JP4314140B2

JP4314140B2 - 車両制御装置

Info

Publication number: JP4314140B2
Application number: JP2004084020A
Authority: JP
Inventors: 倫道中村; 友夫窪田; 義大須田; 康裕川元
Original assignee: Toyota Motor Corp; Foundation for the Promotion of Industrial Science; KYB Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Foundation for the Promotion of Industrial Science; KYB Corp
Priority date: 2004-03-23
Filing date: 2004-03-23
Publication date: 2009-08-12
Anticipated expiration: 2024-03-23
Also published as: JP2005271622A

Description

本発明は、車両制御装置に関し、特に、車高調整によって衝突発生時の衝突対象物への衝撃を低減する装置に関する。

車両制御に関しては、周知のように各種の制御機能が提案されており、その一つとして車高調整が挙げられる。そして、車高調整装置としては、例えば、電磁サスペンションが知られている。電磁サスペンションは、電気モータを備えており、モータを使って車高を調整することができる。

特許文献１では、車高調整を衝突対策に利用する技術が提案されている。同文献の車両制御装置は、車両の衝突を予測した場合に、衝突前に車高を調整して、トラックのような衝突対象物の下方への自車両の潜り込みを防止している。
特開２０００−９５１３０号公報（第５、６ページ、図４、５）

上記の従来技術は、一度の衝突を想定して、車高を１段階で調整する制御である。これに対して、実際の衝突は、１次衝突、２次衝突というように複数段階で起こる場合がある。このような場合、各々の段階では、衝突対象物との衝突の様子が異なる。しかし、従来技術は、車高調整が１段階であり、上記のような複数段階の衝突が考慮されていなかった。

車両が衝突体と衝突する場合において、１次衝突が発生した後、衝突体がボンネットなどに衝突する２次衝突が発生することが知られている。しかし、従来技術を用いた場合、１次衝突を考慮した車高調整しか行われておらず、衝突体についての保護が十分になされているとはいえない。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数段階の衝突においても適切な制御ができる車両制御装置を提供することにある。

本発明の車両制御装置は、車両の衝突を予測する衝突予測手段と、衝突予測手段により車両の衝突が予測された場合に、複数段階の車高調整を行う車高調整手段と、衝突予測手段により車両の衝突が予測された場合に、ブレーキ力を所定値に維持するブレーキ力維持手段と、を備える。車高調整手段は、ブレーキ力維持手段により維持されたブレーキ力が発生した状態で、衝突体が車両のバンパー部に当たるときに衝突体の潜込みおよび跳上げを防ぐのに最適な車高となるよう車高を調整することにより１次衝突に備え、更に、少なくとも車両前部に取り付けられたカメラから得られた車両前方の画像を基に画像処理を行うことにより求められた衝突体の高さおよび車両に設けられた車速センサから得られた１次衝突時の車速から推定される２次衝突時間に基づいて、車高が下がるよう車高を再調整することにより２次衝突にも備える。

本発明によれば、衝突予測時に車高を複数段階に調整するので、衝突体に車両が衝突したとき、衝突体との１次衝突に加えて、２次衝突以降の衝突に対しても衝突体への衝撃を低減することができ、衝突体への衝撃を軽減して、より適切に保護することができる。衝突体の衝突時における姿勢に応じて衝撃が大きく異なるので、本発明のような適切な車高制御により大きな衝撃軽減効果が得られる。

典型的には、車両制御装置は、２次衝突時に車高を下げる制御を行う。衝突体は１次衝突により回転運動をして、車両のボンネットに２次衝突する。このような場合に、車高を下げることで、２次衝突の衝撃を好適に緩和できる。本発明は、上記の２次衝突における衝突体への衝撃を緩和できる点で特に有利である。

本発明において、車高調整手段は、１段階目で車高を増大し、２段階目で車高を低下させてもよい。車高調整手段は、１次衝突までの間に車高を増大し、１次衝突後に車高を低下させてもよい。車高調整手段は、２次衝突が発生するタイミングで車高を低下させてもよく、このタイミングは、２次衝突と完全に一致はせず、例えば直前でもよい。また、１次衝突までの車高増大は、調整可能範囲の最大値を目標にしてもよい。このような制御でも、２次衝突の衝撃を緩和でき、本発明の利点が得られる。

