JP2008537920A - 衝突後における車両の安定化方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】衝突後において、それに続く潜在事故の危険性および重大性を低減させるために、車両が有効に安定化され且つ同時に明らかに減速される、車両の安定化装置および方法を提供する。
【解決手段】衝突後における車両（９）の安定化装置は、制御アルゴリズム（４）を有する制御装置（１）と、走行状態を表わす異なる変数（ａｙ、δ、ｄΨ／ｄｔ）を測定するためのセンサ装置（２）と、安定化係合を実行するためのアクチュエータ（３）とを含む。車両（９）の走行状態が、衝突の発生に関してモニタリングされ、少なくとも一部ドライバのかじ取り希望とは独立の、車両運動変数（ａｙ、ｄΨ／ｄｔ、β）に対する目標値（ａｙ_ｓｏｌｌ、ｄΨ_ｓｏｌｌ／ｄｔ、β_ｓｏｌｌ）が計算され、衝突の場合、車両（９）の車両運動変数（ａｙ、ｄΨ／ｄｔ、β）がこの目標値（ａｙ_ｓｏｌｌ、ｄΨ_ｓｏｌｌ／ｄｔ、β_ｓｏｌｌ）に制御される。
【選択図】図１

Description

本発明は、衝突後における車両の安定化装置並びに対応の方法に関するものである。

従来技術から既知の、例えばＥＳＰのような車両安定化装置は、たいていの場合、車両のヨー・レートおよび／または姿勢角を制御する。この制御変数のその目標値からの制御偏差がきわめて大きい場合、車両を安定化させるために、制御は、車輪ごとの自動ブレーキ係合により、またはアクティブ・ステアリング装置により車両運動に係合する。この場合、制御目的は、実際車両運動を、ハンドル角により設定された目標車両運動に適合させることにある。ブレーキ係合の決定において、さらに、車両の減速をできるだけ少なくする目的が追究され、その理由は、減速はドライバにより不快感として感じられることがあるからである。

既知の走行動特性制御は、車輪から伝達可能な最大横方向力の制限により車両が過大制御または不足制御されたとき、走行動特性の限界範囲内においてドライバを支援する。しかしながら、衝突の場合、既知の装置はその限界に到達する。この場合、オフセット後面衝突またはオフセット横面衝突は特に危険であり、これらの衝突においては、車両に大きなヨー・モーメントが与えられ且つ車両は急速に回転させられる。この場合、前面衝突以外においては、車両速度は強制的には低下されないので、車両は、場合により、より高い速度で運動し続けることになる。特に熟練していないドライバは、しばしば、衝突に対して誤った反応をしたりまたは反応が遅れたりし、且つ、例えば強すぎる反対方向へのかじ取り、弱すぎるブレーキ作動等のような不適切な対抗手段をとることがあるので、車両は、場合により、完全に非制御状態となり、且つそれに続いて事故を発生することがあり、この事故は高い速度により重大な結果をもたらすことがある。

通常の走行動特性制御装置は、このような状況において、確かに走行運転に係合するが、車両を十分に急速且つ最適に安定化させることができず、その理由は、おそらく衝突のパニック状態において発生し且つ安定化に関して不適切な、ドライバにより設定されたかじ取り角が、ヨー・レート制御ないしは姿勢角制御に対する基礎として使用されるからである。この結果、制御装置は最適でない目標値設定に追従することになる。

したがって、衝突後において、それに続く潜在事故の危険性および重大性を低減させるために、車両が有効に安定化され且つ同時に明らかに減速される、車両の安定化装置並びに方法を提供することが本発明の課題である。

この課題は、本発明により、請求項１並びに請求項８に記載の特徴により解決される。本発明の他の形態が従属請求項から明らかである。
本発明の基本的な考え方は、車両の走行状態を衝突の発生に関してセンサによりモニタリングし、衝突が検出された場合、例えば車両のヨー・レート、姿勢角または横方向加速度のような車両運動を表わす変数（車両運動変数）を、少なくとも一部ドライバのかじ取り希望とは独立の目標値に制御することにある。これは、衝突の場合、ドライバの恐怖反応の制御への影響が低減可能であるという本質的な利点を有している。したがって、車両は本質的により効果的且つ迅速に安定化可能である。

制御の目標値は異なる方法で決定可能である。即ち、本発明の第１の実施形態により、例えば衝突の直前に存在した実際ヨー・レートのような衝突の直前に測定された実際値が目標値として使用される。車両が衝突の時点にカーブ内を運動している場合、車両運動は衝突後においてもこのカーブに対応して制御される。

