JP3866420B2 - 車両の走行安全装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーダー装置等の物体検出手段を用いて自車が対向車に接触するのを防止する車両の走行安全装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる車両の走行安全装置は、特開平７−２６２４９７号公報により既に知られている。
【０００３】
上記公報に記載されたものは、現在から一定時間経過後までの自車の移動軌跡および該移動軌跡上の自車位置を推定するとともに、レーダー装置により一定時間経過後までの対向車の移動軌跡および該移動軌跡上の対向車位置を推定し、自車位置および対向車位置を比較することにより衝突可能性の有無を判定するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のものは対向車の将来位置を推定するために対向車の現在位置および現在速度を連続的に検出する必要があり、そのためにレーダー装置で対向車を検出した時点で即座に衝突可能性の有無を判定することができないという問題がある。一方、自車および対向車が相互に接近する際に発生する正面衝突は、対向車を検出した時点から衝突が発生するまでの時間的余裕が少ないため、上記従来のものの如く衝突可能性の有無を判定するのに所定の時間を要するものでは、対向車との衝突を回避するための回避操作が間に合わなくなる可能性がある。
【０００５】
本発明は、前述の事情に鑑みてなされたもので、自車と対向車との接触可能性の判定を、物体検出手段で対向車を判別した時点で即座に行なえるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、自車の進行方向に存在する物体を検出する物体検出手段と、自車の車速を検出する車速検出手段と、物体検出手段による検出結果および車速検出手段で検出した自車の車速に基づいて対向車を判別するとともに、自車と対向車との相対位置、相対距離および相対速度よりなる相対関係を算出する相対関係算出手段と、前記相対位置、前記相対距離および予め設定された適正横距離に基づいて自車が対向車と適正にすれ違うための自車の適正進路を設定する適正進路設定手段と、自車が対向車両に接触する接触時刻を、前記相対距離および前記相対速度に基づいて予測する接触時刻予測手段と、前記接触時刻において自車が対向車に接触する接触位置を、前記相対位置、前記相対距離、前記相対速度および前記自車の車速に基づいて予測する接触位置予測手段と、前記接触位置を前記適正進路と比較して自車および対向車の接触可能性を判定する接触判定手段とを備え、前記接触判定手段は、前記適正進路設定手段で設定した適正進路および前記接触位置予測手段で予測した接触位置の横偏差を算出し、この横偏差を接触判定基準値と比較して自車および対向車の接触可能性を判定することを特徴とする。
【０００６】
上記構成によれば、物体検出手段により検出した自車と対向車との相対位置、相対距離および相対速度と、車速検出手段により検出した自車の車速とに基づいて自車が対向車に接触する接触位置を推定し、この接触位置を自車の適正進路と比較して自車および対向車の接触可能性を判定するので、物体検出手段により自車と対向車との相対関係を連続的に検出することなく、物体検出手段で対向車を判別した時点で接触可能性を判定することができる。その結果、自車および対向車の相対速度が大きいために接触までの時間的余裕がない正面衝突を効果的に回避することができる。
【０００７】
しかも自車が対向車と適正にすれ違うための自車の適正進路と、接触時刻において自車が対向車に接触する接触位置との横偏差を算出し、この横偏差の大小に応じて自車および対向車の接触可能性を判定するので、自車および対向車の接触可能性を的確に判定することができる。
【０００８】
また請求項２に記載された発明は、請求項１の構成に加えて、自車のヨーレートを検出する自車ヨーレート検出手段を備えてなり、この自車ヨーレート検出手段で検出したヨーレートに基づいて横偏差を補正することを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、自車のヨーレートに基づいて横偏差を補正するので、自車が直線走行をしていない場合でも横偏差を的確に算出することができる。
【００１０】
また請求項３に記載された発明は、請求項１の構成に加えて、対向車のヨーレートを算出する対向車ヨーレート算出手段を備えてなり、この対向車ヨーレート算出手段で算出したヨーレートに基づいて横偏差を補正することを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、対向車のヨーレートに基づいて横偏差を補正するので、対向車が直線走行をしていない場合でも横偏差を的確に算出することができる。
【００１２】
また請求項４に記載された発明は、請求項３の構成に加えて、前記対向車ヨーレート算出手段は、前記相対関係の変化に基づいて検出した対向車の移動軌跡および対向車の車速から対向車のヨーレートを算出することを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、自車および対向車の相対関係の変化に基づいて対向車の移動軌跡および対向車の車速を算出するので、それら移動軌跡および車速から該対向車のヨーレートを的確に算出することができる。
【００１４】
また請求項５に記載された発明は、請求項１〜４の何れかの構成に加えて、前記接触判定手段は、自車および対向車が接触する可能性があると判定したときに、自車の操舵装置を自動的に操舵することを特徴とする。
【００１５】
上記構成によれば、自車および対向車が接触する可能性がある場合に自車の操舵装置が自動的に操舵されるので、ドライバーが自発的な接触回避操作を行なわない場合でも対向車との接触を確実に回避することができる。
【００１６】
また請求項６に記載された発明は、請求項５の構成に加えて、前記操舵装置の目標操舵角は、前記横偏差に応じて設定されることを特徴とする。
【００１７】
上記構成によれば、対向車を自動的に回避するための操舵装置の目標操舵角が横偏差に応じて設定されるので、自動的な接触回避操作を過不足なく行なうことができる。
【００１８】
また請求項７に記載された発明は、請求項５の構成に加えて、前記操舵装置の目標操舵角は、前記横偏差、自車の横加速度および操舵応答性に応じて設定されることを特徴とする。
【００１９】
上記構成によれば、対向車を自動的に回避するための操舵装置の目標操舵角が横偏差、横加速度および車両の操舵応答性に応じて設定されるので、自動的な接触回避操作を過不足なく行なうことができる。
【００２０】
また請求項８に記載された発明は、請求項６または７の構成に加えて、前記操舵装置の目標操舵角の最大値は、道路幅に応じて制限されることを特徴とする。
【００２１】
上記構成によれば、対向車を自動的に回避するための操舵装置の目標操舵角の最大値が道路幅に応じて制限されるので、目標操舵角が大き過ぎて自車が道路を逸脱するのを防止することができる。
【００２２】
また請求項９に記載された発明は、請求項５〜８の何れかの構成に加えて、前記操舵装置による操舵は、自車が対向車を回避した後に元の走行軌跡に戻るように行われることを特徴とする。
【００２３】
上記構成によれば、自車が対向車を自動的に回避した後に元の走行軌跡に自動的に戻るので、自動的な接触回避操作により自車のドライバーが受ける違和感を軽減することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。 図１〜図２０は本発明の一実施例を示すもので、図１は走行安全装置を備えた車両の全体構成図、図２は走行安全装置のブロック図、図３は車両の操舵装置の斜視図、図４は電子制御ユニットの機能の説明図、図５は電子制御ユニットの回路構成を示すブロック図、図６はメインルーチンのフローチャート、図７は正面衝突回避制御ルーチンのフローチャート、図８は旋回時衝突回避制御ルーチンのフローチャート、図９は正面衝突判断ルーチンのフローチャート、図１０は警報制御ルーチンのフローチャート、図１１は回避操舵制御ルーチンのフローチャート、図１２は旋回時衝突回避制御の内容を示す図、図１３は横偏差δｄを算出する手法の説明図（衝突が発生する場合）、図１４は横偏差δｄを算出する手法の説明図（自車が対向車の左側を通過する場合）、図１５は横偏差δｄを算出する手法の説明図（自車が対向車の右側を通過する場合）、図１６は横偏差δｄの補正係数を検索するマップ、図１７は衝突回避のための目標操舵角の算出手法の説明図、図１８は操舵角補正値δ（θ）を検索するマップ、図１９は最大操舵角を検索するマップ、図２０はアクチュエータの制御系のブロック図である。
【００２５】
図１および図２に示すように、左右の前輪Ｗｆ，Ｗｆおよび左右の後輪Ｗｒ，Ｗｒを備えた車両は、操舵輪である左右の前輪Ｗｆ，Ｗｆを操舵するためのステアリングホイール１と、ドライバーによるステアリングホイール１の操作をアシストする操舵力および衝突回避のための操舵力を発生する電動パワーステアリング装置２とを備える。電動パワーステアリング装置２の作動を制御する電子制御ユニットＵには、物体検出手段としてのレーダー装置３と、ステアリングホイール１の操舵角を検出する操舵角センサＳ1 と、ステアリングホイール１に入力される操舵トルクを検出する操舵トクルセンサＳ2 と、車体の横加速度を検出する横加速度センサＳ3 と、車体のヨーレートを検出する自車ヨーレートセンサＳ4 と、各車輪Ｗｆ，Ｗｆ；Ｗｒ，Ｗｒの回転数を検出する車速センサＳ5 …とからの信号が入力される。電子制御ユニットＵは、レーダー装置３および各センサＳ1 〜Ｓ5 …からの信号に基づいて電動パワーステアリング装置２の作動を制御するとともに、液晶ディスプレイよりなる表示器４およびブザーやランプよりなる警報器５の作動を制御する。
