JP2018203173A - 車両の運転支援装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】目標経路への追従性を高めて目標経路から外れずに該目標経路上を自動運転すること。
【解決手段】
車両１の前後方向に対して車両の幅方向にずれた所定の目標地点までの目標経路Ｒを設定する目標経路設定手段２４を備え、目標経路Ｒ上を減速しながら走行し目標地点Ｐｄで停止する、操舵を伴う運転を実行する構成とし、車両１のヨー時定数の変動が最小となるよう車両１の前後方向の減速度を制御する減速度制御手段２２を備えた。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば、運転者が運転不能な状態において、車両の前後方向に対して車両の幅方向にずれた所定の目標地点までの目標経路を設定し、設定した目標経路上を減速しながら目標地点で停止するまで操舵を伴う運転を支援する車両の運転支援装置およびその方法に関する。

従来、車両の運転を支援する運転支援装置として、車両の加減速を制御するものや、車両の操舵を制御するものが知られている。例えば、特許文献１には、走行中にドライバが運転不能な状態に陥ったことを検知した場合には、車両を走行路に対して横方向（車両の幅方向）にずれた路肩まで退避させたうえで停車させるべく、予め定めた目標減速および目標減速度勾配が得られるようにブレーキＡＣＴ（３２）を制御する緊急避難システムが開示されている。さらに特許文献１には、このブレーキＡＣＴ（３２）を制御することによって、車両の速度（減速度）を、例えば、緩やか（反比例的）に低下させたり、一定速度で低下させることも開示されている（特許文献１の段落［００３８］、図３、図４参照）。

ところで、車両が路肩に向けて旋回を開始してから停止するまでの間は、実際は、ステアリングの切り込み、切り戻しなどの過度状態が大半を占めことになるので路肩における目標停止地点までの目標経路に対する車両の追従性（トレース性能）は、ヨーレートの制御性能に依存することになる。そして、このヨーレートの制御性能は車両の応答特性を表すヨー時定数（前輪と後輪の応答差）の大きさで変化する。

このため、路肩への退避運転のようなステアリング操作とブレーキ制御を伴う自動運転において減速度（ブレーキ）を適切に制御しないと、ヨー時定数の変動増大に伴い、ヨーレートの制御性能バラつきが大きくなり、場合によっては目標経路から外れてしまうおそれがある。

しかし、特許文献１の緊急避難システムにおいては、退避運転時の減速度を、反比例的や一定速度という画一的な特性で低下させるものであって、車両動特性の変動が追従特性に及ぼす影響、すなわちヨー時定数の影響については考慮されておらず、検討の余地があった。

特開２００９−１６３４３４号公報

本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、目標経路への追従性を高めることで、目標経路から外れずに該目標経路上を自動運転することができる車両の運転支援装置およびその方法の提供を目的とする。

この発明は、車両の前後方向（進行方向）に対して車両の幅方向（横方向）にずれた所定の目標地点までの目標経路を設定する目標経路設定手段を備え、前記目標経路上を減速しながら走行し前記目標地点で停止する、操舵を伴う運転を実行する車両の運転支援装置において、車両のヨー時定数の変動が最小となるよう車両の前後方向の減速度を制御する減速度制御手段を備えたものである。

上記構成によれば、車両のヨー時定数の変動が最小化するように車両の前後方向の減速度を制御することで目標経路への追従性を高めることができ、目標経路から外れずに該目標経路上を自動運転することができる。

なお、本発明は、ヨー時定数の変化量が０（つまりヨー時定数が一定）になるような減速度を設定することがより好ましいが、それに限らず、ヨー時定数の変動が最小となるよう車両の進行方向の減速度を設定するものであればよい。

この発明の態様として、車両の目標経路上に沿って走行する車両の速度をｖ（ｔ）、前記減速度をａ_ｘ（ｔ）、車両に対して横方向（車両の幅方向）に加わる横加速度をａ_ｙ（ｔ）とすると、
ヨー時定数Ｔ_ｒ（ｔ）は、
Ｔ_ｒ（ｔ）＝ｆ（ｖ（ｔ）、ａ_ｘ（ｔ）、ａ_ｙ（ｔ））で表される。
そして前記減速度制御手段は、評価関数Ｓ（ｔ）を、例えば
Ｓ＝（Ｔ_ｒ（ｔ）−Ｔ_ｒ（ｔ＋Δｔ））^２
のとおり、前記ヨー時定数の変化量（変化率）の２乗と定義し、このＳが最小となるように前記減速度ａ_ｘ（ｔ）を設定するものである。

上記構成によれば、仮に車両のヨー時定数の変化量が０（つまりヨー時定数が一定）になるような減速度が存在しなくても、ヨー時定数の変動が最小となる減速度を、統計的手法（例えば最小二乗法）を用いて近似的に求めることができる。

この発明の態様として、前記目標経路上を走行する車両の通過地点ごとの前記横加速度を、該通過地点ごとの前記車速と、該通過地点ごとにおける曲率を基に設定し、前記減速度制御手段は、前記通過地点ごとの前記横加速度に基づいて、前記目標経路上を走行する車両の通過地点ごとの減速度に関する減速度プロファイルを設定する減速プロファイル設定手段とするものである。

上記構成によれば、ヨー時定数が、目標経路上の通過地点（通過時間）ごとの車速、減速度（前後加速度）、横加速度の夫々に依存して変動することに着目し、車速と横加速度に基づいてヨー時定数の変動が最小となる減速度を求めることができる。

この発明の態様として、前記減速度制御手段は、前記通過地点ごとの前記横加速度に基づいて、前記目標経路上を走行する車両の通過地点ごとの減速度に関する減速度プロファイルを設定する減速プロファイル設定手段とし、前記目標経路上を走行する車両の通過地点ごとのステアリングの操舵量（操舵角）に関する操舵プロファイルを設定する操舵プロファイル設定手段を備え、前記操舵プロファイルにおける前記操舵量は、前記目標経路上を走行する車両に通過地点ごとに加わる横加速度に連動するものとし、前記横加速度を、少なくとも前記操舵プロファイルに基づいて設定するものである。

上記構成によれば、前記減速プロファイル設定手段は、前記目標経路上を走行する車両の通過地点ごとの前記操舵量（操舵プロファイル）に横加速度が連動することに着目して、操舵プロファイル設定手段により操舵プロファイルを設定することによって、該操舵プロファイルを基に前記横加速度を設定でき、さらに該横加速度に基づいて、目標経路上を走行する車両の通過地点ごとの減速度（減速度プロファイル）を設定することができる。

この発明の態様として、前記運転制御手段には、前記目標経路上を走行する車両の通過地点ごとのステアリングの操舵量に関する操舵プロファイルを設定する操舵プロファイル設定手段を備え、前記操舵プロファイルにおける前記操舵量は、前記目標経路上を走行する車両に通過地点ごとに加わる横加速度に連動するものとし、前記目標経路上を走行する車両に通過地点ごとの操舵量と減速度との間には所定の関係を有するものとし、前記減速度制御手段は、前記操舵プロファイルおよび前記所定の関係に基づいて、前記目標経路上を走行する車両の通過地点ごとの減速度に関する減速度プロファイルを設定する減速プロファイル設定手段としたものである。

上記構成によれば、前記目標経路上を走行する車両の通過地点ごとのステアリングの操舵量（操舵プロファイル）を設定すれば、該操舵プロファイルに基づいて、前記目標経路上を走行する車両の通過地点ごとの減速度に関する減速度プロファイルを設定することができる。

