JP2006188129A - 衝突負荷低減車両システム - Google Patents

Abstract

【課題】自車両への相手車両からの側面衝突が避けられないと判断した場合に相手車両から受ける横方向の衝撃を減少し、乗員へ与える衝突負荷を減らすこと。
【解決手段】自車両周囲に車両接近を検知した時に相手車両との距離、相手車両の進行方向と速度、自車両の速度を求め（１１）、減速に要する距離が確保できず相手車両との側面衝突を避けられないと判断した場合は、自車両のブレーキ制御装置で制動を掛け（１２）、さらに自車走行路をはみ出させないタイミングで、ステアリング制御装置で相手車両の進行方向と同一方向へ自車両の進行方向を変えるように操舵すること（１３）。また、制動効果と操舵効果が発揮できるようにＡＢＳ機構の作動を制御すること。また、ステアリング制御装置と操舵モータを設ける代わりに、ブレーキ制御装置で内輪と外輪の制動の掛け方を制御することで操舵すること。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両運転時に遭遇する交差点における側面衝突（出会い頭衝突とも記す）に際して、乗員への衝撃を和らげる効果をもつ衝突安全システムに関する。

近年の車両制御技術の進歩により、交通事故を回避するまたは交通事故時の衝撃を減らすことを目的とした技術が多数提案されている。その中で、前車との衝突が避けられないと判断した時に自動的にブレーキを作動させ、ドライバが与える制動力以上に車両の制動能力を最大限に活かすプリクラッシュセーフティ技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。この特許文献１によると、レーダ等により構成した車間距離検出装置によって検出した前方障害物との相対距離が、演算により決定した安全距離以下となった際に衝突防止処理として自動ブレーキを作動させる技術が開示されている。

また、衝突回避の従来技術として、例えば、特許文献２には、前方障害物との接触回避のために、減速による回避で不十分な場合、旋回による回避を行って確実に前方障害物との接触を回避することを目的とした車両挙動制御装置の技術が開示されている。
特開平７−１４９１９３号公報 特開２００１−２４７０２３号公報

しかしながら、交差点での衝突時のような側面からの衝突時において、検知から衝突までが短い時間の場合、従来の制動制御・回避制御で衝突を避けることは困難であり、相手の車両の進行状況を的確に把握しなければ、操舵の結果より悪い形で衝突する可能性が生じてしまう。

そして、上述した特許文献１，２に示す技術は、対象となる障害物は自車の進行方向前方であり、衝突事例としては追突もしくは正面衝突の状況を対象としているものであり、交差点における出会い頭衝突のような横からの衝突については配慮されていない。

本発明は、相手車両の進行方向を求めて側面衝突が避けられないと判断した場合に、相手車両から受ける横方向の衝撃を減少し、乗員へ与える衝突負荷を低減する車両システムを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。
自車両の周辺に存在する検知物体との距離、前記自車両の進行方向に対する前記検知物体の存在方向、前記自車両と前記検知物体との相対的な移動速度ベクトル、前記自車両の速度、前記自車両の走行する自車両走行路の路幅情報、を特定することができる一つまたは複数の外界認識手段と、
要求を受けて前記自車両の各車輪に装備している制動装置に対して前記自車両を減速する制御指令を出力可能なブレーキ制御手段と、
要求を受けて操舵モータを制御して前記自車両の操舵方向を変えることが可能なステアリング制御手段と、
前記外界認識手段からの外界情報に基づいて前記ブレーキ制御手段と前記ステアリング制御手段に対して制御開始要求を出力する衝突負荷低減手段と、を具備する車両システムであって、
前記衝突負荷低減手段は、前記外界認識手段の前記外界情報を取得して、前記検知物体との距離、前記検知物体の走行速度、前記検知物体の進行方向、前記自車両の速度、をそれぞれ算出する外界判断処理部と、前記算出された算出値から検知物体との衝突の有無を判断し、衝突が有ると判断する場合は前記ブレーキ制御装置に対して制動開始要求を出力する制動開始判断処理部と、所望の操舵角で前記自車両の進路を変える際に、前記自車両前方の走行路を逸脱するまでの予想時間が前記検知物体と衝突するまでの予想時間より長い場合に、前記検知物体の進行方向に沿う方向へ前記操舵角で前記自車両の進行方向を曲げるように前記ステアリング制御手段に操舵開始要求を出す操舵開始判断処理部と、を有する構成とする。

