JP4169065B2 - 車両制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両制御装置に関するものである。
従来、自車位置より前方の道路の道路形状を判定して車速制御を行う車両制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に記載の車両制御装置によれば、自車が車速Ｖ０から所定の減速度で減速した場合に所定時間ｔ２内に停止できる距離（先読距離）を求め、自車位置よりも先読距離だけ前方に設定した仮自車位置に第２基準ノードを設定し、この第２基準ノードから距離ａ（ａ＝車速Ｖ０×所定時間ｔ１）だけ前方位置に第３基準ノードを設定する。また、第２基準ノードと第３基準ノードとの間を基準横加速度以下で通過するための通過可能車速を求める。そして、前方の道路にカーブの存在が判定され、車速Ｖ０が通過可能車速を上回っている場合には、カーブを確実に通過し得るように車速制御手段による自動減速を行う。
特許第３４３２８８１号公報
上述した車両制御装置の車速制御手段は、車速Ｖ０が通過可能車速を上回っている場合、目標車速を設定して、その目標車速となるように自動減速するものではない。従って、自動減速によって必要以上に減速させてしまう可能性がある。
また、上記車速制御手段は車速Ｖ０が通過可能車速を下回る場合に自動加速を実行するものではないため、カーブ走行時におけるドライバの運転操作を総合的に支援することができない。
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたもので、第１の目的は、カーブを走行する際、通過可能な車速となるように自車を減速させることができる車両制御装置を提供することである。また、第２の目的は、カーブ走行時におけるドライバの運転操作を総合的に支援することができる車両制御装置を提供することである。
上記目的を達成するために、請求項１記載の車両制御装置は、
自車進行方向の延長線上に位置し、自車の前方に存在するカーブ道路の道路境界、又はその付近に設けられた道路付帯物と自車との距離を取得する距離取得手段と、
道路付帯物に対する接近離間状態を表す指標として、道路付帯物に接近する相対速度が高くなるほど大きくなるとともに、各相対速度において道路付帯物との距離が短くなるほど増加勾配が急峻になり、道路付帯物の像の面積の単位時間当たりの変化度合いに基づいて求められた接近離間状態評価指標を算出する評価指標算出手段と、
カーブ道路の曲率半径を取得する曲率半径取得手段と、
カーブ道路の曲率半径に基づいて、カーブ道路を走行する際の目標速度を設定する目標速度設定手段と、
自車の速度を取得する速度取得手段と、
接近離間状態評価指標、道路付帯物と自車との距離、自車の速度、及び目標速度から、その接近離間状態評価指標を維持した状態で自車を目標速度まで減速するための目標減速度を算出する目標減速度算出手段と、
自車の速度が目標速度を上回る場合に、自車に発生する減速度が目標減速度となるように減速制御を行う車両制御手段と、を備えることを特徴とする。
このように、本発明は、カーブ道路を走行する際、目標速度まで自車を減速するための目標減速度を算出し、自車の速度が目標速度を上回る場合に、自車に発生する減速度が目標減速度となるように減速制御を行う。これにより、自車の進行方向前方に存在するカーブ道路を走行する際、通過可能な速度となるように自車を減速させることができる。
請求項２に記載の車両制御装置によれば、車両制御手段は、自車の速度と目標速度との速度差が所定速度差よりも小さい場合、自車の速度を維持するように速度制御を行うことを特徴とする。
このように、自車の速度とカーブ道路を走行する際の目標速度との速度差が所定速度差よりも小さい場合、自車の速度は通過可能な速度であると判断して、自車の速度を維持するように速度制御を行う。これにより、通過可能な速度を維持しながらカーブ道路を走行する際のドライバの運転操作を支援することができる。
請求項３に記載の車両制御装置によれば、目標減速度算出手段は、目標速度まで自車を加速するための目標加速度についても算出し、
車両制御手段は、自車の速度が目標速度を下回る場合に、自車に発生する加速度が目標加速度となるように加速制御を行うことを特徴とする。
このように自車の速度が目標速度を下回る場合には、自車がスムーズにカーブ道路を進入・退出できるように、自車に発生する加速度が目標加速度となるように加速制御を行う。これにより、カーブ走行時におけるドライバの運転操作を総合的に支援することができる。
請求項４に記載の車両制御装置は、自車進行方向の延長線上に位置し、自車の前方に存在するカーブ道路の道路境界、又はその付近に設けられた道路付帯物と自車との距離を取得する距離取得手段と、
道路付帯物に対する接近離間状態を表す指標として、道路付帯物に接近する相対速度が高くなるほど大きくなるとともに、各相対速度において道路付帯物との距離が短くなるほど増加勾配が急峻になり、道路付帯物の像の面積の単位時間当たりの変化度合いに基づいて求められた接近離間状態評価指標を算出する評価指標算出手段と、
カーブ道路の曲率半径を取得する曲率半径取得手段と、
カーブ道路の曲率半径に基づいて、カーブ道路を走行する際の目標速度を設定する目標速度設定手段と、
自車の速度を取得する速度取得手段と、
接近離間状態評価指標、道路付帯物と自車との距離、自車の速度、及び目標速度から、その接近離間状態評価指標を維持した状態で自車を目標速度まで加減速するための目標加減速度を算出する目標加減速度算出手段と、
自車の速度と目標速度とを比較した結果に基づいて、自車に発生する加減速度が目標加減速度となるように加減速制御を行う車両制御手段と、を備えることを特徴とする。
このように、本発明は、カーブ道路を走行する際、そのカーブ道路に対して設定した目標速度まで自車を加減速するための目標加減速度を算出し、自車の速度と目標速度とを比較した結果に基づいて、自車に発生する加減速度が目標加減速度となるように加減速制御を行う。これにより、自車の前方に存在するカーブ道路を走行する際、通過可能な速度となるように自車を減速させたり、或いは、通過可能な速度まで自車を加速させたりすることができるようになる。その結果、カーブ走行時におけるドライバの運転操作を総合的に支援することができる。
請求項５に記載のように、車両制御手段は、自車の速度が目標速度を上回る場合に、自車に発生する減速度が目標減速度となるように減速制御を行い、自車の速度が目標速度を下回る場合に、自車に発生する加速度が目標加速度となるように加速制御を行うことを特徴とする。これにより、自車の前方に存在するカーブ道路を走行する際の目標速度を基準として、自車を減速させたり加速させたりすることができる。
請求項６に記載のように、車両制御手段は、自車の速度と目標速度との速度差が所定速度差よりも小さい場合、自車の速度を維持するように速度制御を行うことが好ましい。これにより、通過可能な速度を維持しながらカーブ道路を走行する際のドライバの運転操作を支援することができる。
請求項７に記載の車両制御装置によれば、評価指標算出手段は、道路付帯物と自車との距離をDとし、自車の速度をVs0とすると、次式によって自車の現在の接近離間状態評価指標KdB_pを算出することを特徴とする。
（数１）
KdB_p=10×log{|-2×Vs0|/(D3×5×10-8)}
図２に示すように、例えば、自車の前方に停止中の車両（停止車）が存在する場合、停止車の実際の高さをH0、幅をW0、面積をS0(=W0×H0)とし、自車のドライバの目（網膜上）に映る停止車の像の高さをH、幅をW、面積をS(=W×H)とし、さらに、ドライバの目（水晶体）から停止車までの距離をD（便宜上、停止車と自車との距離D0と等しいとする）、ドライバの目の焦点距離をfとした場合、停止車の像の面積Sは、次式で示される。
（数２）
S=W×H=W0×H0×(f/D)2
ここで、単位時間当たりの停止車の像の面積Sの変化度合い（停止車の面積変化：dS/dt）は、次式で示される。なお、次式中の記号「∝」は比例関係にあることを示している。
（数３）
dS/dt=d(W×H)/dt∝d(f/D)2/dt∝d(1/D2)/dt
上記数式を距離Dで偏微分すると、次式を得る。
（数４）
dS/dt∝d(1/D2)/dt=(-2/D3)×(dD/dt)=(-2/D3)×Vs0
この停止車の面積変化dS/dtは、停止車に対する自車の接近状態及び離間状態の評価指標として用いることができる。従って、上記数式４を定数倍したものを対数（デシベル[dB]）で示し、さらにそれを定数倍することで、上記数式１に示すように、道路付帯物に対する自車の現在の接近離間状態評価指標KdB_pが得られる。なお、上記数式１中の||は絶対値を示す記号である。
請求項８に記載の車両制御装置によれば、評価指標算出手段は、道路付帯物と自車との距離をDとし、自車の速度をVs0とすると、上記数式１によって自車の現在の接近離間状態評価指標KdB_pを算出し、
KdB_p=10×log{|-2×Vs0|/(D 3 ×5×10 -8 )}
目標加減速度算出手段は、目標速度をVs0_tとすると、次式によって自車の目標加減速度dVs0/dtを算出することを特徴とする。
（数５）