本発明によれば、ブレーキ力を維持することで、１次衝突から２次以降の衝突までの時間の予測精度が向上し、衝突タイミングに基づいて衝突体保護のための車高調整を的確に行うことができる。

好ましくは、前記車高調整手段は、電磁力に基づいた制御を行う電磁サスペンション装置で構成される。本発明によれば、電磁サスペンションを用いることで、車高調整の応答性を高くでき、衝突予測から衝突までという極短時間で車高調整をする上で有利である。

本発明の別の態様の車両制御装置は、衝突が発生した後に車高を下げる車高調整手段を含む。この制御装置は、車両の衝突を検知する手段を含み、衝突が検知された後に車高を低下させてもよい。この制御装置は、車両の衝突を予測する手段を含み、予測された衝突の後に車高を低下させてもよい。この制御装置は、２次衝突時間を予測する手段を含み、２次衝突のときに車高を低下させてもよい。この制御装置は、衝突体の種類を判定する手段を含み、その種類によっては車高調整手段が車高を下げるよう制御してもよい。衝突体の種類は、例えば、車載カメラの撮像画像を処理することで判定される。また、衝突発生は、例えば、レーダおよび車速センサを用いて予測される。本発明によっても、１次衝突が発生したときに車高を下げることで、２次衝突の衝撃を緩和することができる。

上述のように、本発明によれば、複数段階の衝突においても適切な制御ができ、衝突時の衝突体への衝撃を軽減することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

「第１の実施の形態」
図１は、本実施の形態の車両制御装置を示している。図示のように、車両制御装置１は、概略的には、レーダ３、カメラ５、車速センサ７および車高センサ９およびこれらセンサ類から得られる情報を用いて車両を制御する制御部１１を有する。制御部１１は、電磁サスペンション１３を制御して車高を調整する。

レーダ３は、車両前方を向けて設置されており、衝突対象物を検出し、また、衝突対象物までの距離を測定する。カメラ５は、車両の前部に取り付けられており、車両の前方の画像を撮影する。撮影された画像は、制御部１１で処理される。車速センサ７は、車輪の回転数に応じた信号を制御部１１に送り、これにより制御部１１で車速が求められる。また、車高センサ９は、電磁サスペンション１３の近傍に設けられており、車高に応じた信号を制御部１１に送り、これにより制御部１１で車高が求められる。車高センサ９は、４つの車輪の各々に取り付けられている。

制御部１１は、ＥＣＵ（Electric Control Unit）であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含むコンピュータで構成される。制御部１１は、衝突予測部１５、衝突体識別部１７、１次衝突車高演算部１９、衝突判定部２１、２次衝突時間演算部２３および車高調整部２５を含む。制御部１１は、電磁サスペンション１３を利用した通常の車高制御を行うとともに、これらの要素を利用した衝突時の車高制御を行う。

衝突予測部１５は、以下に説明するように、前方の物体までの距離と、車速とに基づいて、衝突の発生を予測する。

前方物体までの距離はレーダ３から得られ、車速は車速センサ７から得られる。衝突予測部１５は、現在の車速で、車両がブレーキにより前方物体より手前で停止可能か否かを判定する。また、衝突予測部１５は、車両がハンドル操作によって前方物体を回避可能か否かを判定する。停止が不可能であり、かつ、ハンドル操作による回避が不可能のとき、衝突予測部１５は、衝突不可避と判定する。

衝突体識別部１７は、前方物体の種類について識別処理を行う。この処理は、衝突予測部１５が衝突発生を予測したときに行われる。衝突体識別部１７は、カメラ５から得られる車両前方の画像を基に識別処理を行う。カメラ５の画像が処理されて、画像に写っている前方物体が何であるかが判定される。

