(57)【要約】【課題】たとえ、車両がオフセット衝突する場合であっても、タイヤがフロントピラー下部を強く打撃して、キャビンを変形させることを抑制する。【解決手段】操舵制御装置２３は、相対速度感応制御量Ｇｖを設定し（Ｓ１０２）、ラップ率ＲＬを演算して（Ｓ１０３）、ラップ率感応制御量ＧＬを設定し（Ｓ１０４）、この相対速度感応制御量Ｇｖと相対速度感応制御量ＧＬとに基づいて前輪の目標舵角δftを演算する（Ｓ１０５）。前輪の目標舵角δftと、操舵角センサ３３fl，３３frからの現在の前輪の舵角δfl、δfrを基に、左右前輪の舵角制御量Δδfl、Δδfrを演算し（Ｓ１０６）、エアバックセンサ３４から衝突の信号が入力されている場合は、前輪の舵角制御量Δδfl、Δδfrを前輪の操舵アクチュエータ２０fl，２０frに出力する（Ｓ１０８）。【選択図】図２
2008105612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪をステアリングホイールとは独立して操舵自在な操舵機構を有する車両の操舵制御装置において、
前方障害物を認識する障害物認識手段と、
自車両と上記障害物との衝突を判定する衝突判定手段と、
衝突を判定した際に予め設定する操舵角に前輪舵角を変更させる操舵変更手段と、
を備えたことを特徴とする車両の操舵制御装置。
【請求項２】
上記操舵変更手段における予め設定する操舵角は、自車両と上記障害物との間の相対速度と、自車両に対する上記障害物の衝突位置の少なくとも一方に応じて可変することを特徴とする請求項１記載の車両の操舵制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所謂、ステアバイワイヤのように、前輪をステアリングホイールとは独立して操舵自在な操舵機構を有する車両の操舵制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両においては、衝突時に対する安全構造を積極的に採用するようになってきている。特に、車両対車両のオフセット衝突の形態においても乗員空間（キャビン）を十分に保護することが可能なように、フロントサイドフレームの構造を工夫したりすることが既に行われている。
【０００３】
また、例えば、特開平１１−１７０８３８号公報では、自車両が衝突を回避できないと判断したときに車高が最伸長されるようにする技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−１７０８３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特に、車両がオフセット衝突するような場合では、たとえフロントサイドフレームの構造を工夫したとしても、タイヤがフロントピラー下部を強く打撃して、キャビンを変形させてしまう虞がある。また、上述の特許文献１に開示されるように、車高を上昇させる技術であっても、車高の上昇量には限界があり、更に、十分なレスポンスで高さ変更がなされないという問題もあり、また、タイヤがキャビンを打撃することに対しては、それを抑制することができないという問題がある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、たとえ、車両がオフセット衝突する場合であっても、タイヤがフロントピラー下部を強く打撃して、キャビンを変形させることを抑制することができる車両の操舵制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前輪をステアリングホイールとは独立して操舵自在な操舵機構を有する車両の操舵制御装置において、前方障害物を認識する障害物認識手段と、自車両と上記障害物との衝突を判定する衝突判定手段と、衝突を判定した際に予め設定する操舵角に前輪舵角を変更させる操舵変更手段とを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明による車両の操舵制御装置によれば、たとえ、車両がオフセット衝突する場合であっても、タイヤがフロントピラー下部を強く打撃して、キャビンを変形させることを抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。  
