JP6381069B2 - Vehicle driving support control device - Google Patents
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Description
本発明は、ドライバが車線上の障害物を回避する際、車両に制動力によるヨーモーメントを付加して運転を支援する車両の運転支援制御装置に関する。 The present invention relates to a driving support control device for a vehicle that assists driving by adding a yaw moment by a braking force to a vehicle when a driver avoids an obstacle on a lane.
近年、自動車等の車両においては、走行環境を認識し、安全性の向上を図り、ドライバの運転を支援する様々な運転支援制御装置が開発され、実用化されている。例えば、特開2006−193156号公報(以下、特許文献1)では、自車両が走行車線から逸脱しそうになることを判断し、自車両が走行車線から逸脱しそうであることが判断された場合には、逸脱を回避する方向のヨーモーメントを左右輪の制動力差により発生させる車線逸脱防止装置の技術が開示されている。 In recent years, in vehicles such as automobiles, various driving support control devices that recognize driving environments, improve safety, and support driver driving have been developed and put into practical use. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-193156 (hereinafter referred to as Patent Document 1), when it is determined that the host vehicle is likely to depart from the traveling lane, and it is determined that the host vehicle is likely to depart from the traveling lane. Discloses a technology of a lane departure prevention device that generates a yaw moment in a direction to avoid departure based on a difference in braking force between left and right wheels.
ところで、走行車線からの逸脱を防止するには上述の特許文献1に開示される車線逸脱防止装置の技術を適用することが可能であるが、走行環境は様々で、例えば、自車両前方に障害物が存在し、この障害物を操舵で隣接する車線に移動して回避するような状況では上述の車線逸脱防止装置の技術のみでは対応できないという課題がある。こうした、前方障害物を回避する操舵は、障害物を回避するために行う第1の操舵、障害物を回避後、障害物の反対側に行き過ぎないように行われる第2の操舵、元の車線に戻るために行われる第3の操舵によって行われる。この一連の操舵操作で、第1の操舵が遅れたり、ハンドル操作が大き過ぎたり、小さ過ぎたり不適切であると、隣接する車線からの逸脱も有効に防止することができないばかりか、障害物の回避も適切におこなわれず、車両の挙動が不安定な状態となり、その後の第2、第3の操舵も遅れが生じて円滑に行うことが困難になってしまう。 By the way, in order to prevent the departure from the driving lane, it is possible to apply the technology of the lane departure prevention device disclosed in Patent Document 1 described above. However, the driving environment varies, for example, the obstacle ahead of the host vehicle. In the situation where there is an object and this obstacle is avoided by moving to an adjacent lane by steering, there is a problem that it cannot be dealt with only by the technology of the lane departure prevention device described above. The steering for avoiding the obstacle in the forward direction is the first steering performed to avoid the obstacle, the second steering performed so as not to go to the opposite side of the obstacle after avoiding the obstacle, and the original lane. This is performed by a third steering operation performed to return to step S2. In this series of steering operations, if the first steering is delayed, the steering wheel operation is too large, too small, or inappropriate, it is not only possible to effectively prevent a deviation from an adjacent lane, but also an obstacle. Is not properly performed, the vehicle behavior becomes unstable, and the subsequent second and third steering operations are delayed and difficult to perform smoothly.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、たとえ自車両前方に障害物が存在し、この障害物を操舵で隣接する車線に移動して回避するような状況であっても、一連の操舵操作の中で隣接する車線からの逸脱の防止、障害物の回避を適切に応答性良く、円滑に行うことができる車両の運転支援制御装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances. Even if there is an obstacle ahead of the host vehicle and the obstacle is moved to an adjacent lane by steering, An object of the present invention is to provide a driving support control device for a vehicle that can prevent a departure from an adjacent lane and avoid an obstacle appropriately and smoothly in operation.
本発明の車両の運転支援装置の一態様は、少なくとも障害物と車線と自車両位置情報を検出する環境情報検出手段と、ドライバの回避操舵からの戻し操舵での車両のアンダーステア状態を検出するアンダーステア状態検出手段と、ドライバの上記障害物に対する回避操舵の意思を判定する回避操舵意思判定手段と、上記障害物を回避するために自車両が移動する、移動先の車線から外側への逸脱を予想する車線逸脱予想手段と、上記ドライバの回避操舵からの戻し操舵での車両のアンダーステア状態でドライバが上記障害物に対する回避操舵を行って、自車両が上記移動先の車線から外側への逸脱が予想される場合に上記車両のアンダーステア状態を抑制するヨーモーメントを算出して車両に付加するヨーモーメント付加手段と、を備え、上記アンダーステア状態検出手段は、操舵角に予め設定した係数と操舵角速度との乗算値を加算した値が零以上であって且つ実ヨーレートから目標ヨーレートを減算した値が予め設定した負の閾値以下であるとき上記車両のアンダーステア状態を検出し、また、上記操舵角に上記係数と上記操舵角速度との乗算値を加算した値が零未満であって且つ上記実ヨーレートから上記目標ヨーレートを減算した値が予め設定した正の閾値以上であるとき上記車両のアンダーステア状態を検出する。 One aspect of the vehicle driving support apparatus according to the present invention is an environment information detecting unit that detects at least an obstacle, a lane, and own vehicle position information, and an understeer state that detects an understeer state of the vehicle in return steering from avoidance steering of a driver. A state detection means, an avoidance steering intention determination means for determining the driver's intention of avoidance steering with respect to the obstacle, and a prediction of an outward departure from the destination lane in which the host vehicle moves to avoid the obstacle Lane departure predicting means that performs the avoidance steering with respect to the obstacle in the understeer state of the vehicle in the return steering from the driver's avoidance steering, and the vehicle is expected to deviate from the destination lane to the outside. And a yaw moment adding means for calculating and adding a yaw moment for suppressing the understeer state of the vehicle to the vehicle. Understeer detecting means is a negative threshold below the value a value obtained by adding the multiplication value of the coefficient set in advance to the steering angle and the steering angular velocity obtained by subtracting the target yaw rate and from the actual yaw rate be greater than or equal to zero has been set in advance When an understeer state of the vehicle is detected, a value obtained by adding a multiplication value of the coefficient and the steering angular velocity to the steering angle is less than zero, and a value obtained by subtracting the target yaw rate from the actual yaw rate is When the value is equal to or greater than the set positive threshold value, the understeer state of the vehicle is detected.