この発明の態様として、前記所定の関係とは、少なくともステアリングの操舵量の大きさが増加するに従って前記減速度を徐々に増加する関係としたものである。

上記構成によれば、少なくともステアリングの操舵量の大きさが増加するに従って減速度を徐々に増加させることで、ヨー時定数の変動を最小化することができる。よって、例えば、車両の前後方向に対して車幅方向にずれた位置に有するような目標地点までの目標経路上を一定減速度で減速して該目標地点で停止する場合と比較して車両の目標経路上の追従性を高めることができる。

この発明の態様として、前記操舵プロファイル設定手段は、目標地点への進入前の車両の前後方向に対して目標地点の側へ進入するようステアリングの切り込み操舵を行う第１操舵ステップと、前記第１操舵ステップの切り込みを中立位置まで切り戻す第２操舵ステップと、車両が目標地点の手前側において、前記目標地点への進入前の車両の前記前後方向と平行に近づくように前記第１操舵ステップの操舵方向とは逆方向に切り込み操舵を行う第３操舵ステップと、前記第３操ステップの切り込みを中立位置まで切り戻す第４操舵ステップと、を有する前記操舵プロファイルを設定するものである。

上記構成によれば、第１操舵ステップの操舵を行う前（換言すると前記目標地点への進入前）の車両の前後方向に対して車幅方向にずれたような目標地点までの目標経路に適した操舵プロファイルを設定することができる。

この発明の態様として、前記減速度制御手段は、前記目標地点に停止するよう、前記目標経路上の車両の通過地点ごとの減速度に関する減速度プロファイルを設定する減速プロファイル設定手段とし、該減速プロファイル設定手段は、前記第１操舵ステップの間、前記減速度を増加させる第１減速ステップと、前記第２操舵ステップの間、前記減速度を一定に保つ第２減速ステップと、前記第３操舵ステップの間、前記減速度を増加させる第３減速ステップと、前記第４操舵ステップの間、前記減速度を一定に保つ第４減速ステップとを備えた前記減速度プロファイルを設定するものである。

上記構成によれば、操舵プロファイル（目標経路上の通過地点ごとの操舵量）に応じて、前記減速プロファイル設定手段は、第１〜第４減速ステップのように減速度を制御することによって、ヨー時定数の変動を最小化、すなわち目標経路への追従性を高めることができる。

この発明の態様として、乗員の状態に応じて車両の運転を支援する運転支援装置において、前記目標地点は、退避スペースに有するものとし、乗員の状態を取得する乗員状態取得手段と、車両の走行中、乗員状態に異常が発生した場合、車両を退避させる退避スペースを検出する退避スペース検出手段を備えたものである。

上記構成によれば、特に、車両の走行中、乗員状態に異常が発生した場合、車両を退避させる場合においても確実に目標地点に停車させることができ、安全な場所へ退避させることができる。

この発明は、車両の前後方向に対して車幅方向にずれた所定の目標地点までの目標経路を設定する目標経路設定処理を実行し、前記目標経路上を減速しながら走行し前記目標地点で停止する、操舵を伴う運転を実行する車両の運転支援方法において、車両のヨー時定数の変動が最小となるよう車両の前後方向の減速度を制御する減速度制御処理を実行するものである。

上記構成によれば、車両のヨー時定数の変動が最小化するように車両の前後方向の減速度を制御することで目標経路への追従性を高めることができ、目標経路から外れずに該目標経路上を自動運転することができる。

この発明によれば、目標経路への追従性を高めることができ、目標経路から外れずに該目標経路上を自動運転することができる。

本発明の実施形態による運転支援装置を搭載する車両の電気的構成を示すブロック図。 本発明の実施形態による運転支援装置が実行する運転支援処理の一部を示すフローチャート。 図２に続く運転支援処理のフローチャート。 本発明の実施形態による運転支援装置を搭載した車両が進入する退避スペースの一例を示す平面図。 目標経路上の各地点に対応して示した横加速度および前後加速度を示す線図。 目標経路上を走行する車両の操舵ステップを示すフローチャートであって、操舵プロファイルの概念図。 目標経路上を走行する車両の減速度を決定する減速度プロファイル決定処理を示すフローチャート。 減速度と横加速度とに応じてヨー時定数が変化の様子を、所定車速ごとに示す概念図。 目標地点まで一定減速度で減速した場合と、ヨー時定数の変化が最小となるように減速した場合における車速とヨー時定数の各時間変化を示す線図。 目標地点まで一定減速度で減速した場合と、ヨー時定数の変化が最小となるように減速した場合におけるトレース誤差最大値およびヨー時定数変化量積分値の比較結果を示すグラフ。 目標経路上を走行する車両の横加速度と前後加速度との関係を示す線図。 他の実施例における、目標地点まで一定減速度で減速した場合と、ヨー時定数の変化が最小となるように減速した場合における車速とヨー時定数の各時間変化を示す線図。

以下、本発明の実施形態を詳述する。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による運転支援装置を説明する。
まず、図１により、本発明の実施形態による運転支援装置を搭載する車両について説明する。

図１に示すように、符号２は本実施形態による運転支援装置符号であり、符号１は、本実施形態による運転支援装置２を搭載する車両を示す。
この車両１は、車両１の前方を撮影する車外カメラ３、車室内の乗員の状態を検出する乗員状態センサ４、非常時に車両１を走行車線Ｒｍ（図４（ａ）参照）から退避させることが可能な退避スペースＳ（例えば非常駐車帯や待避所等）（図４（ａ）参照）の位置や形状に関する情報を格納した地図データベース５、ＧＰＳ８（Global Positioning System）、及び、車速を検出する車速センサ７、車両１の進行方向の加速度を検出する加速度センサ８を有する。車外カメラ３が撮影した画像データ、地図データベース５から取得された退避スペースＳに関する情報、ＧＰＳ８により取得された位置情報、及び各センサにより検出された検出データは、ＥＣＵ２０（運転支援装置２）に出力される。

ＥＣＵ２０は、車両１の乗員の状態を取得する乗員状態取得部２１と、車両１を退避させる退避スペースＳを検出する退避スペース検出部２２と、車両１の退避スペースＳへの進入を判定する退避スペース進入可否判定部２３と、目標経路としての退避経路Ｒ（図４（ａ）参照）を設定する目標経路設定部２４と、車両１を退避スペースＳの入り口Ｐｓ（同図参照）から退避スペースＳの目標地点Ｐｄ（同図参照）に停車させるまでの操舵プロファイルを設定する操舵プロファイル設定部２５と、車両１を退避スペースＳの入り口Ｐｓから減速させてその退避スペースＳ内の目標地点Ｐｄに停車させる減速プロファイルを設定する減速プロファイル設定部２６と、減速プロファイルに従って車両１のエンジン１０及びブレーキ１１を制御する加減速制御部２７と、操舵プロファイルに従って車両１の電動パワーステアリング１２を制御するステアリングトルクコントローラ２８とを備える。

これら２１〜２８は、ＣＰＵ、当該ＣＰＵ上で解釈実行される各種のプログラム（ＯＳなどの基本制御プログラムや、ＯＳ上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む）、及びプログラムや各種のデータを記憶するためのＲＯＭやＲＡＭの如き内部メモリを備えるコンピュータにより構成される。

次に図４（ａ）に示すように、走行車線Ｒｍを走行する車両１の進行方向（ｘ方向）に対して横方向（ｙ方向）にずれた退避スペースＳ内の所定の目標地点Ｐｄに、車両１を目標経路（退避経路Ｒ）に沿って減速させながら停車させる際において、本実施形態の運転支援装置２が実行する運転支援処理についてその前提となる背景技術から順に説明する。

交通事故を防ぐため、自動運転技術が盛んに研究されている。自動運転技術を活用した事故防止を行うためには、一般交通流において他車両を含めた障害物に衝突せず安全に走行し、かつ他車両の交通を妨げない安全な場所へ自車両を正確に停止させる必要がある。そのため、従来の横滑り防止装置など、ドライバの補助として機能するＡＤＡＳ装置と比べて高い精度の目標追従性能が必要となる。

