＿Ｓｔｒ）が仮想ばねに基づくモデリングを使用して決定されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。

【請求項7】

前記仮想ばねのばね剛性（ｃ）が、車両速度及び前記ＥＰＳモータのトルクを介して決定されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記ばね剛性（ｃ）が、最小二乗法を使用して決定されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

周囲状況をキャプチャするための少なくとも１つのセンサが提供されることを特徴とする、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項10】

前記キャプチャされた周囲状況が、前記探索空間（９）を定義するため、及び／又は軌道プランニングのために使用されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

コンピュータプログラムであって、コンピュータ上で実行されるとき、請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法を実行するためのプログラムコードを有する、コンピュータプログラム。

【請求項12】

命令が実行されるコンピュータに請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法を実行させる前記命令を含む、コンピュータ可読記憶媒体。

【請求項13】

軌道に沿って車両（１）を制御するための制御装置（２）であって、前記車両（１）は、請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法を使用して制御されることを特徴とする、制御装置（２）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、軌道に沿って車両を制御する方法に関する。本発明はまた、本発明による方法を使用して軌道に沿って車両を制御するように設計された制御装置、並びに本発明による方法を実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラム、及びそれが実行されるコンピュータに本発明による方法を実行させるコンピュータ可読記憶媒体に関する。

【背景技術】

【0002】

乗用車、トラック、電動二輪車、又は先行技術から知られている他の輸送手段などの最新の車両には、適切なセンサ又はセンサシステムの助けを借りて、例えば、ブレーキやステアリングの介入によって、又は視覚的又は音響的な警告の出力によって、環境をキャプチャし、交通状況を認識し、及びドライバを支援することができる、（ドライバ）支援システムの装備が増加してきている。環境をキャプチャするセンサシステムとして、レーダーセンサ、ライダーセンサ、カメラセンサ、又は超音波センサなどが常用されている。センサによって決定されたセンサデータから、環境に関する結論を導き出すことができる。これらの結論に基づいて、車線維持制御又は車線維持アシスタント（ＬＫＡ－Ｌａｎｅ Ｋｅｅｐ Ａｓｓｉｓｔ）などの一般的な支援機能を実装することができる。

【0003】

更に、最新の自動車は、一般的に、電動ステアリング又はステアリングアシスト（ＥＰＳ＝Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ、ＥＰＡＳ＝Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）、又はドライバがハンドルを操作するために加えられる力を軽減することによってドライバを支援するパワーステアリングを備えている。例えば、これは、電動サーボモータ（ＥＰＳモータ又は電動パワーステアリングモータ）又は例えばステアリングコラムやステアリングギアといったステアリングシステムの機構上に配置されたサーボモータによって、及び、に加えられたモータトルク又はサーボトルクにより支援又は重畳されるドライバのステアリング動作によって、実行することができる。電動サーボモータ及び関連する制御ユニットは、この場合、ステアリングトレイン（Ｃ－ＥＰＳ又はコラムＥＰＳ）内、ステアリングギアピニオン（Ｐ－ＥＰＳ又はピニオンＥＰＳ）上、又はラックの周りに平行／同心（Ｒ－ＥＰＳ又はラックＥＰＳ）に配置できる。更に、絶対ハンドル角度センサ、ステアリングトルクセンサ、モータの相対ローター位置角度センサ、及び必要に応じて電流センサを含むセンサシステムが提供され、これらから、例えば、モータトルク又はサーボトルクを推定することができる。

【0004】

支援機能と自律運転の分野では、車両は通常、プランナのカスケード（例えば、操縦プランナと軌道プランナ）とコントローラを介して制御される。この場合、コントローラは、プランナによって生成された軌道に従おうとする。しかしながら、プランニングアプローチによっては、プランナが認識していない、又は車両が処理できないアクチュエータの制限により、コントローラ又は車両がナビゲートできない、又はコントローラ又は車両によって十分にナビゲートできない軌道をプランナがプランニングする可能性がある。したがって、アクチュエータがその限界に達し、制御にワインドアップ効果が発生する可能性がある。これは、プランニングサイクル中に車両が目的の軌道から逸脱する可能性があることを意味し、つまり、新しくプランニングされた軌道は、逸脱を補うために更に変更しなければならないことを意味する。これにより、プランナとコントローラの間の内部ダイナミクスが生じ、これにより車両の管理動作が悪化し、ドライバは車線内での揺れなどに気付く可能性がある。軌道をナビゲートできない場合は、ドライバが介入する必要がある。プランニング及び／又は制御にはモデル予測アプローチがあり、プランニング中にビークルダイナミクスとアクチュエータの制限をモデルの形で考慮できるという利点がある。このアプローチによって、モデルの精度が高い場合、従属コントローラを省くことができる。しかしながら、モデルの複雑さが増すにつれて、そのようなアプローチにはより多くの計算作業が必要になるが、単純なモデルの計算作業がすでに非常に多く、結果として、アクチュエータのダイナミクスと制限も考慮したモデルは実用的ではない。