【００２６】
レーダー装置３は、自車前方の左右方向所定範囲に向けて電磁波を送信し、その電磁波が物体に反射された反射波を受信することにより、自車と物体との相対距離、自車と物体との相対速度、物体の方向を検出する。本実施例では、１回の送受信で自車と物体との上記相対関係を検出することができるミリ波レーダーが用いられる。
【００２７】
図３は操舵装置１１の構造を示すもので、ステアリングホイール１の回転はステアリングシャフト１２、連結軸１３およびピニオン１４を介してラック１５に伝達され、更にラック１５の往復動が左右のタイロッド１６，１６を介して左右の前輪Ｗｆ，Ｗｆに伝達される。操舵装置１１に設けられた前記電動パワーステアリング装置２は、アクチュエータ１７の出力軸に設けた駆動ギヤ１８と、この駆動ギヤ１８に噛み合う従動ギヤ１９と、この従動ギヤ１９と一体のスクリューシャフト２０と、このスクリューシャフト２０に噛み合うとともに前記ラック１５に連結されたナット２１とを備える。従って、アクチュエータ１７を駆動すれば、その駆動力を駆動ギヤ１８、従動ギヤ１９、スクリューシャフト２０、ナット２１、ラック１５および左右のタイロッド１６，１６を介して左右の前輪Ｗｆ，Ｗｆに伝達することができる。
【００２８】
図４に示すように、電子制御ユニットＵは電動パワーステアリング制御手段２２と、正面衝突回避制御手段２３と、切換手段２４と、出力電流決定手段２５とを備える。通常時は切換手段２４が電動パワーステアリング制御手段２２側に接続されており、電動パワーステアリング装置２は通常のパワーステアリング機能を発揮する。すなわち、操舵トルクセンサＳ2 の出力に基づいて算出される操舵トルクが車速センサＳ5 …の出力に基づいて算出される車速に応じた所定の値になるように出力電流決定手段２５がアクチュエータ１７への出力電流を決定し、この出力電流を駆動回路２６を介してアクチュエータ１７に出力することにより、ドライバーによるステアリングホイール１の操作がアシストされる。一方、自車が対向車と正面衝突する可能性がある場合には切換手段２４が正面衝突回避制御手段２３側に接続され、正面衝突回避制御手段２３でアクチュエータ１７の駆動を制御することにより、対向車との正面衝突を回避するための自動操舵が実行される。この自動操舵の内容は後から詳述する。
【００２９】
次に、クレーム対応図である図５に基づいて正面衝突回避制御手段２３の構成と、その機能の概要とを説明する。
【００３０】
正面衝突回避制御手段２３は、相対関係算出手段Ｍ１と、適正進路設定手段Ｍ２と、接触時刻予測手段Ｍ３と、接触位置予測手段Ｍ４と、接触判定手段Ｍ５と、対向車ヨーレート算出手段Ｍ６とから構成される。
【００３１】
相対関係算出手段Ｍ１は、物体検出手段（レーダー装置３）および車速検出手段（車速センサＳ5 …）の出力に基づいて、自車Ａｉと対向車Ａｏとの相対角度（相対位置）θ、相対距離Ｌおよび相対速度Ｖｓを算出する。適正進路設定手段Ｍ２は、自車Ａｉが対向車Ａｏと適正にすれ違うための自車Ａｉの本来の適正進路Ｒを設定する。接触時刻予測手段Ｍ３は、自車Ａｉが対向車Ａｏとすれ違う接触時刻を推定する。接触位置予測手段Ｍ４は、前記接触時刻において自車Ａｉが対向車Ａｏに接触する接触位置Ｐを予測する。そして接触判定手段Ｍ５は、前記接触位置Ｐを前記適正進路Ｒと比較して自車Ａｉおよび対向車Ａｏの接触可能性を判定する。また対向車ヨーレート算出手段Ｍ６で検出した対向車Ａｏのヨーレートγｏと、自車ヨーレート検出手段（自車ヨーレートセンサＳ4 ）で検出した自車Ａｉのヨーレートγｉとに基づいて、自車Ａｉが対向車Ａｏに接触する接触位置Ｐが補正される。
【００３２】
次に、本実施例の作用を図６〜図１１のフローチャートを参照しながら詳細に説明する。
【００３３】
先ず、図６のメインルーチンのステップＳ１１で操舵角センサＳ1 、操舵トルクセンサＳ2 、横加速度センサＳ3 、自車ヨーレートセンサＳ4 および車速センサＳ5 …の出力に基づいて自車の状態を検出する。続くステップＳ１２で、レーダー装置３で対向車の状態を検出する。レーダー装置３は対向車以外にも前走車、歩道橋、標識、キャッツアイ等を検出するが、自車との相対速度に基づいて対向車を他の物体から識別することができる。続くステップＳ１３で、自車の状態および対向車の状態を表示器４に表示する。
【００３４】
続くステップＳ１４で、レーダー装置３および各センサＳ1 〜Ｓ5 …の検出結果に基づいて正面衝突回避制御が適切に行われているか否かをチェックする。正面衝突回避制御はドライバーが過度な走行を行っていない場合だけに実行されるもので、例えばオーバースピードでの走行時には、ステップＳ１５でシステムの作動を中止するとともに、その旨を表示器４でドライバーに報知して適切な運転を促す。また前記ステップＳ１４のシステムチェックの結果、ドライバーが対向車との正面衝突を回避すべく自発的なステアリング操作を行ったことが検出された場合には、ステップＳ１６で正面衝突回避制御を中止して通常の電動パワーステアリング制御に復帰するとともに、その旨を表示器４でドライバーに報知する。これにより、ドライバーによる自発的なステアリング操作と正面衝突回避制御の自動操舵制御とが干渉するのを回避することができる。
【００３５】
前記ステップＳ１４のシステムチェックの結果が正常であれば、ステップＳ１７で自車の走行状態を判定する。自車が直進に近い走行状態にあり、レーダー装置３および各センサＳ1 〜Ｓ5 …の検出結果に基づいて対向車とすれ違う（衝突する）時刻と、そのときの自車および対向車の位置関係とが的確に推定可能な場合であれば、ステップＳ１８に移行して正面衝突回避制御を実行する。一方、過度な走行ではないが自車の旋回の度合いが強く、対向車とすれ違う（衝突する）時刻と、そのときの自車および対向車の位置関係が的確に推定できない場合であれば、ステップＳ１９に移行して旋回時衝突回避制御を実行する。そしてステップＳ２０で、自車と対向車との衝突を回避すべく、正面衝突回避制御あるいは旋回時衝突回避制御に基いて電動パワーステアリング装置２のアクチュエータ１７を作動させる。
【００３６】
次に、前記ステップＳ１８の「正面衝突回避制御」の内容を、図７のフローチャートに基づいて説明する。
【００３７】
先ずステップＳ２１で、自車および対向車が衝突する可能性の程度を表す衝突判断パラメータを、すなわち自車および対向車がすれ違う時刻（あるいは衝突する時刻）における自車と適正進路Ｒとの横偏差δｄを算出する。そしてステップＳ２２で、前記横偏差δｄを後述する閾値と比較することにより衝突の可能性の有無を判定し、衝突の可能性があり且つその可能性が小さい場合には、ステップＳ２３で警報器５を作動させてドライバーに警報を発する。また衝突の可能性があり且つその可能性が大きい場合には、ステップＳ２４で警報を発すると同時にアクチュエータ１７をさせて対向車を回避するための自動操舵を実行する。前記ステップＳ２２の「衝突判断」、前記ステップＳ２３の「警報制御」および前記ステップＳ２４の「回避操舵制御」の具体的な内容は、図９、図１０および図１１に基づいて後から詳述する。
【００３８】
次に、前記ステップＳ１９の「旋回時衝突回避制御」の内容を、図８のフローチャートに基づいて説明する。
【００３９】
先ずステップＳ３１で旋回時における衝突危険度を算出する。衝突危険度は、自車の旋回半径および対向車の旋回半径の差の絶対値に基づいて判断されるもので、その差の絶対値が大きくなるに伴って危険度が高いと判断される。そしてステップＳ３２で、前記衝突危険度に応じた警報制御および車線逸脱防止制御を実行する。旋回時には、対向車とすれ違う時刻や、そのときの自車および対向車の位置関係を的確に推定することが難しいため、その衝突回避制御は直進時のそれに比べて弱いものとなる。
【００４０】
図１２に示すように、旋回時における衝突危険度はレベル１、レベル２およびレベル３の３段階に設定されており、それらのレベルは、例えば左側通行の道路で自車が右旋回中であれば対向車旋回半径−自車旋回半径に基づいて判定され、自車が左旋回中であれば自車旋回半径−対向車旋回半径に基づいて判定される。危険度が低いレベル１では警報器４による警報だけを実行し、危険度が中程度のレベル２では警報器４による警報およびアクチュエータ１７による弱い車線逸脱防止制御を実行し、危険度が高いレベル３では警報器４による警報およびアクチュエータ１７による強い車線逸脱防止制御を実行する。車線逸脱防止制御は、ドライバーが車線を逸脱する方向への操舵を行ったとき、電動パワーステアリング装置２のアクチュエータ１を駆動して前記操舵を妨げるような操舵反力を発生させて車線逸脱を防止するものである。
【００４１】
尚、「旋回時衝突回避制御」における警報は、「正面衝突回避制御」における警報と区別すべく、警報器５のブザーの音色やランプの色を異ならせている。
【００４２】
次に、前記ステップＳ２２の「衝突判断」の内容を、図９のフローチャートおよび図１３〜図１５の説明図に基づいて説明する。
【００４３】
先ず、ステップＳ４１で車速センサＳ5 …に出力に基づいて自車Ａｉの車速Ｖｉを算出し、ステップＳ４２で自車ヨーレートセンサＳ4 の出力に基づいて自車Ａｉのヨーレートγｉを算出し、ステップＳ４３でレーダー装置３の出力に基づいて自車Ａｉおよび対向車Ａｏの相対距離Ｌを算出し、ステップＳ４４でレーダー装置３の出力に基づいて自車Ａｉおよび対向車Ａｏの相対速度Ｖｓを算出し、ステップＳ４５でレーダー装置３の出力に基づいて自車Ａｉおよび対向車Ａｏの相対角度θを算出する。続くステップＳ４６で、対向車と衝突せずにすれ違うための自車Ａｉの本来の適正進路Ｒを、現在の対向車Ａｏの位置から測った適正横距離ｄａに基づいて設定する。この適正横距離ｄａは予め設定されており、その値は例えば３ｍとされる。続くステップＳ４７で、自車Ａｉの車速Ｖｉおよびヨーレートγｉと、自車Ａｉに対する対向車Ａｏの相対位置関係から、対向車Ａｏのヨーレートγｏを算出する。そしてステップＳ４８で、自車Ａｉが対向車Ａｏとすれ違う位置（接触位置Ｐ）における自車Ａｉと適正進路Ｒとの間の横偏差δｄを算出する。以下、この横偏差δｄを算出する過程を、図１３に基づいて詳細に説明する。
