Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP4811075B2 - Avoidance operation calculation device, avoidance control device, vehicle including each device, avoidance operation calculation method, and avoidance control method - Google Patents

Avoidance operation calculation device, avoidance control device, vehicle including each device, avoidance operation calculation method, and avoidance control method Download PDF

Info

Publication number
JP4811075B2
JP4811075B2 JP2006079322A JP2006079322A JP4811075B2 JP 4811075 B2 JP4811075 B2 JP 4811075B2 JP 2006079322 A JP2006079322 A JP 2006079322A JP 2006079322 A JP2006079322 A JP 2006079322A JP 4811075 B2 JP4811075 B2 JP 4811075B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vehicle
avoidance
host vehicle
obstacle
force
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006079322A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2007253746A (en
Inventor
西羅  光
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2006079322A priority Critical patent/JP4811075B2/en
Publication of JP2007253746A publication Critical patent/JP2007253746A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4811075B2 publication Critical patent/JP4811075B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Regulating Braking Force (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)

Description

本発明は、自車両が走行している道路上の障害物を回避するための回避操作算出装置、回避制御装置、各装置を備える車両、回避操作算出方法および回避制御方法に関する。   The present invention relates to an avoidance operation calculation device, an avoidance control device, a vehicle including each device, an avoidance operation calculation method, and an avoidance control method for avoiding an obstacle on a road on which the host vehicle is traveling.

従来、車両には、自ら(自車両)が走行している道路上で自車両よりも前方に存在する障害物の検出が可能であり、障害物を検出した場合、制動制御により自車両を減速させ、自車両が障害物の位置に到達することを回避させるものがある。   Conventionally, it is possible for a vehicle to detect an obstacle existing ahead of the host vehicle on the road on which the vehicle (the host vehicle) is traveling. When an obstacle is detected, the host vehicle is decelerated by braking control. To prevent the host vehicle from reaching the position of the obstacle.

ところが、自車両を減速させても障害物の位置に到達することを回避することができない場合が考えられるので、制動制御および操舵制御を行って自車両を運転操作し、自車両が障害物の位置に到達することを回避させる運動制御装置が考えられている。この運動制御装置では、自車両を制動制御により減速させても障害物の回避が不可であると判定した場合、旋回して障害物を回避するのに必要な第1のヨーレートと、現在車両に生じている第2のヨーレートとを演算し、第1のヨーレートと第2のヨーレートとを比較して、絶対値の大きな方を目標ヨーレートに設定し、この目標ヨーレートに基づいて左右輪の制動力差および操舵によって自車両に旋回力を付与するので、自車両が障害物の位置に到達することを回避することができる(例えば、特許文献1参照。)。
特開2001‐247023号公報
However, there is a case where it is impossible to avoid reaching the position of the obstacle even if the host vehicle is decelerated. Therefore, the host vehicle is operated by performing braking control and steering control so that the host vehicle A motion control device that avoids reaching the position is considered. In this motion control device, when it is determined that the obstacle cannot be avoided even if the host vehicle is decelerated by the braking control, the first yaw rate necessary for turning to avoid the obstacle and the current vehicle are determined. The generated second yaw rate is calculated, the first yaw rate and the second yaw rate are compared, the larger absolute value is set as the target yaw rate, and the braking force of the left and right wheels is determined based on this target yaw rate. Since the turning force is applied to the host vehicle by the difference and the steering, the host vehicle can be prevented from reaching the position of the obstacle (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-247023

しかしながら、上記した運動制御装置では、制動制御および操舵制御により自車両に旋回力を与えているが、前方障害物を旋回により回避すべく算出された目標ヨーレートを実現するために、急制動および急な操舵が必要となる虞がある。一般に車両では、急制動および急な操舵となる運転操作が実行されると、タイヤのグリップ力の最大値(限界値)を超える力が車両に作用する虞がある。   However, in the above-described motion control device, turning force is applied to the host vehicle by braking control and steering control. However, in order to achieve a target yaw rate calculated to avoid a front obstacle by turning, sudden braking and sudden braking are performed. There is a possibility that a proper steering is required. In general, in a vehicle, when a driving operation such as sudden braking and sudden steering is executed, a force exceeding the maximum value (limit value) of the grip force of the tire may be applied to the vehicle.

そこで、本発明の目的は、自車両のタイヤのグリップ力の最大値を超える力を車両に作用させることなく、制動制御および操舵制御により自車両が障害物を回避することができる運転操作量を算出する回避操作算出装置、この回避操作算出装置により算出された運転操作を行う回避制御装置、これらの装置を備える車両、回避操作算出方法および回避操作算出方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a driving operation amount that allows the host vehicle to avoid an obstacle by braking control and steering control without applying a force exceeding the maximum grip force of the tire of the host vehicle to the vehicle. An object of the present invention is to provide an avoidance operation calculation device that calculates, an avoidance control device that performs a driving operation calculated by the avoidance operation calculation device, a vehicle including these devices, an avoidance operation calculation method, and an avoidance operation calculation method.

上記した課題を解決するために、本発明に係る回避操作算出装置は、自車両よりも前方の道路上に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、前記自車両の走行状態を検出する自車情報検出手段と、該自車情報検出手段および前記障害物検出手段からの検出情報に基づいて前記自車両が前記障害物を回避するための回避操作量を生成する回避操作量生成手段とを備え、該回避操作量生成手段は、前記自車両に生じる加速力、減速力および横力の合成力が前記自車両のタイヤのグリップ力の最大値よりも小さくなる範囲内で前記回避操作量を算出する。   In order to solve the above-described problem, an avoidance operation calculation device according to the present invention detects an obstacle detection unit that detects an obstacle existing on a road ahead of the host vehicle, and detects a traveling state of the host vehicle. Vehicle information detection means; avoidance operation amount generation means for generating an avoidance operation amount for the vehicle to avoid the obstacle based on detection information from the vehicle information detection means and the obstacle detection means; The avoidance operation amount generating means includes the avoidance operation amount within a range where a combined force of acceleration force, deceleration force and lateral force generated in the host vehicle is smaller than a maximum value of the grip force of the tire of the host vehicle. Is calculated.

本発明に係る回避操作算出装置によれば、障害物を回避するために算出された回避操作量により自車両に生じる加速力、減速力および横力の合成力を自車両のタイヤのグリップ力の最大値よりも小さくすることができる。このため、安定した挙動で自車両が障害物を回避させることができる回避操作量を算出することができる。   According to the avoidance operation calculating device according to the present invention, the combined force of acceleration force, deceleration force, and lateral force generated in the host vehicle by the amount of avoidance operation calculated to avoid the obstacle is calculated as the grip force of the tire of the host vehicle. It can be made smaller than the maximum value. For this reason, it is possible to calculate an avoidance operation amount that allows the host vehicle to avoid an obstacle with a stable behavior.

本発明を図1ないし図17に示した各実施例に沿って詳細に説明する。   The present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in FIGS.

図1は、本発明に係る回避操作算出装置10およびこれを備える回避制御装置11が採用された車両12を模式的に示す平面図であり、図2は、回避制御装置11を示すブロック線図である。   FIG. 1 is a plan view schematically showing a vehicle 12 in which an avoidance operation calculation device 10 according to the present invention and an avoidance control device 11 having the avoidance operation calculation device 11 are adopted, and FIG. 2 is a block diagram showing the avoidance control device 11. It is.

回避操作算出装置10は、車両12(自車両)が走行する道路13上に障害物14(図3参照。)が存在する場合、車両12が障害物14を回避することができる運転操作量を算出するものである。回避制御装置11は、回避操作算出装置10と車両運動制御手段15とを備え、回避操作算出装置10により算出された運転操作量を車両運動制御手段15が実行するものである。   When the obstacle 14 (see FIG. 3) exists on the road 13 on which the vehicle 12 (the host vehicle) travels, the avoidance operation calculation device 10 calculates the amount of driving operation that the vehicle 12 can avoid the obstacle 14. Is to be calculated. The avoidance control device 11 includes the avoidance operation calculation device 10 and the vehicle motion control means 15, and the vehicle motion control means 15 executes the driving operation amount calculated by the avoidance operation calculation device 10.

車両12には、カメラ16と、車速センサ17と、ヨーレートセンサ18と、加速度センサ19と、マイクロプロセッサ20と、操舵角センサ21と、操舵用モータ22と、操舵角サーボコントローラ23と、ブレーキコントローラ24と、油圧制御系25と、ブレーキ26とが設けられている。車両12は、実施例1では、ラック−ピニオン方式の前輪操舵機構が採用されており、操舵角センサ21、操舵用モータ22および操舵角サーボコントローラ23は、前輪操舵機構に対応して設けられている。操舵角センサ21は、後述するように、前輪操舵機構に取り付けられており、操舵角サーボコントローラ23に電気的に接続されている。操舵角サーボコントローラ23は、操舵用モータ22およびマイクロプロセッサ20に電気的に接続されている。このマイクロプロセッサ20は、カメラ16、車速センサ17、ヨーレートセンサ18、加速度センサ19およびブレーキコントローラ24のそれぞれと電気的に接続されている。   The vehicle 12 includes a camera 16, a vehicle speed sensor 17, a yaw rate sensor 18, an acceleration sensor 19, a microprocessor 20, a steering angle sensor 21, a steering motor 22, a steering angle servo controller 23, and a brake controller. 24, a hydraulic control system 25, and a brake 26 are provided. In the first embodiment, the vehicle 12 employs a rack-pinion type front wheel steering mechanism, and the steering angle sensor 21, the steering motor 22, and the steering angle servo controller 23 are provided corresponding to the front wheel steering mechanism. Yes. As will be described later, the steering angle sensor 21 is attached to the front wheel steering mechanism and is electrically connected to the steering angle servo controller 23. The steering angle servo controller 23 is electrically connected to the steering motor 22 and the microprocessor 20. The microprocessor 20 is electrically connected to each of the camera 16, the vehicle speed sensor 17, the yaw rate sensor 18, the acceleration sensor 19, and the brake controller 24.

カメラ16は、車両12の車室内に配設されており、車両12の前方を撮像可能とされている。カメラ16は、実施例1では、左右で対を為して2台設けられており、後述するマイクロプロセッサ20の取得情報処理手段27(図2参照。)がカメラ16からの画像信号から画像を生成すると共に、画像内の情報を3次元で処理すること、例えば車両12が存在する位置から障害物14(図3参照。)までの距離を検出することを可能としている。カメラ16は、後述する取得情報処理手段27の自車情報処理部28および障害物情報処理部29(図2参照。)に画像信号を出力する。   The camera 16 is disposed in the passenger compartment of the vehicle 12 and can capture the front of the vehicle 12. In the first embodiment, two cameras 16 are provided as a pair on the left and right, and an acquisition information processing means 27 (see FIG. 2) of the microprocessor 20 described later captures an image from the image signal from the camera 16. In addition to the generation, it is possible to process the information in the image in three dimensions, for example, to detect the distance from the position where the vehicle 12 is present to the obstacle 14 (see FIG. 3). The camera 16 outputs an image signal to the vehicle information processing unit 28 and the obstacle information processing unit 29 (see FIG. 2) of the acquisition information processing unit 27 described later.

車速センサ17は、車両12の走行速度を検出するための信号を生成するものであり、実施例1では、車両12のホイールに取り付けられたロータリーエンコーダで構成され、ホイールの回転に比例するパルス信号を自車情報処理部28(図2参照。)に出力する。   The vehicle speed sensor 17 generates a signal for detecting the traveling speed of the vehicle 12. In the first embodiment, the vehicle speed sensor 17 includes a rotary encoder attached to the wheel of the vehicle 12, and is a pulse signal proportional to the rotation of the wheel. Is output to the vehicle information processing unit 28 (see FIG. 2).

ヨーレートセンサ18は、車両12に生じるヨーレートを検出するための信号を自車情報処理部28(図2参照。)に出力するものであり、水晶振動子または半導体を用いて構成された公知のデバイスが利用されている。   The yaw rate sensor 18 outputs a signal for detecting a yaw rate generated in the vehicle 12 to the vehicle information processing unit 28 (see FIG. 2), and is a known device configured using a crystal resonator or a semiconductor. Is being used.

加速度センサ19は、車両12に生じる特定の方向の加速度を検出するための信号を自車情報処理部28(図2参照。)に出力するものであり、例えば、圧電素子等を用いて構成された公知のデバイスを利用することができる。加速度センサ19は、実施例1では、車両12に生じる幅方向の加速度に応じる信号を生成するように設定されている。   The acceleration sensor 19 outputs a signal for detecting acceleration in a specific direction generated in the vehicle 12 to the vehicle information processing unit 28 (see FIG. 2), and is configured using, for example, a piezoelectric element. Other known devices can be used. In the first embodiment, the acceleration sensor 19 is set to generate a signal corresponding to the acceleration in the width direction generated in the vehicle 12.

マイクロプロセッサ20は、A/D変換回路、D/A変換回路、中央演算処理装置、メモリ等から構成される集積回路であり、メモリに格納されたプログラムである取得情報処理手段27、回避操作量生成手段30およびメモリ31(図2参照。)を有する。マイクロプロセッサ20は、後述するように、取得情報処理手段27がカメラ16および各センサ17〜19からの信号を処理して各種情報を生成し、回避操作量生成手段30が取得情報処理手段27からの各種情報に基づいて障害物14(図2参照。)を回避するための回避操作量を算出し、算出した回避操作量に応じる信号を操舵角サーボコントローラ23およびブレーキコントローラ24に出力する。このように、マイクロプロセッサ20がカメラ16および各センサ17〜19からの信号に応じて回避操作量を算出することから、カメラ16、各センサ17〜19およびマイクロプロセッサ20が回避操作算出装置10として機能する。マイクロプロセッサ20のメモリ31は、情報を格納することができ、取得情報処理手段27および回避操作量生成手段30との情報のやり取りが可能とされている。   The microprocessor 20 is an integrated circuit including an A / D conversion circuit, a D / A conversion circuit, a central processing unit, a memory, and the like. The acquired information processing means 27, which is a program stored in the memory, the avoidance operation amount It has a generating means 30 and a memory 31 (see FIG. 2). As will be described later, in the microprocessor 20, the acquisition information processing unit 27 processes signals from the camera 16 and the sensors 17 to 19 to generate various information, and the avoidance operation amount generation unit 30 receives the information from the acquisition information processing unit 27. The avoidance operation amount for avoiding the obstacle 14 (see FIG. 2) is calculated based on the various information, and a signal corresponding to the calculated avoidance operation amount is output to the steering angle servo controller 23 and the brake controller 24. Thus, since the microprocessor 20 calculates the avoidance operation amount according to the signals from the camera 16 and the sensors 17 to 19, the camera 16, the sensors 17 to 19, and the microprocessor 20 serve as the avoidance operation calculation device 10. Function. The memory 31 of the microprocessor 20 can store information and can exchange information with the acquired information processing means 27 and the avoidance operation amount generating means 30.

操舵角サーボコントローラ23は、制御演算のためのマイクロプロセッサと操舵用モータ22を駆動するための昇圧回路等(図示せず。)から構成され、マイクロプロセッサ20の回避操作量生成手段30から出力される信号に応じた回避操作量、すなわち出力される信号に応じた操舵角(操舵量)を目標とするサーボ制御を実行する。   The steering angle servo controller 23 includes a microprocessor for control calculation and a booster circuit (not shown) for driving the steering motor 22, and is output from the avoidance operation amount generation means 30 of the microprocessor 20. Servo control is executed with the avoidance operation amount corresponding to the signal to be output, that is, the steering angle (steering amount) corresponding to the output signal as a target.

操舵角センサ21は、実際に操舵された操舵角(操舵量)を検出するための信号を操舵角サーボコントローラ23に出力するものであり、この信号に基づく情報を操舵角サーボコントローラ23がサーボ制御におけるフィードバック情報として利用する。操舵角センサ21は、実施例1では、ラック−ピニオン方式の前輪操舵機構におけるラックストローク量に応じる信号を操舵角サーボコントローラ23に出力し、この信号に基づき操舵角サーボコントローラ23が操舵角(操舵量)を検出することができる。   The steering angle sensor 21 outputs a signal for detecting the steering angle (steering amount) actually steered to the steering angle servo controller 23, and the steering angle servo controller 23 servo-controls information based on this signal. Used as feedback information in In the first embodiment, the steering angle sensor 21 outputs a signal corresponding to the rack stroke amount in the rack-and-pinion type front wheel steering mechanism to the steering angle servo controller 23, and based on this signal, the steering angle servo controller 23 controls the steering angle (steering). Amount) can be detected.

操舵用モータ22は、運転者の操作とは別に、操舵角サーボコントローラ23からの信号に応じて操舵を行うものであり、実施例1では、ラック−ピニオン方式の前輪操舵機構におけるピニオンギアをモータで回転させることによって操舵を行う。   The steering motor 22 performs steering according to a signal from the steering angle servo controller 23 separately from the operation of the driver. In the first embodiment, the pinion gear in the rack-pinion type front wheel steering mechanism is used as a motor. Steer by rotating with.

このように、操舵角サーボコントローラ23が操舵用モータ22を駆動することにより操舵が行われ、かつこの操舵による操舵量を操舵角センサ21が操舵角サーボコントローラ23にフィードバックすることにより、マイクロプロセッサ20の回避操作量生成手段30(図2参照。)により算出された回避操作量のうちの操舵量、すなわち回避操作算出装置10により算出された回避操作量のうちの操舵量が実行されるので、操舵角センサ21、操舵用モータ22および操舵角サーボコントローラ23は、車両運動制御手段15における操舵制御手段32として機能する。   In this way, the steering angle servo controller 23 drives the steering motor 22 to perform steering, and the steering angle sensor 21 feeds back the steering amount by this steering to the steering angle servo controller 23, whereby the microprocessor 20. Since the steering amount of the avoidance operation amount calculated by the avoidance operation amount generation means 30 (see FIG. 2), that is, the steering amount of the avoidance operation amount calculated by the avoidance operation calculation device 10 is executed. The steering angle sensor 21, the steering motor 22, and the steering angle servo controller 23 function as a steering control unit 32 in the vehicle motion control unit 15.

ブレーキ26は、車両12の4つのタイヤ33のそれぞれに設けられており、各タイヤ33の回転をそれぞれ制動制御可能である。この各ブレーキ26は、油圧制御系25からの油圧により動作が制御されており、油圧制御系25の制御弁(図示せず。)にはブレーキコントローラ24が電気的に接続されている。   The brake 26 is provided in each of the four tires 33 of the vehicle 12, and the braking of each tire 33 can be controlled by braking. The operation of each brake 26 is controlled by the hydraulic pressure from the hydraulic control system 25, and a brake controller 24 is electrically connected to a control valve (not shown) of the hydraulic control system 25.

ブレーキコントローラ24は、運転者の操作とは別に、マイクロプロセッサ20の回避操作量生成手段30で算出された回避操作量のうちの減速操作量を実行するために必要な車両12への制動力に基づいて、各タイヤ33に作用させる制動力(グリップ力)を算出するマイクロプロセッサである。ブレーキコントローラ24は、算出された制動力を各タイヤ33が発揮するように、油圧制御系25の制御弁(図示せず。)の開閉動作を制御する。これにより、車両12を減速させることと共に、左右輪における制動力に差を設けることによって車両12にヨーモーメントを発生させることができる。   In addition to the driver's operation, the brake controller 24 determines the braking force applied to the vehicle 12 required to execute the deceleration operation amount out of the avoidance operation amount calculated by the avoidance operation amount generation means 30 of the microprocessor 20. This is a microprocessor that calculates a braking force (grip force) to be applied to each tire 33 based on it. The brake controller 24 controls the opening / closing operation of a control valve (not shown) of the hydraulic control system 25 so that each tire 33 exhibits the calculated braking force. Accordingly, the vehicle 12 can be decelerated and a yaw moment can be generated in the vehicle 12 by providing a difference in the braking force between the left and right wheels.

このように、ブレーキコントローラ24が油圧制御系25の制御弁(図示せず。)を制御することによりマイクロプロセッサ20の回避操作量生成手段30(図2参照。)により算出された回避操作量のうちの減速操作量が各タイヤ33の制動力の発揮により実行されるので、各ブレーキ26、油圧制御系25、ブレーキコントローラ24および各タイヤ33は、車両運動制御手段15における制動運動制御手段34として機能する。   As described above, the brake controller 24 controls the control valve (not shown) of the hydraulic control system 25, whereby the avoidance operation amount calculated by the avoidance operation amount generation means 30 (see FIG. 2) of the microprocessor 20 is set. Since the deceleration operation amount is executed by exerting the braking force of each tire 33, each brake 26, hydraulic control system 25, brake controller 24 and each tire 33 are used as the braking motion control means 34 in the vehicle motion control means 15. Function.