dVs0/dt=7.5×D2×10｛(|KdB_p|/10)-8｝×(Vs0-Vs0_t)
先ず、上記数式１を次式のように変形する。
（数６）
10（|KdB_p|/10）=|-2×Vs0|/(D3×5×10-8)
（数７）
｜-Vs0|=(D3×5×10-8/2)×10（|KdB_p|/10）＝2.5×D3×10｛(|KdB|/10)-8｝
ここで、数式７を時間微分すると次式を得る。
（数８）
(dVs0/dD)×(dD/dt)=7.5×D2×10｛(|KdB_p|/10)-8｝×Vs0
上記数式８は、現在の接近離間状態評価指標KdB_pを維持するための自車の加減速度の目標値を表す。この数式８に対して目標速度Vs0_tを加味すると、自車の目標加減速度dVs0/dtは、次式によって表される。
（数９）
dVs0/dt=7.5×D2×10｛(|KdB_p|/10)-8｝×(Vs0-Vs0_t)
ここで、自車の速度Vs0が目標速度Vs0_tを上回る値を示す場合、目標加減速度dVs0/dtは、自車の目標とする減速度を示すため、その時の目標加減速度dVs0/dtとなるように減速制御を実行することで、現在の接近離間状態評価指標KdB_pを維持しながら、目標速度Vs0_tまで自車の速度Vs0を減速することができる。
一方、自車の速度Vs0が目標速度Vs0_tを下回る値を示す場合、目標加減速度dVs0/dtは、自車の目標とする加速度を示すため、その時の目標加減速度dVs0/dtとなるように加速制御を実行することで、現在の接近離間状態評価指標KdB_pを維持しながら、目標速度Vs0_tまで自車の速度Vs0を加速することができる。
請求項９に記載のように、目標加減速度算出手段は、自車の目標加減速度dVs0/dtに対して１以下の正の値を示すゲインを乗じて、最終的な目標加減速度dVs0/dtを算出することが好ましい。
上記数式８にゲインgainを乗じることで、次式に示す目標加減速度dVs0/dtを得る。
（数１０）
dVs0/dt=gain×7.5×D2×10｛(|KdB_p|/10)-8｝×Vs0
上記数式１０中のゲインgainの値を1.000とすることで、その時の目標加減速度dVs0/dtとなるように加減速制御を行えば、現在の接近離間状態評価指標KdB_pを維持しながら自車の速度Vs0を加速又は減速することができる。ここで、ゲインgainの範囲について考えてみる。例えば、道路付帯物に速度Vs0で接近中の自車が一定の減速度GGで減速を開始したとき、道路付帯物に接触する位置で自車が停止するまでの走行距離DDは次式で表される。
（数１１）
DD=Vs02／2×GG
ここで、道路付帯物に接触する位置で自車が停止するときの減速度GGと、現在の接近離間状態評価指標KdB_pを維持するための目標加減速度dVs0/dt（ゲインgain=1.000）との比を求める。
（数１２）
GG/dVs0/dt=(Vs02／2×DD)/(gain×7.5×D2×10｛(|KdB_p|/10)-8｝×Vs0)＝Vs0/(15×D3×10｛(|KdB_p|/10)-8｝)
上記数式１２中の自車の速度Vs0に上記数式７を代入すると次式を得る。
（数１３）
GG/dVs0/dt=(2.5×D3×10｛(|KdB_p|/10)-8｝)/(15×D3×10｛(|KdB_p|/10)-8｝)=2.5/15≒0.167
よって、ゲインgainを0.167とすることで、道路付帯物に接触する位置で自車が停止するための目標加減速度dVs0/dtとすることができる。以上から、ゲインgainは、0.167から1.000までの数値範囲となる。
請求項１０に記載に記載の車両制御装置によれば、距離取得手段は、通行区分線、ポール、反射板、デリニエータ、ガードレール、及び縁石の少なくとも１つの道路付帯物と自車との距離を取得することを特徴とする。
通行区分線、ポール、反射板、デリニエータ、ガードレール、及び縁石等は、カーブ道路の境界やその付近に設けられていることが多い。従って、これらの道路付帯物と自車との距離を取得することで、自車がカーブ道路から逸脱する地点までの距離を取得することができる。なお、請求項１１に記載のように、距離取得手段は、自車の位置を検出するＧＰＳ受信機の検出結果と道路地図データとを用いて、道路付帯物と自車との距離を取得するようにしてもよい。
請求項１２に記載の車両制御装置は、
自車の進行方向前方の道路上に存在する障害物と自車との距離を取得する距離取得手段と、
障害物と自車との相対速度を取得する相対速度取得手段と、
障害物に対する接近離間状態を表す指標として、障害物に接近する相対速度が高くなるほど大きくなるとともに、各相対速度において障害物との距離が短くなるほど増加勾配が急峻になり、道路付帯物の像の面積の単位時間当たりの変化度合いに基づいて求められた接近離間状態評価指標を算出する評価指標算出手段と、
距離取得手段の取得した距離に基づいて、自車が障害物との衝突を回避するために必要な自車の旋回半径を演算する旋回半径演算手段と、
自車のドライバが衝突回避時にステアリング操作を行うことによって、自車の横方向に発生する横加速度の目標値を設定する目標横加速度設定手段と、
旋回半径演算手段の演算した旋回半径と、目標横加速度設定手段の設定した目標横加速度とから、障害物と自車との目標相対速度を演算する目標相対速度演算手段と、
障害物と自車との距離、相対速度、接近離間状態評価指標から、その接近離間状態評価指標を維持した状態で自車を目標相対速度まで減速するための目標相対減速度を演算する目標相対減速度演算手段と、
相対速度が目標相対速度を上回る場合に、自車に発生する相対減速度が目標相対減速度となるように減速制御を行う車両制御手段と、を備えることを特徴とする。
このように、本発明は、自車の進行方向前方の道路上に障害物が存在する場合、この障害物に対する接近離間状態評価指標を算出するとともに、障害物との衝突を回避するために必要な自車の旋回半径と目標横加速度から、障害物と自車との目標相対速度を演算し、自車の相対速度が目標相対速度を上回る場合に、自車に発生する相対減速度が目標相対減速度となるように減速制御を行うようにした。
これにより、カーブ道路上に駐車車両や歩行者等の障害物が存在する場合であっても、自車に発生する相対減速度が目標相対減速度となるように減速制御が行われることで、カーブ道路走行時におけるドライバの運転操作を総合的に支援することができる。
請求項１３に記載のように、目標相対減速度演算手段は、目標相対減速度に対して１以下の正の値を示すゲインを乗じて、最終的な目標相対減速度を演算することが好ましい。上記請求項９の作用効果で説明したように、ゲインgainの値を1.000とすることで、その時の目標相対減速度となるように減速制御を行えば、現在の接近離間状態評価指標KdB_pを維持しながら自車を減速することができる。また、ゲインgainを0.167とすることで、障害物に接触する位置で自車が停止するための目標相対減速度とすることができる。よって、ゲインgainは0.167から1.000までの数値の範囲内であることが望ましい。
請求項１４に記載のように、
自車の進行方向前方の道路上の路面摩擦係数を決定する路面摩擦係数決定手段と、
路面摩擦係数決定手段の決定した路面摩擦係数に基づいて、自車に発生することのできる最大減速度を演算する最大減速度演算手段と、を備え、
車両制御手段は、自車に発生する相対減速度が最大減速度未満となるように減速制御を行うことが好ましい。
クーロンの摩擦の法則によれば、車両のタイヤに働く横力Ｆと制動力Ｔ（又は駆動力）は、どのような場合にも次式を満足しなければならないことが知られている。次式中、μは路面摩擦係数、Ｈｗはタイヤの垂直荷重を示している。
（数１４）
√（Ｆ２＋Ｔ２）≦（μ×Ｈｗ）
すなわち、タイヤと路面の間に働く水平面内のあらゆる方向の力の合力は、そのときの垂直荷重に路面摩擦係数μを掛けた値以上になることはできず、合力のベクトルは、半径μ×Ｈｗの円（一般に、「摩擦円」と呼ばれる）内にとどまる。
従って、路面摩擦係数μに基づいて演算される最大減速度を自車に発生させると、そのときの横力Ｆはゼロに等しくなり、自車のドライバが衝突を回避するためのステアリング操作を行っても自車の進行方向は変わらず、その結果、障害物との衝突を回避することができなくなる。
そのため、例えば、自車に発生する相対減速度が最大減速度の５〜６０％となるように減速制御を行うことで、ステアリング操作時の横力Ｆ分が確保され、その結果、障害物との衝突を回避することが可能となる。
請求項１５に記載のように、自車の走行状態に基づいて、自車の横幅と高さからなる自車投影面の将来軌跡を推定する自車投影面軌跡推定手段を備え、
距離取得手段は、自車投影面軌跡推定手段の推定した自車投影面の将来軌跡と重なる障害物と自車との距離を取得することが好ましい。これにより、自車と衝突する可能性の低い障害物を距離取得の対象から除くことができる。
なお、請求項１６に記載のように、自車投影面軌跡推定手段は、自車の最低地上高を踏まえて自車投影面の将来軌跡を推定するとよい。例えば、センターラインに沿って道路に敷設されるキャッツアイ等は、自車の障害とならない物体であるため、距離取得の対象から除外する必要がある。そこで、自車の最低地上高を踏まえて自車投影面の将来軌跡を推定することで、自車の障害とならない物体を距離取得の対象から除外することが可能となる。