本発明による車両の運転支援制御装置によれば、たとえ自車両前方に障害物が存在し、この障害物を操舵で隣接する車線に移動して回避するような状況であっても、一連の操舵操作の中で隣接する車線からの逸脱の防止、障害物の回避を適切に応答性良く、スムーズに行うことが可能となる。 According to the vehicle driving support control device of the present invention, even if there is an obstacle in front of the host vehicle and the obstacle is moved to an adjacent lane by steering, During operation, it becomes possible to prevent deviation from adjacent lanes and avoid obstacles with good responsiveness and smoothness.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図1において、符号1は自動車等の車両(自車両)で、この車両1には、運転支援制御装置10が搭載されている。この運転支援制御装置10は、制御ユニット11に後述する走行環境情報を検出する画像認識装置21、車速Vを検出する車速センサ22、実際のヨーレート(実ヨーレート)γを検出するヨーレートセンサ23、操舵角θHを検出するハンドル角センサ24が接続されている。そして、制御ユニット11により設定された制御信号(各輪のブレーキ液圧Pfi,Pfo,Pri,Pro:以下、添字「fi」は前輪旋回内輪側、「fo」は前輪旋回外輪側、「ri」は後輪旋回内輪側、「ro」は後輪旋回外輪側を示す)を、加圧源、減圧弁、増圧弁等を備えたハイドロリックユニットで構成されるブレーキ駆動部12に出力し、対応するブレーキ液圧を図示しない各輪のホイールシリンダで発生させる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a vehicle such as an automobile (own vehicle), and a driving
画像認識装置21には、車室内の天井前方に一定の間隔を持って取り付けられ、車外の対象を異なる視点からステレオ撮像し、撮像した画像情報を出力する電荷結合素子(CCD)等の固体撮像素子を用いた左右1組のCCDカメラ(ステレオカメラ)21aから画像情報が入力されるとともに車速センサ22から自車速V等が入力される。そして、これらの情報に基づき、画像認識装置21は、ステレオカメラ21aからの画像情報に基づいて自車両前方の立体物データや白線(車線区画線)データ等の前方情報を認識し、これら認識情報等に基づいて自車両1の走行車線を推定する。更に、画像認識装置21は、自車両1の走行車線上に立体物が存在するか否かを調べ、存在する場合には、直近のものを障害物として認識する。
Solid state imaging such as a charge coupled device (CCD) that is attached to the
ここで、画像認識装置21は、ステレオカメラ21aからの画像情報の処理を、例えば以下のように行う。先ず、ステレオカメラ21aで自車進行方向を撮像した1組のステレオ画像対に対し、対応する位置のずれ量から三角測量の原理によって距離情報を生成する。そして、この距離情報に対して周知のグルーピング処理を行い、グルーピング処理した距離情報を予め設定しておいた三次元的な道路形状データや立体物データ等と比較することにより、白線(車線区画線)データ、道路に沿って存在するガードレール、縁石等の側壁データ、車両等の立体物データ等を抽出する。
Here, the
更に、画像認識装置21は、白線(車線区画線)データや側壁データ、自車進行方向等に基づいて自車両1の走行車線を推定し、自車両1の走行車線前方に存在する直近の立体物を障害物として抽出(検出)する。そして、障害物を検出した場合には、その障害物情報として、自車両と障害物との相対距離d、障害物の移動速度Vf(=(相対距離dの変化の割合)+自車速V))、障害物の減速度af(=障害物の移動速度Vfの微分値)、障害物と自車両との幅方向のラップ率Rr(=自車両1の幅が障害物の幅に重なっている自車両1の幅に対する割合:図6(a)参照)等を演算する。
Furthermore, the
また、画像認識装置21は、図6(a)に示すように、現在の自車両1の進行方向(カメラ位置を中心とする直進方向)と、障害物を回避するために自車両1が移動する、移動先の車線(隣接する車線)の外側の車線区画線(以下、外側区画線と称す)とのなす角を交差角αとして算出する。更に、自車両1の現在位置から外側区画線までの車線幅方向の距離をDとして算出する。
Further, as shown in FIG. 6A, the
こうして、画像認識装置21で算出される障害物データ、車線データは、制御ユニット11に出力される。このように、画像認識装置21、ステレオカメラ21aは、環境情報検出手段として設けられている。尚、本実施の形態では、障害物データ、車線データの形状をステレオカメラからの画像を基に認識する例で説明したが、他に、単眼カメラ、カラーカメラからの画像情報を基に求めるものであっても良い。
Thus, the obstacle data and lane data calculated by the