前記したように、車両運動制御手段15は、操舵制御手段32および制動運動制御手段34を有しており、回避操作算出装置10が算出した回避操作量を実行するので、回避操作算出装置10および車両運動制御手段15は、回避制御装置11を構成している(図2参照。)。   As described above, the vehicle motion control unit 15 includes the steering control unit 32 and the braking motion control unit 34, and executes the avoidance operation amount calculated by the avoidance operation calculation device 10. Therefore, the avoidance operation calculation device 10 and The vehicle motion control means 15 constitutes an avoidance control device 11 (see FIG. 2).

前述したように、回避操作算出装置10は、図2に示すように、カメラ16および各センサ17〜19からの信号を処理して各種情報を生成する取得情報処理手段27と、この生成された各種情報に基づいて回避操作量を算出する回避操作量生成手段30とを有する。取得情報処理手段27は、自車情報処理部28、障害物情報処理部29および到達可能性判定手段35を有し、カメラ16および各センサ17〜19からの信号に応じて、自車情報処理部28が自車(車両12)(図3参照。)の情報を、障害物情報処理部29が障害物14の情報を生成している。   As described above, the avoidance operation calculation device 10, as shown in FIG. 2, acquires the information processing means 27 that processes the signals from the camera 16 and the sensors 17 to 19 to generate various information, and the generated information processing means 27. And an avoidance operation amount generation means 30 that calculates an avoidance operation amount based on various information. The acquired information processing unit 27 includes a host vehicle information processing unit 28, an obstacle information processing unit 29, and a reachability determination unit 35, and the host vehicle information processing is performed according to signals from the camera 16 and the sensors 17 to 19. The unit 28 generates information on the own vehicle (vehicle 12) (see FIG. 3), and the obstacle information processing unit 29 generates information on the obstacle 14.

自車情報処理部28が生成する自車情報とは、走行している道路13に対する車両12の位置の情報、車両12の姿勢角θの情報、車両12に生じるヨーレートγの情報、車両12に生じるすべり角βの情報、および車両12の走行速度vの情報をいう。ここで、姿勢角θとは、道路13の方向すなわち道路13の走路形状が延在する方向を基準として車両12が進行する方向が為す角度をいい、すべり角βとは、実際の操舵に基づき予測される車両12の進行方向に対し、車両12が実際に進行する方向が為す角度をいう。   The own vehicle information generated by the own vehicle information processing unit 28 includes information on the position of the vehicle 12 with respect to the traveling road 13, information on the attitude angle θ of the vehicle 12, information on the yaw rate γ generated in the vehicle 12, Information on the generated slip angle β and information on the running speed v of the vehicle 12 are mentioned. Here, the posture angle θ is an angle formed by the direction in which the vehicle 12 travels with respect to the direction of the road 13, that is, the direction in which the running shape of the road 13 extends, and the slip angle β is based on actual steering. An angle formed by the direction in which the vehicle 12 actually travels relative to the predicted traveling direction of the vehicle 12.

道路13に対する車両12の位置は、対を為すカメラ16から出力された画像信号を自車情報処理部28が画像処理することにより検出することができる。   The position of the vehicle 12 with respect to the road 13 can be detected by subjecting the image signal output from the paired camera 16 to image processing by the own vehicle information processing unit 28.

姿勢角θは、例えば、道路が直線であると仮定すれば、道路13の境界部と、車両12(自車)の向いている方向とのなす角を画像処理により推定することで求めることができる。なお、適当な初期値を定めて、ヨーレートセンサ18からの出力値を積分することで算出してもよい。この適当な初期値は、例えば、道路13の方向に走行している車両12の進行方向、すなわち回避の運転操作が為される前に車両12が進んでいた方向とすることができる。   For example, if it is assumed that the road is a straight line, the posture angle θ can be obtained by estimating the angle formed by the boundary portion of the road 13 and the direction in which the vehicle 12 (own vehicle) is directed by image processing. it can. It may be calculated by determining an appropriate initial value and integrating the output value from the yaw rate sensor 18. The appropriate initial value may be, for example, the traveling direction of the vehicle 12 traveling in the direction of the road 13, that is, the direction in which the vehicle 12 has traveled before the avoidance driving operation is performed.

ヨーレートγおよび走行速度vは、前述したようにヨーレートセンサ18および車速センサ17により出力された信号から自車情報処理部28が検出することができる。   The vehicle information processing unit 28 can detect the yaw rate γ and the traveling speed v from the signals output by the yaw rate sensor 18 and the vehicle speed sensor 17 as described above.

すべり角βは、車両12の前後方向の速度をv、車両12の幅方向の速度をvとすれば、次式(1)で求めることができる。 The slip angle β can be obtained by the following equation (1), where v x is the speed in the front-rear direction of the vehicle 12 and v y is the speed in the width direction of the vehicle 12.

β=arctan(v/v) (1)
この場合、例えば、車両12では前後方向の速度成分に比べて幅方向の速度成分が十分に小さいとみなし、vをvとする。また、vは加速度センサ19の出力を積分することによって求めることができる。このため、(1)式からすべり角βの近似値を得ることができる。なお、車速センサ17からの車輪速、ヨーレートセンサ18からのヨーレート、加速度センサ19からの横加速度等の信号からオブザーバによってより精度良くすべり角を推定する公知技術も知られているので、そのような手法を用いてすべり角βを求めてもよい。
β = arctan (v y / v x ) (1)
In this case, for example, in the vehicle 12, it is assumed that the speed component in the width direction is sufficiently smaller than the speed component in the front-rear direction, and v x is v. Further, v y can be obtained by integrating the output of the acceleration sensor 19. For this reason, the approximate value of the slip angle β can be obtained from the equation (1). There is also known a known technique for estimating the slip angle with higher accuracy from the signals such as the wheel speed from the vehicle speed sensor 17, the yaw rate from the yaw rate sensor 18, and the lateral acceleration from the acceleration sensor 19. The slip angle β may be obtained using a technique.

障害物情報は、対を為すカメラ16から入力された画像信号を障害物情報処理部29が画像処理することにより検出することができる。   The obstacle information can be detected by the obstacle information processing unit 29 performing image processing on the image signal input from the paired cameras 16.

以上述べてきたように、自車情報処理部28は、カメラ16、車速センサ17、ヨーレートセンサ18および加速度センサ19と協働して自車情報検出手段として機能し、障害物情報処理部29は、カメラ16と協働して障害物検出手段として機能する。なお、画像処理による障害物の検出方法については多数の手法が公知技術として開示されているので、ここではその詳細な説明は省略する。   As described above, the host vehicle information processing unit 28 functions as host vehicle information detection means in cooperation with the camera 16, the vehicle speed sensor 17, the yaw rate sensor 18, and the acceleration sensor 19. In cooperation with the camera 16, it functions as an obstacle detection means. In addition, since many methods are disclosed as a well-known technique about the obstacle detection method by image processing, the detailed description is abbreviate | omitted here.

ここで、自車情報検出手段および障害物検出手段により検出された各種情報および後述する予測走行軌跡等が統一的に扱えるように座標系が設定され、車両12および障害物14の情報が座標値に対応づけされすなわち展開される(図3参照。)。実施例1では、到達可能性判定手段35により座標系が設定され、図3に示すように、道路13の方向に沿ってX軸が、X軸と垂直方向すなわち道路13の幅方向にY軸が設定される。座標原点は任意に選ぶことが可能であるが、その一例として実施例1では車両12の現在位置にX座標およびY座標の原点を設定する(図3参照。)。座標系を設定することにより、車両12および障害物14の位置を座標値で表現することができるようになる。以下の説明では、車両12(自車)の位置をその重心点でみて(X,Y)=(x,y)とし、障害物14(実施例1では歩行者)の位置を(X,Y)=(x,y)とする。また、障害物14の速度をvとし、その道路13の方向の速度をvpxとしかつ道路13の幅方向の速度をvpyとする。 Here, a coordinate system is set so that various information detected by the own vehicle information detecting means and the obstacle detecting means, a predicted traveling locus described later, and the like can be handled uniformly, and the information of the vehicle 12 and the obstacle 14 are coordinate values. In other words, they are associated with or expanded (see FIG. 3). In the first embodiment, a coordinate system is set by the reachability determination unit 35, and as shown in FIG. 3, the X axis along the direction of the road 13 is perpendicular to the X axis, that is, the Y axis in the width direction of the road 13. Is set. The coordinate origin can be arbitrarily selected. As an example, the origin of the X coordinate and the Y coordinate is set at the current position of the vehicle 12 in the first embodiment (see FIG. 3). By setting the coordinate system, the positions of the vehicle 12 and the obstacle 14 can be expressed by coordinate values. In the following description, the position of the vehicle 12 (own vehicle) is (X, Y) = (x, y) when viewed from the center of gravity, and the position of the obstacle 14 (pedestrian in the first embodiment) is set to (X, Y). ) = (X p , y p ). Further, the speed of the obstacle 14 is v p , the speed in the direction of the road 13 is v px, and the speed in the width direction of the road 13 is v py .

到達可能性判定手段35は、図2に示すように、自車情報および障害物14の情報に基づいて、車両12が障害物14を回避するための回避操作量を算出する必要があるか否かを判定する。これは、道路13上に障害物14を検出した場合であっても、現状の走行状態を維持した(据置予測軌跡を辿る)車両12が検出された障害物14の位置に到達する虞がないのであれば、回避操作量を算出する必要はないことによる。   As shown in FIG. 2, the reachability determination unit 35 determines whether or not the vehicle 12 needs to calculate an avoidance operation amount for avoiding the obstacle 14 based on the own vehicle information and the information on the obstacle 14. Determine whether. Even if this is the case where the obstacle 14 is detected on the road 13, there is no possibility that the vehicle 12 that maintains the current traveling state (follows the predicted stationary trajectory) reaches the position of the detected obstacle 14. This is because it is not necessary to calculate the avoidance operation amount.

この判定方法の一例として、実施例1では、次式(2)、(3)を共に満たした場合、回避操作量を算出する必要があると判定する。前述したように、車両12の走行速度vを(v、v)とし、障害物14の移動速度vを(vpx、vpy)とする。 As an example of this determination method, in Example 1, it is determined that it is necessary to calculate the avoidance operation amount when both of the following expressions (2) and (3) are satisfied. As described above, the traveling speed v of the vehicle 12 is (v x , v y ), and the moving speed v p of the obstacle 14 is (v px , v py ).

|x−x|/|vpx−v|≦TTC1 (2)
|y−y|/max(|vpy−v|,vymin)≦TTC2 (3)
但し、max(a,b)は、aとbとのうち大きな値を選択する関数である。また、vyminは0ではない任意の値として、車両12の幅をBとし、障害物14として想定される各属性(この属性については後述する。)における平均的な厚さをCとすると、次式(4)を満足するものとする。
| X p −x | / | v px −v x | ≦ TTC1 (2)
| Y p -y | / max ( | v py -v y |, v ymin) ≦ TTC2 (3)
However, max (a, b) is a function for selecting a large value between a and b. Further, vymin is an arbitrary value other than 0, and the width of the vehicle 12 is B, and the average thickness of each attribute assumed as the obstacle 14 (this attribute will be described later) is C. It is assumed that the following formula (4) is satisfied.

TTC2×vymin=(B+C)/2 (4)
これは、|vpy−v|=0の場合、|y−y|の値が(B+C)/2よりも小さくなると、車両12が障害物14の位置に到達すると判定する必要があるので、(3)式の分母を切り替える必要があることによる。
TTC2 × v ymin = (B + C) / 2 (4)
When | v py −v y | = 0, it is necessary to determine that the vehicle 12 reaches the position of the obstacle 14 when the value of | y p −y | is smaller than (B + C) / 2. Therefore, it is necessary to switch the denominator of the expression (3).

式(2)は、|vpx−v|=0となるような場面では、車両12の走行速度vが数(km/s)であり、運転者による回避操作で十分に障害物14を回避できることが考えられるので、条件を満たさなかったものと判定する。これに代えて、式(2)において、(v≧所定値>vpy)を判定の条件としてもよい。この所定値は、例えば、一般に回避操作量による回避制御を行うまでもなく障害物14を回避することができるような低い速度に設定すればよい。 Equation (2) indicates that in a situation where | v px -v x | = 0, the traveling speed v of the vehicle 12 is a number (km / s), and the obstacle 14 is sufficiently removed by the avoidance operation by the driver. Since it can be avoided, it is determined that the condition is not satisfied. Instead of this, in the formula (2), (v y ≧ predetermined value> v py ) may be used as the determination condition. This predetermined value may be set to a low speed that can avoid the obstacle 14 without performing the avoidance control by the avoidance operation amount in general.

ここで、実施例1では、(2)、(3)式を共に満たすことを条件としているので、TTC1=TTC2となる。このTTC1(=TTC2)は、判定閾値を表す正の値をとるパラメータであり、例えば3〜4秒程度の値を設定する。   Here, in the first embodiment, since both conditions (2) and (3) are satisfied, TTC1 = TTC2. This TTC1 (= TTC2) is a parameter that takes a positive value representing the determination threshold, and for example, a value of about 3 to 4 seconds is set.

前述したように、マイクロプロセッサ20では、その取得情報処理手段27がカメラ16および各センサ17〜19からの信号に応じて所望の各種情報を生成し、この情報に基づき回避操作量生成手段30が回避操作量を算出する。   As described above, in the microprocessor 20, the acquired information processing means 27 generates various desired information according to signals from the camera 16 and the sensors 17 to 19, and the avoidance operation amount generating means 30 is based on this information. The avoidance operation amount is calculated.

回避操作量生成手段30は、自車移動軌跡算出手段36と、障害物移動軌跡予測手段37と、到達予測手段38と、摩擦力限界設定手段39と、回避目標位置算出手段40と、回避操作量算出手段41と、バッファメモリ42とを有する。   The avoidance operation amount generation means 30 includes an own vehicle movement trajectory calculation means 36, an obstacle movement trajectory prediction means 37, an arrival prediction means 38, a frictional force limit setting means 39, an avoidance target position calculation means 40, and an avoidance operation. An amount calculation unit 41 and a buffer memory 42 are included.

自車移動軌跡算出手段36は、任意の減速度dを設定し、自車情報に基づく現在の車両12の運動状態に基づいて、車両12を減速度dにより減速させた場合、現在時刻から所定時間後までの間において、車両12が辿ることが予測される予測減速移動軌跡を算出する。この減速度dは、車両12の4つのタイヤ33に最大値となるグリップ力(制動力)を作用させたときに車両12に生じ得る減速度よりも小さくなる範囲内であれば所望の値に設定することができる。実施例1では、減速度dは、車両12を速やかに減速することができ、かつこの減速の際に横力を許容する余地を各タイヤ33が有する制動力(後述する図5に示すタイヤ摩擦円参照。)に基づいて設定されている。 When the own vehicle movement trajectory calculating means 36 sets an arbitrary deceleration d 0 and decelerates the vehicle 12 by the deceleration d 0 based on the current motion state of the vehicle 12 based on the own vehicle information, the current time The predicted decelerating movement trajectory predicted to be followed by the vehicle 12 during a predetermined time until is calculated. The deceleration d 0 is a desired value as long as it is within a range smaller than the deceleration that can be generated in the vehicle 12 when the grip force (braking force) that is the maximum value is applied to the four tires 33 of the vehicle 12. Can be set to In the first embodiment, the deceleration d 0 is the braking force (the tire shown in FIG. 5 to be described later) that allows each tire 33 to decelerate the vehicle 12 quickly and to allow a lateral force during the deceleration. It is set based on the friction circle.)

ここで、現在時刻をTとし、現在時刻Tよりも後の時刻を表す時間変数をtとする。また、例えば、図3に示すように、車両12は、真っ直ぐな道路13上に位置しており、現在時刻Tにおいて道路13の方向に沿って速度vで走行しているとする。この車両12に減速度dを作用させた場合の予測減速移動軌跡は次式(5)、(6)で表すことができる。 Here, the current time is T 0, and a time variable representing a time later than the current time T 0 is t. Further, for example, as shown in FIG. 3, the vehicle 12 is located on the straight road 13, and running at the current time T 0 at a speed v in the direction of the road 13. The predicted deceleration movement trajectory when the deceleration d 0 is applied to the vehicle 12 can be expressed by the following equations (5) and (6).

x(t)=x(t)+v(t)(t−t)−d(t−t /2 (5)
y(t)=y(t) (6)
障害物移動軌跡予測手段37は、それまでの障害物14の検出履歴から障害物14の移動方向、移動速度および属性を推定し、障害物14が推定した移動速度を保って等速直線運動を行う、という仮定のもとで予測障害物移動軌跡を算出する。属性とは、障害物14が、例えば、歩行者であるのかまたは車両であるのかのように、大きさおよび形状等の特徴をいい、実施例1では、推定した属性に応じて障害物14の大きさの設定を行う。
x (t) = x (t 0) + v (t 0) (t-t 0) -d 0 (t-t 0) 2/2 (5)
y (t) = y (t 0 ) (6)
The obstacle movement trajectory predicting means 37 estimates the moving direction, moving speed, and attribute of the obstacle 14 from the detection history of the obstacle 14 so far, and performs the uniform linear motion while maintaining the moving speed estimated by the obstacle 14. The predicted obstacle movement trajectory is calculated under the assumption that it is performed. The attribute refers to characteristics such as size and shape as if the obstacle 14 is a pedestrian or a vehicle. In the first embodiment, the attribute of the obstacle 14 is determined according to the estimated attribute. Set the size.

ここで、例えば、図3に示すように、障害物14がY軸と平行な方向に、すなわち道路13を幅方向に移動しているものとし、現在時刻Tにおける障害物14の位置Pを(x(t)、y(t))とし、障害物14の移動速度の推定値を一定の値vとする。すると、障害物14の移動速度は、(vpx、vpy)=(0、v)となり、時刻tにおける障害物14の位置となる予測障害物移動軌跡は次式(7)、(8)で表すことができる。 Here, for example, as shown in FIG. 3, it is assumed that the obstacle 14 is moving in the direction parallel to the Y axis, that is, the road 13 in the width direction, and the position P 0 of the obstacle 14 at the current time T 0 is assumed. Is (x p (t 0 ), y p (t 0 )), and the estimated value of the moving speed of the obstacle 14 is a constant value v p . Then, the movement speed of the obstacle 14 becomes (v px , v py ) = (0, v p ), and the predicted obstacle movement locus that becomes the position of the obstacle 14 at time t is expressed by the following equations (7), (8 ).

(t)=x(t) (7)
(t)=y(t)+v(t−t) (8)
なお、障害物14が静止していることが判明した場合には、予測障害物移動軌跡の算出は行わない。
x p (t) = x p (t 0 ) (7)
y p (t) = y p (t 0 ) + v p (t−t 0 ) (8)
If it is found that the obstacle 14 is stationary, the predicted obstacle movement trajectory is not calculated.

到達予測手段38は、自車移動軌跡算出手段36により算出された予測減速移動軌跡と、障害物移動軌跡予測手段37により算出された予測障害物移動軌跡とに基づいて、車両12を減速度dで減速させた場合に、車両12が障害物14の位置に到達するか否かの判定を行う。また、到達予測手段38は、到達すると判定した場合、障害物14の位置に到達することが予測される時刻を算出し予測時刻Tとして設定すると共に、障害物14を検知した時刻を評価開始時刻Tとして設定する。さらに、到達予測手段38は、到達すると判定した場合、車両12と障害物14との到達状態を算出する。ここで、到達とは、障害物14の外周位置(実施例1では後述する半径rの円の外周)の一部と、車両12の外周位置(実施例1では後述する長さ(L+L)幅Bの長方形の外周)の一部とが一致する状態をいい、到達状態とは、車両12が障害物14の位置に到達する際の互いの位置関係をいう。 The arrival prediction means 38 decelerates the vehicle 12 based on the predicted deceleration movement locus calculated by the own vehicle movement locus calculation means 36 and the predicted obstacle movement locus calculated by the obstacle movement locus prediction means 37. When the vehicle is decelerated at 0 , it is determined whether or not the vehicle 12 reaches the position of the obstacle 14. The reaching prediction means 38, when judging that it reaches, with to reach the position of the obstacle 14 is set as the predicted time T A to calculate a time to be expected, the evaluation start time has been detected obstacle 14 It is set as the time T S. Furthermore, the arrival prediction means 38 calculates the arrival state between the vehicle 12 and the obstacle 14 when it is determined that the arrival is reached. Here, the arrival, the outer peripheral position and the part of the (outer periphery of the circle of radius r, which will be described later in Example 1), an outer peripheral position of the vehicle 12 (the length which will be described later in Example 1 of the obstacle 14 (L F + L R 2 ) refers to a state in which a part of the outer periphery of the rectangle of width B coincides, and the reached state refers to the mutual positional relationship when the vehicle 12 reaches the position of the obstacle 14.

