JP2006062397A - 車両の障害物接触時挙動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 障害物への接触回避不可能であり、かつ、助手席の乗員が不在であると判定された場合、運転者の安全性をより高レベルで確保することができる車両の障害物接触時挙動制御装置を提供すること。
【解決手段】 自車と障害物との相対関係により自車が障害物への接触回避可能であるか否かを判定する接触回避判定手段と、自車が障害物への接触回避不可能であると判定された場合、自車の障害物に対する接触時挙動を制御する接触時挙動制御手段と、を備えた車両において、自車の助手席に乗員が存在しているか否かを判定する助手席乗員判定手段を設け、前記接触時挙動制御手段は、自車が障害物への接触回避不可能であり、かつ、助手席の乗員が不在であると判定された場合、助手席側から障害物に接触するように車両にヨーモーメントを発生させる手段とした。
【選択図】 図３

Description

本発明は、自車が障害物への接触回避不可能であるとき、自車の障害物に対する接触時挙動を制御する車両の障害物接触時挙動制御装置の技術分野に属する。

自車と障害物とが接触しそうになった場合、制動力を自動的に発生する装置は、操舵と制動の何れか一方にて回避可能であるとき、制動と操舵の何れによっても回避不可能となるまでの所要時間を推定してこれに基づき第１の制動力を発生し、制動と操舵の何れによっても回避不可能となったとき、第１の制動力よりも強い第２の制動力を発生させるようにしている。これにより障害物を制動と操舵の一方により回避可能であるとき、不必要に大きな制動力を発生させることを回避できる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１１２６１８号公報

しかしながら、従来の車両の障害物接触時挙動制御装置にあっては、自車と障害物とが接触しそうになった場合、自動的な制動力の付与により、自車の障害物に対する接触時挙動を減速挙動とする制御を行うものである。このため、自車と障害物との接触時のエネルギーを低減することはできるものの、自車の運転席側から障害物に接触した場合、運転者の安全性をより確保する余地を残してしまう可能性がある、という問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、障害物への接触回避不可能であり、かつ、助手席の乗員が不在であると判定された場合、運転者の安全性をより高レベルで確保することができる車両の障害物接触時挙動制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、自車と障害物との相対関係により自車が障害物への接触回避可能であるか否かを判定する接触回避判定手段と、自車が障害物への接触回避不可能であると判定された場合、自車の障害物に対する接触時挙動を制御する接触時挙動制御手段と、を備えた車両において、
自車の助手席に乗員が存在しているか否かを判定する助手席乗員判定手段を設け、
前記接触時挙動制御手段は、自車が障害物への接触回避不可能であり、かつ、助手席の乗員が不在であると判定された場合、助手席側から障害物に接触するように車両にヨーモーメントを発生させることを特徴とする。

よって、本発明の車両の障害物接触時挙動制御装置にあっては、自車が障害物への接触回避不可能であり、かつ、助手席の乗員が不在であると判定された場合、接触時挙動制御手段において、助手席側から障害物に接触するように車両にヨーモーメントを発生させる制御が行われる。すなわち、障害物との接触時におけるヨーモーメントの発生により、助手席側から接触して運転席側が接触するまでに運動エネルギーが大幅に低減する、あるいは、車両接触角がついて接触すると運転席側が障害物とオフセットする側に位相がずれ、運転席側と障害物との接触を回避できる。この結果、障害物への接触回避不可能であり、かつ、助手席の乗員が不在であると判定された場合、運転者の安全性をより高レベルで確保することができる。

以下、本発明の車両の障害物接触時挙動制御装置を実施するための最良の形態を、図面に示す実施例１及び実施例２に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は実施例１の障害物接触時挙動制御装置が適用された車両を示す全体図、図２は実施例１の障害物接触時挙動制御装置を示す制御ブロック図である。
実施例１の障害物接触時挙動制御装置は、図１に示すように、左前輪１FLと、右前輪１FRと、左後輪１RLと、右後輪１RRと、左前輪ブレーキユニット２FLと、右前輪ブレーキユニット２FRと、左後輪ブレーキユニット２RLと、右後輪ブレーキユニット２RRと、レーザーレーダー３と、助手席シートベルトセンサ４と、ヨーレイトセンサ５と、電子制御モジュール（ＥＣＭ）６と、ハイドロユニット（ＨＵ）７（制動力発生手段）と、左前輪ブレーキ液圧配管８FLと、右前輪ブレーキ液圧配管８FRと、左後輪ブレーキ液圧配管８RLと、右後輪ブレーキ液圧配管８RRと、を備えている。