また、自車両の周辺に存在する検知物体との距離、前記自車両の進行方向に対する前記検知物体の存在方向、前記自車両と前記検知物体との相対的な移動速度ベクトル、前記自車両の速度、前記自車両の走行する自車両走行路の路幅情報、前記自車両のヨーレート、を特定することができる一つまたは複数の外界認識手段と、
要求を受けて前記自車両の各車輪に装備している制動装置に対して前記自車両を減速する制御指令を出力可能なブレーキ制御手段と、
前記外界認識手段からの外界情報に基づいて前記ブレーキ制御手段に対して制御開始要求を出力する衝突負荷低減手段と、を具備する車両システムであって、
前記衝突負荷低減手段は、前記外界認識手段の前記外界情報を取得して、前記検知物体との距離、前記検知物体の走行速度、前記検知物体の進行方向、前記自車両の速度、をそれぞれ算出する外界判断処理部と、前記算出された算出値から検知物体との衝突の有無を判断し、衝突が有ると判断する場合は前記ブレーキ制御装置に対して制動開始要求を出力する制動開始判断処理部と、所望の回転半径で前記自車両の進路を変える際に、前記自車両前方の走行路を逸脱するまでの予想時間が前記検知物体と衝突するまでの予想時間より長い場合に、前記検知物体の進行方向に沿う方向へ前記回転半径で前記自車両の進行方向を曲げるように前記ブレーキ制御手段に操舵開始要求を出す操舵開始判断処理部と、を有し、
前記ブレーキ制御手段は、操舵要求の方向および回転半径で前記自車両を旋回させるために、前記自車両の各車輪への制動力配分を制御して所望の旋回力を発生させる構成とする。

本発明によると、側面衝突直前に検知物体の進行方向へ自車の向きを変えることで相手から受ける横方向の衝撃を減少することができ、少しでも乗員へ与える衝突負荷を減らすことができる。

本発明の実施形態に係る衝突負荷低減車両システムについて、図１〜図６を参照しながら以下詳細に説明する。図１は本発明の実施形態に係る衝突負荷低減車両システムの構成を示すブロック図である。図２は本実施形態に関する自車両と相手車両との衝突事例を示す説明図である。図３は本実施形態に係る衝突負荷低減車両システムにおける処理フローを示す図である。図４は本実施形態に関する車両衝突時の状況を示す説明図である。図５は本実施形態に係る衝突負荷低減車両システムにおける衝突負荷低減の事例を示す説明図である。図６は本発明の他の実施形態に係る衝突負荷低減車両システムの構成を示すブロック図である。

図面において、１は衝突負荷低減装置、２はミリ波レーダ、３は車輪速センサ、４は舵角センサ、５はブレーキ制御装置、６は制動装置、７は操舵モータ、８はステアリング制御装置、９はバス、１０はナビゲーション装置、１１は外界判断部、１２は制動開始判断部、１３は操舵開始判断部、２０は自車両、２１は検知車両、２２は交点、６０はヨーレートセンサ、をそれぞれ表す。

図１に図示するように、本実施形態に係る衝突負荷低減車両システムは、衝突負荷低減装置１と、外界認識センサとして衝突の恐れのある自車周辺の車両を検知できるミリ波レーダ２と、車輪の回転数を算出する車輪速センサ３（右前輪３ａ、左前輪３ｂ、右後輪３ｃ、左後輪３ｄ）と、現在のステアリングの舵角を検知する舵角センサ４と、衝突負荷低減装置１からの要求に応じ各車輪に対する制動力発生の要求を出すブレーキ制御装置５と、各車輪毎に装着されブレーキ制御装置５からの指令に基づき担当車輪に対して制動力を発生させる制動装置６（右前輪６ａ、左前輪６ｂ、右後輪６ｃ、左後輪６ｄ）と、ステアリングを操作し操舵角を発生させる操舵モータ７と、衝突負荷低減装置１からの要求に応じ操舵モータ７に対し必要な操舵角の発生要求を出すステアリング制御装置８と、自車走行位置の路幅情報を持つナビゲーション装置１０と、から構成される。

そして、衝突負荷低減装置１とミリ波レーダ２と車輪速センサ３と舵角センサ３とブレーキ制御装置５とステアリング制御装置８とナビゲーション装置１０は、シリアル通信によるネットワーク接続を形成するバス９で相互接続されており、各々の情報を授受する。

