JP4853068B2 - Vehicle support control device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a support control device for a vehicle capable of speedily changing it over to emergency avoiding control from control by a driver taking an obstruction avoiding action when it is judged that emergency avoidance is necessary while reflecting an intention of the obstruction avoiding action of the driver. <P>SOLUTION: This support control device for the vehicle is furnished with a normal time vehicle steering means 10D to drive a steering system of the vehicle in correspondence with steering quantity of the driver in avoidance operation of an obstruction and an emergent time obstruction avoiding means 6 to carry out obstruction avoiding control while reflecting the obstruction avoiding action of the driver as an emergent event in judging that avoidance of the obstruction is impossible in accordance with the avoiding control by the normal time vehicle steering means 10D in accordance with a position of the obstruction and a travelling state of the driver's own vehicle. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、障害物の回避を支援することのできる車両用支援制御装置に関するものである。   The present invention relates to a vehicle support control apparatus that can support obstacle avoidance.

従来から、障害物の回避を行う車両用支援制御装置には、その障害物の回避走行を適切に実行することを目的として、制動操作のみで障害物を回避できないと判定された場合に、自車の車両制御モードを回避走行モードに移行させる構成のものが知られている。   Conventionally, a vehicle support control apparatus that avoids an obstacle automatically detects that the obstacle cannot be avoided only by a braking operation for the purpose of appropriately executing the obstacle avoidance traveling. The thing of the structure which transfers the vehicle control mode of a vehicle to avoidance driving mode is known.

この従来のものでは、回避走行モードが通常より回頭性を向上させる方向に制御特性を変更する第一モードと、第一モードより車両姿勢を強く維持させる方向に制御特性を変更する第二モードとから構成され、第一モードの実行中にハンドル操舵方向が反転した場合に第二モードに切り替えることによって、回避前から回避後までを考慮して障害物の回避を適切に行なわせるようにしている(特許文献等1参照)。
特開2000−302057号公報
In this conventional system, the first mode in which the control characteristics are changed in a direction in which the avoidance traveling mode improves the turning performance more than usual, and the second mode in which the control characteristics are changed in a direction in which the vehicle posture is maintained stronger than the first mode By switching to the second mode when the steering direction of the steering wheel is reversed during the execution of the first mode, obstacle avoidance is appropriately performed in consideration of from before avoidance to after avoidance. (See Patent Document 1).
JP 2000-302057 A

ところが、この特開2000−302057号公報に開示のものでは、運転者のハンドル操舵方向の反転を検出してから制御モードを回頭性重視から車両姿勢安定性重視に切り替える構成となっていて、制御モードの切り替えの際に自車の周囲情報を用いる構成とはなっていないので、障害物回避と路外逸脱防止とを両立させるのに適した切り替えタイミングにならない場合があるという問題点が残存している。   However, in the device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-302057, the control mode is switched from emphasizing turning ability to emphasizing vehicle posture stability after detecting reversal of the steering direction of the driver's steering wheel. Since it is not configured to use the surrounding information of the vehicle when switching modes, there remains a problem that the switching timing may not be suitable for achieving both obstacle avoidance and off-road departure prevention. ing.

例えば、運転者のハンドル操舵が過剰な場合、運転者のハンドル操舵の反転で回頭性重視から安定性重視に切り替えたのでは、タイミングが遅くて、切り替えた時点で既に必要以上に車両ヨー角が生じており、障害物の回避には成功しても、回避後に路外逸脱に至るリスクがあって、このリスクを十分に考慮した制御構造であるとは言い難い。   For example, if the driver's steering wheel is excessive, switching from emphasis on turning performance to stability with reversal of the steering operation of the driver will cause the timing to be too late and the vehicle yaw angle will already be more than necessary at the time of switching. Even if the obstacle avoidance is successful, there is a risk that the vehicle will deviate from the road after avoiding the obstacle, and it is difficult to say that the control structure fully considers this risk.

本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、運転者の障害物回避行動の意図を反映させつつ、緊急回避が必要と判断されたときに、その運転者の障害物回避行動による制御から緊急回避制御への切り替えを迅速に行うことのできる車両用支援制御装置を提供することを目的とする。   The present invention was made in view of the above circumstances, and reflects the driver's obstacle avoidance behavior when it is determined that emergency avoidance is necessary while reflecting the intention of the driver's obstacle avoidance behavior. It is an object of the present invention to provide a vehicle support control device capable of quickly switching from control to emergency avoidance control.

請求項1に記載の車両用支援制御装置は、自車前方に位置する障害物と自車前方の道路境界を含めて自車前方の道路状況を検出する前方状況検出手段と、自車の走行状態を検出する自車走行状態検出手段と、運転者の操舵量を検出する操舵量検出手段と、前記運転者の操舵量に応じて車両の操舵系を駆動する通常時車両操舵手段と、前記運転者の前記通常時車両操舵手段による回避制御によっては前記障害物を回避し切れないと判断したときに前記障害物の回避指令を行う緊急時障害物回避手段とを備え、
該緊急時障害物回避手段は、前記前方状況検出手段により検出された障害物の位置と前記自車走行状態検出手段により検出された自車両の走行状態とに基づいて前記通常時車両操舵手段による回避制御によって前記障害物の回避が可能か否かを判断する緊急支援必要性判定手段と、前記緊急支援必要性判定手段に基づき緊急支援が必要であると判断された時点である現在時刻から所定時間経過後の経過時刻までに前記運転者が実行すると予想される操舵の時系列を算出する運転者操舵予測手段と、前記緊急支援必要性判定手段によって緊急支援が必要と判定されたときに前記障害物回避を行うための緊急時支援制御量を算出する支援制御量算出手段と、該支援制御量算出手段により得られた緊急時支援制御量に基づき緊急時に車輪を制御する緊急時車輪制御手段とを備え、
前記支援制御量算出手段は、前記運転者操舵予測手段による操舵の時系列に基づいて緊急支援時の車両運動を予測する車両運動予測手段と、前記現在時刻から所定時間経過後の経過時刻までの間の車両運動の予測結果と前記障害物との関係から提供される障害物の回避リスク状態を評価するための状態評価関数を生成する状態評価関数生成手段と、前記通常時車両操舵手段と協働して決定される車両走行軌跡の回避リスク状態が適正となるように前記状態評価関数に基づき前記緊急時支援制御量を算出する算出手段とを備え、
前記運転者操舵予測手段は、予め定められた複数個の操舵パターンを有し、前記現在時刻における操舵量と前記運転者の現在時刻における操舵速度とに基づき前記複数個の操舵パターンの中から操舵パターンを選択することによって運転者操舵予測時系列を生成することを特徴とする。
請求項2に記載の車両用支援制御装置は、自車前方に位置する障害物と自車前方の道路境界を含めて自車前方の道路状況を検出する前方状況検出手段と、自車の走行状態を検出する自車走行状態検出手段と、運転者の操舵量を検出する操舵量検出手段と、前記運転者の操舵量に応じて車両の操舵系を駆動する通常時車両操舵手段と、前記運転者の前記通常時車両操舵手段による回避制御によっては前記障害物を回避し切れないと判断したときに前記障害物の回避指令を行う緊急時障害物回避手段とを備え、
該緊急時障害物回避手段は、前記前方状況検出手段により検出された障害物の位置と前記自車走行状態検出手段により検出された自車両の走行状態とに基づいて前記通常時車両操舵手段による回避制御によって前記障害物の回避が可能か否かを判断する緊急支援必要性判定手段と、前記緊急支援必要性判定手段に基づき緊急支援が必要であると判断された時点である現在時刻から所定時間経過後の経過時刻までに前記運転者が実行すると予想される操舵の時系列を算出する運転者操舵予測手段と、前記緊急支援必要性判定手段によって緊急支援が必要と判定されたときに前記障害物回避を行うための緊急時支援制御量を算出する支援制御量算出手段と、該支援制御量算出手段により得られた緊急時支援制御量に基づき緊急時に車輪を制御する緊急時車輪制御手段とを備え、
前記支援制御量算出手段は、前記運転者操舵予測手段による操舵の時系列に基づいて緊急支援時の車両運動を予測する車両運動予測手段と、前記現在時刻から所定時間経過後の経過時刻までの間の車両運動の予測結果と前記障害物との関係から提供される障害物の回避リスク状態を評価するための状態評価関数を生成する状態評価関数生成手段と、前記通常時車両操舵手段と協働して決定される車両走行軌跡の回避リスク状態が適正となるように前記状態評価関数に基づき前記緊急時支援制御量を算出する算出手段とを備え、
前記運転者操舵予測手段は、前記現在時刻から所定時間経過後までの間に加える操舵の結果として発生する車両運動の状態を評価する状態評価関数を生成する状態評価関数生成手段とを備えていることを特徴とする。
The vehicle support control device according to claim 1 includes a front situation detection means for detecting a road situation in front of the host vehicle including an obstacle located in front of the host vehicle and a road boundary in front of the host vehicle, and traveling of the host vehicle. A vehicle traveling state detecting means for detecting a state; a steering amount detecting means for detecting a steering amount of the driver; a normal vehicle steering means for driving a steering system of the vehicle according to the steering amount of the driver; Emergency obstacle avoidance means for issuing an obstacle avoidance command when it is determined that the obstacle cannot be avoided by the avoidance control by the vehicle steering means of the driver at a normal time,
The emergency obstacle avoidance means is based on the normal vehicle steering means based on the position of the obstacle detected by the forward situation detection means and the running state of the host vehicle detected by the own vehicle running state detection means. The emergency support necessity determination means for determining whether or not the obstacle can be avoided by avoidance control, and a predetermined time from the current time when it is determined that emergency support is required based on the emergency support necessity determination means A driver steering prediction means for calculating a time series of steering expected to be executed by the driver by an elapsed time after the elapse of time, and the emergency support necessity determination means when the emergency support is determined to be necessary Assistance control amount calculation means for calculating an emergency assistance control amount for avoiding obstacles, and wheels in an emergency based on the emergency assistance control amount obtained by the assistance control amount calculation means And a Kyuji wheel control means,
The assist control amount calculation means includes vehicle motion prediction means for predicting vehicle motion at the time of emergency support based on a time series of steering by the driver steering prediction means, and from the current time to an elapsed time after elapse of a predetermined time. A state evaluation function generating means for generating a state evaluation function for evaluating an obstacle avoidance risk state provided from a relationship between the prediction result of the vehicle motion between the vehicle and the obstacle, and the normal vehicle steering means. Calculation means for calculating the emergency assistance control amount based on the state evaluation function so that the avoidance risk state of the vehicle travel locus determined by working is appropriate,
The driver steering prediction means has a plurality of predetermined steering patterns, and steers from the plurality of steering patterns based on the steering amount at the current time and the steering speed of the driver at the current time. A driver steering prediction time series is generated by selecting a pattern.
The vehicle support control device according to claim 2 includes a front situation detection means for detecting a road situation in front of the host vehicle including an obstacle located in front of the host vehicle and a road boundary in front of the host vehicle, and traveling of the host vehicle. A vehicle traveling state detecting means for detecting a state; a steering amount detecting means for detecting a steering amount of the driver; a normal vehicle steering means for driving a steering system of the vehicle according to the steering amount of the driver; Emergency obstacle avoidance means for issuing an obstacle avoidance command when it is determined that the obstacle cannot be avoided by the avoidance control by the vehicle steering means of the driver at a normal time,
The emergency obstacle avoidance means is based on the normal vehicle steering means based on the position of the obstacle detected by the forward situation detection means and the running state of the host vehicle detected by the own vehicle running state detection means. The emergency support necessity determination means for determining whether or not the obstacle can be avoided by avoidance control, and a predetermined time from the current time when it is determined that emergency support is required based on the emergency support necessity determination means A driver steering prediction means for calculating a time series of steering expected to be executed by the driver by an elapsed time after the elapse of time, and the emergency support necessity determination means when the emergency support is determined to be necessary Assistance control amount calculation means for calculating an emergency assistance control amount for avoiding obstacles, and wheels in an emergency based on the emergency assistance control amount obtained by the assistance control amount calculation means And a Kyuji wheel control means,
The assist control amount calculation means includes vehicle motion prediction means for predicting vehicle motion at the time of emergency support based on a time series of steering by the driver steering prediction means, and from the current time to an elapsed time after elapse of a predetermined time. A state evaluation function generating means for generating a state evaluation function for evaluating an obstacle avoidance risk state provided from a relationship between the prediction result of the vehicle motion between the vehicle and the obstacle, and the normal vehicle steering means. Calculation means for calculating the emergency assistance control amount based on the state evaluation function so that the avoidance risk state of the vehicle travel locus determined by working is appropriate,
The driver steering prediction means includes state evaluation function generation means for generating a state evaluation function for evaluating a state of vehicle motion generated as a result of steering applied between the current time and after a predetermined time has elapsed. It is characterized by that.

請求項3に記載の車両用支援制御装置は、前記緊急時障害物回避手段は、前記障害物の移動軌跡を予測する障害物移動軌跡予測手段を備え、前記状態評価関数は前記障害物の移動軌跡を含み、前記緊急時支援制御量は前記障害物の移動軌跡を考慮して決定されることを特徴とする。 The vehicle support control apparatus according to claim 3 , wherein the emergency obstacle avoidance means includes obstacle movement trajectory prediction means for predicting a movement trajectory of the obstacle, and the state evaluation function is the movement of the obstacle. The emergency support control amount includes a trajectory, and is determined in consideration of the movement trajectory of the obstacle.

請求項4に記載の車両用支援制御装置は、前記通常時車両操舵手段は、前記運転者の操舵量に比例して前輪を転舵する構造であり、前記緊急時車輪制御手段は左右の後輪の操舵を行う構造であることを特徴とする。 The vehicle support control apparatus according to claim 4 , wherein the normal vehicle steering means is configured to steer front wheels in proportion to a steering amount of the driver, and the emergency wheel control means includes left and right rear wheels. It is characterized by a structure for steering wheels.

