JP4853365B2 - Vehicle rollover risk determination device - Google Patents
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Description
本発明は、車両の横転危険度判定装置に関し、特に走行中の車両のロール角及びロール角速度に基づいて車両の横転危険度を判定する装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle rollover risk determination device, and more particularly to a device for determining a vehicle rollover risk based on a roll angle and a roll angular velocity of a running vehicle.
上記のような車両の横転危険度判定装置の従来例[1]及び[2]を、図6〜図11を参照して以下に説明する。 Conventional examples [1] and [2] of the above-described vehicle rollover risk determination device will be described below with reference to FIGS.
従来例[1]:図6〜図11
図6に示す車両の横転危険度判定装置1は、車両の左右両側の車高変位信号HL及びHRを検出する車高センサ10と、車両の操舵角θを検出すると共にこの操舵角θを時間微分して操舵角速度ωを算出する操舵角・操舵角速度検出部20と、車高変位信号HL及びHRから車両のロール角X及びロール角速度Yを算出するロール角・ロール角速度算出部30と、ロール角X及びロール角速度Yに基づき車両のロール角とロール角速度の関係を示す二次元マップを用いて車両の横転危険度を判定し、横転の危険性の有無を示す横転判定フラグFLGを出力する横転判定部40と、車高変位信号HL及びHR並びに操舵角θ及び操舵角速度ωに基づき路面の起伏状態の影響及び車両の走行状態を判定し、その判定結果に従って横転判定部40での横転危険度の判定に使用する重み付け係数qを設定する路面状態・走行状態判定部50とで構成されている。
Conventional example [1]: Fig. 6 to Fig. 11
The vehicle rollover
上記の横転判定フラグFLGは、図示を省略したブレーキコントローラや警報装置等に入力され、車両の横転を防止するためのブレーキ制御及び警報制御に利用されることとなる。 The rollover determination flag FLG is input to a brake controller, an alarm device, or the like (not shown), and is used for brake control and alarm control for preventing the vehicle from rolling over.
動作においては、図7に示すように、まず車高センサ10とロール角・ロール角速度算出部30との相互動作により、車両のロール角X1及びロール角速度Y1を算出して横転判定部40に与える(ステップS20)。
In operation, as shown in FIG. 7, first, the vehicle roll angle X1 and roll angular velocity Y1 are calculated by the mutual operation of the
すなわち、図8に示すように、車高センサ10が、車両の左右両側の車高変位信号HL及びHRを検出し(ステップS30)、ロール角・ロール角速度算出部30が、これらの車高変位信号HL及びHRに対してローパスフィルタ処理を施し、低周波数成分HLL及びHRL(すなわち、路面起伏の影響によるノイズ成分を除去した信号成分)をそれぞれ抽出する(ステップS31)。
That is, as shown in FIG. 8, the
そして、ロール角・ロール角速度算出部30は、以下の式(1)に従ってロール角X1を算出する(ステップS32)。
Then, the roll angle / roll angular
但し、上記の式(1)中のSLは、車両の左側の車高変位信号HLを検出する検出部及び右側の車高変位信号HRを検出する検出部(共に図示せず。車高センサ10に含まれる。)同士間の距離である。
In the above equation (1), SL represents a detection unit for detecting the vehicle height displacement signal HL on the left side of the vehicle and a detection unit for detecting the vehicle height displacement signal HR on the right side (both not shown.
また、ロール角・ロール角速度算出部30は、以下の式(2)に従ってロール角速度Y1を算出する(ステップS33)。
Further, the roll angle / roll angular
ここで、上記の式(2)中のX0は時間Δt前に算出されたロール角である。ロール角・ロール角速度算出部30は、上記のステップS33の実行後、上記のステップS32で算出したロール角X1をロール角X0としてメモリMEMに上書きする。これにより、ロール角・ロール角速度算出部30は、ロール角X1を算出する度毎に、ロール角速度Y1を算出することができる。
Here, X0 in the above equation (2) is a roll angle calculated before time Δt. After executing step S33, the roll angle / roll angular
ロール角X1及びロール角速度Y1を受けた横転判定部40は、例えば図9に示すような二次元マップ上に設定した境界線T1及びT2から、ロール角X1及びロール角速度Y1によって特定される点S(X1,Y1)までのそれぞれの距離L1及びL2を以下の式(3)及び(4)に従って求める(ステップS21)。
The
但し、図9に示す如く、上記の式(3)中のA1及びB1は境界線T1のX軸切片及びY軸切片であり、上記の式(4)中のA2及びB2は境界線T2のX軸切片及びY軸切片である。 However, as shown in FIG. 9, A1 and B1 in the above equation (3) are the X-axis intercept and Y-axis intercept of the boundary line T1, and A2 and B2 in the above equation (4) are the boundary line T2. X-axis intercept and Y-axis intercept.
また、この例では、境界線T1を基準に左横転危険領域R2L側及び境界線T2を基準に右横転危険領域R2R側を正とし、いずれの場合も、安定領域R1側を負と定めているため、距離L1には正の極性が付され、距離L2には負の極性が付されることになる。すなわち、距離L1の極性が正であることから、車両が左に横転する危険性が有る。 Further, in this example, the left rollover risk area R2L side with respect to the boundary line T1 and the right rollover risk area R2R side with respect to the boundary line T2 are set as positive, and in both cases, the stable area R1 side is set as negative. Therefore, the distance L1 has a positive polarity, and the distance L2 has a negative polarity. That is, since the polarity of the distance L1 is positive, there is a risk that the vehicle rolls over to the left.
そして、横転判定部40は、正の極性を付した距離L1から、点Sの境界線T1に対する移動速度V1を以下の式(5)に従って算出し、また、距離L2から、点Sの境界線T2に対する移動速度V2を以下の式(6)に従って算出する(ステップS22)。
Then, the
ここで、移動速度V1及びV2の極性は、距離L1及びL2と同一の極性(すなわち、それぞれ正及び負の極性)を示す。 Here, the polarities of the moving speeds V1 and V2 are the same as the distances L1 and L2 (that is, positive and negative polarities, respectively).
