JP2007210505A - 車両制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】自車両の周辺物体との衝突や車線外/道路外への逸脱が適切に回避される車両制御装置を提供すること。
【解決手段】車両において、自車両の挙動を安定化させる制御を行う車両制御装置に、自車両の車両状態を監視し、横滑りが発生したときに当該横滑りが抑制されるように自車両を制御する横滑り抑制手段と、自車両周辺の環境を監視し、当該周辺環境(周辺物体との衝突可能性や車線逸脱可能性)に応じて横滑り抑制手段による横滑り抑制のための車両制御の内容(制御量又は制御開始タイミング)を変更する(衝突可能性/車線逸脱可能性が高いほど制御量を小さくする又は制御開始タイミングを遅らせる)制御内容変更手段とを備える。
【選択図】図2

Description

本発明は、概して、車両において、自車両の挙動を安定化させる制御を行う車両制御装置に係り、特に、自車両の周辺物体との衝突や車線外/道路外への逸脱が適切に回避される車両制御装置に関する。
従来、車両において、自車両の挙動を安定化させる制御を行う車両制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1には、車体スリップ角に対するヨーモーメントの変化割合に基づいて反旋回モーメントが発生するように制動力を制御して車両挙動を安定化させる装置が開示されている。
このような制動力制御により車両の横滑りを抑制する車両制御装置は、VSC(登録商標)などの呼称で市場でも一般的に知られている。
特開平9−58444号公報
上記特許文献1記載の従来装置は、車両の挙動という閉じた系にのみ着目し、横滑りを抑制し、運転者がステアリングハンドルを操作した方向に車両が進むようにタイヤのグリップ力を回復させるものである。
しかしながら、タイヤのグリップ力が低下して車両に横滑り(すなわち、車両の向きと進行方向とのずれ)が発生し、操舵方向に車両が進行しない、という車両状態は、運転操作の観点からはいわば臨界状況であり、このような車両状態下での運転操作は難易度が高く、運転者が冷静に適切な運転操作を行うことは一般的には困難であると言える。
このような運転操作状況では、横滑り発生に慌てた運転者が、図らずも、周辺障害物へ接近する方向や自車両が車線外/道路外へ逸脱してしまう方向へステアリングハンドルを操作してしまう可能性がある。
このような状況下で、上記特許文献1記載の従来装置により車両の横滑りが抑制され、タイヤのグリップ力が回復すると、自車両はグリップ力回復と同時に障害物へ接近する方向又は車線外/道路外へ逸脱する方向へ進行することになってしまい、ブレーキ操作などの運転者による衝突/逸脱回避操作が必要となり得る。
換言すれば、自車両周辺の環境/状況によっては、スピンしない範囲内である程度の横滑りを敢えて許容した方が障害物回避又は車線逸脱回避の観点からは好ましいと考えられる状況も生じ得る、と考察される。
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、自車両の周辺物体との衝突や車線外/道路外への逸脱が適切に回避される車両制御装置を提供することを主たる目的とする。
上記目的を達成するための本発明の一態様は、車両において、自車両の挙動を安定化させる制御を行う車両制御装置であって、自車両の車両状態を監視し、横滑りが発生したときに当該横滑りが抑制されるように自車両を制御する横滑り抑制手段と、自車両周辺の環境を監視し、当該周辺環境に応じて上記横滑り抑制手段による横滑り抑制のための車両制御の内容を変更する制御内容変更手段とを有する車両制御装置である。
