JP2000171560A - 車両の巻き込み防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 旋回開始から定常旋回に至るまでの過渡時に
おいても旋回軌跡を正確に予測して危険領域を設定でき
る車両の巻き込み防止装置を提供する。 【解決手段】 車両の巻き込み防止装置は、操舵角検出
手段によって検出された実舵角と車速検出手段によって
検出された速度に基づいて車両の将来旋回軌跡を演算す
る将来旋回軌跡演算部と、将来旋回軌跡演算部によって
算出された将来旋回軌跡に基づいて車両が所定時間後に
通過する危険領域を設定する危険領域設定部と、車両周
辺を認識するためのスキャン式レーダ手段と、スキャン
式レーダ手段によって捕捉した障害物を認識する障害物
認識部と、障害物認識部によって認識された障害物が該
危険領域に存在するか否かを判別する判定部とを有する
制御手段を具備している。将来旋回軌跡演算部は、実舵
角から実舵角速度を求め、実舵角と実舵角速度および車
速に基づいて車両の将来旋回軌跡を演算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トラック等の車両
が走行中に折曲する際に人体等の障害物を巻き込む事故
を防止するための車両の巻き込み防止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両が走行中に折曲する際に前輪の旋回
軌跡と後輪の旋回軌跡とは異なり、後輪の旋回軌跡は前
輪の旋回軌跡より内側にくる。この前輪の旋回軌跡と後
輪の旋回軌跡との差は、トラック等ホイールベースの長
い車両ほど大きく、折曲する際に人等の障害物と接触し
たり巻き込む事故が発生し易い。特に、運転室の右側に
運転席が配置された車両は左側後輪部の見え難いため、
運転者は特に左折時には左側後輪部を確認しつつ慎重に
運転する必要がある。このような問題を解決するため
に、車両の折曲時に車両に接近する障害物を検出し、危
険度が高い状態になったとき警報して運転者の注意を喚
起するようにした提案が特開平５ー２６６４００号公
報、特開平７ー２９１０６４公報等に開示されている。

【０００３】上記特開平５ー２６６４００号公報には、
操舵角を検出し、この検出した操舵角から車両が走行す
る範囲内を想定算出し、この範囲内に障害物を検出した
とき警報する車両の障害物検出方式が開示されている。
また、上記特開平７ー２９１０６４公報には、操舵角と
車両速度とを検出し、この検出した操舵角と車両速度に
基づいて危険ゾーンを算出し、この危険ゾーンに障害物
を検出したとき警報する車両の警報装置が開示されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】而して、上記各公報に
開示された技術は、車両の折曲時に車両が定常旋回して
いることを前提として旋回軌跡を算定している。しかし
ながら、車両を旋回させようとする場合、運転者がステ
アリングハンドルをある回転加速度で回しながら旋回し
ているため、旋回開始から定常旋回に至るまでの過渡時
における旋回軌跡は定常旋回時の旋回軌跡と異なる。従
って、車両が定常旋回していることを前提として旋回軌
跡を算定している上記各公報に開示された技術では、旋
回開始から定常旋回に至るまでの過渡時における旋回軌
跡を算定することができない。このため、危険ゾーンの
設定を正確に行うことが困難であり、従って、安全の観
点から危険ゾーンを広めに設定することになる。危険ゾ
ーンを広めに設定すると、危険度が低いときでも警報が
発せられるため煩わしく、運転者は危険度が高いときで
も注意を怠りがちになる。

【０００５】本発明は上記事実に鑑みてなされたもの
で、その主たる技術的課題は、旋回開始から定常旋回に
至るまでの過渡時においても旋回軌跡を正確に予測して
危険領域を設定することができる車両の巻き込み防止装
置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記主
たる技術的課題を解決するために、操舵装置の操舵角を
検出する操舵角検出手段と、車両の走行速度を検出する
車速検出手段と、該操舵角検出手段によって検出された
実舵角と該車速検出手段によって検出された速度に基づ
いて車両の将来旋回軌跡を演算する将来旋回軌跡演算部
と、該将来旋回軌跡演算部によって算出された将来旋回
軌跡に基づいて車両が所定時間後に通過する危険領域を
設定する危険領域設定部と、車両周辺を認識するための
スキャン式レーダ手段と、該スキャン式レーダ手段によ
って捕捉した障害物を認識する障害物認識部と、該障害
物認識部によって認識された障害物が該危険領域に存在
するか否かを判別する判定部と、を有する制御手段と、
該判定部によって障害物が該危険領域に存在するとき警
報する警報手段と、を具備し、該制御手段の該将来旋回
軌跡演算部は、該実舵角から実舵角速度を求め、該実舵
角と該実舵角速度および該車速に基づいて車両の将来旋
回軌跡を演算する、ことを特徴とする車両の巻き込み防
止装置が提供される。

