JP2013075640A - 走行制御装置および車両 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の速度または加速度を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体の衝突回避を行うことができる走行制御装置および車両を提供すること。
【解決手段】車両速度Ｖが速いほど、車両１の進行方向において仮想バンパー領域７１が広くなるように形成されるので、車両１が速い速度で走行している場合に、より早い段階から進行方向にある物体８０との衝突回避を行うことができる。また、車両１が減速している場合に、その減速度の大きさが大きいほど、その車両１の進行方向とは逆方向において仮想バンパー領域７１が広くなるように設定される。これにより、車両速度Ｖが急激に遅くなる場合に、その進行方向とは逆方向にある物体８０との衝突、例えば、進行方向とは逆方向からの追突を回避することができる。従って、車両１の車両速度Ｖまたは加速度ａを考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体の衝突回避を行うことができる。
【選択図】図８

Description

本発明は、走行制御装置および車両に関し、特に、車両の速度または加速度を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体の衝突回避を行うことができる走行制御装置および車両に関するものである。

従来より、電動車椅子などの移動体の周辺に設定した所定領域に何らかの物体（障害物）が存在する場合に、その物体を回避するための反発力が仮想的に移動体に加えられたものとして、移動体の走行を制御することで、その物体との衝突を回避する技術が知られている（例えば、特許文献１）。

特開平７−１１０７１１号公報

特許文献１に記載される技術では、物体の衝突回避が行われる前記所定領域として、移動体（電動車椅子１）の外縁から一定距離（規準距離ｚ_ｏ）離れた地点までの領域を設定している。

しかしながら、この所定領域は、移動体の速度や加速度にかかわらず、所定領域は一定の範囲となっている。よって、例えば、移動体が速い速度で移動していても、所定領域の範囲は一定であるので、所定速度以上となった場合は、車両の進行方向にある物体との衝突回避動作が遅れてしまうおそれがあった。また、移動体が大きな減速度（減速時の加速度）で減速している場合も、速度の場合と同様に、所定領域の範囲は常に一定であるので、所定以上の大きさの減速度となったときには、車両の進行方向とは逆方向にある物体との衝突回避動作が遅れてしまうおそれがあった。従って、従来の技術では、車両の速度または加速度（減速度）が大きい場合を考慮した所定領域の設定を行う必要があり、高い速度などを考慮して広く設定された所定領域を適用した場合には、低速走行時に運転者に違和感を与えてしまうという問題点があった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、車両の速度または加速度を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体の衝突回避を行うことができる走行制御装置および車両を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段および発明の効果

この目的を達成するために請求項１記載の走行制御装置によれば、検出手段により検出された物体が、設定手段により設定された所定領域内に存在していると、その物体との衝突を回避するための仮想的な反発力が、その物体と車両との位置関係に基づいて算出手段により算出される。そして、その算出された反発力が車両に加えられたものとして、制御手段によって、車両の走行に伴う制御が行われる。これにより、物体が所定領域内に存在すると、その物体との衝突を回避するように反発力が仮想的に車両に加えられ、その反発力に基づいて車両の走行に伴う制御が行われるので、容易に且つ速やかにその物体を回避して車両を走行させることができる。

また、取得手段により取得された車両の速度に関する速度情報から、車両の速度が速いほど、その車両の進行方向において所定領域の範囲が広くなるように、所定領域が設定手段により設定されるので、車両が速い速度で走行している場合に、より早い段階から進行方向にある物体との衝突回避を行うことができる。よって、車両の速度を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体の衝突回避を行うことができるという効果がある。

請求項２記載の走行制御装置によれば、請求項１記載の走行制御装置の奏する効果に加え、次の効果を奏する。即ち、取得手段により取得された車両の加速度に関する加速度情報から、車両が加速される方向において、その加速度の大きさが大きいほど所定領域の範囲が広くなるように、所定領域が設定手段により設定される。これにより、車両に加速度が大きく加えられ、速度が急激に速くなる場合には、より早い段階からその加速される方向（車両の進行方向）にある物体との衝突回避を行うことができる。また、車両に減速時の加速度である減速度が大きく加えられ、速度が急激に遅くなる場合には、より早い段階からその減速される方向（車両の進行方向とは逆方向）にある物体との衝突、例えば、進行方向とは逆方向からの追突などを回避することができる。よって、加速度を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体との衝突回避を行うことができるという効果がある。

請求項３記載の走行制御装置によれば、請求項１記載の走行制御装置の奏する効果に加え、次の効果を奏する。即ち、取得手段により取得された車両の加速度に関する加速度情報から、車両が減速している場合に、その減速時の加速度である減速度の大きさが大きいほど、その車両の進行方向とは逆方向において所定領域の範囲が広くなるように、所定領域が設定手段により設定される。車両の進行方向については、請求項１記載の構成により、車両の速度に応じて所定領域の範囲が広くなるように、所定領域が設定手段により設定されるので、車両が速い速度で走行している場合に、より早い段階から進行方向にある物体との衝突回避を行うことができる。一方、車両１の進行方法とは逆方向については、車両に大きな減速度が加えられ、速度が急激に遅くなる場合に、その進行方向とは逆方向にある物体との衝突、例えば、進行方向とは逆方向からの追突を回避することができる。よって、車両の進行方向およびその進行方向とは逆方向にある物体との衝突回避を、車両の速度と減速度とに応じて、早い段階で行うことができる。従って、運転者に安心感を与えながら物体の衝突回避を行うことができるという効果がある。

請求項４記載の走行制御装置によれば、請求項１記載の走行制御装置と同様に、物体が所定領域内に存在すると、その物体との衝突を回避するように反発力が仮想的に車両に加えられ、その反発力に基づいて車両の走行に伴う制御が行われるので、容易に且つ速やかにその物体を回避して車両を走行させることができる。一方、請求項４記載の走行制御装置によれば、取得手段により取得された車両の加速度に関する加速度情報から、車両が加速される方向において、その加速度の大きさが大きいほど所定領域の範囲が広くなるように、所定領域が設定手段により設定される。これにより、車両に加速度が大きく加えられ、速度が急激に速くなる場合には、より早い段階からその加速される方向（車両の進行方向）にある物体との衝突回避を行うことができる。また、車両に減速時の加速度である減速度が大きく加えられ、速度が急激に遅くなる場合には、より早い段階からその減速される方向（車両の進行方向とは逆方向）にある物体との衝突、例えば、進行方向とは逆方向からの追突などを回避することができる。よって、加速度を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体との衝突回避を行うことができるという効果がある。

請求項５記載の車両によれば、請求項１から４のいずれかに記載の走行制御装置が設けられているので、その車両において、対応する請求項に記載の走行制御装置と同様の効果を奏する。

本発明の一実施形態における車両を模式的に示した模式図である。 走行制御装置における物体の衝突回避方法を説明する説明図である。 走行制御装置を含む車両の電気的構成を示したブロック図である。 仮想バンパー領域の基準形状を模式的に示す模式図である。 バネ設定テーブルメモリの内容を模式的に示した模式図である。 物体回避処理を示すフローチャートである。 仮想バンパー設定処理を示すフローチャートである。 （ａ）は、仮想バンパー領域の外郭を形成する場合に用いる３つの楕円を示す図であり、（ｂ），（ｃ）は、車両速度および加速度を考慮した場合に形成される仮想バンパー領域の例を示す図である。 物体回避実行処理を示すフローチャートである。 車両左右方向の反発力が加えられた場合において生じる反モーメント力によって取り得るべき車両の操舵角を算出する場合に用いるパラメータを説明する図である。 （ａ）は、変形例において、仮想バンパー領域の外郭を形成する場合に用いる５つの閉曲線を示す図であり、（ｂ），（ｃ）は、（ａ）の変形例に基づき、車両速度および加速度を考慮した場合に形成される仮想バンパー領域の例を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態である走行制御装置１００を有する車両１を模式的に示した模式図である。

まず、図１を参照して、車両１の構成について説明する。車両１は、その車両１の速度または加速度を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体の衝突回避を行うことができるように構成されている。

なお、図１において、矢印Ｆによって示される方向が車両１の前方向を示している。この矢印Ｆは、その他の図面においても同様に、矢印Ｆによって示される方向を車両１の前方向として示している。また、以下の説明において、車両１が矢印Ｆ方向に進行する場合を「前進」、車両１が矢印Ｆ方向とは逆方向に進行する場合を「後退」と称す。

走行制御装置１００は、車両１の走行を制御するコンピュータ装置である。この走行制御装置１００によって、車両１の速度または加速度を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体の衝突回避が行われる。

ここで、図２を参照して、走行制御装置１００における物体の衝突回避の方法について、その概略を説明する。図２は、走行制御装置１００における物体の衝突回避方法を説明する説明図である。

走行制御装置１００は、車両１周囲に、衝突を避けるべき物体を検出する領域として、仮想バンパー領域７１を設定（形成）する。走行制御装置１００は、その仮想バンパー領域７１に、複数のバネ７２を仮想的に並設することで、仮想バンパーを構成することを想定する。

