JP2008100592A - 車両の進行方向推定装置及び運転支援システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両の速度ベクトルを算出することで、現時点における車両の進行方向を推定することのできる車両の進行方向推定装置、及び、これを用いた運転支援システムを提供する。
【解決手段】演算部１１０は、前後加速度センサ２０及び横加速度センサ３０によって検出される加速度を所定の周期でそれぞれサンプリングして前後加速度Ａｘ（ｎ）及び横加速度Ａｙ（ｎ）を取得する。また、演算部１１０は、記憶部１２０に記憶保持されている速度ベクトルＶ（ｎ−１）及びヨーレートセンサ４０のセンサ出力値βに基づいて速度ベクトルＶｐｒｅを算出するとともに、この速度ベクトルＶｐｒｅの各成分Ｖｘ＿ｐｒｅ及びＶｙ＿ｐｒｅに、前後加速度Ａｘ（ｎ）と所定時間Δとの積及び横加速度Ａｙ（ｎ）と所定時間Δｔとの積をそれぞれ加算することで速度ベクトルＶ（ｎ）を算出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の進行方向推定装置及び運転支援システムに関するものである。

車両の操縦性及び安定性を車両の実際の運動状態量との関係において適正に制御したいという要望があり、その運動状態量の１つに、当該車両の実際の進行方向と当該車両の前後方向とがなす角度である、車両重心点における車体横すべり角がある。そうした車体横すべり角を推定しようとした技術として従来、例えば特許文献１に記載の技術が知られている。この技術では、当該車両の左右方向の加速度である横加速度Ｇ１１を検出する第１横加速度センサが当該車両の重心点に配設され、同じく、当該車両の左右方向の加速度である横加速度Ｇ１２を検出する第２横加速度センサが当該車両の重心点から所定距離ｓだけ離間した位置に配設されるとともに、車輪速に基づき車速Ｖを検出する車速センサと、車両のヨーレートγを検出するヨーレートセンサと、これら各種センサから出力される検出結果を取り込んで、車体横すべり角βを推定するコントローラと、を備えて構成されている。

詳しくは、まず、コントローラは、横加速度Ｇ１１及びＧ１２並びに所定距離ｓに基づきヨーイングモーメントＹＭを算出し、予め取得しておいたヨー慣性モーメントＩｚでこのヨーイングモーメントＹＭを除した「ＹＭ／Ｉｚ」を逐次算出する。そして、推定対象とする車体横すべり角β、及びヨーレートセンサにて検出されるγを状態変数とし、横加速度Ｇ１１を車速Ｖで除した「Ｇ１１／Ｖ」及び「ＹＭ／Ｉｚ」を入力変数とし、ヨーレートγを出力変数として、動的モデルに基づくオブザーバを設計する。こうして設計されたオブザーバを通じて、車体横すべり角βを推定しようとしている。ちなみに、車体横すべり角βは、速度ベクトルＶｒと次のような関係を有している。すなわち、速度ベクトルＶｒの当該車両の前後方向の成分をｕとし、速度ベクトルＶｒの当該車両の左右方向の成分をｖとすると、「β＝ＡＲＣＴＡＮ（ｖ／ｕ）」となる。
特開平５−１８５９４２号公報

しかしながら、上記従来技術は、次のような課題を有している。すなわち、上記従来技術では、当該車両が水平面内を一定速度で走行することを前提とした動的モデルに基づいてオブザーバを設計している。例えばドリフト走行時など、このような前提から外れた条件下で当該車両が走行するとき、そうしたオブザーバを通じて推定される車体横すべり角βには、大きな誤差が含まれている可能性があることが懸念される。また、こうした車両の運動速度は大きいため、当該車両の進行方向を推定する周期は短い方が望ましい。しかしながら、上記従来技術では、動的モデルを用いるため、演算負荷が大きく、そうした推定周期を短くすることも難しい。さらに、こうした課題が解決され、たとえ車体横すべり角βが正確に推定することができた場合であれ、上記関係式からわかるように、車体横すべり角βから速度ベクトルＶｒを何の仮定もなしに算出することは難しい。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、当該車両の速度ベクトルを算出することで、現時点における車両の進行方向を推定することのできる車両の進行方向推定装置、及び、これを用いた運転支援システムを提供することにある。

こうした目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、第１所定時間毎に、車両の前後方向に作用する前後加速度を検出する前後加速度検出手段によって検出される前後加速度に基づいて、前記車両の前後方向速度を算出するとともに、前記車両の横方向に作用する横加速度を検出する横加速度検出手段によって検出される横加速度に基づいて、前記車両の横方向速度を算出することにより、前記車両の進行方向を示す速度ベクトルを求める速度ベクトル算出手段を備え、前記速度ベクトル算出手段は、前回算出した、前記前後方向速度と前記横方向速度との前回値を記憶する記憶手段と、前記第１所定時間毎に、前記前後加速度と前記横方向加速度とをサンプリングし、そのサンプリングした前記前後加速度と前記横加速度とを第１所定時間とそれぞれ乗算することにより、その第１所定時間における前後方向速度の変化分と、横方向速度の変化分とを算出し、さらに、前記記憶手段に記憶された前記前後方向速度の前回値と前記前後方向速度の変化分とを加算するとともに、前記横方向速度の前回値と前記横方向速度の変化分とを加算することにより、前記前後方向速度及び前記横方向速度の今回値を算出する演算手段とを有し、前記記憶手段は、前記演算手段によって、前記前後方向速度及び前記横方向速度の今回値が算出されると、前記前後方向速度及び前記横方向速度の今回値を記憶することとした。

車両の進行方向推定装置としてのこのような構成によれば、例えば当該車両が水平面内を一定速度で走行するといった前提を置くことなく、すなわち、当該車両の走行状態に関係なく、例えば当該車両がドリフト走行中であっても、車両の進行方向を示す速度ベクトルを直接、算出することができるようになる。すなわち、現時点における車両の進行方向を推定することができるようになる。なお、このとき、所定時間毎にサンプリングされた前後加速度と横加速度とを加算演算するため、単純な演算を通じて速度ベクトルを算出することができる。すなわち、演算負荷を軽くすることができ、演算周期を短くすることができるようになる。

上記項請求項１に記載の構成において、例えば請求項２に記載の発明によるように、前記速度ベクトル算出手段は、さらに、前記前後方向速度と前記横方向速度との前回値を成分とする速度ベクトルの向きに対する、前記前後方向速度と前記横方向速度との今回値を成分とする速度ベクトルの向きの変化に基づいて、車両の将来の進行方向を予測する予測手段を備えることとすれば、車両の将来の進行方向を予測することができるようになるため、運転者の運転にかかる負担をより低減することのできる運転支援システムの実現に供することができる。

通常、車両の走行中、その進行方向は時々刻々と変化する。例えばドリフト走行のように、車両の進行方向が第１所定時間に急激に大きく変わる走行状態にあっては、記憶手段に記憶された前後方向速度と横方向速度の前回値をそのまま利用して、前後方向速度及び横方向速度の今回値を算出すると、算出された速度ベクトルは、車両の実際の進行方向とかけ離れた方向を示すことが懸念される。

