特表 2022-537777 車両の横方向位置を調節するための方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-08-29

(54)【発明の名称】車両の横方向位置を調節するための方法

(51)【国際特許分類】

   B62D 6/00 20060101AFI20220822BHJP

【ＦＩ】

B62D6/00

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021576265

(86)(22)【出願日】2020-06-18

(85)【翻訳文提出日】2022-02-21

(86)【国際出願番号】 EP2020066867

(87)【国際公開番号】W WO2020260114

(87)【国際公開日】2020-12-30

(31)【優先権主張番号】1906936

(32)【優先日】2019-06-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】507308902

【氏名又は名称】ルノー エス．ア．エス．

【氏名又は名称原語表記】ＲＥＮＡＵＬＴ Ｓ．Ａ．Ｓ．

【住所又は居所原語表記】１２２－１２２ ｂｉｓ， ａｖｅｎｕｅ ｄｕ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｌｅｃｌｅｒｃ， ９２１００ Ｂｏｕｌｏｇｎｅ－Ｂｉｌｌａｎｃｏｕｒｔ， Ｆｒａｎｃｅ

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】ペイレ， モード

(72)【発明者】

【氏名】ルエテ， ジョン

(72)【発明者】

【氏名】サリウ， セバスチャン

【テーマコード（参考）】

3D232

【Ｆターム（参考）】

3D232CC20

3D232DA03

3D232DA24

3D232DA33

3D232DD03

3D232EB04

3D232GG01

(57)【要約】

交通車線（１０）上の車両（１）の横方向位置を調節するための方法であって、 － 車両の基準状態ベクトル（Ｘｒｅｆ）を計算するステップ（Ｅ２１）と、 － 車両の観測された状態ベクトル（Ｘｏｂｓ）を計算するステップ（Ｅ２２）と、 － 基準状態ベクトル（Ｘｒｅｆ）と観測された状態ベクトル（Ｘｏｂｓ）との間の差（Ｘｅｒｒ）の関数として、車両の操舵輪（２ｆ）の操舵角度（δｃ）の設定値を計算するステップ（Ｅ２３）と、 － 調節方法が始動されるときに実行される初期化ステップ（Ｅ１）とを含み、初期化ステップは、操舵輪の操舵角度（δｃ）設定値が、操舵輪の測定される操舵角度（δｍ）値に等しくなるように、初期の観測された状態ベクトル（Ｘ０）の成分（Ｘ０７）を計算するサブステップ（Ｅ１１）を含む、方法。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

交通車線（１０）上の車両（１）の横方向位置を調節するための方法であって、前記方法は、
前記車両（１）の基準状態ベクトル（Ｘｒｅｆ）を算出するステップ（Ｅ２１）と、
前記車両（１）の観測された状態ベクトル（Ｘｏｂｓ）を算出するステップ（Ｅ２２）と、
前記基準状態ベクトル（Ｘｒｅｆ）と前記観測された状態ベクトル（Ｘｏｂｓ）との間の差（Ｘｅｒｒ）の関数として、前記車両（１）の被操舵輪（２ｆ）の操舵角度設定値（δｃ）を算出するステップ（Ｅ２３）と
を含み、
前記調節方法は、前記調節方法の始動の時点において実行される初期化ステップ（Ｅ１）を含み、前記初期化ステップ（Ｅ１）は、前記調節方法の始動の時点における前記被操舵輪（２ｆ）の前記操舵角度設定値（δｃ）が、前記調節方法の始動の時点における前記被操舵輪（２ｆ）の測定された操舵角度値（δｍ）に等しくなるように、初期の観測された状態ベクトル（Ｘ０）の成分（Ｘ０７）を算出するサブステップ（Ｅ１１）を含む
ことを特徴とする、方法。

【請求項2】

前記観測された状態ベクトル（Ｘｏｂｓ）は、後に続く成分、すなわち、
前記車両（１）のヨー速度（ｄψ）、および、
前記車両（１）の向首方向角度（ψ）、および、
前記車両（１）の横方向速度（ｄｙ）、および、
基準軌道（１２）に関しての前記車両（１）の横方向距離（ｙ）、および、
前記車両（１）の前記被操舵輪（２ｆ）の操舵速度（ｄδ）、および、
前記車両（１）の前記被操舵輪（２ｆ）の操舵角度（δ）、および、
基準軌道（１２）に関しての前記車両（１）の前記横方向距離の積分（ｌｙ）
のすべてまたは一部を含むことを特徴とする、請求項１に記載の調節方法。

【請求項3】

前記初期の観測された状態ベクトル（Ｘ０）の成分（Ｘ０７）を算出する前記サブステップ（Ｅ１１）の間に、前記成分（Ｘ０７）は、前記調節方法の始動の時点における測定された操舵角度値（δｍ）の関数として算出されることを特徴とする、請求項１または２に記載の調節方法。