好ましくは、レーダ３が、前方物体の位置（左右方向）を検知する。衝突体識別部１７の画像処理では、レーダ３により求められた前方物体の位置情報が参照されて、レーダ３が特定した位置に前方物体が写っているか否かが判断される。

また、衝突体識別部１７の画像処理では衝突体の高さも求められる。また、衝突体までの距離は、レーダ３により得られている。

１次衝突車高演算部１９は、１次衝突時の目標車高を演算する。この処理では、以下に説明するように、衝突体がバンパー部へ当たる時に、衝突体の潜込みおよび跳上げを防ぐのに最適な車高が演算される。

すなわち、車高が高いと、衝突体が車両の下に潜り込む可能性が高くなる。また、車高が低いと、衝突体が上空へ跳ね上げられる可能性が高くなる。これらの点を考慮して、適切な車高が設定される。例えば、潜込みが発生しない範囲で車高が高く設定され、これにより跳上げの可能性が低く抑えられる。

目標車高は、例えば、以下のようにして得られる。ここでは、１次衝突時の衝突面であるバンパの高さの目標値が、衝突体の高さＬと、予め定められた係数Ｋを用いて算出される。係数Ｋは、上述の原理に基づいて、高さＬと掛け合わされることで、潜込みおよび跳上げの可能性が低くなるバンパ高さが得られる数値に予め設定されている。係数Ｋは制御部１１に記憶されており、１次衝突車高演算部１９は、係数Ｋを読み出して、高さＬと掛け合わせ、これによりバンパ高さの目標値を算出する。このバンパ高さの目標値が、目標車高に換算される。

なお、目標車高は、車両の適当な基準点の高さで与えられる。制御部１１は、車高センサ９からの信号を基に、現在の車高と目標車高の偏差を求めることができる。基準点は４輪のそれぞれで個別に設定されてよい。

また、１次衝突車高演算部１９は、変形例として、予め記憶されている目標車高のテーブルを参照して、目標車高を求めてもよい。同テーブルでは、例えば、目標車高が、衝突体の高さと対応づけられている。１次衝突車高演算部１９は、テーブルを参照して、衝突体の高さに対応する目標車高を読みとる。目標車高のテーブルにおいては、さらに他の要素、例えば車速毎に異なる目標車高が設定されていてもよい。

衝突判定部２１は、衝突予測部１５で予測された衝突が発生したか否かを判定する。衝突判定部２１は、レーダ３から得られる情報を基に、車両が前方の物体まで到達したか否かを判定する。図示されない加速度センサを用いて衝突発生が検出されてもよい。加速度センサとしては、例えば、エアバッグ用のセンサを利用できる。また、衝突判定部２１はカメラ画像から衝突を判定してもよい。

２次衝突時間演算部２３は、１次衝突時（衝突判定部２１により衝突が発生したと判定された時）の車速、減速度、車高制御状態および衝突体の高さを基に、２次衝突時間を求める。２次衝突時間は、１次衝突発生から２次衝突発生までにかかる時間である。車速は、車速センサ７から得られ、減速度は、車速の微分値から得られる。車高制御状態は車高センサ９から得られる。また、衝突体の高さは、前述のように衝突体識別部１７で求められる。

図２は、２次衝突時間の算出式を示している。図２において、２次衝突時間はｔ_１→２で表される。２次衝突時間演算部２３は、図２の式を計算することで、２次衝突時間を求める。

図２の式において、Ｌは衝突体の高さであり、上記のように、衝突体識別部１７で求められる。Ｌ_Ｇは、衝突体の重心の高さである。制御部１１は、予め、高さＬと重心高さＬ_Ｇを対応付けるテーブルを記憶している。このテーブルは、高さＬと重心高さＬ_Ｇの標本データに基づいて作成されている。２次衝突時間演算部２３は、このテーブルを参照して、高さＬに対応する重心高さＬ_Ｇを求める。

