JP4466365B2 - 車線逸脱防止装置 - Google Patents
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しかしながら、例えば、自車両の最大積載量または同等程度の重量物を後部荷室中央に積載した場合等、自車両の重心位置が変動した場合には、自車両の重心位置によって、制動力を制御することにより得られる減速度が異なることから、期待するヨー方向への挙動変動を実現することができず、逸脱防止を目的としてヨーモーメントを付与したとしても、その効果を十分発揮させることができない可能性がある。
そこで、この発明は、上記従来の未解決の問題に着目してなされたものであり、自車両の重心位置が変化した場合であっても、制動力制御により逸脱防止制御のためのヨーモーメントを付与することによる効果を十分得ることの可能な車線逸脱防止装置を提供することを目的としている。
ここで、自車両の重心位置が変動すると、所定のヨーモーメントを発生させるために各車輪の制動力を制御したとしても、重心位置の変動に起因して期待しただけのヨー方向への挙動変動を実現することができない可能性がある。このため、重心位置検出手段で検出した重心位置に応じて制動力補正手段により各車輪の制動力を補正し、期待するだけのヨー方向への挙動変動を実現し得るように補正を行うことにより、重心位置の変化に関わらず、期待するヨー方向への挙動変動を実現することが可能となる。 また、自車両の逸脱方向とは逆側の車輪に逸脱防止用制動力を付与することで前記ヨーモーメントを付与し、制動力補正手段は、後輪側の前記逸脱防止用制動力を、前記重心位置検出手段で検出される重心位置が左輪側及び右輪側のうち前記逸脱防止用制動力を付与する車輪側に近いときほど小さくなるように補正している。このため、重心位置が左右方向に偏ることに起因して、期待するよりも大きなヨー方向への挙動変動が生じることを回避することが可能となる。
また、重心位置が左右方向に偏ることに起因して、期待するよりも大きなヨー方向への挙動変動が生じることを回避することができる。
図1は、本発明における車線逸脱防止装置を搭載した後輪駆動車両を示す概略構成図である。この後輪駆動車両は、自動変速機とコンベンショナルディファレンシャルギヤとを搭載し、前後輪とも左右輪の制動力を独立制御可能な制動装置を搭載している。
図1中、1はブレーキペダル、2はブースタ、3はマスタシリンダ、4はリザーバであって、通常は運転者によるブレーキペダル1の踏込み量に応じて、マスタシリンダ3で昇圧された制動流体圧を各車輪5FL〜5RRの各ホイールシリンダ6FL〜6RRに供給する。また、マスタシリンダ3と各ホイールシリンダ6FL〜6RRとの間には制動流体圧制御部7が介装されており、この制動流体圧制御部7によって、各ホイールシリンダ6FL〜6RRの制動流体圧を個別に制御することも可能となっている。
また、この車両には、画像処理機能付きの撮像装置13が設けられている。撮像装置13は、自車両の車線逸脱傾向検出用に走行車線内の自車両の位置を検出するためのものである。この撮像装置13は、例えば、CCDカメラからなる単眼カメラを備えている。この撮像装置13は車両前部に設置されている。
次に、制駆動力コントロールユニット8で行う演算処理手順について、図2を用いて説明する。この演算処理は、例えば10msec.毎の所定サンプリング時間ΔT毎にタイマ割込によって実行される。なお、この図2に示す処理内には通信処理を設けていないが演算処理によって得られた情報は随時記憶装置に更新記憶されると共に、必要な情報は随時記憶装置から読み出される。
ここで、図3に示すように、前輪の左右重心位置をG1、車両左側の前後重心位置をG2、後輪の左右重心位置をG3、車両右側の前後重心位置をG4とする。また、ホイールベースの長さをLとし、トレッドをTとする。なお、ここでは簡単のため前後のトレッドは同等とする。
G1x=L、G1y=〔Afr/(Afl+Afr)〕×T……(1)
G2x=〔Arl/(Afl+Arl)〕×L、G2x=0……(2)
