JP2011207423A - 車両の路外逸脱防止制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】特に新たな機構等を設けることなく、不要な減速感による走行フィーリングの悪化を招くことがなく、路外逸脱防止のためのヨーモーメントを適切に発生する。
【解決手段】白線位置情報に基づいて第１の逸脱量ｙLを算出し、障害物位置情報に基づいて第２の逸脱量ｙSを算出し、車両１にヨーモーメントや減速度を発生させて障害物や白線に対する車両の逸脱を防止する制動力Ｂfi、Ｂfo、Ｂri、Ｂroを障害物や白線に対する逸脱量ｙL、ｙSを基に算出してブレーキ制御装置１０に出力する一方、交差角αと第１の逸脱量ｙLと第２の逸脱量ｙSに応じて障害物や白線に対する車両の逸脱を防止するのに必要な必要モーメントＭを算出し、この必要モーメントＭに応じてトルクアップ基準値Ｔｓを設定し、車速Ｖ０に応じて設定するトルクアップ補正ゲインＧｔで補正してトルクアップ量ΔＴを求め、エンジン制御装置１１に出力する。
【選択図】図２

Description

本発明は、特に制動力制御によりヨーモーメントや減速度を発生させて路側障害物への逸脱防止、白線から路外への逸脱防止を効率良く図る車両の路外逸脱防止制御装置に関する。

近年、車両の路外逸脱防止を図り安全性を向上する、様々な車両の路外逸脱防止制御装置の技術が提案され実用化されている。例えば、特開２００３−１１２５４０号公報（特許文献１）では、走行車線からの逸脱量推定値に基づいて、走行車線からの逸脱を回避する方向にヨーモーメントが発生するように各車輪の制駆動力制御量を左右輪の制駆動力の差を上限値で制限しつつ算出すると共に、逸脱量推定値に基づいて、減速するように各車輪の制動力制御量を算出し、各車輪の制駆動力を制御する技術が開示されている。

特開２００３−１１２５４０号公報

ところで、上述の特許文献１に開示されるような車線逸脱防止装置では、制動力の左右輪差によって車体にヨーモーメントを発生させるようになっているため、例えば、車両が低速走行の状態では、有効に路外逸脱防止のためのヨーモーメントを発生することができない虞があり、また、不必要な減速を生じて走行フィーリングの悪化を招く虞もある。そこで、左右輪間に駆動力配分機構等を設け、この駆動力配分機構によって実現される左右輪間の駆動力差によって車体にヨーモーメントを発生させることも考えられるが、このような機構を採用することは、新たな装置の追加となって車体重量、コストの増加等の問題をもたらし、好ましくない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、特に新たな機構等を設けることなく、不要な減速感による走行フィーリングの悪化を招くことがなく、路外逸脱防止のためのヨーモーメントを適切に発生することができる車両の路外逸脱防止制御装置を提供することを目的としている。

本発明は、少なくとも路側の障害物情報や白線情報を検出する道路情報検出手段と、上記路側の障害物情報や白線情報に基づいて障害物や白線に対する逸脱量を算出する逸脱量算出手段と、車両にヨーモーメントや減速度を発生させて上記障害物や白線に対する車両の逸脱を防止する制動力を上記障害物や白線に対する逸脱量を基に算出して制動手段を制動制御する制動制御手段と、上記障害物や白線に対する逸脱量に基づいて上記障害物や白線に対する車両の逸脱を防止するのに必要なモーメントを算出し、少なくとも該必要モーメントに応じて車両駆動トルクのトルクアップ量を算出して車両駆動力制御手段に出力するトルクアップ手段とを備えたことを特徴としている。

本発明による車両の路外逸脱防止制御装置によれば、特に新たな機構等を設けることなく、不要な減速感による走行フィーリングの悪化を招くことがなく、路外逸脱防止のためのヨーモーメントを適切に発生することが可能となる。

本発明の実施の一形態に係る車両に搭載した路外逸脱防止制御装置の概略構成図である。 本発明の実施の一形態に係る制御ユニットの機能ブロック図である。 本発明の実施の一形態に係る減速制御用制動力算出部の機能ブロック図である。 本発明の実施の一形態に係るトルクアップ量算出部の機能ブロック図である。 本発明の実施の一形態に係る路外逸脱防止制御プログラムのフローチャートである。 本発明の実施の一形態に係る減速制御用制動力算出ルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の一形態に係るトルクアップ量算出ルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の一形態に係る白線と路側障害物に対する自車両の位置関係とそれぞれに対する逸脱量の説明図である。 本発明の実施の一形態に係るヨーモーメントを発生させるための第１、第２の制動力制御量と減速度を発生させるための第３、第４の制動力制御量の説明図である。 本発明の実施の一形態に係る各輪に付加される制動力の説明図である。 本発明の実施の一形態に係る白線からの逸脱量に応じて設定される第１の必要モーメントと障害物に対する逸脱量に応じて設定される第２の必要モーメントの説明図である。 本発明の実施の一形態に係る必要モーメントに応じて設定されるトルクアップ基準値の説明図である。 本発明の実施の一形態に係る車速に応じて設定されるトルクアップ量補正ゲインの説明図である。

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、路外逸脱防止制御装置２が搭載されている。この路外逸脱防止制御装置２は、ステレオカメラ３、画像認識装置４、制御ユニット５等を有して主要に構成されている。