【０００７】上記将来旋回軌跡演算部は、実舵角速度か
ら所定時間刻みの舵角を積分して算出し、該算出された
舵角に基づいて旋回半径を求め、該旋回半径から車両の
将来旋回軌跡を演算する。上記危険領域設定部は、上記
将来旋回軌跡および上記車速検出手段によって検出され
た車速に基づいて車両が所定時間後に通過する危険領域
を設定する。上記車両障害物認識部は、複数回の計測か
ら該障害物の移動速度ベクトルを演算する。また、車両
を停止する車両停止手段を具備し、上記危険領域設定部
は危険度が高い第１の危険領域と危険度が次に高い第２
の危険領域を設定し、上記判定部によって該障害物が該
第２の危険領域に存在すると判定したとき該警報手段を
作動し、上記判定部によって該障害物が該第１の危険領
域に存在する判定したときには該車両停止手段を作動す
ることが望ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に従って構成された
車両の巻き込み防止装置の好適実施形態を図示している
添付図面を参照して、更に詳細に説明する。

【０００９】図１には本発明に従って構成された車両の
巻き込み防止装置のブロック図が示されており、図２に
は図１に示す巻き込み防止装置を装備した車両が示され
ている。図２に示す車両２は、前輪２ａが１軸で後輪２
ｂが２軸の一般的な商業車である。車両２は図示の実施
形態においては、運転室２ｃの左側後部に車両周辺を認
識するためのスキャニング・レーザ・レーダ３が配設さ
れている。このスキャニング・レーザ・レーダ３は、広
範囲の探査範囲を有するものが用いられる。なお、スキ
ャニング・レーザ・レーダ３は、高さ方向の検知能力は
なく、地上より特定高さにある物体を検知することが可
能である。また、車両２には、ステアリングハンドル操
舵角を検出する操舵角センサ４と、車両の走行速度を検
出する車速センサ５と、車両が旋回しているときの回転
速度を検出するヨーレートセンサ６が配設されている。

【００１０】図示の実施形態における車両２は、制御手
段７を具備している。制御手段７は上記スキャニング・
レーザ・レーダ３によって走査された画像から物体を認
識する障害物認識部７１と、上記操舵角センサ４、車速
センサ５およびヨーレートセンサ６等からの検出信号に
基づいて車両の将来旋回軌跡を演算する将来旋回軌跡演
算部７２と、上記障害物認識部７１と将来旋回軌跡演算
部７２からのデータに基づいて車両が所定時間後に通過
する危険領域を設定する危険領域設定部７３と、上記障
害物認識部７１によって認識された障害物が該危険領域
に存在するか否かを判別する判定部７４とを具備してい
る。また、図示の実施形態における車両２は、制御手段
７によって作動制御される警報手段８および車両停止手
段９を備えている。なお、警報手段８は、図示の実施形
態においては音声による聴覚的警報手段８１と、視覚的
警報手段８２とを備えている。また、車両停止手段９
は、車両の制動装置を強制的に作動せしめるための手段
である。

【００１１】上記スキャニング・レーザ・レーダ３によ
り出力される結果は、物体のある一部分（点）より反射
したレーザの方向と、その距離の情報が得られる。例え
ば、図３に示すように車両２が交差点を左折しようとし
ている場合、車両の左側方にオートバイ１０ａ、信号機
１０ｂ、歩行者１０ｃが図示のような状況にあるとする
と、スキャニング・レーザレーダ３は図４に示すような
測定ポイントの検出情報を得ることができる。このよう
にスキャニング・レーザ・レーダ３によって検出された
情報を制御手段７の障害物認識部７１が物体認識する。
障害物認識部７１は、図５に示すようにスキャニング・
レーザ・レーダ３によって検出されたポイントで互いに
近いものをグルーピングし、予め車両等の大きさを把握
しておき、それと比較して車両か障害物かを判定する。
また、障害物認識部７１は、上記のようにグルーピング
したポイント群にラベルを付け、スキャニング・レーザ
・レーダ３からの次のサンプリング情報で新たにグルー
ピングしたものとを比較しながら、ラベリングされた物
体の移動量を算出する。このサンプリング周期を短くす
ることにより、物体の絶対的な移動の速度ベクトルを算
出することができる。

