(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行時に障害物（Ｏ）との衝突を回避すべくドライバーが行う衝突回避操作を支援する車両操作支援装置において、
車両の規範ヨーレート（γｔ）を算出する規範ヨーレート算出手段（Ｍ１）と、
ドライバーによる衝突回避操作を判定する衝突回避操作判定手段（Ｍ２）と、
自車が衝突する可能性のある障害物（Ｏ）を検知する障害物検知手段（Ｍ３）と、
衝突回避操作判定手段（Ｍ２）がドライバーによる衝突回避操作を判定したときに、障害物検知手段（Ｍ３）で検知した障害物（Ｏ）を回避するのに必要な回避運動量を算出する回避運動量算出手段（Ｍ４）と、
規範ヨーレート算出手段（Ｍ１）で算出した規範ヨーレート（γｔ）を回避運動量算出手段（Ｍ４）で算出した回避運動量で修正する規範ヨーレート修正手段（Ｍ５）と、
修正した規範ヨーレート（γｔ）と実ヨーレート（γ）との偏差に基づいてステアリングアクチュエータ（１８）に供給する目標アシスト電流を算出する目標アシスト電流算出手段（Ｍ７）と、
車両のアンダーステア状態を判定するアンダーステア判定手段（Ｍ８）と、
アンダーステア判定手段（Ｍ８）により車両のアンダーステア状態が判定され、かつ衝突回避操作判定手段（Ｍ２）によりドライバーによる衝突回避操作が判定されたときに、目標アシスト電流を減少させる反力電流を算出し、アンダーステア判定手段（Ｍ８）により車両のアンダーステア状態が判定され、かつ衝突回避操作判定手段（Ｍ２）によりドライバーによる衝突回避操作が判定されないときに、目標アシスト電流を減少させる反力電流を算出しない反力電流算出手段（Ｍ９）と、
を備えたことを特徴とする車両操作支援装置。
【請求項２】
車両の走行時に障害物（Ｏ）との衝突を回避すべくドライバーが行う衝突回避操作を支援する車両操作支援装置において、
ドライバーによる衝突回避操作を判定する衝突回避操作判定手段（Ｍ２）と、
自車が衝突する可能性のある障害物（Ｏ）を検知する障害物検知手段（Ｍ３）と、
衝突回避操作判定手段（Ｍ２）がドライバーによる衝突回避操作を判定したときに、障害物検知手段（Ｍ３）で検知した障害物（Ｏ）を回避するのに必要な回避運動量を算出する回避運動量算出手段（Ｍ４）と、
回避運動量算出手段（Ｍ４）で算出した回避運動量に基づいてステアリングアクチュエータ（１８）に供給する目標アシスト電流を算出する目標アシスト電流算出手段（Ｍ７）と、
車両のアンダーステア状態を判定するアンダーステア判定手段（Ｍ８）と、
アンダーステア判定手段（Ｍ８）により車両のアンダーステア状態が判定され、かつ衝突回避操作判定手段（Ｍ２）によりドライバーによる衝突回避操作が判定されたときに、目標アシスト電流を減少させる反力電流を算出し、アンダーステア判定手段（Ｍ８）により車両のアンダーステア状態が判定され、かつ衝突回避操作判定手段（Ｍ２）によりドライバーによる衝突回避操作が判定されないときに、目標アシスト電流を減少させる反力電流を算出しない反力電流算出手段（Ｍ９）と、
を備えたことを特徴とする車両操作支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の走行時に障害物との衝突を回避すべくドライバーが行う衝突回避操作を支援する車両操作支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の自動制動中にドライバーによるステアリング操作が行われ、かつ車両挙動制御手段による回頭性増加制御で障害物を回避可能なとき、自車の前方に回避スペースがあれば障害物を回避すべく車両の回頭性を増加させる制御を行い、自車の前方に回避スペースがなければ障害物の回避を断念して車両の安定性を増加させる制御を行うことで、自動制動による衝突回避とステアリング操作による衝突回避とを効果的に両立さるものが、下記特許文献１により公知である。