これまでは、目標経路を生成する技術はグラフ探索や動的計画法といった情報科学の分野として研究が進められる一方で目標経路（軌跡と車速）を高精度にトレースする技術は、車両の動力学や制御技術に関する研究として進められており、両者の技術は殆ど別々に研究が進められてきたのが現状である。

しかし実際には、車両１を、走行車線Ｒｍに対して横方向にずれた所定の目標地点Ｐｄまでの目標経路（例えばシグモイド曲線（Ｓ字曲線）を描く軌道が含まれる目標経路）に沿って走行させる際には、車両１に加わる横加速度（目標経路に沿って走行する車両１の進行方向に対して平面視で直交方向に加わる加速度）の変動等、車両１の動特性の変動が目標経路（Ｒ）への追従性に影響を及ぼすため、発明者らは、このような車両１の動特性の変動を考慮して目標地点Ｐｄまでの車両１の減速度（減速プロファイル）について考察した。

走行車線Ｒｍに対して横方向にずれた所定の目標地点Ｐｄまでの目標経路（Ｒ）に沿った走行も含めて実環境での運転条件は車両１の加減速や、ステアリングの切込み、切り戻しなどの過渡状態が大半を占めているので、過渡領域のヨー時定数（ヨーレート）の制御性能を向上することが重要となる。

具体的には、２輪モデルにおけるヨーレート伝達関数γは［数１］で表され、［数１］に示すとおり、過渡応答はヨー時定数Ｔ_ｒ、固有振動数ω_ｎ、減衰比φで決まる。横運動の過渡領域（〜０．５Ｈｚ）に対し車速はほぼ定常と見なせるため、固有振動数ω_ｎ、減衰比φ、ヨー時定数Ｔ_ｒといったパラメータ変化は荷重移動に伴い、係数Ｋ_ｆと係数Ｋ_ｒの変動で生じる。ヨーレート伝達関数γのパラメータの構造をみると、固有振動数ω_ｎと減衰比φは、以下の［数２］、［数３］より明らかなとおり、係数Ｋ_ｆと係数Ｋ_ｒが和と積の形で含まれているので荷重移動による値の変動は小さくなるが、ヨー時定数Ｔ_ｒは、［数４］より明らかなとおり、係数Ｋ_ｒのみが含まれるため前後運動の影響が出やすいといえる。

なお、Ｋ_ｆ，Ｋ_ｒは、それぞれ前輪、後輪の等価コーナリングスティフネスであり、共に荷重移動によって変化し、車両の特性によって定まる係数である。Ａはスタビリティファクタ（ステアリング特性、すなわち、車両がアンダステアかオーバーステアかによって変わる定数）、ｍは車体質量、Ｉはヨー慣性モーメント、Ｖは車速、ｌは前輪と後輪との前後方向の距離、ｌ_ｆ，ｌ_ｆは車体重心位置からそれぞれ前輪、後輪までの前後方向の距離を示す。

そこで発明者らは、上述したとおり、ヨー時定数Ｔ_ｒは前後運動の影響が出やすいことに着目し、本実施形態の運転支援装置２が実行する運転支援処理として、車両の前後加速度（目標経路Ｒに沿って走行する車両１の進行方向の加速度）、すなわち減速度ａ_ｘ（前後加速度）を、ヨー時定数Ｔ_ｒの変化量が最小となるように設定するものである。

次に、ヨー時定数の変化量が最小となる減速度ａ_ｘの設定アルゴリズムについてシグモイド曲線を描く目標経路を車両が減速しながら走行する場合を例に採り説明する。

まず［数４］に着目すると、ヨー時定数Ｔ_ｒを構成する各パラメータのうち、車体質量ｍ、距離ｌ，ｌ_ｆは車体の構造パラメータであり目標経路上の車両走行時には不変である。これに対して車速Ｖは目標経路上を減速しながら走行するため変化するとともに、係数Ｋ_ｒは、シグモイド曲線を描く目標経路上を車両が走行時にその荷重移動によって変化する。

そうすると、車速をｖ（ｔ）、減速度をａ_ｘ（ｔ）、横加速度をａ_ｙ（ｔ）とすると、ヨー時定数Ｔ_ｒ（ｔ）は、［数４］以外にもｖ（ｔ）、ａ_ｘ（ｔ）、ａ_ｙ（ｔ）の関数、すなわち、

で表される。ここでヨー時定数Ｔ_ｒ（ｔ）のΔｔ［ｓ］後の変化量の２乗で定義される評価関数Ｓ（ｔ）は、統計的手法（例えば最小二乗法）に基づいて、

で表される。この［数６］を用いて評価関数Ｓ（ｔ）が最小となるように目標経路上の車両１の通過地点ごとのａ_ｘ（ｔ）を設定し、減速度プロファイルを生成する。
次に、図２、図３のフローチャートを用いて、本実施形態の運転支援装置２が実行する運転支援処理について説明する。
まず、図２、図３の運転支援処理は、ドライバの状態に応じて車両１の運転を支援する処理であり、例えば車両１のイグニッションスイッチがＯＮにされた後に実行される。

図２に示すように、運転支援処理が開始されると、ステップＳ１において、ＥＣＵ２０は、車両１に搭載された各種センサの出力値を読み込む。
続いて、ステップＳ２において、乗員状態取得部２１は、ステップＳ１で読み込んだ乗員状態センサ４の出力値に基づき、ドライバの状態に異常が有るか否かを判定する。例えば、乗員状態センサ４としては、ドライバの瞬きを検出するための瞬き検出カメラや、ドライバの体表面温度や脈波を検出する赤外線センサ、ドライバの姿勢に応じた荷重バランスや体表脈波を検出するシートセンサ等を用いることができ、乗員状態取得部２１は、これらの乗員状態センサ４から出力されたデータに基づき、ドライバの状態に異常が有るか否かを判定する。

本実施形態では、「ドライバの状態に異常が有る」とは、ドライバが車両１を運転することが困難な状態であることをいう。乗員状態取得部２１は、例えば、ドライバの体表面温度が所定範囲外である場合や、ドライバの脈波数が所定範囲外である場合に、ドライバの状態に異常が有ると判定する。

その結果、ドライバの状態に異常がない場合、ステップＳ１に戻る。以降、ステップＳ２においてドライバの状態に異常が有ると判定されるまで、ステップＳ１及びＳ２を繰り返す。

一方、ドライバの状態に異常が有る場合、ステップＳ３に進み、ＥＣＵ２０は、車両１の運転操作を自動運転に切り替える。即ち、ＥＣＵ２０が、車両１の加減速及び操舵をドライバに代わって自動的に行うようにする。

次に、ステップＳ４において、退避スペース検出部２２は、ステップＳ１において車外カメラ３やＧＰＳ８から読み込んだデータや、地図データベース５から取得したデータに基づき、車両１の進行方向において現在位置に最も近い退避スペースＳを検出する。退避スペースＳは、図４（ａ）に示すように、車両１を走行車線Ｒｍから退避させることが可能なスペースであり、例えば、非常駐車帯や待避所等を利用することができる。

続くステップＳ５において、退避スペース進入可否判定部２３は、車両１の現在の走行位置からステップＳ４において検出した退避スペースＳの入り口Ｐｓ（図４（ａ）参照）までの距離、車速センサ７により検出した車両１の現在の車速、さらには、車外カメラ３等で撮像した退避スペースＳの撮影データ等に基づき、退避スペースＳに進入するか否かを判定する。具体的には、車両１が現在の走行位置から退避スペースＳの入り口Ｐｓに到達するまでに、退避スペースＳへ進入可能な速度Ｖ_０又はそれ以下まで安全に減速させることが可能であるか否かや、退避スペースＳ内に他車両１が停車しているか否かに基づいて車両１が退避スペースＳへ進入可能であるか否かについて判定する。

