JP4010736B2 - Vehicle rollover judgment method - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately cope with rolling over caused by a resonance phenome non, when determining whether a vehicle has possibility of the rolling over or not based on the roll angle and the roll angular velocity of the vehicle. SOLUTION: A threshold line S is set on a two-dimensional map having a roll angle θ and a roll angular velocity ω as parameters, and a vehicle is determined to have possibility of rolling over when a hysteresis line of the actual roll angle θ and angular velocity ω of the vehicle crosses the threshold line S to a rolling over area on the opposite side of the origin from a non-rolling over area on the origin side. If the roll angular velocity ω rapidly increases after the roll angle θreaches a full bump roll angle FB while the roll angular velocity ω is decreasing, it is determined that the rolling over easily occurs by a roll resonance phenomenon, and the threshold line S is moved to the origin side. Thereby, possibility of the rolling over can be determined early.

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のロール角およびロール角速度に基づいて該車両が横転する可能性の有無を判定するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両のロール角およびロール角速度をパラメータとする二次元マップ上で、ロール角およびロール角速度が大きいところ（原点から離れた領域）に横転領域を設定するとともに、ロール角およびロール角速度が小さいところ（原点を含む領域）に非横転領域を設定し、センサで検出した実際のロール角およびロール角速度をマップ上にプロットした履歴ラインが前記非横転領域から前記横転領域に入ったとき、車両が横転する可能性が有ると判定してアクティブロールバーを起立させるものが、特開平７−１６４９８５号公報により公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えばダブルレーンチェンジのような運転操作の過程でステアリングホイールを左に急激に操作したために車両が大きく左にロールしてフルバンプロール角に達すると、左車輪の懸架ばねが限界まで縮み、右車輪の懸架ばねが限界まで伸びる場合がある。このように左右の車輪の懸架ばねが限界まで伸縮すると、懸架ばねの弾性によるロールモーメントの緩衝作用が失われるため、左ロール角速度急激に増加して車両が横転に至る可能性がある。このようなロール共振現象による横転は急激に発生するため、通常の二次元マップ上に設定した横転領域および非横転領域による判定では遅れを生じてしまい、的確なタイミングでエアカーテン等の乗員拘束装置を作動させられなくなる可能性がある。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、車両のロール角およびロール角速度に基づいて該車両が横転する可能性の有無を判定する際に、ロール共振現象による横転に的確に対応できるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、車両のロール角およびロール角速度をパラメータとする二次元マップ上に敷居値ラインを設定し、車両の実際のロール角およびロール角速度の履歴ラインが前記敷居値ラインの原点側の非横転領域から反原点側の横転領域に横切ったときに車両が横転する可能性が有ると判定する車両の横転判定方法において、左右一方へのロール角が発生した後に左右他方へのロール角が発生したとき、ロール角速度が減少しながら前記左右他方へのロール角がフルバンプロール角に達した後に前記ロール角速度が増加した場合に、前記敷居値ラインを原点側に移動させることを特徴とする車両の横転判定方法が提案される。
【０００６】
上記構成によれば、車両のロール角速度が減少しながらロール角がフルバンプロール角に達した後に前記ロール角速度が増加する場合には、ロール共振現象による横転が発生し易い状態にあると判定して敷居値ラインを原点側に移動させるので、ロール角およびロール角速度の履歴ラインが敷居値ラインの非横転領域から横転領域に横切り易くして横転可能性有りの判定を早めに行うことができる。
【０００７】
