JP2008260390A - 衝突回避支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】障害物を検知したときに、車両を効果的に減速するとともに、障害物に回避スペースがあるときは、車両を回避スペースの方向に旋回して障害物との接触を回避させる、衝突回避支援装置を提供することを目的とする。
【解決手段】左右の後輪２Ｌ、２Ｒのトー角を独立して制御可能なトー角変更装置１２０を有する車両システム１００を備える車両Ｖにおいて、レーダ装置１６０が進行方向に障害物を検知したとき、障害物の左右方向に回避スペースがあるときには、操舵制御ＥＣＵ１３０は、ブレーキ装置１４０を作動させるとともに、後輪２のトー角を制御して、車両Ｖを回避スペースの方向に旋回させる。一方、障害物の左右方向に回避スペースが無いときには、操舵制御ＥＣＵ１３０は、ブレーキ装置１４０を作動させるとともに、後輪２をトーインさせて、車両Ｖを効果的に停止・減速させることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の衝突回避支援装置に関するものである。

ＣＣＤ（Charge Couple Device）カメラやレーダ装置などを車載して、車両の外界の状況を検知しながら走行し、走行を支援する自動車走行支援システムには、先行車との車間距離を警告する車間距離警告システム、先行車との車間距離を一定に保って走行し、先行車がいないときは一定の速度で走行するＡＣＣシステム（アダプティブ・クルーズコントロール・システム）などがある。また、車両が走行する車線から逸脱しないようにステアリングを操作するレーンキープアシストシステム、先行車との距離が所定値以下になったり、障害物を検知したときに、自動的に減速・停止する衝突軽減ブレーキシステムなどもよく知られている。

前記の自動車走行支援システムのうち、衝突軽減ブレーキシステムとして、先行車との距離が一定値以下になったときや、車両の走行前方に障害物を検知すると、自動的にブレーキ装置を作動させて、車両を減速もしくは停止させ障害物との接触を回避する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また、障害物との接触が予測されたときにブレーキ装置を作動させるとともに、路面との摩擦係数の変化に対応して操舵装置を作動させ、車両の進行方向を変えることでも障害物との接触を回避する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
さらに、障害物の回避スペースがあり、かつドライバが操舵輪を操作して障害物を回避しようとしているときには、ドライバの操作をアシストする技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
特公昭３９−５６６８号公報（図１） 特開平５−５８３１９号公報（図５） 特開平１１−３４８７９９号公報（図９）

しかしながら、従来の衝突軽減ブレーキシステムは、ブレーキシステムの動作によってのみ車両を停止・減速するため、例えば、障害物の出現が急で、ブレーキシステムの制動力のみでは、対応しきれない場合があるなど、改善の余地がある。
また、ドライバが操舵輪を操舵しないときには、車両を旋回して障害物を回避する動作をしない点など、改善の余地がある。
さらに、障害物を回避するときには、車両にはブレーキが作動しているため、前輪に大きな荷重がかかった状態であり、制動力にタイヤの摩擦力がほとんど使われているため、前輪操舵してもタイヤに横力があまり発生しないので車両が曲がりにくく、改善の余地がある。

そこで本発明は、障害物を検知したときに、車両に効果的に制動力を作用させるとともに、障害物の状態に応じて後輪を転舵して車両を旋回し、接触時の影響を軽減することができる衝突回避支援装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、請求項１にかかる発明は、制動装置と、車両に備わる後輪のトー角を左右独立に変更可能なトー角変更装置と、前記車両の進行方向の障害物の位置および幅方向の大きさを検知する障害物検知装置と、前記障害物検知装置の検知結果を用いて、障害物との衝突・接触を判定する衝突判定装置と、前記障害物検知装置の検知結果を用いて、前記障害物との衝突・接触を回避する回避スペースの有無を判定する回避判定装置と、を備える車両に適用され、当該車両の障害物との衝突・接触回避を支援する衝突回避支援装置とした。そして、前記衝突判定装置が衝突・接触を判定し、前記制動装置により当該車両に制動力が作用しているときに、前記回避判定装置が、前記回避スペースがないと判定したときは、前記トー角変更装置により前記後輪のトー角を、左右ともトーインまたは左右ともトーアウトに変更して制動力を作用させることを特徴とした。

請求項１にかかる発明によると、車両の進行方向に、車両と接触する可能性のある障害物が検知され、その障害物の幅方向に回避スペースがない場合は、車両の後輪を左右ともトーインまたは左右ともトーアウトさせることができる。

また、請求項２にかかる発明は、前記制動装置は、ドライバの意思とは関係なく制動力を作用させる制動装置であって、前記衝突判定装置が衝突・接触を判定したときには、前記制動装置により当該車両に制動力を作用させ、前記回避判定装置が、前記回避スペースがないと判定したときは、前記トー角変更装置により前記後輪のトー角を、左右ともトーインまたは左右ともトーアウトに変更して制動力を作用させることを特徴とした。

請求項２にかかる発明によって、衝突判定装置が衝突・接触を判定したときには、制動装置により当該車両に制動力を作用させるとともに、回避判定装置が、回避スペースがないと判定したときは、後輪のトー角を、左右ともトーインまたは左右ともトーアウトに変更することができる。

また、請求項３にかかる発明は、車両に備わる後輪のトー角を左右独立に変更可能なトー角変更装置と、前記車両の進行方向の障害物の位置および幅方向の大きさを検知する障害物検知装置と、前記障害物検知装置の検知結果を用いて、障害物との衝突・接触を判定する衝突判定装置と、前記障害物検知装置の検知結果を用いて、前記障害物との衝突・接触を回避する回避スペースの有無の判定および回避スペースの方向を判定する回避判定装置と、を含んでなる衝突回避支援装置とした。そして、前記衝突判定装置が衝突・接触を判定し、前記回避判定装置が、前記回避スペースがあると判定したときは、前記回避判定装置が判定した回避方向に前記トー角変更装置により前記後輪を転舵することを特徴とした。

請求項３にかかる発明によると、検知された障害物の幅方向に回避スペースがあるときは、回避スペースの方向に車両が旋回するように後輪のトー角を変更することができる。

また、請求項４にかかる発明は、前記車両が備える前輪操舵装置に対する操舵トルクを検知したときは、前記検知した操舵トルクの方向へと前記車両をさらに旋回させるように、前記トー角変更装置により前記後輪を転舵することを特徴とした。

請求項４にかかる発明によると、ドライバが前輪操舵装置を操作したときには、前輪操舵装置が操作された方向に車両が旋回するように後輪のトー角を変更することができる。

また、請求項５にかかる発明は、前記衝突判定装置が衝突・接触をすると判定したときに、前記回避判定装置が判定を行うことを特徴とした。

請求項５にかかる発明によると、衝突判定装置の判定の後に回避判定装置が判定することができる。

また、請求項６にかかる発明は、車両に備わる後輪のトー角を左右独立に変更可能なトー角変更装置と、前記車両の進行方向の障害物の位置を検知する障害物検知装置と、前記障害物検知装置の検知結果を用いて、障害物との衝突・接触を判定する衝突判定装置と、前記車両の旋回方向を判定する旋回方向判定装置と、を含んでなる衝突回避支援装置とした。そして、前記衝突判定装置が衝突・接触を判定したときは、前記旋回方向判定装置が判定した旋回方向へと前記車両をさらに旋回させるように、前記トー角変更装置により少なくとも前記後輪の外輪をトーアウトにすることを特徴とした。

請求項６にかかる発明によると、車両の進行方向に、車両と接触する可能性のある障害物が検知されると、旋回方向判定装置が判定した旋回方向に車両が旋回するように、外輪となる後輪をトーアウトさせることができる。

また、請求項７にかかる発明は、前記衝突判定装置は、前記車両に備わるナビゲーション装置の地図データを用いて衝突・接触を判定することを特徴とした。

請求項７にかかる発明によると、ナビゲーション装置で、障害物への衝突および旋回方向を判定することができる。

また、請求項８にかかる発明は、前記衝突判定装置が衝突・接触を判定したときは、前記トー角制御装置により左右ともトーインまたは左右ともトーアウトに変更して制動力を作用させた後、少なくとも前記後輪の外輪をトーアウトにすることを特徴とした。

請求項８にかかる発明によると、衝突判定装置が接触・衝突を判定したときには、後輪を左右ともトーインまたは左右ともトーアウトして制動力を作用させた後に、後輪の外輪をトーアウトさせることができる。