図１〜図５は本発明の実施の一形態を示し、図１はステアバイワイヤ方式による操舵機構を備えた車両の構成図、図２は衝突を考慮した操舵制御プログラムのフローチャート、図３は相対速度感応制御量の特性図、図４はラップ率の説明図、図５はラップ率感応制御量の特性図である。
【０００９】
図１において、符号１は車両を示し、この車両１のエンジン２による駆動力は、エンジン２後方の自動変速装置（トルクコンバータ等も含んで図示）３を介してセンタデファレンシャル装置４に伝達される。
【００１０】
センタデファレンシャル装置４に伝達された駆動力は、リヤドライブ軸５、プロペラシャフト６、ドライブピニオン軸部７を介して後輪終減速装置８に入力される一方、フロントドライブ軸９を介して前輪終減速装置１０に入力される。
【００１１】
後輪終減速装置８に入力された駆動力は、後輪左ドライブ軸１１rlを経て左後輪１２rlに伝達される一方、後輪右ドライブ軸１１rrを経て右後輪１２rrに伝達される。また、前輪終減速装置１０に入力された駆動力は、前輪左ドライブ軸１１flを経て左前輪１２flに伝達される一方、前輪右ドライブ軸１１frを経て右前輪１２frに伝達される。
【００１２】
また、符号１５は操舵装置を示し、本実施形態における操舵装置１５としては、個々の車輪１２fl，１２fr，１２rl，１２rrの操舵角（車輪角）を独立して制御可能な四輪操舵機構が採用されている。この四輪操舵機構は、例えば、車輪１２fl，１２fr，１２rl，１２rrとステアリングホイール１６とが機械的に分離したステアバイワイヤ機構であり、ハンドル角と、左右前後の各車輪１２fl，１２fr，１２rl，１２rrの操舵角との関係を任意に設定することができる。
【００１３】
すなわち、ドライバによって回転操作されるステアリングホイール１６は、操舵入力軸１７の一端に固設され、操舵入力軸１７の他端は、動力伝達機構１８に接続されており、この動力伝達機構１８には、モータ１９の出力軸が接続されている。これにより、モータ１９において発生した動力は、動力伝達機構１８及び操舵入力軸１７を介し、操舵反力としてステアリングホイール１６に伝達される。
【００１４】
個々の車輪１２fl，１２fr，１２rl，１２rrには、車輪調整装置としての操舵アクチュエータ２０fl，２０fr，２０rl，２０rrが車輪単位で設けられている。
【００１５】
これにより、左右前輪１２fl，１２frの操舵角は、前輪側に設けられた一対の操舵アクチュエータ２０fl，２０frにより、それぞれ独立して調整される。
【００１６】
また、左右後輪１２rl，１２rrの操舵角は、後輪側に設けられた一対の操舵アクチュエータ２０rl，２０rrにより、それぞれ独立して調整される。
【００１７】
個々の操舵アクチュエータ２０fl，２０fr，２０rl，２０rrには、駆動ロッド２１fl，２１fr，２１rl，２１rrが挿通されており、それぞれの操舵アクチュエータ２０fl，２０fr，２０rl，２０rrの内部に設けられたモータのロータ（図示せず）の回転に応じて、駆動ロッド２１fl，２１fr，２１rl，２１rrが、車幅方向、すなわち、左右方向に伸縮可能となっている。
【００１８】
各駆動ロッド２１fl，２１fr，２１rl，２１rrの端部は、各車輪１２fl，１２fr，１２rl，１２rrと連結されたタイロッド２２fl，２２fr，２２rl，２２rrに接続されており、駆動ロッド２１fl，２１fr，２１rl，２１rrに連動してタイロッド２２fl，２２fr，２２rl，２２rrが移動することにより、車輪１２fl，１２fr，１２rl，１２rrが操舵される。
【００１９】
左前輪１２flと右後輪１２rrとは、それぞれの駆動ロッド２１fl，２１rrが伸張することにより、右方向に操舵され、駆動ロッド２１fl，２１rrが収縮することにより、左方向に操舵される。これに対して、右前輪１２flと左後輪１２rlとは、駆動ロッド２１fr，２１rlの伸縮方向に対する操舵方向が前述の左前輪１２flと右後輪１２rrの場合とは逆になっている。
【００２０】
各操舵アクチュエータ２０fl，２０fr，２０rl，２０rrは、操舵制御装置２３により制御される。操舵制御装置２３には、車速センサ３１で検出した車速Ｖ、操舵入力軸１７に取り付けられて、ステアリングホイール１６の中立位置からの回転角をハンドル角θＨとして検出するハンドル角センサ３２からのハンドル角θＨ、各操舵アクチュエータ２０fl，２０fr，２０rl，２０rrにそれぞれ取り付けられて、それぞれのモータのロータの回転角度を検出することにより各車輪１２fl，１２fr，１２rl，１２rrの操舵角を検出する操舵角センサ３３fl，３３fr，３３rl，３３rrからの操舵角、自車両と障害物との衝突を判定する衝突判定手段としての、例えば、電子式加速度センサで構成したエアバッグセンサ３４からの信号等が入力される。