特に、左右一方へのロール角が発生した後に左右他方へのロール角が発生する場合、つまりダブルレーンチェンジやトリプルレーンチェンジを行うべく、あるいはＳ字路を通過すべくステアリングホイールを左右に交互に操作したような場合に、横転可能性有りの判定を早めに行うことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【０００９】
図１〜図９は本発明の一実施例を示すもので、図１は車両の横転の種類を示す図、図２はロール角θおよびロール角速度ωと車両の横転可能性との関係を説明する図、図３は車両の横転可能性の有無を判定するためのマップ、図４はエアカーテンの制御系のブロック図、図５は横加速度Ｇｙからロール角θの初期値θｉを算出する手法の説明図、図６は履歴ラインが横転領域にあるか非横転領域にあるかを判定する手法を示す図、図７は作用を説明するフローチャート、図８は車両がフルバンプした状態を示す図、図９はロール共振が発生したときの敷居値ラインの移動を示す図である。
【００１０】
図１は車両の横転の種類を原因別に分類して示すものである。車両の横転の種類は、横転に至る過程における車両挙動に応じて「単純回転」、「単純回転＋横滑り速度」および「発散」に分類され、「単純回転」型の横転は、更に「フリップオーバー」、「クライムオーバー」および「フォールオーバー」に細分類される。「単純回転＋横滑り速度」型の横転の代表的なものは「トリップオーバー」と呼ばれ、また「発散」型の横転の代表的なものは「ターンオーバー」と呼ばれる。
【００１１】
「フリップオーバー」は、車両の左右一方の車輪が障害物に乗り上げて発生する横転である。「クライムオーバー」は、底部を障害物に乗り上げてタイヤが路面から浮き上がった車両が側方に倒れて発生する横転である。「フォールオーバー」は、車両の左右一方の車輪が路肩を踏み外して落下する横転である。「トリップオーバー」は、車両が横滑りして左右一方のタイヤが縁石等に衝突したときに、この縁石を支点とするロールモーメントにより発生する横転である。「ターンオーバー」は、ダブルレーンチェンジやトリプルレーンチェンジを行うべく、あるいはＳ字路を通過すべくステアリングホイールを左右に交互に操作したような場合に、そのステアリングホイールの操作の周波数が車両のサスペンションの固有振動の周波数に接近していると、車両のロール角が共振により発散して発生する横転である。
【００１２】
図２は車両の横転可能性を判定するための二次元マップの一部（第１象限）を示すもので、縦軸のロール角θは正値（原点の上側）が右ロール角に対応し、横軸のロール角速度ωは正値（原点の右側）が右ロール角速度に対応する。この二次元マップには右下がりの直線よりなる敷居値ラインＳが設定されており、敷居値ラインＳの原点側、つまりロール角θおよびロール角速度ωが小さい領域が非横転領域とされ、敷居値ラインＳの反原点側、つまりロール角θおよびロール角速度ωが大きい領域が横転領域とされる。そして車両の実際のロール角θおよびロール角速度ωの履歴ラインＨ１〜Ｈ３が敷居値ラインＳを原点側の非横転領域から反原点側の横転領域に横切ると、車両の横転可能性が有ると判定される。
【００１３】
履歴ラインＨ１は、ロール角θおよびロール角速度ωが共に０の状態（原点）から、ロール角速度ωをほぼ０に保持したままロール角θだけをゆっくりと増加させた場合であり、敷居値ラインＳが縦軸と交わる切片であるａ点においてロール角θが臨界ロール角θＣＲＴに達したときに車両の横転可能性が有ると判定される。このときローリングの支点となるロール方向外側のタイヤを通る鉛直線上に車両の重心位置ＣＧがあり、この状態が車両の横転についての静的な安定限界となる。臨界ロール角θＣＲＴの値は車両の形状や積載状態によって異なるが、一般的に５０°程度である。
【００１４】
尚、ロール角θが０であっても、大きいロール角速度ωが作用していれば車両が横転する可能性がある。このときのロール角速度ωを臨界ロール角速度ωＣＲＴとする。
【００１５】
車両がロール角θの方向と同方向のロール角速度ωを持つ場合には、このロール角速度ωによって横転が助長されるため、ロール角θが臨界ロール角θＣＲＴより小さい状態であっても横転が発生することになる。例えば、ロール角θおよびロール角速度ωの履歴ラインがＨ２で示される場合、履歴ラインＨ２が敷居値ラインＳを原点側から反原点側に横切るｂ点において車両の横転可能性が有ると判定される。このときのロール角θは前記臨界ロール角θＣＲＴよりも小さい値となる。
【００１６】
またロール角θおよびロール角速度ωの履歴ラインがＨ３で示される場合には、正値のロール角速度ωが速やかに増加から減少に転じ、更に負値へと移行するために履歴ラインＨ３が敷居値ラインＳを横切ることがなく、従って車両の横転可能性が無いと判定される。
【００１７】
図３は車両の横転可能性を判定するための二次元マップの全体を示すものである。２本の敷居値ラインＳ，Ｓは第１象限および第３象限に設定されており、それらの敷居値ラインＳ，Ｓは初期設定状態において原点を中心とする点対称である。ロール角θが正でロール角速度ωが負である第２象限と、ロール角θが負でロール角速度ωが正である第４象限とに横転領域が設定されていないのは、ロール角θの方向と逆方向のロール角速度ωが発生している状態では車両の横転が発生しないからである。
【００１８】
図３には、図１で説明した種々の横転の種類に対応するロール角θおよびロール角速度ωの履歴ラインＨ４〜Ｈ８が示される。
【００１９】
履歴ラインＨ４は、「フリップオーバー」、「クライムオーバー」、「フォールオーバー」等の「単純回転」型の横転に対応するもので、ロール角θの絶対値およびロール角速度ωの絶対値が単純に増加して横転に至っている。