【００４４】
図１３は、左側通行の道路で自車Ａｉが誤って対向車Ａｏ側の車線に進入しようとする状態を示している。ここで、適正横位置Ａｉ′は、自車Ａｉの適正進路Ｒ上であって、現在の対向車Ａｏの位置の横方向に対応する位置であり、その適正横位置Ａｉ′と対向車Ａｏとの間の距離は適正横距離ｄａ（例えば３ｍ）である。Ｌは自車Ａｉおよび対向車Ａｏの相対距離であってレーダー装置３の出力に基づいて算出される。θは自車Ａｉおよび対向車Ａｏの相対角度であってレーダー装置３の出力に基づいて算出される。εは自車Ａｉの適正進路Ｒの方向および対向車Ａｏの方向の成す角度であって、相対距離Ｌおよび適正横距離ｄａに基づいて幾何学的に求められる。Ｖｉは自車Ａｉの車速であって、車速センサＳ5 …の出力に基づいて算出される。Ｖｓは自車Ａｉの車速Ｖｉと対向車Ａｏの車速Ｖｏとの差に相当する相対車速であって、レーダー装置３の出力に基づいて算出される。
【００４５】
図１３において、斜線を施した三角形において、
Ｘ cos（θ＋ε）＝Ｌ sinθ …（１）
が成立し、これをＸについて解くと、
Ｘ＝Ｌ sinθ／ cos（θ＋ε） …（２）
が得られる。また現在を基準として計った接触時間ｔｃ（すれ違い時刻あるいは衝突時刻までの経過時間）は、相対距離Ｌを相対速度Ｖｓで除算した値として得られる。
【００４６】
ｔｃ＝Ｌ／Ｖｓ …（３）
また自車Ａｉから接触位置Ｐ（すれ違い位置あるいは衝突位置）までの距離Ｌｃは、車速Ｖｉと接触時間ｔｃとの積として得られる。
【００４７】
Ｌｃ＝Ｖｉ・ｔｃ＝Ｌ（Ｖｉ／Ｖｓ） …（４）
図１３から明らかなように、自車Ａｉの位置において角度θ＋εの頂点を共有する２つの直角三角形の相似関係から、
Ｌｃ′：Ｌ＝δｄ：ｄａ＋Ｘ …（５）
が成立し、更にＬｃ′ cosε＝Ｌｃ cos（θ＋ε）の関係と、前記（２）式、（４）式および（５）式とから、横偏差δｄが次式のように得られる。
【００４８】
【数１】
【００４９】
（６）式の右辺における５つの変数のうち、Ｖｉは常に算出可能であり、且つＶｓ，Ｌ，θ，εはレーダー装置３の１回の送受信で算出可能であるため、レーダー装置３で最初に対向車Ａｏを判別した時点で速やかに横偏差δｄを算出することができる。従って、自車Ａｉおよび対向車Ａｏが相互に接近するために接触時間ｔｃに余裕がない場合でも、速やかに接触可能性の判定を行なって衝突回避制御を開始することができる。
【００５０】
而して、図９のフローチャートのステップＳ４９で、前記横偏差δｄを予め設定した接触判定基準値と比較し、横偏差δｄが第１接触判定基準値δｄｎおよび第２接触判定基準値δｄｘの間にあれば、すなわちδｄｎ＜δｄ＜δｄｘが成立すれば、ステップＳ５０で自車Ａｉが対向車Ａｏに衝突する可能性があると判定する（図１３参照）。一方、図１４に示すようにδｄ≦δｄｎであれば、あるいは図１５に示すようにδｄ≧δｄｘであれば、ステップＳ５１で自車Ａｉが対向車Ａｏに衝突する可能性がないと判定する。図１５の状態は、例えば自車Ａｉが分岐路に進入するために対向車Ａｏの車線を斜めに横切るような場合に相当する。
【００５１】
尚、前記第１接触判定基準値δｄｎおよび第２接触判定基準値δｄｘは自車Ａｉの車幅等に応じて適宜設定されるもので、例えば第１接触判定基準値δｄｎ＝１．５ｍ、第２接触判定基準値δｄｘ＝４．５ｍとされる。
【００５２】
以上の説明では横偏差δｄを算出する際に自車Ａｉのヨーレートγｉおよび対向車Ａｏのヨーレートγｏを考慮していないが、それらヨーレートγｉ，γｏを考慮することにより、更に精度の高い衝突回避が行われる。
【００５３】
自車Ａｉが車速Ｖｉ、ヨーレートγｉで走行するとＶｉγｉの横加速度が発生するため、このＶｉγｉを２回積分することにより自車Ａｉの横方向移動量ｙｉが算出される。従って、接触時間ｔｃ＝Ｌ／Ｖｓにおける自車Ａｉの横方向移動量ｙｉは、
ｙｉ＝（Ｖｉ・γｉ／２）・（Ｌ／Ｖｓ）2 …（７）
で与えられる。
【００５４】
同様に、対向車Ａｏが車速Ｖｏ、ヨーレートγｏで走行するとＶｏγｏの横加速度が発生するため、このＶｏγｏを２回積分することにより対向車Ａｏの横方向移動量ｙｏが算出される。従って、接触時間ｔｃ＝Ｌ／Ｖｓにおける対向車Ａｏの横方向移動量ｙｏは、
ｙｏ＝（Ｖｏ・γｏ／２）・（Ｌ／Ｖｓ）2 …（８）
で与えられる。
【００５５】
而して、前記（６）式の横偏差δｄを自車Ａｉの横方向移動量ｙｉおよび対向車Ａｏの横方向移動量ｙｏで補正した次式を用いることにより、横偏差δｄの精度を一層高めることができる。
【００５６】
【数２】
【００５７】
対向車Ａｏのヨーレートγｏは、レーダー装置３の出力に基づいて対向車Ａｏの位置を複数回検出して該対向車Ａｏの旋回軌跡を推定すれば、その旋回半径と対向車Ａｏの車速Ｖｏとに基づいて算出される。従って、対向車Ａｏのヨーレートγｏはレーザー装置３の１回の送受信では検出することができず、（９）式における対向車Ａｏのヨーレートγｏを用いた補正を行うには若干の演算時間が必要になる。但し、図６のフローチャートのステップＳ１７で説明したように、この正面衝突回避制御は自車Ａｉが実質的に直線走行しているとき（直線路を走行しているとき）に行われるもので、このとき対向車Ａｏのヨーレートγｏが大きな値を持つことは稀である。このことから、対向車Ａｏのヨーレートγｏを用いた補正を行わなくても充分な精度を確保することができる。
【００５８】
ところで、前記第１接触判定基準値δｄｎおよび第２接触判定基準値δｄｘを固定値とする代わりに、第１接触判定基準値δｄｎおよび第２接触判定基準値δｄｘを横偏差δｄを算出した時点における自車Ａｉおよび対向車Ａｏの走行状態で補正すれば、正面衝突回避制御を更に精度良く行うことができる。すなわち、第１接触判定基準値δｄｎの補正は、３つの補正係数ｋ１ｎ，ｋ２ｎ，ｋ３ｎを用いて、
δｄｎ←ｋ１ｎ・ｋ２ｎ・ｋ３ｎ・δｄｎ …（１０）
のように行われ、第２接触判定基準値δｄｘの補正は３つの補正係数ｋ１ｘ，ｋ２ｘ，ｋ３ｘを用いて、
δｄｘ←ｋ１ｘ・ｋ２ｘ・ｋ３ｘ・δｄｘ …（１１）
のように行われる。
【００５９】
補正係数ｋ１ｎ，ｋ１ｘは、図１６（Ａ）に示すマップから衝突までの時間（接触時間ｔｃ）に基づいて検索される。接触時間ｔｃが小さいために横偏差δｄの算出誤差が小さいと推定される領域では、補正係数ｋ１ｎ，ｋ１ｘは１に保持される。接触時間ｔｃが大きいために横偏差δｄの算出誤差が大きいと推定される領域では、補正係数ｋ１ｎは接触時間ｔｃの増加に伴って１から増加するとともに、補正係数ｋ１ｘは接触時間ｔｃの増加に伴って１から減少する。これにより、横偏差δｄの算出誤差が大きい領域で第１接触判定基準値δｄｎおよび第２接触判定基準値δｄｘの間の幅を小さくし、不確実な正面衝突回避制御が行われるのを回避することができる。
【００６０】
補正係数ｋ２ｎ，ｋ２ｘは、図１６（Ｂ）に示すマップから自車Ａｉおよび対向車Ａｏの相対距離Ｌに基づいて検索される。相対距離Ｌが小さいために横偏差δｄの算出誤差が小さいと推定される領域では、補正係数ｋ２ｎ，ｋ２ｘは１に保持される。相対距離Ｌが大きいために横偏差δｄの算出誤差が大きいと推定される領域では、補正係数ｋ２ｎは相対距離Ｌの増加に伴って１から増加するとともに、補正係数ｋ２ｘは相対距離Ｌの増加に伴って１から減少する。これにより、横偏差δｄの算出誤差が大きい領域で第１接触判定基準値δｄｎおよび第２接触判定基準値δｄｘの間の幅を小さくし、不確実な正面衝突回避制御が行われるのを回避することができる。
【００６１】
補正係数ｋ３ｎ，ｋ３ｘは、図１６（Ｃ）に示すマップから自車Ａｉのヨーレートγｉに基づいて検索される。自車Ａｉのヨーレートγｉが０であって横偏差δｄの算出誤差が小さいと推定されるときには、補正係数ｋ３ｎ，ｋ３ｘは１に設定される。自車Ａｉのヨーレートγｉの増加に伴って横偏差δｄの算出誤差が増加すると補正係数ｋ３ｎは１から増加するとともに、補正係数ｋ３ｘは１から減少する。これにより、横偏差δｄの算出誤差が大きい領域で第１接触判定基準値δｄｎおよび第２接触判定基準値δｄｘの間の幅を小さくし、不確実な正面衝突回避制御が行われるのを回避することができる。
【００６２】
次に、前記ステップＳ２３の「警報制御」の内容を、図１０のフローチャートに基づいて説明する。
【００６３】
先ず、ステップＳ６１で衝突情報を受信する。衝突情報とは、接触時間ｔｃ（衝突までの時間）、接触位置Ｐでの自車Ａｉおよび対向車Ａｏの走行状態、横偏差δｄ等である。続くステップＳ６２で一次警報の判断を行い、接触時間ｔｃが例えば４秒未満になると、ステップＳ６３で警報器５を作動させて一次警報を開始する。続いてステップＳ６４で二次警報の判断を行い、接触時間ｔｃが例えば３秒未満になると、ステップＳ６５で警報器５を作動させて二次警報を開始する。一次警報は衝突までの時間的余裕が比較的に大きい場合に実行され、また二次警報は衝突までの時間的余裕が比較的に小さい場合に実行されるもので、その差異をドライバーに認識させるべくブザーの音色等やランプの色を変化させる。ドライバーは警報器５による警報により衝突の危険を認識して自発的な回避操作を行うことができる。
【００６４】
次に、前記ステップＳ２４の「回避操舵制御」の内容を、図１１のフローチャートに基づいて説明する。
【００６５】
先ず、ステップＳ７１で、前記ステップＳ６１と同様に衝突情報を受信した後に、続くステップＳ７２で操舵開始の判断を行い、接触時間ｔｃが前記二次警報の閾値である３秒よりも短い閾値τ0 （例えば２．２秒）未満になると、ステップＳ７３で衝突回避のための横移動量を算出する。この横移動量は、基本的に前記ステップＳ４８で算出した横偏差δｄの今回値が充てられるが、誤差を除去するために前回値を用いて平均化処理を行う。続くステップＳ７４以降で、回避操舵のための制御量を算出する。