請求項１７に記載の車両制御装置によれば、
評価指標算出手段は、障害物と自車との距離をDとし、相対速度をVrとすると、次式によって自車の現在の接近離間状態評価指標KdB_pを算出することを特徴とする。
（数１５）
KdB_p=10×log{|-2×Vr|/(D3×5×10-8)}
図８に示すように、例えば、自車の前方に先行車が存在する場合、先行車の実際の高さをH0、幅をW0、面積をS0(=W0×H0)とし、自車のドライバの目（網膜上）に映る先行車の像の高さをH、幅をW、面積をS(=W×H)とし、さらに、ドライバの目（水晶体）から先行車までの距離をD（便宜上、先行車と自車との距離D0と等しいとする）、ドライバの目の焦点距離をfとした場合、先行車の像の面積Sは、次式で示される。
（数１６）
S=W×H=W0×H0×(f/D)2
ここで、単位時間当たりの先行車の像の面積Sの変化度合い（先行車の面積変化：dS/dt）は、次式で示される。なお、次式中の記号「∝」は比例関係にあることを示している。
（数１７）
dS/dt=d(W×H)/dt∝d(f/D)2/dt∝d(1/D2)/dt
上記数式を距離Dで偏微分すると、次式を得る。次式中のVrは先行車と自車との相対速度である。
（数１８）
dS/dt∝d(1/D2)/dt=(-2/D3)×(dD/dt)=(-2/D3)×Vr
この先行車の面積変化dS/dtは、先行車に対する自車の接近状態及び離間状態の評価指標として用いることができる。従って、上記数式１８を定数倍したものを対数（デシベル[dB]）で示し、さらにそれを定数倍することで、上記数式１５に示すように、障害物に対する自車の現在の接近離間状態評価指標KdB_pが得られる。なお、上記数式１５中の||は絶対値を示す記号である。
請求項１８に記載の車両制御装置によれば、
目標相対速度演算手段は、目標相対速度をVr_tとすると、次式によって自車の目標加減速度dVr/dtを算出することを特徴とする。
（数１９）
dVr/dt=7.5×D2×10｛(|KdB_p|/10)-8｝×(Vr-Vr_t)
上記数式１５にも示したように、接近離間状態評価指標KdB_pは次式を計算することによって算出される。なお、接近離間状態評価指標KdB_pの符号（＋、−）については、相対速度Vrが負の値（Vr<0、接近）の場合に正の値（KdB_p>0）となるように符号を割り当て、相対速度Vrが正の値（Vr>0、離間）の場合に負の値（KdB_p<0）となるように符号を割り当てることにする。また、数式中の｜｜は絶対値を示す記号である。
（数２０）
KdB_p=10×log{|-2×Vr|/(D3×5×10-8)}
上記の数式は次式のように変形することができる。
（数２１）
10（|KdB_p|/10）＝|-2×Vr|/(D3×5×10-8)
（数２２）
｜-Vr|＝(D3×5×10-8/2)×10（|KdB_p|/10）＝2.5×D3×10｛(|KdB_p|/10)-8｝
ここで、自車と障害物との目標相対減速度dVr/dtは、車間距離D、相対速度Vr、接近離間状態評価指標KdB_pから次式によって算出される。
（数２３）
目標相対減速度dVr/dt＝(dVr/dD)×(dD/dt)＝7.5×D2×10｛(|KdB_p|/10)-8｝×Vr
上記数式２３に示す目標相対減速度dVr/dtは、自車の現在の接近離間状態評価指標KdB_pを維持した状態で目標相対速度Vr_tまで自車を減速するための目標相対減速度を示している。
ここで、障害物と自車との目標相対速度をVr_tを加味した目標相対減速度dVr/dtの算出式は、以下のように表される。
（数２４）
dVr/dt＝7.5×D2×10｛(|KdB_p|/10)-8｝×(Vr-Vr_t)
上記数式２４において、目標相対速度Vr_tが負（Vr_t<0）の場合、目標相対減速度dVr/dtは目標相対速度Vr_t=0とした場合に比べて小さな値となるから、その時の目標相対減速度dVr/dtとなるように減速制御を実行することで、現在の相対速度Vrから目標相対速度Vr_tとなるまで減速することができる。
一方、目標相対速度Vr_tが正（>0）の場合、目標相対減速度dVr/dtは目標相対速度Vr_t=0とした場合に比べて大きな値となるから、その時の目標相対減速度dVr/dtとなるように減速制御を実行することで、現在の相対速度Vrから離間状態の目標相対速度Vr_tとなるまで減速することができる。
請求項１９に記載の車両制御装置は、
自車の進行方向前方のカーブ道路上に存在する障害物、及びカーブ道路の道路境界、又はその付近に設けられた道路付帯物の何れかの物体と自車との距離を取得する距離取得手段と、
障害物、及び道路付帯物の何れかの物体に対する接近離間状態を表す指標として、障害物及び道路付帯物の何れかの物体に接近する相対速度が高くなるほど大きくなるとともに、各相対速度において障害物及び道路付帯物の何れかの物体との距離が短くなるほど増加勾配が急峻になり、道路付帯物の像の面積の単位時間当たりの変化度合いに基づいて求められた接近離間状態評価指標を算出する評価指標算出手段と、
カーブ道路の曲率半径を取得する曲率半径取得手段と、
カーブ道路の曲率半径に基づいて、カーブ道路を走行する際の目標速度を設定する目標速度設定手段と、
自車の速度を取得する速度取得手段と、
障害物と自車との相対速度を取得する相対速度取得手段と、
距離取得手段の取得した障害物と自車との距離に基づいて、自車が障害物との衝突を回避するために必要な自車の旋回半径を演算する旋回半径演算手段と、
自車のドライバが衝突回避時にステアリング操作を行うことによって、自車の横方向に発生する横加速度の目標値を設定する目標横加速度設定手段と、
旋回半径演算手段の演算した旋回半径と、目標横加速度設定手段の設定した目標横加速度とから、障害物と自車との目標相対速度を演算する目標相対速度演算手段と、
道路付帯物に対する接近離間状態評価指標、道路付帯物と自車との距離、自車の速度、及び目標速度から、自車を目標速度まで加減速するための目標加減速度を算出する目標加減速度算出手段と、
障害物と自車との距離、相対速度、障害物に対する接近離間状態評価指標から、その接近離間状態評価指標を維持した状態で自車を目標相対速度まで減速するための目標相対減速度を演算する目標相対減速度演算手段と、
カーブ道路上に障害物が存在するとともに相対速度が目標相対速度を上回る場合には、自車に発生する相対減速度が目標相対減速度となるように減速制御を行い、カーブ道路上に障害物が存在しない場合には、自車の速度と目標速度とを比較した結果に基づいて、自車に発生する加減速度が目標加減速度となるように加減速制御を行う車両制御手段と、を備えることを特徴とする。
これにより、カーブ道路上に障害物が存在するとともに相対速度が目標相対速度を上回る場合には、自車に発生する相対減速度が目標相対減速度となるように減速制御が行われるため、障害物との衝突が回避可能となる。一方、カーブ道路上に障害物が存在しない場合には、自車の速度と目標速度とを比較した結果に基づいて、自車に発生する加減速度が目標加減速度となるように加減速制御が行われるため、カーブ道路を走行する際、通過可能な速度となるように自車を減速させたり、或いは、通過可能な速度まで自車を加速させたりすることができるようになる。その結果、カーブ走行時におけるドライバの運転操作を総合的に支援することができる。
なお、請求項２０〜３２に記載の車両制御装置の作用効果は、上述した請求項５〜１１、及び請求項１３〜１８に記載の車両制御装置の作用効果と同様であるため、その説明を省略する。
請求項３３に記載の車両制御装置は、
自車進行方向の延長線上に位置し、自車の前方に存在するカーブ道路の道路境界、又はその付近に設けられた道路付帯物との距離を取得する距離取得手段と、
道路付帯物との相対速度を検出する相対速度検出手段と、
道路付帯物に対する接近離間状態を表す指標として、道路付帯物に接近する相対速度が高くなるほど大きくなるとともに、各相対速度において道路付帯物との距離が短くなるほど増加勾配が急峻になり、道路付帯物の像の面積の単位時間当たりの変化度合いに基づいて求められた接近離間状態評価指標を算出する評価指標算出手段と、
自車の常用減速度、道路付帯物との距離、及び相対速度検出手段の検出した相対速度から、カーブ道路に進入する、若しくはカーブ道路を走行するときのブレーキ装置による制動力を制御する実行タイミングの指標を表す減速目標を算出する減速目標算出手段と、
評価指標算出手段の算出した接近離間状態評価指標が、減速目標算出手段の算出した減速目標を上回る値であるかどうかを判定する減速目標判定手段と、
減速目標判定手段によって、接近離間状態評価指標が減速目標を上回る値であると判定した時点における、当該接近離間状態評価指標の値を初期値として、道路付帯物との距離が短くなるに従い、減速目標を上回る値であると判定した時点での接近離間状態評価指標の勾配による一定の傾きで増加するように、接近離間状態評価指標の目標値を設定する目標値設定手段と、
接近離間状態評価指標目標値に対応する目標相対速度と実際の相対速度とに基づいて、目標減速度を算出する目標減速度算出手段と、
自車がカーブ道路に進入する、若しくはカーブ道路を走行する際、自車の減速度が目標減速度となるように、ブレーキ装置による制動力を制御する制動力制御手段とを備えることを特徴とする。
