JPH09221052A - 車両衝突予防装置 - Google Patents
車両衝突予防装置Info
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- JPH09221052A JPH09221052A JP8053885A JP5388596A JPH09221052A JP H09221052 A JPH09221052 A JP H09221052A JP 8053885 A JP8053885 A JP 8053885A JP 5388596 A JP5388596 A JP 5388596A JP H09221052 A JPH09221052 A JP H09221052A
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Abstract
に警告すると共に、運転者の操舵よりも迅速に、かつ的
確に安全なコースへと車両を誘導し、衝突が回避された
後は直ちに運転者の意志に車両の操向を委ねることがで
きるように構成された車両衝突予防装置を提供する。 【解決手段】 車両の操舵系に操舵トルクを付与するた
めの駆動手段と、車両の目標進行方向を設定するための
目標進行方向設定手段と、車両の実際の進行方向を検出
するための実進行方向検出手段と、自車の周囲の障害物
を検知するための障害物検知手段と、自車と障害物との
衝突可能性を予測するための衝突可能性予測手段と、目
標進行方向設定手段と実進行方向検出手段との信号に基
づいて両者を一致させるのに要する操舵量を算出するた
めの操舵量算出手段と、衝突可能性予測手段と操舵量算
出手段との出力に基づいて駆動手段が発生するべき操舵
トルクを決定するための操舵トルク決定手段とを有し、
他車が走行する車線への偏向を検出した時にのみ、これ
に対抗する操舵反力トルクを駆動手段が発生するように
した。
Description
衝突を予測し、衝突を回避するための適切な処置をとる
ことを運転者に促す車両衝突予防装置に関し、特に、逼
迫した場面で運転者の気が動転しているような場合で
も、運転者に対して迅速にかつ分かりやすい形で必要な
処置をとることを促すと共に、衝突が回避された後は、
速やかに通常走行に復帰することのできる車両衝突予防
装置に関するものである。
演算速度の高速化がめざましく、自車と他車との距離や
相対速度を高精度に検知する障害物検知センサの低コス
ト化と相俟って、車線変更時に於ける後続車両との衝突
可能性を予測する技術が種々開発・提案されるようにな
ってきた(特開平4−19274号公報など参照)。
開示された公知技術は、衝突が予測された際に、隣接車
線へ向けての操舵に対する補助操舵力を減少させるに止
まり、運転者が操舵力の変化を認識しない限り衝突の危
険性を完全に排除し得るものではなく、衝突を十分に予
防し得るとは言い難い面があった。
ものであり、その主な目的は、衝突の危険が迫っている
ことを運転者に的確に警告すると共に、運転者の操舵よ
りも迅速に、かつ的確に安全なコースへと車両を誘導
し、衝突が回避された後は直ちに運転者の意志に車両の
操向を委ねることができるように構成された車両衝突予
防装置を提供することにある。
ために、本発明に於いては、車両の操舵系に操舵トルク
を付与するための駆動手段と、車両の目標進行方向を設
定するための目標進行方向設定手段と、車両の実際の進
行方向を検出するための実進行方向検出手段と、自車の
周囲の障害物を検知するための障害物検知手段と、自車
と障害物との衝突可能性を予測するための衝突可能性予
測手段と、目標進行方向設定手段と実進行方向検出手段
との信号に基づいて両者を一致させるのに要する操舵量
を算出するための操舵量算出手段と、衝突可能性予測手
段と操舵量算出手段との出力に基づいて駆動手段が発生
するべき操舵トルクを決定するための操舵トルク決定手
段とを有し、他車が走行する車線への偏向を検出した時
にのみ、これに対抗する操舵反力トルクを駆動手段が発
