JP4451209B2 - Vehicle operation support device - Google Patents
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Description
本発明は、車両が障害物を回避する回避操作および回避操作後の車両が元の経路に復帰する復帰操作を支援する車両操作支援装置に関する。 The present invention relates to a vehicle operation support device that supports an avoidance operation in which a vehicle avoids an obstacle and a return operation in which the vehicle after the avoidance operation returns to the original route .
レーダー装置で自車の前方の衝突対象障害物を検知するとともに、ステアリング操作により前記衝突対象障害物との衝突を回避するための回避スペースが自車の前方に存在するか否かを判定し、回避スペースの有無に応じて自車が前記衝突対象障害物に衝突する可能性の大小を判定するための基準距離を変更することで、衝突回避のための処理頻度を最小限に抑えながらドライバーの感覚に適合した衝突判定を行えるようにしたものが、下記特許文献1により公知である。
ところで、自車の前方の障害物との衝突を回避するときに、自車の側方や自車の後方に近接車両が存在する場合には、たとえ自車の前方に回避スペースが存在していても前記近接車両と接触する可能性があるために、自由な衝突回避運動が規制される可能性がある。しかしながら、上記従来のものは、自車の前方に回避スペースが存在するか否かを考慮するだけで、自車の側方や自車の後方に近接車両が存在するか否かを考慮していないため、近接車両との予期せぬ接触が発生する可能性があった。 By the way, when avoiding a collision with an obstacle ahead of the host vehicle, if there is a nearby vehicle on the side of the host vehicle or behind the host vehicle, there is an avoidance space in front of the host vehicle. However, since there is a possibility of contact with the adjacent vehicle, free collision avoidance movement may be restricted. However, the above conventional one only considers whether there is an avoidance space in front of the host vehicle, and considers whether there is a nearby vehicle on the side of the host vehicle or behind the host vehicle. As a result, unexpected contact with a nearby vehicle may occur.
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、車両操作支援装置により前方の障害物との衝突を回避する際に、近接車両との接触を未然に防止することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to prevent contact with a nearby vehicle before the vehicle operation support device avoids a collision with an obstacle ahead.
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、車両が障害物を回避する回避操作と、回避操作後の車両が元の経路に復帰する復帰操作とを支援する車両操作支援装置であって、自車前方の障害物を検知する障害物検知手段と、ドライバーによる障害物の回避操作の開始を判定する回避操作判定手段と、前記回避操作後の前記復帰操作の開始を判定する復帰操作判定手段と、障害物検知手段の出力に基づいて障害物を回避するのに必要な回避運動量を算出する回避運動量算出手段と、回避運動量算出手段で算出した回避運動量に基づき、前記回避操作時には車両の制動装置を、また前記復帰操作時には車両の操舵装置をそれぞれ使用して車両の横運動を制御する車両運動制御手段と、自車の側方あるいは自車の後方の近接車両を検知する近接車両検知手段とを備え、近接車両検知手段が近接車両を検知したとき、回避運動量算出手段は回避運動量を減少させることを特徴とする車両操作支援装置が提案される。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a vehicle that supports an avoidance operation in which the vehicle avoids an obstacle and a return operation in which the vehicle after the avoidance operation returns to the original route. An operation support apparatus , which is an obstacle detection unit that detects an obstacle ahead of the host vehicle, an avoidance operation determination unit that determines the start of an obstacle avoidance operation by a driver, and the start of the return operation after the avoidance operation Based on the avoidance exercise amount calculated by the return operation determination means, the avoidance exercise amount calculation means for calculating the avoidance exercise amount necessary for avoiding the obstacle based on the output of the obstacle detection means, and the avoidance exercise amount calculation means. Vehicle movement control means for controlling the lateral movement of the vehicle using the vehicle braking device during the avoidance operation and the vehicle steering device during the return operation, and the side of the vehicle or the rear of the vehicle. Proximity car And a proximity vehicle detection means for detecting, when the proximity vehicle detection unit detects the proximity vehicle, avoiding motion amount calculating means vehicle operation supporting apparatus characterized by decreasing the avoidance momentum is proposed.
尚、実施例のアシストヨーレート算出手段M8は本発明の回避運動量算出手段に対応し、実施例の第1レーダー装置Saは本発明の障害物検知手段に対応し、実施例の第2レーダー装置Sgは本発明の近接車両検知手段に対応する。 The assist yaw rate calculation means M8 of the embodiment corresponds to the avoidance exercise amount calculation means of the present invention, the first radar device Sa of the embodiment corresponds to the obstacle detection means of the present invention, and the second radar device Sg of the embodiment. Corresponds to the proximity vehicle detection means of the present invention.
