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(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】2023-12-08
(54)【発明の名称】自動車の自動操舵の方法
(51)【国際特許分類】
B60W 30/08 20120101AFI20231201BHJP
B62D 6/00 20060101ALI20231201BHJP
B60W 50/10 20120101ALI20231201BHJP
B60T 7/12 20060101ALI20231201BHJP
B60T 8/1755 20060101ALI20231201BHJP
【ＦＩ】
B60W30/08
B62D6/00
B60W50/10
B60T7/12 C
B60T8/1755 Z
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023531062
(86)(22)【出願日】2021-11-15
(85)【翻訳文提出日】2023-07-21
(86)【国際出願番号】 EP2021081746
(87)【国際公開番号】W WO2022112047
(87)【国際公開日】2022-06-02
(31)【優先権主張番号】2012064
(32)【優先日】2020-11-24
(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
(71)【出願人】
【識別番号】000003997
【氏名又は名称】日産自動車株式会社
(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】ド， アン－ラン
【テーマコード（参考）】
3D232
3D241
3D246
【Ｆターム（参考）】
3D232CC20
3D232DA02
3D232DA10
3D232DA15
3D232DA22
3D232DA23
3D232DA27
3D232DA32
3D232DA33
3D232DA76
3D232DA84
3D232DA87
3D232DC33
3D232DC34
3D232DD08
3D232DD17
3D232DE05
3D232DE09
3D232EA01
3D232EB04
3D232EB16
3D232FF01
3D232GG01
3D241BA31
3D241CE01
3D241CE05
3D241DA58Z
3D241DC33Z
3D246DA01
3D246EA18
3D246FA03
3D246GB04
3D246GB30
3D246GC16
3D246HA13A
3D246HA15A
3D246HA81A
3D246HB12A
3D246HB18A
3D246JA04
3D246JB11
3D246JB23
(57)【要約】
本発明は、車輪（１１、１２）であって、少なくともそのうち２つが操舵輪である車輪（１１、１２）を備える自動車（１０）を自動操舵する方法に関し、この方法は、－自動車による障害物の回避のための経路に関するパラメータを取得するステップと、－コンピュータ（１３）によって、前記パラメータに応じて、操舵輪用の操舵アクチュエータのための第１の操舵設定値、および車輪の差動制動用の少なくとも１つのアクチュエータのための第２の操舵設定値を計算するステップとを含み、この第１および第２の操舵設定値がそれぞれ、設定値の変動および／または範囲を制限するモデルを考慮して、コントローラによって決定される。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも２つの車輪（１１）が操舵輪である車輪（１１、１２）を有する自動車（１０）の自動操縦のためのプロセスであって、－前記自動車（１０）が障害物（２０）を回避するための軌道に関するパラメータ（β、ｒ、ΨＬ、ｅｙＬ、δ、δｒｅｆ）を取得するステップと、
－コンピュータ（１３）によって、前記操舵輪（１１）の操舵角アクチュエータ（３１）の第１の操縦設定値（δｒｅｆ）および前記車輪（１１、１２）の少なくとも１つの差動制動アクチュエータ（３２）の第２の操縦設定値（Ｍｚ＿ｒｅｆ）を、前記パラメータ（β、ｒ、ΨＬ、ｅｙＬ、δ、δｒｅｆ）の関数として計算するステップと
を含み、
前記第１の操縦設定値（δｒｅｆ）および前記第２の操縦設定値（Ｍｚ＿ｒｅｆ）がそれぞれ、設定値の振幅および／または変動の制限モデルを満たすコントローラによって決定され、
前記第１の操縦設定値（δｒｅｆ）および前記第２の操縦設定値（Ｍｚ＿ｒｅｆ）が、各アクチュエータ（３１、３２）の寄与を固定する係数（αＤＢ）の関数として決定され、前記係数（αＤＢ）が、前記自動車（１０）の偏揺れ速度（ｒ）、運転者によって前記自動車（１０）のハンドルに加えられるトルク、およびパラメータ（θδ）の関数として計算され、前記パラメータの値は、前記第１の操縦設定値（δｒｅｆ）が前記コントローラによって制限されるか否かによって変化する、プロセス。
【請求項2】
前記第１の操縦設定値（δｒｅｆ）および／または前記第２の操縦設定値（Ｍｚ＿ｒｅｆ）が、設定値の振幅および変動の制限モデルを満たすコントローラによって決定される、請求項１に記載のプロセス。
【請求項3】
－前記運転者によって前記自動車（１０）のハンドルに加えられるトルクの絶対値が、所定の閾値－前記車両の前記偏揺れ速度（ｒ）が制御閾値（ｒｃｔｒｌ）よりも大きいとき、かつ／または、前記操縦設定値（δｒｅｆ）が単独で、前記自動車（１０）を安定させることを可能にするときには、前記操舵輪（１１）の前記操舵角アクチュエータ（３１）のみが使用され、
－そうでない場合には、前記操舵輪（１１）の前記操舵角アクチュエータ（３１）と前記車輪（１１、１２）の前記差動制動アクチュエータ（３２）とを組み合わせて使用する
ように、前記係数（αＤＢ）が計算される、請求項１または２に記載のプロセス。
【請求項4】
前記係数（αＤＢ）が、時間の関数として連続して変化するように計算される、請求項３に記載のプロセス。
【請求項5】
前記運転者が前記自動車（１０）のハンドルに加えるトルクの絶対値が、所定の閾値【請求項6】
前記運転者が前記自動車（１０）のハンドルに加えるトルクの絶対値が、所定の閾値【請求項7】
前記第２の操縦設定値（Ｍｚ＿ｒｅｆ）を決定することを可能にする前記コントローラは、前記第２の操縦設定値（Ｍｚ＿ｒｅｆ）が制限値（Ｍｚ＿ｍａｘ）以下のままであるように、振幅制限モデルを満たし、前記制限値（Ｍｚ＿ｍａｘ）が、前記自動車（１０）の速度（Ｖ）および前記偏揺れ速度（ｒ）の関数として決定される、請求項１から６のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項8】
前記第１の操縦設定値（δｒｅｆ）を計算するために、第１の非飽和設定値（δＫ）を決定し、前記第１の非飽和設定値（δＫ）と前記第１の設定値（δｒｅｆ）との間のずれ（Δ）の双曲線正接タイプの関数を含む直接連鎖伝達関数を有する閉ループ擬似コントローラによって、前記第１の非飽和設定値（δＫ）から前記第１の設定値（δｒｅｆ）を推定するようになされる、請求項１から７のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項9】
前記第２の設定値（Ｍｚ＿ｒｅｆ）を計算するために、－第２の非飽和設定値（ＭＫｚ）を決定し、前記第２の非飽和設定値（ＭＫｚ）と第２の半飽和設定値（Ｍｚ＿ｓａｔ）との間のずれ（ε１）の双曲線正接タイプの関数を含む直接連鎖伝達関数を有する閉ループ擬似制御装置によって、前記第２の非飽和設定値（ＭＫｚ）から前記第２の半飽和設定値（Ｍｚ＿ｓａｔ）を推定し、次いで、