生するようにしてなることを特徴とする車両衝突予防装
置を提供するものとした。
明の構成を詳細に説明する。図1は、本発明に基づく車
両衝突予防装置の全体的構成を示している。図1に於い
て、車両Wの運転席の上部のルームミラー近傍には、車
両前方の道路を単眼視し、その画像を処理することによ
って走行車線を抽出し、その画像データから車線内に於
ける自車の位置並びに方向を判別するためのCCDカメ
ラ2が取り付けられている。そして車体の両側部には、
自車の側方、特に後側方から接近する他車との相対位置
および相対速度を検出するための複数のレーダー装置3
aが設けられている。さらに車体中央部には、車両Wの
重心位置を通る垂直軸回りのヨーイング角速度を検出す
るためのヨーレイトセンサ4が設けられ、また車両1の
駆動軸には、その回転数を計測して車速を求めるための
車速センサ5が装着されている。なお、この車両1に
は、前方の障害物を検知するための前方レーダー装置3
bが設けられているが、これは本発明の本質的な内容と
は直接関係しないので、詳細な説明は省略する。
れる操舵装置は、運転者が操舵するためのステアリング
ホイール6と、ステアリングホイール6に直結されたス
テアリング軸7と、ステアリング軸7の軸端に設けられ
たピニオン8と、これに噛合して該ピニオン8(即ちス
テアリングホイール6)の回転運動を直線運動に変換す
るためのラックギア9が設けられたラック軸10と、ラ
ック軸10にタイロッド(図示せず)を介して連結され
たナックルアーム11と、ナックルアーム11が固設さ
れたハブキャリア(図示せず)に支持された前輪12と
からなっている。また、本操舵装置のステアリング軸7
には、コグドベルト13を介して電動機14の回転力が
加えられるようになっている。なお、電動機14の軸端
には、ステアリング軸7の回転角度(即ち操舵角)を検
出するために、公知形式のロータリーエンコーダ15が
連結されている。
a、ヨーレイトセンサ4、車速センサ5、及びロータリ
ーエンコーダ15の各信号は、図3に示すように、CP
U16を含む制御ユニット17に入力され、後述するア
ルゴリズムに従って電動機14の出力トルクを制御する
ための情報として用いられる。
まれたCPU16には、ヨーレイトセンサ4、車速セン
サ5、及びロータリエンコーダ15の各出力が直接的に
入力されると共に、レーダー装置3aの出力を位置・速
度認識部21で処理して得た後側方から接近する他車と
自車との相対位置並びに相対速度の情報と、CCDカメ
ラ2の出力を、画像処理部22、走行可能領域認識部2
3、及び目標経路設定部24で処理して得たこれから走
行するべき目標経路の情報とがそれぞれ入力される。こ
れらの各種情報に基づいて後述するアルゴリズムに従っ
てCPU16にて算出された電動機14の発生するべき
トルク目標値により、電動機駆動回路25を介して電動
機14が制御される。
起動させるか否かを運転者に選択させるための手動切替
スイッチ26、並びにシステムが作動中か否かを表示す
る表示灯27が接続されている。
第1の実施例について図4及び図5を参照して説明す
る。このアルゴリズムは、手動切替スイッチ26にてシ
ステム起動が選択されると起動し、例えば10msごとに繰
り返されるものとする。
すると、先ず前記の各種センサ情報(車速V・ヨーレイ
トγ・操舵角δ・レーダー情報)を読み取り(ステップ
102)、初期設定時に路面上に想定・固定されたX−
Y固定座標系に於ける自車Wの傾斜角度θW を算出する
(ステップ103)。
像処理手法により(特開平2−27688号公報参
照)、CCDカメラ2にて得た画像情報から道路線分を
抽出し、その抽出した道路線分から走行可能領域を平面
的に認識し、そこに予め定められた規則(走行可能領域
の中心に目標進行方向を設定するなど)に従って、目標
進行方向を設定する。この場合、目標進行方向は、図6
に示すように、車両W(自車)の中心を原点oとし、車
両Wの前後方向をx軸とし、車幅方向をy軸とするx−
y相対座標系に於いて、点列から形成した曲線M(目標