上記一態様において、上記制御内容変更手段は、例えば、A)自車両周辺に存在する物体を検出して、自車両と当該周辺物体との衝突可能性を判定する第一の判定手段を備え、上記第一の判定手段による判定結果に基づいて、上記横滑り抑制手段により自車両の横滑りが抑制された場合に抑制される前よりも上記衝突可能性が増加すると判断したとき、上記横滑り抑制手段による横滑り抑制のための車両制御の内容を変更する、或いは、B)自車両の走行車線内での位置を検出して、自車両の車線逸脱可能性を判定する第二の判定手段を備え、上記第二の判定手段による判定結果に基づいて、上記横滑り抑制手段により自車両の横滑りが抑制された場合に抑制される前よりも上記車線逸脱可能性が増加すると判断したとき、上記横滑り抑制手段による横滑り抑制のための車両制御の内容を変更する。
ここで、上記横滑り抑制手段による横滑り抑制のための車両制御の内容とは、例えば、当該車両制御の制御量又は当該車両制御の実行開始タイミングであり、上記制御内容変更手段は、例えば、上記衝突可能性又は上記車線逸脱可能性が高いときほど上記制御量を小さくする又は上記実行開始タイミングを遅らせる。
上記一態様によれば、単に自車両の横滑りを抑制することのみが制御の目的とされず、自車両周辺の環境が考慮され、周辺環境に応じて横滑り抑制のための車両制御の内容が変更されるため、例えば、障害物回避や車線逸脱回避などの観点から、横滑りを抑制してしまうと周辺物体との衝突可能性や車線逸脱可能性が増加してしまう場合などには敢えて横滑り抑制の程度を小さくする又は横滑りを抑制するタイミングを遅らせるなどして衝突又は車線逸脱を回避するなどの周辺環境により適したより安全な車両挙動制御を実現させることができる。
なお、上記一態様に係る車両制御装置は、周辺環境に応じて自車両の横滑りを抑制することを目的とした車両制御の制御内容を変更するものであって、自車両を積極的に(発生した以上に)横滑りさせるものではない。
本発明によれば、自車両の周辺物体との衝突や車線外/道路外への逸脱が適切に回避される車両制御装置を提供することができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。なお、制動力制御により車両の横滑りを抑制するVSC(Vehicle Stability Control)の基本概念、主要なハードウェア構成、作動原理、及び基本的な制御手法等については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。
以下、図1〜4を参照して、本発明の一実施例に係る車両制御装置について説明する。
図1は、本実施例に係る車両制御装置100の概略構成図である。
車両制御装置100は、自車両の車両状態を検出する車両状態検出部101を有する。本実施例において、車両状態検出部101は、少なくとも、既知の加速度センサとヨーレートセンサとを含み、自車両に生じている横方向加速度(横G)及び前後方向加速度(前後G)並びにヨーレートを計測するものとする。加速度センサ及びヨーレートセンサについては様々な構成・構造のものが知られているが、本実施例においては任意のものを利用することができる。他の車載システムと共用/兼用であってもよい。
車両制御装置100は、更に、ステアリングハンドルの操舵角度を検出する舵角検出部102を有する。本実施例において、舵角検出部102は、例えば、既知の舵角センサを含む。舵角センサについては様々な構成・構造のものが知られているが、本実施例においては任意のものを利用することができる。例えば電動パワーステアリングなどの他の車載システムと共用/兼用であってもよい。
車両制御装置100は、更に、自車両の走行速度を検出する車速検出部103を有する。本実施例において、車速検出部103は、例えば車輪側センサなどの車速センサを含む。車速センサについては様々な構成・構造のものが知られているが、本実施例においては任意のものを利用することができる。他の車載システムと共用/兼用であってもよい。
車両制御装置100は、更に、例えばレーザレーダやミリ波レーダなどを利用して、自車両周辺に存在する物体(静止物・移動体)を検出する周辺物体検出部104を有する。本実施例において、周辺物体検出部104は、更に、周辺物体が検出された場合に、自車両からその周辺物体までの距離及び相対速度を測定する。レーザレーダやミリ波レーダについては様々な構成・構造のものが知られているが、本実施例においては任意のものを利用することができる。例えば車間距離制御システムやプリクラッシュセーフティシステムなどの他の車載システムと共用/兼用であってもよい。