その点、上記請求項１または２に記載の構成において、例えば請求項３に記載の発明によるように、前記速度ベクトル算出手段は、前後加速度及び横加速度のサンプリングと同期して、前記第１所定時間毎に、前記車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサによって検出されるヨーレートをサンプリングし、今回サンプリングされたヨーレートに基づいて、前記第１所定時間が経過する間における車両の進行方向の変化角度を求める変化角度算出手段を有し、前記演算手段は、前記変化角度算出手段によって算出された車両の進行方向の変化角度分だけ、前記記憶手段に記憶された前記前後方向速度と前記横方向速度との前回値を成分とする速度ベクトルの向きを補正するように、当該前後方向速度及び横方向速度を補正した上で、前記前後方向速度及び前記横方向速度の変化分とそれぞれ加算して、前記前後方向速度及び前記横方向速度の今回値を算出することとすれば、前後方向速度及び横方向速度の今回値、すなわち、速度ベクトルの算出精度を向上することができるようになる。ひいては、たとえドリフト走行のように進行方向が急激に大きく変化する走行状態であれ、車両の進行方向を精度よく推定することができるようになる。

上記請求項１〜３に記載の構成では、前後方向速度及び横方向速度の今回値を算出する際に、基本的に、記憶手段に記憶された前後方向速度の前回値と前後方向速度の変化分とを加算するとともに、記憶手段に記憶された横方向速度の前回値と横方向速度の変化分とを加算している。このような加算演算を第１所定時間毎に繰り返し実行すると、積算誤差が徐々に大きくなり、前後方向速度及び横方向速度の今回値の算出精度が低下する、すなわち、車両の進行方向の推定精度が低下することが懸念される。また、例えばドリフト走行などのように、車輪が横方向の運動を伴っているとき、横すべり角が大きくなる。そうした場合、車輪速は、車両の実際の前後方向速度とかけ離れた値を取ることが多い。しかしながら、例えば車両が水平面内を一定速度で直進走行している場合には、車輪速は、車両の実際の前後方向速度に近い値を取ることが多いことが知られている。

そこで、例えば請求項４に記載の発明では、前記速度ベクトル算出手段は、前後加速度及び横加速度のサンプリングと同期して、前記第１所定時間毎に、前記車両の車輪速を検出する車輪速センサによって検出される車輪速をサンプリングするものであって、前記車両が等速直線運動状態にあるとき、前記前後方向速度の今回値を、今回サンプリングされた車輪速に補正するとともに、前記横方向速度の今回値を、零に補正する補正手段を有する構成とした。これにより、車両が等速直線運動状態にあるとき、前後方向速度の今回値は、車両の実際の前後速度と近い値を取る車輪速を用いて補正され、横方向速度の今回値は零に補正されるため、速度ベクトルの算出精度の低下を抑制することができるようになる。ひいては、車両の進行方向の推定精度の低下を抑制することができるようになる。

なお、上記請求項４に記載の構成においては、例えば請求項５に記載の発明のように、前記補正手段は、今回サンプリングされた各車輪の車輪速と前回サンプリングされた各車輪の車輪速との差がそれぞれ第４所定値以下であり、かつ、今回サンプリングされた各車輪の車輪速のうちの最大値と最小値との差が第５所定値以下であり、かつ、今回サンプリングされた前後加速度の絶対値が第６所定値以下であり、かつ、今回サンプリングされた横加速度の絶対値が第７所定値以下であり、かつ、今回サンプリングされたヨーレートの絶対値が第８所定値以下である走行状態が、第２所定時間継続するとき、前記車両が等速直線運動状態にあると判断することとしてもよい。

一方、例えば請求項６に記載の発明では、上記請求項１〜５のいずれかに記載の車両の進行方向推定装置と、前記車両の進行方向推定装置によって求められた車両の進行方向に基づいて、当該車両を運転する運転者の運転を支援する運転支援手段とを備えることとした。これにより、求められた車両の進行方向に基づいて運転者の運転が支援されるため、車両の運転にかかる運転者への負荷を軽減することができるようになる。

そうした運転支援システムとして、例えば請求項７に記載の発明では、前記運転支援手段が、前記車両の進行方向推定装置によって求められた車両の進行方向に、前記車両の前方を照らす前照灯を指向する前照灯制御手段を含む構成を採用した。これにより、たとえ当該車両がドリフト走行中であっても、車両の進行方向を推定し、この推定した進行方向に向けて前照灯を指向するため、特に、夜間のドリフト走行中における運転者の運転を好適に支援することができるようになる。

あるいは、そうした運転支援システムとして、例えば請求項８に記載の発明では、前記運転支援手段が、前記車両の進行方向推定装置によって求められた車両の進行方向に、前記車両の周辺に存在する障害物を検出する障害物検出手段を指向する障害物検出手段制御手段と、前記障害物検出手段によって検出された障害物に車両が衝突するか否かを判定する判定手段と、車両が障害物に衝突する可能性が高い旨前記判定手段によって判定されるとき、前記車両を制動する制動手段を通じて、前記障害物との衝突の回避を図る衝突回避手段と、を含む構成とした。これにより、特に、車両が障害物に衝突する可能性が高いとき、車両の運転者の運転を好適に支援することができるようになる。なお、この構成は、先の請求項７に記載の構成と併用することも可能であり、そうした場合、車両の運転にかかる運転者の負担をさらに低減することができるようになる。

またあるいは、そうした運転支援システムとして、例えば請求項９に記載の発明では、前記運転支援手段が、前記車両の進行方向推定装置によって求められた車両の進行方向に、前記車両の周辺に存在する障害物を検出する障害物検出手段を指向する障害物検出手段制御手段と、前記障害物検出手段によって検出された障害物に車両が衝突するか否かを判定する判定手段と、車両が障害物に衝突する可能性が高い旨前記判定手段によって判定されるとき、前記車両を操舵する操舵手段を通じて、前記障害物との衝突の回避を図る衝突回避手段と、を含む構成とした。これによっても、車両が障害物に衝突する可能性が高いとき、車両の運転者の運転を好適に支援することができるようになる。なお、この構成にあっても、先の請求項７または８に記載の構成と併用することも可能であり、そうした場合、車両の運転にかかる運転者の負担をさらに低減することができるようになる。

近年、車両は、当該車両の側面から障害物に衝突するよりも、当該車両の正面から障害物に衝突した方が、車室内にいる乗員の保護性能が高まる構造を有していることが知られている。その点、上記請求項８または９に記載の構成において、例えば請求項１０に記載の発明によるように、前記衝突回避手段が、前記車両と前記障害物との衝突が避けられない旨前記判定手段によって判定されるとき、前記障害物に衝突する際の前記車両の姿勢が所定の姿勢となるように、前記車両を制動する制動手段及び前記車両を操舵する操舵手段の少なくとも一方を通じて、前記車両の姿勢を制御する姿勢制御手段を含むこととすれば、前記車両が障害物に衝突した際の被害をより低減することが可能となる。

