(57)【要約】【課題】ヨーレート検出手段で検出されるヨーレートを目標ヨーレートに近づける旋回制御ならびにコーナーを安定して通過するための減速制御を可能とした車両の運動制御装置において、車両のコーナー走行時に車線からの逸脱量を正確に予測し、それに応じた適切な運動制御を可能とする。【解決手段】相互に間隔をあけて設定される複数のノード点で構成される道路データが道路データ記憶手段１３で記憶され、ノード点半径検出手段１４で各ノード点での半径Ｒが検出され、自車位置検出手段１５で検出された現在の自車位置から次のノード点までの距離Ｌが距離算出手段１６で算出され、車速検出手段９で検出される車速Ｖと、前記半径Ｒ、前記距離Ｌ、目標ヨーレートγＯとに基づいて次のノード点での逸脱量ｄが、｛ｄ＝Ｌ2 ／（２Ｒ）−Ｌ・γＯ・ｔ、但し、０＜ｔ≦（Ｌ／Ｖ）｝で逸脱量算出手段１７により算出される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヨーレート検出手段（１１）で検出されるヨーレートを目標ヨーレートγＯに近づける旋回制御ならびにコーナーを安定して通過するための減速制御を可能とした車両の運動制御装置において、相互に間隔をあけて設定される複数のノード点で構成される道路データを記憶する道路データ記憶手段（１３）と、少なくとも相互に隣接するノード点の位置情報に基づく演算または予め記憶した記憶データによって前記道路データ上の各ノード点での半径Ｒを検出するノード点半径検出手段（１４）と、前記道路データ上での自車位置を検出する自車位置検出手段（１５）と、現在の自車位置から次のノード点までの距離Ｌを算出する距離算出手段（１６）と、車速Ｖを検出する車速検出手段（９）と、前記半径Ｒ、前記距離Ｌ、前記車速Ｖおよび前記目標ヨーレートγＯに基づいて次のノード点での逸脱量ｄを求める逸脱量算出手段（１７）と、前記逸脱量ｄに基づいて減速の必要性を判断する減速必要性判断手段（１８）と、作動時に車両を減速させ得る減速アクチュエータ（５）と、前記減速必要性判断手段（１８）で減速が必要と判断されたときに前記減速アクチュエータ（５）を作動せしめることを可能として前記減速アクチュエータ（５）の作動を制御する減速制御手段（６）とを含み、前記逸脱量算出手段（１７）は、０＜ｔ≦（Ｌ／Ｖ）としたときに、次の演算式                                                                          ｄ＝Ｌ2 ／（２Ｒ）−Ｌ・γＯ・ｔ                        に従って逸脱量（ｄ）を算出することを特徴とする車両の運動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヨーレート検出手段で検出されるヨーレートを目標ヨーレートに近づける旋回制御ならびにコーナーを安定して通過するための減速制御を可能とした車両の運動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、実際に検出されたヨーレートが目標ヨーレートに近づくように旋回制御するようにした車両の運動制御装置がたとえば特許文献１等で知られており、またコーナーの進入前に、該コーナーを適切に通過するための適正速度まで自動的に減速するようにしたものが、たとえば特許文献２等で既に知られている。
【特許文献１】特許第３４６４７３２号公報
【特許文献２】特許第３３０５５１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、ヨーレートを目標ヨーレートに近づけるように制御するようにした従来の運動制御装置では、車両がコーナーを走行する際に、走行軌跡を推定、算出して車線からの逸脱を予測することができず、またコーナーの進入前に適正速度まで自動的に減速するようにした運動制御装置でも、コーナー走行時の車両の走行軌跡を推定、算出することができず、いずれの運動制御装置でも、コーナーでの車両の旋回運動時に、的確に対応した制御を行うことが困難である。