JP4811089B2 - 車両の横転危険度判定装置 - Google Patents

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Description

本発明は車両の横転危険度判定装置に関し、特に走行中の車両のロール角及びロール角速度に基づいて、車両の横転危険度を判定する装置に関するものである。
走行中の車両のロール角及びロール角速度に基づいて車両の横転危険度を判定する技術としては、以下のような従来例が知られている。
従来例[1]：
車両のロール角速度とロール角の二次元マップ上に横転領域と非横転領域とを区分するロールオーバー（横転）発生判定しきい線を設定し、ロール角速度検出値とロール角検出値とにより決まる二次元マップ上の位置により車両のロールオーバー発生の可能性の有無を判定する際に、車輪の空気圧を検出し、空気圧検出値に応じてロールオーバー発生判定しきい線を移動することにより、車両のロールオーバー発生の可能性を正確に検出するもの(例えば、特許文献1参照。)。
従来例[2]：
車両のロール角及びロール角速度をパラメータとする二次元マップ上に閾値ラインを設定し、車両の実際のロール角及びロール角速度の履歴ラインが前記閾値ラインを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あると判定する車両の横転判定方法において、前記二次元マップはロール角の正負及びロール角速度の正負を組合わせた４つの象限を備えており、前記履歴ラインが少なくとも3つの象限に跨り、かつ前記履歴ラインの原点からの距離が増加するときに前記閾値ラインを原点側に移動させることにより、車両が横転する可能性の有無の判定精度を向上させたもの(例えば、特許文献2参照。)。
図8は、横転の可能性を判定するための二次元マップの一例を示したものであり、上記の従来例[1]及び[2]においても同図と同様な二次元マップが使用されている。以下、図8を用いて、二次元マップを使用した横転の可能性の判定方法について説明する。
同図のX軸はロール角を示し、Y軸はロール角速度を示しており、図示の如く左横転危険領域R2L及び右横転危険領域R2R(以下、符号R2で総称することがある。)と、これらの横転危険領域R2L及びR2Rに挟まれた安定領域R1とが、2本の境界線T1及びT2によって区分されている。なお、同図は左向きを正としている。
同図において、実線で示される軌跡Pは車両が横転しない場合を示したものであり、一点鎖線で示される軌跡Qは車両が横転する場合を示したものである。
このような二次元マップにおいて、軌跡Qのようにロール角とロール角速度の軌跡が境界線T1を安定領域R1から横転危険領域R2Lに向けて横切ったときに横転の危険があると判断される。
一方、ロール角速度及びロール角が共に小さく、軌跡Pのように常に同図の安定領域R1内であれば、横転する可能性は低いと判定される。
さらに、判定用の境界線T1及びT2の設定の仕方によって判定タイミングを調整することも可能である。
車両の横転限界は、積荷重心高によって変化するが、上記の従来例[1]及び[2]の如く車両のロール角速度とロール角の二次元マップを用いる場合、車両の走行に対応したその時々のロール角とロール角速度に基づき車両の横転の可能性を判断するため、積荷重心高にかかわらず正確な判定が可能となっている。
なお、二次元マップについて、例えば、上記の従来例[1]では、第2・第4象限については、ロール角の方向と逆方向のロール角速度が発生している場合は車両の横転が発生しないとして横転危険領域を設定していないが、ロール角がある程度大きな場合にはロール角速度の極性が異なっていても横転の危険性が無くなる訳ではないため、図8に示す如く第2・第4象限についても横転危険領域を定めても構わない。
従来例[3]：
一方、他の車両の横転を防止する技術としては、車両のロール状態に応じて制動制御を行うことにより、3段階の目標減速度を設定し横転を抑制するものがある(例えば、特許文献3参照。)。
特開平7-164985号公報 特開2001-71845号公報 特開平11-11271号公報
上記の従来例[1]及び[2]はいずれも、車両のロール角速度とロール角の二次元マップ上に横転危険領域と安定領域とを設定し、これらの領域を区分する境界線を適切に移動することにより、車両の横転の危険性の有無を判定するものである。
しかしながら、従来例[1]及び[2]では、横転の危険性があると判定しても、横転の危険性がどの程度高いかを示す横転危険度は考慮されていなかった。
このような従来技術を用い、車両状態に応じた適切な横転危険度を求めようとする場合、上記の二次元マップ上に、複数段の危険状態に対応して危険領域を複数段設けることが考えられる。しかしながら、この場合、危険度をより細かく判定するには危険状態の段階を増やす必要があり、領域数を増やす必要があるが、領域数の増大に伴って大きな記憶容量が必要となることから、現実的でない。
一方、従来例[3]は、車両の横転を防止するに当り、3段階の危険度レベルを設定し、各レベルに基づき3段階の目標減速度を設定して減速制御を行っている。
この場合、3段階の危険度レベルとは、車両の重心高の如何を問わず横転（ロールオーバ）には至らないレベル、車両の重心高によってはロールオーバになり得るレベル、車両の重心高に拘らずロールオーバになり得るレベルの3段階であり、段階的な制御は可能であるが、重心高に拘らず車両の走行状態に対応して連続的に変化する横転危険度を求めて連続的な制御を行ってはいなかった。