このとき、各バネ７２は、いずれも、一端を車両１の外周１１に取着した状態で、他端が仮想バンパー領域７１の外縁７１ａに位置するように、仮想バンパー領域７１に並設されることを走行制御装置１００にて想定する。また、各バネ７２の一端は、車両１の外周１１において、１０ｃｍ間隔で取着されることを走行制御装置１００にて想定する。

更に、車両１の前方側または後方側の仮想バンパー領域７１に配設されるバネ７２ｆ，７２ｂは、一端が車両１の前方先端（前端）または後方先端（後端）に取着された状態で、バネの長さ方向が車両１の前後方向と平行となるように配設され、他端は車両１前方側または後方側の外縁７１ａに位置されることを走行制御装置１００にて想定する。

車両１の右側または左側の仮想バンパー領域７１に配設されるバネ７２ｒ，７２ｌは、一端が車両１の右側面または左側面に取着された状態で、バネの長さ方向が車両１の左右方向と平行となるように配設され、他端は車両１右側または左側の外縁７１ａに位置されることを想定する。

また、車両１の右前コーナー，左前コーナー，左後コーナー，右後コーナー側の仮想バンパー領域７１に配設されるバネ７２ｆｒ，７２ｆｌ，７２ｂｌ，７２ｂｒは、一端が車両１の対応するコーナー部分に取着された状態で、バネの長さ方向が、車両１の右前方向，左前方向，左後方向または右後方向となるように配設され、他端が車両１の左前コーナー，左後コーナー，右後コーナー側の外縁７１ａに位置されることを想定する。

走行制御装置１００は、車両１に設けられた後述の第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄ（図１参照）によって取得された画像から、車両１の周辺にある物体の位置を判断し、以下に従って、その物体８０との衝突を回避するための反発力Ｆｒを算出する。

即ち、走行制御装置１００は、仮想バンパー領域７１内に仮想的に並設されたバネ７２のうち、物体８０の存在によって収縮されたバネ７３を検索する。そして、収縮されたバネ７３がある場合、仮想バンパー領域７１内に物体８０が存在するとして、そのバネ７３の収縮量ｄを物体８０と車両１との位置関係から判断し、その収縮量ｄに基づいて、バネ７３に生じる弾性力Ｆｅを以下の式（１）により算出する。なお、以下の式（１）において、ｋｎはバネ７３のバネ定数である。

Ｆｅ＝ｋｎ×ｄ ・・・（１）
走行制御装置１００は、弾性力Ｆｅの反作用として、その弾性力Ｆｅが発生したバネ７３の一端が取着されている車両１上の点に、反発力Ｆｒが、バネ７３の長さ方向に車両１の内側に向けて加えられるものとする。

例えば、図２に示すように、物体８０によって収縮されたバネ７３が、車両１の前方に配設されたバネ７２ｆの一つであった場合、そのバネ７２ｆが取着された車両１上の点に、車両１に対して後向きの反発力Ｆｒ１が車両１に加えられる。同様に、バネ７３が車両１の左側または右前方向に配設されたバネ７２ｌ，７２ｆｒの一つであった場合、そのバネ７２ｌ又はバネ７２ｆｒが取着された車両１上の点に、車両１に対して右向き又は左後向きの反発力Ｆｒ２又はＦｒ３が車両１に加えられる。つまり、各バネ７２が取着される車両１の外周１１上の点が、反発力Ｆｒが加えられる作用点となる。

走行制御装置１００は、各バネ７２（７３）から加えられた反発力Ｆｒの前後方向成分（車両１の前後方向と同じ方向の成分）を合成して、車両１の重心Ｃに加えられる車両１の前後方向の反発力Ｆｒｙを算出する。また、各バネ７２（７３）から加えられた反発力Ｆｒの左右方向成分（車両１の前後方向に対する左右方向と同じ方向の成分）から、車両１の重心Ｃに加えられる反モーメント力Ｍを算出する。

そして、走行制御装置１００は、車両１の重心Ｃに加えられた前後方向の反発力Ｆｒｙに基づいて、その反発力Ｆｒｙによって生じる車両１の加速度を算出する。走行制御装置１００には、車両１に設けられたアクセルペダル（図示せず）の踏み込み量に関する情報も入力される。走行制御装置１００は、現在の車両１の速度と、運転者によって踏み込まれたアクセルペダルの踏み込み量と、前後方向の反発力Ｆｒｙによって生じる車両１の加速度とから、目標とすべき車両速度を決定し、その目標とすべき車両速度を示す制御信号を、後述する車輪駆動装置３（図１参照）へ送信する。これにより、車両１が、前後方向の反発力Ｆｒｙによって生じる車両１の加速度を反映させた速度で走行するように、車両１の走行の制御が行われる。

また、走行制御装置１００は、その算出した反モーメント力Ｍに応じて車両１の操舵角を算出して、その操舵角を示す制御信号を、後述する操舵駆動装置５（図１参照）へ送信する。これにより、車両１が、反発力Ｆｒによって生じる反モーメント力を反映させた操舵角で走行するように、車両１の走行の制御が行われる。

このように、走行制御装置１００は、仮想バンパー領域７１内に存在する物体との衝突を回避するために、仮想的に並設したバネ７２の一部（バネ７３）が物体８０によって収縮されたものとし、そのバネ７３の弾性力Ｆｅを算出して、その反作用として反発力Ｆｒが車両１に加えたものとすることで、その反発力Ｆｒに基づいて、車両１の速度や操舵角を制御する。これにより、容易に且つ速やかに、その物体８０を回避しながら車両１を走行させることができる。

また、物体８０が車両１に近いほど、仮想バンパー領域７１内に想定上並設されているバネ７２の一部（バネ７３）がその物体８０によって大きく縮められる。バネの弾性力Ｆｅはバネの収縮量（縮み量）が大きいほど大きいので、物体８０が車両１に近いほど、大きな反発力Ｆｒを車両１に加えることができる。よって、物体８０が車両１に近いほど大きくなる反発力Ｆｒにより、確実に物体８０との衝突を回避できる。

なお、走行制御装置１００には、車両１に設けられ、運転者によって回転操作される後述のステアリングホイール１３（図１参照）から、ステアリングホイール１３の回転角速度を示す情報も入力されている。反力Ｆｒが車両１に仮想的に加えられていない場合、即ち、仮想バンパー領域７１内に物体が存在しない場合には、走行制御装置１００は、ステアリングホイール１３の回転角速度を積分して得られるステアリングホイール１３の操舵角に応じて車両１の操舵角を決定し、その操舵角を示す制御信号を操舵駆動装置５へ送信する。

図１に戻って、車両１の構成について説明を続ける。車両１は、走行制御装置１００の他に、複数（本実施形態では４輪）の車輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲと、それら複数の車輪２ＦＬ〜２ＲＲの内の一部（本実施形態では、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲ）を回転駆動する車輪駆動装置３と、複数の車輪２ＦＬ〜２ＲＲの内の一部（本実施形態では、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲ）を操舵するステアリング装置６及び操舵駆動装置５と、各車輪２ＦＬ〜２ＲＲの車輪速を検出する第１〜第４車輪速検出センサ１２ＦＬ〜１２ＲＲと、運転者から車両１の操舵方向の指示を受け付けるステアリングホイール１３と、車両１の周囲を第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄとを主に有している。

車輪２ＦＬ，２ＦＲは、車両１の前方側に配置される左右の前輪であり、車輪駆動装置３によって回転駆動される駆動輪として構成されている。一方、車輪２ＲＬ，２ＲＲは、車両１の後方側に配置される左右の後輪であり、車両１の走行に伴って従動する従動輪として構成されている。

車輪駆動装置３は、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲに回転駆動力を付与するものであり、デファレンシャルギヤ（図示せず）及び一対のドライブシャフト３１を介して左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲに接続されている。車輪駆動装置３は、走行制御装置１００から通知された、目標とすべき車両速度を示す制御信号に基づき、ドライブシャフト３１を介して左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲに回転駆動力を付与する。これにより、車両１は、走行制御装置１００から通知された車両速度に応じた速度で走行する。

なお、車輪駆動装置３は、走行制御装置１００から、その走行制御装置１００によって算出された反発力Ｆｒの車両１の前後方向の反発力Ｆｒｆによって生じる車両１の加速度を示す制御信号を受け取り、その車両１の加速度と、運転者によって踏み込まれたアクセルペダルの踏み込み量と、現在の車両１の速度とから目標とすべき車両速度を算出して、その目標とすべき車両速度となるように、ドライブシャフト３１を介して左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲに回転駆動力を付与してもよい。

操舵駆動装置５は、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲを操舵するための装置であり、ステアリング装置６に回転駆動力を付与する電動モータ５ａ（図３参照）を備えて構成されている。ステアリング装置６は、ステアリングシャフト６１と、フックジョイント６２と、ステアリングギヤ６３と、タイロッド６４と、ナックルアーム６５とを主に備えて構成されている。なお、ステアリング装置６は、ステアリングギヤ６３がピニオン（図示せず）とラック（図示せず）とを備えたラックアンドピニオン機構によって構成されている。

