JPH10138894A - 車両の自動制動制御装置 - Google Patents

車両の自動制動制御装置

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JPH10138894A
JPH10138894A JP30003196A JP30003196A JPH10138894A JP H10138894 A JPH10138894 A JP H10138894A JP 30003196 A JP30003196 A JP 30003196A JP 30003196 A JP30003196 A JP 30003196A JP H10138894 A JPH10138894 A JP H10138894A
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JP
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steering
vehicle
obstacle
control device
wheel
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JP30003196A
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Masami Aga
正己 阿賀
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 運転者が操舵による障害物回避操作を行って
いる際、該回避操作を有効に支援し回避可能な距離の低
減を図る。 【解決手段】 運転者の操舵による障害物回避操作を検
出した場合、該操舵の操作量に基づいて車両の操舵回避
能力を算出し、該操舵回避能力に基づき車両の前進力を
制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両前方の障害物
を検知した場合に、そのときの状況に応じて自動的に制
動をかける車両の自動制動制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、衝突あるいは追突事故を防止する
ために、自車の前方の障害物を検知し、該障害物と自車
との距離が、このままこれ以上近づいては危険と判定さ
れる距離(閾値)を超えて接近したときに、運転者に対
して何らかの警報を発し、あるいは自動制動させる技術
が提案されている。
【0003】例えば、特開平6−298022号公報に
おいては、レーダにより得られる前方の物体(先行車)
との距離(車間距離)、相対速度や自車速に基づいて自
動制動を行う装置が開示されている。より具体的には、
この装置では自車速、車間距離及び相対速度に基づい
て、制動により先行車への追突を防止できる第1の閾値
と、ステリング操作により先行車への追突を防止できる
第2の閾値を算出している。そして、検出された車間距
離が、第1の閾値より小であっても、第2の閾値より大
のときは制動させず、第1及び第2の閾値以下となった
場合に初めて自動制動を行うようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報に記載された装置を含め、従来の自動制動制御装置で
は、前記自動制動を行うための閾値に達する前に運転者
が障害物回避操作を行ったとしても、その操作量が不十
分な場合には自動制動をかけることによって衝突を回避
する必要がある。
【0005】又、例えば、運転者が操舵により障害物回
避操作を行った場合、該操舵回避操作を考慮せず制動力
を自動的にかけたのでは、操舵によって障害物を回避し
得る操舵回避能力を有効に確保することができないとい
う問題が発生することもある。
【0006】即ち、運転者が操舵による障害物回避操作
を行った場合には、該操舵回避操作を考慮して制動制御
する必要がある。
【0007】本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされ
たものであり、運転者が操舵による障害物回避操作を行
っている場合に、該操舵回避能力を十分有効に確保した
上で自動制動をかけ、障害物を確実に回避することので
きる車両の自動制動制御装置を提供することを課題とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、その要旨を図
1に示すように、車両前方の障害物を検知し、自動制動
を行う車両の自動制動制御装置において、運転者の操舵
による障害物回避操作を検出する操舵回避操作検出手段
と、該操舵の操作量に基づき、車両が操舵によって障害
物を回避し得る能力を示す操舵回避能力を算出する操舵
回避能力算出手段と、該操舵回避能力に基づき車両の前
進力を制御する制御手段と、を備えたことにより前記課
題を解決したものである。
【0009】本発明によれば、運転者が急操舵を行う等
の操舵による障害物回避操作を行ったことが検知された
場合に、その操作量に基づいて車両の操舵回避能力を算
出し、該操舵回避能力に応じて車両の前進力を制御する
ようにしたため、操舵回避能力を有効に確保することが
できる。従って、ここまで接近しても衝突を回避するこ
とが可能であるという回避距離が低減され、確実に障害
物を回避することが可能となった。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態の例を詳細に説明する。
【0011】本発明の好ましい実施形態は、前記操舵回