以下、本発明にかかる車両の進行方向推定装置及び運転支援システムの一実施の形態について、図１〜図５を参照して説明する。なお、本実施の形態の運転支援システムは、以下に詳述するように、車両の進行方向推定装置にて予測された当該車両の将来の進行方向に前照灯を指向することで、運転者の視認性の向上を図る、いわゆるＡＦＳシステム（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｆｒｏｎｔ−Ｌｉｇｈｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）として具体化されている。また、本実施の形態の運転支援システムは、車両の進行方向推定装置にて予測された当該車両の将来の進行方向に障害物検出装置を指向することで、当該車両の将来の進行方向に存在する障害物を検出し、当該車両と検出した障害物との衝突の回避を図る、いわゆるＰＣＳシステム（Ｐｒｅ−Ｃｒａｓｈ Ｓａｆｅｔｙ Ｓｙｓｔｅｍ）としても具体化されている。さらに、本実施の形態の運転支援システムは、検出された障害物に当該車両が衝突する可能性が高いときに、障害物に衝突する際の当該車両の姿勢が所定の姿勢となるように制御することで、車室内の乗員の保護を図るシステムとして具体化されてもいる。

図１は、そうした本実施の形態の全体構成を示すブロック図である。まず、この図１を参照して、本実施の形態の構成について説明する。本実施の形態の運転支援システム１は、図１に示されるように、当該車両（図示略）の走行状態を検出する各種センサとして、車両の前後方向に作用する前後加速度を検出する前後加速度センサ（前後加速度検出手段）２０、車両の左右方向に作用する横加速度を検出する横加速度センサ（横加速度検出手段）３０、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ４０、及び、車両の車輪速を検出する車輪速センサ５０等々を備えている。ここで、車輪速センサ５０は、本実施の形態では、当該車両の各車輪毎に、すなわち、当該車両に４つ配設されている。なお、これら各種センサ２０〜５０については、従来使用されている技術を利用しているため、ここでの詳しい説明を割愛する。

また、運転支援システム（車両の進行方向推定装置）１は、図１に示されるように、当該車両の前方を照らす前照灯６０、当該車両の周辺に向けて当該車両からミリ波帯の電磁波を照射するとともに、当該車両の周辺に存在する障害物によって反射される反射波を受信することで、当該車両を基準とした障害物までの距離及び方向を検出するミリ波レーダ（障害物検出手段）７０、当該車両を操舵するステアリングホイール（操舵手段）８０、当該車両を制動するブレーキ（制動手段）９０等々を備えている。また、各種センサ２０〜５０と同様に、上記各構成要素６０〜９０についても、従来使用されている技術を利用しているため、ここでの詳しい説明を割愛する。

さらに、運転支援システム１は、図１に示されるように、マイクロコンピュータ（車両の進行方向推定装置、運転支援手段）１０を有している。マイクロコンピュータ１０は、実際には、制御処理や演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムやデータを保存するための読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）や書き込み可能なメモリ（ＲＡＭ）等のメモリを含む記憶装置、Ａ／Ｄ変換器等の入力回路、出力回路、及び電源回路等によって構成される。しかし、ここでは、機能的に、以下に例示する構成要素を含むものとして、概念的に説明する。すなわち、マイクロコンピュータ１０は、図１に示されるように、基本的には、上記前後加速度センサ２０、横加速度センサ３０、及びヨーレートセンサ４０のセンサ出力値を取り込み、所定のサンプリング周期（第１所定時間）にて車両の進行方向を示す速度ベクトルを算出する速度ベクトル算出部（速度ベクトル算出手段）１００、該速度ベクトル算出部１００（正確には、後述する予測部１５０）によって予測された車両の将来の進行方向に上記前照灯６０を指向する前照灯制御部１６０、同じく、速度ベクトル算出部１００によって予測された車両の将来の進行方向に上記ミリ波レーダ７０を指向するミリ波レーダ制御部１７０、ミリ波レーダ７０によって検出された障害物に当該車両が衝突するか否かを判定する判定部（判定手段）１８０と、上記ステアリングホイール８０を制御するステアリング制御部１９０及び上記ブレーキ９０を制御するブレーキ制御部２００からなる車両制御部（衝突回避手段、姿勢制御手段）２１０と、を備えている。なお、速度ベクトル算出部１００は、図１に示されるように、演算部（演算手段）１１０、記憶部（記憶手段）１２０、変化角度算出部（変化角度算出手段）１３０、積算誤差補正部（補正手段）１４０、予測部（予測手段）１５０等々を備えている。

以下、マイクロコンピュータ１０の各構成要素について詳述する。本実施の形態では、従来技術において使用されることの多い車輪速に基づき検出される車速を利用するのではなく、車両の進行方向を示す速度ベクトルを算出し、これを利用する。そして、車両の将来の進行方向を予測している。

そうした速度ベクトルを算出する手順について説明する。まず、図２に示すように、当該車両Ｃの前後方向をＸ軸（当該車両Ｃの前方を正とする）、当該車両Ｃの左右方向をＹ軸（当該車両Ｃの左方を正とする）とした、当該車両Ｃに固定される座標系を定義する。

同図２に示されるように、当該車両Ｃの走行中においては通常、当該車両Ｃの進行方向は時々刻々と変化し、これに伴って、当該車両Ｃに固定された座標系も時々刻々と変化する。そうした変化する座標系によらず、（第１）所定時間Δｔ毎に速度ベクトルを算出するべく、現時点において定義された座標系を「今回の座標系Ｓｎ」とし、現時点から所定時間Δｔ前（１サンプリング周期前）において定義された座標系を「前回の座標系Ｓｐ」としている。

図２に、今回の座標系Ｓｎで得られた現時点における当該車両Ｃの速度ベクトルＶ（ｎ）の一例を示す。速度ベクトルＶ（ｎ）は、速度ベクトルＶ（ｎ）のうち当該車両Ｃの前後方向の成分（前後方向速度）であるＶｘ（ｎ）と、速度ベクトルＶ（ｎ）のうち当該車両Ｃの左右方向の成分（横方向速度）であるＶｙ（ｎ）とから構成される２次元ベクトルである。なお、煩雑となるため、図２において、これらＶｘ（ｎ）及びＶｙ（ｎ）の図示を割愛しているが、前後方向速度の今回値Ｖｘ（ｎ）は、速度ベクトルＶ（ｎ）を座標系ＳｎのＸ軸に投影したものに相当し、横方向速度の今回値Ｖｙ（ｎ）は、速度ベクトルＶ（ｎ）を座標系ＳｎのＹ軸に投影したものに相当する。そして、速度ベクトル算出部１００（正確には演算部１１０）は、この速度ベクトルＶ（ｎ）を、正確には、Ｖｘ（ｎ）及びＶｙ（ｎ）をそれぞれ算出する。