請求項1の構成によれば、障害物検知手段による障害物の検知結果に基づいて回避運動量算出手段が障害物を回避するのに必要な回避運動量を算出し、車両運動制御手段が回避運動量算出手段で算出した回避運動量に基づいて、回避操作時には車両の制動装置を、また復帰操作時には車両の操舵装置をそれぞれ使用して車両の横運動を制御する。その際に、近接車両検知手段が自車の側方あるいは自車の後方の近接車両を検知すると回避運動量算出手段が回避運動量を減少させるので、回避運動量に基づいて車両の横運動を制御しても自車が近接車両と接触するのを未然に防止することができる。 According to the first aspect, to calculate an avoidance momentum necessary for obstacle detection means according to the obstacle detection result avoiding movement amount calculating means based on the avoiding an obstacle, the car both motion control means avoids momentum Based on the amount of avoidance exercise calculated by the calculation means, the lateral movement of the vehicle is controlled using the vehicle braking device during the avoidance operation and the vehicle steering device during the return operation . At that time, if the proximity vehicle detection means detects a proximity vehicle on the side of the host vehicle or behind the host vehicle, the avoidance momentum calculation means decreases the avoidance momentum, so the lateral movement of the vehicle is controlled based on the avoidance momentum. However, it is possible to prevent the own vehicle from coming into contact with a nearby vehicle.
また、車両運動制御手段は、復帰操作時に車両の操舵装置を使用して車両の横運動を制御するので、復帰操作時におけるドライバーの過剰なステアリング戻し操作を抑制して車両挙動の安定を図ることができる。Further, since the vehicle motion control means controls the lateral motion of the vehicle using the vehicle steering device during the return operation, the vehicle behavior is stabilized by suppressing the driver's excessive steering return operation during the return operation. Can do.
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below based on examples of the present invention shown in the accompanying drawings.
図1〜図6は本発明の一実施例を示すもので、図1は操作支援装置を搭載した自動車の全体構成を示す図、図2は制動装置の構成を示すブロック図、図3は操舵装置の構成を示す図、図4は操作支援装置の制御系のブロック図、図5はオフセット距離および目標横移動距離とアシスト横加速度との関係を示すグラフ、図6は規範ヨーレートとアシストヨーレートとを示すグラフである。 1 to 6 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of an automobile equipped with an operation support device, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a braking device, and FIG. FIG. 4 is a block diagram of the control system of the operation support apparatus, FIG. 5 is a graph showing the relationship between the offset distance, the target lateral movement distance, and the assist lateral acceleration, and FIG. 6 is a graph showing the reference yaw rate and the assist yaw rate. It is a graph which shows.
図1および図2に示すように、本実施例の操作支援装置を搭載した四輪の車両は、エンジンEの駆動力がトランスミッションTを介して伝達される駆動輪たる左右の前輪WFL,WFRと、車両の走行に伴って回転する従動輪たる左右の後輪WRL,WRRとを備える。ドライバーにより操作されるブレーキペダル1は、本発明の制動装置の一部を構成する電子制御負圧ブースタ2を介してマスタシリンダ3に接続される。電子制御負圧ブースタ2は、ブレーキペダル1の踏力を機械的に倍力してマスタシリンダ3を作動させるとともに、自動制動時にはブレーキペダル1の操作によらずに電子制御ユニットUからの制動指令信号によりマスタシリンダ3を作動させる。ブレーキペダル1に踏力が入力され、かつ電子制御ユニットUから制動指令信号が入力された場合、電子制御負圧ブースタ2は両者のうちの何れか大きい方に合わせてブレーキ油圧を出力させる。尚、電子制御負圧ブースタ2の入力ロッドはロストモーション機構を介してブレーキペダル1に接続されており、電子制御負圧ブースタ2が電子制御ユニットUからの信号により作動して前記入力ロッドが前方に移動しても、ブレーキペダル1は初期位置に留まるようになっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the four-wheeled vehicle equipped with the operation support device of the present embodiment has left and right front wheels WFL, WFR as drive wheels to which the driving force of the engine E is transmitted via a transmission T. The left and right rear wheels WRL and WRR are driven wheels that rotate as the vehicle travels. A
マスタシリンダ3の一対の出力ポート3a,3bは本発明の制動装置の一部を構成する油圧制御装置4を介して前輪WFL,WFRおよび後輪WRL,WRRにそれぞれ設けられたブレーキキャリパ5FL,5FR,5RL,5RRに接続される。油圧制御装置4は4個のブレーキキャリパ5FL,5FR,5RL,5RRに対応して4個の圧力調整器6…を備えており、それぞれの圧力調整器6…は電子制御ユニットUに接続されて前輪WFL,WFRおよび後輪WRL,WRRに設けられたブレーキキャリパ5FL,5FR,5RL,5RRの作動を個別に制御する。
A pair of
従って、車両の旋回時に圧力調整器6…によって各ブレーキキャリパ5FL,5FR,5RL,5RRに伝達されるブレーキ油圧を独立に制御すれば、左右の車輪の制動力に差を発生させて車両のヨーモーメントを任意に制御し、旋回時の車両挙動を安定させることができる。また制動時に各ブレーキキャリパ5FL,5FR,5RL,5RRに伝達されるブレーキ油圧を独立に制御すれば、車輪のロックを抑制するアンチロックブレーキ制御を行うことができる。