従って、本発明は、大きな記憶容量を必要とすることなく、車両状態に応じて連続的に横転危険度を判定することが可能な車両の横転危険度判定装置を提供することを目的とする。
[1]上記の目的を達成するため、本発明に係る車両の横転危険度判定装置は、車両のロール角を検出するロール角検出部と、車両のロール角速度を検出するロール角速度検出部と、車両のロール角と車両のロール角速度の関係を示す二次元マップ上に設定した横転危険領域と安定領域とを区分する境界線から、該ロール角と該ロール角速度によって該二次元マップ上において特定される点までの距離を算出し、該点が、該境界線に対して該横転危険領域側に在るか又は該安定領域側に在るかに応じた極性を該距離に付して出力する距離算出部と、該極性を付した距離に基づき横転危険度を算出して出力する横転危険度出力部と、を備え、該二次元マップは、安定領域と右横転及び左横転にそれぞれ対応した横転危険領域とを持つと共に該安定領域と右横転に対応した横転危険領域とを区別する境界線と、該安定領域と左横転に対応した横転危険領域とを区別する境界線とを有し、該距離算出部は、ロール角及びロール角速度によって二次元マップ上に特定される点から複数ある境界線までの距離をそれぞれ算出し、該横転危険度出力部は、複数ある境界線までの距離の内いずれか一つのみが横転危険領域側を示す極性であるとき、該横転危険領域側を示す極性を付した距離に基づき横転危険度を算出して出力することを特徴とする。
すなわち、本発明では、図1に示すような二次元マップを用いて、車両の横転の危険性の有無及び横転危険度を求める。
図1におけるX軸はロール角を示し、Y軸はロール角速度を示しており、車両のロール角と車両のロール角速度の関係を示す二次元マップ上に設定した横転危険領域と安定領域とを区分する境界線の例として、図示の如く左横転危険領域R2L及び右横転危険領域R2Rと、これらの横転危険領域R2L及びR2Rに挟まれた安定領域R1とが、2本の境界線T1及びT2によって区分されている。
以下、左横転の場合を例として説明すると、本発明においては、距離算出部が、境界線T1から、ロール角検出部によって検出された車両のロール角とロール角速度検出部によって検出された車両のロール角速度によって該二次元マップ上において特定される点Sまでの距離L1を算出し、該二次元マップ上において特定される点Sが境界線T1に対して該横転危険領域側に在るか又は該安定領域側に在るかに応じた極性を付した該距離L1を出力する。
この場合、例えば、境界線を基準に横転危険領域側に点Sが位置するときの距離を正、安定領域側に点Sが位置するときの距離を負と定めた場合、境界線T1が基準であれば左横転危険領域R2L側の距離が正となり、境界線T2が基準であれば右横転危険領域R2R側の距離が正となり、いずれの場合も、安定領域R1側の距離が負である。従って、図示の例の点Sは境界線T1に対して左横転危険領域R2L側に位置しているので、距離算出部は、正の値の距離L1を出力する。
さらに、横転危険度出力部が、正の値の距離L1に基づき横転危険度を算出して出力する。
従って、図示の例では、距離L1の極性が正であることから、車両が左に横転する危険性が有り、この場合の横転危険度が距離L1に基づき算出されて出力される。
このように、距離L1に基づき横転危険性の尺度である横転危険度を算出するため、大きな記憶容量を必要とすることなく、車両状態に応じて連続的に横転危険度を判定することが可能となる。
[2]また、上記[1]において、該二次元マップ上に左横転及び右横転にそれぞれ対応した該横転危険領域と該横転危険領域に挟まれた安定領域とを区分する2本の境界線が設定されており、該距離の極性に基づき該車両が横転する危険性の有無を判定する横転危険判定部をさらに備え、該距離算出部が、該2本の境界線の双方からの該距離を同時に算出し、それぞれ第１及び第２の距離として出力するとき、該横転危険判定部は、該第１及び第２の距離のいずれか一方のみが該横転危険領域側を示す極性であるとき該危険性が有ると判定し、該横転危険度出力部は、該横転危険領域側に対応した極性を示す該第１又は第２の距離に基づき該横転危険度を算出してもよい。
すなわち、該距離算出部は該2本の境界線T1及びT2の双方からの距離L1及びL2を同時に算出し、この場合、横転危険判定部は、該距離算出部によって算出された第１及び第２の距離のいずれか一方のみが該横転危険領域側を示す極性を有するとき該危険性が有ると判定し、該横転危険度出力部は、該横転危険領域側に対応した極性を示す該第１又は第２の距離に基づき該横転危険度を算出する。
図示の例では、距離L1の極性が正であり、距離L2の極性が負であるため、距離L1のみが該横転危険領域側を示す極性を有することになり、該横転危険度は距離L1に基づき算出される。
これは、通常、左右両側への横転危険性が同時に成立することがないため、第１及び第２の距離が共に該横転危険領域側に対応した極性を示す場合を除外し、いずれか一方の距離のみが該横転危険領域側に対応した極性を示す場合に限り該横転危険度を求めるものである。
[3]また、上記[2]において、該第１及び第２の距離がいずれも該横転危険領域側に対応した極性を示すとき、システム異常が発生したと判定する該横転危険判定部の判定結果に基づいてエラーフラグを記録するエラーフラグ記録部をさらに備えてもよい。
すなわち、上述の如く、通常、左右両側への横転危険性が同時に成立することがないため、該横転危険判定部は、該第１及び第２の距離がいずれも該横転危険領域側に対応した極性を示すとき、システム異常が発生したと判定し、この判定結果に基づいてエラーフラグ記録部がエラーフラグを記録する。