また、図２の式において、Ｈ_Ｉは、１次衝突時の衝突面の高さであり、Ｈ_ＩＩは、２次衝突時の衝突面の高さである。本実施の形態では、Ｈ_ＩおよびＨ_ＩＩは、車高センサ９から得られる。車高センサ９の信号から、１次衝突発生時のバンパの高さがＨ_Ｉとして計算され、ボンネットの所定位置の高さがＨ_ＩＩとして計算される。なお、本実施の形態では、２次衝突が発生するときに２次衝突用の車高調整を開始するので、Ｈ_ＩＩは、１次衝突時の車高から計算されてよい。
また、図２の式において、ｖは１次衝突時の車速であり、上記のように、車速センサ７から得られる。

図３は図２の算出式の原理を示している。図３を参照すると、本実施の形態では、車両重量が衝突体の重量に比べて遙かに大きく、車両速度ｖもある程度大きい場合を想定している。この場合、衝突後の衝突体の運動は、１次衝突高さＨ_Ｉに初速ｖが与えられたときの重心Ｇを中心とした回転運動と考えることができる。

１次衝突後の時間ｔにおける衝突体の高さは、図３に示す式によりｈで与えられる。２次衝突時間ｔ_１→２では、図３のｈが２次衝突の衝突面高さＨ_ＩＩに一致する。したがって、２次衝突時間ｔ_１→２は、図２の式で与えられる。

なお、２次衝突時の衝突速度は、図３から明らかなように、ｖ×（Ｌ−Ｌ_Ｇ）／（Ｌ_Ｇ−Ｈ_Ｉ）で与えられる。この式も、衝突体が重心Ｇを中心として回転運動をすることを前提としている。すなわち、重心Ｇから（Ｌ_Ｇ−Ｈ_Ｉ）だけ離れた１次衝突点の速度がｖなので、重心Ｇから（Ｌ−Ｌ_Ｇ）だけ離れた２次衝突点の速度は、比例計算により上式で与えられる。

また、変形例では、２次衝突監視手段が設けられ、この２次衝突監視手段を用いて２次衝突時間が演算される。２次衝突監視手段は例えばカメラで構成され、このカメラは２次衝突の衝突面であるボンネットおよびその上の部分を撮影する。そして、カメラ画像から２次衝突時間が演算される。

図１に戻り、車高調整部２５は、電磁サスペンション１３を制御して車高を調整する。電磁サスペンション１３は、車高調整用のモータを有している。車高調整部２５は、このモータを駆動することで車高を調整する。

電磁サスペンション１３は、バネ部とショックアブソーバ部で構成される。そして、ショックアブソーバ部はボールねじ部とモータを有する。ボールねじ部は、車輪の上下運動を、モータロータの回転運動に変換する。モータロータの回転に伴って回生力が発生し、これにより減衰機能が得られる。

そして、車高調整部２５は、モータへの電流供給を制御し、これにより、モータが駆動されて、モータロータが回転する。この回転が、ボールねじにより、軸方向の動きに変更され、電磁サスペンション１３の長さが変わり、車高が変化する。

衝突に関する車高調整は、衝突予測部１５により衝突が予測され、衝突体識別部１７が識別した衝突体に応じて行われる。本実施の形態の特徴として、１次衝突時の車高制御に加えて、２次衝突時の車高制御が行われる。

１次衝突時の車高調整に関しては、１次衝突車高演算部１９により目標車高が算出されている。そこで、車高調整部２５は、目標車高が達成されるように車高を調整する。

なお、前述のように、目標車高は、適当な車両の基準点の高さで与えられる。制御部１１は、車高センサ９からの信号を基に、目標車高と現在の車高の偏差を求めることができる。車高調整部２５は、目標車高と現在の車高の偏差が小さくなるように車高を調整する。

２次衝突時の車高調整に関しては、目標車高は設定されていない。車高調整部２５は、２次衝突時間演算部２３の演算結果を利用する。そして、車高調整部２５は、２次衝突時間が到来すると、車高を最大速度で下げる調整を行う。この制御は、２次衝突時間の直前に、より詳細には極短時間に設定された所定時間前に開始されてよい。