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、コーナーでの車両の旋回運動時に車線からの逸脱量を正確に予測し、それに応じた適切な運動制御を可能とした車両の運動制御装置を提供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、本発明は、ヨーレート検出手段で検出されるヨーレートを目標ヨーレートγＯに近づける旋回制御ならびにコーナーを安定して通過するための減速制御を可能とした車両の運動制御装置において、相互に間隔をあけて設定される複数のノード点で構成される道路データを記憶する道路データ記憶手段と、少なくとも相互に隣接するノード点の位置情報に基づく演算または予め記憶した記憶データによって前記道路データ上の各ノード点での半径Ｒを検出するノード点半径検出手段と、前記道路データ上での自車位置を検出する自車位置検出手段と、現在の自車位置から次のノード点までの距離Ｌを算出する距離算出手段と、車速Ｖを検出する車速検出手段と、前記半径Ｒ、前記距離Ｌ、前記車速Ｖおよび前記目標ヨーレートγＯに基づいて次のノード点での逸脱量ｄを求める逸脱量算出手段と、前記逸脱量に基づいて減速の必要性を判断する減速必要性判断手段と、作動時に車両を減速させ得る減速アクチュエータと、前記減速必要性判断手段で減速が必要と判断されたときに前記減速アクチュエータを作動せしめることを可能として前記減速アクチュエータの作動を制御する減速制御手段とを含み、前記逸脱量算出手段は、０＜ｔ≦（Ｌ／Ｖ）としたときに、次の演算式                                                                  ｄ＝Ｌ2 ／（２Ｒ）−Ｌ・γＯ・ｔ                    に従って逸脱量ｄを算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、道路データを構成する各ノード点毎に次のノード点での逸脱量を簡単な演算式によって速やかにかつほぼ正確に予測し、その予測結果に基づいて減速の必要性の有無を判断し、減速が必要であるときには減速アクチュエータを作動せしめるようにしており、コーナー走行中の車両が車線から逸脱することがないように車両を必要に応じてより早期に減速し、車両がコーナーを安定的に通過し得るようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
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一実施例に基づいて説明する。
【０００８】
図１〜図３は本発明の一実施例を示すものであり、図１は車両の運動制御装置の構成を示すブロック図、図２は道路データの一例を示す図、図３は逸脱量算出手法を説明するための図である。
【０００９】
先ず図１において、車両が自車の前方にあるコーナーを安定して通過するにあたって減速が必要であるときには、車両運転者のブレーキ操作の有無にかかわらず減速アクチュエータであるブレーキアクチュエータ５の作動が減速制御手段としての減速制御ＥＣＵ６により制御され、また車両のヨーレートが目標ヨーレートに近づくように旋回外輪もしくは旋回内輪側の車輪ブレーキをブレーキ作動せしめるべく前記ブレーキアクチュエータ５の作動が旋回制御ＥＣＵ７により制御され、前記減速制御ＥＣＵ６には自動減速が必要であるか否かの判断結果がナビゲーションシステムＥＣＵ８から入力され、旋回制御ＥＣＵ７で得られた目標ヨーレートγＯが旋回制御ＥＣＵ７からナビゲーションシステムＥＣＵ８に入力される。
【００１０】
旋回制御ＥＣＵ７には、車速検出手段９で検出される自車の車速Ｖ、舵角検出手段１０で検出される車両運転者による操舵角θ、ならびにヨーレート検出手段１１で検出されるヨーレートγが入力されるものであり、旋回制御ＥＣＵ７は、車速Ｖおよび操舵角θに基づいて定まる目標ヨーレートγＯと、前記ヨーレート検出手段１０で検出されるヨーレートγとを比較し、ヨーレートγが目標ヨーレートγＯに近づくようにブレーキアクチュエータ５の作動を制御する。
【００１１】
ナビゲーションシステムＥＣＵ８には、車速検出手段８で検出される自車の車速Ｖが入力されるとともに、ＧＰＳアンテナ１０からの信号も入力される。
【００１２】