操舵駆動装置５は、走行制御装置１００から車両１の操舵角を示す制御信号を受信すると、その操舵角に応じて電動モータ５ａを駆動し、電動モータ５ａの回転駆動力がステアリング装置６のステアリングシャフト６１に付与される。その回転駆動力は、ステアリングシャフト６１を介してフックジョイント６２に伝達されると共にフックジョイント６２によって角度を変えられ、ステアリングギヤ６３のピニオンに回転運動として伝達される。そして、ピニオンに伝達された回転運動はラックの直線運動に変換され、ラックが直線運動することで、ラックの両端に接続されたタイロッド６４が移動し、ナックルアーム６５を介して前輪２ＦＬ，２ＦＲが操舵される。これにより、車両１は、走行制御装置１００から指示された操舵角で、前輪２ＦＬ，２ＦＲが操舵される。

第１車輪速検出センサ１２ＦＬは、車輪２ＦＬに設けられ、車輪２ＦＬの車輪速を検出するセンサである。また、第２車輪速検出センサ１２ＦＲ，第３車輪速検出センサ１２ＲＬ，第４車輪速検査１２ＲＲは、それぞれ対応する車輪２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲに設けられ、その対応する車輪２ＦＬ，２ＲＬ，２ＲＲの車輪速を検出するセンサである。第１〜第４車輪速検出センサ１２ＦＬ〜１２ＲＲによって検出された各車輪２ＦＬ〜２ＲＲの車輪速は、走行制御装置１００に入力され、走行制御装置１００において、この入力された車輪速に基づいて車両１の速度（車両速度）と加速度が算出される。

ステアリングホイール１３は、車両１の搭乗者から回転操作されることで、車両１の操舵方向の指示を受け付けるものである。ステアリングホイール１３は、搭乗者によって回転操作されると、その回転角速度を走行制御装置１００へ送信する。なお、ステアリングホイール１３は、搭乗者によって回転操作された回転角を走行制御装置１００へ送信してもよい。そして、走行制御装置１００が、ステアリングホイール１３から取得した回転角を微分して、回転角速度を算出してもよい。

第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄは、車両１の周囲を撮像するための撮像装置であり、ＣＣＤイメージセンサや、ＣＭＯＳイメージセンサなどの撮像素子が搭載されたデジタルカメラで構成されている。各第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄは、撮像した画像を画像データに変換して走行制御装置１００へ出力する。

第１カメラ２６ａは、車両１の前方中央に配設され、第２カメラ２６ｂは、車両１の後方中央に配設され、第３カメラ２６ｃは、車両１の右側面のサイドミラー（図示せず）に配設され、第４カメラ２６ｄは、車両１の左側面のサイドミラー（図示せず）に配設されている。本実施形態では、４つの第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄにより、車両１を中心として車両１の前後方向に少なくとも３０ｍと、車両１を中心として車両１の左右方向に少なくとも１５ｍの範囲を撮像可能に構成されている。なお、第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄによって撮像可能な範囲は、適宜設定されるものであってよい。

各第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄは、撮像した画像を画像データに変換して走行制御装置１００へ出力する。走行制御装置１００へ出力された画像データは、その走行制御装置１００によって解析され、車両１の周囲に存在する物体と、車両１を基準としたその物体の位置とが検出される。そして、検出された物体の位置から、仮想バンパー領域７１内に物体が存在するか否かが判断される。また、仮想バンパー領域７１内に物体が存在する場合には、走行制御装置１００において、その物体の位置から収縮されるバネ７３（図２参照）が検索され、そのバネ７３にかかる弾性力が算出されて、車両１に加えられる反発力が求められる。

次いで、図３を参照して、走行制御装置１００の詳細構成について説明する。図３は、走行制御装置１００を含む車両１の電気的構成を示したブロック図である。

走行制御装置１００は、ＣＰＵ９１、フラッシュメモリ９２及びＲＡＭ９３を有しており、それらがバスライン９４を介して入出力ポート９５に接続されている。入出力ポート９５には、上述した、車輪駆動装置３，操舵駆動装置５、第１〜第４車輪速検出センサ１２ＦＬ〜１２ＲＲ、ステアリングホイール１３、第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄ、及び、その他の入出力装置９９などが接続されている。

ＣＰＵ９１は、入出力ポート９５に接続された第１〜第４車輪速検出センサ１２ＦＬ〜１２ＲＲ、ステアリングホイール１３、第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄなどから送信された各種の情報に基づいて、車輪駆動装置３や操舵駆動装置５等を制御する演算装置である。

フラッシュメモリ９２は、ＣＰＵ９１によって実行される制御プログラムや固定値データ等を記憶するための書き換え可能な不揮発性のメモリである。このフラッシュメモリ９２には、プログラムメモリ９２ａと基準形状メモリ９２ｂとが設けられている。

プログラムメモリ９２ａは、ＣＰＵ９１にて実行される各種のプログラムが格納されたフラッシュメモリ９２上の領域である。後述する図６のフローチャートに示す物体回避処理、図７のフローチャートに示す仮想バンパー設定処理、図９のフローチャートに示す物体回避実行処理をＣＰＵ９１にて実行されるための各プログラムは、このプログラムメモリ９２ａに格納されている。ＣＰＵ９１は、このプログラムメモリ９２ａに格納された各プログラムに従って各種処理を実行することで、車両１の速度または加速度を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体の衝突回避が行われるように、車両１の走行を制御する。

基準形状メモリ９２ｂは、仮想バンパー領域７１の基準形状を規定するパラメータを格納するメモリである。ここで、図４を参照して、仮想バンパー領域７１の基準形状について説明する。図４は、仮想バンパー領域７１の基準形状を模式的に示す模式図である。

仮想バンパー領域７１の基準形状は、図４に示す通り、車両１の重心Ｃを中心とし、車両１の前後方向を長軸、車両１の左右方向（側面方向）を短軸として、短径をＷｖｂ、長径をＬｖｂとする楕円である。基準形状メモリ９２ｂには、この短径Ｗｖｂ及び長径Ｌｖｂの大きさが格納されている。

詳細については図７，図８を参照して後述するが、走行制御装置１００（ＣＰＵ９１）では、所定時間間隔毎（本実施形態では、５０ミリ秒毎）に、車両１の車両速度および加速度を、第１〜第４車輪速検出センサ１２ＦＬ〜１２ＲＲからの車輪速に基づいて算出する。そして、算出した車両速度が大きいほど、車両１の進行方向に仮想バンパー領域７１が広がるように、基準形状を変形して仮想バンパー領域７１の外郭を形成する。また、算出した加速度から車両１が減速している場合に、その減速時の加速度である減速度が大きいほど、車両１の進行方向とは逆方向に仮想バンパー領域７１が広がるように、基準形状を変形して仮想バンパー領域７１の外郭を形成する。

なお、基準形状メモリ９２ｂに格納された短径Ｗｖｂ、長径Ｌｖｂの値は、車両１に設けられた操作パネル（図示せず）を運転者（搭乗者）が操作することにより、その運転者（搭乗者）によって設定変更可能に構成されてもよい。

また、本実施形態では、基準形状の楕円の中心を車両１の重心Ｃとする場合について説明するが、必ずしも車両１の重心Ｃとする必要はなく、任意の場所に設定されてよい。例えば、車両１中央の前後軸と、後輪軸（後輪２ＲＬ，２ＲＲを結んだ直線）との交点に、その楕円の中心としてもよい。また、その楕円の中心位置（座標）も基準形状メモリ９２ｂに格納するようにし、運転者（搭乗者）が操作パネル（図示せず）を操作することにより、その運転者（搭乗者）によって楕円の中心位置（座標）を設定変更可能に構成してもよい。

図３に戻り説明を続ける。ＲＡＭ９３は、書き換え可能な揮発性のメモリであり、ＣＰＵ９１によって実行される制御プログラムの実行時に各種のデータを一時的に記憶するためのメモリである。ＲＡＭ９３には、バネ設定テーブルメモリ９３ａが設けられている。

バネ設定テーブルメモリ９３ａは、仮想バンパー領域７１に仮想的に並設した複数のバネ７２に関する情報を記憶するメモリである。ここで、図５を参照して、バネ設定テーブルメモリ９３ａの詳細について説明する。図５は、バネ設定テーブルメモリ９３ａの内容を模式的に示した模式図である。

走行制御装置１００（ＣＰＵ９１）は、仮想バンパー領域７１を設定（形成）すると、その仮想バンパー領域７１内に複数のバネ７２を仮想的に並設する。その並設されたバネ７２の情報として、図５に示す通り、バネ７２毎に、バネ７２の識別情報であるバネ番号ｎに対応付けて、そのバネ番号ｎで示されるバネの作用点Ｘ座標Ｘｐｎと、作用点Ｙ座標Ｙｐｎと、外郭Ｘ座標Ｘｃｎと、外郭Ｙ座標Ｙｃｎと、取付角度αｎと、バネ長Ｌｖｂｎと、バネ定数ｋｎとを格納する。

