JP4151540B2 - 車輌の走行制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車輌の判定制御装置に係り、更に詳細には車輌の衝突の虞れを判定し制御する衝突判定制御装置に係る。

自動車等の車輌の衝突判定制御装置の一つとして、例えば本願出願人の出願にかかる下記の特許文献１に記載されている如く、運転者の操舵操作を検出し、検出された操舵操作に基づき自車の進行路を予測し、予測された進行路に基づいて障害物に対する車輌の衝突の虞れを判定し制御する衝突判定制御装置が従来より知られている。

かかる衝突判定制御装置によれば、予測された自車の進行路に基づいて障害物に対する車輌の衝突の虞れが判定されるので、自車の前方の障害物について車輌の衝突の虞れが判定される場合に比して、車輌の衝突の虞れを正確に判定することができる。
特開平１０−６９５９８号公報

しかし車輌が例えばスピン状態又はドリフトアウト状態の如き走行状態にあるときには、車輌は必ずしも運転者の操舵操作に基づき予測される進行路に沿って移動しないため、上述の如き従来の衝突判定制御装置に於いては、車輌の実際の移動方向にある障害物に対する衝突の虞れを正確に判定することができず、また障害物に衝突する自車の部位や方向の如き衝突態様を正確に予測することができず、そのためエアバッグの如き衝突影響低減装置が効果的に作動するよう衝突影響低減装置を適正に制御することができないという問題がある。

本発明は、運転者の操舵操作に基づき予測される進行路に基づいて障害物に対する車輌の衝突の虞れを判定するよう構成された従来の衝突判定制御装置に於ける上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、車輌の前後方向に対する車輌の実際の重心移動方向を推定し、車輌の実際の重心移動方向にある障害物に対する衝突の虞れを判定することにより、従来に比して障害物に対する衝突の虞れを正確に判定し、衝突影響低減装置を効果的に作動させ得るようにすることである。

上述の主要な課題は、本発明によれば、請求項１の構成、即ち複数の方向の障害物を検出する障害物検出手段と、車速と車輌の横加速度と車輌のヨーレートとに基づいて演算される車輌のスリップ角に基づき車輌の前後方向を基準にして車輌の走行時の重心の移動方向を推定する重心移動方向推定手段と、推定された重心移動方向を他の方向よりも重視して前記障害物検出手段により障害物を検出し、前記障害物検出手段の検出結果に基づき車輌の衝突の虞れを判定する制御手段とを有することを特徴とする車輌の衝突判定制御装置によって達成される。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１の構成に於いて、前記制御手段は車輌の走行状態がその前後方向と重心移動方向との偏差が過大な不安定状態にあると判定したときに、推定された重心移動方向を他の方向よりも重視して前記障害物検出手段により障害物を検出するよう構成される（請求項２の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１又は２の構成に於いて、前記制御手段は車輌の衝突の虞れがあると判定したときには推定された重心移動方向及び車輌の状態量に基づき障害物に対する車輌の衝突態様を予測するよう構成される（請求項３の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項３の構成に於いて、前記制御手段は推定された重心移動方向及び車輌のヨーレートに基づき障害物に対する車輌の衝突態様として衝突方向及び衝突部位を予測するよう構成される（請求項４の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至４の何れか一つの構成に於いて、前記障害物検出手段はそれぞれ互いに異なる方向の障害物を検出する複数のセンサを含み、前記制御手段は推定された重心移動方向に基づいて前記複数のセンサのうち一つのセンサを選択し、選択されたセンサの検出結果を重視して車輌の衝突の虞れを判定するよう構成される（請求項５の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至５の何れか一つの構成に於いて、前記障害物検出手段は所定の角度範囲に亘り障害物を検出可能な走査型のセンサであり、前記制御手段は推定された重心移動方向についての前記走査型のセンサによる検出結果を他の方向よりも重視して車輌の衝突の虞れを判定するよう構成される（請求項６の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項３又は４の構成に於いて、車輌は衝突影響低減装置を有し、前記制御手段は予測された衝突態様に応じて前記衝突影響低減装置の作動態様を決定し、決定した作動態様に基づき前記衝突影響低減装置の作動を制御するよう構成される（請求項７の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項７の構成に於いて、前記衝突影響低減装置は複数の衝突影響低減手段を含み、前記制御手段は予測された衝突態様に応じて作動すべき衝突影響低減手段及びその作動タイミングを決定し、決定した衝突影響低減手段を決定した作動タイミングにて作動させるよう構成される（請求項８の構成）。

上記請求項１の構成によれば、衝突判定制御装置は複数の方向の障害物を検出する障害物検出手段と、車速と車輌の横加速度と車輌のヨーレートとに基づいて演算される車輌のスリップ角に基づき車輌の前後方向を基準にして車輌の走行時の重心の移動方向を推定する重心移動方向推定手段と、推定された重心移動方向を他の方向よりも重視して障害物検出手段により障害物を検出し、障害物検出手段の検出結果に基づき車輌の衝突の虞れを判定する制御手段とを有するので、車輌がナビゲーション装置を備えていなくても、車輌の前後方向に対し重心移動方向がなす角度として重心移動方向を確実に推定することができ、これにより車輌の前後方向と車輌の重心移動方向とが大きく異なる状況に於いても、ナビゲーション情報を要することなく車輌の重心移動方向にある障害物を確実に検出することができると共に、車輌の重心移動方向に障害物がある場合に車輌がその障害物に衝突する虞れを正確に判定することができる。