請求項5に記載の車両用支援制御装置は、前記通常時車両転舵手段は、前記運転者の操舵量に比例して前輪を転舵する構造であり、前記緊急時車輪制御手段は左右の後輪の制動力の差に基づき後輪を制御する構造であることを特徴とする。 The vehicle support control apparatus according to claim 5 , wherein the normal vehicle steering means is configured to steer front wheels in proportion to a steering amount of the driver, and the emergency wheel control means includes right and left wheels. The structure is such that the rear wheel is controlled based on the difference in braking force between the rear wheels.

請求項6に記載の車両用支援制御装置は、前記通常時車両操舵手段は、前記運転者の操舵量に比例して前輪を転舵する構造であり、前記緊急時車輪制御手段は前記通常時車両操舵手段の操舵量に対応する操舵角に補正を加える構造であることを特徴とする。 The vehicle support control apparatus according to claim 6 , wherein the normal-time vehicle steering means is configured to steer front wheels in proportion to a steering amount of the driver, and the emergency wheel control means is the normal time The structure is characterized in that a correction is made to the steering angle corresponding to the steering amount of the vehicle steering means.

請求項7に記載の車両用支援制御装置は、前記通常時車両操舵手段は、前記運転者の操舵量に比例して前輪を転舵すると共に後輪の操舵量又は後輪の制動力の差を発生させる構造であり、前記緊急時車輪制御手段は左右の後輪の操舵を行う構造又は左右の後輪の制動力の差に基づき後輪を制御する構造であることを特徴とする。 The vehicle support control device according to claim 7 , wherein the normal vehicle steering means steers the front wheels in proportion to the steering amount of the driver and also the difference in the steering amount of the rear wheels or the braking force of the rear wheels. The emergency wheel control means has a structure for steering the left and right rear wheels or a structure for controlling the rear wheels based on a difference in braking force between the left and right rear wheels.

請求項8に記載の車両用支援制御装置は、前記緊急支援必要性判定手段は、前記自車両と該自車両の前方に存在する障害物までの相対位置と前記自車両に対する前記障害物の相対速度と運転者の操舵量と運転者の操舵速度とが所定の条件を満たした場合に、緊急支援を開始させることを特徴とする。 The vehicle support control apparatus according to claim 8 , wherein the emergency support necessity determination means includes a relative position between the host vehicle and an obstacle existing ahead of the host vehicle, and a relative position of the obstacle with respect to the host vehicle. The emergency support is started when the speed, the steering amount of the driver, and the steering speed of the driver satisfy predetermined conditions.

請求項9に記載の車両用支援制御装置は、前記緊急支援必要性判定手段は、前記運転者操舵予測時系列に従って自車を運転した場合に自車と障害物との距離が所定値以下又は自車と道路境界との距離が所定値以下の場合に、緊急支援を開始させることを特徴とする。 The vehicle support control apparatus according to claim 9 , wherein the emergency support necessity determination unit is configured such that a distance between the vehicle and the obstacle is equal to or less than a predetermined value when the vehicle is driven according to the driver steering prediction time series. Emergency support is started when the distance between the vehicle and the road boundary is a predetermined value or less.

請求項10に記載の車両用支援制御装置は、緊急支援開始後に、所定時間間隔毎に支援制御量の算出を繰り返し、支援制御量を更新して更新された支援制御量を目標値として、緊急支援を行うことを特徴とする。 The vehicle support control device according to claim 10 , after starting emergency support, repeatedly calculates the support control amount at predetermined time intervals, updates the support control amount, and sets the updated support control amount as a target value. It is characterized by providing support.

請求項1、請求項2に記載の発明によれば、運転者の操舵に基づく回避行動によっては回避しきれないときに、運転者の回避行動意図を反映しつつ通常時の制御から緊急時の制御への切り替えを迅速に行うことができるという効果を奏する。
特に、請求項1に記載の発明によれば、あらかじめ定められた複数個の操舵パターンから操舵パターンを選択して運転者操舵予測時系列を生成することにしたので、運転者操舵予測時系列を簡単に生成することができる。
また、請求項2に記載の発明によれば、運転者の操舵パターンを予測して、運転者の操舵操作のみで回避操作を行った場合を基準として緊急支援を開始させるか否かの判定を行うことにしたので、実際に緊急支援制御が必要な場面でのみ緊急支援制御が実行され、不必要に運転者の操作に介入することを防止することができるという効果を奏する。
According to the first and second aspects of the invention, when the avoidance behavior based on the driver's steering cannot be avoided, the intention of the driver's avoidance behavior is reflected and the normal control is changed to the emergency time. There is an effect that switching to control can be performed quickly.
In particular, according to the first aspect of the present invention, the driver steering prediction time series is generated by selecting a steering pattern from a plurality of predetermined steering patterns and generating the driver steering prediction time series. It can be generated easily.
According to the second aspect of the present invention, the driver's steering pattern is predicted, and it is determined whether or not emergency assistance is started based on the case where the avoidance operation is performed only by the driver's steering operation. Therefore, the emergency support control is executed only in a situation where the emergency support control is actually necessary, and it is possible to prevent unnecessary intervention from being performed on the driver's operation.

この場合に、障害物と道路境界とを考慮して緊急時支援制御量を決定する構成とすれば、車両の制御特性を切り替える方式に較べて、障害物の回避の際にきめ細かな車両運動を実現できる。   In this case, if the emergency support control amount is determined in consideration of the obstacle and the road boundary, the vehicle movement is more detailed when avoiding the obstacle compared to the method of switching the control characteristics of the vehicle. realizable.

請求項3に記載の発明によれば、障害物の移動軌跡を予測して緊急時支援制御量を決定できるので、移動障害物に対しても適切な回避支援制御を実現できるという効果を奏する。 According to the third aspect of the present invention, since the emergency assistance control amount can be determined by predicting the movement locus of the obstacle, there is an effect that appropriate avoidance assistance control can be realized even for the moving obstacle.

請求項4、請求項5に記載の発明によれば、緊急時にのみ後輪の制御を行って障害物の回避を行う構成となっているので、通常走行時及び通常回避操作時には普段と変わらない運転感覚を保ちつつ、緊急時の障害物回避を実現できる。 According to the fourth and fifth aspects of the present invention, the rear wheel is controlled only in an emergency to avoid obstacles, so that it does not change during normal travel and normal avoidance operation. It is possible to avoid obstacles in an emergency while maintaining a driving feeling.

請求項6に記載の発明によれば、運転者が操舵する前輪の操舵角を緊急時に補正する構造としたので、緊急支援時の車輪制御を前輪のみで行うことができることになり、緊急時支援制御装置を後輪制御により行う構造のものに較べて安価に制作できるという効果を奏する。 According to the invention described in claim 6 , since the structure is such that the steering angle of the front wheels steered by the driver is corrected in an emergency, wheel control during emergency support can be performed only with the front wheels, and emergency support is provided. There is an effect that the control device can be manufactured at a lower cost than that of a structure that performs control by rear wheel control.

請求項7に記載の発明によれば、緊急時の制御とは別に通常時においても後輪操舵又は左右駆動力差の差の制御を行うことができるので、緊急時の障害物回避性能の向上と通常操作時の運転性の向上を両立させることができるという効果を奏する。 According to the invention described in claim 7 , since the rear wheel steering or the difference between the left and right driving force differences can be controlled in the normal time separately from the emergency control, the obstacle avoidance performance in the emergency can be improved. And an improvement in drivability during normal operation can be achieved.

請求項8に記載の発明によれば、障害物との接近度合いと運転者の操舵操作とを基準として緊急回避支援の必要性を判定することにしたので、運転者の障害物との接触リスクの認知に呼応して緊急回避支援を開始することができ、回避支援制御の開始に起因する運転者の転舵操作の違和感を低減できるという効果を奏する。 According to the eighth aspect of the present invention, the necessity of emergency avoidance assistance is determined based on the degree of approach to the obstacle and the driver's steering operation, so the risk of contact with the obstacle of the driver is determined. The emergency avoidance support can be started in response to the recognition of the driver, and the driver can feel less discomfort in the steering operation due to the start of the avoidance support control.

請求項9に記載の発明によれば、運転者の操舵による自車の走行予想軌跡と障害物又は道路境界との接近度合いを基準として緊急回避支援制御の必要性を判定しているので、障害物との接触や路外逸脱のリスクを精度良く考慮することが可能になり、不必要な緊急回避支援制御を抑制することができる。 According to the ninth aspect of the present invention, the necessity of emergency avoidance support control is determined based on the degree of approach between the predicted travel path of the host vehicle by the driver's steering and the obstacle or the road boundary. It is possible to accurately consider the risk of contact with an object and deviation from the road, and unnecessary emergency avoidance support control can be suppressed.

請求項10に記載の発明によれば、所定の時間間隔ごとに緊急時支援制御量を更新する構成となっているので、運転者の操舵パターンや障害物の移動軌跡といった不確定要素の予測について、以前の予測と現在の車両との挙動にずれが発生した場合でも速やかに新たな予測に基づく適切な緊急支援制御を実行することができるという効果を奏する。 According to the invention described in claim 10 , since the emergency support control amount is updated every predetermined time interval, the prediction of uncertain elements such as the driver's steering pattern and obstacle movement trajectory is performed. Even when a deviation occurs between the behavior of the previous prediction and the current vehicle, it is possible to promptly execute appropriate emergency support control based on the new prediction.

以下に、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1ないし図11は、本発明の第1実施例に係わる車両用支援制御装置を説明するための図である。   1 to 11 are diagrams for explaining a vehicle support control apparatus according to a first embodiment of the present invention.

図1はこの実施例1に係わる車両用支援制御装置に必要な構成要素の配置図である。   FIG. 1 is a layout diagram of components necessary for the vehicle support control apparatus according to the first embodiment.

この図1において、1はカメラ、2は車速センサ、3はヨーレートセンサ、4は加速度センサ、5はステアリング角度センサ、6はマイクロプロセッサ、7は後輪操舵コントローラ、8は後輪操舵角センサ、9は後輪操舵用モータである。これら各構成要素は、以下に説明するように車両10の適宜箇所に配備される。   In FIG. 1, 1 is a camera, 2 is a vehicle speed sensor, 3 is a yaw rate sensor, 4 is an acceleration sensor, 5 is a steering angle sensor, 6 is a microprocessor, 7 is a rear wheel steering controller, 8 is a rear wheel steering angle sensor, Reference numeral 9 denotes a rear wheel steering motor. Each of these components is arranged at an appropriate location of the vehicle 10 as described below.

カメラ1は、車室内前方に取り付けられて、自車前方の道路状況を撮影して、障害物、道路境界、白線等を含めて自車前方の道路状況を検出する前方状況検出手段10A(図2参照)として機能する。ここでは、カメラ1は車両10の車幅方向に間隔を開けて一対設けられ、障害物の方向及び距離を検出可能な構成となっている。   The camera 1 is mounted in front of the vehicle interior, photographs the road conditions ahead of the vehicle, and detects the road conditions ahead of the vehicle including obstacles, road boundaries, white lines, etc. 2). Here, the camera 1 is provided with a pair in the vehicle width direction of the vehicle 10 so as to detect the direction and distance of the obstacle.

車速センサ2には、ここでは、車輪のホイール(図示を略す)に取り付けられたロータリーエンコーダが用いられ、ホイールの回転に比例して発生するパルス信号を検出することによって車速が計測される。   Here, a rotary encoder attached to a wheel of a wheel (not shown) is used as the vehicle speed sensor 2, and the vehicle speed is measured by detecting a pulse signal generated in proportion to the rotation of the wheel.

ヨーレートセンサ3は、車両10の中央部に設けられ、水晶振動子や半導体を用いた公知のデバイスが用いられている。このヨーレートセンサ3は、車両10に発生するヨーレートを検出する。   The yaw rate sensor 3 is provided at the center of the vehicle 10 and a known device using a crystal resonator or a semiconductor is used. The yaw rate sensor 3 detects the yaw rate generated in the vehicle 10.

加速度センサ4は、適宜箇所に配備され、圧電素子等を用いた公知のデバイスが用いられ、車両10に発生する特定の方向の加速度を検出するのに用いられる。ここでは、特に車両10の横方向に発生する加速度を検出する構成を想定する。その車速センサ2、ヨーレートセンサ3、加速度センサ4は、自車の走行状態を検出する自車走行状態検出手段10Bとして機能する。なお、カメラ1を自車走行状態検出手段10Bの一部としても用いる。   The acceleration sensor 4 is provided at an appropriate location, and a known device using a piezoelectric element or the like is used. The acceleration sensor 4 is used to detect acceleration in a specific direction generated in the vehicle 10. Here, it is assumed that the acceleration generated in the lateral direction of the vehicle 10 is detected. The vehicle speed sensor 2, the yaw rate sensor 3, and the acceleration sensor 4 function as own vehicle running state detection means 10B that detects the running state of the own vehicle. The camera 1 is also used as a part of the vehicle running state detection means 10B.

ステアリング角度センサ5は、ステアリングシャフト5Aに設けられ、ステアリングシャフト5A内のギアの回転角を検出することによって、運転者の操舵によるステアリングホイール5Bの回転角度を計測するのに用いられる。そのステアリング角度センサ5は、運転者の操舵量を検出する操舵量検出手段10Cとして機能する。   The steering angle sensor 5 is provided on the steering shaft 5A, and is used to measure the rotation angle of the steering wheel 5B by the driver's steering by detecting the rotation angle of the gear in the steering shaft 5A. The steering angle sensor 5 functions as a steering amount detection means 10C that detects the steering amount of the driver.

マイクロプロセッサ6は、A/D変換回路、D/A変換回路、中央演算処理装置、メモリ等から構成される集積回路であり、適宜箇所に配備されている。   The microprocessor 6 is an integrated circuit including an A / D conversion circuit, a D / A conversion circuit, a central processing unit, a memory, and the like, and is provided at an appropriate place.

マイクロプロセッサ6は、そのメモリに格納されたプログラムに従って、各センサ2〜5により検出された信号の処理と緊急回避支援のための緊急支援制御量の演算を行い、その結果を後輪操舵コントローラ7に出力する。   The microprocessor 6 processes the signals detected by the sensors 2 to 5 and calculates an emergency support control amount for emergency avoidance support according to a program stored in the memory, and outputs the result to the rear wheel steering controller 7. Output to.