避能力の指標として車輪の発生する横力が採用され、前
記制御手段は車輪の発生する前後力を制動によって制御
することにより車両の前進力を制御することである(請
求項2)。
【0012】運転者が、操舵によって障害物を回避しよ
うとして、ステアリングを切ることにより車輪に横力が
発生する。この横力から、いわゆる摩擦円を利用して、
車輪に発生可能な最大限の制動力を算出して、この制動
力によって車輪の前後力を制御し、車両の前進力を制御
することにより、衝突を回避することが可能な距離を低
減しようというものである。
【0013】この点を、以下図を用いて説明する。
【0014】図2は、車輪Tに働く力と、いわゆる摩擦
円Cとの関係を表わしたものである。運転者の操舵によ
り車輪Tは車体の向きFと操舵角αをなしている。従っ
て、駆動力及び制動力といった前後力の働く車輪の向き
Fwは、車体の向きFと操舵角αだけずれている。車輪
Tに発生する横力Yは車輪に垂直な方向に働く。
【0015】このとき、車輪Tに制動力Bが加えられた
とすると、前記横力Yと制動力Bとの合力R=√(Y2
+B2 )である摩擦力は、車両重量Wと路面摩擦係数μ
との積μWを超えることができない。即ち、次の不等式
(1)が成立つ。
【0016】√(Y2 +B2 )≦μW …(1)
【0017】従って、車輪Tと地面の間に働く、水平面
内のあらゆる力の合力(今の場合、横力Yと制動力Bと
の合力)は、図に表わす半径μWの円内に留まる。この
意味で、μWを最大摩擦力といい、この円Cは摩擦円と
呼ばれる。
【0018】横力Yが図に表わされた大きさのまま一定
であれば、図のBmax が、このとき車輪Tで発生できる
最大の制動力である。この最大制動力Bmax は次の
(2)式で計算できる。
【0019】 Bmax =√{(μW)2 −Y2 } …(2)
【0020】従って、運転者の操舵により車輪Tに横力
Yが発生しているとき、該車輪Tを最大制動力Bmax の
制動力で制動することにより、最も効果的に回避距離を
低減させることができる。
【0021】車両重量Wが決った値であり、路面摩擦係
数μと横力Yを検出できれば、上記(2)式によって最
大制動力Bmax を算出することができる。
【0022】路面摩擦係数μは、例えば2輪駆動車の場
合なら、駆動輪と被駆動輪の車輪速を比較することによ
って求めることができる。
【0023】又、前輪が操舵角αで切られたとき、それ
ぞれ前輪、後輪に発生する横力Yf、Yrは理論的に次
の(3)、(4)式で求められることが知られている。
【0024】 Yf={(2mKfKr)/Δ} [(IV/2Kr)S2 +{(Lr2 +(I/m)}S+VLr]α …(3) Yr={(2mKfKr)/Δ} [{LfLr−(I/m)}S+VLf]α …(4) ただし、Δ=mIVS2 +{2m(Lf2 Kf+Lr2 Kr) +2I(Kf+Kr)}S +[{4KfKr(Lf+Lr)2 }/V −2mV(LfKf−LrKr)] …(5) ここで、m:車両の慣性質量 I:車両ヨーイング慣性モーメント V:車速 Kf:前輪タイヤのコーナリングパワー(左右2輪分) Kr:後輪タイヤのコーナリングパワー(左右2輪分) Lf:車両重心点と前車軸間の距離 Lr:車両重心点と後車軸間の距離 S:ラプラス演算子
【0025】又、図3に示すように、横力がYだけ出て
いるとき、発生できる制動力はBmax であるにも拘ら
ず、図にBoで示すように最大摩擦力μWまで一杯にフ
ル制動をかけると横力Yと制動力Boの合力Rが摩擦円
Cからはみ出してしまい、横力Yが無視され、操舵がき
かなくなってしまう。
【0026】その一方、図4に示すように、最大摩擦力
μWの制動力Bを先に加えていた場合、運転者が操舵に
より横力Yを発生させようとしても、やはり横力Yと制
動力Bとの合力Rが摩擦円Cを超えてしまうため、それ
だけの横力Yを発生させることができない。即ち、この
場合も車輪がロックしてしまって車両が曲らない状態と
なる。
【0027】本発明は、摩擦円を利用することにより、
運転者の操舵によって発生している横力Yに応じた適切
な制動力を求めて自動制動制御することにより、操舵回
避能力としての横力Yを有効に働かせて回避距離の低減
を図るものである。
【0028】次に本発明が適用されたより具体的な実施
形態の例を図5〜図7を参照して説明する。この実施形
態は、運転者が操舵による障害物回避操作を行った場合
に、操舵量に基づいて横力を推定演算し、この横力に基
づいて前後輪で発生可能な制動力を算出して制動制御す
るものである。
【0029】図5は、本発明が適用される自動制動制御
装置の概略構成図である。
【0030】図5において、制御装置(ECU)10に
は、ステアリング12による操舵角αを検出するための
操舵角センサ14からの信号、障害物迄の距離を検出す
るためのレーダ16からの信号、前輪18の車輪速セン
サ20及び後輪22の車輪速センサ24からの信号等が
入力されている。
【0031】制御装置10は、入力されてきたこれらの
信号を基に、障害物情報を判断し、必要に応じて、制動
油圧アクチュエータ26に対し、指令を出し自動制動を
行う。
【0032】又、操舵角センサ(操舵回避操作検出手
段)14により運転者の操舵による障害物回避操作が検
出された場合には、制御装置10は操舵量から前後輪1
8、22の発生する横力を算出し、それに基づいて制動
制御を行う。即ち、制御装置10は、操舵回避能力算出
手段及び制御手段の役割を果たす。
【0033】以下、図6、図7のフローチャートを参照