【００２０】
履歴ラインＨ５は、「トリップオーバー」と呼ばれる「単純回転＋横滑り速度」型の横転に対応するもので、車両が横滑りする過程でタイヤが縁石等に衝突して発生するロールモーメントによりロール角速度ωが急激に増加して横転に至っている。
【００２１】
履歴ラインＨ６，Ｈ７は、「ターンオーバー」と呼ばれる「発散」型の横転に対応するものである。履歴ラインＨ６はダブルレーンチェンジでの横転を示すもので、最初のレーンチェンジで右にロールした車両が次のレーンチェンジで左にロールする過程でロール角θの絶対値が発散し、第３象限の敷居値ラインＳを越えて横転に至っている。履歴ラインＨ７はトリプルレーンチェンジでの横転を示すもので、最初のレーンチェンジで右にロールした車両が次のレーンチェンジで左にロールし、続くレーンチェンジで再度右にロールする過程でロール角θの絶対値が発散し、第１象限の敷居値ラインＳを越えて横転に至っている。
【００２２】
履歴ラインＨ８は、敷居値ラインＳを越える前にロール角θが原点に向かって収束するので、この場合には車両が横転に至ることはない。
【００２３】
図４は、車両の横転時に乗員の頭部を保護するエアカーテンを車室の内側面に沿って展開するための制御系の一例を示すものである。
【００２４】
バッテリ１１および接地部１２間に、エアカーテンを展開するための高圧ガスを発生するインフレータ１３と、点火トランジスタ１４とが直列に接続される。電子制御ユニットＵからの指令で点火トランジスタ１４がＯＮするとインフレータ１３が点火して高圧ガスが発生し、この高圧ガスの供給を受けたエアカーテンが車室の内側面に沿って展開する。車両の横転可能性の有無を判定すべく、電子制御ユニットＵには、車体左右方向の加速度である横加速度Ｇｙを検出する横加速度センサ１５からの信号と、車両のロール角速度ωを検出するロール角速度センサ１６とからの信号とが入力される。
【００２５】
図４および図５に示すように、車体に固定した横加速度センサ１５はイグニッションスイッチをＯＮしたときの横加速度Ｇｙを出力する。イグニッションスイッチをＯＮしたとき車両は停止状態にあるため、車両の旋回に伴う遠心力に起因する横加速度を検出することなく、重力加速度Ｇ＝１の車体左右方向の成分だけを横加速度Ｇｙとして検出する。従って、前記横加速度Ｇｙを用いて、車両のロール角θの初期値θｉを、θｉ＝sin ^-1Ｇｙにより算出することができる。
【００２６】
以上のようにしてイグニッションスイッチをＯＮしたときの横加速度センサ１５の出力に基づいて車両のロール角θの初期値θｉが算出されると、この初期値θｉにロール角θの変動分を加算することにより車両のロール角θが算出される。即ち、イグニッションスイッチをＯＮした時点から、ロール角速度センサ１６が出力するロール角速度ωの積分値∫ωｄｔをロール角θの変動分として前記初期値θｉに加算することにより、車両のロール角θが算出される。
【００２７】
横加速度センサ１５は、車両の自由落下時には横加速度Ｇｙを検出できず、また車両の旋回に伴う遠心力に起因する横加速度を、重力加速度Ｇの車体左右方向の成分である横加速度Ｇｙと識別できずに誤検出してしまうというデメリットを持つが、この横加速度センサ１５が出力する横加速度ＧｙをイグニッションスイッチをＯＮした時点での車両のロール角θの初期値θｉの算出にだけ使用し、その後の車両のロール角θの算出にはロール角速度センサ１６が出力するロール角速度ωの積分値∫ωｄｔを使用することにより、上記デメリットを解消して正確なロール角θを算出することができる。
【００２８】
而して、上述のようにして算出した車両のロール角θと、ロール角速度センサ１６が出力するロール角速度ωとが成す座標点の軌跡である履歴ラインを図６に示すマップ上に描き、その履歴ラインが敷居値ラインＳ，Ｓを原点側から反原点側に横切ったときに、車両が横転する可能性が有ると判定し、点火トランジスタ１４をＯＮしてエアカーテンのインフレータ１３を点火する。
【００２９】
上記作用を、図６および図７に基づいて更に説明する。
【００３０】
先ず、ステップＳ１で横加速度Ｇｙおよびロール角速度ωを読み込み、ステップＳ２で横加速度Ｇｙに応じてマップ上の敷居値ラインＳ，Ｓを確定する。敷居値ラインＳ，Ｓは、マップの縦軸の切片である臨界ロール角θＣＲＴと横軸の切片である臨界ロール角速度ωＣＲＴとが決まれば確定する。本実施例では横加速度Ｇｙによって車両の横転が助長されるときには、臨界ロール角θＣＲＴおよび臨界ロール角速度ωＣＲＴが共に減少して敷居値ラインＳ，Ｓが原点に近づく方向に移動し、横加速度Ｇｙによって車両の横転が抑制されるときには、臨界ロール角θＣＲＴおよび臨界ロール角速度ωＣＲＴが共に増加して敷居値ラインＳ，Ｓが原点から遠ざかる方向に移動する。これにより、車両の横加速度Ｇｙに応じた適切な横転領域および非横転領域を設定することができる。
【００３１】
尚、第１象限の敷居値ラインＳが原点から遠ざかる方向に移動するときには第３象限の敷居値ラインＳは原点に近づく方向に移動し、第１象限の敷居値ラインＳが原点に近づく方向に移動するときには第３象限の敷居値ラインＳは原点から遠ざかる方向に移動する。
【００３２】
臨界ロール角θＣＲＴおよび臨界ロール角速度ωＣＲＴが決まると、敷居値ラインＳ，Ｓの方程式は、
θ＝−（θＣＲＴ／ωＣＲＴ）ω±θＣＲＴ
で与えられる（図３参照）。
【００３３】