Therefore, if the brake hydraulic pressure transmitted to the brake calipers 5FL, 5FR, 5RL, and 5RR is independently controlled by the
図3は車両の操舵装置10の構造を示すもので、ステアリングホイール11の回転はステアリングシャフト12、連結軸13およびピニオン14を介してラック15に伝達され、更にラック15の往復動が左右のタイロッド16,16を介して左右の前輪WFL,WFRに伝達される。操舵装置10に設けられたパワーステアリング装置17は、ステアリングアクチュエータ18の出力軸に設けた駆動ギヤ19と、この駆動ギヤ19に噛み合う従動ギヤ20と、この従動ギヤ20と一体のスクリューシャフト21と、このスクリューシャフト21に噛み合うとともに前記ラック15に連結されたナット22とを備える。従って、ステアリングアクチュエータ18を駆動すれば、その駆動力を駆動ギヤ19、従動ギヤ20、スクリューシャフト21、ナット22、ラック15および左右のタイロッド16,16を介して左右の前輪WFL,WFRに伝達することができる。
FIG. 3 shows the structure of the
電子制御ユニットUには、車体前方に向けてミリ波等の電磁波を発信し、その反射波に基づいて障害物と自車との相対距離、障害物と自車との相対速度、障害物と自車との相対位置および障害物の大きさを検知する第1レーダー装置Saと、前輪WFL,WFRおよび後輪WRL,WRRの回転数をそれぞれ検知する車輪速センサSb…と、ステアリングホイール11の操舵角δを検知する操舵角センサScと、車両のヨーレートγを検知するヨーレートセンサSdと、車両の横加速度YGを検知する横加速度センサSeと、ブレーキペダル1の操作を検知するブレーキ操作センサSfと、レーザー等の電磁波を発信し、その反射波に基づいて自車の周囲の近接車両等の障害物を検知する複数の第2レーダー装置Sg…とが接続される。
The electronic control unit U emits electromagnetic waves such as millimeter waves toward the front of the vehicle body, and based on the reflected waves, the relative distance between the obstacle and the vehicle, the relative speed between the obstacle and the vehicle, A first radar device Sa that detects the relative position to the host vehicle and the size of the obstacle, a wheel speed sensor Sb that detects the rotational speeds of the front wheels WFL and WFR and the rear wheels WRL and WRR, and a steering wheel 11 A steering angle sensor Sc that detects the steering angle δ, a yaw rate sensor Sd that detects the yaw rate γ of the vehicle, a lateral acceleration sensor Se that detects the lateral acceleration YG of the vehicle, and a brake operation sensor Sf that detects the operation of the
尚、ミリ波レーダーよりなる前記第1レーダー装置Saに代えてレーザーレーダーを採用することができ、またレーザーレーダーよりなる前記第2レーダー装置Sg…に代えてテレビカメラ等を採用することができる。 A laser radar can be used instead of the first radar device Sa made of millimeter wave radar, and a television camera or the like can be used instead of the second radar device Sg ... made of laser radar.
電子制御ユニットUは、第1レーダー装置Saおよび第2レーダー装置Sg…からの信号と、各センサSb…〜Sfからの信号とに基づいて、電子制御負圧ブースタ2、油圧制御装置4、ステアリングアクチュエータ18およびブザー、ランプ、チャイム、スピーカ等の警報手段7の作動を制御する。
The electronic control unit U is based on the signals from the first radar device Sa and the second radar device Sg... And the signals from the sensors Sb. The
図5に示すように、第1レーダー装置Saは、障害物Oと自車との相対速度および相対距離に加えて、障害物Oの横幅wと、自車の中心線に対する障害物Oの中心のずれ、つまりオフセット距離Doを検知する。 As shown in FIG. 5, first radar device Sa, in addition to the relative speed and the relative distance between the obstacle O and own vehicle, and a lateral width w of the obstacle O, the obstacle O with respect to the center line of the vehicle The center deviation, that is, the offset distance Do is detected.
図4に示すように、電子制御ユニットUには、目標横移動距離算出手段M1と、実TTC算出手段M2(TTC:衝突余裕時間 time to collision )と、回避TTC算出手段M3と、微分手段M4と、回避操作判定手段M5と、復帰操作判定手段M6と、アシスト横加速度算出手段M7と、アシストヨーレート算出手段M8と、規範ヨーレート算出手段M9と、目標車両運動量設定手段M10と、実車両運動量算出手段M11と、車両運動制御手段M12とを備える。 As shown in FIG. 4, the electronic control unit U includes a target lateral movement distance calculation means M1, an actual TTC calculation means M2 (TTC: collision allowance time to collision), an avoidance TTC calculation means M3, and a differentiation means M4. The avoidance operation determination means M5, the return operation determination means M6, the assist lateral acceleration calculation means M7, the assist yaw rate calculation means M8, the reference yaw rate calculation means M9, the target vehicle momentum setting means M10, and the actual vehicle momentum calculation. Means M11 and vehicle motion control means M12 are provided.
次に、上記構成を備えた本発明の実施例の作用を、主として図4を参照しながら説明する。 Next, the operation of the embodiment of the present invention having the above configuration will be described mainly with reference to FIG.