また上記請求項１の構成によれば、ナビゲーション情報に基づき車輌の絶対位置が判定され、車輌の絶対位置の変化に基づき車輌の基準方向を基準にして重心移動方向が推定される訳ではないので、ナビゲーション情報は不要であり、従って車輌がナビゲーション装置を備えていることを要することなく重心移動方向を確実に推定することができる。

また上記請求項１の構成によれば、重心移動方向推定手段は車速と車輌の横加速度と車輌のヨーレートとに基づいて演算される車輌のスリップ角に基づき車輌の前後方向を基準にして重心移動方向を推定するので、車輌の状態量としての車速、車輌の横加速度、車輌のヨーレートに基づいて確実に車輌の重心移動方向を推定することができる。

また上記請求項２の構成によれば、車輌の走行状態がその前後方向と重心移動方向との偏差が過大な不安定状態にあると判定されたときに、推定された重心移動方向を他の方向よりも重視して障害物検出手段により障害物が検出されるので、車輌の前後方向と車輌の重心移動方向とが大きく異なる状況に於いて、車輌の移動方向にある障害物を確実に検出することができると共に、車輌の移動方向に障害物がある場合に車輌がその障害物に衝突する虞れを正確に判定することができる。

また上記請求項３の構成によれば、車輌の衝突の虞れがあると判定されたときには推定された重心移動方向及び車輌の状態量に基づき障害物に対する車輌の衝突態様が予測されるので、障害物に対する車輌の衝突態様を正確に予測することができると共に、予測された車輌の衝突態様に応じて車輌の衝突による影響を最適に低減する制御を行うことが可能になる。

また上記請求項４の構成によれば、推定された重心移動方向及び車輌のヨーレートに基づき障害物に対する車輌の衝突態様として衝突方向及び衝突部位が予測されるので、予測された車輌の衝突方向及び衝突部位に応じて車輌の衝突による影響を最適に低減する制御を行うことが可能になる。

また上記請求項５の構成によれば、障害物検出手段はそれぞれ互いに異なる方向の障害物を検出する複数のセンサを含み、推定された重心移動方向に基づいて複数のセンサのうち一つのセンサが選択され、選択されたセンサの検出結果を重視して車輌の衝突の虞れが判定されるので、車輌の重心移動方向について障害物を検出するセンサにより障害物の検出が行われることを確実に防止することができ、これにより車輌の重心移動方向にある障害物を検出できなくなることを確実に防止することができる。

また上記請求項６の構成によれば、障害物検出手段は所定の角度範囲に亘り障害物を検出可能な走査型のセンサであり、推定された重心移動方向についての走査型のセンサによる検出結果を他の方向よりも重視して車輌の衝突の虞れが判定されるので、走査型のセンサが障害物を検出可能な所定の角度範囲内であって推定された重心移動方向にある障害物を確実に検出することができ、従って車輌がその障害物に衝突する虞れを正確に且つ確実に判定することができる。

また上記請求項７の構成によれば、車輌は衝突影響低減装置を有し、予測された衝突態様に応じて衝突影響低減装置の作動態様が決定され、決定された作動態様に基づき衝突影響低減装置の作動が制御されるので、衝突影響低減装置が予測された衝突態様に応じて最適に作動し、衝突影響低減装置がその衝突影響低減作用を効果的に発揮するよう衝突影響低減装置の作動を制御することができる。

また上記請求項８の構成によれば、衝突影響低減装置は複数の衝突影響低減手段を含み、推定された衝突態様に応じて作動すべき衝突影響低減手段及びその作動タイミングが決定され、決定された衝突影響低減手段が決定された作動タイミングにて作動されるので、推定された衝突態様に応じて作動すべき衝突影響低減手段及びその作動タイミングを最適に決定し、これにより各衝突影響低減手段により衝突影響低減作用を効果的に発揮させることができる。

〔課題解決手段の好ましい態様〕
本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至８の何れか一つの構成に於いて、障害物検出手段は少なくとも障害物までの距離を検出するよう構成される（好ましい態様１）。