【請求項4】

前記観測された状態ベクトル（Ｘｏｂｓ）は、基準軌道（１２）に関しての前記車両（１）の前記横方向距離の積分（ｌｙ）に等しい成分を含み、前記初期化ステップ（Ｅ１）の間に規定される前記横方向距離の前記積分（ｌｙ）の初期値は、前記調節方法の始動の時点における前記被操舵輪（２ｆ）の前記操舵角度設定値（δｃ）が、前記調節方法の始動の時点における前記被操舵輪の測定された操舵角度値（δｍ）に等しくなるように算出されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の調節方法。

【請求項5】

前記操舵角度設定値（δｃ）を算出する前記ステップ（Ｅ２３）は、前記基準状態ベクトル（Ｘｒｅｆ）と前記観測された状態ベクトル（Ｘｏｂｓ）との間の前記差（Ｘｅｒｒ）に、調節ベクトル（Ｋｓ）を乗算することを含み、前記調節ベクトル（Ｋｓ）は、前記車両（１）の速度（ｖ）に依存的であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の調節方法。

【請求項6】

前記基準軌道（１２）に関しての前記車両（１）の前記横方向距離の前記積分（ｌｙ）の前記初期値は、前記基準状態ベクトル（Ｘｒｅｆ）と前記観測された状態ベクトル（Ｘｏｂｓ）との間の前記差（Ｘｅｒｒ）の成分の関数として、および、前記調節ベクトル（Ｋｓ）の成分の関数として、および、前記調節方法の始動の時点における前記測定された操舵角度値（δｍ）の関数として算出されることを特徴とする、請求項４または５に記載の調節方法。

【請求項7】

前記観測された状態ベクトル（Ｘｏｂｓ）の前記算出は、前記車両（１）の搭載センサ（７）により測定される数量、前記車両を特徴付ける定数（ｃｆ、ｃｒ、ｌｆ、ｌｒ、ｌｚ、ｍ、ζ、ω）、前記車両（１）の前記速度（ｖ）、および、前記調節方法の先行する反復の間に算出された前記車両（１）の前記被操舵輪（２ｆ）の操舵角度（δｒ）の設定値の値に基づくことを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の調節方法。

【請求項8】

コンピュータ可読媒体上に記憶されるプログラムコード命令であって、前記プログラムがコンピュータ上で走っているときに、請求項１から７のいずれか一項に記載の調節方法の前記ステップを実装するためのプログラムコード命令を含む、コンピュータプログラム製品。

【請求項9】

請求項１から７のいずれか一項に記載の調節方法を実装するためのプログラムコード命令を含むコンピュータプログラムが記憶されるコンピュータ可読データ記憶媒体。

【請求項10】

請求項１から７のいずれか一項に記載の調節方法を実装するためのハードウェアおよび／またはソフトウェア手段を含むことを特徴とするモータ車両（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、交通車線上の車両、特に自律車両の横方向位置を調節するための方法に関する。本発明は、特に、調節方法の始動の時点において実行される初期化ステップに関する。本発明は、そのような方法を実装するためのハードウェアおよび／またはソフトウェア手段を含むモータ車両にも関する。

【背景技術】

【0002】

自律車両は、一般的には、コンピュータにより制御される操舵システムを含む。操舵システムは、車両が所与の軌道を自律的にたどるように、車両の被操舵輪（ｓｔｅｅｒｅｄ ｗｈｅｅｌ）の向きを制御する。コンピュータは、車両が交通車線上で横方向に位置決めされることを可能とする、調節プロセスを実装する。特に、コンピュータは、車両がその車両の交通車線の中央にとどまることを可能とする、ＬＣＡ（車線センタリング支援（Ｌａｎｅ Ｃｅｎｔｅｒｉｎｇ Ａｓｓｉｓｔ））として知られている調節プロセスを実装し得る。

【0003】

そのようなプロセスが運転の間に始動させられるとき、車両は、運転者により手動で規定される軌道から、自律的に決定される基準軌道に移動する。軌道におけるこの変化は、ある決まった特定の事例において、車両の相当量の横方向加速を生成し得る。これらの横方向加速は、乗り手に対する不安を、および、車両のグリップの不安定化または喪失さえも引き起こすことがある。

【0004】

特に、車両が軌道の手動制御から軌道の自律制御への移行を機にさらされる横方向加速は、ある決まった特定の状況において特に高いということが特記される。特に、それらの横方向加速は、車両センサ、特に、車両の操舵輪（ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ）における角度センサが、較正されていない、または、較正ずれ（すなわち、このセンサにより測定される値と、真の値との間の差）を含むときに、特に高い。これらの横方向加速は、さらには、車両が、この移行の時間において、バンクを付けられた、または上反りにされた交通車線、すなわち、横方向に傾斜させられた交通車線上で移動しているときに、特に高い。

【0005】

本発明の提示
本発明の目的は、上記で述べられた欠点を取り除き、従来技術から知られている調節方法を改善する、交通車線上の車両の位置を調節するための方法を提供することである。