バネ番号ｎは、並設されたバネ１本１本を識別するための情報である。本実施形態では、車両１の前端に取着されたバネ７２ｆの一番右側になるバネのバネ番号ｎを１とし、バネ番号１のバネから順に、反時計回りに各バネ７２に対してバネ番号ｎを１ずつ大きくしながら、バネ番号ｎを割り振る。

作用点Ｘ座標Ｘｐｎ，作用点Ｙ座標Ｙｐｎは、バネ番号ｎのバネにおける一端が、車両１に取着される点、つまり、そのバネの反発力Ｆｒが作用する作用点の座標を示すものである。本実施形態では、車両１中央の前後軸をＹ軸（車両１の前方向、即ち、矢印Ｆで示す方向を正方向）とし、車両１の重心を通る左右軸（後輪軸と平行な軸）をＸ軸（車両１の右方向を正方向）として、Ｘ軸とＹ軸との交点を原点とした座標系で、作用点Ｘ座標Ｘｐｎ，作用点Ｙ座標Ｙｐｎを表す。

外郭Ｘ座標Ｘｃｎ，外郭Ｙ座標Ｙｃｎは、バネ番号ｎのバネ７２における他端、つまり、仮想バンパー領域７１の外郭に位置する他端の座標を示すものである。本実施形態では、上記の作用点Ｘ座標Ｘｐｎ，作用点Ｙ座標Ｙｐｎと同じ座標系で、外郭Ｘ座標Ｘｃｎ，外郭Ｙ座標Ｙｃｎを表す。

取付角度αｎは、バネ番号ｎのバネ７２の車両１に対する取付角度を示すものである。ここでは、車両１中央の前後軸から車両１の右方向に伸びる半直線と、各バネ７２の一端と他端とを結んだ直線とのなす角度を取付角度αｎとして規定する。

つまり、車両１の前端から前方側に配設されたバネ７２ｆは、取付角度αｎが９０°となる。また、車両１の左側面から左側に配設されたバネ７２ｌ，車両１の後端から後方側に配設されたバネ７２ｂ，車両１の右側面から右側に配設されたバネ７２ｒは、それぞれ、取付角度αｎが１８０°，２７０°，０°となる。

また、車両１の右前コーナーから右前方向に配設されるバネ７２ｆｒ，車両１の左前コーナーから左前方向に配設されるバネ７２ｆｌ，車両１の左後コーナーから左後方向に配設されるバネ７２ｂｌ，車両１の右後コーナーから右後方向に配設されるバネ７２ｂｒの取付角度αｎは、それぞれ、０〜９０°，９０°〜１８０°，１８０°〜２７０°，２７０°〜３６０°の範囲内で次の式（２）で定まる角度となる。

αｎ＝ｔａｎ^−１（（Ｙｐｎ−Ｙｃｎ）／（Ｘｐｎ−Ｘｃｎ）） ・・・（２）
バネ長Ｌｖｂｎは、バネ番号ｎのバネ７２の自然長（バネ７２を伸縮させない状態におけるバネ７２の長さ）を示すものである。各バネ７２のバネ長Ｌｖｂｎは、バネ７２の一端が接続される作用点（作用点Ｘ座標Ｘｐｎ，作用点Ｙ座標Ｙｐｎで示される点）と、バネ７２の他端が位置する外郭Ｘ座標Ｘｃｎ，外郭Ｙ座標Ｙｃｎで示される点との距離によって算出される。

バネ定数ｋｎは、バネ番号ｎのバネ７２のバネ定数を示すものである。なお、本実施形態では、すべてのバネ７２において、バネ定数ｋｎを一定の大きさ（例えば、１００Ｎ／ｍ）とする。ただし、各バネについて、バネ定数ｋｎの大きさを異ならせてもよい。例えば、車両１の進路方向に近い位置に配設されたバネ７２ほど、大きなバネ定数ｋｎを設定してもよい。これにより、車両１の進路方向に近い場所に物体８０が存在するほど車両１に大きな反発力が加えられるので、より安全に、物体８０との衝突回避を行うことができる。

また、バネ定数ｋｎの大きさは、操作パネル（図示せず）を運転者（搭乗者）が操作することにより、その運転者（搭乗者）によって設定変更可能に構成されてもよい。

次いで、図６〜図１０までのフローチャートと模式図とを参照して、車両１に搭載された走行制御装置１００のＣＰＵ９１により実行される物体回避処理について説明する。まず、図６は、この物体回避処理を示すフローチャートである。

物体回避処理は、所定時間間隔（本実施形態では５０ミリ秒）でＣＰＵ９１により実行される処理で、車両１の進路方向に基づいて仮想バンパー領域７１を設定（形成）し、その設定した仮想バンパー領域７１内に物体８０が存在する場合には、その物体８０との衝突回避動を行う処理である。

この物体回避処理が実行されると、ＣＰＵ９１は、まず、仮想バンパー設定処理を実行する（Ｓ１１）。この仮想バンパー設定処理では、車両１の車両速度Ｖ及び加速度ａに応じて仮想バンパー領域７１を形成し、設定する処理を行う。この仮想バンパー設定処理の詳細については、図７を参照して後述する。

仮想バンパー設定処理の次には、物体回避実行処理を行う（Ｓ１２）。この物体回避実行処理では、仮想バンパー領域７１内に物体８０が存在する場合に、その仮想バンパー領域７１内に仮想的に並設させた複数のバネ７２の一部（バネ７３）が、物体８０によって収縮されたとして、そのバネ７３に生じる弾性力Ｆｅの反作用として車両１に反発力Ｆｒを加え、車両１の走行を制御する処理を行う。この物体回避実行処理の詳細については、図９を参照して後述する。

物体回避処理は、物体回避実行処理の終了後、その処理を終了する。

次に、図７を参照して、図６の物体回避処理の一処理である仮想バンパー設定処理（Ｓ１１）について説明する。図７は、この仮想バンパー設定処理を示すフローチャートである。

仮想バンパー設定処理が実行されると、ＣＰＵ９１は、まず、第１〜第４車輪速検出センサ１２ＦＬ〜１２ＲＲから入力される各車輪２ＦＬ〜２ＲＲの車輪速を取得し、その車輪速から、車両１の車両速度Ｖを算出する（Ｓ２１）。次いで、Ｓ２１で算出した車両速度を時間微分し、加速度ａを算出する（Ｓ２２）。

そして、Ｓ２３〜Ｓ２８の処理により、車両速度Ｖと加速度ａとに応じて、仮想バンパー領域７１の外郭を形成する。

ここで、図７と図８との両方を参照しながら、仮想バンパー領域７１の外郭形成方法について、説明する。図８（ａ）は、仮想バンパー領域７１の外郭を形成する場合に用いる３つの楕円Ｅ１〜Ｅ３を示す図である。なお、仮想バンパー領域７１の外郭を形成する場合、車両１中央の前後軸をＹ軸（車両１の前方向、即ち、矢印Ｆで示す方向を正方向）とし、車両１の重心を通る左右軸をＸ軸（車両１の右方向を正方向）として、Ｘ軸とＹ軸との交点を原点とした座標系を用いて行う。

図８（ａ）に示す楕円Ｅ１は、仮想バンパー領域７１の基準形状であり、以下の式（３）で表される。

ｘ^２／Ｗｖｂ^２＋ｙ^２／Ｌｖｂ^２＝１ ・・・（３）
楕円Ｅ２は、車両速度Ｖを考慮して仮想バンパー領域７１を広げる場合に用いる楕円であり、以下の式（４）で表される。

ｘ^２／Ｗｖｂ^２＋ｙ^２／Ｌｖｂ１^２＝１ ・・・（４）
ここで、Ｌｖｂ１は、車両速度Ｖの大きさに応じて、基準形状を長径方向（Ｙ軸方向）に広げるときの楕円Ｅ２の長径であり、車両速度Ｖに比例して以下の式（５）によって定まる。

Ｌｖｂ１＝Ａ_１×Ｖ ・・・（５）
楕円Ｅ３は、加速度ａを考慮して仮想バンパー領域７１を広げる場合に用いる楕円であり、以下の式（６）で表される。

ｘ^２／Ｗｖｂ^２＋ｙ^２／Ｌｖｂ２^２＝１ ・・・（６）
ここで、Ｌｖｂ２は、加速度ａの大きさに応じて、基準形状を長径方向（Ｙ軸方向）に広げるときの楕円Ｅ３の長径であり、加速度ａの絶対値に比例して以下の式（７）によって定まる。

Ｌｖｂ２＝Ａ_２×｜ａ｜ ・・・（７）
ただし、Ａ_１，Ａ_２は任意の比例係数であり、予め所定の値に定められている。なお、この比例係数Ａ_１，Ａ_２は、運転者（搭乗者）が操作パネル（図示せず）を操作することにより設定を変更可能に構成されてもよい。

図７に示す通り、Ｓ２３の処理では、式（５）、式（７）を用いて、車両速度Ｖの大きさに応じて基準形状をＹ軸方向に広げた楕円Ｅ２の長径Ｌｖｂ１と、加速度ａの大きさに応じて基準形状をＹ軸方向に広げる楕円Ｅ３の長径Ｌｖｂ２とを計算する。