本発明の特殊な実施形態により、ドライバの実際かじ取り角に基づいて計算されたヨー・レートと、衝突の直前に測定されたヨー・レートとから、目標ヨー・レートが計算される。

本発明の他の実施形態により車線検出装置が設けられ、車線検出装置は、例えばビデオカメラにより車両の周辺を撮影し且つ画像データから車線コースに関する情報を取得する。この場合、目標値の計算は車線コースに関する情報に基づいて行われる。

選択により、他の車両の軌跡（運動軌道）を決定する装置、例えばＡＣＣ装置のレーダ・センサが設けられていてもよい。この場合、目標値は他の車両の軌跡に基づいて計算されてもよい。これにより、事故に遭遇した車両が他の車両の運動軌道に並列に置かれることが達成される。

本発明の他の実施形態により、目標値が車両ナビゲーション装置のデータから計算される。ディジタル・カードから車線コースおよび車両の実際位置が検出されているとき、車線コースに追従するために、例えば車両が有していなければならない目標ヨー・レートが決定可能である。

本発明の他の形態により、車両は、衝突後において、制御係合により、車両の横方向速度の値が低減されるように調整される。このようにして、乗客にとって特に危険な潜在的側面衝突の重大性が低減される。

衝突の場合、車両は、安定化されるのみならず、アクティブに制動されることが好ましい。この場合、車両縦方向速度は、所定の値まで、または車両の停止まで低減されてもよい。

衝突において測定されたヨー・レートは、正常な走行運転において発生するヨー・レートをはるかに超えていることがある。既知の走行動特性制御装置は、エラーのあるセンサ信号を検出し、且つ装置のエラー応答を回避するために、通常、センサ信号の妥当性検査を実行する。この場合、高いヨー・レートまたは急速なヨー・レート変化は通常無視され且つエラー信号とみなされる。衝突の場合にこれを回避するために、衝突の場合にヨー・レート・センサの信号に対する妥当性範囲を拡大し、したがってきわめて高いヨー・レートまたはヨー・レート変化もまた妥当であるとみなすことが提案される。

衝突は、基本的に、車両内の適切な位置に組み込まれている、例えば圧力センサまたは加速度センサのような適切な各センサ装置により検出可能である。センサの構造および取付位置は従来技術から十分に周知されている。本発明の好ましい実施形態により、衝突現象の検出のためにエアバッグ装置のセンサが使用される。これは、追加センサが必要とされないので、特にコスト的に有利に実行可能である。

車両内に複数の衝突センサを配置した場合、特に衝突位置が決定されるのみならず、場合により衝突物体の自己の車両に対する角度もまたより正確に決定可能である。これから、自己の車両の強制ヨー運動の強さに関する情報を導くことが可能である。この値は、本発明により、一方で、ヨー・レート・センサにより測定されたヨー・レートを検証するために利用されもよい。これにより、必要な制御係合の強さが、より正確且つより確実に決定可能である。

以下に本発明を例として添付図面により詳細に説明する。

図１は、衝突後において車両を少なくとも一部制動し、且つ特に衝突により発生されたヨー運動を低減させるように設計されている安定化装置１−５の系統図を示す。
安定化装置１−５は、車両の実際特性を決定する異なる走行状態変数を測定するためのセンサ装置２を含む。センサ装置２は、特に、横方向加速度センサ、ヨー・レート・センサ、ブレーキ圧力センサ、車輪回転速度センサ、およびハンドル角センサを含む。この場合、装置の全てのセンサはブロック２内に統合されている。走行動特性制御（例えば、ＥＳＰ）を有する車両の場合、走行動特性制御のセンサが利用されてもよい。

安定化装置１−５は、さらに、その中に制御アルゴリズム４（ＦＤＲ）が収められている制御装置（ＥＣＵ）１と、走行運転において安定化装置がそれにより係合可能な複数のアクチュエータ３とを含む。この実施例においては、車両を安定化ないしは減速させるために、ブレーキ装置（ＢＳ）１３により、アクティブ・ステアリング（ＥＡＳ）１４により、および／またはエンジン制御装置（Ｍｏｔ）１５の調節により走行運転に係合する可能が存在する。

衝突の検出のために、制御装置４と結合されているセンサ装置５が設けられ、センサ装置５は、複数の圧力センサおよび／または加速度センサ６ないしは８を含む（図２参照）。エアバッグ装置を有する車両においては、既に存在するエアバッグ装置のセンサ装置が利用されてもよい。

符号１０は、例えば車線コースに関するデータを提供する車線検出装置のような周辺センサ装置（ＵＳ）を示す。これらのデータは、制御係合のための、例えば目標ヨー・レートｄΨ_ｓｏｌｌ／ｄｔのような目標値の計算のために利用可能である。存在する上記の全ての構成要素は制御装置１と通信結合されている。