【００６６】
先ずステップＳ７４で、自車Ａｉの車速Ｖｉに基づいてドライバーに違和感を与えない目標操舵角δｈを求める。図１７（Ａ），（Ｂ）に示すように、回避運動は自車Ａｉが対向車Ａｏを回避した後に自車Ａｉの元の進路上に復帰するように行われるもので、接触時間ｔｃ（閾値τ0 ）が経過した時点での横移動量の基準値を、衝突回避の効果と最終的に車線を逸脱しないこととを考慮して例えば２ｍに設定する。また回避操舵により発生する最大横加速度ＹＧが大き過ぎたり、操舵速度が速過ぎたりしてドライバーに違和感を与えないようにし、且つ操舵開始よりτ0 が経過したときに２ｍの横移動を行うようにしなければならない。以上のことから本実施例では、例えば最大横加速度ＹＧを０．１５Ｇ程度に設定し、操舵周期を４秒（０．２５Ｈｚ）程度に設定する。
【００６７】
而して、衝突回避のための目標操舵角δｈは、Ｎをステアリングギア比とし、Ｋｓをスタビリティファクターとして、次式により与えられる。
【００６８】
【数３】
【００６９】
前記（１２）式で与えられる目標操舵角δｈでは、自車Ａｉおよび対向車Ａｏの相対角度θの方向が自車Ａｉから対向車Ａｏ側を向いていると、衝突回避を行なうために不足する場合が考えられる。そこで、前記相対角度θに基づく目標操舵角補正値δ（θ）（図１８参照）で前記（１２）式の目標操舵角δｈを補正する。
【００７０】
【数４】
【００７１】
続くステップＳ７５で，図１９に示すマップに基づいて上記目標操舵角δｈの最大値δｈｘを算出し、ステップＳ７６で目標操舵角δｈが最大値δｈｘを越えていれば、ステップＳ７７で前記最大値δｈｘで目標操舵角δｈの上限値を制限するように補正を行なう。この補正により、極端に大きい目標操舵角δｈが採用されてドライバーに違和感を与えるような操舵角が発生するのを防止することができる。
【００７２】
続くステップＳ７８で、前記ステップＳ７３で算出した横移動量（すなわち横偏差δｄ）と、前記ステップＳ７４〜Ｓ７７で算出した目標操舵角δｈにより発生する横移動量と比較する。その結果、前者の横移動量（すなわち横偏差δｄ）よりも後者の横移動量が大きい場合には、つまり、目標操舵角δｈにより発生する横移動量が衝突回避に必要な横移動量よりも大きい場合には、必要な横移動量が得られる値まで目標操舵角δｈを減少方向に補正する。逆に、前者の横移動量（すなわち横偏差δｄ）よりも後者の横移動量が小さい場合には、つまり、目標操舵角δｈにより発生する横移動量が衝突回避に必要な横移動量よりも小さい場合には、目標操舵角δｈの補正は行なわない。
【００７３】
而して、ステップＳ７９で、対向車Ａｏとの衝突を回避すべく、前記目標操舵角δｈに応じて操舵装置１１のアクチュエータ１７の駆動を制御する。すなわち、図２０に示すように、目標操舵角δｈおよびステアリング装置１１の実操舵角の偏差が入力されたＰＩコントローラは、前記偏差をゼロに収束させるべくステアリング装置１１のアクチュエータ１７をフィードバック制御する。
【００７４】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００７５】
例えば、道路のセンターラインを検出するセンサを追加し、自車Ａｉがセンターラインを逸脱した程度に応じて衝突回避制御を行なえば、更に高精度の制御を行なうことができる。
【００７６】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、物体検出手段により検出した自車と対向車との相対位置、相対距離および相対速度と、車速検出手段により検出した自車の車速とに基づいて自車が対向車に接触する接触位置を推定し、この接触位置を自車の適正進路と比較して自車および対向車の接触可能性を判定するので、物体検出手段により自車と対向車との相対関係を連続的に検出することなく、物体検出手段で対向車を判別した時点で接触可能性を判定することができる。その結果、自車および対向車の相対速度が大きいために接触までの時間的余裕がない正面衝突を効果的に回避することができる。
【００７７】
しかも自車が対向車と適正にすれ違うための自車の適正進路と、接触時刻において自車が対向車に接触する接触位置との横偏差を算出し、この横偏差の大小に応じて自車および対向車の接触可能性を判定するので、自車および対向車の接触可能性を的確に判定することができる。
【００７８】
また請求項２に記載された発明によれば、自車のヨーレートに基づいて横偏差を補正するので、自車が直線走行をしていない場合でも横偏差を的確に算出することができる。
【００７９】
また請求項３に記載された発明によれば、対向車のヨーレートに基づいて横偏差を補正するので、対向車が直線走行をしていない場合でも横偏差を的確に算出することができる。
【００８０】
また請求項４に記載された発明によれば、自車および対向車の相対関係の変化に基づいて対向車の移動軌跡および対向車の車速を算出するので、それら移動軌跡および車速から該対向車のヨーレートを的確に算出することができる。
【００８１】
また請求項５に記載された発明によれば、自車および対向車が接触する可能性がある場合に自車の操舵装置が自動的に操舵されるので、ドライバーが自発的な接触回避操作を行なわない場合でも対向車との接触を確実に回避することができる。
【００８２】
また請求項６に記載された発明によれば、対向車を自動的に回避するための操舵装置の目標操舵角が横偏差に応じて設定されるので、自動的な接触回避操作を過不足なく行なうことができる。
【００８３】
また請求項７に記載された発明によれば、対向車を自動的に回避するための操舵装置の目標操舵角が横偏差、横加速度および車両の操舵応答性に応じて設定されるので、自動的な接触回避操作を過不足なく行なうことができる。
【００８４】
また請求項８に記載された発明によれば、対向車を自動的に回避するための操舵装置の目標操舵角の最大値が道路幅に応じて制限されるので、目標操舵角が大き過ぎて自車が道路を逸脱するのを防止することができる。
【００８５】
また請求項９に記載された発明によれば、自車が対向車を自動的に回避した後に元の走行軌跡に自動的に戻るので、自動的な接触回避操作により自車のドライバーが受ける違和感を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 走行安全装置を備えた車両の全体構成図
【図２】 走行安全装置のブロック図
【図３】 操舵装置の斜視図
【図４】 電子制御ユニットの機能の説明図
【図５】 電子制御ユニットの回路構成を示すブロック図
【図６】 メインルーチンのフローチャート
【図７】 正面衝突回避制御ルーチンのフローチャート
【図８】 旋回時衝突回避制御ルーチンのフローチャート
【図９】 正面衝突判断ルーチンのフローチャート
【図１０】 警報制御ルーチンのフローチャート
【図１１】 回避操舵制御ルーチンのフローチャート
【図１２】 旋回時衝突回避制御の内容を示す図
【図１３】 横偏差δｄの算出手法の説明図（衝突が発生する場合）
【図１４】 横偏差δｄの算出手法の説明図（自車が対向車の左側を通過する場合）
【図１５】 横偏差δｄの算出手法の説明図（自車が対向車の右側を通過する場合）
【図１６】 横偏差δｄの補正係数を検索するマップ
【図１７】 衝突回避のための目標操舵角の算出手法の説明図
【図１８】 目標操舵角補正値δ（θ）を検索するマップ
【図１９】 最大操舵角を検索するマップ
【図２０】 アクチュエータの制御系のブロック図
【符号の説明】
Ａｉ 自車
Ａｏ 対向車
Ｌ 相対距離
Ｍ１ 相対関係算出手段
Ｍ２ 適正進路設定手段
Ｍ３ 接触時刻予測手段
Ｍ４ 接触位置予測手段
Ｍ５ 接触判定手段
Ｍ６ 対向車ヨーレート算出手段
Ｐ 接触予測位置
Ｒ 適正進路
Ｓ4 自車ヨーレートセンサ（自車ヨーレート検出手段）
Ｓ5 車速センサ（車速検出手段）
Ｖｉ 自車の車速
Ｖｓ 相対速度
ＹＧ 横加速度
γｉ 自車のヨーレート
γｏ 対向車のヨーレート
δｄ 横偏差
δｄｎ，δｄｘ 接触判定基準値
δｈ 目標操舵角
δｈｘ 目標操舵角の最大値
θ 相対角度（相対位置）
３ レーダー装置（物体検出手段）
１１ 操舵装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーダー装置等の物体検出手段を用いて自車が対向車に接触するのを防止する車両の走行安全装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる車両の走行安全装置は、特開平７−２６２４９７号公報により既に知られている。
【０００３】
上記公報に記載されたものは、現在から一定時間経過後までの自車の移動軌跡および該移動軌跡上の自車位置を推定するとともに、レーダー装置により一定時間経過後までの対向車の移動軌跡および該移動軌跡上の対向車位置を推定し、自車位置および対向車位置を比較することにより衝突可能性の有無を判定するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のものは対向車の将来位置を推定するために対向車の現在位置および現在速度を連続的に検出する必要があり、そのためにレーダー装置で対向車を検出した時点で即座に衝突可能性の有無を判定することができないという問題がある。一方、自車および対向車が相互に接近する際に発生する正面衝突は、対向車を検出した時点から衝突が発生するまでの時間的余裕が少ないため、上記従来のものの如く衝突可能性の有無を判定するのに所定の時間を要するものでは、対向車との衝突を回避するための回避操作が間に合わなくなる可能性がある。
【０００５】