【００１２】次に、上記将来旋回軌跡演算部７２による
車両３の将来旋回軌跡を予測する方法について図６を参
照して説明する。車両２のホイールベースをＬとする
と、車両２の定常回転中における後輪の旋回半径は、幾
何学的に次の（１）式で求めることができる。 但し、ρは旋回半径、δは実舵角、Ｖは車速、Ａはスタ
ビリティファクタ、ｃは補正項である。なお、後車軸が
１軸の小型乗用車や図６に示すように車両の前輪および
後輪の旋回中心が１点になる、所謂アッカーマンステア
リングジオメトリが成立している一般的な商業車の場合
は、補正項ｃは必要なく、この場合補正項ｃは１とな
る。一方、商業車の場合は車輪軸も多くなり、アッカー
マンステアリングジオメトリが成立している車両は少な
い。低速領域ではホイールベース或いは実舵角に補正項
ｃを掛けることで、略上記（１）式を満足することが実
験的に確かめられている。従って、車両個々にホイール
ベースに対する補正項ｃを求める必要がある。これに
は、実車による旋回軌跡を計測し、上記（１）式と比較
して補正項ｃを求めてもよいし、高精度の車両運動方程
式によるシミュレーション結果と比較して補正項ｃを求
めてもよい。以上のようにして、車両旋回時の後輪の旋
回半径ρを求めることにより、車両２の将来旋回軌跡を
予測することができる。

【００１３】ここで、図７に示すトラクタ２０およびト
ラクタ２０によって牽引されるトレーラ２２の将来旋回
軌跡を予測する方法について説明する。トラクタ２０の
前輪２０ａ軸から後輪２０ｂ軸までの長さであるトラク
タ２０のホ イールベースをＬ１とすると、トラクタ２
０の定常回転中における後輪の旋回半径ρ₁ は、幾何学
的に次の（２）式で求めることができる。 但し、δは実舵角、Ｖは車速、Ａはスタビリティファク
タ、ｃは補正項である。また、トラクタ２０とトレーラ
２２を連結するキングピン２１からトレーラ２２の後輪
２２ｂ軸までの長さであるトレーラ２２のホイールベー
スをＬ２とし、トラクタ２０の後輪２０ｂ軸から上記キ
ングピン２１までの長さであるキングピンオフセットを
ａとすると、トレーラ２２の定常回転中における後輪の
旋回半径ρ₂ は、幾何学的に次の（３）式で求めること
ができる。

【００１４】一方、旋回開始から定常旋回に至るまでの
過渡時における旋回軌跡は定常旋回時の旋回軌跡と異な
る。即ち、車両３を旋回させようとする場合、運転者は
ステアリングハンドルをある回転角速度で回しながら旋
回するため、上記（１）、（２）、（３）式を用いて直
接的に将来旋回軌跡を求めることはできない。従って、
定常旋回に至るまでの過渡時における旋回軌跡を予測す
ることが望ましい。以下、定常旋回に至るまでの過渡時
における旋回軌跡を予測について説明する。時刻ｔにお
いて実舵角δ（なお、実舵角δは操舵角センサ４によっ
て検出されるステアリングハンドル操舵角に対応してい
る）、車速Ｖであるとすると、次の時間刻みΔt の間は
定常的な旋回をしていると仮定し、実舵角δと車速Ｖに
より上記（１）式により旋回半径ρを求め、この旋回半
径ρと上記ヨーレートセンサ６によって検出されたヨー
レートｒによってｒ・Δt の角度だけ軌跡を求めること
ができる。なお、ヨーレートは車両旋回時の回転速度で
あり、車速Ｖと旋回半径ρから求めてもよい（ｒ＝Ｖ・
ρ）。更に、次の時間刻みΔt では、時刻ｔでの実舵角
δの微分値をｄδとすれば、実舵角δはδ＋ｄδ・Δt
となり、これを用いて新たに旋回半径ρを求めることが
できる。これを繰り返すことによって定常旋回に至るま
での過渡時における旋回半径ρを、図８に示すようにρ
１，ρ２，ρ３，ρ４のように求めることができる。