また、移動速度V1及びV2の大きさは、例えば、点Sが、原点から図9に実線で示す軌跡Pを描いて安定領域R1から遠ざかって左横転危険領域R2Lへ進入した場合(すなわち、ロール角速度の変化が小さくゆっくりと進入した場合)や、同図に一点鎖線で示す軌跡Qを描いて左横転危険領域R2Lへ進入した場合(すなわち、ロール角速度が急激に増大して進入した場合)がある。 Further, the magnitudes of the moving speeds V1 and V2 are, for example, when the point S draws a locus P indicated by a solid line in FIG. 9 from the origin and moves away from the stable region R1 and enters the left rollover risk region R2L (i.e., roll (When the change in angular velocity is small and the vehicle slowly enters), or when entering the left side rollover risk area R2L with the locus Q shown by the alternate long and short dash line in the same figure (that is, when the roll angular velocity increases rapidly) is there.
すなわち、移動速度V1及びV2は、軌跡P又はQを描いて左横転危険領域R2Lへ進入した点Sが、次の瞬間、さらに安定領域R1から遠ざかって左横転危険領域R2L内を急速に進入する可能性(すなわち、急速に車両の横転危険性が高くなる可能性)を示すものである。 That is, the movement speeds V1 and V2 draw a trajectory P or Q, and the point S that entered the left rollover risk area R2L moves away from the stable area R1 at the next moment, and rapidly enters the left rollover danger area R2L. This indicates the possibility (that is, the possibility that the risk of rollover of the vehicle rapidly increases).
このため、横転判定部40は、距離L1の極性及び大きさl1を定数pを掛けることにより重み付けした値と、移動速度V1の極性及び大きさv1を係数qを掛けることにより重み付けした値との和を、点Sの左横転危険領域R2Lへの進入危険度D1として算出する(式(7)参照)。また、横転判定部40は、同様に、距離L2及び移動速度V2を重み付けして和を取り、点Sの右横転危険領域R2Rへの進入危険度D2を算出する(式(8)参照)(ステップS23)。
For this reason, the
なお、進入危険度D1及びD2は、上記の重み付けにより距離及び移動速度の極性及び大きさのみを持ったものとして算出されるため、距離及び移動速度の単位は介在しない。 In addition, since the approach risk degrees D1 and D2 are calculated as having only the polarity and magnitude of the distance and the moving speed by the above weighting, the unit of the distance and the moving speed is not interposed.
ここで、上記の進入危険度D1及びD2中の移動速度V1及びV2の項は車両のロール状態の予測項に相当するため、車両が凹凸等の大きい路面を走行している場合、距離L1及びL2の項より速くノイズ成分の影響を受け易く且つその影響が大きく現れる。従って、車両が走行する路面の起伏状態によっては、安定走行しているにも関わらず横転の危険性が有ると誤判定されてしまう虞れがある。 Here, since the terms of the moving speeds V1 and V2 in the approach risk D1 and D2 correspond to the prediction terms of the roll state of the vehicle, when the vehicle is traveling on a large road surface such as unevenness, the distance L1 and It is easier to be affected by noise components faster than the term L2, and the effect appears greatly. Therefore, depending on the undulation state of the road surface on which the vehicle travels, there is a possibility that it may be erroneously determined that there is a risk of rollover in spite of stable travel.
このため、上記の移動速度重み付け係数qは、車高センサ10、操舵角・操舵角速度検出部20、及び路面状態・走行状態判定部50の相互動作により、路面の起伏状態の影響及び車両の走行状態に応じて動的に設定するようにしている。
For this reason, the moving speed weighting coefficient q is determined by the
すなわち、図10に示すように、まず車高センサ10が、車両の左右両側の車高変位信号HL及びHRを検出して路面状態・走行状態判定部50に与える(ステップS40)。
That is, as shown in FIG. 10, first, the
路面状態・走行状態判定部50は、これらの車高変位信号HL及びHRに対してハイパスフィルタ処理及びローパスフィルタ処理を並列に施す(ステップS41_H及びS41_L)。すなわち、上記のステップS41_Hでは、車高変位信号HL及びHR中の高周波数成分HLH及びHRH(すなわち、ノイズ成分)だけをそれぞれ通過させ、上記のステップS41_Lでは、車高変位信号HL及びHR中の低周波数成分HLL及びHRL(すなわち、ノイズ成分を除去した信号成分)だけをそれぞれ通過させる。
The road surface state / running
そして、路面状態・走行状態判定部50は、それぞれ、以下の式(9)及び式(10)に従ってロール角XH及びXLを算出する(ステップS42_H及びS42_L)。
Then, road surface condition, the traveling
この後、路面状態・走行状態判定部50は、それぞれ、以下の式(11)及び式(12)に従ってロール角XHの積分値SUMH及びロール角XLの積分値SUMLを算出する(ステップS43_H及びS43_L)。
Thereafter, the road surface state and running
但し、上記の式(11)及び(12)中のtは、ロール角積分値SUMH及びSUMLを算出する時点の時刻(現在時刻)であり、tsは、現在時刻tの一定時間前の時刻である。 However, t in the above equations (11) and (12) is the time (current time) when the roll angle integral values SUM H and SUM L are calculated, and ts is a certain time before the current time t. It's time.
そして、路面状態・走行状態判定部50は、ロール角積分値SUMH及びSUMLの大小を比較して、車両が走行する路面の起伏状態の影響が大きいか否かを判定する(ステップS44)。すなわち、路面状態・走行状態判定部50は、ロール角積分値SUMH>SUMLが成立する時、路面の起伏状態の影響が大きいと判定し、ロール角積分値SUMH≦SUMLが成立する時、路面の起伏状態の影響が小さいと判定する。
Then, the road surface state / traveling
上記のステップS44において、路面の起伏状態の影響が小さいと判定した時、路面状態・走行状態判定部50は、移動速度重み付け係数qを有効値PV(車両のロール特性等に応じて予め設定した値)に設定して横転判定部40に与える(ステップS45)。
When it is determined in step S44 that the influence of the undulation state of the road surface is small, the road surface state / traveling
これにより、上記の式(7)及び式(8)に示した進入危険度D1及びD2が、移動速度V1の項(極性及び大きさv1)、並びに移動速度V2の項(極性及び大きさv2)をそれぞれ含むようにすることができる。 As a result, the approaching risks D1 and D2 shown in the above equations (7) and (8) are the terms of the moving speed V1 (polarity and magnitude v1) and the terms of the moving speed V2 (polarity and magnitude v2). ) Can be included.