【0005】

先行技術文献
独国特許出願公開第１０ ２０１６ ２２１ ７２３ Ａ１号明細書は、複数のアクチュエータ（例えば、ステアリングシステム、ドライブトレイン、サービスブレーキ、及びパーキングブレーキ）を備えた車両用の制御システムを開示している。この場合の制御システムは、車両の動きを制御するためのモジュール、アクチュエータを制御するためのモジュール、実装される車両の動作戦略を指定するためのモジュール、及びトルクを調整するためのモジュールを含み、車両に課される動きの要求は、それから得られる、縦方向成分、横方向成分、及び垂直方向成分を有する正規化された要求ベクトルを形成するために使用される。更に、制御システムは、車両の動作戦略及び要求ベクトルに基づいて、アクチュエータ間に分配されるトルクを形成するように構成される。

【0006】

独国特許出願公開第１０ ２０１５ ２０９ ０６６ Ａ１号明細書は、軌道を決定するための探索空間が概算終了時間に基づいて制限される、車両の低コスト軌道プランニングのための方法を記載している。この場合、運転操縦の軌道を決定するための探索空間は、軌道を決定するために必要な計算労力を削減するために、概算終了時間の前後、具体的には概算終了時間の１０％前後の特定の領域に限定される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

したがって、本発明は、軌道プランニングが単純且つ費用対効果の高い方法で改善される、車両を制御するための一般的な方法を提供するという目的に基づいている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の目的は、請求項１及び同等の請求項の教示全体によって達成される。本発明の適切な構成は、従属請求項において請求されている。

【0009】

軌道に沿って車両を制御するための本発明による方法では、車両は、定義可能な探索空間（軌道の探索空間又は軌道プランニングのための探索空間）内で軌道をプランニングし、車両を制御するために車両のアクチュエータにアクセスできる制御装置を有し、アクチュエータの少なくとも１つの操作量に対して少なくとも１つの限界値が決定され、操作量の探索空間が１つ又は複数の限界値に基づいて定義される。次に、操作量の探索空間を使用して軌道をプランニングする。この場合の操作量の探索空間は、軌道の探索空間の部分空間を構成する。つまり、操作量の探索空間を制限すると、軌道の探索空間も暗黙のうちに制限されることを意味する。したがって、本発明による方法は、アクチュエータのダイナミクスに関連する軌道を計算することを可能にする。更に、これにより、例えば、アクチュエータのダイナミクスをＭＰＣ（ｍｏｄｅｌ ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ、モデル予測制御）モデルに統合する方法と比較して、計算時間を大幅に節約できる。プランナから分離されているため、この方法は様々なプランナアプローチにも使用でき、これにより、モータトルクとステアリング速度のソフトウェア制限、並びにステアリングシステムの劣化も容易に考慮することができる。これにより、動作の信頼性が更に向上する。更に、説明した方法は、複数のアクチュエータに、複雑な車両モデルとは無関係に使用することもできる。

【0010】

車両のステアリングシステム又は電動ステアリングシステムのＥＰＳモータがアクチュエータとして提供されることが好ましい。

【0011】

操舵角及び／又は操舵角速度及び／又は道路の曲率及び／又はＥＰＳモータのモータトルクは、操作量として適切に提供することができる。

【0012】

有利には、左への操作量の最大時間進行及び右への操作量の最大時間進行を限界値として提供することができ、プランナと一致される。操舵角が操作量として、又は複数の操作量の１つとして提供される場合、これは好ましくは、左への最大操舵角及び右への最大操舵角であり得る。代替的又は追加的に、左への（道路の）最大のナビゲーション可能な曲率及び右への（道路の）最大のナビゲーション可能な曲率も限界値として提供され得る。