先ず、図5において、自車の前方に障害物Oが存在する場合、ステアリングホイール11を一方向に操作して障害物Oとの衝突を回避し、障害物Oとの衝突を回避した後にステアリングホイール11を他方向に操作して自車を元の経路に復帰させる。前者の操作を回避操作と呼び、後者の操作を復帰操作と呼ぶ。ドライバーの一般的な傾向として、回避操作でステアリングハンドル11の操作量が不足あるいは過大になり、かつ復帰操作でステアリングハンドル11の戻しが遅れるために戻し量が過大になるため、横滑りが発生してスピンに至る可能性がある。本実施例は、前記回避動作および復帰動作を制動力の制御およびパワーステアリング装置17の制御によりアシストすることで、障害物Oの回避をスムーズに行わせるものである。
First, in FIG. 5, when an obstacle O exists in front of the host vehicle, the
そのために、目標横移動距離算出手段M1は、第1レーダー装置Saで検知した障害物Oの横幅wと、既知である自車の横幅Wと、所定のマージンαとにより、自車が障害物Oを回避するのに必要な目標横移動距離Dtを、
Dt=(w/2)+(W/2)+α
により算出する。自車と障害物Oとの衝突を回避するのが最も困難なのは、自車の中心線上に障害物Oの中心がある場合、つまり自車の真正面に障害物Oがある場合であり、このような場合でも自車が上記目標横移動距離Dtだけ横方向に移動すれば、マージンαに相当する余裕を残して障害物Oの横をすり抜けることができる(図5参照)。
For this purpose, the target lateral movement distance calculating means M1 determines that the vehicle is an obstacle based on the lateral width w of the obstacle O detected by the first radar device Sa, the known lateral width W of the own vehicle, and a predetermined margin α. The target lateral movement distance Dt necessary to avoid O is
Dt = (w / 2) + (W / 2) + α
Calculated by It is most difficult to avoid a collision between the own vehicle and the obstacle O when the center of the obstacle O is on the center line of the own vehicle, that is, when the obstacle O is directly in front of the own vehicle. Even in this case, if the vehicle moves in the lateral direction by the target lateral movement distance Dt, it can pass through the obstacle O with a margin corresponding to the margin α (see FIG. 5).
実TTC算出手段M2は、自車の前後加速度が0であると見なした上で、第1レーダー装置Saで検知した障害物Oとの相対距離を相対速度で除算することにより、実TTCを算出する。実TTCは、自車が障害物Oに衝突するまでの実際の時間に対応する。 The actual TTC calculation means M2 considers that the longitudinal acceleration of the host vehicle is 0, and then divides the relative distance from the obstacle O detected by the first radar device Sa by the relative speed, thereby calculating the actual TTC. calculate. The actual TTC corresponds to the actual time until the vehicle collides with the obstacle O.
回避TTC算出手段M3は、後述する回避操作判定手段M5においてドライバーの衝突回避操作が行われたことを判定する際に使用する閾値である回避TTCを算出するもので、その回避TTCは車輪速センサSb…の出力から算出した自車の車速Vに応じて所定の範囲に設定される。 The avoidance TTC calculation means M3 calculates an avoidance TTC that is a threshold used when determining that a collision avoidance operation of the driver has been performed in an avoidance operation determination means M5 described later. The avoidance TTC is a wheel speed sensor. A predetermined range is set according to the vehicle speed V calculated from the output of Sb.
微分手段M4は、操舵角センサScで検知したステアリングホイール11の操舵角δを時間微分することで、操舵角速度dδ/dtを算出する。
The differentiating means M4 calculates the steering angular velocity dδ / dt by temporally differentiating the steering angle δ of the
回避操作判定手段M5は、ブレーキ操作センサSfで検知したドライバーによるブレーキペダル1の操作と、操舵角センサScで検知したドライバーのステアリングホイール11の操舵角δとに基づいて、ドライバーが障害物Oを回避するための操作を行ったか否かを判定するもので、その判定は実TTCが回避TTC以下になったときに開始される。ドライバーが障害物回避操作を行ったか否かの判定は、以下の二つの異なるモードで行われる。
Avoidance operation determining section M5, based on the operation and the
第1のモードは実TTCが所定値以上の場合(つまり衝突までの時間的余裕が比較的に大きい場合)に対応し、この第1のモードではブレーキ操作センサSfがドライバーのブレーキ操作を検知し、かつ微分手段M4が出力する操舵角速度dδ/dtが所定値(例えば0.6rad/sec)以上であり、かつ操舵角センサScが出力する操舵角δが所定値(例えば6rad)以下のときに、ドライバーが障害物Oを回避するための操作を行ったと判定する。 The first mode corresponds to the case where the actual TTC is greater than or equal to a predetermined value (that is, the time margin until the collision is relatively large). In this first mode, the brake operation sensor Sf detects the driver's brake operation. When the steering angular velocity dδ / dt output from the differentiating means M4 is equal to or higher than a predetermined value (for example, 0.6 rad / sec) and the steering angle δ output from the steering angle sensor Sc is equal to or lower than the predetermined value (for example, 6 rad). It is determined that the driver has performed an operation for avoiding the obstacle O.