一方、上記のステップS44において、路面の起伏状態の影響が大きいと判定した時、路面状態・走行状態判定部50は、操舵角・操舵角速度検出部20から車両の操舵角θ及び操舵角速度ωが入力されるのを待機する(ステップS46)。
On the other hand, when it is determined in step S44 that the influence of the undulation state of the road surface is large, the road surface state / running
操舵角θ及び操舵角速度ωが入力された時、路面状態・走行状態判定部50は、操舵角θ及び操舵角速度ωに基づき、例えば図11に示す二次元マップを用いて車両の走行状態を判定する(ステップS47)。
When the steering angle θ and the steering angular velocity ω are input, the road surface state / traveling
ここで、この二次元マップは、以下の式(13)で示される境界線Tにより安定領域R1と横転危険領域R2とに区分けされている。 Here, this two-dimensional map is divided into a stable region R1 and a rollover risk region R2 by a boundary line T expressed by the following equation (13).
また、安定領域R1は、車両がより直進且つ定常操舵に近い安定した走行状態を示し、横転危険領域R2は、車両がより旋回且つ急操舵に近い走行状態(すなわち、車両が横転する危険性のある状態)を示している。 Further, the stable region R1 indicates a stable traveling state in which the vehicle goes straight and is close to steady steering, and the rollover risk region R2 indicates a traveling state in which the vehicle is more turned and close to sudden steering (that is, there is a risk that the vehicle rolls over). A certain state).
今、操舵角θ及び操舵角速度ωにより特定される二次元マップ上の点が、安定領域R1側の点W1であるとすると、路面状態・走行状態判定部50は、車両が安定して走行していると判定し、移動速度重み付け係数qを“0”(すなわち、無効)に設定する(ステップS48)。
Assuming that the point on the two-dimensional map specified by the steering angle θ and the steering angular velocity ω is the point W1 on the stable region R1 side, the road surface state / running
これにより、進入危険度D中の移動速度Vの項が“0”となり、以て進入危険度Dが距離Lの項のみを含むようにすることができる。 As a result, the term of the moving speed V in the approach risk D becomes “0”, and therefore the approach risk D can include only the term of the distance L.
一方、車両が急激な旋回走行等を行った場合であって、操舵角θ及び操舵角速度ωにより特定される二次元マップ上の点が、点W1から横転危険領域R2側の点W2に遷移した時、路面状態・走行状態判定部50は、車両が横転する危険性があると判定し、上記のステップS45を実行して移動速度重み付け係数qを有効値PVに設定する。
On the other hand, the point on the two-dimensional map specified by the steering angle θ and the steering angular velocity ω has transitioned from the point W1 to the point W2 on the rollover risk area R2 side when the vehicle has made a sharp turn or the like. At this time, the road surface state / running
これにより、路面の起伏状態の影響が大きい場合であっても、横転危険度の判定に緊急性を有する時には、進入危険度Dが距離Lの項と移動速度Vの項を共に含むようにすることができる。 As a result, even when the influence of the undulation state of the road surface is large, when there is urgency in the determination of the rollover risk, the approach risk D includes both the term of the distance L and the term of the moving speed V. be able to.
そして、横転判定部40は、図7に示すように、上記のステップS23で算出した進入危険度D1及びD2の内から、極性を含めた最大進入危険度Dmaxを式(14)に従って選択する(ステップS24)。
Then, as shown in FIG. 7, the
この例では、距離L1及びその移動速度V1が共に正の極性を有し、距離L2及びその移動速度V2が共に負の極性を有するため、進入危険度D1が正の極性を示し、進入危険度D2が負の極性を示す。従って、進入危険度D1が最大進入危険度Dmaxとして選択されることになる。横転判定部40は、この最大進入危険度Dmaxを横転危険度Hとする(ステップS25)。
In this example, both the distance L1 and its moving speed V1 have a positive polarity, and both the distance L2 and its moving speed V2 have a negative polarity. D2 shows negative polarity. Accordingly, the approach risk D1 is selected as the maximum approach risk Dmax. The
横転判定部40は、この横転危険度Hが負の極性を示す時、横転の危険性無し(安全領域R1内)と判定し(ステップS26)、横転判定フラグFLGを“0”に設定する(ステップS27)。
When the rollover risk H indicates a negative polarity, the
一方、上記のステップS26において、横転危険度Hが正の極性を示す時、横転判定部40は、横転の危険性有り(横転危険領域R2(R2L又はR2R)内)と判定し、横転判定フラグFLGを“1”に設定する(ステップS28)。
On the other hand, in the above step S26, when the rollover risk H indicates a positive polarity, the
このように、車両のロール状態に応じて連続的に変化する横転危険度を迅速に判定し、その横転危険性の有無を示す横転判定フラグFLGを出力することが可能となる(例えば、本願出願人による特許願2006-337262参照。)。 In this way, it is possible to quickly determine the rollover risk that continuously changes according to the roll state of the vehicle, and to output the rollover determination flag FLG indicating the presence or absence of the rollover risk (for example, the present application) (See human patent application 2006-337262.)
従来例[2]:図9
図9に示したようなロール角とロール角速度の関係を示す二次元マップ上の境界線(基準閾値)を、ロール角と、車両の走行速度及び操舵角から算出した横加速度とに基づいて変化させる車両の横転危険度判定装置(例えば、特許文献1参照。)。
The boundary line (reference threshold) on the two-dimensional map showing the relationship between the roll angle and the roll angular velocity as shown in FIG. 9 changes based on the roll angle and the lateral acceleration calculated from the vehicle running speed and steering angle. A vehicle rollover risk determination device (see, for example, Patent Document 1).