ミリ波レーダ２は、検知した車両と自車の車間距離（後述する図２に示すＤ）と、検知車両と自車の相対速度ベクトルと、自車の進行方向に対する存在方向（後述する図２に示すΘ）と、を特定することができる。また、制動装置６は、通常時でタイヤのロックを防いでブレーキング中の操舵を可能とするＡＢＳ機能を内蔵するものとする。

衝突負荷低減装置１は、マイクロコンピュータとその周辺回路およびメモリからなり、処理内容で分類すると、外界判断部１１、制動開始判断部１２、操舵開始判断部１３から構成されている。外界判断部１１は、ミリ波レーダ２の出力値から、検知車両までの車間距離、検知車両の進行角度、検知車両の絶対車速を求める処理部であり、また、車輪速センサ３の出力値から自車速を求める処理部である。

制動開始判断部１２は、外界判断部１１で求めた検知車両との車間距離、検知車両の進行角度、検知車両の絶対車速、自車速から、衝突するか否かを判断し、衝突が避けられないと判断した場合に、ブレーキ制御装置５に対し必要な制動力を発生させるための要求を送信する処理部である。また、操舵開始判断部１３は、制動開始判断部１２において衝突が避けられないと判断し制動開始した後においても、両車両の走行位置関係から操舵開始すべきか判断し、開始すべきと判断した場合はステアリング制御装置８に対し操舵開始要求を送信する処理部である。各処理部の詳細については後述する。

図２に示す衝突事例において、自車両２０は、速度Ｖｓ［ｋｍ／ｈ］で進行しているものとし、そこへミリ波レーダ２にて速度Ｖｔ、進行方向θ［ｒａｄ］で走行してきた車両２１を検知した状況を想定する。ミリ波レーダ２の測定値より、自車両２０と検知車両２１の車間距離はＤ［ｍ］、検知角はΘ［ｒａｄ］であったとする。なお、図中において自車２０の進行方向に対して垂直軸をＸ軸、同一軸をＹ軸とする。このＸ軸とＹ軸の交わる点を図のように交点２２とすると、Ｘ軸では交点から左方向を正、右方向を負とし、Ｙ軸では交点から上方向を正、下方向を負として、ベクトル値を扱う。また、ミリ波レーダ２が検知する情報で図中に示さない相対速度ベクトル値は、Ｘ方向成分をＶｘ、Ｙ方向成分をＶｙとする。本実施形態では、この位置関係から両車両が衝突する事態を想定する。

図３に示すメイン処理フローにおいて、衝突負荷低減装置１では、このメイン処理フローとは別の基本フローとして、バス９を経由してミリ波レーダ２と車輪速センサ３と舵角センサ３の出力値を外界判断部１１において数十ミリ秒周期で取得し蓄えており、一定の蓄積容量を超えた場合は古い情報から削除するように動作している。

衝突負荷低減装置１のメイン処理は、まず外界判断部１１において、この蓄積情報から各センサの測定値を取得し、測定値から検知車両の距離（図２に示すＤ）、進行角度（図２に示す進行方向θ）、絶対車速（図２に示すＶｔ）、および自車速（図２に示すＶｓ）を導出する（ＳＴ３０１，３０２）。自車速の導出には、各車輪の車輪速センサの車輪回転数から駆動輪の数値を参照して求める。もし、前輪駆動の車両の場合の右前輪回転数Ｒｆｒ［ｒ／ｍｉｎ］、左前輪回転数Ｒｆｌ［ｒ／ｍｉｎ］、および車輪半径Ｒ［ｍ］とすると、自車速Ｖｓ［ｋｍ／ｈ］は、
Ｖｓ＝０．５・（Ｒｆｒ＋Ｒｆｌ）・２π・Ｒ・６０／１０００ …（１）
で求めることができる。

検知車両との相対速度ベクトル値（Ｖｘ，Ｖｙ）から、自車進行方向に対する検知車両のＸ軸方向の絶対速度成分ＶｔｘとＹ軸方向の絶対速度成分Ｖｔｙは、
Ｖｔｘ＝Ｖｘ …（２）
Ｖｔｙ＝Ｖｙ＋Ｖｓ …（３）
で求めることができる。また、検知車両の絶対車速（図２に示すＶｔ）が求まることより、検知車両の進行方向θ［ｒａｄ］は次式で求めることができる。