【００２１】
また、車両１には、ステレオカメラ３５が設けられている。このステレオカメラ３５は、ステレオ光学系として例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）等の固体撮像素子を用いた１組の（左右の）ＣＣＤカメラで構成される。これら左右のＣＣＤカメラは、それぞれ車室内の天井前方に所定間隔をもって取り付けられ、車外の対象（歩行者、先行車、駐車車両、障害物等の立体物や白線等）を異なる視点からステレオ撮像し、画像データを前方認識処理部３６に出力する。
【００２２】
前方認識処理部３６における、ステレオカメラ３５からの画像データの認識処理は、例えば以下のように行われる。まず、１組のカメラで撮像した自車両前方のステレオ画像対に対し、対応する位置のずれ量から距離情報を求め、距離画像を生成する。そして、このデータを基に、周知のグルーピング処理を行い、予め記憶しておいた３次元的な道路形状データ、側壁データ、立体物データ等の枠（ウインドウ）と比較し、白線データ、道路に沿って存在するガードレール、縁石等の側壁データ、車両、歩行者等の立体物データを抽出する。こうして得られる前方情報や自車両１の運転状態から自車両１の進行路（自車進行路）を推定する。そして、自車進行路を基に走行領域を設定し、この走行領域に対する立体物の存在状態に応じて、例えば、走行領域内で、自車両１の最も近くに存在する物体を障害物として抽出し、この障害物との距離の時間的変化を自車両１との相対速度Ｖfoとして決定し、これら情報（障害物の存在の有無、自車両１を基準とした座標系（例えば、図４に示すような、Ｘ−Ｙ座標系）における障害物の左端座標、右端座標、相対速度Ｖfo等）を操舵制御装置２３に出力する。すなわち、前方認識処理部３６は、障害物認識手段として設けられるものである。
【００２３】
そして、操舵制御装置２３は、ハンドル角θＨ、自車速Ｖに応じてモータ１９を制御することにより、ステアリングホイール１６に与えられる操舵反力を制御する。また、操舵制御装置２３は、これとともに、操舵制御装置２３は、各操舵アクチュエータ２０fl，２０fr，２０rl，２０rrを制御することにより、各車輪１２fl，１２fr，１２rl，１２rrの操舵角をそれぞれ制御する。例えば、操舵制御装置２３は、通常、ハンドル角θＨに基づいて、左右の前輪１２fl，１２frの操舵角を互いに正相に設定するとともに、左右の後輪１２rl，１２rrの操舵角も互いに正相に設定する。尚、本実施の形態において、正相は、車輪の操舵角が進行方向を基準にハンドル角θＨに対応することであり、逆相は、車輪の操舵角が進行方向を基準に逆向きに対応することであるが、車輪角の対応は厳密に一致している必要はない。また、左方向への操舵を正の値と定義する。
【００２４】
また、操舵制御装置２３は、後述する衝突を考慮した操舵制御プログラムに従って、前方障害物との衝突を検出した際に、障害物との位置関係（自車両１と障害物とのラップ率ＲＬ）、及び、相対速度Ｖfoに応じて予め設定しておいた前輪の目標舵角δftとなるように、前輪の操舵アクチュエータ２０fl，２０frに出力する。すなわち、操舵制御装置２３は、操舵変更手段としての機能を有している。
【００２５】
以下、本発明の実施の形態による衝突を考慮した操舵制御プログラムを、図２のフローチャートで説明する。このプログラムは所定時間毎に実行され、まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１で、必要なパラメータを読み込む。
【００２６】
次に、Ｓ１０２に進み、相対速度感応制御量Ｇｖを、予め設定しておいたマップ等を参照して設定する。この相対速度感応制御量Ｇｖのマップは、例えば、図３に示すように、相対速度Ｖfoが大きくなればなるほど、相対速度感応制御量Ｇｖが小さくなるように設定されている。
【００２７】