前記左前輪ブレーキユニット２FL、右前輪ブレーキユニット２FR、左後輪ブレーキユニット２RLは、左前輪１FL、右前輪１FR、左後輪１RL、右後輪１RRにそれぞれ設けられ、ハイドロユニット７からのブレーキ液圧が各ブレーキ液圧配管８FL,８FR,８RL,８RRを介して導かれるホイールシリンダを有するディスクブレーキ装置やドラムブレーキ装置により構成される。

前記レーザーレーダー３は、スキャニング式の車間距離センサであり、車両前方の先行車や構造物等の障害物を検知することの可能な車幅中央位置に設けられている。そして、レーザーレーダー３からの検知信号に基づき、電子制御モジュール６において、自車と障害物との相対関係が検出される。すなわち、一定角度ずつ水平方向にずれながら周期的に車両の前方方向にレーザ光を照射し、前方の障害物から反射して戻ってくる反射光を受光して、出射タイミングから反射光の受光タイミングまでの時間差に基づいて、各角度における障害物までの距離を検出するようになっている。

前記助手席シートベルトセンサ４は、助手席シートベルトを助手席乗員が装着し、ベルトロック状態でON信号を出力するセンサである。そして、助手席シートベルトセンサ４からのセンサ信号に基づき、電子制御モジュール６において、助手席乗員の有無が判定される。

前記ヨーレイトセンサ５は、車両重心回りのヨーレイト(Yaw)を検出するセンサであり、電子制御モジュール６において、検出されたヨーレイト(Yaw)を積分して車両接触角Yawβが算出される。

前記電子制御モジュール６は、レーザーレーダー３、助手席シートベルトセンサ４、ヨーレイトセンサ５からの信号を入力し、自車が障害物への接触回避不可能であると判定され、かつ、助手席の乗員が不在であると判定された場合、助手席側から障害物に接触するように車両にヨーモーメントを発生させる左右輪の制動力差を算出する。すなわち、図２に示すように、電子制御モジュール６は、レーザーレーダー３からの信号により自車と障害物との相対関係を検出する相対関係検出手段６ａと、助手席シートベルトセンサ４からの信号に基づいて助手席乗員の有無を判定する助手席乗員有無判定手段６ｂと、自車と障害物との相対関係により自車が障害物への接触回避可能であるか否かを判定する接触回避判定手段６ｃと、自車が障害物への接触回避不可能であり、かつ、助手席の乗員が不在であると判定された場合、助手席側から障害物に接触するように車両にヨーモーメントを発生させるための制動力差を持たせた各輪の制動力を算出する制動力算出手段６ｄと、を有する。なお、制動力算出手段６ｄでは、ヨーレイトセンサ５からのヨーレイトセンサ信号を入力し、ヨーレイトに基づき演算される車両接触角Yawβが目標車両接触角Targetβに一致するように各輪の制動力が算出される。

前記ハイドロユニット７は、電子制御モジュール６からの指令に基づくブレーキ液圧の発生により、ブレーキ操作とは独立に各輪に制動力を発生させる制動力発生手段である。このハイドロユニット７としては、例えば、ブレーキ液圧源としての電動オイルポンプを備え、車両挙動制御装置(VDC)とアンチスキッド制御装置(ABS)とトラクション制御装置(TCS)とで共用されるVDC/ABS/TCSブレーキ液圧ユニットが用いられる。

次に、作用を説明する。
［接触時挙動制御処理］
図３は実施例１の電子制御モジュール６にて実行される接触時挙動制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する（接触時挙動制御手段に相当）。

ステップＳ１では、スキャニング式のレーザレーダ３からの信号に基づき、自車前方に障害物が有るか無いかを判断し、自車前方に障害物有りと判断された場合にはステップＳ２に移行し、接触時挙動制御を開始する。また、自車前方に障害物無しと判断された場合にはステップＳ１の判断を繰り返す。

ステップＳ２では、ステップＳ１における自車前方に障害物有りとの判断に引き続き、助手席シートベルトセンサ４からの信号に基づき、助手席に乗員が存在しているか不在であるかを判断し、助手席に乗員の存在有りと判断された場合はリターンへ移行し、助手席に乗員の存在無しと判断された場合はステップＳ３へ移行する（助手席乗員判定手段）。

ステップＳ３では、ステップＳ２における助手席に乗員無しとの判断に引き続き、自車と障害物との相対関係に基づき、制動によっても自車と障害物との接触回避不可能であり、かつ、操舵によっても自車と障害物との接触回避不可能であるか否かを判断し、制動と操舵との少なくとも一方によって自車と障害物との接触回避可能である場合には、リターンへ移行し、制動と操舵との何れを用いても自車と障害物との接触回避不可能である場合には、ステップＳ４へ移行する（接触回避判定手段）。なお、自車と障害物とが接触回避可能であるか否かの詳しい判断手法は後述する。