そして、制御ユニット11は、上述の各信号が入力されて、後述する車両の運転支援制御プログラムに従って、ドライバの回避操舵からの戻し操舵での車両のアンダーステア状態を操舵角θHと操舵角速度(dθH/dt)とに応じて車両挙動を場合分けして検出し、ドライバの障害物に対する回避操舵の意思を判定し、障害物を回避するために自車両1が移動する、移動先の車線の外側区画線から外側への逸脱を予想し、ドライバの回避操舵からの戻し操舵での車両のアンダーステア状態でドライバが障害物に対する回避操舵を行って、自車両1が移動先の車線の外側区画線から外側への逸脱が予想される場合に車両のアンダーステア状態を抑制するヨーモーメントと制動力を算出して自車両1に付加する。
Then, the
このため、制御ユニット11は、図2に示すように、目標ヨーレート算出部11a、アンダーステア状態判定部11b、戻し操舵判定部11c、障害物回避操舵判定部11d、車線逸脱予想時間算出部11e、外側区画線逸脱判定部11f、目標ヨーモーメント・目標総制動力算出部11g、各輪ブレーキ液圧算出部11hから主要に構成されている。
Therefore, as shown in FIG. 2, the
目標ヨーレート算出部11aは、車速センサ22から車速Vが入力され、ハンドル角センサ24から操舵角θHが入力される。そして、例えば、以下の(1)式により、目標ヨーレートγrefを算出し、アンダーステア状態判定部11b、目標ヨーモーメント・目標総制動力算出部11gに出力する。
γref=(1/(1+A・V2))・(V/l)・(θH/n) …(1)
ここで、Aはスタビリティファクタ、lはホイールベース、nはステアリングギヤ比である。
The target yaw
γref = (1 / (1 + A · V 2 )) · (V / l) · (θH / n) (1)
Here, A is a stability factor, l is a wheel base, and n is a steering gear ratio.
アンダーステア状態判定部11bは、ヨーレートセンサ23から実ヨーレートγが入力され、ハンドル角センサ24から操舵角θHが入力され、目標ヨーレート算出部11aから目標ヨーレートγrefが入力される。そして、操舵角θHと操舵角速度(dθH/dt)に応じた以下の(2)式、(3)式の2つに場合分けして車両のアンダーステア状態を判定する。
・θH+K・(dθH/dt)≧0の場合、
γ−γref≦−C1のときに車両はアンダーステア状態と判定する。…(2)
・θH+K・(dθH/dt)<0の場合、
γ−γref≧+C2のときに車両はアンダーステア状態と判定する。…(3)
ここで、C1、C2は正の値で予め実験・計算等により設定しておいた閾値である。また、Kは予め実験・計算等により設定しておいた係数である。
The understeer
・ When θH + K・ (dθH / dt) ≧ 0,
When γ−γref ≦ −C1, the vehicle is determined to be in an understeer state. ... (2)
・ If θH + K・ (dθH / dt) <0,
When γ−γref ≧ + C2, the vehicle is determined to be in an understeer state. ... (3)
Here, C1 and C2 are positive values and are threshold values set in advance through experiments and calculations. K is a coefficient set in advance through experiments and calculations.
すなわち、車両挙動の、その時(現在)の操舵角θHにおけるアンダーステア、オーバーステア、ニュートラルステアの各状態を判定するには、単に、操舵角θHで場合分けすることにより判定することが可能である。しかし、本実施の形態では、ドライバの操舵角速度(dθH/dt)を考慮して(操舵角θHと操舵角速度(dθH/dt)とを加算して)車両挙動の判定を行うことにより、現在のドライバの操舵操作を考慮して、車両挙動の発生を早期にレスポンス良く検出できるようになっている。 That is, in order to determine each of the understeer, oversteer, and neutral steer states of the vehicle behavior at the current (current) steering angle θH, it is possible to determine by simply classifying the states according to the steering angle θH. However, in the present embodiment, the vehicle behavior is determined by considering the steering angular velocity (dθH / dt) of the driver (adding the steering angle θH and the steering angular velocity (dθH / dt)) and Considering the driver's steering operation, the occurrence of vehicle behavior can be detected early and with good response.