【００１５】次に、上記危険領域設定部７３による車両
が所定時間後に通過する危険領域の設定について説明す
る。本発明における危険領域とは、旋回する車両が特定
時間後に通過する範囲である。従って、この危険領域
は、基本的には上述した車両の将来旋回軌跡予測にて算
出された車両の後輪の将来旋回軌跡と車両の旋回速度に
基づいて算出される。先ず、特定時間後に車両の後輪の
到達する位置が上述した車両の将来旋回軌跡予測により
算出され、そのときの後輪の位置から幾何学的にそのと
きの車両全体が占める範囲も算出することができる。即
ち、図９に示すように特定時間Ｔ0 秒後に車両が通過す
る範囲が危険度が高い第１の危険領域Ｅ１であり、Ｔ0
＋Ｔ1 秒後に通過する範囲が危険度が次に高い第２の危
険領域Ｅ２であり、更に、Ｔ0 ＋Ｔ1 ＋Ｔ2 秒後に通過
する範囲が危険度が低い第３の危険領域Ｅ３となる。し
かしながら、車両近傍にある物体が突然車両に近づく可
能性もあり、このことを考慮して車両より一律Ｄ0 以内
は危険度が高い第１の危険領域Ｅ1 とし、Ｄ0 ＋Ｄ1 の
範囲は次に高い第２の危険領域Ｅ2 とする。

【００１６】次に、上記判定部７４による危険度の判定
について説明する。上記障害物認識部７１によって認識
された障害物が特定時間Ｔ0 秒後に上記第１の危険領域
Ｅ1 に存在するする場合は、衝突する可能性があるので
危険度大と判定する。また、障害物認識部７１によって
認識された障害物が特定時間Ｔ0 ＋Ｔ1 秒後に上記第２
の危険領域Ｅ２に存在するする場合は危険度中と判定
し、障害物認識部７１によって認識された障害物が特定
時間Ｔ0 ＋Ｔ1 ＋Ｔ2 秒後に上記第３の危険領域Ｅ３に
存在する場合は危険度小と判定する。なお、この判定に
おいて、障害物認識部７１によって認識された障害物が
移動していることも考慮して、上述した物体認識で算出
された移動速度ベクトルにより、特定時間後の位置を算
出して、危険領域との干渉を判定する。

【００１７】次に、制御手段７の動作を図１０および図
１１に示すフローチャートをも参照して説明する。制御
手段７は、上記操舵角センサ４によって検出された実舵
角δ（なお、実舵角δは操舵角センサ４によって検出さ
れるステアリングハンドル操舵角に対応している）を入
力しこれをメモリに格納する（ステップＳ１）するとと
もに、この実舵角δの微分値である実舵角速度ｄδをメ
モリに格納する（ステップＳ２）。また、制御手段７
は、上記車速センサ５によって検出された車速ｖおよび
上記ヨーレートセンサ６によって検出されたヨーレート
ｒをメモリに格納する（ステップＳ３およびステップＳ
４）。このようにして、車両の運転状態を検出したなら
ば制御手段７は、ステップＳ５に進んで車速Ｖが所定車
速Ｖ0 より小さいか否か、即ち車両が折曲するために低
速になっているか否かをチェックする。車速ｖが所定車
速Ｖ０以上であれば折曲しないものと判断して上記ステ
ップＳ１に戻る。車速Ｖが所定車速Ｖ0 より低速の場合
は、制御手段７はステップＳ６に進んで実舵角速度ｄδ
または実舵角δが所定の実舵角速度ｄδ0 または所定の
実舵角ｄ0より大きいか否か、即ち車両が折曲している
状態か否かをチェックする。実舵角速度ｄδまたは実舵
角δが所定の実舵角速度ｄδ0 または所定の実舵角ｄ0
以下の場合は車両が折曲状態でないと判断して上記ステ
ップＳ１に戻る。実舵角速度ｄδまたは実舵角δが所定
の実舵角速度ｄδ0 または所定の実舵角ｄ0 より大きい
場合は、制御手段７は車両が旋回状態であると判断して
ステップＳ７に進んで車両の将来旋回軌跡を算出する。
この将来旋回軌跡は、将来旋回軌跡演算部７２によって
上述したように算出する。