上記の従来例[1]では、車両が凹凸等の大きい路面を走行速度が低い状態で比較的大きく旋回走行している場合に、実際には横転の危険性が無いにも関わらず横転の危険性が有ると誤判定されてしまうという事態が生じていた。この要因として、ロール角及びロール角速度の算出処理における車高変位信号からのノイズ成分除去が不十分であること(例えば、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数が高いこと)、或いは二次元マップ上の境界線が適切でないこと等が考えられる。この場合、カットオフ周波数や二次元マップ上の境界線を変更する対策を講じることも可能であるが、この対策は、車両のロール特性自体を変更する(すなわち、上記の走行条件以外の判定結果にも影響を及ぼす)ものであるため得策ではない。 In the above conventional example [1], when a vehicle is turning relatively large on a large road surface with unevenness or the like at a low traveling speed, there is actually no risk of rollover even though there is no risk of rollover. There was a situation where it was misjudged if there was sex. This may be due to insufficient removal of noise components from the vehicle height displacement signal in the roll angle and roll angular velocity calculation processing (for example, the cut-off frequency of the low-pass filter processing is high) or the boundary on the two-dimensional map. The line may not be appropriate. In this case, it is possible to take measures to change the cutoff frequency and the boundary line on the two-dimensional map, but this measure changes the roll characteristics of the vehicle itself (i.e., the determination result other than the above driving conditions). It is not a good idea.
また、上記の従来例[2]では、ロール角と横加速度とに基づいて二次元マップ上の境界線を変化させているが、例えば車両が急激な旋回走行状態から直進走行状態に遷移した場合には操舵角が検出されなくなるため、横加速度が算出されない。この場合、二次元マップ上の境界線が適切に設定されないため、車両に横転の危険性が有るにも関わらず横転の危険性が無いと誤判定されてしまうという課題があった。 In the above conventional example [2], the boundary line on the two-dimensional map is changed based on the roll angle and the lateral acceleration. For example, when the vehicle transits from a sudden turning state to a straight traveling state. Since no steering angle is detected, the lateral acceleration is not calculated. In this case, since the boundary line on the two-dimensional map is not set appropriately, there is a problem that it is erroneously determined that there is no risk of rollover even though the vehicle has a risk of rollover.
従って、本発明は、車両の横転危険度の判定に際し、横転の危険性が無い場合の誤判定を防止することが可能な装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus capable of preventing erroneous determination when there is no risk of rollover when determining the risk of rollover of a vehicle.
[1]上記の目的を達成するため、本発明に係る車両の横転危険度判定装置は、車両のロール角及びロール角速度に基づき該車両の横転危険度を判定する第1の横転判定部と、該車両に生じている横加速度が所定の閾値を超えた時点から、該横加速度が該閾値以下に変化し且つ該第1の横転判定部で該横転危険度が低いと判定される時点まで該車両の横転危険度が高いと判定する第2の横転判定部と、該第1及び第2の横転判定部で共に該横転危険度が高いと判定された時以外は、該車両の横転危険度が低いと最終判定する最終判定部とを備えたことを特徴とする。 [1] In order to achieve the above object, a rollover risk determination device for a vehicle according to the present invention includes a first rollover determination unit that determines a rollover risk of the vehicle based on a roll angle and a roll angular velocity of the vehicle, From the time when the lateral acceleration generated in the vehicle exceeds a predetermined threshold to the time when the lateral acceleration changes below the threshold and the first rollover determination unit determines that the rollover risk is low. The rollover risk of the vehicle is determined except when the second rollover determination unit that determines that the rollover risk of the vehicle is high and the first and second rollover determination units both determine that the rollover risk is high. And a final determination unit that finally determines that the value is low.
すなわち、第1の横転判定部では、例えば図6に示した従来例[1]の横転判定部40と同様にして車両のロール角及びロール角速度に基づき横転危険度を判定する。
That is, the first rollover determination unit determines the rollover risk based on the roll angle and the roll angular velocity of the vehicle in the same manner as the
また、第2の横転判定部では、該車両に生じている横加速度が所定の閾値を越えた時から、該車両が急激な旋回走行状態に在ると判断して該横加速度に因る横転危険度が高いと判定し、その後、該横加速度が低下して行き該閾値以下に変化した後でも該第1の横転判定部で該ロール角及びロール角速度に基づく横転危険度が低いと判定されるまでは、例えば該車両が急激な旋回走行状態から直進走行状態に遷移した(すなわち、該横加速度が検出されていない)と判断して該横加速度に因る横転危険度が高いと判定する。 In addition, the second rollover judging unit judges that the vehicle is in a sharp turning state from when the lateral acceleration generated in the vehicle exceeds a predetermined threshold, and rolls over due to the lateral acceleration. It is determined that the degree of danger is high, and then the rollover risk based on the roll angle and the roll angular velocity is determined to be low by the first rollover judgment unit even after the lateral acceleration decreases and changes below the threshold. For example, it is determined that the vehicle has transitioned from a rapid turning state to a straight traveling state (that is, the lateral acceleration is not detected), and the risk of rollover due to the lateral acceleration is determined to be high. .
これ以降は、該第2の横転判定部は、該車両のロール角及びロール角速度が横転危険性の高い状態にないと判断して該横加速度に因る横転危険度が低いと判定する。 Thereafter, the second rollover determination unit determines that the roll angle and roll angular velocity of the vehicle are not in a state of high risk of rollover, and determines that the rollover risk due to the lateral acceleration is low.
そして、最終判定部では、該第1及び第2の横転判定部で共に該横転危険度が高いと判定された時に該車両の横転危険度が高いと判定し、これ以外の時には、該車両の横転危険度が低いと判定するため、横転の危険性が無い場合の誤判定を防止することが可能となる。 The final determination unit determines that the vehicle rollover risk is high when both the first and second rollover determination units determine that the rollover risk is high. Since it is determined that the risk of rollover is low, it is possible to prevent erroneous determination when there is no risk of rollover.