次いで、Ｓ１０３に進み、自車両１と障害物とのラップ率ＲＬを演算する。このラップ率ＲＬは、例えば、図４に示すように、障害物Ｓが自車両１の右側にラップして存在する場合（図４（ａ）の場合）は、＋の符号とされ、（自車両１の右端座標）−（障害物Ｓの左端座標）の値として演算される。逆に、障害物Ｓが自車両１の左側にラップして存在する場合（図４（ｂ）の場合）は、−の符号とされ、（自車両１の左端座標）−（障害物Ｓの右端座標）の値として演算される。
【００２８】
次いで、Ｓ１０４に進み、上述のＳ１０３で演算したラップ率ＲＬに応じてラップ率感応制御量ＧＬを、予め設定しておいたマップ等を参照して設定する。このラップ率感応制御量ＧＬのマップは、例えば、図５に示すように、絶対値の小さい部分（０に近い部分）と高い部分（１に近い部分）では、小さな値に設定されるが、その間の部分は、高い値に設定されている。
【００２９】
次に、Ｓ１０５に進み、上述のＳ１０２で設定した相対速度感応制御量Ｇｖと、Ｓ１０４で設定した相対速度感応制御量ＧＬとに基づいて、例えば、以下の（１）式により、前輪の目標舵角δftを演算する。尚、舵角の符号は、左旋回を＋、右旋回を−と定めるものとする。  
δft＝Ｇｖ・ＧＬ        …（１）
【００３０】
すなわち、障害物Ｓが自車両１の右側にラップして存在する場合は、ラップ率ＲＬは＋であるため、ラップ率感応制御量ＧＬは＋となり、（１）式によって演算される前輪の目標舵角δftは＋となる。これにより、前輪舵角は左へと転舵されることになり、図４（ａ）に示すように、障害物Ｓを回避する方向へ転舵されることになる。
【００３１】
逆に、障害物Ｓが自車両１の左側にラップして存在する場合は、ラップ率ＲＬは−であるため、ラップ率感応制御量ＧＬは−となり、（１）式によって演算される前輪の目標舵角δftは−となる。これにより、前輪舵角は右へと転舵されることになり、図４（ｂ）に示すように、障害物Ｓを回避する方向へ転舵されることになる。
【００３２】
次いで、Ｓ１０６に進むと、Ｓ１０５で演算した前輪の目標舵角δftと、操舵角センサ３３fl，３３frからの現在の前輪の操舵角（左前輪舵角δfl、右前輪舵角δfr）を基に、左右前輪の舵角制御量Δδfl、Δδfrを、例えば、以下の（２）、（３）式により、演算する。  
Δδfl＝δft−δft        …（２）
Δδfr＝δft−δfr        …（３）
【００３３】
そして、Ｓ１０７に進み、エアバッグセンサ３４から衝突の信号が入力されているか否か判定し、衝突の信号が入力されている場合はＳ１０８に進み、Ｓ１０６で演算した左右前輪の舵角制御量Δδfl、Δδfrを前輪の操舵アクチュエータ２０fl，２０frに出力してプログラムを抜ける。逆に、衝突の信号が入力されていない場合は、そのままプログラムを抜ける。
【００３４】
このように本発明の実施の形態によれば、前方障害物との衝突を検出した際に、障害物との位置関係（自車両１と障害物とのラップ率ＲＬ）、及び、相対速度Ｖfoに応じて予め設定しておいた前輪の目標舵角δftとなるように、前輪の操舵アクチュエータ２０fl，２０frを制御するので、たとえ、車両がオフセット衝突する場合であっても、衝突する側の前輪がキャビン方向におけるタイヤハウスとのクリアランスを確保するため、前輪がタイヤハウスを介してフロントピラー下部を強く打撃してキャビンを変形させることを抑制することが可能となっている。
【００３５】
尚、本実施の形態では、ステアバイワイヤ機構による独立操舵機構を例に説明しているが、他に、トー角を可変自在なアライメント可変機構においても適用できることは云うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】ステアバイワイヤ方式による操舵機構を備えた車両の構成図
【図２】衝突を考慮した操舵制御プログラムのフローチャート
【図３】相対速度感応制御量の特性図
【図４】ラップ率の説明図
【図５】ラップ率感応制御量の特性図
【符号の説明】
【００３７】
１    車両
１２fl，１２fr，１２rl，１２rr  車輪
１５    操舵装置
２３    操舵制御装置（操舵変更手段）
３３fl，１２fr，１２rl，１２rr  操舵角センサ
３４    エアバッグセンサ（衝突判定手段）
３６    前方認識処理部（障害物認識手段）
【図１】
2008105612.tif 000003
【図２】
2008105612.tif 000004
【図３】
2008105612.tif 000005
【図４】
2008105612.tif 000006
【図５】
2008105612.tif 000007