本発明によれば、障害物を検知したときに、車両に効果的に制動力を作用させるとともに、障害物の状態に応じて後輪を転舵して車両を旋回し、接触時の影響を軽減することができる衝突回避支援装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、適宜図を用いて詳細に説明する。

（車両システムの構成）
本実施形態にかかる車両システムの構成を図１から図７を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施形態にかかる車両システムを適用した４輪車両の概略図であり、図２は操舵制御ＥＣＵの構成を示すブロック図であり、図３は電動パワーステアリング装置の構成図であり、図４は左後輪側のトー角変更装置の構成図であり、図５はトー角変更装置のアクチュエータの構成図である。

図１に示すように、車両システム１００は、前輪１Ｌ、１Ｒを転舵させる操向ハンドル３による操舵を補助する電動パワーステアリング装置１１０、前輪１Ｌ、１Ｒの転舵角と車速に応じて後輪２Ｌ、２Ｒをそれぞれ独立に転舵させるトー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒ、車両システム１００を制御する制御装置（以下、操舵制御ＥＣＵと称する）１３０、ブレーキ装置１４０およびレーダ装置１６０と、車速センサＳ_Ｖ、ヨーレートセンサＳ_Ｙ、など各種センサとを含んで構成されている。

左右の前輪１Ｌ，１Ｒは、車両システム１００が備わる車両Ｖの進行方向を決定する操舵輪であって、ドライバは操向ハンドル３の操作によって前輪１Ｌ，１Ｒを操舵し、車両Ｖを左右方向に旋回させる。
操向ハンドル３は、ステアリングギアボックス６（図３参照）を介して、前輪１Ｌ，１Ｒと接続される。そして、前輪１Ｌ，１Ｒは、ドライバによる操向ハンドル３の回転操作に応じて左右方向に回転し、車両Ｖの進行方向を決定する。

ブレーキ装置１４０は、前輪１および後輪２を制動して、車両Ｖを減速または停止する装置である。そして、ブレーキ装置１４０はブレーキＥＣＵ１３０ａ（図２参照）からの指令によって作動が制御されるため、請求項に記載の制動装置である。なお、ブレーキ装置１４０は、前輪１および後輪２の制動および開放を適宜繰り返して、車両Ｖを好適に制動することができるアンチロックブレーキシステムを備えることが好ましい。

ヨーレートセンサＳ_Ｙは、車両Ｖに発生しているヨーレートを検知するセンサである。ヨーレートセンサＳ_Ｙは、例えば、車両Ｖにヨーレートが発生していないときを「０」として、左方向のヨーレートが発生しているときに正の値、右方向のヨーレートが発生しているときに負の値を出力するようにすればよい。

（操舵制御ＥＣＵの構成）
操舵制御ＥＣＵ１３０は、電動パワーステアリング装置１１０、ブレーキ装置１４０、左右のトー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒ、トー角変更制御ＥＣＵ３７およびレーダ装置１６０に接続され、それぞれを制御したり、各センサと接続され、各センサが出力する情報を入力したりする装置である。図２に示すように、操舵制御ＥＣＵ１３０は、ブレーキ装置１４０を制御するブレーキＥＣＵ１３０ａ、電動パワーステアリング装置１１０を制御する電動パワーステアリングＥＣＵ１３０ｂ、トー角変更装置１２０を制御するトー角制御ＥＣＵ１３０ｃ、レーダ装置１６０からの情報を入力して、障害物の検知を制御する障害物検知ＥＣＵ１３０ｄ、障害物を回避する目標ヨーレートを算出する衝突回避支援ＥＣＵ１３０ｅ、障害物との衝突・接触を判定する衝突判定ＥＣＵ１３０ｆ、障害物を回避できるかを判定する回避判定ＥＣＵ１３０ｇを含んで構成される。そして、各ＥＣＵは信号線などで接続され、各ＥＣＵの間で情報を入出力できる構成とする。
また、各ＥＣＵは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）などを備えるコンピュータおよびプログラム、周辺回路などを含んで構成される。

（電動パワーステアリング装置の構成）
電動パワーステアリング装置１１０は、図３に示すように操向ハンドル３が設けられたメインステアリングシャフト３ａと、シャフト３ｃと、ピニオン軸７とが、２つのユニバーサルジョイント（自在継手）３ｂによって連結され、また、ピニオン軸７の下端部に設けられたピニオンギア７ａは、車幅方向に往復運動可能なラック軸８のラック歯８ａに噛合し、ラック軸８の両端には、タイロッド９、９を介して左右の前輪１Ｌ、１Ｒが連結されている。この構成により、電動パワーステアリング装置１１０は、操向ハンドル３の操舵時に車両Ｖの進行方向を変えることができる。ここで、ラック軸８、ラック歯８ａ、タイロッド９、９は転舵機構を構成する。なお、ピニオン軸７はその上部、中間部、下部を軸受３ｄ、３ｅ、３ｆを介してステアリングギアボックス６に支持されている。
この電動パワーステアリング装置１１０は、前輪１を操舵することから、請求項に記載の前輪操舵装置である。

また、電動パワーステアリング装置１１０は、操向ハンドル３による操舵力を軽減するための補助操舵力を供給する電動機４を備えており、この電動機４の出力軸に設けられたウォームギア５ａが、ピニオン軸７に設けられたウォームホイールギア５ｂに噛合している。すなわち、ウォームギア５ａとウォームホイールギア５ｂとで減速機構が構成されている。また、電動機４の回転子と電動機４に連結されているウォームギア５ａとウォームホイールギア５ｂとピニオン軸７とラック軸８とラック歯８ａとタイロッド９、９などにより、ステアリング系が構成される。

電動機４は、複数の界磁コイルを備えた固定子（図示せず）と、この固定子の内部で回動する回転子（図示せず）からなる３相ブラシレスモータであり、電気エネルギーを機械的エネルギーに変換するものである。

また、電動パワーステアリング装置１１０は、電動機４を駆動する電動機駆動回路２３と、レゾルバ２５と、ピニオン軸７に加えられるピニオントルクＴ_Ｐを検知するトルクセンサＳ_Ｔと、トルクセンサＳ_Ｔの出力を増幅する差動増幅回路２１と、車速センサＳ_Ｖとを備えている。

電動機駆動回路２３は、例えば、３相のＦＥＴ（Field Effect Transistor）ブリッジ回路のような複数のスイッチング素子を備え、電動パワーステアリングＥＣＵ１３０ｂから出力されるＤＵＴＹ信号を用いて、矩形波電圧を生成し、この矩形波電圧を用いて電動機４を駆動するものである。また、電動機駆動回路２３は図示しないホール素子を用いて３相の電動機電流Ｉを検出する機能を備えている。レゾルバ２５は、電動機４の電動機回転角θ_ｍを検出し、角度信号θを出力するものであり、例えば、磁気抵抗変化を検出するセンサを周方向に等間隔の複数の凹凸部を設けた磁性回転体に近接させたものがある。

トルクセンサＳ_Ｔは、ピニオン軸７に加えられるピニオントルクＴ_Ｐを検出するものであり、ピニオン軸７の軸方向２箇所に逆方向の異方性となるように磁性膜が被着され、各磁性膜の表面に検出コイルがピニオン軸７に離間して挿入されている。差動増幅回路２１は、検出コイルがインダクタンス変化として検出した２つの磁歪膜の透磁率変化の差分を増幅し、トルク信号Ｔを出力するものである。このトルク信号Ｔが請求項に記載の操舵トルクに相当する。

車速センサＳ_Ｖは、車両Ｖの車速ＶＳを単位時間あたりのパルス数として検出するものであり、車速信号を出力する。

（トー角変更装置の構成）
次に、図４、図５を参照しながらトー角変更装置の構成を説明する。
図４は左後輪側のトー角変更装置を示す平面図、図５はトー角変更装置のアクチュエータの構造を示す概略断面図である。

トー角変更装置（以下、ＲＴＣ（リアトーコントローラ）と称する場合あり）１２０Ｌ、１２０Ｒは、左右の後輪２Ｌ、２Ｒにそれぞれ取り付けられるものであり、図４では、左側の後輪２Ｌを例にとりトー角変更装置１２０Ｌを示している。トー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒは、アクチュエータ３０およびトー角変更制御装置（以下、トー角変更制御ＥＣＵと称する）３７を備えている。なお、図４は、左側の後輪２Ｌのみを示しているが、アクチュエータ３０およびトー角変更制御ＥＣＵ３７は、右側の後輪２Ｒについても同様（対称）にして取り付けられている。