G3x=0、G3y=〔Arl/(Arr+Arl)〕×T……(3)
G4x=〔Arr/(Afr+Arr)〕×L、G4y=T……(4)
V=(Vwfl+Vwfr)/2 ……(5)
なお、前輪駆動車両の場合には、次式(6)により算出する。
V=(Vwrl+Vwrr)/2 ……(6)
ここで、Vwfl,Vwfrは左右前輪それぞれの車輪速度であり、Vwrl,Vwrrは左右後輪それぞれの車輪速度である。すなわち、この(5)及び(6)式では、従動輪の車輪速の平均値として走行速度Vを算出する。
Vat=(2π・R)・W・(60/1000) ……(7)
xS=Tt・V・(φ+Tt・V・ρ)+x0 ……(8)
なお、式(8)中、Ttは前方注視距離算出用の車頭時間(例えば1秒程度に設定される。)であって、車頭時間Ttに自車両の走行速度Vを乗じると、前方注視距離となる。つまり、車頭時間Tt後の走行車線中央からの横変位推定値が将来の推定横変位xSとなる。また、式(8)中のφは自車両の走行車線に対するヨー角、x0は現時点における走行車線中央からの横変位、ρは走行車線の曲率であって、これらはステップS1の処理で読み込まれる。また、Vは、ステップS3で算出した走行速度である。
xL=±(Lw−H)/2 ……(9)
なお、(9)式中のLwは走行車線の幅であり、Hは自車両の幅である。また、xS、xLは走行車線の中心位置から右側の値となるとき正値となり、走行車線の中心位置から左側の値になるとき負値になる。なお、撮像装置13で得た画像を処理して走行車線幅Lwを得る。また、走行車線幅Lwは、ナビゲーション装置15でナビゲーション情報に利用している値でもよい。
具体的には、ステップS5で得た逸脱判断フラグFoutがONの場合、逸脱警報を発すると判断する。ここで、逸脱警報は、音や表示等で行う警報である。なお、逸脱警報を発するタイミングと、車線逸脱防止制御の一部である減速制御の介入タイミングとにずれを生じさせてもよい。具体的には、減速制御が開始される所定時間前に警報を発することが望ましい。また、警報がなくても減速制御により自動減速を行うと、運転者に減速度がかかるため、この減速制御自体が警報効果を持つことになる。
次に、ステップS8に移行し、車両に発生させる目標ヨーモーメントMsを算出する。ここでは、自車両の走行状態から推定される将来の推定横変位xSと、逸脱判断しきい値xLとから次式(10)にしたがって、目標ヨーモーメントMsを算出する。
Ms=K1×K2×(|xS|−xL) ……(10)
まず、逸脱判断フラグFoutがOFFの場合(Fout=OFF)、すなわち逸脱しないとの判定結果を得た場合には、下記(11)式及び(12)式に示すように、各車輪の目標制動液圧Psi(i=fl,fr,rl,rr)をマスタシリンダ液圧Pm,Pmrにする。なお、Pmは、マスタシリンダ圧センサ17で検出されるマスタシリンダ液圧、Pmrは、マスタシリンダ液圧Pmから算出される、前後配分を考慮した後輪用マスタシリンダ液である。
Psfl=Psfr=Pm ……(11)
Psrl=Psrr=Pmr ……(12)
ΔPsf=0 ……(13)
ΔPsr
=[2・Kbr・|Ms|/T]・[(L−ΔGx)/Gx]・[(T−ΔGy)/Gy]
……(14)
自車両が左に逸脱し且つ|Ms|≧Ms1の場合
ΔPsf
=[2・Kbf・(|Ms|−Ms1)/T]・(ΔGx/Gx)・[(T−ΔGy)/Gy]
……(15)
ΔPsr
=[2・Kbr・Ms1/T]・[(L−ΔGx)/Gx]・[(T−ΔGy)/Gy]
……(16)
ΔPsf=0 ……(17)
ΔPsr
=[2・Kbr・|Ms|/T]・[(L−ΔGx)/Gx]・[ΔGy/Gy]
……(18)
自車両が右に逸脱し且つ|Ms|≧Ms1の場合
ΔPsf
=[2・Kbf・(|Ms|−Ms1)/T]・[ΔGx/Gx]・[ΔGy/Gy]
……(19)
ΔPsr
=[2・Kbr・Ms1/T]・[(L−ΔGx)/Gx]・[ΔGy/Gy]
……(20)
