図面 (/)

この項目の情報は公開日時点(2000年12月8日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

旋回動作中の車両の運動を考慮して障害物回避走行を適切に行うことのできる車両運動制御装置を提供する。

解決手段

制御特性変更部80で、自車の車速Vと障害物の速度データから自車と障害物との相対速度Vrを求め、この相対速度Vrと路面μ推定値とを用いて、障害物と自車との相対的な運動に基づく自車の旋回半径(自車バンパ角部の軌跡)Rを演算する。さらに、旋回半径Rに基づき旋回中心位置を求め、旋回中心位置から障害物角部までの距離R0 を求める。さらに、距離R0 と旋回半径Rとを比較し、R02≦R2 であるとき、現在の動作の延長では障害物の衝突を回避できないと判断し、前後駆動力配分制御部60,左右駆動力配分制御部65,後輪操舵制御部70,制動力制御部75に対して車両の回頭性を向上すべく制御特性変更指示信号を出力する。

概要

背景

従来より、車両の走行性能を向上させるために様々な車両の制御装置が開発・実用化されている。コーナリング等の際に車両に働く力の関係からコーナリング中制動力を適切な車輪に加えて走行定性を向上させる制動力制御装置、車両の走行状態に応じて後輪操舵を制御する後輪操舵制御装置、車両の走行状態を基に左右輪間差動制限力を制御する左右輪差動制限装置、車両の走行状態を基に前後輪間の差動制限力を制御して前後輪間で所定にトルク配分を行う動力配分制御装置がその例である。

また、近年では、レーダー、超音波レーザーレーダー等を用いて走行の障害となる物体を検出する技術や、車輌に搭載したカメラ等の撮像装置により車外の対象風景撮像し、この撮像した画像を処理して他の車輌等の物体と道路形状を検出し、さらに、対象物までの距離を求める計測技術が開発・実用化されている。

そして、この自車両の走行環境認識の技術と上記車両の制御装置の技術とを用いて走行安全性の向上を図るための種々の提案がなされており、例えば、特開平7−21500号公報には、自車と障害物との距離及び相対速度を検出して車両の接触可能性を判断し、接触の可能性があると判断した場合に自動的に各車輪にブレーキ圧を作用させて車両を制動するようにした自動車自動ブレーキ制御装置において、運転者ステアリング操作を検知した際には、その操作方向への車両の回頭性が高まるように各車輪毎にブレーキ圧を制御する技術が開示されており、この各車輪毎のブレーキ制御圧は、運転者のステアリング操作が検知され、かつ自車と障害物とが接近状態にあり、さらに、ブレーキ圧の制御による車両の制動だけでは自車と障害物との接触が回避できないと判断された場合にのみ行う技術が開示されている。

概要

旋回動作中の車両の運動を考慮して障害物の回避走行を適切に行うことのできる車両運動制御装置を提供する。

制御特性変更部80で、自車の車速Vと障害物の速度データから自車と障害物との相対速度Vrを求め、この相対速度Vrと路面μ推定値とを用いて、障害物と自車との相対的な運動に基づく自車の旋回半径(自車バンパ角部の軌跡)Rを演算する。さらに、旋回半径Rに基づき旋回中心位置を求め、旋回中心位置から障害物角部までの距離R0 を求める。さらに、距離R0 と旋回半径Rとを比較し、R02≦R2 であるとき、現在の動作の延長では障害物の衝突を回避できないと判断し、前後駆動力配分制御部60,左右駆動力配分制御部65,後輪操舵制御部70,制動力制御部75に対して車両の回頭性を向上すべく制御特性変更指示信号を出力する。

目的

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、旋回動作中の車両の運動を考慮して障害物の回避走行を適切に行うことのできる車両運動制御装置を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
3件
牽制数
3件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

自車両前方障害物を検出して認識する障害物認識手段と、走行状態に応じて自車の挙動を制御する車両挙動制御手段と、自車の障害物回避動作時における上記障害物と自車との相対的な運動に基づいて障害物回避の可否を判定し、現在の動作の延長では障害物を回避できないと判定した場合に上記車両挙動制御手段の制御特性を変更して自車の回頭性を向上させる制御特性変更手段と、を備えたことを特徴とする車両運動制御装置

請求項2

上記制御特性変更手段は、上記障害物に対して相対的な自車の旋回半径を上記障害物と自車の運動に基づいて算出するとともに、自車の旋回中心位置から上記障害物までの距離を算出し、上記旋回中心位置から上記障害物までの距離が上記旋回半径よりも小さい場合に上記車両挙動制御手段の制御特性を変更して自車の回頭性を向上させることを特徴とする車両運動制御装置。

請求項3

上記制御特性変更手段は、自車と上記障害物との相対速度と、自車の走行状況に基づいて求めた路面摩擦係数とに基づいて上記旋回半径を算出することを特徴とする請求項2に記載の車両運動制御装置。