経路)として表現される。なお、今まで走行してきた道
路情報と、CCDカメラ2を介して得られた新たな道路
情報とが、初期設定時に路面上に想定・固定されたX−
Y固定座標系(O点を原点とする座標)に於いて処理さ
れる。
6の通りであったとすると、先ず、車両Wの現在位置を
算出する(ステップ104)。これは車両Wのx−y相
対座標の原点oのX−Y固定座標成分(XW ,YW)を求
めることを意味している。次いで目標経路M上に目標点
Pを設定する(ステップ105)。これは目標経路Mを
x−y相対座標に於ける点列として表現したことから、
車両Wの現在の速度Vでx軸方向に所定の予見時間Tだ
け移動した距離xp(=VT)をx座標成分とする目標
経路M上の点として設定することを意味している。
テップ106)。これには、先ず目標点到達ヨーレイト
γp (即ち、車両Wを現在位置(原点o)から図6中に
仮想線で示す走行経路Sp を経て目標点Pに到達させる
ための車両Wのヨーレイト)を適宜な式から求め(ステ
ップ107)、次いで目標点Pに於ける車両Wと目標経
路Mの接線との角度偏差Δθp を求め(ステップ10
8)、この角度偏差Δθp を解消するヨーレイトの補正
分Δγp を求め(ステップ109)、このΔγpに補正
係数Km (後述)を乗じて得た積を目標ヨーレイトγp
から減算することにより(ステップ112)、目標点到
達ヨーレイトγp を補正することで行う。
示のアルゴリズムでステップ102の後、ステップ10
3以降の処理と平行してステップ110〜ステップ11
1の処理が行われるが、ステップ110では走行可能経
路A(前記の走行可能領域と同じ)の曲率ρ並びに道幅
WR を求め、ステップ111で曲率ρ、道幅WR 、及び
車速Vからファジー推論によって補正係数Km を求め
る。これは走行可能経路の曲率などによっては滑らかに
目標経路Mに収斂するのが困難であることに鑑み、走行
経路の曲率や道幅などの状態量に応じて補正係数を求め
ると共に、その算出をファジー推論を用いて行うように
したものである。尚、その詳細は特開平2−27688
号公報に述べられているので、ここではこれ以上の説明
は割愛する。
と舵角との関係を記述する適宜な式を用い、目標ヨーレ
イトγm を生ぜしめる操舵角(ステアリング軸7の回転
角度)を目標操舵角δm として算出する。次いで目標操
舵角δm を得るための電動機14の変位角度を算出して
これを目標電動機変位角度θmdとおき(ステップ11
4)、この目標値と一致させるために電動機14に発生
させる目標駆動トルクT(電流値)を計算する(ステッ
プ115)。その要領は公知の手法と同様に、現在の実
電動機回転角度θM と目標電動機変位角度θmdとの差に
対してある定数K1 を乗じて算出する(T=K1 (θmd
−θM ))。
15)により、目標経路M上に定めた目標点Pに車両W
を到達させるのに要する目標点到達ヨーレイトγp を求
めると共に、目標点Pに於けるx−y相対座標に対する
車両Wの傾斜角度θPWと目標経路Mの傾斜角度θPMとの
角度偏差Δθp を求め、この角度偏差Δθp を減少させ
るのに要するヨーレイトの補正分を求めて目標ヨーレイ
トを補正し、補正目標ヨーレイトγm となるような目標
操舵角δm を求め、その値を電動機14の回転角度に置
き換えた目標値θmdとなるように電動機14の駆動トル
クによって操舵角の修正制御が行われ、これをもって車
線追従操舵が支援される。
に説明しておく。車線追従操舵支援制御時の操舵反力特
性は、図7に点線で示す通り、実電動機回転角度θM が
目標電動機変位角度θmdと一致していれば操舵反力τs
は0であるが、運転者が操舵して実電動機回転角度θM
と目標電動機変位角度θmdとの間に偏差(この場合は絶
対値で実値が目標値を上回る)が生ずると、その偏差に
比例して操舵反力τsの値が増大する正比例特性を有し
ている。この特性は、平坦路を走行する際にステアリン
グホイールに加わるセルフアライニングトルクに置き換