図４に示すように、車体のリアサイドフレーム１１には、略車幅方向に延びるクロスメンバ１２の車幅方向端部が弾性支持されている。そして、略車体前後方向に延びるトレーリングアーム１３の前端がクロスメンバ１２の車幅方向端部近くで支持されている。そして、トレーリングアーム１３の後端に後輪２Ｌが取り付けられている。
トレーリングアーム１３は、クロスメンバ１２に装着される車体側アーム１３ａと、後輪２Ｌに固定される車輪側アーム１３ｂとが、略鉛直方向の回転軸１３ｃを介して連結されて構成されている。これにより、トレーリングアーム１３が車幅方向へ変位することが可能となっている。

前記アクチュエータ３０は、その一端が車輪側アーム１３ｂの回転軸１３ｃより前方側の前端部にボールジョイント１６を介して取り付けられ、他端がクロスメンバ１２にボールジョイント１７を介して取り付けられている。

図５に示すように、アクチュエータ３０は、電動機３１、減速機構３３、送りねじ部３５などを備えて構成されている。
電動機３１は、正逆両方向に回転可能なブラシモータやブラシレスモータなどで構成されている。
減速機構３３は、例えば、２段のプラネタリギア（図示せず）などが組み合わされて構成されている。
送りねじ部３５は、円筒状に形成されたロッド３５ａと、スクリュー溝３５ｂが形成されてロッド３５ａの内部に挿入されるナット３５ｃと、スクリュー溝３５ｂと噛合してロッド３５ａを軸方向に移動可能に支持するスクリュー軸３５ｄとを備えて構成されている。スクリュー軸３５ｄは、減速機構３３および電動機３１とともに細長形状のケース本体３４内に収容され、減速機構３３の一端が電動機３１の出力軸と連結され、他端がスクリュー軸３５ｄと連結されている。
電動機３１からの動力が、減速機構３３を介してスクリュー軸３５ｄに伝達されてスクリュー軸３５ｄが回転することで、ロッド３５ａがケース本体３４に対して図示左右方向（軸方向）に伸縮自在に動作するようになっている。また、アクチュエータ３０にはブーツ３６が取り付けられて、外部からの埃や水などの異物が侵入しないようなっている。

また、アクチュエータ３０には、ロッド３５ａの位置（伸縮量）を検出するストロークセンサ３８が設けられている。このストロークセンサ３８は、例えば、マグネットが内蔵され、磁気を利用して位置を検出できるようになっている。このように、ストロークセンサ３８を用いて位置を検出することにより、後輪２Ｌのトーイン、トーアウトの舵角（トー角）θ_Ｔを個別に高精度に検出できるようになっている。

このように構成されたアクチュエータ３０は、ロッド３５ａの先端に設けられたボールジョイント１６がトレーリングアーム１３の車輪側アーム１３ｂ（図４参照）に回動自在に連結され、ケース本体３４の基端に設けられたボールジョイント１７がクロスメンバ１２（図４参照）に回動自在に連結されている。そして、電動機３１の動力によってスクリュー軸３５ｄが回転してロッド３５ａが伸びる（図５の左方向）と、車輪側アーム１３ｂが車幅方向外側（図４の左方向）に押圧されて、後輪２Ｌが左方向に旋回し、またロッド３５ａが縮む（図５の右方向）と、車輪側アーム１３ｂが車幅方向内側（図４の右方向）に引かれて、後輪２Ｌが右方向に旋回する。

なお、アクチュエータ３０のボールジョイント１６が取り付けられる場所は、ナックルなど後輪２Ｌのトー角θ_Ｔを変更できる位置であれば、車輪側アーム１３ｂに限定されるものではない。また、本実施形態においてトー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒはセミトレーリングアーム型独立懸架方式のサスペンションに対して適用した場合の例で示したが、それに限定されるものではなく、他の懸架方式のサスペンションにも適用できる。

また、アクチュエータ３０には、トー角変更制御ＥＣＵ３７が一体に構成されている。トー角変更制御ＥＣＵ３７は、例えばアクチュエータ３０のケース本体３４に固定され、ストロークセンサ３８とコネクタなどを介して接続されて構成されている。
トー角変更制御ＥＣＵ３７には、車両Ｖに搭載された図示しないバッテリなどの電源から電力が供給される。また、操舵制御ＥＣＵ１３０、電動機駆動回路２３にも前記とは別系統でバッテリなどの電源から電力が供給される（図示せず）。

（トー角変更制御ＥＣＵの構成）
次に、図６を参照しながらトー角変更制御ＥＣＵ３７の詳細な構成を説明する。図６はトー角変更制御ＥＣＵの構成を示すブロック図である。
図６に示すように、トー角変更制御ＥＣＵ３７はアクチュエータ３０（図５参照）を駆動制御する機能を有し、制御部８１と電動機駆動回路８３とで構成されている。また、各トー角変更制御ＥＣＵ３７は、トー角制御ＥＣＵ１３０ｃと通信線を介して接続され、他方のトー角変更制御ＥＣＵ３７とも通信線を介して接続されている。

制御部８１は、図示しないが、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、その他の周辺回路などから構成され、目標電流算出部８１ａ、電動機制御信号生成部８１ｃ、自己診断部８１ｄを備えている。
目標電流算出部８１ａは、トー角制御ＥＣＵ１３０ｃが出力する後輪２Ｌ（または後輪２Ｒ）のトー角θ_Ｔの目標値信号に基づいて目標電流信号を算出し、電動機制御信号生成部８１ｃに出力する。目標電流信号とは、アクチュエータ３０（図５参照）を所望の作動量（後輪２Ｌ、２Ｒを所望のトー角θ_Ｔにする伸縮量）に設定するのに必要な電流信号である。
目標電流算出部８１ａでは、目標電流信号を参照信号として使用し、トー角θ_Ｔの目標値信号とストロークセンサ３８から入力される位置情報と参照信号である目標電流信号とに基づいて、目標電流が指示するトー角θ_Ｔに対する偏差から目標電流信号を補正するための補正電流信号を算出する。そして、補正電流信号を目標電流信号に加算して補正し、補正後の目標電流信号を電動機制御信号生成部８１ｃに出力する。
このように目標電流信号を補正することにより、後輪２Ｌ（または２Ｒ）の転舵に要する電流値が車速ＶＳ、路面環境、車両Ｖの運動状態、タイヤの磨耗状態などによって変化するのをフィードバックして、目標のトー角θ_Ｔに設定制御することができる。

電動機制御信号生成部８１ｃは、目標電流算出部８１ａから目標電流信号が入力され、電動機駆動回路８３に電動機制御信号を出力する。この電動機制御信号は、電動機３１に供給する電流値と電流を流す方向を含む信号である。電動機駆動回路８３は、ＦＥＴのブリッジ回路などで構成され、電動機制御信号に基づいて電動機３１に電動機電圧を印加する。

また、図６に示すように、本実施形態においては、制御部８１の自己診断部８１ｄが、ストロークセンサ３８からの位置情報や電動機駆動回路８３の状態の信号、目標電流算出部８１ａからの目標電流信号を受信し、また、自分が所属していない他方のトー角変更制御ＥＣＵ３７からの異常検知信号を受信していないかチェックする。つまり、自身のトー角変更制御ＥＣＵ３７に対応する電動機３１や電動機駆動回路８３が正常に動いているか否かを示す信号を受信して監視しているとともに、他方のトー角変更制御ＥＣＵ３７に対応する電動機３１や電動機駆動回路８３が正常に動いているか否かを示す信号を監視している。

自己診断部８１ｄは、例えば、目標電流信号に対応するトー角θ_Ｔに対して、ストロークセンサ３８の示すトー角θ_Ｔが所定値以上離れている状態が所定時間以上継続していることを検知した場合は、目標電流値算出部８１ａに所定のトー角θ_Ｔ、例えば、０°に対応する目標電流信号を算出させ、目標電流算出部８１ａに目標トー角０°に対する補正電流を設定させる。そして、自己診断部８１ｄは、自分が属しているトー角変更制御ＥＣＵ３７ではない他方のトー角変更制御ＥＣＵ３７の自己診断部８１ｄに異常検知信号を送る。

以上のように構成されるトー角変更装置１２０は、左右の後輪２Ｌ、２Ｒにそれぞれ１ずつ備わり、左右の後輪２Ｌ、２Ｒに、それぞれ異なったトー角θ_Ｔを設定することができる。