続いて、現在のロール角θ１およびロール角速度ω１の成す座標点Ｐが横転領域にあるか非横転領域にあるかを判定する。即ち、ステップＳ３で、上記敷居値ラインＳの方程式のωに現在のロール角速度ω１の値を代入して判定値θ２を算出する。判定値θ２は直線ω＝ω１と敷居値ラインＳとの交点Ｑのθ座標である。続くステップＳ４で、判定値θ２と現在のロール角θ１とを比較し、｜θ２｜＜｜θ１｜が成立していれば、ステップＳ５で現在のロール角θ１およびロール角速度ω１の成す座標点Ｐが横転領域にあると判定され、｜θ２｜＜｜θ１｜が成立しなければ、ステップＳ６で現在のロール角θ１およびロール角速度ω１の成す座標点Ｐが非横転領域にあると判定される。図６には、座標点Ｐが横転領域にある場合（｜θ２｜＜｜θ１｜）が示されている。
【００３４】
ところで、車両が急激なダブルレーンチェンジ等を行う際に、車両のロール角がフルバンプロール角（左右一方の車輪の懸架ばねが限界まで収縮し、左右他方の車輪の懸架ばねが限界まで伸長するロール角であり、一般的に８°±２°程度）に達すると、ロール共振による急激な横転が発生する場合がある。
【００３５】
図９の実線は、車両がダブルレーンチェンジを行った際にロール共振により横転に至る履歴ラインを示している。
【００３６】
先ず、マップ上のａ点（原点）から左にレーンチェンジを行うべくステアリングホイールを左に切ると、車体は左にロールしながら左に方向を変え、左側のレーン上に移動する。続いて左側のレーン上から元の右側のレーン上に復帰すべくステアリングホイールを右に切ると、それまで左方向にロールしていた車両は右方向にロールし、右方向のロール角速度ωを次第に減少させながら右方向のロール角θがフルバンプロール角θＦＢに接近する。そして右方向のロール角θがフルバンプロール角θＦＢに達し（ｂ点参照）、図８に示すように車体右側の懸架ばね１７Ｒが完全に収縮し、車体左側の懸架ばね１７Ｌが完全に伸長すると、両懸架ばね１７Ｌ，１７Ｒの弾性によるロールモーメントの緩衝作用が失われるため、右ロール角速度ωがｃ点に向けて急激に増加し、その過程で敷居値ラインＳを越えて車両が横転に至ることになる。
【００３７】
図９の破線は、車両が単純なレーンチェンジを行った際にロール共振により横転に至る履歴ラインを示している。
【００３８】
マップ上のａ点（原点）から右にレーンチェンジを行うべくステアリングホイールを右に切ると、右方向のロール角θが単調に増加するとともに、右方向のロール角速度ωが一旦増加してから減少に転じ、やがて右方向のロール角θがフルバンプロール角θＦＢに達する（ｂ点参照）。その結果、前述したダブルレーンチェンジの場合と同様に、両懸架ばね１７Ｌ，１７Ｒの弾性によるロールモーメントの緩衝作用が失われるため、右ロール角速度ωがｄ点に向けて急激に増加し車両が横転に至ることになる。
【００３９】
このようなロール共振による横転が発生する場合の履歴ラインには、図９に楕円で囲った領域Ａに示される特徴、即ち、ロール角速度ωが減少しながらロール角θがフルバンプロール角θＦＢに達した後に前記ロール角速度ωが急激に増加するという特徴がある。従って、このような特徴を持つ履歴ラインが検出された場合には、短時間の内にロール共振による横転が発生する可能性が高いと判定し、図９に示すように敷居値ラインＳを原点に接近する方向に移動させる。これにより、車両の横転に先立ってエアカーテンを早期に展開して乗員を確実に拘束することができる。
【００４０】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００４１】
例えば、実施例では車両の横転可能性の有無の判定をエアカーテンの展開制御に適用しているが、それをサイドエアバッグの展開制御や格納式ロールバーの展開制御等の他の用途に適用することができる。また車両のロール角θの初期値θｉを、重力加速度Ｇの車体上下方向の成分である上下加速度Ｇｚを用いて、θｉ＝cos ^-1Ｇｚにより算出することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、車両のロール角速度が減少しながらロール角がフルバンプロール角に達した後に前記ロール角速度が増加する場合には、ロール共振現象による横転が発生し易い状態にあると判定して敷居値ラインを原点側に移動させるので、ロール角およびロール角速度の履歴ラインが敷居値ラインの非横転領域から横転領域に横切り易くして横転可能性有りの判定を早めに行うことができる。
【００４３】
特に、左右一方へのロール角が発生した後に左右他方へのロール角が発生する場合、つまりダブルレーンチェンジやトリプルレーンチェンジを行うべく、あるいはＳ字路を通過すべくステアリングホイールを左右に交互に操作したような場合に、横転可能性有りの判定を早めに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 車両の横転の種類を示す図
【図２】 ロール角θおよびロール角速度ωと車両の横転可能性との関係を説明する図
【図３】 車両の横転可能性の有無を判定するためのマップ
【図４】 エアカーテンの制御系のブロック図
【図５】 横加速度度Ｇｙからロール角θの初期値θｉを算出する手法の説明図
【図６】 履歴ラインが横転領域にあるか非横転領域にあるかを判定する手法を示す図
【図７】 作用を説明するフローチャート
【図８】 車両がフルバンプした状態を示す図
【図９】 ロール共振が発生したときの敷居値ラインの移動を示す図
【符号の説明】
Ｓ 敷居値ライン
θ ロール角
θＦＢ フルバンプロール角
ω ロール角速度[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for determining whether or not a vehicle may roll over based on a roll angle and a roll angular velocity of the vehicle.