えて考えると、その狙いが良く理解できよう。即ち、通
常のステアリング系では、縦軸が操舵反力であり、横軸
が路面抵抗である。そして路面抵抗値は操舵角に概ね比
例して増大するので、横軸は操舵角と見なし得る。即
ち、通常のステアリング系に於いては、直進位置から転
舵すると、セルフアライニングトルクによる舵角に比例
した反力を運転者は感じ取ることになる。従って、平坦
路にあっては、運転者は保舵力が最小になる方向に操舵
していれば、車両は直進することになる。本発明が対象
とする車線追従操舵支援制御に於いては、CCDカメラ
2がとらえた車線を追従するように電動機14のトルク
制御が行われるので、運転者は、ステアリングホイール
6に加わる反力が0になる方向、つまり保舵力が最小と
なるように操舵すれば、自ずと車線追従走行ができるこ
とになる。
斜角度θW は、車両Wの停止時に、x−y相対座標系と
X−Y固定座標系とが一致するように初期設定しておけ
ば、図4のアルゴリズムが起動される度に検出したヨー
レイトγを積分することで得られる。
とx−y相対座標系の車両Wとの角度θPMの符号を判別
し(ステップ116)、偏差がマイナスの時(θPM<0
・左偏向)には、ステップ117へ進み、ステップ11
5で算出した目標駆動トルクTを電動機駆動回路25に
出力する。
0・車線に平行或いは右偏向)には、ステップ118へ
進んで右側車線を走行する他車との衝突危険度αを次式
に従って算出する。 α=A−(Kd×dD)−(KD ×D) 但し、α≧0、A:定数、D:距離、dD:相対速度
は、他車が自車に近づいてくるのでその絶対値が大きい
ほど危険度は大となり、プラスの場合は、他車が自車か
ら遠ざかるのでその絶対値が大きいほど危険度は小とな
ることを表し、また距離Dは小さいほど近接しているの
で危険度は大となることを表している。
の目標駆動トルクを修正するために、危険度αにある定
数Kadを乗じ、この値Kad・αがもしも電動機14の最
大トルクTmax 未満の場合は、この値を修正目標駆動ト
ルクTadとし、電動機14の最大トルクTmax 以上とな
った場合には、電動機14の最大トルクTmax を修正目
標駆動トルクTadとする。そして次のステップ120で
は、この修正目標駆動トルクTadをステップ115で算
出した目標駆動トルクTに加算した値を改めて目標駆動
トルクTに置き換え(ステップ120)、この値を電動
機駆動回路25に出力する(ステップ121)。なお、
電動機14の駆動電流は、ロータリーエンコーダ15の
実出力と目標値との差が減少するようにフィードバック
制御される。以上の処理は、ステップ122で終了と判
断されるまで繰り返される。
舵の支援制御が行われている状態に於いて、設定された
車線から右側に車線変更しようとして運転者が操舵した
際に、既に自車を追い越しつつある他車の存在をレーダ
ー装置3aが右側車線に認めると、自車と他車との距離
及び相対速度から危険度を算出し、この危険度の値に比
例して増大する操舵反力トルクを電動機14が発生する
こととなる。これにより、衝突の危険性があることを運
転者に報知すると共に、衝突を回避する方向への操舵が
自動的に行われる。そして車両Wが押し返された結果、
走路の接線方向に対する車両Wの傾斜角度θPMがマイナ
ス(車線の接線に対して左向き)になると、電動機14
の制御は直ちに車線追従操舵支援になり、反対車線にま
で押し返されることはない。
向きが基準線に対して他車から遠ざかる方向にあれば衝
突回避のための制御を中止するものとしたが、これに限
定される必要はなく、車両の傾き角度が決められた基準
値を下回った時点に衝突回避制御を停止するようにする
ことも考えられる。
する。本第2実施例では、図7に太線で示すようなマッ
プをCPU16に格納しておき、危険度αが所定の基準
値を超えた時には、このマップに切替えて車線変更を阻
止するようにしている。このマップに於いては、現在の
実電動機回転角度θM と、車線を維持して走行するのに
必要な目標電動機変位角度θmdとの差(θM −θmd)が