上述したように、請求項３３に記載の車両制御装置によれば、自車の常用減速度（例えば、カーブ道路に進入する、若しくはカーブ道路を走行する際に運転者が自車を減速させる運転操作を行うことによって自車に発生する通常の減速度）に基づいて減速目標を算出し、接近離間状態評価指標が減速目標を上回った場合、そのタイミングでブレーキ装置による制動力の制御を開始する。
これにより、自車がカーブ道路に進入する、若しくはカーブ道路を走行する際、運転者が自車を減速させるための運転操作を開始しない場合であっても、通常、運転者が自車を減速させるための運転操作を開始するタイミングでブレーキ装置による制動力の制御を開始することができる。その結果、カーブ走行時における運転者（ドライバ）の運転操作を総合的に支援することができる。
また、ブレーキ装置による制動力の制御を開始すると、道路付帯物との距離が短くなるに従い、一定の傾きで増加する接近離間状態評価指標目標値を設定する。ここで、接近離間状態評価指標は、ある相対速度において、道路付帯物との距離が短くなるほど増加勾配が急峻になる特性を有している。従って、道路付帯物との距離が短くなるに従い、一定の傾きで増加する接近離間状態評価指標目標値を設定することにより、自車が道路付帯物へ接近するにつれて当該道路付帯物との相対速度の減少度合いが大きくなるように、自車を減速することができる。
なお、接近離間状態評価指数目標値の算出に用いられる一定の勾配は、運転者が自車両を減速させるための運転操作を開始した時点における道路付帯物との距離に応じて変化する。従って、道路付帯物との距離や相対速度に応じた適切な接近離間状態評価指数目標値を設定することができる。
請求項３４に記載の車両制御装置によれば、
自車進行方向の延長線上に位置し、自車の前方に存在するカーブ道路の道路境界、又はその付近に設けられた道路付帯物との距離を取得する距離取得手段と、
道路付帯物との相対速度を検出する相対速度検出手段と、
道路付帯物に対する接近離間状態を表す指標として、道路付帯物に接近する相対速度が高くなるほど大きくなるとともに、各相対速度において道路付帯物との距離が短くなるほど増加勾配が急峻になり、道路付帯物の像の面積の単位時間当たりの変化度合いに基づいて求められた接近離間状態評価指標を算出する評価指標算出手段と、
カーブ道路に進入する、若しくはカーブ道路を走行する際、自車の運転者が自車を減速させるための運転操作を開始した時点における、接近離間状態評価指標の値を初期値として、道路付帯物との距離が短くなるに従い、自車を減速させるための運転操作の開始時点での接近離間状態評価指標の勾配による一定の傾きで増加するように、接近離間状態評価指標の目標値を設定する目標値設定手段と、
接近離間状態評価指標目標値に対応する目標相対速度と実際の相対速度とに基づいて、目標減速度を算出する目標減速度算出手段と、
自車がカーブ道路に進入する、若しくはカーブ道路を走行する際、自車の減速度が目標減速度となるように、ブレーキ装置による制動力を制御する制動力制御手段とを備えることを特徴とする。
請求項３４に記載の車両制御装置によれば、運転者が自車を減速させるための運転操作（ブレーキペダルを踏み込むブレーキ操作、アクセルペダルの踏み込み量を減少させるアクセルオフ操作、エンジンブレーキが発生するように自車のシフトポジションを変更するシフト操作等）を開始した時点における、道路付帯物との接近離間状態を表す接近離間状態評価指標の値を初期値として、道路付帯物との距離が短くなるに従い、自車を減速させるための運転操作の開始時点での接近離間状態評価指標の勾配による一定の傾きで増加するように、接近離間状態評価指標の目標値を設定する。
ここで、上述したように、接近離間状態評価指標は、ある相対速度において、道路付帯物との距離が短くなるほど増加勾配が急峻になる特性を有している。従って、道路付帯物との距離が短くなるに従い、一定の傾きで増加する接近離間状態評価指標目標値を設定することにより、自車が道路付帯物へ接近するにつれて当該道路付帯物との相対速度の減少度合いが大きくなるように、自車を減速することができる。
この結果、運転者は、良好な減速度フィーリングが得られる。実際、運転操作に習熟した運転者がカーブ道路の手前で減速する際、ブレーキ操作の開始時点での接近離間状態評価指標ＫｄＢの勾配をほぼ維持するようにブレーキ操作を行うことを実験により確認している。
請求項３５に記載のように、自車の運転者による自車を減速させるための運転操作によって自車に発生する減速度を推定する減速度推定手段を備え、制動力制御手段は、減速度推定手段によって推定される減速度が、目標減速度よりも大きい場合には、制動力の制御を非実行とすることが好ましい。この場合、運転者による自車を減速させるための運転操作によって充分な減速度が発生すると考えられるため、本車両制御装置によってアシスト制御を行う必要は無いためである。
請求項３６に記載の車両制御装置によれば、自車が前記道路付帯物に衝突するまでの余裕時間を示す衝突余裕時間を算出する衝突余裕時間算出手段を備え、制動力制御手段は、衝突余裕時間が所定時間以上である場合には、制動力の制御を非実行とすることを特徴とする。
衝突余裕時間が所定時間以上ある場合には、運転者自らの自車を減速させるための運転操作等によって、道路付帯物との衝突を充分に回避することができると考えられるためである。
請求項３７に記載の車両制御装置によれば、目標値設定手段は、自車の運転者の指示に応じたゲインを、接近離間状態評価指標の勾配に乗じて、そのゲインが乗じられた勾配を用いて、接近離間状態評価指標の目標値を設定することが好ましい。これにより、自車の制動力をアシスト制御する際に、自車の運転者の嗜好に応じて、そのアシスト制御による自車の減速度合を調整することが可能になる。
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本実施形態は、本発明の車両制御装置を運転支援システムに適用した場合について説明するものである。
（第１実施形態）
図１に、本実施形態の運転支援システムの全体構成を示す。同図に示すように、本運転支援システムは、VSC_ECU１０、舵角センサ２０、Gセンサ３０、ヨーレートセンサ４０、ENG_ECU５０、CCDカメラ６０ａ、画像認識処理装置６０ｂ、レーダ７０、操作SW８０、ナビゲーション装置９０、及びカーブ走行制御ECU１００によって構成される。
図１に示すVSC_ECU１０は、自車に制動力を印加するブレーキアクチュエータ（図示せず）を制御するもので、自車の横滑りを抑制するVSC（Vehicle Stability Control、登録商標）の制御機能を備える。このVSC_ECU１０は、車内LANから目標制動力の情報を受信し、この目標制動力が発生するように、ブレーキアクチュエータを制御する。また、VSC_ECU１０は、自車の速度（車速）Vs0、及びブレーキ圧力の情報を車内LANに送信する。舵角センサ２０は、自車のステアリングの操舵角の情報を検出するセンサであり、検出した操舵角の情報を車内LANに送信する。
Gセンサ３０は、自車の前後方向に発生する加速度（前後加速度）を検出する加速度センサであり、検出した前後加速度の情報を車内LANに送信する。ヨーレートセンサ４０は、自車の鉛直軸まわりの角速度（ヨーレート）を検出するセンサであり、検出したヨーレートの情報を車内LANに送信する。
ENG_ECU５０は、車内LANから目標駆動力の情報を受信し、目標駆動力を発生するように、図示しないスロットルアクチュエータを制御する。CCDカメラ６０ａは、自車前方の所定範囲内の画像を撮影する撮像手段であり、撮像画像を画像認識処理装置６０ｂへ出力する。画像認識処理装置６０ｂは、CCDカメラ６０ａから出力された撮像画像に対して所定の画像認識処理を施すことによって、例えば、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、自車前方のカーブ道路の道路境界やその付近に設けられた通行区分線ｍ１、ポールｍ２、ガードレールｍ３、縁石ｍ４等の道路付帯物を認識し、その道路付帯物と自車との相対位置を求める。そして、道路付帯物の種類とその相対位置の情報をカーブ走行制御ECU１００へ出力する。
レーダ７０は、例えば、レーザ光を自車前方の所定範囲に照射し、その反射光を受信して、例えば、図５（ａ）、（ｂ）に示すようなカーブ道路の道路境界やその付近に設けられた所定強度以上の反射光強度を示す反射板ｍ５、デリニエータｍ６等の道路付帯物との距離、自車幅中心軸と道路付帯物の中心軸とのズレ量（横ずれ量）等を検出し、カーブ走行制御ECU１００へ出力する。
操作SW８０は、ドライバが操作するスイッチ群であり、スイッチ群の操作情報はカーブ走行制御ECU１００へ出力される。ナビゲーション装置９０は、いずれも周知の地磁気センサ、ジャイロスコープ、距離センサ、及び衛星からの電波に基づいて自車の位置を検出するＧＰＳ（Global Positioning System ）のためのＧＰＳ受信機等から構成される位置検出部、道路地図データを記憶する道路地図データ記憶部、液晶やＣＲＴ等を用いたカラーディスプレイ、及び制御回路によって構成される。