上記の２次衝突の車高調整は、下記の原理に基づいている。実際の車両では、車両ストロークに制限があり、また、車高調整時に発生可能な加速度はせいぜい１Ｇ程度であると考えられ、それより加速度を大きくしても、車輪が浮くだけであると考えられる。そして、発生可能な最大速度でも、２次衝突速度（ｖ×（Ｌ−Ｌ_Ｇ）／（Ｌ_Ｇ−Ｈ_Ｉ））、図３参照）より小さい。したがって、全出力でもって、最大速度で車高を下げることが得策であり、許容範囲で最大限に衝撃を緩和できる。

図４は、制御部１１の制御処理を示している。図４を参照して、車両制御装置１の動作を説明する。

図４において、通常制御（Ｓ１０）では、制御部１１は、車速および車高に基づいて通常の車高制御を行っている。車高制御では、例えば、路面の凹凸に応じて車高が適切に制御される。通常制御中、衝突予測部１５は、衝突不可避か否かの判断を行うことで、衝突発生を予測する（Ｓ１２）。衝突不可避でなければ（Ｓ１２のＮ）、通常制御が継続される。

衝突が不可避の場合（Ｓ１２のＹ）、衝突体識別部１７が、衝突体の種類に応じて衝突体を保護するための判定する（Ｓ１４）。ここでは、前述のように、画像処理により、カメラ５の撮影画像中に写っている衝突体か何であるかが判定される。衝突体を保護するための制御が必要である場合、衝突体の高さＬが求められる。

衝突体を保護する制御が必要でない場合（Ｓ１４のＮ）、乗員保護制御が行われる（Ｓ１６）。乗員保護制御では、例えば、自車両のバンパを前車のバンパに衝突させるための車高制御が行われる。ここでも、画像処理により、前車のバンパの高さが求められてもよい。

Ｓ１４で、衝突体を保護するための制御が必要であると判定された場合（Ｓ１４のＹ）、通常制御が中止され（Ｓ１８）、１次衝突車高演算部１９により１次衝突時の目標車高が演算される（Ｓ２０）。

次に、Ｓ２０で求めた目標車高に向け、車高調整部２５が制御を開始する（Ｓ２２）。そして、衝突判定部２１が、衝突が発生したか否かを判定する（Ｓ２４）。衝突が発生していなければ（Ｓ２４のＮ）、車高調整が継続される（Ｓ２６）。目標車高が達成されていなければ、さらに車高を調整し、目標車高が達成されていれば、車高が維持される。

衝突が発生すると（Ｓ２４のＹ）、２次衝突時間演算部２３が、２次衝突時間を演算する（Ｓ２８）。上述した図２の式に従って２次衝突時間が算出される。そして、２次衝突時間が到来すると、車高調整部２５は、２次衝突のための衝撃軽減制御を行う（Ｓ３０）。ここでは、車高調整部２５は、発生可能な最大速度で車高を下げる制御を行う。調整可能な範囲の最低値まで車高が達すると、制御が終了する。

以上より、本実施の形態では、電磁サスペンションの高い応答性を利用して、衝突前にすばやくバンパ位置を規定値に合わせるように車高を制御して１次衝突に備え、さらに、衝突後にボンネットに衝突体が衝突する２次衝突の瞬間に車高をダウンして衝突体が受ける衝撃を軽減できる。

上記の実施の形態を用いて説明されたように、本発明によれば、衝突予測時に車高を複数段階に調整するので、衝突体に車両が衝突したとき、衝突体との１次衝突に加えて、２次衝突以降の衝突に対しても衝突体への衝撃を低減することができ、衝突体への衝撃を軽減して、衝突体を適切に保護することができる。