なお、本実施形態では、楕円Ｅ２の長径Ｌｖｂ１及び楕円Ｅ３の長径Ｌｖｂ２が、車両速度Ｖ又は加速度ａに比例する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、車両速度Ｖ又は加速度ａの増加に従って、楕円Ｅ３の長径Ｌｖｂ１及び楕円Ｅ２の長径Ｌｖｂ２が長くなるように、その長径Ｌｖｂ１及びＬｖｂ２を計算するようにしてもよい。例えば、長径Ｌｖｂ１が車両速度Ｖの二乗に比例するように、また、長径Ｌｖｂ２が加速度ａの二乗に比例するように、これら長径Ｌｖｂ１及びＬｖｂ２を計算してもよい。

そして、Ｓ２４の処理によって、楕円Ｅ２の長径Ｌｖｂ１が基準形状（楕円Ｅ１）の長径Ｌｖｂ以上か否かを判断し（Ｓ２４）、Ｌｖｂ１がＬｖｂ以上である場合（Ｓ２４：Ｙｅｓ）は、速度成分Ｖを考慮した楕円Ｅ２を用いて、仮想バンパー領域７１の外郭を設定し（Ｓ２５）、Ｓ２６の処理へ移行する。

具体的には、車両１が前進している場合は、車両１の進行方向であるＹ座標が０以上の領域における仮想バンパー領域７１の外郭として楕円Ｅ２を設定する。車両１が後進している場合は、車両１の進行方向であるＹ座標が０以下における領域の仮想バンパー領域７１の外郭として楕円Ｅ２を設定する。

一方、Ｓ２４の処理によって、Ｌｖｂ１がＬｖｂ未満である場合（Ｓ２４：Ｎｏ）は、車両速度Ｖが所定の速度未満であると判断できる。つまり、この場合、車両１がゆっくり走行しているので、速度成分に応じて仮想バンパー領域７１を進行方向に広げなくても、基準形状（楕円Ｅ１）の仮想バンパー領域７１を用いて、安全に物体との衝突回避を行うことができる。よって、この場合はＳ２５の処理をスキップし、Ｓ２６の処理へ移行する。この場合、仮想バンパー領域７１の外郭としては、基準形状の楕円Ｅ１が設定される。

Ｓ２６の処理では、車両１が減速中か否かを判断し（Ｓ２６）、車両１が減速中の場合は、楕円Ｅ３のＬｖｂ２が基準形状（楕円Ｅ１）の長径Ｌｖｂ以上か否かを判断する（Ｓ２７）。その結果、Ｌｖｂ２がＬｖｂ以上である場合（Ｓ２６：Ｙｅｓ）は、加速度（減速度）ａを考慮した楕円Ｅ３を用いて、仮想バンパー領域７１の外郭を設定し（Ｓ２８）、Ｓ２９の処理へ移行する。

具体的には、車両１が前進している場合は、車両１の進行方向とは逆方向であるＹ座標が０以下の領域における仮想バンパー領域７１の外郭として楕円Ｅ３を設定する。車両１が後進している場合は、車両１の進行方向とは逆方向であるＹ座標が０以上における領域の仮想バンパー領域７１の外郭として楕円Ｅ３を設定する。

一方、Ｓ２６の処理のよって、車両１が減速中ではないと判断される場合（Ｓ２６：Ｎｏ）、又は、Ｓ２７の処理によって、Ｌｖｂ２がＬｖｂ未満であると判断される場合は（Ｓ２７：Ｎｏ）、Ｓ２８の処理をスキップして、Ｓ２９の処理へ移行する。この場合、仮想バンパー領域の外郭としては、基準形状の楕円Ｅ１が設定される。

ここで、車両１が減速中でない場合は、車両１の進行方向とは逆方向にある物体と衝突する可能性は低い。よって、車両１の進行方向とは逆方向における仮想バンパー領域７１の外郭を、楕円Ｅ１に設定しても安全に物体との衝突回避を行うことができる。また、Ｌｖｂ２が基準形状の長径Ｌｖｂ未満である場合は、加速度（減速度）ａが小さいと判断できるので、加速度成分に応じて仮想バンパー領域７１を進行方向とは逆方向に広げなくても、基準形状（楕円Ｅ１）の仮想バンパー領域７１を用いて、安全に物体との衝突回避を行うことができる。

Ｓ２９の処理では、仮想バンパー領域７１の外郭を最終的に形成する処理を実行する（Ｓ２９）。この処理では、Ｓ２５又はＳ２８の処理によって、所定の領域における仮想バンパー領域７１の外郭が楕円Ｅ２又は楕円Ｅ３に設定されている場合、その所定の領域における仮想バンパー領域７１の外郭を楕円Ｅ２又は楕円Ｅ３によって形成する。また、その他の領域については、仮想バンパー領域７１の外郭を基準形状である楕円Ｅ１によって形成する。

これにより、車両１が大きな速度で前進しており（Ｖ＞＞０）、大きな減速度で減速している（ａ＜＜０）場合は、図８（ｂ）に示すように、仮想バンパー領域７１は、Ｙ座標が０以上の領域において楕円Ｅ２によって形成され、Ｙ座標が０以下の領域において楕円Ｅ３によって形成される。また、車両１が大きな速度で後進しており（Ｖ＜＜０）、大きな減速度で減速している（ａ＞＞０）場合は、図８（ｃ）に示すように、仮想バンパー領域７１は、Ｙ座標が０以上の領域において楕円Ｅ３によって形成され、Ｙ座標が０以下の領域において楕円Ｅ２によって形成される。

このように、車両速度Ｖが速いほど、車両１の進行方向において仮想バンパー領域７１が広くなるように形成されるので、車両１が速い速度で走行している場合に、より早い段階から進行方向にある物体８０との衝突回避を行うことができる。よって、車両１の速度を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体８０の衝突回避を行うことができる。

加えて、車両１が減速している場合に、その減速度の大きさが大きいほど、その車両１の進行方向とは逆方向において仮想バンパー領域７１が広くなるように設定される。これにより、車両１の進行方法とは逆方向については、車両１に大きな減速度が加えられ、車両速度が急激に遅くなる場合に、その進行方向とは逆方向にある物体８０との衝突、例えば、進行方向とは逆方向からの追突を回避することができる。よって、車両１の進行方向に加えて、その進行方向とは逆方向にある物体８０との衝突回避を、車両１の速度と減速度とに応じて、早い段階で行うことができる。従って、運転者に安心感を与えながら物体の衝突回避を行うことができる。

外郭形成処理（Ｓ２９）の次に、バンパー形成処理を実行する（Ｓ３０）。このバンパー形成処理では、図２に示すように、仮想バンパー領域７１内に、バネ７２を仮想的に並設する。具体的には、各バネ７２の一端を、車両１の外周１１において、１０ｃｍ間隔で取着する。そして、車両１の前方側または後方側の仮想バンパー領域７１に配設されるバネ７２ｆ，７２ｂは、一端が車両１の前方先端（前端）または後方先端（後端）に取着された状態で、バネの長さ方向が車両１の前後方向と平行となるように配設し、他端を車両１前方側または後方側の外縁７１ａに位置させる。

また、車両１の右側または左側の仮想バンパー領域７１に配設されるバネ７２ｒ，７２ｌは、一端が車両１の右側面または左側面に取着された状態で、バネの長さ方向が車両１の左右方向と平行となるように配設し、他端を車両１右側または左側の外縁７１ａに位置させる。

また、車両１の右前コーナー，左前コーナー，左後コーナー，右後コーナー側の仮想バンパー領域７１に配設されるバネ７２ｆｒ，７２ｆｌ，７２ｂｌ，７２ｂｒは、一端が車両１の対応するコーナー部分に取着された状態で、バネの長さ方向が、車両１の右前方向，左前方向，左後方向または右後方向となるように配設し、他端を車両１の左前コーナー，左後コーナー，右後コーナー側の外縁７１ａに位置させる。

Ｓ２８の処理では、このようにして配設した各バネ７２のバネ情報をバネ設定テーブルメモリ９３ａに格納することで、バネ７２の設定を完了する。そして、Ｓ２８の処理の終了後、仮想バンパー設定処理を終了し、物体回避処理へ戻る。

次いで、図９を参照して、図６の物体回避処理の一処理である物体回避実行処理（Ｓ１２）について説明する。図９は、この物体回避実行処理を示すフローチャートである。

物体回避実行処理が実行されると、ＣＰＵ９１は、まず、第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄにて撮像された画像の画像データから、車両１の周囲に存在する物体８０と、車両１を基準としたその物体８０の位置とを判断する（Ｓ５１）。次に、Ｓ５１の処理にて判断された物体８０の位置と、バネ設定テーブルメモリ９３ａに格納された各バネ７２のバネ情報とから、物体８０の存在によって、仮想バンパー領域７１内に仮想的に並設されたバネ７２の中から収縮されたバネ７３を検索する（Ｓ５２）。