（レーダ装置の構成）
レーダ装置１６０は、例えばレーザレーダを使用して構成される、車両Ｖ（図１参照）の前方の障害物までの距離を検知するための障害物検知装置である。図７の（ａ）は、レーダ装置を示す概略図である。

図７の（ａ）に示すように、レーダ装置１６０は、送光部１６１、受光部１６２および演算部１６３を含んで構成される。
送光部１６１は、レーザダイオード（ＬＤ）１６１ａとその駆動回路を備え、送出光Ｌｏを送出する機能を有する。
受光部１６２は、フォトダイオード１６２ａとその駆動回路を備え、送光部１６１から送出された送出光Ｌｏが、例えば障害物で反射された受信光Ｌｉを受信する機能を有する。
演算部１６３は、送出光Ｌｏの送出から受信光Ｌｉの受光までの時間をカウントするカウンタ回路１６３ａと、カウンタ回路１６３ａからの情報に基づいて障害物までの距離や方向を算出するＣＰＵ１６３ｂ、およびカウンタ回路１６３ａやＣＰＵ１６３ｂを駆動するための図示しない周辺回路が備わっている。

以上の構成を有する複数のレーダ装置１６０が、例えば車両Ｖの前端側部から側面に向かって放射状に車両Ｖに備わる。図７の（ｂ）は、レーダ装置の配置を示す図である。なお、図７の（ｂ）は、車両Ｖの前端左側を図示しているが、レーダ装置１６０は、車両Ｖの右側にも対称に配置される。また、図７の（ｂ）には４個のレーダ装置１６０が図示されているが、個数はこれに限定されるものではない。
ここで、車両Ｖに備わる４つのレーダ装置１６０について、車両Ｖの前端側部から左側に向かって１６０ａ〜１６０ｄの符号をつける。そして、それぞれのレーダ装置１６０の送出光をＬｏａ〜Ｌｏｄ、受信光をＬｉａ〜Ｌｉｄとする。

レーダ装置１６０のＣＰＵ１６３ｂは障害物検知ＥＣＵ１３０ｄと接続され、レーダ装置１６０が検知する障害物までの距離を障害物検知ＥＣＵ１３０ｄに通知する。
レーダ装置１６０のカウンタ回路１６３ａは、送出光Ｌｏが送出された時点で時間のカウントをスタートし、受信光Ｌｉを受信するまでの時間をカウントする機能を有する。送出光Ｌｏおよび受信光Ｌｉの伝播速度は、約３×１０^８ｍ／秒であるので、例えば、カウンタ回路１６３ａがカウントした時間が５×１０^−７秒であれば、（３×１０^８）×（５×１０^−７）／２の計算式より、障害物までの距離は約７５ｍと算出できる。

また、回避判定ＥＣＵ１３０ｇ（図２参照）は、各レーダ装置１６０における受信光Ｌｉの状況から、障害物の左右方向の大きさを算出できる。図７の（ｃ）は、障害物と車両の位置関係の１例を示す図である。

図７の（ｃ）に例示される図を参照して説明すると、レーダ装置１６０ａ、１６０ｂ（図７の（ｂ）参照）からの送出光Ｌｏａ、Ｌｏｂは障害物にぶつかるため、障害物で反射され受信光Ｌｉａ、Ｌｉｂを発生する。一方、レーダ装置１６０ｃ、１６０ｄ（図７の（ｂ）参照）からの送出光Ｌｏｃ、Ｌｏｄは障害物にぶつからないため、受信光Ｌｉｃ、Ｌｉｄは発生しない。したがって、障害物検知ＥＣＵ１３０ｄは、送出光Ｌｏｂと送出光Ｌｏｃの間まで障害物が存在すると判定できる。
そして、回避判定ＥＣＵ１３０ｇ（図２参照）は、障害物検知ＥＣＵ１３０ｄから各レーダ装置１６０ａ〜１６０ｄの取付位置（左右中心からの距離など）、および各送出光Ｌｏａ〜Ｌｏｄが車両Ｖの進行方向となす角度などの情報を得て、障害物の幅方向の大きさを算出することができる。

さらに、衝突判定ＥＣＵ１３０ｆ（図２参照）は、障害物までの距離や大きさと車両Ｖの車速ＶＳとに基づいて、車両Ｖが障害物に衝突・接触するかを判定することができる。したがって、衝突判定ＥＣＵ１３０ｆは、請求項に記載の衝突判定装置である。また、回避判定ＥＣＵ１３０ｇ（図２参照）は、障害物の幅方向の大きさに基づいて、障害物の回避スペースがあるかを判定することができるため、請求項に記載の回避判定装置である。

なお、レーダ装置１６０は、前記した構成および配置の形態に限定されるものではなく、車両Ｖの進行方向の障害物までの距離および幅方向の大きさを検知できる機能を有するものであれば、例えば電波を利用したミリ波レーダなどで構成されていてもよい。

（衝突回避支援動作）
以上のような構成要素を含んで構成される車両システム１００を備える車両Ｖ（図１参照）は、レーダ装置１６０（図１参照）で進行方向の障害物を検知しながら走行する。そして、操舵制御ＥＣＵ１３０（図１参照）は、レーダ装置１６０のＣＰＵ１６３ｂ（図７の（ａ）参照）から、障害物の検知（障害物までの距離）を通知されると、トー角変更装置１２０（図１参照）およびブレーキ装置１４０（図１参照）を制御して衝突回避支援動作を実行する。図８は、衝突回避支援動作のステップを示すフローチャートである。以下図８を参照しながら、操舵制御ＥＣＵ１３０を構成する各ＥＣＵによる、衝突回避支援動作のステップを説明する（適宜図１〜図７参照）。

図８に示すように、操舵制御ＥＣＵ１３０は、障害物検知ＥＣＵ１３０ｄによって、所定距離内に障害物を検知したレーダ装置１６０があるかを判定する（ステップＳ１）。これは、各レーダ装置１６０ａ〜１６０ｄが通知する障害物までの距離が所定距離内である場合に、所定距離内に障害物を検知したと判定できる。ここで、所定距離は限定するものではく、例えば１００ｍなど任意に設定すればよい。
操舵制御ＥＣＵ１３０は、所定距離内に障害物を検知したレーダ装置１６０がないときには（ステップＳ１→Ｎｏ）、進行方向に障害物は無いと判定して、制御をステップＳ１にもどすが、所定距離内に障害物を検知したレーダ装置１６０があるときには（ステップＳ１→Ｙｅｓ）、操舵制御ＥＣＵ１３０は、障害物検知ＥＣＵ１３０ｄによって、進行方向に障害物があると判定する。そして、操舵制御ＥＣＵ１３０は車速センサＳ_Ｖによって、車両Ｖの車速ＶＳを検出する（ステップＳ２）。
このとき、障害物の検知をドライバに通知する通知手段（警告表示、警報発報など）によって、車両Ｖの進行方向に障害物があることをドライバに通知する構成としてもよい。

操舵制御ＥＣＵ１３０は、衝突判定ＥＣＵ１３０ｆによって、車両Ｖの車速ＶＳと障害物までの距離とから、ドライバによる通常のブレーキ操作のみで車両Ｖを停止することで障害物との接触を回避できるかを判定する（ステップＳ３）。この判定は、例えば、標準的な摩擦係数（μ）を有する路面における、車両Ｖの車速ＶＳとブレーキを動作させたときの制動距離との相関データをあらかじめ作成して、操舵制御ＥＣＵ１３０に備わる、図示しない記憶部に記憶させておき、操舵制御ＥＣＵ１３０が記憶部から読み出す形態で実現できる。

操舵制御ＥＣＵ１３０は、衝突判定ＥＣＵ１３０ｆによって、通常のブレーキ操作のみで車両Ｖを停止させることができ、障害物との接触を回避できると判定すると（ステップＳ３→Ｙｅｓ）、操舵制御ＥＣＵ１３０は、制御をステップＳ１にもどす。このとき、ドライバがブレーキ操作をしていれば車速ＶＳは減速していくため、操舵制御ＥＣＵ１３０は、障害物との接触を回避できると判定できる（ステップＳ３→Ｙｅｓ）。
一方、操舵制御ＥＣＵ１３０は、衝突判定ＥＣＵ１３０ｆによって、通常のブレーキ操作のみでは車両Ｖを停止できず、障害物と接触すると判定すると（ステップＳ３→Ｎｏ）、操舵制御ＥＣＵ１３０は、ブレーキＥＣＵ１３０ａを介して、ブレーキ装置１４０に指令を与えて、ブレーキ装置１４０を作動させる（ステップＳ４）。