－出力として前記第２の設定値（Ｍｚ＿ｒｅｆ）を提供し、前記第２の設定値（Ｍｚ＿ｒｅｆ）の前記直接連鎖伝達関数が、前記第２の半飽和設定値（Ｍｚ＿ｓａｔ）と前記第２の設定値（Ｍｚ＿ｒｅｆ）との間のずれ（ε２）の双曲線正接タイプの関数を含む、別の閉ループ擬似コントローラを使用する
ようになされる、請求項１から８のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項10】
請求項１から９のいずれか一項に記載の操縦プロセスでコントローラを使用する目的で、前記コントローラを作成する方法であって、－機器（１０）の挙動行列モデルを取得し、
－前記挙動行列モデルの行列（Ａｉ、Ｂｉ）の係数の少なくともいくつかを決定し、
－そこから、２つのコントローラを推定し、２つのコントローラのそれぞれが、辿るべき軌道を追跡することを満たす、すなわち操縦設定値の振幅制限モデルおよび／または操縦設定値の変動制限モデルを満たす
ようになされる、方法。
【請求項11】
操舵輪（１１）の操舵角アクチュエータ（３１）と、車輪（１１、１２）の差動制動アクチュエータ（３２）と、前記アクチュエータ（３１、３２）を操縦するためのコンピュータ（１３）とを備える自動車（１０）であって、前記コンピュータ（１３）が、請求項１から９のいずれか一項に記載のプロセスを実行するようにプログラムされることを特徴とする、自動車（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は一般に、自動車の軌道追跡の自動化に関する。
【0002】
本発明は、自動車の運転のための支援において、特に有利な用途を有する。
【0003】
本発明は、より詳細には、自動車が障害物回避軌道を追跡できるようにする、この自動車の自動操縦のためのプロセスに関する。
【0004】
本発明はまた、この方法を実行するように構成されたコンピュータを備えた自動車に関する。
【背景技術】
【0005】
自動車の安全性を視野に入れて、自動車には現在、運転支援システムまたは自動運転システムが備えられている。
【0006】
これらのシステムの中で、自動緊急制動システム（より一般には、略語ＡＥＢで知られている）が知られており、これは、車両が辿る経路上に位置している障害物とのいかなる衝突をも回避するように設計されている。これらのシステムは、道路上の障害物を検出し、その状況において、自動車の従来の制動システムに介入するように設計されている。
【0007】
しかし、これらの緊急制動システムが、衝突を回避できないようになるか、またはこの緊急制動システムを使用することができない状況が存在する（たとえば、この自動車の後方に、別の車両が非常に接近して追跡している場合）。
【0008】
これらの状況において、自動回避システム（より一般には、「自動回避操舵」または「自動緊急操舵」の略語ＡＥＳで知られている）が開発されてきており、これは、車両の操舵または車両の差動制動システムのいずれかに介入することによって、車両をその軌道から方向転換することによって障害物を回避できるようにする。
【0009】
障害物回避プロセスは、ＷＯ２０２００９９０９８の文書からも知られており、この文書では、操舵角システムと差動制動システムがともに命令されて、回避軌道を管理する。この操舵角システムは、中速での良好な安定性を確実にするために使用され、制動システムは、高速において使用される。
【0010】
このＡＥＳシステムは、可制御性の観点から限界にある軌道を車両に強いることが場合によっては発生し、このことにより、運転者が車両の運転を再び全能力で引き継ぐことはできなくなる。
【発明の概要】
【0011】
従来技術の前述の欠点を克服するために、本発明は、操舵輪の操舵角と、車両の右側および左側の車輪の差動制動との両方に介入し、自動車に強いられる操舵変化の振幅および／または速度を制限する操縦設定値を作成するように構成された、混合コントローラを使用することを提案する。
【0012】
より具体的には、本発明は、
－自動車が障害物を回避するための軌道に関するパラメータを取得するステップと、
－前記パラメータの関数として、操舵輪の操舵角アクチュエータの第１の操縦設定値と、車輪の少なくとも１つの差動制動アクチュエータの第２の操縦設定値とを、コンピュータによって計算するステップと
を有し、
この第１の操縦設定値および第２の操縦設定値がそれぞれ、設定値の振幅および／または変動の制限モデルを満たす制御によって決定される、自動車の自動操縦のためのプロセスを提供する。
－自動車が障害物を回避するための軌道に関するパラメータを取得するステップと、
－前記パラメータの関数として、操舵輪の操舵角アクチュエータの第１の操縦設定値と、車輪の少なくとも１つの差動制動アクチュエータの第２の操縦設定値とを、コンピュータによって計算するステップと
を有し、
この第１の操縦設定値および第２の操縦設定値がそれぞれ、設定値の振幅および／または変動の制限モデルを満たす制御によって決定される、自動車の自動操縦のためのプロセスを提供する。
【0013】
したがって、本発明によれば、車両が障害物回避軌道を追跡するように、操舵角および差動制動に介入する混合制御法則を使用することが可能である。この制御法則は、良好に機能し（すなわち、障害物回避を確実にするのに十分に迅速であり）、安定で頑強な車両制御を確実にするように最適化される。
【0014】
このために、本発明は、振幅および速度（すなわち、設定値変動の）に関する制約条件を適用することを提案する。本発明はさらに、操縦設定値の計算を抑制することが必要であると判明すると、この操縦設定値の計算を抑制すること、すなわち、各条件がそのように必要とするときには、ブレーキまたは操舵角の制御を停止することを提案することが好ましい。ＡＥＳシステムが新たに起動するまで、この停止は、一時的でも、または永続的でもよい。
【0015】
個々にまたは技術的に実現可能な任意の組合せで得られる、本発明によるプロセスの他の有利で非限定的な特徴は、以下の通りである。
－第１の操縦設定値および／または第２の操縦設定値が、設定値の振幅および変動の制限モデルを満たすコントローラによって決定され、
－第１の操縦設定値および第２の操縦設定値は、（車両のハンドルの操縦における）各アクチュエータの寄与を固定する係数の関数として決定され、前記係数が、自動車の偏揺れ速度、および運転者によって自動車のハンドルに加えられるトルクの関数として計算され、
－前記係数がまた、パラメータの関数として計算され、その値は、第１の操縦設定値が飽和しているかどうかよって（すなわち、この第１の操縦設定値がコントローラによって制限されているかどうかによって）変化し、
－この係数は、運転者によって自動車のハンドルに加えられるトルクの絶対値が所定の閾値を超える場合に、第２の操縦設定値がゼロになるように計算され、
－この係数は、車両の偏揺れ速度が制御閾値を超えるとき、かつ／または第１の操縦設定値がひとりでに自動車を安定させることができるようにするときに、操舵輪の操舵角アクチュエータのみが使用されるように計算され、
－この係数は、操舵輪の操舵角アクチュエータと、車輪の差動制動アクチュエータとを他の方法で組み合わせて使用するように計算され、
－この係数は、時間の関数として連続的に変化するように計算され、
－運転者によって自動車のハンドルに加えられるトルクの絶対値が所定の閾値を超えるとき、第１の操縦設定値の決定を（好ましくは永続的に）中断するようになされ、