また、図２に、前回の座標系Ｓｐで得られた１サンプリング周期前における当該車両Ｃの速度ベクトルＶ（ｎ−１）の一例を示す。端的に表現すれば、速度ベクトルＶ（ｎ−１）は、速度ベクトルＶ（ｎ）の前回値に相当する。なお、速度ベクトルＶ（ｎ）と同様に、速度ベクトルＶ（ｎ−１）は、速度ベクトルＶ（ｎ−１）のうち当該車両Ｃの前後方向の成分（前後方向速度）であるＶｘ（ｎ−１）と、速度ベクトルＶ（ｎ−１）のうち当該車両Ｃの左右方向の成分（横方向速度）であるＶｙ（ｎ−１）とから構成される２次元ベクトルである。また、これも速度ベクトルＶ（ｎ）と同様に、煩雑となるため、図２において、これらＶｘ（ｎ−１）及びＶｙ（ｎ−１）の図示を割愛しているが、前後方向速度の前回値Ｖｘ（ｎ−１）は、速度ベクトルＶ（ｎ−１）を座標系ＳｐのＸ軸に投影したものに相当し、横方向速度の前回値Ｖｙ（ｎ−１）は、速度ベクトルＶ（ｎ−１）を座標系ＳｐのＹ軸に投影したものに相当する。そして、当該速度ベクトル算出部１００（演算部１１０）は、この速度ベクトルＶ（ｎ−１）を、正確には、Ｖｘ（ｎ−１）及びＶｙ（ｎ−１）を用いて、左記の速度ベクトルＶ（ｎ）を算出する。なお、その際、前後方向速度の前回値Ｖｘ（ｎ−１）及び横方向速度の前回値Ｖｙ（ｎ−１）は、記憶部１２に記憶されている。

さらに、図２に、今回の座標系Ｓｎで得られた１サンプリング周期前における当該車両Ｃの速度ベクトルＶｐｒｅの一例を示す。この速度ベクトルＶｐｒｅは、図２に示されるように、前回の座標系Ｓｐで得られた１サンプリング周期前における当該車両Ｃの速度ベクトルＶ（ｎ−１）を、そのまま、今回の座標系Ｓｎに平行移動したものに相当する。当然のことながら、速度ベクトルＶ（ｎ−１）の基準である座標系Ｓｐは、速度ベクトルＶ（ｎ）の基準である座標系Ｓｎと異なることが多いため、座標変換が必要となる。そうした座標変換については後述する。なお、速度ベクトルＶｐｒｅのうち当該車両Ｃの前後方向の成分（前後方向速度）をＶｘ＿ｐｒｅとし、速度ベクトルＶｐｒｅのうち当該車両Ｃの左右方向の成分（横方向速度）をＶｙ＿ｐｒｅとしている。そして、当該速度ベクトル算出部１００（演算部１１０）は、この速度ベクトルＶｐｒｅを、正確には、Ｖｘ＿ｐｒｅ及びＶｙ＿ｐｒｅを用いて、先の速度ベクトルＶ（ｎ）を算出する。

こうした前提のもと、演算部１１０は、まず、１サンプリング周期前における当該車両Ｃの速度ベクトルＶ（ｎ−１）から現時点における当該車両Ｃの速度ベクトルＶ（ｎ）への変化分ΔＶを算出する。すなわち、所定時間Δｔにおける前後方向速度の変化分ΔＶｘ及び、所定時間Δｔにおける横方向速度の変化分ΔＶｙを算出する。こうした前後方向速度の変化分ΔＶｘの算出にあたっては、演算部１１０は、下式（１）に従って、前後加速度センサ２０のセンサ出力値の今回値Ａｘ（ｎ）と所定時間Δｔとを乗算する。また、横方向速度の変化分ΔＶｙの算出にあたっては、下式（２）に従って、横加速度センサ３０のセンサ出力値の今回値Ａｙ（ｎ）と所定時間Δｔとを乗算する。

そして、演算部１１０は、上式（１）及び（２）に基づき算出された各変化分ΔＶｘ及びΔＶｙと、今回の座標系Ｓｎで得られた１サンプリング周期前における当該車両Ｃの速度ベクトルＶｐｒｅの各成分Ｖｘ＿ｐｒｅ及びＶｙ＿ｐｒｅとをそれぞれ加算することにより、今回の座標系Ｓｎにおける現時点の当該車両Ｃの速度ベクトルＶ（ｎ）の各成分Ｖｘ（ｎ）及びＶｙ（ｎ）をそれぞれ算出する。すなわち、演算部１１０は、下式（３）及び（４）に従って、速度ベクトルＶｐｒｅの各成分Ｖｘ＿ｐｒｅ及びＶｙ＿ｐｒｅに、上記変化分ΔＶｘ及びΔＶｙをそれぞれ加算する。

ちなみに、上式（３）及び（４）中の速度ベクトルＶｐｒｅの各成分Ｖｘ＿ｐｒｅ及びＶｙ＿ｐｒｅは、記憶部１２０に記憶されている、１サンプリング周期前の速度ベクトルＶ（ｎ−１）の各成分Ｖｘ（ｎ−１）及びＶｙ（ｎ−１）を利用して算出される。すなわち、速度ベクトルＶ（ｎ−１）と、速度ベクトルＶｐｒｅとの間には、下式（５）に示す関係がある。

そのため、演算部１１０は、上式（３）及び（４）に基づいて上記変化分ΔＶｘ及びΔＶｙを算出するに先立ち、まず、変化角度算出部１３０に、上記ヨーレートセンサ４０からヨーレートの今回値β（当該車両Ｃに固定される座標系において、時計方向を正とする。）を取り込ませるとともに、上式（５）中の、変化角度「β×Δｔ」を算出させる。

変化角度算出部１３０によって、変化角度「β×Δｔ」が算出されると、演算部１１０は、上式（５）に従って、速度ベクトルＶ（ｎ−１）を速度ベクトルＶｐｒｅに変換している。このようにして、速度ベクトルＶ（ｎ−１）を、時々刻々と変化する座標系の変化に追従させている。なお、記憶部１２０は、こうした速度ベクトルＶ（ｎ）の各成分Ｖｘ（ｎ）及びＶｙ（ｎ）が演算部１１０を通じて算出されると、これら各成分Ｖｘ（ｎ）及びＶｙ（ｎ）を記憶している。

ところで、上式（１）〜（４）から分かるように、また、上述したように、速度ベクトルＶ（ｎ）を算出する際には、基本的に、前後加速度センサ２０の出力値及び横加速度センサ３０の出力値をそれぞれ加算している。このような加算演算を所定時間Δｔ毎に繰り返し実行すると、積算誤差が徐々に大きくなり、速度ベクトルＶ（ｎ）の算出精度が低下する。すなわち、車両の進行方向の推定精度が低下することが懸念される。

そこで、積算誤差補正部１４０では、所定の実行条件が成立するとき、速度ベクトルＶ（ｎ）のうちの当該車両Ｃの前後方向の成分であるＶｘ（ｎ）を、車輪速センサ５０のセンサ出力値で補正するとともに、速度ベクトルＶ（ｎ）のうちの当該車両Ｃの横方向の成分であるＶｙ（ｎ）を、零に補正している。