【特許文献１】特開平１１−３４８７９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、車両がアンダーステア状態になり、ドライバーが車両を更に回頭させようとしてステアリングホイールを切り増しすると、ステアリングアクチュエータによってドライバーのステアリング操作がアシストされる。しかしながら、車両がアンダーステア状態にあるときに障害物との衝突を回避すべくドライバーが大きくかつ急激なステアリング操作を行うと、車両がアンダーステア状態にあるために過剰なアシストが行われて操舵角が過大になってしまい、障害物を回避した後の復帰操作が難しくなる可能性がある。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、衝突回避のためにステアリング操作を行った場合に、過剰なアシストによって操舵角が過大になるのを防止して復帰操作を容易にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、車両の走行時に障害物との衝突を回避すべくドライバーが行う衝突回避操作を支援する車両操作支援装置において、車両の規範ヨーレートを算出する規範ヨーレート算出手段と、ドライバーによる衝突回避操作を判定する衝突回避操作判定手段と、自車が衝突する可能性のある障害物を検知する障害物検知手段と、衝突回避操作判定手段がドライバーによる衝突回避操作を判定したときに、障害物検知手段で検知した障害物を回避するのに必要な回避運動量を算出する回避運動量算出手段と、規範ヨーレート算出手段で算出した規範ヨーレートを回避運動量算出手段で算出した回避運動量で修正する規範ヨーレート修正手段と、修正した規範ヨーレートと実ヨーレートとの偏差に基づいてステアリングアクチュエータに供給する目標アシスト電流を算出する目標アシスト電流算出手段と、車両のアンダーステア状態を判定するアンダーステア判定手段と、アンダーステア判定手段により車両のアンダーステア状態が判定され、かつ衝突回避操作判定手段によりドライバーによる衝突回避操作が判定されたときに、目標アシスト電流を減少させる反力電流を算出し、アンダーステア判定手段により車両のアンダーステア状態が判定され、かつ衝突回避操作判定手段によりドライバーによる衝突回避操作が判定されないときに、目標アシスト電流を減少させる反力電流を算出しない反力電流算出手段とを備えたことを特徴とする車両操作支援装置が提案される。
【０００６】
また請求項２に記載された発明によれば、車両の走行時に障害物との衝突を回避すべくドライバーが行う衝突回避操作を支援する車両操作支援装置において、ドライバーによる衝突回避操作を判定する衝突回避操作判定手段と、自車が衝突する可能性のある障害物を検知する障害物検知手段と、衝突回避操作判定手段がドライバーによる衝突回避操作を判定したときに、障害物検知手段で検知した障害物を回避するのに必要な回避運動量を算出する回避運動量算出手段と、回避運動量算出手段で算出した回避運動量に基づいてステアリングアクチュエータに供給する目標アシスト電流を算出する目標アシスト電流算出手段と、車両のアンダーステア状態を判定するアンダーステア判定手段と、アンダーステア判定手段により車両のアンダーステア状態が判定され、かつ衝突回避操作判定手段によりドライバーによる衝突回避操作が判定されたときに、目標アシスト電流を減少させる反力電流を算出し、アンダーステア判定手段により車両のアンダーステア状態が判定され、かつ衝突回避操作判定手段によりドライバーによる衝突回避操作が判定されないときに、目標アシスト電流を減少させる反力電流を算出しない反力電流算出手段とを備えたことを特徴とする車両操作支援装置が提案される。