本発明は、前述の事情に鑑みてなされたもので、自車と対向車との接触可能性の判定を、物体検出手段で対向車を判別した時点で即座に行なえるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、自車の進行方向に存在する物体を検出する物体検出手段と、自車の車速を検出する車速検出手段と、物体検出手段による検出結果および車速検出手段で検出した自車の車速に基づいて対向車を判別するとともに、自車と対向車との相対位置、相対距離および相対速度よりなる相対関係を算出する相対関係算出手段と、前記相対位置、前記相対距離および予め設定された適正横距離に基づいて自車が対向車と適正にすれ違うための自車の適正進路を設定する適正進路設定手段と、自車が対向車両に接触する接触時刻を、前記相対距離および前記相対速度に基づいて予測する接触時刻予測手段と、前記接触時刻において自車が対向車に接触する接触位置を、前記相対位置、前記相対距離、前記相対速度および前記自車の車速に基づいて予測する接触位置予測手段と、前記接触位置を前記適正進路と比較して自車および対向車の接触可能性を判定する接触判定手段とを備え、前記接触判定手段は、前記適正進路設定手段で設定した適正進路および前記接触位置予測手段で予測した接触位置の横偏差を算出し、この横偏差を接触判定基準値と比較して自車および対向車の接触可能性を判定することを特徴とする。
【０００６】
上記構成によれば、物体検出手段により検出した自車と対向車との相対位置、相対距離および相対速度と、車速検出手段により検出した自車の車速とに基づいて自車が対向車に接触する接触位置を推定し、この接触位置を自車の適正進路と比較して自車および対向車の接触可能性を判定するので、物体検出手段により自車と対向車との相対関係を連続的に検出することなく、物体検出手段で対向車を判別した時点で接触可能性を判定することができる。その結果、自車および対向車の相対速度が大きいために接触までの時間的余裕がない正面衝突を効果的に回避することができる。
【０００７】
しかも自車が対向車と適正にすれ違うための自車の適正進路と、接触時刻において自車が対向車に接触する接触位置との横偏差を算出し、この横偏差の大小に応じて自車および対向車の接触可能性を判定するので、自車および対向車の接触可能性を的確に判定することができる。
【０００８】
また請求項２に記載された発明は、請求項１の構成に加えて、自車のヨーレートを検出する自車ヨーレート検出手段を備えてなり、この自車ヨーレート検出手段で検出したヨーレートに基づいて横偏差を補正することを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、自車のヨーレートに基づいて横偏差を補正するので、自車が直線走行をしていない場合でも横偏差を的確に算出することができる。
【００１０】
また請求項３に記載された発明は、請求項１の構成に加えて、対向車のヨーレートを算出する対向車ヨーレート算出手段を備えてなり、この対向車ヨーレート算出手段で算出したヨーレートに基づいて横偏差を補正することを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、対向車のヨーレートに基づいて横偏差を補正するので、対向車が直線走行をしていない場合でも横偏差を的確に算出することができる。
【００１２】
また請求項４に記載された発明は、請求項３の構成に加えて、前記対向車ヨーレート算出手段は、前記相対関係の変化に基づいて検出した対向車の移動軌跡および対向車の車速から対向車のヨーレートを算出することを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、自車および対向車の相対関係の変化に基づいて対向車の移動軌跡および対向車の車速を算出するので、それら移動軌跡および車速から該対向車のヨーレートを的確に算出することができる。
【００１４】
また請求項５に記載された発明は、請求項１〜４の何れかの構成に加えて、前記接触判定手段は、自車および対向車が接触する可能性があると判定したときに、自車の操舵装置を自動的に操舵することを特徴とする。
【００１５】
上記構成によれば、自車および対向車が接触する可能性がある場合に自車の操舵装置が自動的に操舵されるので、ドライバーが自発的な接触回避操作を行なわない場合でも対向車との接触を確実に回避することができる。
【００１６】
また請求項６に記載された発明は、請求項５の構成に加えて、前記操舵装置の目標操舵角は、前記横偏差に応じて設定されることを特徴とする。
【００１７】
上記構成によれば、対向車を自動的に回避するための操舵装置の目標操舵角が横偏差に応じて設定されるので、自動的な接触回避操作を過不足なく行なうことができる。
【００１８】
また請求項７に記載された発明は、請求項５の構成に加えて、前記操舵装置の目標操舵角は、前記横偏差、自車の横加速度および操舵応答性に応じて設定されることを特徴とする。
【００１９】
上記構成によれば、対向車を自動的に回避するための操舵装置の目標操舵角が横偏差、横加速度および車両の操舵応答性に応じて設定されるので、自動的な接触回避操作を過不足なく行なうことができる。
【００２０】
また請求項８に記載された発明は、請求項６または７の構成に加えて、前記操舵装置の目標操舵角の最大値は、道路幅に応じて制限されることを特徴とする。
【００２１】
上記構成によれば、対向車を自動的に回避するための操舵装置の目標操舵角の最大値が道路幅に応じて制限されるので、目標操舵角が大き過ぎて自車が道路を逸脱するのを防止することができる。
【００２２】
また請求項９に記載された発明は、請求項５〜８の何れかの構成に加えて、前記操舵装置による操舵は、自車が対向車を回避した後に元の走行軌跡に戻るように行われることを特徴とする。
【００２３】
上記構成によれば、自車が対向車を自動的に回避した後に元の走行軌跡に自動的に戻るので、自動的な接触回避操作により自車のドライバーが受ける違和感を軽減することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。 図１〜図２０は本発明の一実施例を示すもので、図１は走行安全装置を備えた車両の全体構成図、図２は走行安全装置のブロック図、図３は車両の操舵装置の斜視図、図４は電子制御ユニットの機能の説明図、図５は電子制御ユニットの回路構成を示すブロック図、図６はメインルーチンのフローチャート、図７は正面衝突回避制御ルーチンのフローチャート、図８は旋回時衝突回避制御ルーチンのフローチャート、図９は正面衝突判断ルーチンのフローチャート、図１０は警報制御ルーチンのフローチャート、図１１は回避操舵制御ルーチンのフローチャート、図１２は旋回時衝突回避制御の内容を示す図、図１３は横偏差δｄを算出する手法の説明図（衝突が発生する場合）、図１４は横偏差δｄを算出する手法の説明図（自車が対向車の左側を通過する場合）、図１５は横偏差δｄを算出する手法の説明図（自車が対向車の右側を通過する場合）、図１６は横偏差δｄの補正係数を検索するマップ、図１７は衝突回避のための目標操舵角の算出手法の説明図、図１８は操舵角補正値δ（θ）を検索するマップ、図１９は最大操舵角を検索するマップ、図２０はアクチュエータの制御系のブロック図である。
【００２５】
図１および図２に示すように、左右の前輪Ｗｆ，Ｗｆおよび左右の後輪Ｗｒ，Ｗｒを備えた車両は、操舵輪である左右の前輪Ｗｆ，Ｗｆを操舵するためのステアリングホイール１と、ドライバーによるステアリングホイール１の操作をアシストする操舵力および衝突回避のための操舵力を発生する電動パワーステアリング装置２とを備える。電動パワーステアリング装置２の作動を制御する電子制御ユニットＵには、物体検出手段としてのレーダー装置３と、ステアリングホイール１の操舵角を検出する操舵角センサＳ1 と、ステアリングホイール１に入力される操舵トルクを検出する操舵トクルセンサＳ2 と、車体の横加速度を検出する横加速度センサＳ3 と、車体のヨーレートを検出する自車ヨーレートセンサＳ4 と、各車輪Ｗｆ，Ｗｆ；Ｗｒ，Ｗｒの回転数を検出する車速センサＳ5 …とからの信号が入力される。電子制御ユニットＵは、レーダー装置３および各センサＳ1 〜Ｓ5 …からの信号に基づいて電動パワーステアリング装置２の作動を制御するとともに、液晶ディスプレイよりなる表示器４およびブザーやランプよりなる警報器５の作動を制御する。
【００２６】
レーダー装置３は、自車前方の左右方向所定範囲に向けて電磁波を送信し、その電磁波が物体に反射された反射波を受信することにより、自車と物体との相対距離、自車と物体との相対速度、物体の方向を検出する。本実施例では、１回の送受信で自車と物体との上記相対関係を検出することができるミリ波レーダーが用いられる。
【００２７】
図３は操舵装置１１の構造を示すもので、ステアリングホイール１の回転はステアリングシャフト１２、連結軸１３およびピニオン１４を介してラック１５に伝達され、更にラック１５の往復動が左右のタイロッド１６，１６を介して左右の前輪Ｗｆ，Ｗｆに伝達される。操舵装置１１に設けられた前記電動パワーステアリング装置２は、アクチュエータ１７の出力軸に設けた駆動ギヤ１８と、この駆動ギヤ１８に噛み合う従動ギヤ１９と、この従動ギヤ１９と一体のスクリューシャフト２０と、このスクリューシャフト２０に噛み合うとともに前記ラック１５に連結されたナット２１とを備える。従って、アクチュエータ１７を駆動すれば、その駆動力を駆動ギヤ１８、従動ギヤ１９、スクリューシャフト２０、ナット２１、ラック１５および左右のタイロッド１６，１６を介して左右の前輪Ｗｆ，Ｗｆに伝達することができる。
【００２８】
図４に示すように、電子制御ユニットＵは電動パワーステアリング制御手段２２と、正面衝突回避制御手段２３と、切換手段２４と、出力電流決定手段２５とを備える。通常時は切換手段２４が電動パワーステアリング制御手段２２側に接続されており、電動パワーステアリング装置２は通常のパワーステアリング機能を発揮する。すなわち、操舵トルクセンサＳ2 の出力に基づいて算出される操舵トルクが車速センサＳ5 …の出力に基づいて算出される車速に応じた所定の値になるように出力電流決定手段２５がアクチュエータ１７への出力電流を決定し、この出力電流を駆動回路２６を介してアクチュエータ１７に出力することにより、ドライバーによるステアリングホイール１の操作がアシストされる。一方、自車が対向車と正面衝突する可能性がある場合には切換手段２４が正面衝突回避制御手段２３側に接続され、正面衝突回避制御手段２３でアクチュエータ１７の駆動を制御することにより、対向車との正面衝突を回避するための自動操舵が実行される。この自動操舵の内容は後から詳述する。