こうして、アンダーステア状態判定部11bで判定された結果(アンダーステア状態か否かの判定の結果)は、目標ヨーモーメント・目標総制動力算出部11gに出力される。このように、アンダーステア状態判定部11bは、アンダーステア状態検出手段の機能を有して設けられている。
Thus, the result determined by the understeer
戻し操舵判定部11cは、ハンドル角センサ24から操舵角θHが入力される。そして、操舵角θHと操舵角速度(dθH/dt)の符号を比較して、互いに、異符号の場合には戻し操舵、切り返し操舵と判定し、判定結果を目標ヨーモーメント・目標総制動力算出部11gに出力する。このように、戻し操舵判定部11cは、アンダーステア状態検出手段の機能を有して設けられている。
The return
障害物回避操舵判定部11dは、画像認識装置21から障害物データ(特に、障害物の有無、障害物と自車両との幅方向のラップ率Rr)が入力される。そして、ラップ率Rrが、例えば、0の場合に、障害物に対する十分な回避操舵が行われており、ドライバの回避操舵意思が有ると判定して判定結果を目標ヨーモーメント・目標総制動力算出部11gに出力する。このように、障害物回避操舵判定部11dは、回避操舵意思判定手段として設けられている。尚、障害物が存在しない場合には、ラップ率Rr=0となり、十分な回避操舵が行われたと判定される。
The obstacle avoidance
車線逸脱予想時間算出部11eは、画像認識装置21から車線、車線区画線、自車位置情報(具体的には、障害物を回避するために自車両1が移動する、移動先の車線(隣接する車線)の外側区画線との交差角α、自車両1の現在位置から外側区画線までの車線幅方向の距離D)が入力され、車速センサ22から車速Vが入力される。そして、障害物を回避するために自車両1が移動する、移動先の車線の外側区画線から外側への逸脱を予想して、例えば、以下の(4)式により、車線逸脱予想時間Tttlcを算出し、外側区画線逸脱判定部11f、目標ヨーモーメント・目標総制動力算出部11gに出力する。
Tttlc=D/(V・sin(α)) …(4)
The estimated lane departure
Tttlc = D / (V · sin (α)) (4)
外側区画線逸脱判定部11fは、車線逸脱予想時間算出部11eから車線逸脱予想時間Tttlcが入力される。そして、車線逸脱予想時間Tttlcと予め実験・計算等により設定しておいた設定時間Tcとを比較し、車線逸脱予想時間Tttlcが設定時間Tc以下の場合に、自車両1が移動先の車線から外側へ逸脱する可能性があると判定し、この判定結果を目標ヨーモーメント・目標総制動力算出部11gに出力する。このように、車線逸脱予想時間算出部11e、外側区画線逸脱判定部11fは、車線逸脱予想手段として設けられている。
The outer lane
目標ヨーモーメント・目標総制動力算出部11gは、ヨーレートセンサ23から実ヨーレートγが入力され、目標ヨーレート算出部11aから目標ヨーレートγrefが入力され、アンダーステア状態判定部11bから車両のアンダーステア状態の判定結果が入力され、戻し操舵判定部11cから戻し操舵、切り返し操舵の判定結果が入力され、障害物回避操舵判定部11dからドライバの回避操舵意思(十分な回避操舵)の有無の判定結果が入力され、車線逸脱予想時間算出部11eから車線逸脱予想時間Tttlcが入力され、外側区画線逸脱判定部11fから自車両1が移動先の車線から外側へ逸脱する可能性の有無の判定結果が入力される。そして、ドライバの回避操舵からの戻し操舵での車両のアンダーステア状態でドライバが障害物に対する回避操舵を行って、自車両1が移動先の車線の外側区画線から外側への逸脱が予想される場合に、例えば、図4に示すような、予め実験・演算等により設定しておいた特性のヨーレート偏差の絶対値|Δγ|(=|γ−γref|)に対する第1の目標ヨーモーメントMzt1のマップを参照して第1の目標ヨーモーメントMzt1を設定する。同様に、例えば、図5に示すような、予め実験・演算等により設定しておいた特性の車線逸脱予想時間Tttlcに対する第2の目標ヨーモーメントMzt2のマップを参照して第2の目標ヨーモーメントMzt2を設定する。
The target yaw moment / target total braking
こうして、設定した第1の目標ヨーモーメントMzt1と第2の目標ヨーモーメントMzt2とを加算することにより、最終的な目標ヨーモーメントMztを算出する。
Mzt=Mzt1+Mzt2 …(5)
Thus, the final target yaw moment Mzt is calculated by adding the set first target yaw moment Mzt1 and second target yaw moment Mzt2.
Mzt = Mzt1 + Mzt2 (5)
また、目標ヨーモーメント・目標総制動力算出部11gは、ドライバの回避操舵からの戻し操舵での車両のアンダーステア状態でドライバが障害物に対する回避操舵を行って、自車両1が移動先の車線の外側区画線から外側への逸脱が予想される場合に、例えば、図4に示すような、予め実験・演算等により設定しておいた特性のヨーレート偏差の絶対値|Δγ|に対する第1の目標総制動力Fdt1のマップを参照して第1の目標総制動力Fdt1を設定する。同様に、例えば、図5に示すような、予め実験・演算等により設定しておいた特性の車線逸脱予想時間Tttlcに対する第2の目標総制動力Fdt2のマップを参照して第2の目標総制動力Fdt2を設定する。
In addition, the target yaw moment / target total braking
こうして、設定した第1の目標総制動力Fdt1と第2の目標総制動力Fdt2とを加算することにより、最終的な目標総制動力Fdtを算出する。
Fdt=Fdt1+Fdt2 …(6)
ここで、図4のヨーレート偏差の絶対値|Δγ|に対する第1の目標ヨーモーメントMzt1と第1の目標総制動力Fdt1のマップの特性について説明する。第1の目標ヨーモーメントMzt1も第1の目標総制動力Fdt1もヨーレート偏差の絶対値|Δγ|が大きくなるほど大きく設定され、ドライバのハンドル操舵からずれた車両挙動を修正できるようになっている。
Thus, the final target total braking force Fdt is calculated by adding the set first target total braking force Fdt1 and second target total braking force Fdt2.