例えばドリフト走行などのように、車輪が横方向の運動を伴っているとき、横すべり角が大きくなる。そうした場合、車輪速は、前後方向速度Ｖｘ（ｎ）とかけ離れた値を取ることが多い。しかしながら、例えば車両が水平面内を一定速度で直進走行している場合には、車輪速は、そうした前後方向速度Ｖｘ（ｎ）に近い値を取ることが多いことが知られている。

そのため、積算誤差をリセットする処理の実行条件として、例えば、車輪速センサ５０の各センサ出力値の今回値と各センサ出力値の前回値との差がそれぞれ（第４）所定値（本実施の形態では「５ｋｍ／時」）以下であり、かつ、車輪速センサ５０の各センサ出力値のうちの最大値と最小値との差が（第５）所定値（本実施の形態では、「１．５ｋｍ／時」）以下であり、かつ、前後加速度センサ２０のセンサ出力の今回値Ａｘ（ｎ）の絶対値が（第６）所定値（本実施の形態では、「０．５ｍ／ｓ／ｓ」）以下であり、かつ、横加速度センサ３０のセンサ出力の今回値Ａｙ（ｎ）の絶対値が（第７）所定値（本実施の形態では、「０．５ｍ／ｓ／ｓ」）、かつ、ヨーレートセンサ４０のセンサ出力値βの絶対値が（第８）所定値（本実施の形態では、「１．０ｒａｄ／ｓ」以下である走行状態が、（第２）所定時間（本実施の形態では、「１秒」）継続するという条件を採用している。これにより、各種センサの出力値に基づく実行条件の成立時に、積算誤差をリセットする処理が実行されるため、速度ベクトルＶ（ｎ）の算出精度の低下を抑制することができるようになる。

以上のように、演算部１１０によって、速度ベクトルＶ（ｎ）及び速度ベクトルＶｐｒｅが算出されると、予測部１５０は、これら両ベクトルＶ（ｎ）及びＶｐｒｅを用いて、将来（第３所定時間Ｔ秒後）の当該車両Ｃの進行方向を予測する。次に、そうした予測部１５０の機能について説明する。

予測部１５０は、まず、下式（６）に従って、速度ベクトルＶ（ｎ）の角度である車体横すべり角θを算出する。この車体横すべり角θは、図３に示されるように、座標系Ｓｎにおいて、Ｘ軸と速度ベクトルＶ（ｎ）とがなす角である。すなわち、この車体横すべり角θは、当該車両Ｃの車体が現時点において向いている方向と、当該車両Ｃが現時点において実際に進行する方向とがなす角を意味する。

次に、予測部１５０は、下式（７）に従って、速度ベクトルＶｐｒｅの角度である車体横すべり角θｐｒｅを算出する。なお、この車体横すべり角θｐｒｅは、図３に示されるように、座標系Ｓｎにおいて、Ｘ軸と速度ベクトルＶｐｒｅとがなす角である。上述したように、速度ベクトルＶｐｒｅは、１サンプリング周期前の速度ベクトルＶ（ｎ−１）が、前回の座標系Ｓｐから今回の座標系Ｓｎに変換された速度ベクトルであった。したがって、車体横すべり角度θｐｒｅは、当該車両Ｃの車体が現時点において向いている方向と、当該車両Ｃが１サンプリング周期前において実際に進行していた方向とがなす角を意味する。

また、予測部１５０は、下式（８）に従って、車体の角速度ωを算出する。すなわち、下式（８）の分子にて算出される、車体横すべり角θ及びθｐｒｅの差分値は、当該車両Ｃの重心を中心として、当該車両Ｃの進行方向が所定時間Δｔに回転した回転角度を意味する。そして、この回転角度が所定時間Δｔを用いて除されるため、下式（８）にて算出される角速度ωは、現時点において、当該車両Ｃの進行方向が、当該車両Ｃの重心を中心として、単位時間あたりに回転する角度を意味する。

そして、予測部１５０は、下式（９）に従って、たとえばＴ秒後（本実施の形態では３秒後）の当該車両Ｃの進行方向を推定する。具体的には、予測部１５０によって、当該車両Ｃの車体が現時点において実際に向いている方向と、当該車両ＣがＴ秒後に位置すると推定される方向とがなす角度であるスイブル角φが算出される。これにより、予測部１５０は、当該車両ＣがＴ秒後に位置する方向を予測している。

前照灯制御部１６０は、上述のようにして算出されたスイブル角φを予測部１５０から取り込んで、前照灯６０を制御する。具体的には、当該車両Ｃの前方をＸ軸の正方向、当該車両Ｃの左方をＹ軸の正方向として設定しているため、例えばスイブル角φが正の値として算出されるとき、前照灯制御部１６０は、当該車両Ｃの左方の前照灯６０の照射角度については、スイブル角φの絶対値の分だけ反時計周りに回転して変更するとともに、当該車両Ｃの右方の前照灯６０の照射角度については、スイブル角φの絶対値の半分だけ反時計回りに回転して変更する。逆に、スイブル角φが負の値として算出されるとき、前照灯制御部１６０は、当該車両Ｃの右方の前照灯６０の照射角度については、スイブル角φの絶対値の分だけ時計回りに回転して変更するとともに、当該車両Ｃの左方の前照灯６０の照射角度については、スイブル角φの絶対値の半分だけ時計回りに回転して変更する。また、スイブル角φが零として算出されるとき、前照灯制御部１６０は、前照灯６０の照射角度を変更しない。このようにして、前照灯制御部１６０は、予測部１５０にて算出されたスイブル角φを用いて、前照灯６０を指向制御している。これにより、特に夜間のドリフト走行中における運転者の運転を好適に支援することができるようになる。

ミリ波レーダ制御部１７０も、先の前照灯制御部１６０と同様に、上述のようにして算出されたスイブル角φを予測部１５０から取り込んで、ミリ波レーダ７０の障害物検出方向を制御する。具体的には、例えばスイブル角φが正の値として算出されるとき、ミリ波レーダ制御部１７０は、ミリ波レーダ７０の障害物検出方向を、スイブル角φの絶対値の分だけ反時計回りに変更する。逆に、スイブル角φが負の値として算出されるとき、ミリ波レーダ制御部１７０は、ミリ波レーダ７０の障害物検出方向を、スイブル角φの絶対値の分だけ時計回りに変更する。また、スイブル角φが零として算出されるとき、ミリ波レーダ７０の障害物検出方向を変更しない。このようにして、ミリ波レーダ制御部１７０は、予測部１５０にて算出されたスイブル角φを用いて、ミリ波レーダ７０の障害物検出方向を指向制御している。