また、本発明は、電磁サスペンションを用いることで、車高調整の応答性を高くでき、衝突予測から衝突までという極短時間で車高調整をする上で有利である。

なお、本実施の形態では、１次衝突へ向けた車高調整においては、１次衝突車高演算部１９により目標車高が演算され、車高調整部２５が、目標車高に基づいて車高を制御した。しかし、本発明の範囲内で、１次衝突前、車高調整部２５は、単に車高を増大する制御を行ってもよい。車高は、調整可能範囲の最大値まで増大されてもよい。また、衝突までの時間が短い場合に、車高は最大値を目標として可能な範囲で増大されてもよい。１次衝突後は、上記の実施の形態に示されるように、２次衝突時間が経過したときに車高が下げられる。このような制御でも、２次衝突の衝撃が好適に緩和され、本発明の利点が得られる。１段階目で車高を増大することで、２段階目の車高調整幅を増大でき、衝撃のさらなる緩和が可能となる。同様の変形は、以下の他の実施の形態にも適用されてよい。

「第２の実施の形態」
図５は、第２の実施の形態の車両制御装置１００を示している。本実施の形態では、制御部１１に２次衝突パターン推定部３０が設けられている。また、制御部１１は、予め作成された２次衝突パターンテーブルを記憶する２次衝突パターン記憶部３２を有する。このテーブルでは、衝突体の高さＬおよび１次衝突時の車速ｖが、２次衝突時間と関連付けられている。すなわち、２次衝突パターン記憶部３２は、各種の衝突体の高さＬと車速ｖの組合せに対応する標準的な２次衝突時間を記憶している。

２次衝突パターン推定部３０は、１次衝突が発生したとき、２次衝突パターンのテーブルを参照して、衝突体の高さＬと車速ｖに対応する２次衝突時間をテーブルから読みとることで、２次衝突時間を推定する。

なお、図２を参照すると、２次衝突時間は、衝突体の高さＬと車速ｖの関数ということができる。したがって、上記のようなテーブルを、２次衝突時間を推定するためのツールとして利用できる。なお、より詳細なテーブルが用いられてもよい。例えば、高さＬ、車速ｖ、１次衝突の衝突面高さＨ_Ｉ（または車高）が、２次衝突時間と関連付けられてもよい。

また、上記の説明より、２次衝突パターン推定部３０の処理は、予め用意したテーブルを参照している点で、上述の図１の実施の形態と異なるものの、結局、２次衝突時間を算出しているといえる。

図６は、制御部１１の制御処理を示している。Ｓ１０〜Ｓ２６までの処理は、図４に示される第１の実施の形態と同様である。Ｓ４０では、２次衝突パターン推定部３０が、２次衝突パターン記憶部３２を参照して、２次衝突時間の推定値を求める。そして、Ｓ４２では、車高調整部２５が、２次衝突軽減のための車高調整を行う。ここでは、推定されたパターンに従い、そのパターンが示す２次衝突時間が来たときに、車高調整が行われる。
本実施の形態でも、上述の実施の形態と同様に、２次衝突の衝撃を好適に軽減できる。

また、本実施の形態では、発生した衝突を、予め設定された衝突パターンと比較して、発生した衝突がどのパターンかを評価している（Ｓ４２）。これにより、処理時間が短くなり、迅速な制御ができる。

「第３の実施の形態」
図７は、第３の実施の形態の車両制御装置２００を示している。本実施の形態では、制御部１１が、ブレーキ制御部４０と衝突時間演算部４２を有する。

ブレーキ制御部４０は、ブレーキアクチュエータ４４を制御する。このブレーキ制御部４０は、ブレーキＥＣＵに指示信号を送ることで、ブレーキアクチュエータ４４を動作させ、制動力を制御する。ブレーキＥＣＵの機能は制御部１１に備えられてよい。ブレーキ制御部４０は、衝突予測部１５により衝突不可避と判定された場合に、ブレーキアクチュエータ４４を制御してブレーキ４６の制動力を最大にするフルブレーキ制御を行う。

衝突時間演算部４２は、フルブレーキがかけられた状態での衝突までの時間を演算する。衝突時間演算部４２は、対象物までの距離、車速および減速度を用いる。対象物までの距離は、レーダ３から得られ、車速および減速度は車速センサ７から得られる。