本発明の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１の構成に於いて、障害物検出手段は障害物までの距離及び障害物と自車との相対速度を検出するよう構成される（好ましい態様２）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項２の構成に於いて、制御手段は車輌のスリップ角の大きさが基準値以上であるときに車輌の走行状態が不安定状態にあると判定するよう構成される（好ましい態様３）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項２の構成に於いて、制御手段は車速及び操舵角に基づき車輌の基準ヨーレートを演算し、基準ヨーレートと車輌の実ヨーレートとの偏差の大きさが基準値以上であるときに車輌の走行状態が不安定状態にあると判定するよう構成される（好ましい態様４）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項２の構成に於いて、制御手段は車輌のスピン状態の程度を示すスピン状態量及び車輌のドリフトアウト状態の程度を示すドリフトアウト状態量を演算し、スピン状態量又はドリフトアウト状態量が基準値以上であるときに車輌の走行状態が不安定状態にあると判定するよう構成される（好ましい態様５）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項２の構成に於いて、制御手段は車輌の走行状態が安定状態にあると判定したときには、通常時用の障害物検出手段により障害物を検出するよう構成される（好ましい態様６）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項５の構成に於いて、障害物検出手段は車輌の重心に対し車輌の前方、左方、後方、右方の実質的に９０度の角度範囲に存在する障害物を検出する四つのセンサを含むよう構成される（好ましい態様７）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項５の構成に於いて、制御手段は選択されたセンサの検出結果に基づいて車輌の衝突の虞れを判定するよう構成される（好ましい態様８）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項６の構成に於いて、制御手段は推定された重心移動方向を含む判定角度範囲についての走査型のセンサによる検出結果に基づいて車輌の衝突の虞れを判定するよう構成される（好ましい態様９）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項７及び８の構成に於いて、衝突態様は車輌の衝突方向及び衝突部位を含むよう構成される（好ましい態様１０）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項７及び８の構成に於いて、衝突影響低減装置は車輌の衝突時に乗員を保護することにより乗員が受ける衝突の影響を低減する手段を含むよう構成される（好ましい態様１１）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項７及び８の構成に於いて、衝突影響低減装置は車輌の衝突の強さを低減し車輌が受ける衝突の影響を低減することにより乗員が受ける衝突の影響を低減する手段を含むよう構成される（好ましい態様１２）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項７及び８の構成に於いて、衝突影響低減装置は車輌の衝突の虞れがあるときに乗員に退避行動を促す警報を乗員に発することにより乗員が受ける衝突の影響を低減する手段を含むよう構成される（好ましい態様１３）。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を好ましい実施例について詳細に説明する。

［実施例１］
図１は本発明による車輌の衝突判定制御装置の実施例１を示す概略構成図である。

図１に於いて、１０FL及び１０FRはそれぞれ車輌１２の左右の前輪を示し、１０RL及び１０RRはそれぞれ車輌の駆動輪である左右の後輪を示している。従動輪であり操舵輪でもある左右の前輪１０FL及び１０FRは運転者によるステアリングホイール１４の転舵に応答して駆動されるラック・アンド・ピニオン式のパワーステアリング装置１６によりタイロッド１８L及び１８Rを介して操舵される。

各車輪の制動力は制動装置２０の油圧回路２２によりホイールシリンダ２４FR、２４FL、２４RR、２４RLの制動圧が制御されることによって制御されるようになっている。図には示されていないが、油圧回路２２はオイルリザーバ、オイルポンプ、ホイールシリンダ内の圧力を増減するための増減圧制御弁の如き種々の弁装置等を含み、各ホイールシリンダの制動圧は通常時には運転者によるブレーキペダル２６の踏み込み操作に応じて駆動されるマスタシリンダ２８により制御され、また必要に応じて電子制御装置３０により増減圧制御弁が制御されることによって制御される。

車輪１０FR〜１０RLにはそれぞれ対応する車輪のホイールシリンダ２４FR〜２４RLの圧力Ｐi（ｉ＝fr、fl、rr、rl）を制動圧として検出する圧力センサ３２FR〜３２RLが設けられ、ステアリングホイール１４が連結されたステアリングコラムには操舵角θを検出する操舵角センサ３４が設けられ、マスタシリンダ２８にはマスタシリンダ圧力Ｐmを検出する圧力センサ３６が設けられている。

また車輌１２にはそれぞれ車輌のヨーレートγを検出するヨーレートセンサ３８、前後加速度Ｇxを検出する前後加速度センサ４０、横加速度Ｇyを検出する横加速度センサ４２、車速Ｖを検出する車速センサ４４が設けられている。尚操舵角センサ３４、ヨーレートセンサ３８及び横加速度センサ４２は車輌の左旋回方向を正としてそれぞれ操舵角、ヨーレート及び横加速度を検出する。

また車輌１２には例えばミリ波の如き電波を利用して車輌周囲の障害物を検出する走査型のレーダーセンサ４６j（ｊ＝FW、LS、RW、RS）が設けられている。図３に示されている如く、レーダーセンサ４６FW、４６LS、４６RW、４６RSはそれぞれ車輌１２の重心１００に対し車輌の前方、左方、後方、右方の約９０度の角度範囲に存在する障害物を検出し、障害物までの距離Ｌreを検出する。

更に車輌１２には衝突影響低減装置の衝突影響低減手段として、図には示されていないエアバッグの展開により乗員を保護するエアバッグ装置４８、プリテンショナを備え張力を増減するシートベルト装置５０、車高調整機能を備えた減衰力可変式のサスペンション装置５２、乗員に退避行動を促す視覚若しくは聴覚の警報を発する警報装置５４が設けられている。衝突影響低減手段はこれらに限定されるものではなく、当技術分野に於いて公知の任意の手段であってよい。