判定部１８０は、先の前照灯制御部１６０及びミリ波レーダ制御部１７０と同様に、予測部１５０から当該車両Ｃの将来の進行方向に関する情報を取り込んでいる。また、判定部１８０は、ミリ波レーダ制御部１７０から当該車両Ｃの将来の進行方向の監視情報を取り込んでもいる。そして、判定部１８０は、こうした進行方向に関する監視情報に基づいて、当該車両Ｃの将来の進行方向に障害物が存在するか否かを判定する。そして、当該車両Ｃの進行方向に障害物が存在すると判定するとき、さらに、車速の大きさや障害物までの距離などに基づいて、当該車両Ｃが障害物に衝突する可能性が高いか否かを判定する。衝突する可能性が高いと判定するときには、判定部１８０は、図示しない適宜の警報手段を通じて、当該車両Ｃの運転者に対してその旨を報知するとともに、車両制御部２１０を通じて、障害物との衝突を回避すべく当該車両Ｃの軌道を制御したり、障害物との衝突の際に所定の姿勢を取るように当該車両Ｃの姿勢を制御したりしている。

具体的には、判定部１８０は、障害物との距離が十分になく、障害物との衝突が避けられないと判定されるときには、車両制御部２１０（正確には、ステアリング制御部１９０及びブレーキ制御部２００）を通じて、ステアリングホイール８０やブレーキ９０により、障害物に衝突する際の当該車両Ｃの姿勢が所定の姿勢となるように姿勢制御する。すなわち、近年、車両は、当該車両Ｃの側面から障害物に衝突するよりも、当該車両Ｃの正面から障害物に衝突した方が、車室内にいる乗員の保護性能が高まる構造を有している。そのため、当該車両Ｃが正面から障害物に衝突するように姿勢制御することにより、車室内の乗員の保護を図っている。これにより、当該車両Ｃの運転者の運転にかかる負荷を軽減することができるようになる。

以上のようにして構成される本実施の形態で実行される運転支援処理の処理手順を図４に示す。以下、この図４を用いて、本実施の形態による当該車両Ｃの運転者の運転支援を総括する。なお、この運転支援処理は、当該車両Ｃのイグニッションスイッチ（図示略）のオン操作を契機に、所定時間毎に繰り返し実行される。また、これに併せて、速度ベクトルＶ（ｎ）の各成分Ｖｘ（ｎ）やＶｙ（ｎ）、同じく速度ベクトルＶ（ｎ−１）の各成分Ｖｘ（ｎ−１）やＶｙ（ｎ−１）、あるいは、速度ベクトルＶｐｒｅの各成分Ｖｘ＿ｐｒｅやＶｙ＿ｐｒｅなど、各種演算に用いられるパラメータも所定の初期値に初期化される。

こうした前提のもと、運転支援処理が開始されると、図４に示すように、運転支援システム１は、まず、ステップＳ１００の処理として、前後加速度センサ２０、横加速度センサ３０、ヨーレートセンサ４０、及び車輪速センサ５０（いずれも図１）から各センサ情報を取得する。すなわち、運転支援システム１は、前後加速度センサ２０から前後加速度の今回値Ａｘ（ｎ）を、横加速度センサ３０から横加速度の今回値Ａｙ（ｎ）を、ヨーレートセンサ４０からヨーレートの今回値βを、車輪速センサから車輪速の今回値を、それぞれ取り込んでいる。

こうしたセンサ情報取得処理を終えると、運転支援システム１（正確には、積算誤差補正部１４０）は、続くステップＳ１０１の判断処理として、速度ベクトルＶ（ｎ）にかかる積算誤差のリセット処理の上記実行条件が成立しているか否かを判断する。

ここで、上記実行条件が成立していると判断されるとき（ステップＳ１０１の処理でＹｅｓ）、当該車両Ｃは、例えば水平面内を一定速度で直進走行している場合であるとみなすことができる。そのため、積算誤差補正部１４０は、続くステップＳ１０２の処理として、速度ベクトルＶ（ｎ）の積算誤差のリセット処理を実行する。具体的には、上述したように、速度ベクトルＶ（ｎ）のうち当該車両Ｃの前後方向の成分であるＶｘ（ｎ）を、車輪速センサ５０のセンサ出力値に補正するとともに、速度ベクトルＶ（ｎ）のうち当該車両Ｃの横方向の成分であるＶｙ（ｎ）を、零に補正する。そして、運転支援システム１は、後述するステップＳ１０５の処理へ移行する。

一方、先のステップＳ１０１の判断処理において、実行条件が成立していないと判断するとき（ステップＳ１０１の処理でＮｏ）、演算部１１０は、続くステップＳ１０３の処理として、速度ベクトルＶ（ｎ）を算出する。具体的には、上述したように、上式（１）〜（５）に基づき、速度ベクトルＶ（ｎ）のうち各成分であるＶｘ（ｎ）及びＶｙ（ｎ）を算出する。なお、演算部１１０は、前回の運転支援処理において算出された速度ベクトルを、今回の運転処理において使用するため、一連の運転支援処理が終了する都度、記憶部１２０に、今回の運転支援処理において算出された速度ベクトルを記憶させている。

こうして演算部１１０を通じて速度ベクトルＶ（ｎ）が算出されると、続くステップＳ１０４の処理として、予測部１５０は、当該車両Ｃの所定時間後の進行方向を予測する。具体的には、上述したように、予測部１５０は、上式（６）〜（９）に基づいて、当該車両Ｃの車体が現時点において実際に向いている方向と、当該車両Ｃが所定時間後に位置すると推定される方向とがなす角度である上記スイブル角φを算出する。

先のステップＳ１０２の処理において、積算誤差補正部１４０が速度ベクトルＶ（ｎ）の積算誤差のリセット処理を終える、あるいは、このステップＳ１０４の処理において、予測部１５０によってスイブル角φが算出されると、続くステップＳ１０５の処理として、前照灯制御部１６０は、当該車両Ｃの前照灯６０を制御する。具体的には、上述したように、上記スイブル角φを用いて、前照灯６０を照射方向を制御する。なお、図５に、こうして前照灯指向制御が実行された場合の照射態様の一例及び前照灯指向制御が実行されなかった場合の照射態様の一例を併せて示す。同図５に示されるように、運転支援システム１によって前照灯６０の指向制御がなされなかったとき、前照灯６０の照射範囲Ａ２には、当該車両Ｃが３秒後に到達すると推定される位置Ｐ３は含まれていない。一方、運転支援システム１によって前照灯６０の指向制御がなされたとき、前照灯６０の照射範囲Ａ１には、当該車両Ｃが３秒後に到達すると推定される位置が含まれている。このように、当該車両Ｃの運転者は、３秒後に到達すると推定される位置を予め視認することができるようになる。

また、続くステップＳ１０６の処理として、ミリ波レーダ制御部１７０は、ミリ波レーダ７０を制御する。すなわち、ミリ波レーダ制御部１７０は、上記スイブル角φを用いて、ミリ波レーダ７０の障害物検出方向を制御し、当該車両Ｃの将来の進行方向（当該車両Ｃが３秒後に到達すると推定される位置Ｐ３）を監視する。そして、ミリ波レーダ制御部１７０は、当該車両Ｃの将来の進行方向の監視情報を判定部１８０に出力する。