車両制御装置100は、更に、例えばCMOS(Complementary Metal−Oxide Semiconductor)カメラなどの撮像機器を利用して、少なくとも自車両が走行中の車線の左右境界線として道路上に描かれた白線(又は黄線)を検出する白線検出部105を有する。本実施例において、白線検出部105は、左右両側の白線を検出すると共に、自車両位置から自車両前方の白線までの距離を画像解析により測定する。
車両制御装置100は、更に、運転者によるブレーキペダル踏み込み操作とは独立して、各車輪の制動力をそれぞれ独立に制御可能に構成された制動力制御部106を有する。本実施例において、制動力制御部106は、例えば、各車輪のブレーキ油圧の大きさをそれぞれ独立に制御する。
車両制御装置100は、更に、車両制御装置100の各構成要素を統括的に制御する主制御部107を有する。車両制御装置100は、例えば、ECU(Electronic Control Unit;電子制御装置)である。
このような構成の車両制御装置100において、主制御部107は、例えば、車両状態検出部101により検出された横Gを時間積分して求めた横方向車速を前後Gを時間積分して求めた前後方向車速で除算して得られる車体のスリップ角がコーナリングフォース(横力)と線形関係でなくなったときに横滑りが発生したと判断して、タイヤのグリップ力を回復させるために、制動力制御部106に指示して横滑りを打ち消すように各車輪の制動力を制御させるように構成される。
また、本実施例において、主制御部107は、車両状態検出部101により検出された横G、前後G、及びヨーレートと、車速検出部103により検出された車速とに基づいて、自車両の将来位置を予測する。そして、この予測自車両位置と、周辺物体検出部104により検出された周辺物体の位置(存在すれば)及び白線検出部105により検出された車線の境界線である白線の位置と比較し、自車両の周辺物体との衝突可能性及び車線逸脱可能性を判定する。
さらに、本実施例において、主制御部107は、横滑りが発生したと判断したとき、舵角検出部102により検出された舵角と、車速検出部103により検出された車速と、周辺物体検出部104により検出された周辺物体の位置(存在すれば)及び白線検出部105により検出された車線の境界線である白線の位置とに基づいて、横滑りを抑制する通常の制動力制御によってタイヤのグリップ力が回復され、自車両が舵角の方向へ進むようになった場合の周辺物体との衝突可能性及び車線逸脱可能性を判定を判定する。そして、横滑りを抑制した場合の方が衝突可能性又は車線逸脱可能性が増加すると判定された場合、主制御部107は、制動力制御部106に指示して、横滑り抑制のための制動力制御の制御内容を変更させる。
以下、図2のフローチャートを用いて、このような周辺物体との衝突可能性及び車線逸脱可能性に応じて制御内容が変更される車両制御装置100による横滑り抑制のための制動力制御(図中では「VSC」と表記する)の流れを説明する。
まず、主制御部107は、自車両においてVSC開始の契機となる横滑りが発生したか否かを判定する(S201)。
横滑りが発生しておらず、VSCを開始する必要がないと判断された場合(S201の「NO」)、特段の処理を行わず、本フローの1ルーチンを終了する。
他方、横滑りの発生が検出され、VSCを開始するべきであると判断された場合(S201の「YES」)、主制御部107は、周辺物体検出部104による周辺物体の存在及び当該周辺物体の位置の検出結果に基づいて、VSCを開始する前の時点における周辺物体との衝突可能性と、VSCを通常通り作動させて横滑りが抑制された場合の周辺物体との衝突可能性とを比較し、通常通りVSCを開始し、横滑りが抑制された場合に周辺物体との衝突可能性がVSC作動前の状態(すなわち、自車両が横滑りしたままの状態)よりも増加するか否かを判定する(S202)。