請求項4

上記制御特性変更手段は、自車と上記障害物との相対速度と、ヨーレートとに基づいて上記旋回半径を算出することを特徴とする請求項2に記載の車両運動制御装置。

請求項5

上記制御特性変更手段は、自車と上記障害物との相対速度と、横加速度に基づいて上記旋回半径を算出することを特徴とする請求項2に記載の車両運動制御装置。

請求項6

上記制御特性変更手段は、自車の最小回転半径を上記旋回半径に設定することを特徴とする請求項2に記載の車両運動制御装置。

技術分野

0001

本発明は、車両の周囲の障害物を検出して上記障害物との衝突を回避する車両運動制御装置に関する。

背景技術

0002

従来より、車両の走行性能を向上させるために様々な車両の制御装置が開発・実用化されている。コーナリング等の際に車両に働く力の関係からコーナリング中制動力を適切な車輪に加えて走行定性を向上させる制動力制御装置、車両の走行状態に応じて後輪操舵を制御する後輪操舵制御装置、車両の走行状態を基に左右輪間差動制限力を制御する左右輪差動制限装置、車両の走行状態を基に前後輪間の差動制限力を制御して前後輪間で所定にトルク配分を行う動力配分制御装置がその例である。

0003

また、近年では、レーダー、超音波レーザーレーダー等を用いて走行の障害となる物体を検出する技術や、車輌に搭載したカメラ等の撮像装置により車外の対象風景撮像し、この撮像した画像を処理して他の車輌等の物体と道路形状を検出し、さらに、対象物までの距離を求める計測技術が開発・実用化されている。

0004

そして、この自車両の走行環境認識の技術と上記車両の制御装置の技術とを用いて走行安全性の向上を図るための種々の提案がなされており、例えば、特開平7−21500号公報には、自車と障害物との距離及び相対速度を検出して車両の接触可能性を判断し、接触の可能性があると判断した場合に自動的に各車輪にブレーキ圧を作用させて車両を制動するようにした自動車自動ブレーキ制御装置において、運転者ステアリング操作を検知した際には、その操作方向への車両の回頭性が高まるように各車輪毎にブレーキ圧を制御する技術が開示されており、この各車輪毎のブレーキ制御圧は、運転者のステアリング操作が検知され、かつ自車と障害物とが接近状態にあり、さらに、ブレーキ圧の制御による車両の制動だけでは自車と障害物との接触が回避できないと判断された場合にのみ行う技術が開示されている。

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、上記特開平7−21500号公報に記載の技術では、障害物との衝突回避可否の判定は自車と障害物との直線距離に基づくものであるため、障害物を回避する旋回動作中の車両の運動については考慮されておらず、その運動制御は不充分となることがある。

0006

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、旋回動作中の車両の運動を考慮して障害物の回避走行を適切に行うことのできる車両運動制御装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

上記課題を解決するため、本発明による第1の車両運動制御装置は、自車両前方の障害物を検出して認識する障害物認識手段と、走行状態に応じて自車の挙動を制御する車両挙動制御手段と、自車の障害物回避動作時における上記障害物と自車との相対的な運動に基づいて障害物回避の可否を判定し、現在の動作の延長では障害物を回避できないと判定した場合に上記車両挙動制御手段の制御特性を変更して自車の回頭性を向上させる制御特性変更手段と、を備えたことを特徴とする。

0008

また、本発明による第2の車両運動制御装置は、上記第1の車両運動制御装置において、上記制御特性変更手段は、上記障害物に対して相対的な自車の旋回半径を上記障害物と自車の運動に基づいて算出するとともに、自車の旋回中心位置から上記障害物までの距離を算出し、上記旋回中心位置から上記障害物までの距離が上記旋回半径よりも小さい場合に上記車両挙動制御手段の制御特性を変更して自車の回頭性を向上させることを特徴とする。

0009

また、本発明による第3の車両運動制御装置は上記第2の車両運動制御装置において、上記制御特性変更手段は、自車と上記障害物との相対速度と、自車の走行状況に基づいて求めた路面摩擦係数とに基づいて上記旋回半径を算出することを特徴とする。

0010

また、本発明による第4の車両運動制御装置は上記第2の車両運動制御装置において、上記制御特性変更手段は、自車と上記障害物との相対速度と、ヨーレートとに基づいて上記旋回半径を算出することを特徴とする。

0011

また、本発明による第5の車両運動制御装置は上記第2の車両運動制御装置において、上記制御特性変更手段は、自車と上記障害物との相対速度と、横加速度に基づいて上記旋回半径を算出することを特徴とする。

0012

また、本発明による第6の車両運動制御装置は上記第2の車両運動制御装置において、上記制御特性変更手段は、自車の最小回転半径を上記旋回半径に設定することを特徴とする。

発明を実施するための最良の形態

0013

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図面は本発明の実施の一形態に係わり、図1は車両運動制御装置全体の概略説明図、図2は制御特性変更指示部の機能ブロック図、図3は制御特性変更指示ルーチンを示すフローチャート図4は衝突回避判定の説明図、である。

0014

図1において、符号1は車両前部に配置されたエンジンを示し、このエンジン1による駆動力は、上記エンジン1後方自動変速装置トルクコンバータ等も含んで図示)2からトランスミッション出力軸2aを経てセンターディファレンシャル装置3に伝達され、このセンターディファレンシャル装置3から、リヤドライブ軸4、プロペラシャフト5、ドライブピニオン6を介して後輪終減速装置7に入力される一方、トランスファドライブギヤ8、トランスファドリブンギヤ9、ドライブピニオン軸部となっているフロントドライブ軸10を介して前輪終減速装置11に入力されるように構成されている。ここで、上記自動変速装置2、センターディファレンシャル装置3および前輪終減速装置11等は、一体にケース12内に設けられている。