実施例1では、到達予測手段38は、図4に示すように、減速度dの車両12が障害物14の位置に到達するか否かの判定の際、車両12と障害物14との大きさを考慮するために、検出された各種情報に基づいて、車両12をX軸方向に(L+L)(車両12の重心点から前端までをL、後端までをL)の長さをもち、かつY軸方向にBの幅をもつ長方形とみなし、障害物14を半径rの広がりをもつ円とみなしている。ここで、実施例1では、障害物14が歩行者である場合を想定していることから、障害物14を半径rの円とみなしているが、障害物移動軌跡予測手段37による障害物14の属性の推定に基づいて大きさおよび形状等が適宜設定される。なお、障害物14が静止している場合には、予測障害物移動軌跡に代えて現在時刻Tにおける障害物14の位置P(x(t)、y(t))=(xp0、yp0)を用いて、車両12が障害物14の位置に到達するか否かの判定を行う。 In the first embodiment, as shown in FIG. 4, the arrival predicting unit 38 determines whether the vehicle 12 and the obstacle 14 have the deceleration d 0 when determining whether the vehicle 12 reaches the position of the obstacle 14. In order to consider the size, the vehicle 12 is moved in the X-axis direction (L F + L R ) (L F from the center of gravity of the vehicle 12 to the front end and L R to the rear end) based on the detected information. The obstacle 14 is regarded as a circle having a radius r, and a rectangle having a width B in the Y-axis direction. Here, in Example 1, since it is assumed that the obstacle 14 is a pedestrian, the obstacle 14 is regarded as a circle having a radius r. The size, shape, and the like are appropriately set based on the estimation of the attributes. When the obstacle 14 is stationary, the position P 0 (x p (t 0 ), y p (t 0 )) of the obstacle 14 at the current time T 0 instead of the predicted obstacle movement locus = It is determined whether or not the vehicle 12 reaches the position of the obstacle 14 using (x p0 , y p0 ).

摩擦力限界設定手段39(図2参照。)は、車両12の4つのタイヤ33の摩擦力の限界、すなわち車両12の各タイヤ33が発揮し得るグリップ力の最大値(以下、最大グリップ力)に基づいて、車両12に生じる加速力、減速力および横力の合成力の限界範囲を設定する。一般に、路面摩擦係数をμ、各タイヤ33にかかる垂直荷重をWとするとき、各タイヤ33の摩擦力は(μW)よりも大きくならない。従って、各タイヤ33にかかる垂直荷重が等しいと仮定すると、車両12に生じる制動力Dと横力Fには、各タイヤ33では次式(9)で表す不等式を満たさなければならない、という制約条件が課せられる(図5参照。)。   The frictional force limit setting means 39 (see FIG. 2) is the limit of the frictional force of the four tires 33 of the vehicle 12, that is, the maximum grip force that each tire 33 of the vehicle 12 can exhibit (hereinafter, the maximum gripping force). Based on the above, the limit range of the resultant force of the acceleration force, deceleration force and lateral force generated in the vehicle 12 is set. Generally, when the road surface friction coefficient is μ and the vertical load applied to each tire 33 is W, the frictional force of each tire 33 does not become larger than (μW). Therefore, if it is assumed that the vertical loads applied to the tires 33 are the same, the constraint that the braking force D and the lateral force F generated in the vehicle 12 must satisfy the inequality represented by the following equation (9) for each tire 33: (See FIG. 5).

(D/4)+(F/4)≦(μW) (9)
なお、(9)式は、左辺の第1項が制動力Dを用いて(D/4)とされているが、Dで表される変数は、加速力および減速力、すなわち車両12に対する駆動力および制動力からなるものである。実施例1では、回避操作量を算出する際、車両12に制動力を作用させた場合のみを想定していることから(9)式の左辺の第1項に制動力Dを用いている。(9)式により描かれる円(図5参照。)がタイヤ摩擦円であり、(9)式の条件を満たすとき、すなわちタイヤ摩擦円内の各作用点では、各タイヤ33が走行している路面とグリップしている状態を示し、タイヤ摩擦円の円周上の作用点で各タイヤ33が最大グリップ力を発揮すること示す。
(D / 4) 2 + (F / 4) 2 ≦ (μW) 2 (9)
In equation (9), the first term on the left side is set to (D / 4) 2 using the braking force D, but the variable represented by D is an acceleration force and a deceleration force, that is, for the vehicle 12. It consists of driving force and braking force. In the first embodiment, when the avoidance operation amount is calculated, only the case where the braking force is applied to the vehicle 12 is assumed. Therefore, the braking force D is used as the first term on the left side of the equation (9). A circle drawn by the equation (9) (see FIG. 5) is a tire friction circle, and when the condition of the equation (9) is satisfied, that is, at each action point in the tire friction circle, each tire 33 is traveling. It shows a state of gripping with the road surface, and shows that each tire 33 exerts the maximum grip force at the point of action on the circumference of the tire friction circle.

各タイヤ33にかかる垂直荷重Wは、それぞれで異なる上に、厳密には車両12の運動状態に依存して変化する力であるが、各タイヤ33の違いや車両運動への依存性を無視すれば、車両12の重量をmとしかつ重力加速度をgとすると、垂直荷重Wは次式(10)で近似することができる。   The vertical load W applied to each tire 33 is different and moreover, strictly speaking, it is a force that changes depending on the motion state of the vehicle 12, but the difference between the tires 33 and the dependency on the vehicle motion are ignored. For example, when the weight of the vehicle 12 is m and the gravitational acceleration is g, the vertical load W can be approximated by the following equation (10).

W=mg/4 (10)
ここで、路面摩擦係数μは、実際に走行することを想定している路面の路面摩擦係数を超えない範囲で適宜設定することができる。また、路面摩擦係数μは、車両12に用いられた車両運動制御手段15の制動運動制御手段34の性能の範囲内で設定することが考えられる。この場合、例えば、制動運動制御手段34の仕様上の最大制御力がDmaxである場合には、次式(11)を満たすように設定すればよい。
W = mg / 4 (10)
Here, the road surface friction coefficient μ can be appropriately set within a range that does not exceed the road surface friction coefficient of the road surface assumed to actually travel. Further, it is conceivable that the road surface friction coefficient μ is set within the performance range of the braking motion control means 34 of the vehicle motion control means 15 used in the vehicle 12. In this case, for example, when the maximum control force in the specification of the braking motion control means 34 is D max , the following equation (11) may be set.

μ≦Dmax/4W (11)
さらに、路面摩擦係数μは、実際に車両12が走行している道路13に基づいて算出してもよい。この場合、道路13の画像または車両12の運動状態から推定する公知技術が多数知られており、公知の路面摩擦係数推定技術を用いて算出することができる。
μ ≦ D max / 4W (11)
Further, the road surface friction coefficient μ may be calculated based on the road 13 on which the vehicle 12 is actually traveling. In this case, many known techniques for estimating from the image of the road 13 or the motion state of the vehicle 12 are known, and can be calculated using a known road friction coefficient estimation technique.

回避目標位置算出手段40は、到達予測手段38により車両12が障害物14の位置に到達すると判定された場合、予測時刻Tにおいて車両12が到達し得る領域内で、車両12が障害物14の位置に到達することを回避することができる回避目標位置Gを算出する。回避目標位置Gは、予測減速移動軌跡を辿る車両12が障害物14の位置に到達することを前提として算出されるので、実施例1では、予測減速移動軌跡を辿る車両12に旋回力を加えることにより到達可能な領域に設定される。前述したように、摩擦力限界設定手段39において、車両12に生じる制動力Dおよび横力Fの合成力の限界範囲が(9)式により規定されており、この(9)式を座標上に示したものが図5に示すタイヤ摩擦円であり、この円の円周上が制動力Dおよび横力Fの合成力の限界範囲となる。この(9)式から、車両12が減速度dで減速している場合に、車両12に生じさせ得る横力Fの範囲は次式(12)、(13)で表すことができる。 Avoidance target position calculating means 40, when the vehicle 12 by the predicted arrival means 38 is determined to reach the position of the obstacle 14, in the area that may vehicle 12 reaches the predicted time T A, the vehicle 12 is obstacle 14 calculating an avoidance target position G a can be avoided from reaching the location. Avoidance target position G A, since the vehicle 12 to follow the predicted deceleration movement locus is calculated on the assumption that it reaches the position of the obstacle 14, in the first embodiment, the turning force to the vehicle 12 to follow the predicted deceleration movement locus In addition, it is set to a reachable area. As described above, in the friction force limit setting means 39, the limit range of the combined force of the braking force D and the lateral force F generated in the vehicle 12 is defined by the equation (9), and this equation (9) is expressed on the coordinates. What is shown is the tire friction circle shown in FIG. 5, and the circumference of this circle is the limit range of the combined force of the braking force D and the lateral force F. From this equation (9), the range of the lateral force F that can be generated in the vehicle 12 when the vehicle 12 is decelerated at the deceleration d 0 can be expressed by the following equations (12) and (13).

−Fmax(d)≦F≦Fmax(d) (12) −F max (d 0 ) ≦ F ≦ F max (d 0 ) (12)

Figure 0004811075

ここで、操舵されていない状態において車両12が減速度dで減速している場合、各タイヤ33が発揮する制動力は(md/4)となり、この制動力による作用点が図5のタイヤ摩擦円上でEとなる。タイヤ摩擦円が示す合成力の限界範囲から、作用点Eにある車両12には、作用点Eから横軸方向すなわち横力方向に沿う線と円との交点Eおよび交点Eで規定される線分E上にある任意の作用点に相当する横力を作用させることができることを読み取ることができる。
Figure 0004811075

Here, when the vehicle 12 is decelerating in a deceleration d 0 in a state of not being steered, the braking force each tire 33 is exerted (md 0/4), and the point of action by the braking force in FIG. 5 the E 1 in the tire friction circle. The limitation range of the resultant force indicated by the tire friction circle, the vehicle 12 in the point E 1, at the intersection E L and the intersection E R of a line and a circle along the horizontal axis or transverse force direction from the point E 1 It can be read that a lateral force corresponding to an arbitrary action point on the defined line segment E L E R can be applied.

この減速度dで減速する車両12に、作用点Eに対応する左側への横力を作用させた場合、および作用点Eに対応する右側への横力を作用させた場合において、共に横力Fmax(d)で等加速度運動するものと仮定すると、予測時刻Tにおいて車両12が到達する位置のY座標は、次式(14)で表すことができる。 When a lateral force to the left corresponding to the action point E L is applied to the vehicle 12 that is decelerated at the deceleration d 0 and a lateral force to the right corresponding to the action point E R is applied, When both the assumed that uniformly accelerated motion in the lateral force F max (d 0), Y coordinates of the position where the vehicle 12 reaches the predicted time T a can be expressed by the following equation (14).

y(T)=±Fmax(d)*T /2 (14)
この(14)式から算出された車両12の到達位置を模式的に示したのが図6であり、作用点Eに対応する到達点がAであり、作用点Eに対応する到達点がAである。なお、位置Aは、操舵されていない状態において車両12が減速度dで減速している場合、予測時刻Tに車両12が到達することが予測される位置である。このことから、線分E上の作用点を用いた場合、車両12は、線分A上に到達することとなるので、回避目標位置Gは、線分Aの範囲内に設定される。
y (T A) = ± F max (d 0) * T A 2/2 (14)
The (14) and FIG. 6 that the arrival position schematically showing a vehicle 12 which is calculated from the equation, a reaching point A R corresponding to the point E R, reached that corresponds to the point E L The point is AL . The position A 1, when the vehicle 12 is in a state of not being steered is decelerated at the deceleration d 0, which is the position where the vehicle 12 to predict the time T A is expected to arrive. From this, when the action point on the line segment E L E R is used, the vehicle 12 reaches the line segment A R A L , and therefore the avoidance target position G A is the line segment A R A L is set within the range.

さらに、実施例1では、回避目標位置算出手段40は、到達予測手段38により算出された到達状態に基づいて、線分Aの範囲内でかつ障害物14の位置に到達しない範囲内から、最も小さな移動量(操舵量)により到達できる位置に回避目標位置Gを設定する。 Further, in the first embodiment, the avoidance target position calculation unit 40 is within the range of the line segment A R A L and does not reach the position of the obstacle 14 based on the arrival state calculated by the arrival prediction unit 38. from sets the avoidance target position G a to the position that can be reached by the smallest amount of movement (steering amount).

例えば、算出された到達状態が、図4に拡大して示すように、車両12の先端部において、車両12の幅方向で見て車両12の中心から右側にbだけずれた点で障害物14を示す半径rの円の位置に到達すると予測されたものであるとする。この場合、予測時刻Tにおいて障害物14の位置に到達することを回避するためには、車両12は、位置A(Y座標が0。)を基準とすると、左側に(r−b+B/2)以上移動するか、右側に(r+b+B/2)以上移動する必要がある。さらに、障害物14が右側へ移動していることを考慮すると、位置Aから右側に回避する場合、車両12の先端部が障害物14の位置に到達しないことに加え、車両12が線分A上に到達した位置から車両12の長さ(L+L)だけ車両12が前進する間に、車両12が障害物14の位置に到達しないことが要求されることとなる。このため、位置Aから右側に回避する場合、(r+b+B/2)の移動量に、車両12が(L+L)だけ前進する間に障害物14が前進する移動量を加える必要がある。このことから、回避目標位置算出手段40は、移動量が少なくなる観点から、位置Aから左側に回避目標位置Gを設定する。実施例1では、回避目標位置Gは、(r−b+B/2)に適当な回避余裕距離Δyを加えた距離だけ、位置Aから左側に変位した位置に設定する。この回避目標位置Gの座標(x、y)は(図7参照。)、次式(15)、(16)で表すことができる。 For example, as shown in the enlarged view of FIG. 4, the calculated arrival state is that the obstacle 14 is shifted from the center of the vehicle 12 to the right by b at the front end portion of the vehicle 12 when viewed in the width direction of the vehicle 12. Is assumed to have reached the position of a circle of radius r indicating In this case, in order to avoid reaching the position of the obstacle 14 at the predicted time T A , the vehicle 12 has (r−b + B / on the left side with respect to the position A 1 (Y coordinate is 0). 2) It is necessary to move more than or to the right (r + b + B / 2) or more. Furthermore, when the obstacle 14 Considering that is moving to the right, to avoid the position A 1 to the right, in addition to the tip portion of the vehicle 12 does not reach the position of the obstacle 14, the vehicle 12 is a line segment It is required that the vehicle 12 does not reach the position of the obstacle 14 while the vehicle 12 moves forward by the length of the vehicle 12 (L F + L R ) from the position reached on A R A L. Therefore, to avoid the position A 1 to the right, it is necessary to add a movement amount of the obstacle 14 is advanced during the advance by the amount of movement of the (r + b + B / 2 ), the vehicle 12 (L F + L R) . Therefore, avoidance target position calculating means 40, from the viewpoint of the amount of movement is reduced, it sets the avoidance target position G A from the position A 1 to the left. In Example 1, the avoidance target position G A, (r-b + B / 2) by a distance obtained by adding the appropriate avoidance margin distances [Delta] y, set from the position A 1 to the position displaced to the left. The coordinates (x G , y G ) of the avoidance target position G A (see FIG. 7) can be expressed by the following expressions (15) and (16).

=x(t)−L (15)
=−(r−b+Δy+B/2) (16)
回避操作量算出手段41は、車両12が回避目標位置Gに到達するために必要な車両12への回避操作量を算出する。
x G = x P (t 0 ) -L F (15)
y G = − (r−b + Δy + B / 2) (16)
Avoidance operation quantity calculating unit 41 calculates the avoidance operation amount of the vehicle 12 required for the vehicle 12 reaches the avoidance target position G A.

実施例1では、回避操作量算出手段41は、先ず横方向の運動、すなわち道路13の幅方向となるY軸方向への運動を考える。予測時刻Tにおいて、回避目標位置GのY座標yに到達するように、等加速度運動で移動するとした場合、必要な横加速度aは次式(17)で表すことができる。 In the first embodiment, the avoidance operation amount calculation unit 41 first considers a lateral movement, that is, a movement in the Y-axis direction that is the width direction of the road 13. When it is assumed that the movement is performed with constant acceleration so as to reach the Y coordinate y G of the avoidance target position G A at the predicted time T A , the necessary lateral acceleration a y can be expressed by the following equation (17).

=2y/T (17)
この横加速度aを実現する前輪舵角を計算する必要がある。一般に前輪舵角入力に対する横加速度の応答との間には、次式(18)のような関係式を想定することができる。
a y = 2y G / T A 2 (17)
It is necessary to calculate the front wheel rudder angle that realizes the lateral acceleration ay . In general, a relational expression such as the following expression (18) can be assumed between the response of the lateral acceleration to the front wheel steering angle input.

Figure 0004811075

この(18)式において動特性の部分を表すQ(s、v)を1とみなし、定常特性の関係だけを抜き出した近似式を次式(19)に示す。
Figure 0004811075

In this equation (18), Q (s, v) representing the dynamic characteristic portion is regarded as 1, and an approximate expression in which only the relationship of the steady characteristic is extracted is shown in the following equation (19).

Figure 0004811075

以上のような伝達特性を事前に同定しておけば、(17)式の目標横加速度a を漸近的に達成するための前輪舵角目標値δが次式(20)により算出することができる。
Figure 0004811075

If the transfer characteristics as described above are identified in advance, the front wheel steering angle target value δ * for asymptotically achieving the target lateral acceleration a y * of equation (17) is calculated by the following equation (20). be able to.

Figure 0004811075

実際には、伝達関数Q(s、v)で表現される応答遅れが存在するため、直ちに目標横加速度aが得られるわけではないが、応答遅れに見合うように回避余裕距離Δを設定しておけば、車両12の障害物14の回避という目的は十分に達成することができる。
Figure 0004811075

Actually, since there is a response delay expressed by the transfer function Q (s, v), the target lateral acceleration a y is not always obtained, but the avoidance margin distance Δ y is set to match the response delay. If so, the object of avoiding the obstacle 14 of the vehicle 12 can be sufficiently achieved.

次に、縦方向の運動、すなわち道路13の方向となるX軸方向への運動を考える。車両12の減速運動に関しては、油圧制御系25から各ブレーキ26に付与されるブレーキ圧の値pと、ブレーキ圧の値pにより各ブレーキ26が動作した際に車両12に現れる挙動としての減速度d(この場合、減速度dは定常値とする。)との間の関係を事前に測定することによって、次式(21)のような関係式が得られている。   Next, consider vertical motion, that is, motion in the X-axis direction, which is the direction of the road 13. Regarding the deceleration movement of the vehicle 12, a brake pressure value p applied to each brake 26 from the hydraulic control system 25 and a deceleration as a behavior appearing on the vehicle 12 when each brake 26 is operated by the brake pressure value p. By measuring the relationship with d (in this case, the deceleration d is a steady value) in advance, the following relational expression (21) is obtained.

Figure 0004811075

そこで、減速度dに対応するブレーキ圧の値pを、関数Rの逆関数R−1を用いて、次式(22)で算出することができる。
Figure 0004811075

Therefore, the brake pressure value p * corresponding to the deceleration d 0 can be calculated by the following equation (22) using the inverse function R −1 of the function R.

Figure 0004811075

次に、本発明に係る回避操作算出装置10による障害物14を回避するための運転操作量の算出の工程を図8に示すフローチャート(これを処理Aとする。)に沿って説明する。このフローチャートは、図3に示す場面を想定している。図3は、道路13を自車両である車両12が走行しており、車両12の前方の左側から歩行者(障害物14)が道路13に飛び出してきた場面を表している。なお、このフローチャートは、車両12が走行している間、繰り返し行なわれるものである。
Figure 0004811075

Next, the process of calculating the driving operation amount for avoiding the obstacle 14 by the avoidance operation calculating device 10 according to the present invention will be described with reference to the flowchart shown in FIG. This flowchart assumes the scene shown in FIG. FIG. 3 shows a scene in which the vehicle 12, which is the host vehicle, travels on the road 13 and a pedestrian (obstacle 14) jumps out of the road 13 from the left side in front of the vehicle 12. This flowchart is repeatedly performed while the vehicle 12 is traveling.