Ｖｔｙ＜０のとき θ＝ｔａｎ^−１（Ｖｔｘ／Ｖｔｙ）、
Ｖｔｙ＞０かつＶｔｘ＜０のとき θ＝ｔａｎ^−１（Ｖｔｘ／Ｖｔｙ）＋π、
Ｖｔｙ＞０かつＶｔｘ＞０のとき θ＝ｔａｎ^−１（Ｖｔｙ／Ｖｔｘ）−π、 …（４）
次に、これら算出した数値に基づき制動開始判断部１２において衝突の可能性を判断する（ＳＴ３０３）。衝突可能性を判断するには、衝突が予想される交点２２までの両者の走行距離を求め、現在の走行位置が交点２２に対してどれだけ離れているかを比べて判断する。

図４に示す衝突時の車両の状況において、Ｗｔは検知車両の車幅を、Ｌｔは検知車両の全長を示す。ミリ波レーダ２では、検知車両の大きさを求められないため、これら数値は一般的な仮の数値を代入することとする。もし、本実施形態にカメラ画像認識装置など検知物体の大きさが把握できる装置を付加した場合は、物体の大きさ情報はそれから取得してもよい。

まず、衝突するという前提で、検知した時点での自車速度Ｖｓから衝突時までに減速加速度ａで減速した場合、減速すべき目標減速速度Ｖｅまでに要する時間をｔＴＴＣとすると、
ｔＴＴＣ ＝（Ｖｓ−Ｖｅ）／ａ …（５）
となる。一般に、衝突時に乗員が死亡しない可能性が高いのは衝突直前の自車速度が５０ｋｍ／ｈ以下の時であると言われており、衝突負荷低減が乗員死亡を防ぐ目的であるとするならば、Ｖｅを５０ｋｍ／ｈと設定しても良い。車両を検知してから制動開始するまでの応答時間をｔｒｓ［ｓｅｃ］とすると、衝突時刻からｔＴＴＣ［ｓｅｃ］さかのぼった時点でのＸ軸方向の車間距離ｄｘ（θ）は、
ｄｘ（θ）＝Ｖｔｘ・（ｔＴＴＣ＋ｔｒｓ） …（６）
で求めることができ、Ｙ軸方向の車間距離ｄｙ（θ）は、
ｄｙ（θ）＝（Ｖｓ・（ｔＴＴＣ＋ｔｒｓ）−ａ・ｔＴＴＣ^２／２）＋Ｖｔｙ・（ｔＴＴＣ＋ｔｒｓ）・ｃｏｓθ＋Ｗｔ／２・ｓｉｎθ …（７）
で求めることができる。一方、検知時点での車間距離Ｄから、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の車間距離はそれぞれ、
ｄｘ（Θ）＝Ｄ・ｃｏｓΘ …（８）
ｄｙ（Θ）＝Ｄ・ｓｉｎΘ …（９）
で求めることができる。

「衝突が避けられない」という状況を、目標減速速度まで減速が達せられない位置を自車が走行している状況と定義すると、上記式の関係から、判断時において
｜ｄｘ（θ）―ｄｘ（Θ）｜＜Ｗｔ・ｃｏｓθ＋Ｌｔ・ｓｉｎθ かつ
｜ｄｙ（θ）―ｄｙ（Θ）｜＜Ｗｔ・ｓｉｎθ＋Ｌｔ・ｃｏｓθ …（１０）
となる状況が発生した場合、制動開始判断部１２では「衝突が避けられない」と判断する。なお（１０）式は一例であり、本発明では「衝突が避けられない」という判断式はこの式のみにて一意に限定するものではない。

もし衝突が避けられないと判断した場合は、減速加速度ａを発生させるための制動開始要求をブレーキ制御装置５に対して送信する（ＳＴ３０４）。続いて、直進状態での減速効果を高めるためにまず制動装置６内のＡＢＳ機能をＯＦＦにするようブレーキ制御装置５に対して要求を送信する（ＳＴ３０５）。衝突負荷低減装置１から要求を受けたブレーキ制御装置５は、要求に従い制動装置６を制御し、必要な制動力を発生させる。

衝突負荷低減装置１では、操舵開始判断部１３において、自車の操舵角を求める。先に求めた検知車両の進行方向θからその正負により操舵方向αを
８５°＜θ＜９５°のとき α＝１
−９５°＜θ＜−８５°の時 α＝−１
それ以外の時、α＝０ …（１１）
として定める。因みに、α＝０はハンドルの操舵を行わないことを意味する。