0015

上記後輪終減速装置7に入力された駆動力は、後輪左ドライブ軸13rlを経て左後輪14rlに、後輪右ドライブ軸13rrを経て右後輪14rrに伝達される一方、上記前輪終減速装置11に入力された駆動力は、前輪左ドライブ軸13flを経て左前輪14flに、前輪右ドライブ軸13frを経て右前輪14frに伝達されるようになっている。

0016

上記センターディファレンシャル装置3において、入力側の上記トランスミッション出力軸2aには、大径の第1のサンギヤ15が形成されており、この第1のサンギヤ15が小径の第1のピニオン16と噛合して第1の歯車列が構成されている。

0017

また、後輪への出力を行う上記リヤドライブ軸4には、小径の第2のサンギヤ17が形成されており、この第2のサンギヤ17が大径の第2のピニオン18と噛合して第2の歯車列が構成されている。

0018

上記第1のピニオン16と上記第2のピニオン18はピニオン部材19に一体に形成されており、複数(例えば3個)の上記ピニオン部材19が、キャリア20に設けた固定軸に回転自在に軸支されている。

0019

上記キャリア20の前端には、上記トランスファドライブギヤ8が連結され、前輪への出力が行われるようになっている。

0020

また、上記キャリア20には、前方から上記トランスミッション出力軸2aが回転自在に挿入される一方、後方からは上記リヤドライブ軸4が回転自在に挿入されて、空間中央に上記第1のサンギヤ15と上記第2のサンギヤ17を格納する。そして、上記複数のピニオン部材19の上記各第1のピニオン16が上記第1のサンギヤ15に、上記各第2のピニオン18が上記第2のサンギヤ17に、共に噛合されている。

0021

こうして、入力側の上記第1のサンギヤ15に対し、上記第1,第2のピニオン16,18および上記第2のサンギヤ17を介して一方の出力側に、上記第1,第2のピニオン16,18の上記キャリア20を介して他方の出力側に噛み合い構成され、リングギヤの無い複合プラネタリギヤを成している。

0022

上記センターディファレンシャル装置3の2つの出力部材、すなわち上記キャリア20と上記第2のサンギヤ17との間には、後述する前後駆動力配分制御部60により制御される可変容量伝達クラッチとしての油圧多板クラッチトランスファクラッチ)21が設けられている。

0023

ここで、上記トランスファクラッチ21が開放された状態では、上記センターディファレンシャル装置3によるトルク配分がそのまま出力されるが、上記トランスファクラッチ21が完全に圧着すると上記センターディファレンシャル装置3の差動が制限され、トルク配分が停止され、前後直結状態となる。具体的には、上記トランスファクラッチ21の圧着力トランスファトルク)は、上記前後駆動力配分制御部60で制御され、例えば基準トルク配分が後輪偏重の、前後35:65とすると、前後35:65から前後直結状態で得られるトルク配分比、例えば50:50の間でトルク配分制御動力配分制御)されるようになっている。

0024

上記後輪終減速装置7は、左右輪間の差動機能動力配分機能を有するもので、ベベルギヤ式の差動機構部22と、3列歯車からなる歯車機構部23と、2組のクラッチ機構部24とから主要に構成され、ディファレンシャルキャリア25内に一体的に収容されている。

0025

そして、ドライブピニオン6は、差動機構部22のディファレンシャルケース26の外周に設けられたファイナルギヤ27と噛合され、センターディファレンシャル装置3から後輪側に配分された駆動力を伝達する。

0026

差動機構部22は、ディファレンシャルケース26に固定したピニオンシャフト28に回転自在に軸支されたディファレンシャルピニオン(ベベルギヤ)29と、これに噛み合う左右のサイドギヤ(ベベルギヤ)30L,30Rをディファレンシャルケース26内に収容して構成され、これらサイドギヤ30L,30Rには後輪左右ドライブ軸13rl,13rrの端部が、ディファレンシャルケース26内でそれぞれ軸着されている。

0027

すなわち、差動機構部22は、ドライブピニオン6の回転によりディファレンシャルケース26がサイドギヤ30L,30Rと同一軸芯上で回転されて、ディファレンシャルケース26内部に形成した歯車機構により左右輪間の差動を行う構成となっている。

0028

歯車機構部23は、差動機構部22を挟み、その左右に分割構成されており、ディファレンシャルケース26の左輪側に第1の歯車23z1が固着され、後輪右ドライブ軸13rrには第2の歯車23z2と第3の歯車23z3とが軸着されて、これら第1,第2,第3の歯車23z1,23z2,23z3は、同一回転軸芯上に配設されている。

0029

これら第1,第2,第3の歯車23z1,23z2,23z3は、同一回転軸芯上に配設された第4,第5,第6の歯車23z4,23z5,23z6と噛合され、これら第4,第5,第6の歯車23z4,23z5,23z6の回転軸芯に配設されたトルクバイパス軸31の左輪側端部に、第4の歯車23z4が軸着されている。