【0013】

本発明の更に有利な構成によれば、ＥＰＳモータに現在加えられている力と利用可能な最大力との差は、例えば、ＥＰＳ又はＥＰＳモータの動力が、最初に設定されるか、又は、入力信号としてＥＰＳによる予測に使用できるようになるという事実によって決定することができる。これにより、例えば電力の一部しか利用できない場合など、様々な劣化レベルも表すことができるという利点が得られる。したがって、この差を使用して、例えば、増加する劣化レベルを示す増加する差によって、ＥＰＳモータの電位を推定及び／又は電力をチェックすることができる。

【0014】

更に、ステアリングシステムの非線形摩擦力を決定することができ、限界値は非線形摩擦力を考慮して決定される。

【0015】

路面力を適切に推定することができ、その結果、路面力を考慮して限界値を決定することができる。

【0016】

この場合、仮想ばねに基づくモデリングを使用して、路面力を決定することができる。

【0017】

仮想ばねのばね剛性は有利には、車両速度及びモータトルクを介して決定又は計算することができる。例えば、ばね剛性は、例えば車両速度からの、純粋に速度に依存する第１部分と、例えば車両速度と利用可能な最大モータトルク又はＥＰＳトルクからの、速度依存及びトルク依存の第２部分とから成る、数学項を使用して記述される。

【0018】

この場合、ばね剛性は、推定方法、例えば最小二乗法、特に再帰的最小二乗（ＲＬＳ、ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ ｌｅａｓｔ ｓｑｕａｒｅｓ）法を使用して決定されることが好ましい。しかし、代わりに、他の推定又は推定方法を使用することもできる。例えばオフラインでも実行でき、且つＲＬＳなどの再帰的方法を必要としない、初期推定を提供することが可能である。このような方法は、方法の順序には依存しないが、使用するタイヤなど、他のパラメータに大きく依存する可能性がある。

【0019】

更に、周囲状況をキャプチャするための少なくとも１つのセンサ、特にカメラ及び／又はライダーセンサ及び／又はレーダーセンサ及び／又は超音波センサが提供され得る。１つ又は複数のセンサからのセンサデータを使用して、車両環境及びそこに位置する物体及び道路利用者をキャプチャすることができる。この場合、複数のセンサからのセンサデータを融合して、環境及び物体のキャプチャを改善することもできる。

【0020】

実際には、そこに位置する物体及び道路利用者を含む、キャプチャされた車両周囲状況を使用して、操作量の、及び／又は軌道プランニングのための探索空間を定義することができる。これは、センサによって検出された物体が以前に制限された探索空間にあるため、例えば、可能な軌道の探索空間を更に制限することによって実行できる。更に、移動する軌道は、軌道プランニング中又はその後に、例えば、道路のコースに沿って走り、他の物体／道路利用者と衝突することなく走る軌道を選択することによって、衝突回避の態様が考慮されるような方法で選択できる。

【0021】

本発明はまた、プログラムコードを有するコンピュータプログラムを含み、コンピュータプログラムがコンピュータ又は従来技術から知られている別のプログラム可能なコンピュータで実行されるときに、本発明による方法を実行する。したがって、この方法は、コンピュータを使用して実施又は実行されるスケジューリング又は手順を説明する本発明の意味での「コンピュータ実施方法」という用語を用いて、純粋にコンピュータ実施方法の形式であってもよい。コンピュータ、例えばコンピュータネットワーク、又は従来技術から既知の別のプログラム可能な装置（例えば、プロセッサ、又はマイクロコントローラなどを含むコンピュータ装置）は、この場合、プログラム可能な計算規則を使用してデータを処理することができる。

【0022】

更に、本発明は、命令が実行されるコンピュータに、先行請求項の少なくとも１つに記載の方法を実行させる命令を含むコンピュータ可読記憶媒体を含む。

【0023】

等位的又は従属的に、本発明は、軌道に沿って車両を制御するための制御装置も含み、この制御装置は、車両が本発明による方法を使用して制御されるように設定される。

【0024】

本発明の意味における、車両軌道の探索空間又は軌道プランニングのための探索空間という用語は、制御ユニットが可能性のあるナビゲーション可能な軌道を探索する空間的及び時間的範囲を意味すると理解され、状況に適したそれぞれの軌道を次に選択するために、探索空間内の複数の軌道をプランニングすることが可能である。本発明の意味における操作量の探索空間という用語は、制御ユニットが可能な操作量を探索する空間的及び時間的範囲を意味すると理解される。この場合の操作量の探索空間は、車両軌道の探索空間の部分空間を構成する。