判定部１８０は、続くステップＳ１０７の判定処理として、ミリ波レーダ制御部１７０から取り込んだ、当該車両Ｃの将来の進行方向の監視情報に基づいて、当該車両Ｃの将来の進行方向に障害物が存在するか否かを判定する。ここで、障害物が検出されないとき（ステップＳ１０７でＮｏ）、判定部１８０は、この運転支援処理を一旦終了する。

一方、ステップＳ１０７の判定処理において、当該車両Ｃの将来の進行方向に障害物が検出されるとき（ステップＳ１０７でＹｅｓ）、判定部１８０は、続くステップＳ１０８の処理として、当該車両Ｃが検出された障害物に衝突することは避けられるか否かを判定する。ここで、障害物との衝突を避けることができると判定されると（ステップＳ１０８でＹｅｓ）、判定部１８０は、ステップＳ１０９の処理として、車両制御部２１０を通じて、当該車両Ｃが障害物との衝突を回避することのできる軌道を通るようにすべく、車両の回避制御を実行する。他方、障害物との衝突を避けることができないと判定されると（ステップＳ１０８でＮｏ）、判定部１８０は、ステップＳ１１０の処理として、車両制御部２１０を通じて、障害物に衝突する際の当該車両Ｃの姿勢が所定の姿勢となるように姿勢制御を実行する。このようにして、当該車両Ｃの運転者の運転を支援することができる。

（その他の実施の形態）
近年の車両は、障害物に対して側面から衝突するよりも、正面から衝突する方が、より車室内の乗員を保護することができる。そのため、上記実施の形態では、判定部１８０によってステップＳ１０８の判断処理において、当該車両Ｃが障害物に衝突することを避けることができないと判断されたとき、続くステップＳ１１０の処理として、車両制御部２１０を通じて、すなわち、ステアリング制御部１９０によるステアリングホイールの制御及びブレーキ制御部２００によるブレーキ９０の制御の双方を通じて、正面から障害物に衝突するように当該車両Ｃの姿勢を制御することとした。こうした操舵制御及び制動制御の双方を用いなくとも、少なくともいずれか一方を用いて、当該車両Ｃの姿勢を制御することとしてもよい。また、その際、正面から障害物に衝突するようにしなくともよい。側面から障害物に衝突する方が、より車室内の乗員を保護することができるのであれば、そのように当該車両Ｃの姿勢を制御するようにしてもよい。要は、障害物との衝突が避けられないと判定されたとき、車室内の乗員をより保護することの可能な姿勢に制御すればよい。また、障害物と衝突しても、車室内の乗員を保護することが可能であるならば、こうした姿勢制御手段自体を割愛した構成としてもよい。

上記実施の形態（変形例を含む）では、判定部１８０によってステップＳ１０８の判断処理において、当該車両Ｃが障害物に衝突することを避けることができると判断されたとき、続くステップＳ１０９の処理として、車両制御部２１０を通じて、当該車両Ｃが障害物との衝突を回避することのできる軌道を通るように、車両の回避制御を実行していたが、これに限られない。障害物との衝突を回避することができるのであれば、その回避態様は任意である。なお、障害物が存在しないのであれば、こうした回避制御手段自体を割愛した構成としてもよい。

上記実施の形態（変形例を含む）では、演算部１１０にて算出される速度ベクトルを用いた運転支援の一例として、前照灯制御、当該車両の衝突回避制御、及び当該車両の姿勢制御の３種の運転支援を行っていたが、そうした態様は、これに限られない。要は、演算部１１０にて算出される速度ベクトルを用いた運転支援を行うことができれば、運転支援の態様は任意である。

上記実施の形態（変形例を含む）では、障害物検出手段としてミリ波レーダを採用したが、これに限られない。他にも、赤外線レーダや超音波レーダ等を採用することができる。

上記実施の形態（変形例を含む）では、車輪速センサ５０を各車輪に配設することとしたが、これに限られず、１つでも良い。その場合、車輪速センサ５０の数に併せて、積算誤差補正部１４０における誤差リセット処理（ステップＳ１０２の処理）の実行条件も変更することとなる。すなわち、誤差リセット処理の実行条件も、上述した条件に限られず、変更可能である。要は、当該車両Ｃが、例えば等速直線運動のように、車輪速センサ５０の出力値と速度ベクトルＶ（ｎ）のうち当該車両Ｃの前後方向の成分であるＶｘ（ｎ）の値とがそれほど乖離しないような運動状態にあるとみなすことのできる実行条件とすればよい。

上記実施の形態（変形例を含む）では、積算誤差補正部１４０は、上記誤差リセット処理（ステップＳ１０２の処理）の実行条件が成立するとき、速度ベクトルＶ（ｎ）のうち当該車両Ｃの前後方向の成分であるＶｘ（ｎ）を、車輪速センサ５０のセンサ出力値で補正するとともに、速度ベクトルＶ（ｎ）のうち当該車両Ｃの横方向の成分であるＶｙ（ｎ）を零に補正していたが、これに限られない。これに加えて、スイブル角φを零に補正することとしてもよい。あるいは、この誤差リセット処理自体を割愛する構成としてもよい。この場合、演算部１１０にて算出される速度ベクトルの算出精度はやや低下することが懸念されるものの、車両の進行方向を示す速度ベクトル自体を算出することはできる。

上記実施の形態（変形例を含む）では、演算部１１０は、変化角度算出部１３０によって算出された車両の進行方向の変化角度「β×Δｔ」に基づいて、速度ベクトルＶ（ｎ−１）から速度ベクトルＶｐｒｅへの変換（上式（８））を行っていたが、これに限られない。要は、所定時間Δｔにおける車両の進行方向の変化角度分を補正することができれば、その補正態様は任意である。

上記実施の形態（変形例を含む）では、予測部１５０によって予測された当該車両の将来の進行方向を利用して、当該車両Ｃを運転する運転者にかかる負担を軽減していたが、これに限られない。予測部１５０を割愛した構成としても、すなわち、当該車両の将来の進行方向を利用しなくとも、当該車両の現時点の進行方向を利用することで、当該車両Ｃを運転する運転者にかかる負担を軽減することはできる。

上記実施の形態（変形例を含む）では、前後加速度センサ２０、横加速度センサ３０、ヨーレートセンサ４０、車輪速センサ５０、前照灯６０、ミリ波レーダ７０、ステアリングホイール８０、ブレーキ９０等々を備えて構成されているものとしていたが、必ずしもこれら構成要素を実際に備えなくともよい。要は、これら各種センサ２０〜５０にて検出される各種情報を取得することができるとともに、取得した情報に基づいて各種制御指令を各構成要素６０〜９０に対して出力することができれば、この発明は有効である。