このようにして、目標制動液圧差ΔPsf、ΔPsrを算出したならば、次に、自車両に減速度を発生させることを目的として、左右両輪に制動力を発生させるための目標制動液圧Pgを次式(21)で算出する。なお、この目標制動液圧Pgは、逸脱判断フラグFoutが“ON”であるときだけ設定する。
Pg=Kgv・Kgb・(|xS|−xL−xA) ……(21)
さらに、この目標制動液圧Pgから算出される前後配分を考慮した後輪用マスタシリンダ液圧Pgrを算出する。
具体的には、逸脱判断フラグFoutがON(Fout=ON)であり、且つ減速制御作動フラグFgsがOFF(Fgs=OFF)である場合には、ヨーモーメントのみにより車線逸脱防止制御を行う。各車輪の目標制動液圧Psi(i=fl,fr,rl,rr)を、以上のように算出した目標制動液圧差ΔPsf,ΔPsrを用いて、次式(22)により算出する。
Psfl=Pm
Psfr=Pm+ΔPsf
Psrl=Pmr
Psrr=Pmr+ΔPsr ……(22)
Psfl=Pm+Pg/2
Psfr=Pm+ΔPsf+Pg/2
Psrl=Pmr+Pgr/2
Psrr=Pmr+ΔPsr+Pgr/2 ……(23)
そして、このようにして算出した各車輪の目標制動液圧Psi(i=fl,fr,rl,rr)を制動流体圧指令値として、制動流体圧制御部7に出力する。
制駆動力コントロールユニット8では、図2に示す演算処理を所定周期で実行し、各種のコントローラやセンサからの検出信号に基づいて、現在の車両の重心位置、車体速度Vを算出すると共に(ステップS1〜S3)、自車両が走行車線から逸脱する傾向にあるかどうかを判断すると共に、方向指示器の操作状況や操舵角等に基づいて運転者の車線変更の意思を判断し、車線逸脱防止制御による制御介入を行う必要があるかどうかを判断する(ステップS4、S5)。
ここで、車両重心ΔGが車両後方に位置する状態で、図7(a)に示すように自車両の車両重心ΔGが車両中央Gに位置する場合と同様の制御量でヨーモーメントを発生させた場合、図7(b)に示すように、例えば、右側に車線逸脱する傾向にある状態では、左輪側にヨーモーメント発生用の制動力を発生させたとしても、車両重心が車両後方にあることから、車両重心が車両中央に位置する場合と同等の減速度を得ることができず、期待するだけのヨー方向への挙動変動を実現するには、前輪側は減速度が不足傾向となり、後輪側は減速度が増加傾向となる。このため、目標ヨーモーメントMsで期待するヨー方向への挙動変動を実現することができず、自車両の進路を十分左方向に向かせるまでに時間を要することになる。
このため、例えば、自車両が右方向に車線逸脱する場合には、目標制動液圧差ΔPsf,ΔPsrは、式(17)〜(20)に基づいて算出され、車両重心ΔGのy方向成分が、車両中央Gy位置から車両左側のΔGy位置に移動する。このとき、後輪の目標制動液圧差ΔPsrは、車両重心が車両中央に位置する場合に比較してより小さな値に設定され、また、目標ヨーモーメントの絶対値|Ms|がしきい値Ms1以上である場合には、前輪の目標制動液圧差ΔPsfも、車両重心が車両中央に位置する場合に比較してより小さな値に設定される。
このため、例えば、自車両が右方向に車線逸脱する場合には、車両重心ΔGのx方向成分が、車両中央Gx位置から車両後方のΔGx位置に移動し、また、車両重心ΔGのy方向成分が車両左側のΔGy位置に移動することから、式(17)〜(20)において、後輪の目標制動液圧差ΔPsrの、x方向成分ΔGxの項は大きくなり、また、y方向成分ΔGyの項が小さくなり、後輪の目標制動液圧差ΔPsrは、x方向成分ΔGx及びy方向成分ΔGyに応じて調整される。また、目標ヨーモーメントの絶対値|Ms|がそのしきい値Ms1以上であるときには、前輪の目標制動液圧差ΔPsfが、ΔGx、ΔGyに応じてより小さな値に設定される。
ΔPsf
=[2・Kbf・|Ms|/T]・[ΔGx/Gx]・[(T−ΔGy)/Gy]
……(24)
右に逸脱し且つ|Ms|≧Ms1の場合
ΔPsf
=[2・Kbf・|Ms|/T]・[ΔGx/Gx]・[ΔGy/Gy] ……(25)