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の構成によれば、ドライバーが障害物との衝突回避操作を行うと自車が障害物を回避するのに必要な回避運動量が算出され、この回避運動量によって修正された規範ヨーレートと実ヨーレートとの偏差に基づいてステアリングアクチュエータに供給する目標アシスト電流が算出され、この目標アシスト電流がステアリングアクチュエータに供給されてドライバーの衝突回避操作がアシストされる。車両のアンダーステアが状態が判定され、かつドライバーによる衝突回避操作が判定されると、反力電流によって目標アシスト電流を減少させるので、過剰なアシストによって操舵角が過大になるのを防止し、障害物を回避した後の復帰操作を容易にすることができる。
【０００８】
請求項２の構成によれば、ドライバーが障害物との衝突回避操作を行うと自車が障害物を回避するのに必要な回避運動量が算出され、この回避運動量に基づいてステアリングアクチュエータに供給する目標アシスト電流が算出され、この目標アシスト電流がステアリングアクチュエータに供給されてドライバーの衝突回避操作がアシストされる。車両のアンダーステアが状態が判定され、かつドライバーによる衝突回避操作が判定されると、反力電流によって目標アシスト電流を減少させるので、過剰なアシストによって操舵角が過大になるのを防止し、障害物を回避した後の復帰操作を容易にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１０】
図１〜図６は本発明の第１実施例を示すもので、図１は操作支援装置を搭載した自動車の全体構成を示す図、図２は操舵装置の構成を示す図、図３は操作支援装置の制御系のブロック図、図４は目標横移動距離の説明図、図５オーバーステア、アンダーステア、カウンタステアおよびニュートラルステアの判定手法を説明する図、図６はヨーレート偏差から反力電流を検索するマップを示す図である。
【００１１】
図１および図２に示すように、本実施例の操作支援装置を搭載した四輪の車両は、エンジンＥの駆動力がトランスミッションＴを介して伝達される駆動輪たる左右の前輪ＷＦＬ，ＷＦＲと、車両の走行に伴って回転する従動輪たる左右の後輪ＷＲＬ，ＷＲＲとを備える。
【００１２】
ステアリングホイール１１の回転はステアリングシャフト１２、連結軸１３およびピニオン１４を介してラック１５に伝達され、更にラック１５の往復動が左右のタイロッド１６，１６を介して左右の前輪ＷＦＬ，ＷＦＲに伝達される。操舵装置に設けられたパワーステアリング装置１７は、ステアリングアクチュエータ１８の出力軸に設けた駆動ギヤ１９と、この駆動ギヤ１９に噛み合う従動ギヤ２０と、この従動ギヤ２０と一体のスクリューシャフト２１と、このスクリューシャフト２１に噛み合うとともに前記ラック１５に連結されたナット２２とを備える。従って、ステアリングアクチュエータ１８を駆動すれば、その駆動力を駆動ギヤ１９、従動ギヤ２０、スクリューシャフト２１、ナット２２、ラック１５および左右のタイロッド１６，１６を介して左右の前輪ＷＦＬ，ＷＦＲに伝達することができる。
【００１３】
電子制御ユニットＵには、車体前方に向けてミリ波等の電磁波を発信し、その反射波に基づいて障害物と自車との相対距離、障害物と自車との相対速度、障害物と自車とのオフセット距離および障害物の横幅を検知するレーダー装置Ｓａと、前輪ＷＦＬ，ＷＦＲおよび後輪ＷＲＬ，ＷＲＲの回転数を検出する車輪速センサＳｂ…と、ステアリングホイール１１の操舵角δを検出する操舵角センサＳｃと、車両の実ヨーレートγを検出するヨーレートセンサＳｅと、車両の横加速度Ｇを検出する横加速度センサＳｆとが接続される。
【００１４】
尚、ミリ波レーダーよりなる前記レーダー装置Ｓａに代えてレーザーレーダーを採用することができる。