図８は、制御部１１の制御処理を示している。通常制御（Ｓ５０）では、前述の実施の形態と同様に、制御部１１が、車速、車高に基づいて通常の車高制御を行っており、通常制御中、衝突予測部１５は、衝突不可避か否かの判断を行うことで、衝突発生を予測する（Ｓ５２）。衝突不可避でなければ（Ｓ５２のＮ）、通常制御が継続される。

衝突が不可避の場合（Ｓ５２のＹ）、通常制御が中止され（Ｓ５４）、ブレーキ制御部４０がフルブレーキ制御を行い（Ｓ５６）、衝突時間演算部４２が衝突時間、すなわち１次衝突発生までの時間を演算する（Ｓ５８）。

そして、衝突体識別部１７が、衝突体を識別して衝突体を保護するための制御が必要か否かを判定し（Ｓ６０）、必要でなければ（Ｓ６０のＮ）、乗員保護制御が行われる（Ｓ６２）。

Ｓ６０で、衝突体保護制御が必要であると判定された場合（Ｓ６０のＹ）、１次衝突車高演算部１９により１次衝突時の目標車高が演算され（Ｓ６４）、さらに、２次衝突時間演算部２３により２次衝突時間が演算される（Ｓ６６）。

ここで、前述の実施の形態では、１次衝突が発生してから２次衝突時間が演算された。そして、図２の式を用いる演算では、実際の車速ｖが用いられ、また、１次衝突の実際の衝突面高さＨ_Ｉが用いられた。２次衝突の衝突面高さＨ_ＩＩも、１次衝突の実際の衝突面高さＨ_Ｉに基づいていた。

これに対して、本実施の形態では、２次衝突時間は、１次衝突前に予測されてよい。この場合、車速ｖとしては、予測値が用いられる。この予測車速は、フルブレーキの減速度で前方物体まで進んだときの車速であり、衝突体までの距離、車速および減速度から演算される。予測車速は、衝突時間の予測演算時に得られる。また、衝突面高さＨ_Ｉ、Ｈ_ＩＩは、１次衝突車高演算部１９により算出される目標車高から換算されるバンパ高さおよびボンネット高さでよい。

次に、Ｓ６４で求めた目標車高に向け、車高調整部２５が制御を開始する（Ｓ６８）。車高調整部２５は、衝突時間が経過して、さらに２次衝突時間が到来すると、２次衝突のための衝撃軽減制御を行う（Ｓ７０）。ここでは、車高調整部２５は、発生可能な最大速度で車高を下げる制御を行う。この制御は、２次衝突時間が経過する直前に開始されてよい。車高が最低値まで達すると、制御が終了する。

以上に説明したように、本実施の形態によっても、１次衝突と２次衝突による衝突体への衝撃の軽減が図れる。

また、本実施の形態では、衝突不可避と判定されるとブレーキアクチュエータによりフルブレーキをかけることにより、１次衝突から２次衝突までの車両運動状態を予測しやすくしている。このことを利用し、また、衝突予測機能、車速センサの出力および衝突体識別機能を利用し、１次衝突までの時間および２次衝突までの時間をあらかじめ予測しており、１次衝突から２次衝突の制御を一連の流れで行うことができ、２次衝突への迅速な対応が図れる。

そして、上記に説明されるように、本実施の形態では、フルブレーキ制御を行っており、減速度が比較的正確に分かるので、衝突までの時間も精度良く予測できる。この例のように、本発明では、ブレーキ力を維持することで、１次衝突から２次以降の衝突までの時間の予測精度が向上し、衝突タイミングに基づいて衝突体を保護するための車高調整を的確に行うことができる。

また、図７に示されるように、本実施の形態では、２次衝突の制御を予測に基づいて行っており、衝突判定部およびそれによる衝突判定処理を廃止することができ、また、２次衝突発生を監視しないでもよい。したがって、システムを簡略化することができる。