到達可能性判定手段35は、自車情報処理部28および障害物情報処理部29で処理された情報に基づき車両12が走行している道路13を認識し、道路13に障害物14が存在しているか否かを確認し、障害物14が存在する場合ステップS2へ進み、障害物14が存在しない場合確認を継続する(ステップS1)。この際、各センサ17〜19から出力された信号に基づき自車情報処理部28および障害物情報処理部29で処理された情報は、メモリ31に格納されており、メモリ31の情報は、到達可能性判定手段35および回避操作量生成手段30よる読み取りが可能とされている。   The reachability determination means 35 recognizes the road 13 on which the vehicle 12 is traveling based on the information processed by the own vehicle information processing unit 28 and the obstacle information processing unit 29, and the obstacle 14 exists on the road 13. If the obstacle 14 exists, the process proceeds to step S2, and if the obstacle 14 does not exist, the confirmation is continued (step S1). At this time, information processed by the vehicle information processing unit 28 and the obstacle information processing unit 29 based on the signals output from the sensors 17 to 19 is stored in the memory 31, and the information in the memory 31 is reached. Reading by the possibility determination means 35 and the avoidance operation amount generation means 30 is enabled.

到達可能性判定手段35は、取得情報処理手段27で処理された情報に基づき道路13上に、障害物14(実施例1では歩行者)が存在することを検知すると、この障害物14の回避のための回避操作量の算出が必要であるか否かの判定を行う(ステップS2)。回避操作量の算出が必要であると判定した場合、座標系を設定し(図3参照。)、メモリ31に格納された情報および取得情報処理手段27で処理された情報を設定した座標系に適宜展開(図3参照。)してステップS3へ進む。回避操作量の算出が必要ないと判定した場合、フローチャートを終了する。   When the reachability determination unit 35 detects that an obstacle 14 (pedestrian in the first embodiment) exists on the road 13 based on the information processed by the acquired information processing unit 27, the avoidance of the obstacle 14 is avoided. It is determined whether or not it is necessary to calculate the avoidance operation amount for (step S2). When it is determined that it is necessary to calculate the avoidance operation amount, a coordinate system is set (see FIG. 3), and the information stored in the memory 31 and the information processed by the acquisition information processing means 27 are set to the set coordinate system. If necessary (see FIG. 3), the process proceeds to step S3. When it is determined that it is not necessary to calculate the avoidance operation amount, the flowchart is ended.

回避操作量の算出が必要であると判定された場合、自車移動軌跡算出手段36は、予測減速移動軌跡を算出し、障害物移動軌跡予測手段37は、予測障害物移動軌跡を算出する(ステップS3)。なお、障害物移動軌跡予測手段37は、障害物14が静止していると判断した場合、予測障害物移動軌跡の算出は行わない。また、自車移動軌跡算出手段36は、一般的なタイヤ摩擦円または前回のフローチャートでのタイヤ摩擦円に基づき減速度dを設定する。 When it is determined that the avoidance operation amount needs to be calculated, the own vehicle movement trajectory calculation unit 36 calculates a predicted deceleration movement trajectory, and the obstacle movement trajectory prediction unit 37 calculates a predicted obstacle movement trajectory ( Step S3). The obstacle movement trajectory predicting unit 37 does not calculate the predicted obstacle movement trajectory when it is determined that the obstacle 14 is stationary. The own vehicle movement locus calculating means 36 sets the deceleration d 0 based on a general tire friction circle or a tire friction circle in the previous flowchart.

到達予測手段38は、予測減速移動軌跡を辿る車両12が、予測障害物移動軌跡を辿る障害物14の位置に到達するか否かを判定する(ステップS4)。到達すると判定した場合、回避操作量を算出すべくステップS5に進む。到達しないと判定した場合、車両12に予測減速移動軌跡を実行させるべくステップS8に進む。なお、障害物14が静止している場合、予測障害物移動軌跡に代えて、障害物14の位置(xp0、yp0)を用いて、到達の判定をおこなう。 The arrival prediction means 38 determines whether or not the vehicle 12 that follows the predicted deceleration movement locus reaches the position of the obstacle 14 that follows the predicted obstacle movement locus (step S4). When it determines with reaching | attaining, it progresses to step S5 in order to calculate an avoidance operation amount. When it determines with not reaching | attaining, it progresses to step S8 in order to make the vehicle 12 perform an estimated deceleration movement locus. When the obstacle 14 is stationary, the arrival determination is performed using the position (x p0 , y p0 ) of the obstacle 14 instead of the predicted obstacle movement locus.

摩擦力限界設定手段39は、車両12に生じさせ得る加速力、減速力および横力の合成力の限界範囲(図5参照。)を設定する(ステップS5)。   The frictional force limit setting means 39 sets a limit range (see FIG. 5) of the combined force of acceleration force, deceleration force and lateral force that can be generated in the vehicle 12 (step S5).

回避目標位置算出手段40は、回避目標位置G(図7参照。)を算出する(ステップS6)。 The avoidance target position calculation means 40 calculates the avoidance target position G A (see FIG. 7) (step S6).

回避操作量算出手段41は、車両12が回避目標位置Gに到達するための回避操作量(図7参照。)、すなわち前輪舵角目標値δおよびブレーキ圧の値pを算出する(ステップS7)。 Avoidance operation quantity calculating unit 41, avoiding the operation amount for the vehicle 12 reaches the avoidance target position G A (see FIG. 7.), I.e., calculates a value p * of the front wheel steering angle target value [delta] * and the brake pressure ( Step S7).

ステップS4において、予測減速移動軌跡を辿る車両12が障害物14の位置に到達しないと判定された場合、回避操作量算出手段41は、予測減速移動軌跡の根拠となった減速度dを実現する操作量を回避操作量とし、減速度dを実現させるブレーキ圧の値pを算出する(ステップS8)。 In step S4, when the vehicle 12 to follow the predicted deceleration movement trajectory is determined not to reach the position of the obstacle 14, the avoidance operation amount calculating means 41, realized deceleration d 0 which became the basis for the prediction deceleration movement trajectory an operation amount and avoidance operation amount, calculates a value p * of the brake pressure to achieve the deceleration d 0 (step S8).

回避操作量算出手段41は、算出した回避操作量をバッファメモリ42に送信し、バッファメモリ42を介して、操舵角サーボコントローラ23およびブレーキコントローラ24に送信する(ステップS9)。   The avoidance operation amount calculation means 41 transmits the calculated avoidance operation amount to the buffer memory 42, and transmits it to the steering angle servo controller 23 and the brake controller 24 via the buffer memory 42 (step S9).

このフローチャートのように、回避操作算出装置10は、少ない操作量で障害物14を回避することができる回避操作量を算出する。実施例1では、回避操作算出装置10が回避制御装置11の一部を構成しており、他部である車両運動制御手段15により各最適運転操作量に応じた操舵および制動操作が実行される。   As shown in this flowchart, the avoidance operation calculation device 10 calculates an avoidance operation amount that can avoid the obstacle 14 with a small operation amount. In the first embodiment, the avoidance operation calculation device 10 constitutes a part of the avoidance control device 11, and the steering and braking operation corresponding to each optimum driving operation amount is executed by the vehicle motion control means 15 as the other part. .

障害物14の位置への到達の回避のために算出された回避操作量による車両12の移動軌跡を図7に示す。なお、図7では、予測時刻Tにおける車両12(G)および障害物14(P)を実線で示し、障害物14を検出した時刻(評価開始時刻T)における車両12(A)と、障害物14(P)と、予測時刻Tに至るまでの車両12および障害物14の移動軌跡とを二点鎖線で示している。 FIG. 7 shows a movement trajectory of the vehicle 12 based on the avoidance operation amount calculated for avoiding the arrival of the obstacle 14. In FIG. 7, the vehicle 12 (G A ) and the obstacle 14 (P 1 ) at the predicted time T A are indicated by solid lines, and the vehicle 12 (A 0 at the time when the obstacle 14 is detected (evaluation start time T S ). ) and, with the obstacle 14 (P 0), it shows the movement locus of the vehicle 12 and the obstacle 14 up to the predicted time T a by the two-dot chain line.

図7に示すように、車両12は、回避制御装置11により、障害物14の位置に到達することを回避することができる。この際、回避操作量は、図5および図6に示すように、車両12に生じさせ得る加速力、減速力および横力の合成力の限界範囲内で算出されているので、車両12に意図しない挙動が生じることはなく、的確に障害物14を回避することができる。換言すると、車両12に生じる加速力、減速力および横力の合成力が、車両12を支える各タイヤ33のグリップ力の総和を超える範囲を積極的に排除して回避操作量を算出しているので、回避操作量に応じた回避移動軌跡を確実に実現することができ、障害物14の位置への到達を回避することができる。   As shown in FIG. 7, the vehicle 12 can avoid reaching the position of the obstacle 14 by the avoidance control device 11. At this time, as shown in FIGS. 5 and 6, the avoidance operation amount is calculated within the limit range of the acceleration force, deceleration force and lateral force that can be generated in the vehicle 12. Thus, the obstacle 14 can be avoided accurately. In other words, the avoidance operation amount is calculated by actively excluding the range in which the combined force of the acceleration force, the deceleration force and the lateral force generated in the vehicle 12 exceeds the total grip force of each tire 33 supporting the vehicle 12. Therefore, the avoidance movement trajectory according to the avoidance operation amount can be reliably realized, and the arrival of the obstacle 14 at the position can be avoided.

よって、本発明に係る回避操作算出装置10では、車両12に生じさせ得る加速力、減速力および横力の合成力の限界範囲内で回避操作量が算出されているので、車両12を安定した挙動で、障害物14の位置への到達を回避することができる回避操作量を算出することができる。   Therefore, in the avoidance operation calculation device 10 according to the present invention, the avoidance operation amount is calculated within the limit range of the acceleration force, the deceleration force and the lateral force that can be generated in the vehicle 12, so that the vehicle 12 is stabilized. The avoidance operation amount that can avoid reaching the position of the obstacle 14 can be calculated from the behavior.

本発明に係る回避操作算出装置10およびこれを含む回避制御装置11の実施例2を図9および図10の図面に基づいて説明する。実施例2は、実施例1の回避操作算出装置10およびこれを含む回避制御装置11において、回避操作量算出手段41における回避操作量の算出の方法が実施例1とは異なる例である。このため、実施例2の回避操作算出装置10およびこれを含む回避制御装置11(図2参照。)は、基本的に実施例1の回避操作算出装置10およびこれを含む回避制御装置11と同様の構成および動作であり、構成の詳細な説明を省略し、かつ等しい動作についても詳細な説明を省略する。   A second embodiment of the avoidance operation calculation device 10 and the avoidance control device 11 including the avoidance operation calculation device 10 according to the present invention will be described with reference to FIGS. The second embodiment is an example in which the method of calculating the avoidance operation amount in the avoidance operation amount calculation means 41 in the avoidance operation calculation device 10 and the avoidance control device 11 including the same is different from that in the first embodiment. For this reason, the avoidance operation calculation device 10 of the second embodiment and the avoidance control device 11 (see FIG. 2) including the same are basically the same as the avoidance operation calculation device 10 of the first embodiment and the avoidance control device 11 including the same. The detailed description of the configuration is omitted, and the detailed description of the same operation is also omitted.

実施例1では、回避操作量算出手段41における回避操作量の算出の際、車両運動制御の詳細なダイナミクスや車両制御系の応答遅れを考慮せずに、簡易的な方法で回避操作量を算出する方法を示した。この実施例1に示した方法は、単純な演算規則で実現できるという長所がある。実施例2では、例えば、回避までの時間および距離等の余裕が少なく精度の高い車両運動制御が必要とされる場面において、確実な回避を実現するために制御誤差が無視できなくなる場面を想定し、車両運動のダイナミクスと制御系の時間遅れを明示的に考慮した形で回避操作量を算出する方法を示す。   In the first embodiment, when the avoidance operation amount is calculated by the avoidance operation amount calculation means 41, the avoidance operation amount is calculated by a simple method without considering the detailed dynamics of the vehicle motion control and the response delay of the vehicle control system. Showed how to do. The method shown in the first embodiment has an advantage that it can be realized by a simple calculation rule. In the second embodiment, for example, it is assumed that a control error cannot be ignored in order to realize reliable avoidance in a scene where there is little allowance for time and distance to avoid and high-precision vehicle motion control is required. The method of calculating the avoidance operation amount in a form that explicitly considers the dynamics of the vehicle motion and the time delay of the control system will be described.

実施例2では、回避操作量算出手段41における回避操作量の算出(ステップS7)の方法以外は実施例1のフローチャート(図8参照。)と同様の処理を行う。このことから、実施例2では、実施例1と同様に図3に示した場面を想定して説明し、実施例1と同様の目標回避位置G(x、y)(図6参照。)が設定されているものとする。 In the second embodiment, processing similar to the flowchart of the first embodiment (see FIG. 8) is performed except for the method of calculating the avoidance operation amount by the avoidance operation amount calculating means 41 (step S7). Therefore, in the second embodiment, the scene shown in FIG. 3 is assumed as in the first embodiment, and the target avoidance position G A (x G , y G ) similar to that in the first embodiment (see FIG. 6). )) Is set.

回避操作量算出手段41は、回避操作量の算出のために、車両の運動と制御系のモデルとしての車両モデルを導入する。車両運動モデルとしては様々なモデルを利用することができるが、実施例2では以下の車両モデルを導入する。   The avoidance operation amount calculation means 41 introduces a vehicle model as a model of the vehicle motion and control system in order to calculate the avoidance operation amount. Although various models can be used as the vehicle motion model, the following vehicle model is introduced in the second embodiment.

車両モデルは以下(23)〜(30)の微分方程式で記述される。なお、x´と表記したのはxの時間微分を示す。   The vehicle model is described by differential equations (23) to (30) below. Note that x ′ represents time differentiation of x.

x´=vcos(β+θ) (23)
y´=vsin(β+θ) (24)
θ´=γ (25)
v´=d (26)
x ′ = v cos (β + θ) (23)
y ′ = vsin (β + θ) (24)
θ ′ = γ (25)
v ′ = d (26)

Figure 0004811075

ここで、前述したように、θは車両12の姿勢角(ヨー角)、βはすべり角、vは走行速度、γはヨーレートである。また、mは車両12の重量、Iは車両12に生じる車両ヨー慣性モーメント、lは車両重心から前輪軸までの距離、lは車両重心から後輪軸までの距離を表す。Yは2つの前輪のタイヤ横力を表し、かつYは2つの後輪のタイヤ横力を表す関数であり、それぞれ前輪すべり角β、後輪すべり角βの関数であると仮定している。(29)、(30)式は、それぞれブレーキコントローラ24および操舵角サーボコントローラ23に目標指令値(回避操作量)を与えてから制御量が目標指令値に到達するまでの時間遅れを表現しており、T、Tはそれぞれの制御系の応答時定数である。ここで、前輪舵角をδとすると、前輪すべり角β、後輪すべり角βは次式(31)、(32)で表すことができる。
Figure 0004811075

Here, as described above, θ is the attitude angle (yaw angle) of the vehicle 12, β is the slip angle, v is the traveling speed, and γ is the yaw rate. Further, m is the distance of the weight of the vehicle 12, I is the vehicle yaw inertia moment generated in the vehicle 12, l f from the center of gravity of the vehicle to the front axle, l r is the distance to the rear axle from the center of gravity of the vehicle. Y f represents the tire lateral force of the two front wheels, and Y r is a function representing the tire lateral force of the two rear wheels, and is assumed to be a function of the front wheel slip angle β f and the rear wheel slip angle β r , respectively. is doing. Expressions (29) and (30) express time delays from when the target command value (avoidance operation amount) is given to the brake controller 24 and the steering angle servo controller 23 until the control amount reaches the target command value, respectively. T B and T S are response time constants of the respective control systems. Here, when the front wheel rudder angle is δ, the front wheel slip angle β f and the rear wheel slip angle β r can be expressed by the following equations (31) and (32).

β=β+lγ/v−δ (31)
β=β−lγ/v (32)
タイヤ横力Y、Yは、タイヤ摩擦力のすべり角依存性と、図5に示すタイヤ摩擦円の制約(限界範囲)とを反映した関数を用いて表すことができる。タイヤ横力の特性を近似したモデルとしては多くのモデルが提案されているが、実施例2では次式(33)、(34)の簡略化されたタイヤモデルを考える。
β f = β + l f γ / v−δ (31)
β r = β-l r γ / v (32)
The tire lateral forces Y f and Y r can be expressed using a function that reflects the slip angle dependency of the tire friction force and the constraint (limit range) of the tire friction circle shown in FIG. Many models have been proposed as models that approximate the characteristics of the tire lateral force. In the second embodiment, a simplified tire model represented by the following equations (33) and (34) is considered.

Figure 0004811075
Figure 0004811075

以上で導入した式をまとめると、車両モデルは、次式(35)で表す非線形モデルにまとめられる。   Summarizing the equations introduced above, the vehicle model is summarized into a nonlinear model represented by the following equation (35).

Figure 0004811075

車両12を精度良く回避目標位置まで到達させる回避操作量を算出するために、到達予測手段38により設定された評価開始時刻Tから、車両12が回避目標位置G(x、y)に到達する予測時刻Tに至るまでの入力ベクトルuの時系列を考え、予測時刻Tにおいて回避目標位置G(x、y)になるべく近い位置に到達するという意味で最適なuを算出する最適制御問題を考える。最適制御問題において評価関数は一般に、次式(38)で定義することができる。
Figure 0004811075

In order to calculate the avoidance operation amount for causing the vehicle 12 to reach the avoidance target position with high accuracy, the vehicle 12 detects the avoidance target position G A (x G , y G ) from the evaluation start time T S set by the arrival prediction means 38. Considering the time series of the input vector u up to the predicted time T A to reach, the optimum u in the sense that the target position G A (x G , y G ) is reached as close as possible at the predicted time T A Consider the optimal control problem to calculate In the optimal control problem, the evaluation function can be generally defined by the following equation (38).

Figure 0004811075

ただし、ψは、回避目標位置G(x、y)を基準とする予測時刻Tにおける車両12の位置の望ましさを評価する評価式であり、Lは、評価開始時刻Tから予測時刻Tまでの間の各時刻における車両12の減速操作量および操舵量からなる回避操作量の小ささの望ましさを評価する評価式であり、τは、評価開始時刻Tから予測時刻Tまで変化する積分変数である。評価式ψは次式(39)で、かつ評価式Lは次式(40)で表すことができる。
Figure 0004811075

However, ψ is an evaluation formula that evaluates the desirability of the position of the vehicle 12 at the predicted time T A based on the avoidance target position G A (x G , y G ), and L is determined from the evaluation start time T S. a evaluation formula for evaluating the deceleration operation amount and the desirability of avoiding manipulation of small consisting steering amount of the vehicle 12 at each time until the predicted time T a, tau is estimated time from the evaluation starting time T S it is an integral variable to change to T a. The evaluation formula ψ can be expressed by the following formula (39), and the evaluation formula L can be expressed by the following formula (40).

Figure 0004811075

ただし、W、W、W、Wδは各評価項に対する重みパラメータである。
Figure 0004811075

However, W x , W y , W p , W δ are weight parameters for each evaluation term.

一般に(35)式で記述されるシステムに対して、(38)式の評価関数の値が最小となる(37)式の制御入力uを求める最適制御問題を解くためのアルゴリズム(最適化アルゴリズム)としては、いくつかの公知技術が知られており、そうした公知技術を用いることで最適な制御入力uを算出することができる。   In general, an algorithm for solving an optimal control problem for obtaining a control input u of equation (37) that minimizes the value of the evaluation function of equation (38) for a system described by equation (35) (optimization algorithm) As such, several known techniques are known, and the optimal control input u can be calculated by using such known techniques.

最適化アルゴリズムのうちのいくつかは、最適解の算出に先立って適当な初期値を設定する必要があり、初期値の設定によって最適解を求めるまでの演算時間が変化することもある。効率的に解を求めるためには、なるべく最適解に近い初期値を設定することが望ましい。実施例2の回避目標位置算出手段40は、実施例1と同様に、減速度dでの減速操作(予測減速移動軌跡)で到達する位置Aを基準に、位置Aからなるべく離れない場所に回避目標位置G(x、y)を設定していることから、求めるべき最適な回避操作量は、予測時刻Tにおいて車両12が位置Aに到達する操作量、すなわち操舵されていない状態において車両12を減速度dで減速させるための操作量に近いことが予想される。この予測時刻Tにおいて車両12が位置Aに到達する操作量は、次式(41)で表すことができる。 In some of the optimization algorithms, it is necessary to set an appropriate initial value prior to the calculation of the optimal solution, and the calculation time for obtaining the optimal solution may change depending on the setting of the initial value. In order to obtain the solution efficiently, it is desirable to set an initial value as close to the optimum solution as possible. Similarly to the first embodiment, the avoidance target position calculation unit 40 according to the second embodiment is not separated from the position A 1 as much as possible with reference to the position A 1 that is reached by the deceleration operation (predicted deceleration movement trajectory) at the deceleration d 0. Since the avoidance target position G A (x G , y G ) is set at the place, the optimum avoidance operation amount to be obtained is the operation amount at which the vehicle 12 reaches the position A 1 at the predicted time T A , that is, steering. it is expected close to the operation amount for decelerating the vehicle 12 in deceleration d 0 in not even state is. Operation amount vehicle 12 reaches the position A 1 in this prediction time T A can be expressed by the following equation (41).