横軸にプロットされている。そして縦軸には、操舵反力
τs がプロットされいる。このマップには、ヒステリシ
スが付してあり、車線を変更しようとする操舵に対して
は極めて大きな操舵反力が加わるのに比し、保舵、また
は切り戻す時には、低い操舵反力しか加わらないように
なっている。なお、点線で示した右上がりの直線は、上
述の通り通常の車線追従操舵支援制御時の操舵反力特性
を示している。
うのかについて図8を参照して説明する。なお、図8に
於いては、ステップ216より前の処理は、先に図4を
参照して説明した第1実施例のステップ115までの処
理と何等変わるところは無いので省略している。先ずス
テップ216に於いて、第1実施例と同様の要領で危険
度αを算出する。次いで右側車線の危険度 αR が基準
値αo 以上か否かを判別し(ステップ217)、もし基
準値αo に達していなければ、ステップ218へ進んで
通常の車線追従操舵支援制御の目標駆動トルクT(ステ
ップ115で求めた)を電動機駆動回路25に出力す
る。
ると判断された時は、図7の太線で示すマップを選択
し、そのときのθM −θmdに対応する目標反力トルクT
p (τs)を読み取ると共に、実値が目標値を上回る場
合(θmd<θM ・右偏向)は、このマップから求めた目
標反力トルクTp を目標駆動トルクTとして設定し、こ
の反対に実値が目標値以下の場合(θmd≧θM ・車線追
従中或いは左偏向)は、ステップ115で求めた目標駆
動トルクTをそのまま設定する(ステップ219)。そ
してこのような条件のもとに設定した目標操舵トルクT
を電動機駆動回路25に出力する(ステップ220)。
成したので、右側車線を他車が走行していて危険度が基
準値以上に高い状態で車線変更を行おうとすると、操舵
反力トルクに関わるマップが切り替わり、極めて大きな
操舵反力トルクがステアリング軸7に加わることにな
る。この操舵反力トルクは、あくまでも車線追従制御の
ための目標値に対する実値の関数なので、実操舵角δと
目標操舵角δm との偏差の減少に従って操舵反力トルク
も減少し、車両の向きが目標経路に一致すれば操舵反力
トルクは0となり、それ以上逆方向へ押し返されること
はない。また、自車が車線変更を行わない状態で後方か
ら他車が接近してきたことで危険度が高く判定された場
合でも、車両が目標経路に沿っている限り回避運動は行
われない。
他車が存在する時に右へ車線変更する場合ついて説明し
たが、左側へ車線変更する場合についても同様に本発明
を適用し得ることは言うまでも無い。
する。本実施例のアルゴリズムを図9に示すが、これに
ついても電動機14の目標駆動トルクTを算出する以前
の処理は前述した2つの実施例のステップ114までと
全く同様なので、ここでは目標駆動トルクTの算出処理
以降について説明する。
計算を行う。本第3実施例では、操舵反力の特性をより
一層自然な運転感覚に合わせるために、実値と目標値と
の偏差θM −θmdに対して両者を一致させるために電動
機14が発生するべき操舵反力トルクの特性を、図10
に示すような途中で折れ曲がった2つの直線からなるも
のとした。即ち、目標値と実値との偏差が所定値未満の
領域(図10のEの範囲)と、所定値を超えた領域とで
比例定数を変えることにより、偏差に対するトルクの勾
配に変化を持たせるものとした(図10に点線で示す特
性)。このような操舵反力の感覚は、パワーステアリン
グの特性として長く運転者が慣れ親しんできたものであ
り、より一層違和感のない制御を行えることが期待でき
る。
例で述べた危険度とは異なる形式の危険度DODを算出
する。本実施例に於ける危険度DODは、他車との距離
を相対速度で除した値で表される時間の単位を持つもの
DOD(T)と、他車と自車との走行車線上の前後方向
距離に当たる長さの単位を持つものDOD(L)との2
つが用いられ、いずれもレーダー装置3aの情報から算
術的手段で容易に求めることができる。
て説明すると、図11の横軸の危険度DOD(T)は、