第2のモードは実TTCが所定値未満の場合(つまり衝突までの時間的余裕が比較的に小さい場合)に対応し、この第2のモードではブレーキ操作センサSfによるドライバーのブレーキ操作を検知を必要とせずに、微分手段M4が出力する操舵角速度dδ/dtが所定値(例えば0.6rad/sec)以上であり、かつ操舵角センサScが出力する操舵角δが所定値(例えば6rad)以下のときに、ドライバーが障害物Oを回避するための操作を行ったと判定する。 The second mode corresponds to the case where the actual TTC is less than the predetermined value (that is, the time margin until the collision is relatively small). In this second mode, the brake operation of the driver is detected by the brake operation sensor Sf. Without being required, the steering angular velocity dδ / dt output from the differentiating means M4 is equal to or higher than a predetermined value (for example, 0.6 rad / sec), and the steering angle δ output from the steering angle sensor Sc is equal to or lower than the predetermined value (for example, 6 rad). At this time, it is determined that the driver has performed an operation for avoiding the obstacle O.
ドライバーの一般的な習性として、衝突までに時間的余裕がある場合には先ずブレーキペダル1を踏んでからステアリングホイール11を操作し、衝突までに時間的余裕がない場合にはブレーキペダル1を踏まずに先ずステアリングホイール11を操作することが多いため、ドライバーの障害物回避操作を上述した二つのモードに分けて判定することで、その判定精度を高めることができる。
As a general habit of a driver, if there is a time margin before the collision, first step on the
尚、ドライバーの障害物回避操作の方向は、操舵角センサScが出力する操舵角δの符号の正負により判断することができる。 The direction of the driver's obstacle avoidance operation can be determined by the sign of the steering angle δ output from the steering angle sensor Sc.
復帰操作判定手段M6は、前半の回避操作から後半の復帰操作への移行を判定するもので、以下の第1の条件あるいは第2の条件が成立すると、回避操作により自車が障害物Oと衝突する可能性が殆どなくなったと判定し、自車の態勢を立て直すための復帰操作に移行させる。 The return operation determination means M6 determines a transition from the first half avoidance operation to the second half return operation. When the following first condition or second condition is satisfied, the own vehicle is identified as an obstacle O by the avoidance operation. It is determined that there is almost no possibility of a collision, and a transition is made to a return operation for reestablishing the position of the vehicle.
第1の条件は、目標横移動距離算出手段M1で算出した目標横移動距離Dtと、第1レーダー装置Saで検知したオフセット距離Do(自車の中心線に対する障害物Oの中心のずれ)との距離差Dt−Doが0以下になったとき、つまりオフセット距離Doが目標横移動距離Dtよりも大きくなって自車が障害物Oに衝突する可能性がなくなった場合であり、この場合には負値になった前記距離差Dt−Doを0に設定する。 The first condition is that the target lateral movement distance Dt calculated by the target lateral movement distance calculation means M1 and the offset distance Do (deviation of the center of the obstacle O with respect to the center line of the vehicle) detected by the first radar device Sa. When the distance difference Dt−Do of the vehicle becomes 0 or less, that is, the offset distance Do becomes larger than the target lateral movement distance Dt, and the vehicle is no longer likely to collide with the obstacle O. In this case, Sets the distance difference Dt-Do, which has become negative, to zero.
第2の条件は、実TTCが所定値未満になった場合、あるいは第1レーダー装置Saが障害物Oをロストした場合である。前者は実TTCが充分に小さくなったことで障害物Oを回避したものと推定される場合であり、後者は障害物Oが自車の中心線から横方向に充分にずれたために障害物Oを回避したものと推定される場合である。これらの場合には、距離差Dt−Doを0に向けて漸減させる。 The second condition is when the actual TTC is less than a predetermined value or when the first radar device Sa has lost the obstacle O. The former is a case where it is presumed that the actual TTC is sufficiently small to avoid the obstacle O, and the latter is the obstacle O because the obstacle O is sufficiently deviated laterally from the center line of the own vehicle. It is a case where it is estimated that this is avoided. In these cases, the distance difference Dt−Do is gradually decreased toward zero.
尚、回避操作から復帰操作に移行すると、第1レーダー装置Saが出力する自車と障害物Oとの相対距離をホールドする。その理由は、障害物Oとの衝突の可能性がなくなった場合には、自車をそれ以上減速する必要がないからである。 Note that, when the avoidance operation is shifted to the return operation, the relative distance between the own vehicle and the obstacle O output from the first radar device Sa is held. The reason is that when there is no possibility of a collision with the obstacle O, it is not necessary to further decelerate the own vehicle.
アシスト横加速度算出手段M7は、図5に示すように、目標横移動距離Dtとオフセット距離Doとの距離差Dt−Doにゲインを乗算してアシスト横加速度を算出する。このアシスト横加速度は、障害物Oとの衝突を回避するために自車が発生する必要のある横加速度に相当する。 As shown in FIG. 5, the assist lateral acceleration calculating unit M7 calculates the assist lateral acceleration by multiplying the distance difference Dt−Do between the target lateral movement distance Dt and the offset distance Do by a gain. The assist lateral acceleration corresponds to the lateral acceleration that the host vehicle needs to generate in order to avoid a collision with the obstacle O.