尚エアバッグ装置４８及び張力可変のシートベルト装置５０は車輌の衝突時に乗員を保護することにより乗員が受ける衝突の影響を低減する手段として作動し、車高調整機能を備えた減衰力可変式のサスペンション装置５２は車輌の衝突の強さを低減し車輌が受ける衝突の影響を低減することにより乗員が受ける衝突の影響を低減する手段として作動し、警報装置５４は乗員に退避行動を促す警報を発することにより乗員が受ける衝突の影響を低減する手段として作動する。

図示の如く、圧力センサ３２FR〜３２RLにより検出された制動圧Ｐiを示す信号、操舵角センサ３４により検出された操舵角θを示す信号、圧力センサ３６により検出されたマスタシリンダ圧力Ｐmを示す信号、ヨーレートセンサ３８により検出されたヨーレートγを示す信号、前後加速度センサ４０により検出された前後加速度Ｇxを示す信号、横加速度センサ４２により検出された横加速度Ｇyを示す信号、車速センサ４４により検出された車速Ｖを示す信号、レーダーセンサ４６jにより検出された障害物までの距離Ｌreを示す信号は電子制御装置３０に入力される。

尚図１には詳細に示されていないが、電子制御装置３０は制動力制御部とエアバッグ制御部とシートベルト制御部とサスペンション制御部とを含み、各制御部は例えばＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続された一般的な構成のマイクロコンピュータを含んでいる。

特に制動力制御部は車輌の走行に伴い変化する車輌状態量に基づき車輌のスピンの程度を示すスピン状態量ＳＳ及び車輌のドリフトアウトの程度を示すドリフトアウト状態量ＤＳを演算し、スピン状態量ＳＳ及びドリフトアウト状態量ＤＳに基づき車輌の挙動を安定化させる挙動制御の各車輪の目標制動圧Ｐti（ｉ＝fr、fl、rr、rl）を演算し、各車輪の制動圧Ｐiが目標制動圧Ｐtiになるよう各車輪の制動力を制御し、これによりスピン又はドリフトアウトを抑制する挙動制御を行う。

また電子制御装置３０は、後述の如く図２に示されたフローチャートに従い、車輌の状態量としての横加速度Ｇy、車速Ｖ、ヨーレートγに基づき車輌のスリップ角βを演算し、車輌の前後方向１０２を基準にしてスリップ角βの方向が車輌の重心１００の移動方向１０４であると推定し、四つのレーダーセンサ４６jのうち重心１００の移動方向１０４を含む角度範囲について障害物を検出するレーダーセンサを決定し、その決定されたレーダーセンサ４６jにより検出された障害物までの距離Lreに基づき障害物に対する自車の相対速度Ｖreを演算する。

そして電子制御装置３０は、障害物に衝突するまでの時間Ｔcを演算し、衝突するまでの時間Ｔcに基づき車輌が障害物に衝突する虞れが高いか否かを判定し、衝突の虞れが高いときには重心１００の移動方向１０４、車輌のヨーレートγ、衝突するまでの時間Ｔcに基づき車輌の衝突方向及び衝突部位を車輌の衝突態様として予測し、衝突するまでの時間Ｔc及び予測された車輌の衝突方向、衝突部位に基づき作動すべき衝突影響低減装置を決定すると共に、それらの作動タイミングを決定し、作動が決定された衝突影響低減装置を決定した作動タイミングにて作動させ、これにより車輌が衝突した場合に乗員が受ける衝突の影響を低減する。

次に図２に示されたフローチャートを参照して実施例１に於ける衝突判定制御ルーチンについて説明する。尚図２に示されたフローチャートによる制御は図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。

まずステップ１０に於いては操舵角θを示す信号等の読み込みが行われ、ステップ３０に於いては横加速度Ｇyと車速Ｖ及びヨーレートγの積γＶとの偏差Ｇy−γＶとして横加速度の偏差、即ち車輌の横すべり加速度Ｖydが演算され、横すべり加速度Ｖydが積分されることにより車体の横すべり速度Ｖyが演算され、更に車体の前後速度Ｖx（＝車速Ｖ）に対する車体の横すべり速度Ｖyの比Ｖy／Ｖxとして車輌のスリップ角βが演算され、図４に示されている如く車輌の前後方向１０２を基準にしてスリップ角βの方向が車輌の重心１００の移動方向１０４であると推定される。尚図４の二点鎖線１０６は車輌が安定である場合の重心１００の軌跡を示している。

ステップ４０に於いては四つのレーダーセンサ４６jのうち重心１００の移動方向１０４を含む角度範囲について障害物を検出するレーダーセンサが決定される。ステップ５０に於いては決定されたレーダーセンサ４６jにより障害物が検出されたか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはそのまま図２に示されたルーチンによる制御を一旦終了し、肯定判別が行われたときにはステップ６０へ進む。

ステップ６０に於いては例えばステップ４０に於いて決定されたレーダーセンサ４６jにより検出された障害物までの距離Lreの変化率として障害物に対する自車の相対速度Ｖreが演算される。尚レーダーセンサ４６jにより複数の障害物が検出された場合には、重心１００の移動方向１０４に最も近い方向に存在し且つ自車に最も近い位置に存在する障害物について相対速度Ｖreが演算される。