そして、操舵制御ＥＣＵ１３０は、回避判定ＥＣＵ１３０ｇによって、障害物の大きさを算出し（ステップＳ５）、障害物の右側もしくは左側に回避スペースがあるかを判定する（ステップＳ６）。すなわち、障害物の幅方向に回避スペースがあるかを判定する。

前記したように、障害物検知ＥＣＵ１３０ｄは複数のレーダ装置１６０による受信光Ｌｉの受信状況から、障害物の左右方向の大きさを算出することができる。したがって、回避判定ＥＣＵ１３０ｇは、障害物検知ＥＣＵ１３０ｄからの情報に基づいて車両Ｖの進行方向に向かって左側と右側のどちらか一方もしくは両方に、回避スペースがあるかどうかを判定できる。

操舵制御ＥＣＵ１３０が、回避判定ＥＣＵ１３０ｇによって、障害物の左右どちらにも回避スペースがないと判定すると（ステップＳ６→Ｎｏ）、操舵制御ＥＣＵ１３０は、衝突回避支援ＥＣＵ１３０ｅによって、車両Ｖを停止させること、もしくは車両Ｖが障害物と接触するときの車速ＶＳをできる限り低くして、障害物との接触による影響を少なくすることが効果的と判定する。そして、車両Ｖを効果的に停止・減速させるため、操舵制御ＥＣＵ１３０は、トー角制御ＥＣＵ１３０ｃを介して、左右のトー角変更装置（ＲＴＣ）１２０Ｌ、１２０Ｒに指令を与え、左右の後輪２Ｌ、２Ｒをそれぞれ車両Ｖの内側に向ける、すなわちトーインする（ステップＳ７）。
なお、ステップＳ４で作動されるブレーキ装置１４０は、アンチロックブレーキを動作させることが好ましい。アンチロックブレーキを動作させることで、後輪２が適時ロック状態から開放され、後輪２がともに車両Ｖの内側に向かって回転し、タイヤの抵抗が増える。したがって、車両Ｖを効果的に、かつ安定して停止・減速させることができる。
また、本実施形態においては、ステップＳ７で左右の後輪２Ｌ、２Ｒをトーインしたが、左右の後輪２Ｌ、２Ｒを車両Ｖの外側に向けてトーアウトする形態であってもよい。

一方、操舵制御ＥＣＵ１３０は、回避判定ＥＣＵ１３０ｇによって、障害物の左右どちらか一方または両方に回避スペースがあると判定すると（ステップＳ６→Ｙｅｓ）、操舵制御ＥＣＵ１３０は、トルクセンサＳ_Ｔから差動増幅回路２１を介して入力されるトルク信号Ｔによって、操向ハンドル３の操舵トルクが「０」かを判定する（ステップＳ８）。
なお、操舵制御ＥＣＵ１３０は、トルクセンサＳ_Ｔで検出される操舵トルクが「０」を中心に、あらかじめ設定されている所定の範囲内（閾値の範囲内）にあるときには、操舵トルクは「０」であると判定することが好ましい。

操舵トルクが「０」のとき（ステップＳ８→Ｙｅｓ）、操舵制御ＥＣＵ１３０は、衝突回避支援ＥＣＵ１３０ｅによって、左右の後輪２Ｌ、２Ｒに設定するトー角θ_Ｔを算出する（ステップＳ９）。
左右の後輪２Ｌ、２Ｒに設定するトー角θ_Ｔは、例えば車速ＶＳと障害物までの距離と障害物を回避するのに必要なヨーレート（目標ヨーレート）γ_Ｔに基づいて算出される。

なお、図示しない舵角センサを備え、舵角センサからの信号に基づいて左右の後輪２Ｌ、２Ｒに設定するトー角θ_Ｔを算出する構成としてもよい。

ここで、目標ヨーレートγ_Ｔは、障害物の大きさと車両Ｖの車速ＶＳに基づいて算出される。衝突回避支援ＥＣＵ１３０ｅは、障害物の大きさと障害物までの距離とから、車両Ｖが障害物を回避するのに必要な旋回の角度を算出し、算出された旋回の角度と車両Ｖの車速ＶＳに基づいて、車両Ｖが障害物を回避するのに必要なヨーレートγ_Ｒを算出する。
そして、ヨーレートセンサＳ_Ｙで検出される、車両Ｖに発生しているヨーレートγ_Ｖとの差分（γ_Ｒ―γ_Ｖ）が、目標ヨーレートγ_Ｔとなる。

そして、目標ヨーレートγ_Ｔと車速ＶＳとトー角θ_Ｔの関係は、例えばあらかじめデータ化しておいて、操舵制御ＥＣＵ１３０に備わる、図示しない記憶部に記憶しておき、衝突回避支援ＥＣＵ１３０ｅが記憶部から読み出す形態が考えられる。

そして、操舵制御ＥＣＵ１３０は、トー角制御ＥＣＵ１３０ｃを介して、トー角変更装置（ＲＴＣ）１２０Ｌ、１２０Ｒに指令を与えて、左右の後輪２Ｌ、２Ｒをともに算出したトー角θ_Ｔに設定して、回避スペースと反対の方向に向ける（ステップＳ１０）。すなわち、後輪２を回避方向に転舵する。このように、左右の後輪２Ｌ、２Ｒをともに回避スペースとは反対の方向に向ける（回避方向に転舵する）ことで、車両Ｖは回避スペースの方向に向けて旋回する。なお、障害物の左右両方に回避スペースがあるときは、操舵制御ＥＣＵ１３０は、左右の後輪２Ｌ、２Ｒを任意の同じ方向に向ければよい。

一方、操舵トルクが「０」ではないとき（ステップＳ８→Ｎｏ）、操舵制御ＥＣＵ１３０は、操舵輪である左右の前輪１Ｌ、１Ｒが向いている方向を確認する（ステップＳ１１）。操舵制御ＥＣＵ１３０は、トルクセンサＳ_Ｔから差動増幅回路２１を介して入力されるトルク信号Ｔによって操舵トルクの方向を判定し、操舵トルクの方向に等しい方向を左右の前輪１Ｌ、１Ｒが向いている方向と判定する。ここで、図示しない舵角センサを備え、舵角センサからの信号に基づいて左右の前輪１Ｌ、１Ｒの向いている方向を判定してもよい。

そして、左右の前輪１Ｌ、１Ｒが回避スペースの方向を向いているときには（ステップＳ１１→Ｙｅｓ）、操舵制御ＥＣＵ１３０は、制御をステップＳ９に進める。すなわち、操舵制御ＥＣＵ１３０は、衝突回避支援ＥＣＵ１３０ｅによって、左右の後輪２Ｌ、２Ｒに設定するトー角θ_Ｔを算出し（ステップＳ９）、トー角制御ＥＣＵ１３０ｃを介してトー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒに指令を与えて、左右の後輪２Ｌ、２Ｒをともに算出したトー角θ_Ｔに設定して、回避スペースと反対の方向に向ける（ステップＳ１０）。すなわち、後輪２を回避方向に転舵する。このように、左右の後輪２Ｌ、２Ｒをともに回避スペースと反対の方向に向ける（回避方向に転舵する）ことで、前輪１Ｌ、１Ｒが車両Ｖに発生させるモーメントと同じ方向にモーメントが発生し、車両Ｖが回避スペースの方向に旋回する。

また、ステップＳ１１において、左右の前輪１Ｌ、１Ｒが回避スペースの方向を向いているときに（ステップＳ１１→Ｙｅｓ）、例えば車両Ｖの車速ＶＳが速いなど、左右の後輪２Ｌ、２Ｒをともに回避スペースと反対の方向に向けると、スピンの発生など車両Ｖが不安定な状態になると判定されるときには、ステップＳ１０において、左右の後輪２Ｌ、２Ｒがともに回避スペースの方向を向くように、トー角制御ＥＣＵ１３０ｃが、トー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒに指令を与える構成にしてもよい。
このように、左右の前輪１Ｌ、１Ｒと左右の後輪２Ｌ、２Ｒをともに回避スペースの方向に向けることで、車両Ｖは、旋回することなく、斜め前方にスライド移動するように、回避スペースの方向に向かって進行する。