Fdt = Fdt1 + Fdt2 (6)
Here, the characteristics of the map of the first target yaw moment Mzt1 and the first target total braking force Fdt1 with respect to the absolute value | Δγ | of the yaw rate deviation in FIG. 4 will be described. Both the first target yaw moment Mzt1 and the first target total braking force Fdt1 are set to increase as the absolute value | Δγ | of the yaw rate deviation increases, and the vehicle behavior deviated from the steering of the driver can be corrected.
この際、ヨーレート偏差の絶対値|Δγ|がPγ0に到達するまでの領域は、第1の目標ヨーモーメントMzt1のみで、車両挙動の適正化を図るようになっているが(Pγ1参照)、ヨーレート偏差の絶対値|Δγ|がPγ0を超えた領域では第1の目標ヨーモーメントMzt1に加え、第1の目標総制動力Fdt1も付加して車両を減速して車両挙動の安定化を図れるようになっている(Pγ2参照)。 At this time, the area until the absolute value of the yaw rate deviation | Δγ | reaches Pγ0 is only the first target yaw moment Mzt1, and the vehicle behavior is optimized (see Pγ1). In a region where the absolute value of deviation | Δγ | exceeds Pγ0, in addition to the first target yaw moment Mzt1, the first target total braking force Fdt1 is also added to decelerate the vehicle so that the vehicle behavior can be stabilized. (See Pγ2).
また、図5の車線逸脱予想時間Tttlcに対する第2の目標ヨーモーメントMzt2と第2の目標総制動力Fdt2のマップの特性について説明する。第2の目標ヨーモーメントMzt2も第2の目標総制動力Fdt2も車線逸脱予想時間Tttlcが小さくなり、逸脱の危険性が高くなるほど大きな値に設定され、障害物を回避するために自車両1が移動する、移動先の車線の外側区画線から外側への逸脱を確実に防止するようになっている。 The characteristics of the map of the second target yaw moment Mzt2 and the second target total braking force Fdt2 with respect to the predicted lane departure time Tttlc in FIG. 5 will be described. Both the second target yaw moment Mzt2 and the second target total braking force Fdt2 are set to a larger value as the predicted lane departure time Tttlc becomes smaller and the risk of departure becomes higher. The deviation of the moving lane from the outside lane to the outside is surely prevented.
この際、車線逸脱予想時間TttlcがPt0に到達するまでの車線逸脱予想時間Tttlcが大きな領域では、第2の目標ヨーモーメントMzt2のみで、車線からの逸脱を防止するようになっているが(Pt1参照)、車線逸脱予想時間TttlcがPt0よりも短くなり、車線逸脱の危険性が高くなる領域では、第2の目標ヨーモーメントMzt2に加え、第2の目標総制動力Fdt2も付加して車両を減速して車線からの逸脱を確実に防止できるようになっている(Pt2参照)。 At this time, in the region where the predicted lane departure time Tttlc until the predicted lane departure time Tttlc reaches Pt0 is large, the second target yaw moment Mzt2 alone prevents the departure from the lane (Pt1). In the region where the predicted lane departure time Tttlc is shorter than Pt0 and the risk of lane departure increases, the vehicle is operated with the second target total braking force Fdt2 in addition to the second target yaw moment Mzt2. The vehicle decelerates and can reliably prevent deviation from the lane (see Pt2).
上述の目標ヨーモーメント・目標総制動力算出部11gで算出された、最終的な目標ヨーモーメントMztと目標総制動力Fdtは、各輪ブレーキ液圧算出部11hに出力される。
The final target yaw moment Mzt and target total braking force Fdt calculated by the target yaw moment / target total braking
各輪ブレーキ液圧算出部11hは、目標ヨーモーメント・目標総制動力算出部11gから最終的な目標ヨーモーメントMztと目標総制動力Fdtが入力される。そして、例えば、以下の(7)式により前輪旋回内輪側のブレーキ液圧Pfiを算出し、(8)式により前輪旋回外輪側のブレーキ液圧Pfoを算出し、(9)式により後輪旋回内輪側のブレーキ液圧Priを算出し、(10)式により後輪旋回外輪側のブレーキ液圧Proを算出してブレーキ駆動部12に出力する。
Pfi=(Mzt・2・(Dm/df)+Fdt・(Df/2))・Cf …(7)
Pfo=Fdt・(Df/2)・Cf …(8)
Pri=(Mzt・2・((1−Dm)/dr)
+Fdt・((1−Df)/2))・Cr …(9)
Pro=Fdt・((1−Df)/2)・Cr …(10)
ここで、Dmはヨーモーメントの前軸配分比、Dfは総制動力の前軸配分比、dfは前軸トレッド、drは後軸トレッド、Cfは前輪のブレーキ液圧/制動力係数(所定値)、Crは後輪のブレーキ液圧/制動力係数(所定値)である。
Each wheel brake hydraulic pressure calculation unit 11h receives the final target yaw moment Mzt and the target total braking force Fdt from the target yaw moment / target total braking
Pfi = (Mzt · 2 · (Dm / df) + Fdt · (Df / 2)) · Cf (7)
Pfo = Fdt · (Df / 2) · Cf (8)
Pri = (Mzt · 2 · ((1-Dm) / dr)
+ Fdt · ((1-Df) / 2)) · Cr (9)
Pro = Fdt. ((1-Df) / 2) .Cr (10)
Here, Dm is the front shaft distribution ratio of the yaw moment, Df is the front shaft distribution ratio of the total braking force, df is the front shaft tread, dr is the rear shaft tread, and Cf is the brake fluid pressure / braking force coefficient (predetermined value) of the front wheels. ), Cr is the rear wheel brake fluid pressure / braking force coefficient (predetermined value).