0030

また、トルクバイパス軸31の右輪側端部には、左右輪間の動力配分を実行するクラッチ機構部24の第1のデフコントロールクラッチ24aが設けられており、トルクバイパス軸31は、この第1のデフコントロールクラッチ24aを介して(トルクバイパス軸31をクラッチハブ側、第6の歯車23z6の軸部側クラッチドラム側として)、第1のデフコントロールクラッチ24aの左側に配置された第6の歯車23z6の軸部と連結自在になっている。

0031

さらに、トルクバイパス軸31の、差動機構部22と第5の歯車23z5の間の位置には、クラッチ機構部24の第2のデフコントロールクラッチ24bが設けられており、トルクバイパス軸31は、この第2のデフコントロールクラッチ24bを介して(トルクバイパス軸31をクラッチハブ側、第5の歯車23z5の軸部側をクラッチドラム側として)、第2のデフコントロールクラッチ24bの右側に配置された第5の歯車23z5の軸部と連結自在になっている。

0032

そして、第1,第2,第3,第4,第5,第6の歯車23z1,23z2,23z3,23z4,23z5,23z6のそれぞれの歯数z1,z2,z3,z4,z5,z6は、例えば、82,78,86,46,50,42に設定されており、第1,第4の歯車23z1,23z4の歯車列((z4/z1)=0.56)を基準として、第2,第5の歯車23z2,23z5の歯車列((z5/z2)=0.64)が増速、第3,第6の歯車23z3,23z6の歯車列((z6/z3)=0.49)が減速の歯車列となっている。

0033

このため、第1,第2のデフコントロールクラッチ24a,24bの両方を連結作動させない場合、ドライブピニオン6からの駆動力は、そのまま差動機構部22を経て後輪左右ドライブ軸13rl,13rrに等配分されるが、第1のデフコントロールクラッチ24aを連結作動させた場合は、後輪右ドライブ軸13rrに配分された駆動力の一部が、第3の歯車23z3、第6の歯車23z6、第1のデフコントロールクラッチ24a、トルクバイパス軸31、第4の歯車23z4、第1の歯車23z1と順に経てディファレンシャルケース26に戻され、結果として左後輪14rlのトルク配分が大きくなり、通常の路面μであれば車両の右旋回性が向上される。

0034

逆に、第2のデフコントロールクラッチ24bを連結作動させた場合は、ドライブピニオン6からディファレンシャルケース26に伝達された駆動力の一部が、第1の歯車23z1、第4の歯車23z4、トルクバイパス軸31、第2のデフコントロールクラッチ24b、第5の歯車23z5、第2の歯車23z2と順に経て後輪右ドライブ軸13rrにバイパスされて、右後輪14rrのトルク配分が大きくなり、通常の路面μであれば車両の左旋回性が向上される。

0035

また、符号33は、車両の後輪操舵部を示す。この後輪操舵部33は、後輪操舵モータ34を備えて構成され、この後輪操舵モータ34による動力が、ウォームウォームホイールリンク機構を介して伝達され、上記左後輪14rl,右後輪14rrを転舵するようになっている。

0036

上記構成の車両の運動制御を行う車両運動制御装置は、トランスファクラッチ駆動部61を通じて上記トランスファクラッチ21に対する制御を行う前後駆動力配分制御部60と、デフコントロールクラッチ制御部66を通じて上記デフコントロールクラッチ24a,24bに対する制御を行う左右駆動力配分制御部65と、後輪操舵駆動部71を通じて上記後輪操舵モータ34に対する制御を行う後輪操舵制御部70と、ブレーキ駆動部76を通じて各ホイールシリンダ32fl、32fr、32rl、32rrに対する制御を行う制動力制御部75と、を車両挙動制御手段として備え、さらに、上記各制御部に対して制御特性の変更指示を行う制御特性変更部80を制御特性変更指示手段として備えて構成されている。

0037

また、上記車両には、自車両の走行状態を検出するための各センサスイッチ類が設けられている。すなわち、各車輪14fl,14fr,14rl,14rrの車輪速度が車輪速度センサ41fl,41fr,41rl,41rrにより検出されて、所定に演算され車速Vとして、前後駆動力配分制御部60、左右駆動力配分制御部65、後輪操舵制御部70、制動力制御部75および制御特性変更部80に入力される。また、ハンドル角θHがハンドル角センサ42により検出され、ヨーレートγヨーレートセンサ43により検出されて、前後駆動力配分制御部60、左右駆動力配分制御部65、後輪操舵制御部70、制動力制御部75および制御特性変更部80に入力される。さらに、横加速度Gy横加速度センサ44により検出され、前後駆動力配分制御部60および左右駆動力配分制御部65に入力される。また、スロットル開度θthがスロットル開度センサ45により検出され、ギヤ位置インヒビタスイッチ46により検出され、エンジン回転数Neがエンジン回転数センサ47により検出されて、前後駆動力配分制御部60に入力される。また、後輪舵角δrが後輪舵角センサ48により検出されて後輪操舵制御部70に入力されるように構成されている。さらに、車両1には、制御特性変更部80により回避走行の際に点灯される警報ランプ55がインストルメントパネルに設けられている。