ナビゲーションシステムＥＣＵ８は、道路データを予め記憶するＣＤ−ＲＯＭ等の道路データ記憶手段１３と、前記道路データ上に設定される複数のノード点での半径を検出するノード点半径検出手段１４と、道路データ記憶手段１３から読み出した道路データにＧＰＳアンテナ１２で受信した自車位置データを重ね合わせて前記道路データ上での自車位置を検出する自車位置検出手段１５と、該自車位置検出手段１５で検出される前記道路データ上での自車位置および次のノード点までの距離を算出する距離算出手段１６と、次のノード点での車両の逸脱量を算出する逸脱量算出手段１７と、逸脱量算出手段１７での算出逸脱量に基づいて次のノード点までの減速の必要性判断を行なう減速必要性判断手段１８とを備える。
【００１３】
道路データ記憶手段１３では、図２で示すように、相互に間隔Ｌ０，Ｌ１…Ｌｎをあけた複数のノード点Ｎ１，Ｎ２…Ｎｎ…から成る道路データが記憶されており、ノード点半径検出手段１４では、少なくとも相互に隣接するノード点Ｎ１，Ｎ２…Ｎｎの位置情報に基づく演算によって道路データ上の各ノード点Ｎ１，Ｎ２…Ｎｎでの半径が検出される。すなわち各ノード点Ｎ１，Ｎ２…Ｎｎのリンク交差角をθ１，θ２…θｎ（ラジアン）、ノード点Ｎｎの両側の間隔をＬ（ｎ−１）、Ｌｎとしたときに、ノード点Ｎｎにおける半径Ｒｎが第（１）式に基づいて算出される。                                              
【００１４】
Ｒｎ＝〔｛Ｌ（ｎ−１）／θｎ｝＋｛Ｌｎ／θｎ｝〕／２                                ＝｛Ｌ（ｎ−１）＋Ｌｎ｝／２θｎ……（１）
距離算出手段１６は、自車位置検出手段１５で検出された自車位置から次のノード点までの距離Ｌを、隣接するノード点間を走行する間での演算サイクルＣ１，Ｃ２…Ｃｎ毎に、車速検出手段９で得られる車速Ｖ、演算周期および道路データ記憶手段１３の道路データに基づいて算出する。
【００１５】
逸脱量算出手段１７は、図３で示すように、ノード点Ｎｎおよび次のノード点Ｎ（ｎ＋１）が、それらのノード点Ｎｎ，Ｎ（ｎ＋１）での半径Ｒがほぼ等しくなるほど接近している状態、すなわちノード点が緻密に設定されている状態で、次のノード点Ｎ（ｎ＋１）での逸脱量ｄを、次の第（２）式に基づいて算出する。                                    
【００１６】
ｄ＝Ｌ2 ／（２Ｒ）−Ｌ・γＯ・ｔ  ……（２）                                    但し、０＜ｔ≦（Ｌ／Ｖ）
ここで摩擦係数がμである路面を車速Ｖで走行中に、（Ｖ2 ／Ｒ）＞μ・ｇ（ｇ；重力加速度）となってノード点Ｎｎで車両がグリップ力を失ったと仮定したときに、ノード点Ｎ（ｎ＋１）での最大逸脱量をＤと仮定し、ノード点Ｎｎで減速および旋回制御を用いてレーンからの逸脱防止を図った場合のノード点Ｎ（ｎ＋１）での復元量をｒとすると、ノード点Ｎ（ｎ＋１）での逸脱量ｄはｄ＝Ｄ−ｒとなる。
【００１７】
ところで上述のようにノード点Ｎｎ，Ｎ（ｎ＋１）の半径Ｒがほぼ等しいと仮定しているので、ノード点Ｎｎ，Ｎ（ｎ＋１）と、それらのノード点Ｎｎ，Ｎ（ｎ＋１）の曲率中心とを結ぶ三角形は略二等辺三角形であり、頂角をαとし、底角をβとし、グリップ力を失った車両がノード点Ｎｎでは半径Ｒの円の接線方向に進行するものとするとともにその進行方向と前記略二等辺三角形の底辺とがなす角度をδとしたときに、（α＋２β≒１８０°）であり、（β＋δ＝９０°）であることから（β＝９０−δ）である。したがって｛α＋２（９０−δ）≒１８０°｝であり、｛α＋１８０−２δ≒１８０°｝であるので、α≒２δである。これにより（２Ｄ／Ｌ）≒Ｌ／Ｒであり、                                                  Ｄ＝Ｌ2 ／（２Ｒ）……（３）                          とすることが可能である。またノード点Ｎ（ｎ＋１）での復元量ｒは目標ヨーレートγＯに基づくものであるので、０＜ｔ≦（Ｌ／Ｖ）としたときに、                                                  Ｒ＝Ｌ・γＯ・ｔ……（４）                            が成立し、上記第（３）式および第（４）式に基づいて上記第（２）式を得ることが可能となる。
【００１８】
減速必要性判断手段１８は、前記逸脱量算出手段１７で算出された逸脱量ｄに基づいて次のノード点Ｎ（ｎ＋１）までの減速の必要性を判断するものであり、たとえば前記逸脱量ｄが１ｍを超えたときには車両が車線を逸脱する可能性が大きいとして減速が必要であると判断する。