自車と他車との関係がこのまま推移した場合、何秒後に
接触するかを示しており、相対速度がプラス(他車の方
が遅い)の場合や、絶対値で所定時間T2 よりも大きな
場合は衝突の危険性はないものとし、危険度を電動機1
4の制御ゲインに置き換えた値Kad(T) を1とする。こ
れに対し、接触までの時間が上限値T2 より短い場合
は、接触までの時間に反比例する形でゲインを増加さ
せ、接触までの時間が下限値T1 を下回る領域はゲイン
Kad(T) を最大値とする。
車線上の前後方向距離を表しているので、図12に示す
ように、横軸上の値が所定値L2 より大きい(後方へ遠
く離れている)か、他車が自車より前方に出ている場合
の所定の距離−L3 の絶対値より大きい(前方へ離れて
いる)場合には、衝突の危険性はないものとしてゲイン
Kad(L) を1とする。これに対し、横軸上の値が上限値
L2 より少ない場合は、距離に反比例する形でゲインを
増加させ、下限値L1 並びに前方距離−L3 より近接し
ている領域は、ゲインKad(L) を最大値とする。これら
の危険度の両者について計算し、より大きな方の値を採
用する。尚、2つの危険度を考慮する理由は、他車が自
車と同一速度で並進する場合は、DOD(T) のみでは危
険度を十分に考慮し得ないからである。
車についての危険度のみを考慮する例を示しているが、
左車線の他車を問題にする場合は、左右それぞれについ
ての危険度及びゲインを算出し、それぞれ大きな方を採
用すれば良い。
adを求めたならば、次にステップ315で得た目標駆動
トルクの向きから車両Wの方向を判別し、右偏向(T>
0、即ち電動機は右に切られたステアリングホイールを
直進方向へ戻そうとするトルクを発生している)ならば
このゲインKadを乗じたトルクを目標駆動トルクTとし
て出力し、車線追従中或いは左偏向(T≦0)ならばス
テップ315で求めた目標駆動トルクTそのものを出力
する(ステップ318、319)。
度に応じて乗ずるゲインKadを変化させるため、図10
に点線で示す特性から太線で示す特性の間で操舵反力の
大きさが連続的に変化し、衝突の可能性がさほど逼迫し
ていない状態では運転者に注意を促す程度の反力を加え
て運転者の判断に委ね、事態が急を要する場合には車両
側から回避運動を行うことになる。従って、より一層自
然な運転感覚で安全を保証できる。またアルゴリズム
も、操舵反力マップを切り換える場合に比べて時間的損
失が少なくなり、応答性の高いシステムを構築できる。
3を参照して説明する。本第4実施例については、危険
度からゲイン算出までの処理は前述の第3実施例に於け
るステップ317までの処理と全く同様なので、ここで
はゲイン算出処理以降のステップについて説明する。
らば、車両Wと目標車線の中心線からの隔たりの距離L
が車線幅Lの3/4(0.75L)を超えたか否かを判
断し(ステップ418)、0.75L以下であればフラ
グを0にした上で(ステップ419)、ステップ420
へと進む。これに対し、目標車線の中心線からの車両W
の隔たり距離が0.75Lを超えている場合には、車線
変更が実質的に完了しているものと判断してステップ4
21へと進み、フラグが既に1となっているか否かを判
別する。ここでフラグが1ではない場合は、ステップ4
22へと進み、その時の後続車両との衝突の危険度が規
定値よりも高いか否かを判断する。この危険度の判断に
は、例えば第3実施例のステップ318で算出したゲイ
ンKadを用い、これが適宜に定めた基準値k以上か否か
を判別すれば良い。ここで基準値以上ならば、衝突の危
険性が高いので、ステップ420で第3実施例のステッ
プ318と同様な処理で判別した車両Wの方向に従って
目標駆動トルクTを決定する。これに対して基準値に満
たない時は、後続車両がいないか、又はまだ衝突の危険
性は低いのでフラグを1とした上で(ステップ42
3)、ステップ315で算出した目標駆動トルクTに決
定し(ステップ424)、それを電動機駆動回路25に
出力する(ステップ425)。