換言すれば、S202においては、自車両が横滑りしたまま進んだ場合と、横滑りが抑制されてタイヤのグリップ力が回復し、運転者のステアリングハンドル操作に従って舵角の方向へ自車両が進んだ場合とで、いずれの場合の方が周辺物体へより接近するか、が判定される。
例えば自車両に横滑りが発生したことに慌てた運転者が周辺物体へ接近する方向へステアリングハンドルを操舵していた場合などVSCが通常通り作動して横滑りが抑制された場合の方が周辺物体との衝突可能性が高まると判定された場合(S202の「YES」)、主制御部107は、VSCの制御内容を修正・変更する(S203)。
S203におけるVSC制御内容の修正例を図3に示す。本実施例においては、例えば図3(a)に示したように、VSCを通常通り作動させて横滑りを抑制した場合に予測される周辺物体との衝突可能性が高いほどVSC制御量を小さくする。あるいは、例えば図3(b)に示したように、VSCを通常通り作動させて横滑りを抑制した場合に予測される周辺物体との衝突可能性が高いほどVSC制御が実行開始されるタイミングを通常制御の場合よりも遅らせる。
このように、本実施例においては、横滑りが抑制した方がむしろ周辺物体との衝突可能性が高まると判断された場合(S202の「YES」)には、予測される衝突可能性が高いほどVSC制御量(例えばブレーキ油圧の増加量)を低減させ、横滑りが抑制される程度を小さくし、ある程度の横滑り量を敢えて許容したり(図3(a))、及び/又は、予測される衝突可能性が高いほどVSCを実行開始するタイミングを遅らせ、横滑りの抑制が実現される時期を遅らせ、ある程度の期間横滑りの発生を敢えて許容したりする(図3(b))ことによって、VSCの作動によって横滑りを抑制しようとするあまり周辺物体との衝突可能性が増加することを回避する。
他方、通常通りのVSC作動により周辺物体との衝突可能性が増加しない、或いは、そもそも自車両と衝突可能性を有する周辺物体が存在しない場合(S202の「NO」)、主制御部107はこの点についてVSCの制御内容を修正・変更しない(S203をスキップ)。
次いで、主制御部107は、白線検出部105による白線位置の検出結果に基づいて、VSCを開始する前の時点における自車両が白線を越えて車線外へ進んでしまう車線逸脱可能性と、VSCを通常通り作動させて横滑りが抑制された場合の車線逸脱可能性とを比較し、通常通りVSCを開始し、横滑りが抑制された場合に車線逸脱可能性がVSC作動前の状態(すなわち、自車両が横滑りしたままの状態)よりも増加するか否かを判定する(S204)。
換言すれば、S204においては、自車両が横滑りしたまま進んだ場合と、横滑りが抑制されてタイヤのグリップ力が回復し、運転者のステアリングハンドル操作に従って舵角の方向へ自車両が進んだ場合とで、いずれの場合の方が車線の境界線である白線へより接近するか、が判定される。
例えば自車両に横滑りが発生したことに慌てた運転者が車線を逸脱する方向へステアリングハンドルを操舵していた場合などVSCが通常通り作動して横滑りが抑制された場合の方が車線逸脱可能性が高まると判定された場合(S204の「YES」)、主制御部107は、VSCの制御内容を修正・変更する(S205)。
S205におけるVSC制御内容の修正例を図4に示す。本実施例においては、例えば図4(a)に示したように、VSCを通常通り作動させて横滑りを抑制した場合に予測される車線逸脱可能性が高いほどVSC制御量を小さくする。あるいは、例えば図4(b)に示したように、VSCを通常通り作動させて横滑りを抑制した場合に予測される車線逸脱可能性が高いほどVSC制御が実行開始されるタイミングを通常制御の場合よりも遅らせる。
このように、本実施例においては、横滑りが抑制した方がむしろ車線逸脱可能性が高まると判断された場合(S204の「YES」)には、予測される車線逸脱可能性が高いほどVSC制御量(例えばブレーキ油圧の増加量)を低減させ、横滑りが抑制される程度を小さくし、ある程度の横滑り量を敢えて許容したり(図4(a))、及び/又は、予測される車線逸脱可能性が高いほどVSCを実行開始するタイミングを遅らせ、横滑りの抑制が実現される時期を遅らせ、ある程度の期間横滑りの発生を敢えて許容したりする(図4(b))ことによって、VSCの作動によって横滑りを抑制しようとするあまり自車両が車線を逸脱してしまう可能性が増加することを回避する。