[2]また、上記[1]において、該第1の横転判定部が、該車両のロール角とロール角速度の関係を示す二次元マップ上に設定した横転危険領域と安定領域とを区分する境界線から、該ロール角及びロール角速度によって特定される該二次元マップ上の点までの距離を算出すると共に、該距離から該点の該境界線に対する移動速度を算出し、該距離及び該移動速度から該点が該安定領域から遠ざかって該横転危険領域へ進入すると判断した時、該車両の横転危険度が高いと判定するようにしても良い。 [2] Also, in [1] above, the first rollover judging section distinguishes between a rollover risk area and a stable area set on a two-dimensional map indicating the relationship between the roll angle and roll angular velocity of the vehicle. The distance from the line to the point on the two-dimensional map specified by the roll angle and the roll angular velocity is calculated, and the moving speed of the point with respect to the boundary line is calculated from the distance, and the distance and the moving speed are calculated. When it is determined that the point moves away from the stable region and enters the rollover risk region, it may be determined that the risk of rollover of the vehicle is high.
[3]また、上記[2]において、該車両の車高変位に基づいて該ロール角及びロール角速度に該車両が走行する路面の起伏状態の影響が含まれないと判定した時、又は該起伏状態の影響が含まれる場合であっても該車両の操舵角及び操舵角速度に基づき該車両が安定して走行していないと判定した時、該第1の横転判定部の判定に使用する該移動速度を有効にする路面状態・走行状態判定部をさらに備えても良い。 [3] Also, in the above [2], when it is determined that the roll angle and roll angular velocity do not include the influence of the undulation state of the road surface on which the vehicle travels based on the vehicle height displacement of the vehicle, or the undulation The movement used for the determination of the first rollover determination unit when it is determined that the vehicle is not traveling stably based on the steering angle and the steering angular velocity of the vehicle even when the influence of the state is included You may further provide the road surface state and driving state determination part which makes speed effective.
本発明によれば、車両の横転危険度の判定に際し、横転の危険性が無い場合の誤判定を防止することができ、以て車両の横転危険度を、上記の従来例と比較してより正確に判定することができる。これにより、車両の横転防止制御(ブレーキ制御や警報制御等)を正しく行うことができる。 According to the present invention, it is possible to prevent erroneous determination when there is no risk of rollover when determining the risk of rollover of the vehicle. It can be determined accurately. Thereby, vehicle rollover prevention control (brake control, alarm control, etc.) can be performed correctly.
本発明に係る車両の横転危険度判定装置の実施例を、図1〜図5を参照して以下に説明する。 An embodiment of a vehicle rollover risk degree judging device according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
実施例:図1〜図5
構成例:図1
図1に示す本発明の実施例に係る車両の横転危険度判定装置1は、図6に示した従来の構成に加えて、車両の走行速度(以下、車速)SPを検出する車速センサ60と、この車速SPと操舵角・操舵角速度検出部20から出力された操舵角θから車両に生じている横加速度Gyeを算出する横加速度算出部70と、この横加速度Gyeと横転判定部40から出力された横転判定フラグFLG1とに基づき車両の横転危険度を判定し、横転の危険性の有無を示す横転判定フラグFLG2を出力する横転判定部80と、横転判定フラグFLG1及びFLG2に基づき車両の横転危険度を最終判定し、横転の危険性の有無を示す最終横転判定フラグFLG_Fを出力する最終判定部90とを備えている。
Example: FIGS. 1-5
Configuration example: Figure 1
In addition to the conventional configuration shown in FIG. 6, a vehicle rollover
また、上記の横転判定部80では、横加速度Gyeに基づき車両の横転危険度を判定する際に所定の閾値GTh1を使用する。この閾値GTh1は、車両の横転限界特性に応じて予め設定されるものである。
Further, the
なお、この横転危険度判定装置1においては、最終判定部90の後段にブレーキコントローラや警報装置(共に図示せず)等を接続し、最終横転判定フラグFLG_Fを与えるようにしても良い。
In the rollover
動作例:図1〜図5
次に、図1に示した横転危険度判定装置1を構成する車速センサ60、横加速度算出部70、横転判定部80、及び最終判定部90の動作を、図2〜図5を参照して説明する。なお、図2は横転判定部80の動作フローを示し、図4は最終判定部90の動作フローを示す。また、車高センサ10、操舵角・操舵角速度検出部20、ロール角・ロール角速度算出部30、横転判定部40、及び路面状態・走行状態判定部50の動作は図6〜図11を用いて説明した従来例と同様であるため、その説明は省略する。
Example of operation: Fig. 1 to Fig. 5
Next, operations of the
図1に示すように、まず車速センサ60が、車速SPを検出して横加速度算出部70に与える。また同時に、操舵角・操舵角速度検出部20が、検出した操舵角θを横加速度算出部70に与える。
As shown in FIG. 1, first, the
横加速度算出部70は、これらの車速SP及び操舵角θから、以下の式(15)に従って横加速度Gyeを算出して横転判定部80に与える。
The lateral
但し、上記の式(15)中のWB及びGRは、それぞれ車両のホイールベース長及びステアリングギア比(共に定数)である。すなわち、上記の式(15)は、横加速度Gyeが操舵角θ(0°<θ<90°)の大きさ(絶対値)に追従することを示している。 However, WB and GR in the above equation (15) are the vehicle wheel base length and the steering gear ratio (both are constants), respectively. That is, the above equation (15) indicates that the lateral acceleration Gye follows the magnitude (absolute value) of the steering angle θ (0 ° <θ <90 °).