成したから、たまたま事情があって車線追従支援制御で
初期設定した車線の隣の車線への変更が実質的に完了し
た場合には、その車線に後方から接近してくる車両があ
っても、その時は既にステップ423の処理でフラグが
1になっているため、他車の存在を感知して自車を元の
車線に押し返す力が作用することを抑制することができ
る。従って、本第4実施例の技術によれば、車線変更の
度にいちいち衝突予防制御を解除しなくても、後続車両
の接近で元の車線に強引に戻されるようなことが確実に
解消できる。
ステップ418、ステップ419を経てフラグが0に再
設定されため、本来の衝突予防制御が再び作動を開始す
るようになる。尚、ステップ422に示した判断基準の
kで、k=1とすれば衝突の危険性が全く考えられない
状態では自動的に衝突予防制御が非作動状態に切り替わ
るようになる。kに1よりも大きな定数を選べば、場合
によっては衝突の危険性を検知して操舵反力が増大して
から切り替わることになるが、kが1に十分に近ければ
その際の衝撃も許容レベル以下に抑えることができる。
能を発揮させようとする場合は、ステップ116で車両
の向きの判別基準を0とおくのではなく、プラスの小さ
な量を基準値に設定すれば、所期の目的を達成すること
ができる。
マップのヒステリシスを大きく設定することで達成して
いる。即ち、ヒステリシスの大きな操舵力特性の下で
は、操舵時には大きな反力が作用するのに対して、一旦
操舵が終了してしまえば、元に戻そうとする復元舵力
(保舵力)は小さくなるため、上述した不具合は解決さ
れている。
運転者の力にたよるマニュアル式であっても、或いは人
力に機械的な補助操舵力を加えるパワーステアリング式
であっても、等しく適用可能である。以下に電動式パワ
ーステアリング装置に本発明を適用した場合について説
明する。
理は、ステアリングホイールに加えられた運転者の操舵
力をトルクセンサによって検知して、そのトルクが規定
値を超えた場合には、適当な補助操舵力を電動機により
加え、その結果、運転者が加えるべき操舵トルクが規定
値に納まる、というものである。構造上は、電動機の回
転力をステアリング軸上にウォーム減速機等で倍力して
加えるか、或いはラック軸上にこれと同軸的に電動機を
配置し、その出力をボールスクリュー機構等で倍力して
ラック軸に加えるかのいずれかの方法が採られることが
一般的である。
上にウォーム減速機31及び電動機14を配置した例を
示している。本装置について以下簡単に説明すると、ス
テアリングホイール6に加えられた運転者の操舵トルク
をステアリング軸7の中間部に一体的に連結されたトー
ションバー32のねじり変位に変換し、その変位をポテ
ンショメータ33等で電気信号に変換する。制御ユニッ
ト17はその電圧信号に基づいて所定のアルゴリズムに
従って電動機14の発生するべきトルクを算出し、この
値に基づいて電動機14を制御して適切な操舵支援トル
クをステアリング軸7に加える。この制御については既
に公知なので、ここでは詳細な説明は省略する。
した衝突予防制御手段42とを切替スイッチ43で運転
者が任意に切り換える可能なように構成することにより
(図15参照)、既存のパワーステアリング装置をその
まま流用して本発明を実施することができ、その場合に
は、電動機14及び電動機駆動回路25はそのまま利用
できるので、システム全体の構成を簡略化でき、重量や
製造コストの面でも好ましい結果が得られる。しかもパ
ワーステアリング装置の制御に必要なアルゴリズム自体
は在来のものを殆ど無修正で利用できるので、ソフトウ
エアの利用効率も高い利点がある。
ング装置は、上記した電動式に限らず、例えば油圧式の
パワーステアリング装置であっても、要するにそのアク
チュエータである油圧シリンダーの出力を衝突危険度に
応じて制御しさえすれば、全く同じ効果を得ることがで
きる。また、第1、第2実施例で用いた危険度について
は、第3実施例で用いた危険度DODを利用することも
可能であるし、また別の定義に従って定めてもよいこと