予め定めた操舵量Ｔｈに対し操舵方向αを用いて次式にて要求する操舵角Ｔを求める（ＳＴ３０６）。

Ｔ＝α・Ｔｈ …（１２）
なお、本実施形態では、ステアリング制御装置８への要求として正の操舵角を与えた場合は左へ、負の操舵角を与えた場合は右へ自車方向を向けるように作用する。

本実施形態において、与える操舵角Ｔと自車の回転半径Ｒｓ［ｍ］との関係比率βは自車の特性として既知であり、関係式は、
Ｒｓ＝β・Ｔ …（１３）
であるとする。

図５に示す本実施形態が適用された場合の衝突事例において、ナビゲーション装置１０から得た自車が走行している路幅をＷｒ［ｍ］とした場合、自車が路上中央を走行していると仮定すると、操舵角Ｔを与える（すなわち回転半径Ｒｓで方向を変える）時の自車が走行路から逸脱するまでの走行距離Ｌｙは、
Ｌｙ＝（４・Ｗｒ・Ｒｓ−Ｗｒ^２）^０．５／２ …（１４）
で求めることができる。また、走行距離Ｌｙを移動するのに要する時間をｔｙとすると、
Ｌｙ＝Ｖｓ・ｔｙ−ａ・ｔｙ^２／２ …（１５）
となるので、（１４）、（１５）式から時間ｔｙを求める。一方、衝突するまでの時間ｔＴＣとすると、
ｄｙ（Θ）＝（Ｖｓ＋Ｖｔ・ｃｏｓθ）・ｔＴＣ−ａ・ｔＴＣ^２／２ …（１６）
が成り立つため、（１６）式に（９）式を代入して時間ｔＴＣを求める（ＳＴ３０６）。

操舵開始判断部１３では、制動開始後に（１５）式で求める操舵により走行路をはみ出すまでの予想時間が（１６）式で求める現在の車間距離から衝突するまでの予想時間より長い場合、すなわち、
ｔＴＣ＜ｔｙ …（１７）
が成り立つ期間は操舵による負荷低減が必要であると判断する（ＳＴ３０７）。

換言すると、この場合にはハンドルを切って衝突時の負荷を低減するのであり、逆に、操舵により走行路をはみ出すまでの予想時間（ｔｙ）が現在の車間距離から衝突するまでの予想時間（ｔＴＣ）より短い場合には操舵しないのである（例えば、右操舵して相手車両への衝突前に対向車線にはみ出してはならないことを考えて）。ただし、（１７）式の条件を満たした場合であっても、操舵角から走行状態が不安定になると予め定義する速度値よりも自車速Ｖｓが速い場合は、操舵による負荷低減が必要とは判断せずに終了する（ＳＴ３０８）。例えば、ハンドルを操舵すると車両がスピンする場合の速度（予め定義する速度値）のときにはハンドルを操舵しないこととするのである。ただし、制動動作は実施するのである。

また、舵角要求を出している状態において、もし舵角センサ４からの出力値の変化速度が操舵モータ７の特性以上の値であった場合は、ドライバによるステアリング操作があったものとみなし、操舵制御が必要とは判断しない（ＳＴ３０９）。ただし、ドライバの操舵による効果を活かすため、ＯＦＦにしていたＡＢＳ作動をＯＮにするようにブレーキ制御装置５へ要求を出す（ＳＴ３１１）。

操舵制御が必要と判断した場合は、操舵開始判断部１３からステアリング制御装置８へ操舵角Ｔの操舵要求を出す（ＳＴ３１０）。この場合も、操舵による車両の向きを変える効果を活かすため、ＯＦＦにしていたＡＢＳ作動をＯＮにするようにブレーキ制御装置５へ要求を出す（ＳＴ３１１）。要求を受けたブレーキ制御装置５はＡＢＳ作動をＯＮにできるように、制動装置６を制御する。操舵要求を受けたステアリング制御装置８は舵角センサ４が要求を受けた舵角に一致するまで操舵モータ７に対し操舵トルクを発生させる指令を出す。

本実施形態では本処理を十ミリ秒の一定周期毎に起動し、その度に判断し制御する。ただし、実行周期はこの数値に限定するものではなく、利用する形態によって定義するものとする。

以上の説明においては、路幅Ｗｒの情報はナビゲーション装置から得るとしたが、ナビゲーション装置のほかにカメラを搭載しカメラ画像から路幅を認識するカメラ画像認識装置を含む他の構成例において、路幅Ｗｒをカメラ画像認識装置から得るとしてもよい。また、別の構成例として、ＳＴ３０８の処理において、前述した実施形態にヨーレートセンサ（横Ｇセンサ）など車両の状態を把握できるセンサを追加して、ヨーレートセンサ（センサ出力はカーブしたときにその曲率半径と速度から決まるもの）からの数値から操舵によりかえって危険になる恐れがあると定義するしきい値を超えた場合は操舵開始要求を出さないようにしてもよい。また、別の構成例として、ＳＴ３０８の処理を無くし、自車速度が大きい場合は要求する操舵角を少なくするように作用させて、ＳＴ３０６で与える操舵角を定めてもよい（速度に反比例して操舵角を決める）。

また別の構成例として、ＳＴ３０６で与える操舵角を、相手の進行方向θに応じて、θ＝±９０°の場合を最大値とし、それ以下の場合は、検知車両の進行方向θの値に比例して操舵角を少なくするように作用させて定めてもよい。また、別の構成例として、ＳＴ３０５の処理を、ブレーキ制御装置５が衝突負荷低減装置１からの制動開始要求を受けて判断してＡＢＳの動作を停止させ、また、ＳＴ３１０の処理を、ブレーキ制御装置５が衝突負荷低減装置１からステアリング制御装置８への操舵開始要求を受けて判断してＡＢＳの動作を作動させるようにしてもよい（ＡＢＳの作動制御を、衝突負荷低減装置１に代えて、ブレーキ制御装置５が判断して実施する）。

また、別の構成例として、被衝突車両の情報取得装置はミリ波レーダのみならず、検知した車両と自車の車間距離と、検知車両と自車の相対速度ベクトルと、自車の進行方向に対する存在方向と、を特定することができる装置であれば、その装置を採用しても良い。例えば、無線による車両間通信や道路に設置された情報発信装置経由でこれら情報を取得してもよいし、カメラ画像認識装置やレーダなど車両に搭載した複数のセンサからの情報を基に算出してもよい。

次に、本発明の他の実施形態として、図１に示す実施形態におけるステアリング制御装置８および操舵モータ７を具備しない車両システムにおいて、ヨーレートセンサ（横Ｇセンサ）を追加した構成を示す。本発明の他の実施形態においては、図１に示す実施形態の操舵角を発生させることと同様に、ブレーキ制御装置５による各制動装置６の制動力配分をコントロールすることにより、必要な車両旋回力を発生させる。

例えば、右に旋回させる場合は、右側の制動装置６ａ，６ｃの制動力を左側の制動装置６ｂ，６ｄよりも強めに発生させる。これにより前述した実施形態の操舵角による制御と同様に、発生したヨーレートセンサの値が、操舵角Ｔ（または回転半径Ｒｓ）と自車速度Ｖｓの関係から一意に求まる目標となるヨーレート値になるように各制動装置６の制動力配分を制御する。この他の実施形態においても、舵角センサ４からの出力値に変化があった場合はドライバによるステアリング操作があったものとみなし、操舵による負荷低減が必要とは判断せずに終了する。

以上説明したように、本発明の実施形態は、自車両周辺の物体を検知して対象物体との距離、存在方向、相対的な移動速度ベクトル、自車速、自車走行路の路幅情報を特定することができる一つまたは複数の外界認識手段と、要求を受け各車輪に装備している制動装置に対し自車両を減速する制御指令を出力可能なブレーキ制御手段と、要求を受け操舵モータを制御して自車両の操舵方向を変えることが可能なステアリング制御手段と、前記外界認識手段の値を基に状況を判断した前記ブレーキ制御手段と前記ステアリング制御手段に対して制御開始要求を出力する衝突負荷低減手段と、を具備する車両システムであって、前記衝突負荷低減手段は、前記外界認識手段の計測情報を取得し、検知物体との距離、走行速度、進行方向を算出する外界判断処理部と、それらから検知物体との衝突の有無を判断し、衝突が有ると判断された場合は前記ブレーキ制御装置に対し制動開始要求を出力する制動開始判断処理部と、所望の操舵角で車両の進路を変えるものとして自車前方の走行路を逸脱するまでの予想時間より検知物体と衝突する予想時間が短い場合に、検知物体の進行方向に沿う方向へ前記操舵角で車両の進行方向を曲げるように前記ステアリング制御手段に操舵開始要求を出す操舵開始判断処理部と、を有することを主要な特徴とするものである。