【0006】

より具体的には、本発明の第１の目的は、始動の間の車両の過度の横方向加速を回避する、交通車線上の車両の横方向位置を調節するための方法である。

【0007】

本発明の第２の目的は、車両の被操舵輪の最大操舵角度の制限を可能とする、交通車線上の車両の位置を調節するための方法である。

【発明の概要】

【0008】

本発明は、交通車線上の車両の横方向位置を調節するための方法であって、調節方法は、
－ 車両の基準状態ベクトルを算出するステップと、
－ 車両の観測された状態ベクトルを算出するステップと、
－ 基準状態ベクトルと観測された状態ベクトルとの間の差の関数として、車両の被操舵輪の操舵角度設定値を算出するステップと
を含み、
調節方法は、調節方法の始動の時点において実行される初期化ステップを含み、初期化ステップは、調節方法の始動の時点における被操舵輪の操舵角度設定値が、調節方法の始動の時点における被操舵輪の測定される操舵角度値に等しくなるように、初期の観測された状態ベクトルの成分を算出するサブステップを含む、方法に関係する。

【0009】

観測された状態ベクトルは、後に続く成分、すなわち、
－ 車両のヨー速度、および／または、
－ 車両の向首方向角度、および／または、
－ 車両の横方向速度、および／または、
－ 基準軌道に関しての車両の横方向距離、および／または、
－ 車両の被操舵輪の操舵速度、および／または、
－ 車両の被操舵輪の操舵角度、および／または、
－ 基準軌道に関しての車両の横方向距離の積分
のすべてまたは一部を含み得る。

【0010】

初期の観測された状態ベクトルの成分を算出するサブステップの間に、前記成分は、調節方法の始動の時点における測定される操舵角度値の関数として算出され得る。

【0011】

観測された状態ベクトルは、基準軌道に関しての車両の横方向距離の積分に等しい成分を含み得るものであり、初期化ステップの間に規定される横方向距離の積分の初期値は、調節方法の始動の時点における被操舵輪の操舵角度設定値が、調節方法の始動の時点における被操舵輪の測定される操舵角度値に等しくなるように算出される。

【0012】

操舵角度設定値を算出するステップは、基準状態ベクトルと観測された状態ベクトルとの間の差に、調節ベクトルを乗算することを含み得るものであり、調節ベクトルは、車両の速度に依存的である。

【0013】

基準軌道に関しての車両の横方向距離の積分の初期値は、基準状態ベクトルと観測された状態ベクトルとの間の差の成分の関数として、および、調節ベクトルの成分の関数として、および、調節方法の始動の時点における測定される操舵角度値の関数として算出され得る。

【0014】

観測された状態ベクトルの算出は、車両の搭載センサにより測定される数量、車両を特徴付ける定数、車両の速度、および、調節方法の先行する反復の間に算出された車両の被操舵輪の操舵角度の設定値の値に基づき得る。

【0015】

本発明は、さらには、コンピュータ可読媒体（ｓｕｐｐｏｒｔ）上に記憶されるプログラムコード命令であって、前記プログラムがコンピュータ上で走っているときに、上記で定義されたような調節方法のステップを実装するための、プログラムコード命令を含むコンピュータプログラム製品に関係する。

【0016】

本発明は、さらには、上記で定義されたような調節方法を実装するためのプログラムコード命令を含むコンピュータプログラムが記憶されるコンピュータ可読データ記憶媒体に関係する。

【0017】

本発明は、さらには、上記で定義されたような調節方法を実装するためのハードウェアおよび／またはソフトウェア手段を含むモータ車両に関係する。

【0018】

図の提示
本発明のこれらの目的、特色、および利点は、添付される図と組み合わせた形で、純粋に非制限的に与えられる、個別の実施形態の、後に続く説明において、詳細に解説されることになる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の一実施形態によるモータ車両の上方からの概略図である。

【図2】交通車線上の車両の上方からの概略図である。

【図3】交通車線上の車両の正面からの概略図である。

【図4】本発明の一実施形態による調節方法の概要の図である。

【図5】調節方法において使用される調節器の概略図である。

【図6】従来技術による調節方法との比較において、本発明の一実施形態による調節方法の性能を例示するグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

図１は、本発明の一実施形態によるモータ車両１を概略的に例示する。車両１は、任意のタイプのものであり得る。特に、その車両１は、例えば、自動車、ユーティリティビークル、トラック、またはバスであり得る。車両１は、２つの被操舵前輪２ｆと、２つの後輪２ｒとを有する。被操舵輪２ｆの向きは、操舵システム３により制御され得る。操舵システム３は、２つの前輪２ｆに機械的に接続される操舵デバイス４と、操舵デバイス４に機械的に接続される操舵輪５とを含む。操舵システムは、さらには、例えば操舵デバイス４内に統合される、パワーアシスト操舵モジュールを含み得る。操舵システム３は、さらには、電子制御ユニット６と、操舵輪角度センサ７とを含む。操舵輪角度センサ７は、操舵輪７の向きを測定する能力がある。特に、その操舵輪角度センサ７は、操舵輪７に接続される操舵コラムの角度位置を測定することができる。操舵輪７の向きは、被操舵輪２ｆの向き、すなわち、被操舵輪２ｆの操舵角度に比例する。したがって、被操舵輪の操舵角度の制御は、車両１の操舵輪における角度を制御することと等価である。さらには、車両１は、車両速度の決定を可能とする、ヨーセンサ、および／または、少なくとも１つの輪速度センサなどの、他のセンサを装備され得る。