ステップＳ４では、ステップＳ３における制動と操舵との何れを用いても自車と障害物との接触回避不可能であるとの判断に引き続き、目標車両接触角Targetβが取り込まれ、ステップＳ５へ移行する。
ここで、「目標車両接触角Targetβ」は、車両の構造によって決まるが、一般的にエアバックが展開する限界が車両正面に対して左右±30度の角度範囲内であるため、この範囲で設定するのが良い。例えば、構造上の制約が無い場合には、エアバックの展開を確保しつつ最大のヨーモーメントを発生させるため、目標車両接触角Targetβを、エアバックの展開限界角度である30度に設定する（図５参照）。

ステップＳ５では、ステップＳ４における目標車両接触角Targetβの取り込みに引き続き、ヨーレイトセンサ５からのセンサ信号に基づき、ヨーレイト(Yaw)を検出し、ステップＳ６へ移行する。

ステップＳ６では、ステップＳ５におけるヨーレイト(Yaw)の検出に引き続き、ヨーレイトYaw（ヨー角速度）を積分して車両接触角Yawβを算出し、ステップＳ７へ移行する。

ステップＳ７では、ステップＳ６における車両接触角Yawβの算出に引き続き、車両接触角Yawβが目標車両接触角Targetβ未満か否かを判断し、Yesの場合はステップＳ８へ移行し、Noの場合はステップＳ９へ移行する。

ステップＳ８では、ステップＳ７におけるYawβ<Targetβであるとの判断に基づき、運転席側減速度>助手席側減速度となるように左右輪に差圧を与えるブレーキ液圧の制御を行い、リターンへ移行する。

ステップＳ９では、ステップＳ７における車両接触角Yawβが目標車両接触角Targetβ未満でないとの判断に引き続き、車両接触角Yawβが目標車両接触角Targetβを超えているか否かを判断し、Yesの場合はステップＳ１０へ移行し、Noの場合はリターンへ移行する。

ステップＳ１０では、ステップＳ９におけるYawβ>Targetβであるとの判断に基づき、運転席側減速度<助手席側減速度となるように左右輪に差圧を与えるブレーキ液圧の制御を行い、リターンへ移行する。

［自車と障害物との接触回避判定］
まず、レーザレーダー３の検出信号を読み込み、自車前方の障害物と自車との間の自車の進行方向における相対距離ｄ及び相対速度Vrを算出し、さらに、レーザレーダー３の検出信号に基づいて、自車前方の障害物の左右エッジまでの距離及び角度を検出する。また、これらに基づいて自車が前方の障害物との接触を回避するために必要な横移動量Ｙを算出する。

前記相対速度Vrは、例えば、前記相対距離ｄに対し、微分演算或いはバンドパスフィルタ処理を行うことにより算出する。また、前記横移動量Ｙは、レーザレーダー３の検出信号に基づいて障害物の左右エッジを検出し、この左右エッジ位置における角度に基づいて検出する。つまり、図４(a)に示すように、レーザレーダー３の検出信号及びそのスキャニング角度に基づいて、自車の進行方向を基準とし、これに対する障害物の左右エッジの角度θ1及びθ2を検出する。そして、図４(a)に示すように、自車前方の障害物に対し、障害物の左右エッジの角度θ1及びθ2のうち、何れか小さい方（図４(a)の場合には、θ1）を選択し、これをθとして次式(1)に基づいて、横移動量Ｙを算出する。
Ｙ＝ｄ・sin（θ）＋Lw/2 …(1)
なお、式中のLwは自車の車幅である。また、本実施例１においては、レーザレーダー３を車両の車幅中央の位置に設けた場合について説明しているが、車幅中央から左右の何れかの方向にオフセットして取り付けられている場合には、前記(1)式においてオフセット分を考慮する必要がある。

また、障害物の中心位置に対し、自車の中心位置が比較的ずれている場合等、左右エッジの角度θ1及びθ2のうち何れか一方のエッジを検出することができない場合には、エッジを検出することができた側のエッジ角度をθとして上記式(1)により、横移動量Ｙを算出する。ここで、上述の場合、レーザレーダー３としてスキャニング式のレーザレーダを用いた場合について説明しているが、ある幅を持った複数本のビームを出力可能なビーム式のレーザレーダである場合には、図４(b)に示すように、レーザレーダー３の検出信号に基づいて、前方障害物は、ある幅をもった範囲内に存在するとして検出される。図４(b)の場合には、自車の進行方向に対し右方向に、角度θ1からθ2だけずれた位置の間から、進行方向に対し左方向にかけて、障害物が存在すると判定する。

この場合には、前方障害物の右エッジ位置は、最小値であるθ1であるとしてこれをθとし、前記(1)式に基づいて横移動量Ｙを算出する。また、この場合にも、自車の進行方向に対し、右方向又は左方向のみについて障害物のエッジが検出された場合には、エッジを検出することができた側のエッジ角度をθとし、上記(1)式に基づいて横移動量Ｙを算出する。