本発明の実施形態に係る衝突負荷低減車両システムの構成を示すブロック図である。 本実施形態に関する自車両と相手車両との衝突事例を示す説明図である。 本実施形態に係る衝突負荷低減車両システムにおける処理フローを示す図である。 本実施形態に関する車両衝突時の状況を示す説明図である。 本実施形態に係る衝突負荷低減車両システムにおける衝突負荷低減の事例を示す説明図である。 本発明の他の実施形態に係る衝突負荷低減車両システムの構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 衝突負荷低減装置
２ ミリ波レーダ
３ 車輪速センサ
４ 舵角センサ
５ ブレーキ制御装置
６ 制動装置
７ 操舵モータ
８ ステアリング制御装置
９ バス
１０ ナビゲーション装置
１１ 外界判断部
１２ 制動開始判断部
１３ 操舵開始判断部
２０ 自車両
２１ 検知車両
２２ 交点
６０ ヨーレートセンサ

Claims (11)

1. 自車両の周辺に存在する検知物体との距離、前記自車両の進行方向に対する前記検知物体の存在方向、前記自車両と前記検知物体との相対的な移動速度ベクトル、前記自車両の速度、前記自車両の走行する自車両走行路の路幅情報、を特定することができる一つまたは複数の外界認識手段と、
   要求を受けて前記自車両の各車輪に装備している制動装置に対して前記自車両を減速する制御指令を出力可能なブレーキ制御手段と、
   要求を受けて操舵モータを制御して前記自車両の操舵方向を変えることが可能なステアリング制御手段と、
   前記外界認識手段からの外界情報に基づいて前記ブレーキ制御手段と前記ステアリング制御手段に対して制御開始要求を出力する衝突負荷低減手段と、を具備する車両システムであって、
   前記衝突負荷低減手段は、前記外界認識手段の前記外界情報を取得して、前記検知物体との距離、前記検知物体の走行速度、前記検知物体の進行方向、前記自車両の速度、をそれぞれ算出する外界判断処理部と、前記算出された算出値から検知物体との衝突の有無を判断し、衝突が有ると判断する場合は前記ブレーキ制御装置に対して制動開始要求を出力する制動開始判断処理部と、所望の操舵角で前記自車両の進路を変える際に、前記自車両前方の走行路を逸脱するまでの予想時間が前記検知物体と衝突するまでの予想時間より長い場合に、前記検知物体の進行方向に沿う方向へ前記操舵角で前記自車両の進行方向を曲げるように前記ステアリング制御手段に操舵開始要求を出す操舵開始判断処理部と、を有する
   ことを特徴とする衝突負荷低減車両システム。
2. 請求項１に記載の衝突負荷低減車両システムにおいて、
   前記ブレーキ制御手段は、前記制動装置を制御して車輪のロックを防止するＡＢＳ機構を有し、
   前記衝突負荷低減手段は、前記制動開始要求を出力する際に、前記ブレーキ制御手段に対して前記ＡＢＳ機構の作動を停止するように要求指令を出す
   ことを特徴とする衝突負荷低減車両システム。
3. 請求項２に記載の衝突負荷低減車両システムにおいて、
   前記衝突負荷低減手段は、前記ブレーキ制御手段に対して前記ＡＢＳ機構の作動を停止するように要求指令を出した後に、前記ステアリング制御手段に操舵開始要求を出す際に、前記ブレーキ制御手段に対して前記ＡＢＳ機構の作動を動作するように要求指令を出す
   ことを特徴とする衝突負荷低減車両システム。
4. 請求項１に記載の衝突負荷低減車両システムにおいて、
   前記ブレーキ制御手段は、前記制動装置を制御して車輪のロックを防止するＡＢＳ機構を有し、
   前記ブレーキ制御手段が、前記衝突負荷低減手段からの前記制動開始要求を受けることによって、前記制動装置の前記ＡＢＳ機構の作動を停止させる
   ことを特徴とする衝突負荷低減車両システム。
5. 請求項２に記載の衝突負荷低減車両システムにおいて、