退避スペース進入可否判定部２３によって車両１が退避スペースＳへの進入が不可能であると判定した場合には（ステップ５：Ｎｏ）、ステップ４の手前まで戻り、車両１が進入可能な次の退避スペースＳが確定するまでステップ４，５の処理を繰り返す。

一方、退避スペース進入可否判定部２３によって車両１が退避スペースＳへの進入が可能であると判定した場合には（ステップ５：Ｙｅｓ）、車両１が退避スペースＳの入り口Ｐｓに達するまでに車両１を退避スペースＳへ進入可能な速度Ｖ_０まで減速するように、加減速制御部２７は、車両１のブレーキ１１およびエンジン１０を制御する（ステップ６）。

次に、図３に示すステップ７において、目標経路設定部２４は、図４（ａ）に示すように、退避スペースＳ内において車両１の目標地点Ｐｄを設定するとともに、退避スペースＳの入り口Ｐｓから目標地点Ｐｄまでの間を、シグモイド曲線を描くように結んで車両１の目標経路としての退避経路Ｒを設定する。具体的には、図４（ａ）に示すように、退避スペース検出部２２は、ステップＳ１において車外カメラ３やＧＰＳ８から読み込んだデータや、地図データベース５から取得したデータに基づき、退避経路Ｒの走行車線Ｒｍが延びる方向（ｘ方向）の長さＬ_ｘ（前後距離）や走行車線Ｒｍに直交方向（ｙ方向）の長さＬ_ｙ（横距離）等の情報を取得し、これら情報を基に、退避経路Ｒに関する情報として、例えば退避経路Ｒの長さＬ、各地点の曲率ρや座標情報等を確定する。

次に、ステップ８において、操舵プロファイル設定部２５は、目標経路設定部２４により検出した退避経路Ｒの長さＬや、退避経路Ｒの各地点の曲率ρ等の情報を読み出し、これら退避経路Ｒに関する情報に基づいて退避経路Ｒに対応する操舵プロファイル（退避経路Ｒ上を走行する車両１の通過地点ごとの操舵方向、操舵量）を設定する。

詳しくは、操舵プロファイル設定部２５は、退避経路Ｒを、便宜上、退避経路Ｒの各地点の形状（退避経路Ｒの各地点の傾きや曲率の大きさや変曲点の有無等）に基づいて、退避経路Ｒの走行車線Ｒｍが延びる方向に沿って図５（ａ）に示すように区分けし、退避経路Ｒを区分けした区間ごとに設定した複数の操舵ステップから構成される操舵プロファイルを設定する。例えば当例のように、退避経路Ｒがシグモイド曲線を描く場合には、操舵プロファイル設定部２５は、退避経路Ｒを表す図５（ａ）に示す波形Ｌ_ｘｙのように、退避経路Ｒを区間Ｄ１〜Ｄ４の４つの区間に区分けし、これら区間ごとに対応する４つの操舵ステップから成る操舵プロファイルを設定する。

なお、図５（ａ）の線図の横軸を示す前後距離は、退避経路Ｒのうち走行車線Ｒｍが延びる方向（ｘ方向）と平行な成分の距離を示し、同じく縦軸を示す横距離は、退避経路Ｒのうち走行車線Ｒｍが延びる方向と直交方向（ｙ方向）の成分の距離を示す。

図６は、シグモイド曲線を描く退避経路Ｒの区間ごとに設定した操舵ステップから構成される操舵プロファイルの概念図である。

図６に示すように、操舵プロファイル設定部２５は、退避経路Ｒの区間Ｄ１に対応して、走行車線Ｒｍの進行方向に対して目標地点Ｐｄの側へ進入するよう所定の操舵量で電動パワーステアリング１２を切り込む第１操舵ステップ（ステップ８１）と、退避経路Ｒの区間Ｄ２に対応して、第１操舵ステップの電動パワーステアリング１２の切り込みを中立位置まで切り戻す第２操舵ステップ（ステップ８２）と、退避経路Ｒの区間Ｄ３に対応して、車両１が目標地点Ｐｄに達する手前側において、道路の進行方向と平行に近づくように前記第１操舵ステップの操舵方向とは逆方向に所定の操舵量で電動パワーステアリング１２を切り込む第３操舵ステップ（ステップ８３）と、退避経路Ｒの区間Ｄ４に対応して、第３操ステップにおける電動パワーステアリング１２の切り込みを中立位置まで切り戻す第４操舵ステップ（ステップ８４）とをこの順で実行する操舵プロファイルを設定し、図３中のステップ９へ進む。

なお、操舵プロファイル設定部２５は、退避経路Ｒの形状に応じて適宜、操舵プロファイルを構成する各操舵ステップの内容を変更してもよい。

例えば、区間Ｄ２に対応する第２操舵ステップは、第１操舵ステップにおける電動パワーステアリング１２の切り込みを中立位置まで切り戻した後、第３操舵ステップにおける電動パワーステアリング１２の切り込み操舵を行う前に、該電動パワーステアリング１２を中立位置（操舵量を０）に維持する時間を設けてもよい。また、区間Ｄ４に対応する第４操舵ステップは、第３操ステップにおける電動パワーステアリング１２の切り込みを中立位置まで切り戻した後、目標地点Ｐｄに到達するまで該電動パワーステアリング１２を中立位置（操舵量を０）を維持する時間を設けてもよい。
なお、操舵ステップごとの操舵の速度や、電動パワーステアリング１２を中立位置に維持する時間は、各種プロファイルに基づき自動運転が実行されるまでに（図３中のステップ１０）退避経路Ｒ上を走行する車両１の通過地点ごとにおける車速や車両１の前後加速度等に基づいて適宜設定される。

続いて図３中のステップ９において、減速プロファイル設定部２６は、減速プロファイル設定処理を行う。
詳しくは、図７に示すステップ９１のように、減速プロファイル設定部２６は、退避スペースＳ内へ進入可能な該退避スペースＳの入り口Ｐｓにおける車速Ｖ_０（退避経路Ｒ上を走行する車両１の初速Ｖ_０）、ステップ７で設定した退避経路Ｒの長さＬ、曲率ρに基づいて、初期減速度ａ_ｘ０を設定する。

具体的には、退避スペースＳの入り口Ｐｓに位置する車両１が例えば、初速Ｖ_０’（図９（ｂ）参照）から一定減速度ａ_ｘｃで退避経路Ｒ上を減速しながら目標地点Ｐｄで停車する場合（図９（ｂ）中の波形Ｌ_ＶＣ参照）、一定減速度はａ_ｘｃ＝Ｖ_０’^２／２Ｌで表される。当例では一定減速度ａ_ｘｃで減速しながら目標地点Ｐｄで停車する場合よりもさらに余裕をもって、初速Ｖ_０（図９（ｂ）参照）に設定するとともに、退避スペースＳの入り口Ｐｓでの初期減速度ａ_ｘ０を、上記一定減速度ａ_ｘｃの例えば、半分程度（当例では半分以下）の値になるようにａ_ｘ０＝Ｖ_０ ^２／４Ｌ（≒１／２・ａ_ｘｃ）に設定している。
なお、初期減速度ａ_ｘ０は、一定減速度ａ_ｘｃの半分程度の値に限らず他の値に設定してもよいが、一定減速度ａ_ｘｃ以下の値に設定することが好ましい。

ここで、退避スペースＳの入り口Ｐｓから時刻ｔ［ｓ］後における車速、前後加速度、目標軌道の曲率のそれぞれを、ｖ（ｔ）、ａ_ｘ（ｔ）、ρ（ｔ）とすると、（ｔ＋Δｔ）［ｓ］後の車速と横加速度は、