また、この場合も、レーザレーダー３が車両中央に配設されておらず、左右何れかにオフセットして取り付けられている場合には、前記(1)式を、オフセット分を考慮して補正する。このようにして、横移動量Ｙを算出することによって、自車に対する障害物のオフセット量が異なる場合においても、それぞれの場合に応じて必要な操舵回避のための横移動量を算出し、操舵回避が可能であるか否かの演算を高精度に行うことができるようになっている。

次いで、自車前方の障害物との接触を制動操作を行うことによって回避することができるかどうかの判定を行う。この判定条件は、次のように設定される。図４(a)に示すように、自車と自車前方の障害物との距離がｄであり、相対速度がVrであるものとする。このとき、制動によって接触を回避する場合に発生する減速度をａ（例えば、8.0[m/s²]）とし、運転者がブレーキペダルを踏み込んだ場合に減速度が発生するまでの無駄時間をTd（例えば、0.2秒）とすると、制動によって障害物との接触を回避するためには、相対速度Vrと、障害物との距離ｄとの関係が次式(2)を満足すればよい。
ｄ<−Vr・Td＋（Vr）²／（２・ａ） …(2)
したがって、自車前方の障害物との接触を制動操作を行うことによって回避することができるかどうかの判定は、障害物との間の距離ｄと相対速度Vrとが前記(2)式を満足するかどうかにより行う。

続いて、障害物との接触を操舵操作を行うことによって回避することができるか否かを判定する。まず、障害物との接触を回避するために必要な横移動量Ｙだけ横移動するのに必要な時間Tyを算出する。ここで、車両の操舵特性は次のように表すことができる。
ｍ・ｖ・（ｒ＋ｄＢ/ｄｔ）＝２・ＹF＋２・ＹR …(3)
ＩZ・ｄｒ/ｄｔ＝２・ｌF・ＹF−２・ｌR・ＹR …(4)
ＹF＝ｆF〔β＋（ｌF/ｖ）・ｒ−θF〕
ＹR＝ｆR〔β−（ｌR/ｖ）・ｒ〕
なお、(3)及び(4)式中の、ｍは車両重量、ＩZは車両ヨー方向の慣性モーメント、ｖは車速、ｒはヨーレイト、βは車両接触角、ｌFは車両重心から前輪までの距離、ｌRは車両重心から後輪までの距離、ＹF及びＹRは、前輪及び後輪にそれぞれ発生する横力である。また、θFは、前輪舵角であって、緊急時には運転者は、例えば、図４(c)に示すように、ある操舵速度で操舵を行い、且つ、ある操舵量最大値で操舵すると仮定する。なお、図４(c)において、横軸は時間、縦軸は舵角であって、時間の経過に伴ってある傾きで舵角が増加し、つまりある操舵速度で舵角が操舵量最大値まで増加するようになっている。

また、ｆF及びｆRはタイヤスリップ角と、タイヤ横力との対応を表す関数であって、例えば、図４(d)に示すように設定される。なお、図４(d)において、横軸はタイヤスリップ角、縦軸はタイヤ横力であって、タイヤスリップ角が大きくなるほどタイヤ横力は大きくなり、且つ、タイヤスリップ角が小さいほどタイヤスリップ角の変化に対するタイヤ横力の変化量が大きくなるように設定される。

ここで、横移動量Ｙは、車速ｖとヨーレートｒと、車体接触角βとから次式(5)で表すことができる。
Ｙ＝∫〔ｖ・sin（∫ｒｄｔ＋β）〕ｄｔ …(5)
したがって、前記(3)〜(5)式から、回避に必要な横移動量Ｙだけ自車が横移動する際の所要時間を算出することができる。

なお、(3)〜(5)式の演算をオンラインで実行するには、計算時間が非常にかかるため、予めオフラインで演算を行い、その演算結果を、例えば、図４(e)に示すようにマップ化しておいてもよい。なお、図４(e)において、横軸は、操舵回避に必要な横移動量、縦軸は操舵回避にかかる時間である。操作回避に必要な横移動量が増加するほど、操舵回避にかかる時間も増加し、且つ、車速が低くなるほど、操作回避に係る時間が増加するように設定される。したがって、障害物を回避するために必要な横移動量Ｙだけ横移動するのに必要な時間、つまり、操舵操作による接触回避に要する所要時間Tyを算出する場合には、車速ｖと横移動量Ｙとに対応するマップの値を検索すればよい。