アシストヨーレート算出手段M8は、アシスト横加速度算出手段M7で算出したアシスト横加速度を、車輪速センサSb…の出力から算出した自車の車速Vで除算することで、アシスト横加速度をヨーレートに変換してアシストヨーレートを算出する。尚、アシストヨーレートの値が発散しないように、車速Vが0km/hの場合には1km/hに置き換える。またアシストヨーレート算出手段M8は、第2レーダー装置Sg…が自車周辺に他車両(特に側方あるいは後方の他車両)を検知した場合に、その他車両が自車と干渉する可能性が高いときほどアシストヨーレートの値を小さくなるように補正する。 The assist yaw rate calculation means M8 converts the assist lateral acceleration into the yaw rate by dividing the assist lateral acceleration calculated by the assist lateral acceleration calculation means M7 by the vehicle speed V calculated from the output of the wheel speed sensor Sb. To calculate the assist yaw rate. In order to prevent the value of the assist yaw rate from diverging, it is replaced with 1 km / h when the vehicle speed V is 0 km / h. Further, when the second radar device Sg... Detects the other vehicle (especially the other vehicle on the side or behind), the assist yaw rate calculating means M8 is likely to interfere with the own vehicle. The assist yaw rate is corrected so as to be smaller.
規範ヨーレート算出手段M9は、操舵角センサScで検知した操舵角δと、車輪速センサSb…の出力から算出した自車の車速Vとに基づいて、規範ヨーレートを算出する。 The reference yaw rate calculation means M9 calculates a reference yaw rate based on the steering angle δ detected by the steering angle sensor Sc and the vehicle speed V of the host vehicle calculated from the output of the wheel speed sensor Sb.
目標車両運動量設定手段M10は、通常時は規範ヨーレート算出手段M9から入力される規範ヨーレートをそのまま出力するが、回避操作判定手段M5により回避操作が判定されてから復帰操作が終了するまでの間、規範ヨーレートをアシストヨーレート算出手段M8が出力するアシストヨーレートに持ち替えて出力する。そして復帰操作が終了すると、アシストヨーレートを持ち替え前の規範ヨーレートに徐々に移行させる。 The target vehicle momentum setting means M10 normally outputs the reference yaw rate input from the reference yaw rate calculation means M9 as it is, but after the avoidance operation is determined by the avoidance operation determination means M5 until the return operation ends. The reference yaw rate is changed to the assist yaw rate output by the assist yaw rate calculation means M8 and output. When the return operation is completed, the assist yaw rate is gradually shifted to the reference yaw rate before the change.
実車両運動量算出手段S11は、ヨーレートセンサSdで検知したヨーレートγと、横加速度センサSeで検知した横加速度YGとを重み付けして加算することで実車両運動量D* を算出する。ディメンジョンが異なるヨーレートγと横加速度YGとは単純に加算できないため、横加速度センサSeで検知した横加速度YGを車速Vで除算してヨーレートに換算したものを、ヨーレートセンサSdで検知したヨーレートγに加算する。 The actual vehicle momentum calculating means S11 calculates the actual vehicle momentum D * by weighting and adding the yaw rate γ detected by the yaw rate sensor Sd and the lateral acceleration YG detected by the lateral acceleration sensor Se. Since the yaw rate γ and the lateral acceleration YG having different dimensions cannot be simply added, the yaw rate γ detected by the yaw rate sensor Sd is obtained by dividing the lateral acceleration YG detected by the lateral acceleration sensor Se by the vehicle speed V into a yaw rate. to add.
D* =K1・(YG/V)+ K2・γ
ここで、K1およびK2は車両の状態に応じて変化するヨーレートγおよび横加速度YGの重み付け係数である。
D * = K1 · (YG / V) + K2 · γ
Here, K1 and K2 are weighting coefficients of the yaw rate γ and the lateral acceleration YG that change according to the state of the vehicle.
即ち、回避操作判定手段M5が障害物Oを回避する回避操作の開始を判定すると、横加速度YGの重み付け係数K1(0≦K1≦1)を1に設定し、ヨーレートγの重み付け係数K2(0≦K2≦1)を0に設定する。つまり、障害物Oの回避操作中は、ヨーレートγを無視し、横加速度YGに基づいて実車両運動量D* を算出する。 That is, when the avoidance operation determination means M5 determines the start of the avoidance operation to avoid the obstacle O, the weighting coefficient K1 (0 ≦ K1 ≦ 1) of the lateral acceleration YG is set to 1, and the weighting coefficient K2 (0 of the yaw rate γ) ≦ K2 ≦ 1) is set to 0. That is, during the obstacle O avoiding operation, the yaw rate γ is ignored, and the actual vehicle momentum D * is calculated based on the lateral acceleration YG.
また回避操作が終了して復帰操作判定手段M6が復帰操作の開始を判定すると、横加速度YGの重み付け係数K1を1から0に漸減するとともに、ヨーレートγの重み付け係数K2を0から1に漸増する。つまり、障害物Oの回避後の復帰操作中は、実車両運動量D* が横加速度YGを主体とするものからヨーレートγを主体とするものへと次第に変化する。 When the avoidance operation is finished and the return operation determination means M6 determines the start of the return operation, the weighting coefficient K1 of the lateral acceleration YG is gradually decreased from 1 to 0 and the weighting coefficient K2 of the yaw rate γ is gradually increased from 0 to 1. . That is, during the return operation after avoiding the obstacle O, the actual vehicle momentum D * gradually changes from the one having mainly the lateral acceleration YG to the one having mainly the yaw rate γ.