【0025】

本発明の意味における限界値という用語は、操作量の最大値又は最小値、すなわち例えば移動距離又は時間ｔに沿った進行をキャプチャできる最大値又は最小値を意味すると理解される。

【0026】

本発明はまた、明示的に言及されていない特徴又は特許請求の範囲の特徴の組み合わせ、いわゆる部分組み合わせを明示的に含む。

【0027】

本発明は、好都合な例示的実施形態を参照して、以下により詳細に説明される。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明による方法を使用して最大操作量が予測される車両の簡略化された概略図を示す。

【図2】車両速度及び最大ＥＰＳトルクに対する仮想剛性の依存性の簡略化された概略図を示す。

【図3】本発明による方法を使用して制限される操舵角の探索空間の簡略図を示す。

【図4】本発明による方法のフローチャートの簡略化された概略図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0029】

図１の参照番号１は、様々なアクチュエータ（ステアリングシステム３、モータ４、ブレーキ５）を備えた車両を示し、この車両は、１つ又は複数のアクチュエータのダイナミクスに関する軌道プランニングを実行するために使用できる制御装置２（ＥＣＵ、電子制御ユニット）を有する。この場合、軌道は軌道プランナを使用して計算され、特に軌道プランナの探索空間制限に関して横方向で、それぞれのアクチュエータの最大操作量が予測され、軌道プランニングに使用される。この場合、軌道プランナは、制御装置２のハードウェアモジュール又は純粋なソフトウェアモジュールの形態であってもよい。車両１には、周囲状況をキャプチャするためのセンサ（カメラ６、ライダーセンサ７、及びレーダーセンサ８）もあり、そこからのセンサデータは、周囲状況及び物体を認識するために使用され、その結果として、例えば緊急ブレーキアシスタント（ＥＢＡ、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｂｒａｋｅ Ａｓｓｉｓｔ）、アダプティブクルーズ制御（ＡＣＣ、Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｃｒｕｉｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）、又は車線維持制御又は車線維持アシスタント（ＬＫＡ、Ｌａｎｅ Ｋｅｅｐ Ａｓｓｉｓｔ）などの様々な支援機能を実装できる。実際には、支援機能は、制御装置２又は専用の制御装置を介して実行することもできる。

【0030】

本発明による方法は、一般に、一般的な車両に見られるすべてのアクチュエータに適用することができ、したがって、一般的な輸送手段で使用されるすべてのステアリングタイプにも適用することができる。したがって、余分なアクチュエータを備えた車両、つまり前後の車軸ステアリングを備えた車両にも適用できる。本発明による方法は、前車軸ステアリングを備えた車両を参照して以下に例として説明され、操舵角δが操作量として使用される。すなわち、現在の操舵角δが最初に開始値として測定され得る。ここで、使用される軌道プランナのアプローチは、最大操舵角δ＿ｍａｘを処理できると仮定できる。しかしながら、代替的又は追加的に、例えば操舵角速度又は曲率などの他の操作量も可能である。ステアリングシステムの力のバランスは、次のように数学的に記述できる。
（１）ｍ＿ＥＰＳ・ａ＝Ｆ＿Ｍｏｔ－ｄ・ｖ－Ｆ＿Ｆｒｉｃｔｉｏｎ－Ｆ＿Ｌｏａｄ
。

【0031】

この場合、ｍ＿ＥＰＳはステアリングシステムの累積質量、ａはラックの加速度、Ｆ＿ＭｏｔはＥＰＳモータによって提供される力、ｄはＥＰＳのダンピング、ｖはラックの速度、Ｆ＿ＦｒｉｃｔｉｏｎはＥＰＳの非線形摩擦、そしてＦ＿ＬｏａｄはＥＰＳに適用される負荷であり、路面力Ｆ＿Ｓｔｒとハンドルから生じる力で構成される。このような路面力は、例えば、道路を走行しているときに車両の車輪に加えられる。これらの路面力のエネルギー伝達を分散させるために、一般に、車両のサスペンションシステムでばね又はダンパーアセンブリが使用される。