そして、Ｓ５２の処理の結果、収縮されたバネ７３があるか否かを判断する（Ｓ５３）。その結果、収縮されたバネ７３がなければ（Ｓ５３：Ｎｏ）、仮想バンパー領域７１内に物体８０がないと判断し、そのまま物体回避実行処理を終了する。

一方、収縮されたバネ７３があると判断された場合（Ｓ５３：Ｙｅｓ）、仮想バンパー領域７１内に物体８０があると判断できるので、次に説明するＳ５４〜Ｓ５９の処理を実行して、物体８０を回避するよう、車両１の走行を制御する。

まず、Ｓ５４の処理では、収縮したバネ７３から車両１に対して加えられる反発力Ｆｒを算出する（Ｓ５４）。反発力Ｆｒの大きさは上述の式（１）によって算出される。このとき、式（１）で用いるバネ定数は、収縮したバネ７３のバネ定数をバネ設定テーブルメモリ９３ａより取得する。なお、収縮したバネ７３が複数ある場合は、それぞれのバネ７３から加えられる反発力の向きも考慮して、すべてのバネ７３から車両１に加えられる反発力を算出する。

次に、Ｓ５４の処理にて算出した各バネ７２（バネ７３）から加えられた反発力Ｆｒの前後方向成分を合成して、車両１の重心Ｃに加えられる前後方向の反発力Ｆｒｙを算出する。（Ｓ５５）。そして、以下の式（８）により、車両１の加速度ａを算出する（Ｓ５６）。

ａ＝Ｆｒｙ／ｍ ・・・（８）
ここで、ｍは、車両１の重量（質量）である。

続くＳ５８の処理では、前進時において、Ｓ５４の処理にて算出した各バネ７２（７３）から加えられた反発力Ｆｒの左右方向成分から、車両１の重心Ｃに加えられる反モーメント力Ｍを算出する（Ｓ５８）。

そして、算出した反モーメント力Ｍから、以下の式により、車両１の操舵角δｆを算出する。

なお、車両１が前進する場合、後進する場合のいずれにおいても、その車両速度が毎秒０．５ｍ以下である場合、次の式（９）により、車両１の操舵角δｆを算出する。

δｆ＝−Ｍ／（２・Ｋｆ・Ｌｆ） ・・・（９）
ここで、［数１］，式（９）の各式で用いられる各種パラメータの意味について、図１０を参照して説明する。図１０は、反モーメント力によって取り得るべき車両１の操舵角δｆを算出する場合に用いるパラメータを説明する図である。

まず、Ｌｆは、前輪軸と車両１の重心との距離であり、Ｌｒは、後輪軸と車両１の重心との距離である。Ｋｆは、前輪等価コーナーリングスティフネスであり、Ｋｒは、後輪等価コーナーリングスティフネスである。βは、重心位置における車両１の横滑り角であり、γは車両１のヨーレートである。Ｖは、車両速度である。なお、図１０において、δｒは、後輪における操舵角であるが、本実施形態における車両１は、前輪のみ操舵可能であるので、δｒを０として取り扱っている。

図９に戻り説明を続ける。Ｓ５８の処理が終了すると、続いて、Ｓ５９の処理を実行する。Ｓ５９の処理では、Ｓ５６の処理により算出した加速度ａと、現在の車両１の速度と、運転者によって踏み込まれたアクセルペダルの踏み込み量とから、目標とすべき車両速度を決定し、その目標とすべき車両速度を示す制御信号を、後述する車輪駆動装置３（図１参照）へ送信する。また、Ｓ５９の処理では、Ｓ５８の処理により算出した操舵角δｆを示す制御信号を、後述する操舵駆動装置５（図１参照）へ送信する。そして、Ｓ５９の処理の終了後、物体回避実行処理を終了する。

このＳ５９の処理により、車両１が、前後方向の反発力Ｆｒｙによって生じる車両１の加速度を反映させた速度で走行するように、車両１の走行の制御が行われる。また、車両１が、左右方向の反発力によって生じる反モーメント力Ｍを反映させた操舵角で走行するように、車両１の走行の制御が行われる。よって、容易に且つ速やかに、その物体８０を回避しながら車両１を走行させることができる。

以上説明した通り、本実施形態によれば、車両速度Ｖが速いほど、車両１の進行方向において仮想バンパー領域７１が広くなるように形成されるので、車両１が速い速度で走行している場合に、より早い段階から進行方向にある物体８０との衝突回避を行うことができる。また、車両１が減速している場合に、その減速度の大きさが大きいほど、その車両１の進行方向とは逆方向において仮想バンパー領域７１が広くなるように設定される。これにより、車両１に大きな減速度が加えられ、車両速度Ｖが急激に遅くなる場合に、その進行方向とは逆方向にある物体８０との衝突、例えば、進行方向とは逆方向からの追突を回避することができる。従って、車両１の車両速度Ｖまたは加速度ａを考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体の衝突回避を行うことができる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、上記各実施形態で挙げた数値は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。

上記実施形態では、車両１の車両速度Ｖや加速度ａを考慮して仮想バンパー領域７１の外郭を形成する場合に、図８に示す方法で行う場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。車両１の車両速度Ｖの大きさに応じて、車両１の進行方向における仮想バンパー領域７１を広げる方法であれば任意の方法を用いてよい。また、車両１の減速時に、車両１の車両速度ａに応じて、車両１の進行方向とは逆方向における仮想バンパー領域７１を広げる方法であれば任意の方法を用いてよい。

例えば、上記実施形態では、楕円Ｅ２の長径Ｌｖｂ１と楕円Ｅ３の長径Ｌｖｂ２とを、上述した式（５），式（７）によって算出する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、次の式（１０），（１１）を用いて算出してもよい。

Ｌｖｂ１＝Ｌｖｂ＋Ａ_３×Ｖ ・・・（１０）
Ｌｖｂ２＝Ｌｖｂ＋Ａ_４×｜ａ｜ ・・・（１１）
ただし、Ａ_３，Ａ_４は任意の比例係数であり、予め所定の値に定められている。なお、この比例係数Ａ_３，Ａ_４とは、運転者（搭乗者）が操作パネル（図示せず）を操作することにより設定を変更可能に構成されてもよい。

これによっても、車両速度Ｖが速いほど、車両１の進行方向において仮想バンパー領域７１が広くなるように形成される。また、車両１が減速している場合に、その減速度の大きさが大きいほど、その車両１の進行方向とは逆方向において仮想バンパー領域７１が広くなるように設定される。従って、運転者に安心感を与えながら物体の衝突回避を行うことができる。

なお、楕円Ｅ２の長径Ｌｖｂ１を、上述した式（１０）によって算出する場合は、Ｌｖｂ１は必ず基準形状（楕円である閉曲線Ｅ１）の長径Ｌｖｂ以上となるので、仮想バンパー設定処理（図７）のＳ２４を省略し、Ｓ２３の処理の後、Ｓ２６の処理を実行してもよい。また、Ｓ２４の処理において、Ｌｖｂ１が、基準形状の長径Ｌｖｂ以上の所定長Ｌｍｉｎ１以上か否かを判断してもよい。そして、Ｌｖｂ１がＬｍｉｎ１以上であれば（Ｓ２４：Ｙｅｓ）、Ｓ２５の処理を実施し、Ｌｖｂ１がＬｍｉｎ１未満であれば（Ｓ２４：Ｎｏ）、車両１がゆっくり走行しているものとして、Ｓ２５の処理をスキップしてもよい。

これにより、車両１がゆっくり走行している場合は、仮想バンパー領域７１の外郭としては、基準形状の楕円Ｅ１が設定される。車両１がゆっくり走行している場合は、速度成分に応じて仮想バンパー領域７１を進行方向に広げなくても、基準形状（楕円Ｅ１）の仮想バンパー領域７１を用いて、安全に物体との衝突回避を行うことができる。よって、車両１がゆっくり走行している場合は、仮想バンパー領域７１の外郭として、基準形状の楕円Ｅ１を設定することにより、仮想バンパー領域７１が必要以上に広げられ、物体との衝突回避が必要以上に早い段階から行われることを抑制できる。なお、Ｓ２４の処理を、Ｌｖｂ１が、基準形状の長径Ｌｖｂ以上の所定長Ｌｍｉｎ１以上か否かを判断とすることは、上記実施形態のように式（５）を用いてＬｖｂ１を算出する場合においても適用可能である。

一方、楕円Ｅ３の長径Ｌｖｂ２を、上述した式（１１）によって算出する場合は、Ｌｖｂ２は必ず基準形状の長径Ｌｖｂ以上となるので、仮想バンパー設定処理（図７）のＳ２７を省略し、Ｓ２６のＹｅｓの分岐の後、Ｓ２８の処理を実行してもよい。また、Ｓ２７の処理において、Ｌｖｂ２が、基準形状の長径Ｌｖｂ以上の所定長Ｌｍｉｎ２以上か否かを判断してもよい。そして、Ｌｖｂ２がＬｍｉｎ２以上であれば（Ｓ２７：Ｙｅｓ）、Ｓ２８の処理を実施し、Ｌｖｂ２がＬｍｉｎ２未満であれば（Ｓ２７：Ｎｏ）、加速度（減速度）ａが小さいと判断できるので、Ｓ２５の処理をスキップしてもよい。