周辺センサ装置１０は、代替態様として、ＡＣＣ装置から既知のレーダ・センサであってもよく、レーダ・センサにより、前方走行車両が検出可能である。このデータから、車両の軌跡を再現可能であり、この軌跡は、制御のための目標値の計算に使用可能である。

他の可能性は、車両ナビゲーション装置のデータに基づいて制御を実行することにある。このために、例えばディジタル・カードからのデータが使用されてもよい。
衝突の場合、ドライバが、パニック状態において誤って反応し、且つハンドルを、例えばきわめて強く操作したりまたはハンドル操作が弱すぎたりすることがしばしば観察される。したがって、制御アルゴリズム４は、おそらく衝突のパニック状態において発生した、ドライバにより設定されたかじ取り希望は全く考慮されないか、または一部のみ考慮されるように設計されている。制御アルゴリズム４は、衝突の場合、第２のモードに切り換わり、次に、少なくとも一部ドライバのかじ取り希望とは独立の、例えば目標ヨー・レートｄΨ_ｓｏｌｌ／ｄｔのような目標値を計算し、車両の制御変数（例えば、ヨー・レート）をこの目標値に制御する。選択により、車両の横方向加速度ａｙまたは姿勢角βが制御されてもよい。制御方式に対するより詳細な課題を、以下に図３により説明する。

図２は、その車線１１内において、矢印の方向に速度ｖで運動している車両９を示す。車両９は、車両９のドア領域内に配置されている複数の圧力センサ６と、前方側面および後方側面およびエンジン室内に組み込まれている複数の加速度センサ８とを有するエアバッグ装置を含む。センサ６、８のセンサ信号は、衝突を検出するために、走行運転において常時モニタリングされる。

図３は、衝突後における車両の安定化方法の本質的な方法ステップを示し、この場合、ヨー・レート制御が実行される。ステップ２０において、はじめに、センサ６、８のセンサ信号が評価される。衝突（Ｙ）の場合、さらに、車両が衝突により回転させられたかどうかが検査される。このために、ステップ２１において、ヨー・レートｄΨ／ｄｔないしはヨー・レートの変化が所定のしきい値ＳＷを超えているかどうかが問い合わされる。

ヨー・レートｄΨ／ｄｔは、この例においては、ＥＳＰセンサ装置２のヨー・レート・センサ７により測定される。ヨー・レート・センサ７の信号は、センサ６、８の評価により検証されてもよい。

ヨー・レートｄΨ／ｄｔないしはヨー・レートの変化がしきい値ＳＷを超えているとき（Ｙの場合）、ステップ２２において、実際ハンドル角とは独立の目標値が選択される。この例においては、衝突の直前に発生したヨー・レートが使用される。選択により、目標値は周辺センサ装置１０のデータから計算されてもよい。

ステップ２３において、安定化アルゴリズム４が最終的に走行運転に係合し、衝突により発生されたヨー運動に反作用を与えるヨー・モーメントを発生する。このために、走行動特性制御装置（ＦＤＲ）４は、ブレーキ装置１３の車輪ブレーキおよび／またはアクティブ・ステアリング１４のかじ取り設定装置および／またはエンジン制御装置１５を使用する。

さらに、ＦＤＲアルゴリズム４は、車両９が縦方向において制動されるように設計されている。この場合、車両９は、一部制動されてもまたは完全に制動されてもよい。これにより、車両を効果的に安定化させ且つ後続事故の危険性並びにその重大性を低減させることが可能である。

図１は、追加としてエアバッグ・センサの信号を使用する走行動特性制御装置の略系統図を示す。 図２は、車線内にある車両の平面図を示す。 図３は、衝突後における車両を安定化させるための本質的な方法ステップを表わした流れ図を示す。

符号の説明

１ 制御装置（ＥＣＵ）
２ ＥＳＰセンサ装置
３ アクチュエータ
４ 走行動特性制御装置（ＦＤＲ）
５ エアバッグ・センサ
６ 圧力センサ
７ ヨー・レート・センサ
８ 加速度センサ
９ 車両
１０ 周辺センサ装置（ＵＳ）
１１ 車線
１２ 車線境界線
１３ ブレーキ装置（ＢＳ）
１４ アクティブ・ステアリング（ＥＡＳ）
１５ エンジン制御装置（Ｍｏｔ）
２０−２３ 方法ステップ
ａｙ 横方向加速度
ｄΨ／ｄｔ ヨー・レート
ｎ 車輪回転速度
ｄΨ_ｓｏｌｌ／ｄｔ 目標ヨー・レート
δ かじ取り角
ｐ ブレーキ圧力