これにより、システム異常の検出が可能となり、例えばシステム管理者等が容易にシステム異常を把握することが可能となる。
[4]また、本発明に係る横転危険度判定装置は、車両のロール角を検出するロール角検出部と、車両のロール角速度を検出するロール角速度検出部と、車両のロール角と車両のロール角速度の関係を示す二次元マップ上に設定した横転危険領域と安定領域とを区分する境界線から、該ロール角と該ロール角速度によって該二次元マップ上において特定される点までの距離を算出し、該点が、該境界線に対して該横転危険領域側に在るか又は該安定領域側に在るかに応じた極性を該距離に付して出力する距離算出部と、該極性を付した距離に基づき横転危険度を算出して出力する横転危険度出力部と、を備え、該横転危険度出力部が、該極性を付した距離から、該二次元マップ上において特定される点の該境界線に対する移動速度を算出する移動速度算出部と、該極性を付した距離及び該移動速度から、該点が該安定領域から遠ざかって該横転危険領域へ進入する危険度を算出し、これを該横転危険度として該横転危険度出力部に与える進入危険度算出部と、を含むようにしてもよい。
すなわち、移動速度算出部は、図1に示す例えば正の極性を付した距離L1から、二次元マップ上において特定される点Sの境界線T1に対する移動速度V1を算出する。
ここで、この移動速度V1の極性は、図示の如く距離L1と同一(正)の極性を示す。また、その大きさは、例えば、点Sが、原点から同図に実線で示す軌跡Pを描いて安定領域R1から遠ざかって左横転危険領域R2Lへ進入した場合(すなわち、ロール角速度の変化が小さくゆっくりと進入した場合)や、同図に一点鎖線で示す軌跡Qを描いて左横転危険領域R2Lへ進入した場合(すなわち、ロール角速度が急激に増大して進入した場合)がある。
従って、軌跡P又はQを描いて左横転危険領域R2Lへ進入したとき、点Sは、次の瞬間、さらに安定領域R1から遠ざかって左横転危険領域R2L内を急速に進入する可能性(すなわち、急速に車両の横転危険性が高くなる可能性)がある。
このため、進入危険度算出部は、距離L1に加えて移動速度V1を重み付けして点Sが安定領域R1から遠ざかって左横転危険領域R2Lへ進入する危険度(進入危険度)を算出し、これを該横転危険度として該横転危険度出力部に与える。
これにより、上記のように急激にロール角速度が増大し、車両が横転するまでに時間的余裕が無いような場合であっても、迅速に横転危険度を判定することが可能である。
[5]また、上記[4]において、該進入危険度算出部が、該距離の極性及び大きさを第１の定数を掛けることにより重み付けした値と、該移動速度の極性及び大きさを第２の定数を掛けることにより重み付けした値との和を該進入危険度として算出するようにしてもよい。
この第１の定数及び第２の定数は、車両のロール特性等に応じて適宜変更することができる。例えば、該該第２の定数を大きな値に設定した場合には、移動速度に付す重みをより大きくすることができるため、上述したようなロール角速度の増大に伴う横転危険度をより迅速に判定することが可能となる。
[6]また、上記[4]において、該横転危険度出力部が、該距離又は該進入危険度が該横転危険領域側に対応した極性を示すとき、該車両が横転する危険性が有ると判定する横転危険判定部をさらに含み、該横転危険度出力部は、該横転危険判定部により該危険性が有ると判定されたとき、該進入危険度を出力するようにしてもよい。
すなわち、該進入危険度の例えば正の極性は、該二次元マップ上において特定される点が該安定領域から遠ざかって該横転危険領域へ進入することに対応し、負の極性は、該点が該横転危険領域へは進入せず該安定領域側に在ることに対応するため、横転危険判定部は、該進入危険度が該横転危険領域側に対応した極性(正の極性)を示すとき、該車両が横転する危険性が有ると判定する。
一方、該進入危険度が該安定領域側に対応した極性(負の極性)を示すとき、該横転危険判定部は、該危険性が有ると判定しない。
なお、上記[1]に記述したとおり、該距離の極性に基づき該危険性の有無を判定した場合も、上記と同様の判定結果を得ることができる。
これにより、該横転危険度出力部は、該横転危険判定部により該危険性が有ると判定された場合に限り、該進入危険度を出力することが可能である。
[7]また、上記[6]において、該二次元マップ上に、複数の該横転危険領域を互いに離隔して形成するための境界線が設定されており、該距離算出部が、該境界線の各々からの距離をそれぞれ算出して出力するとき、該移動速度算出部が、該距離の各々から移動速度をそれぞれ算出し、該進入危険度算出部が、該距離及び該移動速度の各々に基づき該点が該安定領域から遠ざかって該横転危険領域の各々へ進入する危険度をそれぞれ算出すると共に、該算出された進入危険度の内で最大の進入危険度を選択し、該横転危険判定部は、該最大進入危険度が該横転危険領域側に対応した極性を示すとき該危険性が有ると判定し、該横転危険度出力部は、該最大進入危険度を出力するようにしてもよい。
すなわち、例えば、図1に示す如く二次元マップ上に、左横転危険領域R2L及び右横転危険領域R2Rを互いに離隔して形成する境界線T1及びT2が設定されている場合(横転危険領域が3つ以上設定される場合や境界線が平行でない又は直線でない場合等についても、以下の説明は同様に適用される。)、該距離算出部は、境界線T1及びT2の各々からの距離L1及びL2をそれぞれ算出する。