道路地図データは、地図上の道路をリンクとノードによって表現するためのリンクデータ及びノードデータが含まれており、このリンクデータ及びノードデータは、リンクの始点及び終点座標、リンク長、通行区分幅、道路の曲率半径の情報を含んでいる。ナビゲーション装置９０は、カーブ走行制御ECU１００からの指令を受けて、自車の現在位置を特定し、自車前方の所定距離以内に存在するカーブ道路のリンクデータ及びノードデータを出力する。
カーブ走行制御ECU１００は、接近離間状態評価指標演算部１１０、車両制御部１２０の各機能で構成される。カーブ走行制御ECU１００は、主にマイクロコンピュータとして構成され、何れも周知のCPU、ROM、RAM、I/O、及びこれらを接続するバスによって構成される。
このカーブ走行制御ECU１００は、自車の進行方向前方にカーブ道路が存在する場合、そのカーブ道路を走行する際の目標速度を設定し、その設定した目標速度まで自車を加減速するための目標加減速度を算出する。そして、自車の速度とその目標速度を比較した結果に基づいて、自車に発生する加減速度が目標加減速度となるように加減速制御を実行する。
接近離間状態評価指標演算部１１０は、自車前方に存在するカーブ道路に設けられた道路付帯物と自車との距離D（言い換えれば、自車がカーブ道路から逸脱する地点までの距離）、自車の速度Vs0から、次式によって道路付帯物と自車の現在の接近離間状態評価指標KdB_pを算出する。なお、次式の|-2×Vs0|は、（-2×Vs0）の絶対値を示す記号である。
（数２５）
KdB_p=10×log{|-2×Vs0|/(D3×5×10-8)}
なお、上述したように、通行区分線ｍ１、ポールｍ２、ガードレールｍ３、縁石ｍ４、反射板ｍ５、デリニエータｍ６等の道路付帯物は、カーブ道路の境界やその付近に設けられる。従って、これらの道路付帯物から、自車がカーブ道路から逸脱する地点までの距離Dを取得することができる。また、ＧＰＳ受信機の検出結果と道路地図データのリンクデータ及びノードデータとを用いて、道路付帯物と自車との距離Dを取得するようにしてもよい。
ここで、上記数式２５について説明する。図２に示すように、自車の前方に静止物（例えば、停止車）が存在する場合、この静止物としての停止車の実際の高さをH0、幅をW0、面積をS0(=W0×H0)とし、自車のドライバの目（網膜上）に映る停止車の像の高さをH、幅をW、面積をS(=W×H)とし、さらに、ドライバの目（水晶体）から停止車までの距離をD（便宜上、停止車と自車との距離D0と等しいとする）、ドライバの目の焦点距離をfとした場合、停止車の像の面積Sは、次式で示される。
（数２６）
S=W×H=W0×H0×(f/D)2
ここで、単位時間当たりの停止車の像の面積Sの変化度合い（言い換えれば、停止車の面積変化）dS/dtは、次式で示される。なお、次式中の記号「∝」は比例関係にあることを示している。
（数２７）
dS/dt=d(W×H)/dt∝d(f/D)2/dt∝d(1/D2)/dt
上記数式を距離Dで偏微分すると、次式を得る。
（数２８）
dS/dt∝d(1/D2)/dt=(-2/D3)×(dD/dt)=(-2/D3)×Vs0
この停止車の面積変化dS/dtは、停止車に対する自車の接近状態及び離間状態の評価指標として用いることができる。従って、上記数式２８を定数倍したものを対数（デシベル[dB]）で示し、さらにそれを定数倍することで、上記数式２５に示すように、静止物としての道路付帯物に対する自車の現在の接近離間状態評価指標KdB_pが得られる。
なお、この接近離間状態評価指標KdB_pは、単位時間当たりの道路付帯物の像の面積Sの変化度合いdS/dtから導かれるものであるため、CCDカメラ６０ａの撮像画像における道路付帯物の単位時間当たりの大きさの変化度合いから算出するようにしてもよい。
図３に車両制御部１２０の機能ブロックを示す。接近離間状態評価指標取得部２０１は、接近離間状態評価指標演算部１１０において算出された自車の現在の接近離間状態評価指標KdB_pを取得する。
路面μ取得部２０２は、図示しない路面状態検出装置の検出した自車の走行する道路の路面状態から路面摩擦係数μを決定する。なお、例えば、乾燥、湿潤、積雪、凍結等の路面状態と路面摩擦係数μを予め対応させておき、乾燥、湿潤、積雪、凍結等をドライバに選択させ、その選択させた路面状態から路面摩擦係数μを決定するようにしてもよい。
目標横加速度設定部２０３は、路面摩擦係数μを考慮して、自車がカーブ道路を走行する際に目標とする目標横加速度Gyを設定する。この目標横加速度Gyは、自車がカーブ道路を安全に通過することができる横加速度の最大値を示している。
道路曲率半径取得部２０４は、自車前方のカーブ道路の曲率半径Rを取得する。ここで、図４を用いて、この道路曲率半径取得部２０４において取得するカーブ道路の曲率半径Rについて説明する。なお、一般的な道路においては、直線区間→緩和曲線（クロソイド、３次放物線等）区間→円曲線区間→緩和曲線区間→直線区間のように、円曲線区間の前後に緩和曲線区間の道路が設けられるが、本実施形態では説明を簡単にするため、図４に示すように、円曲線区間のみで構成されるカーブ道路の曲率半径Rについて説明する。
道路曲率半径取得部２０４は、自車の前方にカーブ道路が存在する場合、そのカーブ道路の円曲線の中心Oからカーブ道路の自車通行区分の中心線までの距離をそのカーブ道路の曲率半径Rとして取得する。
道路曲率半径取得部２０４は、ナビゲーション装置９０から出力される道路地図データを構成するリンクデータ及びノードデータに基づいて曲率半径Rを取得してもよいし、レーダ７０や画像認識処理装置６０ｂから出力される通行区分線ｍ１、ポールｍ２、ガードレールｍ３、縁石ｍ４、反射板ｍ５、デリニエータｍ６等の道路付帯物に関わる情報からカーブ道路の曲率半径Rを推定するようにしてもよい。この場合、ポールｍ２、ガードレールｍ３、縁石ｍ４、反射板ｍ５、デリニエータｍ６等の情報から推定する場合には、それらの情報から近似曲線を求め、その近似曲線の曲率半径Rを求めるとよい。
また、図４に示すように、自車進行方向の延長線上に位置する道路付帯物（通行区分線ｍ１、ポールｍ２、ガードレールｍ３、縁石ｍ４、反射板ｍ５、デリニエータｍ６等）と自車との距離D、自車前端部と自車前輪中心軸との距離y、及び自車前輪中心軸における自車幅の中心点と道路付帯物との距離Lとすると次式が成り立つ。
（数２９）
(D+y)2＋R2=(R+L)2
従って、カーブ道路の曲率半径Rは、上記数式２９から次式を計算することによって求めるようにしてもよい。
（数３０）
R={(D+y)2-L2}/2×L
目標速度設定部２０５は、自車前方のカーブ道路を走行する際の目標速度を設定するものであり、目標横加速度Gy及びカーブ道路の曲率半径Rから次式を計算することによって、目標速度Vs0_t設定する。
（数３１）
Vs0_t=(R×Gy)1/2
目標加減速度演算部２０６は、現在の自車の速度Vs0と目標速度Vs0_tとを比較し、比較した結果、現在の自車の速度Vs0と目標速度Vs0_tとの速度差が所定速度差よりも小さい場合には、現在の自車の速度Vs0を維持するための目標加減速度を算出する。
一方、上記速度差が所定速度差よりも大きい場合には、自車の現在の接近離間状態評価指標KdB_p、自車進行方向の延長線上に位置する道路付帯物と自車との距離D、自車の速度Vs0、及び目標速度Vs0_tを用いて次式を計算することによって、目標速度Vs0_tまで自車を加減速するための目標加減速度dVs0/dtを求める。
（数３２）
dVs0/dt=gain×7.5×D2×10｛(|KdB_p|/10)-8｝×(Vs0-Vs0_t)
上記数式３２は、現在の接近離間状態評価指標KdB_pを維持した状態で目標速度Vs0_tまで自車を加減速するための加減速度の目標値を示しており、これは、上記数式２５から導かれる。先ず、上記数式２５を次式のように変形する。
（数３３）
10（|KdB_p|/10）=|-2×Vs0|/(D3×5×10-8)
（数３４）
｜-Vs0|=(D3×5×10-8/2)×10（|KdB_p|/10）＝2.5×D3×10｛(|KdB|/10)-8｝
ここで、数式３４を時間微分すると次式を得る。
（数３５）
(dVs0/dD)×(dD/dt)=7.5×D2×10｛(|KdB_p|/10)-8｝×Vs0
上記数式３５は、現在の接近離間状態評価指標KdB_pを維持するための自車の加減速度の目標値を表す。この数式３５に対して目標速度Vs0_tを加味すると、自車の目標加減速度dVs0/dtは、次式によって表される。
（数３６）
dVs0/dt=7.5×D2×10｛(|KdB_p|/10)-8｝×(Vs0-Vs0_t)
なお、目標加減速度演算部２０６は、上記数式３６に対して１以下の正の値を示すゲインgainを乗じて、上記数式３２に示す最終的な目標加減速度dVs0/dtを算出する。ここで、ゲインgainの範囲について考えてみる。例えば、道路付帯物に速度Vs0で接近中の自車が一定の減速度GGで減速を開始したとき、道路付帯物に接触する位置で自車が停止するまでの走行距離DDは次式で表される。
（数３７）
DD=Vs02／2×GG
ここで、道路付帯物に接触する位置で自車が停止するときの減速度GGと、現在の接近離間状態評価指標KdB_pを維持するための目標加減速度dVs0/dt（ゲインgain=1.000）との比を求める。