Claims (13)

1. 制御アルゴリズム（４）を有する制御装置（１）と、異なる車両運動変数（ａｙ、ｄΨ／ｄｔ）を測定するためのセンサ装置（２）とを含む、衝突後における車両（９）の安定化装置において、
   衝突を検出するためのセンサ装置（５）を更に含み、衝突の場合、制御アルゴリズム（４）が、少なくとも一部ドライバのかじ取り希望とは独立の、車両運動変数（ａｙ、ｄΨ／ｄｔ）に対する目標値（ａｙ_ｓｏｌｌ、ｄΨ_ｓｏｌｌ／ｄｔ、β_ｓｏｌｌ）を使用し、且つ車両（９）の運動をこの目標値（ａｙ_ｓｏｌｌ、ｄΨ_ｓｏｌｌ／ｄｔ、β_ｓｏｌｌ）に制御すること、
   を特徴とする衝突後における車両の安定化装置。
2. 安定化係合を実行するためのアクチュエータ（３）を含むことを特徴とする請求項１に記載の安定化装置。
3. 制御される車両運動変数（ａｙ、ｄΨ／ｄｔ、β）に対する目標値（ａｙ_ｓｏｌｌ、ｄΨ_ｓｏｌｌ／ｄｔ、β_ｓｏｌｌ）が、ドライバにより設定されたハンドル角（δ）とは完全に独立であることを特徴とする請求項１または２に記載の安定化装置。
4. 制御される車両運動変数（ａｙ、ｄΨ／ｄｔ、β）に対する目標値（ａｙ_ｓｏｌｌ、ｄΨ_ｓｏｌｌ／ｄｔ、β_ｓｏｌｌ）が、周辺センサ装置（１０）のデータに基づいて計算されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の安定化装置。
5. 衝突の直前に存在した、車両運動変数（ａｙ、ｄΨ／ｄｔ、β）の実際値が、目標値（ａｙ_ｓｏｌｌ、ｄΨ_ｓｏｌｌ／ｄｔ、β_ｓｏｌｌ）として使用されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の安定化装置。
6. 衝突の検出後に、車両縦方向速度（ｖ）を低減させることを目的として、自動ブレーキ係合が実行されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の安定化装置。
7. 制御装置（１）が、制御のためのアクチュエータとして、ブレーキ装置（１３）および／またはアクティブ・ステアリング（１４）および／またはエンジン制御を利用可能であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の安定化装置。
8. 車両（９）の走行状態がセンサ装置（２）により衝突の発生をモニタリングすること、
   少なくとも一部ドライバのかじ取り希望とは独立の、車両運動変数（ａｙ、ｄΨ／ｄｔ、β）に対する目標値（ａｙ_ｓｏｌｌ、ｄΨ_ｓｏｌｌ／ｄｔ、β_ｓｏｌｌ）が決定されること、および
   衝突の場合、安定化係合により、車両運動変数（ａｙ、ｄΨ／ｄｔ、β）がこの目標値（ａｙ_ｓｏｌｌ、ｄΨ_ｓｏｌｌ／ｄｔ、β_ｓｏｌｌ）に制御されること、
   を特徴とする衝突後における車両（９）の安定化方法。
9. ドライバのかじ取り希望とは完全に独立の、車両運動変数（ａｙ、ｄΨ／ｄｔ、β）に対する目標値が使用されることを特徴とする請求項８に記載の安定化方法。
10. 制御される車両運動変数（ａｙ、ｄΨ／ｄｔ、β）に対する目標値（ａｙ_ｓｏｌｌ、ｄΨ_ｓｏｌｌ／ｄｔ、β_ｓｏｌｌ）が、周辺センサ装置（１０）のデータに基づいて計算されることを特徴とする請求項８または９に記載の安定化方法。
11. 制御される車両運動変数（ａｙ、ｄΨ／ｄｔ、β）の目標値（ａｙ_ｓｏｌｌ、ｄΨ_ｓｏｌｌ／ｄｔ、β_ｓｏｌｌ）が、ＧＰＳ装置により決定された位置と、ディジタル・カードとに基づいて決定されることを特徴とする請求項８または９に記載の安定化方法。
12. 衝突の検出後に、車両縦方向速度（ｖ）を低減させることを目的として、自動ブレーキ係合が実行されることを特徴とする請求項８ないし１１のいずれかに記載の安定化方法。
13. 制御される車両運動変数（ａｙ、ｄΨ／ｄｔ）が、ヨー・レート（ｄΨ／ｄｔ）、横方向加速度（ａｙ）または姿勢角（β）であることを特徴とする請求項８ないし１２のいずれかに記載の安定化方法。

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