【００１８】ここで、旋回開始から定常旋回に至るまで
の過渡時における旋回軌跡について図１２に示す一般的
な商業車の説明図および図１３、図１４に示すフローチ
ャートを参照して説明する。定常旋回に至るまでの過渡
時における車両の後輪の将来旋回軌跡を算出する座標系
について、図１２を用いて説明する。後輪の位置に原点
がある座標系（Ｘ，Ｙ）を仮定する。図１２において
（Ｘn ，Ｙn ）は、ｎ番目の後輪の将来位置を示してい
る。ｎ番目の後輪の旋回半径ρn は、次の（４）式で求
めることができる。 但し、ρn は旋回半径、Ｌはホイールベース、Ｖは車
速、Ａはスタビリティファクタ，δn は実舵角δと実舵
角速度ｄδより計算されるｎ番目の舵角である。図１１
において、θn はＸ−Ｙ座標系に対する車両のｎ番目の
傾き（旋回角度）を示している。これらの記号を用い定
常旋回に至るまでの過渡時における旋回軌跡について図
１３および図１４に示すフローチャートを参照して説明
する。

【００１９】制御手段７の将来旋回軌跡演算部７２は、
先ずステップＰ１において、それぞれのパラメータの初
期値を設定する。なお、（ＣＸn , ＣＹn ）は、ｎ番目
の旋回中心であり、初期の状態では（０，ρn ）という
ことになる。ステップＰ１において初期設定したならば
将来旋回軌跡演算部７２は、ステップＰ２においてｎを
インクリメントし、ステップＰ３に進んで旋回する車両
のｎ番目の旋回角度θn を求める（θn ＝θn-1 ＋ｒ・
Δt ）。次に、将来旋回軌跡演算部７２はステップＰ４
に進んで、ステップＰ３で求めたｎ番目の旋回角度θn
がπ／２以下か否か、即ち車両の旋回角度θn が９０°
以下か否かをチェックする。車両の旋回角度θn が９０
°より大きい場合は車両が交差点を曲がりきったと判断
して、上記図１０および図１１に示すフローチャートの
ステップＳ８に移行する。車両の旋回角度θn が９０°
以下の場合は車両が交差点を曲がりきっていないと判断
して、将来旋回軌跡演算部７２はステップＰ５に進ん
で、実舵角速度ｄδからｎ番目の舵角δn を積分して算
出する（δn ＝δn-1 ＋ｄδ・Δt）。なお、このとき
のΔt は最小時間刻みとする。

【００２０】上記のようにしてｎ番目の舵角δn を算出
したならば、将来旋回軌跡演算部７２はステップＰ６に
進んで、（δn ×δn-1 ）が零（０）以下か否か、即ち
舵角がｎ−１番目の舵角と符号が反転したか否かをチェ
ックする。舵角がｎ−１番目の舵角と符号が反転した場
合には、将来旋回軌跡演算部７２はそれ以上旋回してい
ないと判断して、将来旋回軌跡演算部７２はステップＰ
７に進んでステップＰ７乃至ステップＰ１０を実行す
る。即ち、ｎがＮmax になるまで、車両が直線的に進む
ものとして、後輪の将来旋回軌跡のＸ−Ｙ座標位置（Ｘ
n ＝Ｘn-1 ＋（Ｘn-1 −Ｘn-2 ）, Ｙn ＝Ｙn-1 ＋（Ｙ
n-1 −Ｙn-2 ））を計算し、ｎがＮmax に達したならば
上記図１０および図１１に示すフローチャートのステッ
プＳ８に移行する。

【００２１】上記ステップＰ６において、舵角がｎ−１
番目の舵角と符号が反転していない場合は、将来旋回軌
跡演算部７２は旋回中であると判断して、ステップＰ１
１に進んでｎ番目の舵角δn からｎ番目の後輪の旋回半
径ρn を上記（２）式から算出する。そして、将来旋回
軌跡演算部７２はステップＰ１２に進んでステップＰ１
２およびステップＰ１３を実行する。即ち、ｎ−１番目
の旋回半径ρn-1 およに旋回中心ＣＸn-1 と、ｎ番目の
車両の旋回角度θn から、ｎ番目の車両後輪の将来旋回
軌跡のＸ−Ｙ座標位置（Ｘn ＝ρn-1 ・sin(θn)＋ＣＸ
n-1 , Ｙn ＝ρn-1 ・cos(θn)＋ＣＹn-1 ）を算出す
る。この算出結果を車両後輪の将来旋回軌跡のデータと
してメモリに格納しておく。次に、将来旋回軌跡演算部
７２はステップＰ１４に進んでステップＰ１４乃至ステ
ップＰ１６を実行する。即ち、ｎ番目の旋回中心のＸ−
Ｙ座標位置を、ｎ番目の後輪の将来旋回軌跡位置とｎ−
１番目の旋回中心から算出する（ＣＸn ＝( １−α）・
Ｘn ＋α・ＣＸn-1 , ＣＹn＝( １−α）・Ｙn ＋α・
ＣＹn-1 ）。このようにしてｎ番目の旋回中心を算出し
たならば、将来旋回軌跡演算部７２は上記ステップＰ２
に戻ってステップＰ２乃至ステップＰ１６を繰り返し実
行する。