一方、左右の前輪１Ｌ、１Ｒが回避スペースと反対の方向を向いているときには（ステップＳ１１→Ｎｏ）、操舵制御ＥＣＵ１３０は、ドライバの意思によって前輪１が操舵されていると判定し、トー角制御ＥＣＵ１３０ｃを介して左右のトー角変更装置（ＲＴＣ）１２０Ｌ、１２０Ｒに指令を与え、左右の後輪２Ｌ、２Ｒを回避スペースの方向に、例えば最大のトー角で向ける（ステップＳ１２）。このように、左右の後輪２Ｌ、２Ｒを回避スペースの方向に向けることで、前輪１の操舵によって発生するモーメントと同じ方向のモーメントが発生し、ドライバの意思による操舵を支援することができる。
このように、本実施形態においては、車両Ｖがドライバの意思で操舵されているときには、操舵の方向にかかわらずにドライバの意思を優先させ、ドライバによる車両Ｖの操舵を支援できる。

以上のように、本実施形態における操舵制御ＥＣＵ１３０は、レーダ装置１６０からの情報に基づいて、障害物の左右方向の大きさを算出することができ、操舵制御ＥＣＵ１３０が、車両Ｖを旋回して障害物を回避したほうが効果的と判断した場合は、後輪２のトー角θ_Ｔを変更する。このことより、操舵制御ＥＣＵ１３０が、車両Ｖを旋回したほうが障害物を効果的に回避できると判定すると、ドライバがあわてて操舵輪の操作ができない場合や、操舵輪の操作による回避をあきらめた場合であっても、後輪２のトー角θ_Ｔを変更して車両Ｖを旋回させ、効果的に障害物の回避を支援できるという、優れた効果を奏する。

また、本実施形態においては前記のように、左右のトー角変更装置１２０によって後輪２のトー角を変更する。障害物を回避するときは、車両Ｖに制動力が作用するため、車両Ｖは前荷重（車両Ｖの前端に荷重がかかる状態）になり、前輪１には大きな荷重がかかる。そのため、前輪１と路面との摩擦が大きくなることから、前輪１をスムースに操舵できない場合が想定される。一方、後輪２は、ブレーキ作動時にも車両Ｖからかかる荷重が小さいためスムースに操舵できるという、優れた効果を奏する。

さらに、本実施形態においては、障害物の左右に回避スペースがない場合は、後輪２をそれぞれトーイン（またはトーアウト）させる。後輪２をトーイン（またはトーアウト）させることで、後輪２がそれぞれ内側（外側）に向かって回転し、タイヤの抵抗が増えることから、車両Ｖを効果的に、かつ安定して停止・減速させることができるという、優れた効果を奏する。

また、本実施形態では、ステップＳ２において、車速センサＳｖで車両Ｖの車速ＶＳを検出しているが、これは、障害物との相対速度を検出する構成であってもよい。障害物との相対速度は、例えばレーダ装置１６０を使用することで検出できる。すなわち、レーダ装置１６０で、障害物との距離を任意の測定間隔（時間）で測定し、その測定間隔における、障害物との距離の増減によって、例えば操舵制御ＥＣＵ１３０が、障害物との相対速度を検出（算出）することができる。

このように、障害物との相対速度を検出することで、障害物が移動する物体（例えば、同じ方向や対向する方向に進行する他の車両）であっても、障害物を効果的に回避できる。

（カーブ走行の支援への応用）
次に、本実施形態にかかる衝突回避支援装置をカーブ走行の支援に応用する実施形態について説明する。本実施形態にかかる衝突回避支援装置をカーブ走行の支援に応用するため、車両システム１００の操舵制御ＥＣＵ１３０は、車線がカーブすることを事前に検知する必要がある。そのため、ナビゲーション装置１７０を備える車両システム１００´を構成する。図９は、ナビゲーション装置を備える車両を示す図である。なお、図９に示す車両システム１００´は、レーダ装置１６０（図１参照）が外され、ナビゲーション装置１７０が搭載されている以外は、図１に示す車両システム１００と同等であるため、共通の構成要素の符号は車両システム１００と同等とし、詳細な説明は省略する。

そして、車両システム１００´に備わる操舵制御ＥＣＵ１３０は、障害物検知ＥＣＵ１３０ｄにナビゲーション装置１７０が接続され、車線の形状に関する情報がナビゲーション装置１７０から入力される構成である（図９参照）。
衝突回避支援ＥＣＵ１３０ｅ（図２参照）は、障害物検知ＥＣＵ１３０ｄに、ナビゲーション装置１７０から入力される、車両Ｖ´の進行方向の車線の形状に関する情報に基づいて、車両Ｖ´の目標ヨーレートを算出する。ここで、目標ヨーレートは、旋回方向を含んだ値であることから、衝突回避支援ＥＣＵ１３０ｅは、車両Ｖ´の旋回方向を判定することになる。したがって、衝突回避支援ＥＣＵ１３０ｅは、請求項に記載の旋回方向判定装置である。

図９に示すように、ナビゲーション装置１７０は、地図データ１７０ａを搭載していて、車両Ｖ´の位置情報を地図データ１７０ａに重ね合わせて、図示しない表示装置等を介してドライバに表示する機能を有する。地図データ１７０ａには、車両Ｖ´が走行する道路の車線形状情報が含まれ、ナビゲーション装置１７０は、車両Ｖ´の現在位置を取得したときに、その進行方向にカーブがあるときには、障害物検知ＥＣＵ１３０ｄにカーブの情報（カーブの半径Ｒや長さなど）を通知する構成とする。
ここで、ナビゲーション装置１７０は、地図データ１７０ａに含まれる車線形状情報である、車線の形状を把握するためのノードと各ノードを結ぶリンクとに基づいて、車線のカーブの有無やカーブの半径Ｒ、長さなどの情報を検知することができる。そして、これらの情報を障害物検知ＥＣＵ１３０ｄに通知すればよい。

以上のような構成の車両システム１００´を備える車両Ｖ´が走行中に、ナビゲーション装置１７０からの情報によって、進行方向にカーブがあることを、操舵制御ＥＣＵ１３０が検知すると、操舵制御ＥＣＵ１３０は以下のように、カーブ走行を支援する。図１０は、カーブ走行を支援するステップを示すフローチャートである。以下、図１０を参照してカーブ走行を支援するステップを説明する（適宜、図１〜図７、図９参照）。

図１０に示すように、操舵制御ＥＣＵ１３０は障害物検知ＥＣＵ１３０ｄを介して、一定の周期でナビゲーション装置１７０からの情報を確認し、進行方向にカーブがあるかを判定する（ステップＳ２１）。そして、操舵制御ＥＣＵ１３０は、前方にカーブがあると判定すると（ステップＳ２１→Ｙｅｓ）、操舵制御ＥＣＵ１３０は車速センサＳ_Ｖによって、車両Ｖ´の車速ＶＳを検出する（ステップＳ２２）。
一方、前方にカーブがないときは（ステップＳ２１→Ｎｏ）、操舵制御ＥＣＵ１３０は制御をステップＳ２１にもどす。

操舵制御ＥＣＵ１３０は、衝突判定ＥＣＵ１３０ｆによって、検出した車速ＶＳと、ナビゲーション装置１７０から通知されるカーブ半径Ｒや長さなどの情報に基づいて、車両Ｖ´が、現在の車速ＶＳでカーブを通過可能か、を判定する（ステップＳ２３）。すなわち、衝突判定ＥＣＵ１３０ｆはナビゲーション装置１７０の地図データ１７０ａを用いて、車両Ｖ´がカーブを通過できずに、例えばカーブ外側の側壁などに衝突・接触するかを判定する。
そして、衝突判定ＥＣＵ１３０ｆが、車両Ｖ´が、現在の車速ＶＳでカーブを通過可能と判定したら（ステップＳ２３→Ｙｅｓ）、操舵制御ＥＣＵ１３０は、ドライバの操向ハンドル３による操作で、カーブを通過させるため、制御をステップＳ２１にもどす。
一方、衝突判定ＥＣＵ１３０ｆが、車両Ｖ´が、現在の車速ＶＳでカーブを通過できないと判定したら（ステップＳ２３→Ｎｏ）、操舵制御ＥＣＵ１３０は、ブレーキＥＣＵ１３０ａを介してブレーキ装置１４０に指令を与え、ブレーキ装置１４０を作動させる（ステップＳ２４）。
このとき、表示装置等によって、ドライバに警告を与える（警告表示、警報発報など）構成であってもよい。

