JP6183257B2 - 車両運動状態決定装置及び車両運動制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、車両運動状態決定装置及び車両運動制御装置に関する。
従来、衝突後に車両を安定化させる技術が報告されている。例えば、特許文献1に記載の技術では、車両が衝突した場合に、ヨーレートセンサで測定されたヨーレートを加速度センサの評価により検証する。そして、特許文献1に記載の技術では、測定されたヨーレート又はヨーレートの変化が閾値を超えているときは、安定化アルゴリズムが、衝突の直前に発生したヨーレートを目標値として使用して、衝突により発生したヨー運動に反作用を与えるヨーモーメントを発生させる。
ここで、2次衝突被害を軽減する上で、1次衝突後の車両位置や車両姿勢を安全に保つためには、1次衝突直前から1次衝突直後の時間に、車両運動状態量(例えば、ヨーレート)に基づいて適切に走行制御をする必要がある。しかし、自車両が車外の障害物(例えば、他車両、壁など)との接触を含む衝突をするとき、その衝撃が大きいために、車両運動状態量がその値を検出するセンサ(例えば、ヨーレートセンサ)の通常検出範囲を超過したり、センサそのものが変形や故障する場合がある。このため、衝突時に車両運動状態量を正確に検出できない時間帯が発生し、適切に車両運動を制御できない場合が考えられる。
一例として、図1を参照して、衝突時のヨーレート推移について説明する。図1において、縦軸は、車両に搭載された車両運動制御用のセンサとしてのヨーレートセンサが検出した検出ヨーレート(deg/sec)を示す。横軸は、衝突検知用センサとしてのエアバッグ用加速度センサが衝突を検知した時点(0msec)からカウントされる時間(Time)を示す。図1に示すように、ヨーレートセンサの検出可能範囲は、通常±100deg/sec程度に設定されている。これは、車両運動制御用のヨーレートセンサの分解能は、衝突検知用のエアバッグ用加速度センサの分解能と比べて高く設定される必要があるからである。言い換えると、車両運動制御用のヨーレートセンサは、衝突検知用のエアバッグ用加速度センサが検知可能な衝突時に発生する程度の大きさのヨーレートを検出することを想定していない。そのため、図1に示すように、衝突後の150msec以降はヨーレートセンサの検出範囲に収束するものの、衝突時の0msec〜150msecの間では、100deg/secを超えるヨーレートが発生してヨーレートセンサの検出範囲を超過する時間帯が発生してしまう。
このように、ヨーレートセンサは、車両の運動状態等によって検出値の信頼度が低くなる場合がある。この場合、ヨーレートセンサの検出結果に基づく車両の運動制御も信頼性が低くなってしまう。
例えば、図1に示すように、衝突以後に発生するヨーレートがヨーレートセンサの検出可能範囲を超え、ヨーレートが実際よりも過小な値として検出されてしまう可能性がある。また、例えば、衝突時以外にも、走行中にタイヤがバーストする等の車両異常が発生した場合、車両の運動状態がヨーレートセンサの検出可能範囲が想定していない運動状態へ急激に変化することで、車両異常以後に発生するヨーレートがヨーレートセンサの検出可能範囲を超える場合も考えられる。そのため、衝突以後や車両異常以後などに検出されたヨーレートそのものを実際の車両のヨーレートとみなして運動制御を行うと、過小なヨーレートに基づく運動制御が行われてしまう可能性がある。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、ヨーレートセンサの検出値の信頼性が低い場合に、ヨーレート決定結果の信頼性低下を抑制することができる車両運動状態決定装置及び車両運動制御装置を提供することを目的とする。
本発明の車両運動状態決定装置は、自車両に発生したヨーレートを検出するヨーレートセンサと、前記自車両に発生した加速度を検出するセンサであって、前記ヨーレートセンサとは異なるセンサである加速度センサと、前記加速度センサが検出した加速度に基づいて、前記自車両に発生したヨーレートを算出するヨーレート算出手段と、前記ヨーレートセンサにより検出される検出ヨーレート、及び、前記ヨーレート算出手段により算出される算出ヨーレートのうち少なくとも一つに基づいて、前記自車両に発生したヨーレートを決定するヨーレート決定手段と、前記検出ヨーレートの信頼性が低いことを判定するヨーレート信頼性判定手段と、を備え、前記ヨーレート決定手段は、前記ヨーレート信頼性判定手段により前記検出ヨーレートの信頼性が低いと判定されていない場合には、前記検出ヨーレートを前記自車両に発生したヨーレートとして決定し、前記ヨーレート信頼性判定手段により前記検出ヨーレートの信頼性が低いと判定された場合には、前記算出ヨーレートに基づいて前記ヨーレートを決定することを特徴とする。
上記車両運動状態決定装置において、前記ヨーレート信頼性判定手段は、前記自車両と車外の障害物との衝突の有無を判定する衝突判定手段であり、前記ヨーレート決定手段は、前記衝突判定手段により前記衝突が有ったと判定されていない場合には、前記検出ヨーレートを前記自車両に発生したヨーレートとして決定し、前記衝突判定手段により前記衝突が有ったと判定された場合には、前記算出ヨーレートに基づいて前記ヨーレートを決定することが好ましい。
上記車両運動状態決定装置において、前記衝突判定手段は、前記加速度センサが検出した加速度に基づいて前記衝突の有無を判定することが好ましい。
上記車両運動状態決定装置において、前記障害物と衝突する前記自車両上の衝突位置を予測する衝突位置予測手段と、前記衝突位置予測手段が予測した前記衝突位置に基づいて、検出される加速度の信頼性が低くなる加速度センサを判定する加速度信頼性判定手段と、を更に備え、前記ヨーレート算出手段は、前記加速度信頼性判定手段により検出される加速度の信頼性が低くなる加速度センサとして判定されていない加速度センサが検出した加速度に基づいて、前記算出ヨーレートとして、前記自車両に発生したヨーレートを算出することが好ましい。
上記車両運動状態決定装置において、前記加速度センサは、固定電極と、前記自車両にかかる加速度に応じて変位する可変電極と、を少なくとも含んで構成され、前記車両運動状態決定装置は、前記加速度センサを構成する前記固定電極及び前記可変電極のうち一方に駆動電圧を印加している場合に他方の静電容量の変化に応じて加速度を検出するものであって、前記ヨーレート算出手段により前記算出ヨーレートを算出する場合に、前記加速度センサの静電容量に対応して割り当てられた電圧値を増加する電圧制御手段、を更に備えることが好ましい。
上記車両運動状態決定装置において、前記ヨーレート算出手段を構成する電子制御ユニットにおいて前記ヨーレート算出手段に割り当てられる情報容量を増加する容量増加手段、を更に備えることが好ましい。
本発明の車両運動制御装置は、上記車両運動状態決定装置の前記ヨーレート決定手段が決定した前記ヨーレートに基づいて前記自車両の運動制御を行う運動制御手段、を備えたことを特徴とする。
本発明にかかる車両運動状態決定装置及び車両運動制御装置によれば、ヨーレートセンサの検出値の信頼性が低い場合には、加速度センサの検出値に基づいて算出されたヨーレート算出値に基づいてヨーレートを決定することで、ヨーレート決定結果の信頼性低下を抑制することができるという効果を奏する。
以下に、本発明にかかる車両運動状態決定装置及び車両運動制御装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
[実施形態]
図2〜図5を参照して、本発明に係る車両運動状態決定装置及び車両運動制御装置の構成について説明する。図2は、本発明に係る車両運動状態決定装置及び車両運動制御装置の構成を示す図である。図3は、車両に搭載された各種センサの搭載位置の一例を示す図である。図4は、エアバッグ用加速度センサと衝突時加速度の一例を示す図である。図5は、エアバッグ用加速度センサの構造の一例を示す図である。
図2〜図5を参照して、本発明に係る車両運動状態決定装置及び車両運動制御装置の構成について説明する。図2は、本発明に係る車両運動状態決定装置及び車両運動制御装置の構成を示す図である。図3は、車両に搭載された各種センサの搭載位置の一例を示す図である。図4は、エアバッグ用加速度センサと衝突時加速度の一例を示す図である。図5は、エアバッグ用加速度センサの構造の一例を示す図である。
本実施形態における車両運動状態決定装置及び車両運動制御装置は、車両(自車両)に搭載され、典型的には、図2に示すように、DSSコンピュータ1と、ミリ波レーダセンサ2と、カメラセンサ3と、クリアランスソナーセンサ4と、ブレーキECU5と、エアバッグECU6と、エアバッグ用加速度センサ7と、車輪速センサ8と、ヨーレートセンサ9と、ステアリングセンサ10と、パワーマネジメントECU11と、パワーステアリングECU12と、を備える。
図2において、DSSコンピュータ1、ブレーキECU5、エアバッグECU6、パワーマネジメントECU11、及び、パワーステアリングECU12は、車両の各部の駆動を制御するものであり、CPU、ROM、RAM及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子制御ユニットである。DSSコンピュータ1は、ミリ波レーダセンサ2と、カメラセンサ3と、クリアランスソナーセンサ4と電気的に接続され、検出結果に対応した電気信号が入力される。ブレーキECU5は、車輪側センサ8と、ヨーレートセンサ9と、ステアリングセンサ10と電気的に接続され、検出結果に対応した電気信号が入力される。エアバッグECU6は、エアバッグ用加速度センサ7と電気的に接続され、検出結果に対応した電気信号が入力される。DSSコンピュータ1、ブレーキECU5、エアバッグECU6、パワーマネジメントECU11、及び、パワーステアリングECU12は、相互に検出信号や駆動信号、制御指令等の情報の授受を行うことができる。
DSSコンピュータ1は、車両の各部を制御しDSS(Driver Support System)機能を実現するECU(Electronic Control Unit)である。DSSコンピュータ1は、DSS機能として、例えば、ミリ波レーダセンサ2、カメラセンサ3、及び、クリアランスソナーセンサ4等の対象物検知センサからの物標情報に基づいて、車両と当該車両の周辺の物体との接触の予測を行い、これに応じて運転者に対して警告したりブレーキ(制動装置)を制御したりするプリクラッシュセーフティシステム(PCS:Pre Crash Safety System)制御を実行することができる。また、DSSコンピュータ1は、DSS機能として、例えば、対象物検知センサからの白線情報に基づいて、車両が車線から逸脱しないようにステア(操舵装置)等を制御するレーンキンピングアシスト(LKA:Lane Keeping Assist)制御を実行することもできる。また、DSSコンピュータ1は、DSS機能として、ヨーレート等の車両運動状態量に基づいて、カーブを曲がる時に起こりやすい横滑りを抑えて車両を安定させる車両安定制御システム(VSC:Vehicle Stability Control)制御を実行することもできる。このようなDSS機能を、DSSコンピュータ1は、衝突前の予防安全走行制御や衝突後の安全走行制御として実行することができる。なお、DSSコンピュータ1が備える各種処理部(ヨーレート算出部1a〜運動制御部1h等)の詳細については後述する。