【００２２】以上のようにして上記ステップＳ７の将来
旋回軌跡算出のサブルーチンであるステップＰ１乃至ス
テップＰ１６を実行したならば、制御手段７はステップ
Ｓ８に進んで危険領域を設定する。この危険領域の設定
は、上述したように危険領域設定部７３によって上記第
１の危険領域Ｅ１、第２の危険領域Ｅ２、第３の危険領
域Ｅ３に設定される。

【００２３】次に、制御手段７はステップＳ９に進んで
上述したようにスキャニング・レーザレーダ３によって
検出された情報に基づき障害物認識部７１が物体認識す
る。この物体認識においてした物体認識された個数をｍ
個とする。そして、制御手段７はステップＳ１０および
ステップＳ１１を実行しｎ＝１番目の認識物体がｍ個に
達したか否かをチェックする。１番目の認識物体はｍ個
に達していないので、制御手段７はステップＳ１２に進
んでｎ番目の認識物体のΔt 秒後の位置を移動速度ベク
トルより算出する。この認識物体のΔt 秒後の位置は、
上述したように障害物認識部７１によって算出される。

【００２４】ステップＳ１２において認識物体のΔt 秒
後の位置を算出したならば、制御手段７はステップＳ１
３乃至ステップＳ１９を実行して危険度の判定を行う。
この危険度の判定は、上述したように上記判定手段７４
によって行われる。判定部７４は、先ずステップＳ１３
において危険度大か否か、即ち上記障害物認識部７１に
よって認識された障害物が特定時間Ｔ0 秒後に上記第１
の危険領域Ｅ1 に存在するか否かを判定する。障害物が
第１の危険領域Ｅ1 に存在するする場合は衝突する可能
性があるので危険度大と判定し、ステップＳ１４に進ん
で上記車両停止手段９を作動し車両を停止して終了す
る。ステップＳ１３において障害物が第１の危険領域Ｅ
1 に存在しない場合には、判定手段７４はステップＳ１
５に進んで危険度中か否か、即ち上記障害物認識部７１
によって認識された障害物が特定時間Ｔ0 ＋Ｔ1 秒後に
上記第２の危険領域Ｅ２に存在するか否かを判定する。
障害物が第２の危険領域Ｅ２に存在するする場合は危険
度中と判定し、ステップＳ１６に進んで上記聴覚的警報
手段８１を作動し運転者に危険状態にあることを警告す
る。ステップＳ１５において障害物が第２の危険領域Ｅ
２に存在しない場合には、判定部７４はステップＳ１７
に進んで危険度小か否か、即ち上記障害物認識手段７１
によって認識された障害物が特定時間Ｔ0 ＋Ｔ1 ＋Ｔ2
秒後に上記第３の危険領域Ｅ３に存在するるか否かを判
定する。障害物が第３の危険領域Ｅ３に存在するする場
合は危険度中と判定し、ステップＳ１８に進んで上記視
覚的警報手段８２を作動し運転者に警報する。このよう
にして、危険度の判定を実行したならば、制御手段７は
ステップＳ１９に進んでｎをインクリメントして上記ス
テップＳ１１に戻り、物体認識の個数ｍ分だけステップ
Ｓ１１乃至ステップＳ１９を実行した後、上記ステップ
Ｓ１に戻る。