車両運動制御手段M12は、目標車両運動量設定手段M10が出力する規範ヨーレートと実車両運動量算出手段S11が出力する実車両運動量D* との偏差が0に収束するように、電子制御負圧ブースタ2、油圧制御装置4およびステアリングアクチュエータ18の作動をフィードバック制御する。その際に、回避操作判定手段M15が回避操作を判定してから復帰操作判定手段M16が復帰操作を判定するまでの間、つまり回避操作の期間中は電子制御負圧ブースタ2および油圧制御手段4を作動させて左車輪WFL,WRLの制動力および右車輪WFR,WRRの制動力に差を持たせることにより車両にヨーモーメントを発生させ、また復帰操作判定手段M16が復帰操作を判定した後、つまり復帰操作の期間中はステアリングアクチュエータ18を作動させて左右の前輪WFL,WFRに操舵トルクを付与することにより車両にヨーモーメントを発生させ、これにより修正後の規範ヨーレートと実車両運動量D* との偏差を0に収束させる。
The vehicle motion control means M12 is an electronically controlled
以上のように、回避操作判定手段M5が障害物Oとの衝突を回避するための回避操作をドライバーが行ったと判定すると、電子制御負圧ブースタ2および油圧制御手段4を作動させて左右の車輪の制動力を個別に制御することで、目標横移動距離Dtとオフセット距離Doとの距離差Dt−Doに応じたヨーレートを発生させるので、ドライバーのステアリング操作の過不足(特にステアリング操作の遅れや不足)を補うようにアシストヨーレートを発生させ、障害物Oを確実に回避することができる(図6のa部参照)。また障害物Oの回避が確実になると、距離差Dt−Doの減少に応じてアシストヨーレートを速やかに減少させることで、車両挙動の乱れを最小限に抑えることができる(図6のb部参照)。
As described above, when the avoidance operation determination unit M5 determines that the driver has performed an avoidance operation for avoiding a collision with the obstacle O, the electronically controlled
さて、障害物Oの回避操作においては、回避のためのアシストヨーレートを、パワーステアリング装置17ではなく、主として左右の車輪の制動力を個別に制御して車両のヨーレートを目標車両運動量設定手段M10が出力する規範ヨーレートに一致させるフィードバック制御により発生させる。このとき、前記車両のヨーレートは実車両運動量算出手段M11が出力する実車両運動量D* であり、かつ回避操作中における前記実車両運動量D* は、回避操作判定手段M5が横加速度YGの重み付け係数K1を1に設定し、ヨーレートγの重み付け係数K2を0に設定することにより、実質的に車両の横加速度YGになっている。従って、回避操作中には、車両の横加速度YGに換算されたヨーレートがアシストヨーレートに一致するようにフィードバック制御が行われることになる。
In the avoiding operation of the obstacle O, the target vehicle momentum setting means M10 sets the assist yaw rate for avoiding the yaw rate of the vehicle by controlling the braking force of the left and right wheels individually, not the
ところで、路面摩擦係数が小さい場合に、車両の実ヨーレートγをアシストヨーレートに一致させるべく左右の車輪の制動力を個別に制御すると、その実ヨーレートγがタイヤが路面をグリップした正常な旋回によるヨーレートとして発生せず、タイヤの横滑り角の変化によるヨーレート(車両の自転運動によるヨーレート)として発生してしまい、横滑り角が増加して最終的に車両のスピンに至る可能性がある。 By the way, when the road surface friction coefficient is small, when the braking force of the left and right wheels is individually controlled so that the actual yaw rate γ of the vehicle matches the assist yaw rate, the actual yaw rate γ is obtained as a yaw rate by normal turning when the tire grips the road surface It does not occur, but it occurs as a yaw rate (yaw rate due to vehicle rotation) of the tire due to a change in the skid angle of the tire, and the skid angle may increase and eventually lead to vehicle spin.
それに対し、本実施例では前記フィードバック制御を行う際に、前記実ヨーレートγに代えて、実質的に車両の横加速度YGである実車両運動量D* を採用したことにより、車両の自転運動を抑制して所定の横加速度が発生する正常な旋回を維持し、車両がスピンに至るのを防止することができる。 In contrast, in the present embodiment, when the feedback control is performed, the actual vehicle momentum D *, which is substantially the lateral acceleration YG of the vehicle, is employed instead of the actual yaw rate γ, thereby suppressing the rotation of the vehicle. Thus, it is possible to maintain a normal turn in which a predetermined lateral acceleration occurs and prevent the vehicle from spinning.
そして、復帰操作判定手段M6が障害物Oの回避後の復帰操作処理の開始を判定すると、実車両運動量D* はその横加速度YGの成分が次第に減少してヨーレートγの成分が次第に増加するため、復帰操作が完了したときに実ヨーレートγを規範ヨーレートに一致させる通常のフィードバック制御にスムーズに移行することができる。 When the return operation determination means M6 determines the start of the return operation process after avoiding the obstacle O, the actual vehicle momentum D * has its lateral acceleration YG component gradually decreased and the yaw rate γ component gradually increased. When the return operation is completed, the normal yaw rate γ can be smoothly shifted to the normal feedback control that matches the reference yaw rate.