Figure 0004811075

このため、(41)式を最適化計算の初期値とすることが、効率的に解を求めるための有効な手段であると考えられる。
Figure 0004811075

For this reason, using the equation (41) as an initial value for the optimization calculation is considered to be an effective means for efficiently obtaining a solution.

実施例2の場合、最適な回避操作量は、ブレーキ圧の値pにより制御される減速操作量、および前輪舵角δにより制御される操舵量からなるので、減速操作量および操舵量の時系列が算出される。実際の最適な回避操作量の算出にあたっては、評価区間を適当なステップ数N(所定の間隔)で分割して、各離散化ステップ時点における最適な回避操作量の値を算出することになる。このような最適制御問題を解くことによって得られる結果(回避操作量)の一例を図10に示す。車両モデルに応答遅れを考慮したモデルを用いることで、実際の操作量よりも大きな指令値を算出して応答遅れを補償した操作量指令値(回避操作量)の時系列が自動的に算出されている。   In the case of the second embodiment, the optimum avoidance operation amount includes the deceleration operation amount controlled by the brake pressure value p and the steering amount controlled by the front wheel steering angle δ. Is calculated. In calculating the actual optimum avoidance operation amount, the evaluation section is divided by an appropriate number of steps N (predetermined intervals), and the optimum avoidance operation amount value at each discretization step is calculated. An example of a result (avoidance operation amount) obtained by solving such an optimal control problem is shown in FIG. By using a model that takes into account the response delay in the vehicle model, a time series of the operation amount command value (avoidance operation amount) that calculates a command value larger than the actual operation amount and compensates for the response delay is automatically calculated. ing.

図10(a)は、車両12の減速度と時間との関係を示すグラフであり、応答遅れを考慮しない場合に算出される理想の減速操作量で車両12を制御した場合に車両12に生じることが予想される予想減速度dを実線で示し、算出された減速操作量で車両12を制御した場合に車両12に生じる減速度である減速指令値dを破線で示している。減速指令値dは、評価開始時刻Tにおいて、応答遅れに対応するために理想の減速操作量よりも大きな減速度dsmaxが減速指令値とされており、遅れ時刻T以降は、予想減速度dに等しい減速指令値dとされている。 FIG. 10A is a graph showing the relationship between the deceleration of the vehicle 12 and time, and occurs in the vehicle 12 when the vehicle 12 is controlled with an ideal deceleration operation amount calculated when the response delay is not taken into consideration. it is indicative of expected deceleration d c anticipated by the solid line, shows a deceleration command value d s is the deceleration occurring on the vehicle 12 when controlling the vehicle 12 by a broken line in the calculated deceleration operation amount. Deceleration command value d s is the evaluation start time T S, the large deceleration d smax than the deceleration operation amount of ideal to accommodate a response delay which is a deceleration command value, the delay time T 1 after the expected It is equal deceleration command value d s to deceleration d c.

また、図10(b)は、車両12の操舵量と時間との関係を示すグラフであり、応答遅れを考慮しない場合に算出される理想の操舵量で車両12を制御した場合に車両12に生じることが予想される予想操舵量δを実線で示し、算出された操舵量で車両12を制御した場合に車両12に生じる操舵量である操舵量指令値δを破線で示している。操舵量指令値δは、評価開始時刻Tにおいて、応答遅れに対応するために理想の操舵量よりも大きな操舵量δsmaxが操舵量指令値とされており、遅れ時刻T以降操舵量が減少している予想操舵量δに対応して、時刻T以降は、予想操舵量δに等しい操舵量指令値δとされている。 FIG. 10B is a graph showing the relationship between the steering amount of the vehicle 12 and time. When the vehicle 12 is controlled with the ideal steering amount calculated when the response delay is not taken into consideration, the vehicle 12 is shown. An expected steering amount δ c that is expected to be generated is indicated by a solid line, and a steering amount command value δ s that is a steering amount generated in the vehicle 12 when the vehicle 12 is controlled by the calculated steering amount is indicated by a broken line. The steering amount command value δ s has a steering amount command value δ smax that is larger than the ideal steering amount in order to cope with a response delay at the evaluation start time T S , and the steering amount after the delay time T 1 . There was corresponding to the expected steering amount [delta] c being reduced, the time T 2, after being equal to the expected steering amount [delta] c steering amount command value [delta] s.

車両運動制御手段15は、バッファメモリ42に最適な回避操作量(N個のブレーキ圧の値pおよび前輪舵角δ)の時系列のデータが格納されると起動され、バッファメモリ42に格納されたデータをT/Nの時間周期で最適運転操作量の時系列に沿って順番に読み込み、読み込まれた最適な減速操作量であるブレーキ圧の値pに応じてブレーキコントローラ24が油圧制御系25を制御し、かつ読み込まれた最適な操舵量である前輪舵角δを目標舵角として操舵制御手段32が前輪操舵角のサーボ制御を実行する。車両運動制御手段15は、予測時刻Tに至り、バッファメモリ42に格納された回避操作量がすべて読み出されると、回避制御の実行を終了し、この終了と共に車両12は、運転者が運転操作を行う通常走行の状態に復帰する。 The vehicle motion control means 15 is activated when time series data of optimum avoidance operation amounts (N brake pressure values p * and front wheel steering angle δ * ) is stored in the buffer memory 42. The stored data is sequentially read in the time series of the optimum driving operation amount in a time period of T / N, and the brake controller 24 performs hydraulic pressure according to the brake pressure value p * which is the optimum deceleration operation amount read. The steering control means 32 performs servo control of the front wheel steering angle by controlling the control system 25 and setting the read front steering angle δ * which is the optimum steering amount as the target steering angle. Vehicle motion control unit 15 reaches the predicted time T A, the avoidance operation quantity stored in the buffer memory 42 is read all ends the execution of the avoidance control, the vehicle 12 together with the end of the driver driving operation Return to the normal running state.

実施例2の回避操作算出装置10および回避制御装置11では、車両運動のダイナミクスと制御系の時間遅れを考慮して回避操作量を算出しているので、回避までの余裕(時間および距離等の)が少なく精度の高い車両運動制御が必要とされる場面であっても、確実な回避を実現することができる。   In the avoidance operation calculation device 10 and the avoidance control device 11 according to the second embodiment, the avoidance operation amount is calculated in consideration of the dynamics of the vehicle motion and the time delay of the control system. ) Can be reliably avoided even in a scene that requires high-precision vehicle motion control.

本発明に係る回避操作算出装置10およびこれを含む回避制御装置11の実施例3を図11から図14までの図面に基づいて説明する。実施例3は、実施例2の回避操作算出装置10およびこれを含む回避制御装置11と同様の構成であり、かつ回避操作量算出手段41における回避操作量の算出の方法も実施例2と同様である。このため、回避操作算出装置10およびこれを含む回避制御装置11の構成の詳細な説明を省略し、かつ等しい動作についても詳細な説明を省略する。   A third embodiment of the avoidance operation calculation device 10 and the avoidance control device 11 including the avoidance operation calculation device 10 according to the present invention will be described with reference to FIGS. 11 to 14. The third embodiment has the same configuration as the avoidance operation calculation device 10 of the second embodiment and the avoidance control device 11 including the same, and the avoidance operation amount calculation method in the avoidance operation amount calculation means 41 is the same as that of the second embodiment. It is. For this reason, detailed description of the configuration of the avoidance operation calculation device 10 and the avoidance control device 11 including the same is omitted, and detailed description of equivalent operations is also omitted.

実施例3の回避操作算出装置10およびこれを含む回避制御装置11は、一定の制御時間を設定し、この制御時間毎に障害物140の予測障害物移動軌跡を算出し、算出された予測障害物移動軌跡を辿る障害物140の位置に、算出された回避操作量を辿る車両120が到達するか否かを制御時間毎に判定し、必要であれば回避操作量を再び算出し直すものである。これは、障害物140(図11参照。)が、評価開始時刻Tにおいて障害物移動軌跡予測手段37により算出された予測障害物移動軌跡とは異なる挙動を、評価開始時刻Tの後にした場合であっても、この障害物140の挙動の変化に対応することができる回避操作量を算出できるようにしたものである。 The avoidance operation calculation device 10 and the avoidance control device 11 including the same set a certain control time, calculate the predicted obstacle movement trajectory of the obstacle 140 for each control time, and calculate the predicted failure It is determined at every control time whether or not the vehicle 120 that follows the calculated avoidance operation amount reaches the position of the obstacle 140 that follows the object movement trajectory, and if necessary, the avoidance operation amount is recalculated. is there. This obstacle 140 (see FIG. 11.) Is a different behavior than the predicted obstacle movement locus calculated by the obstacle movement locus prediction unit 37 in the evaluation start time T S, and after the evaluation start time T S Even in this case, the avoidance operation amount that can cope with the change in the behavior of the obstacle 140 can be calculated.

実施例3では、図11に示すように、現在時刻tに至るまでに、車両120が位置Aから位置A01へと移動した際、障害物140(歩行者)が位置Pから位置P01へと移動し、その後、移動を停止する場面を想定している。 In the third embodiment, as shown in FIG. 11, when the vehicle 120 moves from the position A 0 to the position A 01 until the current time t 0 , the obstacle 140 (pedestrian) is moved from the position P 0 to the position P 0. The scene is assumed to move to P 01 and then stop moving.

実施例3においてマイクロプロセッサ20で実行される車両制御のフローチャートを図12に示し、この処理を処理Bとする。図12のフローチャートの処理は、一定の制御時間毎に繰り返し実行されることを前提としている。なお、この図12のフローチャートにおいて現在時刻tとは、フローチャートによる処理を開始した時刻をいう。 A flow chart of vehicle control executed by the microprocessor 20 in the third embodiment is shown in FIG. The process of the flowchart of FIG. 12 is premised on being repeatedly executed at regular control times. In the current time t 0 the flowchart of FIG. 12 refers to a time that initiated the process in the flowchart.

回避操作量算出手段41は、到達回避制御が実行されているか否かを判定する(ステップS1)。この判定方法として、例えば、回避操作量算出手段41は、バッファメモリ42をチェックし、バッファメモリ42に現在時刻t以降に対応する指令値(回避操作量)が格納されていれば到達回避制御を実行中であり、そうでなければ到達回避制御は実行されていない、と判定することができる。到達回避制御を実行中であればステップS4に進み、実行中でなければステップS2に進む。 The avoidance operation amount calculation means 41 determines whether or not arrival avoidance control is being executed (step S1). As the determination method, for example, avoidance operation amount calculation unit 41 checks the buffer memory 42, the current time t 0 corresponding command value after the buffer memory 42 (avoidance operation amount) reaches avoidance control if it is stored It is possible to determine that the arrival avoidance control is not executed otherwise. If the arrival avoidance control is being executed, the process proceeds to step S4. If not, the process proceeds to step S2.

到達回避制御の実行中でない場合、回避操作量生成手段30および到達可能性判定手段35は、処理A(図8に示したフローチャート)に沿って回避操作量の算出を行う(ステップS2)。回避操作量生成手段30および到達可能性判定手段35は、現在時刻tにおける車両120の自車情報、障害物140の情報およびそれに基づく予測障害物移動軌跡をもとに、回避操作量の算出をやり直す。実施例3では、算出のやり直しの際、現在時刻tを評価開始時刻Tとし、実施例2と同様に、評価開始時刻Tから予測時刻Tに至るまでの回避操作量の時系列を算出する。 When the arrival avoidance control is not being executed, the avoidance operation amount generation means 30 and the reachability determination means 35 calculate the avoidance operation amount along the process A (the flowchart shown in FIG. 8) (step S2). The avoidance operation amount generation means 30 and the reachability determination means 35 calculate the avoidance operation amount based on the own vehicle information of the vehicle 120 at the current time t 0, the information of the obstacle 140, and the predicted obstacle movement locus based on the information. Try again. In the third embodiment, when the calculation is re-executed, the current time t 0 is set as the evaluation start time T S, and the time series of the avoidance operation amount from the evaluation start time T S to the predicted time T A as in the second embodiment. Is calculated.

回避操作量算出手段41は、ステップS2の処理Aにおいて回避操作量が算出されたか否かを判定する(ステップS3)。この判定方法として、ステップS2での処理Aに沿う回避操作量の算出の処理において、回避操作量を算出する必要がないと判定された場合(図8のフローチャートのステップS2における到達可能性判定手段35による判定。)、回避操作量が算出されていないと判定することができ、それ以外ならば回避操作量が算出されていると判定することができる。回避操作量が算出されていない場合フローチャートを終了し、回避操作量が算出されている場合、ステップS7に進む。   The avoidance operation amount calculation means 41 determines whether or not an avoidance operation amount has been calculated in the process A of step S2 (step S3). As this determination method, when it is determined that it is not necessary to calculate the avoidance operation amount in the process of calculating the avoidance operation amount along the process A in step S2 (reachability determination means in step S2 of the flowchart of FIG. 8). 35)), it can be determined that the avoidance operation amount has not been calculated, otherwise it can be determined that the avoidance operation amount has been calculated. If the avoidance operation amount has not been calculated, the flowchart is terminated. If the avoidance operation amount has been calculated, the process proceeds to step S7.

ステップS1において到達回避制御が実行されていると判定された場合、回避操作量算出手段41は、車両120が回避操作量を辿った場合の予測回避移動軌跡を算出し、障害物移動軌跡予測手段37は、現在時刻tにおける障害物140の情報に基づいた予測障害物移動軌跡を算出する(ステップS4)。 If it is determined in step S1 that the arrival avoidance control is being executed, the avoidance operation amount calculation unit 41 calculates a prediction avoidance movement locus when the vehicle 120 has followed the avoidance operation amount, and the obstacle movement locus prediction means. 37 calculates a predicted obstacle movement locus based on information of the obstacle 140 at the current time t 0 (step S4).

車両120の予測回避移動軌跡は、例えば、次のように算出することができる。実行されている到達回避制御での評価開始時刻Tにおいて到達回避制御が開始され、予測時刻Tまでの回避操作量u(t)(T≦t≦T)が生成されたものとする。生成されたu(t)に従って到達回避制御を実行し、現在時刻tにおいて(36)式で定義された車両120の状態ベクトルがx(t)に変化したとする。この時、予測時刻Tまでの車両運動軌跡x(t)(t≦t≦T)は、x(t)を初期値として(35)式の微分方程式を順方向に予測時刻Tまで積分することによって算出することができる。なお、障害物140が移動をしている場合、評価開始時刻Tから現在時刻tまでの障害物140の情報に基づいて、実施例1と同様に、予測回避移動軌跡を算出することができる。 The prediction avoidance movement trajectory of the vehicle 120 can be calculated as follows, for example. Reaching avoidance control in the evaluation start time T S in reaching avoidance control is executed is started, and that avoidance operation amount until the predicted time T A u (t) (T S ≦ t ≦ T A) is generated To do. It is assumed that the arrival avoidance control is executed according to the generated u (t), and the state vector of the vehicle 120 defined by the equation (36) is changed to x (t 0 ) at the current time t 0 . At this time, the vehicle motion trajectory x (t) (t 0 ≦ t ≦ T A) up to the predicted time T A is, x (t 0) time to predict the differential equation as an initial value (35) in the forward direction T It can be calculated by integrating up to A. When the obstacle 140 is moving, the prediction avoidance movement trajectory can be calculated based on the information on the obstacle 140 from the evaluation start time T S to the current time t 0 as in the first embodiment. it can.

また、障害物140の予測障害物移動軌跡は、現在時刻tにおいて障害物140が位置P01{x(t)、y(t)}に到達し、位置P01で動きが停止したとすれば、予測時刻Tまでの間、障害物140はずっと位置P01に留まり続けるという予測が得られることとなり、このような予測に基づき算出することができる。 The predicted obstacle movement trajectory of the obstacle 140 is that the obstacle 140 reaches the position P 01 {x p (t 0 ), y p (t 0 )} at the current time t 0 , and the movement at the position P 01 if stopped, until the predicted time T a, the obstacle 140 is much becomes the prediction that continues remain in position P 01 is obtained, can be calculated on the basis of such predictions.

到達予測手段38は、ステップS4で算出された予測回避移動軌跡および予測障害物移動軌跡に基づき、現在の到達回避制御を実行し続けた場合に車両120が障害物140の位置に到達するか否かを判定する(ステップS5)。到達しないと判定した場合、ステップS7に進み、到達すると判定した場合(図11参照。)、ステップS6に進む。   The arrival prediction unit 38 determines whether or not the vehicle 120 reaches the position of the obstacle 140 when the current arrival avoidance control is continuously executed based on the predicted avoidance movement trajectory and the predicted obstacle movement trajectory calculated in step S4. Is determined (step S5). If it is determined that it does not reach, the process proceeds to step S7, and if it is determined that it reaches (see FIG. 11), the process proceeds to step S6.

到達すると判定されると、回避操作量算出手段41は、バッファメモリ42に格納されている指令値(回避操作量)をすべてクリアして、ステップ2へ進む(ステップS6)。   If it is determined that it reaches, the avoidance operation amount calculation means 41 clears all the command values (avoidance operation amount) stored in the buffer memory 42, and proceeds to Step 2 (Step S6).

到達しないと判定されると、回避操作量算出手段41は、算出した回避操作量をバッファメモリ42に送信し、バッファメモリ42を介して、操舵角サーボコントローラ23およびブレーキコントローラ24に送信する(ステップS7)。   If it is determined that it does not reach, the avoidance operation amount calculation means 41 transmits the calculated avoidance operation amount to the buffer memory 42 and transmits it to the steering angle servo controller 23 and the brake controller 24 via the buffer memory 42 (step). S7).

なお、ステップS2において、回避操作をやり直す場合(ステップS6からステップS2に進んだ場合)であっても、その処理の内容は実施例2に示したものと同様である。例えば、図13に示すように、車両120が、現在時刻tにおいて、評価開始時刻Tにおける位置A(図11参照。)から位置A01へと移動した場合、位置A01における車両120の自車状態を基準として、一定減速度dで減速した場合の予想到達位置A11に基づき、タイヤ摩擦円(図5参照。)から円周上の作用点に対応する予想到達点AL0、AR0を算出する。図13に示すように、実施例3では、位置A11、位置AL0が共に到達を避けられない結果が予想されているので、位置A11から右側の位置AR0に近い位置に回避目標位置GA3(図14参照。)が設定されることとなる。回避目標位置をGA3に設定し直すと、現在時刻tで算出される回避操作量は、図14のような車両運動軌跡をたどるような操作量となる。以上のような構成により、障害物140が突然その挙動を変えた場合でも、挙動変化に対応した回避操作量を得ることができる。なお、図14では、予測時刻Tにおける車両120(GA3)および障害物140(P01)を実線で示し、当初設定された評価開始時刻Tにおける車両120(A)と、算出のし直しを開始した現在時刻tにおける車両120(A01)と、予測時刻Tに至るまでの車両120の移動軌跡とを二点鎖線で示している。 Even when the avoidance operation is performed again at step S2 (when the process proceeds from step S6 to step S2), the content of the process is the same as that shown in the second embodiment. For example, as shown in FIG. 13, when the vehicle 120 moves from the position A 0 (see FIG. 11) at the evaluation start time T S to the position A 01 at the current time t 0 , the vehicle 120 at the position A 01 the vehicle state as the basis for, based on the predicted arrival position a 11 when decelerated at a constant deceleration d 0, the predicted arrival point a L0 corresponding to the point on the circumference of the tire friction circle (see Fig. 5.) , A R0 is calculated. As shown in FIG. 13, in Example 3, since it is predicted that both the position A 11 and the position A L0 cannot be reached, the avoidance target position is closer to the right position A R0 from the position A 11. G A3 (see FIG. 14) is set. When the avoidance target position reset to G A3, avoidance operation amount calculated at the current time t 0 is a manipulated variable that follows a vehicle moving path as shown in FIG. 14. With the above configuration, even when the obstacle 140 suddenly changes its behavior, an avoidance operation amount corresponding to the behavior change can be obtained. In FIG. 14, the vehicle 120 (G A3 ) and the obstacle 140 (P 01 ) at the predicted time T A are indicated by solid lines, and the vehicle 120 (A 0 ) at the initially set evaluation start time T S and the calculation A two-dot chain line shows the vehicle 120 (A 01 ) at the current time t 0 when the re-start is started and the movement locus of the vehicle 120 up to the predicted time T A.