【００１５】
電子制御ユニットＵは、レーダー装置Ｓａからの信号と、車輪速センサＳｂ…、操舵角センサＳｃ、ヨーレートセンサＳｅおよび横加速度センサＳｆからの信号とに基づいて、ステアリングアクチュエータ１８の作動を制御する。
【００１６】
図３に示すように、電子制御ユニットＵは、規範ヨーレート算出手段Ｍ１と、衝突回避操作判定手段Ｍ２と、障害物検知手段Ｍ３と、回避運動量算出手段Ｍ４と、規範ヨーレート修正手段Ｍ５と、目標アシスト操舵角算出手段Ｍ６と、目標アシスト電流算出手段Ｍ７と、アンダーステア判定手段Ｍ８と、反力電流算出手段Ｍ９と、目標電流算出手段Ｍ１０とを備える。
【００１７】
次に、ドライバーが障害物の回避操作を行わない通常時の作用を説明する。
【００１８】
規範ヨーレート算出手段Ｍ１は、操舵角センサＳｃで検出した操舵角δと車輪速センサＳｂ…の出力から算出した自車の車速Ｖとに基づいて規範ヨーレートγｔを算出する。目標アシスト操舵角算出手段Ｍ６は、ヨーレートセンサＳｅで検出した実ヨーレートγと規範ヨーレートγｔとの偏差（ヨーレート偏差Δγ）に基づいて目標アシスト操舵角を算出する。目標アシスト操舵角は車両のオーバーステア状態およびアンダーステア状態を解消すべく、ドライバーが実際にステアリングホイール１１を操作する操舵角δに対してパワーステアリング装置１７が付加する操舵角に対応する。目標アシスト電流算出手段Ｍ７は、目標アシスト操舵角算出手段Ｍ６で算出した目標アシスト操舵角をステアリングアクチュエータ１８に供給する目標アシスト電流に変換する。
【００１９】
目標電流算出手段Ｍ１０は、例えば操舵トルクセンサで検出した操舵トルクと車輪速センサＳｂ…の出力から算出した自車の車速Ｖとに基づいて、ステアリングアクチュエータ１８に供給する目標電流を算出する。そして目標電流算出手段Ｍ１０で算出した目標電流に、目標アシスト電流算出手段Ｍ７で変換された目標アシスト電流を加算した電流値に基づいてステアリングアクチュエータ１８が駆動される。これにより、車両がオーバーステア傾向にあるときにはステアリングホイール１１を切り戻し方向に軽くし、車両がアンダーステア傾向にあるときにはステアリングホイール１１の切り込み易さを抑制して、ドライバーのステアリング操作を補助することができる。
【００２０】
次に、ドライバーが障害物の回避操作を行う回避時の作用を説明する。
【００２１】
衝突回避操作判定手段Ｍ２は、操舵角センサＳｃで検出したステアリングホイール１１の操舵角δに基づいて、ドライバーが障害物Ｏを回避するための操作を行ったか否かを判定する。具体的には、操舵角δを時間微分した操舵角速度ｄδ／ｄｔが所定値（例えば０．８５ｒａｄ／ｓｅｃ）以上、または操舵角センサＳｃが出力する操舵角δが所定値（例えば０．３ｒａｄ）以上のときに、ドライバーが障害物を回避するための操作を行ったと判定する。
【００２２】
図４に示すように、レーダー装置Ｓａは、障害物Ｏと自車との相対速度および相対距離に加えて、障害物Ｏの横幅ｗと、自車の中心線に対する障害物Ｏの中心のずれ、つまりオフセット距離Ｄｏを検出する。
【００２３】
障害物検知手段Ｍ３は、レーダー装置Ｓａによる検知結果に基づいて自車の予想進路上にある障害物Ｏを判定する。回避運動量算出手段Ｍ４は、衝突回避操作判定手段Ｍ２がドライバーによる回避操作を判定したときに、障害物Ｏの横幅ｗと、既知である自車の横幅Ｗと、所定のマージンαとにより、自車が障害物Ｏを回避するのに必要な回避運動量（目標横移動距離）Ｄｔを、
Ｄｔ＝（ｗ／２）＋（Ｗ／２）＋α−Ｄｏ
により算出する。
【００２４】
自車と障害物Ｏとの衝突を回避するのが最も困難なのは、自車の中心線上に障害物Ｏの中心がある場合、つまり自車の真正面に障害物Ｏがある場合であり、このような場合でも自車が上記目標横移動距離Ｄｔだけ横方向に移動すれば、マージンαに相当する余裕を残して障害物Ｏの横をすり抜けることができる。