0038

さらに、上記車両には、前方障害物の認識を行う障害物認識システム90が搭載されている。この障害物認識システム90は、例えば1対のCCDカメラからなるステレオ光学系(図示せず)と、得られたステレオ画像同一物体に対する視差から三角測量の原理によって画像全体にわたる3次元距離分布を算出しこの距離分布データを処理して道路形状や複数の立体物を認識して走行路前方の障害物を検出する障害物検出部(図示せず)とを備えて構成され、検出された前方障害物に関するデータ(障害物の有無,障害物との距離データ(x,y),障害物の速度データ等)は制御特性変更部80に入力されるようになっている。

0039

なお、上述の障害物認識については、本出願人によって先に出願された特開平5−265547号公報や特開平6−177236号公報等に詳述されている。ここで、上記障害物認識システム90は、上述のステレオ光学系を用いたものに限られるものではなく、例えば、レーザーやレーダー、レーザーレーダー等を用いたものであっても良い。

0040

次に、車両挙動を制御する上記各制御部について説明する。

0041

上記前後駆動力配分制御部60では、例えば、本出願人が特開平8−2274号公報で開示した方法、すなわち、車速V、ハンドル角θH、実ヨーレートγを用いて車両の横運動運動方程式に基づき、前後輪のコーナリングパワ非線形域に拡張して推定し、高μ路での前後輪の等価コーナリングパワに対する推定した前後輪のコーナリングパワの比を基に路面状況に応じて路面摩擦係数μを推定する。そして、この路面摩擦係数μに感応して予め設定しておいたマップを参照し、ベースとなるクラッチトルクVTDout0を求め、このベースクラッチトルクVTDout0に対して、センターディファレンシャル装置3に入力される入力トルクTi(エンジン回転数Neとギヤ比iから演算)、スロットル開度θthおよび実ヨーレートγ、ハンドル角θHと車速Vとから演算した目標ヨーレートγtと実ヨーレートγとの偏差ヨーレート偏差Δγ=γ−γt)、横加速度Gyを基に補正を加え、前後輪間動力配分の基本クラッチ締結力FOtbの基となる制御出力トルクVTDout を演算する。さらに、この制御出力トルクVTDout を、ハンドル角θで補正して、ハンドル角感応クラッチトルクとしてトランスファクラッチ21における基本クラッチ締結力FOtbとして定め、これに対応する所定の信号をトランスファクラッチ駆動部61に対して出力し、トランスファクラッチ21を作動させてセンターディファレンシャル装置3に対する差動制限力となるように付与して前後輪間の動力配分制御を行う。

0042

ここで、ヨーレート偏差Δγによる補正は、ベースクラッチトルクVTDout0に対し、車両のオーバーステア傾向、或いはアンダーステア傾向を防止するため、旋回時に発生が予想される目標ヨーレートγtと実ヨーレートγの偏差に応じて、クラッチトルクを追加、或いは減少補正するものである。

0043

例えば、旋回時に、目標ヨーレートγt(絶対値)が大きく実ヨーレートγ(絶対値)が小さいことが予想され、車両がアンダーステア傾向になることが予想される場合には、クラッチトルクを減少補正して前後の駆動力配分を後輪偏重にして回頭性を向上するように補正する。

0044

これとは逆に、旋回時、目標ヨーレートγt(絶対値)が小さく実ヨーレートγ(絶対値)が大きいことが予想され、車両がオーバーステア傾向になることが予想される場合には、クラッチトルクを増加補正して前後の駆動力配分を前後等配分にして安定性を向上するように補正する。

0045

また、前後駆動力配分制御部60には、制御特性変更部80から、制御特性の変更を指示する信号が入力されるようになっている。そして、前後駆動力配分制御部60に回頭性向上のための制御特性変更指示信号が入力されると、演算した目標ヨーレートγt(絶対値)に1より大きい係数が乗じられて目標ヨーレートγt(絶対値)が通常よりも大きく補正され、クラッチトルクが減少補正されて前後の駆動力配分が後輪偏重になり、回頭性が向上するように補正される。

0046

上記左右駆動力配分制御部65は、例えば、車速V、ハンドル角θH、横加速度Gyを基に車両左右間の接地荷重に応じたクラッチトルクを演算し、このクラッチトルクをハンドル角θHと車速Vとから演算した目標ヨーレートγtと実ヨーレートγとの偏差で補正して、この最終的なクラッチトルクを発生させるため、第1のデフコントロールクラッチ24a或いは第2のデフコントロールクラッチ24bを作動させて左右輪間の動力配分制御を実行する。

0047

左右駆動力配分制御部65におけるヨーレート偏差Δγによる補正も、車両のオーバーステア傾向、或いはアンダーステア傾向を防止するため、旋回時に発生が予想される目標ヨーレートγtと実ヨーレートγの偏差に応じて、クラッチトルクを追加、或いは減少補正するものである。

0048

例えば、旋回時に、目標ヨーレートγt(絶対値)が大きく実ヨーレートγ(絶対値)が小さいことが予想され、車両がアンダーステア傾向になることが予想される場合には、旋回外側車輪の駆動力配分が大きくなるように補正して旋回性を向上させる。

0049

これとは逆に、旋回時、目標ヨーレートγt(絶対値)が小さく実ヨーレートγ(絶対値)が大きいことが予想され、車両がオーバーステア傾向になることが予想される場合には、旋回外側車輪に対する駆動力配分の増加を抑制し、安定性を向上するように補正する。