他方、通常通りのVSC作動により車線逸脱可能性が増加しない場合(S204の「NO」)、主制御部107はこの点についてVSCの制御内容を修正・変更しない(S205をスキップ)。
このようにして、主制御部107は、自車両に横滑りが発生した場合には、VSCを通常通り作動させて横滑りが抑制された場合の周辺物体との衝突可能性及び車線逸脱可能性を考慮し(S202及びS204)、VSC作動後に周辺物体との衝突可能性及び車線逸脱可能性が増加しないように必要に応じてVSCの制御内容を修正・変更した上で(S203及びS205)、横滑りを抑制又は低減するためのVSCを実行する(S206)。
VSC作動後、主制御部107は、横滑りが収まりタイヤのグリップ力が回復したか否かを判定する(S207)。
横滑りが収まりタイヤのグリップ力が回復したと判定した場合(S207の「YES」)、主制御部107は、本フローの1ルーチンを終了する。再び横滑りが発生すれば、本フローの処理が再度繰り返される。
他方、横滑りが収まっておらず、タイヤのグリップ力がいまだ回復されていないと判定した場合(S207の「NO」)、すなわち横滑りが完全に抑制されておらず、ある程度の横滑りが許容されている状態であると判定した場合、主制御部107は、引き続き周辺物体との衝突可能性及び車線逸脱可能性の監視を継続し、動的にVSCの制御内容を修正・変更する。
換言すれば、例えば衝突可能性について、自車両が衝突可能性を有する対象物が先行車などの移動体であった場合、当該移動体の移動によっても自車両の当該移動体との衝突可能性は刻々と変化し得る。そのような場合、本実施例によれば、VSCの制御内容も対象移動体の移動に伴って動的に変更され得る。すなわち、横滑りが抑制されたり許容されたりと繰り返すという制御状況も発生し得る。
いずれにしても、本実施例に係る車両制御装置100は、既に発生した横滑りをどのように抑制又は低減させるのかに着目した制御であって、周辺物体との衝突可能性又は車線逸脱可能性を低減させるために自車両を装置側から積極的に(走行中に発生した以上に)横滑りさせるものではない。
このように、本実施例によれば、自車両に横滑りが発生したときに単に横滑りを一律に抑制するものとせず、自車両周辺の環境/状況を考慮して、横滑りを抑制して運転者操作による操舵方向へ自車両を進行させることによりかえって周辺物体との衝突可能性又は車線逸脱可能性が高まる場合には、衝突又は車線逸脱を回避するために敢えてある程度の横滑りを許容するようにしたため、例えば横滑りの発生に慌てた運転者が思わぬ方向へステアリングハンドルを操舵していた場合などタイヤのグリップ力を回復させてステアリングハンドル操舵方向へ自車両を進行させることが必ずしも好ましくない場合に横滑りを抑制することを重視するあまり周辺物体との衝突可能性や車線逸脱可能性が増加してしまうことが適切に回避される。
なお、上記一実施例においては、制動力制御により横滑りを抑制するものとしたが、本発明はこれに限定されず、例えば、制動力制御に加えて必要に応じてエンジン出力制御を行って横滑りを抑制するものとしてもよい。
本発明は、車両の横滑りを抑制して車両の挙動を安定化させる装置に利用できる。搭載される車両の外観、重量、サイズ、走行性能等は問わない。
本発明の一実施例に係る車両制御装置の概略構成図である。 本発明の一実施例に係る車両制御装置によるVSC制御の流れを示すフローチャートである。 本発明の一実施例に係る車両制御装置による衝突可能性に基づくVSC制御の修正例を示すグラフである。 本発明の一実施例に係る車両制御装置による逸脱可能性に基づくVSC制御の修正例を示すグラフである。
符号の説明
100 車両制御装置
101 車両状態検出部
102 舵角検出部
103 車速検出部
104 周辺物体検出部
105 白線検出部