【0021】

電子制御ユニット６は、操舵輪角度センサ７に、操舵デバイス４に、および一部の事例において、車両の他のセンサに電気的に接続される。特に、その電子制御ユニット６は、メモリと、マイクロプロセッサと、車両１の他の機器により供給されるデータを受信するための、または、車両１の他の機器の注意のためのデータを送信するための入出力インターフェイスとを含む。電子制御ユニットのメモリは、本発明の実施形態による方法を実装するためのプログラムコード命令を含むコンピュータプログラムが記憶されるデータ記憶媒体である。マイクロプロセッサは、この方法を実行する能力がある。特に、電子制御ユニット６は、算出される角度によって、被操舵輪を操舵する、すなわち、被操舵輪の向きを定めるように、その電子制御ユニット６の入出力インターフェイスを介して、操舵デバイス４に制御コマンドを送出する能力がある。車両の長手軸Ｘ１は、車両が直線的な線において走行している方向と平行な軸と定義され得る。

【0022】

車両１は、さらには、例えばレーダ、ライダ、またはカメラなどの、車両１の周囲を検出するための手段８を含む。検出手段８は、さらには、電子制御ユニット６に接続される。車両１は、自律車両であり、すなわち、操舵システムは、運転者が操舵輪５を操作することなく、被操舵輪２ｆの向きを制御することができる。車両１は、それゆえに、運転者の介入なしに、操舵進路に沿って走行し、その操舵進路上にとどまり得る。車両１は、さらには、操舵輪を動かす運転者により、従前のように制御され得る。車両１は、それゆえに、２つの別個の機能モードにおいて使用され得るものであり、手動モードと呼ばれる第１のモードにおいて、被操舵輪の向きは、運転者により制御される。自律モードと呼ばれる第２のモードにおいて、被操舵輪の向きは、電子制御ユニットにより、特に、その電子制御ユニットに接続される検出手段８の手段により制御される。

【0023】

図２は、交通車線１０上で走行する車両１を例示する。交通車線１０は、例えば、色において白または黄である、実線または破線の形式で、交通車線上にマーキングされる２つの境界線１１により、左および右に境を定められる。検出手段８は、境界線１１を識別する能力がある。電子制御ユニットは、基準軌道１２またはセットポイント軌道の算出を可能とするソフトウェア手段を含む。基準軌道１２は、図２において点線により識別される。基準軌道１２は、交通車線１０上で可視でない、理論的な線である。基準軌道１２は、例えば、２つの境界線１１から等距離に据えられる線であり得る。変形例として、基準軌道１２は、異なって規定されることがある。その基準軌道１２は、２つの境界線１１の一方または他方の方に、より多くずらされることがある。その基準軌道１２は、さらには、交通車線上に、または、交通車線１０に近接する交通車線上に存在する、障害物または他の車両の検出の関数として算出されることがある。

【0024】

本文書において、長手軸Ｘは、車両１の高さにおける基準軌道と平行な交通車線の軸と定義される。横手軸Ｙは、車両１の高さにおける基準軌道と直角をなす交通車線の軸である。軸Ｚは、交通車線により形成される平面と直角をなす軸である。軸Ｘ、Ｙ、およびＺは、直交基準系を形成する。

【0025】

図２において例示される交通車線は、直線的な線である。しかしながら、本発明は、さらには、交通車線がカーブまたは曲折部を示すときに使用され得る。図３が図示するように、交通車線１０は、バンクを付けられ得る。交通車線１０の表面に対して法線の軸Ｚは、したがって、垂直軸Ｚ’に関してゼロに等しくない角度Ａ１だけ傾斜させられる。角度Ａ１は、横手に向きを定められる。このことは、交通車線が横手軸Ｙに沿って坂になるということを意味する。車両がそのような交通車線上で走行しているとき、被操舵輪は、車両が直線状の軌道を維持するために、全体的に坂の頂部の方に、わずかに操舵されなければならない。空転が、次いで、被操舵輪２ｆと道路表面との間の界面において発生し得る。そのような状況において、被操舵輪は、車両によりたどられる方向と完璧にはそろえられない。操舵輪角度センサにより測定される操舵輪角度は、したがって、車両が平坦な道路表面上で同じ向首方向をたどっていたならば付与されることになる値に関してずらされる、操舵輪角度に対する値を供給する。説明される本発明は、有利には、従来技術から知られている車両の位置を調節するための方法との比較において、そのようなバンクを付けられた交通車線上で使用され、車両の位置の円滑な調節につながり得る。

【0026】

本発明は、さらには、有利には、横手方向において上反りを伴う交通車線上で使用され得る。そのような道路上で、前左輪と接触している道路表面の部分は、前右輪と接触している道路表面の部分と平行ではない。往来する車が右で運転される国において、上反りにされた交通車線は、道路上で走行する車両が道路の右手側の方にわずかにドリフトするように構築され得る。運転者が不注意であるならば、このことは、運転者が、対向する方向において来る、およびゆえに、運転者の左で走行する車両と衝突することを防止することになる。より一般的には、本発明は、有利には、操舵輪角度センサにより取得される被操舵輪の操舵角度が、車両により実際上たどられる方向に対応しない、すべての状況において使用されることになる。