この場合、該移動速度算出部は、同図に示すように、距離L1及びL2の各々から移動速度V1及びV2をそれぞれ算出する。
そして、該進入危険度算出部は、距離L1及びL2並びに移動速度V1及びV2の各々に基づき点Sが安定領域R1から遠ざかって左横転危険領域R2L及び右横転危険領域R2Rの各々へ進入する危険度をそれぞれ算出すると共に、該算出された進入危険度の内で最大の進入危険度(最大進入危険度)を選択する。
図示の例では、距離L1及びその移動速度V1が共に正の極性を有し、距離L2及びその移動速度V2が共に負の極性を有するため、距離L1及び移動速度V1に基づき算出された進入危険度が左横転危険領域R2L側に対応した極性(正の極性)を示し、距離L2及び移動速度V2に基づき算出された進入危険度が安定領域R1に対応した極性(負の極性)を示す。従って、距離L1及び移動速度V1に基づき算出された進入危険度が最大進入危険度として選択される。
ここで、最大進入危険度を選択するのは、最も横転危険領域への進入危険度が高い(すなわち、最も車両が横転する危険性が高い)ものを特定するためである。
該横転危険判定部は、この最大進入危険度が横転危険領域R2(R2L又はR2R)側に対応した極性(正の極性)を示すため、上記[6]で述べたように該危険性が有ると判定し、該横転危険度出力部は、該最大進入危険度を出力する。一方、該最大進入危険度が安定領域R1側に対応した極性(負の極性)を示す場合、該横転危険判定部は、上記[6]で述べたように該危険性が有ると判定しない。
このように、複数の横転危険領域及び境界線が設定される場合であっても、迅速に横転危険度を判定することが可能となる。
[8]また、上記[1]〜[7]のいずれか一つにおいて、該横転危険度に基づき、目標減速度を算出し出力する目標減速度算出部と、該目標減速度に応じて、車両の減速制御を行うブレーキコントローラと、をさらに備えてもよい。
すなわち、目標減速度算出部は、該横転危険度出力部が出力した該横転危険度に基づき、該横転危険度を低下させるために必要な目標減速度を算出し、ブレーキコントローラが該目標減速度算出部から出力された該目標減速度に応じて、車両の減速制御を行う。
このように、車両の状況に応じて段階的ではなく連続的に変化する横転危険度に応じてブレーキ制御を行うため、車両の状況に即した制動が可能となる。
本発明によれば、大きな記憶容量を必要とすることなく、車両の横転危険性の有無及び連続的に変化する横転危険度を判定することができる。従って、本発明を警報や制動に適用すれば、横転危険度の大きさに応じたレベルの警報や制動を行なうことが可能となる。
また、車両のロール角及びロール角速度が安定領域から遠ざかって横転危険領域へ進入する危険度に基づき車両の横転危険性を判定するようにしたので、急激にロール角速度が増大し、車両が横転するまでに時間的余裕が無いような場合であっても、迅速に横転危険度を判定することが可能となる。
本発明の実施例[1]及び[2]を、図1〜7を参照して以下に説明する。
実施例[1]：図1,2〜4
図2は、本発明に係る車両の横転危険度判定装置の構成の一実施例を示したものである。同図においては、説明の便宜上車両11の外部に横転危険度判定装置20が示されているが、横転危険度判定装置20は車両11の制御系の一部を成すものであっても良い。
また、同図においては、車両11のロール角及びロール角速度を検出するロール角・ロール角速度検出部12及び車両11のブレーキ制御を行うブレーキコントローラ13が横転危険度判定装置20の外部に示されているが、いずれも横転危険度判定装置20の内部に含まれていても良い。
横転危険度判定装置20は、ロール角・ロール角速度検出部12及びブレーキ・コントローラ13の他、図示の如く、距離算出部21と、横転危険判定部22と、横転危険度出力部23と、目標減速度算出部24と、及びエラー記録部25とで構成されている。
図3は、図2に示した横転危険度判定装置20の動作フローを示したものであり、上記の各構成要素の機能をこの動作フローに沿って以下に説明する。
まず、ステップS1では、ロール角・ロール角速度検出部12が、ロール角(X1)及びロール角速度(Y1)を検出する。
ここで、ロール角・ロール角速度検出部12は、車両11の走行に応じて随時ロール角及びロール角速度を検知するセンサ、又は所定のセンサから得られた数値に基づきロール角及びロール角速度をそれぞれ算出するもの等、既知の種々のロール角・ロール角速度取得手段を用いることが出来る。
なお、ロール角・ロール角速度検出部12は、当然、ロール角検出部とロール角速度検出部に分かれていてもよい。
次に、ステップS2では、距離算出部21が、二次元マップ（図1参照）における境界線T1及びT2からロール角・ロール角速度検出部12によって検出されたロール角(X1)及びロール角速度(Y1)によって特定される点S(X1,Y1)までのそれぞれの距離L1及びL2を以下の式(1)及び(2)に従って求め、これを出力する。
Figure 0004811089
Figure 0004811089
 但し、図1に示す如く、A1及びB1は境界線T1のX軸切片及びY軸切片であり、A2及びB2は境界線T2のX軸切片及びY軸切片である。
ここで、本実施例においては、境界線T1を基準に左横転危険領域R2L側及び境界線T2を基準に右横転危険領域R2R側を正とし、いずれの場合も、安定領域R1側を負と定めるものとすると、距離L1及びL2の組合わせは以下の通りである。
(1)L1≦0かつL2≦0の場合、横転の危険性無し。
(2)L1＞0かつL2≦0の場合、左に横転の危険性有り。