そのマイクロプロセッサ6は、通常時車両操舵手段10Dによる回避制御によっては障害物を回避しきれないと判断したときに障害物の回避指令を行う緊急時障害物回避手段として機能し、このマイクロプロセッサ6は、前方状況検出手段10Aにより検出された障害物の位置と自車走行状態検出手段10Bにより検出された自車両の走行状態とに基づいて通常時車両操舵手段10Dによる回避制御によって障害物の回避が可能か否かを判断する緊急支援必要性判定手段6Aと、緊急支援必要性判定手段6Aに基づき緊急支援が必要であると判断された時点である現在時刻から所定時間経過後の経過時刻までに前記運転者が実行すると予想される操舵の時系列を算出する運転者操舵予測手段6Bと、緊急支援必要性判定手段6Aによって緊急支援が必要と判定されたときに障害物回避を行うための緊急時支援制御量を算出する支援制御量算出手段6Cとしての機能を受け持っている。各手段の詳細については後述する。   The microprocessor 6 functions as an emergency obstacle avoiding means for issuing an obstacle avoidance command when it is determined that the obstacle cannot be avoided by the avoidance control by the normal vehicle steering means 10D. The obstacle avoidance by the avoidance control by the normal vehicle steering means 10D based on the position of the obstacle detected by the forward situation detection means 10A and the running state of the own vehicle detected by the own vehicle running condition detection means 10B. 6A for determining the necessity of emergency support for determining whether or not it is possible and from the current time when emergency support is determined based on the means for determining emergency support 6A to the elapsed time after a predetermined time has elapsed The driver steering predicting means 6B for calculating the time series of steering expected to be executed by the driver and the emergency support necessity determining means 6A Assistance is in charge of functions as assist control amount calculating means 6C that calculates the emergency assistance control amount for performing obstacle avoidance when it is determined to be necessary. Details of each means will be described later.

後輪操舵コントローラ7は、制御演算を行うためのマイクロプロセッサと後輪操舵用モータ9とを駆動するための昇圧回路等から構成されている。この後輪操舵コントローラ7は、マイクロプロセッサ6から出力される緊急時支援制御量である後輪操舵角情報に基づいて目標とするサーボ制御を実行する。   The rear wheel steering controller 7 includes a microprocessor for performing a control calculation and a booster circuit for driving the rear wheel steering motor 9. The rear wheel steering controller 7 executes target servo control based on rear wheel steering angle information that is an emergency assistance control amount output from the microprocessor 6.

後輪操舵角センサ8は、ラック−ピニオン方式の後輪操舵機構におけるラックストローク量を検出することによって操舵角の値を計測し、サーボ制御時のフィードバック信号として後輪操舵コントローラ7に向けて計測値を出力する。後輪操舵用モータ9は、ピニオンギアを回転させることによって、後輪9Dの操舵機構9Cを自動駆動する役割を担う。これらの後輪操舵コントローラ7、後輪操舵角センサ8、後輪操舵用モーター9は車両後部の適宜箇所に配備され、後輪操舵コントローラ7、後輪操舵角センサ8、後輪操舵用モータ9は支援制御量算出手段6Cにより得られた緊急時支援制御量に基づき緊急時に後輪9Dを制御する緊急時車輪制御手段10Eとしての役割を果たす。   The rear wheel steering angle sensor 8 measures the value of the steering angle by detecting the rack stroke amount in the rack-and-pinion type rear wheel steering mechanism, and measures it toward the rear wheel steering controller 7 as a feedback signal during servo control. Output the value. The rear wheel steering motor 9 plays a role of automatically driving the steering mechanism 9C of the rear wheel 9D by rotating the pinion gear. The rear wheel steering controller 7, the rear wheel steering angle sensor 8, and the rear wheel steering motor 9 are disposed at appropriate positions at the rear of the vehicle. The rear wheel steering controller 7, the rear wheel steering angle sensor 8, and the rear wheel steering motor 9 Serves as the emergency wheel control means 10E for controlling the rear wheel 9D in an emergency based on the emergency support control quantity obtained by the support control quantity calculation means 6C.

図2は、これらの構成要素を機能面からブロック別にまとめて表現したブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram in which these components are collectively expressed in blocks from the functional aspect.

ステアリングホイール5Bと前輪操舵機構5Cとはギアを介して機械的に接続され、ステアリングホイール5Bの回転角に応じて前輪5D、5Dが操舵される。このステアリングホイール5Bと前輪操舵機構5Cとを含んで前輪5Dを制御する操舵系は既述の通常時車両操舵手段10Eを構成している。   The steering wheel 5B and the front wheel steering mechanism 5C are mechanically connected via a gear, and the front wheels 5D and 5D are steered according to the rotation angle of the steering wheel 5B. The steering system that controls the front wheels 5D including the steering wheel 5B and the front wheel steering mechanism 5C constitutes the above-described normal-time vehicle steering means 10E.

緊急回避支援制御量の算出にあたって自車の運動状態を表す情報、具体的には自車の位置、速度、姿勢角、ヨーレート、横加速度等の情報が必要であり、これらの情報は、既述したカメラ1、車速センサ2、ヨーレートセンサ3、加速度センサ4の各情報を統合的に処理することによって得られる。   In calculating the emergency avoidance assistance control amount, information indicating the vehicle's movement state, specifically information such as the vehicle's position, speed, attitude angle, yaw rate, lateral acceleration, etc. is required. The information obtained by the camera 1, the vehicle speed sensor 2, the yaw rate sensor 3, and the acceleration sensor 4 is obtained by integrated processing.

また、運転者の操舵入力に関する情報も必要であり、既述したステアリング角度センサ5によって運転者の操舵入力を計測することにより得られる。   Further, information related to the driver's steering input is also required, and can be obtained by measuring the driver's steering input using the steering angle sensor 5 described above.

さらに、障害物の運動状態や道路境界の位置に関する情報も必要であり、これらについては、カメラ1によって撮像したイメージを画像処理して障害物および道路境界の情報を抽出することによって得られる。画像処理による障害物や道路境界の検出手法については多数の公知技術が知られているので、ここではその具体的方法の説明は省略する。   Furthermore, information on the motion state of the obstacle and the position of the road boundary is also required, and these can be obtained by performing image processing on the image captured by the camera 1 and extracting information on the obstacle and the road boundary. Since many known techniques are known for detecting obstacles and road boundaries by image processing, the description of the specific method is omitted here.

マイクロプロセッサ6は、各センサ2〜5の信号処理に加えて、既述したように緊急支援制御量を算出する役割を担っている。マイクロプロセッサ6の図2に示す緊急支援必要性判定手段6A、運転者操舵予測手段6B、支援制御量算出手段6Cはソフトウェアモジュール群から構成され、必要機能を分担して処理を行う構成となっている。   In addition to the signal processing of each sensor 2-5, the microprocessor 6 plays a role of calculating the emergency support control amount as described above. The emergency support necessity determination means 6A, the driver steering prediction means 6B, and the assistance control amount calculation means 6C shown in FIG. 2 of the microprocessor 6 are composed of software module groups and share the necessary functions for processing. Yes.

運転者操舵予測手段6Bは、計測されたステアリング角度信号に基づき、運転者が緊急支援必要性判定手段6Aにより緊急支援が必要であると判断した時点である現在時刻から未来に実行すると予想される操舵の時系列を算出する。   Based on the measured steering angle signal, the driver steering prediction means 6B is expected to be executed in the future from the current time when the driver determines that emergency support is required by the emergency support necessity determination means 6A. Calculate the time series of steering.

カメラ1により検出された障害物について、障害物が移動している場合には、障害物移動軌跡予測手段6Dによって障害物の移動軌跡の予測が行われる。   When the obstacle detected by the camera 1 is moving, the obstacle movement locus prediction means 6D predicts the obstacle movement locus.

緊急支援必要性判定手段6Aは、自車と障害物が接触するリスクが高く、なおかつ、運転者が回避のための操舵を行っている場合に、支援制御が必要であると判定して、支援制御量算出手段6Cの処理を実行する。   The emergency support necessity determination means 6A determines that the assistance control is necessary when the risk of contact between the host vehicle and the obstacle is high and the driver is performing steering for avoidance. The process of the control amount calculation means 6C is executed.

支援制御量算出手段6Cは、現在時刻から所定時間経過後の未来までの間に運転者の操舵と独立に制御可能な後輪9Dを操舵するために、自車にとって最も好都合な操舵パターンを算出する。   The assist control amount calculation means 6C calculates the most convenient steering pattern for the host vehicle in order to steer the rear wheel 9D that can be controlled independently of the driver's steering from the current time to the future after a predetermined time has elapsed. To do.

支援制御量算出手段6Cは、前輪5Dの操舵、後輪9Dの操舵の時系列に基づき緊急支援時の自車の運動状態を予測する車両運動予測手段6Eと、ある操舵パターンを実行した場合に予測される自車の運動状態が障害物の回避および路外逸脱の防止という目的に照らしてどの程度適切かを数値的に評価する状態評価関数を生成する状態評価関数生成手段6Fと緊急時支援制御量を算出する算出手段6Gとを備えている。   The support control amount calculation means 6C executes the vehicle motion prediction means 6E that predicts the motion state of the vehicle at the time of emergency support based on the time series of the steering of the front wheels 5D and the steering of the rear wheels 9D, and a certain steering pattern. State evaluation function generating means 6F for generating a state evaluation function for numerically evaluating the degree of appropriateness of the predicted movement state of the vehicle in light of the objectives of avoiding obstacles and preventing off-road departure and emergency support And a calculation means 6G for calculating the control amount.

車両運動予測手段6Eと状態評価関数生成手段6Fもソフトウェアモジュールから構成され、これらの詳細については後述する。   The vehicle motion prediction means 6E and the state evaluation function generation means 6F are also composed of software modules, and details thereof will be described later.

支援制御量算出手段6Cによって算出された後輪9Dの操舵量時系列は、順次、後輪操舵コントローラ7に操舵指令値として送られる。後輪操舵コントローラ7はマイクロプロセッサ6からの操舵指令値に基づき、後輪操舵用モータ9を駆動することによって操舵指令値に対するサーボ制御を実行する。操舵サーボ系のシステムは、公知技術を利用することによって構築することが可能なので、ここではその説明を省略する。   The rear wheel 9D steering amount time series calculated by the assist control amount calculation means 6C is sequentially sent to the rear wheel steering controller 7 as a steering command value. The rear wheel steering controller 7 executes servo control for the steering command value by driving the rear wheel steering motor 9 based on the steering command value from the microprocessor 6. Since the steering servo system can be constructed by using a known technique, the description thereof is omitted here.

以下、マイクロプロセッサ6の緊急時支援制御量の算出手順について、図20に示すマイクロプロセッサ6の処理フローチャートに基づいて説明する。また、説明の具体化を図るために、この実施例では図3に示す場面を想定して処理内容の説明を行う。   Hereinafter, the calculation procedure of the emergency assistance control amount of the microprocessor 6 will be described based on the processing flowchart of the microprocessor 6 shown in FIG. In addition, in order to make the explanation concrete, in this embodiment, the processing contents are explained assuming the scene shown in FIG.

図3は、自車NSが直線道路ROを走行している時に、自車NSの前方道路の左側から障害物WOとしての歩行者が横断を開始して自車NSの前方進路上に飛び出してきた場面を想定している。その自車NSの直線道路ROはその両側が仕切り壁WAで仕切られていて、道路外への逸脱が物理的に不可能な状況になっている。   FIG. 3 shows that when the host vehicle NS is traveling on the straight road RO, a pedestrian as an obstacle WO starts to cross from the left side of the front road of the host vehicle NS and jumps out on the forward path of the host vehicle NS. Is assumed. The straight road RO of the own vehicle NS is partitioned on both sides by a partition wall WA, and it is physically impossible to deviate from the road.

マイクロプロセッサ6は、図20に示すように、カメラ1と各センサ2〜5の検出信号を読み込み、読み込まれた信号を処理して支援制御量の算出に有用な情報に変換する(S.1)。   As shown in FIG. 20, the microprocessor 6 reads the detection signals of the camera 1 and the sensors 2 to 5, processes the read signals, and converts them into information useful for calculating the support control amount (S.1). ).

図21は、そのステップS.1の処理内容の詳細を示す処理フローチャートである。   FIG. 3 is a processing flowchart showing details of processing contents of No. 1;

その図21に示すように、カメラ1によって撮像された前方道路状況を含む画像、各センサ2〜5によって検出された信号がマイクロプロセッサ6の所定のメモリ領域に格納される(S.11)。   As shown in FIG. 21, the image including the front road situation imaged by the camera 1 and the signals detected by the sensors 2 to 5 are stored in a predetermined memory area of the microprocessor 6 (S.11).

マイクロプロセッサ6は、カメラ1によって撮像された画像を処理して道路境界ROR、ROLを検出し、自車NSと右側道路境界ROR、左側道路境界ROLまでの距離LL、LRを算出する(S.12)。   The microprocessor 6 processes the image captured by the camera 1 to detect the road boundaries ROR and ROL, and calculates the distances LL and LR between the host vehicle NS and the right road boundary ROR and the left road boundary ROL (S. 12).

マイクロプロセッサ6では、自車NS、障害物WOの運動を記述するための座標系を設定する。この実施例では、図4に示すように、直線道路ROの進行方向に沿ってX軸を、X軸と直交する方向にY軸を設定する(S.13)。   The microprocessor 6 sets a coordinate system for describing the movement of the host vehicle NS and the obstacle WO. In this embodiment, as shown in FIG. 4, the X axis is set along the traveling direction of the straight road RO, and the Y axis is set in a direction orthogonal to the X axis (S.13).

座標原点Oは任意に選ぶことが可能であるが、例えば自車NSの重心点の現在時刻における位置をX座標の原点、道路の中心線付近にY座標の原点を設定することができる。座標系を設定することにより、自車NS、障害物WO、道路境界ROR、ROLの位置を座標値で表現することができる。ここでは、道路境界ROR、ROLをそれぞれY=yR、Y=yLと記述する。 The coordinate origin O can be arbitrarily selected. For example, the position of the center of gravity of the vehicle NS at the current time can be set as the X coordinate origin, and the Y coordinate origin can be set near the center line of the road. By setting the coordinate system, the positions of the host vehicle NS, the obstacle WO, the road boundary ROR, and the ROL can be expressed by coordinate values. Here, the road boundaries ROR and ROL are described as Y = y R and Y = y L , respectively.