で表される。

そして図７中のステップ９２において、減速プロファイル設定部２６は、退避スペースＳの入り口Ｐｓからｔ［ｓ］後の車速ｖ（ｔ）、減速度ａ_ｘ（ｔ）および［数７］に基づいて、（ｔ＋Δｔ）［ｓ］後の車速ｖ（ｔ＋Δｔ）を設定し、続くステップ９３において、ステップ９２にて算出した車速ｖ（ｔ＋Δｔ）、図３中のステップ７にて算出した曲率ρ（ｔ＋Δｔ）および、［数８］に基づいて、（ｔ＋Δｔ）［ｓ］後の車両１の横加速度ａ_ｙ（ｔ＋Δｔ）を設定し、さらに続くステップ９４において、ステップ９３にて算出した車両１の横加速度ａ_ｙ（ｔ＋Δｔ）および、上述した［数５］、［数６］に基づいて、Δｔ［ｓ］の間におけるヨー時定数が最小となる、車両１の減速度ａ_ｘ（ｔ＋Δｔ）（前後加速度）を設定する。

減速プロファイル設定部２６は、このようなステップ９２〜９４の処理を、退避スペースＳの入り口Ｐｓから目標地点Ｐｄまで走行する車両１の減速度ａ_ｘ（ｔ）が設定されるまで繰り返し実行し（ステップ９５：Ｎｏ）、目標地点Ｐｄまでの車両１の減速度ａ_ｘ（ｔ）が決定すると、該減速度ａ_ｘ（ｔ）を減速度プロファイルとして設定し（ステップ９５：Ｙｅｓ）、図３中のステップ１０へ進む。

ここで、上述した図７中のステップ９２〜９４の処理について退避スペースＳの入り口Ｐｓから最初のΔｔ［ｓ］後、２Δｔ［ｓ］後、３Δｔ［ｓ］後における３周期について採りあげて図８を用いてより具体的に説明する。

なお、図８は、［数５］、［数６］に基づいて表されるヨー時定数の変化量を概念化して示した図であり、図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、車速をそれぞれＶ_１、Ｖ_２、Ｖ_３に設定した場合における、減速度ａ_ｘと横加速度ａ_ｙとに応じて変動するヨー時定数の変化量の大きさを等高線状に区分けした領域ごとに示す概念図を示す。

ここで、車速Ｖ_１、Ｖ_２、Ｖ_３は、それぞれ退避スペースＳの入り口ＰｓをＶ_０で通過した車両１のΔｔ［ｓ］後における車速ｖ（Δｔ）、２Δｔ［ｓ］後［ｓ］後における車速ｖ（２Δｔ）、３Δｔ［ｓ］後における車速ｖ（３Δｔ）を示す。また、図８中の領域Ｓ_ｎはｎー１＜Ｓ≦ｎ（領域Ｓ_０はＳ＝０、領域Ｓ_１は０＜Ｓ≦１、領域Ｓ_２は１＜Ｓ≦２、領域Ｓ_３は２＜Ｓ≦３、・・・）を概念的に示す。

まず、図７中のステップ９２において、退避スペースＳの入り口Ｐｓにおける車速としてステップ９１で設定した初期減速度ａ_ｘ０（＝Ｖ^２／４Ｌ）、および［数７］に基づいて、該入り口ＰｓからΔｔ（ｓ）後の車速Ｖ_１を算出する。すなわち図８（ａ）に示すように、Ｖ_１：ｖ（Δｔ）＝Ｖ_０＋ａ_ｘ０Δｔとなる。図７中のステップ９３において、Ｖ_１および［数８］に基づいて、退避スペースＳの入り口ＰｓからΔｔ（ｓ）後の車両１の横加速度ａ_ｙ１を算出する。すなわち、ａ_ｙ１：ａ_ｙ（Δｔ）＝ρ（Δｔ）・ｖ（Δｔ）^２となる。図７中のステップ９４において、図８（ａ）に示すように、ａ_ｙ（ｔ）＝ａ_ｙ１のとき、ヨー時定数の変化量の２乗で定義される評価関数Ｓ（ｔ）が最も小さくなるようなａ_ｘ１を特定する。具体的にはａ_ｙ１との組み合わせにおいて図８（ａ）中において領域０に属するようなａ_ｘ１を特定する。

図７中のステップ９２に戻って、上記ステップ９４で特定したａ_ｘ１および［数７］に基づいて、２Δｔ（ｓ）後の車速Ｖ_２を算出する。すなわち図８（ｂ）に示すように、Ｖ_２：ｖ（２Δｔ）＝Ｖ_０＋ａ_ｘ１・２Δｔとなる。図７中のステップ９３において、Ｖ_２および［数８］に基づいて、２Δｔ（ｓ）後の車両１の横加速度ａ_ｙ２を算出する。すなわちａ_ｙ２：ａ_ｙ（２Δｔ）＝ρ（２Δｔ）・ｖ（２Δｔ）^２となる。図７中のステップ９４において、図８（ｂ）に示すように、ａ_ｙ（ｔ）＝ａ_ｙ２のとき、ヨー時定数の変化量の２乗で定義される評価関数Ｓ（ｔ）が最も小さくなるようなａ_ｘ２を特定する。

具体的には、ａ_ｙ２との組み合わせにおいて図８（ｂ）中において領域０に属するようなａ_ｘ２を特定することが好ましいが、図８（ｂ）に示すように、領域Ｓ_０（つまりヨー時定数の変化量が０）となるａ_ｙ２とａ_ｘ２の組み合わせが存在しない場合には、ヨー時定数の変化量が最小になるように、図８（ｂ）中の領域Ｓ_１の中でも最もＳ_０に近い地点（図８（ｂ）中のＰ_２参照）に基づいてａ_ｘ２を設定する。

図７中のステップ９２に戻って、上述と同じ要領でステップ９４にて特定したａ_ｘ２および［数７］、［数８］に基づいて、ステップ９２，９３の処理を行い、３Δｔ（ｓ）後の車両１の横加速度ａ_ｙ３を算出する。すなわちａ_ｙ３：ａ_ｙ（３Δｔ）＝ρ（３Δｔ）・ｖ（３Δｔ）^２となる。そして図７中のステップ９４において、図８（ｃ）に示すように、ａ_ｙ（ｔ）＝ａ_ｙ３のとき、ヨー時定数の２乗で定義される評価関数Ｓ（ｔ）が最も小さくなるようなａ_ｘ３を特定する。

そしてこのような図７中のステップ９２〜９４の処理を、Δ４ｔ［ｓ］以降も車両１が目標地点Ｐｄに達するまで繰り返すことで、退避スペースＳの入り口Ｐｓから目標地点Ｐｄまでの横加速度ａ_ｙ（ｔ）を特定できるとともに減速度ａ_ｘ（ｔ）を設定することができる。

具体的には、退避スペースＳの入り口Ｐｓから目標地点Ｐｄまでの車両１に加わる横加速度は、図５（ｂ）に示すような波形Ｌ_ａｙとなり、同じく車両１に加わる減速度（前後加速度）は、図５（ｂ）に示すような波形Ｌ_ａｘとなる。図５（ｂ）に示す波形Ｌ_ａｘが減速度プロファイルを表示している。

上述した図３中のステップ９までの処理は、車両１が退避スペースＳの入り口Ｐｓ（退避経路Ｒの初期位置）に到達するまでに実行され、車両１が退避経路Ｒを実際に走行する前に、その走行の際に用いられる操舵プロファイルや減速度プロファイルが予め設定される。