（数３８）
GG/dVs0/dt=(Vs02／2×DD)/(gain×7.5×D2×10｛(|KdB_p|/10)-8｝×Vs0)＝Vs0/(15×D3×10｛(|KdB_p|/10)-8｝)
上記数式３８中の自車の速度Vs0に上記数式３４を代入すると次式を得る。
（数３９）
GG/dVs0/dt=(2.5×D3×10｛(|KdB_p|/10)-8｝)/(15×D3×10｛(|KdB_p|/10)-8｝)=2.5/15≒0.167
よって、ゲインgainを0.167とすることで、道路付帯物に接触する位置で自車が停止するための目標加減速度dVs0/dtを算出することができる。以上から、ゲインgainは0.167から1.000までの範囲を取ることになる。
そして、現在の自車の速度Vs0と目標速度Vs0_tとの速度差が所定速度差よりも大きく、さらに、自車の速度Vs0が目標速度Vs0_tを上回る値を示す場合、上記数式３２によって算出される目標加減速度dVs0/dtは、自車の目標とする減速度（正の符号）を示す。従って、その時の目標加減速度dVs0/dtとなるように減速制御を実行することで、現在の接近離間状態評価指標KdB_pを維持しながら、目標速度Vs0_tまで自車の速度Vs0を減速することができるようになる。
一方、自車の速度Vs0が目標速度Vs0_tを下回る値を示す場合、上記数式３２によって算出される目標加減速度dVs0/dtは、自車の目標とする加速度（負の符号）を示す。従って、その時の目標加減速度dVs0/dtとなるように加速制御を実行することで、現在の接近離間状態評価指標KdB_pを維持しながら、目標速度Vs0_tまで自車の速度Vs0を加速することができる。
なお、目標加減速度演算部２０６は、自車前方のカーブ道路の路面摩擦係数μに応じて目標加減速度dVs0/dtを補正するようにしてもよい。路面摩擦係数μによって目標とする制動力が得られない場合があるからである。
目標駆動力／制動力算出部２０７は、自車に発生する加減速度が目標加減速度演算部２０６の算出した目標加減速度dVs0/dtとなるようにするための目標駆動力／目標制動力を算出し、これを車内LANへ送信する。
次に、カーブ走行制御ECU１００による制御処理について、図６に示すフローチャートを用いて説明する。先ず、同図に示すステップＳ１０では、自車の速度Vs0等の車両状態量を取得する。ステップＳ２０では、自車進行方向の延長線上に位置する道路付帯物と自車との距離Dを求め、これを用いて、道路付帯物に対する自車の現在の接近離間状態評価指標KdB_pを算出する。ステップＳ３０では、自車前方のカーブ道路を走行する際の目標速度Vs0_tを算出（設定）する。
ステップＳ４０では、自車の現在の速度Vs0とステップＳ３０で設定した目標速度Vs0_tとを比較して、自車の現在の速度Vs0と目標速度Vs0_tとの速度差が所定速度差より小さいかどうかを判定する。ここで、肯定判定される場合にはステップＳ６０へ処理を進め、否定判定される場合にはステップＳ５０へ処理を進める。
ステップＳ５０では、自車の現在の速度Vs0が目標速度Vs0_tを上回る場合には、目標車速Vs0_tまで自車を減速するための目標減速度dVs0/dtを算出し、自車の現在の速度Vs0が目標速度Vs0_tを下回る場合には、目標車速Vs0_tまで自車を加速するための目標加速度dVs0/dtを算出する。
ステップＳ６０では、自車の現在の速度Vs0を維持するための目標加減速度を算出する。ステップＳ７０では、自車に発生する加減速度がステップＳ５０又はステップＳ６０で算出された目標加減速度となるようにするための目標駆動力／目標制動力を算出し、これを車内LANへ送信する。
これにより、自車の現在の速度Vs0が目標速度Vs0_tを上回る場合には、自車に発生する減速度が目標減速度dVs0/dtとなるように減速制御が行われ、また、自車の現在の速度Vs0が目標速度Vs0_tを下回る場合には、自車に発生する加速度が目標加速度dVs0/dtとなるように加速制御が行われる。これにより、自車の前方に存在するカーブ道路を走行する際の目標速度Vs0_tを基準として、自車を減速させたり加速させたりすることができる。
また、自車の現在の速度Vs0と目標速度Vs0_tとの速度差が所定速度差より小さい場合には、自車の現在の速度Vs0を維持するための速度制御が実行されるため、通過可能な速度を維持しながらカーブ道路を走行する際のドライバの運転操作を支援することができる。
このように、本実施形態の運転支援システムは、カーブ道路を走行する際、そのカーブ道路に対して設定した目標速度Vs0_tまで自車を加減速するための目標加減速度dVs0/dtを算出し、自車の現在の速度Vs0と目標速度Vs0_tとを比較した結果に基づいて、自車に発生する加減速度が目標加減速度dVs0/dtとなるように加減速制御を行う。
これにより、自車の前方に存在するカーブ道路を走行する際、通過可能な速度となるように自車を減速させたり、或いは、通過可能な速度まで自車を加速させたりすることができるようになる。その結果、カーブ走行時におけるドライバの運転操作を総合的に支援することができる。
（変形例１）
例えば、カーブ道路の曲率半径Rの大きさに応じて目標横加速度Gyの設定値を変更するようにしてもよい。これにより、スポーティーな運転支援を行うことが可能となる。
（変形例２）
また、例えば、ドライバがステアリングを一定の操舵角で保持している場合には、目標速度Vs0_tをゼロ（０）に設定して減速制御を実行するようにしてもよい。
（変形例３）
また、例えば、本実施形態の運転支援システムは加減速制御を行うものであるが、減速制御、又は加速制御のみを実行するようにしてもよい。
（第２実施形態）
第２の実施形態は、第１の実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分についての詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。第１の実施形態の運転支援システムは、自車の進行方向前方に存在するカーブ道路において、自車の走行の障害となる物体が存在しないことを前提として、カーブ道路に設けられた道路付帯物と自車との距離Dやカーブ道路の曲率半径Rに基づいて設定した目標速度Vs0_t等から、自車を加減速するための目標加減速度dVs0/dtを算出し、自車に発生する加減速度が目標加減速度dVs0/dtとなるように加減速制御を行うものである。
一方、第２の実施形態における運転支援システムは、カーブ道路上に障害物が存在しない場合には、上述した第１の実施形態の運転支援システムと同様の動作を実行し、カーブ道路上に障害物が存在する場合には、その障害物との衝突を回避するための減速制御を行う点で異なる。
図７に、本実施形態の運転支援システムの全体構成を示す。同図中の画像認識処理装置６０ｂ及びレーダ７０を除く、VSC_ECU１０、舵角センサ２０、Gセンサ３０、ヨーレートセンサ４０、ENG_ECU５０、CCDカメラ６０ａ、操作SW８０、ナビゲーション装置９０、及びカーブ走行制御ECU１００の構成は、第１の実施形態で説明した構成と同様である。
画像認識処理装置６０ｂは、上述したように、CCDカメラ６０ａから出力された撮像画像に対して所定の画像認識処理を施すことによって、自車前方のカーブ道路の道路付帯物を認識するとともに、カーブ道路上に障害物が存在する場合にはその障害物を認識する。そして、道路付帯物の種類とその道路付帯物と自車との相対位置の情報をカーブ走行制御ECU１００へ出力するとともに、カーブ道路上に障害物が存在する場合には、障害物の大きさ（横幅と高さ）とその障害物と自車との相対位置の情報をカーブ走行制御ECU１００へ出力する。なお、障害物の大きさは、レーダ７０の検出結果と総合して決定することで、その精度を高めることができる。
レーダ７０は、例えば、レーザ光を自車前方の所定範囲に照射し、その反射光を受信して、道路付帯物や障害物との距離、自車幅中心軸と道路付帯物や障害物の中心軸とのズレ量（横ずれ量）、道路付帯物や障害物と自車との相対速度等を検出し、カーブ走行制御ECU１００へ出力する。
カーブ走行制御ECU１００は、接近離間状態評価指標演算部１１０、車両制御部１２０、距離取得部１３０の各機能で構成される。距離取得部１３０は、画像認識処理装置６０ｂやレーダ７０から道路付帯物や障害物に関する情報を取得するとともに、車内LANを介して自車の走行状態に関する情報（例えば、自車の速度、相対速度、操舵角、前後加速度、ヨーレート等）を取得する。
この距離取得部１３０は、自車の走行状態に関する情報に基づいて、自車が現在の走行状態を保持したまま走行した場合の将来軌跡を推定する。例えば、図１０（ａ）に示すように、自車が直進状態である場合には、直進状態を保持したまま走行した場合の将来軌跡を推定する。なお、本実施形態では、図１０（ｂ）に示すように、自車の横幅Wsと高さHsからなる自車投影面の将来軌跡を推定する。すなわち、自車の進行方向、横幅方向、及び高さ方向からなる３次元の将来軌跡を推定する。