マイクロプロセッサ6は、カメラ1によって撮像された画像を処理して障害物WOを検出し、その障害物WOの位置を算出する。画像処理によって直接的に算出された自車NSと障害物WOとの相対位置が、設定された座標系の値に変換されて所定のメモリ領域に記録される。   The microprocessor 6 processes the image captured by the camera 1 to detect the obstacle WO, and calculates the position of the obstacle WO. The relative position between the host vehicle NS and the obstacle WO directly calculated by the image processing is converted into a set coordinate system value and recorded in a predetermined memory area.

ここでは、障害物WOの位置を(X,Y)=(xP,yP)と記述する。また、障害物WOがそれ以前の制御周期において既に検出されている場合には、前回の障害物WOの位置と現在時刻における障害物WOの位置との差分をとることによって障害物WOの移動速度も算出されて、所定のメモリ領域に記録される。障害物WOの移動速度のX成分とY成分をそれぞれ、(vp x,vp y)と記述する(S.14)。 Here, the position of the obstacle WO is described as (X, Y) = (x P , y P ). If the obstacle WO has already been detected in the previous control cycle, the moving speed of the obstacle WO is obtained by taking the difference between the position of the previous obstacle WO and the position of the obstacle WO at the current time. Is also calculated and recorded in a predetermined memory area. The X component and Y component of the moving speed of the obstacle WO are respectively described as (v p x , v p y ) (S.14).

マイクロプロセッサ6は、ついで、自車NSの運動予測のために必要な車両運動状態量の値を算出する。この車両運動状態量としては、まず自車NSの位置が挙げられる。自車NSの位置は座標系を導入する時点で自動的にその値が定まる。ここでは、自車NSの位置を(X,Y)=(x,y)と記述する。この車両運動状態を記述するのに必要な状態量として、車両ヨー角θ、走行速度v、すべり角β、ヨーレートγがある。このうち、走行速度vについては、車両前後方向の速度成分に比べて車幅方向の速度成分が十分に小さいと仮定して、車速を非駆動輪の車輪速で近似する。   Next, the microprocessor 6 calculates the value of the vehicle motion state amount necessary for motion prediction of the host vehicle NS. As the vehicle motion state quantity, first, the position of the host vehicle NS is mentioned. The value of the position of the host vehicle NS is automatically determined when the coordinate system is introduced. Here, the position of the host vehicle NS is described as (X, Y) = (x, y). State quantities necessary to describe the vehicle motion state include a vehicle yaw angle θ, a traveling speed v, a slip angle β, and a yaw rate γ. Of these, for the traveling speed v, the vehicle speed is approximated by the wheel speed of the non-driven wheels, assuming that the speed component in the vehicle width direction is sufficiently smaller than the speed component in the vehicle longitudinal direction.

ヨーレートγはヨーレートセンサ3から得ることができる。車両ヨー角θは、ここでは、道路が直線道路ROであるので、道路境界ROR、ROLと自車NSの向いている方向との為す角度を画像処理によって推定することによって求めることができる。また、あるいは、適当な初期値を定めて、ヨーレートセンサ3の出力値を積分することによって算出してもよい。すべり角βは、車両前後方向の速度をvx、車幅方向の速度をvyと記述して、下記の式(1)によって求めることができる(S.15)。 The yaw rate γ can be obtained from the yaw rate sensor 3. Here, since the road is the straight road RO, the vehicle yaw angle θ can be obtained by estimating the angle formed by the road boundaries ROR, ROL and the direction in which the host vehicle NS is facing by image processing. Alternatively, it may be calculated by determining an appropriate initial value and integrating the output value of the yaw rate sensor 3. The slip angle β can be calculated by the following equation (1), describing the vehicle longitudinal speed as v x and the vehicle width direction as v y (S.15).

Figure 0004853068
ここで、車両前後方向の速度vxを走行速度vによって近似し、車幅方向の速度vyを加速度センサ4の出力を積分することによって求めれば、(1)式からすべり角βの近似値が得られる。
Figure 0004853068
Here, the longitudinal direction of the vehicle velocity v x approximated by the running speed v, be determined by the velocity v y of the vehicle width direction integrating the output of the acceleration sensor 4, (1) the approximate value of the slip angle β from equation Is obtained.

この他、車輪速、ヨーレート、車幅方向の加速度(横加速度)等の信号をオブザーバを用いることによって、より精度良くすべり角βを推定する公知技術も知られているので、そのような手法を用いてすべり角βを得てもよい。   In addition, a known technique for estimating the slip angle β more accurately by using an observer for signals such as wheel speed, yaw rate, and acceleration in the vehicle width direction (lateral acceleration) is also known. May be used to obtain the slip angle β.

ついで、マイクロプロセッサ6は、ステアリング角度センサ5の検出値と、それ以前の制御周期におけるステアリング角度センサ5の検出値との差分をとることによって、ステアリングホィール5Bの回転角速度の値を算出する(S.16)。   Next, the microprocessor 6 calculates the value of the rotational angular velocity of the steering wheel 5B by taking the difference between the detected value of the steering angle sensor 5 and the detected value of the steering angle sensor 5 in the previous control cycle (S). .16).

マイクロプロセッサ2は、ついで、支援制御必要性判定を行う(S.2)。この実施例では、自車NSと障害物WOとの相対的運動状態から、自車NSと障害物WOとの回避リスクを評価する。具体的には、次の条件式で回避リスクの高さを判定する。   Next, the microprocessor 2 determines whether the support control is necessary (S.2). In this embodiment, the avoidance risk between the host vehicle NS and the obstacle WO is evaluated from the relative motion state between the host vehicle NS and the obstacle WO. Specifically, the height of the avoidance risk is determined by the following conditional expression.

Figure 0004853068
更に、運転者が回避操舵を行ったか否かを次式で判定する。
Figure 0004853068
Further, it is determined by the following formula whether or not the driver has performed avoidance steering.

Figure 0004853068
ただし、TTC0、Y0、ω0は判定のための閾値を表すパラメータである。(2)、(3)、(4)式が全て成立した場合に支援制御が必要であると判定を下す。
Figure 0004853068
However, TTC 0 , Y 0 and ω 0 are parameters representing threshold values for determination. When all the expressions (2), (3), and (4) are satisfied, it is determined that the assistance control is necessary.

支援制御の必要がないと判定した場合には処理を終了する。支援制御の必要があると判定した場合には、S.3の処理に移行する。   If it is determined that the assistance control is not necessary, the process is terminated. If it is determined that the assistance control is necessary, S.I. The process proceeds to 3.

障害物WOの未来の移動軌跡を推定する。障害物WOの位置については、画像処理によってその座標値を決めることができることは既述した。移動軌跡の推定については、単純方法として、例えば、障害物WOのそれまでの検出履歴から障害物WOの移動速度を推定し、障害物WOが推定した移動速度を保って等速直線運動を行うという仮定のもとに移動軌跡を算出できる。すなわち、時刻tにおける障害物WOの位置の推定値を次式によって算出する(S.3)。   Estimate the future movement trajectory of the obstacle WO. As described above, the position of the obstacle WO can be determined by image processing. As for the estimation of the movement trajectory, as a simple method, for example, the movement speed of the obstacle WO is estimated from the detection history of the obstacle WO, and the uniform linear motion is performed while maintaining the movement speed estimated by the obstacle WO. The movement trajectory can be calculated based on the assumption. That is, the estimated value of the position of the obstacle WO at time t is calculated by the following equation (S.3).

Figure 0004853068
なお、障害物WOが静止していると判定したときには、障害物WOの位置は時刻によって変化しないので、S.3の処理をスキップしてもよい。
Figure 0004853068
When it is determined that the obstacle WO is stationary, the position of the obstacle WO does not change depending on the time. Step 3 may be skipped.

マイクロプロセッサ6は、ついで、運転者の操舵パターンの予測を行う(S.4)。ここでは、回避のための操舵が図5に示す基本パターンFDPによって行われるものと仮定し、実際の運転者の操舵操作に応じて、基本パターンFDPに基づき具体的な操舵パターンの形状が関数を用いて決定される。   The microprocessor 6 then predicts the driver's steering pattern (S.4). Here, it is assumed that steering for avoidance is performed by the basic pattern FDP shown in FIG. 5, and the shape of a specific steering pattern is a function based on the basic pattern FDP according to the actual steering operation of the driver. To be determined.

図5に示す基本パターンは、八区間に分割され、各区間はDB1:操作前、DB2:回避方向へ操舵、DB3:操舵角保持、DB4:中立位置への戻し操作、DB5:逆方向へ操舵、DB6:操舵角保持、DB7:中立位置への戻し操作、DB8:操作完了というステアリングホィール(ハンドル)操作状態に対応している。   The basic pattern shown in FIG. 5 is divided into eight sections. Each section is DB1: before operation, DB2: steering in the avoidance direction, DB3: holding the steering angle, DB4: returning to the neutral position, DB5: steering in the reverse direction. , DB6: Steering angle maintenance, DB7: Return operation to neutral position, DB8: Steering wheel (steering wheel) operation state of operation completion.

ここで、具体的な操舵パターンの形状を関数を用いて決めるのに必要なパラメータとして、操舵角速度κ、操舵角振幅θms、切り替え時刻T1がある。 Here, as parameters necessary to determine a specific steering pattern shape using a function, there are a steering angular velocity κ, a steering angular amplitude θ ms , and a switching time T 1 .

このうち、操舵角速度κを、支援制御必要性判定時点の時刻t0におけるステアリング角速度をωs(t0)として、 Among these, the steering angular velocity κ is defined as the steering angular velocity at time t 0 when the support control necessity is determined, ω s (t 0 ),

Figure 0004853068
を用いる。
Figure 0004853068
Is used.

操舵角振幅θmsについては、運転者がステアリングハンドル(ステアリングホィール5B)を持ち替えることなく操作できる角度範囲を基準として適当な値を用いる。 For the steering angle amplitude θ ms , an appropriate value is used based on an angle range in which the driver can operate without changing the steering wheel (steering wheel 5B).

切り替え時刻T1については、運転者が障害物WOの真横を通過する時点においてステアリングホィール5Bを中立位置に戻す操作を行うものと仮定して設定する。図3の場面において、自車NSがほぼ等速走行していると仮定して、 The switching time T 1 is set on the assumption that the driver performs an operation to return the steering wheel 5B to the neutral position when the driver passes right next to the obstacle WO. In the scene of FIG. 3, assuming that the host vehicle NS is traveling at a substantially constant speed,

Figure 0004853068
を用いる。
Figure 0004853068
Is used.

すなわち、マイクロプロセッサ6は、(7)式、(8)式を用いて設定した操舵パターンの中から、図6に示すように、区間DV2においてステアリングホィール5Bの操舵角度θsがθs(t0)になった時点t0を基点とし、あらかじめ決められた予測区間長さTの時間区間を切り出して操舵パターンを運転者操舵予測時系列として決定する。 That is, the microprocessor 6 determines that the steering angle θs of the steering wheel 5B is θs (t 0 ) in the section DV2, as shown in FIG. 6, from the steering patterns set using the expressions (7) and (8). The time interval of the predetermined prediction interval length T is cut out with the time point t 0 when the vehicle becomes t as the base point, and the steering pattern is determined as the driver steering prediction time series.

なお、上記の説明では操舵開始時のステアリング角度θsが、   In the above description, the steering angle θs at the start of steering is

Figure 0004853068
の範囲内にあるものとして説明したが、操舵開始時におけるステアリング角度θsが上記(9)式の範囲を超えている場合、ハンドルの持ち替えが行われていると仮定して、その時点でのステアリング角度θsを中心として操舵角振幅+θms、−θmsの範囲に操舵パターン予測値のとりうる範囲を設定する。すなわち、
Figure 0004853068
However, if the steering angle θs at the start of steering exceeds the range of the above formula (9), it is assumed that the steering wheel has been changed, and the steering at that time A range where the steering pattern prediction value can be set is set in a range of steering angle amplitudes + θ ms and −θ ms with the angle θs as a center. That is,

Figure 0004853068
で表される範囲に操舵予測時系列を生成する。
Figure 0004853068
A steering prediction time series is generated in the range represented by

また、(9)式の範囲内で、場合によっては区間DV2で設定された直線から区間DV4で設定される直線へ直接移行することも考えられるが、その場合には区間DV3は設定されず、区間DV2から区間DV4へ直接遷移するパターンが生成される。これに対応して、区間DV6は消滅し、区間DV5から区間DV7へ直接遷移するパターンが生成される。   Further, within the range of the expression (9), it may be considered that the straight line set in the section DV2 directly shifts to the straight line set in the section DV4 in some cases, but in this case, the section DV3 is not set, A pattern that directly transitions from the section DV2 to the section DV4 is generated. Correspondingly, the section DV6 disappears, and a pattern is generated in which the section DV5 transitions directly to the section DV7.

なお、予測区間長さTとしては、障害物WOの回避後の運動まで考慮した予測ができるような設定が望ましいので、例えば、   In addition, as the prediction section length T, it is desirable to set so that the prediction considering the motion after avoiding the obstacle WO can be performed.

Figure 0004853068
という設定が考えられる。
Figure 0004853068
The setting can be considered.

以上で、マイクロプロセッサ6のステップS.4の処理の内容の説明を終わる。   Thus, step S. of the microprocessor 6 is completed. The description of the content of the process 4 is finished.

マイクロプロセッサ6は、ついで支援制御量の算出を行う(S.5)。図2に示す支援制御量算出手段6Cは、既述したように車両運動予測手段6Eと、状態評価関数を生成する状態評価関数生成手段6Fとを備えている。   The microprocessor 6 then calculates a support control amount (S.5). As described above, the support control amount calculation unit 6C illustrated in FIG. 2 includes the vehicle motion prediction unit 6E and the state evaluation function generation unit 6F that generates a state evaluation function.