0050

また、左右駆動力配分制御部65は、制御特性変更部80から、制御特性の変更を指示する信号が入力されるようになっている。そして、左右駆動力配分制御部65に回頭性向上のための制御特性変更指示信号が入力されると、演算した目標ヨーレートγt(絶対値)に1より大きい係数が乗じられて目標ヨーレートγt(絶対値)が通常よりも大きく補正され、旋回外側車輪の駆動力配分が大きくなるように補正されて回頭性が向上される。

0051

後輪操舵制御部70は、例えば、車速V、ハンドル角θf、ヨーレートγを用い予め所定の制御則に基づいて目標とする後輪舵角δr'を算出し、現在の後輪舵角δrと比較して必要な後輪操舵量を設定し、この後輪操舵量に対応する信号を後輪操舵駆動部71に出力し、後輪操舵モータ33を駆動させるようになっている。そして、制御特性変更部80からの制御信号に応じ、所定に、前輪舵角とヨーレートに対する後輪舵角の同相操舵量を大きく設定する補正が行われるようになっている。

0052

後輪操舵制御部70で行われる制御をさらに詳述すると、この後輪操舵制御部70に設定されている制御則は、例えば本発明の実施の形態では周知の「ハンドル角逆相+ヨーレート同相制御則」を基本制御則とするもので、以下の(1)式で与えられる。

0053

δr'=−kδ0・f1・(θH/N)+kγ0・f2・γ …(1)
ここで、kδ0はハンドル角感応ゲイン、kγ0はヨーレート感応ゲイン、Nはステアリングギヤ比である。

0054

ヨーレート感応ゲインkγ0は、ヨーレートγを減少させるように後輪の操舵量を定める係数になっている。また、ハンドル角感応ゲインkδ0は、操舵回頭性を与えるように後輪の操舵量を定める係数になっている。

0055

すなわち、ヨーレート感応ゲインkγ0はヨーレートγに対して同相に後輪を操舵するよう与えられており、ヨーレート感応ゲインkγ0が大きいほど車両は旋回せずに斜めに進む傾向が強くなり、ヨーレートγの発生を防ぐことができる。換言すれば回頭性が減少し、安定性が向上した車両特性になる。このようにヨーレート感応ゲインkγ0は、発生したヨーレートγに対してどのくらい後輪に対して操舵量を与えてやれば、ヨーレートγの発生を防ぐことができるかの係数とみなすことができる。

0056

しかしながら、ヨーレート感応ゲインkγ0だけでは、旋回することのできない車両となってしまう。これを防止するためハンドル角感応ゲインkδ0が設定される。すなわちハンドル角θHに対して後輪を逆相に操舵させることで車両の回頭性を向上させるのである。ハンドル角θHに対してハンドル角感応ゲインkδ0の項の方が大きくなるよう設定することで車両は旋回する。但し、ステアリングニュートラルの状態に戻すことで、制御則はヨーレート感応ゲインkγ0の項だけとなるため、旋回終了後はヨーレートγを無くす方向(車両のふらつきを無くす方向)に後輪が操舵される。

0057

また、ハンドル角感応ゲインkδ0は、前輪と後輪のコーナリングパワに基づき算出されるため、車速が一定値以上ではハンドル角感応ゲインkδ0の値は変化しない。但し、車速が0に近い状態では、後輪の据え切りを防止するため、ハンドル角感応ゲインkδ0は小さい値に設定されている。

0058

上述のように設定されているハンドル角感応ゲインkδ0とヨーレート感応ゲインkγ0に対し、本発明の実施の形態では、制御特性変更部80からの制御特性変更指示信号の入力により、ハンドル角感応ゲインkδ0については後輪舵角補正値f1を乗じることで補正することが可能なように、ヨーレート感応ゲインkγ0については後輪舵角補正値f2を乗じることで補正することが可能なようになっている。

0059

すなわち、ハンドル角感応ゲインkδ0については、後輪舵角補正値f1を乗じることで、その絶対値が小さくなるように補正され、ハンドル角θHに対して通常より後輪が逆相に操舵されることを減少させて車両の回頭性が向上されることを抑制するようになっている。

0060

また、ヨーレート感応ゲインkγ0については、後輪舵角補正値f2を乗じることで、通常より大きくなるように補正され、ヨーレートγに対して後輪は同相に大きくされて車両の回頭性が向上されることを抑制するようになっている。

0061

尚、車両によってはハンドル角感応ゲインkδ0の補正とヨーレート感応ゲインkγ0の補正の一方のみを行うようにしても効果が得られることはいうまでもない。

0062

制動力制御部75は、例えば、車速V、ハンドル角θHから求めた目標ヨーレートγtと実際のヨーレートγとから、制動させる車輪を決定して演算した制動力を加え、車両に最適なヨーモーメントを発生させることを基本とする。具体的には、目標ヨーレートγt(絶対値)が大きく実ヨーレートγ(絶対値)が小さく、車両がアンダーステア傾向の場合は、旋回方向内側後輪の制動を実行させて車両の回頭性を向上させる。これとは逆に、目標ヨーレートγt(絶対値)が小さく、実ヨーレートγ(絶対値)が大きく、車両がオーバーステア傾向の場合は、旋回方向外側前輪の制動を実行させて車両の安定性を向上させる。