ミリ波レーダセンサ2は、ミリ波を対象物に向けて発射し、その反射波を測定することにより、対象物までの距離や方向等を検知するセンサである。カメラセンサ3は、対象物を撮像し、その撮像画像から解析可能な対象物の大きさや形状等を検知する。クリアランスソナーセンサ4は、音波や超音波を対象物に向けて発射し、反射して戻ってくるまでの時間から対象物とのクリアランスを検知するセンサである。これらミリ波レーダセンサ2と、カメラセンサ3と、クリアランスソナーセンサ4は、対象物検知センサとして機能する。
ここで、対象物検知センサは、車両周辺監視用のセンサであり、車両の周囲の物体を検知することで、白線検出や物標検出を行う。対象物検知センサは、白線検出として、車両が走行する走行路に設けられた白線を検出する。また、対象物検知センサは、物標検出として、例えば、車両の周囲の歩行者、他車両、電柱、障害物、ガードレール、壁面等の立体物体を検出する。また、対象物検知センサは、車両の周囲の物体を検出すると共に、当該検出した物体と車両との相対関係を示す相対物理量を検出することができる。対象物検知センサは、例えば、上記相対物理量として、車両と物体との相対位置(座標系)、相対速度(m/s)、相対距離(m)、TTC(Time−To−Collision:接触余裕時間)(s)等のうちの少なくとも1つを検出する。ここで、TTCとは、車両が物体に至るまでの時間に相当し、車両と物体との相対距離を相対速度に応じて変換した時間に相当する。対象物検知センサは、DSSコンピュータ1に電気的に接続されており、白線検出に基づいた白線情報や物標検出に基づいた物標情報(相対物理量等を含む)を当該DSSコンピュータ1に出力する。
ブレーキECU5は、車両に搭載されるブレーキを制御するECUである。ブレーキECU5は、例えば、DSSコンピュータ1からの指示にしたがってブレーキの作動を制御する。ここで、当該ブレーキは、典型的には、電子制御式ブレーキ装置(Electronically Controlled Brake)であるが、車両の車輪に制動力を発生させるものであればよく、例えば、パーキングブレーキやエンジンブレーキによって車両の車輪に制動力を発生させる装置を含んでもよい。ブレーキECU5は、DSSコンピュータ1がDSS機能としてPCS制御やVSC制御を実行する際にブレーキを作動させたりする。
エアバッグECU6は、車両に搭載されるエアバッグを制御するECUである。エアバッグECU6は、例えば、DSSコンピュータ1からの指示にしたがってエアバッグの作動を制御する。ここで、当該エアバッグは、車両のハンドル付近に設置されて乗員の前面を保護するためのフロントエアバッグと、車両のドア付近に設置された乗員の側面を保護するためのサイドエアバッグとを含んで構成される。ここで、エアバッグECU6は、衝突検知用センサとして機能するエアバッグ用加速度センサ7(加速度センサ)の検出結果に応じた衝突発生信号が入力される。本実施形態において、エアバッグ用加速度センサ7は、自車両に発生した加速度を検出するセンサであって、ヨーレートセンサ9とは異なるセンサである。衝突発生信号は、車両と車外の障害物との衝突が発生したと想定可能な程度の大きさの加速度をエアバッグ用加速度センサ7が検出した際に生じる信号である。エアバッグECU6は、エアバッグ用加速度センサ7から衝突発生信号が入力された時に、エアバッグへ制御信号を出力することで、エアバッグの展開を行う。エアバッグECU6は、エアバッグの展開を行うと同時に、エアバッグ用加速度センサ7から入力される衝突発生信号をDSSコンピュータ1へ出力する。
車輪速センサ8は、車輪毎に設けられ、夫々の車輪速度を検出する車輪速度検出装置である。各車輪速センサ8は、各車輪の回転速度である車輪速度を検出する。各車輪速センサ8は、検出した各車輪の車輪速度を示す検出信号をDSSコンピュータ1へ出力する。DSSコンピュータ1は、各車輪速センサ8から入力される各車輪の車輪速度に基づいて、車両の走行速度である車速を算出する。DSSコンピュータ1は、各車輪速センサ8のうち少なくとも1つから入力される車輪速度に基づいて車速を算出してもよい。ヨーレートセンサ9は、自車両に発生したヨーレートを検出するヨーレート検出装置である。ヨーレートセンサ9は、検出したヨーレートを示す検出信号をDSSコンピュータ1へ出力する。ステアリングセンサ10は、運転者の操舵操作に応じてステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出装置である。ステアリングセンサ10は、検出した操舵角を示す検出信号をDSSコンピュータ1へ出力する。DSSコンピュータ1においては、ヨーレートセンサ9とステアリングセンサ10の検出信号に基づいて、車両の旋回状態(旋回姿勢)を判断することができる。
パワーマネジメントECU11は、車両に搭載されるエンジンやモーター等の駆動機構を制御するECUである。パワーマネジメントECU11は、例えば、DSSコンピュータ1からの指示にしたがって駆動機構の作動を制御する。また、パワーステアリングECU12は、車両に搭載される電動パワーステアリング(EPS: Electronic Power Steering)等の操舵機構を制御するECUである。パワーステアリングECU12は、例えば、DSSコンピュータ1からの指示にしたがって操舵機構の作動を制御する。パワーステアリングECU12は、上述のブレーキECU5やパワーマネジメントECU11と協働して、DSSコンピュータ1がDSS機能としてLKA制御やVSC制御を実行する際に操舵機構や駆動機構等を作動させたりする。
DSSコンピュータ1の説明に戻り、当該DSSコンピュータ1が備える各種処理部(ヨーレート算出部1a〜運動制御部1h等)の詳細について説明する。DSSコンピュータ1は、ヨーレート算出部1aと、ヨーレート決定部1bと、ヨーレート信頼性判定部1cと、衝突位置予測部1dと、加速度信頼性判定部1eと、電圧制御部1fと、容量増加部1gと、運動制御部1hと、を少なくとも備える。
DSSコンピュータ1のうち、ヨーレート算出部1aは、エアバッグ用加速度センサ7が検出した加速度に基づいて、自車両に発生したヨーレートを算出するヨーレート算出手段である。
一例として、ヨーレート算出部1aが行うエアバッグ用加速度センサ7によるヨーレート算出方法について、図3及び図4を参照して説明する。図3において、ミリ波レーダセンサ2は、車両の前面に搭載されるフロントミリ波レーダセンサ2aと、車両の後面に搭載されるリアミリ波レーダセンサ2bとを含んで構成される。カメラセンサ3は、車両の前方に搭載される。ヨーレートセンサ9は、車両重心の位置に搭載される。エアバッグ用加速度センサ7は、車両の前面に搭載されるフロントエアバッグ用加速度センサ7a−1〜2と、車両の側面に搭載されるサイドエアバッグ用加速度センサ7b−1〜2と、車両の後面に搭載されるリアエアバッグ用加速度センサ7c−1〜2とを含んで構成される。ここで、図3に示すように、車両重心で直交する2つの軸をX軸(進行方向の軸)とY軸(車幅方向の軸)に設定すると、フロントエアバッグ用加速度センサ7a−1〜2は、X軸方向の加速度を検出し、サイドエアバッグ用加速度センサ7b−1〜2とリアエアバッグ用加速度センサ7c−1〜2は、Y軸方向の加速度を検出する。
車両の運動状態として並進と旋回の2つの挙動が想定されるため、エアバッグ用加速度センサ7からヨーレートを算出するためには車両重心からの距離の異なる2つ以上のエアバッグ用加速センサ7が必要となる。図4において、GxLは、車両の左前面に搭載されたフロントエアバッグ用加速度センサ7a−1が検出する衝突時加速度を示す。GxRは、車両の右前面に搭載されたフロントエアバッグ用加速度センサ7a−2が検出する衝突時加速度を示す。GymRは、車両の右側面に搭載されたサイドエアバッグ用加速度センサ7b−2が検出する衝突時加速度を示す。GyrRは、車両の右後面に搭載されたリアエアバッグ用加速度センサ7c−2が検出する衝突時加速度を示す。Lxは、リアエアバッグ用加速度センサ7c−2の搭載位置からY軸までの最短距離を示す。Lyは、サイドエアバッグ用加速度センサ7b−2やリアエアバッグ用加速度センサ7c−2の搭載位置からX軸までの最短距離を示す。ωzは、ヨーレートの大きさを示す。
図2に戻り、DSSコンピュータ1のうち、ヨーレート決定部1bは、ヨーレートセンサ9により検出される検出ヨーレート(ヨーレートの検出値)、及び、ヨーレート算出部1aにより算出される算出ヨーレート(ヨーレートの算出値)のうち少なくとも一つに基づいて、自車両に発生したヨーレートを決定するヨーレート決定手段である。本実施形態において、ヨーレート決定部1bは、後述のヨーレート信頼性判定部1cにより検出ヨーレートの信頼性が低いと判定されていない場合には、ヨーレートセンサ9が検出した検出ヨーレートを自車両に発生したヨーレートとして決定する。一方、ヨーレート信頼性判定部1cにより検出ヨーレートの信頼性が低いと判定された場合には、ヨーレート算出部1aが算出した算出ヨーレートに基づいてヨーレートを決定する。これにより、本実施形態によれば、ヨーレートセンサの検出値の信頼性が低い場合に、ヨーレート決定結果の信頼性低下を抑制することができる。
ヨーレート信頼性判定部1cは、ヨーレートセンサ9が検出した検出ヨーレートの信頼性が低いことを判定するヨーレート信頼性判定手段である。本実施形態において、ヨーレート信頼性判定部1cは、自車両と車外の障害物との衝突の有無を判定する衝突判定手段でもある。この場合、上述のヨーレート決定部1bは、衝突判定手段により自車両と車外の障害物との衝突が有ったと判定されていない場合には、ヨーレートセンサ9が検出した検出ヨーレートを自車両に発生したヨーレートとして決定し、衝突判定手段により自車両と車外の障害物との衝突が有ったと判定された場合には、ヨーレート算出部1aが算出した算出ヨーレートに基づいてヨーレートを決定する。これにより、本実施形態によれば、衝突によりヨーレート決定結果が過小となることを抑制することができる。ここで、衝突判定手段は、エアバッグ用加速度センサ7が検出した加速度に基づいて衝突の有無を判定する。これにより、本実施形態によれば、衝突検出用の加速度センサを用いるため、衝突時であってもセンサの検出可能範囲を超えずに加速度を検出してヨーレートを決定することができる。
また、本実施形態において、ヨーレート信頼性判定部1cは、自車両の車両異常の有無を判定する車両異常判定手段であってもよい。この場合、上述のヨーレート決定部1bは、車両異常判定手段により自車両の車両異常が有ったと判定されていない場合には、ヨーレートセンサ9が検出した検出ヨーレートを自車両に発生したヨーレートとして決定し、車両異常判定手段により自車両の車両異常が有ったと判定された場合には、ヨーレート算出部1aが算出した算出ヨーレートに基づいてヨーレートを決定する。これにより、本実施形態によれば、走行中にタイヤがバーストする等の車両異常によりヨーレート決定結果が過小となることを抑制することができる。例えば、タイヤのバーストは対象のタイヤの空気圧センサにより検出可能である。