車両運動予測手段6Eは、具体的な操作パターンを決めた場合にその結果として予想される車両運動の予測を車両モデルに基づいて行う。車両モデルとしては各種のモデルを利用することができるが、この実施例では、四輪車両の運動を二輪車両の運動に近似した二輪モデルに基づいて運動予測を行うものとする。   The vehicle motion prediction means 6E performs prediction of vehicle motion predicted as a result when a specific operation pattern is determined based on the vehicle model. Although various models can be used as the vehicle model, in this embodiment, motion prediction is performed based on a two-wheel model that approximates the motion of a four-wheel vehicle to the motion of a two-wheel vehicle.

車両速度が一定であると仮定すると、二輪モデルは以下の微分方程式で記述される。   Assuming that the vehicle speed is constant, the two-wheel model is described by the following differential equation:

Figure 0004853068
ただし、m、I、lf、lrはそれぞれ車両質量、車両ヨー慣性モーメント、車両重心から前輪軸までの距離、車両重心から後輪軸までの距離を表す。Yf、Yrはタイヤ横力をあらわす関数であり、それぞれ、前輪すべり角βf、後輪すべり角βrの関数であると仮定している。
Figure 0004853068
Here, m, I, l f and l r represent the vehicle mass, the vehicle yaw moment of inertia, the distance from the vehicle center of gravity to the front wheel axis, and the distance from the vehicle center of gravity to the rear wheel axis, respectively. Y f and Y r are functions representing the tire lateral force, and are assumed to be functions of the front wheel slip angle β f and the rear wheel slip angle β r , respectively.

具体的なタイヤ横力Yf、Yrの関数の形状の例を図7に示す。なお、前輪すべり角βf、後輪すべり角βrは次式を用いて計算できる。 A specific example of the shape of the function of the tire lateral forces Y f and Y r is shown in FIG. The front wheel slip angle β f and the rear wheel slip angle β r can be calculated using the following equations.

Figure 0004853068
ここで、δf、δrはそれぞれ前輪舵角と後輪舵角とを示す記号である。
Figure 0004853068
Here, δ f and δ r are symbols indicating the front wheel steering angle and the rear wheel steering angle, respectively.

以上のモデルを用いる場合、車両の運動状態を表す状態ベクトルは、   When using the above model, the state vector representing the motion state of the vehicle is

Figure 0004853068
という6次元のベクトルとなる。また、車両に対する操作入力としては前輪舵角δfと後輪舵角δrの二つがあるので、入力ベクトルは、
Figure 0004853068
This is a 6-dimensional vector. Also, since there are two front wheel steering angle δ f and rear wheel steering angle δ r as the operation input to the vehicle, the input vector is

Figure 0004853068
という2次元のベクトルとなる。(11)式から(17)式で表現されるモデルは、舵角δを入力とする非線形微分方程式であり、車両運動モデルの右辺をまとめてベクトル値関数と表記すれば、
Figure 0004853068
This is a two-dimensional vector. The models expressed by the equations (11) to (17) are nonlinear differential equations with the steering angle δ as an input, and if the right side of the vehicle motion model is collectively expressed as a vector value function,

Figure 0004853068
という一般的な表現式で表すことができる。入力ベクトルのうち、前輪舵角δfについては、運転者のステアリング操作と1対1に対応しており、ステップS.4で生成された運転者操舵予測時系列と関連付けられる。ステアリング角度θsから前輪舵角δfまでのトータルのギア比をKfとすれば、
Figure 0004853068
It can be expressed by a general expression. Among the input vectors, the front wheel steering angle δ f has a one-to-one correspondence with the steering operation of the driver. 4 is associated with the driver steering prediction time series generated in step 4. If the total gear ratio from the steering angle θ s to the front wheel steering angle δ f is K f ,

Figure 0004853068
によって、前輪舵角δfは決定される。従って、実質的には(21)式の入力は、後輪舵角δrの一つだけである。
Figure 0004853068
Thus, the front wheel steering angle δ f is determined. Accordingly, the input of the equation (21) is substantially only one of the rear wheel steering angles δ r .

評価関数は、現在時刻から所定時間経過後までに車両に対して加えた後輪舵角操作量に対する車両状態ベクトルの予測値に基づいて次式の関数を用いて生成する。   The evaluation function is generated using a function of the following equation based on the predicted value of the vehicle state vector with respect to the rear wheel steering angle operation amount applied to the vehicle from the current time until a predetermined time has elapsed.

Figure 0004853068
ただし、Lは現在時刻t0から経過時刻t0+Tまでの間の各時刻における車両運動状態および操作量の望ましさを評価する評価式、τは現在時刻t0から経過時刻t0+Tまで変化する積分変数である。
Figure 0004853068
However, L is an evaluation formula for evaluating the desirability of the vehicle motion state, and the operation amount at each time between the current time t 0 until the elapsed time t 0 + T, tau is changed from the present time t 0 until the elapsed time t 0 + T Is an integral variable.

(24)式に示す状態評価関数Jを用いることにより、車両の現在の走行状態だけでなく、未来の車両状態を予測した操作量の算出が可能になる。   By using the state evaluation function J shown in the equation (24), it is possible to calculate not only the current traveling state of the vehicle but also the operation amount that predicts the future vehicle state.

評価式Lは、以下の要請項目を反映させて、これらの要請項目を組み合わせることによって作成する。
「1. 障害物WOに近づきすぎない;2.道路境界ROR、ROLに近づきすぎない;3. 後輪舵角δrを必要以上に切りすぎない」
要請項目1は、自車NSと障害物WOとの距離が近くなれば近くなるほど値が大きくなる関数を用いて記述する。具体的には、例えば次式の関数を用いる。
The evaluation formula L is created by combining these request items, reflecting the following request items.
"1. Do not get too close to the obstacle WO; 2. Do not get too close to the road boundary ROR, ROL; 3. Do not cut the rear wheel steering angle δ r too much"
The request item 1 is described using a function that increases as the distance between the host vehicle NS and the obstacle WO decreases. Specifically, for example, a function of the following formula is used.

Figure 0004853068
ただし、σx、σyは関数の形状を決めるパラメータであり、ここでは、それぞれ検出された障害物WOのx軸方向の幅、y軸方向の幅に応じた値が設定される。奥行き方向であるx軸方向の情報が得られない場合には、σx=σyと設定する。障害物WOの位置xp、ypには、ステップS.3において算出された障害物WOの移動軌跡の値が用いられる。
Figure 0004853068
However, σ x and σ y are parameters that determine the shape of the function. Here, values corresponding to the detected width of the obstacle WO in the x-axis direction and the width in the y-axis direction are set. When information in the x-axis direction that is the depth direction cannot be obtained, σ x = σ y is set. The position x p , y p of the obstacle WO has a step S.P. The value of the movement trajectory of the obstacle WO calculated in 3 is used.

要請項目2は、自車NSと道路境界ROR、ROLとの距離が近くなれば近くなるほど値が大きくなる関数を用いて記述する。具体的には、例えば次式の関数を用いる。   The request item 2 is described using a function that increases as the distance between the vehicle NS and the road boundaries ROR and ROL decreases. Specifically, for example, a function of the following formula is used.

Figure 0004853068
ただし、Δは道路境界ROR、ROLへの接近の余裕幅を指定するパラメータであり、Δの値が大きいほど、道路境界ROR、ROLとの接近余裕を大きくとる回避経路が算出される。
Figure 0004853068
However, Δ is a parameter for designating the margin of approach to the road boundaries ROR and ROL. The larger the value of Δ, the larger the avoidance route that takes the approach margin to the road boundaries ROR and ROL.

評価式LPと評価式LRとは直線道路RO上に障害物WOと道路境界ROR、ROWとに対する回避リスクを反映したリスクポテンシャルを定義することになる。 The evaluation formula L P and the evaluation formula L R define the risk potential reflecting the avoidance risk for the obstacle WO and the road boundaries ROR and ROW on the straight road RO.

図8はその評価式LPとその評価式LRとを足し合わせすことによって得られた状態評価関数JをX―Y座標系上にプロットした図を示している。中央の山の部分MPが障害物WOに対応する式によって形成されたポテンシャルであり、中央の山の部分MPの両側の谷の部分MTを挟んで、その両側の山の傾斜面部分MKが道路境界ROR、ROLに対応する関数によって形成されたポテンシャルである。 FIG. 8 shows a diagram in which the state evaluation function J obtained by adding the evaluation formula L P and the evaluation formula L R is plotted on the XY coordinate system. The central mountain portion MP is a potential formed by an equation corresponding to the obstacle WO, and the mountain slope portions MK on both sides of the central mountain portion MP on both sides of the valley portion MT are roads. This is a potential formed by a function corresponding to the boundaries ROR and ROL.

回避経路は、図8に示す谷の部分MTに相当するリスクポテンシャル場の値の低い領域に可能な限り沿うように生成されることになる。   The avoidance path is generated so as to be as much as possible along a region where the value of the risk potential field corresponding to the valley portion MT shown in FIG. 8 is low.

要請項目3は、なるべく小さな舵角で回避操作を行うことによって効率的な回避を行うことを要請するために導入した項目である。この評価式LPには、例えば、次式の関数を用いる。 Request item 3 is an item introduced to request efficient avoidance by performing avoidance operation with as small a steering angle as possible. For this evaluation formula L P , for example, a function of the following formula is used.

Figure 0004853068
以上、三つの評価式に適当な重みづけをして足し合わせた関数を、評価式Lを用いる。すなわち、wR、wP、wrをそれぞれ要項項目1、2、3に対する重みづけとすると、評価式Lは、
Figure 0004853068
As described above, the evaluation formula L is used as a function obtained by adding appropriate weights to the three evaluation formulas. That is, if w R , w P , and w r are weights for the essential items 1, 2, and 3, respectively, the evaluation formula L is

Figure 0004853068
という式によって表される。
Figure 0004853068
It is expressed by the formula.

このように表された車両運動モデルと状態評価関数Jとに基づいて、支援制御量算出手段6Cは、評価関数値を最良とする緊急時支援制御量、この場合、後輪舵角δrを算出する演算を行う。 Based on the vehicle motion model expressed in this way and the state evaluation function J, the support control amount calculation means 6C calculates the emergency support control amount that optimizes the evaluation function value, in this case, the rear wheel steering angle δ r . Perform the calculation.

(22)式に従う制御対象に対して、(24)式のような形の状態評価関数Jの値を最良とする操作量を求める問題は、最適制御問題として広く知られている問題であり、その数値解を算出するアルゴリズムが公知技術として開示されている。そのような公知文献の一つに、例えば「T. Ohtsuka, “A continuation /GMRES method for fast computation of nonlinear receding horizon control”, Automatica, vol.40, 563/574, 2004. 」がある。   The problem of obtaining the manipulated variable that optimizes the value of the state evaluation function J in the form as shown in the equation (24) for the control object according to the equation (22) is a problem that is widely known as an optimal control problem. An algorithm for calculating the numerical solution is disclosed as a known technique. One such known document is, for example, “T. Ohtsuka,“ A continuation / GMRES method for fast computation of nonlinear receding horizon control ”, Automatica, vol. 40, 563/574, 2004.”.

そこで、このような数値演算技術を用いて、支援制御量である後輪舵角δrの時刻tから時刻t+Tまでの時系列が算出される。実際の操作量の算出にあたっては、評価区間を適当なステップ数Nで分割して、各離散化ステップ時点における操作量の値を算出することになる。すなわち、 Therefore, using such a numerical calculation technique, a time series from the time t to the time t + T of the rear wheel steering angle δ r that is the support control amount is calculated. In calculating the actual operation amount, the evaluation interval is divided by an appropriate number of steps N, and the value of the operation amount at each discretization step is calculated. That is,

Figure 0004853068
というN成分からなる後輪舵角δr *の時系列が得られる。
Figure 0004853068
A time series of the rear wheel steering angle δ r * consisting of the N component is obtained.

ステップ6では、算出されたδr *をマイクロプロセッサ6の内部のバッファメモリ領域に格納する処理が行われて、マイクロプロセッサ6の処理が終了する。バッファメモリ領域に格納された操作量としての後輪舵角δr *の時系列は、後段の後輪操舵コントローラ7によって必要に応じて適宜読み出される。 In step 6, the calculated δ r * is stored in the buffer memory area inside the microprocessor 6, and the processing of the microprocessor 6 ends. The time series of the rear wheel steering angle δ r * as the operation amount stored in the buffer memory area is appropriately read by the rear wheel steering controller 7 as necessary.

この実施例1の場合、バッファメモリ領域に緊急時支援制御量がセットされると、後輪操舵コントローラ7が起動され、バッファメモリ領域の操舵指令値(後輪舵角指令値)をT/Nの時間周期で順番に読み込み、読み込まれた後輪舵角指令値を目標舵角として後輪操舵角のサーボ制御を実行する。   In the case of the first embodiment, when the emergency support control amount is set in the buffer memory area, the rear wheel steering controller 7 is activated, and the steering command value (rear wheel steering angle command value) in the buffer memory area is set to T / N. Are sequentially read, and the rear wheel steering angle servo control is executed with the read rear wheel steering angle command value as the target steering angle.

バッファメモリ領域にセットされた操作量が全て読み出された時点でサーボ制御が終了し、ドライバーが運転を行う通常走行の状態に復帰する。   When all the operation amounts set in the buffer memory area are read, the servo control is finished and the normal driving state in which the driver operates is restored.

図9は運転者操舵予測手段6Bによる予測に基づいて算出した前輪舵角時系列と、支援制御量算出手段6Cによって算出された後輪舵角の時系列の例の対応関係の一例を示している。   FIG. 9 shows an example of a correspondence relationship between an example of the front wheel steering angle time series calculated based on the prediction by the driver steering prediction means 6B and the time series of the rear wheel steering angle calculated by the support control amount calculation means 6C. Yes.

また、図10は前輪5Dのみを操舵した場合の車両軌跡、図11は前輪5Dと後輪9Dとを操舵した場合の車両軌跡をそれぞれ示す。図10に示すように、運転者の操作による前輪5Dのみの操舵の場合、操舵角が大きいために、障害物WOの回避には成功するものの、回避後の復帰挙動が間に合わずに道路境界RORである仕切り壁WAを回避できない車両挙動となっている。   FIG. 10 shows a vehicle locus when only the front wheel 5D is steered, and FIG. 11 shows a vehicle locus when the front wheel 5D and the rear wheel 9D are steered. As shown in FIG. 10, in the case of steering only the front wheels 5D by the driver's operation, the steering angle is large, so that the obstacle WO can be avoided successfully, but the return behavior after avoidance is not in time, and the road boundary ROR This is a vehicle behavior that cannot avoid the partition wall WA.