上記の横加速度Gyeを受けた横転判定部80は、図2に示すように、車両の横転危険度を判定し、横転の危険性の有無を示す横転判定フラグFLG2を出力する。
As shown in FIG. 2, the
すなわち、図3(1)に示す如く車両が急旋回走行状態から直進走行状態に遷移する場合を例に取ると、横転判定部80は、時刻t0より前の時刻においては横加速度Gye(t)が閾値GTh1以下であると判定し(ステップS1)、内部の走行状態記憶用変数sを参照する(ステップS4)。
That is, as shown in FIG. 3 (1), when taking a case where the vehicle transitions from a sudden turn traveling state to a straight traveling state, the
ここで、上記の走行状態記憶用変数sは、車両が急旋回走行状態から直進走行状態又は緩やかな旋回走行状態に遷移したことを記憶するための変数であり、急旋回走行状態から直進走行状態又は緩旋回走行状態に遷移した時に“1”を設定し、それ以外(初期状態を含む)の時には“0”を設定するものとする。 Here, the running state storage variable s is a variable for storing that the vehicle has transitioned from the sudden turning state to the straight running state or the gentle turning state, and from the sudden turning state to the straight running state. Alternatively, “1” is set when transitioning to the gentle turning state, and “0” is set otherwise (including the initial state).
今、横転判定部80が初期状態に在るとすると、走行状態記憶用変数s=“0”が成立するため、横転判定部80は、サンプリング間隔Δt前の横加速度Gye(t−Δt)が閾値GTh1を超過しているか否か(すなわち、横加速度Gye(t)が、閾値GTh1を超過した状態から閾値GTh1以下の状態に変化したのか、或いはΔt前から閾値GTh1以下の状態にあったのか)を判定する(ステップS5)。時刻t0より前の時刻においては横加速度Gye(t−Δt)も閾値GTh1以下であるため、横転判定部80は、車両の横加速度Gyeに基づく横転危険度が低いと判定して横転判定フラグFLG2を“0(横転の危険性無し)”に設定する(ステップS9)。
Now, if the
一方、時刻t0において、操舵角θの急激な増大に伴い上記の式(15)に追従して横加速度Gyeも増大し、以て横加速度Gye(t0)が閾値GTh1を超過すると(同図(2)参照。)、横転判定部80は、上記のステップS1において、車両が急旋回走行状態に在ると判断して走行状態記憶用変数s=“0(急旋回走行)”を維持する(ステップS2)と共に、車両の横加速度Gyeに基づく横転危険度が高いと判定して横転判定フラグFLG2を“1(横転の危険性有り)”に設定する(ステップS3、図3(4))。
On the other hand, at time t0, as the steering angle θ increases rapidly, the lateral acceleration Gye also increases following the above equation (15), and when the lateral acceleration Gye (t0) exceeds the threshold value G Th1 (FIG. (Refer to (2).), The
また、操舵角θの増大に伴ってロール角Xが増大するため、ロール角Xが閾値GTh2を越えた時刻t1において、図1に示した横転判定部40が、上述した図6の場合と同様に、横転判定フラグFLG1を“1(横転の危険性有り)”に設定する(図3(3))。この時、横加速度Gye(t1)は閾値GTh1を超過したままであるため、横転判定部80は、横転判定フラグFLG2=“1”を維持する。
Further, since the roll angle X increases as the steering angle θ increases, at the time t1 when the roll angle X exceeds the threshold value G Th2 , the
この後、時刻t2までは操舵角θが大きく、以て横加速度Gyeが閾値GTh1を超過した状態であるが、時刻t3において、車両が緩やかな旋回走行状態に遷移して操舵角θが小さくなると、横転判定部80は、上記のステップS1において、横加速度Gye(t3)が閾値GTh1以下であると判断し、上記のステップS4において、走行状態記憶用変数sが“0”に設定されているか否かを判定する。
Thereafter, until time t2, the steering angle θ is large and the lateral acceleration Gye exceeds the threshold value G Th1 , but at time t3, the vehicle transitions to a gentle turning state and the steering angle θ is small. becomes, the
今、走行状態記憶用変数sは“0”に設定されているため、横転判定部80は、上記のステップS5において、サンプリング間隔Δt前の横加速度Gye(t2)が閾値GTh1を超えているか否かを判定する。横加速度Gye(t2)が閾値GTh1を超過しているため、横転判定部80は、横加速度Gyeが閾値GTh1を超過した状態から閾値GTh1以下の状態に変化した(すなわち、時刻t3において、車両が急旋回走行状態から緩旋回走行又は直進走行状態に遷移した)と判断して走行状態記憶用変数sに“1(緩旋回走行又は直進走行)”を設定する(ステップS6)と共に、横転判定フラグFLG1が“1”であるか否か(すなわち、車両のロール角X及びこれから算出されるロール角速度に基づく横転危険度が高いか否か)を判定する(ステップS7)。
Now, since the traveling state storage for variable s is set to "0", the
今、横転判定フラグFLG1=“1”であるため、横転判定部80は、上記のステップS3を再び実行して横転判定フラグFLG2=“1”を出力する。
Now, since the rollover determination flag FLG1 = “1”, the
この後、時刻t4まではロール角Xが閾値GTh2より大きく、以て横転判定フラグFLG1=“1”であり、且つ走行状態記憶用変数sが“1”に設定されたままであるため、横転判定部80は、上記のステップS4〜S7、及びS3を繰り返し実行して横転判定フラグFLG2=“1”を出力する。
Thereafter, until the time t4, the roll angle X is larger than the threshold value G Th2 , the rollover determination flag FLG1 = “1”, and the running state storage variable s remains set to “1”. The
一方、時刻t5において、ロール角Xが閾値GTh2以下となり、以て横転判定部40が横転判定フラグFLG1を“0”に変化させると、横転判定部80は、上記のステップS1及びS4〜S7を経由して、走行状態記憶用変数sを“0”に初期化する(ステップS8)と共に、上記のステップS9において、車両の横加速度Gyeに基づく横転危険度が低いと判定して横転判定フラグFLG2を“0”に設定する。
On the other hand, when the roll angle X becomes equal to or smaller than the threshold value G Th2 at time t5, and the
この後、時刻t6において横加速度Gye(t6)を受けた時、横加速度Gye(t6)及びGye(t5)が共に閾値GTh1以下であり且つ走行状態記憶用変数sが“0”であるため、横転判定部80は、上記のステップS1、S4、S5、及びS9を経由して横転判定フラグFLG2=“0”を出力する。
Thereafter, when the lateral acceleration Gye (t6) is received at time t6, the lateral acceleration Gye (t6) and Gye (t5) are both equal to or less than the threshold value G Th1 and the running state storage variable s is “0”. The
上記のようにして出力された横転判定フラグFLG2及び横転判定部40から出力された横転判定フラグFLG1を受けた最終判定部90は、図4に示すように、車両の横転危険度を最終判定し、横転の危険性の有無を示す最終横転判定フラグFLG_Fを出力する。
Upon receiving the rollover determination flag FLG2 output as described above and the rollover determination flag FLG1 output from the
すなわち、横転判定フラグFLG1及びFLG2が共に“1(ロール角X及びロール角速度並びに横加速度Gyeに因る横転の危険性有り)”を示す時(ステップS10)、最終判定部90は、車両の横転危険度が高いと判定して最終横転判定フラグFLG_Fを“1”に設定する(ステップS11)。 That is, when both the rollover determination flags FLG1 and FLG2 indicate “1 (there is a risk of rollover due to the roll angle X, the roll angular velocity, and the lateral acceleration Gye”) (step S10), the final determination unit 90 performs the rollover of the vehicle. It is determined that the degree of risk is high, and the final rollover determination flag FLG_F is set to “1” (step S11).