なお、車両Ｖ´が、カーブを通過可能かの判定は、例えば、標準的な摩擦係数（μ）を有する路面のカーブの半径Ｒと、そのカーブを通過可能な車両Ｖ´の車速ＶＳとの相関データをあらかじめ作成して、操舵制御ＥＣＵ１３０に備わる、図示しない記憶部に記憶させておき、衝突判定ＥＣＵ１３０ｆが記憶部から読み出す形態で実現できる。

操舵制御ＥＣＵ１３０は、トー角制御ＥＣＵ１３０ｃを介して、左右のトー角変更装置（ＲＴＣ）１２０Ｌ、１２０Ｒに指令を与え、左右の後輪２Ｌ、２Ｒをそれぞれ車両Ｖ´の内側に向ける、すなわちトーインする（ステップＳ２５）。このように、ブレーキ装置１４０の動作と、左右の後輪２Ｌ、２Ｒをトーインする効果によって、車両Ｖ´を効果的に減速させることができる。そして、操舵制御ＥＣＵ１３０は、車速センサＳ_Ｖによって車両Ｖ´の車速ＶＳを検出して、車両Ｖ´が、カーブを通過可能な車速ＶＳまで減速したかを判定する（ステップＳ２６）。
ここで、本実施形態においては、ステップＳ２５で左右の後輪２Ｌ、２Ｒをトーインしたが、左右の後輪２Ｌ、２Ｒをトーアウトする形態であってもよい。

操舵制御ＥＣＵ１３０は、車両Ｖ´が、カーブを通過可能な車速ＶＳまで減速したと判定したら（ステップＳ２６→Ｙｅｓ）、ドライバの操向ハンドル３の操作による旋回でカーブを通過可能と判定して、操舵制御ＥＣＵ１３０は、ブレーキＥＣＵ１３０ａを介して、ブレーキ装置１４０に指令を与え、ブレーキ装置１４０の作動を解除する（ステップＳ２７）。そして、操舵制御ＥＣＵ１３０は制御をステップＳ２１にもどす。
このように、車両Ｖ´の車速ＶＳがカーブを通過可能な速度まで減速したときに、ブレーキ装置１４０の作動が解除されることで、ドライバは操向ハンドル３を操作して、違和感なくカーブを走行できる。

一方、操舵制御ＥＣＵ１３０は、車両Ｖ´が、カーブを通過可能な車速ＶＳまで減速していないと判定したら（ステップＳ２６→Ｎｏ）、操舵制御ＥＣＵ１３０は、操舵輪である左右の前輪１Ｌ、１Ｒが向いている方向を確認する（ステップＳ２８）。操舵制御ＥＣＵ１３０は、トルクセンサＳ_Ｔから差動増幅回路２１を介して入力されるトルク信号Ｔによって操舵トルクの方向を判定し、操舵トルクの方向に等しい方向を左右の前輪１Ｌ、１Ｒが向いている方向と判定する。あるいは、図示しない舵角センサを備え、舵角センサからの信号に基づいて左右の前輪１Ｌ、１Ｒが向いている方向を判定してもよい。そして、操舵制御ＥＣＵ１３０は、左右の前輪１Ｌ、１Ｒがカーブの曲がりの方向を向くまで、車両Ｖ´の車速ＶＳを監視し、カーブを通過可能な車速ＶＳまで減速したかを判定する（ステップＳ２８）。

そして、車両Ｖ´が、カーブを通過可能な車速ＶＳまで減速しないうちに（ステップＳ２６→Ｎｏ）、左右の前輪１Ｌ、１Ｒがカーブの曲がりの方向を向いたら（ステップＳ２８→Ｙｅｓ）、操舵制御ＥＣＵ１３０は、衝突回避支援ＥＣＵ１３０ｅによって、左右の後輪２Ｌ、２Ｒに設定するトー角θ_Ｔを算出する（ステップＳ２９）。
左右の後輪２Ｌ、２Ｒに設定するトー角θ_Ｔは、例えば車速ＶＳと、車両Ｖ´がカーブの半径Ｒに沿って旋回を回避するのに必要なヨーレート（目標ヨーレート）γ_Ｔに基づいて算出される。したがって、目標ヨーレートγ_Ｔと車速ＶＳとトー角θ_Ｔの関係を、例えばあらかじめデータ化して、操舵制御ＥＣＵ１３０に備わる、図示しない記憶部に記憶しておく。そして、衝突回避支援ＥＣＵ１３０ｅは、目標ヨーレートγ_Ｔに対応するトー角θ_Ｔを記憶部から読み出せばよい。
または、目標ヨーレートγ_Ｔからトー角θ_Ｔを算出する計算式を、衝突回避支援ＥＣＵ１３０ｅを駆動するプログラムに組み込んでおいて、衝突回避支援ＥＣＵ１３０ｅは、この計算式に基づいて、トー角θ_Ｔを算出すればよい。
このとき、表示装置等によって、ドライバに警告を与える（警告表示、警報発報など）構成であってもよい。

ここで、目標ヨーレートγ_Ｔは、カーブの半径Ｒと車両Ｖ´の車速ＶＳに基づいて算出される。衝突回避支援ＥＣＵ１３０ｅは、カーブの半径Ｒからカーブを通過するのに必要な旋回の角度を算出し、算出された旋回の角度と車両Ｖ´の車速ＶＳに基づいて、車両Ｖ´がカーブを通過するのに必要なヨーレートγ_Ｒを算出する。
そして、ヨーレートセンサＳ_Ｙで検出される、車両Ｖ´に発生しているヨーレートγ_Ｖとの差分（γ_Ｒ―γ_Ｖ）が、目標ヨーレートγ_Ｔとなる。

そして、操舵制御ＥＣＵ１３０は、トー角制御ＥＣＵ１３０ｃを介して左右のトー角変更装置（ＲＴＣ）１２０Ｌ、１２０Ｒに指令を与え、左右の後輪２Ｌ、２Ｒを、算出したトー角θ_Ｔでカーブの曲がりと反対の方向に向ける（ステップＳ３０）。

ここで、ステップＳ３０において、左右の後輪２Ｌ、２Ｒをカーブの曲がりと反対の方向に向けるときに、旋回外側になる側の後輪２（外輪）のみをカーブの曲がりと反対の方向に向ける構成にしてもよい。すなわち、後輪２の外輪をトーアウトさせる構成である。例えば車両Ｖ´が右側にカーブするときは、外輪になる左側の後輪２Ｌのみを算出したトー角θ_Ｔで、カーブの曲がりと反対の方向に向ける。
このように、外輪になる側の後輪２のトー角θ_Ｔのみを変更することで、外輪とは反対側の内輪が直進性を保つことから、車両Ｖ´の挙動が安定するとともに、ドライバが、旋回の方向と反対の方向に操向ハンドル３を操作したときの応答を早くすることができる。

操舵制御ＥＣＵ１３０は、トルクセンサＳ_Ｔによって操向ハンドル３の操舵トルクを検出することによって、左右の前輪１Ｌ、１Ｒが向いている方向を監視し（ステップＳ３１）、左右の前輪１Ｌ、１Ｒが前方を向かないあいだは（ステップＳ３１→Ｎｏ）、左右の後輪２Ｌ、２Ｒをカーブの曲がりと反対の方向に向けた状態を保持する。
そして、左右の前輪１Ｌ、１Ｒが前方を向いたら（ステップＳ３１→Ｙｅｓ）、操舵制御ＥＣＵ１３０はカーブを抜け出たと判定して、トー角制御ＥＣＵ１３０ｃを介して左右のトー角変更装置（ＲＴＣ）１２０Ｌ、１２０Ｒに指令を与え、左右の後輪２Ｌ、２Ｒを元に戻す（ステップＳ３２）。さらに、操舵制御ＥＣＵ１３０は、ブレーキＥＣＵ１３０ａを介してブレーキ装置１４０に指令を与え、ブレーキ装置の作動を解除する（ステップＳ３３）。そして、操舵制御ＥＣＵ１３０は、制御をステップＳ２１に戻す。
ここで、左右の後輪２Ｌ、２Ｒを元に戻すとは、左右の後輪２Ｌ、２Ｒのトー角を、左右の後輪２Ｌ、２Ｒの初期状態におけるトー角に戻すことである。