これに対して、後輪操舵を加えた場合、最初に前輪5Dと同方向に操舵することによって車両姿勢を保ち、前輪5Dの操舵方向が変わるよりも少し遅れて後輪9Dの操舵方向を反転させることによって、障害物WOの真横を通過するタイミングで前後逆相の操舵状態を形成して、車両姿勢を大きく変化させ、路外逸脱を防止する車両挙動が得られている。   On the other hand, when rear wheel steering is applied, the vehicle posture is maintained by first steering in the same direction as the front wheel 5D, and the steering direction of the rear wheel 9D is reversed slightly later than the steering direction of the front wheel 5D changes. As a result, a vehicle behavior is obtained in which a steering state in the reverse phase is formed at the timing of passing right next to the obstacle WO, the vehicle posture is greatly changed, and the deviation from the road is prevented.

図12は、この実施例2に係わる車両用支援制御装置に必要な構成要素の配置図である。   FIG. 12 is a layout diagram of components necessary for the vehicle support control apparatus according to the second embodiment.

この実施例2では、後輪9Dに駆動モータ9Gと自動制御が可能なブレーキアクチュエータ9Hとを備え、左右の後輪9Dそれぞれの制動力と駆動力を調整することができる構成となっている。   In the second embodiment, the rear wheel 9D is provided with a drive motor 9G and a brake actuator 9H capable of automatic control, and the braking force and driving force of the left and right rear wheels 9D can be adjusted.

これらの駆動モータ9Gとブレーキアクチュエータ9Hとを制動力差コントローラ7’によって制御することにより、後輪9Dに発生する駆動力又は制動力の左右の後輪9D間での差を生じさせ、左右の後輪9Dの駆動力差(制動力差)によって、車体にヨーモーメントを発生させ、緊急回避支援制御を行う構成となっている。その他の構成は実施例1と同様である。   By controlling the drive motor 9G and the brake actuator 9H by the braking force difference controller 7 ', a difference in driving force or braking force generated on the rear wheel 9D between the left and right rear wheels 9D is generated. The configuration is such that the yaw moment is generated in the vehicle body by the driving force difference (braking force difference) of the rear wheel 9D and emergency avoidance support control is performed. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

この実施例2では、緊急回避支援制御を後輪操舵にかえて左右制駆動力差で実行すること以外、実施例1とほぼ同じであり、マイクロプロセッサ6による処理も図20、図21に示すフローチャートに従って行われる。ただし、車両運動予測手段6Eの車両運動モデルを表す(12)から(19)式のうち、(17)式と(19)式とが下記の(30)式、(31)式に置換される。   The second embodiment is almost the same as the first embodiment except that the emergency avoidance support control is executed by the left / right braking / driving force difference in place of the rear wheel steering, and the processing by the microprocessor 6 is also shown in FIGS. This is done according to the flowchart. However, among the equations (12) to (19) representing the vehicle motion model of the vehicle motion prediction means 6E, the equations (17) and (19) are replaced with the following equations (30) and (31). .

Figure 0004853068
また、これに伴って、(24)式の状態評価関数Jを生成する(28)式で記述されていた評価式Lも、後輪舵角δrを評価する評価項wr・Lrに代わって、後輪左右制駆動力差を評価する評価項wu・Luが加わることになる。すなわち、評価式Lは次式のようになる。
Figure 0004853068
Accordingly, the evaluation expression L described in the expression (28) for generating the state evaluation function J of the expression (24) is also changed to the evaluation term w r · L r for evaluating the rear wheel steering angle δ r. Instead, an evaluation term w u · L u for evaluating the difference in the left / right braking / driving force of the rear wheels is added. That is, the evaluation formula L is as follows.

Figure 0004853068
ここで、wuは左右制駆動力差に対する評価重みを表すパラメータである。
Figure 0004853068
Here, w u is a parameter representing the evaluation weight for the left / right braking / driving force difference.

左右制駆動力差は、後輪操舵と同様に車両の姿勢を制御する作用があるので、図3の場面に適用した場合、実施例1と同様の効果を得ることができる。   Since the left / right braking / driving force difference has an action of controlling the attitude of the vehicle in the same manner as the rear wheel steering, the same effect as that of the first embodiment can be obtained when applied to the scene of FIG.

図13ないし図15は、この実施例3に係わる車両用支援制御装置を説明するための図である。   FIGS. 13 to 15 are diagrams for explaining the vehicle support control apparatus according to the third embodiment.

図13において、5Gは電磁クラッチ、5Hは前輪操舵モータである。ステアリングホイール5Bと前輪操舵機構5Cとが電磁クラッチ5Gによって連結され、電磁クラッチ5Gによる連結時は、実施例1と同様にステアリングホイール5Bの回転角度に応じて前輪操舵角が操舵される構成となっているが、電磁クラッチ5Gを切り離すと、前輪操舵モータ5Hを駆動することによって、運転者のステアリング操作とは独立して前輪操舵角を制御できるようにしたものである。   In FIG. 13, 5G is an electromagnetic clutch, and 5H is a front wheel steering motor. The steering wheel 5B and the front wheel steering mechanism 5C are connected by an electromagnetic clutch 5G, and when the electromagnetic clutch 5G is connected, the front wheel steering angle is steered according to the rotation angle of the steering wheel 5B as in the first embodiment. However, when the electromagnetic clutch 5G is disengaged, the front wheel steering angle can be controlled independently of the driver's steering operation by driving the front wheel steering motor 5H.

これに対応させて、前輪5Dを自動制御するための前輪操舵角コントローラ5Jと前輪操舵角センサ5Mとが車両10に設けられている。   Correspondingly, the vehicle 10 is provided with a front wheel steering angle controller 5J and a front wheel steering angle sensor 5M for automatically controlling the front wheels 5D.

この実施例3のマイクロプロセッサ6の処理を図22に示すフローチャートに従って説明する。   The processing of the microprocessor 6 according to the third embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

マイクロプロセッサ6は、角センサからの信号の読み込みと処理を行う(S.1’)。このステップS.1’の処理は実施例1の処理と同じ処理である。   The microprocessor 6 reads and processes a signal from the angle sensor (S.1 '). This step S.I. The process 1 'is the same as the process in the first embodiment.

マイクロプロセッサ6は、ついで、支援制御の必要性を判定する(S.2’)。このステップS.2の処理も実施例1と同様であり、、例えば(2)、(3)式が両方とも成立した場合に支援制御が必要であると判定し、そうでない場合には支援制御は不要であると判定する。   Next, the microprocessor 6 determines the necessity of support control (S.2 '). This step S.I. The processing of 2 is the same as that of the first embodiment. For example, when both the expressions (2) and (3) are established, it is determined that the assistance control is necessary. Otherwise, the assistance control is unnecessary. Is determined.

マイクロプロセッサ6は、支援制御が必要であると判定した場合、支援制御の実行状態を記録する支援制御実行フラグをONにしたうえで、ステップS.3’からステップS.8’までの処理を順次実行する。これらの処理のうち、ステップS.3’の処理とステップS.4’の処理とは、実施例1と同じ処理である。   When the microprocessor 6 determines that the support control is necessary, the microprocessor 6 turns on the support control execution flag for recording the execution state of the support control, and then performs step S.E. 3 'to step S.1. Processes up to 8 'are sequentially executed. Of these processes, step S.E. 3 'and step S.3. The process 4 'is the same process as in the first embodiment.

ステップS.5’の処理も、基本的には実施例1の計算方法と同様の計算方法に基づいて支援制御量を算出するが、この実施例では運転者による前輪操舵を補正するように支援制御を実行する構成となっているので、車両運動予測手段6Eと状態評価関数Jをそのような構成に合わせた設定とする。具体的には、実施例1において用いられた車両運動モデルを表す(12)から(19)式のうち、(18)式が以下の(34)式に、(19)式が(31)式に置換される。   Step S. In the process 5 ′, the assistance control amount is basically calculated based on a calculation method similar to the calculation method of the first embodiment. In this embodiment, the assistance control is executed so as to correct the front wheel steering by the driver. Therefore, the vehicle motion prediction means 6E and the state evaluation function J are set according to such a configuration. Specifically, among the equations (12) to (19) representing the vehicle motion model used in the first embodiment, the equation (18) is the following equation (34), and the equation (19) is the equation (31). Is replaced by

Figure 0004853068
ただし、δf pは運転者操舵予測手段6Bによって算出されたステアリング角度に基づいて(23)式によって算出される前輪操舵角の予測値、δf uは緊急支援制御による前輪舵角の補正量を表す。
Figure 0004853068
However, δ f p is a predicted value of the front wheel steering angle calculated by the equation (23) based on the steering angle calculated by the driver steering prediction means 6B, and δ f u is a correction amount of the front wheel steering angle by the emergency support control. Represents.

また、これに伴って、(24)式の状態評価関数Jを生成する(28)式の評価式Lについても、後輪舵角を評価する評価項に代わって前輪舵角補正量を評価する評価項が加わることになる。
すなわち、評価式Lは次式のようになる。
Accordingly, the front wheel rudder angle correction amount is also evaluated in place of the evaluation term for evaluating the rear wheel rudder angle with respect to the evaluation formula L of formula (28) for generating the state evaluation function J of formula (24). An evaluation term will be added.
That is, the evaluation formula L is as follows.

Figure 0004853068
ここで、wfは前輪舵角補正量に対する評価重み付けを意味するパラメータである。
Figure 0004853068
Here, w f is a parameter that means evaluation weighting for the front wheel steering angle correction amount.

これらの設定により、最適化計算用のアルゴリズムを用いることにより、実施例1の(29)式に相当する前輪舵角補正量の時系列δf u*が得られる。従って、運転者操舵予測手段6Bによって算出した時系列δf pと足し合わせることによって、前輪操舵角の時系列が次式から得られる。 With these settings, the time series δ f u * of the front wheel steering angle correction amount corresponding to the expression (29) of the first embodiment is obtained by using the algorithm for optimization calculation. Therefore, by adding the time series δ f p calculated by the driver steering prediction means 6B, the time series of the front wheel steering angle is obtained from the following equation.

Figure 0004853068
マイクロプロセッサ6は、以前にバッファメモリに記録された制御量の有無に関係なく、バッファメモリの内容をクリアしたうえで、ステップS.5’において算出された前輪舵角補正量の時系列(37)式をバッファメモリに記録する(S.6’)。
Figure 0004853068
The microprocessor 6 clears the contents of the buffer memory regardless of the presence or absence of the control amount previously recorded in the buffer memory. The time series expression (37) of the front wheel steering angle correction amount calculated in 5 ′ is recorded in the buffer memory (S.6 ′).

ついで、マイクロプロセッサ6は、バッファメモリの先頭に記録されている前輪操舵角の指令値を前輪操舵角コントローラ5Jに出力し、前輪操舵角コントローラ5Jは指令値を受け取って指令値を実現するべく制御を実行する。   Then, the microprocessor 6 outputs the front wheel steering angle command value recorded at the head of the buffer memory to the front wheel steering angle controller 5J, and the front wheel steering angle controller 5J receives the command value and performs control to realize the command value. Execute.

マイクロプロセッサ6は、ついで、バッファメモリの先頭指令値をバッファメモリから削除し、2番目以降の指令値を先頭方向にシフトする操作を行う。これによって、2番目の位置に記録されていた指令値が先頭指令値となる。なお、バッファメモリの最後尾には指令値「0」が記録されている。   Next, the microprocessor 6 deletes the head command value in the buffer memory from the buffer memory and shifts the second and subsequent command values in the head direction. As a result, the command value recorded at the second position becomes the head command value. A command value “0” is recorded at the end of the buffer memory.

マイクロプロセッサ2は、緊急支援制御が不要であると判定した場合には、ステップS.9’において現在、緊急支援制御を実行中であるか否かを支援制御実行フラグの値から判定する。   If the microprocessor 2 determines that the emergency support control is not necessary, the microprocessor 2 performs step S.1. In 9 ', it is determined from the value of the assistance control execution flag whether or not emergency assistance control is currently being executed.

マイクロプロセッサ2は、支援制御を実行していないと判断した場合、ステップS.12’において支援制御実行フラグをOFFにしたまま処理を終了する。支援制御を実行していると判定した場合、ステップS.10’に移行する。   When the microprocessor 2 determines that the support control is not being executed, the microprocessor 2 performs step S.1. In 12 ', the process is ended while the support control execution flag is OFF. If it is determined that the assist control is being executed, step S. 10 '.

マイクロプロセッサ2は、ステップS.10’において、バッファメモリの内容をチェックし、バッファメモリが空であるか否か、すなわち、バッファメモリの全ての指令値が「0」であるか否かを判断し、バッファメモリの全ての指令値が「0」であるときには、必要な支援制御が終了したものとして、ステップS.12’に移行して支援制御実行フラグをOFFにして処理を終了する。   The microprocessor 2 performs step S.1. At 10 ', the contents of the buffer memory are checked to determine whether or not the buffer memory is empty, that is, whether or not all command values in the buffer memory are "0". When the value is “0”, it is determined that the necessary support control has been completed, and step S. Then, the process proceeds to 12 'and the support control execution flag is turned OFF to end the process.

マイクロプロセッサ2は、バッファメモリに指令値として「0」以外の指令値が残存している場合、制御を続行するためバッファメモリの内容を保持して(S.11’)、ステップS.7’に移行し、残存する指令値を順次実行する処理を続ける。   When a command value other than “0” remains as a command value in the buffer memory, the microprocessor 2 holds the contents of the buffer memory in order to continue control (S.11 ′). The process proceeds to 7 'and the process of sequentially executing the remaining command values is continued.