【００２５】

【発明の効果】本発明による車両の巻き込み防止装置は
以上のように構成されているので、以下に述べる作用効
果を奏する。

【００２６】即ち、将来旋回軌跡演算部は、実舵角から
実舵角速度を求め、実舵角と実舵角速度および車速に基
づいて車両の将来旋回軌跡を演算するので、旋回開始か
ら定常旋回に至るまでの過渡時においても旋回軌跡を正
確に予測することができる。従って、安全の観点から危
険領域を広めに設定する必要がなく、危険ゾーンを広め
に設定することによって生ずる危険度が低いときでも警
報が発せられるという不都合を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従って構成された巻き込み防止装置を
装備した車両の概略平面図。

【図２】本発明に従って構成された巻き込み防止装置の
ブロック図。

【図３】図１に示す車両が交差点を左折する状態を示す
説明図。

【図４】図３に示す車両の左折する状態において車両に
装備されたスキャニング・レーザ・レーダによって検出
された物体の測定ポイントを示す説明図。

【図５】図４に示すように物体の測定ポイントをグルー
ピングするとともに物体の移動速度ベクトルを示す説明
図。

【図６】図１に示す車両の旋回時における将来旋回軌跡
を説明するための説明図。

【図７】トタクタとトラクタに牽引されるトレーラの旋
回時における将来旋回軌跡を説明するための説明図。

【図８】図１に示す車両の旋回開始から定常旋回に至る
までの過渡時における将来旋回軌跡を説明するための説
明図。

【図９】図１に示す車両の旋回時における危険領域を説
明するための説明図。

【図１０】本発明に従って構成された巻き込み防止装置
を構成する制御手段の動作手順を示す一部フローチャー
ト。

【図１１】本発明に従って構成された巻き込み防止装置
を構成する制御手段の動作手順を示す一部フローチャー
ト。

【図１２】図１に示す車両の旋回開始から定常旋回に至
るまでの過渡時における将来旋回軌跡と旋回中心を説明
するための説明図。

【図１３】本発明に従って構成された巻き込み防止装置
を構成する制御手段の旋回開始から定常旋回に至るまで
の過渡時における将来旋回軌跡を演算する動作手順を示
す一部フローチャート。

【図１４】本発明に従って構成された巻き込み防止装置
を構成する制御手段の旋回開始から定常旋回に至るまで
の過渡時における将来旋回軌跡を演算する動作手順を示
す一部フローチャート。

【符号の説明】

２：車両 ２ａ：前輪 ２ｂ：後輪 ３：スキャニング・レーザ・レーダ ４：操舵角センサ ５：車速センサ ６：ヨーレートセンサ ７：制御手段 ７１：障害物認識部 ７２：将来旋回軌跡演算部 ７３：危険領域設定部 ７４：判定部 ８：警報手段 ８１：聴覚的警報手段 ８２：視覚的警報手段 ９：車両停止手段 ２０：トラクタ ２０ａ：トラクタの前輪 ２０ｂ：トラクタの後輪 ２１：キングピン ２２：トレーラ ２２ｂ：トレーラの後輪

【手続補正書】

【提出日】平成１１年１月２２日（１９９９．１．２
２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】次に、上記将来旋回軌跡演算部７２による
車両３の将来旋回軌跡を予測する方法について図６を参
照して説明する。車両２のホイールベースをＬとする
と、車両２の定常回転中における後輪の旋回半径は、幾
何学的に次の（１）式で求めることができる。

【数１】 但し、ρは旋回半径、δは実舵角、Ｖは車速、Ａはスタ
ビリティファクタ、ｃは補正項である。なお、後車軸が
１軸の小型乗用車や図６に示すように車両の前輪および
後輪の旋回中心が１点になる、所謂アッカーマンステア
リングジオメトリが成立している一般的な商業車の場合
は、補正項ｃは必要なく、この場合補正項ｃは１とな
る。一方、商業車の場合は車輪軸も多くなり、アッカー
マンステアリングジオメトリが成立している車両は少な
い。低速領域ではホイールベース或いは実舵角に補正項
ｃを掛けることで、略上記（１）式を満足することが実
験的に確かめられている。従って、車両個々にホイール
ベースに対する補正項ｃを求める必要がある。これに
は、実車による旋回軌跡を計測し、上記（１）式と比較
して補正項ｃを求めてもよいし、高精度の車両運動方程
式によるシミュレーション結果と比較して補正項ｃを求
めてもよい。以上のようにして、車両旋回時の後輪の旋
回半径ρを求めることにより、車両２の将来旋回軌跡を
予測することができる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】ここで、図７に示すトラクタ２０およびト
ラクタ２０によって牽引されるトレーラ２２の将来旋回
軌跡を予測する方法について説明する。トラクタ２０の
前輪２０ａ軸から後輪２０ｂ軸までの長さであるトラク
タ２０のホ イールベースをＬ１とすると、トラクタ２
０の定常回転中における後輪の旋回半径ρ１ は、幾何
学的に次の（２）式で求めることができる。