ステップ７０に於いては下記の式１に従って障害物に衝突するまでの時間Ｔcが演算され、ステップ８０に於いては衝突するまでの時間Ｔcが基準値Ｔco（正の定数）以下であるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはそのまま図２に示されたルーチンによる制御を一旦終了し、肯定判別が行われたときには、即ち車輌が障害物に衝突する虞れが高い判定されたときにはステップ９０へ進む。
Ｔc＝Lre／Ｖre ……（１）

ステップ９０に於いては重心１００の移動方向１０４、車輌のヨーレートγ、衝突するまでの時間Ｔcに基づき左斜め前方の如く車輌の衝突方向及び左斜め前端部の如く衝突部位が車輌の衝突態様として予測され、ステップ１００に於いては衝突するまでの時間Ｔc及び予測された車輌の衝突方向、衝突部位に基づき作動すべき衝突影響低減装置としてのエアバッグ装置４８、シートベルト装置５０、サスペンション装置５２、警報装置５４が決定されると共に、それらの作動タイミングが決定され、作動が決定された衝突影響低減装置が決定された作動タイミングにて作動される。

尚衝突までの時間Ｔc及び予測された車輌の衝突方向、衝突部位に基づき衝突影響低減装置の何れの衝突影響低減手段を作動させるべきであるか及びそれらの装置を如何なる作動タイミングにて作動させるべきであるかは本発明の要旨をなすものではなく、例えば予め実験的に設定されてよい。

かくして図示の実施例１によれば、ステップ３０に於いて車輌の状態量としての横加速度Ｇy、車速Ｖ、ヨーレートγに基づき車輌のスリップ角βが演算され、車輌の前後方向１０２を基準にしてスリップ角βの方向が車輌の重心１００の移動方向１０４であると推定され、ステップ４０に於いて四つのレーダーセンサ４６jのうち重心１００の移動方向１０４を含む角度範囲について障害物を検出するレーダーセンサが決定され、ステップ６０に於いてその決定されたレーダーセンサ４６jにより検出された障害物までの距離Lreに基づき障害物に対する自車の相対速度Ｖreが演算される。

そしてステップ７０に於いて障害物に衝突するまでの時間Ｔcが演算され、ステップ８０に於いて衝突するまでの時間Ｔcに基づき車輌が障害物に衝突する虞れが高いか否かが判定され、衝突の虞れが高いときにはステップ９０に於いて重心１００の移動方向１０４、車輌のヨーレートγ、衝突するまでの時間Ｔcに基づき車輌の衝突方向及び衝突部位が車輌の衝突態様として予測され、ステップ１００に於いて衝突するまでの時間Ｔc及び予測された車輌の衝突方向、衝突部位に基づき作動すべき衝突影響低減装置が決定されると共に、それらの作動タイミングが決定され、作動が決定された衝突影響低減装置が決定された作動タイミングにて作動される。

従って図示の実施例１によれば、車輌が不安定な状態にて旋回走行する場合の如く、車輌１２の重心１００の移動方向１０４が車輌の前後方向より大きく逸れた方向である場合にも、車輌１２の移動方向にある障害物を確実に検出することができると共に、車輌の移動方向に障害物がある場合に車輌がその障害物に衝突する虞れを正確に判定することができる。また車輌が障害物に衝突するまでの時間Ｔc及び予測された車輌の衝突方向、衝突部位に基づき作動すべき衝突影響低減装置を正確に決定することができると共に、それらの作動タイミングを最適に決定することができ、これにより衝突影響低減装置を最適に作動させて衝突影響低減装置による衝突影響低減作用を効果的に発揮させることができる。

図５は車輌が安定な状態にて直進走行する場合（Ａ）、車輌が安定な状態にて旋回走行する場合（Ｂ）、車輌が不安定な状態にて旋回走行する場合（Ｃ）の各場合について図示の実施例１の作動を説明するための図である。

図５（Ａ）に示されている如く車輌１２が安定な状態にて直進走行する場合や図５（Ｂ）に示されている如く車輌１２が安定な状態にて旋回走行する場合には、車輌１２の重心１００の移動方向１０４は実質的に車輌の前後方向１０２に沿う方向であるので、従来の衝突判定制御装置の場合と同様、車輌の移動方向１０４に存在する障害物１０８を確実に検出し、障害物１０８との衝突の虞れを正確に判定することができる。

尚図５（Ｂ）に示されている如く車輌１２が安定な状態にて旋回走行する場合に於いて、車輌の進行路に障害物１１０が存在する場合には、旋回により車輌の移動方向１０４′が障害物１１０の方向になった段階で確実にその障害物が検出することができるので、前述の特開平１０−６９５９８号公報に記載された衝突判定制御装置の場合と同様、車輌の進行路に存在する障害物１１０との衝突の虞れを確実に判定することができる。

これに対し図５（Ｃ）に示されている如く車輌が不安定な状態にて旋回走行する場合には、車輌の重心１００の移動方向１０４は車輌の前後方向１０２より大きく逸れた方向であるので、重心１００の移動方向１０４に障害物１０８が存在する状況であっても、従来の一般的な衝突判定制御装置の場合には車輌の前後方向１０２に障害物がなければ衝突の虞れがないと判定され、また前述の特開平１０−６９５９８号公報に記載された衝突判定制御装置の場合には、操舵操作に基づく車輌の進行路に障害物がなければ衝突の虞れがないと判定されてしまい、障害物１０８の検出及び障害物１０８との衝突の虞れを判定することができない。