－運転者によって自動車のハンドルに加えられるトルクの絶対値が別の所定の閾値を超えるとき、第２の操縦設定値の決定を（一時的にまたは永続的に）中断するようになされ、
－コントローラは、第２の操縦設定値が制限値以下に留まるように、この第２の操縦設定値が振幅制限モデルを満たすことを確定できるようにし、
－前記制限値は、車両の速度および自動車の偏揺れ速度の関数として決定され、
－第１の操縦設定値を計算するために、第１の非飽和設定値を決定し、この第１の非飽和設定値と第１の設定値との間のずれの双曲線正接タイプの関数を含む直接連鎖伝達関数を有する閉ループ擬似コントローラによって、第１の非飽和設定値から第１の設定値を推定するようになされ、
－第２の設定値を計算するために、第２の非飽和設定値を決定し、この第２の非飽和設定値と第２の半飽和設定値との間のずれの双曲線正接タイプの関数を含む直接連鎖伝達関数を有する閉ループ擬似コントローラによって、第２の非飽和設定値から第２の半飽和設定値を推定し、次いで、出力として第２の設定値を提供し、その直接連鎖伝達関数が、第２の半飽和設定値と前記第２の設定値との間のずれの双曲線正接タイプの関数を含む、別の閉ループ擬似コントローラを使用するようになされる。
－第１の操縦設定値および／または第２の操縦設定値が、設定値の振幅および変動の制限モデルを満たすコントローラによって決定され、
－第１の操縦設定値および第２の操縦設定値は、（車両のハンドルの操縦における）各アクチュエータの寄与を固定する係数の関数として決定され、前記係数が、自動車の偏揺れ速度、および運転者によって自動車のハンドルに加えられるトルクの関数として計算され、
－前記係数がまた、パラメータの関数として計算され、その値は、第１の操縦設定値が飽和しているかどうかよって（すなわち、この第１の操縦設定値がコントローラによって制限されているかどうかによって）変化し、
－この係数は、運転者によって自動車のハンドルに加えられるトルクの絶対値が所定の閾値を超える場合に、第２の操縦設定値がゼロになるように計算され、
－この係数は、車両の偏揺れ速度が制御閾値を超えるとき、かつ／または第１の操縦設定値がひとりでに自動車を安定させることができるようにするときに、操舵輪の操舵角アクチュエータのみが使用されるように計算され、
－この係数は、操舵輪の操舵角アクチュエータと、車輪の差動制動アクチュエータとを他の方法で組み合わせて使用するように計算され、
－この係数は、時間の関数として連続的に変化するように計算され、
－運転者によって自動車のハンドルに加えられるトルクの絶対値が所定の閾値を超えるとき、第１の操縦設定値の決定を（好ましくは永続的に）中断するようになされ、
－運転者によって自動車のハンドルに加えられるトルクの絶対値が別の所定の閾値を超えるとき、第２の操縦設定値の決定を（一時的にまたは永続的に）中断するようになされ、
－コントローラは、第２の操縦設定値が制限値以下に留まるように、この第２の操縦設定値が振幅制限モデルを満たすことを確定できるようにし、
－前記制限値は、車両の速度および自動車の偏揺れ速度の関数として決定され、
－第１の操縦設定値を計算するために、第１の非飽和設定値を決定し、この第１の非飽和設定値と第１の設定値との間のずれの双曲線正接タイプの関数を含む直接連鎖伝達関数を有する閉ループ擬似コントローラによって、第１の非飽和設定値から第１の設定値を推定するようになされ、
－第２の設定値を計算するために、第２の非飽和設定値を決定し、この第２の非飽和設定値と第２の半飽和設定値との間のずれの双曲線正接タイプの関数を含む直接連鎖伝達関数を有する閉ループ擬似コントローラによって、第２の非飽和設定値から第２の半飽和設定値を推定し、次いで、出力として第２の設定値を提供し、その直接連鎖伝達関数が、第２の半飽和設定値と前記第２の設定値との間のずれの双曲線正接タイプの関数を含む、別の閉ループ擬似コントローラを使用するようになされる。
【0016】
本発明はまた、前述のような操縦プロセスでコントローラを使用する目的で、コントローラを作成する方法を提示するものであり、
－機器の挙動行列モデルを取得し、
－この挙動行列モデルの行列の係数の少なくともいくつかを決定し、
－そこから、２つのコントローラを推定し、そのそれぞれが、辿るべき軌道の追跡を満たす、すなわち操縦設定値の振幅制限モデルおよび／または操縦設定値の変動制限モデルを満たすようになされる。
－機器の挙動行列モデルを取得し、
－この挙動行列モデルの行列の係数の少なくともいくつかを決定し、
－そこから、２つのコントローラを推定し、そのそれぞれが、辿るべき軌道の追跡を満たす、すなわち操縦設定値の振幅制限モデルおよび／または操縦設定値の変動制限モデルを満たすようになされる。
【0017】
本発明はまた、操舵輪の操舵角アクチュエータと、車輪の差動制動アクチュエータと、前述のプロセスを実行するようにプログラムされた、前記アクチュエータを操縦するためのコンピュータとを備える、自動車を提供する。
【0018】
本発明の様々な特徴、変形形態、および実施形態は、これらが互いに矛盾しないか、または排他的でない限りは、当然ながら、様々な組合せにおいて互いに組み合わせてもよい。
【0019】
添付図面を参照しながら進める説明は、限定しない例として与えられるものであり、本発明が何に存するのか、および本発明がどのように実施され得るのかを明確に説明することになる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】自動車がとることになっている軌道が示してある道路上を走行する、この自動車の上方からの概略図である。
【図3】車両の車輪の操舵角の飽和関数を実装するのに使用される、閉ループ伝達関数を示す図である。
【図4】車両の車輪の差動制動の飽和関数を実装するのに使用される、閉ループ伝達関数を示す図である。
【図5】本発明による、自動車を操縦する手順において使用することのできる値を決定する動作の、各ステップを示す図である。
【図6】自動車を操縦するこの手順の範囲において使用することのできる様々な飽和関数および抑制関数を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0021】
図１には、従来のように、客室を区切るシャーシ、操舵される２つの前輪１１、および操舵されない２つの後輪１２を備える自動車１０が示してある。一変形形態として、これら２つの後輪を操舵することもできるが、これは、以下に述べる命令法則の適合を必要とするはずである。
【0022】
この自動車１０は、車両の向きを変えることができるように、前輪１１の向きに介入することを可能にする、従来の操舵システムを有する。この従来の操舵システムは、具体的には、前輪１１を枢動させるようにタイロッドに連結されたハンドルを有する。考慮される例では、これはまた、ハンドルの向きに応じて、かつ／またはコンピュータ１３から受信される要求に応じて、前輪の向きに介入することを可能にする、（図６に示す）アクチュエータ３１を有する。
【0023】
さらに、この自動車は、自動車の向きを変えながら自動車を減速させるように、前輪１１（および後輪１２）に直接介入することを可能にする差動制動システムを有する。この差動制動システムは、たとえば、車両の車輪に配置された操縦式の差動モータもしくは電気モータ、または互いに独立して操縦されるブレーキキャリパを備える。これはまた、コンピュータ１３から受信される要求に応じて車輪の回転速度に直接介入するように設計された、（図６に示す）少なくとも１つのアクチュエータ３２を有する。ここでは、これは複数のアクチュエータ３２を有することが仮定されよう。
【0024】
次いで、コンピュータ１３は、遭遇する交通状態に応じて、支援型操舵アクチュエータ３１、および差動制動システムのアクチュエータ３２を操縦することを目的とする。このために、このコンピュータは、少なくとも１つのプロセッサ、少なくとも１つのメモリ、ならびに入力および出力のインターフェースを有する。
【0025】
そのインターフェースによって、コンピュータ１３は、様々なセンサから到来する入力信号を受信するように構成される。
【0026】
これらのセンサの中には、たとえば、以下のものが設けられる。
－車両の位置をその車線に対して識別することを可能にする、フロントカメラなどの装置、
－自動車１０（図２）の軌道上に存在する障害物２０を検出することを可能にするＲＡＤＡＲまたはＬＩＤＡＲの遠隔検出器などの装置、
－車両の側方の環境を観察することを可能にする、ＲＡＤＡＲまたはＬＩＤＡＲなど少なくとも１つの横方向検出装置、
－自動車１０の（垂直軸の周りの）偏揺れ回転速度を決定することを可能にする、ジャイロメータなどの装置、
－ハンドルの位置および角速度のセンサ、ならびに、
－運転者によってハンドルに加えられるトルクのセンサ。
－車両の位置をその車線に対して識別することを可能にする、フロントカメラなどの装置、
－自動車１０（図２）の軌道上に存在する障害物２０を検出することを可能にするＲＡＤＡＲまたはＬＩＤＡＲの遠隔検出器などの装置、
－車両の側方の環境を観察することを可能にする、ＲＡＤＡＲまたはＬＩＤＡＲなど少なくとも１つの横方向検出装置、
－自動車１０の（垂直軸の周りの）偏揺れ回転速度を決定することを可能にする、ジャイロメータなどの装置、
－ハンドルの位置および角速度のセンサ、ならびに、
－運転者によってハンドルに加えられるトルクのセンサ。
【0027】
コンピュータ１３は、そのインターフェースによって、ある１つの設定値を支援型操舵アクチュエータ３１に送信し、別の設定値を差動制動システムのアクチュエータ３２に送信するように構成される。
【0028】
これによりまた、車両に軌道Ｔ０を追跡させて、障害物２０（図２参照）を回避することが可能になる。
【0029】
コンピュータ１３は、そのメモリによって、以下に述べるプロセスの範囲において使用されるデータを記憶する。
【0030】
具体的には、コンピュータは、命令を含むコンピュータプログラムからなるアプリケーションソフトウェアを記憶し、プロセッサによってこれを実行すると、以下に述べるプロセスが、コンピュータによって実行されることが可能になる。
【0031】
このプロセスを説明する前に、使用されることになる様々な変数を導入してもよく、その一部が図１に示してある。
【0032】
自動車の全質量は、「ｍ」と示されることになり、ｋｇで表されることになる。
【0033】
その重心ＣＧを通る垂直軸の周りの自動車の慣性は、「Ｊ」または「Ｉｚ」と示されることになり、Ｎ．ｍで表されることになる。
【0034】
重心ＣＧと車両の前車軸との間の距離は、「ｌｆ」と示されることになり、メートルで表されることになる。
【0035】
重心ＣＧと後車軸との間の距離は、「ｌｒ」と示されることになり、メートルで表されることになる。
【0036】
前輪のコーナリング剛性係数は、「Ｃｆ」と示されることになり、Ｎ／ｒａｄで表されることになる。
【0037】
後輪のコーナリング剛性係数は、「Ｃｒ」と示されることになり、Ｎ／ｒａｄで表されることになる。
【0038】
これら車輪のコーナリング剛性係数は、当業者にはよく知られた概念である。一例として、前輪のコーナリング剛性係数は、したがって、前輪の横滑り力をＦｆ、前輪のドリフト角をαｆとして、Ｆｆ＝２．Ｃｆ．αｆという式を書くことができる係数である。
【0039】
また、操舵される前輪が自動車１０の縦軸Ａ１となす操舵角は、「δ」と示されることになり、ｒａｄで表されることになる。
【0040】
ｒａｄで表される変数δｒｅｆは、支援型操舵アクチュエータに伝達されることになるように、飽和操舵角の設定値を表すことになる。
【0041】
ｒａｄで表される変数δＫは、非飽和操舵角の設定値を表すことになる。この段階では、飽和の概念が、値の制限または値の変動とリンクすることになるということだけが言える。
【0042】
（車両の重心ＣＧを通る垂直軸の周りの）車両の偏揺れ速度は「ｒ」と示されることになり、ｒａｄ／ｓで表されることになる。
【0043】
車両の縦軸Ａ１と回避軌道Ｔ０（車両の所望の軌道）の接線との相対的な向首角は、「ΨＬ」と示されることになり、ｒａｄで表されることになる。
【0044】
車両の前方に存在する観測距離「ｌｓ」において、自動車１０の縦軸Ａ１（重心ＣＧを通る）と回避軌道Ｔ０との間の横方向のずれを「ｙＬ」と示されることになり、メートルで表されることになる。
【0045】
車両の前方に存在する観測距離「ｌｓ」において、自動車１０の縦軸Ａ１（重心ＣＧを通る）と回避軌道Ｔ０との間の横方向のずれの設定値を「ｙＬ－ｒｅｆ」と示されることになり、メートルで表されることになる。
【0046】
軌道追跡誤差は「ｅｙＬ」と示されることになり、メートルで表されることになる。これは、横方向のずれの設定値ｙＬ－ｒｅｆと横方向のずれｙＬとの差に等しくなる。
【0047】
前述の観測距離「ｌｓ」は、重心ＣＧから測定されることになり、メートルで表されることになる。
【0048】
自動車１０のドリフト角（自動車の速度ベクトルがその縦軸Ａ１となす角度）は、「β」と示されることになり、ｒａｄで表されることになる。
【0049】
縦軸Ａ１に沿った自動車の速度は、「Ｖ」と示されることになり、ｍ／ｓで表されることになる。
【0050】
定数「ｇ」は、重力による加速度となり、ｍ．ｓ－２で表されることになる。
【0051】
自動車と同じ高さにある道路の平均曲率は、ρｒｅｆと示されることになり、ｍ－１で表されることになる。
【0052】
差動制動手段によって加えられる偏揺れモーメントの設定値は、「Ｍｚ＿ｒｅｆ」と示されることになり、Ｎ．ｍで表されることになる。
【0053】
定数「ξ」および「ω」は、車両の前輪の操舵角の動特性を表すことになる。
【0054】
定数「ωｆ」としては、車両に加えられる任意の有界摂動「ｗ」の動特性を表すことになる。
【0055】
操舵角速度は、操舵される前輪の操舵角速度を示すことになる。
【0056】
前提として、自動車が移動している道路は、直線状で平坦であると想定される。その道路は、主軸に沿って延びている。
【0057】
本発明を実施するためにコンピュータ１３が実行することになる処理を説明する前に、この説明の最初の部分では、自動車の効果的な操縦を確実にするように選択される制約条件の概要を示してもよく、次いで、本発明を実施できるようにするコントローラを実現することを可能にしてきた計算を説明して、これらの計算がどこから来て、何に基づいているかを明確に理解するようにしてもよい。
【0058】
図６のＸ１の部分では、支援型操舵アクチュエータ３１に伝達される飽和操舵角の設定値δｒｅｆ、および差動制動アクチュエータ３２に伝達される偏揺れ設定値モーメントＭｚ＿ｒｅｆを計算する手順がモデル化されてきた。
【0059】
さらに、Ｘ２の部分は、これらの設定値がアクチュエータ３１、３２と相互作用する方式を図式化するためのものである。
【0060】
この第２の部分Ｘ２は、ＡＥＳタイプの運転支援システムが始動するときに、運転者による車両の安定性および可制御性を確実にするように、前述の設定値に適用される制約条件を示す。
【0061】
飽和操舵角の設定値δｒｅｆに適用される第１の制約条件Ｚ５は、速度飽和である。より厳密に言えば、これは、車両の操舵角速度の制限事項である。使用される操舵角速度の閾値は、υと示される。
【0062】
この第１の制約条件は、現在の操舵角δ＿ｍｅａｓを提供するフィードバックループおよびコントローラＫＤＡＥによって、仮のエンジントルクを得ることを可能にする。
【0063】
コントローラＫＤＡＥの出力に適用される第２の制約条件Ｚ７は、振幅飽和である。より厳密に言えば、これは、前述の仮のエンジントルクの絶対値の制限事項である。使用されるエンジントルクの閾値は、ＴＥＰＳ＿ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ＿１と示される。
【0064】
ブロックＺ６は、飽和操舵角の設定値δｒｅｆの調整を抑制するための、第１のメカニズムを示す。この第１のメカニズムは、運転者がハンドルに加えるトルクの絶対値が、
で示される閾値を超えるときに、支援型操舵アクチュエータ３１に供給すべき任意のエンジントルクの調整を阻止し、したがってその計算を阻止するものである。
【0065】
偏揺れモーメントの設定値Ｍｚ＿ｒｅｆに適用される第３の制約条件Ｚ８は、振幅飽和である。より厳密に言えば、これは、この偏揺れモーメントの設定値Ｍｚ＿ｒｅｆの値の制限事項であり、その目的は、差動制動が大きすぎて、車両の満足な安定性および可制御性が確実にならなくなることを防止することである。使用される偏揺れモーメントの閾値は、制限値Ｍｚ＿ｍａｘと呼ばれる。
【0066】
この飽和について使用される制限値Ｍｚ＿ｍａｘは、可変となることが好ましい。これは、（ブロックＺ１０において）少なくとも車両の偏揺れ速度ｒおよび速度ｖの関数として計算されることになる。これはまた、任意選択として、運転者がハンドルに加えるトルクに依存してもよい。
【0067】
振幅飽和した偏揺れモーメントの設定値Ｍｚ＿ｒｅｆに適用される第４の制約条件Ｚ９は、速度飽和である。より厳密に言えば、これは、偏揺れモーメントの設定値Ｍｚ＿ｒｅｆの変動率の制限事項である。使用される偏揺れモーメントの変動率の閾値は、
と示される（これはまた、簡略化された表記∇で表示されることになる）。
【0068】
この第４の制約条件は、コントローラＫＢｒａｋｅによって、差動制動システムのアクチュエータ３２に供給される制動トルクを得ることを可能にする。
【0069】
この第４の制約条件は、偏揺れモーメントの設定値Ｍｚ＿ｒｅｆをオフにするか、または再開するとき、車両の可制御性を改善するのに好ましいと考えられる。
【0070】
ブロックＺ１１は、偏揺れモーメントの設定値Ｍｚ＿ｒｅｆの調整を抑制するための、第２のメカニズムを示す。この第２のメカニズムは、運転者がハンドルに加えるトルクの絶対値が、
と示される閾値を超えると、任意の差動エンジントルクの調整を阻止し、したがってその計算を阻止するものである。
【0071】
前述の閾値υ、ＴＥＰＳ＿ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ＿１、および
は、本発明が実装されることになる車両と同じモデルの試験車両を用いた路上試験を実行することによって得られる。
【0072】
具体的には、閾値ＴＥＰＳ＿ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ＿１は、このパラメータの関数として変化するので、車両の様々な速度Ｖについて得られる。これは、差動制動機能が解除されている間に、試験を実行することによって得られる。
【0073】
同様に、閾値υおよび
は、このパラメータの関数として変化するので、車両の様々な速度Ｖについて路上試験によって得られる。
【0074】
制限値Ｍｚ＿ｍａｘとしては、ブロックＺ１０を用いて、特定の方式で得られる。
【0075】
車両の偏揺れ速度ｒが、ここではｒｃｔｒｌと示されることになる偏揺れ速度の閾値を絶対値において超える場合、この制限値は、
と示される変数に等しくなるように選択される。そうでなければ、この制限値Ｍｚ＿ｍａｘは、０に等しくなるように選択されることになる。
【0076】
これは、次式［数式１］の形で書くことができる。
【0077】
［数式１］
【0078】
【0079】
これはまた、図４のＷ１の部分によって示すように、図で表してもよい。
【0080】
偏揺れ速度の閾値ｒｃｔｒｌは、所定の速度Ｖにおいて、運転者によって車両が依然として制御可能である最大偏揺れ速度に対応する。
【0081】
偏揺れ速度の閾値ｒｃｔｒｌおよび変数
は、試験車両の試験によって決定されるか、もしくは計算され、または試験によって計算され、次いで調整される。ここで適用されるのは、第１の解決策である。
【0082】
このために、第１のステップにおいて、試験車両の差動制動機能が解除され、次いで、車両の可制御性試験が実行されて、制約条件Ｚ５およびＺ７に使用可能な閾値を決定する。
【0083】
次に、第２のステップにおいて、車両の差動制動機能が再始動され、次いで、新規の可制御性試験が実行されて、（たとえば、５ｋｍ／ｈ刻みでの）複数の異なる速度について、最大操舵角の閾値δｍａｘ（Ｖ）を決定する。一変形形態として、これら操舵角の閾値は、計算によって得ることもできる。
【0084】
最終的に、第３のステップにおいて、偏揺れ速度の閾値ｒｃｔｒｌおよび変数
がそこから推定される。
【0085】
（以下でより詳細に説明される）自転車モデルによって車両をモデル化し、次いで、そこから次式を推定することによって、この偏揺れ速度の閾値ｒｃｔｒｌがより精密に得られる。
【0086】
［数式２］
【0087】
【0088】
この式において、ｋは、アンダーステア勾配であり、これは、次式によって計算される。
【0089】
［数式３］
【0090】
【0091】
同じモデル化により、次式によって、変数
を得ることが可能である。
【0092】
［数式４］
【0093】
【0094】
【0095】
操舵角の設定値δｒｅｆを無効化するのに使用される閾値
は、差動制動機能が解除されると、車両に実行される可制御性試験によって決定される。この閾値は、車両の速度Ｖの関数として変化する。
【0096】
偏揺れモーメントの設定値Ｍｚ＿ｒｅｆを無効化するのに使用される閾値
は、差動制動システムが稼働中のときに、可制御性試験によって決定される。この閾値はまた、車両の速度Ｖの関数として変化する。
【0097】
これらの閾値は、以下の不等式を満たすことに留意されてもよい。
【0098】
［数式５］
【0099】
【0100】
この不等式において、変数
は、閾値ＴＥＰＳ＿ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ＿１から得られる。このために、支援型操舵アクチュエータ３１の支援法則に対応する関数ｆを考慮に入れると、以下のように書くことができる。
【0101】
［数式６］
【0102】
【0103】
説明のこの段階において、車両の可制御性を保証するために。前述の閾値および変数の値を得ることを可能にする手順を、図５を使用して概要説明することができる。
【0104】
この図が示すように、第１のステップＥ１において、試験車両の差動制動機能が解除されている間に、可制御性試験が実行されて、閾値ＴＥＰＳ＿ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ＿１および
の値を得る。
【0105】
次に、第２のステップＥ２において、差動制動機能が再始動され、一連の新規の可制御性試験が実行されて、最大操舵角δｍａｘの値を得る。
【0106】
このステップでは、閾値
の値も計算される。
【0107】
第３のステップＥ３において、閾値
および
は、最大操舵角δｍａｘを考慮に入れながら計算される。
【0108】
最終的に、第４のステップＥ４において、可制御性試験の結果が使用されて、閾値
、
の値を精緻化し、また、閾値
および運転者トルクの閾値
の値を決定する。
【0109】
前述の様々な制約条件と、車両を操縦するためにハンドルの操舵角と差動制動システムの間での選択が行われる方式とを、ここで明確に示すことができる。
【0110】
このために、図６の左側部分Ｘ１を参照してもよい。
【0111】
この図において、ブロックＺ１は、障害物２０を回避するために辿るべき軌道を決定することを可能にするブロックに対応する。この軌道が決定される方式は、本発明の主題の一部分を形成しないので、ここでは説明しないことにする。次いで、このブロックＺ１は、ＡＥＳ機能が始動されると、横方向のずれの設定値ｙＬ－ｒｅｆおよび相対的な向首角ΨＬを決定することを可能にする。
【0112】
ブロックＺ２は、回避軌道を最適に辿るために、操舵システムと差動制動システムとの間での選択を行うことを可能にするブロックである。これは、適用すべき差動制動および操舵角の比率を示す、係数αＤＢの値を決定することを可能にする。その値がゼロのとき、差動制動は解除され、その値が最大の（１に等しい）とき、解除されるのは操舵角である。このブロックを、以下で詳細に説明する。
【0113】
ブロックＺ３は、前述の制約条件Ｚ５およびＺ７をモデル化することを可能にする、数学関数に対応する。これは、入力として、非飽和操舵角の設定値δＫを受信する。
【0114】
ブロックＺ４は、前述の制約条件Ｚ８およびＺ９をモデル化することを可能にする、数学関数に対応する。これは、入力として、非飽和偏揺れモーメントの設定値ＭＫｚを受信する。
【0115】
非飽和操舵角の設定値δＫの計算用にＫδと示され、非飽和偏揺れモーメントの設定値ＭＫｚの計算用にＫＭと示されるコントローラを用いて、これらの非飽和設定値が得られる。これらは、係数αＤＢに依存する。
【0116】
これら２つのブロックの基本となる計算を理解するために、車両の動的挙動は、以下の式［数式７］によってモデル化することができると仮定してもよい。
【0117】
［数式７］
【0118】
【0119】
このモデルは、改良された自転車モデルである。
【0120】
しかし、これにより、車両の前輪１１の操舵角の振幅および速度、または車両の車輪に加えられる差動制動モーメント、もしくはこの制動モーメントの変動を制限することはできない。しかし、車両の運転者が、いつなんどきでも車両の制御を再開できることを確実にするために、これらの制限が特に重要であることが分かっている。
【0121】
操舵角速度の飽和は、以下のように定式化してもよい。
【0122】
［数式８］
【0123】
【0124】
この式［数式８］において、閾値υは、たとえば、０．０４９１ｒａｄ／ｓに等しく、これは、操舵のギア減速係数が１６に等しい場合、ハンドルにおける０．７８５ｒａｄ／ｓ（すなわち、４５°／ｓ）に対応する。
【0125】
図３に示すように、操舵角速度リミッタは、閉ループ擬似コントローラ（すなわち、制限された単純な計算を実行するコントローラ）を形成する限りにおいては注目に値し、この閉ループ擬似コントローラは、
－（［数式８］によって規定される条件に適合するための）閾値υと、１／ｓ積分器と、Δ．αの双曲線正接タイプの関数である補正器との積に等しい直接連鎖伝達関数と、
－１に等しい間接連鎖（または「フィードバック連鎖」）伝達関数とを有する。
－（［数式８］によって規定される条件に適合するための）閾値υと、１／ｓ積分器と、Δ．αの双曲線正接タイプの関数である補正器との積に等しい直接連鎖伝達関数と、
－１に等しい間接連鎖（または「フィードバック連鎖」）伝達関数とを有する。
【0126】
双曲線正接タイプの関数は、双曲線正接関数と同様の形式を有する様々な関数を意味するものであり、これには、具体的には、逆三角関数（アークタンジェントなど）、誤差関数（一般には、ｅｒｆと示される）、グーデルマン関数（一般には、ｇｄと示される）、および双曲線三角関数（双曲線正接など）が含まれる。
【0127】
これは、入力として、非飽和操舵角の設定値δｒｅｆを受信し、出力として、飽和操舵角の設定値δｒｅｆを送信する。
【0128】
この図において、係数Δは、変数δＫとδｒｅｆの間のずれに対応する。係数αは、０～無限大の間の定数であり、操舵角リミッタの迅速なまたは柔軟な性質に影響を及ぼすことを可能にする唯一のパラメータである。
【0129】
したがって、この操舵角速度リミッタは、係数αを調整することで十分なので、調整が簡単であるという利点を有する。これにより、連続的で滑らかな（無限に弁別可能な）コマンドを確実にすることが可能になる。
【0130】
このために、この操舵角速度リミッタＬ２の形式を考慮に入れて、以下の式［数式９］を書くことができる。
【0131】
［数式９］
【0132】
【0133】
したがって、擬似線形である、車両の可制御性モデルが得られる。
【0134】
より厳密に言えば、次いで、以下のパラメータθδを導入してもよい。
【0135】
［数式１０］
【0136】
【0137】
次いで、この式［数式１０］を、以下の形式に書き直してもよい。
【0138】
［数式１１］
【0139】
【0140】
この式［数式１１］は、状態表現の特性であり、設定値の変動制限モデルが、パラメータθδの関数として線形であることを示す。
【0141】
これに基づいて、次いで、回避軌道Ｔ０の良好な追跡を確実にし、設定値の変動制限モデルを満たし、係数αＤＢによって規定される条件に適合するコントローラを決定することが可能である。
【0142】
偏揺れモーメントの設定値Ｍｚ＿ｒｅｆの飽和を、以下のように定式化してもよい。
【0143】
［数式１２］
【0144】
｜Ｍｚ＿ｒｅｆ｜≦Ｍｚ＿ｍａｘ
【0145】
偏揺れモーメントの設定値Ｍｚ＿ｒｅｆの変動率の飽和を、以下のように定式化してもよい。
【0146】
［数式１３］
【0147】
【0148】
本発明によれば、偏揺れモーメントの設定値Ｍｚ＿ｒｅｆの振幅および変化率は、厳格な閾値を課すことによってではなく、その代わりに設定値振幅リミッタおよび設定値変動リミッタを使用することによって制限されるものである。
【0149】
図４を参照すると、非飽和偏揺れモーメントの設定値ＭＫｚを修正して、半飽和偏揺れモーメントの設定値Ｍｚ＿ｓａｔを生成するのにここで使用されることになる振幅リミッタを、まずは説明してもよい。
【0150】
この振幅リミッタは、閉ループ擬似コントローラを形成する限りにおいては注目に値し、この閉ループ擬似コントローラは、
－（［数式１２］によって規定される条件に適合するための）制限値Ｍｚ＿ｍａｘと、β１．ε１の双曲線正接タイプの関数である補正器との積に等しい直接連鎖伝達関数と、
－１に等しい間接連鎖（または「フィードバック連鎖」）伝達関数とを有する。
－（［数式１２］によって規定される条件に適合するための）制限値Ｍｚ＿ｍａｘと、β１．ε１の双曲線正接タイプの関数である補正器との積に等しい直接連鎖伝達関数と、
－１に等しい間接連鎖（または「フィードバック連鎖」）伝達関数とを有する。
【0151】
この図４において、係数ε１は、変数Ｍｚ＿ｓａｔとＭＫｚの間のずれに対応する。係数β１は、０～無限大の間の定数であり、振幅リミッタの迅速なまたは柔軟な性質に影響を及ぼすことを可能にする唯一のパラメータである。
【0152】
このような擬似コントローラを使用することにより、偏揺れモーメントの設定値Ｍｚ＿ｒｅｆを十分に時間制限することが可能になるだけでなく、さらには、この設定値の変動の連続性を確実にすることが可能になる。
【0153】
この振幅リミッタの形式を考慮に入れると、式［数式１４］を以下のように書くことができる。
【0154】
［数式１４］
【0155】
Ｍｚ＿ｓａｔ＝Ｍｚ＿ｍａｘ．ｔａｎｈ（β１．（Ｍｚ＿ｓａｔ－ＭＫｚ））
【0156】
図４に示すように、偏揺れモーメントの変動率リミッタはまた、閉ループ擬似コントローラを形成するという点で注目に値し、この閉ループ擬似コントローラは、
－（［数式１３］によって規定される条件に適合するための）定数
と、１／ｓ積分器と、β２．ε２の双曲線正接タイプの関数である補正器との積に等しい直接連鎖伝達関数と、
－１に等しい間接連鎖（または「フィードバック連鎖」）伝達関数とを有する。
－（［数式１３］によって規定される条件に適合するための）定数
－１に等しい間接連鎖（または「フィードバック連鎖」）伝達関数とを有する。
【0157】
これは、入力として、半飽和偏揺れモーメントの設定値Ｍｚ＿ｓａｔを受信し、出力として、偏揺れモーメントの設定値Ｍｚ＿ｒｅｆを送信する。
【0158】
この図では、係数ε２は、変数Ｍｚ＿ｒｅｆとＭｚ＿ｓａｔの間のずれに対応する。係数β２は、０～無限大の間の定数であり、速度リミッタの迅速なまたは柔軟な性質に影響を及ぼすことを可能にする唯一のパラメータである。
【0159】
このような補正器を使用することにより、偏揺れモーメントの変動を十分に時間制限することが可能になるだけでなく、さらには、この変動の連続性を確実にすることが可能になる。
【0160】
この速度リミッタの形式を考慮に入れると、式［数式１５］を以下のように書くことができる。
【0161】
［数式１５］
【0162】
【0163】
したがって、擬似線形である、車両の可制御性モデルが得られる。
【0164】
次に、式［数式１４］および［数式１５］の表現を簡略化するために、いくつかの変数を導入して、状態表現の形式で完全なモデルを準線形に（すなわち、ＬＰＶ、線形パラメータ変動のようにして）表してもよい。
【0165】
式［数式１４］は、式［数式１６］の形式で書いてもよい。
【0166】
［数式１６］
【0167】
【0168】
ここで、
【0169】
［数式１７］
【0170】
【0171】
次いで、以下のパラメータθΔを導入してもよい。
【0172】
［数式１８］
【0173】
【0174】
次に、式［数式１５］は、式［数式１９］の形式で書き直してもよい。
【0175】
［数式１９］
【0176】
【0177】
ここで、
【0178】
［数式２０］
【0179】
α１＝∇β２
【0180】
［数式２１］
【0181】
【0182】
［数式２２］
【0183】
θ∇Δ＝θ∇θΔ
【0184】
［数式２３］
【0185】
【0186】
式［数式１９］は、状態表現の特性であり、完全な偏揺れモーメントの振幅および速度の制限モデルが、外因性のパラメータθ∇Δおよびθ∇（車両が動いているときに計算することのできるパラメータ）の関数として準線形であることを示す。
【0187】
次いで、この状態表現を用いて、式［数式７］の自転車モデルを機能強化して、使用可能な新規のモデルを得てもよい。
【0188】
このようにして、線形行列不等式の方法など、最適化方法によって、（図６において、Ｋδ、ＫＭによって、ならびにブロックＺ３およびＺ４によって表される）コントローラを合成することが実現可能である。
【0189】
次いで、これらのコントローラは、試験が実行された自動車の生産シリーズの、自動車１０のコンピュータ１３に実装されてもよい。
【0190】
一例として、第１のコントローラ（操舵角の設定値δｒｅｆを得ることを可能にするコントローラ）の合成が実行される方式を説明してもよい。第２のコントローラ（偏揺れモーメントの設定値を得ることを可能にするコントローラ）の合成は、対応する方式で実行されることになり、したがって、ここでは詳細に説明しないこととする。
【0191】
式［数式７］の機能強化された自転車モデルは、以下のように書かれる。
【0192】
［数式２４］
【0193】
【0194】
次いで、状態ベクトルｘを考慮してもよく、これを以下の形式で書くことができる。
【0195】
［数式２５］
【0196】
【0197】
次いで、この目的は、この状態ベクトルｘに基づいて非飽和操舵角の設定値δＫを計算することを可能にする、状態フィードバックであるコントローラＫδの形式を決定することである。
【0198】
安定性と迅速性の両方に対して適切なコントローラＫδをどのようにして決定するかを理解するために、次に、我々の挙動モデルを一般形式で書いてもよい。
【0199】
［数式２６］
【0200】
【0201】
この式において、Ｃｙは恒等行列であり、Ａは動的行列であり、Ｂｕはコマンド行列であり、ＢＷは摂動行列であり、以下の形式で書いてもよい。
【0202】
［数式２７］
【0203】
【0204】
静的状態フィードバックとして定義されるコントローラＫδとしては、次の形式で表してもよい。
【0205】
［数式２８］
【0206】
δＫ＝Ｋδ．ｘ
【0207】
最適なコントローラＫδを見つけるためには、様々な方法を使用してもよい。
【0208】
ここで使用される方法は、線形行列不等式の方法である。したがって、この方法は、線形行列不等式の制約条件の下で、凸最適化の判定基準に基づいて実行される。
【0209】
その目的は、より厳密に言えば、極の選択を変化させることによって、コントローラＫδによって規定される閉ループの利得を最適化することである。
【0210】
３つの行列不等式が使用され、これらが、以下の不等式によって定義される。
【0211】
［数式２９］
【0212】
【0213】
［数式３０］
【0214】
【0215】
［数式３１］
【0216】
【0217】
これらの不等式において、ｉは１または２に等しく、次いで、行列ＡｉおよびＢｉは、以下のように定義してもよい。
【0218】
［数式３２］
【0219】
Ａ１＝Ａ（θδｍｉｎ）
【0220】
Ａ２＝Ａ（θδｍａｘ）
【0221】
Ｂ１＝Ｂｕ（θδｍｉｎ）
【0222】
Ｂ２＝Ｂｕ（θδｍａｘ）
【0223】
【0224】
コントローラＫδは、以下の式によって定義される。
【0225】
［数式３３］
【0226】
Ｋδ＝Ｒ．Ｑ－１
【0227】
車両の速度は一定であると仮定される（したがって、システムのすべての行列が一定であると考えられる）。
【0228】
３つの不等式は、閉ループの動力学が、確実に制限されたままであるようにすることを可能にする。この理由は、これらの制約条件によって、閉ループの各極が、半径γ、虚軸μからの最小距離、および開口角φによって画定される区域内で境界付けられることになるからである。
【0229】
この方法は、合理的な（また、平均的な能力を有する運転者が習得することのできる）方式で、またアクチュエータによって実行することのできる方式で、各瞬間でのハンドルの角度を決定することを含むので、効果的であることが分かる。これらの制約条件はまた、閉ループの安定性を確実にする。
【0230】
この目的は、半径γを最小限に抑えることである。コントローラＫδが得られると、非飽和操舵角の設定値は、以下の式によって計算されてもよい。
【0231】
［数式３４］
【0232】
【0233】
値θδｍｉｎおよびθδｍａｘは、３つの行列不等式に導入されてきた。
【0234】
δＫとδｒｅｆの間のずれにリンクされたθδの値は、式［数式８］によって設定された可制御性の制限値のコントローラＫδによる、違反のレベルを反映する。
【0235】
定義によれば、θδは、０（含まず）～１（含む）の間に存在する。θδが１に等しいとき、ハンドルにおける角度の、計算された非飽和設定値δＫは、可制御性の制限値と良好に適合する。これが０に近いときは、ハンドルにおける角度の、計算された非飽和設定値δＫは、大きすぎる操舵動力学を課す値を有し、これによって、車両が不安定になる危険性が生じる。θδが、０～１の間の中間値をとるとき、可制御性の制限値は適合されず、車両が不安定になる危険性はなくなる可能性がある。
【0236】
すなわち、値θδｍｉｎおよびθδｍａｘの選択は、コントローラＫδの性能および頑強性への直接の影響を有する。間隔［θδｍｉｎ、θδｍａｘ］が大きくなるほど、コントローラＫδの性能は良好でなくなるが、頑強性は高くなる。逆に言えば、この間隔が小さくなるほど、コントローラＫδの実行は良好になるが、頑強性は低くなる。
【0237】
論理的には、値θδｍａｘは、１に等しくなるように選択される（コントローラＫδが線形モードで機能する場合であり、さらに一般には、可制御性の制約条件違反がない場合である）。
【0238】
その一方で、値θδｍｉｎの決定には、性能と頑強性の間で妥協することが必要である。この値の決定は、δＫとδｒｅｆの間の絶対値でのずれに対して、最大閾値を課すことに同じである。
【0239】
要するに、特定の自動車モデルに適したコントローラＫδを計算する方法は、αＤＢ、ｖ、α、θδｍｉｎ、およびθδｍａｘの値を固定することにある。
【0240】
次に、この方法は、行列Ａｉ、Ｂｉの係数を決定し、次いで、式［数式２９］～［数式３０］を解いて、そこから、回避軌道Ｔ０の良好な追跡を確実にし、操舵角の設定値の変動制限モデルを満たすコントローラＫδを推定することにある。
【0241】
次に、ブロックＺ２を、より詳細に説明することができる。
【0242】
係数αＤＢが得られる方式は、適用される差動制動および操舵角の比率を示すことが想起されることになり、次に、この方式を説明することができる。
【0243】
このために、予備の変数αＤＢ＿ｒａｗが初めに選択される。
【0244】
運転者によってハンドルに加えられるトルクが、絶対値で閾値
以下である場合にのみ、この選択が行われる。
【0245】
特に、これが、この閾値よりも大きい場合、設定値は計算されないことになる。
【0246】
これが、閾値
以下である場合、以下の２つの累積的な条件が満たされる場合には、予備の変数αＤＢ＿ｒａｗが１に等しくなるように選択される。そうでない場合には、これがゼロに等しくなるように選択される。
【0247】
第１の条件は、絶対値での変数θδが、絶対値での変数θδ
ｍｉｎ以下になることである。
【0248】
この変数θδ
ｍｉｎは、操舵角のコントローラＫδ単独で車両を安定させることのできる、変数θδの最小値である。これは、車両の速度Ｖに依存するので、変数である。
【0249】
すなわち、第１の条件は、操舵角の設定値が飽和しているかどうかを検査することにある。
【0250】
第２の条件は、絶対値での偏揺れ速度が、絶対値での偏揺れ速度の閾値ｒｃｔｒｌ以下になることである。
【0251】
予備変数αＤＢ＿ｒａｗの値（０または１）が選択されると、次式によって係数αＤＢを計算することが可能である。
【0252】
［数式３５］
【0253】
【0254】
この式において、パラメータτＤＢは、運転者にとっての良好な感触を保証するために、係数αＤＢのいかなる急激な変化をもフィルタリングすることを可能にする時定数である。したがって、このパラメータの値は、運転者が得たいと望む感触によって調整可能である。
【0255】
パラメータｓは、ラプラス変数である。
【0256】
この段階では、本発明を実行するために、前述の生産シリーズの自動車のうち１つの自動車のコンピュータ１３によって実行されることになるプロセスを説明することができる。
【0257】
ここで、このコンピュータ１３は、このプロセスを再帰的に、すなわち段階的にループで実行するようにプログラムされる。
【0258】
このために、第１のステップにおいて、コンピュータ１３は、自動障害物回避機能（ＡＥＳ）が始動していることを検査する。
【0259】
この場合には、コンピュータ１３は、自動車１０の経路上に存在する、考え得る障害物の存在を検出しようと試みる。このために、コンピュータ１３は、ＲＡＤＡＲまたはＬＩＤＡＲの遠隔検出器を使用する。
【0260】
障害物が存在しない場合、このステップは、ループで繰り返される。
【0261】
障害物２０が検出されるとすぐに（図２参照）、コンピュータ１３は、この障害物２０を回避できるようにする回避軌道Ｔ０を計画する。
【0262】
次いで、コンピュータ１３は、この回避軌道Ｔ０を最適に追跡することを可能にする、従来の操舵システムおよび差動制動システム用の操縦設定値を定義しようと試みることになる。
【0263】
このために、コンピュータ１３は、パラメータを計算または測定することによって開始し、これらのパラメータは、
－測定された操舵角δ、
－測定された操舵角δの時間導関数、
－先行する時間増分において得られる飽和操舵角の設定値δｒｅｆ、
－偏揺れ速度ｒ、
－相対的な向首角ΨＬ、
－横方向のずれの設定値ｙＬ＿ｒｅｆの時間導関数、
－軌道追跡誤差ｅｙＬ、
－ドリフト角β、
－係数αＤＢ
など、特に車両の動的挙動を特徴付ける。
－測定された操舵角δ、
－測定された操舵角δの時間導関数、
－先行する時間増分において得られる飽和操舵角の設定値δｒｅｆ、
－偏揺れ速度ｒ、
－相対的な向首角ΨＬ、
－横方向のずれの設定値ｙＬ＿ｒｅｆの時間導関数、
－軌道追跡誤差ｅｙＬ、
－ドリフト角β、
－係数αＤＢ
など、特に車両の動的挙動を特徴付ける。
【0264】
図６に示すように、コンピュータ１３は、次に、そのメモリに記憶されたコントローラＫδおよびＫＭを使用する。したがって、これらのコントローラは、非飽和操舵角の設定値δＫおよび非飽和偏揺れ角の設定値ＭＫｚの値を決定することを可能にする。
【0265】
図６において、ブロックＺ３およびＺ４によって表される擬似コントローラは、次に、操舵角δｒｅｆおよび偏揺れモーメントＭｚ＿ｒｅｆの飽和設定値をそこから推定することを可能にする。次いで、これらの設定値がアクチュエータ３１、３２に送信されて、車両をその初期軌道から方向転換することになる。
【0266】
すなわち、上記のパラメータに基づいて操舵角の設定値δｒｅｆを決定することを可能にする、第１の総合コントローラを形成することになるのは、したがって、コントローラＫδと、ブロックＺ３によって表される擬似コントローラとの組合せである。
【0267】
同様に、上記のパラメータに基づいて偏揺れモーメントの設定値Ｍｚ＿ｒｅｆを決定することを可能にする、第２の総合コントローラを形成することになるのは、コントローラＫＭと、ブロックＺ４によって表される擬似コントローラとの組合せである。
【0268】
本発明は、説明された実施形態には決して限定されない。むしろ、本発明による任意の変形形態を、どのようにしてこれに加えるかを、当業者は知ることになる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【国際調査報告】