また復帰操作時には、一般にドライバーがステアリングホイール11を戻す量が過大になって車両挙動を乱す傾向があるが、本実施例では復帰操作時にアシストヨーレートを車輪の制動力ではなく、主としてパワーステアリング装置17のステアリングアクチュエータ18の制御により発生させるので、復帰操作時におけるドライバーの過剰なステアリング戻し操作を抑制して車両挙動の安定を図ることができる(図6のc部参照)。
At the time of the return operation, the amount of the driver returning the
またアシストヨーレート算出手段M8がアシストヨーレートを算出する際に、第2レーダー装置Sg…が自車の側方あるいは自車の後方に他車両を検知すると、その近接度合いに応じてアシストヨーレートを小さくするように補正するので、アシストヨーレートに基づく自動的な回避運動に基づく自車の横移動量を減少させて自車が他車両と接触するのを未然に回避することができる。 When the assist yaw rate calculating means M8 calculates the assist yaw rate, if the second radar device Sg detects another vehicle on the side of the own vehicle or behind the own vehicle, the assist yaw rate is reduced according to the degree of proximity. Thus, the amount of lateral movement of the vehicle based on the automatic avoidance motion based on the assist yaw rate can be reduced to prevent the vehicle from coming into contact with another vehicle.
更に、自車の周囲に近接車両が存在するときに、回避操作判定手段M5がドライバーの衝突回避操作を判定すると、警報手段7を作動させてドライバーに警報を与えるとともに、操作支援装置による回避操作を禁止する。但し、障害物Oを回避した後の操作支援装置による復帰操作は通常どおりに実行する。 Further, when the avoidance operation determination means M5 determines the collision avoidance operation of the driver when there is a nearby vehicle around the host vehicle, the alarm means 7 is activated to give a warning to the driver, and the avoidance operation by the operation support device Is prohibited. However, the return operation by the operation support apparatus after avoiding the obstacle O is executed as usual.
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。 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.
例えば、実施例では実車両運動量算出手段M11がヨーレートγおよび横加速度YGに基づいて実車両運動量D* を算出しているが、ヨーレートγだけに基づいて実車両運動量D* を算出しても良い。 For example, in the embodiment, the actual vehicle momentum calculating means M11 calculates the actual vehicle momentum D * based on the yaw rate γ and the lateral acceleration YG. However, the actual vehicle momentum D * may be calculated based only on the yaw rate γ. Yes.
M5 回避操作判定手段
M8 アシストヨーレート算出手段(回避運動量算出手段)
M12 車両運動制御手段
O 障害物
Sa 第1レーダー装置(障害物検知手段)
Sg 第2レーダー装置(近接車両検知手段)
M5 avoidance operation determination means M8 assist yaw rate calculation means (avoidance exercise amount calculation means)
M12 Vehicle motion control means O Obstacle Sa First radar device (obstacle detection means)
Sg Second radar device (proximity vehicle detection means)
Claims (1)
自車前方の障害物(O)を検知する障害物検知手段(Sa)と、
ドライバーによる障害物(O)の回避操作の開始を判定する回避操作判定手段(M5)と、
前記回避操作後の前記復帰操作の開始を判定する復帰操作判定手段(M6)と、
障害物検知手段(Sa)の出力に基づいて障害物(O)を回避するのに必要な回避運動量を算出する回避運動量算出手段(M8)と、
回避運動量算出手段(M8)で算出した回避運動量に基づき、前記回避操作時には車両の制動装置(1〜6)を、また前記復帰操作時には車両の操舵装置(10)をそれぞれ使用して車両の横運動を制御する車両運動制御手段(M12)と、
自車の側方あるいは自車の後方の近接車両を検知する近接車両検知手段(Sg)とを備え、
近接車両検知手段(Sg)が近接車両を検知したとき、回避運動量算出手段(M8)は回避運動量を減少させることを特徴とする車両操作支援装置。 Vehicle is a vehicle operation support apparatus for supporting a work around to avoid the obstacle (O), the return operation and the vehicle after avoidance operation is returned to the original path,
Obstacle detection means (Sa) for detecting an obstacle (O) in front of the vehicle;
Avoidance operation determination means (M5) for determining the start of an obstacle avoidance operation by the driver (O),
Return operation determination means (M6) for determining the start of the return operation after the avoidance operation;
Avoidance exercise amount calculation means (M8) for calculating an avoidance exercise amount necessary for avoiding the obstacle (O) based on the output of the obstacle detection means (Sa);
Avoidance based-out to avoid exercise amount calculated in the motion amount calculating means (M8), the avoidance when operating the braking device of the vehicle (1-6), also the return at the time of operation by using a steering device of the vehicle (10) respectively the vehicle Vehicle movement control means (M12) for controlling the lateral movement of the vehicle,
Proximity vehicle detection means (Sg) for detecting a proximity vehicle on the side of the vehicle or behind the vehicle,
The vehicle operation support device, wherein when the proximity vehicle detection means (Sg) detects a proximity vehicle, the avoidance exercise amount calculation means (M8) decreases the avoidance exercise amount.
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