【数２】 但し、δは実舵角、Ｖは車速、Ａはスタビリティファク
タ、ｃは補正項である。また、トラクタ２０とトレーラ
２２を連結するキングピン２１からトレーラ２２の後輪
２２ｂ軸までの長さであるトレーラ２２のホイールベー
スをＬ２とし、トラクタ２０の後輪２０ｂ軸から上記キ
ングピン２１までの長さであるキングピンオフセットを
ａとすると、トレーラ２２の定常回転中における後輪の
旋回半径ρ２ は、幾何学的に次の（３）式で求めるこ
とができる。

【数３】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】ここで、旋回開始から定常旋回に至るまで
の過渡時における旋回軌跡について図１２に示す一般的
な商業車の説明図および図１３、図１４に示すフローチ
ャートを参照して説明する。定常旋回に至るまでの過渡
時における車両の後輪の将来旋回軌跡を算出する座標系
について、図１２を用いて説明する。後輪の位置に原点
がある座標系（Ｘ，Ｙ）を仮定する。図１２において
（Ｘn ，Ｙn ）は、ｎ番目の後輪の将来位置を示してい
る。ｎ番目の後輪の旋回半径ρn は、次の（４）式で求
めることができる。

【数４】 但し、ρn は旋回半径、Ｌはホイールベース、Ｖは車
速、Ａはスタビリティファクタ，δn は実舵角δと実舵
角速度ｄδより計算されるｎ番目の舵角である。図１１
において、θn はＸ−Ｙ座標系に対する車両のｎ番目の
傾き（旋回角度）を示している。これらの記号を用い定
常旋回に至るまでの過渡時における旋回軌跡について図
１３および図１４に示すフローチャートを参照して説明
する。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操舵装置の操舵角を検出する操舵角検出
   手段と、 車両の走行速度を検出する車速検出手段と、 該操舵角検出手段によって検出された実舵角と該車速検
   出手段によって検出された速度に基づいて車両の将来旋
   回軌跡を演算する将来旋回軌跡演算部と、該将来旋回軌
   跡演算部によって算出された将来旋回軌跡に基づいて車
   両が所定時間後に通過する危険領域を設定する危険領域
   設定部と、車両周辺を認識するためのスキャン式レーダ
   手段と、該スキャン式レーダ手段によって捕捉した障害
   物を認識する障害物認識部と、該障害物認識部によって
   認識された障害物が該危険領域に存在するか否かを判別
   する判定部と、を有する制御手段と、 該判定部によって障害物が該危険領域に存在するとき警
   報する警報手段と、を具備し、 該制御手段の該将来旋回軌跡演算部は、該実舵角から実
   舵角速度を求め、該実舵角と該実舵角速度および該車速
   に基づいて車両の将来旋回軌跡を演算する、 ことを特徴とする車両の巻き込み防止装置。
2. 【請求項２】 該将来旋回軌跡演算部は、該実舵角速度
   から所定時間刻みの舵角を積分して算出し、該算出され
   た舵角に基づいて旋回半径を求め、該旋回半径から車両
   の将来旋回軌跡を演算する、請求項１記載の車両の巻き
   込み防止装置。
3. 【請求項３】 該危険領域設定部は、該将来旋回軌跡お
   よび該車速検出手段によって検出された走行速度に基づ
   いて車両が所定時間後に通過する危険領域を設定する、
   請求項１記載の車両の巻き込み防止装置。
4. 【請求項４】 車両障害物認識部は、複数回の計測から
   該障害物の移動速度ベクトルを演算する、請求項１記載
   の車両の巻き込み防止装置。
5. 【請求項５】 車両を停止する車両停止手段を具備し、
   該危険領域設定部は危険度が高い第１の危険領域と危険
   度が次に高い第２の危険領域を設定し、該判定部によっ
   て該障害物が該第２の危険領域に存在すると判定したと
   き該警報手段を作動し、該判定部によって該障害物が該
   第１の危険領域に存在する判定したときには該車両停止
   手段を作動する、請求項１記載の車両の巻き込み防止装
   置。