そして、接触までの推定時間ｄ/Vrと、操舵回避にかかる時間Tyとの間に、次式(6)が成り立つとき、操舵操作による障害物との接触は回避不可能であると判定する。
ｄ/Vr<Ty …(6)
ここで、前記(3)〜(6)式に基づいて、操舵操作による接触回避が可能であるか否かを判定することによって、車両の操舵特性の違いに応じて操舵回避時間を演算し、車両毎に異なる操舵特性や車速域で異なる操舵特性によらず、操舵回避が可能か不可能かを正確に演算する。また、運転者の緊急時のステアリング操作の特性も加味して車両の操舵回避時間を演算することによって、より正確に緊急時の操舵回避時間を演算する。

［接触時挙動制御作用］
助手席の乗員が不在で、かつ、操舵操作及び制動操作の何れによっても障害物との接触回避が不可能であると判断された場合、図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７→ステップＳ８へと進み、自動的に制動力を発生させ、障害物への接触速度を低減させると共に、運転席側を助手席側よりも遅く接触させる方向に車両接触角（ヨーモーメント）を発生させる。

すなわち、ステップＳ４では、図５に示すように、エアバックが展開する範囲内の限界角度である30度に設定した目標車両接触角Targetβを取り込み、ステップＳ５では、ヨーレイトセンサ５からヨーレイト(Yaw)を検出し、ステップＳ６では、ヨーレイト(Yaw)を積分して車両接触角Yawβを算出し、ステップＳ７では、車両接触角Yawβと目標車両接触角Targetβ（30度）との比較を行い、ステップＳ８では、Yawβ＝Targetβとなるように、つまり、運転席側減速度>助手席側減速度となるように制動力を配分する。

制動力配分としては、例えば、運転席側の制動力が最大となるような制動力をG1としたとき、助手席側の制動力をG1の80％とすることで、運転席側減速度>助手席側減速度にする。図６は運転席側の制動力G1に対し助手席側の制動力をG1×0.8とした場合の概略図であり、左右輪に制動力差を与えることで、車両にヨーモーメントが発生しているのがわかる。なお、逆に助手席側の制動力を、運転席側の最大制動力G1よりもさらに高めることで助手席側車輪をロック傾向にし、運転席側減速度>助手席側減速度とするようにしても良い。

そして、ヨーレイトが過多となり、Yawβ>Targetβとなった場合は、ステップＳ７からステップＳ９→ステップＳ１０へと進み、ステップＳ１０では、運転席側減速度<助手席側減速度となるように制動力配分を逆転させる。以降これを繰り返してYawβ＝Targetβとなるようにフィードバック制御する。

上記のように、助手席の乗員が不在で、かつ、操舵操作及び制動操作の何れによっても障害物との接触回避が不可能であると判断された場合、自動的に制動力を発生させて障害物への接触速度を低減させると共に、助手席側から障害物に接触するように自動的にヨーモーメントを発生させることで、自車と障害物との接触時に下記の作用を示す。
(a) 自動的に制動力を発生させて障害物への接触速度を低減させるだけの場合、図７(a)に示すように、障害物への接触が運手席側も助手席側も同時となる。これに対し、助手席側から障害物に接触するように自動的にヨーモーメントを発生させる制御を加えた場合には、図７(b)に示すように、自車に助手席側から接触する方向のヨーモーメントが発生しているため、助手席側から接触して運転席側が接触するまでに運動エネルギーが低減し（運転席側の接触速度低減による）、図７(a)の場合に比べ、障害物への接触時における運転者の安全性を確保することができる。
(b) 自動的に制動力を発生させて障害物への接触速度を低減させるだけの場合、図８(a)に示すように、障害物への接触が運手席側も助手席側も同時となる。これに対し、助手席側から障害物に接触するように自動的にヨーモーメントを発生させる制御を加えた場合には、図８(b)に示すように、車両接触角がついて接触すると運転席側が障害物とオフセットする側に位相がずれるため、運転席側の接触を回避でき、障害物への接触時に運転者の安全性を確保することができる。

次に、効果を説明する。
実施例１の車両の障害物接触時挙動制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 自車と障害物との相対関係により自車が障害物への接触回避可能であるか否かを判定する接触回避判定手段と、自車が障害物への接触回避不可能であると判定された場合、自車の障害物に対する接触時挙動を制御する接触時挙動制御手段と、を備えた車両において、自車の助手席に乗員が存在しているか否かを判定する助手席乗員判定手段を設け、前記接触時挙動制御手段は、自車が障害物への接触回避不可能であり、かつ、助手席の乗員が不在であると判定された場合、助手席側から障害物に接触するように車両にヨーモーメントを発生させるため、障害物への接触回避不可能であり、かつ、助手席の乗員が不在であると判定された場合、運転者の安全性をより高レベルで確保することができる。

(2) ブレーキ操作とは独立に各輪に制動力を発生させるハイドロユニット７を設け、前記接触時挙動制御手段は、前記ハイドロユニット７により与えられた左右輪の制動力差により、助手席側から障害物に接触するように車両にヨーモーメントを発生させるため、各輪へ独立にブレーキ液圧を導くハイドロユニット７が備わっている車両では、既存のハイドロユニット７を利用して障害物との接触時に車両にヨーモーメントを発生させることができる。