図示の実施例１によれば、図５（Ｃ）に示されている如く車輌が不安定な状態にて旋回走行する場合であっても、車輌１２の重心１００の移動方向１０４に障害物１０８が存在すれば必ずその障害物１０８を検出することができると共に、車輌がその障害物に衝突する虞れを正確に判定することができ、従って車輌１２が障害物１０８に衝突するまでの時間Ｔc、車輌の衝突方向、衝突部位を正確に予測することができる。

特に図示の実施例１によれば、ステップ８０に於いて車輌１２が障害物に衝突する虞れが高いと判定されたときには、ステップ９０に於いて車輌の衝突方向及び衝突部位が車輌の衝突態様として予測され、ステップ１００に於いて衝突までの時間Ｔc及び予測された車輌の衝突方向、衝突部位に基づき作動すべき衝突影響低減装置が決定されると共に、それらの作動タイミングが決定され、作動が決定された衝突影響低減装置が決定された作動タイミングにて作動されるので、例えば車輌が障害物に衝突する虞れが高いと判定されると車輌の衝突方向及び衝突部位が予測されることなく衝突影響低減装置が作動される場合に比して、衝突影響低減装置が無駄に作動されることをできるだけ防止しつつ衝突影響低減装置が衝突影響低減作用を効果的に発揮するよう衝突影響低減装置を作動させることができる。

また図示の実施例１によれば、ステップ３０に於いて車輌の状態量としての横加速度Ｇy、車速Ｖ、ヨーレートγに基づき車輌のスリップ角βが演算され、車輌の前後方向１０２を基準にしてスリップ角βの方向が車輌の重心１００の移動方向１０４であると推定され、例えば後述の参考例の如くナビゲーション情報は不要であるので、ナビゲーション装置を搭載していない車輌にも実施例１の衝突判定制御装置を適用することができる。

［参考例］
図６は車輌の衝突判定制御装置の参考例に於ける衝突判定制御の重心移動方向推定ルーチンを示すフローチャートである。尚図には示されていないが、この参考例の車輌はそれ自身周知のナビゲーション装置を搭載し、ナビゲーション装置は地理上の車輌の絶対位置及び車輌の向きに関するナビゲーション情報を電子制御装置３０へ出力する。

電子制御装置３０はナビゲーション装置より入力される車輌の絶対位置の変化に基づき地磁気の基準方向としての「北」に対する車輌の重心移動方向を推定し、ナビゲーション情報としての車輌の向きに基づき「北」に対する車輌の向き（傾き角度）を推定し、「北」に対する車輌の重心移動方向及び向きに基づき車輌のスリップ角βを演算し、車輌のスリップ角βに基づき車輌の前後方向１０２を基準にして車輌の重心移動方向１０４を推定する

次に図６に示されたフローチャートを参照して参考例に於ける重心移動方向推定ルーチンについて説明する。

まずステップ３２に於いては図７に示されている如く、地磁気の北を基準方向とし、東及び北の方向をそれぞれ直交座標のＸ軸方向及びＹ軸方向とし、直交座標の原点を例えば車輌の走行開始地点とし、直交座標に於ける車輌の現在位置（現サイクルの位置）の座標を（Ｘp，Ｙp）とし、車輌１２の前回位置（前サイクルの位置）の座標を（Ｘf，Ｙf）とし、図６に示されたフローチャートのサイクルタイムをＴcとして、車輌の現在の移動速度ＶpのＸ軸方向成分Ｖpx及びＹ軸方向成分Ｖpyがそれぞれ下記の式２及び３に従って演算される。
Ｖpx＝（Ｘp−Ｘf）／Ｔc ……（２）
Ｖpy＝（Ｙp−Ｙf）／Ｔc ……（３）

ステップ３４に於いては下記の式４に従って地磁気の基準方向である北の方向に対する傾斜角αpとして車輌１２の移動方位が演算される。
αp＝tan−１（Ｖpy／Ｖpx） ……（４）

ステップ３６に於いてはナビゲーション情報としての車輌の向きに基づき「北」に対する車輌の前後方向１０２の傾き角度φが推定され、ステップ３８に於いては下記の式５に従って車輌のスリップ角βが演算され、車輌のスリップ角βに基づき車輌の前後方向１０２を基準にして車輌の重心移動方向１０４が推定され、しかる後ステップ４０へ進む。
β＝φ−αp ……（５）

かくして図示の参考例によれば、車輌のスリップ角βはナビゲーション情報に基づいて演算されるので、上述の実施例１の場合の如く車輌のスリップ角βを演算するために車輌の横加速度Ｇy、車速Ｖ、ヨーレートγの如き車輌の状態量を検出することは不要であり、車輌のスリップ角βを容易に演算することができると共に、衝突判定制御装置の構成をシンプルなものにすることができる。

［実施例２］
図８は本発明による車輌の衝突判定制御装置の実施例２に於ける衝突判定制御ルーチンの要部を示すフローチャートである。尚図８に於いて図２に示されたステップと同一のステップには図２に於いて付されたステップ番号と同一のステップ番号が付されている。