【００２５】
規範ヨーレート修正手段Ｍ５は、規範ヨーレート算出手段Ｍ１で算出した規範ヨーレートγｔを、回避運動量算出手段Ｍ４で算出した回避運動量Ｄｔによって修正する。その結果、操舵角δおよび車速Ｖから算出した規範ヨーレートγｔが、自車が障害物Ｏを回避するのが困難なときほど大きくなるように修正される。これにより、ドライバーが障害物Ｏとの衝突を回避するためのステアリング操作を行ったときに、そのステアリング操作をパワーステアリング装置１７でアシストして衝突回避を効果的に行うことができる。
【００２６】
アンダーステア判定手段Ｍ８は、規範ヨーレート算出手段Ｍ１で算出した規範ヨーレートγｔと、ヨーレート偏差Δγと、横加速度センサＳｆで検出した横加速度Ｇとに基づいて、車両がアンダーステア状態にあることを判定する。
【００２７】
図５は車両がレーンチェンジを行う場合の、ヨーレートγ（一点鎖線参照）、規範ヨーレートγｔ（実線参照）、ヨーレート偏差Δγ（破線参照）および横加速度Ｇ（二点鎖線参照）の変化を示すものである。車両がオーバーステアであるか、アンダーステアであるか、カウンタステアであるか、ニュートラルステアであるかは、規範ヨーレートγｔ、ヨーレート偏差Δγおよび横加速度Ｇの符号により判定される。
【００２８】
即ち、ヨーレート偏差Δγおよび規範ヨーレートγｔが逆符号の領域（ｂ）および領域（ｅ）で車両はオーバーステアであり、ヨーレート偏差Δγがほぼ０の領域（ｇ）で車両はニュートラルステアである。またヨーレート偏差Δγおよび規範ヨーレートγｔが同符号であり、かつ横加速度Ｇも同符号の領域（ａ）および領域（ｄ）で車両はアンダーステアであり、ヨーレート偏差Δγおよび規範ヨーレートγｔが同符号であり、かつ横加速度Ｇが逆符号の領域（ｃ）および領域（ｆ）で車両はカウンタステアである。
【００２９】
反力電流算出手段Ｍ９は、アンダーステア判定手段Ｍ８がアンダーステア状態を判定し、かつ衝突回避操作判定手段Ｍ２がドライバーの衝突回避操作を判定したとき、ヨーレート偏差Δγに基づいて反力電流を算出する。図６に示すように、反力電流はヨーレート偏差Δγが所定値（例えば０．５ｒａｄ／ｓｅｃ）を超えた瞬間から所定の比率で立ち上がり、所定の電流値（例えば４０Ａ）で一定に保持される。このようにして算出された反力電流は、目標アシスト電流算出手段Ｍ７で算出した目標アシスト電流から減算される。
【００３０】
そして目標電流算出手段Ｍ１０で算出した目標電流に、反力電流で補正された目標アシスト電流を加算した電流値に基づいてステアリングアクチュエータ１８が駆動されるが、このときステアリングアクチュエータ１８の駆動電流は反力電流の分だけ小さくなるため、ドライバーのステアリング操作に対抗する操舵反力が増加する。
【００３１】
車両がアンダーステア状態になると、ドライバーは自分の意図するヨーレートγを発生させようとしてステアリングホイール１１を切り増しする傾向があり、このときヨーレート偏差Δγの増加に伴って増加する目標アシスト電流によってドライバーのステアリング操作がアシストされる。特に、車両がアンダーステア状態にあるときに、障害物Ｏとの衝突を回避するためにドライバーが大きくかつ急激なステアリング操作を行った場合、増加した目標アシスト電流によってドライバーのステアリング操作がアシストされてしまうと、操舵角が過大になって衝突回避後の復帰操作が難しくなる可能性がある。
【００３２】
しかしながら、本実施例によれば、車両がアンダーステア状態にあるときにドライバーの衝突回避操作が判定されると、反力電流算出手段Ｍ９が算出した反力電流の分だけ目標アシスト電流が減少するため、ステアリングホイール１１の操舵反力が増加して通常時よりも切り増しが抑制され、過剰な操舵角が発生して復帰操作が困難になる事態を未然に避けることができる。