[0002]
[Prior art]
On a two-dimensional map with the roll angle and roll angular velocity of the vehicle as parameters, a rollover region is set where the roll angle and roll angular velocity are large (region away from the origin), and where the roll angle and roll angular velocity are small (origin) The vehicle can roll over when a non-rollover area is set in the area and the history line in which the actual roll angle and roll angular velocity detected by the sensor are plotted on the map enters the rollover area from the non-rollover area. Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-164985 discloses that an active roll bar is raised when it is determined that there is a property.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, for example, when the steering wheel is suddenly operated to the left during the driving operation such as a double lane change and the vehicle rolls to the left and reaches the full bump roll angle, the suspension spring of the left wheel contracts to the limit and the right The wheel suspension spring may extend to the limit. If the suspension springs of the left and right wheels are expanded and contracted to the limit in this way, the buffering action of the roll moment due to the elasticity of the suspension springs is lost, so the left roll angular velocity may increase rapidly and the vehicle may roll over. Since roll-over due to such roll resonance phenomenon occurs suddenly, there is a delay in the judgment based on the roll-over region and non-roll-over region set on the normal two-dimensional map, and an occupant restraint device such as an air curtain at an appropriate timing May become inoperable.
[0004]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and when determining whether or not the vehicle may roll over based on the roll angle and roll angular velocity of the vehicle, the roll over due to the roll resonance phenomenon can be accurately handled. The purpose is to.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the invention described in claim 1 , a threshold line is set on a two-dimensional map using the roll angle and roll angular velocity of the vehicle as parameters, and the actual roll angle of the vehicle and In the vehicle rollover judgment method for judging that the vehicle may roll over when the roll angular velocity history line crosses from the non-rollover region on the origin side to the rollover region on the opposite origin side of the threshold value line, to the left or right side When the roll angle to the other left and right after the roll angle is generated, the roll angular velocity is decreased, while the roll angular velocity is increased while the roll angle to the other left and right has reached the full bump roll angle. A vehicle rollover judging method is proposed, characterized in that the value line is moved to the origin side.
[0006]
According to the above Ki構 formed, determining a roll angle while the roll angular velocity of the vehicle is reduced when the roll angular velocity is increased after reaching the full bump roll angle, roll by roll resonance phenomenon is in prone state occurs Since the threshold value line is moved to the origin side, the roll angle and roll angular velocity history lines can be easily crossed from the non-rollover area to the rollover area of the threshold value line, and the possibility of rollover can be determined early. .
[0007]
In particular, alternately if the roll angle of the other of the left and right after the roll angle in the lateral one has occurred is generated, i.e. to perform a double lane change or triple lane change, or the steering wheel in order to pass through the S-shaped path to the left and right In such a case, the possibility of rollover can be determined early.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples of the present invention shown in the accompanying drawings.
[0009]
1 to 9 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a diagram showing types of rollover of a vehicle. FIG. 2 is a diagram illustrating the relationship between the roll angle .theta. And the roll angular velocity .omega. FIG. 3 is a map for determining whether or not the vehicle can roll over, FIG. 4 is a block diagram of an air curtain control system, and FIG. 5 is a method of calculating an initial value θi of the roll angle θ from the lateral acceleration Gy. FIG. 6 is a diagram showing a method for determining whether a history line is in a rollover region or a non-rollover region, FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation, and FIG. 8 is a diagram showing a state in which the vehicle is fully bumped. FIG. 9 is a diagram illustrating movement of the threshold line when roll resonance occurs.
[0010]
FIG. 1 shows the type of rollover of a vehicle classified by cause. The types of rollover of a vehicle are classified into “simple rotation”, “simple rotation + skid speed” and “divergence” according to the vehicle behavior in the process of rollover. ”,“ Climbover ”and“ Fallover ”. A typical roll of the “simple rotation + slip speed” type is called “trip over”, and a typical roll of the “divergence” type is called “turn over”.
[0011]
“Flipover” is a rollover that occurs when one of the left and right wheels of a vehicle rides on an obstacle. “Climb over” is a rollover that occurs when a vehicle that has climbed on an obstacle at the bottom and the tire has lifted from the road surface falls down sideways. “Fallover” is a rollover in which one of the left and right wheels of the vehicle falls off the road shoulder. “Trip over” is a rollover caused by a roll moment with the curb as a fulcrum when the vehicle slips and one of the left and right tires collides with the curb. “Turnover” means that when the steering wheel is operated left and right alternately to perform a double lane change, a triple lane change, or to pass through an S-shaped road, When the natural vibration frequency is approached, the roll angle of the vehicle rolls off due to resonance.
[0012]
FIG. 2 shows a part of the two-dimensional map (first quadrant) for determining the possibility of rollover of the vehicle. The vertical axis roll angle θ corresponds to the right roll angle with a positive value (above the origin). A positive value (right side of the origin) of the roll angular velocity ω on the horizontal axis corresponds to the right roll angular velocity. In this two-dimensional map, a threshold value line S composed of a straight line descending to the right is set, and the origin side of the threshold value line S, that is, a region where the roll angle θ and the roll angular velocity ω are small is set as a non-rollover region. The opposite side of the line S, that is, the region where the roll angle θ and the roll angular velocity ω are large is defined as a rollover region. Then, when the history lines H1 to H3 of the actual roll angle θ and the roll angular velocity ω of the vehicle cross the threshold value line S from the non-rollover area on the origin side to the rollover area on the opposite origin side, it is determined that the vehicle may roll over. Is done.