なお、上記実施の形態において、図2のステップS2の処理が重心位置検出手段に対応し、ステップS8の処理で、式(13)〜(20)に基づいて、重心位置ΔGx、ΔGyに応じて前輪及び後輪の目標制動液圧差ΔPsf、ΔPsrを算出する処理が制動力補正手段に対応し、車高センサ25FL〜25RRが変位量検出手段に対応している。
7 制動流体圧制御部
8 制駆動力コントロールユニット
9 エンジン
12 駆動トルクコントロールユニット
13 撮像装置
15 ナビゲーション装置
17 マスタシリンダ圧センサ
18 アクセル開度センサ
19 操舵角センサ
22FL〜22RR 車輪速度センサ
25FL〜25RR 車高センサ
Claims (8)
- 自車両の逸脱方向とは逆側の車輪に逸脱防止用制動力を付与して自車両にヨーモーメントを付与することにより、走行車線からの逸脱を防止するようにした車線逸脱防止装置において、
自車両の重心位置を検出する重心位置検出手段と、
当該重心位置検出手段で検出した自車両の重心位置に応じて、各車輪に作用する制動力を補正する制動力補正手段と、を備え、
前記制動力補正手段は、後輪側の前記逸脱防止用制動力を、前記重心位置検出手段で検出される重心位置が、左輪側及び右輪側のうち前記逸脱防止用制動力を付与する車輪側に近いときほど小さくなるように補正することを特徴とする車線逸脱防止装置。 - 前記制動力補正手段は、後輪側の車輪に付与する前記逸脱防止用制動力を、前記重心位置検出手段で検出された重心位置が自車両の後方に位置するときほどより大きな値となるように補正することを特徴とする請求項1記載の車線逸脱防止装置。
- 前記制動力補正手段は、前記ヨーモーメントの付加開始から所定期間は、前輪及び後輪のうち前記重心位置検出手段で検出された重心位置に近い側の車輪にのみ前記逸脱防止用制動力を付与するように補正を行うことを特徴とする請求項2記載の車線逸脱防止装置。
- 自車両の逸脱方向とは逆側の車輪に逸脱防止用制動力を付与して自車両にヨーモーメントを付与することにより、走行車線からの逸脱を防止するようにした車線逸脱防止装置において、
自車両の重心位置を検出する重心位置検出手段と、
当該重心位置検出手段で検出した自車両の重心位置に応じて、各車輪に作用する制動力を補正する制動力補正手段と、を備え、
前記制動力補正手段は、後輪側の車輪に付与する前記逸脱防止用制動力を、前記重心位置検出手段で検出された重心位置が自車両の後方に位置するときほどより大きな値となるように補正し、且つ前記ヨーモーメントの付加開始から所定期間は、前輪及び後輪のうち前記重心位置検出手段で検出された重心位置に近い側の車輪にのみ前記逸脱防止用制動力を付与するように補正を行い、
前記所定期間経過後、前輪及び後輪に前記逸脱防止用制動力を付与し且つ前記重心位置から遠い側の車輪の前記逸脱防止用制動力が徐々に増加するように補正を行うことを特徴とする車線逸脱防止装置。 - 前記制動力補正手段は、前記重心位置から遠い側の車輪に付与する前記逸脱防止用制動力がその目標値に達した後は、当該車輪にのみ前記逸脱防止用制動力を付与するように補正を行うことを特徴とする請求項4記載の車線逸脱防止装置。
- 前記制動力補正手段は、後輪側の前記逸脱防止用制動力を、前記重心位置検出手段で検出される重心位置が、左輪側及び右輪側のうち前記逸脱防止用制動力を付与する車輪側に近いときほど小さくなるように補正することを特徴とする請求項4または請求項5記載の車線逸脱防止装置。
- 前記制動力補正手段は、前記逸脱防止用制動力を付与する車輪に対する制動力制御量が制御可能範囲を超えるときには、前記逸脱防止用制動力を付与する車輪とは左右逆側の車輪の駆動力を補正することを特徴とする請求項1から請求項6の何れか1項に記載の車線逸脱防止装置。
- 前記重心位置検出手段は、各車輪位置におけるサスペンションの変位量を検出する変位量検出手段を備え、
当該変位量検出手段で検出した各車輪位置における変位量から自車両の重心位置を算出することを特徴とする請求項1から請求項7の何れか1項に記載の車線逸脱防止装置。
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