実施例3の回避操作算出装置10およびこれを含む回避制御装置11では、回避制御を実行している際、障害物140の挙動が評価開始時刻Tで予測されたものから変化した場合であっても、障害物140の挙動の変化に対応した回避操作量を算出することができる。このため、例えば、車両120が位置Aから位置A01へと移動した際、障害物140(歩行者)が位置Pから位置P01へと移動し、その後、移動を停止した場合であっても、図14に示すように、障害物140の位置に到達することのない回避操作量を算出し、実行することができる。 The avoidance control device 11 avoids including operation calculation device 10 and the same of Example 3, when running avoidance control, there in case the behavior of the obstacle 140 has changed from that predicted by the evaluation start time T S However, the avoidance operation amount corresponding to the change in the behavior of the obstacle 140 can be calculated. For this reason, for example, when the vehicle 120 moves from the position A 0 to the position A 01 , the obstacle 140 (pedestrian) moves from the position P 0 to the position P 01 and then stops moving. However, as shown in FIG. 14, it is possible to calculate and execute the avoidance operation amount that does not reach the position of the obstacle 140.

本発明に係る回避操作算出装置10およびこれを含む回避制御装置11の実施例4を図15から図17までの図面に基づいて説明する。   Example 4 of the avoidance operation calculation device 10 and the avoidance control device 11 including the avoidance operation calculation device 10 according to the present invention will be described with reference to FIGS. 15 to 17.

本発明の実施例4では、実施例1ないし実施例3の回避操作算出装置10およびこれを含む回避制御装置11とは、回避操作算出装置10の回避目標位置算出手段40による回避目標位置の設定方法が異なる例である。   In the fourth embodiment of the present invention, the avoidance operation calculating device 10 of the first to third embodiments and the avoidance control device 11 including the avoidance operation calculating device 10 are set by the avoidance target position calculating means 40 of the avoidance operation calculating device 10. This is an example of a different method.

実施例4の回避操作算出装置10およびこれを含む回避制御装置11(図2参照。)は、基本的に実施例1の回避操作算出装置10およびこれを含む回避制御装置11と同様の構成であり、等しい個所については詳細な説明を省略する。また、回避操作量の算出については、実施例3と同様であり、等しい動作についても詳細な説明を省略する。   The avoidance operation calculating device 10 of the fourth embodiment and the avoidance control device 11 including the avoidance operation calculating device 11 (see FIG. 2) basically have the same configuration as the avoidance operation calculating device 10 of the first embodiment and the avoidance control device 11 including the same. Yes, detailed description of the same parts will be omitted. The calculation of the avoidance operation amount is the same as that in the third embodiment, and detailed description of the same operation is omitted.

実施例4では、実施例1および実施例2と同様の図3に示す場面を想定している。実施例4では、回避目標位置GA4(図16および図17参照。)の算出にあたって、実施例1ないし実施例3のように、タイヤ摩擦円で示す限界範囲(図5参照。)から減速度dで固定した線分Eの中の作用点に基づいて回避目標位置G(図7参照。)を算出することに代えて、図15に示すように減速度を変更する場合も含めて適切な回避目標位置GA4を探す構成を示す。 In the fourth embodiment, the scene shown in FIG. 3 similar to the first and second embodiments is assumed. In the fourth embodiment, when calculating the avoidance target position G A4 (see FIGS. 16 and 17), as in the first to third embodiments, deceleration is performed from the limit range indicated by the tire friction circle (see FIG. 5). When the deceleration is changed as shown in FIG. 15 instead of calculating the avoidance target position G A (see FIG. 7) based on the action point in the line segment E L E R fixed at d 0 . A configuration for searching for an appropriate avoidance target position GA4 is also shown.

さらに、実施例4では障害物1400が左方向から接近していることを考慮して、回避目標位置GA4の設定範囲を右方向への回避に限定して実施する構成とした。この例では、評価開始時刻Tにおいて位置Aに存在する車両1200が、タイヤ摩擦力の作用点の限界範囲に対応する以下(a)〜(d)の操作量で動作した場合に、予測時刻Tにおいて到達することが予想される4点で囲まれる領域を考えている。
(a)減速度d、横力0
(b)減速度d、右横力 最大
(c)減速度0、横力0
(d)減速度0、右横力 最大
このうち、(a)、(b)は、図5でも考慮した作用点E、Eである。(c)は、到達回避操作を何も行わずに評価開始時刻Tにおける走行を続けることに対応し、ここでは作用点Eと表記する。(d)はまったく減速をせずに右方向へ限界まで操舵することに対応し、ここでは作用点Eと表記する。以上のように作用点を定義すると、それぞれの作用点に対応する自車の予測時刻Tにおける到達点A、A、A、A(図16参照。)を算出することができる。回避目標位置算出手段40は、この四角形Aで規定された領域の中から回避目標位置GA4を設定する。
Further, in the fourth embodiment, in consideration of the obstacle 1400 approaching from the left direction, the setting range of the avoidance target position GA4 is limited to avoiding in the right direction. In this example, the prediction is made when the vehicle 1200 existing at the position A 0 at the evaluation start time T S operates with the following operation amounts (a) to (d) corresponding to the limit range of the application point of the tire friction force. A region surrounded by four points that are expected to reach at time TA is considered.
(A) Deceleration d 0 , lateral force 0
(B) Deceleration d 0 , right lateral force Maximum (c) Deceleration 0, lateral force 0
(D) deceleration 0, Migiyokoryoku up these, (a), (b) is a 5 action point considering any E 1, E R. (C) corresponds to continuing traveling at the evaluation start time T S without performing any arrival avoiding operation, and is represented as an action point E 3 here. (D) are corresponding to steering to the limit to the right without completely decelerating, here referred to as the point E 2. It can be calculated more By defining the point as the arrival point A 1 in the prediction time T A of the vehicle corresponding to the respective working point, A R, A 3, A 2 ( see FIG. 16.) . The avoidance target position calculation means 40 sets the avoidance target position G A4 from the area defined by the quadrangle A 1 A R A 3 A 2 .

予測時刻Tにおいて、車両1200が障害物1400の予想到達位置Pよりも前方に到達していれば、それ以降の時間に障害物1400と衝突する可能性はなくなる。従って、X軸方向には位置Pを中心とする半径rの占有領域からΔの間隔を置いた仮想線sよりも前方に回避目標位置を設定することが望ましい。また、位置Pよりも左側の領域では、車両1200が回避目標位置に到達する過程において障害物1400の位置に到達してしまう虞があり回避目標位置として望ましくない。そこで、Y軸方向にも位置Pを中心とする半径rの占有領域からΔの間隔を置いた仮想線sよりも右側に回避目標位置を設定することが望ましい。四角形Aの領域内で、位置Pを中心とする半径rの占有領域から2本の仮想線s、sにより間隔を置いた領域の中から、車両の幅と長さを考慮した上で最も位置Aに近い場所に回避目標位置を設定する。図14の場合、回避目標位置GA4の座標は、次式(42)で表すことができる。 In the prediction time T A, the vehicle 1200 if reaching forward from the predicted arrival position P 1 of the obstacle 1400, will not likely to collide with the obstacle 1400 to a later time. Therefore, in the X-axis direction, it is desirable to set the avoidance target position ahead of the imaginary line s x spaced by Δ x from the occupied area of the radius r centered on the position P 1 . Further, in the left area from the position P 1, the vehicle 1200 is undesirable as fear may avoid target position would reach the position of the obstacle 1400 in the process of reaching the avoidance target position. Therefore, it is desirable to set the avoidance target position on the right side of the imaginary line s y that is spaced by Δ y from the occupied area having the radius r centered on the position P 1 in the Y-axis direction. Within the area of the quadrangle A 1 A R A 3 A 2 , the width of the vehicle from the area spaced by the two virtual lines s x and s y from the occupied area of radius r centered on the position P 1 DOO sets the avoidance target located close to the most position a 1 in consideration of length. In the case of FIG. 14, the coordinates of the avoidance target position GA4 can be expressed by the following equation (42).

A4{x(t)+Δ+B/2 , y(t)+Δ+L} (42)
それ以外の処理は実施例2および実施例3と同様である。
G A4 {x p (t A ) + Δ x + B / 2, y p (t A ) + Δ y + L R } (42)
Other processes are the same as those in the second and third embodiments.

このようにして回避目標位置GA4を算出した結果、現在時刻tにおいて算出される回避操作量に従って到達回避制御を行った場合の車両1200の移動軌跡は図17に示すものとなり、減速度を緩めて右方向へ回避することによって、障害物1400の挙動の不確実性の影響を受けることなく余裕のある到達回避運動を実現することができる。なお、図17では、予測時刻Tにおける車両1200(GA4)および障害物1400(P)を実線で示し、評価開始時刻Tにおける車両1200(A)および障害物1400(P)と、予測時刻Tに至るまでの車両1200および障害物1400の移動軌跡とを二点鎖線で示している。 Thus the results of calculating the avoidance target position G A4, the movement locus of the vehicle 1200 in the case of performing reached avoidance control according avoidance operation quantity calculated at the current time t 0 becomes one shown in FIG. 17, the deceleration By loosening and avoiding in the right direction, it is possible to realize a reaching avoidance motion with a margin without being affected by the uncertainty of the behavior of the obstacle 1400. In FIG. 17, the vehicle 1200 (G A4 ) and the obstacle 1400 (P 1 ) at the predicted time T A are indicated by solid lines, and the vehicle 1200 (A 0 ) and the obstacle 1400 (P 0 ) at the evaluation start time T S are shown. When shows the movement locus of the vehicle 1200 and an obstacle 1400 up to the predicted time T a by the two-dot chain line.

実施例1ないし実施例3では、図5に示すように、当初設定した減速度dは固定した上で、それに追加して発生させ得る横力の範囲内で回避目標位置の設定を行ない、回避目標位置Gを設定していた。これは、減速して車速を落とすことは安全確保のための基本的操作であることによる。 In the first to third embodiments, as shown in FIG. 5, the initially set deceleration d 0 is fixed, and the avoidance target position is set within the range of lateral force that can be additionally generated. the avoidance target position G a has been set. This is because it is a basic operation for ensuring safety to decelerate and reduce the vehicle speed.

これに対し、実施例4に示した回避操作量の算出方法では、減速度を当初の設定値であるdよりも小さく修正し、この修正により拡がった生じさせ得る横力の範囲を利用することを考慮して回避目標位置GA4を設定する。これにより、実施例4の算出方法では、タイヤ摩擦力の制約によって発生させ得る横力の範囲を広げることができ、横方向への回避の余地を大きくすることができる。 In contrast, in the method of calculating the avoidance operation amount shown in Example 4, the deceleration is corrected less than d 0 is the initial setting value, using the range of lateral forces that can cause that has spread this modified In consideration of this, the avoidance target position GA4 is set. Thereby, in the calculation method of Example 4, the range of the lateral force that can be generated by the restriction of the tire frictional force can be widened, and the room for avoidance in the lateral direction can be increased.

また、実施例1ないし実施例3では、図3で想定する場面において、到達予測手段38により算出された判定結果に基づき、移動量(操舵量)が小さい左側に回避目標位置Gを設定していた。このような回避目標位置の設定は、障害物の挙動の予測の精度が高い場合には合理的な目標設定であると共に、移動量(操舵量)を小さくできるという利点がある。 In Example 1 to Example 3, the scene assumed in FIG. 3, on the basis of the determination result calculated by the estimated arrival means 38, movement amount (steering amount) is set around the target position G A on the left side is smaller It was. Such setting of the avoidance target position is not only a reasonable target setting when the accuracy of predicting the behavior of the obstacle is high, but also has an advantage that the movement amount (steering amount) can be reduced.

これに対し、実施例4では、到達回避制御が開始された直後から、障害物1400が存在する方向とは逆の方向へ向かう回避操作量が算出されかつ実行されることから、運転者に違和感を覚えさせることのない回避操作量を算出し実行することができる。   On the other hand, in Example 4, since the avoidance operation amount toward the direction opposite to the direction in which the obstacle 1400 exists is calculated and executed immediately after the arrival avoidance control is started, the driver feels uncomfortable. Can be calculated and executed.

なお、実施例4では、タイヤ摩擦力の作用点の限界範囲に対応する操作量を4点設定して、四角形Aの領域の中から回避目標位置GA4を設定する構成であったが、この点数は適宜増やすことができる。点数を増やすと演算量が増加するが、よりタイヤ摩擦円により規定される各タイヤ33の限界範囲に近い領域から回避目標位置を設定することができる。 In the fourth embodiment, four operation amounts corresponding to the limit range of the application point of the tire friction force are set, and the avoidance target position G A4 is set from the area of the quadrilateral A 1 A R A 0 A 2. Although it was a structure, this score can be increased suitably. Increasing the number of points increases the amount of calculation, but the avoidance target position can be set from a region closer to the limit range of each tire 33 defined by the tire friction circle.

よって、本発明に係る回避操作算出装置によれば、制動制御および操舵制御により安定した挙動で、すなわち自車両に作用する力を自車両のタイヤのグリップ力の最大値よりも小さな範囲内として自車両が障害物の位置に到達することを回避することができる運転操作量を算出することができる。   Therefore, according to the avoidance operation calculation device according to the present invention, the behavior that is stable by the braking control and the steering control, that is, the force acting on the host vehicle is set within a range smaller than the maximum value of the grip force of the host vehicle tire. A driving operation amount that can avoid the vehicle from reaching the position of the obstacle can be calculated.

また、本発明に係る回避制御装置によれば、制動制御および操舵制御により安定した挙動で、すなわち自車両に作用する力を自車両のタイヤのグリップ力の最大値よりも小さな範囲内として自車両が障害物の位置に到達することを回避することができる運転操作により障害物を回避させる車両の回避操作を行うことができる。   Further, according to the avoidance control device according to the present invention, the host vehicle has a stable behavior by the braking control and the steering control, that is, the force acting on the host vehicle is set within a range smaller than the maximum value of the grip force of the tire of the host vehicle. The vehicle avoiding operation for avoiding the obstacle can be performed by the driving operation capable of avoiding reaching the position of the obstacle.

請求項1および請求項17の発明によれば、自車両に生じる加速力、減速力および横力の合成力が、自車両のタイヤのグリップ力の最大値よりも小さな範囲内となるように、回避操作量が算出されるので、自車両に予期しない挙動を生じさせることなく、障害物の位置への到達を回避させることができる回避操作量を算出することができる。
また、請求項1および請求項17の発明によれば、評価関数の最適化に基づいて回避操作量を時系列として求めることができるので、単一の目標制御量を決める場合と比較して、より滑らかで精度の高い回避操作量を算出することができる。
According to the invention of claim 1 Contact and claim 17, acceleration forces generated in the vehicle, so that the resultant force of the deceleration force and the lateral force, and the smaller range than the maximum value of the grip of the vehicle tire Since the avoidance operation amount is calculated, it is possible to calculate the avoidance operation amount that can avoid reaching the position of the obstacle without causing unexpected behavior in the host vehicle.
Further, according to the invention of claim 1 and claim 17, since the avoidance operation amount can be obtained as a time series based on the optimization of the evaluation function, compared with the case of determining a single target control amount, A smoother and more accurate avoidance operation amount can be calculated.

請求項2および請求項18の発明によれば、静止している障害物だけでなく移動する障害物に対しても有効な回避操作量を算出することができる。 According to the invention of claim 2 and claim 18 , it is possible to calculate an effective avoidance operation amount not only for a stationary obstacle but also for a moving obstacle.

請求項3および請求項19の発明によれば、任意減速力に応じた限界横力に基づいて回避目標位置を算出しているので、想定した任意の減速操作量に加える操舵量を算出することができる。 According to the invention of claim 3 and claim 19 , since the avoidance target position is calculated based on the limit lateral force corresponding to the arbitrary deceleration force, the steering amount to be added to the assumed arbitrary deceleration operation amount is calculated. Can do.

請求項4および請求項20の発明によれば、複数の異なる限界横力に基づく多角形領域内で回避目標位置を算出しているので、タイヤのグリップ力の限界範囲内で、障害物の回避に適した減速操作量と操舵量の組み合わせによる回避操作量を算出することができる。 According to the invention of claim 4 and claim 20 , since the avoidance target position is calculated in a polygonal region based on a plurality of different limit lateral forces, obstacle avoidance is performed within the limit range of the grip force of the tire. It is possible to calculate an avoidance operation amount by a combination of a deceleration operation amount and a steering amount suitable for the above.

請求項5および請求項21の発明によれば、回避のための操作量そのものではなく、到達予測地点の算出時に想定した操作に対する補正量を最適化によって算出する構成とすることで、最適化問題を解きやすい問題として定式化することが可能で、操作量演算を高速化することができる。 According to the fifth and twenty-first aspects of the present invention, the optimization problem is calculated by optimizing the amount of correction for the operation assumed when calculating the predicted arrival point, not the operation amount for avoiding itself. Can be formulated as an easy-to-solve problem, and the operation amount calculation can be speeded up.

請求項6および請求項22の発明によれば、回避操作量の算出に先立って減速度を0とした場合の衝突可能性判定を行うこととなるので、衝突回避操作が不要な場合に装置が起動して運転者に違和感を与えることを防止することができる。 According to the sixth and twenty-second aspects of the present invention, the collision possibility determination is performed when the deceleration is set to 0 prior to the calculation of the avoidance operation amount. It can prevent starting and giving a driver uncomfortable feeling.

請求項7および請求項23の発明によれば、操舵による回避が不要な場合には制動だけを実行する回避操作量を指令することができる。 According to the seventh and twenty- third aspects of the present invention, when the avoidance by steering is unnecessary, it is possible to command the avoidance operation amount for executing only the braking.

請求項8および請求項24の発明によれば、路面状態に応じて最大グリップ力を変更し合成力の限界範囲を変更することにより、精度の高い回避操作量を算出することができる。このため、例えば、滑りやすい道路状況においても、道路に応じたタイヤ摩擦力の範囲内で回避操作量を算出することができる。 According to the eighth and twenty-fourth aspects of the present invention, it is possible to calculate a highly accurate avoidance operation amount by changing the maximum grip force and changing the limit range of the resultant force according to the road surface condition. For this reason, for example, even in slippery road conditions, the avoidance operation amount can be calculated within the range of tire friction force according to the road.

請求項9および請求項25の発明によれば、車両の到達状態を考慮した上で回避操作量を算出することができるので、より小さな回避操作で確実に障害物の位置への到達を回避することができる回避操作量を算出することができる。 According to the ninth and twenty-fifth aspects of the present invention, the avoidance operation amount can be calculated in consideration of the arrival state of the vehicle, so that the arrival of the obstacle at the position of the obstacle can be surely avoided with a smaller avoidance operation. The avoidance operation amount that can be calculated can be calculated.

請求項10および請求項26の発明によれば、制動運動制御手段により制動操作を実行させることができるので、算出された回避操作量を確実に実現させることができる。 According to the tenth and twenty-sixth aspects, since the braking operation can be executed by the braking motion control means, the calculated avoidance operation amount can be realized with certainty.

請求項11および請求項27の発明によれば、制動運動制御手段が自車両に対し最大の制動力を発生させた場合の減速度を前提に到達予測を行うことになるので、回避目標位置を設定する際、減速度を緩める場合のみを想定すればよいので、回避目標位置の算出に伴う演算量を低減することができる。 According to the eleventh and twenty-seventh aspects of the present invention, since the arrival prediction is performed on the assumption of the deceleration when the braking motion control means generates the maximum braking force on the host vehicle, the avoidance target position is determined. Since it is only necessary to assume a case where the deceleration is loosened when setting, the amount of calculation associated with the calculation of the avoidance target position can be reduced.

請求項12および請求項28の発明によれば、車両に設けられた制動運動制御手段に適合する回避操作量を算出することができる。 According to the twelfth and twenty-eighth aspects of the present invention, it is possible to calculate the avoidance operation amount suitable for the braking motion control means provided in the vehicle.

請求項13および請求項29の発明によれば、算出された回避操作量のうち減速操作のみならず操舵も操舵制御手段により実行させることができるので、算出された回避操作量をより確実に実現させることができる。 According to the invention of claim 13 and claim 29 , not only the deceleration operation but also the steering can be executed by the steering control means in the calculated avoidance operation amount, so that the calculated avoidance operation amount is more reliably realized. Can be made.

請求項18および請求項30の発明によれば、到達回避制御を実行している間も到達可能性の判定を行うことで、障害物が当初の予測とは異なる挙動をとった場合、衝突回避操作を算出し直すこととなり、障害物の挙動の変化に対応した回避操作を実行させることができる。 According to the invention of claim 18 and claim 30 , by determining reachability even during execution of the avoidance control, if the obstacle behaves differently from the initial prediction, collision avoidance The operation is recalculated, and the avoidance operation corresponding to the change in the behavior of the obstacle can be executed.