距離取得部１３０では、図１０（ａ）に示すように、推定した自車投影面の将来軌跡と重なる障害物（同図では先行車）がカーブ道路上に存在する場合には、その障害物と自車との距離Dを取得する。これにより、自車投影面の将来軌跡から外れた位置に存在する障害物は、自車と衝突する可能性の低いため距離取得の対象から除外しつつ、自車と衝突する可能性の高い障害物との距離を取得することができる。なお、自車投影面の将来軌跡と重なる障害物が複数存在する場合には、自車から最も近い位置に存在する障害物との距離を取得する。
一方、自車投影面の将来軌跡と重なる障害物がカーブ道路上に存在しない場合には、第１の実施形態において図４を用いて説明したように、自車進行方向の延長線上（すなわち、自車投影面の将来軌跡の中心線の延長線上）に位置する道路付帯物と自車との距離Dを取得する。
なお、距離取得部１３０では、自車投影面の将来軌跡を推定する際、図１０（ｂ）に示すように、自車の最低地上高Hgを踏まえて自車投影面の将来軌跡を推定するとよい。例えば、センターラインに沿って道路に敷設されるキャッツアイ等は、自車の障害とならない物体であるため、距離取得の対象から除外する必要がある。そのため、図１０（ｂ）に示すように、自車の最低地上高Hgを踏まえ、自車のフロア下の部分Sgを除いた自車投影面の将来軌跡を推定することで、自車の障害とならない物体を距離取得の対象から除外することが可能となる。
接近離間状態評価指標演算部１１０は、自車投影面の将来軌跡と重なる障害物がカーブ道路上に存在する場合には、距離取得部１３０にて取得した障害物と自車との距離D、障害物と自車との相対速度Vrから、次式を演算することで、障害物に対する自車の現在の接近離間状態評価指標KdB_pを算出する。
なお、次式中の||は絶対値を示す記号である。また、相対速度Vrは、自車と障害物とが近づく場合に負(-)の符号で表し、自車と障害物とが遠ざかる場合に正(+)の符号で表す。また、接近離間状態評価指標KdB_pの符号（＋、−）については、相対速度Vrが負の値（Vr<0、接近）の場合に正の値（KdB_p>0）となるように符号を割り当て、相対速度Vrが正の値（Vr>0、離間）の場合に負の値（KdB_p<0）となるように符号を割り当てることにする。
（数４０）
KdB_p=10×log{|-2×Vr|/(D3×5×10-8)}
また、接近離間状態評価指標演算部１１０は、自車投影面の将来軌跡と重なる障害物がカーブ道路上に存在しない場合には、距離取得部１３０にて取得した道路付帯物と自車との距離D、自車の速度Vs0から、次式を演算することで、道路付帯物に対する自車の現在の接近離間状態評価指標KdB_pを算出する。
（数４１）
KdB_p=10×log{|-2×Vs0|/(D3×5×10-8)}
ここで、上記数式４１については第１の実施形態で説明しているため、上記数式４０について説明する。図８に示すように、例えば、自車の進行方向前方に先行車が存在する場合、先行車の実際の高さをH0、幅をW0、面積をS0(=W0×H0)とし、自車のドライバの目（網膜上）に映る先行車の像の高さをH、幅をW、面積をS(=W×H)とし、さらに、ドライバの目（水晶体）から先行車までの距離をD（便宜上、先行車と自車との距離D0と等しいとする）、ドライバの目の焦点距離をfとした場合、先行車の像の面積Sは、次式で示される。
（数４２）
S=W×H=W0×H0×(f/D)2
ここで、単位時間当たりの先行車の像の面積Sの変化度合い（先行車の面積変化：dS/dt）は、次式で示される。なお、次式中の記号「∝」は比例関係にあることを示している。
（数４３）
dS/dt=d(W×H)/dt∝d(f/D)2/dt∝d(1/D2)/dt
上記数式を距離Dで偏微分すると、次式を得る。次式中のVrは先行車と自車との相対速度である。
（数４４）
dS/dt∝d(1/D2)/dt=(-2/D3)×(dD/dt)=(-2/D3)×Vr
この先行車の面積変化dS/dtは、先行車に対する自車の接近状態及び離間状態の評価指標として用いることができる。従って、上記数式４４を定数倍したものを対数（デシベル[dB]）で示し、さらにそれを定数倍することで、上記数式４０に示すように、障害物に対する自車の現在の接近離間状態評価指標KdB_pが得られる。
なお、この接近離間状態評価指標KdB_pは、単位時間当たりの障害物の像の面積Sの変化度合いdS/dtから導かれるものであるため、CCDカメラ６０ａの撮像画像における障害物の単位時間当たりの大きさの変化度合いから算出するようにしてもよい。
図９に車両制御部１２０の機能ブロックを示す。図９における路面μ取得部２０２、目標横加速度設定部２０３、道路曲率半径取得部２０４、目標速度設定部２０５、目標加減速度演算部２０６の各機能は、第１の実施形態で説明したものと同様である。接近離間状態評価指標取得部２０１は、接近離間状態評価指標演算部１１０において算出された自車の現在の接近離間状態評価指標KdB_pを取得する。
旋回半径演算部２０８は、距離取得部１３０にて取得した障害物と自車との距離Dに基づいて、自車が障害物との衝突を回避するために必要な自車の旋回半径Roを演算する。例えば、図１１に示すように、自車から距離Dだけ前方に障害物としての先行車が存在する場合、自車前端部と自車前輪中心軸との距離y、及び自車の横幅の中心点と先行車の右後端部との距離Lとすると次式が成り立つ。
（数４５）
(D+y)2＋Ro2=(Ro+L)2
従って、旋回半径Roは、上記数式４５から次式を計算することによって求められる。
（数４６）
Ro={(D+y)2-L2}/2×L
ステア目標横加速度設定部２０９は、自車のドライバが衝突回避時にステアリング操作を行うことによって、自車の横方向に発生する横加速度の目標値Gyoを設定する。例えば、目標横加速度Gyo=0.2[G]程度に設定する。
目標相対速度演算部２１０は、旋回半径演算部２０８による旋回半径Roと、ステア目標横加速度設定部２０９による目標横加速度Gyoとから、次式を演算することによって、障害物と自車との目標相対速度Vr_tを演算する。
（数４７）
Vr_t=(Ro×Gyo)1/2
目標相対減速度演算部２１１は、距離取得部１３０にて取得した障害物と自車との距離D、障害物と自車との相対速度Vr、障害物に対する自車の現在の接近離間状態評価指標KdB_p、及び目標相対速度Vr_tを用いて次式を演算することによって、自車を目標相対速度まで減速するための目標相対減速度dVr/dtを求める。
（数４８）
dVr/dt=7.5×D2×10｛(|KdB_p|/10)-8｝×(Vr-Vr_t)
上記数式４８は、上記数式４０から導かれる。先ず、上記数式４０を次式のように変形する。
（数４９）
10（|KdB_p|/10）=|-2×Vr|/(D3×5×10-8)
（数５０）
｜-Vr|=(D3×5×10-8/2)×10（|KdB_p|/10）＝2.5×D3×10｛(|KdB|/10)-8｝
ここで、自車と障害物との目標相対減速度dVr/dtは、車間距離D、相対速度Vr、接近離間状態評価指標KdB_pから次式によって算出される。
（数５１）
dVr/dt＝(dVr/dD)×(dD/dt)＝7.5×D2×10｛(|KdB_p|/10)-8｝×Vr
上記数式５１に示す目標相対減速度dVr/dtは、自車の現在の接近離間状態評価指標KdB_pを維持した状態で目標相対速度Vr_tまで自車を減速するための目標相対減速度を示している。
ここで、障害物と自車との目標相対速度をVr_tを加味した目標相対減速度dVr/dtの算出式は、以下のように表される。
（数５２）
dVr/dt＝7.5×D2×10｛(|KdB_p|/10)-8｝×(Vr-Vr_t)
上記数式５２において、目標相対速度Vr_tが負（Vr_t<0）の場合、目標相対減速度dVr/dtは目標相対速度Vr_t=0とした場合に比べて小さな値となるから、その時の目標相対減速度dVr/dtとなるように減速制御を実行することで、現在の相対速度Vrから目標相対速度Vr_tとなるまで減速することができる。
一方、目標相対速度Vr_tが正（>0）の場合、目標相対減速度dVr/dtは目標相対速度Vr_t=0とした場合に比べて大きな値となるから、その時の目標相対減速度dVr/dtとなるように減速制御を実行することで、現在の相対速度Vrから離間状態の目標相対速度Vr_tとなるまで減速することができる。
なお、目標相対減速度演算部２１１は、上記数式５２に対して１以下の正の値を示すゲインgainを乗じて、次式に示す最終的な目標相対減速度dVr/dtを算出するとよい。
（数５３）
dVr/dt＝gain×7.5×D2×10｛(|KdB_p|/10)-8｝×(Vr-Vr_t)
ここで、ゲインgainの数値範囲について考えてみる。停止中の障害物に速度Vs0(＝Vr)で接近中の自車が一定の減速度GGで減速を開始したとき、障害物に接触する位置で自車が停止するまでの走行距離DDは次式で表される。
（数５４）
DD＝Vr2／2×GG
ここで、障害物に接触する位置で自車が停止するときの減速度GGと、自車の現在の接近離間状態評価指標KdB_pを維持するための目標相対減速度dVr/dt（ゲインgain=1.000）との比を求める。
（数５５）
GG/(dVr/dt)＝(Vr2／2×DD)/(gain×7.5×D2×10｛(|KdB_p|/10)-8｝×Vr)＝Vr/(15×D3×10｛(|KdB_p|/10)-8｝)