図3に示す場面にこの実施例3を適用した場合の結果の前輪操舵角の一例を図14に示し、図13に示す前輪操舵角の補正を行った場合の車両運動軌跡を図15に示す。   FIG. 14 shows an example of the front wheel steering angle when the third embodiment is applied to the scene shown in FIG. 3, and FIG. 15 shows the vehicle motion trajectory when the front wheel steering angle shown in FIG. 13 is corrected. .

図14において、破線は運転者の操舵に従った場合の操舵角であり、実線は緊急支援制御を実行して、運転者の操舵に補正を加えた場合の操舵角である。   In FIG. 14, the broken line is the steering angle when following the driver's steering, and the solid line is the steering angle when correcting the driver's steering by executing emergency support control.

この図14において、運転者の操舵角に較べて、緊急支援制御の操舵角が小さくなっており、運転者の過剰な操舵を抑制する方向に前輪操舵角の補正が行われている。その結果、補正を行わない場合には図11に示すように路外逸脱に至る結果が予想されるのに対し、緊急支援制御実行の場合には、図15に示すように、自車NSが路外逸脱に至ることのない回避経路となっている。   In FIG. 14, the steering angle of the emergency support control is smaller than the steering angle of the driver, and the front wheel steering angle is corrected in a direction that suppresses excessive steering by the driver. As a result, when correction is not performed, a result that leads to an out-of-road departure is expected as shown in FIG. 11, whereas in the case of emergency support control execution, as shown in FIG. It is an avoidance route that does not lead to off-road departure.

この実施例3では、既述したように制御周期毎に指令値の時系列を更新する構成となっているので、このように制御周期毎に、指令値の時系列を更新する構成とすると、運転者の操舵予測や障害物の移動予測が当初の予測からはずれた場合でも、最新の予測に基づき適切な指令値の算出を行うことができる。   In the third embodiment, since the time series of the command value is updated every control cycle as described above, the time series of the command value is updated every control cycle as described above. Even when the driver's steering prediction or the obstacle movement prediction deviates from the initial prediction, an appropriate command value can be calculated based on the latest prediction.

図16ないし図19は、実施例4に係わる車両用支援制御装置を説明するための図である。   FIGS. 16 to 19 are diagrams for explaining the vehicle support control apparatus according to the fourth embodiment.

この実施例4に係わる車両用支援制御装置のハードウェアの構成には、実施例1の図1に示す配備構造のものを用いる。   As the hardware configuration of the vehicle support control apparatus according to the fourth embodiment, the configuration of the deployment structure shown in FIG.

図16は、実施例4に係わる制御系のブロック図を示している。この実施例4では、ステアリング角度センサ5の検出出力がマイクロプロセッサ6と後輪操舵コントローラ7とに入力されている。運転者操舵予測手段6Bは車両運動予測手段6E’と運転者操舵評価関数生成手段6F’とを含むように拡張されている。   FIG. 16 is a block diagram of a control system according to the fourth embodiment. In the fourth embodiment, the detection output of the steering angle sensor 5 is input to the microprocessor 6 and the rear wheel steering controller 7. The driver steering prediction means 6B is expanded to include a vehicle motion prediction means 6E 'and a driver steering evaluation function generation means 6F'.

図17は、制御系の信号系統をブロック線図で示している。   FIG. 17 is a block diagram showing the signal system of the control system.

実施例1では、前輪5Dは運転者のステアリング操作で操舵され、後輪9Dは支援制御量算出手段6Cによって算出された操舵指令値に基づいて操舵される構成となっていたが、この実施例4では緊急回避のための支援を必要としない通常の走行状態においても、運転者のステアリング操作に応じて前輪5Dだけではなく後輪9Dも操舵される構成となっている。   In the first embodiment, the front wheels 5D are steered by the driver's steering operation, and the rear wheels 9D are steered based on the steering command value calculated by the assist control amount calculation means 6C. 4, not only the front wheels 5D but also the rear wheels 9D are steered in accordance with the driver's steering operation even in a normal driving state that does not require emergency avoidance assistance.

緊急回避のための支援を行う場合、通常走行時の操舵指令値に支援制御量算出手段6Cで算出された指令値が重畳されて後輪9Dが操舵される。すなわち、実施例1と比較してこの実施例4では、緊急支援時のみではなく通常の走行時においても、後輪操舵制御を実行している。   When providing assistance for emergency avoidance, the rear wheel 9D is steered by superimposing the command value calculated by the assist control amount calculation means 6C on the steering command value during normal driving. That is, in the fourth embodiment, compared with the first embodiment, the rear wheel steering control is executed not only during emergency support but also during normal travel.

運転者のステアリング操作に連動した後輪操舵の制御則として、各種の方法が公知技術としてあり、この実施例の通常走行時の制御則には、そのような公知技術の中から適当な技術を選ぶことができる。   Various methods are known as rear wheel steering control laws that are linked to the steering operation of the driver, and appropriate control techniques from among such known technologies are used as the control laws during normal driving in this embodiment. You can choose.

利用可能な公知技術としては、例えば、「伊藤、藤代、川邊、金井、越智:“四輪操舵車の新しい制御法”、計測自動制御学会論文集、Vol.23、No.8、pp.828-834 (1987)」がある。   For example, “Ito, Fujishiro, Kawamata, Kanai, Ochi:“ New Control Method for Four-wheel Steering Vehicle ”, Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers, Vol.23, No.8, pp.828 -834 (1987) ".

これらの公知技術を含め、後輪操舵の制御則はステアリング角度を入力とし、ヨーレートや車両速度信号をフィードバックして、後輪舵角を出力とする構成をとることになるので、制御則は一般に、   Including these known techniques, the control law for rear wheel steering is configured to take the steering angle as input, feed back the yaw rate and vehicle speed signal, and output the rear wheel steering angle. ,

Figure 0004853068
という式で表される。ここで、xcは後輪操舵制御則の状態量、g、hは制御則を表す関数である。
Figure 0004853068
It is expressed by the formula. Here, xc is a state quantity of the rear wheel steering control law, and g and h are functions representing the control law.

この実施例4においては、通常回避走行時は(38)、(39)式の制御則に基づいて後輪9Dを操舵し、緊急支援制御が必要であると判定した場合には、(38)式、(39)式の制御則を補正する制御量を支援制御量算出手段6Cによって算出し、下記の式   In the fourth embodiment, during normal avoidance traveling, the rear wheel 9D is steered based on the control law of the equations (38) and (39), and it is determined that emergency support control is necessary (38) The control amount for correcting the control law of the equation (39) is calculated by the support control amount calculation means 6C, and the following equation is calculated:

Figure 0004853068
を最終的な後輪操舵角として実現するという制御を実施する。
Figure 0004853068
Is implemented as the final rear wheel steering angle.

支援制御量算出のためのマイクロプロセッサ6の処理自体は実施例と1ほぼ同じであり、図21および図22のフローチャートに従って処理が行われる。ただし、車両運動予測手段6Eの車両運動モデルは、(22)、(23)、(38)、(39)、(40)式を連立して得られる次式のモデルに変更される。   The processing itself of the microprocessor 6 for calculating the support control amount is almost the same as that of the embodiment, and the processing is performed according to the flowcharts of FIGS. However, the vehicle motion model of the vehicle motion prediction means 6E is changed to the following equation model obtained by combining the equations (22), (23), (38), (39), and (40).

Figure 0004853068
ただし、
Figure 0004853068
However,

Figure 0004853068
である。
Figure 0004853068
It is.

θsは運転者操舵予測手段6Bで算出される運転者操舵パターンの時系列である。   θs is a time series of the driver steering pattern calculated by the driver steering prediction means 6B.

また、これに伴って後輪舵角を評価する評価項(27)式が、補正量δr uを評価する以下の評価式に置換される。 The evaluation section (27) for evaluating the rear wheel steering angle Accompanying this is replaced with the following evaluation formula for evaluating the correction amount [delta] r u.

Figure 0004853068
また、この実施例4では、図21に示すステップS.4の運転者操舵パターンの予測を、支援制御量算出手段6Cと同様の最適化演算に基づいて算出する。すなわち、θsを以下の最適化問題を解くことによって得る。
Figure 0004853068
In the fourth embodiment, step S. shown in FIG. 4 of the driver steering pattern is calculated based on the same optimization calculation as the assist control amount calculation means 6C. That is, θ s is obtained by solving the following optimization problem.

Figure 0004853068
ただし、wp’、WR’は、 それぞれ(25)、(26)式の評価項に対する評価重み付けを表すパラメータである。また、wθは下記に示す評価項に対する評価重み付けである。
Figure 0004853068
However, w p ′ and W R ′ are parameters representing the evaluation weights for the evaluation terms of the expressions (25) and (26), respectively. Further, wθ is an evaluation weight for the evaluation term shown below.

以上のように導入した後輪操舵制御則と運転者操舵予測を図3の場面に適用して得られた操舵の一例を図18に示す。この図18では、通常時の後輪操舵制御則は、車両の旋回性能が向上するように設定され、後輪9Dを前輪5Dとは逆相に切って、初期の旋回速度を高める結果が得られている。実施例1と同様に、運転者がステアリングをθsまで操作して前輪舵角がδfまで到達するパターンでは、図10に示すと同じように路外逸脱するような走行軌跡となることが予想される。 FIG. 18 shows an example of steering obtained by applying the rear wheel steering control law and the driver steering prediction introduced as described above to the scene of FIG. In FIG. 18, the normal rear wheel steering control law is set to improve the turning performance of the vehicle, and the result is that the rear wheel 9D is turned in the opposite phase to the front wheel 5D and the initial turning speed is increased. It has been. As in Example 1, in the pattern the driver front wheel steering angle by the steering until θs reaches the [delta] f, expected to be traveling locus as equally to road departure that shown in FIG. 10 Is done.

これに対して、緊急支援制御量を算出して後輪操舵角を補正した結果の一例が図19に示されている。通常時の制御則によって前輪5Dと逆相方向に操舵していた後輪9Dをすみやかに前輪5Dと同相方向に修正することによって、車両姿勢を安定させことにより、図11に示すと同様に障害物WOの回避と路外逸脱の防止とを両立する操作量が得られている。   On the other hand, FIG. 19 shows an example of the result of calculating the emergency support control amount and correcting the rear wheel steering angle. As shown in FIG. 11, the rear wheel 9D steered in the opposite phase direction to the front wheel 5D according to the normal control law is immediately corrected in the same phase direction as the front wheel 5D, thereby stabilizing the vehicle posture. An operation amount that achieves both avoidance of the object WO and prevention of deviation from the road is obtained.

この実施例4では、通常回避走行時、緊急支援時、運転者の操舵に加えて後輪操舵を用いる方法を示したが、運転者の操舵に加えて後輪9Dの左右駆動力(制動力)差により、車体にヨーモーメントを発生させる方法を用いても良い。   In the fourth embodiment, the method of using the rear wheel steering in addition to the driver's steering is shown in the normal avoidance traveling, the emergency support, and the left and right driving force (braking force) of the rear wheel 9D in addition to the driver's steering. ) Depending on the difference, a method of generating a yaw moment in the vehicle body may be used.

なお、以上説明した実施例1ないし実施例4では、(2)式〜(4)式が全て成立した場合に、緊急支援を開始させているが、運転者操舵予測時系列に従って自車NSを運転した場合に、自車NSと障害物WO(又は道路境界ROR、ROL)との距離が所定距離よりも小さい場合に、緊急支援の制御開始をさせても良い。   In the first to fourth embodiments described above, emergency support is started when all of the formulas (2) to (4) are established, but the host vehicle NS is changed according to the driver steering prediction time series. When driving, if the distance between the vehicle NS and the obstacle WO (or road boundary ROR, ROL) is smaller than a predetermined distance, the emergency support control may be started.

本発明の実施例1に係わる緊急支援制御装置の配備状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the deployment state of the emergency assistance control apparatus concerning Example 1 of this invention. 図1に示す緊急支援制御装置の機能を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the function of the emergency assistance control apparatus shown in FIG. 図1に示す緊急支援制御装置の適用場面の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the application scene of the emergency assistance control apparatus shown in FIG. 図3に示す適用場面に自車状態量の定義のための座標系を設定した状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which set the coordinate system for the definition of the own vehicle state quantity to the application scene shown in FIG. 実施例1の運転者操舵予測の原形となる操舵パターンを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the steering pattern used as the original form of the driver | operator steering prediction of Example 1. FIG. 実施例1の運転者操舵予測の予測結果の操舵予測時系列を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the steering prediction time series of the prediction result of the driver | operator steering prediction of Example 1. FIG. 車両運動モデルのタイヤ横力の関数形状の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the functional shape of the tire lateral force of a vehicle motion model. 図3に示す障害物と道路境界とから生成される状態評価関数の形状の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the shape of the state evaluation function produced | generated from the obstruction shown in FIG. 3, and a road boundary. 図2に示す運転者操舵予測手段に基づいて算出された前輪操舵時系列と最適支援制御量算出手段で算出された後輪操舵時系列の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a front wheel steering time series calculated based on a driver steering prediction means shown in FIG. 2 and a rear wheel steering time series calculated by an optimum support control amount calculating means. 実施例1の前輪操舵のみを行った場合の車両運動軌跡の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the vehicle movement locus | trajectory at the time of performing only the front-wheel steering of Example 1. FIG. 実施例1の前輪操舵に加えて後輪操舵を行った場合の車両運動軌跡の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the vehicle movement locus | trajectory at the time of performing rear-wheel steering in addition to the front-wheel steering of Example 1. FIG. 本発明の実施例2に係わる緊急支援制御装置の配備状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the deployment state of the emergency assistance control apparatus concerning Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係わる緊急支援制御装置の配備状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the deployment state of the emergency assistance control apparatus concerning Example 3 of this invention. 実施例3の運転者操舵予測手段に基づいて算出された前輪操舵時系列と支援制御量算出手段で算出された補正量を加えた場合の前輪操舵角時系列を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a front wheel steering angle time series when a front wheel steering time series calculated based on a driver steering prediction unit according to a third embodiment and a correction amount calculated by a support control amount calculation unit are added. 実施例3の前輪操舵を補正した場合の車両運動軌跡の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the vehicle movement locus | trajectory at the time of correct | amending the front-wheel steering of Example 3. FIG. 本発明の実施例4の緊急支援制御装置の機能を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the function of the emergency assistance control apparatus of Example 4 of this invention. 実施例4の制御系の信号系統のブロック線図である。FIG. 10 is a block diagram of a signal system of a control system according to a fourth embodiment. 実施例4の運転者操舵予測手段によって算出された前輪操舵角の時系列と予想された操舵パターンを実行した場合の後輪操舵角の時系列を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating a time series of front wheel steering angles calculated by a driver steering prediction unit according to a fourth embodiment and a time series of rear wheel steering angles when an estimated steering pattern is executed. 実施例4の後輪操舵角に支援制御量算出手段で算出された補正量を加えた場合の後輪操舵角時系列を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a rear wheel steering angle time series when a correction amount calculated by the assist control amount calculating means is added to the rear wheel steering angle of the fourth embodiment. 本発明の実施例1のマイクロプロセッサの処理フローチャートである。It is a process flowchart of the microprocessor of Example 1 of this invention. 図21のステップS.1の処理の詳細な手順を示すフローチャートである。Step S. of FIG. 3 is a flowchart showing a detailed procedure of processing 1. 本発明の実施例3のマイクロプロセッサによる処理フローチャートである。It is a process flowchart by the microprocessor of Example 3 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