すなわち、アンダーステア状態の車両挙動を修正する目標ヨーモーメントMztを発生させる制動輪は、旋回内輪側に制動力を付加することにより行われるようになっている。このように、目標ヨーモーメント・目標総制動力算出部11g、各輪ブレーキ液圧算出部11hにより、ヨーモーメント付加手段が構成されている。
That is, the braking wheel that generates the target yaw moment Mzt for correcting the vehicle behavior in the understeer state is performed by applying a braking force to the turning inner wheel side. In this way, the yaw moment adding means is configured by the target yaw moment / target total braking
以下、図3のフローチャートを基に、運転支援制御装置10で実行される運転支援制御を説明する。
Hereinafter, the driving support control executed by the driving
まず、ステップ(以下、「S」と略称)101で、目標ヨーレート算出部11aは、例えば、前述の(1)式により、目標ヨーレートγrefを算出する。
First, in step (hereinafter, abbreviated as “S”) 101, the target yaw
次に、S102に進み、アンダーステア状態判定部11bは、前述の(2)式、(3)式により、操舵角速度(dθH/dt)を考慮したアンダーステア状態の判定を行う。
Next, proceeding to S102, the understeer
そして、S103に進んで、制御ユニット11は、アンダーステア状態判定部11bでの判定がアンダーステア状態の場合は、S104に進み、アンダーステア状態ではない場合には、そのままルーチンを抜ける。
Then, the process proceeds to S103, and the
S103でアンダーステア状態と判定されてS104に進むと、戻し操舵判定部11cで戻し操舵、切り返し操舵と判定されているか否か判定され、戻し操舵、切り返し操舵と判定されている場合は、S105に進み、戻し操舵、切り返し操舵と判定されていない場合には、そのままルーチンを抜ける。
When the understeer state is determined in S103 and the process proceeds to S104, it is determined whether the return
S104で戻し操舵、切り返し操舵と判定されてS105に進むと、障害物回避操舵判定部11dで、ラップ率Rrが、例えば、0で、障害物に対する十分な回避操舵が行われており、ドライバの回避操舵意思が有るか否か判定される。
When it is determined in S104 that the steering is a return steering or a turning-back steering and the process proceeds to S105, the obstacle avoidance
そして、このS105の判定の結果、十分な回避操舵が行われていると判定された場合は、S106に進み、十分な回避操舵が行われていないと判定された場合には、そのままルーチンを抜ける。 As a result of the determination in S105, if it is determined that sufficient avoidance steering is performed, the process proceeds to S106, and if it is determined that sufficient avoidance steering is not performed, the routine is directly exited. .
S105で、十分な回避操舵が行われていると判定されてS106に進むと、車線逸脱予想時間算出部11eで、例えば、前述の(4)式により、障害物を回避するために自車両1が移動する、移動先の車線の外側区画線から外側への逸脱を予想して、車線逸脱予想時間Tttlcの算出が行われる。
When it is determined in S105 that sufficient avoidance steering is performed and the process proceeds to S106, the lane departure prediction
次いで、S107に進み、外側区画線逸脱判定部11fで、車線逸脱予想時間Tttlcと予め実験・計算等により設定しておいた設定時間Tcとの比較が行われ、車線逸脱予想時間Tttlcが設定時間Tc以下(Tttlc≦Tc)で、自車両1が移動先の車線から外側へ逸脱する可能性があると判断されているか判定される。
Next, in S107, the outside lane
このS107の判定の結果、自車両1が移動先の車線から外側へ逸脱する可能性がある場合にはS108に進み、逸脱する可能性がない場合には、そのままルーチンを抜ける。 As a result of the determination in S107, if there is a possibility that the own vehicle 1 may deviate from the destination lane, the process proceeds to S108, and if there is no possibility of deviating, the routine is directly exited.