   前記衝突負荷低減手段が前記ブレーキ制御手段に対して前記ＡＢＳ機構の作動を停止するように要求指令を出した後に、前記ブレーキ制御手段は、前記衝突負荷低減手段から前記ステアリング制御手段に対して操舵開始要求が出されたことを検知することによって、前記ブレーキ制御手段が前記ＡＢＳ機構の作動を動作させる
   ことを特徴とする衝突負荷低減車両システム。
6. 請求項１に記載の衝突負荷低減車両システムにおいて、
   前記衝突負荷低減手段の前記操舵開始判断処理部は、前記自車両の進行方向と検知物体の進行方向のなす交線が垂直に近い角度範囲内の場合にのみ、前記ステアリング制御手段に操舵開始要求を出す
   ことを特徴とする衝突負荷低減車両システム。
7. 請求項１に記載の衝突負荷低減車両システムにおいて、
   前記衝突負荷低減手段の前記操舵開始判断処理部は、前記操舵角で前記自車両の進行方向を曲げた場合、走行状態が不安定になる速度以上で前記自車両が走行しているときには、前記ステアリング制御手段に操舵開始要求を出さない
   ことを特徴とする衝突負荷低減車両システム。
8. 請求項１に記載の衝突負荷低減車両システムにおいて、
   前記衝突負荷低減手段の前記操舵開始判断処理部は、前記自車両の速度の数値が大きいほど少なくするような前記操舵角を定めて前記ステアリング制御手段に操舵開始要求を出す
   ことを特徴とする衝突負荷低減車両システム。
9. 請求項１に記載の衝突負荷低減車両システムにおいて、
   前記衝突負荷低減手段の前記操舵開始判断処理部は、前記検知物体の進行方向が前記自車両の進行方向に対して９０度の場合を最大値とし、前記９０度以外の場合にはその角度の大きさに比例して前記操舵角を定めて前記ステアリング制御手段に操舵開始要求を出す
   ことを特徴とする衝突負荷低減車両システム。
10. 自車両の周辺に存在する検知物体との距離、前記自車両の進行方向に対する前記検知物体の存在方向、前記自車両と前記検知物体との相対的な移動速度ベクトル、前記自車両の速度、前記自車両の走行する自車両走行路の路幅情報、前記自車両のヨーレート、を特定することができる一つまたは複数の外界認識手段と、
    要求を受けて前記自車両の各車輪に装備している制動装置に対して前記自車両を減速する制御指令を出力可能なブレーキ制御手段と、
    前記外界認識手段からの外界情報に基づいて前記ブレーキ制御手段に対して制御開始要求を出力する衝突負荷低減手段と、を具備する車両システムであって、
    前記衝突負荷低減手段は、前記外界認識手段の前記外界情報を取得して、前記検知物体との距離、前記検知物体の走行速度、前記検知物体の進行方向、前記自車両の速度、をそれぞれ算出する外界判断処理部と、前記算出された算出値から検知物体との衝突の有無を判断し、衝突が有ると判断する場合は前記ブレーキ制御装置に対して制動開始要求を出力する制動開始判断処理部と、所望の回転半径で前記自車両の進路を変える際に、前記自車両前方の走行路を逸脱するまでの予想時間が前記検知物体と衝突するまでの予想時間より長い場合に、前記検知物体の進行方向に沿う方向へ前記回転半径で前記自車両の進行方向を曲げるように前記ブレーキ制御手段に操舵開始要求を出す操舵開始判断処理部と、を有し、
    前記ブレーキ制御手段は、操舵要求の方向および回転半径で前記自車両を旋回させるために、前記自車両の各車輪への制動力配分を制御して所望の旋回力を発生させる
    ことを特徴とする衝突負荷低減車両システム。
11. 自車両と相手車両との車間距離及び相対速度、前記相手車両の進行方向、及び前記自車両の速度に基づいて前記自車両の衝突の有無を判断し、衝突有りの判断のときに、前記自車両に制動を掛けるように制御する車両システムにおいて、
    前記制動の開始後に操舵によって前記自車両の走行路をはみ出すまでの予想時間が現在の車間距離から衝突するまでの予想時間より長い場合、前記相手車両の進行方向に沿う所定の操舵角で前記自車両の進行方向を変更する
    ことを特徴とする衝突負荷低減車両システム。

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