【0032】

最大操作量は、利用可能なアクチュエータ出力に基づいて、いずれの干渉もなく適切に決定される。この場合、ハンドルからの力に含まれるドライバの手動トルクなどの干渉量は無視できる。横風などの外部から作用する干渉量は無視される。これは、このような干渉が、例えば制御によって補正できるためである。一方、残りの路面力Ｆ＿Ｓｔｒ及び、したがってＦ＿Ｌｏａｄも、最大操舵角に大きな影響を与え、したがって、常に発生するので、干渉とは見なされないため、簡単に無視することはできない。単一トラックモデルにおける車両レベルでの路面力Ｆ＿Ｓｔｒを見ると、それらが現在の操舵角、車両速度、及び路面の摩擦係数に依存することがわかる。しかしながら、ここでは道路の摩擦係数の影響を無視できて、結果的に摩擦係数が高いシナリオのみが考慮される。これが可能になるのは、摩擦係数が減少すると最大操舵角が大きくなるが、これにより必ずしもナビゲーション可能な曲率が高くなるわけではなく、したがってナビゲーション可能な軌道にもならないからである。したがって、操舵角及び車両速度に対する路面力Ｆ＿Ｓｔｒの依存性はそのままである。路面力Ｆ＿Ｓｔｒをモデル化するための操舵角依存性により、車両速度に依存するばね剛性ｃを備えた仮想ばねが使用される。ばね剛性ｃは、図２に示すように、設定された最大ＥＰＳトルクＭ＿Ｍｏｔ＿ｍａｘにも依存する。これは、ラックの移動と車輪の操舵角の間の変換、又は操舵角に依存する追従走行などの非線形性に起因する。

【0033】

したがって、式（１）から次の結果が得られる。
（２）ｍ＿ＥＰＳ・ａ＝Ｆ＿Ｍｏｔ－ｄ・ｖ－Ｆ＿Ｆｒｉｃｔｉｏｎ－ｃ（ｖ＿ｖｅｈ，Ｍ＿Ｍｏｔ＿ｍａｘ）・ｘ。

【0034】

この場合、ｖ＿ｖｅｈは車両速度、ｘは伝達比ｉを使用して操舵角δに変換できるラック位置である。この場合、項ｃ（ｖ＿ｖｅｈ，Ｍ＿Ｍｏｔ＿ｍａｘ）は、純粋に速度に依存する部分ｃ１（ｖ－ｖｅｈ）と、速度に依存しトルクに依存する部分ｃ２（ｖ－ｖｅｈ，Ｍ＿Ｍｏｔ＿ｍａｘ）で構成される。
（３）ｃ（ｖ＿ｖｅｈ，Ｍ＿Ｍｏｔ＿ｍａｘ）＝ｃ１（ｖ＿ｖｅｈ）ｃ２（ｖ＿ｖｅｈ，Ｍ＿Ｍｏｔ＿ｍａｘ）。

【0035】

これを使用して、（図２による）ばね剛性ｃのルックアップテーブルを導き出すことができ、これは、例えば、様々な速度でのステアリングシステムのステップ励振から導き出すことができる。例えば、ばね剛性ｃは、ＲＬＳ（ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ ｌｅａｓｔ ｓｑｕａｒｅｓ、再帰的最小二乗）アルゴリズムを使用して、速度に基づいて推定及び適合させることができる。この場合、項ｃ２（ｖ＿ｖｅｈ，Ｍ＿Ｍｏｔ＿ｍａｘ）は構造的で不変の関係を反映しているため、ｃ１（ｖ＿ｖｅｈ）のみを適合させる必要がある。その結果、この場合、左右に設定可能な最大操舵角δを予測する必要があり、この場合、ＥＰＳモータによって依然として設定可能な最大力がＦ＿Ｍｏｔに対して選択され、ステップとして適用され、以下に従って、モータ時定数Ｔ＿Ｍｏｔでフィルター処理される。
（４）Ｆ＿Ｍｏｔ＝１／（Ｔ＿Ｍｏｔ・ｓ＋１）・Ｆ＿Ｍｏｔ＿ｍａｘ。