これにより、車両１の加速度（減速度）ａが小さい場合は、仮想バンパー領域７１の外郭としては、基準形状の楕円Ｅ１が設定される。加速度（減速度）ａが小さい場合は、加速度成分に応じて仮想バンパー領域７１を進行方向とは逆方向に広げなくても、基準形状（楕円Ｅ１）の仮想バンパー領域７１を用いて、安全に物体との衝突回避を行うことができる。よって、加速度（減速度）ａが小さい場合は、仮想バンパー領域７１の外郭として、基準形状の楕円Ｅ１を設定することにより、仮想バンパー領域７１が必要以上に広げられ、物体との衝突回避が必要以上に早い段階から行われることを抑制できる。なお、Ｓ２７の処理を、Ｌｖｂ２が、基準形状の長径Ｌｖｂ以上の所定長Ｌｍｉｎ２以上か否かを判断とすることは、上記実施形態のように式（７）を用いてＬｖｂ２を算出する場合においても適用可能である。

また、車両１の車両速度Ｖや加速度ａを考慮して仮想バンパー領域７１の外郭を形成する別の方法として、図１１に示す方法を例示する。図１１（ａ）は、仮想バンパー領域７１の外郭を形成する場合に用いる５つの閉曲線Ｅ１〜Ｅ３，Ｅ２’，Ｅ３’を示す。

図１１（ａ）に示す閉曲線（楕円）Ｅ１は、仮想バンパー領域７１の基準形状であり、上述した式（３）で表される。閉曲線Ｅ２は、車両１が前進している場合に、車両速度Ｖを考慮して仮想バンパー領域７１を広げる場合に用いるものであり、以下の式（１２），（１３）で表される。

ｘ^２／Ｗｖｂ^２＋ｙ^２／Ｌｖｂ^２＝１ （ｙ＞＝０） ・・・（１２）
ｘ^２／Ｗｖｂ^２＋ｙ^２／（Ｌｖｂ＋Ｌ_１）^２＝１ （ｙ＜０） ・・・（１３）
閉曲線Ｅ２’は、車両１が後進している場合に、車両速度Ｖを考慮して仮想バンパー領域７１を広げる場合に用いるものであり、以下の式（１４），（１５）で表される。

ｘ^２／Ｗｖｂ^２＋ｙ^２／（Ｌｖｂ＋Ｌ_１）^２＝１ （ｙ＞＝０） ・・・（１４）
ｘ^２／Ｗｖｂ^２＋ｙ^２／Ｌｖｂ^２＝１ （ｙ＜０） ・・・（１５）
ここで、Ｌ_１は、車両速度Ｖの大きさに応じて、基準形状を長径方向（Ｙ軸方向）に広げる長さであり、車両速度Ｖに比例して次の式（１６）によって定まる。

Ｌ_１＝Ａ_５×Ｖ ・・・（１６）
ただし、Ａ_５は任意の比例係数であり、予め所定の値に定められている。

閉曲線Ｅ３は、車両１が前進しながら減速している場合に、加速度ａを考慮して仮想バンパー領域７１を広げる場合に用いるものであり、以下の式（１７），（１８）で表される。

ｘ^２／Ｗｖｂ^２＋ｙ^２／（Ｌｖｂ＋Ｌ_２）^２＝１ （ｙ＞＝０） ・・・（１７）
ｘ^２／Ｗｖｂ^２＋ｙ^２／Ｌｖｂ^２＝１ （ｙ＜０） ・・・（１８）
閉曲線Ｅ３’は、車両１が後進しながら減速している場合に、加速度ａを考慮して仮想バンパー領域７１を広げる場合に用いるものであり、以下の式（１９），（２０）で表される。

ｘ^２／Ｗｖｂ^２＋ｙ^２／Ｌｖｂ^２＝１ （ｙ＞＝０） ・・・（１９）
ｘ^２／Ｗｖｂ^２＋ｙ^２／（Ｌｖｂ＋Ｌ_２）^２＝１ （ｙ＜０） ・・・（２０）
ここで、Ｌ_２は、加速度ａの大きさに応じて、基準形状を長径方向（Ｙ軸方向）に広げる長さであり、加速度ａの絶対値に比例して次の式（２１）によって定まる。

Ｌ_２＝Ａ_６×｜ａ｜ ・・・（２１）
ただし、Ａ_６は任意の比例係数であり、予め所定の値に定められている。なお、この比例係数Ａ_６と、上述の比例係数Ａ_５とは、運転者（搭乗者）が操作パネル（図示せず）を操作することにより設定を変更可能に構成されてもよい。

図１１の方法を用いた場合も、図７に示す仮想バンパー設定処理と同様の処理によって、仮想バンパー領域７１を設定する。ただし、仮想バンパー設定処理（図７）のＳ２３の処理では、式（１６），式（２１）を用いて、上記のＬ_１，Ｌ_２を算出する。そして、Ｓ２４の処理では、Ｌ_１が基準形状（楕円である閉曲線Ｅ１）の長径Ｌｖｂ以上か否かを判断し、Ｌ_１がＬｖｂ以上であれば（Ｓ２４：Ｙｅｓ）、Ｓ２５の処理を実施する。

Ｓ２５の処理では、車両１が前進している場合において、閉曲線Ｅ２を車両１の進行方向（Ｙ軸の正方向）に長さＬ_１だけ移動させた上で、その移動後の閉曲線Ｅ２のＹ座標が０以上における部分を、仮想バンパー領域７１の外郭として設定する。また、車両１が後進している場合において、閉曲線Ｅ２’を車両１の進行方向（Ｙ軸の負方向）に長さＬ_１だけ移動させた上で、その移動後の閉曲線Ｅ２’のＹ座標が０以下における部分を、仮想バンパー領域７１の外郭として設定する。

一方、Ｓ２４の処理の結果、Ｌ_１がＬｖｂ未満であれば（Ｓ２４：Ｎｏ）、Ｓ２５の処理をスキップする。この場合、仮想バンパー領域７１の外郭としては、基準形状の楕円Ｅ１が設定される。この場合は、車両１がゆっくり走行しているので、速度成分に応じて仮想バンパー領域７１を進行方向に広げなくても、基準形状（楕円Ｅ１）の仮想バンパー領域７１を用いて、安全に物体との衝突回避を行うことができる。なお、Ｓ２４の処理そのものを省略し、Ｌ_１の長さにかかわらず、Ｓ２５の処理を実行してもよい。

また、Ｓ２７の処理では、Ｌ_２が基準形状（閉曲線Ｅ１）の長径Ｌｖｂ以上か否かを判断し、Ｌ_２がＬｖｂ以上であれば（Ｓ２７：Ｙｅｓ）、Ｓ２８の処理を実施する。Ｓ２８の処理では、車両１が前進している場合において、閉曲線Ｅ３を車両１の進行方向とは逆方向（Ｙ軸の負方向）に長さＬ_２だけ移動させた上で、その移動後の閉曲線Ｅ３のＹ座標が０以下における部分を、仮想バンパー領域７１の外郭として設定する。また、車両１が後進している場合において、閉曲線Ｅ３’を車両１の進行方向とは逆方向（Ｙ軸の正方向）に長さＬ_２だけ移動させた上で、その移動後の閉曲線Ｅ３’のＹ座標が０以上における部分を、仮想バンパー領域７１の外郭として設定する。

一方、Ｓ２７の処理の結果、Ｌ_２がＬｖｂ未満であれば（Ｓ２７：Ｎｏ）、Ｓ２８の処理をスキップする。この場合、仮想バンパー領域７１の外郭としては、基準形状の楕円Ｅ１が設定される。この場合は、加速度（減速度）ａが小さいと判断できるので、速度成分に応じて仮想バンパー領域７１を進行方向とは逆方向に広げなくても、基準形状（楕円Ｅ１）の仮想バンパー領域７１を用いて、安全に物体との衝突回避を行うことができる。なお、Ｓ２７の処理そのものを省略し、Ｌ_２の長さにかかわらず、Ｓ２８の処理を実行してもよい。

これにより、車両１が大きな速度で前進しており（Ｖ＞＞０）、大きな減速度で減速している（ａ＜＜０）場合は、図１１（ｂ）に示すように、仮想バンパー領域７１は、Ｙ座標が０以上の領域において閉曲線Ｅ２によって形成され、Ｙ座標が０以下の領域において閉曲線Ｅ３によって形成される。また、車両１が大きな速度で後進しており（Ｖ＜＜０）、大きな減速度で減速している（ａ＞＞０）場合は、図１１（ｃ）に示すように、仮想バンパー領域７１は、Ｙ座標が０以上の領域において閉曲線Ｅ３’によって形成され、Ｙ座標が０以下の領域において閉曲線Ｅ２’によって形成される。

よって、図８にて示した方法と同様に、車両速度Ｖが速いほど、車両１の進行方向において仮想バンパー領域７１が広くなるように形成される。また、車両１が減速している場合に、その減速度の大きさが大きいほど、その車両１の進行方向とは逆方向において仮想バンパー領域７１が広くなるように設定される。従って、運転者に安心感を与えながら物体の衝突回避を行うことができる。