車両１がやがて退避スペースＳの入り口Ｐｓに到達した時点で、図３中のステップ１０に示すように、上述したステップ８で設定した操舵プロファイル、および上述したステップ９で設定した減速度プロファイルに基づいて車両１が退避経路Ｒに沿って減速しながら車両１が退避スペースＳ内の目標地点Ｐｄに到達した時点で停止するように（ステップ１１）自動運転が実行される。

ここで図９（ａ）中の波形Ｌ_Ｉｃは、車両１が入り口Ｐｓでの車速を略Ｖ_０’として退避経路Ｒ上を一定減速度ａ_ｘｃで減速しながら目標地点Ｐｄで停車するまでのヨー時定数の変動と時間との関係を示し、図９（ｂ）中の波形Ｌ_ｖｃは、同じ条件の下での車速と時間との関係を示す。

一方、図９（ａ）の線図中の波形Ｌ_Ｉは、上述した運転支援処理に従って、車両１が入り口Ｐｓでの車速をＶ_０としてヨー時定数の変動が最小となる減速度ａ_ｘで減速しながら目標地点Ｐｄで停車するまでのヨー時定数の変動と時間との関係を示し、図９（ｂ）の線図中の波形Ｌ_ｖｃは、同じ条件の下での車速と時間との関係を示す。
なお、図９（ａ）、（ｂ）中の区間Ｘが、車両１が入り口Ｐｓから目標地点Ｐｄまで退避経路Ｒに沿って走行している間の時間に相当する。

図９（ａ）の区間Ｘに示すとおり、退避経路Ｒ上をヨー時定数の変化量が最小化するような速度度ａ_ｘで減速する場合（以下「当例の場合」ともいう。）は、退避経路Ｒ上を一定減速度ａ_ｘｃで減速する場合（以下、「従来例の場合」ともいう。）と比較してヨー時定数の変化量が小さくなっていることがわかる。

具体的には、図９（ａ）の区間Ｘに示す両波形Ｌ_Ｉ，Ｌ_ＩＣを比較すると明らかなとおり、当例の場合（波形Ｌ_Ｉ）は、従来例の場合（波形Ｌ_ＩＣ）よりもヨー時定数の最大値と最小値との差が小さくなっている。

そして、当例のような運転支援処理を行うことで、図１０に示すように、従来例の場合と比較して退避経路Ｒ上を走行する車両１が目標位置に達するまでのヨー時定数の変化量の積分値を１１％低下させることができた。

ところで、退避経路Ｒ上を走行する車両１の追従性（トレース性能）は、ヨーレートの制御性能に依存することになる。そして、ヨーレートの制御性能は車両の応答特性を表すヨー時定数の大きさで変化する。

そこで当例のように、ヨー時定数の変化量が小さくなるような運転支援処理を行うことで、図１０に示すように、従来例の場合と比較して退避経路Ｒ上を走行する車両１が目標位置に達するまでのヨーレート制御誤差の積分値を１１％低下させることができた。

さらに、図３中のステップ１０において、加減速制御部２７は、図５（ｂ）に示すような波形Ｌ_ａｘに基づく減速プロファイルに従ってブレーキ１１やエンジン１０を制御することで、ヨー時定数の変化量が最小になる減速度（つまり図５（ｂ）に示す波形Ｌ_ａｘとなるような減速度）で車両１を減速することができ、これにより従来例の場合よりも退避経路Ｒへのトレース性を高めることがきる。

具体的には、図１０に示すように、当例の場合、従来例の場合と比較して退避経路Ｒ上を走行する車両１の退避経路Ｒに対するトレース誤差を最大値で８％低下させることができた。

上述した本実施形態による運転支援装置２は、走行車線Ｒｍの方向（図４（ａ）中のｘ方向）に対して横方向（図４（ａ）中のｙ方向）にずれた所定の目標地点Ｐｄまでの退避経路Ｒを設定する目標経路設定部２４（目標経路設定手段）を備え、退避経路Ｒ上を減速しながら走行し目標地点Ｐｄで停止する、操舵を伴う運転を実行する車両１の運転支援装置２において、車両１のヨー時定数の変動が最小となるよう車両１の進行方向の減速度を制御する減速プロファイル設定部２６（減速度制御手段）を備えたものである（図１、図３のステップ９、図５（ｂ）、図９（ａ）、（ｂ）参照）。

上記構成によれば、車両１のヨー時定数の変動が最小化するように車両１の進行方向の減速度を制御することで退避経路Ｒへの追従性を高めることができ、退避経路Ｒから外れずに目標地点Ｐｄに到達するように自動運転することができる。

本実施形態による運転支援装置２は、車両１の退避経路Ｒ上に沿って走行する車両１の速度をｖ（ｔ）、減速度をａ_ｘ（ｔ）、車両１に対して横方向に加わる横加速度をａ_ｙ（ｔ）とすると、ヨー時定数Ｔ_ｒ（ｔ）は、上記［数５］で表され、減速プロファイル設定部２６は、上記［数６］に基づいてヨー時定数の変化量の２乗で定義される評価関数Ｓ（ｔ）が最小となるように減速度ａ_ｘ（ｔ）を設定するものである。

上記構成によれば、仮に車両１のヨー時定数の変化量が０（つまりヨー時定数が一定）になるような減速度が存在しなくても、ヨー時定数の変動が最小となる減速度を、統計的手法（例えば最小二乗法）を用いて近似的に求めることができる（図８（ｂ）参照）。

本実施形態による運転支援装置２は、退避経路Ｒ上を走行する車両１の通過地点ごとの横加速度を、該通過地点ごとの車速と、該通過地点ごとにおける曲率を用いて［数８］に基づいて設定し（図７中のステップ９３参照）、減速プロファイル設定部２６は、通過地点ごとの横加速度に基づいて、退避経路Ｒ上を走行する車両１の通過地点ごとの減速度に関する減速度プロファイルを設定するものである（図３中のステップ９参照）。

上記構成によれば、ヨー時定数が、退避経路Ｒ上の各通過地点（時間）ごとの車速、減速度（前後加速度）、横加速度の夫々に依存して変動することに着目し（［数５］参照）、車速と横加速度に基づいてヨー時定数の変動が最小となる減速度を求めることができる（図７中のステップ９１〜９４、図８（ａ）、（ｂ）参照）。

次に、本実施形態の運転支援装置２が実行する運転支援処理の変形例（請求項４に対応）について説明する。
運転支援処理の変形例の前提として、一般に退避経路Ｒ上を走行する車両１の通過地点ごとにおける、横加速度ａ_ｙと操舵量（操舵プロファイル）とは互いに連動する。詳しくは、退避経路Ｒ上を走行する車両１の通過地点ごとの操舵量は、横加速度ａ_ｙが示す特性、すなわち図５（ｂ）の線図に示す波形Ｌ_ａｙと同じ特性となる。

そこで発明者らはこの点に着目し、上述した運転支援処理では、減速プロファイル設定部２６は、図７中のステップ９３において、横加速度を［数８］に基づいて車速や退避経路Ｒの曲率を用いて算出し、さらに図７中のステップ９４において、この横加速度に基づいてヨー時定数の変動が最小となる減速度ａ_ｘ（ｔ）、すなわち減速度プロファイルを設定したのに対して、ここでの運転支援処理の変形例では、減速プロファイル設定部２６は、横加速度と同じ特性（つまり図５（ｂ）中の波形Ｌ_ａｙと同じ波形）を示す操舵量（操舵プロファイル）に基づいて、ヨー時定数の変動が最小となる減速度ａ_ｘ（ｔ）、すなわち減速度プロファイルを設定するものである。

上記構成によれば、運転支援処理において必ず必要となる操舵プロファイルを利用して横加速度を設定（推定）できるため、図７中のステップ９３のように、横加速度を［数８］に基づいて別途算出しなくても図３中のステップ８において操舵プロファイルが設定できれば、該操舵プロファイルに従って定まる操舵量を、横加速度を示すパラメータとして利用することができる。

具体的には、図７中のステップ９４において、操舵量から特定（推定）される横加速度を示すパラメータを、ステップ９３で算出した横加速度とし、これを用いて上述と同じ要領で［数５］、［数６］に基づいて、減速度ａ_ｘ（ｔ）、すなわち減速度プロファイルを設定することができる。

さらに発明者らは、図５（ｂ）中に示す横加速度波形Ｌ_ａｙ（横加速度波形Ｌ_ａｙと同じ特性を示す操舵量波形（Ｌ_ａｙ））と、同じく図５（ｂ）中に示す前後加速度波形Ｌ_ａｘとの間にも一定の関係性が成立することに着目した。

例えば、図５（ｂ）中の波形Ｌ_ａｘ，Ｌ_ａｙに示すように、図５（ｂ）中の区間Ｄ１，Ｄ３において、電動パワーステアリング１２の中立位置から必要操舵量だけ切り込むように操舵する第１，第３操舵ステップを実行するに伴って、（図５（ｂ）中の波形Ｌ_ａｙの区間Ｄ１，Ｄ３参照）、図５（ｂ）中の波形Ｌ_ａｘの区間Ｄ１，Ｄ３のように、減速度を徐々に増加させることが、ヨー時定数の変動が最小化することにつながることを見出した。

このように横加速度（操舵量）と前後加速度（減速度）とは、図１１の線図に示すような関係が成立する。なお、図１１は退避スペースＳの入り口Ｐｓから目標地点Ｐｄまで当例の減速度の下で減速しながら車両１に加わる横加速度（操舵量）と前後加速度（減速度）との関係を示しており、図１１中の矢印ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４は、それぞれ区間Ｄ１に対応する第１操舵ステップ、区間Ｄ２に対応する第２操舵ステップ、区間Ｄ３に対応する第３操舵ステップ、区間Ｄ４に対応する第４操舵ステップの実行に伴う横加速度と前後加速度との変動を示す。

つまり、退避経路Ｒが所定のシグモイド曲線を描く場合において、このような操舵量と前後加速度（減速度）との関係性として、例えば、図１１中の波形Ｌ_ａｘｙや、図５（ｂ）に示すような波形Ｌ_ａｘと波形Ｌ_ａｙとの対応関係が予め分かっていれば、図３中のステップ８において操舵プロファイル（図５（ｂ）中の波形Ｌ_ａｙ参照）が決まると、該操舵プロファイルに基づいて、ヨー時定数の変化量が最小となる減速度プロファイル（図５（ｂ）中の波形Ｌ_ａｘ参照）をダイレクトに決定することができる。

そこで運転支援処理のさらに他の変形例（請求項５〜８に対応）として、減速プロファイル設定部２６は、区間Ｄ１に対応する第１操舵ステップの間（図６中のステップ８１）、減速度を増加させる第１減速ステップと（図５（ｂ）の波形Ｌ_ａｘ，Ｌ_ａｙ、図１１中の矢印ｄ１参照）、区間Ｄ２に対応する第２操舵ステップの間（図６中のステップ８２）、減速度を一定に保つ第２減速ステップと（図５（ｂ）の波形Ｌ_ａｘ，Ｌ_ａｙ、図１１中の矢印ｄ２参照）、区間Ｄ３に対応する第３操舵ステップの間（図６中のステップ８３）、減速度を増加させる第３減速ステップと（図５（ｂ）の波形Ｌ_ａｘ，Ｌ_ａｙ、図１１中の矢印ｄ３参照）、区間Ｄ４に対応する第４操舵ステップの間（図６中のステップ８４）、減速度を一定に保つ第４減速ステップと（図５（ｂ）の波形Ｌ_ａｘ，Ｌ_ａｙ、図１１中の矢印ｄ４参照）を備えた減速度プロファイルを設定する。

すなわち、上述したように、退避経路Ｒ上を走行する車両１の通過地点ごとの操舵量（操舵プロファイル）は、通過地点ごとの横加速度ａ_ｙ（図５（ｂ）中の波形Ｌ_ａｙ）と同じ特性を示すこととなり、さらに、横加速度（操舵量）と前後加速度（減速度）との関係（図１１中の波形Ｌ_ａｘｙ参照）に基づいて、減速プロファイル設定部２６は、操舵プロファイルを示す図５（ｂ）中の波形Ｌ_ａｙが確定すれば、それを基に減速度プロファイルを示す図５（ｂ）中の波形Ｌ_ａｘを設定することができる。

上記構成によれば、運転支援処理において必ず必要となる操舵プロファイルが設定できれば（図３中のステップ８参照）、この操舵プロファイルを利用して減速度プロファイルもダイレクトに設定することができる。

このように退避経路Ｒを操舵量、操舵方向の違いに応じた操舵ステップごとに区分けして、それぞれの操舵ステップに、減速ステップをヨー時定数の変動を最小化するような関係となるように対応付けることで（図５（ｂ）中の波形Ｌ_ａｘ，Ｌ_ａｙ、図１１中の波形Ｌ_ａｘｙ）、操舵プロファイルが設定されれば、その操舵プロファイルに基づいて、退避経路Ｒへの追従性を高めることが可能な減速度プロファイルを設定することができる。

なお、図５（ｂ）中の波形Ｌ_ａｘ，Ｌ_ａｙや、図１１中の波形Ｌ_ａｘｙに示すような横加速度（操舵量）と前後加速度（減速度）との関係は、予めシミュレーションや実験等により決定することができ、退避経路Ｒの形状に応じてデータベース化して実走行での運転支援処理に活かすことができる。

この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではなく様々な実施形態で形成することができる。
例えば、退避スペースＳの入り口Ｐｓから目標地点Ｐｄまでの図４（ａ）に示すような退避経路Ｒ全体に亘って、ヨー時定数Ｔ_ｒの変化量が最小となるように車両の減速度ａ_ｘ（前後加速度）を設定する本実施形態の運転支援処理を実行する実施例について説明したが、これに限らず、退避経路Ｒにおける少なくとも一区間のみにおいて上述した本実施形態の運転支援処理を実行する実施例を採用してもよい。

ところで、上述した本実施形態の運転支援処理は、車両１の操舵（横方向への荷重移動）を伴う状況においては、車速がＶｔｈ（例えば、１０ｋｍ／ｈ程度）以上の場合において、退避経路Ｒへのトレース性能向上の効果をより発揮することができる。このため、車両１がこのようなＶｔｈ以上の車速の下で走行する際に、上述した本実施形態の運転支援処理を実行することが好ましい。

例えば、図４（ｂ）に示すような退避経路Ｒを想定する。具体的には、退避スペースＳ内において目標地点Ｐｄよりもｘ方向における手前側の地点を停車前目標通過地点Ｐｐｒｅｄに設定すると、退避経路Ｒは、退避スペースＳの入り口Ｐｓから停車前目標通過地点Ｐｐｒｅｄまでをシグモイド曲線で結ぶ退避経路Ｒ’と、停車前目標通過地点Ｐｐｒｅｄから目標地点Ｐｄまでｘ方向に沿って直線状を描く退避経路Ｒ’’とを直列に結ぶ経路として構成される。

車両１が図４（ｂ）に示すような退避経路Ｒを走行する際には、退避スペースＳの入り口Ｐｓから退避経路Ｒ’に沿って減速しながら走行し、停車前目標通過地点ＰｐｒｅｄをＶｔｈの車速にて通過し、退避経路Ｒ’’を減速しながら走行することで目標地点Ｐｄにて停止するものとする。

このような場合には、車両１が図４（ｂ）中の退避経路Ｒ’をＶｏ（入り口Ｐｓ）からＶｔｈ（停車前目標通過地点Ｐｐｒｅｄ）まで減速しながら走行する際において、図１２（ａ）、（ｂ）中の各区間Ｘに示すように、ヨー時定数Ｔ_ｒの変化量が最小となるように車両の減速度ａ_ｘ（前後加速度）を設定する上述した本実施形態の運転支援処理を実行するものとする。

一方、車両１が図４（ｂ）中の退避経路Ｒ’’をＶｔｈ以下の車速で走行する際においては、上述した本実施形態の運転支援処理ではなく、図１２（ａ）、（ｂ）の各区間Ｙに示すように、車速Ｖｔｈから画一的に一定減速で減速して目標地点Ｐｄにて停車するように運転支援処理を実行するものとする。

このように車両１が、少なくともＶｔｈ以上の車速で走行する退避経路Ｒ’の走行時についてのみ上述した本実施形態の運転支援処理を実行することで、退避経路Ｒ’が退避経路Ｒ全体の一区間であっても、その退避経路Ｒ’において優れたトレース性能を発揮することができる。

また他の実施例として、例えば、上述した実施例では、退避経路Ｒに進入する前に減速度プロファイルを設定したが（図３中のステップ９，１０参照）、これに限らず、車両１が退避経路Ｒ上を走行途中において、加速度センサ８の出力信号から車両１の現在の横加速度を取得し、このリアルタイムで検出した横加速度に基づいて、ヨー時定数の変化が最小となる減速度を走行途中に逐次設定する構成を採用してもよい。

１…車両
２…車両の運転支援装置
２１…乗員状態取得部（乗員状態取得手段）
１２…電動パワーステアリング（ステアリング）
２２…退避スペース検出部（退避スペース検出手段）
２４…目標経路設定部（目標経路設定手段）
２５…操舵プロファイル設定部（操舵プロファイル設定手段）
２６…減速プロファイル設定部（減速プロファイル設定手段、減速度制御手段）
Ｓ７…目標経路設定処理（図３中のステップ７）
Ｓ９…減速度制御処理（図３中のステップ９）
Ｓ…退避スペース
Ｒ…退避経路（目標経路）
Ｐｄ…目標地点
ρ…曲率

Claims (10)

1. 車両の前後方向に対して車両の幅方向にずれた所定の目標地点までの目標経路を設定する目標経路設定手段を備え、前記目標経路上を減速しながら走行し前記目標地点で停止する、操舵を伴う運転を実行する車両の運転支援装置において、
   車両のヨー時定数の変動が最小となるよう車両の前後方向の減速度を制御する減速度制御手段を備えた
   車両の運転支援装置。
2. 車両の目標経路上に沿って走行する車両の速度をｖ（ｔ）、前記減速度をａ_ｘ（ｔ）、車両に対して横方向に加わる横加速度をａ_ｙ（ｔ）とすると、
   ヨー時定数Ｔ_ｒ（ｔ）は、
   Ｔ_ｒ（ｔ）＝ｆ（ｖ（ｔ）、ａ_ｘ（ｔ）、ａ_ｙ（ｔ））で表され、
   ヨー時定数の変化量をＳとすると、
   前記減速度制御手段は、評価関数Ｓ（ｔ）を、
   Ｓ＝（Ｔ_ｒ（ｔ）−Ｔ_ｒ（ｔ＋Δｔ））^２
   のとおり、前記ヨー時定数の変化量（変化率）の２乗と定義し、このＳが最小となるように前記減速度ａ_ｘ（ｔ）を設定する
   請求項１に記載の車両の運転支援装置。
3. 前記目標経路上を走行する車両の通過地点ごとの前記横加速度を、該通過地点ごとの前記車速と、該通過地点ごとにおける曲率を基に設定し、
   前記減速度制御手段は、前記通過地点ごとの前記横加速度に基づいて、前記目標経路上を走行する車両の通過地点ごとの減速度に関する減速度プロファイルを設定する減速プロファイル設定手段とする
   請求項１又は２に記載の車両の運転支援装置。
4. 前記減速度制御手段は、前記通過地点ごとの前記横加速度に基づいて、前記目標経路上を走行する車両の通過地点ごとの減速度に関する減速度プロファイルを設定する減速プロファイル設定手段とし、
   前記目標経路上を走行する車両の通過地点ごとのステアリングの操舵量に関する操舵プロファイルを設定する操舵プロファイル設定手段を備え、
   前記操舵プロファイルにおける前記操舵量は、前記目標経路上を走行する車両に通過地点ごとに加わる横加速度に連動するものとし、
   前記横加速度を、少なくとも前記操舵プロファイルに基づいて設定する
   請求項１又は２に記載の車両の運転支援装置。
5. 前記運転制御手段には、
   前記目標経路上を走行する車両の通過地点ごとのステアリングの操舵量に関する操舵プロファイルを設定する操舵プロファイル設定手段を備え、
   前記操舵プロファイルにおける前記操舵量は、前記目標経路上を走行する車両に通過地点ごとに加わる横加速度に連動するものとし、
   前記目標経路上を走行する車両に通過地点ごとの操舵量と減速度との間には所定の関係を有するものとし、
   前記減速度制御手段は、前記操舵プロファイルおよび前記所定の関係に基づいて、前記目標経路上を走行する車両の通過地点ごとの減速度に関する減速度プロファイルを設定する減速プロファイル設定手段とする
   請求項１に記載の車両の運転支援装置。
6. 前記所定の関係とは、少なくともステアリングの操舵量の大きさが増加するに従って前記減速度を徐々に増加する関係である
   請求項５に記載の車両の運転支援装置。
7. 前記操舵プロファイル設定手段は、
   目標地点への進入前の車両の前後方向に対して目標地点の側へ進入するようステアリングの切り込み操舵を行う第１操舵ステップと、
   前記第１操舵ステップの切り込みを中立位置まで切り戻す第２操舵ステップと、
   車両が目標地点の手前側において、前記目標地点への進入前の車両の前記前後方向と平行に近づくように前記第１操舵ステップの操舵方向とは逆方向に切り込み操舵を行う第３操舵ステップと、
   前記第３操ステップの切り込みを中立位置まで切り戻す第４操舵ステップと、を有する前記操舵プロファイルを設定する
   請求項６に記載の車両の運転支援装置。
8. 前記減速度制御手段は、前記目標地点に停止するよう、前記目標経路上の車両の通過地点ごとの減速度に関する減速度プロファイルを設定する減速プロファイル設定手段とし、
   該減速プロファイル設定手段は、
   前記第１操舵ステップの間、前記減速度を増加させる第１減速ステップと、
   前記第２操舵ステップの間、前記減速度を一定に保つ第２減速ステップと、
   前記第３操舵ステップの間、前記減速度を増加させる第３減速ステップと、
   前記第４操舵ステップの間、前記減速度を一定に保つ第４減速ステップとを備えた前記減速度プロファイルを設定する
   請求項７に記載の車両の運転支援装置。
9. 乗員の状態に応じて車両の運転を支援する運転支援装置において、
   前記目標地点は、退避スペースに有するものとし、
   乗員の状態を取得する乗員状態取得手段と、
   車両の走行中、乗員状態に異常が発生した場合、車両を退避させる退避スペースを検出する退避スペース検出手段を備えた
   請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の運転支援装置。
10. 車両の前後方向に対して車両の幅方向にずれた所定の目標地点までの目標経路を設定する目標経路設定処理を実行し、前記目標経路上を減速しながら走行し前記目標地点で停止する、操舵を伴う運転を実行する車両の運転支援方法において、
    車両のヨー時定数の変動が最小となるよう車両の前後方向の減速度を制御する減速度制御処理を実行する
    車両の運転支援方法。

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