ステップＳ２８に戻って、左右の前輪１Ｌ、１Ｒがカーブの曲がりの方向を向かないとき（ステップＳ２８→Ｎｏ）、すなわち、車両Ｖ´の前方を向いているときや、カーブの曲がりと反対の方向を向いているときは、操舵制御ＥＣＵ１３０は、車両Ｖ´がカーブに進入したかを判定する（ステップＳ３４）。
これは、例えばナビゲーション装置１７０の地図データ１７０ａにおいて、車両Ｖ´がカーブを構成する車線（リンク）に進入したことをナビゲーション装置１７０が検知して、障害物検知ＥＣＵ１３０ｄに通知するように構成することで実現できる。

そして、車両Ｖ´がカーブに進入しないあいだは（ステップＳ３４→Ｎｏ）、左右の後輪２Ｌ，２Ｒをトーインさせた状態を保持して車両Ｖ´を減速する。

一方、左右の前輪１Ｌ、１Ｒが前方を向いた状態、もしくはカーブの曲がりと反対の方向を向いた状態で、車両Ｖ´がカーブに進入したときは（ステップＳ３４→Ｙｅｓ）、操舵制御ＥＣＵ１３０は、ドライバの意思（例えば、ナビゲーション装置１７０が網羅していない側道への進入など）が作用していると判定し、操舵制御ＥＣＵ１３０は、ブレーキＥＣＵ１３０ａを介してブレーキ装置１４０に指令を与え、ブレーキ装置１４０の作動を解除する（ステップＳ３５）。そして、制御をステップＳ２１にもどす。

また、図示はしないが、ドライバによってアクセルペダルが操作されたことを検出するセンサを車両システム１００´に備え、アクセルペダルが操作されたことを操舵制御ＥＣＵ１３０が検出できる構成としてもよい。このような構成によって、例えば車両Ｖ´が、カーブ走行中にドライバがアクセルペダルを操作したときは、操舵制御ＥＣＵ１３０がブレーキ装置１４０に指令を与え、ブレーキ装置１４０の作動を解除することができる。

車両Ｖ´がカーブを走行するときは、ドライバによる操向ハンドル３の操作によって、操舵輪である左右の前輪１Ｌ、１Ｒをカーブの曲がりの方向に向けて、カーブの曲がりに沿って走行する。しかしながら、車速ＶＳが高い状態でカーブを走行するとアンダステアとなって、車両Ｖ´がカーブの外側に膨らむことがある。
本実施形態においては、車両Ｖ´の車速ＶＳが高い状態で進行方向にカーブがある場合、ブレーキ装置１４０を作動させるとともに、後輪２がトーインするようにトー角θ_Ｔが変更されることで、車両Ｖ´を効果的に減速できるという、優れた効果を奏する。
さらに、車両Ｖ´が、充分に減速できずに車速ＶＳが高い状態でカーブに差し掛かったときに、ブレーキ装置１４０を作動して車両Ｖ´にブレーキをかけながら、後輪２をカーブの曲がりと反対の方向に転舵することで、車両Ｖ´に発生するカーブの曲がり方向に向けたヨーレートを増加させ、アンダステアによるカーブの外側への膨らみを抑えられるという、優れた効果を奏する。

本発明の実施形態にかかる車両システムを適用した４輪車両の概略図である。 操舵制御ＥＣＵの構成を示すブロック図である。 電動パワーステアリング装置の構成図である。 左後輪側のトー角変更装置の構成図である。 トー角変更装置のアクチュエータの構成図である。 トー角変更制御ＥＣＵの構成を示すブロック図である。 （ａ）は、レーダ装置を示す概略図、（ｂ）は、レーダ装置の配置を示す図、（ｃ）は、障害物と車両の位置関係の１例を示す図である。 衝突回避支援動作のステップを示すフローチャートである。 ナビゲーション装置を備える車両を示す図である。 カーブ走行を支援するステップを示すフローチャートである。

符号の説明

１（１Ｌ、１Ｒ） 前輪
２（２Ｌ、２Ｒ） 後輪
３ 操向ハンドル
３０ アクチュエータ
３７ トー角変更制御ＥＣＵ
３８ ストロークセンサ
１００、１００´ 車両システム
１１０ 電動パワーステアリング装置（前輪操舵装置）
１２０（１２０Ｌ、１２０Ｒ） トー角変更装置
１３０ 操舵制御ＥＣＵ
１３０ａ ブレーキＥＣＵ
１３０ｂ 電動パワーステアリングＥＣＵ
１３０ｃ トー角制御ＥＣＵ
１３０ｄ 障害物検知ＥＣＵ
１３０ｅ 衝突回避支援ＥＣＵ（旋回方向判定装置）
１３０ｆ 衝突判定ＥＣＵ（衝突判定装置）
１３０ｇ 回避判定ＥＣＵ（回避判定装置）
１４０ ブレーキ装置（制動装置）
１６０ レーダ装置（障害物検知装置）
１７０ ナビゲーション装置
１７０ａ 地図データ
Ｓ_Ｖ 車速センサ
Ｓ_Ｔ トルクセンサ
Ｖ、Ｖ´ 車両

Claims (8)

1. 制動装置と、
   車両に備わる後輪のトー角を左右独立に変更可能なトー角変更装置と、
   前記車両の進行方向の障害物の位置および幅方向の大きさを検知する障害物検知装置と、
   前記障害物検知装置の検知結果を用いて、障害物との衝突・接触を判定する衝突判定装置と、
   前記障害物検知装置の検知結果を用いて、前記障害物との衝突・接触を回避する回避スペースの有無を判定する回避判定装置と、を備える車両に適用され、当該車両の障害物との衝突・接触回避を支援する衝突回避支援装置であって、
   前記衝突判定装置が衝突・接触を判定し、前記制動装置により当該車両に制動力が作用しているときに、
   前記回避判定装置が、前記回避スペースがないと判定したときは、前記トー角変更装置により前記後輪のトー角を、左右ともトーインまたは左右ともトーアウトに変更して制動力を作用させることを特徴とする衝突回避支援装置。
2. 前記制動装置は、ドライバの意思とは関係なく制動力を作用させる制動装置であって、
   前記衝突判定装置が衝突・接触を判定したときには、前記制動装置により当該車両に制動力を作用させ、
   前記回避判定装置が、前記回避スペースがないと判定したときは、前記トー角変更装置により前記後輪のトー角を、左右ともトーインまたは左右ともトーアウトに変更して制動力を作用させることを特徴とする請求項１に記載の衝突回避支援装置。
3. 車両に備わる後輪のトー角を左右独立に変更可能なトー角変更装置と、
   前記車両の進行方向の障害物の位置および幅方向の大きさを検知する障害物検知装置と、
   前記障害物検知装置の検知結果を用いて、障害物との衝突・接触を判定する衝突判定装置と、
   前記障害物検知装置の検知結果を用いて、前記障害物との衝突・接触を回避する回避スペースの有無の判定および回避スペースの方向を判定する回避判定装置と、を含んでなる衝突回避支援装置であって、
   前記衝突判定装置が衝突・接触を判定し、
   前記回避判定装置が、前記回避スペースがあると判定したときは、前記回避判定装置が判定した回避方向に前記トー角変更装置により前記後輪を転舵することを特徴とする衝突回避支援装置。
4. 前記車両が備える前輪操舵装置に対する操舵トルクを検知したときは、前記検知した操舵トルクの方向へと前記車両をさらに旋回させるように、前記トー角変更装置により前記後輪を転舵することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の衝突回避支援装置。
5. 前記衝突判定装置が衝突・接触を判定したときに、前記回避判定装置が判定を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の衝突回避支援装置。
6. 車両に備わる後輪のトー角を左右独立に変更可能なトー角変更装置と、
   前記車両の進行方向の障害物の位置を検知する障害物検知装置と、
   前記障害物検知装置の検知結果を用いて、障害物との衝突・接触を判定する衝突判定装置と、
   前記車両の旋回方向を判定する旋回方向判定装置と、を含んでなる衝突回避支援装置であって、
   前記衝突判定装置が衝突・接触を判定したときは、前記旋回方向判定装置が判定した旋回方向へと前記車両をさらに旋回させるように、前記トー角変更装置により少なくとも前記後輪の外輪をトーアウトにすることを特徴とする衝突回避支援装置。
7. 前記衝突判定装置は、前記車両に備わるナビゲーション装置の地図データを用いて衝突・接触を判定することを特徴とする請求項６に記載の衝突回避支援装置。
8. 前記衝突判定装置が衝突・接触を判定したときは、前記トー角制御装置により左右ともトーインまたは左右ともトーアウトに変更して制動力を作用させた後、少なくとも前記後輪の外輪をトーアウトにすることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の衝突回避支援装置。

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