0063

また、制動力制御部75には、制御特性変更部80から、制御特性の変更を指示する信号が入力されるようになっている。そして、制動力制御部75に回頭性向上の制御信号が入力されると、演算した目標ヨーレートγt(絶対値)に1より大きい係数が乗じられて目標ヨーレートγt(絶対値)が通常よりも大きく補正される。

0064

上記制御特性変更部80は、車両の走行状態に基づき路面μを推定する路面μ推定部81と、上記路面μ,車速及び,前方障害物データに基づき現在の動作の延長で自車と障害物との衝突回避が可能か否かを判定する衝突回避判定部82と、上記衝突回避判定部82で自車の障害物との衝突回避が不可能と判定されると前後駆動力配分制御部60,左右駆動力配分制御部65,後輪操舵制御部70,制動力制御部75に対して車両の回頭性を向上すべく制御特性変更指示信号を出力する制御特性変更指示部83と、上記衝突回避判定部82で自車と障害物との衝突回避が不可能であると判定された際に例えば警報ランプ55を駆動する警報駆動部84と、を備えて構成されている。

0065

上記路面μ推定部81は、ハンドル角θH,横加速度Gy,ヨーレートγ,車速Vが入力され、例えば、上記ハンドル角θHと車速Vとに基づいて車両の運動方程式に基づく車両運動モデルにより高μ路基準車体すべり角βHと低μ路基準車体すべり角βLとを演算し、上記ハンドル角θHと横加速度Gyとヨーレートγと高μ路基準車体すべり角βHと低μ路基準車体すべり角βLとに基づいて実際の車両の挙動をフィードバックしつつ車両運動モデルによって推定車体すべり角βをオブザーバによって演算し、上記高μ路基準車体すべり角βHと低μ路基準車体すべり角βLと推定車体すべり角βとに基づき予め設定された各車体すべり角の関係により推定される路面摩擦係数μを演算するようになっている。なお、この路面μの推定方法については、本出願人により先に出願された特願平10−242030に詳述されている。

0066

上記衝突回避判断部82は、車速V,前方障害物に関するデータ(障害物の有無,障害物との距離データ(x,y),障害物の速度データ等),路面μ推定値が入力され、障害物と自車との相対的な運動に基づいて障害物に対して相対的な自車の旋回半径Rを演算し、この旋回半径Rと、自車の旋回中心位置から障害物角部までの距離R0 とを比較することにより、現在の動作の延長で前方障害物を回避できるか否かを判定するようになっている。

0067

具体的には、図4に示すように、上記衝突回避判定部82では、先ず、自車の車速Vと障害物の速度データから自車と障害物との相対速度Vrを求め、この相対速度Vrと路面μ推定値とを用いて、障害物と自車との相対的な運動に基づく自車の旋回半径(自車バンパ角部の軌跡)Rを演算する(すなわち、障害物を静止させた系での自車の旋回半径Rを演算する)。

0068

R=Vr2 /μ・g+W/2 …(2)
g:重力加速度(m/s2 )
次いで、上記衝突回避判定部82では、旋回半径Rに基づき、自車位置を原点とする旋回中心位置(0,y0 )を求める。

0069

ここで、 y0 =R−w/2 …(3)
w:自車の車幅
次いで、上記衝突回避判定部82では、旋回中心位置(0,y0 )と、障害物角部の座標(xt,yt)とに基づき自車の旋回中心位置から障害物角部までの距離R0 を求める。

0070

R02 =xt2+(yt−y0)2 …(4)
次いで、上記衝突回避判定部82では、得られたRとR0 とに基づき、現在の動作の延長で障害物との衝突を回避できるか否かの判定を行う。この場合、現在の動作の延長では障害物の衝突を回避できないとする条件は、
R02≦R2 …(5)
である。そして、この判定結果は上記制御特性変更指示部82に出力される。

0071

上記制御特性変更指示部82は、上記衝突回避判定部82で現在の動作の延長では障害物との衝突を回避できないと判定された際に、各制御部に対して車両の回頭性を向上すべく制御特性変更指示信号を出力する。

0072

この場合、前後駆動力配分制御部60,左右駆動力配分制御部65,制動力制御部75では、制御特性変更指示信号が入力されると、演算した目標ヨーレートγt(絶対値)に1より大きい係数が乗じられて目標ヨーレートγt(絶対値)が通常よりも大きく補正され、これにより、車両の回頭性が向上する。また、後輪操舵制御部70では、制御特性変更指示信号が入力されると、後輪舵角補正値f1,f2が変更されて後輪の逆相への操舵量が増加補正され、これにより、車両の回頭性が向上する。

0073

次に、図3に示すフローチャートに従って、上記制御特性変更部80による車両特性変更ルーチンについて説明する。このルーチンは所定時間毎に実行されるもので、先ず、ステップ(以下”S”と略称)101では、制御特性変更部80が、制御特性変更中であるか否かを調べ、制御特性変更中である場合にはそのままルーチンを抜ける。

0074

一方、上記S101で制御特性変更部80が制御特性変更中ではないと判断すると、S102に進み、障害物認識システム90より前方障害物に関するデータ(障害物の有無,障害物との距離データ(x,y),障害物の速度データ等)を入力し、S103に進む。