また、自車両１には、車速Ｖ０を検出して制御ユニット５に出力する車速センサ６が設けられている。更に、複数のバルブ、ポンプモータからなるハイドロリックユニットを備え、通常のブレーキ制御、アンチロックブレーキ制御、横滑り防止制御等のブレーキ制御を行う制御部を備えた制動手段としてのブレーキ制御装置１０が設けられている。このブレーキ制御装置１０の制御部は、上述の各制御に加えて、制御ユニット５から制御信号（路外逸脱防止制御用各輪制動力Ｂfi、Ｂfo、Ｂri、Ｂro（尚、添え字「ｆ」は前輪であることを示し、添え字「ｒ」は後輪であることを示す。また、添え字「ｉ」は道路中央側の車輪であることを示し、添え字「ｏ」は路側側の車輪であることを示す。））が入力され、路外逸脱防止制御用各輪制動力Ｂfi、Ｂfo、Ｂri、Ｂroが得られるようにハイドロリックユニットの各バルブを制御して、ヨーモーメント制御及び減速制御を実行する。また、自車両１のエンジン（図示せず）に係る様々な制御を実行する車両駆動力制御手段としてのエンジン制御装置１１には、制御ユニット５から制御量として後述するトルクアップ量ΔＴが入力される。

ステレオカメラ３は、ステレオ光学系として例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）等の固体撮像素子を用いた１組の（左右の）ＣＣＤカメラで構成される。これら左右のＣＣＤカメラは、それぞれ車室内の天井前方に一定の間隔をもって取り付けられ、車外の対象を異なる視点からステレオ撮像し、画像データを画像認識装置４に入力する。

画像認識装置４における、ステレオカメラ３からの画像の処理は、例えば以下のように行われる。まず、ステレオカメラ３のＣＣＤカメラで撮像した自車両の進行方向の環境の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距離情報を求める処理を行なって、三次元の距離分布を表す距離画像を生成する。

このデータを基に、周知のグルーピング処理や、予め記憶しておいた３次元的な道路形状データ、側壁データ、立体物データ等と比較し、白線データ、路側障害物データ（道路に沿って存在するガードレール、縁石等の側壁、電柱等の固定障害物、４輪車、２輪車、歩行者等の立体物データ）を抽出する。こうして抽出された白線データ、路側障害物データは、それぞれのデータの種類毎に異なったナンバーが割り当てられる。

そして、画像認識装置４は、白線、及び、路側障害物について、予め定めた自車両１のカメラ位置を中心とする所定の２次元座標上に、それぞれが存在する位置をメモリし、制御ユニット５に出力する。

また、画像認識装置４は、図８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）と白線とのなす角を交差角αとして算出し、また、現在の、自車両の中心から白線までの距離（白線への垂線方向距離）ｙL0、及び、現在の自車両の中心から障害物までの距離（白線への垂線方向と平行な方向での距離）ｙs0を算出して制御ユニット５に出力する。このように、ステレオカメラ３、画像認識装置４は、道路情報検出手段として設けられている。

制御ユニット５は、上述の画像認識装置４から白線、及び、路側障害物の座標位置情報、交差角α、現在の自車両の中心から白線までの距離ｙL0、現在の自車両の中心から障害物までの距離ｙs0が入力される。また、車速センサ６から車速Ｖ０が入力される。

そして、制御ユニット５は、後述の路外逸脱防止制御プログラムに従って、白線位置情報に基づいて所定時間後の自車両の白線からの逸脱量を第１の逸脱量ｙLとして算出し、障害物位置情報に基づいて所定時間後の自車両の障害物に対する逸脱量を第２の逸脱量ｙSとして算出し、車両１にヨーモーメントや減速度を発生させて障害物や白線に対する車両の逸脱を防止する制動力（路外逸脱防止制御用各輪制動力Ｂfi、Ｂfo、Ｂri、Ｂro）を障害物や白線に対する逸脱量ｙL、ｙSを基に算出してブレーキ制御装置１０に出力する一方、交差角αと第１の逸脱量ｙLと第２の逸脱量ｙSに応じて障害物や白線に対する車両の逸脱を防止するのに必要な必要モーメントＭを算出し、この必要モーメントＭに応じてトルクアップ基準値Ｔｓを設定し、このトルクアップ基準値Ｔｓを、車速Ｖ０に応じて設定するトルクアップ補正ゲインＧｔで補正してトルクアップ量ΔＴを求め、エンジン制御装置１１に出力する。

すなわち、制御ユニット５は、図２に示すように、予見距離算出部５１、白線からの逸脱量算出部５２、障害物に対する逸脱量算出部５３、減速制御用制動力算出部５４、トルクアップ量算出部５５から主要に構成されている。

予見距離算出部５１は、車速センサ６から車速Ｖ０が入力され、例えば、以下の（１）式により、予見距離Ｌｘを算出し、白線からの逸脱量算出部５２、障害物に対する逸脱量算出部５３に出力する。
Ｌｘ＝Ｖ０・ｔ …（１）
ここで、ｔは、予め設定しておいた予見時間である。すなわち、予見距離とは、予見時間ｔ後に、自車両１が存在すると推定される位置までの距離である。尚、予見距離Ｌｘは、上述の（１）式で算出する距離に限るものではない。

白線からの逸脱量算出部５２は、画像認識装置４から交差角α、現在の自車両の中心から白線までの距離ｙL0が入力され、予見距離算出部５１から予見距離Ｌｘが入力される。そして、図８に示すように、以下の（２）式により、予見距離Ｌｘにおける自車両１の白線からの逸脱量（第１の逸脱量）ｙLを算出して、減速制御用制動力算出部５４、トルクアップ量算出部５５に出力する。
ｙL＝Ｌｘ・sin(α)−ｙL0 …（２）
このように、白線からの逸脱量算出部５２は、逸脱量算出手段として設けられている。

障害物に対する逸脱量算出部５３は、画像認識装置４から交差角α、現在の自車両の中心から障害物までの距離ｙs0が入力され、予見距離算出部５１から予見距離Ｌｘが入力される。そして、図８に示すように、以下の（３）式により、予見距離Ｌｘにおける自車両１の障害物に対する逸脱量（第２の逸脱量）ｙSを算出して、減速制御用制動力算出部５４、トルクアップ量算出部５５に出力する。
ｙS＝Ｌｘ・sin(α)−ｙs0 …（３）
このように、障害物に対する逸脱量算出部５３は、逸脱量算出手段として設けられている。

減速制御用制動力算出部５４は、制動制御手段として設けられており、画像認識装置４から交差角αが入力され、車速センサ６から車速Ｖ０が入力され、白線からの逸脱量算出部５２から第１の逸脱量ｙLが入力され、障害物に対する逸脱量算出部５３から第２の逸脱量ｙSが入力される。

そして、減速制御用制動力算出部５４は、後述の減速制御用制動力算出ルーチンに従って、自車両１にヨーモーメントを発生させて自車両１の白線からの逸脱を防止するための第１の制動力制御量ＢyLを第１の逸脱量ｙLに応じて設定し、自車両１にヨーモーメントを発生させて自車両１の障害物に対する逸脱を防止するための第２の制動力制御量ＢySを第２の逸脱量ｙSに応じて設定する。また、自車両１に減速度を発生させて自車両１の白線からの逸脱を防止するための第３の制動力制御量ＢDLを第１の逸脱量ｙLに応じて設定し、自車両１に減速度を発生させて自車両１の障害物に対する逸脱を防止するための第４の制動力制御量ＢDSを第２の逸脱量ｙSに応じて設定する。そして、第１、第２の制動力制御量ＢyL、ＢySにより自車両１にヨーモーメントを発生させるための制動力制御を実行する際に、フロントサスペンションのキングピン配置に起因する路外逸脱方向へのステアリングトルクの発生が予め設定した閾値（前軸左右輪の制動力差最大値ΔＢf_max）を超えないようにヨーモーメントを発生させるための制動力制御量の前軸側の分担率を制限すると共に、左輪側と右輪側のどちらかの制動力が高くなる方の前後の制動力配分が予め設定する制動力配分（例えば、接地荷重配分）となるように制動力配分を補正して、各輪の制動力Ｂfi、Ｂfo、Ｂri、Ｂroを算出し、ブレーキ制御装置１０に出力して路外逸脱防止制御を実行するようになっている。

すなわち、減速制御用制動力算出部５４は、図３に示すように、第１の制動力制御量設定部５４ａ、第２の制動力制御量設定部５４ｂ、第３の制動力制御量設定部５４ｃ、第４の制動力制御量設定部５４ｄ、前軸左右輪の制動力差算出部５４ｅ、後軸左右輪の制動力差算出部５４ｆ、減速制御用制動力の前軸負担率算出部５４ｇ、前輪の減速制御用制動力算出部５４ｈ、後輪の減速制御用制動力算出部５４ｉ、路外逸脱防止制御用各輪制動力算出部５４ｊから主要に構成されている。

第１の制動力制御量設定部５４ａは、画像認識装置４から交差角αが入力され、白線からの逸脱量算出部５２から白線からの逸脱量ｙLが入力される。そして、実験・計算等に基づいて予め設定しておいた、図９（ａ）に示すような、白線からの逸脱量ｙLと交差角αと第１の制動力制御量ＢyLのマップを参照して、第１の制動力制御量ＢyLを設定して前軸左右輪の制動力差算出部５４ｅ、後軸左右輪の制動力差算出部５４ｆ、減速制御用制動力の前軸負担率算出部５４ｇ、前輪の減速制御用制動力算出部５４ｈに出力する。尚、図９（ａ）中の、基準位置は、予め設定した位置であり、例えば、白線から道路中央側に一定距離離れた位置、或いは、白線の内側（道路中央側）端部である。また、第１の制動力制御量ＢyLは、図９（ａ）に示したマップから設定するものに限るものではなく、予め設定しておいた算出式等から算出するようにしても良い。

第１の制動力制御量ＢyLは、図９（ａ）からも解るように、交差角αが大きいほど、すなわち、白線に対して直交していき、緊急度が高いと判断される場合ほど、大きな値に設定される。また、第１の制動力制御量ＢyLは、白線からの逸脱量ｙLが大きい場合ほど、大きな値に設定される。

また、図９（ａ）中の破線は、第３の制動力制御量ＢDL（後述する）であり、第１の制動力制御量ＢyLは、白線からの逸脱量ｙLが第３の制動力制御量ＢDLが設定される逸脱量の領域よりも小さい逸脱量の領域から設定される特性となっている。

このため、自車両１の白線からの逸脱量ｙLが小→大→小と変化していくと、まず、白線からの逸脱量ｙLが小さいときには、第１の制動力制御量ＢyLによる自車両１にヨーモーメントを発生させて自車両１の白線からの逸脱を防止するための制動力制御が行われる。

次に、白線からの逸脱量ｙLが大きくなると、第１の制動力制御量ＢyLによるヨーモーメント発生による逸脱防止制御に加え、第３の制動力制御量ＢDLによる減速度を発生させて白線からの逸脱を防止するための制動力制御が行われる。

そして、再び、白線からの逸脱量ｙLが小さくなると、第１の制動力制御量ＢyLによるヨーモーメント発生による逸脱防止制御のみが行われるようになっている。

第２の制動力制御量設定部５４ｂは、障害物に対する逸脱量算出部５３から障害物に対する逸脱量ｙSが入力される。そして、実験・計算等に基づいて予め設定しておいた、図９（ｂ）に示すような、障害物に対する逸脱量ｙSと第２の制動力制御量ＢySのマップを参照して、第２の制動力制御量ＢySを設定して前軸左右輪の制動力差算出部５４ｅ、後軸左右輪の制動力差算出部５４ｆ、減速制御用制動力の前軸負担率算出部５４ｇ、前輪の減速制御用制動力算出部５４ｈに出力する。尚、図９（ｂ）中の、基準位置は、予め設定した位置であり、例えば、障害物端部から道路中央側に一定距離離れた位置である。また、第２の制動力制御量ＢySは、図９（ｂ）に示したマップから設定するものに限るものではなく、予め設定しておいた算出式等から算出するようにしても良い。

第２の制動力制御量ＢySは、図９（ｂ）からも解るように、障害物に対する逸脱量ｙSが大きい場合ほど、大きな値に設定される。

また、図９（ｂ）中の破線は、第４の制動力制御量ＢDS（後述する）であり、第２の制動力制御量ＢySは、障害物に対する逸脱量ｙSが第４の制動力制御量ＢDSが設定される逸脱量の領域よりも小さい逸脱量の領域から設定される特性となっている。

このため、自車両１の障害物に対する逸脱量ｙSが小→大→小と変化していくと、まず、障害物に対する逸脱量ｙSが小さいときには、第２の制動力制御量ＢySによる自車両１にヨーモーメントを発生させて自車両１の白線からの逸脱を防止するための制動力制御が行われる。

次に、障害物に対する逸脱量ｙSが大きくなると、第２の制動力制御量ＢySによるヨーモーメント発生による逸脱防止制御に加え、第４の制動力制御量ＢDSによる減速度を発生させて白線からの逸脱を防止するための制動力制御が行われる。

そして、再び、障害物に対する逸脱量ｙSが小さくなると、第２の制動力制御量ＢySによるヨーモーメント発生による逸脱防止制御のみが行われるようになっている。

第３の制動力制御量設定部５４ｃは、白線からの逸脱量算出部５２から白線からの逸脱量ｙLが入力される。そして、実験・計算等に基づいて予め設定しておいた、図９（ａ）に示すような、白線からの逸脱量ｙLと第３の制動力制御量ＢDLのマップを参照して、第３の制動力制御量ＢDLを設定して減速制御用制動力の前軸負担率算出部５４ｇ、前輪の減速制御用制動力算出部５４ｈ、後輪の減速制御用制動力算出部５４ｉに出力する。尚、第３の制動力制御量ＢDLは、図９（ａ）に示したマップから設定するものに限るものではなく、予め設定しておいた算出式等から算出するようにしても良い。

第３の制動力制御量ＢDLは、図９（ａ）からも解るように、白線からの逸脱量ｙLが大きい場合ほど、大きな値に設定される。また、上述したように、第１の制動力制御量ＢyLが、第３の制動力制御量ＢDLが設定される逸脱量の領域よりも小さい逸脱量の領域から設定される特性となっている。

第４の制動力制御量設定部５４ｄは、障害物に対する逸脱量算出部５３から障害物に対する逸脱量ｙSが入力される。そして、実験・計算等に基づいて予め設定しておいた、図９（ｂ）に示すような、障害物に対する逸脱量ｙSと第４の制動力制御量ＢDSのマップを参照して、第４の制動力制御量ＢDSを設定して減速制御用制動力の前軸負担率算出部５４ｇ、前輪の減速制御用制動力算出部５４ｈ、後輪の減速制御用制動力算出部５４ｉに出力する。尚、第４の制動力制御量ＢDSは、図５（ｂ）に示したマップから設定するものに限るものではなく、予め設定しておいた算出式等から算出するようにしても良い。

第４の制動力制御量ＢDSは、図９（ｂ）からも解るように、障害物に対する逸脱量ｙSが大きい場合ほど、大きな値に設定される。また、上述したように、第２の制動力制御量ＢySが、第４の制動力制御量ＢDSが設定される逸脱量の領域よりも小さい逸脱量の領域から設定される特性となっている。

以上のように、本実施の形態では、自車両の白線・障害物に対する逸脱を防止すべくヨーモーメントを発生させるための制動力制御量は、（第１の制動力制御量ＢyL＋第２の制動力制御量ＢyS）となっており、図１０に示すように、道路中央側（ｉ側）の車輪（前後輪）に付加される。また、自車両の白線・障害物に対する逸脱を防止すべく減速度を発生させるための制動力制御量は、（第３の制動力制御量ＢDL＋第４の制動力制御量ＢDS）となっており、図１０に示すように、全輪に付加される。

前軸左右輪の制動力差算出部５４ｅは、第１の制動力制御量設定部５４ａから第１の制動力制御量ＢyLが入力され、第２の制動力制御量設定部５４ｂから第２の制動力制御量ＢySが入力される。そして、以下の（４）式により、自車両にヨーモーメントを発生させるための制動力制御を実行する際に前軸側で分担させる制動力制御量、すなわち、前軸左右輪の制動力差ΔＢｆを算出し、後軸左右輪の制動力差算出部５４ｆ、前輪の減速制御用制動力算出部５４ｈ、路外逸脱防止制御用各輪制動力算出部５４ｊに出力する。
ΔＢｆ＝min（（ＢyL＋ＢyS）・Ｃｙ，ΔＢf_max） …（４）
ここで、（４）式における、minは、（ＢyL＋ＢyS）・ＣｙとΔＢf_maxの小さい方を選択する関数である。

Ｃｙは、予め実験、計算等により設定しておいたヨーモーメントの前軸負担率である。また、ΔＢf_maxは、前軸左右輪の制動力差最大値であり、以下の（５）式で算出される。
ΔＢf_max＝−（Ｔf_str・Ｇstr）／Ｌscr …（５）
ここで、Ｔf_strはステアリング系のフリクショントルクであり、Ｇstrはステアリングギヤ比であり、Ｌscrはスクラブ半径（但し、ポジティブスクラブは＋、ネガティブスクラブは−の符号）である。すなわち、前軸左右輪の制動力差最大値ΔＢf_maxは、ステアリングのフリクション、スクラブ半径等を左右輪の制動力差に換算した値となっており、上述の（４）式により、前軸左右輪の制動力差ΔＢｆは、常に、前軸左右輪の制動力差最大値ΔＢf_max以下に制限される。すなわち、第１、第２の制動力制御量ＢyL、ＢySにより自車両１にヨーモーメントを発生させるための制動力制御を実行する際に、フロントサスペンションのキングピン配置に起因する路外逸脱方向へのステアリングトルクの発生が予め設定した閾値（前軸左右輪の制動力差最大値ΔＢf_max）を超えないようにヨーモーメントを発生させるための制動力制御量の前軸側の分担率が制限されることとなる。

後軸左右輪の制動力差算出部５４ｆは、第１の制動力制御量設定部５４ａから第１の制動力制御量ＢyLが入力され、第２の制動力制御量設定部５４ｂから第２の制動力制御量ＢySが入力され、前軸左右輪の制動力差算出部５４ｅから前軸左右輪の制動力差ΔＢｆが入力される。そして、以下の（６）式により、自車両にヨーモーメントを発生させるための制動力制御を実行する際に後軸側で分担させる制動力制御量、すなわち、後軸左右輪の制動力差ΔＢｒを算出し、路外逸脱防止制御用各輪制動力算出部５４ｊに出力する。
ΔＢｒ＝（ＢyL＋ＢyS）−ΔＢｆ …（６）
減速制御用制動力の前軸負担率算出部５４ｇは、第１の制動力制御量設定部５４ａから第１の制動力制御量ＢyLが入力され、第２の制動力制御量設定部５４ｂから第２の制動力制御量ＢySが入力され、第３の制動力制御量設定部５４ｃから第３の制動力制御量ＢDLが入力され、第４の制動力制御量設定部５４ｄから第４の制動力制御量ＢDSが入力される。そして、以下の（７）式により、減速制御用制動力の前軸負担率ＣDを算出し、前輪の減速制御用制動力算出部５４ｈに出力する。
ＣD＝（Ｗｆ−（（ＢDL＋ＢDS）＋（ＢyL＋ＢyS））・（Ｈｇ／Ｌwb））
／（ｍ・ｇ） …（７）
ここで、Ｗｆは加減速していないときの前軸荷重、ｍは車両質量、Ｈｇは重心高さ、Ｌwbはホイールベース、ｇは重力加速度である。すなわち、減速制御用制動力の前軸負担率ＣDは、動的な荷重移動を考慮した前軸側の接地荷重配分となっている。

前輪の減速制御用制動力算出部５４ｈは、第１の制動力制御量設定部５４ａから第１の制動力制御量ＢyLが入力され、第２の制動力制御量設定部５４ｂから第２の制動力制御量ＢySが入力され、第３の制動力制御量設定部５４ｃから第３の制動力制御量ＢDLが入力され、第４の制動力制御量設定部５４ｄから第４の制動力制御量ＢDSが入力され、前軸左右輪の制動力差算出部５４ｅから前軸左右輪の制動力差ΔＢｆが入力され、減速制御用制動力の前軸負担率算出部５４ｇから減速制御用制動力の前軸負担率ＣDが入力される。そして、以下の（８）式により、前輪の減速制御用制動力Ｂｆを算出し、後輪の減速制御用制動力算出部５４ｉ、路外逸脱防止制御用各輪制動力算出部５４ｊに出力する。

Ｂｆ＝（（ＢDL＋ＢDS）／２＋（ＢyL＋ＢyS））・ＣD−ΔＢｆ …（８）
すなわち、この（８）式は、前輪の減速制御用の制動力Ｂｆを、減速制御用制動力の前軸負担率ＣDを用いて、動的な荷重移動を考慮した理想的な制動力配分となるように補正して求める算出式となっている。

後輪の減速制御用制動力算出部５４ｉは、第３の制動力制御量設定部５４ｃから第３の制動力制御量ＢDLが入力され、第４の制動力制御量設定部５４ｄから第４の制動力制御量ＢDSが入力され、前輪の減速制御用制動力算出部５４ｈから前輪の減速制御用制動力Ｂｆが入力される。そして、以下の（９）式により、後輪の減速制御用制動力Ｂｒを算出し、路外逸脱防止制御用各輪制動力算出部５４ｊに出力する。
Ｂｒ＝（ＢDL＋ＢDS）／２−Ｂｆ …（９）
路外逸脱防止制御用各輪制動力算出部５４ｊは、前軸左右輪の制動力差算出部５４ｅから前軸左右輪の制動力差ΔＢｆが入力され、後軸左右輪の制動力差算出部５４ｆから後軸左右輪の制動力差ΔＢｒが入力され、前輪の減速制御用制動力算出部５４ｈから前輪の減速制御用制動力Ｂｆが入力され、後輪の減速制御用制動力算出部５４ｉから後輪の減速制御用制動力Ｂｒが入力される。そして、以下の（１０）〜（１３）式により、道路中央側前輪の減速用制動力Ｂfi、路側側前輪の減速用制動力Ｂfo、道路中央側後輪の減速用制動力Ｂri、路側側後輪の減速用制動力Ｂroを算出し、ブレーキ制御装置１０に出力して、それぞれの路外逸脱防止制御用制動力Ｂfi、Ｂfo、Ｂri、Ｂroに相当する制動力をそれぞれの車輪に発生させる。
Ｂfi＝ΔＢｆ＋Ｂｆ …（１０）
Ｂfo＝Ｂｆ …（１１）
Ｂri＝ΔＢｒ＋Ｂｒ …（１２）
Ｂro＝Ｂｒ …（１３）
このように、本実施の形態では、自車両１の道路中央側の前後輪に、路外逸脱を防止するヨーモーメントを発生させるための制動力制御量が付加されるので、確実に路外逸脱を防止することができる。そして、このヨーモーメントを発生させるための制動力制御量は、フロントサスペンションのキングピン配置に起因する路外逸脱方向へのステアリングトルクの発生が防止されるように、ステアリングのフリクション、スクラブ半径等を考慮して前後軸間で補完しつつ前軸の分担率が制限されるので、たとえ、ドライバがステアリングホイールから手を放すような状況が生じても、路外逸脱方向へのステアリングの回転を確実に防止することができる。また、どのような形式のフロントサスペンションにおいても容易に精度良く実現することができる。更に、前輪の路外逸脱防止制御用制動力Ｂｆ、後輪の路外逸脱防止制御用制動力Ｂｒは、動的な荷重移動を考慮して補正されるので、常に、理想的な制動力配分となる。

また、図２に戻り、トルクアップ量算出部５５は、トルクアップ手段として設けられており、画像認識装置４から交差角αが入力され、車速センサ６から車速Ｖ０が入力され、白線からの逸脱量算出部５２から第１の逸脱量ｙLが入力され、障害物に対する逸脱量算出部５３から第２の逸脱量ｙSが入力される。

そして、トルクアップ量算出部５５は、後述のトルクアップ量算出ルーチンに従って、交差角αと第１の逸脱量ｙLに応じて第１の必要モーメントＭLを算出し、第２の逸脱量ｙSに応じて第２の必要モーメントＭｓを算出して、これらを加算して必要モーメントＭを算出し、この必要モーメントＭに応じてトルクアップ基準値Ｔｓを設定し、このトルクアップ基準値Ｔｓを車速Ｖ０に応じて設定するトルクアップ補正ゲインＧｔを乗算して、車速Ｖ０が高くなる領域では小さな値となるように補正してトルクアップ量ΔＴを算出し、エンジン制御装置１１に出力して、ΔＴのトルクアップを実行させるようになっている。

すなわち、トルクアップ量算出部５５は、図４に示すように、第１の必要モーメント設定部５５ａ、第２の必要モーメント設定部５５ｂ、必要モーメント算出部５５ｃ、トルクアップ基準値設定部５５ｄ、トルクアップ補正ゲイン設定部５５ｅ、トルクアップ量算出部５５ｆから主要に構成されている。

第１の必要モーメント設定部５５ａは、画像認識装置４から交差角αが入力され、白線からの逸脱量算出部５２から白線からの逸脱量ｙLが入力される。そして、実験・計算等に基づいて予め設定しておいた、図１１（ａ）に示すような、白線からの逸脱量ｙLと交差角αと第１の必要モーメントＭLのマップを参照して、第１の必要モーメントＭLを設定して必要モーメント算出部５５ｃに出力する。尚、図１１（ａ）中の、基準位置は、予め設定した位置であり、例えば、白線から道路中央側に一定距離離れた位置、或いは、白線の内側（道路中央側）端部である。また、第１の必要モーメントＭLは、図１１（ａ）に示したマップから設定するものに限るものではなく、予め設定しておいた算出式等から算出するようにしても良い。

第１の必要モーメントＭLは、図１１（ａ）からも解るように、交差角αが大きいほど、すなわち、白線に対して直交していき、緊急度が高いと判断される場合ほど、大きな値に設定される。また、第１の必要モーメントＭLは、白線からの逸脱量ｙLが大きい場合ほど、大きな値に設定される。

第２の必要モーメント設定部５５ｂは、障害物に対する逸脱量算出部５３から障害物に対する逸脱量ｙSが入力される。そして、実験・計算等に基づいて予め設定しておいた、図１１（ｂ）に示すような、障害物に対する逸脱量ｙSと第２の必要モーメントＭｓのマップを参照して、第２の必要モーメントＭｓを設定して必要モーメント算出部５５ｃに出力する。尚、図１１（ｂ）中の、基準位置は、予め設定した位置であり、例えば、障害物端部から道路中央側に一定距離離れた位置である。また、第２の必要モーメントＭｓは、図１１（ｂ）に示したマップから設定するものに限るものではなく、予め設定しておいた算出式等から算出するようにしても良い。

第２の必要モーメントＭｓは、図１１（ｂ）からも解るように、障害物に対する逸脱量ｙSが大きい場合ほど、大きな値に設定される。

必要モーメント算出部５５ｃは、第１の必要モーメント設定部５５ａから第１の必要モーメントＭLが入力され、第２の必要モーメント設定部５５ｂから第２の必要モーメントＭｓが入力される。そして、以下の（１４）式により、必要モーメントＭを算出し、トルクアップ基準値設定部５５ｄに出力する。
Ｍ＝ＭL＋Ｍｓ …（１４）
トルクアップ基準値設定部５５ｄは、必要モーメント算出部５５ｃから必要モーメントＭが入力される。そして、例えば、予め設定しておいた、図１２に示すようなマップを参照して、必要モーメントＭに応じたトルクアップ基準値Ｔｓを設定し、トルクアップ量算出部５５ｆに出力する。尚、図１２に示すように、トルクアップ基準値Ｔｓは、必要モーメントＭが大きな値になるほど、大きな値に設定される。また、このトルクアップ基準値Ｔｓは、マップ等により設定するものではなく、予め設定しておいた演算式で算出するものであっても良い。

トルクアップ補正ゲイン設定部５５ｅは、車速センサ６から車速Ｖ０が入力される。そして、例えば、予め設定しておいた、図１３に示すようなマップを参照して、車速Ｖ０に応じたトルクアップ補正ゲインＧｔを設定し、トルクアップ量算出部５５ｆに出力する。尚、図１３に示すように、トルクアップ補正ゲインＧｔは、車速Ｖ０が高くなるにつれて小さくなるように設定される。また、このトルクアップ補正ゲインＧｔは、マップ等により設定するものではなく、予め設定しておいた演算式で算出するものであっても良い。

トルクアップ量算出部５５ｆは、トルクアップ基準値設定部５５ｄからトルクアップ基準値Ｔｓが入力され、トルクアップ補正ゲイン設定部５５ｅからトルクアップ補正ゲインＧｔが入力される。そして、以下の（１５）式により、トルクアップ量ΔＴを算出し、エンジン制御装置１１に出力して、ΔＴのトルクアップを実行させる。
ΔＴ＝Ｇｔ・Ｔｓ …（１５）
すなわち、Ｇｔは、車速Ｖ０が高くなるにつれて小さくなる特性となっているため、低車速域では、トルクアップ量ΔＴが大きくなり、結果として、低速走行の状態では、減速制御用制動力算出部５４により発生する路外逸脱防止のためのヨーモーメントを有効に発生することができ、また、減速制御用制動力算出部５４により発生される制動力により不自然な減速感を生じることが防止できるようになっているのである。

次に、上述の路外逸脱防止制御装置２で実行される路外逸脱防止制御プログラムを図５のフローチャートで説明する。
まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１で、必要なパラメータ、すなわち、白線、及び、路側障害物の座標位置情報、交差角α、現在の自車両の中心から白線までの距離ｙL0、現在の自車両の中心から障害物までの距離ｙs0、車速Ｖ０を読み込む。

次いで、Ｓ１０２に進み、予見距離算出部５１で、前述の（１）式により、予見距離Ｌｘを算出する。

次に、Ｓ１０３に進み、白線からの逸脱量算出部５２で、前述の（２）式により、白線からの逸脱量ｙLを算出する。

次いで、Ｓ１０４に進み、障害物に対する逸脱量算出部５３で、前述の（３）式により、障害物に対する逸脱量ｙSを算出する。

次に、Ｓ１０５に進み、減速制御用制動力算出部５４で、後述の図６に示す減速制御用制動力算出ルーチンに従って、減速制御用の各輪の制動力Ｂfi、Ｂfo、Ｂri、Ｂroを算出し、ブレーキ制御装置１０に出力する。

次いで、Ｓ１０６に進んで、トルクアップ量算出部５５で、後述の図７に示すトルクアップ量算出ルーチンに従って、エンジン制御装置１１によるトルクアップ量ΔＴを算出し、エンジン制御装置１１に出力してプログラムを抜ける。

図６は、上述の路外逸脱防止制御プログラムのＳ１０５で実行される減速制御用制動力算出ルーチンのフローチャートを示す。

まず、Ｓ２０１では、第１の制動力制御量設定部５４ａで、図９（ａ）に示すような、白線からの逸脱量ｙLと交差角αと第１の制動力制御量ＢyLのマップを参照して、ヨーモーメントを発生させるための第１の制動力制御量ＢyLを設定する。また、第２の制動力制御量設定部５４ｂで、図９（ｂ）に示すような、障害物に対する逸脱量ｙSと第２の制動力制御量ＢySのマップを参照して、ヨーモーメントを発生させるための第２の制動力制御量ＢySを設定する。

次いで、Ｓ２０２に進み、第３の制動力制御量設定部５４ｃで、図９（ａ）に示すような、白線からの逸脱量ｙLと第３の制動力制御量ＢDLのマップを参照して、減速度を発生させるための第３の制動力制御量ＢDLを設定する。また、第４の制動力制御量設定部５４ｄで、図９（ｂ）に示すような、障害物に対する逸脱量ｙSと第４の制動力制御量ＢDSのマップを参照して、減速度を発生させるための第４の制動力制御量ＢDSを設定する。

次に、Ｓ２０３に進み、前軸左右輪の制動力差算出部５４ｅで、前述の（４）式により、前軸左右輪の制動力差ΔＢｆを算出する。

次いで、Ｓ２０４に進んで、後軸左右輪の制動力差算出部５４ｆで、前述の（６）式により、後軸左右輪の制動力差ΔＢｒを算出する。

次に、Ｓ２０５に進み、減速制御用制動力の前軸負担率算出部５４ｇで、前述の（７）式により、減速制御用制動力の前軸負担率ＣDを算出する。

次いで、Ｓ２０６に進んで、前輪の減速制御用制動力算出部５４ｈで、前述の（８）式により、前輪の減速制御用制動力Ｂｆを算出する。

次に、Ｓ２０７に進み、後輪の減速制御用制動力算出部５４ｉで、前述の（９）式により、後輪の減速制御用制動力Ｂｒを算出する。

そして、Ｓ２０８に進んで、路外逸脱防止制御用各輪制動力算出部５４ｊで、前述の（１０）〜（１３）式により、道路中央側前輪の路外逸脱防止用制動力Ｂfi、路側側前輪の路外逸脱防止用制動力Ｂfo、道路中央側後輪の路外逸脱防止用制動力Ｂri、路側側後輪の路外逸脱防止用制動力Ｂroを算出し、ブレーキ制御装置１０に出力して、ルーチンを抜ける。

このように、本発明の実施の形態の減速制御用制動力算出部５４によれば、白線からの逸脱量を第１の逸脱量ｙLとして算出し、障害物に対する逸脱量を第２の逸脱量ｙSとして算出し、自車両１にヨーモーメントを発生させて自車両１の白線からの逸脱を防止するための第１の制動力制御量ＢyLを第１の逸脱量ｙLに応じて設定し、自車両１にヨーモーメントを発生させて自車両１の障害物に対する逸脱を防止するための第２の制動力制御量ＢySを第２の逸脱量ｙSに応じて設定する。また、自車両１に減速度を発生させて自車両１の白線からの逸脱を防止するための第３の制動力制御量ＢDLを第１の逸脱量ｙLに応じて設定し、自車両１に減速度を発生させて自車両１の障害物に対する逸脱を防止するための第４の制動力制御量ＢDSを第２の逸脱量ｙSに応じて設定する。そして、第１、第２の制動力制御量ＢyL、ＢySにより自車両１にヨーモーメントを発生させるための制動力制御を実行する際に、フロントサスペンションのキングピン配置に起因する路外逸脱方向へのステアリングトルクの発生が予め設定した閾値（前軸左右輪の制動力差最大値ΔＢf_max）を超えないようにヨーモーメントを発生させるための制動力制御量の前軸側の分担率を制限すると共に、左輪側と右輪側のどちらかの制動力が高くなる方の前後の制動力配分が予め設定する制動力配分（例えば、接地荷重配分）となるように制動力配分を補正して、各輪の路外逸脱防止制御用制動力Ｂfi、Ｂfo、Ｂri、Ｂroを算出し、ブレーキ制御装置１０に出力して路外逸脱防止制御を実行する。

このため、自車両１の道路中央側の前後輪に、路外逸脱を防止するヨーモーメントを発生させるための制動力制御量が付加されるので、確実に路外逸脱を防止することができる。そして、このヨーモーメントを発生させるための制動力制御量は、フロントサスペンションのキングピン配置に起因する路外逸脱方向へのステアリングトルクの発生が防止されるように、ステアリングのフリクション、スクラブ半径等を考慮して前後軸間で補完しつつ前軸の分担率が制限されるので、たとえ、ドライバがステアリングホイールから手を放すような状況が生じても、路外逸脱方向へのステアリングの回転を確実に防止することができる。また、どのような形式のフロントサスペンションにおいても容易に精度良く実現することができる。更に、前輪の減速制御用制動力Ｂｆ、後輪の減速制御用制動力Ｂｒは、動的な荷重移動を考慮して補正されるので、常に、理想的な制動力配分となる。

次に、図７は、上述の路外逸脱防止制御プログラムのＳ１０６で実行されるトルクアップ量算出ルーチンのフローチャートを示す。

まず、Ｓ３０１で、第１の必要モーメント設定部５５ａで、実験・計算等に基づいて予め設定しておいた、図１１（ａ）に示すような、白線からの逸脱量ｙLと交差角αと第１の必要モーメントＭLのマップを参照して、第１の必要モーメントＭLを設定する。

次に、Ｓ３０２に進み、第２の必要モーメント設定部５５ｂで、実験・計算等に基づいて予め設定しておいた、図１１（ｂ）に示すような、障害物に対する逸脱量ｙSと第２の必要モーメントＭｓのマップを参照して、第２の必要モーメントＭｓを設定する。

次いで、Ｓ３０３に進んで、必要モーメント算出部５５ｃで、前述の（１４）式により、必要モーメントＭを算出する。

次に、Ｓ３０４に進み、トルクアップ基準値設定部５５ｄで、例えば、予め設定しておいた、図１２に示すようなマップを参照して、必要モーメントＭに応じたトルクアップ基準値Ｔｓを設定する。

次いで、Ｓ３０５に進んで、トルクアップ補正ゲイン設定部５５ｅで、例えば、予め設定しておいた、図１３に示すようなマップを参照して、車速Ｖ０に応じたトルクアップ補正ゲインＧｔを設定する。

そして、Ｓ３０６に進み、トルクアップ量算出部５５ｆで、前述の（１５）式により、トルクアップ量ΔＴを算出し、エンジン制御装置１１に出力して、ΔＴのトルクアップを実行させて、ルーチンを抜ける。

このように本実施の形態のトルクアップ量算出部５５によれば、交差角αと第１の逸脱量ｙLに応じて第１の必要モーメントＭLを算出し、第２の逸脱量ｙSに応じて第２の必要モーメントＭｓを算出して、これらを加算して必要モーメントＭを算出し、この必要モーメントＭに応じてトルクアップ基準値Ｔｓを設定し、このトルクアップ基準値Ｔｓを車速Ｖ０に応じて設定するトルクアップ補正ゲインＧｔを乗算して、車速Ｖ０が高くなる領域では小さな値となるように補正してトルクアップ量ΔＴを算出し、エンジン制御装置１１に出力して、ΔＴのトルクアップを実行させる。このため、特に新たな機構等を設けることなく、たとえ、低速走行のような状態であっても、不要な減速感による走行フィーリングの悪化を招くことがなく、更に、路外逸脱防止のためのヨーモーメントを適切に発生することができる。

尚、白線が検出されないような走行路では、ナビゲーション装置等の地図情報を基に、或いは、検出された路側障害物の位置情報を基に、仮想的な白線を設定し、該仮想的な白線を基に制御するようにしても良い。また、路側障害物が検出されない場合は、予め設定しておいた値（例えば、大きな値）を基に制御するようにしても良い。

また、本実施の形態のトルクアップ量算出部５５では、交差角αと第１の逸脱量ｙLに応じた第１の必要モーメントＭLと第２の逸脱量ｙSに応じた第２の必要モーメントＭｓとから必要モーメントＭを求め、該必要モーメントＭに応じてトルクアップ基準値Ｔｓを設定するようになっているが、車両仕様によっては、第１の必要モーメントＭLと第２の必要モーメントＭｓのどらかに一方のみに応じてトルクアップ基準値Ｔｓを設定するようにしても良い。

１ 自車両
２ 路外逸脱防止制御装置
３ ステレオカメラ（道路情報検出手段）
４ 画像認識装置（道路情報検出手段）
５ 制御ユニット
５１ 予見距離算出部
５２ 白線からの逸脱量算出部（逸脱量算出手段）
５３ 障害物に対する逸脱量算出部（逸脱量算出手段）
５４ 減速制御用制動力算出部（制動制御手段）
５５ ポンプモータ制御部（トルクアップ手段）
６ 車速センサ
１０ ブレーキ制御装置（制動手段）
１１ エンジン制御装置（車両駆動力制御手段）

Claims (2)

1. 少なくとも路側の障害物情報や白線情報を検出する道路情報検出手段と、
   上記路側の障害物情報や白線情報に基づいて障害物や白線に対する逸脱量を算出する逸脱量算出手段と、
   車両にヨーモーメントや減速度を発生させて上記障害物や白線に対する車両の逸脱を防止する制動力を上記障害物や白線に対する逸脱量を基に算出して制動手段を制動制御する制動制御手段と、
   上記障害物や白線に対する逸脱量に基づいて上記障害物や白線に対する車両の逸脱を防止するのに必要なモーメントを算出し、少なくとも該必要モーメントに応じて車両駆動トルクのトルクアップ量を算出して車両駆動力制御手段に出力するトルクアップ手段と、
   を備えたことを特徴とする車両の路外逸脱防止制御装置。
2. 上記トルクアップ量は、上記必要モーメントに応じて設定する基準値を、車速が高くなる領域では小さな値となるように補正して算出することを特徴とする請求項１記載の車両の路外逸脱防止制御装置。

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