【００２９】
次に、クレーム対応図である図５に基づいて正面衝突回避制御手段２３の構成と、その機能の概要とを説明する。
【００３０】
正面衝突回避制御手段２３は、相対関係算出手段Ｍ１と、適正進路設定手段Ｍ２と、接触時刻予測手段Ｍ３と、接触位置予測手段Ｍ４と、接触判定手段Ｍ５と、対向車ヨーレート算出手段Ｍ６とから構成される。
【００３１】
相対関係算出手段Ｍ１は、物体検出手段（レーダー装置３）および車速検出手段（車速センサＳ5 …）の出力に基づいて、自車Ａｉと対向車Ａｏとの相対角度（相対位置）θ、相対距離Ｌおよび相対速度Ｖｓを算出する。適正進路設定手段Ｍ２は、自車Ａｉが対向車Ａｏと適正にすれ違うための自車Ａｉの本来の適正進路Ｒを設定する。接触時刻予測手段Ｍ３は、自車Ａｉが対向車Ａｏとすれ違う接触時刻を推定する。接触位置予測手段Ｍ４は、前記接触時刻において自車Ａｉが対向車Ａｏに接触する接触位置Ｐを予測する。そして接触判定手段Ｍ５は、前記接触位置Ｐを前記適正進路Ｒと比較して自車Ａｉおよび対向車Ａｏの接触可能性を判定する。また対向車ヨーレート算出手段Ｍ６で検出した対向車Ａｏのヨーレートγｏと、自車ヨーレート検出手段（自車ヨーレートセンサＳ4 ）で検出した自車Ａｉのヨーレートγｉとに基づいて、自車Ａｉが対向車Ａｏに接触する接触位置Ｐが補正される。
【００３２】
次に、本実施例の作用を図６〜図１１のフローチャートを参照しながら詳細に説明する。
【００３３】
先ず、図６のメインルーチンのステップＳ１１で操舵角センサＳ1 、操舵トルクセンサＳ2 、横加速度センサＳ3 、自車ヨーレートセンサＳ4 および車速センサＳ5 …の出力に基づいて自車の状態を検出する。続くステップＳ１２で、レーダー装置３で対向車の状態を検出する。レーダー装置３は対向車以外にも前走車、歩道橋、標識、キャッツアイ等を検出するが、自車との相対速度に基づいて対向車を他の物体から識別することができる。続くステップＳ１３で、自車の状態および対向車の状態を表示器４に表示する。
【００３４】
続くステップＳ１４で、レーダー装置３および各センサＳ1 〜Ｓ5 …の検出結果に基づいて正面衝突回避制御が適切に行われているか否かをチェックする。正面衝突回避制御はドライバーが過度な走行を行っていない場合だけに実行されるもので、例えばオーバースピードでの走行時には、ステップＳ１５でシステムの作動を中止するとともに、その旨を表示器４でドライバーに報知して適切な運転を促す。また前記ステップＳ１４のシステムチェックの結果、ドライバーが対向車との正面衝突を回避すべく自発的なステアリング操作を行ったことが検出された場合には、ステップＳ１６で正面衝突回避制御を中止して通常の電動パワーステアリング制御に復帰するとともに、その旨を表示器４でドライバーに報知する。これにより、ドライバーによる自発的なステアリング操作と正面衝突回避制御の自動操舵制御とが干渉するのを回避することができる。
【００３５】
前記ステップＳ１４のシステムチェックの結果が正常であれば、ステップＳ１７で自車の走行状態を判定する。自車が直進に近い走行状態にあり、レーダー装置３および各センサＳ1 〜Ｓ5 …の検出結果に基づいて対向車とすれ違う（衝突する）時刻と、そのときの自車および対向車の位置関係とが的確に推定可能な場合であれば、ステップＳ１８に移行して正面衝突回避制御を実行する。一方、過度な走行ではないが自車の旋回の度合いが強く、対向車とすれ違う（衝突する）時刻と、そのときの自車および対向車の位置関係が的確に推定できない場合であれば、ステップＳ１９に移行して旋回時衝突回避制御を実行する。そしてステップＳ２０で、自車と対向車との衝突を回避すべく、正面衝突回避制御あるいは旋回時衝突回避制御に基いて電動パワーステアリング装置２のアクチュエータ１７を作動させる。
【００３６】
次に、前記ステップＳ１８の「正面衝突回避制御」の内容を、図７のフローチャートに基づいて説明する。
【００３７】
先ずステップＳ２１で、自車および対向車が衝突する可能性の程度を表す衝突判断パラメータを、すなわち自車および対向車がすれ違う時刻（あるいは衝突する時刻）における自車と適正進路Ｒとの横偏差δｄを算出する。そしてステップＳ２２で、前記横偏差δｄを後述する閾値と比較することにより衝突の可能性の有無を判定し、衝突の可能性があり且つその可能性が小さい場合には、ステップＳ２３で警報器５を作動させてドライバーに警報を発する。また衝突の可能性があり且つその可能性が大きい場合には、ステップＳ２４で警報を発すると同時にアクチュエータ１７をさせて対向車を回避するための自動操舵を実行する。前記ステップＳ２２の「衝突判断」、前記ステップＳ２３の「警報制御」および前記ステップＳ２４の「回避操舵制御」の具体的な内容は、図９、図１０および図１１に基づいて後から詳述する。
【００３８】
次に、前記ステップＳ１９の「旋回時衝突回避制御」の内容を、図８のフローチャートに基づいて説明する。
【００３９】
先ずステップＳ３１で旋回時における衝突危険度を算出する。衝突危険度は、自車の旋回半径および対向車の旋回半径の差の絶対値に基づいて判断されるもので、その差の絶対値が大きくなるに伴って危険度が高いと判断される。そしてステップＳ３２で、前記衝突危険度に応じた警報制御および車線逸脱防止制御を実行する。旋回時には、対向車とすれ違う時刻や、そのときの自車および対向車の位置関係を的確に推定することが難しいため、その衝突回避制御は直進時のそれに比べて弱いものとなる。
【００４０】
図１２に示すように、旋回時における衝突危険度はレベル１、レベル２およびレベル３の３段階に設定されており、それらのレベルは、例えば左側通行の道路で自車が右旋回中であれば対向車旋回半径−自車旋回半径に基づいて判定され、自車が左旋回中であれば自車旋回半径−対向車旋回半径に基づいて判定される。危険度が低いレベル１では警報器４による警報だけを実行し、危険度が中程度のレベル２では警報器４による警報およびアクチュエータ１７による弱い車線逸脱防止制御を実行し、危険度が高いレベル３では警報器４による警報およびアクチュエータ１７による強い車線逸脱防止制御を実行する。車線逸脱防止制御は、ドライバーが車線を逸脱する方向への操舵を行ったとき、電動パワーステアリング装置２のアクチュエータ１を駆動して前記操舵を妨げるような操舵反力を発生させて車線逸脱を防止するものである。
【００４１】
尚、「旋回時衝突回避制御」における警報は、「正面衝突回避制御」における警報と区別すべく、警報器５のブザーの音色やランプの色を異ならせている。
【００４２】
次に、前記ステップＳ２２の「衝突判断」の内容を、図９のフローチャートおよび図１３〜図１５の説明図に基づいて説明する。
【００４３】
先ず、ステップＳ４１で車速センサＳ5 …に出力に基づいて自車Ａｉの車速Ｖｉを算出し、ステップＳ４２で自車ヨーレートセンサＳ4 の出力に基づいて自車Ａｉのヨーレートγｉを算出し、ステップＳ４３でレーダー装置３の出力に基づいて自車Ａｉおよび対向車Ａｏの相対距離Ｌを算出し、ステップＳ４４でレーダー装置３の出力に基づいて自車Ａｉおよび対向車Ａｏの相対速度Ｖｓを算出し、ステップＳ４５でレーダー装置３の出力に基づいて自車Ａｉおよび対向車Ａｏの相対角度θを算出する。続くステップＳ４６で、対向車と衝突せずにすれ違うための自車Ａｉの本来の適正進路Ｒを、現在の対向車Ａｏの位置から測った適正横距離ｄａに基づいて設定する。この適正横距離ｄａは予め設定されており、その値は例えば３ｍとされる。続くステップＳ４７で、自車Ａｉの車速Ｖｉおよびヨーレートγｉと、自車Ａｉに対する対向車Ａｏの相対位置関係から、対向車Ａｏのヨーレートγｏを算出する。そしてステップＳ４８で、自車Ａｉが対向車Ａｏとすれ違う位置（接触位置Ｐ）における自車Ａｉと適正進路Ｒとの間の横偏差δｄを算出する。以下、この横偏差δｄを算出する過程を、図１３に基づいて詳細に説明する。
【００４４】
図１３は、左側通行の道路で自車Ａｉが誤って対向車Ａｏ側の車線に進入しようとする状態を示している。ここで、適正横位置Ａｉ′は、自車Ａｉの適正進路Ｒ上であって、現在の対向車Ａｏの位置の横方向に対応する位置であり、その適正横位置Ａｉ′と対向車Ａｏとの間の距離は適正横距離ｄａ（例えば３ｍ）である。Ｌは自車Ａｉおよび対向車Ａｏの相対距離であってレーダー装置３の出力に基づいて算出される。θは自車Ａｉおよび対向車Ａｏの相対角度であってレーダー装置３の出力に基づいて算出される。εは自車Ａｉの適正進路Ｒの方向および対向車Ａｏの方向の成す角度であって、相対距離Ｌおよび適正横距離ｄａに基づいて幾何学的に求められる。Ｖｉは自車Ａｉの車速であって、車速センサＳ5 …の出力に基づいて算出される。Ｖｓは自車Ａｉの車速Ｖｉと対向車Ａｏの車速Ｖｏとの差に相当する相対車速であって、レーダー装置３の出力に基づいて算出される。
【００４５】
図１３において、斜線を施した三角形において、
Ｘ cos（θ＋ε）＝Ｌ sinθ …（１）
が成立し、これをＸについて解くと、
Ｘ＝Ｌ sinθ／ cos（θ＋ε） …（２）
が得られる。また現在を基準として計った接触時間ｔｃ（すれ違い時刻あるいは衝突時刻までの経過時間）は、相対距離Ｌを相対速度Ｖｓで除算した値として得られる。
【００４６】
ｔｃ＝Ｌ／Ｖｓ …（３）
また自車Ａｉから接触位置Ｐ（すれ違い位置あるいは衝突位置）までの距離Ｌｃは、車速Ｖｉと接触時間ｔｃとの積として得られる。
【００４７】
Ｌｃ＝Ｖｉ・ｔｃ＝Ｌ（Ｖｉ／Ｖｓ） …（４）
図１３から明らかなように、自車Ａｉの位置において角度θ＋εの頂点を共有する２つの直角三角形の相似関係から、
Ｌｃ′：Ｌ＝δｄ：ｄａ＋Ｘ …（５）
が成立し、更にＬｃ′ cosε＝Ｌｃ cos（θ＋ε）の関係と、前記（２）式、（４）式および（５）式とから、横偏差δｄが次式のように得られる。
【００４８】
【数１】
（６）式の右辺における５つの変数のうち、Ｖｉは常に算出可能であり、且つＶｓ，Ｌ，θ，εはレーダー装置３の１回の送受信で算出可能であるため、レーダー装置３で最初に対向車Ａｏを判別した時点で速やかに横偏差δｄを算出することができる。従って、自車Ａｉおよび対向車Ａｏが相互に接近するために接触時間ｔｃに余裕がない場合でも、速やかに接触可能性の判定を行なって衝突回避制御を開始することができる。
【００５０】
而して、図９のフローチャートのステップＳ４９で、前記横偏差δｄを予め設定した接触判定基準値と比較し、横偏差δｄが第１接触判定基準値δｄｎおよび第２接触判定基準値δｄｘの間にあれば、すなわちδｄｎ＜δｄ＜δｄｘが成立すれば、ステップＳ５０で自車Ａｉが対向車Ａｏに衝突する可能性があると判定する（図１３参照）。一方、図１４に示すようにδｄ≦δｄｎであれば、あるいは図１５に示すようにδｄ≧δｄｘであれば、ステップＳ５１で自車Ａｉが対向車Ａｏに衝突する可能性がないと判定する。図１５の状態は、例えば自車Ａｉが分岐路に進入するために対向車Ａｏの車線を斜めに横切るような場合に相当する。
【００５１】
尚、前記第１接触判定基準値δｄｎおよび第２接触判定基準値δｄｘは自車Ａｉの車幅等に応じて適宜設定されるもので、例えば第１接触判定基準値δｄｎ＝１．５ｍ、第２接触判定基準値δｄｘ＝４．５ｍとされる。
【００５２】
以上の説明では横偏差δｄを算出する際に自車Ａｉのヨーレートγｉおよび対向車Ａｏのヨーレートγｏを考慮していないが、それらヨーレートγｉ，γｏを考慮することにより、更に精度の高い衝突回避が行われる。
【００５３】
自車Ａｉが車速Ｖｉ、ヨーレートγｉで走行するとＶｉγｉの横加速度が発生するため、このＶｉγｉを２回積分することにより自車Ａｉの横方向移動量ｙｉが算出される。従って、接触時間ｔｃ＝Ｌ／Ｖｓにおける自車Ａｉの横方向移動量ｙｉは、
ｙｉ＝（Ｖｉ・γｉ／２）・（Ｌ／Ｖｓ）2 …（７）
で与えられる。
【００５４】
同様に、対向車Ａｏが車速Ｖｏ、ヨーレートγｏで走行するとＶｏγｏの横加速度が発生するため、このＶｏγｏを２回積分することにより対向車Ａｏの横方向移動量ｙｏが算出される。従って、接触時間ｔｃ＝Ｌ／Ｖｓにおける対向車Ａｏの横方向移動量ｙｏは、
ｙｏ＝（Ｖｏ・γｏ／２）・（Ｌ／Ｖｓ）2 …（８）
で与えられる。
【００５５】
而して、前記（６）式の横偏差δｄを自車Ａｉの横方向移動量ｙｉおよび対向車Ａｏの横方向移動量ｙｏで補正した次式を用いることにより、横偏差δｄの精度を一層高めることができる。
【００５６】
【数２】
対向車Ａｏのヨーレートγｏは、レーダー装置３の出力に基づいて対向車Ａｏの位置を複数回検出して該対向車Ａｏの旋回軌跡を推定すれば、その旋回半径と対向車Ａｏの車速Ｖｏとに基づいて算出される。従って、対向車Ａｏのヨーレートγｏはレーザー装置３の１回の送受信では検出することができず、（９）式における対向車Ａｏのヨーレートγｏを用いた補正を行うには若干の演算時間が必要になる。但し、図６のフローチャートのステップＳ１７で説明したように、この正面衝突回避制御は自車Ａｉが実質的に直線走行しているとき（直線路を走行しているとき）に行われるもので、このとき対向車Ａｏのヨーレートγｏが大きな値を持つことは稀である。このことから、対向車Ａｏのヨーレートγｏを用いた補正を行わなくても充分な精度を確保することができる。
【００５８】
ところで、前記第１接触判定基準値δｄｎおよび第２接触判定基準値δｄｘを固定値とする代わりに、第１接触判定基準値δｄｎおよび第２接触判定基準値δｄｘを横偏差δｄを算出した時点における自車Ａｉおよび対向車Ａｏの走行状態で補正すれば、正面衝突回避制御を更に精度良く行うことができる。すなわち、第１接触判定基準値δｄｎの補正は、３つの補正係数ｋ１ｎ，ｋ２ｎ，ｋ３ｎを用いて、
δｄｎ←ｋ１ｎ・ｋ２ｎ・ｋ３ｎ・δｄｎ …（１０）
のように行われ、第２接触判定基準値δｄｘの補正は３つの補正係数ｋ１ｘ，ｋ２ｘ，ｋ３ｘを用いて、
δｄｘ←ｋ１ｘ・ｋ２ｘ・ｋ３ｘ・δｄｘ …（１１）
のように行われる。
【００５９】
補正係数ｋ１ｎ，ｋ１ｘは、図１６（Ａ）に示すマップから衝突までの時間（接触時間ｔｃ）に基づいて検索される。接触時間ｔｃが小さいために横偏差δｄの算出誤差が小さいと推定される領域では、補正係数ｋ１ｎ，ｋ１ｘは１に保持される。接触時間ｔｃが大きいために横偏差δｄの算出誤差が大きいと推定される領域では、補正係数ｋ１ｎは接触時間ｔｃの増加に伴って１から増加するとともに、補正係数ｋ１ｘは接触時間ｔｃの増加に伴って１から減少する。これにより、横偏差δｄの算出誤差が大きい領域で第１接触判定基準値δｄｎおよび第２接触判定基準値δｄｘの間の幅を小さくし、不確実な正面衝突回避制御が行われるのを回避することができる。
【００６０】
補正係数ｋ２ｎ，ｋ２ｘは、図１６（Ｂ）に示すマップから自車Ａｉおよび対向車Ａｏの相対距離Ｌに基づいて検索される。相対距離Ｌが小さいために横偏差δｄの算出誤差が小さいと推定される領域では、補正係数ｋ２ｎ，ｋ２ｘは１に保持される。相対距離Ｌが大きいために横偏差δｄの算出誤差が大きいと推定される領域では、補正係数ｋ２ｎは相対距離Ｌの増加に伴って１から増加するとともに、補正係数ｋ２ｘは相対距離Ｌの増加に伴って１から減少する。これにより、横偏差δｄの算出誤差が大きい領域で第１接触判定基準値δｄｎおよび第２接触判定基準値δｄｘの間の幅を小さくし、不確実な正面衝突回避制御が行われるのを回避することができる。
【００６１】
補正係数ｋ３ｎ，ｋ３ｘは、図１６（Ｃ）に示すマップから自車Ａｉのヨーレートγｉに基づいて検索される。自車Ａｉのヨーレートγｉが０であって横偏差δｄの算出誤差が小さいと推定されるときには、補正係数ｋ３ｎ，ｋ３ｘは１に設定される。自車Ａｉのヨーレートγｉの増加に伴って横偏差δｄの算出誤差が増加すると補正係数ｋ３ｎは１から増加するとともに、補正係数ｋ３ｘは１から減少する。これにより、横偏差δｄの算出誤差が大きい領域で第１接触判定基準値δｄｎおよび第２接触判定基準値δｄｘの間の幅を小さくし、不確実な正面衝突回避制御が行われるのを回避することができる。
【００６２】
次に、前記ステップＳ２３の「警報制御」の内容を、図１０のフローチャートに基づいて説明する。
【００６３】
先ず、ステップＳ６１で衝突情報を受信する。衝突情報とは、接触時間ｔｃ（衝突までの時間）、接触位置Ｐでの自車Ａｉおよび対向車Ａｏの走行状態、横偏差δｄ等である。続くステップＳ６２で一次警報の判断を行い、接触時間ｔｃが例えば４秒未満になると、ステップＳ６３で警報器５を作動させて一次警報を開始する。続いてステップＳ６４で二次警報の判断を行い、接触時間ｔｃが例えば３秒未満になると、ステップＳ６５で警報器５を作動させて二次警報を開始する。一次警報は衝突までの時間的余裕が比較的に大きい場合に実行され、また二次警報は衝突までの時間的余裕が比較的に小さい場合に実行されるもので、その差異をドライバーに認識させるべくブザーの音色等やランプの色を変化させる。ドライバーは警報器５による警報により衝突の危険を認識して自発的な回避操作を行うことができる。
【００６４】
次に、前記ステップＳ２４の「回避操舵制御」の内容を、図１１のフローチャートに基づいて説明する。
【００６５】
先ず、ステップＳ７１で、前記ステップＳ６１と同様に衝突情報を受信した後に、続くステップＳ７２で操舵開始の判断を行い、接触時間ｔｃが前記二次警報の閾値である３秒よりも短い閾値τ0 （例えば２．２秒）未満になると、ステップＳ７３で衝突回避のための横移動量を算出する。この横移動量は、基本的に前記ステップＳ４８で算出した横偏差δｄの今回値が充てられるが、誤差を除去するために前回値を用いて平均化処理を行う。続くステップＳ７４以降で、回避操舵のための制御量を算出する。
【００６６】
先ずステップＳ７４で、自車Ａｉの車速Ｖｉに基づいてドライバーに違和感を与えない目標操舵角δｈを求める。図１７（Ａ），（Ｂ）に示すように、回避運動は自車Ａｉが対向車Ａｏを回避した後に自車Ａｉの元の進路上に復帰するように行われるもので、接触時間ｔｃ（閾値τ0 ）が経過した時点での横移動量の基準値を、衝突回避の効果と最終的に車線を逸脱しないこととを考慮して例えば２ｍに設定する。また回避操舵により発生する最大横加速度ＹＧが大き過ぎたり、操舵速度が速過ぎたりしてドライバーに違和感を与えないようにし、且つ操舵開始よりτ0 が経過したときに２ｍの横移動を行うようにしなければならない。以上のことから本実施例では、例えば最大横加速度ＹＧを０．１５Ｇ程度に設定し、操舵周期を４秒（０．２５Ｈｚ）程度に設定する。
【００６７】
而して、衝突回避のための目標操舵角δｈは、Ｎをステアリングギア比とし、Ｋｓをスタビリティファクターとして、次式により与えられる。
【００６８】
【数３】
前記（１２）式で与えられる目標操舵角δｈでは、自車Ａｉおよび対向車Ａｏの相対角度θの方向が自車Ａｉから対向車Ａｏ側を向いていると、衝突回避を行なうために不足する場合が考えられる。そこで、前記相対角度θに基づく目標操舵角補正値δ（θ）（図１８参照）で前記（１２）式の目標操舵角δｈを補正する。
【００７０】
【数４】
続くステップＳ７５で，図１９に示すマップに基づいて上記目標操舵角δｈの最大値δｈｘを算出し、ステップＳ７６で目標操舵角δｈが最大値δｈｘを越えていれば、ステップＳ７７で前記最大値δｈｘで目標操舵角δｈの上限値を制限するように補正を行なう。この補正により、極端に大きい目標操舵角δｈが採用されてドライバーに違和感を与えるような操舵角が発生するのを防止することができる。
【００７２】
続くステップＳ７８で、前記ステップＳ７３で算出した横移動量（すなわち横偏差δｄ）と、前記ステップＳ７４〜Ｓ７７で算出した目標操舵角δｈにより発生する横移動量と比較する。その結果、前者の横移動量（すなわち横偏差δｄ）よりも後者の横移動量が大きい場合には、つまり、目標操舵角δｈにより発生する横移動量が衝突回避に必要な横移動量よりも大きい場合には、必要な横移動量が得られる値まで目標操舵角δｈを減少方向に補正する。逆に、前者の横移動量（すなわち横偏差δｄ）よりも後者の横移動量が小さい場合には、つまり、目標操舵角δｈにより発生する横移動量が衝突回避に必要な横移動量よりも小さい場合には、目標操舵角δｈの補正は行なわない。
【００７３】
而して、ステップＳ７９で、対向車Ａｏとの衝突を回避すべく、前記目標操舵角δｈに応じて操舵装置１１のアクチュエータ１７の駆動を制御する。すなわち、図２０に示すように、目標操舵角δｈおよびステアリング装置１１の実操舵角の偏差が入力されたＰＩコントローラは、前記偏差をゼロに収束させるべくステアリング装置１１のアクチュエータ１７をフィードバック制御する。
【００７４】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００７５】
例えば、道路のセンターラインを検出するセンサを追加し、自車Ａｉがセンターラインを逸脱した程度に応じて衝突回避制御を行なえば、更に高精度の制御を行なうことができる。
【００７６】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、物体検出手段により検出した自車と対向車との相対位置、相対距離および相対速度と、車速検出手段により検出した自車の車速とに基づいて自車が対向車に接触する接触位置を推定し、この接触位置を自車の適正進路と比較して自車および対向車の接触可能性を判定するので、物体検出手段により自車と対向車との相対関係を連続的に検出することなく、物体検出手段で対向車を判別した時点で接触可能性を判定することができる。その結果、自車および対向車の相対速度が大きいために接触までの時間的余裕がない正面衝突を効果的に回避することができる。
【００７７】
しかも自車が対向車と適正にすれ違うための自車の適正進路と、接触時刻において自車が対向車に接触する接触位置との横偏差を算出し、この横偏差の大小に応じて自車および対向車の接触可能性を判定するので、自車および対向車の接触可能性を的確に判定することができる。
【００７８】
また請求項２に記載された発明によれば、自車のヨーレートに基づいて横偏差を補正するので、自車が直線走行をしていない場合でも横偏差を的確に算出することができる。
【００７９】
また請求項３に記載された発明によれば、対向車のヨーレートに基づいて横偏差を補正するので、対向車が直線走行をしていない場合でも横偏差を的確に算出することができる。
【００８０】
また請求項４に記載された発明によれば、自車および対向車の相対関係の変化に基づいて対向車の移動軌跡および対向車の車速を算出するので、それら移動軌跡および車速から該対向車のヨーレートを的確に算出することができる。
【００８１】
また請求項５に記載された発明によれば、自車および対向車が接触する可能性がある場合に自車の操舵装置が自動的に操舵されるので、ドライバーが自発的な接触回避操作を行なわない場合でも対向車との接触を確実に回避することができる。
【００８２】
また請求項６に記載された発明によれば、対向車を自動的に回避するための操舵装置の目標操舵角が横偏差に応じて設定されるので、自動的な接触回避操作を過不足なく行なうことができる。
【００８３】
また請求項７に記載された発明によれば、対向車を自動的に回避するための操舵装置の目標操舵角が横偏差、横加速度および車両の操舵応答性に応じて設定されるので、自動的な接触回避操作を過不足なく行なうことができる。
【００８４】
また請求項８に記載された発明によれば、対向車を自動的に回避するための操舵装置の目標操舵角の最大値が道路幅に応じて制限されるので、目標操舵角が大き過ぎて自車が道路を逸脱するのを防止することができる。
【００８５】
また請求項９に記載された発明によれば、自車が対向車を自動的に回避した後に元の走行軌跡に自動的に戻るので、自動的な接触回避操作により自車のドライバーが受ける違和感を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 走行安全装置を備えた車両の全体構成図
【図２】 走行安全装置のブロック図
【図３】 操舵装置の斜視図
【図４】 電子制御ユニットの機能の説明図
【図５】 電子制御ユニットの回路構成を示すブロック図
【図６】 メインルーチンのフローチャート
【図７】 正面衝突回避制御ルーチンのフローチャート
【図８】 旋回時衝突回避制御ルーチンのフローチャート
【図９】 正面衝突判断ルーチンのフローチャート
【図１０】 警報制御ルーチンのフローチャート
【図１１】 回避操舵制御ルーチンのフローチャート
【図１２】 旋回時衝突回避制御の内容を示す図
【図１３】 横偏差δｄの算出手法の説明図（衝突が発生する場合）
【図１４】 横偏差δｄの算出手法の説明図（自車が対向車の左側を通過する場合）
【図１５】 横偏差δｄの算出手法の説明図（自車が対向車の右側を通過する場合）
【図１６】 横偏差δｄの補正係数を検索するマップ
【図１７】 衝突回避のための目標操舵角の算出手法の説明図
【図１８】 目標操舵角補正値δ（θ）を検索するマップ
【図１９】 最大操舵角を検索するマップ
【図２０】 アクチュエータの制御系のブロック図
【符号の説明】
Ａｉ 自車
Ａｏ 対向車
Ｌ 相対距離
Ｍ１ 相対関係算出手段
Ｍ２ 適正進路設定手段
Ｍ３ 接触時刻予測手段
Ｍ４ 接触位置予測手段
Ｍ５ 接触判定手段
Ｍ６ 対向車ヨーレート算出手段
Ｐ 接触予測位置
Ｒ 適正進路
Ｓ4 自車ヨーレートセンサ（自車ヨーレート検出手段）
Ｓ5 車速センサ（車速検出手段）
Ｖｉ 自車の車速
Ｖｓ 相対速度
ＹＧ 横加速度
γｉ 自車のヨーレート
γｏ 対向車のヨーレート
δｄ 横偏差
δｄｎ，δｄｘ 接触判定基準値
δｈ 目標操舵角
δｈｘ 目標操舵角の最大値
θ 相対角度（相対位置）
３ レーダー装置（物体検出手段）
１１ 操舵装置
Claims (9)
- 自車（Ａｉ）の進行方向に存在する物体を検出する物体検出手段（３）と、
自車（Ａｉ）の車速（Ｖｉ）を検出する車速検出手段（Ｓ5 ）と、
物体検出手段（３）による検出結果および車速検出手段（Ｓ5 ）で検出した自車（Ａｉ）の車速（Ｖｉ）に基づいて対向車（Ａｏ）を判別するとともに、自車（Ａｉ）と対向車（Ａｏ）との相対位置（θ）、相対距離（Ｌ）および相対速度（Ｖｓ）よりなる相対関係を算出する相対関係算出手段（Ｍ１）と、
前記相対位置（θ）、前記相対距離（Ｌ）および予め設定された適正横距離（ｄａ）に基づいて自車（Ａｉ）が対向車（Ａｏ）と適正にすれ違うための自車（Ａｉ）の適正進路（Ｒ）を設定する適正進路設定手段（Ｍ２）と、
自車（Ａｉ）が対向車両（Ａｏ）に接触する接触時刻を、前記相対距離（Ｌ）および前記相対速度（Ｖｓ）に基づいて予測する接触時刻予測手段（Ｍ３）と、 前記接触時刻において自車（Ａｉ）が対向車（Ａｏ）に接触する接触位置（Ｐ）を、前記相対位置（θ）、前記相対距離（Ｌ）、前記相対速度（Ｖｓ）および前記自車（Ａｉ）の車速（Ｖｉ）に基づいて予測する接触位置予測手段（Ｍ４）と、
前記接触位置（Ｐ）を前記適正進路（Ｒ）と比較して自車（Ａｉ）および対向車（Ａｏ）の接触可能性を判定する接触判定手段（Ｍ５）と、
を備え、
前記接触判定手段（Ｍ５）は、前記適正進路設定手段（Ｍ２）で設定した適正進路（Ｒ）および前記接触位置予測手段（Ｍ４）で予測した接触予測位置（Ｐ）の横偏差（δｄ）を算出し、この横偏差（δｄ）を接触判定基準値（δｄｎ，δｄｘ）と比較して自車（Ａｉ）および対向車（Ａｏ）の接触可能性を判定することを特徴とする車両の走行安全装置。 - 自車（Ａｉ）のヨーレート（γｉ）を検出する自車ヨーレート検出手段（Ｓ4 ）を備えてなり、この自車ヨーレート検出手段（Ｓ4 ）で検出したヨーレート（γｉ）に基づいて横偏差（δｄ）を補正することを特徴とする、請求項１に記載の車両の走行安全装置。
- 対向車（Ａｏ）のヨーレート（γｏ）を算出する対向車ヨーレート算出手段（Ｍ６）を備えてなり、この対向車ヨーレート算出手段（Ｍ６）で算出したヨーレート（γｏ）に基づいて横偏差（δｄ）を補正することを特徴とする、請求項１に記載の車両の走行安全装置。
- 前記対向車ヨーレート算出手段（Ｍ６）は、前記相対関係の変化に基づいて検出した対向車（Ｖｏ）の移動軌跡および対向車（Ｖｏ）の車速（Ｖｏ）から対向車（Ａｏ）のヨーレート（γｏ）を算出することを特徴とする、請求項３に記載の車両の走行安全装置。
- 前記接触判定手段（Ｍ５）は、自車（Ａｉ）および対向車（Ａｏ）が接触する可能性があると判定したときに、自車（Ａｉ）の操舵装置（１１）を自動的に操舵することを特徴とする、請求項１〜４の何れかに記載の車両の走行安全装置。
- 前記操舵装置（１１）の目標操舵角（δｈ）は、前記横偏差（δｄ）に応じて設定されることを特徴とする、請求項５に記載の車両の走行安全装置。
- 前記操舵装置（１１）の目標操舵角（δｈ）は、前記横偏差（δｄ）、自車（Ａｉ）の横加速度（ＹＧ）および操舵応答性に応じて設定されることを特徴とする、請求項５に記載の車両の走行安全装置。
- 前記操舵装置（１１）の目標操舵角（δｈ）の最大値（δｈｘ）は、道路幅に応じて制限されることを特徴とする、請求項６または７に記載の車両の走行安全装置。
- 前記操舵装置（１１）による操舵は、自車（Ｖｉ）が対向車（Ｖｏ）を回避した後に元の走行軌跡に戻るように行われることを特徴とする、請求項５〜８の何れかに記載の車両の走行安全装置。
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