106 制動力制御部
107 主制御部

Claims (11)

  1. 車両において、自車両の挙動を安定化させる制御を行う車両制御装置であって、
    自車両の車両状態を監視し、横滑りが発生したときに当該横滑りが抑制されるように自車両を制御する横滑り抑制手段と、
    自車両周辺の環境を監視し、当該周辺環境に応じて前記横滑り抑制手段による横滑り抑制のための車両制御の内容を変更する制御内容変更手段と、を有することを特徴とする車両制御装置。
  2. 請求項1記載の車両制御装置であって、
    前記制御内容変更手段は、
    自車両周辺に存在する物体を検出して、自車両と当該周辺物体との衝突可能性を判定する第一の判定手段を備え、
    前記第一の判定手段による判定結果に基づいて、前記横滑り抑制手段により自車両の横滑りが抑制された場合に抑制される前よりも前記衝突可能性が増加すると判断したとき、前記横滑り抑制手段による横滑り抑制のための車両制御の内容を変更する、ことを特徴とする車両制御装置。
  3. 請求項2記載の車両制御装置であって、
    前記制御内容変更手段は、前記第一の判定手段による判定結果に基づいて、前記横滑り抑制手段により自車両の横滑りが抑制された場合に抑制される前よりも前記衝突可能性が増加すると判断したとき、前記横滑り抑制手段による横滑り抑制のための車両制御の制御量を変更する、ことを特徴とする車両制御装置。
  4. 請求項3記載の車両制御装置であって、
    前記制御内容変更手段は、前記衝突可能性が高いときほど前記制御量を小さくする、ことを特徴とする車両制御装置。
  5. 請求項2記載の車両制御装置であって、
    前記制御内容変更手段は、前記第一の判定手段による判定結果に基づいて、前記横滑り抑制手段により自車両の横滑りが抑制された場合に抑制される前よりも前記衝突可能性が増加すると判断したとき、前記横滑り抑制手段による横滑り抑制のための車両制御の実行開始タイミングを変更する、ことを特徴とする車両制御装置。
  6. 請求項5記載の車両制御装置であって、
    前記制御内容変更手段は、前記衝突可能性が高いときほど前記実行開始タイミングを遅らせる、ことを特徴とする車両制御装置。
  7. 請求項1記載の車両制御装置であって、
    前記制御内容変更手段は、
    自車両の走行車線内での位置を検出して、自車両の車線逸脱可能性を判定する第二の判定手段を備え、
    前記第二の判定手段による判定結果に基づいて、前記横滑り抑制手段により自車両の横滑りが抑制された場合に抑制される前よりも前記車線逸脱可能性が増加すると判断したとき、前記横滑り抑制手段による横滑り抑制のための車両制御の内容を変更する、ことを特徴とする車両制御装置。
  8. 請求項7記載の車両制御装置であって、
    前記制御内容変更手段は、前記第二の判定手段による判定結果に基づいて、前記横滑り抑制手段により自車両の横滑りが抑制された場合に抑制される前よりも前記車線逸脱可能性が増加すると判断したとき、前記横滑り抑制手段による横滑り抑制のための車両制御の制御量を変更する、ことを特徴とする車両制御装置。
  9. 請求項8記載の車両制御装置であって、
    前記制御内容変更手段は、前記車線逸脱可能性が高いときほど前記制御量を小さくする、ことを特徴とする車両制御装置。
  10. 請求項7記載の車両制御装置であって、
    前記制御内容変更手段は、前記第二の判定手段による判定結果に基づいて、前記横滑り抑制手段により自車両の横滑りが抑制された場合に抑制される前よりも前記車線逸脱可能性が増加すると判断したとき、前記横滑り抑制手段による横滑り抑制のための車両制御の実行開始タイミングを変更する、ことを特徴とする車両制御装置。
  11. 請求項10記載の車両制御装置であって、
    前記制御内容変更手段は、前記車線逸脱可能性が高いときほど前記実行開始タイミングを遅らせる、ことを特徴とする車両制御装置。
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