この実施例２に於いては、ステップ１０が完了するとステップ１２に於いて上記実施例１のステップ３０の場合と同様の要領にて車輌のスリップ角βが演算され、ステップ１４に於いてＫ1及びＫ2をそれぞれ正の定数として車体のスリップ角β及び横すべり加速度Ｖydの線形和Ｋ1β＋Ｋ2Ｖydとしてスピン量ＳＶが演算されると共に、ヨーレートγの符号に基づき車輌の旋回方向が判定され、スピン状態量ＳＳが車輌の左旋回時にはＳＶとして、車輌の右旋回時には−ＳＶとして演算され、演算結果が負の値であるときにはスピン状態量は０とされる。尚スピン量ＳＶは車体のスリップ角β及びその微分値βdの線形和として演算されてもよい。

ステップ１６に於いては車輌のスピンの程度を示すスピン状態量ＳＳが基準値ＳＳo（正の定数）以上であるか否かの判別、即ち車輌が比較的過大なスピン状態にあるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはそのままステップ４０へ進み、否定判別が行われたときにはステップ１８へ進む。

ステップ１８に於いては操舵角θに基づき前輪の実舵角δが演算され、ＨをホイールベースとしＫhをスタビリティファクタとして下記の式６に従って目標ヨーレートγeが演算されると共に、Ｔを時定数としｓをラプラス演算子として下記の式７に従って車速Ｖ及び操舵角θに基づく車輌の基準ヨーレートγtが演算される。尚目標ヨーレートγeは動的なヨーレートを考慮すべく車輌の横加速度Ｇyを加味して演算されてもよい。
γe＝Ｖδ／｛（１＋ＫhＶ２）Ｈ｝ ……（６）
γt＝γe／（１＋Ｔｓ） ……（７）

ステップ２０に於いては下記の数８に従ってドリフトバリューＤＶが演算されると共に、ヨーレートγの符号に基づき車輌の旋回方向が判定され、ドリフトアウト状態量ＤＳが車輌の左旋回時にはＤＶとして、車輌の右旋回時には−ＤＶとして演算され、演算結果が負の値であるときにはドリフトアウト状態量は０とされる。尚ドリフトバリューＤＶは下記の数９に従って演算されてもよい。
ＤＶ＝（γt−γ） ……（８）
ＤＶ＝Ｈ（γt−γ）／Ｖ ……（９）

ステップ２２に於いては車輌のドリフトアウトの程度を示すドリフトアウト状態量ＤＳが基準値ＤＳo（正の定数）以上であるか否かの判別、即ち車輌が比較的過大なドリフトアウト状態にあるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ４０へ進み、否定判別が行われたときにはステップ２４に於いて車輌の走行状態が安定であるときの通常の衝突判定制御が行われる。尚通常の衝突判定制御は例えば前述の特開平１０−６９５９８号公報に記載された衝突判定制御装置による衝突判定制御の如く当技術分野に於いて公知の任意の衝突判定制御であってよい。

かくして図示の実施例２によれば、ステップ１２〜１６に於いて車輌のスピンの程度を示すスピン状態量ＳＳに基づき車輌が比較的過大なスピン状態にあるか否かの判別が行われ、またステップ１８〜２２に於いて車輌のドリフトアウトの程度を示すドリフトアウト状態量ＤＳに基づき車輌が比較的過大なドリフトアウト状態にあるか否かの判別が行われ、車輌が比較的過大なスピン状態又はドリフトアウト状態にあると判定された場合に、即ち車輌が不安定な走行状態にあり車輌の前後方向と車輌の重心移動方向とが大きく異なる状況であると判定された場合にステップ４０以降が実行され、車輌が安定な走行状態にあると判定された場合にはステップ２４に於いて車輌の走行状態が安定であるときの通常の衝突判定制御が行われるので、車輌が不安定な走行状態にあるときにも上述の実施例１の場合と同様確実に且つ正確に車輌の衝突の虞れを判定することができ、また車輌が安定な走行状態にあるときには単純に車輌の衝突の虞れを判定することができる。

以上に於いては本発明を特定の実施例について詳細に説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

例えば上述の各実施例に於いては、車輌１２の重心１００に対し車輌の前方、左方、後方、右方の約９０度の角度範囲に存在する障害物を検出する四つのレーダーセンサ４６jが設けられているが、障害物を検出する検出手段は四つに限定されるものではなく、またレーダーセンサ４６jは障害物までの距離Ｌreを検出するようになっているが、検出手段は障害物までの距離Ｌre及び障害物に対する自車の相対速度Ｖreを検出するよう修正されてもよい。

また上述の各実施例に於いては、四つのレーダーセンサ４６jのうち重心１００の移動方向１０４を含む角度範囲について障害物を検出するレーダーセンサが決定され、その決定されたレーダーセンサ４６jにより検出された障害物までの距離Lreに基づき障害物に対する自車の相対速度Ｖreが演算されるようになっているが、決定されたレーダーセンサ４６jの検出結果のうち重心１００の移動方向１０４を含む所定の角度区分（例えば３０度）が他の角度区分よりも重視されることにより障害物の検出及び衝突の虞れの判定が行われるよう修正されてもよい。