なお、上記した各実施例では、回避操作算出装置が算出した最適運転操作量に基づいて車両運動制御手段による車両の操舵を実行する構成であったが、車両運動制御手段による車両の操舵は、運転者による運転操作を補助的に行うものであってもよい。この場合、例えば、車両運動制御手段は、最適運転操作量と運転者が行った運転操作との差分に応じて操舵するものであってもよく、運転者が運転操作を行った場合、運転者とは別の操舵を中止するものであってもよい。   In each of the above-described embodiments, the vehicle motion control unit performs the steering of the vehicle based on the optimal driving operation amount calculated by the avoidance operation calculation device. The driving operation by the driver may be performed in an auxiliary manner. In this case, for example, the vehicle motion control means may be steered according to the difference between the optimum driving operation amount and the driving operation performed by the driver, and when the driver performs the driving operation, Another steering may be stopped.

また、上記した各実施例では、車両には、回避操作算出装置を含む回避制御装置が採用され、算出した最適運転操作量に基づいて車両運動制御手段による車両の操舵を実行する構成であったが、車両の操舵を行わないものであってもよい。この場合、例えば、回避操作算出装置のみを車両に採用し、車室にディスプレイを設置し、最適運転操作量に適合する到達回避のための移動軌跡をディスプレイ上に表示して、障害物の位置への到達の回避のための操舵を補助することができる。   Further, in each of the above-described embodiments, the avoidance control device including the avoidance operation calculating device is adopted for the vehicle, and the vehicle is controlled by the vehicle motion control means based on the calculated optimum driving operation amount. However, the vehicle may not be steered. In this case, for example, only the avoidance operation calculation device is adopted in the vehicle, a display is installed in the passenger compartment, and a movement locus for avoiding arrival that matches the optimum driving operation amount is displayed on the display, so that the position of the obstacle is displayed. Steering for avoiding reaching can be assisted.

上記した各実施例に示した回避操作算出装置および回避制御装置では、互いに異なる方法で回避操作量が算出されていたが、各方法を適宜組み合わせることができる。例えば、回避目標位置の設定は、実施例1および実施例2において、操作量が小さくなるように位置Aの左側に設定されていたが、減速力および横力の合成力が、タイヤ摩擦円の限界範囲内であれば、位置Aの左側に設定されてもよく、上記したものに限定されるものではない。 In the avoidance operation calculation device and the avoidance control device shown in each of the above-described embodiments, the avoidance operation amount is calculated by a different method. However, the methods can be appropriately combined. For example, setting the avoidance target position, in Examples 1 and 2, the operation amount is set to the left position A 1 to be small, the resultant force of the deceleration force and the lateral force, a tire friction circle within the limits may be set to the left position a 1, is not limited to those described above.

また、上記した各実施例では、車両には、回避操作算出装置は、算出された最適運転操作量である前輪操舵δに基づき操舵を行っていたが、算出された最適運転操作量によっては、制動機構により操舵を行ってもよく、上記した実施例に限定されるものではない。   Further, in each of the above-described embodiments, the avoidance operation calculation device steers the vehicle based on the front wheel steering δ that is the calculated optimum driving operation amount, but depending on the calculated optimum driving operation amount, Steering may be performed by a braking mechanism, and is not limited to the above-described embodiment.

本発明に係る回避操作算出装置および回避制御装置が採用された車両を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the vehicle by which the avoidance operation calculation apparatus and avoidance control apparatus which concern on this invention were employ | adopted. 回避制御装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an avoidance control apparatus. 実際に到達回避が行われるべく想定された実施例1の場面を示す模式的な平面図であり、処理された情報が座標系に展開された状態も示されている。It is a typical top view which shows the scene of Example 1 in which it was assumed that the arrival avoidance was actually performed, and the state by which the processed information was expand | deployed by the coordinate system is also shown. 図3の場面において、到達予測手段による処理を説明するための平面図である。In the scene of FIG. 3, it is a top view for demonstrating the process by an arrival prediction means. タイヤ摩擦円を示すグラフである。It is a graph which shows a tire friction circle. タイヤ摩擦円の限界範囲に応じた車両の移動範囲を示す模式的な平面図である。It is a typical top view which shows the moving range of the vehicle according to the limit range of a tire friction circle. 実施例1の回避操作量による到達回避の状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state of the arrival avoidance by the avoidance operation amount of Example 1. FIG. 回避操作算出装置の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of an avoidance operation calculation apparatus. 車両運動モデルにおけるタイヤ横力の関数形状の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the functional shape of the tire lateral force in a vehicle motion model. 算出される回避操作量の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the avoidance operation amount calculated. 実際に到達回避が行われるべく想定された実施例3の場面を示す模式的な平面図である。It is a typical top view which shows the scene of Example 3 assumed so that an actual arrival avoidance might be performed. 実施例3の回避操作算出装置の処理を示すフローチャートである。14 is a flowchart illustrating processing of the avoidance operation calculation device according to the third embodiment. 実施例3のタイヤ摩擦円の限界範囲に応じた車両の移動範囲を示す模式的な平面図である。FIG. 10 is a schematic plan view showing a moving range of a vehicle according to a limit range of a tire friction circle of Example 3. 実施例3の回避操作量により行われた車両の障害物の回避の移動軌跡を示す平面図である。FIG. 10 is a plan view illustrating a movement locus for avoiding an obstacle of a vehicle performed according to an avoidance operation amount according to a third embodiment. タイヤ摩擦円を示すグラフであり、実施例4による回避目標位置の算出方法を説明するための作用点が示されている。It is a graph which shows a tire friction circle, and the action point for demonstrating the calculation method of the avoidance target position by Example 4 is shown. 実施例4による回避目標位置の算出方法を説明するための平面図である。FIG. 10 is a plan view for explaining a calculation method of an avoidance target position according to a fourth embodiment. 実施例4の回避操作量により行われた車両の障害物の回避の移動軌跡を示す平面図である。FIG. 10 is a plan view illustrating a movement locus for avoiding an obstacle of a vehicle performed according to an avoidance operation amount according to a fourth embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10 回避操作算出装置
11 回避制御装置
12、120、1200 車両
13 道路
14、140、1400 障害物
15 車両運動制御手段
16 (障害物検出手段および自車情報検出手段の一部を構成する)カメラ
17 (自車情報検出手段の一部を構成する)車速センサ
18 (自車情報検出手段の一部を構成する)ヨーレートセンサ
19 (自車情報検出手段の一部を構成する)加速度センサ
28 (自車情報検出手段の一部を構成する)自車情報処理部
29 (障害物検出手段の一部を構成する)障害物情報処理部
30 回避操作量生成手段
35 到達可能性判定手段
36 自車移動軌跡算出手段
37 障害物移動軌跡予測手段
38 到達予測手段
39 摩擦力限界設定手段
40 回避目標位置算出手段
41 回避操作量算出手段
(任意の)減速度
評価開始時刻
予測時刻
、GA3、GA4 回避目標位置
δ (回避操作量としての)操舵量
(回避操作量である減速操作量としての)ブレーキ圧の値
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Avoidance operation calculation apparatus 11 Avoidance control apparatus 12,120,1200 Vehicle 13 Road 14,140,1400 Obstacle 15 Vehicle motion control means 16 (It comprises a part of obstacle detection means and the own vehicle information detection means) Camera 17 Vehicle speed sensor 18 (which constitutes part of the vehicle information detection means) Yaw rate sensor 19 (which constitutes part of the vehicle information detection means) Acceleration sensor 28 (which constitutes part of the vehicle information detection means) Vehicle information processing unit 29 (which forms part of vehicle information detection means) Obstacle information processing unit 30 (which forms part of obstacle detection means) Avoidance operation amount generation means 35 Reachability determination means 36 Own vehicle movement locus calculation means 37 the obstacle movement locus prediction unit 38 reaches prediction means 39 friction force limit setting means 40 around the target position calculating means 41 avoidance operation quantity calculating means d 0 (optional) deceleration T Evaluation start time T A predicted time G A, G A3, G A4 avoidance target position [delta] * (as avoidance operation amount) steering amount p * (as avoidance operation quantity a is deceleration operation amount) of the brake pressure value

Claims (30)