[0013]
The history line H1 is a case where only the roll angle θ is slowly increased from the state where the roll angle θ and the roll angular velocity ω are both 0 (origin), while the roll angular velocity ω is kept substantially zero, and the threshold line S When the roll angle θ reaches the critical roll angle θCRT at the point a which is an intercept that intersects the vertical axis, it is determined that the vehicle may roll over. At this time, the center of gravity position CG of the vehicle is on a vertical line passing through the tire on the outer side in the roll direction, which is a fulcrum of rolling, and this state becomes a static stability limit for the rollover of the vehicle. The value of the critical roll angle θCRT varies depending on the shape of the vehicle and the loading state, but is generally about 50 °.
[0014]
Even if the roll angle θ is 0, the vehicle may roll over if a large roll angular velocity ω is applied. The roll angular velocity ω at this time is defined as a critical roll angular velocity ωCRT.
[0015]
If the vehicle has a roll angular velocity ω in the same direction as the roll angle θ, the roll angular velocity ω facilitates the rollover, and therefore rollover occurs even when the roll angle θ is smaller than the critical roll angle θCRT. Will do. For example, when the history line of the roll angle θ and the roll angular velocity ω is indicated by H2, it is determined that the vehicle may roll over at the point b where the history line H2 crosses the threshold value line S from the origin side to the non-origin side. . At this time, the roll angle θ is smaller than the critical roll angle θCRT.
[0016]
When the history line of the roll angle θ and the roll angular velocity ω is indicated by H3, the positive value of the roll angular velocity ω quickly changes from increasing to decreasing, and further, the hysteresis line H3 becomes the threshold value to shift to a negative value. It is determined that the vehicle does not cross the line S and therefore there is no possibility of the vehicle rolling over.
[0017]
FIG. 3 shows the entire two-dimensional map for determining the possibility of rollover of the vehicle. The two threshold value lines S and S are set in the first quadrant and the third quadrant, and these threshold value lines S and S are point-symmetric about the origin in the initial setting state. No rollover region is set in the second quadrant where the roll angle θ is positive and the roll angular velocity ω is negative, and in the fourth quadrant where the roll angle θ is negative and the roll angular velocity ω is positive. This is because the rollover of the vehicle does not occur in a state where the roll angular velocity ω in the direction opposite to the direction is generated.
[0018]
FIG. 3 shows history lines H4 to H8 of the roll angle θ and the roll angular velocity ω corresponding to the various types of rollover described in FIG.
[0019]
The history line H4 corresponds to a “simple rotation” type rollover such as “flipover”, “crimeover”, “fallover”, etc., and the absolute value of the roll angle θ and the absolute value of the roll angular velocity ω are simply Increased and overturned.
[0020]
The history line H5 corresponds to a “simple rotation + slip speed” type rollover called “trip over”, and the roll angular velocity ω is caused by the roll moment generated by the tire colliding with the curb or the like in the process of the vehicle slipping. It has increased rapidly and has turned over.
[0021]
The history lines H6 and H7 correspond to a “divergence” type rollover called “turnover”. The history line H6 indicates a rollover in a double lane change, and the absolute value of the roll angle θ diverges in the process in which the vehicle rolled to the right in the first lane change rolls to the left in the next lane change. It has overturned beyond the threshold line S. The history line H7 indicates a rollover at a triple lane change. A vehicle that rolls to the right at the first lane change rolls to the left at the next lane change and then rolls to the right at the next lane change. The absolute value of diverges and rolls over the threshold line S in the first quadrant.
[0022]
Since the roll angle θ converges toward the origin before the history line H8 exceeds the threshold value line S, in this case, the vehicle does not roll over.
[0023]
FIG. 4 shows an example of a control system for deploying an air curtain that protects a passenger's head when the vehicle rolls over along the inner side surface of the passenger compartment.
[0024]
An inflator 13 that generates high-pressure gas for deploying the air curtain and an ignition transistor 14 are connected in series between the battery 11 and the grounding unit 12. When the ignition transistor 14 is turned on in response to a command from the electronic control unit U, the inflator 13 is ignited to generate high-pressure gas, and the air curtain that is supplied with the high-pressure gas is developed along the inner side surface of the passenger compartment. In order to determine whether or not the vehicle can roll over, the electronic control unit U includes a signal from the lateral acceleration sensor 15 that detects the lateral acceleration Gy that is the acceleration in the lateral direction of the vehicle body, and a roll that detects the roll angular velocity ω of the vehicle. A signal from the angular velocity sensor 16 is input.
[0025]
As shown in FIGS. 4 and 5, the lateral acceleration sensor 15 fixed to the vehicle body outputs the lateral acceleration Gy when the ignition switch is turned on. Since the vehicle is stopped when the ignition switch is turned on, only the lateral component of gravity acceleration G = 1 is detected as the lateral acceleration Gy without detecting the lateral acceleration caused by the centrifugal force accompanying the turning of the vehicle. To do. Therefore, the initial value θi of the roll angle θ of the vehicle can be calculated by θi = sin ⁻¹ Gy using the lateral acceleration Gy.