(3)L1≦0かつL2＞0の場合、右に横転の危険有り。
(4)L1＞0かつL2＞0の場合、システム・エラー。
従って、ステップS3〜S5においては、横転危険判定部22が、距離算出部21から出力された距離L1及びL2に基づき判定を行う。
すなわち、ステップS3においてL1≦0かつL2≦0である場合、横転の危険性無し（安全領域R1内）と判定し、何ら制御を行わない（ステップS6）。
ステップS4においてL1＞0かつL2≦0である場合、左横転危険領域R2L内であると判定し、横転危険度出力部23が左横転の横転危険度H=L1を求める（同S7）。
また、ステップS5においてL1≦0かつL2＞0である場合、右横転危険領域R2R内であると判定し、横転危険度出力部23が右横転の横転危険度H=L2を求める（同S8）。
このように、本実施例では左横転の危険がある場合には距離L1を、右横転の危険がある場合には距離L2をそのまま横転危険度Hの値として採用する。
ステップS9では、ステップS7又はS8で求めた横転危険度Hに基づき、目標減速度算出部24が車両の横転を防止するために必要な目標減速度Gtargetを求める。なお、本実施例では目標減速度Gtarget＝K・Hとし、横転危険度Hに係数Kを乗じて目標減速度Gtargetを求めているが、目標減速度Gtargetの算出方法はこれに限られるものではなく、目標減速度Gtargetは、横転危険度Hの増減に応じて変化するものであればよい。横転危険度Hに比例するもの以外には、例えば、横転危険度Hの２乗に比例するもの、横転危険度Hの平方根に比例するもの等、横転危険度Hのn（n＞0）乗に比例するもの等が考えられる。あるいは、図4に示すような横転危険度Hに対するマップを用いて目標減速度Gtargetを決めてもよい。
ステップS10では、ステップS9で算出された目標減速度Gtargetのとなるように、ブレーキコントローラ13が各車輪に必要なブレーキ圧を演算してブレーキ制御を行う。
ブレーキコントローラ13による制御可能なブレーキとしては、車両11の各車輪のブレーキ、リターダ等の補助ブレーキ、排気ブレーキ、エンジンブレーキ等が考えられるが、リターダや排気ブレーキは横転の危険性有りと判定した場合にONとなるように制御すれば足りるが、制動力の強さを横転危険度Hに応じて制御できることから、各車輪のブレーキを制御するのが望ましい。
ステップS11では、上記のステップS5でL1＞0かつL2＞0である場合に、横転危険判定部22によるシステム・エラーの判定に基づき、エラー記録部25がエラーフラグを記録する。
実施例[2]：図1,5〜7
図5に示す横転危険度判定装置20は、上記の実施例[1]の構成に加えて、横転危険度出力部23が、移動速度算出部231と、進入危険度算出部232と、上記の実施例[1]で設けた横転危険判定部22の代わりの横転危険判定部233とを含むよう構成されており、上記の実施例[1]とは異なり、エラー記録部25を備えていない。
図6は、図5に示した横転危険度判定装置20の動作フローを示したものであり、上記の各構成要素の機能をこの動作フローに沿って以下に説明する。
まず、上記の実施例[1]と同様に、ロール角・ロール角速度検出部12は、ロール角(X1)及びロール角速度(Y1)を検出し(ステップS1)、距離算出部21は、二次元マップ（図1参照）における境界線T1及びT2からロール角・ロール角速度検出部12によって検出されたロール角(X1)及びロール角速度(Y1)によって特定される点S(X1,Y1)までのそれぞれの距離L1及びL2を算出し、これを横転危険度出力部23に与える(ステップS2)。
なお、本実施例においても上記の実施例[1]と同様、境界線T1に対する左横転危険領域R2L側及び境界線T2に対する右横転危険領域R2R側の距離を正とし、いずれの場合も、安定領域R1側の距離を負と定めるものとする。従って、図1の点Sの場合、上述した距離L1には正の極性が付され、距離L2には負の極性が付されることになる。
そして、横転危険度出力部23内の移動速度算出部231は、正の極性を付した距離L1から、二次元マップ上において特定される点Sの境界線T1に対する移動速度V1を以下の式(3)に従って算出し、また、距離L2から、点Sの境界線T2に対する移動速度V2を以下の式(4)に従って算出する(ステップS12)。
Figure 0004811089
Figure 0004811089
 ここで、移動速度V1及びV2の極性は、図示の如く距離L1及びL2と同一の極性(すなわち、それぞれ正及び負の極性)を示す。
そして、進入危険度算出部232は、距離L1の極性及び大きさl1を定数p(＞0)を掛けることにより重み付けした値と、移動速度V1の極性及び大きさv1を定数q(＞0)を掛けることにより重み付けした値との和を、点Sの左横転危険領域R2Lへの進入危険度D1として算出する(式(5)参照)。また、進入危険度算出部232は、同様に、距離L2及び移動速度V2を重み付けして和を取り、点Sの右横転危険領域R2Rへの進入危険度D2を算出する(式(6)参照)(ステップS13)。
Figure 0004811089
Figure 0004811089
 本実施例においては、定数(係数)p及びqを共に正の値とするため、算出される進入危険度D1並びにD2の極性は、距離L1(及び移動速度V1)の極性、並びに距離L2(及び移動速度V2)の極性とそれぞれ同一となる。
なお、進入危険度は、上記の重み付けにより距離及び移動速度の極性及び大きさのみを持ったものとして算出されるため、距離及び移動速度の単位は介在しない。