また上述の各実施例に於いては、車輌のスリップ角βが演算され、車輌の前後方向１０２を基準にしてスリップ角βの方向が車輌の重心１００の移動方向１０４であると推定されるようになっているが、重心の移動方向の推定自体は本発明の要旨をなすものではなく、当技術分野に於いて公知の任意の要領にて重心の移動方向が推定されてよい。例えば車輌の前後加速度及び横加速度が検出され、或いは各車輪に作用する前後力及び横力が検出され、これらに基づき車輌の水平方向の加速度が推定され、その加速度の積分として重心の移動方向が推定されてもよい。

更に上述の実施例２に於いては、車輌のスピンの程度を示すスピン状態量ＳＳ及び車輌のドリフトアウトの程度を示すドリフトアウト状態量ＤＳに基づき車輌が不安定な走行状態にあるか否かが判定されるようになっているが、車輌のスリップ角βの大きさ又は車速及び操舵角に基づく車輌の基準ヨーレートと車輌の実ヨーレートとの偏差の大きさに基づき車輌が不安定な走行状態にあるか否かが判定されるよう修正されてもよい。

本発明による車輌の衝突判定制御装置の実施例１を示す概略構成図である。（実施例１） 実施例１に於ける衝突判定制御ルーチンを示すフローチャートである。（実施例１） 四つのレーダーセンサとそれらの検出角度範囲を示す説明図である。（実施例１及び２） 車輌の旋回時に於けるスリップ角βを示す図である。（実施例１） 車輌が安定な状態にて直進走行する場合（Ａ）、車輌が安定な状態にて旋回走行する場合（Ｂ）、車輌が不安定な状態にて旋回走行する場合（Ｃ）の各場合について実施例１の作動を説明するための図である。（実施例１） 参考例に於ける衝突判定制御の重心移動方向推定ルーチンを示すフローチャートである。 参考例に於いて車輌のスリップ角βを演算する要領を示す説明図である。 実施例２に於ける衝突判定制御ルーチンの要部を示すフローチャートである。（実施例２）

符号の説明

２０ 制動装置
３０ 電子制御装置
３２FR〜３２RL 圧力センサ
３４ 操舵角センサ
３６ 圧力センサ
３８ ヨーレートセンサ
４０ 前後加速度センサ
４２ 横加速度センサ
４４ 車速センサ
４６j レーダーセンサ
４８ エアバッグ装置
５０ シートベルト装置
５２ サスペンション装置
５４ 警報装置

Claims (8)

1. 複数の方向の障害物を検出する障害物検出手段と、車速と車輌の横加速度と車輌のヨーレートとに基づいて演算される車輌のスリップ角に基づき車輌の前後方向を基準にして車輌の走行時の重心の移動方向を推定する重心移動方向推定手段と、推定された重心移動方向を他の方向よりも重視して前記障害物検出手段により障害物を検出し、前記障害物検出手段の検出結果に基づき車輌の衝突の虞れを判定する制御手段とを有することを特徴とする車輌の衝突判定制御装置。
2. 前記制御手段は車輌の走行状態がその前後方向と重心移動方向との偏差が過大な不安定状態にあると判定したときに、推定された重心移動方向を他の方向よりも重視して前記障害物検出手段により障害物を検出することを特徴とする請求項１に記載の車輌の衝突判定制御装置。
3. 前記制御手段は車輌の衝突の虞れがあると判定したときには推定された重心移動方向及び車輌の状態量に基づき障害物に対する車輌の衝突態様を予測することを特徴とする請求項１又は２に記載の車輌の衝突判定制御装置。
4. 前記制御手段は推定された重心移動方向及び車輌のヨーレートに基づき障害物に対する車輌の衝突態様として衝突方向及び衝突部位を予測することを特徴とする請求項３に記載の車輌の衝突判定制御装置。
5. 前記障害物検出手段はそれぞれ互いに異なる方向の障害物を検出する複数のセンサを含み、前記制御手段は推定された重心移動方向に基づいて前記複数のセンサのうち一つのセンサを選択し、選択されたセンサの検出結果を重視して車輌の衝突の虞れを判定することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載の車輌の衝突判定制御装置。
6. 前記障害物検出手段は所定の角度範囲に亘り障害物を検出可能な走査型のセンサであり、前記制御手段は推定された重心移動方向についての前記走査型のセンサによる検出結果を他の方向よりも重視して車輌の衝突の虞れを判定することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一つに記載の車輌の衝突判定制御装置。
7. 車輌は衝突影響低減装置を有し、前記制御手段は予測された衝突態様に応じて前記衝突影響低減装置の作動態様を決定し、決定した作動態様に基づき前記衝突影響低減装置の作動を制御することを特徴とする請求項３又は４に記載の車輌の衝突判定制御装置。
8. 前記衝突影響低減装置は複数の衝突影響低減手段を含み、前記制御手段は予測された衝突態様に応じて作動すべき衝突影響低減手段及びその作動タイミングを決定し、決定した衝突影響低減手段を決定した作動タイミングにて作動させることを特徴とする請求項７に記載の車輌の衝突判定制御装置。

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