【００３３】
次に、図７に基づいて本発明の第２実施例を説明する。
【００３４】
上述した第１実施例では、図３に示すように、衝突回避操作判定手段Ｍ２がドライバーによる回避操作を判定すると、回避運動量算出手段Ｍ４が障害物検知手段Ｍ３で検知した障害物Ｏを回避するのに必要な回避運動量Ｄｔを算出し、規範ヨーレート修正手段Ｍ５が規範ヨーレート算出手段Ｍ１で算出した規範ヨーレートγｔを前記回避運動量Ｄｔによって修正する。そして目標アシスト操舵角算出手段Ｍ６が実ヨーレートγと規範ヨーレートγｔとの偏差に基づいて目標アシスト操舵角を算出し、目標アシスト電流算出手段Ｍ７が前記目標アシスト操舵角をステアリングアクチュエータ１８に供給する目標アシスト電流に変換する。
【００３５】
それに対して第２実施例は、図７に示すように、第１実施例の規範ヨーレート修正手段Ｍ５および目標アシスト操舵角算出手段Ｍ６を備えておらず、回避運動量算出手段Ｍ４が算出した回避運動量Ｄｔに基づいて、目標アシスト電流算出手段Ｍ７が直接目標アシスト電流を算出している。
【００３６】
また第１実施例では、アンダーステア判定手段Ｍ８および反力電流算出手段Ｍ９に入力されるヨーレート偏差Δγが、規範ヨーレート修正手段Ｍ５で修正した規範ヨーレートγｔと実ヨーレートγとの偏差であるのに対し、第２実施例では、規範ヨーレート修正手段Ｍ５も持たないために、修正していない規範ヨーレートγｔと実ヨーレートγとの偏差がアンダーステア判定手段Ｍ８および反力電流算出手段Ｍ９に入力される。
【００３７】
車両がアンダーステア状態にあるときにドライバーの衝突回避操作が判定されると、反力電流算出手段Ｍ９が算出した反力電流の分だけ目標アシスト電流を減少させるる点は、第１実施例と同様である。
【００３８】
しかして、この第２実施例によれば、上述した第１実施例と同様の作用効果を達成しながら、規範ヨーレート修正手段Ｍ５および目標アシスト操舵角算出手段Ｍ６を廃止して制御系の構造を簡素化することができる。
【００３９】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００４０】
例えば、実施例ではパワーステアリング装置１７が発生する前輪操舵角で障害物Ｏとの衝突回避を行っているが、左車輪の制動力と右車輪の制動力とに差を持たせることで発生するヨーモーメントで障害物Ｏとの衝突回避を行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】第１実施例に係る操作支援装置を搭載した自動車の全体構成を示す図
【図２】操舵装置の構成を示す図
【図３】操作支援装置の制御系のブロック図
【図４】目標横移動距離の説明図
【図５】オーバーステア、アンダーステア、カウンタステアおよびニュートラルステアの判定手法を説明する図
【図６】ヨーレート偏差から反力電流を検索するマップを示す図
【図７】第２実施例に係る操作支援装置の制御系のブロック図
【符号の説明】
【００４２】
Ｍ１        規範ヨーレート算出手段
Ｍ２        衝突回避操作判定手段
Ｍ３        障害物検知手段
Ｍ４        回避運動量算出手段
Ｍ５        規範ヨーレート修正手段
Ｍ７        目標アシスト電流算出手段
Ｍ８        アンダーステア判定手段
Ｍ９        反力電流算出手段
Ｏ          障害物
γ          実ヨーレート
γｔ        規範ヨーレート
１８        ステアリングアクチュエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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