自車両よりも前方の道路上に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、前記自車両の走行状態を検出する自車情報検出手段と、該自車情報検出手段および前記障害物検出手段からの検出情報に基づいて前記自車両が前記障害物を回避するための回避操作量を生成する回避操作量生成手段とを備える回避操作算出装置であって、
前記回避操作量生成手段は、前記自車両に生じる加速力、減速力および横力の合成力が前記自車両のタイヤのグリップ力の最大値よりも小さくなる範囲内で前記回避操作量を算出し、
前記回避操作量生成手段は、前記自車両が走行する道路上で前記自車両のタイヤが発揮可能な最大グリップ力を設定し該最大グリップ力に基づいて前記合成力の限界範囲を設定する摩擦力限界設定手段と、
前記限界範囲内の減速力により前記自車両に生じ得る任意の減速度を設定し、かつ前記自車両が前記任意の減速度により減速した場合の予測減速移動軌跡を算出する自車移動軌跡算出手段と、
前記予測減速移動軌跡上の前記自車両が前記障害物の位置に到達するか否かを判定し、かつ到達すると判定した場合に前記自車両が前記障害物の位置に到達することが予測される予測時刻を算出する到達予測手段と、
前記自車両が前記限界範囲内の合成力により前記予測時刻において到達可能な動作領域を設定し、かつ該動作領域内で前記自車両が前記障害物を回避することができる回避目標位置を算出する回避目標位置算出手段と、
前記自車両を前記回避目標位置に到達させる減速操作量および操舵量を算出する回避操作量算出手段とを有し、
前記減速操作量および前記操舵量が前記回避操作量となり、
前記回避操作量算出手段は、前記障害物を検出した時刻である評価開始時刻を設定して該評価開始時刻から前記予測時刻までの時間を所定の間隔で分割し、前記自車両への車両操作に対する該自車両の予測走行軌跡を記述する車両運動モデルに基づき前記評価開始時刻から前記予測時刻までの間の前記自車両への車両操作量を数値的に評価すると共に、少なくとも、前記予測時刻における前記目標回避位置および前記車両運動モデルからの前記予測走行軌跡に基づく前記自車両の予測到達位置の接近状態を数値的に評価する評価関数が最良値となる最適運転操作量を前記所定の時間毎に算出し、前記各最適運転操作量が前記回避操作量となることを特徴とする回避操作算出装置。
Obstacle detection means for detecting an obstacle present on the road ahead of the own vehicle, own vehicle information detection means for detecting the traveling state of the own vehicle, the own vehicle information detection means, and the obstacle detection means An avoidance operation amount generating device including an avoidance operation amount generating means for generating an avoidance operation amount for the host vehicle to avoid the obstacle based on detection information from the vehicle,
The avoidance operation quantity generating means, the acceleration forces occurring vehicle deceleration force and resultant force of the lateral force calculates the avoidance maneuver amount in smaller than the maximum value range of tire grip force of the vehicle ,
The avoidance operation amount generation means sets a maximum grip force that can be exhibited by the tire of the host vehicle on a road on which the host vehicle travels, and sets a limit range of the combined force based on the maximum grip force Limit setting means;
Self-vehicle movement trajectory calculation means for setting an arbitrary deceleration that can occur in the host vehicle due to a deceleration force within the limit range, and calculating a predicted deceleration movement trajectory when the host vehicle is decelerated by the arbitrary deceleration When,
It is determined whether or not the host vehicle on the predicted deceleration movement trajectory reaches the position of the obstacle, and it is predicted that the host vehicle reaches the position of the obstacle when it is determined that the host vehicle will arrive. An arrival prediction means for calculating an estimated time;
An operation region that the host vehicle can reach at the predicted time by the combined force within the limit range is set, and an avoidance target position at which the host vehicle can avoid the obstacle is calculated in the operation region. Avoidance target position calculating means;
An avoidance operation amount calculation means for calculating a deceleration operation amount and a steering amount for causing the host vehicle to reach the avoidance target position;
The deceleration operation amount and the steering amount become the avoidance operation amount,
The avoidance operation amount calculation means sets an evaluation start time that is a time when the obstacle is detected, divides the time from the evaluation start time to the predicted time at a predetermined interval, and operates the vehicle to the host vehicle. Based on a vehicle motion model describing a predicted travel locus of the host vehicle with respect to the vehicle, the vehicle operation amount to the host vehicle between the evaluation start time and the predicted time is evaluated numerically, and at least at the predicted time The optimal driving operation amount at which the evaluation function for numerically evaluating the approach state of the predicted arrival position of the host vehicle based on the predicted traveling locus from the target avoidance position and the vehicle motion model is the best value is set for each predetermined time. calculated, avoidance maneuver calculation device, wherein the optimum driving maneuver amount is characterized Rukoto such as the avoidance operation amount.
前記回避操作量生成手段は、前記障害物検出手段により検出された前記障害物の情報に基づき該障害物の予測移動軌跡である予測障害物移動軌跡を算出する障害物移動軌跡予測手段を有し、前記到達予測手段は、前記予測減速移動軌跡上の前記自車両が前記予測障害物移動軌跡上の前記障害物の位置に到達するか否かを判定し、かつ到達すると判定した場合に到達することが予測される予測時刻を算出することを特徴とする請求項1に記載の回避操作算出装置。 The avoidance operation amount generation means includes obstacle movement trajectory prediction means for calculating a predicted obstacle movement trajectory that is a predicted movement trajectory of the obstacle based on information on the obstacle detected by the obstacle detection means. The arrival prediction means determines whether or not the host vehicle on the predicted deceleration movement trajectory reaches the position of the obstacle on the predicted obstacle movement trajectory, and arrives when it is determined to reach it avoidance maneuver calculation device according to claim 1, characterized that you calculate a predicted time to be expected. 前記回避目標位置算出手段は、前記自車両を前記任意の減速度とさせる任意減速力を算出し、前記合成力が前記限界範囲内となるように前記任意減速力に対応する前記自車両への限界横力を算出し、該限界横力よりも小さな横力で到達できる範囲内で前記回避目標位置を算出することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の回避操作算出装置。 The avoidance target position calculation means calculates an arbitrary deceleration force that causes the host vehicle to make the arbitrary deceleration, and applies to the host vehicle corresponding to the arbitrary deceleration force so that the combined force is within the limit range. The avoidance operation calculation device according to claim 1 or 2 , wherein a limit lateral force is calculated, and the avoidance target position is calculated within a range that can be reached with a lateral force smaller than the limit lateral force . 前記回避目標位置算出手段は、前記自車両を前記任意の減速度とさせる任意減速力を算出し、前記合成力が前記限界範囲内となるように前記任意減速力に対応する前記自車両への限界横力を算出し、
さらに、前記限界範囲内で前記任意減速力よりも小さい仮想減速力を少なくとも1つ以上設定し、前記合成力が前記限界範囲内となるように前記各仮想減速力に対応する前記自車両への限界横力をそれぞれ算出し、
前記予測時刻において、
前記自車両に前記任意減速力を作用させた際の前記自車両の予測位置と、
前記自車両に前記任意減速力および該任意減速力に対応する限界横力を作用させた際の前記自車両の予測位置と、
前記自車両に前記各仮想減速力を作用させた際の前記自車両の各予測位置と、
前記自車両に前記各仮想減速力および該各仮想減速力に対応する各限界横力を作用させた際の前記自車両の各予測位置と、
により構成される多角形領域内で前記回避目標位置を算出することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の回避操作算出装置。
The avoidance target position calculation means calculates an arbitrary deceleration force that causes the host vehicle to make the arbitrary deceleration, and applies to the host vehicle corresponding to the arbitrary deceleration force so that the combined force is within the limit range. Calculate the limit lateral force,
Further, at least one virtual deceleration force that is smaller than the arbitrary deceleration force within the limit range is set, and the vehicle to the host vehicle corresponding to each virtual deceleration force is set so that the combined force is within the limit range. Calculate the limit lateral force,
In the predicted time,
A predicted position of the host vehicle when the arbitrary deceleration force is applied to the host vehicle;
A predicted position of the host vehicle when the arbitrary deceleration force and a limit lateral force corresponding to the arbitrary deceleration force are applied to the host vehicle;
Each predicted position of the host vehicle when the virtual deceleration force is applied to the host vehicle;
The predicted positions of the host vehicle when the virtual deceleration force and the limit lateral force corresponding to the virtual deceleration force are applied to the host vehicle;
Avoidance maneuver calculation device according to claim 1 or claim 2, characterized in that to calculate the avoidance target position configured polygonal area by.
前記回避操作量算出手段は、前記自車移動軌跡算出手段において前記自車両の前記予想移動軌跡を算出することに用いた前記任意の減速度に応じる減速操作量を減速操作量の初期値とすることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の回避操作算出装置。 The avoidance operation amount calculation means sets the deceleration operation amount corresponding to the arbitrary deceleration used for calculating the predicted movement locus of the own vehicle in the own vehicle movement locus calculation means as an initial value of the deceleration operation amount. The avoidance operation calculation device according to any one of claims 1 to 4, wherein the avoidance operation calculation device is provided. さらに、前記障害物検出手段が前記障害物を検出した際の前記自車両の走行状態を該自車両が維持した場合の走行軌跡を据置予測軌跡として算出し、該据置予測軌跡上の前記自車両が前記障害物の位置に到達するか否かを判定する到達可能性判定手段を備え、該到達可能性判定手段により前記自車両が前記障害物の位置に到達すると判定されると、前記回避操作量生成手段が前記回避操作量の算出を開始することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の回避操作算出装置。 Further, a travel trajectory when the host vehicle maintains the travel state of the host vehicle when the obstacle detection unit detects the obstacle is calculated as a stationary predicted trajectory, and the host vehicle on the predicted stationary trajectory Is provided with reachability determination means for determining whether or not the vehicle reaches the position of the obstacle, and the avoidance operation is performed when it is determined by the reachability determination means that the host vehicle reaches the position of the obstacle avoidance maneuver calculation device according to any one of claims 1 to 5 in which the amount generating means is characterized that you initiate calculation of the avoidance operation amount. 前記回避操作量生成手段の前記到達予測手段により前記減速予測軌跡上の前記自車両が前記障害物の位置に到達しないと判定された場合、前記回避操作量生成手段の前記回避操作量算出手段は、前記自車移動軌跡算出手段により設定された前記任意の減速度を実現させる減速操作量を算出し、該減速操作量が前記回避操作量となることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の回避操作算出装置。 When the arrival prediction unit of the avoidance operation amount generation unit determines that the host vehicle on the predicted deceleration trajectory does not reach the position of the obstacle, the avoidance operation amount calculation unit of the avoidance operation amount generation unit is , claim from claim 1, wherein calculating a deceleration operation amount for realizing the arbitrary deceleration set by the vehicle moving trajectory calculation means, the deceleration operation amount and said Rukoto such as the avoidance operation quantity The avoidance operation calculation device according to any one of 6. さらに、前記自車両が走行する前記道路の路面摩擦係数の情報を取得する路面情報取得手段を備え、前記回避操作量生成手段の前記摩擦力限界設定手段は、前記路面摩擦係数に応じて前記自車両のタイヤの前記最大グリップ力を変更し前記合成力の限界範囲を変更することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の回避操作算出装置。 Furthermore, road surface information acquisition means for acquiring information on the road surface friction coefficient of the road on which the host vehicle travels is provided, and the frictional force limit setting means of the avoidance operation amount generation means is configured to detect the vehicle according to the road surface friction coefficient. avoidance maneuver calculation device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that to change the change the maximum grip force limit range of the resultant force of the tires of the vehicle. 前記到達予測手段は、前記予測減速移動軌跡上の前記自車両が前記障害物の位置に到達すると判定した場合、前記自車両が前記障害物の位置に到達する際の前記自車両と前記障害物との位置関係を到達状態として算出することを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の回避操作算出装置。 When the arrival prediction means determines that the own vehicle on the predicted deceleration movement trajectory reaches the position of the obstacle, the own vehicle and the obstacle when the own vehicle reaches the position of the obstacle avoidance maneuver calculation device according to any one of claims 8 positional relationship claim 1, characterized that you calculated as the state reached with. 請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の回避操作算出装置と、該回避操作算出装置により算出された前記回避操作量に基づいて前記自車両の制動操作を行う制動運動制御手段を有する車両運動制御手段と、を備えることを特徴とする回避制御装置。 An avoidance operation calculating device according to any one of claims 1 to 9, and a braking motion control means for performing a braking operation of the host vehicle based on the avoidance operation amount calculated by the avoidance operation calculating device. avoidance control device according to claim Rukoto and a vehicle motion control means comprising. 前記回避操作算出装置の前記自車移動軌跡算出手段は、前記制動運動制御手段が前記自車両に対し最大の制動力を発生させた場合に該自車両に作用する減速度を前記任意の減速度として設定することを特徴とする請求項10に記載の回避制御装置。 The own vehicle movement trajectory calculating means of the avoidance operation calculating device is configured to determine a deceleration acting on the own vehicle when the braking motion control means generates a maximum braking force on the own vehicle. avoidance control device according to Motomeko 1 0 you and sets as. 前記摩擦力限界設定手段は、前記制御運動制御手段が発揮し得る最大の制動力を前記自車両のタイヤのグリップ力の最大値として設定することを特徴とする請求項10または請求項11に記載の回避制御装置。 It said friction force limit setting means in claim 10 or claim 11, characterized in that you set the maximum braking force that the control motion control means can exhibit a maximum value of the tire grip force of the vehicle The avoidance control device described . 前記車両運動制御手段は、前記回避操作量に基づいて前記自車両の操舵を行う操舵制御手段を備えることを特徴とする請求項10から請求項12のいずれか1項に記載の回避制御装置。 The vehicle motion control device, avoidance control device according to any one of the avoidance maneuver based on said amount claims 12 to claim 10, characterized in Rukoto comprises a steering control means for steering the vehicle . 前記回避操作算出装置の前記回避操作量算出手段は、前記障害物を検出した時刻である評価開始時刻を設定して該評価開始時刻から前記予測時刻までの時間を所定の間隔で分割し、該所定の時間毎に、前記回避操作量に基づく予測回避移動軌跡上での前記自車両が前記障害物の位置に到達するか否かを判定し、到達すると判定された場合、前記回避操作量生成手段は、算出した前記回避操作量を破棄して新たに回避操作量を算出し、前記車両運動制御手段は、新たに算出された前記回避操作量で前記自車両の運転操作を行うことを特徴とする請求項10から請求項13のいずれか1項に記載の回避制御装置。 The avoidance operation amount calculation means of the avoidance operation calculation device sets an evaluation start time that is a time when the obstacle is detected, divides the time from the evaluation start time to the prediction time at a predetermined interval, Whether or not the host vehicle reaches the position of the obstacle on the predicted avoidance movement trajectory based on the avoidance operation amount is determined every predetermined time. The means discards the calculated avoidance operation amount and newly calculates an avoidance operation amount, and the vehicle motion control means performs the driving operation of the host vehicle with the newly calculated avoidance operation amount. The avoidance control device according to any one of claims 10 to 13. 請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の回避操作算出装置を備えたことを特徴とする車両。A vehicle comprising the avoidance operation calculation device according to any one of claims 1 to 9. 請求項10または請求項14のいずれか1項に記載の回避制御装置を備えたことを特徴とする車両。A vehicle comprising the avoidance control device according to any one of claims 10 and 14. 自車両よりも前方の道路上に存在する障害物を検出し、前記自車両の走行状態を検出し、該走行状態および前記障害物の検出情報に基づいて前記自車両が前記障害物を回避するための回避操作量を生成する回避操作算出方法であって、
前記自車両に生じる加速力、減速力および横力の合成力が前記自車両のタイヤのグリップ力の最大値よりも小さくなる範囲内で前記回避操作量を算出し、
前記自車両が走行する道路上で前記自車両のタイヤが発揮可能な最大グリップ力を設定し該最大グリップ力に基づいて前記合成力の限界範囲を設定し、
前記限界範囲内の減速力により前記自車両に生じ得る任意の減速度を設定し、かつ前記自車両が前記任意の減速度により減速した場合の予測減速移動軌跡を算出し、
前記予測減速移動軌跡上の前記自車両が前記障害物の位置に到達するか否かを判定し、かつ到達すると判定した場合に前記自車両が前記障害物の位置に到達することが予測される予測時刻を算出し、
前記自車両が前記限界範囲内の合成力により前記予測時刻において到達可能な動作領域を設定し、かつ該動作領域内で前記自車両が前記障害物を回避することができる回避目標位置を算出し、
前記自車両を前記回避目標位置に到達させる減速操作量および操舵量を算出し、
前記減速操作量および前記操舵量を前記回避操作量とし、
前記障害物を検出した時刻である評価開始時刻を設定して該評価開始時刻から前記予測時刻までの時間を所定の間隔で分割し、前記自車両への車両操作に対する該自車両の予測走行軌跡を記述する車両運動モデルに基づき前記評価開始時刻から前記予測時刻までの間の前記自車両への車両操作量を数値的に評価すると共に、少なくとも、前記予測時刻における前記目標回避位置および前記車両運動モデルからの前記予測走行軌跡に基づく前記自車両の予測到達位置の接近状態を数値的に評価する評価関数が最良値となる最適運転操作量を前記所定の時間毎に算出し、前記各最適運転操作量を前記回避操作量とすることを特徴とする回避操作算出方法。
An obstacle present on a road ahead of the host vehicle is detected, a traveling state of the host vehicle is detected, and the host vehicle avoids the obstacle based on the traveling state and the detection information of the obstacle. An avoidance operation calculation method for generating an avoidance operation amount for
Calculating the avoidance operation amount within a range where the combined force of acceleration force, deceleration force and lateral force generated in the host vehicle is smaller than the maximum value of the grip force of the tire of the host vehicle;
Setting a maximum grip force that the tire of the host vehicle can exhibit on the road on which the host vehicle travels, and setting a limit range of the combined force based on the maximum grip force;
Set an arbitrary deceleration that can occur in the host vehicle due to a deceleration force within the limit range, and calculate a predicted deceleration movement locus when the host vehicle is decelerated by the arbitrary deceleration,
It is determined whether or not the host vehicle on the predicted deceleration movement trajectory reaches the position of the obstacle, and it is predicted that the host vehicle reaches the position of the obstacle when it is determined that the host vehicle will arrive. Calculate the predicted time,
An operation region that the host vehicle can reach at the predicted time by a combined force within the limit range is set, and an avoidance target position at which the host vehicle can avoid the obstacle is calculated in the operation region. ,
Calculating a deceleration operation amount and a steering amount for causing the host vehicle to reach the avoidance target position;
The deceleration operation amount and the steering amount are set as the avoidance operation amount,
An evaluation start time that is the time at which the obstacle is detected is set, a time from the evaluation start time to the prediction time is divided at a predetermined interval, and the predicted travel locus of the host vehicle with respect to the vehicle operation on the host vehicle Based on a vehicle movement model that describes the vehicle operation amount to the host vehicle between the evaluation start time and the prediction time numerically, and at least the target avoidance position and the vehicle movement at the prediction time An optimum driving operation amount at which an evaluation function that numerically evaluates an approach state of the predicted arrival position of the host vehicle based on the predicted traveling locus from a model becomes a best value is calculated at each predetermined time, and each optimum driving is calculated. An avoidance operation calculation method characterized in that an operation amount is the avoidance operation amount .
前記障害物の情報に基づき該障害物の予測移動軌跡である予測障害物移動軌跡を算出し、前記予測減速移動軌跡上の前記自車両が前記予測障害物移動軌跡上の前記障害物の位置に到達するか否かを判定し、かつ到達すると判定した場合に到達することが予測される予測時刻を算出することを特徴とする請求項17に記載の回避操作算出方法。 A predicted obstacle movement trajectory that is a predicted movement trajectory of the obstacle is calculated based on the obstacle information, and the own vehicle on the predicted deceleration movement trajectory is positioned at the position of the obstacle on the predicted obstacle movement trajectory. 18. The avoidance operation calculation method according to claim 17, wherein it is determined whether or not it is reached, and a predicted time that is predicted to be reached when it is determined to be reached is calculated. 前記自車両を前記任意の減速度とさせる任意減速力を算出し、前記合成力が前記限界範囲内となるように前記任意減速力に対応する前記自車両への限界横力を算出し、該限界横力よりも小さな横力で到達できる範囲内で前記回避目標位置を算出することを特徴とする請求項17または請求項18に記載の回避操作算出方法。 An arbitrary deceleration force that causes the host vehicle to be the arbitrary deceleration is calculated, a limit lateral force to the host vehicle corresponding to the arbitrary deceleration force is calculated so that the combined force is within the limit range, The avoidance operation calculation method according to claim 17 or 18, wherein the avoidance target position is calculated within a range that can be reached with a lateral force smaller than a limit lateral force . 前記自車両を前記任意の減速度とさせる任意減速力を算出し、前記合成力が前記限界範囲内となるように前記任意減速力に対応する前記自車両への限界横力を算出し、
さらに、前記限界範囲内で前記任意減速力よりも小さい仮想減速力を少なくとも1つ以上設定し、前記合成力が前記限界範囲内となるように前記各仮想減速力に対応する前記自車両への限界横力をそれぞれ算出し、
前記予測時刻において、
前記自車両に前記任意減速力を作用させた際の前記自車両の予測位置と、
前記自車両に前記任意減速力および該任意減速力に対応する限界横力を作用させた際の前記自車両の予測位置と、
前記自車両に前記各仮想減速力を作用させた際の前記自車両の各予測位置と、
前記自車両に前記各仮想減速力および該各仮想減速力に対応する各限界横力を作用させた際の前記自車両の各予測位置と、
により構成される多角形領域内で前記回避目標位置を算出することを特徴とする請求項17または請求項18に記載の回避操作算出方法。
Calculating an arbitrary deceleration force that causes the host vehicle to be the arbitrary deceleration, and calculating a limit lateral force to the host vehicle corresponding to the arbitrary deceleration force so that the combined force is within the limit range;
Further, at least one virtual deceleration force that is smaller than the arbitrary deceleration force within the limit range is set, and the vehicle to the host vehicle corresponding to each virtual deceleration force is set so that the combined force is within the limit range. Calculate the limit lateral force,
In the predicted time,
A predicted position of the host vehicle when the arbitrary deceleration force is applied to the host vehicle;
A predicted position of the host vehicle when the arbitrary deceleration force and a limit lateral force corresponding to the arbitrary deceleration force are applied to the host vehicle;
Each predicted position of the host vehicle when the virtual deceleration force is applied to the host vehicle;
The predicted positions of the host vehicle when the virtual deceleration force and the limit lateral force corresponding to the virtual deceleration force are applied to the host vehicle;
The avoidance operation calculation method according to claim 17 or 18 , wherein the avoidance target position is calculated within a polygonal area constituted by :
前記自車移動軌跡算出手段において前記自車両の前記予想移動軌跡を算出することに用いた前記任意の減速度に応じる減速操作量を減速操作量の初期値とすることを特徴とする請求項17から請求項20のいずれか1項に記載の回避操作算出方法。 Claim 17, characterized in that the initial value of the expected movement locus respond to the arbitrary deceleration used to calculate the deceleration operation amount deceleration operation amount of the vehicle in the vehicle moving trajectory calculation means avoidance maneuver calculating method according to any one of claims 20 to. さらに、前記障害物を検出した際の前記自車両の走行状態を該自車両が維持した場合の走行軌跡を据置予測軌跡として据置予測軌跡を算出し、該据置予測軌跡上の前記自車両が前記障害物の位置に到達するか否かを判定し、前記据置予測軌跡上の前記自車両が前記障害物の位置に到達すると判定すると、前記回避操作量の算出を開始することを特徴とする請求項17から請求項21のいずれか1項に記載の回避操作算出方法。 Further, a stationary prediction trajectory is calculated using a traveling trajectory when the host vehicle maintains the traveling state of the host vehicle when the obstacle is detected as a stationary predicted trajectory, and the own vehicle on the stationary predicted trajectory is It determines whether to reach the position of the obstacle, if the vehicle on the stationary anticipated course is determined to reach the position of the obstacle, wherein, characterized in that to start the calculation of the avoidance operation quantity The avoidance operation calculation method according to any one of claims 17 to 21. 前記減速予測軌跡上の前記自車両が前記障害物の位置に到達しないと判定された場合、前記自車移動軌跡算出手段により設定された前記任意の減速度を実現させる減速操作量を算出し、該減速操作量を前記回避操作量とすることを特徴とする請求項17から請求項22のいずれか1項に記載の回避操作算出方法。 When it is determined that the host vehicle on the predicted deceleration trajectory does not reach the position of the obstacle, a deceleration operation amount that realizes the arbitrary deceleration set by the host vehicle travel trajectory calculating unit is calculated, The avoidance operation calculation method according to any one of claims 17 to 22, wherein the deceleration operation amount is set as the avoidance operation amount . さらに、前記自車両が走行する前記道路の路面摩擦係数の情報を取得し、該路面摩擦係数に応じて前記自車両のタイヤの前記最大グリップ力を変更し前記合成力の限界範囲を変更することを特徴とする請求項17から請求項23のいずれか1項に記載の回避操作算出方法。 Further, information on a road surface friction coefficient of the road on which the host vehicle travels is acquired, and the maximum grip force of the tire of the host vehicle is changed according to the road surface friction coefficient to change a limit range of the combined force. The avoidance operation calculation method according to any one of claims 17 to 23, wherein: 前記予測減速移動軌跡上の前記自車両が前記障害物の位置に到達すると判定した場合、前記自車両が前記障害物の位置に到達する際の前記自車両と前記障害物との位置関係を到達状態として算出することを特徴とする請求項17から請求項24のいずれか1項に記載の回避操作算出方法。 When it is determined that the host vehicle on the predicted deceleration movement locus reaches the position of the obstacle, the positional relationship between the host vehicle and the obstacle when the host vehicle reaches the position of the obstacle is reached. The avoidance operation calculation method according to any one of claims 17 to 24 , wherein the calculation is performed as a state . 請求項17から請求項25のいずれか1項に記載の回避操作算出方法により算出された前記回避操作量に基づいて前記自車両が備える車両運動制御手段の制動運動制御装置により前記自車両の制動操作を行うことを特徴とする回避制御方法。 26. Braking of the host vehicle by a braking motion control device of a vehicle motion control means included in the host vehicle based on the avoidance operation amount calculated by the avoidance operation calculating method according to any one of claims 17 to 25. An avoidance control method characterized by performing an operation . 前記制動運動制御手段が前記自車両に対し最大の制動力を発生させた場合に該自車両に作用する減速度を前記任意の減速度として設定することを特徴とする請求項26に記載の回避制御方法。 The Motomeko 2 6 and sets a deceleration that acts on the free-vehicle when the brake motor control means has caused the maximum braking force to said vehicle as said arbitrary deceleration The avoidance control method described . 前記制御運動制御手段が発揮し得る最大の制動力を前記自車両のタイヤのグリップ力の最大値として設定することを特徴とする請求項26または請求項27に記載の回避制御方法。 Avoidance control method according to claim 26 or claim 2 7, characterized in that to set the maximum braking force that the control motion control means can exhibit a maximum value of the tire grip force of the vehicle. 前記回避操作量に基づいて前記車両運動制御手段の操舵制御手段により前記自車両の操舵を行うことを特徴とする請求項26から請求項28のいずれか1項に記載の回避制御方法。 The avoidance control method according to any one of claims 26 to 28, wherein the host vehicle is steered by a steering control means of the vehicle motion control means based on the avoidance operation amount . 前記障害物を検出した時刻である評価開始時刻を設定して該評価開始時刻から前記予測時刻までの時間を所定の間隔で分割し、該所定の時間毎に、前記回避操作量に基づく予測回避移動軌跡上での前記自車両が前記障害物の位置に到達するか否かを判定し、到達すると判定された場合、算出した前記回避操作量を破棄して新たに回避操作量を算出し、新たに算出された前記回避操作量で前記自車両の運転操作を行うことを特徴とする請求項26から請求項29のいずれか1項に記載の回避制御方法。 An evaluation start time that is the time at which the obstacle is detected is set, a time from the evaluation start time to the prediction time is divided at a predetermined interval, and prediction avoidance based on the avoidance operation amount is performed at each predetermined time It is determined whether or not the host vehicle on the movement trajectory reaches the position of the obstacle, and if it is determined to reach, the calculated avoidance operation amount is discarded and a new avoidance operation amount is calculated. 30. The avoidance control method according to claim 26 , wherein the driving operation of the host vehicle is performed with the newly calculated avoidance operation amount .
JP2006079322A 2006-03-22 2006-03-22 Avoidance operation calculation device, avoidance control device, vehicle including each device, avoidance operation calculation method, and avoidance control method Expired - Fee Related JP4811075B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006079322A JP4811075B2 (en) 2006-03-22 2006-03-22 Avoidance operation calculation device, avoidance control device, vehicle including each device, avoidance operation calculation method, and avoidance control method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006079322A JP4811075B2 (en) 2006-03-22 2006-03-22 Avoidance operation calculation device, avoidance control device, vehicle including each device, avoidance operation calculation method, and avoidance control method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007253746A JP2007253746A (en) 2007-10-04
JP4811075B2 true JP4811075B2 (en) 2011-11-09

Family

ID=38628423

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006079322A Expired - Fee Related JP4811075B2 (en) 2006-03-22 2006-03-22 Avoidance operation calculation device, avoidance control device, vehicle including each device, avoidance operation calculation method, and avoidance control method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4811075B2 (en)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009096273A (en) * 2007-10-16 2009-05-07 Hitachi Ltd Collision avoidance control device
US8095275B2 (en) * 2008-08-28 2012-01-10 Trw Automotive U.S. Llc Method and apparatus for controlling an actuatable safety device
JP5206404B2 (en) * 2008-12-26 2013-06-12 トヨタ自動車株式会社 Vehicle control apparatus and vehicle control method
US9126573B2 (en) * 2010-05-27 2015-09-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Braking force control apparatus for a vehicle
JP5625511B2 (en) * 2010-06-08 2014-11-19 株式会社豊田中央研究所 Vehicle motion control device and program
DE102010051203B4 (en) * 2010-11-12 2022-07-28 Zf Active Safety Gmbh Method for detecting critical driving situations in trucks or passenger vehicles, in particular for avoiding collisions
JPWO2013046293A1 (en) * 2011-09-26 2015-03-26 トヨタ自動車株式会社 Vehicle driving support system
US20140240115A1 (en) * 2011-09-26 2014-08-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Driving assistance system for vehicle
JP2014151834A (en) * 2013-02-12 2014-08-25 Fuji Heavy Ind Ltd Drive support device for vehicle
CN103921790A (en) * 2014-05-12 2014-07-16 李质勇 Vehicle active safety intelligent system and control method
KR102395285B1 (en) * 2016-12-16 2022-05-09 현대자동차주식회사 Method for determining danger of around vehicle
JP6843665B2 (en) * 2017-03-24 2021-03-17 日立Astemo株式会社 Automatic operation control device
JP2021088230A (en) * 2019-12-02 2021-06-10 Toyo Tire株式会社 Vehicle safety assist system and vehicle safety assist method
KR20210149547A (en) * 2020-06-02 2021-12-09 현대모비스 주식회사 Forward collision avoidance system and method of vehicle

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10138894A (en) * 1996-11-12 1998-05-26 Toyota Motor Corp Automatic brake control device for vehicle
JP3567761B2 (en) * 1998-10-23 2004-09-22 トヨタ自動車株式会社 Vehicle steering control method and vehicle obstacle avoidance device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007253746A (en) 2007-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4811075B2 (en) Avoidance operation calculation device, avoidance control device, vehicle including each device, avoidance operation calculation method, and avoidance control method
US8090537B2 (en) Obstacle avoidance path computing apparatus, obstacle avoidance path computing method, and obstacle avoidance control system equipped with obstacle avoidance path computing system
US7729840B2 (en) Vehicle brake control system and method
JP5272448B2 (en) Vehicle driving support apparatus and vehicle driving support method
JP5130638B2 (en) Avoidance operation calculation device, avoidance control device, vehicle including each device, avoidance operation calculation method, and avoidance control method
US8392062B2 (en) Method and device for avoiding and/or reducing the consequences of collisions upon evasion with respect to obstacles
JP6935813B2 (en) Driving support method and driving support device
JP6333655B2 (en) Method and apparatus for assisting in driving a vehicle
US9081387B2 (en) Method and device for the prediction and adaptation of movement trajectories of motor vehicles
CN101162395B (en) Method and system for lane centering control
JP7000765B2 (en) Vehicle driving control device
US8521416B2 (en) Vehicle control apparatus and vehicle control method
KR101470104B1 (en) Apparatus and method for controlling crash prevention of vehicle
CN108032858B (en) Adaptive cruise control method and system based on bypass driving path prediction
CN107408344B (en) Driving assistance apparatus
WO2009155228A1 (en) Path generation algorithm for automated lane centering and lane changing control system
CN114302839B (en) Method for determining a path for avoiding a motor vehicle
JP5239947B2 (en) Driving operation support device and driving operation support method
CN110893851A (en) Method and system for assisting a driver in a road deviation event
JP2010076488A (en) Vehicle
JP5359289B2 (en) Vehicle driving support device
JP2009101809A (en) Vehicular driving support device
JP4961880B2 (en) Vehicle route calculation apparatus and vehicle route calculation method
JP2023512548A (en) how to control a vehicle
JP4923766B2 (en) Braking force control device for vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090204

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110517

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110607

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110726

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110808

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140902

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees