JP2013256225A - 車両の走行支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドライバビリティの低下を招くことなく、減速制御を適切なタイミングで開始させることができる車両の走行支援装置を提供する。
【解決手段】衝突回避ＥＣＵは、制動制御開始条件の成立時に目標相対減速度Ａｆを第１の目標値Ａｆ１に設定し、相対減速度Ｇｒを目標相対減速度Ａｆに近づける第１の制動制御を実行させる。衝突回避ＥＣＵは、第１のタイミングｔ１１での相対減速度を基準とする基準相対減速度Ａｓｕｂが規定相対減速度Ａｔｈに達したときには、その時点の基準相対減速度の変化量である減速度変化量が小さいときには減速度変化量が大きいときよりも第２の目標値を大きい値に決定する。そして、衝突回避ＥＣＵは、目標相対減速度Ａｆを第２の目標値に設定し、相対減速度Ｇｒを目標相対減速度Ａｆに近づける第２の制動制御を実行させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両の走行支援装置に関する。

近年、設定された目標に従って自車両の走行を制御する走行支援装置の開発が進められている。こうした走行支援装置の一例としては、自車両と自車両の進行方向前側に存在する先行車との車間距離が所定距離以上で保持されるように車両制御を行う装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

こうした装置においては、自車両と先行車との車間距離が監視されている。そして、車間距離が所定距離未満になったときには、所定距離から車間距離を差し引いた偏差が算出され、同偏差が「０（零）」未満となるように車体速度（詳しくは、先行車を基準とした自車両の相対速度）が制御される。例えば、上記の偏差が大きいときには小さいときよりも目標相対減速度が大きい値に設定され、先行車を基準とした自車両の相対減速度が目標相対減速度に近づくように減速制御が行われる。

特開２０００−１７７４２８号公報

ところで、上記のような走行支援装置としては、予め設定された所定周期毎に、上記の偏差を算出するとともに、目標相対減速度を最新の偏差に応じた値に変更する装置が挙げられる。この場合、上記の偏差が変化する度に目標相対減速度が変更されることになる。

ここで、フィードバック制御を含む減速制御で用いられる制御ゲイン（例えば、比例ゲインや積分ゲイン）が大きいときには、相対減速度を目標相対減速度近傍まで速やかに上昇させることが可能となる。しかし、相対減速度が目標相対減速度近傍に達した後においては、相対減速度が目標相対減速度を上回るオーバーシュートと相対減速度が目標相対減速度を下回るアンダーシュートとが繰り返し発生し、相対減速度を一定値に収束させるのにある程度の時間が要することとなる。これは、オーバーシュート時やアンダーシュート時であっても上記の偏差が変化し、こうした偏差の変化に応じて目標相対減速度が変更されるためである。このように制御ゲインが大きい値に設定された状態で目標値である目標相対減速度が一定値に定まっていないときには、相対減速度を収束させにくい。この場合、減速制御時にあっては、自車両の減速度の上昇及び低下に起因してドライバビリティが低下するおそれがある。

このようなドライバビリティの低下を抑制する方法としては、上記の制御ゲインを小さくする方法が考えられる。この場合、相対減速度が目標相対減速度近傍に達した後にあっては、相対減速度を早期に一定値に収束させやすくなる。しかし、この場合には、相対減速度を目標相対減速度近傍まで上昇させる過程において相対減速度の変化勾配が緩やかになる。そのため、自車両と先行車との衝突を回避するためには、所定距離を比較的長い距離に設定し、減速制御を早期に開始させることが好ましい。

なお、こうした問題は、自車両と先行車との車間距離を所定距離以上で保つために減速制御を実行する場合に限らず、自車両の進行方向前側に設定された目標位置までに相対速度を規定速度以下とする際に減速制御を実行する場合であっても同様に発生し得る。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものである。その目的は、ドライバビリティの低下を招くことなく、減速制御を適切なタイミングで開始させることができる車両の走行支援装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
本発明の一態様は、自車両（Ｃ１）の進行方向前側に存在する対象（Ｃ２）を基準とした自車両（Ｃ１）の相対減速度（Ｇｒ）が目標相対減速度（Ａｆ）となるように減速制御を行い、対象（Ｃ２）を基準とした自車両（Ｃ１）の相対速度（Ｖｒ）を、対象（Ｃ２）の後ろに設定された目標位置（Ｐ１）で規定速度（Ｖｔｈ）以下とする車両の走行支援装置を前提としている。そして、この走行支援装置では、減速制御の開始条件の成立時に目標相対減速度（Ａｆ）を第１の目標値（Ａｆ１）とし、相対減速度（Ｇｒ）を目標相対減速度（Ａｆ）に近づける第１の減速制御を実行させ（Ｓ１５，Ｓ１９）、第１の減速制御が開始された時点の相対減速度を基準とした基準相対減速度（Ａｓｕｂ）が規定相対減速度（Ａｔｈ）に達したとき（Ｓ１４：ＹＥＳ）に、その時点の基準相対減速度の変化量である減速度変化量（Ｊｔ）が小さい場合にはその時点の減速度変化量（Ｊｔ）が大きい場合よりも第２の目標値（Ａｆ２）を大きい値に決定し（Ｓ１７６）、目標相対減速度（Ａｆ）を第２の目標値（Ａｆ２）とし、相対減速度（Ｇｒ）を目標相対減速度（Ａｆ）に近づける第２の減速制御を実行させる（Ｓ１８，Ｓ１９）ようにした。

減速制御によって自車両（Ｃ１）が減速し始めたとしても、その減速度の変化量は、そのときの自車両（Ｃ１）の減速特性によって変わる。すなわち、自車両（Ｃ１）の減速度の変化量は、自車両（Ｃ１）が減速しにくいときには小さくなり、自車両（Ｃ１）が減速しやすいときには大きくなる。そこで、第１の減速制御の開始によって相対減速度（Ｇｒ）を第１の目標値（Ａｆ１）に近づける過程で基準相対減速度（Ａｓｕｂ）が規定相対減速度（Ａｔｈ）に達すると、その時点の減速度の変化量である減速度変化量（Ｊｔ）に基づいて第２の目標値（Ａｆ２）が決定される。すると、相対減速度（Ｇｒ）を第２の目標値（Ａｆ２）に近づける第２の減速制御が、第１の減速制御に変わって実行される。その結果、そのときの自車両の減速特性に拘わらず、相対速度（Ｖｒ）を、目標位置（Ｐ１）で規定速度（Ｖｔｈ）以下とすることが可能となる。

また、上記構成では、その時点の基準相対減速度とその時点の目標相対減速度との偏差によって次回の目標相対減速度が逐次変更される場合と比較して、目標相対減速度（Ａｆ）を早期に一定値とすることが可能となる。そのため、減速制御中における自車両の減速度を速やかに一定値に収束することが可能となる。その結果、減速制御中においては、減速制御時に用いられる制御ゲインを大きい値に設定しても自車両の減速度の上昇と低下との繰り返しが発生しにくくなり、ひいては減速制御時におけるドライバビリティの低下が抑制される。したがって、ドライバビリティの低下を招くことなく、減速制御を適切なタイミングで開始させることができるようになる。

なお、走行支援装置にあっては、規定相対減速度（Ａｔｈ）よりも大きい値を含み且つ互いに値の異なる複数の候補値（Ａｆ２Ｃ（Ｎ））を記憶する記憶部（２０２）を設け、取得した減速度変化量（Ｊｔ）が小さいときには、減速度変化量（Ｊｔ）が大きいときよりも大きい値の候補値を選択し、この選択した候補値に基づいて第２の目標値（Ａｆ２）を決定することが好ましい。

また、走行支援装置にあっては、規定相対減速度（Ａｔｈ）よりも大きい値を含み且つ互いに値の異なる複数の候補値（Ａｆ２Ｃ（Ｎ））を記憶する記憶部（２０２）を設け、減速度変化量（Ｊｔ）を取得したとき（Ｓ１３）に、第２の制動制御の実行によって相対速度（Ｖｒ）が規定速度（Ｖｔｈ）に達する時点の自車両（Ｃ１）の位置と目標位置（Ｐ１）との間隔（Ｘｓ）が最小となり得る候補値を、取得した減速度変化量（Ｊｔ）に基づいて選択し（Ｓ１７６）、この選択した候補値に基づいて第２の目標値（Ａｆ２）を決定することが好ましい。これにより、相対速度（Ｖｒ）が規定速度（Ｖｔｈ）に達する時点の自車両（Ｃ１）の位置と目標位置（Ｐ１）との間隔（Ｘｓ）を極力狭くすることが可能となる。

例えば、第２の目標値（Ａｆ２）を決定するに際しては、以下に示すように決定することが好ましい。
すなわち、基準相対減速度（Ａｓｕｂ）が規定相対減速度（Ａｔｈ）に達した第１時点から基準相対減速度（Ａｓｕｂ）が候補値（Ａｆ２Ｃ（Ｎ））に達する第２時点までに要する推定時間である推定到達時間（Ｔ）、第２時点での相対速度の推定値である推定相対速度（Ｖｓ）、及び第１時点から第２時点までの自車両（Ｃ１）の移動距離の推定値である推定移動距離（Ｘ）を、候補値毎に算出する（Ｓ１７２，Ｓ１７３，Ｓ１７４）。さらに、間隔（Ｘｓ）を、算出した推定到達時間（Ｔ）、推定相対速度（Ｖｓ）及び推定移動距離（Ｘ）に基づいて候補値毎に算出する（Ｓ１７５）。

そして、こうして候補値（Ａｆ２Ｃ（Ｎ））毎に間隔（Ｘｓ（Ｎ））が算出されると、各候補値（Ａｆ２Ｃ（Ｎ））のうち間隔（Ｘｓ）が最小となる候補値を選択し、この選択した候補値に基づいて第２の目標値（Ａｆ２）を決定することが可能となる。こうした制御構成を採用することにより、目標相対減速度を早期に一定値に定めることが可能となり、減速制御時におけるドライバビリティの低下を抑制することができるようになる。

また、第１の目標値（Ａｆ１）を、第１の減速制御を行うに際し、自車両（Ｃ１）の車体速度（ＶＳ）が高速であるときには低速であるときよりも大きい値に設定する（Ｓ１２）ことが好ましい。これにより、そのときに自車両（Ｃ１）に発生させることができる相対減速度の変化量の限界値に近い値を、減速度変化量（Ｊｔ）として取得することが可能となる。そのため、第２の目標値（Ａｆ２）を、そのときの自車両（Ｃ１）の減速特性に応じた値に設定しやすくすることができるようになる。

なお、本発明をわかりやすく説明するために実施形態を示す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明が実施形態に限定されるものではないことは言うまでもない。

本発明にかかる車両の走行支援装置の一実施形態である衝突回避ＥＣＵを備える車両を示すブロック図。 （ａ），（ｂ）は制動制御の実行によって自車両と先行車との衝突が回避される様子を示す模式図。 （ａ）〜（ｃ）は本実施形態の制動制御が実行されたときの相対速度、相対距離、相対減速度が変化する様子を示すタイミングチャート。 自車両と衝突回避対象との衝突を回避するために衝突回避ＥＣＵが実行する処理ルーチンを説明するフローチャート。 （ａ）〜（ｃ）は本実施形態の制動制御が実行される場合と、第１及び第２の各比較例の制動制御が実行される場合とでの減速度の変化態様の相違を説明するタイミングチャート。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
図１に示すように、車両には、運転者によるアクセル操作に応じた動力を出力するエンジン１１と、車輪１２に制動トルクを付与するために作動するブレーキアクチュエータ１３と、車輪１２毎に設けられる摩擦式のブレーキ機構１４とが設けられている。このブレーキ機構１４は、車輪１２と一体回転する回転体１４１（ロータなど）と、非制動時には回転体１４１から離れた位置に位置する摩擦材１４２（パッドなど）とを備えている。こうしたブレーキ機構１４においては、運転者によるブレーキ操作時やブレーキアクチュエータ１３の作動時に、摩擦材１４２が回転体１４１に接近する。そして、摩擦材１４２が回転体１４１に摺接すると、摩擦材１４２と回転体１４１との間に生じた摩擦力に応じた制動トルクが車輪１２に付与される。

また、車両には、車両の進行方向前側に存在する衝突回避対象を認識する衝突回避対象認識システム１５が設けられている。なお、本実施形態において、衝突回避対象としては、自車両の進行方向前側を走行する先行車、自車両の進行方向前側に設けられた壁などの非移動物、自車両の走行経路に突然進入した対象（車両、通行人など）などが挙げられる。

衝突回避対象認識システム１５としては、レーザやミリ波を用いたレーダシステムや、ステレオ画像処理システムなどが挙げられる。こうした衝突回避対象認識システム１５には、自車両の進行方向前側を監視可能な位置に設置されるカメラ、レーダ及びセンサなどの監視部１５１が設けられている。

衝突回避対象認識システム１５は、監視部１５１によって衝突回避対象が認識されると、自車両と衝突回避対象との相対距離Ｘｒ、衝突回避対象を基準とした自車両の相対速度Ｖｒ、衝突回避対象を基準とした自車両の相対減速度Ｇｒを、監視部１５１による監視結果に基づいて予め設定された所定周期毎に測定する。そして、衝突回避対象認識システム１５は、相対距離Ｘｒ、相対速度Ｖｒ及び相対減速度Ｇｒを測定する毎に相対距離Ｘｒ、相対速度Ｖｒ及び相対減速度Ｇｒに関する相対情報を、車両の制御システム２０に送信する。なお、「相対速度Ｖｒ」は、相対距離Ｘｒを時間微分した値に応じた値である。また、「相対減速度Ｇｒ」は、相対速度Ｖｒを時間微分した値に応じた値である。

制御システム２０は、衝突回避対象認識システム１５から所定周期毎に相対情報を受信する。こうした制御システム２０には、自車両の前後方向減速度（以下、単に「減速度」ともいう。）を検出するための前後方向加速度センサ３１、及び車輪１２の車輪速度を検出するための車輪速度センサ３２が電気的に接続されている。また、制御システム２０には、運転者によるアクセル操作量を検出するためのアクセル開度センサ３３、及び運転者によるブレーキ操作の有無を検出するためのブレーキスイッチ３４が電気的に接続されている。

制御システム２０は、ＣＰＵ２０１と、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び不揮発性メモリなどで構成される記憶部２０２とを有する複数のＥＣＵ（Electronic Control Unit）を備えている。こうしたＥＣＵとして、エンジンＥＣＵ２１、ブレーキＥＣＵ２２及び走行支援装置の一例としての衝突回避ＥＣＵ２３が設けられている。

エンジンＥＣＵ２１は、燃料の噴射制御及び吸気量の調整制御などのエンジン１１の各種制御を司る。こうしたエンジンＥＣＵ２１は、アクセル開度センサ３３からの検出信号に基づきアクセル開度を算出し、このアクセル開度に関する情報を他のＥＣＵに送信する。

ブレーキＥＣＵ２２は、自車両に対する制動トルクの調整制御、及び車輪１２毎の制動トルクの調整制御などを司る。こうしたブレーキＥＣＵ２２は、車輪１２毎に設けられた各車輪速度センサ３２のうち少なくとも一つの車輪速度センサ３２からの検出信号に基づき自車両の車体速度と、前後方向加速度センサ３１からの検出信号に基づき自車両の減速度となどを算出する。そして、ブレーキＥＣＵ２２は、算出した車体速度及び減速度などに関する情報に加え、ブレーキ操作がなされているか否かに関する情報を他のＥＣＵに送信する。なお、ここで算出される「減速度」は、自車両が減速しているときには正の値となり、自車両が加速しているときには負の値となる。

アクセル開度、車体速度及び減速度などの走行情報は、衝突回避対象認識システム１５での相対距離Ｘｒ、相対速度Ｖｒ及び相対減速度Ｇｒの測定間隔である所定周期よりも短い周期毎に算出される。

次に、自車両と衝突回避対象との衝突を回避する方法の一例について、図２を参照して説明する。なお、ここでは、衝突回避対象が自車両Ｃ１の進行方向前側を走行する先行車Ｃ２であるものとし、先行車Ｃ２の急停止によって自車両Ｃ１と先行車Ｃ２との相対距離Ｘｒが短くなるものとする。

図２（ａ）に示すように、自車両Ｃ１と先行車Ｃ２との車体速度ＶＳが同一速度である場合、即ち先行車Ｃ２を基準とする自車両Ｃ１の相対速度Ｖｒが「０（零）」である場合、相対距離Ｘｒは変化しない。しかし、自車両Ｃ１が一定速度で走行しているときに先行車Ｃ２が減速して停止すると、先行車Ｃ２を基準とする自車両Ｃ１の相対速度Ｖｒが「０（零）」よりも大きくなる。その結果、相対距離Ｘｒが急激に短くなる。

そして、自車両Ｃ１の衝突回避ＥＣＵ２３で自車両Ｃ１と先行車Ｃ２との衝突の可能性が高くなったと判断されると、自車両Ｃ１では減速制御の一例としての制動制御が開始される。例えば、図２（ｂ）に示すように、先行車Ｃ２よりも目標相対距離Ｘｔ（例えば、１ｍ）だけ後ろに目標位置Ｐ１が設定され、相対速度Ｖｒが目標位置Ｐ１あたりで規定速度Ｖｔｈ（本実施形態では「０（零）」）となるように目標相対減速度が設定される。すなわち、設定された目標位置Ｐ１で自車両Ｃ１の車体速度ＶＳが「０（零）」となるように制動制御が実行される。

ところで、自車両Ｃ１と先行車Ｃ２との衝突を回避するために制動制御が開始されたとしても、制動制御時における自車両Ｃ１の減速特性は、その時々によって変わることがある。例えば、自車両Ｃ１の積載量が多い状態での制動制御時には、積載量が少ない状態での制動制御時と比較して自車両Ｃ１の減速度が大きくなりにくい。また、減速特性は、車輪１２に装着されるタイヤの摩耗度合などによっても変わることもある。そのため、制動制御の実行時には、制動制御時における目標相対減速度を、そのときの自車両Ｃ１の減速特性に応じた値に設定することが好ましい。

すなわち、自車両Ｃ１の減速度が大きくなりにくい状態での制動制御時には、目標相対減速度を比較的大きい値に決定することが好ましい。その一方で、自車両Ｃ１の減速度が大きくなりやすい状態での制動制御時には、目標相対減速度を比較的小さい値に決定することが好ましい。このようにその時点の自車両Ｃ１の減速特性に応じて目標相対減速度を決定することにより、制動制御によって、目標位置Ｐ１近傍で相対速度Ｖｒが規定速度Ｖｔｈ以下となりやすくなる。つまり、制動制御が適切に実行される。

そこで次に、本実施形態の制動制御時における自車両Ｃ１の動作について、図３に示すタイミングチャートを参照して説明する。なお、図３では、制動制御の開始時点では先行車Ｃ２が既に停止しているものとする。

図３（ａ），（ｂ）に示すように、相対速度Ｖｒが「０（零）」よりも大きい値で一定となっている場合には、相対距離Ｘｒが次第に短くなる。そして、第１のタイミングｔ１１で自車両Ｃ１と先行車Ｃ２とが衝突の可能性が有りと判断されると、制動制御が開始される。すると、この第１のタイミングｔ１１では、自車両Ｃ１の相対速度Ｖｒが目標位置Ｐ１で「０（零）」となるように、第１の目標値Ａｆ１が算出される。例えば、第１の目標値Ａｆ１は、制動制御の開始時点における自車両Ｃ１の車体速度に基づき算出される。そして、この第１の目標値Ａｆ１が、暫定的な目標相対減速度Ａｆとされる。

すると、第１のタイミングｔ１１以降からは、この時点での相対減速度Ｇｒ（＝０（零））を基準とした相対的な減速度として基準相対減速度Ａｓｕｂが目標相対減速度Ａｆ（＝第１の目標値Ａｆ１）に近づくようにブレーキアクチュエータ１３を作動させる第１の制動制御が開始される。そして、時間の経過とともに基準相対減速度Ａｓｕｂが大きくなり、この基準相対減速度Ａｓｕｂが予め設定された規定相対減速度Ａｔｈに達すると、この時点の基準相対減速度Ａｓｕｂの変化量である減速度変化量Ｊｔが算出される。そして、この減速度変化量Ｊｔに基づいて第２の目標値Ａｆ２が決定され、目標相対減速度Ａｆが第１の目標値Ａｆ１から第２の目標値Ａｆ２に変更される。すると、基準相対減速度Ａｓｕｂが目標相対減速度Ａｆ（＝第２の目標値Ａｆ２）に近づくようにブレーキアクチュエータ１３を作動させる第２の制動制御が、第１の制動制御に変わって実行される。

ここで、図３（ｃ）に示すように、第２の目標値Ａｆ２が決定されるタイミングは、制動制御の開始時における自車両Ｃ１の減速特性によって異なる。これは、第１の目標値Ａｆ１が自車両Ｃ１の減速特性とは無関係に算出されるためである。そのため、積載量が少ない場合などのように自車両Ｃ１が減速しやすいときには、比較的早い第２のタイミングｔ１２で第２の目標値Ａｆ２が決定される。この場合、第２の目標値Ａｆ２は、減速度変化量Ｊｔが大きいため、比較的小さい値、例えば第１の目標値Ａｆ１よりも小さい値に設定される。このように第２の目標値Ａｆ２を設定しても、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、目標位置Ｐ１近傍で相対速度Ｖｒを「０（零）」とすることが可能となる（第５のタイミングｔ１５）。

また、積載量が中程度である場合などのように自車両Ｃ１がある程度減速しやすいときには、第２のタイミングｔ１２よりも後の第３のタイミングｔ１３で第２の目標値Ａｆ２が決定される。この場合、第２の目標値Ａｆ２は、中程度の値、例えば第１の目標値Ａｆ１と同一値に設定される。このように第２の目標値Ａｆ２を設定することで、目標位置Ｐ１近傍で相対速度Ｖｒを「０（零）」とすることが可能となる（第５のタイミングｔ１５）。

また、積載量が多い場合などのように自車両Ｃ１が減速しにくいときには、第３のタイミングｔ１３よりも後の第４のタイミングｔ１４で第２の目標値Ａｆ２が決定される。この場合、第２の目標値Ａｆ２は、比較的大きい値、例えば第１の目標値Ａｆ１よりも大きい値に設定される。このように第２の目標値Ａｆ２を設定することで、目標位置Ｐ１近傍で相対速度Ｖｒを「０（零）」とすることが可能となる（第５のタイミングｔ１５）。

次に、本実施形態の衝突回避ＥＣＵ２３が実行する処理ルーチンについて、図４に示すフローチャートを参照して説明する。なお、この処理ルーチンは、予め設定された所定周期毎に実行される。

図４に示す処理ルーチンにおいて、衝突回避ＥＣＵ２３は、制動制御の開始条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ１１）。開始条件が成立していない場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、衝突回避ＥＣＵ２３は、本処理ルーチンを一旦終了する。一方、開始条件が成立している場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、衝突回避ＥＣＵ２３は、第１の目標値Ａｆ１を算出するための第１の目標値設定処理を行う（ステップＳ１２）。例えば、第１の目標値設定処理において、衝突回避ＥＣＵ２３は、以下に示す関係式（式１），（式２）を用いて第１の目標値Ａｆ１を算出する。このとき、第１の目標値Ａｆ１は、開始条件の成立時における車体速度「ＶＳ」が高速であるときほど大きい値となる。

なお、関係式（式１）は、制動制御が開始された時点から相対減速度Ｇｒが目標相対減速度であると仮定した場合を示している。そのため、関係式（式１）を用いて算出された減速度「α」に対して補正ゲイン「β（＞１）」を掛け合わせることにより、第１の目標値Ａｆ１が算出される。

Ｒ…開始条件成立時（第１のタイミングｔ１１）での相対距離Ｘｒ。

そして、衝突回避ＥＣＵ２３は、現時点の相対減速度Ｇｒから開始条件成立時の相対減速度Ｇｒを差し引いた減算結果を基準相対減速度Ａｓｕｂとする（ステップＳ１３）。続いて、衝突回避ＥＣＵ２３は、ステップＳ１３で算出した基準相対減速度Ａｓｕｂが予め設定された規定相対減速度Ａｔｈ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。規定相対減速度Ａｔｈは、第１の制動制御の実行によって、自車両Ｃ１の減速度の変化勾配が一定勾配となっていると推定される時点の基準相対減速度Ａｓｕｂに基づいて設定されている。

そして、基準相対減速度Ａｓｕｂが規定相対減速度Ａｔｈ未満である場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、衝突回避ＥＣＵ２３は、目標相対減速度ＡｆにステップＳ１２で算出した第１の目標値Ａｆ１を設定し（ステップＳ１５）、その処理を後述するステップＳ１９に移行する。一方、基準相対減速度Ａｓｕｂが規定相対減速度Ａｔｈ以上になった場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、衝突回避ＥＣＵ２３は、現在相対速度Ｖｃ、現在相対減速度Ａｃ及び現在相対距離Ｘｃを記憶部２０２から読み出す（ステップＳ１６）。なお、現在相対速度Ｖｃ、現在相対減速度Ａｃ及び現在相対距離Ｘｃは、今回の処理ルーチンの実行時点での相対速度Ｖｒ、相対減速度Ｇｒ及び相対距離Ｘｒのことである。続いて、衝突回避ＥＣＵ２３は、第２の目標値Ａｆ２を設定するための第２の目標値設定処理を行う（ステップＳ１７）。

この第２の目標値設定処理において、衝突回避ＥＣＵ２３は、その記憶部２０２に記憶されているＭ個（Ｍは２以上の正数）の候補値Ａｆ２Ｃ（Ｎ）を読み出す（ステップＳ１７１）。例えば、これら各候補値Ａｆ２Ｃ（Ｎ）には、規定相対減速度Ａｔｈよりも大きく且つ互いに大きさの異なる複数の値が含まれている。なお、「Ｎ」には、「１」、「２」、・・・、「Ｍ」が代入される。

そして、衝突回避ＥＣＵ２３は、推定到達時間Ｔ（Ｎ）、推定相対速度Ｖｓ（Ｎ）、推定移動距離Ｘ（Ｎ）及び推定残存距離Ｘｓ（Ｎ）を、以下に示す関係式（式３），（式４），（式５），（式６）を用いて候補値Ａｆ２Ｃ（Ｎ）毎に算出する（ステップＳ１７２，Ｓ１７３，Ｓ１７４，Ｓ１７５）。続いて、衝突回避ＥＣＵ２３は、全ての候補値Ａｆ２Ｃ（Ｎ）のうち、ステップＳ１７５で算出した推定残存距離Ｘｓが最小となる候補値を第２の目標値Ａｆ２とし（ステップＳ１７６）、第２の目標値設定処理を終了する。例えば、推定残存距離Ｘｓ（１），Ｘｓ（２），・・・，Ｘｓ（Ｍ）のうち推定残存距離Ｘｓ（２）が最小である場合、推定残存距離Ｘｓ（２）に対応する候補値Ａｆ２Ｃ（２）が第２の目標値Ａｆ２に決定される。

なお、推定到達時間Ｔ（Ｎ）は、基準相対減速度Ａｓｕｂが規定相対減速度Ａｔｈに達した第１時点から基準相対減速度Ａｓｕｂが候補値Ａｆ２Ｃ（Ｎ）に達し得る第２時点までに要する推定時間である。本実施形態では、第１時点から第２時点までの間では相対減速度が一定勾配で変化するとの仮定の下、推定到達時間Ｔ（Ｎ）は、候補値Ａｆ２Ｃ（Ｎ）、現在相対減速度Ａｃ及び減速度変化量Ｊｔに基づいて算出される。

また、推定相対速度Ｖｓ（Ｎ）は、第２時点での相対速度の推定値である。本実施形態では、第１時点から第２時点までの間では相対減速度が一定勾配で変化するとの仮定の下、推定相対速度Ｖｓ（Ｎ）は、現在相対速度Ｖｃ、推定到達時間Ｔ（Ｎ）、現在相対減速度Ａｃ及び減速度変化量Ｊｔに基づいて算出される。

また、推定移動距離Ｘ（Ｎ）は、第１時点から第２時点までの自車両Ｃ１の移動距離の推定値である。本実施形態では、第１時点から第２時点までの間では相対減速度が一定勾配で変化するとの仮定の下、推定移動距離Ｘ（Ｎ）は、現在相対速度Ｖｃ、推定到達時間Ｔ（Ｎ）、現在相対減速度Ａｃ及び減速度変化量Ｊｔに基づいて算出される。

そして、推定残存距離Ｘｓ（Ｎ）は、相対速度Ｖｒが「０（零）」となった時点における自車両Ｃ１の到達位置と目標位置Ｐ１との間隔の推定値である。本実施形態では、第２時点以降においては相対減速度が一定であるとの仮定の下、推定残存距離Ｘｓ（Ｎ）は、現在相対距離Ｘｃ、推定移動距離Ｘ（Ｎ）、推定相対速度Ｖｓ（Ｎ）及び候補値Ａｆ２Ｃ（Ｎ）に基づいて算出される。

その後、衝突回避ＥＣＵ２３は、目標相対減速度ＡｆにステップＳ１７６で設定した第２の目標値Ａｆ２を設定し（ステップＳ１８）、その処理を次のステップＳ１９に移行する。

ステップＳ１９において、衝突回避ＥＣＵ２３は、ステップＳ１５又はステップＳ１８で設定した目標相対減速度Ａｆに関する情報をブレーキＥＣＵ２２に送信する。そして、衝突回避ＥＣＵ２３は、本処理ルーチンを一旦終了する。

情報を受信したブレーキＥＣＵ２２は、基準相対減速度Ａｓｕｂが目標相対減速度Ａｆに近づくようにブレーキアクチュエータ１３を制御する制動制御を行う。すなわち、本実施形態の衝突回避ＥＣＵ２３は、ステップＳ１５にて目標相対減速度Ａｆを設定したときには、第１の減速制御の一例としての第１の制動制御を実行させる。また、衝突回避ＥＣＵ２３は、ステップＳ１８にて目標相対減速度Ａｆを設定したときには、第２の減速制御の一例としての第２の制動制御を第１の制動制御に変わって実行させる。

なお、制動制御の実行中では、エンジンＥＣＵ２１は、エンジン１１から車輪１２に伝達される動力を制限する制限制御を実行する。
次に、本実施形態の制動制御と、以下に示す２つの比較例の制動制御との比較について、図５に示すタイミングチャートを参照して説明する。

第１及び第２の各比較例の制動制御では、予め設定された周期毎に、その時点の相対減速度Ｇｒとその時点の目標相対減速度Ａｆとの偏差が算出されるとともに、この偏差に基づいて次回の目標相対減速度Ａｆが決定される。そして、その時点の相対減速度Ｇｒが次回の目標相対減速度Ａｆに近づくようにブレーキアクチュエータ１３が制御される。

第１の比較例の制動制御では、第２の比較例の制動制御と比較して、制動制御の実行に際して用いられる制御ゲイン（比例ゲインなど）が大きい値に設定されている。そのため、フィードバック制御を含む制動制御を行うと、図５（ａ），（ｂ）に示すように、第１の比較例では第２の比較例よりも制動制御が開始される第１のタイミングｔ２１から、相対減速度Ｇｒが最終的な目標相対減速度Ａｆ近傍に達する第３のタイミングｔ２３までの期間が短くなる。しかし、制御ゲインが大きいとともに、第３のタイミングｔ２３以降でも目標相対減速度Ａｆが適宜変更されるため、第３のタイミングｔ２３以降では、相対減速度Ｇｒが目標相対減速度Ａｆを上回るオーバーシュートと相対減速度Ｇｒが目標相対減速度Ａｆを下回るアンダーシュートとが繰り返し発生する。そのため、相対減速度Ｇｒが一定値で収束するまでの期間Ａが長くなる。

その一方で、第２の比較例では、第１の比較例よりも、相対減速度Ｇｒが最終的な目標相対減速度Ａｆ近傍まで達するのに時間がかかる。すなわち、第３のタイミングｔ２３よりも後の第４のタイミングｔ２４で、相対減速度Ｇｒが最終的な目標相対減速度Ａｆ近傍に達する。しかし、相対減速度Ｇｒが最終的な目標相対減速度Ａｆ近傍まで達してからは、制御ゲインが小さいために、相対減速度Ｇｒが早期に一定値で収束する。

これに対し、本実施形態では、第１のタイミングｔ２１で制動制御（第１の制動制御）が開始されると、第３のタイミングｔ２３よりも手前の第２のタイミングｔ２２で、基準相対減速度Ａｓｕｂが規定相対減速度Ａｔｈに達する。この第１のタイミングｔ２１から第２のタイミングｔ２２までの間では、目標相対減速度Ａｆが第１の目標値Ａｆ１で一定となっている。この第２のタイミングｔ２２では、減速度変化量Ｊｔが、そのときの自車両Ｃ１の減速特性に基づいた減速度変化量の限界値に近い値となっている。そして、こうした第２のタイミングｔ２２で第２の目標値Ａｆ２が決定され、第２のタイミングｔ２２以降では基準相対減速度Ａｓｕｂが第２の目標値Ａｆ２に達するように第２の制動制御が、第１の制動制御に変わって実行される。

本実施形態では、上記各比較例の場合とは異なり、基準相対減速度Ａｓｕｂが最終的な目標相対減速度Ａｆ近傍に達したタイミング以降では、目標相対減速度Ａｆが変更される可能性が低い。すなわち、相対減速度Ｇｒが目標相対減速度Ａｆを上回るオーバーシュートや相対減速度Ｇｒが目標相対減速度Ａｆを下回るアンダーシュートが発生する期間であっても、目標相対減速度Ａｆが一定値である可能性が高い。そのため、第１の比較例の場合と比較して、オーバーシュートやアンダーシュートの発生時における偏差（即ち、その時点の相対減速度Ｇｒと目標相対減速度Ａｆとの差）が小さくなりやすい。そのため、上記の制御ゲインを第１の比較例の場合と同様に大きい値に設定しても、基準相対減速度Ａｓｕｂが目標相対減速度Ａｆ近傍に達する第３のタイミングｔ２３以降では、基準相対減速度Ａｓｕｂが早期に一定値に収束しやすくなる。その結果、自車両Ｃ１の減速度の変動が少なくなり、制動制御時におけるドライバビリティの低下が抑制される。また、このように制御ゲインを大きい値に設定できる分、第１の比較例の場合と同様に、基準相対減速度Ａｓｕｂが最終的な目標相対減速度Ａｆ近傍まで早期に達するようになる。

なお、上記では先行車Ｃ２の走行状態が一定である場合（即ち、停止している場合）について説明している。しかし、実際には、制動制御中に先行車Ｃ２が急発進したり、走行中の先行車Ｃ２が急停止したりするなど、先行車Ｃ２の走行状態が変わることもあり得る。この場合、前回の相対距離Ｘｒと今回の相対距離Ｘｒとが大きく異なる可能性が生じる。第１及び第２の各比較例の場合にあっては、先行車Ｃ２の走行状態が急変しても、目標相対減速度Ａｆを速やかに修正することが困難である。そのため、先行車Ｃ２の走行状態が急変するときには、適切な制動制御を実行できるとは言い難い。

これに対し、本実施形態では、相対距離Ｘｒの大幅な変化によって、上記関係式（式６）に基づき各推定残存距離Ｘｓ（Ｎ）が新たに算出され、第２の目標値Ａｆ２が変更される。そして、この変更された第２の目標値Ａｆ２に基づき第２の制動制御が実行されることとなる。すなわち、先行車Ｃ２の走行状態の急変に併せて制動制御の制御態様を適切に調整することが可能となる。

以上説明したように、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
（１）第１の制動制御の実行中に基準相対減速度Ａｓｕｂが規定相対減速度Ａｔｈに達すると、その時点の基準相対減速度Ａｓｕｂの変化量である減速度変化量Ｊｔに基づいて第２の目標値Ａｆ２が決定される。そして、基準相対減速度Ａｓｕｂを第２の目標値Ａｆ２に近づける第２の制動制御が、第１の制動制御に変わって実行される。その結果、第１及び第２の各比較例と比較して、目標相対減速度Ａｆを早期に一定値とすることが可能となる。そのため、制御ゲインを大きい値に設定して制動制御を実行しても、制動制御中における自車両の減速度を速やかに一定値に収束することが可能となるとともに、基準相対減速度Ａｓｕｂが最終的な目標相対減速度Ａｆ近傍まで早期に達するようになる。したがって、ドライバビリティの低下を招くことなく、制動制御を適切なタイミングで開始させることができるようになる。

（２）本実施形態では、第２の目標値Ａｆ２を決定するに際し、記憶部２０２に記憶されている複数の候補値Ａｆ２Ｃ（Ｎ）の中から、減速度変化量Ｊｔが小さいときほど大きい値の候補値が選択され、この選択された候補値に基づいて第２の目標値Ａｆ２が決定される。このようにそのときの自車両Ｃ１の減速しやすさによって第２の目標値Ａｆ２を決定することにより、その時点の自車両Ｃ１の減速特性に拘わらず、目標位置Ｐ１近傍で相対速度Ｖｒを規定速度Ｖｔｈ以下とすることができるようになる。

（３）具体的には、記憶部２０２に記憶されている複数の候補値Ａｆ２Ｃ（Ｎ）の中から、推定残存距離Ｘｓが最短となる候補値が第２の目標値Ａｆ２とされる。その結果、目標位置Ｐ１に極力近い位置で相対速度Ｖｒを「０（零）」とすることができるようになる。そのため、制動制御時には、自車両Ｃ１に対して適度な制動トルクを付与することができるようになる。

（４）本実施形態では、第１の目標値Ａｆ１は、制動制御の開始時点における相対速度Ｖｒが高速であるときほど大きい値に設定される。このように設定された第１の目標値Ａｆ１に基準相対減速度Ａｓｕｂを近づける第１の制動制御を実行することにより、基準相対減速度Ａｓｕｂが規定相対減速度Ａｔｈに達した時点で、そのときに自車両Ｃ１に発生させることができる相対減速度の変化量の限界値に近い値を、減速度変化量Ｊｔとして取得することが可能となる。そのため、第２の目標値Ａｆ２を、そのときの自車両Ｃ１の減速特性に応じた値に設定しやすくすることができるようになる。

なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・第１の目標値Ａｆ１を、制動制御の開始条件の成立時における自車両Ｃ１の減速度が大きいときには減速度が小さいときよりも大きい値に設定するようにしてもよい。

・第１の目標値Ａｆ１を、制動制御の開始条件の成立時点の相対速度Ｖｒなどとは関係なく、予め設定された所定値としてもよい。
このように制動制御の開始条件の成立時点の相対速度Ｖｒなどとは無関係に第１の目標値Ａｆ１を設定する場合には、規定相対減速度Ａｔｈを、開始条件の成立時点の相対速度Ｖｒが高速であるときほど大きい値とするようにしてもよい。

・第２の目標値Ａｆ２の決定に際し、上記関係式（式６）を用いて算出された各推定残存距離Ｘｓ（Ｎ）の中から値が正となる推定残存距離Ｘｓを抽出し、抽出した推定残存距離Ｘｓのうち最小となる推定残存距離に応じた候補値Ａｆ２Ｃを第２の目標値Ａｆ２としてもよい。

・第２の目標値Ａｆ２を、推定残存距離Ｘｓが最小となる候補値Ａｆ２Ｃ（Ｎ）に対して予め設定された所定ゲインを掛け合わせた値としてもよい。例えば、この所定ゲインを、予め設定された所定値としてもよいし、車体速度などの自車両Ｃ１の状態に基づいて設定してもよいし、前回の制動制御の制御結果や通常時の制動状態などから学習した自車両Ｃ１の状態に基づいて設定してもよい。ただし、所定ゲインは「１」以上の値（例えば、１．１）であることが好ましい。

・第２の目標値Ａｆ２を、２番目に小さい推定残存距離Ｘｓに応じた候補値Ａｆ２Ｃ（Ｎ）に決定してもよい。
・図３からも明らかなように、自車両Ｃ１が減速しやすいか減速しにくいかによって、基準相対減速度Ａｓｕｂが規定相対減速度Ａｔｈ以上になるタイミングは異なる。そこで、基準相対減速度Ａｓｕｂが規定相対減速度Ａｔｈ以上になった時点の基準相対減速度Ａｓｕｂの変化量である減速度変化量Ｊｔの代わりに、制動制御の開始条件が成立した時点から基準相対減速度Ａｓｕｂが規定相対減速度Ａｔｈ以上になる時点までの期間を取得してもよい。そして、取得した期間が長いときには期間が短いときよりも第２の目標値Ａｆ２を大きい値に設定するようにしてもよい。このような制御構成を採用しても、上記実施形態と同等の作用・効果を得ることができる。

・候補値としては、規定相対減速度Ａｔｈよりも大きい２つ以上の候補値が記憶部２０２に記憶されているのであれば、規定相対減速度Ａｔｈ以下となる候補値を記憶部２０２に記憶させておいてもよい。

・各候補値Ａｆ２Ｃ（Ｎ）は、予め設定された所定値であってもよいし、制動制御が実行される度に変更（学習）される値であってもよい。
・減速制御は、自車両Ｃ１に対する制動トルクを調整する制動制御に加え、車輪に対する駆動トルクを調整する駆動制御を含んだ制御であってもよい。

・衝突回避対象認識システム１５は、相対距離Ｘｒを測定できる機能を有していれば、相対速度Ｖｒや相対減速度Ｇｒを測定できないものであってもよい。この場合、衝突回避ＥＣＵ２３が、衝突回避対象認識システム１５から取得した相対距離Ｘｒを用いて相対速度Ｖｒや相対減速度Ｇｒを算出するようにしてもよい。

・減速制御を、自車両Ｃ１の進行方向前側に設定された目標位置Ｐ１までに相対速度Ｖｒを規定速度Ｖｔｈ以下とする場合であれば、自車両Ｃ１と衝突回避対象との衝突を回避する場合以外で実行してもよい。例えば、有料道路の料金所を通過する際に、料金所の手前に目標位置Ｐ１を設定し、この目標位置Ｐ１の通過時には相対速度Ｖｒ（この場合には自車両の車体速度）が規定速度Ｖｔｈ以下となるように減速制御を実行してもよい。この場合、規定速度Ｖｔｈを、「０（零）」以上の値（例えば、「２０」）に設定してもよい。

・走行支援装置を、ブレーキＥＣＵ２２やエンジンＥＣＵ２１に具体化してもよい。
次に、上記実施形態及び別の実施形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）前記走行支援装置には、前記規定相対減速度（Ａｔｈ）よりも大きい値を含み且つ互いに値の異なる複数の候補値（Ａｆ２Ｃ（Ｎ））を記憶する記憶部（２０２）が設けられてなり、
減速度変化量（Ｊｔ）を取得したときに、前記第２の制動制御の実行によって相対速度（Ｖｒ）が前記規定速度（Ｖｔｈ）に達する時点の自車両（Ｃ１）の位置と前記目標位置（Ｐ１）との間隔（Ｘｓ）が２番目に短くなり得る候補値を、取得した減速度変化量（Ｊｔ）に基づいて選択し、同選択した候補値に基づいて前記第２の目標値（Ａｆ２）を決定することが好ましい。

（ロ）前記第２の目標値（Ａｆ２）を、相対速度（Ｖｒ）が規定速度（Ｖｔｈ）以下となった時点の自車両（Ｃ１）が、対象（Ｃ２）よりも後ろとなる値に決定することが好ましい。

２１，２２，２３…走行支援装置の一例としてのＥＣＵ、２０２…記憶部、Ａｆ…目標相対減速度、Ａｆ１…第１の目標値、Ａｆ２…第２の目標値、Ａｆ２Ｃ（Ｎ）…候補値、Ａｓｕｂ…基準相対減速度、Ａｔｈ…規定相対減速度、Ｃ１…自車両、Ｃ２…対象の一例としての先行車、Ｇｒ…相対減速度、Ｊｔ…減速度変化量、Ｐ１…目標位置、Ｔ（Ｎ）…推定到達時間、Ｖｒ…相対速度、Ｖｓ（Ｎ）…推定相対速度、ＶＳ…車体速度、Ｖｔｈ…規定速度、Ｘ（Ｎ）…推定移動距離、Ｘｓ…間隔としての推定残存距離。

Claims (5)

1. 自車両（Ｃ１）の進行方向前側に存在する対象（Ｃ２）を基準とした自車両（Ｃ１）の相対減速度（Ｇｒ）が目標相対減速度（Ａｆ）となるように減速制御を行い、前記対象（Ｃ２）を基準とした自車両（Ｃ１）の相対速度（Ｖｒ）を、前記対象（Ｃ２）の後ろに設定された目標位置（Ｐ１）で規定速度（Ｖｔｈ）以下とする車両の走行支援装置であって、
   前記減速制御の開始条件の成立時に前記目標相対減速度（Ａｆ）を第１の目標値（Ａｆ１）とし、相対減速度（Ｇｒ）を前記目標相対減速度（Ａｆ）に近づける第１の減速制御を実行させ（Ｓ１５，Ｓ１９）、
   前記第１の減速制御が開始された時点の相対減速度を基準とした基準相対減速度（Ａｓｕｂ）が規定相対減速度（Ａｔｈ）に達したとき（Ｓ１４：ＹＥＳ）に、その時点の基準相対減速度の変化量である減速度変化量（Ｊｔ）が小さい場合にはその時点の減速度変化量（Ｊｔ）が大きい場合よりも第２の目標値（Ａｆ２）を大きい値に決定し（Ｓ１７６）、
   前記目標相対減速度（Ａｆ）を前記第２の目標値（Ａｆ２）とし、相対減速度（Ｇｒ）を前記目標相対減速度（Ａｆ）に近づける第２の減速制御を実行させる（Ｓ１８，Ｓ１９）
   ことを特徴とする車両の走行支援装置。
2. 前記走行支援装置には、前記規定相対減速度（Ａｔｈ）よりも大きい値を含み且つ互いに値の異なる複数の候補値（Ａｆ２Ｃ（Ｎ））を記憶する記憶部（２０２）が設けられてなり、
   取得した減速度変化量（Ｊｔ）が小さいときには、減速度変化量（Ｊｔ）が大きいときよりも大きい値の候補値を選択し、同選択した候補値に基づいて前記第２の目標値（Ａｆ２）を決定する（Ｓ１７６，Ｓ１８）
   請求項１に記載の車両の走行支援装置。
3. 前記走行支援装置には、前記規定相対減速度（Ａｔｈ）よりも大きい値を含み且つ互いに値の異なる複数の候補値（Ａｆ２Ｃ（Ｎ））を記憶する記憶部（２０２）が設けられてなり、
   減速度変化量（Ｊｔ）を取得したとき（Ｓ１３）に、前記第２の減速制御の実行によって相対速度（Ｖｒ）が前記規定速度（Ｖｔｈ）に達する時点の自車両（Ｃ１）の位置と前記目標位置（Ｐ１）との間隔（Ｘｓ）が最小となり得る候補値を、取得した減速度変化量（Ｊｔ）に基づいて選択し（Ｓ１７６）、同選択した候補値に基づいて前記第２の目標値（Ａｆ２）を決定する（Ｓ１８）
   請求項１に記載の車両の走行支援装置。
4. 前記第２の目標値（Ａｆ２）を決定するに際し、
   基準相対減速度（Ａｓｕｂ）が前記規定相対減速度（Ａｔｈ）に達した第１時点から同基準相対減速度（Ａｓｕｂ）が候補値（Ａｆ２Ｃ（Ｎ））に達する第２時点までに要する推定時間である推定到達時間（Ｔ）、前記第２時点での相対速度の推定値である推定相対速度（Ｖｓ）、及び前記第１時点から前記第２時点までの自車両（Ｃ１）の移動距離の推定値である推定移動距離（Ｘ）を、候補値毎に算出し（Ｓ１７２，Ｓ１７３，Ｓ１７４）、
   さらに、前記間隔（Ｘｓ）を、算出した推定到達時間（Ｔ）、推定相対速度（Ｖｓ）及び推定移動距離（Ｘ）に基づいて候補値毎に算出する（Ｓ１７５）
   請求項３に記載の車両の走行支援装置。
5. 前記第１の目標値（Ａｆ１）を、前記第１の減速制御を行うに際し、自車両（Ｃ１）の車体速度（ＶＳ）が高速であるときには低速であるときよりも大きい値に設定する（Ｓ１２）
   請求項１〜請求項４のうち何れか一項に記載の車両の走行支援装置。