なお、図１１で示した変形例では、閉曲線Ｅ２、閉曲線Ｅ２’を車両１の進行方向に移動させる長さＬ_１と、閉曲線Ｅ３、閉曲線Ｅ３’を車両１の進行方向とは逆方向に移動させる長さＬ_２とは、車両速度Ｖ又は加速度ａに比例する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、車両速度Ｖ又は加速度ａの増加に従ってＬ_１及びＬ_２が長くなるように、Ｌ_１及びＬ_２を計算するようにしてもよい。例えば、Ｌ_１が車両速度Ｖの二乗に比例するように、また、Ｌ_２が加速度ａの二乗に比例するように、これらＬ_１及びＬ_２を計算してもよい。

また、図１１で示した変形例では、閉曲線Ｅ２，閉曲線Ｅ２’において、基準形状の楕円Ｅ１から長径方向（Ｙ軸方向）に広げられる長さ（以下「拡大長」と称す）Ｌ_１と、車両１の進行方向に移動させる長さ（以下「移動長」と称す）Ｌ_１とを同一の長さとする場合について説明したが、拡大長と移動長とを必ずしも同一とさせる必要はない。また、閉曲線Ｅ３，閉曲線Ｅ３’においても、同様に、基準形状の楕円Ｅ１からの拡大長Ｌ_２と、車両１の進行方向とは逆方向への移動長Ｌ_２とを必ずしも同一の長さとさせる必要はない。この場合、閉曲線Ｅ２，Ｅ２’，Ｅ３，Ｅ３’の移動長については、車両速度Ｖ又は加速度ａの増加に従って長くなるように算出すればよい。一方、閉曲線Ｅ２，Ｅ２’，Ｅ３，Ｅ３’の拡大長については、車両速度Ｖ又は加速度ａの増加に従って長くなるように算出してもよいし、任意の値を設定してもよい。

上記実施形態では、車両１の車両速度Ｖと加速度ａとの両方を考慮して、仮想バンパー領域７１を形成する場合について説明したが、いずれか一方を考慮せずに仮想バンパー領域７１を形成してもよい。車両１の加速度ａを考慮せずに仮想バンパー領域７１を形成する場合は、図７に示すＳ２６〜Ｓ２８の処理を省略すればよい。また、車両１の車両速度Ｖを考慮せずに仮想バンパー領域７１を形成する場合は、図７に示すＳ２４，Ｓ２５の処理を省略すればよい。

上記実施形態では、車両１が減速する場合に限り車両１の加速度ａを考慮して仮想バンパー領域７１を形成する場合について説明したが、車両１が減速しているか否かにかかわらず、車両１の加速度ａを考慮して仮想バンパー領域７１を形成してもよい。この場合、図７に示すＳ２６の処理を省略すればよい。そして、Ｓ２８の処理では、車両１が加速している場合は、その加速度ａの大きさに応じて、車両１の進行方向における仮想バンパー領域７１が広がるように、仮想バンパー領域７１を設定すればよい。例えば、図８に示す方法では、Ｓ２４，Ｓ２５の処理によって車両１の進行方向に設定された楕円の長径に、加速度ａの絶対値に比例した長さを加算して、車両１の進行方向における楕円の長径を更に長くするようにしてもよい。これにより、車両１に加速度が大きく加えられ、速度が急激に速くなる場合には、より早い段階からその加速される方向（車両１の進行方向）にある物体８０との衝突回避を行うことができる。また、車両１の車両速度Ｖを考慮せず、車両１の加速度ａを、車両１が減速しているか否かにかかわらず考慮して、仮想バンパー領域７１を形成してもよい。この場合も、車両１が加速している場合は、その加速度ａの大きさに応じて、車両１の進行方向における仮想バンパー領域７１が広がるように、仮想バンパー領域７１を設定すればよい。

上記実施形態における仮想バンパー領域７１では、反発力Ｆｒが作用する作用点を車両１の外周に分散させ、その分散させた作用点から仮想バンパー領域７１の外縁７１ａに向けて仮想的にバネ７２を並設する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、反発力Ｆｒが作用する作用点を車両１の任意の１点または複数個所の点に集中させて、仮想バンパー領域７１に複数のバネ７２を並設してもよい。例えば、車両１中央の前後軸と車両１の前輪軸との交点、及び、その前後軸と車両１の後輪軸との交点を、反発力Ｆｒが作用する作用点とし、これら２か所に、バネ７２の一端を取着させて、バネ７２を仮想バンパー領域７１に並設させてもよい。

上記実施形態において、仮想バンパー領域７１内に存在する物体８０によって車両１に反発力Ｆｒが加えられた場合に、前輪２ＦＬ，２ＦＲの操舵角がその反発力Ｆｒに基づいて算出した操舵角δｆとなるよう、走行制御装置１００が操舵駆動装置５を制御する場合について説明したが、車両１にステアリングホイール１３に回転力を加える駆動装置を設け、走行制御装置１００は、その駆動装置を制御して、操舵角δｆの方向に、操舵角δｆの大きさに応じた回転力をステアリングホイール１３に加えるようにしてもよい。運転者は、ステアリングホイール１３に加えられた回転力によってステアリングホイール１３を回転操作することにより、物体８０との衝突回避を行うことができる。

上記各実施形態では、第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄを搭載して、車両１の周辺情報を取得する場合について説明したが、周辺情報を取得する手段として、ステレオカメラ、赤外線カメラを用いてもよいし、ミリ波レーダ、レーザレーダ、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）レーダ等の各種レーダや、ソナーを用いてもよい。また、道路と車両との間の通信である路車間通信や、他車との間の通信による車車間通信によって、物体の位置情報を取得してもよい。またこれらを複数組み合わせて使用してもよい。

例えば、レーザレーダは、レーザビームを車両１の周囲へ照査し、その反射の有無や反射を検出した方向およびレーザビームを照射してから反射を検出するまでの時間に基づいて、車両１の周辺にある道路や物体の形状等を把握するものである。走行制御装置１００は、このレーザレーダを用いることにより、レーザレーダにより照射したレーザビームの反射の検出結果から、車両１の周辺に存在する物体等の形状をマップ化し、それに基づいて、物体の位置等を検出するように構成してもよい。

上記各実施形態では、操舵装置５がラック＆ピニオン式のステアリングギヤとして構成される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、ボールナット式等の他のステアリングギヤ機構を採用することは当然可能である。

１ 車両
２６ａ〜２６ｄ 第１〜第４カメラ（検出手段）
１００ 走行制御装置
Ｓ２１，Ｓ２２ （取得手段）
Ｓ２３〜Ｓ３０ （設定手段）
Ｓ５４ （算出手段）
Ｓ５９ （制御手段）

Claims (5)

1. 車両の周囲に存在する物体を検出する検出手段と、
   その検出手段により検出された物体であって、前記車両に設定された所定領域内に存在する物体との衝突を回避するための仮想的な反発力を、前記物体と前記車両との位置関係に基づいて算出する算出手段と、
   その算出手段により算出された反発力が前記車両に加えられたものとして、前記車両の走行に伴う制御を行う制御手段と、
   前記車両の速度に関する速度情報を取得する取得手段と、
   その取得手段により取得された前記速度情報に基づき、前記車両の速度が速いほど、その車両の進行方向において前記所定領域の範囲が広くなるように、前記所定領域を設定する設定手段とを備えることを特徴とする走行制御装置。
2. 前記取得手段は、更に、前記車両の加速度に関する加速度情報を取得するものであり、
   前記設定手段は、前記取得手段により取得された前記加速度情報に基づき、前記車両が加速される方向において、その加速度の大きさが大きいほど前記所定領域の範囲が広くなるように、前記所定領域を設定するものであることを特徴とする請求項１に記載の走行制御装置。
3. 前記取得手段は、更に、前記車両の加速度に関する加速度情報を取得するものであり、
   前記設定手段は、前記取得手段により取得された前記加速度情報に基づき、前記車両が減速している場合に、その減速時の加速度である減速度の大きさが大きいほど、その車両の進行方向とは逆方向において前記所定領域の範囲が広くなるように、前記所定領域を設定するものであることを特徴とする請求項１に記載の走行制御装置。
4. 車両の周囲に存在する物体を検出する検出手段と、
   その検出手段により検出された物体であって、前記車両に設定された所定領域内に存在する物体との衝突を回避するための仮想的な反発力を、前記物体と前記車両との位置関係に基づいて算出する算出手段と、
   その算出手段により算出された反発力が前記車両に加えられたものとして、前記車両の走行に伴う制御を行う制御手段と、
   前記車両の加速度に関する加速度情報を取得する取得手段と、
   その取得手段により取得された前記加速度情報に基づき、前記車両が加速される方向において、その加速度の大きさが大きいほど前記所定領域の範囲が広くなるように、前記所定領域を設定する設定手段とを備えることを特徴とする走行制御装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の走行制御装置を備えることを特徴とする車両。

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