は言うまでもない。
車線の隣車線に他車がある場合に車線変更しようとする
と、他車との相対距離や相対速度に応じて衝突危険度を
予見し、衝突の可能性が高い場合には車線変更を阻止す
る向きの反力をステアリングホイールに加えるので、衝
突を効果的に回避することができる。しかも運転者が車
線変更を断念すると操舵反力が直ちに消失するので、元
の車線を超えて反対車線にまで押しやられたり、進路が
収斂するまでにふらついたりすることが無く、回避後の
車両の挙動を安定なものにすることができる。これに加
えて、運転者に対する危険度の警告は、操舵力という直
接的な物理量なので、運転者は瞬時にその内容を理解す
ることができ、しかも警告と同時に衝突から車両を遠ざ
ける方向への操舵は容易となるように構成されているた
め、効果がより具体的で、即応性のあるものとなる。ま
た、本発明は、既存のパワーステアリング装置に対して
も、パワーステアリング装置自体のハードウェア並びに
ソフトウェアには何等変更を加えずに容易に適用できる
ので、システム構築の費用を著しく低減することがで
き、極めて信頼性の高いシステムを提供できるものであ
る。
図。
マップの概念図。
マップの概念図。
の一例を示す概略構成図。
連を説明するための概念的なブロック図。
ために、本発明に於いては、車両の操舵系に操舵トルク
を付与するための駆動手段と、車両の目標進行方向を設
定するための目標進行方向設定手段と、車両の実際の進
行方向を検出するための実進行方向検出手段と、自車の
周囲の障害物を検知するための障害物検知手段と、自車
と障害物との衝突可能性を予測するための衝突可能性予
測手段と、目標進行方向設定手段と実進行方向検出手段
との信号に基づいて両者を一致させるのに要する操舵量
を算出するための操舵量算出手段と、衝突可能性予測手
段と操舵量算出手段との出力に基づいて駆動手段が発生
するべき操舵トルクを決定するための操舵トルク決定手
段とを有し、他車が走行する車線への偏向を検出した時
には、これに対抗する操舵反力トルクを駆動手段が発生
するようにしてなることを特徴とする車両衝突予防装置
を提供するものとした。
Claims (5)
- 【請求項1】 車両の操舵系に操舵トルクを付与するた
めの駆動手段と、 車両の目標進行方向を設定するための目標進行方向設定
手段と、 車両の実際の進行方向を検出するための実進行方向検出
手段と、 自車の周囲の障害物を検知するための障害物検知手段
と、 自車と障害物との衝突可能性を予測するための衝突可能
性予測手段と、 前記目標進行方向設定手段と前記実進行方向検出手段と
の信号に基づいて両者を一致させるのに要する操舵量を
算出するための操舵量算出手段と、 前記衝突可能性予測手段と前記操舵量算出手段との出力
に基づいて前記駆動手段が発生するべき操舵トルクを決
定するための操舵トルク決定手段とを有し、 他車が走行する車線への偏向を検出した時にのみ、これ
に対抗する操舵反力トルクを前記駆動手段が発生するよ
うにしてなることを特徴とする車両衝突予防装置。 - 【請求項2】 前記目標進行方向設定手段の出力と前記
実進行方向検出手段の出力との偏差に応じて前記操舵反
力トルクが変化するようにしてなることを特徴とする請
求項1に記載の車両衝突予防装置。 - 【請求項3】 前記衝突可能性予測手段の出力に応じて
前記操舵反力トルクが変化するようにしてなることを特
徴とする請求項1に記載の車両衝突予防装置。 - 【請求項4】 前記目標進行方向設定手段にて設定され
た車線から隣車線への車線変更が実質的に完了した後に
後続車両が接近した場合には、前記衝突可能性予測手段
の出力を無視するようにしてなることを特徴とする請求
項1に記載の車両衝突予防装置。 - 【請求項5】 補助操舵力制御手段を有し、該補助操舵
力制御手段と運転者が任意に切り換え可能なように構成
してなることを特徴とする請求項1に記載の車両衝突予
防装置。
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