【0036】

この場合、Ｆ＿Ｍｏｔ＿ｍａｘは、現在加えられている力と利用可能な最大の力との差である。利用可能な最大の力は、ＥＰＳのべき乗を使用して決定でき、又は、ＥＰＳによる予測で入力信号として利用できる。これにより、例えば、電力の一部しか利用できない場合に、ＥＰＳモータの様々な劣化レベルを表すことができる。非線形摩擦Ｆ＿Ｆｒｉｃｔｉｏｎは、システムの静止摩擦に対応し、モータ力Ｆ＿Ｍｏｔのいわゆるデッドゾーンを介して考慮することもでき、これは、一定の運動方向が１つだけ考慮されて静止摩擦のヒステリシス効果は関係無いためである。したがって、結果は以下のようになる。
（５）Ｆ＿Ｍｏｔ＿Ｆｒｉｃ＝０（｜Ｆ＿Ｍｏｔ｜＜Ｆ＿Ｈａｆｔの場合）
Ｆ＿Ｍｏｔ－Ｆ＿Ｈａｆｔ（Ｆ＿Ｍｏｔ＞Ｆ＿Ｈａｆｔの場合）
Ｆ＿Ｍｏｔ＋Ｆ＿Ｈａｆｔ（－Ｆ＿Ｍｏｔ＜Ｆ＿Ｈａｆｔの場合）。

【0037】

ここで、Ｆ＿Ｈａｆｔは粘着力の大きさである。更に、式（２）から式（６）が得られ、
（６）ｍ＿ＥＰＳ・ａ＝Ｆ＿Ｍｏｔ＿Ｆｒｉｃ－ｄ・ｖ－ｃ（ｖ＿ｖｅｈ，Ｍ＿Ｍｏｔ＿ｍａｘ）・ｘ
これは２次遅延要素に対応する。この場合、ダンピングｄは一定になるように選択できる。

【0038】

したがって、式（６）の加速度に応じて切り替えて２重積分することにより、最大ラック位置又は最大操舵角δ＿ｍａｘを予測することができる。次に、時間ｔにわたる右への最大操舵角（δ＿ｍａｘ＿ｒｅ）及び左への最大操舵角（δ＿ｍａｘ＿ｌｉ）の結果のベクトルをサンプリングして、フィードバック信号としてプランナに送信及び転送するデータ量を減らすことができる。２つのベクトルは、２つのベクトルδ＿ｍａｘ＿ｒｅ、δ＿ｍａｘ＿ｌｉの間の点線を使用して示される制限された探索空間９を使用して図３に示すように、軌道プランナが最適解を探索できる操作量の探索空間の上限と下限を示す。

【0039】

図４による方法シーケンスの例示的な実施形態では、左及び右への操舵角の予測最大時間進行が、前車軸ステアリングを備えた車両について出力される。この場合、操舵角δが最初に決定又は開始値として測定され（操舵角決定１２）、ばね剛性ｃが、例えば前述のルックアップテーブル（図２を参照）を使用して決定される（ばね剛性の決定１０）。更に、エンジン特性及び特徴１１ａ（左側）及び１１ｂ（右側）は、とりわけ、現在加えられているモータトルク（モータトルク検出）、すなわち現在加えられているモータトルクＭ＿Ｍｏｔに基づいて決定される。エンジンの特性及び特徴は、左右で異なる場合があり、これは例えば、ステアリングの非対称性、又はステアリングが近い車線境界の方向により制限されているＬＤＰ（Ｌａｎｅ Ｄｅｐａｒｔｕｒｅ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ、車線逸脱防止）機能の過程で人為的に導入された非対称性が原因である。次に、ばね剛性とエンジンの特性及び特徴、この場合、左への最大操舵角（左側の予測１３）と右への最大操舵角（右側の予測１４）に基づいて、最大操作量の推移を予測できる。予測された操舵角は、次にプランナ１５に転送される。車両が後車軸ステアリングも備えている場合、前車軸操舵角と同じ方法で後車軸操舵角を決定することができる。つまり、後車軸ステアリング用の後車軸には更に２つのベクトルがあり、１つは左への最大操舵角用、もう１つは右への最大操舵角用である。したがって、図４の方法シーケンスは、一方で、前車軸又は後車軸の最大操舵角を決定するための方法シーケンスを示している。代替的又は追加的に、後車軸ステアリングの有無に関係なく、ナビゲートされる曲率を操作量として使用することができる。この構成の利点は、後車軸ステアリングがある場合でも、ベクトルが２つ（左と右に対する最大曲率）しか発生しないことである。しかしながら、決定のために車両モデルが次に再び提供されなければならない。