また、式(5)及び(6)に示したように、進入危険度D1及びD2の算出において同一の定数p及びqを用いたが、車両のロール特性(例えば、右ロールと左ロールでその特性が異なる場合)等に応じて算出する進入危険度毎に異なる定数を用いることもできる。
そして、進入危険度算出部232は、算出した進入危険度D1及びD2の内から、極性を含めた最大進入危険度Dmaxを式(7)に従って選択する(ステップS14)。
Figure 0004811089
 この例では、距離L1及びその移動速度V1が共に正の極性を有し、距離L2及びその移動速度V2が共に負の極性を有するため、進入危険度D1が正の極性を示し、進入危険度D2が負の極性を示す。従って、進入危険度D1が最大進入危険度Dmaxとして選択されることになる。
進入危険度算出部232は、この最大進入危険度Dmaxを横転危険度Hとして横転危険判定部233に与える(ステップS15)。
横転危険判定部233は、この横転危険度Hが負の極性を示す時、横転の危険性無し(安全領域R1内)と判定する(ステップS16)。従って、横転危険度出力部23は出力を行わず、上記の実施例[1]と同様に何ら制御が行われない(ステップS6)。
なお、本実施例では、横転危険判定部233が、横転危険度(すなわち、進入危険度)の極性に基づき横転の危険性を判定しているが、上記の実施例[1]と同様、距離の極性に基づき横転の危険性を判定することもできる。
一方、上記のステップS16において、横転危険度Hが正の極性を示す時、横転危険判定部233は、横転の危険性有り(横転危険領域R2(R2L又はR2R)内)と判定する。従って、横転危険度出力部23は、横転危険度Hを出力する。
これを受けた目標減速度算出部24は、上記の実施例[1]と同様にして目標減速度Gtargetを求めてブレーキコントローラ13に与え(ステップS9)、ブレーキコントローラ13が各車輪に必要なブレーキ圧を演算してブレーキ制御を行う(ステップS10)。
上記の説明においては、図1の二次元マップに示す如く、互いに平行な2つの境界線T1及びT2が2つの横転危険領域R2L及びR2Rを隔離して形成する場合を例にとってその動作を説明したので、これ以外の二次元マップ例(図7(1)〜(4))及びそれに対応する動作例を以下に説明する。
(1) 境界線が折れ線の場合：図7(1)
図7(1)に示す二次元マップ上には、左横転危険領域R2L及び右横転危険領域R2Rを隔離して形成する折れ線の境界線T1及びT2が設定されている。ここで、ロール角(X)及びロール角速度(Y)で二次元マップ上に特定される点S(X1,Y1)は、例えば左横転危険領域R2L内に在るものとする。
なお、この二次元マップ例及び後述する二次元マップ例(2)〜(4)においては、上記と同様、境界線に対する横転危険領域側の距離、移動速度、及び進入危険度を正とし、安定領域側の距離、移動速度、及び進入危険度を負と定めるものとする。
移動速度算出部231は、距離算出部21により算出される点Sの境界線T1及びT2の各々からの距離L1(正の極性)及びL2(負の極性)から、点Sの境界線T1に対する移動速度V1(正の極性)及び境界線T2に対する移動速度V2(負の極性)をそれぞれ算出する。
そして、進入危険度算出部232は、上記と同様にして点Sの左横転危険領域R2Lへの進入危険度D1(正の極性)及び右横転危険領域R2Rへの進入危険度D2(負の極性)をそれぞれ算出すると共に、進入危険度D1を最大進入危険度Dmaxとして選択し、この最大進入危険度Dmaxを横転危険度Hとして横転危険判定部233に与える。
今、この横転危険度Hは正の極性を示しているため、横転危険判定部233は、横転の危険性有りと判定することができる。
(2) 境界線が曲線の場合：図7(2)
図7(2)に示す二次元マップ上には、左横転危険領域R2L及び右横転危険領域R2Rを隔離して形成する曲線の境界線T1及びT2が設定されている。ここで、ロール角(X)及びロール角速度(Y)で二次元マップ上に特定される点S(X1,Y1)は、上記の二次元マップ例(1)の場合と同様、左横転危険領域R2L内に在るものとする。
この場合、移動速度算出部231は、上記の二次元マップ例(1)の場合と同様、点Sの境界線T1及びT2の各々からの距離L1(正の極性)及びL2(負の極性)から、移動速度V1(正の極性)及び移動速度V2(負の極性)をそれぞれ算出する。
そして、進入危険度算出部232は、上記二次元マップ例(1)の場合と同様にして進入危険度D1(正の極性)及び進入危険度D2(負の極性)をそれぞれ算出すると共に、進入危険度D1を最大進入危険度Dmaxとして選択し、この最大進入危険度Dmaxを横転危険度Hとして横転危険判定部233に与える。
これにより、横転危険判定部233は、上記の二次元マップ例(1)の場合と同様にして横転の危険性を判定することができる。
(3) 横転危険領域が3つ以上設定される場合：図7(3)
図7(3)に示す二次元マップ上には、4つの境界線T1_1及びT1_2、並びにT2_1及びT2_2により隔離して形成される4つの横転危険領域(左横転危険領域R2L_1及びR2L_2、並びに右横転危険領域R2R_1及びR2R_2)が設定されている。ここで、ロール角(X)及びロール角速度(Y)で二次元マップ上に特定される点S(X1, Y1)は、例えば左横転危険領域R2L_1内に在るものとする。
この場合、移動速度算出部231は、点Sの各境界線からの距離L1_1(正の極性)、並びにL1_2、L2_1、及びL2_2(共に負の極性)から、移動速度V1_1(正の極性)、並びにV1_2、V2_1、及びV2_2(共に負の極性)をそれぞれ算出する。