して、本実施形態の作用を説明する。
【0034】まず、ステップ100において、車輪速セ
ンサ20、24からの信号に基づいて自車速を算出する
と共に、操舵角センサ14より運転者のステアリング1
2操作による操舵角αを入力する。
【0035】次のステップ102において、入力された
前後の車輪速に基づいて路面摩擦係数μを算出する。
【0036】そして次のステップ104において、前記
式(3)〜(5)により前後輪18、22で発生される
横力Yf及びYrを演算する。
【0037】次のステップ106では、今算出された横
力Yf及びYrを用いて式(2)により、前後輪18、
22で発生可能な制動力Bf及びBrを演算する。
【0038】次のステップ108において、運転者が急
操舵等により障害物の操舵回避を行っているか否か判断
する。これは、操舵角α及び操舵角αから算出される操
舵角速度dαがそれぞれ閾値である操舵角スレッシュホ
ールドc及び操舵角速度スレッシュホールドk1より小
か否かで判断される。その結果、操舵角α及び操舵角速
度dαがいずれもそれぞれの閾値c、k1を下回ってい
る場合には操舵回避していないとし、いずれか一方が閾
値以上の場合には操舵回避をしているものと判断され
る。操舵回避をしていないと判断された場合には次のス
テップ110において操舵回避中フラグFをオフにす
る。
【0039】操舵回避を行っていると判断され場合には
次のステップ112において、操舵回避中フラグFがオ
ンか否か判断する。操舵回避中フラグFがオンでない場
合には、ステップ114へ進み操舵角速度dαがステッ
プ108の判定における操舵角速度スレッシュホールド
k1より大きな値である操舵角速度スレッシュホールド
k2と比較され、運転者が本当に操舵回避を行っている
か否か再度確認する。操舵角速度dαが操舵角速度スレ
ッシュホールドk2を上回っていない場合には操舵回避
は行われていないものとして次のステップ116におい
て自動制動を解除する信号を出力する。
【0040】一方、操舵角速度dαが操舵角速度スレッ
シュホールドk2を超えている場合には、運転者が操舵
回避を行っているものとして、次のステップ118にお
いて操舵回避中フラグFをオンにする。そして、ステッ
プ120において、前後輪18、22の制動力がステッ
プ106において算出された所望の値になるように、制
動油圧をアクチュエータ26を通じて制御する。これに
より車輪の前後力が制御され、車両の前進力が制御され
て障害物の回避動作が有効に行われる。
【0041】その後、自動制動制御が継続されるが、運
転者の回避操作が終り、操舵角α又は操舵角速度dαが
落着いて、ステップ108において、それぞれの操舵角
スレッシュホールドc及び操舵角速度スレッシュホール
ドk1より小となったときに、ステップ110において
操舵回避中フラグFをオフとして、ステップ112及び
ステップ114を経由してステップ116へ進み自動制
動制御を解除する。
【0042】このように本実施形態によれば、運転者が
急操舵を行い障害物を回避しようとしたときその操舵回
避能力を減殺しない範囲で車輪に発生できる最大限の制
動力をかけることができ、車両の前進力を制御すること
により操舵回避能力を有効に用いた回避距離の低減を図
ることができる。
【0043】
【発明の効果】以上説明したとおり本発明によれば、運
転者が操舵回避操作を行っている場合に、その操舵量に
基づいて操舵回避能力を算出し、該操舵回避能力に基づ
いて制動力を制御し、車両の前進力を制御するようにし
たため、操舵回避性及び制動回避性を両立させることが
でき、最適な回避制御を行い、回避距離を低減すること
が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の要旨を示すブロック図
【図2】車輪に働く力と摩擦円との関係を示す説明図
【図3】摩擦円において始めに横力が出ている場合に発
生可能な制動力を示すための説明図
【図4】摩擦円において始めに制動力が出ている場合に
発生可能な横力を示すための説明図
【図5】本発明の実施形態に係る自動制動制御装置の概
略構成図
【図6】本発明の実施形態の制御を示すフローチャート
【図7】同じく本発明の実施形態の制御を示すフローチ
ャート
【符号の説明】
10…制御装置(ECU) 12…ステアリング 14…操舵角センサ 16…レーダ 18…前輪 20…車輪速センサ 22…後輪 24…車輪速センサ 26…制動油圧アクチュエータ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車両前方の障害物を検知し、自動制動を行
    う車両の自動制動制御装置において、 運転者の操舵による障害物回避操作を検出する操舵回避
    操作検出手段と、 該操舵の操作量に基づき、車両が操舵によって障害物を
    回避し得る能力を示す操舵回避能力を算出する操舵回避
    能力算出手段と、 該操舵回避能力に基づき車両の前進力を制御する制御手
    段と、 を備えたことを特徴とする車両の自動制動制御装置。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記操舵回避能力の指
    標として車輪の発生する横力が採用され、前記制御手段
    は車輪の発生する前後力を制動によって制御することに
    より車両の前進力を制御することを特徴とする車両の自
    動制動制御装置。
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