「第４の実施の形態」
図９および図１０は、第４の実施の形態の車両制御装置３００とその制御処理を示している。この実施の形態は、図７および図８に示される第３の実施の形態の変形例であり、かつ、図５および図６に示される第２の実施の形態で説明した衝突パターンの推定が導入されている。

図９を参照すると、制御部１１は、２次衝突パターン推定部５０および２次衝突パターン記憶部５２を有しており、これらの機能は、図５の２次衝突パターン推定部３０および２次衝突パターン記憶部３２と同様でよい。

ただし、図５の２次衝突パターン推定部３０は、１次衝突が発生してから機能しており、１次衝突時に車速センサ７から得られる車速に対応する２次衝突時間を２次衝突パターンのテーブルから読みとっている。これに対して、図９の２次衝突パターン推定部５０は、１次衝突の予測車速を用いて、予測車速に対応する２次衝突時間をテーブルから読みとる。

図１０を参照すると、本実施の形態では、１次衝突時車高の演算（Ｓ６４）の後に、衝突パターンが推定される（Ｓ８０）。この処理は、上記のように、予測車速を用いる点を除き、図６のＳ４０と同様である。そして、図１０では、１次衝突のための車高調整（Ｓ６８）の後、衝突パターンに応じた衝撃軽減制御が行われる（Ｓ８２）。この処理は、図６のＳ４２と同様でよい。
以上に説明したように、本実施の形態でも衝突体の保護を好適に図ることができる。

以上、本発明の各種の好適な実施の形態を説明した。上記の説明においては、制御部の衝突予測部が、車両の衝突を予測する衝突予測手段に相当し、車高調整部が、衝突予測手段により車両の衝突が予測された場合に、複数段階の車高調整を行う車高調整手段に相当する。また、ブレーキ制御部が、衝突予測手段により車両の衝突が予測された場合に、ブレーキ力を所定値に維持するブレーキ力維持手段に相当する。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明した。しかし、本発明は上述の実施の形態に限定されず、当業者が本発明の範囲内で上述の実施の形態を変形可能なことはもちろんである。

本発明は、衝突体が衝突時に受ける衝撃を車高調整によって軽減できる車高の制御装置として有用である。

本発明の第１の実施の形態における車両制御装置を示す機能ブロック図である。図１の２次衝突時間演算部の演算処理に使用される２次衝突時間の算出式を示す図である。２次衝突時間の算出原理を示す図である。図１の装置の動作を示すフローチャートである。本発明の第２の実施の形態における車両制御装置を示す機能ブロック図である。図５の装置の動作を示すフローチャートである。本発明の第３の実施の形態における車両制御装置を示す機能ブロック図である。図７の装置の動作を示すフローチャートである。本発明の第４の実施の形態における車両制御装置を示す機能ブロック図である。図９の装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１車両制御装置、３レーダ、５カメラ、７車速センサ、９車高センサ、１１制御部、１３電磁サスペンション、１５衝突予測部、１７衝突体識別部、１９１次衝突車高演算部、２１衝突判定部、２３２次衝突時間演算部、２５車高調整部。

Claims

車両の衝突を予測する衝突予測手段と、
前記衝突予測手段により車両の衝突が予測された場合に、複数段階の車高調整を行う車高調整手段と、
前記衝突予測手段により車両の衝突が予測された場合に、ブレーキ力を所定値に維持するブレーキ力維持手段と、を備え、
前記車高調整手段は、前記ブレーキ力維持手段により維持されたブレーキ力が発生した状態で、衝突体が車両のバンパー部に当たるときに衝突体の潜込みおよび跳上げを防ぐのに最適な車高となるよう車高を調整することにより１次衝突に備え、更に、少なくとも車両前部に取り付けられたカメラから得られた車両前方の画像を基に画像処理を行うことにより求められた衝突体の高さおよび車両に設けられた車速センサから得られた１次衝突時の車速から推定される２次衝突時間に基づいて、車高が下がるよう車高を再調整することにより２次衝突にも備えることを特徴とする車両制御装置。
前記車高調整手段は、電磁力に基づいた制御を行う電磁サスペンション装置で構成されることを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。