一方、上記のステップS10において、横転判定フラグFLG1及びFLG2のいずれか一方或いは双方が“0(ロール角X及びロール角速度、又は横加速度Gyeに因る横転の危険性無し)”を示す時、最終判定部90は、車両の横転危険度が低いと判定して最終横転判定フラグFLG_Fを“0”に設定する(ステップS12)。 On the other hand, in the above step S10, when one or both of the rollover determination flags FLG1 and FLG2 indicate “0 (no risk of rollover due to roll angle X and roll angular velocity, or lateral acceleration Gye)”, the final The determination unit 90 determines that the risk of rollover of the vehicle is low, and sets the final rollover determination flag FLG_F to “0” (step S12).
従って、横転判定フラグFLG1及びFLG2がそれぞれ図3(3)及び(4)に示した特性を呈する場合、最終横転判定フラグFLG_Fは、同図(5)に示すように、時刻t1〜t4において“1”に設定され、それ以外の時刻t0、t5、及びt6においては“0”に設定されることとなる。 Therefore, when the rollover determination flags FLG1 and FLG2 exhibit the characteristics shown in FIGS. 3 (3) and (4), respectively, the final rollover determination flag FLG_F is “ It is set to “1”, and is set to “0” at other times t0, t5, and t6.
また、車両が、同図(6)に示す如く横加速度Gyeが閾値GTh1以下の特性を呈するが比較的大きく旋回走行している状態にあり、且つロール角Xに路面起伏の影響によるノイズ成分(斜線で図示)が含まれる場合(すなわち、実際には車両の横転危険性が無い場合)を例に取ると、時刻t7〜t11において横加速度Gyeが閾値GTh1以下であるため(同図(7)参照。)、横転判定部80は、車両の横加速度Gyeに基づく横転危険度が低いと正判定し、同図(9)に示す如く横転判定フラグFLG2=“0”を出力する。
In addition, as shown in FIG. 6 (6), the vehicle exhibits a characteristic in which the lateral acceleration Gye is less than the threshold value G Th1, but is in a relatively large turning state, and the noise component due to the road surface undulation effect on the roll angle X. In the case where (indicated by diagonal lines) is included (that is, when there is actually no risk of rollover of the vehicle), the lateral acceleration Gye is less than or equal to the threshold G Th1 at times t7 to t11 ( 7), the
一方、横転判定部40は、時刻t7及び時刻t10〜t11においてはロール角Xが閾値GTh2以下であるため、車両のロール角X及びロール角速度に基づく横転危険度が低いと正判定して同図(8)に示す如く横転判定フラグFLG1=“0”を出力するが、時刻t8〜t9においてはロール角Xが閾値GTh2を超過しているため、車両のロール角X及びロール角速度に基づく横転危険度が高いと誤判定して横転判定フラグFLG1=“1”を出力してしまう。
On the other hand, the
しかしながら、時刻t7〜t11において横転判定フラグFLG1及びFLG2が共に“1”となることは無いため、最終判定部90は、車両の横転危険度が低いと判定し、同図(10)に示す如く最終横転判定フラグFLG_Fを“0”に設定する。 However, since the rollover determination flags FLG1 and FLG2 do not both become “1” from time t7 to t11, the final determination unit 90 determines that the risk of rollover of the vehicle is low, as shown in FIG. The final rollover judgment flag FLG_F is set to “0”.
また、車両が、図5(1)に示す如くロール角Xが閾値GTh2以下の特性を呈するが車速SPが低い状態で大きく旋回走行しており、以て同図(2)に示す如く時刻t13〜t14において横加速度Gyeが閾値GTh1を超過する場合(例えば車庫入れ時の切り返し操作等のように、実際には車両の横転危険性が無いが操舵角θが大きく変化する場合)を例に取ると、横転判定部80は、車両の横加速度Gyeに基づく横転危険度が高いと誤判定し、同図(4)に示す如く横転判定フラグFLG2=“1”を出力してしまう。
Further, as shown in FIG. 5 (1), the vehicle exhibits a characteristic in which the roll angle X is equal to or less than the threshold value G Th2, but is making a large turn while the vehicle speed SP is low. Example when lateral acceleration Gye exceeds threshold G Th1 between t13 and t14 (for example, when there is no risk of rollover of the vehicle but the steering angle θ changes greatly, such as when turning over when entering the garage) In this case, the
一方、横転判定部40は、時刻t12〜t15においてはロール角Xが閾値GTh2以下であるため、車両のロール角X及びロール角速度に基づく横転危険度が低いと正判定し、同図(3)に示す如く横転判定フラグFLG1=“0”を出力する。
On the other hand, the
従って、時刻t12〜t15において横転判定フラグFLG1及びFLG2が共に“1”となることは無いため、最終判定部90は、車両の横転危険度が低いと判定し、同図(5)に示す如く最終横転判定フラグFLG_Fを“0”に設定する。 Accordingly, since the rollover determination flags FLG1 and FLG2 do not both become “1” from time t12 to t15, the final determination unit 90 determines that the risk of rollover of the vehicle is low, as shown in FIG. The final rollover judgment flag FLG_F is set to “0”.
このようにして、最終判定部90は、横転判定フラグFLG1及びFLG2の両者に基づき車両の横転危険度を正確に判定することができる。 In this way, the final determination unit 90 can accurately determine the degree of rollover risk of the vehicle based on both the rollover determination flags FLG1 and FLG2.
なお、上記実施例によって本発明は限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づき、当業者によって種々の変更が可能なことは明らかである。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is obvious that various modifications can be made by those skilled in the art based on the description of the scope of claims.
1 横転危険度判定装置
10 車高センサ
20 操舵角・操舵角速度検出部
30 ロール角・ロール角速度算出部
40, 80 横転判定部
50 路面状態・走行状態判定部
60 車速検出部
70 横加速度算出部
90 最終判定部
X, X1, XH, XL ロール角
Y, Y1 ロール角速度
L, L1, L2 距離
V, V1, V2 移動速度
H 横転危険度
HL, HR 車高変位信号
HLH 高周波数成分
HLL 低周波数成分
SUMH, SUML ロール角積分値
p 距離重み付け定数
q 移動速度重み付け係数
PV 有効値
θ 操舵角
ω 操舵角速度
SP 車速
Gye 横加速度
GTh1, GTh2 閾値
FLG, FLG1, FLG2 横転判定フラグ
FLG_F 最終横転判定フラグ
s 走行状態記憶用変数
A1, A2 X軸切片
B1, B2 Y軸切片
D1, D2 進入危険度
Dmax 最大進入危険度
R1 安定領域
R2, R2L, R2R 横転危険領域
T, T1, T2 境界線
図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
1 Rolling risk assessment device
10 Vehicle height sensor
20 Steering angle / steering angular velocity detector
30 Roll angle / roll angular velocity calculator
40, 80 Rollover judgment part
50 Road surface / running state judgment unit
60 Vehicle speed detector
70 Lateral acceleration calculator
90 Final judgment part
X, X1, X H , X L roll angle
Y, Y1 Roll angular velocity
L, L1, L2 distance
V, V1, V2 Travel speed
H Rollover risk
HL, HR Vehicle height displacement signal
HL H high frequency components
HL L low frequency component
SUM H , SUM L Roll angle integral value
p Distance weighting constant
q Moving speed weighting factor
PV effective value θ Steering angle ω Steering angular velocity
SP vehicle speed
Gye lateral acceleration
G Th1 , G Th2 threshold
FLG, FLG1, FLG2 Rollover judgment flag
FLG_F Final rollover judgment flag
s Variable for running state memory
A1, A2 X-axis intercept
B1, B2 Y-axis intercept
D1, D2 Risk of entering
Dmax Maximum approach risk
R1 stability region
R2, R2L, R2R Rolling over danger area
T, T1, T2 boundary lines In the figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (3)
該車両に生じている横加速度が所定の閾値を超えた時点から、該横加速度が該閾値以下に変化し且つ該第1の横転判定部で該横転危険度が低いと判定される時点まで該車両の横転危険度が高いと判定する第2の横転判定部と、
該第1及び第2の横転判定部で共に該横転危険度が高いと判定された時以外は、該車両の横転危険度が低いと最終判定する最終判定部と、
を備えたことを特徴とする車両の横転危険度判定装置。 A first rollover judging unit for judging the rollover risk of the vehicle based on the roll angle and roll angular velocity of the vehicle;
From the time when the lateral acceleration generated in the vehicle exceeds a predetermined threshold to the time when the lateral acceleration changes below the threshold and the first rollover determination unit determines that the rollover risk is low. A second rollover judging unit for judging that the risk of rollover of the vehicle is high;
A final determination unit that finally determines that the rollover risk of the vehicle is low, except when both the first and second rollover determination units determine that the risk of rollover is high;
A vehicle rollover risk determination device characterized by comprising:
該第1の横転判定部が、該車両のロール角とロール角速度の関係を示す二次元マップ上に設定した横転危険領域と安定領域とを区分する境界線から、該ロール角及びロール角速度によって特定される該二次元マップ上の点までの距離を算出すると共に、該距離から該点の該境界線に対する移動速度を算出し、該距離及び該移動速度から該点が該安定領域から遠ざかって該横転危険領域へ進入すると判断した時、該車両の横転危険度が高いと判定することを特徴とした車両の横転危険度判定装置。 In claim 1,
The first rollover judging unit is identified by the roll angle and the roll angular velocity from a boundary line that distinguishes the rollover danger region and the stable region set on the two-dimensional map indicating the relationship between the roll angle and the roll angular velocity of the vehicle. Calculating a distance to the point on the two-dimensional map, and calculating a moving speed of the point with respect to the boundary line from the distance, and moving the point away from the stable region from the distance and the moving speed. A vehicle rollover risk determination device, characterized in that, when it is determined that the vehicle is about to enter a rollover risk region, the vehicle rollover risk is determined to be high.
該車両の車高変位に基づいて該ロール角及びロール角速度に該車両が走行する路面の起伏状態の影響が含まれないと判定した時、又は該起伏状態の影響が含まれる場合であっても該車両の操舵角及び操舵角速度に基づき該車両が安定して走行していないと判定した時、該第1の横転判定部の判定に使用する該移動速度を有効にする路面状態・走行状態判定部をさらに備えたことを特徴とする車両の横転危険度判定装置。 In claim 2,
Even when it is determined that the roll angle and roll angular velocity do not include the influence of the undulation state of the road surface on which the vehicle travels based on the vehicle height displacement of the vehicle, or even when the influence of the undulation state is included Road surface state / running state determination that enables the moving speed used for the determination of the first rollover determination unit when it is determined that the vehicle is not traveling stably based on the steering angle and steering angular speed of the vehicle A vehicle rollover risk determination device characterized by further comprising a section.
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