(3) 前記接触時挙動制御手段は、自車が障害物への接触回避不可能であり、かつ、助手席の乗員が不在であると判定された場合、自車を減速させる制動力を発生させると共に、助手席側から障害物に接触するように車両にヨーモーメントを発生させるため、減速による運動エネルギーの低減作用と、助手席側から開始した接触が運転席側に移動するまでの接触位置移動による運動エネルギーの低減作用と、の相乗作用により、障害物との接触時に運転者に与える衝撃力を大幅に低減することができる。

(4) 前記接触時挙動制御手段は、エアバックが作動する車両接触角の最大値を限界として車両のヨーモーメントを制御するため、障害物との接触時にエアバックが展開することで運転者に与えるダメージを最小限に抑えることができる。

(5) 前記助手席乗員判定手段は、助手席シートベルトセンサ４からのセンサ信号に基づき、自車の助手席に乗員が存在しているか否かを判定するため、スイッチ構造による簡単で低コストなセンサを用いながらも、精度良く助手席の乗員存在の有無を判定することができる。

実施例１は、車両接触角（ヨーモーメント）を液圧ブレーキで制御する例であるのに対し、実施例２は、車両接触角（ヨーモーメント）を電動ステアリングで制御する例である。

まず、構成を説明する。
図９は実施例２の障害物接触時挙動制御装置が適用された車両を示す全体図、図１０は実施例２の障害物接触時挙動制御装置を示す制御ブロック図である。
実施例２の障害物接触時挙動制御装置は、図９に示すように、左前輪１FLと、右前輪１FRと、左後輪１RLと、右後輪１RRと、左前輪ブレーキユニット２FLと、右前輪ブレーキユニット２FRと、左後輪ブレーキユニット２RLと、右後輪ブレーキユニット２RRと、レーザーレーダー３と、助手席シートベルトセンサ４と、ヨーレイトセンサ５と、電子制御モジュール（ＥＣＭ）６と、ハイドロユニット（ＨＵ）７（制動力発生手段）と、左前輪ブレーキ液圧配管８FLと、右前輪ブレーキ液圧配管８FRと、左後輪ブレーキ液圧配管８RLと、右後輪ブレーキ液圧配管８RRと、ステアリング機構９と、転舵用モータ（Ｍ）１０（操舵力発生手段）と、を備えている。
すなわち、図１に示す実施例１の装置に対し、左右前輪１FL,１FR間に、ステアリング操作とは独立に左右前輪１FL,１FRを転舵させる転舵用モータ１０を有するステアリング機構９を追加した構成としている。

そして、電子制御モジュール６は、図１０に示すように、レーザーレーダー３からの信号により自車と障害物との相対関係を検出する相対関係検出手段６ａと、助手席シートベルトセンサ４からの信号に基づいて助手席乗員の有無を判定する助手席乗員有無判定手段６ｂと、自車と障害物との相対関係により自車が障害物への接触回避可能であるか否かを判定する接触回避判定手段６ｃと、自車が障害物への接触回避不可能であり、かつ、助手席の乗員が不在であると判定された場合、各輪に与える制動力を算出すると共に、助手席側から障害物に接触するように車両にヨーモーメントを発生させるための操舵力を算出する制動力・操舵力算出手段６ｄ’と、を有する。なお、制動力・操舵力算出手段６ｄ’では、ヨーレイトセンサ５からのヨーレイトセンサ信号を入力し、ヨーレイトに基づき演算される車両接触角Yawβが目標車両接触角Targetβに一致するように操舵力が算出される。なお、他の構成は実施例１と同様であるので対応する構成に同一符号を付して説明を省略する。

次に、作用を説明する。
［接触時挙動制御処理］
図１１は実施例２の電子制御モジュール６にて実行される接触時挙動制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する（接触時挙動制御手段に相当）。なお、ステップＳ２１〜ステップＳ２７は、図３に示す実施例１のステップＳ１〜ステップＳ７と同じ処理であるので、説明を省略する。

ステップＳ２８では、ステップＳ２７におけるYawβ<Targetβであるとの判断に基づき、ハイドロユニット７に対する制御指令により、自動的に制動力を発生させるように４輪の各輪にブレーキ液圧を付与する制御を行い、ステップＳ２９へ移行する。

ステップＳ２９では、ステップＳ２８におけるブレーキ液圧の付与に引き続き、転舵用モータ１０に対する制御指令により、操舵車両接触角Yawβを増大する方向に左右前輪１FL,１FRに舵角を付与する制御を行い、リターンへ移行する。