S107で、自車両1が移動先の車線から外側へ逸脱する可能性があると判定されてS108に進むと、目標ヨーモーメント・目標総制動力算出部11gで、前述の(5)式により、目標ヨーモーメントMztが算出される。
If it is determined in S107 that the host vehicle 1 may deviate from the destination lane and the process proceeds to S108, the target yaw moment / target total braking
次いで、S109に進んで、目標ヨーモーメント・目標総制動力算出部11gで、前述の(6)式により、目標総制動力Fdtが算出される。
Next, the process proceeds to S109, and the target yaw moment / target total braking
そして、S110に進み、各輪ブレーキ液圧算出部11hは、例えば、前述の(7)式により前輪旋回内輪側のブレーキ液圧Pfiを算出し、(8)式により前輪旋回外輪側のブレーキ液圧Pfoを算出し、(9)式により後輪旋回内輪側のブレーキ液圧Priを算出し、(10)式により後輪旋回外輪側のブレーキ液圧Proを算出してブレーキ駆動部12に出力してプログラムを抜ける。
Then, the process proceeds to S110, where each wheel brake fluid pressure calculation unit 11h calculates the brake fluid pressure Pfi on the front wheel turning inner wheel side by the above-described equation (7), and the brake fluid on the front wheel turning outer wheel side by the equation (8), for example. The pressure Pfo is calculated, the brake fluid pressure Pri on the rear wheel turning inner wheel side is calculated by the equation (9), the brake fluid pressure Pro on the rear wheel turning outer wheel side is calculated by the equation (10), and output to the
このように、本実施の形態によれば、ドライバの回避操舵からの戻し操舵での車両のアンダーステア状態を操舵角θHと操舵角速度(dθH/dt)とに応じて車両挙動を場合分けして検出し、ドライバの障害物に対する回避操舵の意思を判定し、障害物を回避するために自車両1が移動する、移動先の車線の外側区画線から外側への逸脱を予想し、ドライバの回避操舵からの戻し操舵での車両のアンダーステア状態でドライバが障害物に対する回避操舵を行って、自車両1が移動先の車線の外側区画線から外側への逸脱が予想される場合に車両のアンダーステア状態を抑制するヨーモーメントと制動力を算出して自車両1に付加する。このため、たとえ自車両前方に障害物が存在し、この障害物を操舵で隣接する車線に移動して回避するような状況であっても、障害物を回避するために行う第1の操舵、障害物を回避後、障害物の反対側に行き過ぎないように行われる第2の操舵、元の車線に戻るために行われる第3の操舵によって行われる一連の操舵操作の中で隣接する車線からの逸脱の防止、障害物の回避を適切に応答性良く、スムーズに行うことができ、危険回避性能を限界まで引き出すことが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, the vehicle understeer state in the return steering from the avoidance steering of the driver is detected by dividing the vehicle behavior according to the steering angle θH and the steering angular velocity (dθH / dt). Then, the driver's intention of avoidance steering with respect to the obstacle is determined, and the driver's avoidance steering is predicted by predicting a departure from the outer lane line of the destination lane in which the host vehicle 1 moves to avoid the obstacle. When the driver performs avoidance steering with respect to the obstacle in the understeer state of the vehicle in the return steering from the vehicle, and the vehicle 1 is expected to deviate from the outside lane line of the destination lane, the vehicle understeer state is changed. The yaw moment and braking force to be suppressed are calculated and added to the host vehicle 1. For this reason, even if there is an obstacle in front of the host vehicle and the obstacle is moved to an adjacent lane by steering to avoid the obstacle, the first steering performed to avoid the obstacle, From the adjacent lane in a series of steering operations performed by the second steering performed so as not to go too far to the opposite side of the obstacle after avoiding the obstacle, and the third steering performed to return to the original lane Thus, it is possible to smoothly avoid the obstacles and avoid the obstacles with good responsiveness and smoothly, and it is possible to bring out the danger avoidance performance to the limit.
例えば、図6(a)に示すように、走行車線を走行する自車両1が隣接する車線に移動して障害物を回避して再び走行車線に戻る場合について説明する。 For example, as shown in FIG. 6A, a case will be described in which the host vehicle 1 traveling in a traveling lane moves to an adjacent lane, avoids an obstacle, and returns to the traveling lane again.
ドライバが走行車線を走行している際に、障害物を回避しようとしてラップ率Rrが0になるような十分な回避操舵が行われ、ドライバによる戻し操舵が行われた場合、このときの車両挙動のアンダーステア状態の判定は、通常の図6(b)中の実線で示す、操舵角θHによる目標ヨーレートを基準とする判定ではなく、操舵角θHに操舵角速度(dθH/dt)を考慮したヨーレート(図6(b)中の破線)により行われるため、通常時より、早めにアンダーステア状態が検出されることになる(図6(b)中、点P1→点P’1)。そして、障害物を回避するために移動する車線からの逸脱が車線逸脱予想時間Tttlcで判定されると、そのときのヨーレート偏差の絶対値|Δγ|、及び、車線逸脱予想時間Tttlcに応じて、車両のアンダーステア状態を抑制するヨーモーメントと制動力を算出して自車両1に付加される(図6(b)中の右輪側ブレーキ、図6(a)中のヨーモーメントM1)。こうして、障害物の反対側に行き過ぎないように行われる第2の操舵に対するブレーキ制御の作動が早められる。そして、第2の操舵の後、ドライバが、再び、自車両1の元の走行車線に戻ろうとする第3の操舵を行う場合、第2の操舵に対するブレーキ制御の作動が早められているため、また、自車両1の戻ろうとする走行車線の障害物及び該車線の外側への逸脱状況、操舵角θHに操舵角速度(dθH/dt)を考慮したヨーレートを用いたアンダーステア状態の判定(図6(b)中、点P2→点P’2)、ドライバの操舵状態によって第3の操舵に対するブレーキ制御の作動も早められる(図6(b)中の左輪側ブレーキ、図6(a)中のヨーモーメントM2)。尚、図6(b)中、一点鎖線は、通常の目標ヨーレート(操舵角θHによる目標ヨーレート)に対する実ヨーレートの様子を示す。 When the driver is driving in the driving lane, sufficient avoidance steering is performed so that the lap rate Rr becomes 0 in an attempt to avoid the obstacle, and when the driver performs return steering, the vehicle behavior at this time The determination of the understeer state is not a determination based on the target yaw rate based on the steering angle θH, which is indicated by the solid line in FIG. 6B, but a yaw rate (dθH / dt) taking into account the steering angular velocity (dθH / dt). Since this is performed by the broken line in FIG. 6B, the understeer state is detected earlier than normal (point P1 → point P′1 in FIG. 6B). Then, when the deviation from the moving lane to avoid the obstacle is determined by the estimated lane departure time Tttlc, the absolute value of the yaw rate deviation | Δγ | and the estimated lane departure time Tttlc at that time, The yaw moment and braking force that suppress the understeer state of the vehicle are calculated and applied to the host vehicle 1 (the right wheel side brake in FIG. 6B, the yaw moment M1 in FIG. 6A). Thus, the operation of the brake control for the second steering performed so as not to go too far to the opposite side of the obstacle is accelerated. Then, after the second steering, when the driver performs the third steering to return to the original traveling lane of the host vehicle 1 again, the brake control operation for the second steering is accelerated, In addition, the determination of the understeer state using the yaw rate in consideration of the steering angular velocity (dθH / dt) as the steering angle θH, the obstacle in the traveling lane to which the host vehicle 1 is going to return, the situation of departure from the lane, and the steering angle θH (FIG. 6 ( b), point P2 → point P′2), the brake control operation for the third steering is also accelerated by the steering state of the driver (the left wheel side brake in FIG. 6B, the yaw in FIG. 6A). Moment M2). In FIG. 6B, the alternate long and short dash line indicates the actual yaw rate with respect to the normal target yaw rate (target yaw rate based on the steering angle θH).