[0026]
When the initial value θi of the vehicle roll angle θ is calculated based on the output of the lateral acceleration sensor 15 when the ignition switch is turned on as described above, the variation of the roll angle θ is added to the initial value θi. Thus, the roll angle θ of the vehicle is calculated. That is, the roll angle θ of the vehicle is calculated by adding the integral value ∫ωdt of the roll angular velocity ω output from the roll angular velocity sensor 16 to the initial value θi as the fluctuation amount of the roll angle θ from the time when the ignition switch is turned on. Is done.
[0027]
The lateral acceleration sensor 15 cannot detect the lateral acceleration Gy at the time of free fall of the vehicle, and distinguishes the lateral acceleration caused by the centrifugal force accompanying the turning of the vehicle from the lateral acceleration Gy that is a lateral component of the gravitational acceleration G. Although it has a demerit that it cannot be detected erroneously, the lateral acceleration Gy output by the lateral acceleration sensor 15 is used only for calculating the initial value θi of the roll angle θ of the vehicle when the ignition switch is turned on. The roll angle θ of the vehicle thereafter can be calculated by using the integral value ∫ωdt of the roll angular velocity ω output by the roll angular velocity sensor 16 to eliminate the above disadvantages and calculating the accurate roll angle θ.
[0028]
Thus, a history line that is a locus of coordinate points formed by the roll angle θ of the vehicle calculated as described above and the roll angular velocity ω output from the roll angular velocity sensor 16 is drawn on the map shown in FIG. When the history line crosses the threshold value lines S, S from the origin side to the non-origin side, it is determined that the vehicle may roll over, and the ignition transistor 14 is turned on to ignite the air curtain inflator 13.
[0029]
The above operation will be further described with reference to FIGS.
[0030]
First, in step S1, the lateral acceleration Gy and the roll angular velocity ω are read, and in step S2, threshold value lines S and S on the map are determined according to the lateral acceleration Gy. The threshold lines S and S are determined when the critical roll angle θCRT, which is the intercept of the vertical axis of the map, and the critical roll angular velocity ωCRT, which is the intercept of the horizontal axis, are determined. In this embodiment, when the rollover of the vehicle is promoted by the lateral acceleration Gy, the critical roll angle θCRT and the critical roll angular velocity ωCRT both decrease and the threshold value lines S and S move in the direction approaching the origin, and the lateral acceleration Gy When the rollover of the vehicle is suppressed, the critical roll angle θCRT and the critical roll angular velocity ωCRT both increase and the threshold value lines S and S move in the direction away from the origin. Thereby, the appropriate rollover area and non-rollover area according to the lateral acceleration Gy of the vehicle can be set.
[0031]
When the threshold value line S of the first quadrant moves away from the origin, the threshold value line S of the third quadrant moves toward the origin, and the threshold value line S of the first quadrant approaches the origin. When moving, the threshold line S in the third quadrant moves in a direction away from the origin.
[0032]
When the critical roll angle θCRT and the critical roll angular velocity ωCRT are determined, the equation of the threshold lines S and S is
θ = − (θCRT / ωCRT) ω ± θCRT
(See FIG. 3).
[0033]
Subsequently, it is determined whether the coordinate point P formed by the current roll angle θ1 and the roll angular velocity ω1 is in the rollover region or the non-rollover region. That is, in step S3, the determination value θ2 is calculated by substituting the current value of the roll angular velocity ω1 into ω of the threshold value line S equation. The determination value θ2 is the θ coordinate of the intersection point Q between the straight line ω = ω1 and the threshold value line S. In subsequent step S4, the determination value θ2 is compared with the current roll angle θ1, and if | θ2 | <| θ1 | is satisfied, the coordinate point P formed by the current roll angle θ1 and the roll angular velocity ω1 is satisfied in step S5. If | θ2 | <| θ1 | is not satisfied, it is determined in step S6 that the coordinate point P formed by the current roll angle θ1 and the roll angular velocity ω1 is in the non-rollover region. FIG. 6 shows the case where the coordinate point P is in the rollover region (| θ2 | <| θ1 |).
[0034]
By the way, when the vehicle makes a sudden double lane change, the roll angle of the vehicle is the full bump roll angle (the suspension spring of the left and right wheels contracts to the limit, and the suspension spring of the left and right wheels extends to the limit) If it is an angle and generally reaches about 8 ° ± 2 °), abrupt rollover due to roll resonance may occur.
[0035]
The solid line in FIG. 9 indicates a history line that rolls over due to roll resonance when the vehicle performs a double lane change.