6…マイクロプロセッサ(緊急時障害物回避手段)
10D…通常時車両操舵手段
6 ... Microprocessor (Emergency obstacle avoidance means)
10D: Vehicle steering means during normal operation

Claims (10)

自車前方に位置する障害物と自車前方の道路境界を含めて自車前方の道路状況を検出する前方状況検出手段と、自車の走行状態を検出する自車走行状態検出手段と、運転者の操舵量を検出する操舵量検出手段と、前記運転者の操舵量に応じて車両の操舵系を駆動する通常時車両操舵手段と、前記運転者の前記通常時車両操舵手段による回避制御によっては前記障害物を回避し切れないと判断したときに前記障害物の回避指令を行う緊急時障害物回避手段とを備え、
該緊急時障害物回避手段は、前記前方状況検出手段により検出された障害物の位置と前記自車走行状態検出手段により検出された自車両の走行状態とに基づいて前記通常時車両操舵手段による回避制御によって前記障害物の回避が可能か否かを判断する緊急支援必要性判定手段と、前記緊急支援必要性判定手段に基づき緊急支援が必要であると判断された時点である現在時刻から所定時間経過後の経過時刻までに前記運転者が実行すると予想される操舵の時系列を算出する運転者操舵予測手段と、前記緊急支援必要性判定手段によって緊急支援が必要と判定されたときに前記障害物回避を行うための緊急時支援制御量を算出する支援制御量算出手段と、該支援制御量算出手段により得られた緊急時支援制御量に基づき緊急時に車輪を制御する緊急時車輪制御手段とを備え、
前記支援制御量算出手段は、前記運転者操舵予測手段による操舵の時系列に基づいて緊急支援時の車両運動を予測する車両運動予測手段と、前記現在時刻から所定時間経過後の経過時刻までの間の車両運動の予測結果と前記障害物との関係から提供される障害物の回避リスク状態を評価するための状態評価関数を生成する状態評価関数生成手段と、前記通常時車両操舵手段と協働して決定される車両走行軌跡の回避リスク状態が適正となるように前記状態評価関数に基づき前記緊急時支援制御量を算出する算出手段とを備え、
前記運転者操舵予測手段は、予め定められた複数個の操舵パターンを有し、前記現在時刻における操舵量と前記運転者の現在時刻における操舵速度とに基づき前記複数個の操舵パターンの中から操舵パターンを選択することによって運転者操舵予測時系列を生成することを特徴とする車両用支援制御装置。
A front condition detecting means for detecting a road condition in front of the own vehicle including an obstacle located in front of the own vehicle and a road boundary in front of the own vehicle; a driving condition detecting means for detecting the driving condition of the own vehicle; and driving Steering amount detection means for detecting the steering amount of the driver, normal time vehicle steering means for driving the steering system of the vehicle according to the steering amount of the driver, and avoidance control by the normal time vehicle steering means of the driver Comprises emergency obstacle avoiding means for issuing an instruction to avoid the obstacle when it is determined that the obstacle cannot be avoided.
The emergency obstacle avoidance means is based on the normal vehicle steering means based on the position of the obstacle detected by the forward situation detection means and the running state of the host vehicle detected by the own vehicle running state detection means. The emergency support necessity determination means for determining whether or not the obstacle can be avoided by avoidance control, and a predetermined time from the current time when it is determined that emergency support is required based on the emergency support necessity determination means A driver steering prediction means for calculating a time series of steering expected to be executed by the driver by an elapsed time after the elapse of time, and the emergency support necessity determination means when the emergency support is determined to be necessary Assistance control amount calculation means for calculating an emergency assistance control amount for avoiding obstacles, and wheels in an emergency based on the emergency assistance control amount obtained by the assistance control amount calculation means And a Kyuji wheel control means,
The assist control amount calculation means includes vehicle motion prediction means for predicting vehicle motion at the time of emergency support based on a time series of steering by the driver steering prediction means, and from the current time to an elapsed time after elapse of a predetermined time. A state evaluation function generating means for generating a state evaluation function for evaluating an obstacle avoidance risk state provided from a relationship between the prediction result of the vehicle motion between the vehicle and the obstacle, and the normal vehicle steering means. Calculation means for calculating the emergency assistance control amount based on the state evaluation function so that the avoidance risk state of the vehicle travel locus determined by working is appropriate ,
The driver steering prediction means has a plurality of predetermined steering patterns, and steers from the plurality of steering patterns based on the steering amount at the current time and the steering speed of the driver at the current time. A vehicle assistance control device that generates a driver steering prediction time series by selecting a pattern .
自車前方に位置する障害物と自車前方の道路境界を含めて自車前方の道路状況を検出する前方状況検出手段と、自車の走行状態を検出する自車走行状態検出手段と、運転者の操舵量を検出する操舵量検出手段と、前記運転者の操舵量に応じて車両の操舵系を駆動する通常時車両操舵手段と、前記運転者の前記通常時車両操舵手段による回避制御によっては前記障害物を回避し切れないと判断したときに前記障害物の回避指令を行う緊急時障害物回避手段とを備え、
該緊急時障害物回避手段は、前記前方状況検出手段により検出された障害物の位置と前記自車走行状態検出手段により検出された自車両の走行状態とに基づいて前記通常時車両操舵手段による回避制御によって前記障害物の回避が可能か否かを判断する緊急支援必要性判定手段と、前記緊急支援必要性判定手段に基づき緊急支援が必要であると判断された時点である現在時刻から所定時間経過後の経過時刻までに前記運転者が実行すると予想される操舵の時系列を算出する運転者操舵予測手段と、前記緊急支援必要性判定手段によって緊急支援が必要と判定されたときに前記障害物回避を行うための緊急時支援制御量を算出する支援制御量算出手段と、該支援制御量算出手段により得られた緊急時支援制御量に基づき緊急時に車輪を制御する緊急時車輪制御手段とを備え、
前記支援制御量算出手段は、前記運転者操舵予測手段による操舵の時系列に基づいて緊急支援時の車両運動を予測する車両運動予測手段と、前記現在時刻から所定時間経過後の経過時刻までの間の車両運動の予測結果と前記障害物との関係から提供される障害物の回避リスク状態を評価するための状態評価関数を生成する状態評価関数生成手段と、前記通常時車両操舵手段と協働して決定される車両走行軌跡の回避リスク状態が適正となるように前記状態評価関数に基づき前記緊急時支援制御量を算出する算出手段とを備え、
前記運転者操舵予測手段は、前記現在時刻から所定時間経過後までの間に加える操舵の結果として発生する車両運動の状態を評価する状態評価関数を生成する状態評価関数生成手段とを備えていることを特徴とする車両用支援制御装置。
A front condition detecting means for detecting a road condition in front of the own vehicle including an obstacle located in front of the own vehicle and a road boundary in front of the own vehicle; a driving condition detecting means for detecting the driving condition of the own vehicle; and driving Steering amount detection means for detecting the steering amount of the driver, normal time vehicle steering means for driving the steering system of the vehicle according to the steering amount of the driver, and avoidance control by the normal time vehicle steering means of the driver Comprises emergency obstacle avoiding means for issuing an instruction to avoid the obstacle when it is determined that the obstacle cannot be avoided.
The emergency obstacle avoidance means is based on the normal vehicle steering means based on the position of the obstacle detected by the forward situation detection means and the running state of the host vehicle detected by the own vehicle running state detection means. The emergency support necessity determination means for determining whether or not the obstacle can be avoided by avoidance control, and a predetermined time from the current time when it is determined that emergency support is required based on the emergency support necessity determination means A driver steering prediction means for calculating a time series of steering expected to be executed by the driver by an elapsed time after the elapse of time, and the emergency support necessity determination means when the emergency support is determined to be necessary Assistance control amount calculation means for calculating an emergency assistance control amount for avoiding obstacles, and wheels in an emergency based on the emergency assistance control amount obtained by the assistance control amount calculation means And a Kyuji wheel control means,
The assist control amount calculation means includes vehicle motion prediction means for predicting vehicle motion at the time of emergency support based on a time series of steering by the driver steering prediction means, and from the current time to an elapsed time after elapse of a predetermined time. A state evaluation function generating means for generating a state evaluation function for evaluating an obstacle avoidance risk state provided from a relationship between the prediction result of the vehicle motion between the vehicle and the obstacle, and the normal vehicle steering means. Calculation means for calculating the emergency assistance control amount based on the state evaluation function so that the avoidance risk state of the vehicle travel locus determined by working is appropriate,
The driver steering prediction means includes state evaluation function generation means for generating a state evaluation function for evaluating a state of vehicle motion generated as a result of steering applied between the current time and after a predetermined time has elapsed. A vehicle support control device characterized by the above.
前記緊急時障害物回避手段は、前記障害物の移動軌跡を予測する障害物移動軌跡予測手段を備え、前記状態評価関数は前記障害物の移動軌跡を含み、前記緊急時支援制御量は前記障害物の移動軌跡を考慮して決定されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両用支援制御装置。 The emergency obstacle avoidance means includes obstacle movement trajectory prediction means for predicting a movement trajectory of the obstacle, the state evaluation function includes the movement trajectory of the obstacle, and the emergency support control amount is the obstacle The vehicle support control apparatus according to claim 1 , wherein the vehicle support control apparatus is determined in consideration of an object movement trajectory. 前記通常時車両操舵手段は、前記運転者の操舵量に比例して前輪を転舵する構造であり、前記緊急時車輪制御手段は左右の後輪の操舵を行う構造であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両用支援制御装置。 The normal vehicle steering means is configured to steer front wheels in proportion to the steering amount of the driver, and the emergency wheel control means is configured to steer left and right rear wheels. The vehicle support control device according to claim 1 . 前記通常時車両転舵手段は、前記運転者の操舵量に比例して前輪を転舵する構造であり、前記緊急時車輪制御手段は左右の後輪の制動力の差に基づき後輪を制御する構造であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両用支援制御装置。 The normal vehicle steering means is configured to steer front wheels in proportion to the steering amount of the driver, and the emergency wheel control means controls the rear wheels based on the difference in braking force between the left and right rear wheels. The vehicle support control device according to claim 1 , wherein the vehicle support control device is a structure to support the vehicle. 前記通常時車両操舵手段は、前記運転者の操舵量に比例して前輪を転舵する構造であり、前記緊急時車輪制御手段は前記通常時車両操舵手段の操舵量に対応する操舵角に補正を加える構造であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両用支援制御装置。 The normal vehicle steering means is configured to steer front wheels in proportion to the steering amount of the driver, and the emergency wheel control means is corrected to a steering angle corresponding to the steering amount of the normal vehicle steering means. The vehicle support control device according to claim 1 , wherein the vehicle support control device has a structure to which a vehicle is added. 前記通常時車両操舵手段は、前記運転者の操舵量に比例して前輪を転舵すると共に後輪の操舵量又は後輪の制動力の差を発生させる構造であり、前記緊急時車輪制御手段は左右の後輪の操舵を行う構造又は左右の後輪の制動力の差に基づき後輪を制御する構造であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両用支援制御装置。 The normal vehicle steering means is configured to steer the front wheels in proportion to the steering amount of the driver and to generate a difference between the steering amount of the rear wheels or the braking force of the rear wheels, and the emergency wheel control means 3. The vehicle support control device according to claim 1 , wherein the vehicle is a structure for steering the left and right rear wheels or a structure for controlling the rear wheels based on a difference in braking force between the left and right rear wheels. . 前記緊急支援必要性判定手段は、前記自車両と該自車両の前方に存在する障害物までの相対位置と前記自車両に対する前記障害物の相対速度と運転者の操舵量と運転者の操舵速度とが所定の条件を満たした場合に、緊急支援を開始させることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両用支援制御装置。 The emergency support necessity determination means includes a relative position between the host vehicle and an obstacle existing ahead of the host vehicle, a relative speed of the obstacle with respect to the host vehicle, a steering amount of the driver, and a steering speed of the driver. The vehicle support control device according to claim 1 or 2 , wherein emergency support is started when and satisfy a predetermined condition. 前記緊急支援必要性判定手段は、前記運転者操舵予測時系列に従って自車を運転した場合に自車と障害物との距離が所定値以下又は自車と道路境界との距離が所定値以下の場合に、緊急支援を開始させることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両用支援制御装置。 The emergency support necessity determining means, when driving the vehicle according to the driver steering prediction time series, the distance between the vehicle and the obstacle is less than a predetermined value or the distance between the vehicle and the road boundary is less than a predetermined value In this case, emergency support is started, and the vehicle support control device according to claim 1 or 2 . 緊急支援開始後に、所定時間間隔毎に支援制御量の算出を繰り返し、支援制御量を更新して更新された支援制御量を目標値として、緊急支援を行うことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両用支援制御装置。 After emergency assistance initiated a predetermined time repeatedly calculating the assist control amount for each interval, as a target value of the assist control amount that is updated by updating the assist control amount, according to claim 1 or claim, characterized in that an emergency assistance Item 3. The vehicle support control device according to Item 2 .
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