衝突位置予測部1dは、車外の障害物と衝突する自車両上の衝突位置を予測する衝突位置予測手段である。また、加速度信頼性判定部1eは、衝突位置予測部1dが予測した衝突位置に基づいて、検出される加速度の信頼性が低くなるエアバッグ用加速度センサ7を判定する加速度信頼性判定手段である。この場合、上述のヨーレート算出部1aは、加速度信頼性判定部1eにより検出される加速度の信頼性が低くなる加速度センサとして判定されていないエアバッグ用加速度センサ7が検出した加速度に基づいて、算出ヨーレートとして、自車両に発生したヨーレートを算出する。これにより、本実施形態によれば、信頼性の低い加速度センサの検出結果を用いないため、ヨーレート決定結果の信頼性をさらに高めることができる。
ここで、エアバッグ用加速度センサ7の加速度検出原理について、図5を参照して説明する。図5は、固定電極、及び、自車両にかかる加速度に応じて変位する可変電極から構成される櫛歯式のエアバッグ用加速度センサ7の構造を示している。図5に示すように、櫛歯が外部からの加速度として衝撃による衝撃加速度を受けることで動き、エアバッグ用加速度センサ7は、以下の式3にしたがって、静電容量Cの変化として加速度Gを検出する。図5に示すように、静電容量C1は、図中上側の一方の固定電極と可変電極による静電容量を示し、静電容量C2は、図中下側の他方の固定電極と可変電極による静電容量を示す。
図2に戻り、DSSコンピュータ1のうち、電圧制御部1fは、図5に示すように、エアバッグ用加速度センサ7を構成する、固定電極、及び、自車両にかかる加速度に応じて変位する可変電極のうち一方に駆動電圧を印加している場合に、他方の静電容量の変化に応じて加速度を検出するものであって、ヨーレート算出部1aにより算出ヨーレートを算出する場合に、エアバッグ用加速度センサ7の静電容量に対応して割り当てられた電圧値を増加する電圧制御手段である。これにより、本実施形態によれば、単位加速度あたりに割り当てられる電圧が増加することによって、エアバッグ用加速度センサ7の分解能が増加し、信頼性の高いヨーレート決定を行うことができる。また、容量増加部1gは、ヨーレート算出部1aを構成する電子制御ユニットにおいてヨーレート算出部1aに割り当てられる情報容量を増加する容量増加手段である。これにより、本実施形態によれば、ヨーレート算出部1aを構成する電子制御ユニットが処理すべき情報が増加しても、その状況に対応して割り当てられた情報容量が増加してECU処理性能が増加するので適切に処理することができる。
運動制御部1hは、ヨーレート決定部1bが決定したヨーレートに基づいて自車両の運動制御を行う運動制御手段である。これにより、本実施形態によれば、信頼性の高いヨーレートに基づく運動制御が可能となる。
上述のように構成される車両運動状態決定装置及び車両運動制御装置において実行される各種処理について、図6〜図31を参照して説明する。本実施形態において、フローチャートに示される各種処理は所定時間毎に繰り返し実行されるものとする。
車両運動状態決定装置及び車両運動制御装置により実行される衝突前の基本処理について、図6〜図15を参照して説明する。図6は、本発明に係る車両運動状態決定装置及び車両運動状態決定装置の衝突前の基本処理の一例を示すフローチャートである。
図6に示すように、DSSコンピュータ1は、衝突前の処理として以下のステップS0010〜ステップS0060の処理を実行する。まず、DSSコンピュータ1は、ミリ波レーダセンサ2、カメラセンサ3、クリアランスソナーセンサ4等の対象物検知センサからの情報に基づいて、車両と車外の障害物との衝突を回避不可であるかを判断する(ステップS0010)。例えば、DSSコンピュータ1は、対象物検知センサから入力される車両と物体との相対位置(座標系)、相対速度(m/s)、相対距離(m)、TTC(s)等の情報に基づいて、車両と車外の障害物との衝突を回避不可であるかを判断する。
ステップS0010において、DSSコンピュータ1は、衝突を回避不可ではない、すなわち衝突を回避可能であると判断した場合(ステップS0010:No)、本制御を終了する。一方、DSSコンピュータ1は、衝突を回避不可であると判断した場合(ステップS0010:Yes)、次のステップS0020の処理へ移行する。
DSSコンピュータ1は、対象物検知センサによる衝突形態の予測情報(位置、自車速、相手車速等)に基づいて、次のステップS0030で行う判定処理に用いる衝突時の推定ヨーレートγを推定する(ステップS0020)。ステップS0020において、DSSコンピュータ1は、衝突位置予測部1dによる障害物と衝突する自車両上の衝突位置の予測結果等に基づいて、衝突時の推定ヨーレートγを推定する。その後、ステップS0030の処理へ移行する。
ここで、図7を参照して、ステップS0020で行われる衝突時の推定ヨーレートγの推定方法の一例について説明する。図7は、X軸方向(進行方向)の衝突に対する推定ヨーレート値のマップの一例である。図7のマップにおいて、縦軸には相対車速が設定され、横軸には衝突位置(ラップ率)が設定される。ここでいうラップ率とは、自車両と相手車両とが衝突する際に自車両の衝突部分がどの程度の範囲まで及ぶかを表す指標である(図9及び図10参照)。X軸方向の衝突の場合、相手車両とは自車両の前面部で衝突することになる。よって、ラップ率は、自車両の前面部の全体領域(車幅に対応する領域)で衝突する場合は100%となる。前面部の一部領域で衝突する場合には、その一部領域が前面部の全体領域に対してどの程度の割合であるかに応じてラップ率は変わる。この場合ラップ率は、例えば、自車両の前面部の全体領域のうち7割程度の一部領域で衝突する場合は70%となり、前面部の全体領域のうち4割程度の一部領域で衝突する場合は40%となり、前面部の全体領域のうち2割5分程度の一部領域で衝突する場合は25%となる。
図7のマップに示される推定ヨーレートには、縦軸の相対車速と横軸の衝突位置(ラップ率)に応じた所定値が予め設定されている。この推定ヨーレートの値としては、種々の相対車速と衝突位置(ラップ率)との組み合わせについて、予め衝突実験等により検証されたか又はシミュレーションされた値が設定されているものとする。DSSコンピュータ1は、X軸方向の衝突に対しては、対象物検知センサによる衝突形態の予測情報(位置、自車速、相手車速等)に基づいて、相対車速を図7のマップの縦軸の入力値とし、衝突位置(ラップ率)を図7のマップの横軸の入力値とすることで、この組み合わせに対応付けられた推定ヨーレートを決定する。
また、図7のマップは、進行方向の交差角度に応じて切り替わる。ここでいう進行方向の交差角度とは、自車両の進行方向に沿った軸を基準線とすると、当該基準線と、自車両と衝突する際の相手車両の進行方向に沿った軸とがなす角度である。DSSコンピュータ1は、X軸方向の衝突に対しては、対象物検知センサによる衝突形態の予測情報(位置、自車速、相手車速等)に基づいて、進行方向の交差角度を推定し、当該進行方向の交差角度に応じて、衝突位置(ラップ率)と相対車速から決定されるX軸方向の衝突に対する推定ヨーレート値のマップを切替える。そして、DSSコンピュータ1は、切り替えたマップにおいて、相対車速を縦軸の入力値とし、衝突位置(ラップ率)を横軸の入力値とすることで、この組み合わせに対応付けられた推定ヨーレート値を、X軸方向の衝突に対する推定ヨーレートγとする。
更に、図8〜図14を参照して、X軸とY軸を合わせた衝突時の推定ヨーレートγの推定方法について説明する。まず、図8〜図11を参照して、X軸方向の衝突(正突又は追突)に対して実行される、衝突形態の予測情報による衝突時のヨーレート推定処理を説明する。図8は、自車両のX軸方向の衝突ケースを示す図である。図9は、X軸方向の衝突位置分類の一例を示す図である。図10は、X軸方向の衝突位置を示す略号を説明するための図である。
図8に示すように、X軸方向の衝突は、自車両が相手車両と正突する場合の他、自車両が相手車両の側面の衝突する場合も想定している。ここで、自車両が相手車両の側面に衝突する場合に関しては、X軸方向の相対速度は自車両の車速成分のみからなると仮定する。図8において、進行方向の交差角度は、0deg又は180degと仮定する。このようなX軸方向の衝突が発生すると予測された場合、DSSコンピュータ1は、進行方向の交差角度に応じて、上述の図7に示したようなX軸方向の衝突に対する推定ヨーレート値のマップを切替える。そして、DSSコンピュータ1は、切り替えたマップにおいて、相対車速を縦軸の入力値とし、衝突位置(ラップ率)を横軸の入力値とすることで、この組み合わせに対応付けられた推定ヨーレート値を、X軸方向の推定ヨーレートγを推定する。
ここで、衝突位置(ラップ率)は、図9に示すように、例えば、LQ(左25%)、LH(左40%)、LSF(左70%)、F(100%)、RSF(右70%)、RH(右40%)、RQ(右25%)に分けられる。図9で用いた衝突位置を示す略号の意味については図10を参照して説明する。図10に示すように、LQは、自車両の車幅を100%とした場合に車両前面の左端から25%に対応する部分で相手車両と衝突したことを示す略号である。LHは、自車両の車幅を100%とした場合に車両前面の左端から40%に対応する部分で相手車両と衝突したことを示す略号である。LSFは、自車両の車幅を100%とした場合に車両前面の左端から70%に対応する部分で相手車両と衝突したことを示す略号である。Fは、自車両の車幅を100%とした場合に車両前面の全体で相手車両と衝突したことを示す略号である。RSFは、自車両の車幅を100%とした場合に車両前面の右端から70%に対応する部分で相手車両と衝突したことを示す略号である。RHは、自車両の車幅を100%とした場合に車両前面の右端から40%に対応する部分で相手車両と衝突したことを示す略号である。RQは、自車両の車幅を100%とした場合に車両前面の右端から25%に対応する部分で相手車両と衝突したことを示す略号である。
次に、図11〜図14を参照して、Y軸方向(車幅方向)の衝突(側突)に対して実行される、衝突形態の予測情報による衝突時のヨーレート推定処理に説明する。図11は、自車両のY軸方向の衝突ケースを示す図である。図12は、Y軸方向の衝突に対する推定ヨーレート値のマップの一例である。図13は、Y軸方向の衝突位置分類の一例を示す図である。図14は、Y軸方向の衝突位置を示す略号を説明するための図である。