【0040】

実際には、予測された操作量の制限は、コントローラのアンチワインドアップコンセプトにも使用できる。更に、図２による剛性と関係のルックアップテーブルは、車両の負荷を推定するためにも使用できる。
なお、本発明は、以下の態様も包含し得る：
１．軌道に沿って車両（１）を制御する方法であって、
前記車両（１）は、前記軌道の定義可能な探索空間内で前記軌道をプランニングし、前記車両（１）を制御するために前記車両（１）のアクチュエータ（３、４、５）にアクセスすることができる、制御装置（２）を有し、
少なくとも１つの限界値が、アクチュエータ（３、４、５）の少なくとも１つの操作量に対して決定され、
前記操作量の探索空間（９）は、前記少なくとも１つの限界値に基づいて定義され、
前記探索空間（９）は、前記軌道をプランニングするために使用される、
方法。
２．ステアリングシステム（３）又はステアリングシステム（３）のＥＰＳモータが、前記アクチュエータとして提供されることを特徴とする、上記１．に記載の方法。
３．操舵角及び／又は操舵角速度及び／又は道路の曲率及び／又は前記ＥＰＳモータのモータトルクが、前記操作量として提供されることを特徴とする、上記１．又は２．に記載の方法。
４．左への前記操作量の最大時間進行及び右への前記操作量の最大時間進行が前記限界値として提供され、前記プランナと一致されることを特徴とする、上記３．に記載の方法。
５．前記ＥＰＳモータに現在加えられている力と利用可能な最大力との差を求め、前記差を使用して前記ＥＰＳモータの電位を推定することを特徴とする、上記２．～４．のいずれか一つに記載の方法。
６．非線形摩擦力（Ｆ＿Ｆｒｉｃ）が決定され、前記限界値が前記非線形摩擦力（Ｆ＿Ｆｒｉｃ）を考慮して決定されることを特徴とする、上記１．～５．のいずれか一つに記載の方法。
７．路面力（Ｆ＿Ｓｔｒ）が決定され、前記限界値が前記路面力（Ｆ＿Ｓｔｒ）を考慮して決定されることを特徴とする、上記１．～６．のいずれか一つに記載の方法。
８．前記路面力（Ｆ＿Ｓｔｒ）が仮想ばねに基づくモデリングを使用して決定されることを特徴とする、上記１．～７．のいずれか一つに記載の方法。
９．前記仮想ばねのばね剛性（ｃ）が、車両速度及びモータトルクを介して決定されることを特徴とする、上記１．～８．のいずれか一つに記載の方法。
１０．前記ばね剛性（ｃ）が、最小二乗法、特に再帰的最小二乗（ＲＬＳ）法を使用して決定されることを特徴とする、上記１．～９．のいずれか一つに記載の方法。
１１．周囲状況をキャプチャするための少なくとも１つのセンサ、特にカメラ（６）及び／又はライダーセンサ（７）及び／又はレーダーセンサ（８）及び／又は超音波センサが提供されることを特徴とする、上記１．～１０．のいずれか一つに記載の方法。
１２．前記キャプチャされた周囲状況が、前記探索空間（９）を定義するため、及び／又は軌道プランニングのために使用されることを特徴とする、上記１１．に記載の方法。
１３．コンピュータプログラムであって、コンピュータ上で実行されるとき、上記１．～１２．のいずれか一つに記載の方法を実行するためのプログラムコードを有する、コンピュータプログラム。
１４．命令が実行されるコンピュータに上記１．～１２．のいずれか一つに記載の方法を実行させる前記命令を含む、コンピュータ可読記憶媒体。
１５．軌道に沿って車両（１）を制御するための制御装置（２）であって、前記車両（１）は、上記１．～１２．のいずれか一つに記載の方法を使用して制御されることを特徴とする、制御装置（２）。

【符号の説明】

【0041】

１ 車両
２ 制御装置
３ ステアリングシステム
４ モータ
５ ブレーキ
６ カメラ
７ ライダーセンサ
８ レーダーセンサ
９ 探索空間（操作量又は操舵角の）
１０ ばね剛性の決定
１１ａ モータの特性と特徴（左側）
１１ｂ モータの特性と特徴（右側）
１２ 操舵角決定
１３ 左最大操舵角の予測
１４ 右最大操舵角の予測
１５ 軌道プランナ
δ 操舵角
ｃ ばね剛性

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】