本発明の車両の進行方向推定装置及び運転支援システムの一実施の形態について、その全体構成を示すブロック図。 同実施の形態を構成する演算部において算出される速度ベクトルを示す模式図。 同実施の形態を構成する予測部において算出されるスイブル角φを示す模式図。 同実施の形態において実行される運転支援制御処理の処理手順を示すフローチャート。 同実施の形態の前照灯指向制御を実行する場合の前照灯の照射態様の一例と、前照灯指向制御を実行しない場合の前照灯の照射態様の一例とを併せて示す模式図。

符号の説明

１…運転支援システム、１０…マイクロコンピュータ（車両の進行方向推定装置、運転支援手段）、２０…前後加速度センサ（前後加速度検出手段）、３０…横加速度センサ（横加速度検出手段）、４０…ヨーレートセンサ、５０…車輪速センサ、６０…前照灯、７０…ミリ波レーダ（障害物検出手段）、８０…ステアリングホイール（操舵手段）、９０…ブレーキ（制動手段）、１００…速度ベクトル算出部（速度ベクトル算出手段）、１１０…演算部（演算手段）、１２０…記憶部（記憶手段）、１３０…変化角度算出部（変化角度算出手段）、１４０…積算誤差補正部（補正手段）、１５０…予測部（予測手段）、１６０…前照灯制御部（前照灯制御手段）、１７０…ミリ波レーダ制御部（障害物検出手段制御手段）、１８０…判定部（判定手段）、１９０…ステアリング制御部、２００…ブレーキ制御部、２１０…車両制御部（衝突回避手段、姿勢制御手段）。

Claims (10)

1. 第１所定時間毎に、車両の前後方向に作用する前後加速度を検出する前後加速度検出手段によって検出される前後加速度に基づいて、前記車両の前後方向速度を算出するとともに、前記車両の横方向に作用する横加速度を検出する横加速度検出手段によって検出される横加速度に基づいて、前記車両の横方向速度を算出することにより、前記車両の進行方向を示す速度ベクトルを求める速度ベクトル算出手段を備え、
   前記速度ベクトル算出手段は、
   前回算出した、前記前後方向速度と前記横方向速度との前回値を記憶する記憶手段と、
   前記第１所定時間毎に、前記前後加速度と前記横方向加速度とをサンプリングし、そのサンプリングした前記前後加速度と前記横加速度とを第１所定時間とそれぞれ乗算することにより、その第１所定時間における前後方向速度の変化分と、横方向速度の変化分とを算出し、さらに、前記記憶手段に記憶された前記前後方向速度の前回値と前記前後方向速度の変化分とを加算するとともに、前記横方向速度の前回値と前記横方向速度の変化分とを加算することにより、前記前後方向速度及び前記横方向速度の今回値を算出する演算手段とを有し、
   前記記憶手段は、前記演算手段によって、前記前後方向速度及び前記横方向速度の今回値が算出されると、前記前後方向速度及び前記横方向速度の今回値を記憶することを特徴とする車両の進行方向推定装置。
2. 前記速度ベクトル算出手段は、さらに、前記前後方向速度と前記横方向速度との前回値を成分とする速度ベクトルの向きに対する、前記前後方向速度と前記横方向速度との今回値を成分とする速度ベクトルの向きの変化に基づいて、車両の将来の進行方向を予測する予測手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両の進行方向推定装置。
3. 前記速度ベクトル算出手段は、前後加速度及び横加速度のサンプリングと同期して、前記第１所定時間毎に、前記車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサによって検出されるヨーレートをサンプリングし、今回サンプリングされたヨーレートに基づいて、前記第１所定時間が経過する間における車両の進行方向の変化角度を求める変化角度算出手段を有し、
   前記演算手段は、前記変化角度算出手段によって算出された車両の進行方向の変化角度分だけ、前記記憶手段に記憶された前記前後方向速度と前記横方向速度との前回値を成分とする速度ベクトルの向きを補正するように、当該前後方向速度及び横方向速度を補正した上で、前記前後方向速度及び前記横方向速度の変化分とそれぞれ加算して、前記前後方向速度及び前記横方向速度の今回値を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の車両の進行方向推定装置。
4. 前記速度ベクトル算出手段は、前後加速度及び横加速度のサンプリングと同期して、前記第１所定時間毎に、前記車両の車輪速を検出する車輪速センサによって検出される車輪速をサンプリングするものであって、前記車両が等速直線運動状態にあるとき、前記前後方向速度の今回値を、今回サンプリングされた車輪速に補正するとともに、前記横方向速度の今回値を、零に補正する補正手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両の進行方向推定装置。
5. 前記補正手段は、今回サンプリングされた各車輪の車輪速と前回サンプリングされた各車輪の車輪速との差がそれぞれ第４所定値以下であり、かつ、今回サンプリングされた各車輪の車輪速のうちの最大値と最小値との差が第５所定値以下であり、かつ、今回サンプリングされた前後加速度の絶対値が第６所定値以下であり、かつ、今回サンプリングされた横加速度の絶対値が第７所定値以下であり、かつ、今回サンプリングされたヨーレートの絶対値が第８所定値以下である走行状態が、第２所定時間継続するとき、前記車両が等速直線運動状態にあると判断する請求項４に記載の車両の進行方向推定装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両の進行方向推定装置と、
   前記車両の進行方向推定装置によって求められた車両の進行方向に基づいて、当該車両を運転する運転者の運転を支援する運転支援手段とを備えることを特徴とする運転支援システム。
7. 前記運転支援手段は、前記車両の進行方向推定装置によって求められた車両の進行方向に、前記車両の前方を照らす前照灯を指向する前照灯制御手段を含む請求項６に記載の運転支援システム。
8. 前記運転支援手段は、
   前記車両の進行方向推定装置によって求められた車両の進行方向に、前記車両の周辺に存在する障害物を検出する障害物検出手段を指向する障害物検出手段制御手段と、
   前記障害物検出手段によって検出された障害物に車両が衝突するか否かを判定する判定手段と、
   車両が障害物に衝突する可能性が高い旨前記判定手段によって判定されるとき、前記車両を制動する制動手段を通じて、前記障害物との衝突の回避を図る衝突回避手段と、を含む請求項６または７に記載の運転支援システム。
9. 前記運転支援手段は、
   前記車両の進行方向推定装置によって求められた車両の進行方向に、前記車両の周辺に存在する障害物を検出する障害物検出手段を指向する障害物検出手段制御手段と、
   前記障害物検出手段によって検出された障害物に車両が衝突するか否かを判定する判定手段と、
   車両が障害物に衝突する可能性が高い旨前記判定手段によって判定されるとき、前記車両を操舵する操舵手段を通じて、前記障害物との衝突の回避を図る衝突回避手段と、を含む請求項６〜８のいずれか一項に記載の運転支援システム。
10. 前記衝突回避手段は、前記車両と前記障害物との衝突が避けられない旨前記判定手段によって判定されるとき、前記障害物に衝突する際の前記車両の姿勢が所定の姿勢となるように、前記車両を制動する制動手段及び前記車両を操舵する操舵手段の少なくとも一方を通じて、前記車両の姿勢を制御する姿勢制御手段を含む請求項８又は９に記載の運転支援システム。

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