図11に示すように、Y軸方向の衝突は、自車両の側面に相手車両が衝突した場合を想定している。図11において、進行方向の交差角度は、90degと仮定する。このようなY軸方向の衝突が発生すると予測された場合、DSSコンピュータ1は、図12に示すようなY軸方向の衝突に対する推定ヨーレート値のマップを用いて、Y軸方向の推定ヨーレートγを推定する。図12のマップにおいて、縦軸には相手車両の車速としての相手車速が設定され、横軸には自車速が設定される。図12のマップに示される推定ヨーレートには、縦軸の相手車速と横軸の自車速に応じた所定値が予め設定されている。この推定ヨーレートの値としては、種々の相手車速と自車速との組み合わせについて、予め衝突実験等により検証されたか又はシミュレーションされた値が設定されているものとする。DSSコンピュータ1は、Y軸方向の衝突に対しては、対象物検知センサによる衝突形態の予測情報(位置、自車速、相手車速等)に基づいて、相手車速を図12のマップの縦軸の入力値とし、自車速を図12のマップの横軸の入力値とすることで、この組み合わせに対応付けられた推定ヨーレートを決定する。
また、図12のマップは、衝突位置に応じて切り替わる。Y軸方向の衝突の場合、相手車両とは自車両の側面部で衝突することになる。よって、衝突位置については、図13に示すように、例えば、E(エンコパ)、A(Aピラー)、B(Bピラー)、C(Cピラー)、L(ラゲージ)に分けられる。図13で用いた衝突位置を示す略号の意味については図14を参照して説明する。図14に示すように、Eは、自車両の側面のエンジンコンパートメントに対応する部分で相手車両と衝突したことを示す略号である。Aは、自車両の側面のAピラー(前部座席の斜め前にある柱)に対応する部分で相手車両と衝突したことを示す略号である。Bは、自車両の側面のBピラー(前部座席と後部座席の間にある柱)に対応する部分で相手車両と衝突したことを示す略号である。Cは、自車両の側面のCピラー(後部座席斜め後ろにある柱)に対応する部分で相手車両と衝突したことを示す略号である。Lは、自車両の側面のラゲージスペースに対応する部分で相手車両と衝突したことを示す略号である。
DSSコンピュータ1は、Y軸方向の衝突に対しては、対象物検知センサによる衝突形態の予測情報(位置、自車速、相手車速等)に基づいて、衝突位置を推定し、当該衝突位置に応じて、自車速と相対車速から決定されるY軸方向の衝突に対する推定ヨーレート値のマップを切替える。そして、DSSコンピュータ1は、切り替えたマップにおいて、相対車速を縦軸の入力値とし、自車速を横軸の入力値とすることで、この組み合わせに対応付けられた推定ヨーレート値を、Y軸方向の衝突に対する推定ヨーレートγとする。
図6に戻り、DSSコンピュータ1は、ステップS0020で推定した推定ヨーレート値γについて所定閾値γin,γoutと比較する(ステップS0030)。ステップS0030において、DSSコンピュータ1は、推定ヨーレート値γについて、後述のステップS0051で行われる並列センシング処理の移行(IN切替)判定閾値及び逸脱(OUT切替)判定閾値と比較することで、並列センシング処理の切替えの必要性を判断する。
本実施形態において、並列センシング処理とは、車両運動制御用のヨーレートセンサ9によるヨーレートの検出処理と、衝突検知用のエアバッグ用加速度センサ7が検出した加速度に基づくヨーレート算出部1aによるヨーレートの算出処理とを並列して行う処理である。並列センシング処理は、DSSコンピュータ1のヨーレート決定部1bにより実行される。
ここで、図15を参照して、並列センシング処理の切替判定のヨーレート閾値について説明する。図15中の(i)は、S0030で並列センシング処理へのIN切替/OUT切替判断をするためのヨーレート閾値γin/γoutに関するヒステリシスの例を示している。図15中の(ii)は、上記ヨーレート閾値γin/γoutに関する時間推移の例を示している。図15において、γinは、並列センシング処理への移行(IN切替)条件となるヨーレート閾値を示す。言い換えると、γinは、並列センシング処理へのIN切替判断をするためのヨーレート閾値である。また、γoutは、並列センシング処理から逸脱(OUT切替)条件となるヨーレート閾値を示す。言い換えると、γoutは、並列センシング処理からのOUT切替判断をするためのヨーレート閾値である。図15に示すように、本実施形態では、γinとγoutの間にヒステリシス(例えば、±80)を設けることでハンチングを防止するようにしている。
更に、本実施形態における並列センシング処理の切替判定のヨーレート閾値の設計指針について説明する。図15中の(ii)に示すように、衝突前では、γinは、1次衝突の可能性が高くなるにつれて、衝突発生時における並列センシング処理の必要性が高くなるため、1次衝突までのTTCが小さくなるにつれて閾値が減少するように設定される。また、γoutについても、同理由により、1次衝突までのTTCが小さくなるにつれて閾値が増加するように設定される。一方、衝突後では、γinは、衝突発生後に時間が経過すると並列センシング処理の必要性が低くなるため、1次衝突からの時間経過とともに閾値が増加するように設定される。また、γoutについても、同理由により、1次衝突からの時間経過とともに閾値が減少するように設定される。ただし、DSSコンピュータ1が、周辺の交通環境の状況により2次衝突発生の可能性が高いと判断する場合には、1次衝突後であっても、衝突前と同様に2次衝突までのTTCが小さくなるにつれて、γinが減少し、γoutが増加するように設定されるものとする。
図6に戻り、ステップS0030において、DSSコンピュータ1は、ステップS0020で推定した推定ヨーレート値γについて所定閾値γin,γoutと比較した結果、並列センシング処理への移行(IN切替)条件を満たすと判断した場合(ステップS0030:IN条件=Yes)、次の処理としてステップS0031へ移行し、現行のセンシング処理状態が、ヨーレートセンサ9とエアバッグ用加速度センサ7による並列センシング処理を実行している状態であるか否かを判定する(ステップS0031)。
ステップS0031において、DSSコンピュータ1は、現行のセンシング処理状態が並列センシング処理を実行している状態であると判定した場合(ステップS0031:Yes)、次の処理としてステップS0043へ移行する。一方、DSSコンピュータ1は、現行のセンシング処理状態が並列センシング処理を実行している状態ではないと判定した場合(ステップS0031:No)、次の処理としてステップS0041へ移行し、移行(IN切替)処理を実行する。具体的には、DSSコンピュータ1は、並列センシング処理へのIN切替処理の実行フラグを立てる(ステップS0041)。そして、DSSコンピュータ1は、衝突形態の予測情報に基づいて、ヨーレートを算出するためのエアバッグ用加速度センサ7を判断する(ステップS0045)。ステップS0045において、DSSコンピュータ1の加速度信頼性判定部1eは、ステップS0020で衝突位置予測部1dが予測した衝突位置等に基づいて、検出される加速度の信頼性が低くなるエアバッグ用加速度センサ7を判断する。
そして、DSSコンピュータ1は、ステップS0045で判断したエアバッグ用加速センサ7を用いて、並列センシング処理を行い、次のステップS0060で行う衝突前の予防安全走行制御に用いるヨーレートを決定する(ステップS0051)。ステップS0051において、DSSコンピュータ1のヨーレート決定部1bは、自車両に発生したヨーレートを検出するヨーレートセンサ9により検出される検出ヨーレート、及び、エアバッグ用加速度センサ7が検出した加速度に基づいて自車両に発生したヨーレートを算出するヨーレート算出部1aにより算出される算出ヨーレートに基づいて、自車両に発生したヨーレートを決定する。ここで、ステップS0051で実行される並列センシング処理において、DSSコンピュータ1のヨーレート算出部1aは、ステップS0045で加速度信頼性判定部1eにより検出される加速度の信頼性が低くなるエアバッグ用加速度センサ7として判定されていないエアバッグ用加速度センサ7が検出した加速度に基づいて、算出ヨーレートとして、自車両に発生したヨーレートを算出する。その後、ステップS0060の処理へ移行する。
また、ステップS0030において、DSSコンピュータ1は、ステップS0020で推定した推定ヨーレート値γについて所定閾値γin,γoutと比較した結果、並列センシング処理からの逸脱(OUT切替)条件を満たすと判断した場合(ステップS0030:OUT条件=Yes)、次の処理としてステップS0032へ移行し、現行のセンシング処理状態が、ヨーレートセンサ9のみによる単独センシング処理を実行している状態であるか否かを判定する(ステップS0032)。
ステップS0032において、DSSコンピュータ1は、現行のセンシング処理状態が単独センシング処理を実行している状態であると判定した場合(ステップS0032:Yes)、次の処理としてステップS0043へ移行する。一方、DSSコンピュータ1は、現行のセンシング処理状態が単独センシング処理を実行している状態ではないと判定した場合(ステップS0032:No)、次の処理としてステップS0042へ移行し、逸脱(OUT切替)処理を実行する。具体的には、DSSコンピュータ1は、並列センシング処理からのOUT切替処理の実行フラグを立てる(ステップS0042)。そして、DSSコンピュータ1は、ヨーレートセンサ9のみでヨーレート検出処理(単独センシング処理)を行い、次のステップS0060で行う衝突前の予防安全走行制御に用いるヨーレートを決定する(ステップS0052)。その後、ステップS0060の処理へ移行する。
更に、ステップS0030において、DSSコンピュータ1は、ステップS0020で推定した推定ヨーレート値γについて所定閾値γin,γoutと比較した結果、並列センシング処理への移行(IN切替)条件を満たさず、かつ、並列センシング処理からの逸脱(OUT切替)条件も満たさないと判断した場合(ステップS0030:(IN条件=No)&(OUT条件=No))、次の処理としてステップS0043へ移行し、現状維持処理を実行する。具体的には、DSSコンピュータ1は、現行のセンシング処理状態(例えば、ヨーレートセンサ9とエアバッグ用加速度センサ7による並列センシング処理、又は、ヨーレートセンサ9のみによる単独センシング処理のいずれかを実行している状態)を継続するための現状維持フラグを立てる(ステップS0043)。そして、DSSコンピュータ1は、現行処理(例えば、並列センシング処理又は単独センシング処理)を継続して、次のステップS0060で行う衝突前の予防安全走行制御に用いるヨーレートを決定する(ステップS0053)。その後、ステップS0060の処理へ移行する。
DSSコンピュータ1は、ステップS0045の処理、ステップS0052の処理、又は、ステップS0053の処理で決定されたヨーレート等の車両運動状態量に基づいて、衝突前の予防安全走行制御を実行する(ステップS0060)。ステップS0060において、DSSコンピュータ1は、例えば、ステップS0010での衝突回避不可の判断に基づき、PCS制御を実行し、ブレーキを制御して自車両を減速させる。このとき、DSSコンピュータ1は、VSC制御も実行する。ステップS0060で実行されるPCS制御においてはVSC制御の働く範囲内でブレーキ制御を優先させている。具体的には、摩擦円(タイヤのグリップ力を前後の制駆動と左右の旋回とで分配)の中で、ドライバの操舵量に応じて、グリップが失われない限界として目標ヨーレートを定めて、ブレーキ制御を実施している。このときに定められる目標ヨーレートは、ステップS0045の処理、ステップS0052の処理、又は、ステップS0053の処理で決定されたヨーレートに基づくものである。その後、本制御を終了する。本実施形態では、図6に示した衝突前の処理を実行後、後述の図17に示す衝突時の処理が実行される。
なお、本実施形態では、図6に示したステップS0045の処理を除くステップS0010〜S0051の処理で行われる制御として、以下に説明する図16に示すような制御を行ってもよい。図16は、並列センシング処理が必要か否かについて判断する制御の一例を示すフローチャートである。
図16に示すように、DSSコンピュータ1は、ミリ波レーダセンサ2、カメラセンサ3、クリアランスソナーセンサ4等の対象物検知センサからの情報に基づいて、車両と車外の障害物との衝突を回避不可であるかを判断する(ステップS2000)。ステップS2000において、例えば、DSSコンピュータ1は、対象物検知センサから入力される車両と物体との相対位置(座標系)、相対速度(m/s)、相対距離(m)、TTC(s)等の情報に基づいて、車両と車外の障害物との衝突を回避不可であるかを判断する。ステップS2000において、DSSコンピュータ1は、衝突を回避不可ではない、すなわち衝突を回避可能であると判断した場合(S2000:No)、本制御を終了する。一方、DSSコンピュータ1は、衝突を回避不可であると判断した場合(S2000:Yes)、次のステップS2010の処理へ移行する。
DSSコンピュータ1は、対象物検知センサからの入力情報に基づいて衝突形態(衝突位置、衝突負荷、衝突方位等)を予測する(ステップS2010)。そして、DSSコンピュータ1は、ステップS2010において予測された衝突形態の予測情報に基づいて、次のステップS2030で行う判定処理に用いる衝突時の推定ヨーレートγを推定する(ステップS2020)。ステップS2020において、DSSコンピュータ1は、衝突方向(X軸、Y軸)に応じて推定ヨーレートマップを切替る。DSSコンピュータ1は、X軸方向の衝突に対する推定ヨーレートについては、上述の図7に示したマップを用いて推定ヨーレートγを推定し、Y軸方向の衝突に対する推定ヨーレートについては、上述の図12に示したマップを用いて推定ヨーレートγを推定する。その後、ステップS2030の処理へ移行する。
DSSコンピュータ1は、ステップS2020で推定した推定ヨーレートγがヨーレートセンサ9の検出範囲を超過するか否かを判定する(ステップS2030)。ステップS2030において、DSSコンピュータ1は、推定ヨーレートγの値が例えば図1に示すようなヨーレートセンサ9で検出範囲にあるか判断することで、推定ヨーレートγがヨーレートセンサ9の検出範囲を超過するか否かを判定する。
ステップS2030において、DSSコンピュータ1は、ステップS2020で推定した推定ヨーレート値γがヨーレートセンサ9の検出範囲を超過しないと判定した場合(ステップS2030:No)、ヨーレートセンサ9のみでヨーレート検出処理(単独センシング処理)を行い、ヨーレートを決定する(ステップS2051)。その後、本制御を終了する。一方、ステップS2030において、DSSコンピュータ1は、ステップS2020で推定した推定ヨーレート値γがヨーレートセンサ9の検出範囲を超過すると判定した場合(ステップS2030:Yes)、ステップS2000で最初に衝突を回避不可であると判定した時点からカウントされる時刻が「TTC+所定時間」以内であるか否かを判定する(ステップS2040)。ステップS2040の処理で用いられるTTCは、ステップS2000の処理で最初に衝突を回避不可であると判定した際に算出されたTTCである。ステップS2040では、DSSコンピュータ1は、ステップS2000で算出されたTTCに基づいて、衝突回避不可と判定した時点からカウントされる時刻が、TTCに対応する時間に所定時間を加えた時間(TTC+所定時間)を過ぎているか否かを判定する。言い換えれば、DSSコンピュータ1は、TTC+所定時間以内であれば、衝突が検知されていないはずの時刻であると判定し、TTC+所定時間以上であれば、衝突が検知されているはずの時刻であると判定する。
ステップS2040において、DSSコンピュータ1は、時刻が「TTC+所定時間」以内であると判定した場合(ステップS2040:Yes)、並列センシング処理を行いヨーレートを決定する(ステップS2050)。その後、本制御を終了する。
一方、ステップS2040において、DSSコンピュータ1は、時刻が「TTC+所定時間」以内ではない、すなわち時刻が「TTC+所定時間」を過ぎていると判定した場合(ステップS2040:No)、衝突検知用センサとしてのエアバッグ用加速度センサ7からの情報に基づいて衝突を検知したか否かを判定する(ステップS2045)。
ステップS2045において、DSSコンピュータ1は、衝突を検知していないと判定した場合(ステップS2045:No)、ヨーレートセンサ9のみでヨーレート検出処理(単独センシング処理)を行い、ヨーレートを決定する(ステップS2051)。その後、本制御を終了する。このように、本制御では、ステップS2040及びステップS2045の処理により、何らかの理由によって、衝突までの予測時間(TTC)を所定時間以上過ぎても衝突が検知されない場合には、ヨーレートセンサ9のみによる検出処理へ切替る。
一方、ステップS2045において、DSSコンピュータ1は、衝突を検知したと判定した場合(ステップS2045:Yes)、現行処理(例えば、並列センシング処理又は単独センシング処理)を継続して、ヨーレートを決定する(ステップS2052)。その後、本制御を終了する。本実施形態では、図16のステップS2053、ステップS2050、ステップS2051の処理の後、図6のステップS0060の処理が実行されてもよい。
続いて、上述の図6に示した衝突前の処理を実行後に実行される衝突時の処理について、図17を参照して説明する。図17は、本発明に係る車両運動状態決定装置の衝突時の基本処理の一例を示すフローチャートである。
図17に示すように、DSSコンピュータ1は、衝突時の処理として以下のステップS0070〜ステップS0110の処理を実行する。DSSコンピュータ1は、衝突検知用センサとしてのエアバッグ用加速度センサ7からの情報に基づいて、車両と車外の障害物との衝突を検知する(ステップS0070)。ステップS0070において、DSSコンピュータ1の衝突判定手段は、自車両と車外の障害物との衝突の有無を判定する。ここで、衝突判定手段は、エアバッグ用加速度センサ7が検出した加速度に基づいて衝突の有無を判定する。更に、ステップS0070において、DSSコンピュータ1は、衝突直前の対象物検知センサ(ミリ波レーダセンサ2、カメラセンサ3、クリアランスソナーセンサ4等)、及び、エアバッグ用加速度センサ7の検出信号から、衝突位置、衝突負荷を検出し、及び衝突時のヨーレートを算出する。ステップS0070において、DSSコンピュータ1のヨーレート算出部1aは、エアバッグ用加速度センサ7が検出した加速度に基づいて、自車両に発生したヨーレートを算出する。
DSSコンピュータ1は、ステップS0070で算出した算出ヨーレート値γについて図16に示すような所定閾値γin,γoutと比較する(ステップS0080)。ステップS0080において、DSSコンピュータ1は、算出ヨーレート値γについて、後述のステップS0101で行われる並列センシング処理の移行(IN切替)/逸脱(OUT切替)判定閾値と比較することで、並列センシング処理の切替えの必要性を判断する。ステップS0080において、DSSコンピュータ1のヨーレート信頼性判定部1cは、衝突時にエアバッグ用加速度センサ7により検出された加速度に基づいてヨーレート算出部1aにより算出される算出ヨーレートに基づいて、ヨーレートセンサ9の検出範囲を超過するほどの衝突が有ったと判定できる場合(S0080:IN条件=Yes)には、ヨーレートセンサ9により検出される検出ヨーレートの信頼性は低いと判定する。
ここで、ステップS0080において、DSSコンピュータ1は、ステップS0070で算出した算出ヨーレート値γについて所定閾値γin,γoutと比較した結果、並列センシング処理への移行(IN切替)条件を満たすと判断した場合(ステップS0080:IN条件=Yes)、次の処理としてステップS0081へ移行し、現行のセンシング処理状態が、ヨーレートセンサ9とエアバッグ用加速度センサ7による並列センシング処理を実行している状態であるか否かを判定する(ステップS0081)。
ステップS0081において、DSSコンピュータ1は、現行のセンシング処理状態が並列センシング処理を実行している状態であると判定した場合(ステップS0081:Yes)、次の処理としてステップS0093へ移行する。一方、DSSコンピュータ1は、現行のセンシング処理状態が並列センシング処理を実行している状態ではないと判定した場合(ステップS0081:No)、次の処理としてステップS0091へ移行し、移行(IN切替)処理を実行する。具体的には、DSSコンピュータ1は、並列センシング処理へのIN切替処理の実行フラグを立てる(ステップS0091)。そして、DSSコンピュータ1は、ステップS0070で検出した衝突位置や衝突負荷等を含む衝突形態の検知情報に応じて、衝突後の軸ずれや変形や故障の可能性があるエアバッグ用加速度センサ7を判断することで、衝突後の軸ずれや変形や故障の可能性が低く、センサとしての信頼性が高いヨーレートを算出するためのエアバッグ用加速度センサ7を判断する(ステップS0095)。ステップS0095において、DSSコンピュータ1の加速度信頼性判定部1eは、ステップS0070で検知した衝突位置等に基づいて、検出される加速度の信頼性が低くなるエアバッグ用加速度センサ7を判定する。
そして、DSSコンピュータ1は、ステップS0095で判断したエアバッグ用加速センサ7を用いて、並列センシング処理を行い、次のステップS0110で行うセンシング信号情報の選択処理に用いるヨーレートを決定する(ステップS0101)。ステップS0101において、DSSコンピュータ1のヨーレート決定部1bは、自車両に発生したヨーレートを検出するヨーレートセンサ9により検出される検出ヨーレート、及び、エアバッグ用加速度センサ7が検出した加速度に基づいて自車両に発生したヨーレートを算出するヨーレート算出部1aにより算出される算出ヨーレートに基づいて、自車両に発生したヨーレートを決定する。ここで、ステップS0101で実行される並列センシング処理において、DSSコンピュータ1のヨーレート算出部1aは、ステップS0095で加速度信頼性判定部1eにより検出される加速度の信頼性が低くなるエアバッグ用加速度センサ7として判定されていないエアバッグ用加速度センサ7が検出した加速度に基づいて、算出ヨーレートとして、自車両に発生したヨーレートを算出する。
そして、DSSコンピュータ1は、生き残ったエアバッグ用加速度センサ7のうち衝突形態に則してもっとも分解能や検出範囲が適切なセンサ信号を選択して、ヨーレートを決定する(ステップS0110)。ステップS0110において、DSSコンピュータ1のヨーレート決定部1bは、ステップS0080でヨーレート信頼性判定部1cにより、ヨーレートセンサ9で検出される検出ヨーレートの信頼性が低いと判定された場合(図17において、ヨーレートセンサ9の検出範囲を超過するほどの衝突が有ったと判定された場合)には、ヨーレート算出部1aが算出した算出ヨーレートに基づいて自車両に発生したヨーレートを決定する。その後、本制御を終了する。
また、ステップS0080において、DSSコンピュータ1は、ステップS0070で算出した算出ヨーレート値γについて所定閾値γin,γoutと比較した結果、並列センシング処理からの逸脱(OUT切替)条件を満たすと判断した場合(ステップS0080:OUT条件=Yes)、次の処理としてステップS0082へ移行し、現行のセンシング処理状態が、ヨーレートセンサ9のみによる単独センシング処理を実行している状態であるか否かを判定する(ステップS0082)。
ステップS0082において、DSSコンピュータ1は、現行のセンシング処理状態が単独センシング処理を実行している状態であると判定した場合(ステップS0082:Yes)、次の処理としてステップS0093へ移行する。一方、DSSコンピュータ1は、現行のセンシング処理状態が単独センシング処理を実行している状態ではないと判定した場合(ステップS0082:No)、次の処理としてステップS0092へ移行し、逸脱(OUT切替)処理を実行する。具体的には、DSSコンピュータ1は、並列センシング処理からのOUT切替処理の実行フラグを立てる(ステップS0092)。そして、DSSコンピュータ1は、ヨーレートセンサ9のみでヨーレート検出処理(単独センシング処理)を行い、ヨーレートを決定する(ステップS0102)。ステップS0102において、DSSコンピュータ1のヨーレート決定部1bは、ステップS0080でヨーレート信頼性判定部1cにより、ヨーレートセンサ9で検出される検出ヨーレートの信頼性が低いと判定されていない場合(図17において、衝突が検知されたものの、ヨーレートセンサ9の検出範囲を超過するほどの衝突が有ったと判定されていない場合)には、ヨーレートセンサ9で検出した検出ヨーレートを自車両に発生したヨーレートとして決定する。その後、本制御を終了する。
更に、ステップS0080において、DSSコンピュータ1は、ステップS0070で算出した算出ヨーレート値γについて所定閾値γin,γoutと比較した結果、並列センシング処理への移行(IN切替)条件を満たさず、かつ、並列センシング処理からの逸脱(OUT切替)条件も満たさないと判断した場合(ステップS0080:(IN条件=No)&(OUT条件=No))、次の処理としてステップS0093へ移行し、現状維持処理を実行する。具体的には、DSSコンピュータ1は、現行のセンシング処理状態(例えば、ヨーレートセンサ9とエアバッグ用加速度センサ7による並列センシング処理、又は、ヨーレートセンサ9のみによる単独センシング処理のいずれかを実行している状態)を継続するための現状維持フラグを立てる(ステップS0093)。そして、DSSコンピュータ1は、現行処理(例えば、並列センシング処理又は単独センシング処理)を継続する(ステップS0103)。その後、本制御を終了する。本実施形態では、図17に示した衝突時の処理を実行後、後述の図26に示す衝突後の処理が実行される。
以上説明したように、本実施形態において、DSSコンピュータ1は、図6に示すように衝突時の推定ヨーレートを推定し、エアバッグ用加速度センサ7を用いてヨーレートセンサ9と並列させてセンシング処理する必要があるか判断する。ただし、並列センシング処理への移行(IN切替)条件と、並列センシング処理からの逸脱(OUT切替)条件についてはハンチングしないようにヒステリシスを設定する。また、IN切替とOUT切替えの条件を、衝突を基点とした時間や周辺走行環境に応じて切替えるようにしている。このように、衝突前からヨーレートの並列センシング処理を行うことで、図6及び図17に示すように衝突前後で継続的にヨーレートを検出可能となり、それに基づいて車両運動を連続的にフィードバック制御することができる。また、並列センシング処理の作動時間を衝突前後に限定できるので、ECU処理負荷の低減にもつながる。
続いて、上述の図6に示したステップS0045及び図17に示したステップS0095の処理で行われる制御の詳細について、図18〜図25を参照して説明する。図18は、衝突予測形態に応じてヨーレート検出手段の選択判断を行う制御の一例を示すフローチャートである。
図18に示すように、DSSコンピュータ1は、ヨーレートの並列センシング処理へ移行するか否かを判定する(ステップS3000)。ステップS3000において、DSSコンピュータ1は、図6のステップS0010で衝突を回避不可であると判定している条件下で、図6のステップS0041で立てた並列センシング処理へのIN切替処理の実行フラグを確認した場合、ヨーレートの並列センシング処理へ移行すると判断する。
ステップS3000において、DSSコンピュータ1は、ヨーレートの並列センシング処理へ移行しないと判定した場合(ステップS3000:No)、本制御を終了する。一方、DSSコンピュータ1は、ヨーレートの並列センシング処理へ移行すると判定した場合(ステップS3000:Yes)、対象物検知センサからの入力情報に基づいて衝突形態(TTC、衝突位置、相対速度、進行方向の交差角度等)を予測する(ステップS3010)。そして、DSSコンピュータ1は、ステップS3010において予測された衝突形態の予測情報、及び、各ヨーレート検出方法の検出範囲や分解能に基づいて、ヨーレート検出手段を選択判断する(ステップS3020)。その後、本制御を終了する。
ここで、図19〜図25を参照して、ステップS3020で行われるヨーレート検出手段の選択判断方法の一例について説明する。図19は、エアバッグ用加速度センサの搭載位置の一例を示す図である。図20は、フロント衝突を予測した場合に衝突位置に応じて故障センサと利用センサを判断するための表の一例である。図21は、サイド衝突を予測した場合に衝突位置に応じて故障センサと利用センサを判断するための表の一例である。図22は、フロント衝突予測によるヨーレート検出手段の切替を行うための判定マップの一例である。図23は、フロント衝突予測によるヨーレート検出手段の切替を行うための判定マップの別の一例である。図24は、サイド衝突予測によるヨーレート検出手段の切替を行うための判定マップの一例である。図25は、サイド衝突予測によるヨーレート検出手段の切替を行うためのマップの別の一例である。
図19において、4Lは、車両の前面の左側に搭載されるフロントエアバッグ用加速度センサ7a−1を示す。4Rは、車両の前面の右側に搭載されるフロントエアバッグ用加速度センサ7a−2を示す。5Lは、車両の側面の左側に搭載されるサイドエアバッグ用加速度センサ7b−1を示す。5Rは、車両の側面の右側に搭載されるサイドエアバッグ用加速度センサ7b−2を示す。6Lは、車両の後面の左側に搭載されるリアエアバッグ用加速度センサ7c−1を示す。6Rは、車両の後面の右側に搭載されるリアエアバッグ用加速度センサ7c−2を示す。
DSSコンピュータ1は、衝突形態の予測情報から衝突位置を特定し、特定した衝突位置に応じて予測できる故障センサと利用センサを選択判断する。例えば、DSSコンピュータ1は、フロント衝突を予測した場合、図20に示すような表を参照して、故障センサと利用センサを選択判断する。具体的には、DSSコンピュータ1は、衝突位置がLQ(左25%)の場合には、故障センサを4L、利用センサを4R,6L,6Rであると判断する。そして、DSSコンピュータ1は、ヨーレート検出手段として、4R,6L,6Rに其々対応するフロントエアバッグ用加速度センサ7a−2,リアエアバッグ用加速度センサ7c−1〜2を選択する。また、DSSコンピュータ1は、衝突位置がLH(左40%)の場合と、LSF(左70%)の場合と、F(100%)の場合と、RSF(右70%)の場合と、RH(右40%)の場合には、故障センサを4L,4R、利用センサを6L,6Rであると判断する。そして、DSSコンピュータ1は、ヨーレート検出手段として、6L,6Rに其々対応するリアエアバッグ用加速度センサ7c−1〜2を選択する。また、DSSコンピュータ1は、衝突位置がRQ(右25%)の場合には、故障センサを4R、利用センサを4L,6L,6Rであると判断する。そして、DSSコンピュータ1は、ヨーレート検出手段として、4L,6L,6Rに其々対応するフロントエアバッグ用加速度センサ7a−1,リアエアバッグ用加速度センサ7c−1〜2を選択する。このように、DSSコンピュータ1は、フロント衝突を予測した場合、少なくとも車両後部に位置するセンサ(6L,6R)を利用センサとして選択する。
また例えば、DSSコンピュータ1は、サイド衝突を予測した場合(図21では、自車両の左側からの側突を予測した場合)、図21に示すような表を参照して、故障センサと利用センサを選択判断する。具体的には、DSSコンピュータ1は、衝突位置がE(エンコパ)の場合には、故障センサを4L,4R、利用センサを6L,6Rであると判断する。そして、DSSコンピュータ1は、ヨーレート検出手段として、6L,6Rに其々対応するリアエアバッグ用加速度センサ7c−1〜2を選択する。また、DSSコンピュータ1は、衝突位置がA(Aピラー)の場合には、故障センサを4L,5L、利用センサを4R,6L,6Rであると判断する。そして、DSSコンピュータ1は、ヨーレート検出手段として、4R,6L,6Rに其々対応するフロントエアバッグ用加速度センサ7a−1,リアエアバッグ用加速度センサ7c−1〜2を選択する。また、DSSコンピュータ1は、衝突位置がB(Bピラー)の場合と、C(Cピラー)の場合には、故障センサを5L,6L、利用センサを4R,4L,6Rであると判断する。そして、DSSコンピュータ1は、ヨーレート検出手段として、4R,4L,6Rに其々対応するフロントエアバッグ用加速度センサ7a−1〜2,リアエアバッグ用加速度センサ7c−2を選択する。また、DSSコンピュータ1は、衝突位置がL(ラゲージ)の場合には、故障センサを6L、利用センサを4L,4R,6Rであると判断する。そして、DSSコンピュータ1は、ヨーレート検出手段として、4L,4R,6Rに其々対応するフロントエアバッグ用加速度センサ7a−1〜2,リアエアバッグ用加速度センサ7c−2を選択する。なお、本実施形態において、衝突時には全エアバッグ用加速度センサ7の値を信用するものとする。
この他、本実施形態では、フロント衝突が発生すると予測された場合、DSSコンピュータ1は、図22に示すような故障センサ又は利用センサの判定マップを用いて、ヨーレート検出手段を選択してもよい。図22のマップにおいて、縦軸には相対車速が設定され、横軸にはラップ率(衝突位置:LQ/LH/LSF/F/RSF/RH/RQ)が設定される。ここでいうラップ率とは、自車両と相手車両とが衝突する際に自車両の衝突部分がどの程度の範囲まで及ぶかを表す指標である(上述の図9及び図10参照)。図22のマップに示される故障センサ又は利用センサを判断するための「0/1」マップには、縦軸の相対車速と横軸のラップ率(衝突位置)に応じたものが予め設定されている。この「0/1」マップ上では、故障センサには「0」が利用センサには「1」が設定される。更に、故障センサと利用センサは、上述の図20に示したように、ラップ率(衝突位置:LQ/LH/LSF/F/RSF/RH/RQ)ごとに異なるだけでなく、相対車速に応じても異なってくる。そのため、図22のマップには、故障センサ又は利用センサを判断するための「0/1」マップとして、種々の相対車速とラップ率(衝突位置)との組み合わせについて予め衝突実験等により検証されたか又はシミュレーションされたものが設定されている。
また、この図22のマップは、TTCに応じて切り替わる。DSSコンピュータ1は、フロント衝突が発生すると予測された場合、対象物検知センサによる衝突形態の予測情報に基づいてTTCを推定し、当該TTCに応じて、ラップ率(衝突位置)と相対車速から決定されるフロント衝突における故障センサ又は利用センサの判定マップを切替える。そして、DSSコンピュータ1は、切り替えたマップにおいて、相対車速を縦軸の入力値とし、ラップ率(衝突位置)を横軸の入力値とすることで、この組み合わせに対応付けられた、故障センサ又は利用センサを判断するための「0/1」マップを決定する。そして、DSSコンピュータ1は、この決定された「0/1」マップを参照して、「1」が設定された利用センサを、ヨーレート検出手段として選択する。
また例えば、DSSコンピュータ1は、フロント衝突が発生すると予測された場合、図23に示すような故障センサ又は利用センサの判定マップを用いて、ヨーレート検出手段を選択してもよい。図23のマップにおいて、縦軸にはTTCが設定され、横軸にはラップ率(衝突位置:LQ/LH/LSF/F/RSF/RH/RQ)が設定される。図23のマップに示される故障センサ又は利用センサを判断するための相対車速の閾値マップには、縦軸のTTCと横軸のラップ率(衝突位置)に応じたものが予め設定されている。この相対車速の閾値マップ上では、所定閾値以上の相対車速の場合は衝突時に故障すると考えられる故障センサ、所定閾値未満の相対車速の場合は衝突時でも故障せずに利用できると考えられる利用センサが示されている。図23のマップには、故障センサ又は利用センサを判断するための相対車速の閾値マップとして、種々の相対車速とラップ率(衝突位置)との組み合わせについて予め衝突実験等により検証されたか又はシミュレーションされたものが設定されている。
DSSコンピュータ1は、フロント衝突が発生すると予測された場合、対象物検知センサによる衝突形態の予測情報に基づいて、TTCを縦軸の入力値とし、ラップ率(衝突位置)を横軸の入力値とすることで、この組み合わせに対応付けられた、故障センサ又は利用センサを判断するための相対車速の閾値マップを決定する。そして、DSSコンピュータ1は、この決定された相対車速の閾値マップを参照して、対象物検知センサによる衝突形態の予測情報に基づく相対車速が所定閾値未満となる利用センサを、ヨーレート検出手段として選択する。
また、本実施形態では、サイド衝突が発生すると予測された場合(例えば、自車両の左側からの側突を予測した場合)、DSSコンピュータ1は、図24に示すような故障センサ又は利用センサの判定マップを用いて、ヨーレート検出手段を選択してもよい。図24のマップにおいて、縦軸には相手車速が設定され、横軸には自車速が設定される。図24のマップに示される故障センサ又は利用センサを判断するための「0/1」マップには、縦軸の相手車速と横軸の自車速に応じたものが予め設定されている。この「0/1」マップ上では、故障センサには「0」が利用センサには「1」が設定される。図24のマップには、故障センサ又は利用センサを判断するための「0/1」マップとして、種々の相手車速と自車速との組み合わせについて予め衝突実験等により検証されたか又はシミュレーションされたものが設定されている。
また、この図24のマップは、衝突位置(図21参照)に応じて切り替わる。DSSコンピュータ1は、サイド衝突が発生すると予測された場合、対象物検知センサによる衝突形態の予測情報に基づいて衝突位置を推定し、当該衝突位置に応じて、自車速と相手車速から決定されるサイド衝突における故障センサ又は利用センサの判定マップを切替える。そして、DSSコンピュータ1は、切り替えたマップにおいて、相手車速を縦軸の入力値とし、自車速を横軸の入力値とすることで、この組み合わせに対応付けられた、故障センサ又は利用センサを判断するための「0/1」マップを決定する。そして、DSSコンピュータ1は、この決定された「0/1」マップを参照して、「1」が設定された利用センサを、ヨーレート検出手段として選択する。
また例えば、DSSコンピュータ1は、サイド衝突が発生すると予測された場合、図25に示すような故障センサ又は利用センサの判定マップを用いて、ヨーレート検出手段を選択してもよい。図25のマップにおいて、縦軸には自車速が設定され、横軸にはラップ率(衝突位置:E/A/B/C/L)が設定される。図25のマップに示される故障センサ又は利用センサを判断するための相手車速の閾値マップには、縦軸の自車速と横軸のラップ率(衝突位置)に応じたものが予め設定されている。この相手車速の閾値マップ上では、所定閾値以上の相手車速の場合は衝突時に故障すると考えられる故障センサ、所定閾値未満の相手車速の場合は衝突時でも故障せずに利用できると考えられる利用センサが示されている。図25のマップには、故障センサ又は利用センサを判断するための相手車速の閾値マップとして、種々の自車速とラップ率(衝突位置)との組み合わせについて予め衝突実験等により検証されたか又はシミュレーションされたものが設定されている。
DSSコンピュータ1は、サイド衝突が発生すると予測された場合、対象物検知センサによる衝突形態の予測情報に基づいて、自車速を縦軸の入力値とし、ラップ率(衝突位置)を横軸の入力値とすることで、この組み合わせに対応付けられた、故障センサ又は利用センサを判断するための相手車速の閾値マップを決定する。そして、DSSコンピュータ1は、この決定された相手車速の閾値マップを参照して、対象物検知センサによる衝突形態の予測情報に基づく相手車速が所定閾値未満となる利用センサを、ヨーレート検出手段として選択する。
上述の図18は、図6のステップS0045で行われる衝突予測によるヨーレート検出手段の切替を行う制御の一例を説明するフローチャートであるが、図17のステップS0095で行われる衝突検知によるヨーレート検出手段の切替を行う制御も、衝突形態の予測情報ではなく検知情報を用いる点以外は基本的に同様である。本実施形態では、衝突前の衝突予測によるヨーレート検出手段の切替を行う制御に関しては、並列センシング処理が作動しやすいように、衝突を所定条件(例えば、剛体近似、同形状で高さは等しい、車体変形によるエネルギー吸収はなし等といった条件)で算出している。そのため、並列センシング処理が作動しやすい閾値となり、衝突による負荷(加速度)が大きく出るように算出され、センサの故障判定が厳しくなっている。そこで、本実施形態では、衝突検知によるヨーレート検出手段の切替を行う制御については、実負荷(加速度)からセンサ生存状態を見直して、ヨーレート検出手段の切替を再度判断するようにしている。
以上説明したように、本実施形態において、DSSコンピュータ1は、衝突前においては、対象物検知センサ(ミリ波レーダセンサ2、カメラセンサ3、クリアランスソナーセンサ4等)の予測情報から衝突部位や衝突負荷を予測することで、また衝突後においては、衝突直前の上記予測情報及び衝突時の検知情報から推定することで、衝突時の軸ずれ、変形、故障する可能性の低いエアバッグ用加速度センサ7を判断する。このように、衝突前から衝突形態を予測して、衝突による異常(例えば、軸ずれ、変形、故障等)の発生する可能性の高いセンシング情報を取捨選択することで、信頼性の高いセンシング情報のみを用いて運動制御を実施可能であり、またECU処理負荷の低減にもつながる。
続いて、上述の図17に示した衝突時の処理を実行後に実行される衝突後の処理について、図26〜図29を参照して説明する。図26は、本発明に係る車両運動状態決定装置及び車両運動制御装置の衝突後の基本処理の一例を示すフローチャートである。
図26に示すように、DSSコンピュータ1は、2次衝突被害が最小になるように、1次衝突以降の操安制御を実施することで、衝突後の安全走行制御を実行する(ステップS4000)。ステップS4000において、DSSコンピュータ1は、図17に示した衝突時の処理(例えば、図17のステップS0103,ステップS0110,ステップS0102の処理のいずれか)でヨーレート決定部1bが決定したヨーレートに基づいて、操安制御としてLKA制御やVSC制御を実行して自車両の運動制御を行う。ステップS4000で実行されるLKA制御においてはVSC制御の働く範囲内でブレーキ制御を優先させている。具体的には、摩擦円(タイヤのグリップ力を前後の制駆動と左右の旋回とで分配)の中で、ドライバの操舵量に応じて、グリップが失われない限界として目標ヨーレートを定めて、ブレーキ制御を実施している。このときに定められる目標ヨーレートは、図17に示した衝突時の処理で決定されたヨーレートに基づくものである。その後、ステップS4010の処理へ移行する。ステップS4000において、DSSコンピュータ1の運動制御部1hは、図17に示した衝突時の処理でヨーレート決定部1bが決定したヨーレートに基づいて自車両の運動制御を行う。
DSSコンピュータ1は、車両挙動が安定化して、ヨーレートが所定値γthより小さくなるか否かを判断する(ステップS4010)。ここで、所定値γthは、衝突後において、車両挙動の安定化に伴い、並列センシング処理をやめるか判断するためのヨーレート閾値である。ステップS4010において、DSSコンピュータ1は、エアバッグ用加速度センサ7により検出された加速度に基づいて算出されたヨーレート値が運動制御用のヨーレートセンサ9により検出可能な範囲に収束している(つまり、車両挙動が落ち着いてきている)か否かを判断する。また、ステップS4010において、DSSコンピュータ1は、周辺走行環境の交通流密度の高さなどに応じて、2次衝突発生の可能性がないか判断して、並列センシング処理からヨーレートセンサ信号に基づく運動制御に復帰してよいか判断する。
ステップS4010において、DSSコンピュータ1は、ヨーレートが所定値γth以上であると判定した場合(ステップS4010:No)、本制御を終了する。
一方、ステップS4010において、DSSコンピュータ1は、ヨーレートが所定値γthより小さいと判断した場合(ステップS4010:Yes)、2次衝突発生の可能性は低いかを判断する(ステップS4020)。ステップS4020において、DSSコンピュータ1は、周辺交通環境、自車両状態に基づいて2次衝突発生の可能性について判断する。
ここで、図27及び図28を参照して、ステップS4020で行われる2次衝突発生の可能性判定処理の一例について説明する。図27は、2次衝突発生の可能性が低い場面の一例を示す図である。図28は、2次衝突発生の可能性が高い場面の一例を示す図である。図27及び図28は、左側の走行車線を走行中の自車が先行車に追突した後(1次衝突が発生した後)に、右側の反対車線に逸脱した状況を示している。図27が示す状況では、逸脱先の反対車線で対向車が走行していない。このような場合、自車は、逸脱先の反対車線で対向車と衝突する危険性が少ないと考えられるため、2次衝突発生の可能性は低くなる。一方、図28が示す状況では、逸脱先の反対車線で対向車が走行している。このような場合、自車は、逸脱先の反対車線で対向車と衝突する危険性が大きいと考えられるため、2次衝突発生の可能性は高くなる。DSSコンピュータ1は、自車に搭載された各種センサにより衝突直前に動的に検出される周辺環境の認識情報(例えば、周辺物体の相対速度、相対位置、白線位置等の情報)や、慣性測位や自車位置の認識情報(例えば、自車の車両姿勢、車両位置等の情報)に基づいて、図27のように2次衝突発生の可能性が低い状況であるか、図28のように2次衝突発生の可能性が高い状況であるかを判定することで、2次衝突発生の可能性を判定する。
図26に戻り、DSSコンピュータ1は、ステップS4020において2次衝突発生の可能性は高いと判定した場合(ステップS4020:No)、本制御を終了する。一方、DSSコンピュータ1は、ステップS4020において2次衝突発生の可能性は低いと判定した場合(ステップS4020:Yes)、ヨーレートセンサ9のみでヨーレート検出処理(単独センシング処理)を行い、次のステップS4040で行う通常走行制御に用いるヨーレートを決定する(ステップS4030)。そして、DSSコンピュータ1は、ステップS4030で決定されたヨーレートを用いて、運動制御用のヨーレートセンサ9により検出されるヨーレート値を用いて操安制御を実施することで、通常走行制御を実行する(ステップS4040)。その後、本制御を終了する。
なお、本実施形態において、2次衝突発生の可能性を判定する処理は、ステップS4000の所定値γthとの判定処理の際に合わせて行ってもよい。この場合、DSSコンピュータ1は、図29に示すように、所定値γthを2次衝突発生の可能性に応じて推移させてもよい。図29は、2次衝突発生の可能性による所定値γthの推移の一例を示す図である。図29に示すように、ヨーレートセンサで検出可能な範囲内に含まれるように設定された所定値γthは、2次衝突発生の可能性が高くなると2次衝突発生の可能性による変化分だけ小さくなるため、並列センシング処理を継続しやすくなる。
以上説明したように、本実施形態において、1次衝突後に車両挙動が安定化してくることに伴い、ヨーレートを分解能の高いヨーレートセンサにより検出したい一方で、2次衝突発生の可能性によって並列センシング処理を継続する必要もある。そこで、DSSコンピュータ1は、1次衝突後に並列センシング処理を解除するか判断するためのヨーレート閾値について、周辺交通環境情報、自車の位置情報、運動状態量から判断される2次衝突発生の可能性に応じて切替える。これにより、1次衝突後に車両挙動の安定化に伴い、分解能の高いヨーレートに基づいて精度よく操安制御をできる一方で、2次衝突発生の可能性に応じて並列センシング処理を継続可能となる。
続いて、図6に示したステップS0051及び図17に示したステップS0101の処理で行われる制御の詳細について、図30〜図31を参照して説明する。図30は、衝突時におけるエアバッグ用加速度センサの入力処理の切替を行う制御の一例を示すフローチャートである。図31は、センサ入力部の回路設計例を示す図である。
図30に示すように、DSSコンピュータ1は、ヨーレートの並列センシング処理へ移行するかを判定する(ステップS5000)。ステップS5000において、DSSコンピュータ1は、図6のステップS0041又は図17のステップS0091で立てた並列センシング処理へのIN切替処理の実行フラグを確認した場合、ヨーレートの並列センシング処理へ移行すると判断する。
ステップS5000において、DSSコンピュータ1は、ヨーレートの並列センシング処理へ移行しないと判定した場合(ステップS5000:No)、本制御を終了する。一方、DSSコンピュータ1は、ヨーレートの並列センシング処理へ移行すると判定した場合(ステップS5000:Yes)、衝突検知用センサとしてのエアバッグ用加速度センサ7の駆動電圧を昇圧させる(ステップS5010)。例えば、本実施形態において、エアバッグ用加速度センサ7の入力部の回路設計は、図31に示すように、衝突検知用センサとしてのエアバッグ用加速度センサ7の通常検出範囲(正常値)は、Vth_HighとVth_Lowの間に設定されるように設計されている。また、駆動電圧VBがVth_Highを超える場合は異常値として判定され、また駆動電圧VBがVth_Lowを下回る場合は異常値として判定されるように設計されている。そこで、ステップS5010において、DSSコンピュータ1は、並列センシング処理への移行が判断された場合は、ヨーレートセンサの駆動電圧VBを、通常値(例えば、5.0V)から昇圧切替する。このようにして、DSSコンピュータ1の電圧制御部1fは、上述の図5に示すようにエアバッグ用加速度センサ7を構成する固定電極及び可変電極のうち一方に駆動電圧を印加している場合に他方の静電容量の変化に応じて加速度を検出するものであって、ヨーレート算出部1aにより算出ヨーレートを算出する場合に、エアバッグ用加速度センサ7の静電容量に対応して割り当てられた電圧値を増加する。
図30に戻り、更にDSSコンピュータ1は、衝突検知用センサとしてのエアバッグ用加速度センサ7の信号へ割当てるECU処理内部における情報容量を増やす(ステップS5020)。例えば、ステップS5020において、DSSコンピュータ1は、ECU側のセンサ電圧をマルチポート入力に切替えて割当て情報量を増加させるパラレル処理を行ってもよいし、時間処理的に複数に分割して情報量を増加させるシリアル処理を行ってもよい。このようにして、DSSコンピュータ1の容量増加部1gは、ヨーレート算出部1aを構成する電子制御ユニット(ECU)においてヨーレート算出部1aに割り当てられる情報容量を増加する。その後、本制御を終了する。
以上説明したように、本実施形態において、通常走行時の挙動を主な検出対象としたヨーレートセンサ9と、衝突時の挙動を主な検出対象としたエアバッグ用加速度センサ7では分解能が大きく違う。そこで、DSSコンピュータ1は、衝突回避不可で並列センシング処理が必要な場合には、駆動電圧を通常時より昇圧し、またECU側で割当てられる情報容量を時間的、ないし機械的に増やす。このように、駆動電圧が昇圧されること、及びECU側で処理される情報容量が増えることで、エアバッグ用加速度センサ7の分解能があがり、衝突時のヨーレートに対して、通常走行時に近い分解能での操案制御を実現できる。
1 DSSコンピュータ
1a ヨーレート算出部
1b ヨーレート決定部
1c ヨーレート信頼性判定部
1d 衝突位置予測部
1e 加速度信頼性判定部
1f 電圧制御部
1g 容量増加部
1h 運動制御部
2 ミリ波レーダセンサ
3 カメラセンサ
4 クリアランスソナーセンサ
5 ブレーキECU
6 エアバッグECU
7 エアバッグ用加速度センサ
8 車輪速センサ
9 ヨーレートセンサ
10 ステアリングセンサ
11 パワーマネジメントECU
12 パワーステアリングECU
1a ヨーレート算出部
1b ヨーレート決定部
1c ヨーレート信頼性判定部
1d 衝突位置予測部
1e 加速度信頼性判定部
1f 電圧制御部
1g 容量増加部
1h 運動制御部
2 ミリ波レーダセンサ
3 カメラセンサ
4 クリアランスソナーセンサ
5 ブレーキECU
6 エアバッグECU
7 エアバッグ用加速度センサ
8 車輪速センサ
9 ヨーレートセンサ
10 ステアリングセンサ
11 パワーマネジメントECU
12 パワーステアリングECU
Claims (7)
- 自車両に発生したヨーレートを検出するヨーレートセンサと、
前記自車両に発生した加速度を検出するセンサであって、前記ヨーレートセンサとは異なるセンサである加速度センサと、
前記加速度センサが検出した加速度に基づいて、前記自車両に発生したヨーレートを算出するヨーレート算出手段と、
前記ヨーレートセンサにより検出される検出ヨーレート、及び、前記ヨーレート算出手段により算出される算出ヨーレートのうち少なくとも一つに基づいて、前記自車両に発生したヨーレートを決定するヨーレート決定手段と、
前記検出ヨーレートの信頼性が低いことを判定するヨーレート信頼性判定手段と、
を備え、
前記ヨーレート決定手段は、
前記ヨーレート信頼性判定手段により前記検出ヨーレートの信頼性が低いと判定されていない場合には、前記検出ヨーレートを前記自車両に発生したヨーレートとして決定し、前記ヨーレート信頼性判定手段により前記検出ヨーレートの信頼性が低いと判定された場合には、前記算出ヨーレートに基づいて前記ヨーレートを決定することを特徴とする車両運動状態決定装置。 - 前記ヨーレート信頼性判定手段は、
前記自車両と車外の障害物との衝突の有無を判定する衝突判定手段であり、
前記ヨーレート決定手段は、
前記衝突判定手段により前記衝突が有ったと判定されていない場合には、前記検出ヨーレートを前記自車両に発生したヨーレートとして決定し、前記衝突判定手段により前記衝突が有ったと判定された場合には、前記算出ヨーレートに基づいて前記ヨーレートを決定する請求項1に記載の車両運動状態決定装置。 - 前記衝突判定手段は、
前記加速度センサが検出した加速度に基づいて前記衝突の有無を判定する請求項2に記載の車両運動状態決定装置。 - 前記障害物と衝突する前記自車両上の衝突位置を予測する衝突位置予測手段と、
前記衝突位置予測手段が予測した前記衝突位置に基づいて、検出される加速度の信頼性が低くなる加速度センサを判定する加速度信頼性判定手段と、
を更に備え、
前記ヨーレート算出手段は、
前記加速度信頼性判定手段により検出される加速度の信頼性が低くなる加速度センサとして判定されていない加速度センサが検出した加速度に基づいて、前記算出ヨーレートとして、前記自車両に発生したヨーレートを算出する請求項2又は3に記載の車両運動状態決定装置。 - 前記加速度センサは、固定電極と、前記自車両にかかる加速度に応じて変位する可変電極と、を少なくとも含んで構成され、
前記車両運動状態決定装置は、
前記加速度センサを構成する前記固定電極及び前記可変電極のうち一方に駆動電圧を印加している場合に他方の静電容量の変化に応じて加速度を検出するものであって、前記ヨーレート算出手段により前記算出ヨーレートを算出する場合に、前記加速度センサの静電容量に対応して割り当てられた電圧値を増加する電圧制御手段、
を更に備える請求項1から4のいずれか一項に記載の車両運動状態決定装置。 - 前記ヨーレート算出手段を構成する電子制御ユニットにおいて前記ヨーレート算出手段に割り当てられる情報容量を増加する容量増加手段、を更に備える請求項1から5のいずれか一項に記載の車両運動状態決定装置。
- 請求項1から6のいずれか一項に記載の車両運動状態決定装置の前記ヨーレート決定手段が決定した前記ヨーレートに基づいて前記自車両の運動制御を行う運動制御手段、を備えたことを特徴とする車両運動制御装置。
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