【0027】

車両の状態、すなわち、交通車線１０上のその車両の位置、および、その車両の軌道は、図２上で部分的に例示される、物理的数量または状態変数のセットにより特徴付けられ得る。特に、車両状態は、
－ 車両のヨー速度ｄψ、および／または、
－ 車両の向首方向角度ψ、および／または、
－ 車両の横方向速度ｄｙ、および／または、
－ 基準軌道に関しての車両の横方向距離ｙ、および／または、
－ 車両の被操舵輪の操舵速度ｄδ、および／または、
－ 車両の被操舵輪の操舵角度δ、および／または、
－ 基準軌道に関しての車両の横方向距離の積分ｌｙ
により特徴付けられ得る。

【0028】

ヨー速度ｄψは、軸Ｚの周りの車両の回転速度である。ヨー速度は、例えばヨーセンサの手段により測定され得る。向首方向角度ψは、交通車線１０の長手軸Ｘ、すなわち、車両の高さにおける基準軌道１２に対して接線の軸と、車両の長手軸Ｘ１との間に形成される角度と定義され得る。横方向距離ｙは、基準軌道１２から車両の一点（特に、その車両の重心Ｃ）を隔てる距離と定義され得る。変形例として、横方向距離ｙは、さらには、境界線１１から車両の一点を隔てる距離を測定することがある。向首方向角度ψおよび横方向距離ｙは、例えば、車両の検出手段８により算出され得る。横方向速度ｄｙは、横方向距離ｙの、時間に関しての微分である。横方向距離の積分ｌｙは、時間に関して、および、調節方法の始動の時点に対応する初期時点から算出され得る。

【0029】

被操舵輪の操舵角度δは、被操舵輪の走行の方向と平行な軸Ｘ２と、車両の長手軸Ｘ１との間に形成される角度と定義され得る。操舵角度δは、操舵輪角度センサ７により測定される操舵輪角度に比例する。車両が転回するとき、車両の２つの被操舵輪は、一般的には、被操舵輪の各々によりたどられる湾曲部の異なる半径を考慮に入れるように、わずかに異なる角度において操舵されるということが特記される。有利には、車両の状態は、いわゆる「自転車」モデルを使用して、すなわち、単一の被操舵輪を考察することにより単純化され得るものであり、その被操舵輪の操舵角度は、異なる操舵角度を伴う２つの被操舵輪によるのと同じカーブをたどることを車両に行わせる。「自転車」モデルを使用する被操舵輪の操舵角度は、例えば、左被操舵輪の操舵角度と、右被操舵輪の操舵角度との間の平均角度であり得る。被操舵輪の操舵速度ｄδは、操舵角度δの、時間に関しての微分である。

【0030】

先程説明された状態変数を使用して、状態ベクトルＸが、後に続くように定義され得る。
［数式１］

【0031】

状態ベクトルＸは、したがって、７つの成分を含む。その状態ベクトルＸは、所与の瞬間における車両１の位置および軌道の特徴付けを可能とする。変形例として、状態ベクトルの成分は、異なる順序で提示されることがあり、または、提案される変数の代わりに、もしくは、それらの変数に加えて、異なる変数を含むことさえある。下記の説明は、それゆえ、そのことに応じて改変されることになる。一般的に、状態ベクトルは、所与の瞬間における車両の位置、速度、および加速を特徴付け得る。状態ベクトルは、それゆえに、時間的に可変なベクトルである。

【0032】

図４を参照して、本願では、今から、交通車線１０上の車両１の横方向位置を調節するための方法を説明することになる。方法は、２つの主なステップＥ１およびＥ２へと細分化され得る。第１のステップＥ１は、調節方法の始動の時点において遂行される初期化のステップである。特に、第１のステップＥ１は、車両１の手動運転モードから自律運転モードへの移行の間に遂行され得る。第２のステップＥ２は、初期化ステップＥ１の後に続いて遂行される、車両１の位置を調節するステップである。第２のステップは、車両の被操舵輪に対する操舵角度設定値δｃを算出する働きをする。第２のステップは、それゆえ、車両１が自律的に制御される限りにおいて、所与の頻度において繰り返され得る。

【0033】

本発明を明確に理解するために、本願では、最初に第２のステップＥ２を、および次いで、第１のステップＥ１を説明することになる。第２のステップＥ２は、閉ループ制御システムを図示する図５において概略的に例示される。

【0034】

第２のステップＥ２は、車両の基準状態ベクトルＸｒｅｆを算出するステップＥ２１と、車両の観測された状態ベクトルＸｏｂｓを算出するステップＥ２２と、基準状態ベクトルＸｒｅｆと観測された状態ベクトルＸｏｂｓとの間の差Ｘｅｒｒの関数として、車両の被操舵輪の操舵角度設定値δｃを算出するステップＥ２３とを含む。次いで、操舵角度設定値δｃは、第２のステップＥ２の、後に続く反復の間に、観測された状態ベクトルＸｏｂｓを算出するために使用される。

【0035】

算出ステップＥ２１の間に、基準状態ベクトルＸｒｅｆが算出される。この状態ベクトルは、車両に対する位置および所望される軌道を示す。この状態ベクトルは、特に、基準軌道１２の関数として算出され得る。車両１は、例えば、車両１の外部の要因、または、車両１の内部の要因から結果的に生じる、様々な乱れを経るので、所与の瞬間における基準状態ベクトルＸｒｅｆは、車両の観測された状態ベクトルＸｏｂｓとは異なり得る。

【0036】

算出ステップＥ２２の間に、観測された状態ベクトルＸｏｂｓが、車両に搭載のセンサ、車両の動力学モデル（図５において２１により識別される）、および観測器（図５において２２により識別される）から算出される。動力学モデル２１は、後に続く式により示され得る。
［数式２］
ｄＸ＝Ａ．Ｘ＋Ｂ１．δｃ＋Ｂ２．ρ

【0037】

この式において、
－ ｄＸは、状態ベクトルＸの、時間に関しての微分である、
－ δｃは、第２のステップＥ２の先行する反復の間に算出された被操舵輪の操舵角度設定値である、
－ ρは、交通車線の曲率である。この値は、交通車線が直線的であるときにゼロである。この説明の残り部分を単純にするために、交通車線が実際上は直線的な線であるということが考察される。本発明による調節方法は、しかしながら、車両がカーブを曲がって走行する状況に置き換えられ得る。
－ Ａは、下記で定義されることになる７ｘ７行列である、
－ Ｂ１およびＢ２は、下記で定義される７つの成分を伴うベクトルである。

【0038】

行列Ａは、後に続く算式により定義され得る。
［数式３］

【0039】

その式において、
－ ｃｆは、車両の前車輪部（ｔｒａｉｎ）のドリフトの剛性を指示する、
－ ｃｒは、車両の後車輪部のドリフトの剛性を指示する、
－ ｌｆは、車両の重心Ｃと前車輪部との間の距離を指示する、
－ ｌｒは、車両の重心Ｃと後車輪部との間の距離を指示する、
－ ｌｚは、車両の慣性を指示する、
－ ｍは、車両の質量を指示する、
－ ｖは、車両の速度を指示する、
－ ζは、操舵システムの減衰因子を指示する、
－ ωは、操舵システムのフィルタの固有振動数を指示する。

【0040】

パラメータｃｆ、ｃｒ、ｌｆ、ｌｒ、ｍ、ζ、およびωは、それゆえに、車両を特徴付ける定数である。それらのパラメータは、車両の開発の間に１回限りで規定され、電子制御ユニットのメモリ内に記憶され得る。

【0041】

ベクトルＢ１は、後に続く算式により定義され得る。
［数式４］

【0042】

その式において、ωは、操舵システムのフィルタの固有振動数を指示する。

【0043】

ベクトルＢ２は、後に続く算式により定義され得る。
［数式５］

【0044】

その式において、ｖは、車両の速度を指示する。

【0045】

さらには、測定値ベクトルＹが、後に続く算式により定義され得る。
［数式６］
Ｙ＝Ｃ．Ｘ

【0046】

その式において、Ｃは、車両１の搭載センサのおかげで直接的に入手可能である、ベクトルＸを組成する状態変数の分離を可能とする対角行列を指示する。行列Ｃは、それゆえに、車両上で入手可能な測定値に依存する行列である。

【0047】

上記で提示された動力学モデル２１を基礎として、観測された状態ベクトルＸｏｂｓが、観測器２２の手段により算出され得る。観測器２２は、観測された状態ベクトルの測定されない成分の推定を可能とする。道路の曲率がゼロである事例において、観測された状態ベクトルは、したがって、後に続く式の手段により算出され得る。
［数式７］
ｄＸｏｂｓ＝（Ａ－Ｌｐ．Ｃ）．Ｘｏｂｓ＋Ｂ１．δ＋Ｌｐ．Ｙ

【0048】

その式において、
－ Ｘｏｂｓは、観測された状態ベクトルを指示する、
－ ｄＸｏｂｓは、観測された状態ベクトルの、時間に関しての微分を指示する、
－ Ｌｐは、車両速度に依存する正の線形行列である、
－ Ａ、Ｂ１、Ｃ、およびδは、上記で定義された数量である。

【0049】

第３の算出ステップＥ２３の間に、最初に、基準状態ベクトルＸｒｅｆと観測された状態ベクトルＸｏｂｓとの間の差が算出される。この差は、車両の理論的な状態と、その車両の現実の状態との間の誤差を表すベクトルＸｅｒｒを与える。ベクトルＸｅｒｒは、それゆえに、後に続く算式により定義され得る。
［数式８］
Ｘｅｒｒ＝Ｘｒｅｆ－Ｘｏｂｓ

【0050】

次いで、被操舵輪の操舵角度設定値が、Ｘｅｒｒに調節ベクトルＫｓを乗算することにより、ベクトルＸｅｒｒから推論され、調節ベクトルＫｓは、車両速度に依存的なベクトルである。したがって、被操舵輪の操舵角度設定値δｃは、後に続く算式を使用して算出され得る。
［数式９］
δｃ＝Ｋｓ．Ｘｅｒｒ＋δｖｉｒ

【0051】

その式において、δｖｉｒは、曲がって車両が走行している、可能性のあるカーブの湾曲部をたどるために必要な被操舵輪の操舵角度を指示する。方法は直線的な交通車線上で遂行されるということを想定すると、項δｖｉｒは、それゆえにゼロであることになる。

【0052】

第２のステップＥ２は、ベクトルＫｓおよび行列Ｌｐを使用し、両方は、車両速度の関数として規定されるということが特記される。電子制御ユニットのメモリは、それゆえに、あらかじめ規定された速度値に対して規定される、ベクトルＫｓおよび行列Ｌｐに対する異なる値を内包し得る。車両が、２つのあらかじめ規定された速度値の間の中程度の速度において実際上走行しているとき、ベクトルＫｓおよび行列Ｌｐは、車両の現実の速度より高い速度、および、低い速度に対する、記憶されるベクトルＫｓおよび行列Ｌｐそれぞれの重み付けにより外挿され得る。

【0053】

今から、第１のステップＥ１が説明されることになり、そのステップＥ１の間に、調節方法が初期化される。

【0054】

初期化ステップＥ１は、調節方法の始動の時点における被操舵輪の操舵角度設定値δｃが、調節方法の始動の時点における被操舵輪の測定される操舵角度δｍに等しくなるように、初期の観測された状態ベクトルＸ０の成分を算出するサブステップＥ１１を含む。初期の観測された状態ベクトルＸ０は、手動運転モードと自律運転モードとの間の移行の瞬間における、すなわち、調節方法の初期化の時点における、観測された状態ベクトルに対応する。それゆえに、特定の初期条件が、手動運転モードと自律運転モードとの間の円滑な移行を達成するように、観測された状態ベクトルに課される。被操舵輪の測定される操舵角度δｍは、操舵デバイスに依存する比例の係数を操舵輪角度に乗算することにより、操舵輪角度センサを使用して取得される。操舵輪角度センサ７が（例えば、現実の値に関してのずれによって）現実の操舵輪角度とは異なる測定される値を返すことになったとしても、操舵角度設定値は、この測定される値に等しい。このことは、初期化の間の、被操舵輪の操舵角度における突然の変動を回避する。

【0055】

下記でベクトルＸ０と、より単純に呼ばれる、初期の観測された状態ベクトルＸ０は、初期化ステップＥ１の時点における観測された状態ベクトルに対応する。そのベクトルＸ０は、後に続く算式により定義され得る。
［数式１０］

【0056】

その式において、
－ Ｘ０１、Ｘ０２、Ｘ０３、Ｘ０４、Ｘ０５、Ｘ０６、Ｘ０７は、ベクトルＸ０の第１の、第２の、第３の、第４の、第５の、第６の、および第７の成分をそれぞれ指示する、
－ ｄψ０は、現在の瞬間において、すなわち、調節方法の初期化の時点において、測定または算出される、車両のヨー速度である、
－ ψ０は、初期化ステップＥ１の時点において測定または算出される、車両の向首方向角度である、
－ ｄｙ０は、初期化ステップＥ１の時点において測定または算出される、車両の横方向速度ｄｙである、
－ ｙ０は、初期化ステップＥ１の時点において測定または算出される、基準軌道に関しての車両の横方向距離である、
－ ｄδ０は、初期化ステップＥ１の時点において測定または算出される、車両の被操舵輪の操舵速度である、
－ δ０は、初期化ステップＥ１の時点において測定または算出される、車両の被操舵輪の操舵角度である、
－ Ｘ０７は、ベクトルＸ０の第７の成分である。Ｘ０７は、後に続く算式によって算出される。
［数式１１］

【0057】

その式において、
－ Ｋｓ，ｉは、調節ベクトルＫｓの成分ｉを指示する、
－ Ｘｅｒｒ，ｉは、初期化ステップＥ１の時点における、基準ベクトルとベクトルＸ０との間の差の成分ｉを指示する、
－ δｍは、初期化ステップＥ１の時点において測定される、および、操舵輪角度センサを使用して取得される、車両の被操舵輪の操舵角度である、
－ δｖｉｒは、曲がって車両が走行している、可能性のあるカーブの湾曲部をたどるために必要な被操舵輪の操舵角度を指示する。

【0058】

第７の成分Ｘ０７は、したがって、調節方法の始動の時点において測定される操舵角度δｍの値の関数として、ただしさらには、調節ベクトルＫｓの関数として算出される。

【0059】

そのような初期値をベクトルＸ０の第７の成分に課すことにより、算出ステップＥ２の最初の反復において、本願では、調節方法の始動の時点における車両の被操舵輪の測定される操舵角度δｍに等しい、被操舵輪に対する操舵角度設定値δｃを取得する。基本的には、基準ベクトルＸｒｅｆの第７の成分は、算出ステップＥ２の最初の反復の間はゼロであり、上記で定義された式、数式９の求解は、それゆえに、δｃ＝δｍに至る。

【0060】

その結果、基準軌道に関しての車両の横方向距離の積分ｌｙの初期値を表す、ベクトルＸ０の第７の成分Ｘ０７は、調節方法の始動の時点における被操舵輪の操舵角度設定値の値が、調節方法の始動の時点における被操舵輪の測定される操舵角度に等しくなるように規定される。基準軌道に関しての車両の横方向距離の積分の初期値は、それゆえに、定数値において規定されず、特に、その初期値は、ゼロ値において規定されない。そうではなく、その初期値は、調節方法の始動の時点における被操舵輪の操舵角度の測定される値の関数として算出される。次いで、算出ステップＥ２の後続の反復の間に、横方向距離の積分ｌｙ（すなわち、観測された状態ベクトルＸｏｂｓの第７の成分）は、この算出される初期値からの乖離により、車両が横方向に左にドリフトしているか、それとも右かに依存して、漸増または漸減させられ得る。

【0061】

図６は、本発明の実施形態による調節方法を実装する車両１によりたどられる軌道Ｔ１の、従来技術による調節方法を実装する車両１によりたどられる軌道Ｔ２との比較を可能とするグラフである。この比較を果たすために、１５°のずれが、操舵輪角度センサにより発される操舵輪角度の値に付与される。それゆえに、現実の操舵輪角度と測定される操舵輪角度との間に１５°の差が存する。この状況は、車両１が、特にバンクを付けられた、もしくは上反りにされた交通車線上で走行している、または、操舵輪角度センサの較正失策の事例における、極端な事例を例示する。そのような較正失策は、例えば、車両が製造工場または修理工場を去っており、操舵輪角度センサに対する較正アルゴリズムがまだ実行されていないときに発生し得るということが特記される。車両は、直線的な線において移動しながら、手動運転モードと自律運転モードとの間で切り替えるということ、および、その車両の現実の軌道は、基準軌道１２にすでに実質的に対応するということが考察される。

【0062】

グラフは、３つの部分Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３へと細分化され得るものであり、横軸は、すべての３つの部分に共通である。横軸は、秒単位で表現される時間を表す。車両は、横軸０において手動運転モードから自律運転モードに切り替えるということが考察される。軌道Ｔ２は、調節方法の始動の後の、おおよそ１．７秒の時間幅の後に中断されており、なぜならば、運転者は、調節方法を中断し、車両の手動制御を再開しなければならなかったからである。

【0063】

グラフの上部部分Ｐ１は、軌道Ｔ１に対する、および、軌道Ｔ２に対する、（度単位で表現される）操舵輪角度を例示する。軌道Ｔ１は、多くともプラスまたはマイナス５度の、操舵輪角度における変動を引き起こすということが特記される。しかしながら、軌道Ｔ２は、操舵輪角度における大きい変動を引き起こす。これらの変動は、およそ１秒の時間幅にわたって１０°より大でさえある。実のところ、車両はすでに基準軌道１２をたどっているので、従来技術による車両により算出される操舵角度設定値は、実質的に０°に等しいことになる。その結果、操舵輪角度は、ずれに等しい値（この事例においては１５°）から、０°に等しい値に突然切り替わり、そのことは、突然の大きい操舵入力の影響を有することになる。

【0064】

グラフの中間部分Ｐ２は、軌道Ｔ１に対する、および、軌道Ｔ２に対する、基準軌道１２に関しての車両１の（メートル単位で表現される）横方向距離を例示する。

【0065】

グラフの下部部分Ｐ３は、軌道Ｔ１に対する、および、軌道Ｔ２に対する、車両１の（ｍ／ｓ２単位で表現される）横方向加速を例示する。軌道Ｔ１をたどる車両に付与される横方向加速は、およそ０．７ｍ／ｓ２未満にとどまる。軌道Ｔ２をたどる車両に付与される横方向加速は、およそ１．５ｍ／ｓ２である。

【0066】

車両が軌道Ｔ２をたどるとき、乗り手は、それらの乗り手を当惑させ、それらの乗り手の快適さを台無しにすることがある、突然の操舵入力の印象を有する。車両が軌道Ｔ１をたどるとき、操舵輪角度および横方向加速における変動は、より適度である。乗り手の快適さが改善される。運転者は、車両１の制御を再開することの必要性を感じない。

【0067】

本発明のおかげで、車両１が、バンクを付けられた、もしくは上反りにされた交通車線上で走行しているときでさえ、または、操舵輪角度センサが、操舵輪角度の現実の値に関してのずれだけ異なる値を提供するとしても、横方向位置を調節するための方法であって、その方法の始動の間に何らの突然の操舵入力も引き起こさない、方法が達成される。この方法は、すべての環境において快適であり心強い、手動運転モードと自律運転モードとの間の移行を与える。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【国際調査報告】