1 自車両
10 運転支援制御装置
11 制御ユニット
11a 目標ヨーレート算出部
11b アンダーステア状態判定部(アンダーステア状態検出手段)
11c 戻し操舵判定部(アンダーステア状態検出手段)
11d 障害物回避操舵判定部(回避操舵意思判定手段)
11e 車線逸脱予想時間算出部(車線逸脱予想手段)
11f 外側区画線逸脱判定部(車線逸脱予想手段)
11g 目標ヨーモーメント・目標総制動力算出部
11h 各輪ブレーキ液圧算出部(ヨーモーメント付加手段)
12 ブレーキ駆動部(ヨーモーメント付加手段)
21 画像認識装置(環境情報検出手段)
21a ステレオカメラ(環境情報検出手段)
22 車速センサ
23 ヨーレートセンサ
24 ハンドル角センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
11c Return steering determination unit (understeer state detection means)
11d Obstacle avoidance steering determination unit (avoidance steering intention determination means)
11e Lane departure prediction time calculation unit (lane departure prediction means)
11f Outer lane marking departure determination unit (lane departure prediction means)
11g Target yaw moment / target total braking force calculation unit 11h Brake hydraulic pressure calculation unit for each wheel (yaw moment adding means)
12 Brake drive (yaw moment adding means)
21 Image recognition device (environmental information detection means)
21a Stereo camera (environmental information detection means)
22
Claims (4)
ドライバの回避操舵からの戻し操舵での車両のアンダーステア状態を検出するアンダーステア状態検出手段と、
ドライバの上記障害物に対する回避操舵の意思を判定する回避操舵意思判定手段と、
上記障害物を回避するために自車両が移動する、移動先の車線から外側への逸脱を予想する車線逸脱予想手段と、
上記ドライバの回避操舵からの戻し操舵での車両のアンダーステア状態でドライバが上記障害物に対する回避操舵を行って、自車両が上記移動先の車線から外側への逸脱が予想される場合に上記車両のアンダーステア状態を抑制するヨーモーメントを算出して車両に付加するヨーモーメント付加手段と、を備え、
上記アンダーステア状態検出手段は、操舵角に予め設定した係数と操舵角速度との乗算値を加算した値が零以上であって且つ実ヨーレートから目標ヨーレートを減算した値が予め設定した負の閾値以下であるとき上記車両のアンダーステア状態を検出し、また、上記操舵角に上記係数と上記操舵角速度との乗算値を加算した値が零未満であって且つ上記実ヨーレートから上記目標ヨーレートを減算した値が予め設定した正の閾値以上であるとき上記車両のアンダーステア状態を検出することを特徴とする車両の運転支援制御装置。 Environmental information detecting means for detecting at least obstacles, lanes and own vehicle position information;
Understeer state detection means for detecting an understeer state of the vehicle in return steering from avoidance steering of the driver;
Avoidance steering intention determination means for determining a driver's intention of avoidance steering with respect to the obstacle,
Lane departure prediction means for predicting a departure from the destination lane, in which the host vehicle moves to avoid the obstacle,
When the driver performs avoidance steering on the obstacle while the vehicle is understeering from return steering from avoidance steering of the driver, and the own vehicle is expected to deviate from the destination lane, the vehicle A yaw moment adding means for calculating and adding a yaw moment to suppress the understeer state to the vehicle,
The understeer state detecting means is such that a value obtained by adding a multiplication value of a coefficient set in advance to the steering angle and the steering angular velocity is not less than zero, and a value obtained by subtracting the target yaw rate from the actual yaw rate is not more than a preset negative threshold value. At some time, an understeer state of the vehicle is detected, and a value obtained by adding a multiplication value of the coefficient and the steering angular velocity to the steering angle is less than zero, and a value obtained by subtracting the target yaw rate from the actual yaw rate is A vehicle driving support control device that detects an understeer state of the vehicle when a predetermined positive threshold value or more is reached.
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