[0036]
First, when the steering wheel is turned to the left to make a lane change from the point a (origin) on the map to the left, the vehicle body turns to the left while moving to the left and moves to the left lane. Next, when the steering wheel is turned to the right to return to the original right lane from the left lane, the vehicle that has been rolling to the left rolls to the right and gradually rolls the right roll angular velocity ω. While decreasing, the roll angle θ in the right direction approaches the full bump roll angle θFB. When the roll angle θ in the right direction reaches the full bump roll angle θFB (see point b), as shown in FIG. 8, the suspension spring 17R on the right side of the vehicle body is completely contracted, and the suspension spring 17L on the left side of the vehicle body is completely extended. Since the cushioning action of the roll moment due to the elasticity of the suspension springs 17L and 17R is lost, the right roll angular velocity ω suddenly increases toward the point c, and the vehicle rolls over the threshold line S in the process. become.
[0037]
The broken line in FIG. 9 indicates a history line that rolls over due to roll resonance when the vehicle performs a simple lane change.
[0038]
When the steering wheel is turned to the right to change the lane from the point a (origin) on the map to the right, the roll angle θ in the right direction increases monotonously and decreases after the roll angle velocity ω in the right direction increases once. The roll angle θ in the right direction eventually reaches the full bump roll angle θFB (see point b). As a result, as in the case of the double lane change described above, the cushioning action of the roll moment due to the elasticity of the suspension springs 17L and 17R is lost, so the right roll angular velocity ω increases rapidly toward the point d and the vehicle rolls over. It will lead to.
[0039]
In the history line when roll-over due to such roll resonance occurs, the feature shown in the region A enclosed by an ellipse in FIG. 9, that is, the roll angle velocity reaches the full bump roll angle θFB while the roll angular velocity ω decreases. After that, the roll angular velocity ω increases rapidly. Therefore, when a history line having such characteristics is detected, it is determined that rollover due to roll resonance is likely to occur within a short time, and the threshold line S is set to the origin as shown in FIG. Move in the direction approaching. Thus, the occupant can be reliably restrained by deploying the air curtain at an early stage prior to the rollover of the vehicle.
[0040]
Although the embodiments of the present invention have been described above, various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
[0041]
For example, in the embodiment, the determination of the possibility of rollover of the vehicle is applied to the deployment control of the air curtain, but it is applied to other uses such as the deployment control of the side airbag and the deployment control of the retractable roll bar. can do. Further, the initial value θi of the roll angle θ of the vehicle can be calculated by θi = cos ⁻¹ Gz using the vertical acceleration Gz that is a component of the gravitational acceleration G in the vertical direction of the vehicle body.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, when the roll angular velocity increases while the roll angular velocity of the vehicle decreases while the roll angular velocity reaches the full bump roll angle, rollover due to the roll resonance phenomenon occurs. Since the threshold line is moved to the origin side based on the judgment that it is likely to occur, the roll angle and roll angular velocity history lines can easily cross over from the non-rollover area of the threshold line to the rollover area, and there is a possibility of rollover. Judgment can be made early.
[0043]
In particular, alternately if the roll angle of the other of the left and right after the roll angle in the lateral one has occurred is generated, i.e. to perform a double lane change or triple lane change, or the steering wheel in order to pass through the S-shaped path to the left and right In such a case, the possibility of rollover can be determined early.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing the types of rollover of a vehicle. FIG. 2 is a diagram illustrating the relationship between a roll angle θ and a roll angular velocity ω and the possibility of rollover of the vehicle. Map for Air Curtain [FIG. 4] Block diagram of air curtain control system [FIG. 5] Explanatory diagram of method for calculating initial value θi of roll angle θ from lateral acceleration Gy [FIG. 6] Is history line in rollover region? Fig. 7 is a diagram showing a method for determining whether the vehicle is in a non-rollover region. Fig. 7 is a flowchart for explaining the operation. Fig. 8 is a diagram showing a state where a vehicle is fully bumped. Figure showing symbols [Explanation of symbols]
S threshold line θ roll angle θFB full bump roll angle ω roll angular velocity

Claims (1)

車両のロール角（θ）およびロール角速度（ω）をパラメータとする二次元マップ上に敷居値ライン（Ｓ）を設定し、車両の実際のロール角（θ）およびロール角速度（ω）の履歴ラインが前記敷居値ライン（Ｓ）の原点側の非横転領域から反原点側の横転領域に横切ったときに車両が横転する可能性が有ると判定する車両の横転判定方法において、
左右一方へのロール角（θ）が発生した後に左右他方へのロール角（θ）が発生したとき、ロール角速度（ω）が減少しながら前記左右他方へのロール角（θ）がフルバンプロール角（θＦＢ）に達した後に前記ロール角速度（ω）が増加した場合に、前記敷居値ライン（Ｓ）を原点側に移動させることを特徴とする車両の横転判定方法。A threshold value line (S) is set on a two-dimensional map using the vehicle roll angle (θ) and roll angular velocity (ω) as parameters, and the actual roll angle (θ) and roll angular velocity (ω) history lines of the vehicle are set. In the vehicle rollover determination method for determining that the vehicle may roll over when the vehicle crosses from the non-rollover region on the origin side of the threshold value line (S) to the rollover region on the opposite origin side,
When a roll angle (θ) to the left and right is generated after a roll angle (θ) to the left and right is generated, the roll angle to the left and right (θ) is the full bump roll angle while the roll angular velocity (ω) is decreased. A rollover judging method for a vehicle, wherein when the roll angular velocity (ω) increases after reaching (θFB), the threshold value line (S) is moved to the origin side.

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