ステップＳ３０では、ステップＳ２７における車両接触角Yawβが目標車両接触角Targetβ未満でないとの判断に引き続き、車両接触角Yawβが目標車両接触角Targetβを超えているか否かを判断し、Yesの場合はステップＳ３１へ移行し、Noの場合はリターンへ移行する。

ステップＳ３１では、ステップＳ３０におけるYawβ>Targetβであるとの判断に基づき、ハイドロユニット７に対する制御指令により、自動的に制動力を発生させるように４輪の各輪にブレーキ液圧を付与する制御を行い、ステップＳ３２へ移行する。

ステップＳ３２では、ステップＳ３１におけるブレーキ液圧の付与に引き続き、転舵用モータ１０に対する制御指令により、操舵車両接触角Yawβを減少する方向に左右前輪１FL,１FRに舵角を付与する制御を行い、リターンへ移行する。

［接触時挙動制御作用］
助手席の乗員が不在で、かつ、操舵操作及び制動操作の何れによっても障害物との接触回避が不可能であると判断された場合、図１１のフローチャートにおいて、ステップＳ２１→ステップＳ２２→ステップＳ２３→ステップＳ２４→ステップＳ２５→ステップＳ２６→ステップＳ２７→ステップＳ２８→ステップＳ２９へと進み、自動的に制動力を発生させ、障害物への接触速度を低減させると共に、運転席側を助手席側よりも遅く接触させる方向に車両接触角（ヨーモーメント）を発生させる。

すなわち、ステップＳ２４では、図１２に示すように、エアバックが展開する範囲内の限界角度である30度に設定した目標車両接触角Targetβを取り込み、ステップＳ２５では、ヨーレイトセンサ５からヨーレイト(Yaw)を検出し、ステップＳ２６では、ヨーレイト(Yaw)を積分して車両接触角Yawβを算出し、ステップＳ２７では、車両接触角Yawβと目標車両接触角Targetβ（30度）との比較を行い、ステップＳ２８では、例えば、最大制動力が発生するように４輪にブレーキ液圧を付与し、ステップＳ２９では、Yawβ＝Targetβとなるように、つまり、車両接触角Yawβを増大する方向に前輪舵角が付与される。

前輪舵角付与としては、例えば、運転席側を旋回内側とする最大の前輪舵角を付与するようにし、この結果、車両接触角Yawβ（ヨーレイト）が過多となり、Yawβ>Targetβとなった場合は、ステップＳ２７からステップＳ３０→ステップＳ３１→ステップＳ３２へと進み、ステップＳ３１では、例えば、最大制動力が発生するように４輪にブレーキ液圧を付与し、ステップＳ３２では、車両接触角Yawβを減少する方向に前輪舵角が付与する。以降これを繰り返してYawβ＝Targetβとなるようにフィードバック制御する。

次に、効果を説明する。
実施例２の車両の障害物接触時挙動制御装置にあっては、実施例１の(1),(3),(4),(5)の効果に加えて、下記に列挙する効果を得ることができる。

(6) ステアリング操作とは独立に左右輪を操舵させる転舵用モータ１０を設け、前記接触時挙動制御手段は、前記転舵用モータ１０により与えられた左右輪の転舵角により、助手席側から障害物に接触するように車両にヨーモーメントを発生させるため、転舵用モータ１０を有するステアリング機構９が予め備わっている車両では、既存の転舵用モータ１０を利用して障害物との接触時に車両にヨーモーメントを発生させることができる。
なお、実施例２のように、接触回避不可能であると判定された場合に自動ブレーキを用いる場合、制動力発生手段とヨーモーメント発生手段とが独立した手段となるため、自動ブレーキにより最大制動力を出しながら、舵角制御により有効にヨーモーメントを発生させることができる。

以上、本発明の車両の障害物接触時挙動制御装置を実施例１及び実施例２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、制動力差を得るシステムとして各輪独立にブレーキ液圧を制御するハイドロユニットを用いた例を示したが、片側ロックを含み左右輪に制動力差を持たせることができるシステムであれば実施例１に限られることはない。例えば、ブレーキ・バイ・ワイヤシステムやセミ・ブレーキ・バイ・ワイヤシステムに用いられるブレーキ液圧ユニットを用いても良いし、さらに、液圧を用いない回生ブレーキや電動モータキャリパブレーキや電動モータドラムブレーキ等のようなものを用いても良い。

実施例２では、前輪を操舵操作とは独立に転舵制御する電動ステアリングを用いた例を示したが、前輪と後輪とを操舵操作とは独立に転舵制御したり、後輪を操舵操作とは独立に転舵制御する４輪操舵システム（４ＷＳ）を用いることもできる。

実施例１では車両接触角をブレーキにより制御する例を示し、実施例２では車両接触角をステアリングにより制御する例を示したが、ブレーキとステアリングとを併用して車両接触角（ヨーモーメント）を制御するようにしても良い。