そして、進入危険度算出部232は、点Sの各横転危険領域への進入危険度D1_1(正の極性)、並びにD1_2、D2_1、及びD2_2(共に負の極性)をそれぞれ算出すると共に、進入危険度D1_1を最大進入危険度Dmaxとして選択し、この最大進入危険度Dmaxを横転危険度Hとして横転危険判定部233に与える。
これにより、横転危険判定部233は、上記の二次元マップ例(1)及び(2)の場合と同様にして横転の危険性を判定することができる。
(4) 横転危険領域が1つだけ設定される場合：図7(4)
図7(4)に示す二次元マップ上には、1つの横転危険領域R2を隔離して形成する1つの境界線T1が設定されている。ここで、ロール角(X)及びロール角速度(Y)で二次元マップ上に特定される点S(X1,Y1)は、例えば横転危険領域R2の第1象限側に在るものとする。
この場合、移動速度算出部231は、点Sの境界線T1からの距離L1(正の極性)から、移動速度V1(正の極性)を算出する。
そして、進入危険度算出部232は、点Sの左横転危険領域R2Lへの進入危険度D1(正の極性)を算出する。今、進入危険度は1つだけしか算出されないため、進入危険度D1が、そのまま横転危険度Hとして横転危険判定部233に与えられる。
また、点Sが安定領域R1側に在る場合には、負の極性を示す進入危険度D1が、横転危険度Hとして横転危険判定部233に与えられることになる。
これにより、横転危険判定部233は、上記の二次元マップ例(1)〜(3)の場合と同様にして横転の危険性を判定することができる。
なお、上記実施例によって本発明は限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づき、当業者によって種々の変更が可能なことは明らかである。
例えば、図2に示した横転危険度判定装置20の構成要素の内、横転危険判定部22、エラー記録部25、目標減速度算出部24、及びブレーキ・コントローラ13は、必須ではなく、これらを有していない構成を有する場合には、例えば、図2において実線矢印で示す如く、距離算出部21が算出した距離L1及びL2を横転危険度出力部23に直接与え、横転危険度出力部23が求めた横転危険度Hを外部に出力しても良い。
この場合、図3の動作フローにおいては、距離演算部22がステップS2の処理において距離L1及びL2のいずれか一方のみを算出し、横転危険判定部22が行うステップS3〜S5の判定処理の代わりに、横転危険度出力部23が距離演算部22から出力された距離L1又はL2の極性のみから横転の危険性の有無を判断し、横転の危険性が有る場合には該当する距離L1又はL2を横転危険度Hとして出力するように変更すればよい。
また、ステップS2の処理において距離演算部22が距離L1及びL2を交互に算出するようにすれば、連続して算出された距離L1及びL2を用いてステップS3〜S5の判定処理を行なうことにより、距離L1及びL2を同時に算出する場合と実質的に同様の判定結果が得られる。
また、図6の動作フローでは、ステップS13の処理において進入危険度D1並びにD2を、距離L1及び移動速度V1の線形和(それぞれの極性及び大きさを定数倍することにより重み付けした値の和)、並びに距離L1及び移動速度V1の線形和として算出したが、例えば、これらの線形和にオフセットを付加したものを進入危険度とする、線形和をべき乗したものを進入危険度とする、或いは線形和に対して横転危険度マップを設定し、それを参照して進入危険度とする等の算出方法を用いても良い。
本実施例では、横転危険度Hの大きさに応じたブレーキ制御を行っているが、ブレーキ制御の代わりに、或いはブレーキ制御と共に横転危険度Hの大きさに応じた警報を発するような構成とすることも可能である。
本発明に係る車両の横転危険度判定装置に用いられる二次元マップの一例を示したグラフ図である。 本発明に係る車両の横転危険度判定装置の実施例[1]を示したブロック図である。 本発明に係る車両の横転危険度判定装置の実施例[1]の横転危険度判定処理フローを示したフローチャート図である。 本発明に係る車両の横転危険度判定装置に用いられる横転危険度Hから目標減速度Gtargetを求めるためのマップを示したグラフ図である。 本発明に係る車両の横転危険度判定装置の実施例[2]を示したブロック図である。 本発明に係る車両の横転危険度判定装置の実施例[2]の横転危険度判定処理フローを示したフローチャート図である。 本発明に係る車両の横転危険度判定装置に用いられる二次元マップの他の例を示したグラフ図である。 従来より知られている車両横転危険度判定に用いられる二次元マップを示したグラフ図である。
符号の説明
11 車両
12 ロール角・ロール角速度検出部
13 ブレーキ・コントローラ
20 横転危険度判定装置
21 距離算出部
22, 233 横転危険判定部
23 横転危険度出力部
231 移動速度算出部
232 進入危険度算出部
24 目標減速度算出部
25 エラー記録部
A1, A2 X軸切片
B1, B2 Y軸切片
L1, L2 距離
V1, V1_1〜V1_2, V2, V2_1〜V2_2 移動速度
D1, D1_1〜D1_2, D2, D2_1〜D2_2 進入危険度
Dmax 最大進入危険度
R1 安定領域
R2, R2L, R2L_1〜R2L_2, R2R, R2R_1〜R2R_2 横転危険領域
T1, T1_1〜T1_2, T2, T2_1〜T2_2 境界線