0075

上記S103では、衝突回避判定部82において、上記障害物認識システム90より得られたデータに基づき、自車の前方に障害物(先行車等を含む)があるか否かを調べ、障害物がない場合にはそのままルーチンを抜け、一方、障害物がある場合にはS104に進む。

0076

上記S104では、ハンドル角センサ42からのハンドル角θH,ヨーレートセンサ43からのヨーレートγ,横加速度センサ44からの横加速度Gy,車輪速度センサ41fl,41fr,41rl,41rrからの各車輪速に基づく車速V等のセンサ値を入力し、S105に進み、路面μ推定部82において、上記ハンドル角θH,ヨーレートγ,横加速度Gy,車速Vに基づき路面摩擦係数μを推定する。

0077

次いで、S106に進み、衝突回避判定部82において、障害物の速度データと車速Vに基づき自車と障害物との相対速度Vrを求め、この相対速度Vrと路面μ推定値とに基づき自車の旋回半径Rを求める。さらに、上記S106では、上記旋回半径Rに基づいて自車の旋回中心位置(0,y0 )を求めた後、S107に進む。

0078

上記S107では、上記旋回中心位置(0,y0 )と障害物角部の座標(xt,yt)に基づき自車の旋回中心位置から障害物角部までの距離R0 を求め、この距離R0 と旋回半径Rとを比較する。そして、上記距離R0 と旋回半径Rとを比較し、R02>R2である場合には、現在の動作の延長で障害物を回避できると判断してルーチンを抜ける。

0079

一方、上記S107で、R02≦R2である場合には、現在の動作の延長では障害物を回避できないと判断してS108に進み、制御特性変更指示部83を通じて前後駆動力配分制御部60,左右駆動力配分制御部65,後輪操舵制御部70,制動力制御部75に対して車両の回頭性を向上すべく制御特性変更指示信号を出力し、S109に進み、警報駆動部84を通じて警報ランプ55を駆動した後、ルーチンを抜ける。

0080

このような実施の形態によれば、前方の障害物までの距離情報に加えて車両の横方向の運動を加味することで、障害物回避の可否の判定の精度を高め、適切な車両運動制御警報制御を行うことができる。

0081

すなわち、横方向の運動(横加速度Gyやヨーレートγ)に基づいて路面摩擦係数μを推定し、この路面μ推定値と障害物との相対速度Vrとを用いて車両の旋回半径Rを算出し、この旋回半径Rを用いて障害物回避の可否を判定するので、その判定が正確なものとなり、適切な車両運動制御や警報制御を行うことができる。

0082

また、障害物回避の可否判定を行う際の旋回半径Rと旋回中心位置から障害物までの距離R0 は、簡単な演算により求まるものなので、その制御が簡単かつ正確なものとなる。

0083

ここで、上述の実施の形態において、自車の旋回半径Rは、障害物との相対速度Vrと路面μ推定値とに基づいて演算したが、以下の方法によって演算を行っても良い。

0084

R=Vr/γ+W/2 …(6)
γ:ヨーレート(rad/s)
また、 R=Vr2 /Gy+W/2 …(5)
Gy:横加速度(m/s2 )
また、Rを最小回転半径に設定しても良い。

0085

勿論、このような方法によって自車の旋回半径を求めた場合にも、上述の効果と同様の効果を得ることができる。

発明の効果

0086

以上説明したように本発明によれば、旋回動作中の車両の運動を考慮して障害物の回避走行を適切に行うことのできる車両運動制御装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

0087

図1車両運動制御装置全体の概略説明図
図2制御特性変更指示部の機能ブロック図
図3制御特性変更指示ルーチンを示すフローチャート
図4衝突回避判定の説明図

--

0088

41fl,41fr,41rl,41rr …車輪速度センサ
42 …ハンドル角センサ
43 …ヨーレートセンサ
44 …スロットル開度センサ
46 …インヒビタスイッチ
47 …エンジン回転数センサ
48 …後輪舵角センサ
60 …前後駆動力配分制御部(車両挙動制御手段)
65 …左右駆動力配分制御部(車両挙動制御手段)
70 …後輪操舵制御部(車両挙動制御手段)
75 …制動力制御部(車両挙動制御手段)
80 …制御特性変更部(制御特性変更手段)
90 …障害物認識システム(障害物認識手段)

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 阪神高速技術株式会社の「 予告看板」が 公開されました。( 2019/09/19)

    【課題】道路に規制区域が存在する等の事象の情報を、車両の運転者に効果的に通知できる予告看板を提供する。【解決手段】 予告看板1は可搬型であり、道路交通に関する情報を視覚的に認識可能に表示する表示パネ... 詳細

  • オムロン株式会社の「 算出システム、指標算出方法、およびコンピュータプログラム」が 公開されました。( 2019/09/19)

    【課題】移動中の移動体において、人物の覚醒度に関する情報を、より高い精度で得ることのできる算出システムを提供すること。【解決手段】移動体M中の運転者Dの顔を撮影するカメラ11と、移動体Mの運動データを... 詳細

  • 沖電気工業株式会社の「 発信器および通信装置」が 公開されました。( 2019/09/12)

    【課題】進行方向前方の状況を自動的に認識可能な発信器および通信装置を提供。【解決手段】発信器(12)は、物体から受けた圧力に基づいて電気を生成する圧電回路(16)と、圧電回路(16)で生成された電気を... 詳細

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