【００１９】
再び図１において、減速制御ＥＣＵ６には、減速が必要であると減速必要性判断手段１８が判断するのに応じた信号がナビゲーションシステムＥＣＵ８から入力されるものであり、該減速制御ＥＣＵ６は、必要減速度となるようにブレーキアクチュエータ５を作動せしめる。而して減速制御ＥＣＵ６は、非ブレーキ操作時にはブレーキアクチュエータ５による自動ブレーキで車両を減速させるものであり、ブレーキ操作時には、ブレーキ出力ゲインを変更しつつ必要な減速度が得られるようにブレーキアクチュエータ５を作動せしめることによる減速支援を実行することになる。
【００２０】
次にこの実施例の作用について説明すると、相互に間隔をあけて設定される複数のノード点Ｎ１，Ｎ２…Ｎｎ…で構成される道路データが道路データ記憶手段１３で記憶されており、ノード点半径検出手段１４では各ノード点Ｎ１，Ｎ２…Ｎｎ…での半径Ｒが検出され、自車位置検出手段１５で検出された現在の自車位置から次のノード点までの距離Ｌが距離算出手段１６で算出され、車速検出手段９で検出される車速Ｖと、前記半径Ｒ、前記距離Ｌ、目標ヨーレートγＯとに基づいて次のノード点での逸脱量ｄが、｛ｄ＝Ｌ2 ／（２Ｒ）−Ｌ・γＯ・ｔ、但し、０＜ｔ≦（Ｌ／Ｖ）｝で逸脱量算出手段１７により算出されるので、道路データを構成する各ノード点毎に次のノード点での逸脱量を簡単な演算式によって速やかにかつほぼ正確に予測することができる。
【００２１】
しかも逸脱量算出手段１７で算出された前記逸脱量ｄに基づいて減速の必要性が減速必要性判断手段１８で判断され、この減速必要性判断手段１８で減速が必要と判断されたときにブレーキアクチュエータ５を作動せしめるようにしてブレーキアクチュエータ５の作動が減速制御ＥＣＵ６で制御されるので、コーナー走行中の車両が車線から逸脱することがないように車両を必要に応じてより早期に減速し、車両がコーナーを安定的に通過し得るようにすることができる。
【００２２】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【００２３】
たとえば上記実施例では、減速制御ＥＣＵ６による減速制御の対象となる減速アクチュエータとしてブレーキアクチュエータ５を用いたが、スロットル開度を変化させるアクチュエータや、変速機のシフト位置を変化させるアクチュエータを減速アクチュエータとして用いるものにも本発明を適用することができ、それらのアクチュエータを並列して用いるようにしてもよい。
【００２４】
また上記実施例では、ノード点半径検出手段１４が、少なくとも相互に隣接するノード点Ｎ１，Ｎ２…Ｎｎの位置情報に基づく演算により各ノード点Ｎ１，Ｎ２…Ｎｎでの半径を検出するようにしたが、予め記憶した記憶データによって道路データ上の各ノード点Ｎ１，Ｎ２…Ｎｎでの半径をノード点半径検出手段１４で検出するようにしてもよい。
【００２５】
さらに上記実施例では、距離算出手段１６、逸脱量算出手段１７および減速必要性判断手段１８がナビゲーションシステムＥＣＵ８に含まれるものとして説明したが、減速制御制御ＥＣＵ６に、距離算出手段１６、逸脱量算出手段１７および減速必要性判断手段１８が含まれていてもよく、ブレーキ制御ＥＣＵ６、旋回制御ＥＣＵ７およびナビゲーションシステムＥＣＵ８を単一のＥＣＵに統合するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】車両の運動制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】道路データの一例を示す図である。
【図３】逸脱量算出手法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２７】
５・・・減速アクチュエータとしてのブレーキアクチュエータ
６・・・減速制御手段としてのブレーキ制御ＥＣＵ
８・・・車速検出手段
１１・・・ヨーレート検出手段
１３・・・道路データ記憶手段
１４・・・ノード点半径検出手段
１５・・・自車位置検出手段
１６・・・距離算出手段
１７・・・逸脱量算出手段
１８・・・減速必要性判断手段
【図１】
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【図２】
2005284441.tif 000004
【図３】
2005284441.tif 000005