図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (8)

  1. 車両のロール角を検出するロール角検出部と、
    車両のロール角速度を検出するロール角速度検出部と、
    車両のロール角と車両のロール角速度の関係を示す二次元マップ上に設定した横転危険領域と安定領域とを区分する境界線から、該ロール角と該ロール角速度によって該二次元マップ上において特定される点までの距離を算出し、該点が、該境界線に対して該横転危険領域側に在るか又は該安定領域側に在るかに応じた極性を該距離に付して出力する距離算出部と、
    該極性を付した距離に基づき横転危険度を算出して出力する横転危険度出力部と、
    を備え、該二次元マップは、安定領域と右横転及び左横転にそれぞれ対応した横転危険領域とを持つと共に該安定領域と右横転に対応した横転危険領域とを区別する境界線と、該安定領域と左横転に対応した横転危険領域とを区別する境界線とを有し、
    該距離算出部は、ロール角及びロール角速度によって二次元マップ上に特定される点から複数ある境界線までの距離をそれぞれ算出し、
    該横転危険度出力部は、複数ある境界線までの距離の内いずれか一つのみが横転危険領域側を示す極性であるとき、該横転危険領域側を示す極性を付した距離に基づき横転危険度を算出して出力することを特徴とする車両の横転危険度判定装置。
  2. 請求項１において、
    該二次元マップ上に左横転及び右横転にそれぞれ対応した該横転危険領域と該横転危険領域に挟まれた安定領域とを区分する2本の境界線が設定されており、
    該距離の極性に基づき該車両が横転する危険性の有無を判定する横転危険判定部をさらに備え、
    該距離算出部が、該2本の境界線の双方からの該距離を同時に算出し、それぞれ第１及び第２の距離として出力するとき、該横転危険判定部は、該第１及び第２の距離のいずれか一方のみが該横転危険領域側を示す極性であるとき該危険性が有ると判定し、該横転危険度出力部は、該横転危険領域側に対応した極性を示す該第１又は第２の距離に基づき該横転危険度を算出することを特徴とした車両の横転危険度判定装置。
  3. 請求項２において、
    該第１及び第２の距離がいずれも該横転危険領域側に対応した極性を示すとき、システム異常が発生したと判定する該横転危険判定部の判定結果に基づいてエラーフラグを記録するエラーフラグ記録部をさらに備えたことを特徴とする車両の横転危険度判定装置。
  4. 車両のロール角を検出するロール角検出部と、
    車両のロール角速度を検出するロール角速度検出部と、
    車両のロール角と車両のロール角速度の関係を示す二次元マップ上に設定した横転危険領域と安定領域とを区分する境界線から、該ロール角と該ロール角速度によって該二次元マップ上において特定される点までの距離を算出し、該点が、該境界線に対して該横転危険領域側に在るか又は該安定領域側に在るかに応じた極性を該距離に付して出力する距離算出部と、
    該極性を付した距離に基づき横転危険度を算出して出力する横転危険度出力部と、
    を備え、
    該横転危険度出力部が、
    該極性を付した距離から、該二次元マップ上において特定される点の該境界線に対する移動速度を算出する移動速度算出部と、
    該極性を付した距離及び該移動速度から、該点が該安定領域から遠ざかって該横転危険領域へ進入する危険度を算出し、これを該横転危険度として該横転危険度出力部に与える進入危険度算出部と、
    を含むことを特徴とした車両の横転危険度判定装置。
  5. 請求項４において、
    該進入危険度算出部が、該距離の極性及び大きさを第１の定数を掛けることにより重み付けした値と、該移動速度の極性及び大きさを第２の定数を掛けることにより重み付けした値との和を該進入危険度として算出することを特徴とした車両の横転危険度判定装置。
  6. 請求項４において、
    該横転危険度出力部が、
    該距離又は該進入危険度が該横転危険領域側に対応した極性を示すとき、該車両が横転する危険性が有ると判定する横転危険判定部をさらに含み、
    該横転危険度出力部は、該横転危険判定部により該危険性が有ると判定されたとき、該進入危険度を出力することを特徴とした車両の横転危険度判定装置。
  7. 請求項６において、
    該二次元マップ上に、複数の該横転危険領域を互いに離隔して形成するための境界線が設定されており、
    該距離算出部が、該境界線の各々からの距離をそれぞれ算出して出力するとき、該移動速度算出部が、該距離の各々から移動速度をそれぞれ算出し、該進入危険度算出部が、該距離及び該移動速度の各々に基づき該点が該安定領域から遠ざかって該横転危険領域の各々へ進入する危険度をそれぞれ算出すると共に、該算出された進入危険度の内で最大の進入危険度を選択し、該横転危険判定部は、該最大進入危険度が該横転危険領域側に対応した極性を示すとき該危険性が有ると判定し、該横転危険度出力部は、該最大進入危険度を出力することを特徴とした車両の横転危険度判定装置。
  8. 請求項１〜７のいずれか一つにおいて、
    該横転危険度に基づき、目標減速度を算出し出力する目標減速度算出部と、該目標減速度に応じて、車両の減速制御を行うブレーキコントローラと、をさらに備えたことを特徴とする車両の横転危険度判定装置。
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