実施例１，２では、助手席の乗員判断を行うためのセンサとして、助手席シートベルトセンサを用いた例を示したが、これに限られるものではなく、例えば、助手席に圧力センサを設置し、乗員の着座を検出したり、また、赤外線センサを助手席に向けて設置し、乗員の着座を検出する等、他のセンサやスイッチ類を用いるようにしても良い。

実施例１，２では、右ハンドル車における障害物接触時挙動制御装置を示したが、左ハンドル車にも勿論適用することができる。

実施例１の障害物接触時挙動制御装置が適用された車両を示す全体図である。 実施例１の障害物接触時挙動制御装置を示す制御ブロック図である。 実施例１の電子制御モジュールにて実行される接触時挙動制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１における自車と障害物との接触回避判定のための説明図である。 実施例１における目標車両接触角度を示す説明図である。 実施例１において左右輪の一方を最大制動力とし他方を最大制動力の80％とした場合における接触時挙動を示す作用説明図である。 実施例１において自車と障害物との接触時に助手席側から運転席側へ接触が移動する場合の作用説明図である。 実施例１において自車と障害物との接触時に車両接触角によって進行方向がずれて運転席側の接触が回避される場合の作用説明図である。 実施例２の障害物接触時挙動制御装置が適用された車両を示す全体図である。 実施例２の障害物接触時挙動制御装置を示す制御ブロック図である。 実施例２の電子制御モジュールにて実行される接触時挙動制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例２において自車と障害物との接触時に前輪舵角制御により目標車両接触角が得られる場合の作用説明図である。

符号の説明

１FL 左前輪
１FR 右前輪
１RL 左後輪
１RR 右後輪
２FL 左前輪ブレーキユニット
２FR 右前輪ブレーキユニット
２RL 左後輪ブレーキユニット
２RR 右後輪ブレーキユニット
３ レーザーレーダー
４ 助手席シートベルトセンサ
５ ヨーレイトセンサ
６ 電子制御モジュール（ＥＣＭ）
７ ハイドロユニット（制動力発生手段）
８FL 左前輪ブレーキ液圧配管
８FR 右前輪ブレーキ液圧配管
８RL 左後輪ブレーキ液圧配管
８RR 右後輪ブレーキ液圧配管
９ ステアリング機構
１０ 転舵用モータ（操舵力発生手段）

Claims (6)

1. 自車と障害物との相対関係により自車が障害物への接触回避可能であるか否かを判定する接触回避判定手段と、
   自車が障害物への接触回避不可能であると判定された場合、自車の障害物に対する接触時挙動を制御する接触時挙動制御手段と、
   を備えた車両において、
   自車の助手席に乗員が存在しているか否かを判定する助手席乗員判定手段を設け、
   前記接触時挙動制御手段は、自車が障害物への接触回避不可能であり、かつ、助手席の乗員が不在であると判定された場合、助手席側から障害物に接触するように車両にヨーモーメントを発生させることを特徴とする車両の障害物接触時挙動制御装置。
2. 請求項１に記載された車両の障害物接触時挙動制御装置において、
   ブレーキ操作とは独立に各輪に制動力を発生させる制動力発生手段を設け、
   前記接触時挙動制御手段は、前記制動力発生手段により与えられた左右輪の制動力差により、助手席側から障害物に接触するように車両にヨーモーメントを発生させることを特徴とする車両の障害物接触時挙動制御装置。
3. 請求項１に記載された車両の障害物接触時挙動制御装置において、
   ステアリング操作とは独立に左右輪を操舵させる操舵力発生手段を設け、
   前記接触時挙動制御手段は、前記操舵力発生手段により与えられた左右輪の転舵角により、助手席側から障害物に接触するように車両にヨーモーメントを発生させることを特徴とする車両の障害物接触時挙動制御装置。
4. 請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載された車両の障害物接触時挙動制御装置において、
   前記接触時挙動制御手段は、自車が障害物への接触回避不可能であり、かつ、助手席の乗員が不在であると判定された場合、自車を減速させる制動力を発生させると共に、助手席側から障害物に接触するように車両にヨーモーメントを発生させることを特徴とする車両の障害物接触時挙動制御装置。
5. 請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載された車両の障害物接触時挙動制御装置において、
   前記接触時挙動制御手段は、エアバックが作動する車両接触角の最大値を限界として車両のヨーモーメントを制御することを特徴とする車両の障害物接触時挙動制御装置。
6. 請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載された車両の障害物接触時挙動制御装置において、
   前記助手席乗員判定手段は、助手席シートベルトセンサからのセンサ信号に基づき、自車の助手席に乗員が存在しているか否かを判定することを特徴とする車両の障害物接触時挙動制御装置。

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