上記数式５５中の相対速度Vrに上記数式５０を代入すると次式を得る。
（数５６）
GG/(dVr/dt)＝(2.5×D3×10｛(|KdB_p|/10)-8｝)/(15×D3×10｛(|KdB_p|/10)-8｝)＝2.5/15≒0.167
よって、ゲインgainの値を1.000とすることで、その時の目標相対減速度となるように減速制御を行えば、現在の接近離間状態評価指標KdB_pを維持しながら自車を減速することができる。また、ゲインgainの値を0.167とすることで、障害物に接触する位置で自車が停止するための目標相対減速度とすることができる。よって、ゲインgainは0.167から1.000までの範囲内であることが望ましい。
なお、目標相対減速度演算部２１１は、自車前方のカーブ道路の路面摩擦係数μに基づいて、自車に発生することのできる最大減速度を演算し、この最大減速度未満となるように目標相対減速度を補正するようにしてもよい。
クーロンの摩擦の法則によれば、車両のタイヤに働く横力Ｆと制動力Ｔ（又は駆動力）は、どのような場合にも次式を満足しなければならないことが知られている。次式中、μは路面摩擦係数、Ｈｗはタイヤの垂直荷重を示している。
（数５７）
√（Ｆ２＋Ｔ２）≦（μ×Ｈｗ）
すなわち、タイヤと路面の間に働く水平面内のあらゆる方向の力の合力は、そのときの垂直荷重に路面摩擦係数μを掛けた値以上になることはできず、合力のベクトルは、半径μ×Ｈｗの円内（一般に、「摩擦円」と呼ばれる）にとどまる。
従って、路面摩擦係数μに基づいて演算される最大減速度を自車に発生させると、そのときの横力Ｆはゼロに等しくなり、自車のドライバが衝突を回避するためのステアリング操作を行っても自車の進行方向は変わらず、その結果、障害物との衝突を回避することができなくなる。
そのため、例えば、自車に発生する相対減速度が最大減速度の５〜６０％となるように目標相対減速度を補正し、その補正値にしたがって減速制御を行うことで、ステアリング操作時の横力Ｆ分が確保され、その結果、障害物との衝突を回避することが可能となる。
目標駆動力／制動力算出部２０７は、自車投影面の将来軌跡と重なる障害物がカーブ道路上に存在し、障害物と自車との相対速度Vrが目標相対速度Vr_tを上回る場合に、自車に発生する相対減速度が目標相対減速度dVr/dtとなるようにするための目標制動力を算出し、これを車内LANへ送信する。一方、自車投影面の将来軌跡と重なる障害物がカーブ道路上に存在しない場合には、自車に発生する加減速度が目標加減速度演算部２０６の算出した目標加減速度dVs0/dtとなるようにするための目標駆動力／目標制動力を算出し、これを車内LANへ送信する。
次に、カーブ走行制御ECU１００による制御処理について、図１２に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図１２におけるステップＳ３０〜ステップＳ６０の処理は、第１の実施形態で説明したものと同様であるため、その説明を省略する。
図１２に示すステップＳ１１０では、自車の速度Vs0、相対速度Vr等の車両の走行状態に関する情報（車両状態量）を取得する。ステップＳ１２０では、自車投影面の将来軌跡と重なる障害物がカーブ道路上に存在する場合には、その障害物と自車との距離Dを取得し、自車投影面の将来軌跡と重なる障害物がカーブ道路上に存在しない場合には、自車進行方向の延長線上に位置する道路付帯物と自車との距離Dを取得する。そして、ステップＳ１２０では、この取得した距離Dを用いて、障害物又は道路付帯物に対する自車の現在の接近離間状態評価指標KdB_pを算出する。
ステップＳ１３０では、自車投影面の将来軌跡と重なる障害物がカーブ道路上に存在するかどうかを判定し、障害物が存在する場合にはステップＳ１４０へ処理を進め、否定判定される場合には、ステップＳ３０へ処理を進める。
ステップＳ１４０では、旋回半径Roと目標横加速度Gyoとから、障害物と自車との目標相対速度Vr_tを演算する。ステップＳ１５０では、自車を目標相対速度Vr_tまで減速するための目標相対減速度dVr/dtを演算する。そして、ステップＳ１６０では、自車に発生する相対減速度が目標相対減速度dVr/dtとなるようにするための目標制動力を算出し、これを車内LANへ送信する。以後、上述した各ステップを所定のタイミングで繰り返し実行する。
このように、本実施形態の運転支援システムは、自車の進行方向前方の道路上に障害物が存在する場合、この障害物に対する接近離間状態評価指標を算出するとともに、障害物との衝突を回避するために必要な自車の旋回半径と目標横加速度から、障害物と自車との目標相対速度を演算し、自車の相対速度が目標相対速度を上回る場合に、自車に発生する相対減速度が目標相対減速度となるように減速制御を行うようにした。
これにより、カーブ道路上に駐車車両や歩行者等の障害物が存在する場合であっても、自車に発生する相対減速度が目標相対減速度となるように減速制御が行われることで、カーブ道路走行時におけるドライバの運転操作を総合的に支援することができ、その結果、障害物との衝突が回避可能となる。
一方、カーブ道路上に障害物が存在しない場合には、自車の速度と目標速度とを比較した結果に基づいて、自車に発生する加減速度が目標加減速度となるように加減速制御が行われるため、カーブ道路を走行する際、通過可能な速度となるように自車を減速させたり、或いは、通過可能な速度まで自車を加速させたりすることができるようになる。その結果、カーブ走行時におけるドライバの運転操作を総合的に支援することができる。
（変形例４）
本実施形態は、カーブ道路上の障害物を対象にしているが、直線道路上の障害物との衝突を回避する場合であっても適用可能である。
（第３実施形態）
図１に、本発明の車両制御装置が適用された運転支援システム（車両用ブレーキ制御装置）の全体構成を示す。同図に示すように、本車両用ブレーキ装置は、レーダ３１０、車速センサ３２０、ブレーキスイッチ（ＳＷ）３３０、ブレーキ圧センサ３４０、操作スイッチ（ＳＷ）３５０、ブレーキＥＣＵ３６０、ブレーキアクチュエータ３７０、ＣＣＤカメラ３８０ａ、画像認識処理装置３８０ｂ、及びナビゲーション装置３９０によって構成される。
レーダ３１０は、例えばレーザ光を自車前方の所定範囲に照射し、その反射光を受信して、例えば、図５（ａ）、（ｂ）に示すようなカーブ道路の道路境界やその付近に設けられた所定強度以上の反射光強度を示す反射板ｍ５、デリニエータｍ６等の道路付帯物との距離、自車幅中心軸と道路付帯物の中心軸とのズレ量（横ずれ量）等を検出し、ブレーキＥＣＵ３６０へ出力する。
車速センサ３２０は、自車の走行速度を検出するものである。上述したレーダ３１０によって検出された道路付帯物は、道路に固定して設置されるものであるため、道路付帯物と自車との相対速度Ｖｒは、自車の速度に等しくなる。なお、本実施形態においては、相対速度Ｖｒの符号として、自車が道路付帯物に近づく場合を負(-)、自車が道路付帯物から遠ざかる場合を正(+)と定義する。
ブレーキＳＷ３３０は、自車の運転者によるブレーキ操作を検出するものであって、ブレーキペダルが踏み込まれるとオン信号を出力し、その踏み込みが解放されるとオフ信号を出力する。
ブレーキ圧センサ３４０は、自車の運転者によってブレーキペダルが踏み込まれたときに、図示しないブレーキ装置に発生するブレーキフルード圧を検出するものである。ブレーキ装置においては、このブレーキフルード圧に応じた強さで、例えばディスクパッドを車輪に固定されたディスクロータに押し付けて制動力を発生させ、自車両を減速させる。従って、自車の運転者がブレーキペダルを操作したときのブレーキフルード圧から、そのブレーキ操作によって自車に発生する減速度を推定することができる。
操作ＳＷ３５０は、自車の運転者によって操作されるもので、その操作信号がブレーキＥＣＵ３６０に入力される。なお、操作ＳＷ３５０は、ブレーキＥＣＵ３６０が自車の運転者のブレーキ操作をアシスト制御する際に、自車を緩やかに減速させたり、強く減速させたり、その減速度合を調整するための指示をブレーキＥＣＵ３６０に与える。
ブレーキアクチュエータ３７０は、後述するブレーキＥＣＵ３６０からの指示信号に応じて、ブレーキ装置におけるブレーキフルード圧を任意の圧力に調整する。
CCDカメラ３８０ａは、自車前方の所定範囲内の画像を撮影する撮像手段であり、撮像画像を画像認識処理装置３８０ｂへ出力する。画像認識処理装置３８０ｂは、CCDカメラ３８０ａから出力された撮像画像に対して所定の画像認識処理を施すことによって、例えば、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、自車前方のカーブ道路の道路境界やその付近に設けられた通行区分線ｍ１、ポールｍ２、ガードレールｍ３、縁石ｍ４等の道路付帯物を認識し、その道路付帯物と自車との相対位置を求める。そして、道路付帯物の種類とその相対位置の情報をブレーキＥＣＵ３６０へ出力する。
ナビゲーション装置３９０は、いずれも周知の地磁気センサ、ジャイロスコープ、距離センサ、及び衛星からの電波に基づいて自車の位置を検出するＧＰＳ（Global Positioning System ）のためのＧＰＳ受信機等から構成される位置検出部、道路地図データを記憶する道路地図データ記憶部、液晶やＣＲＴ等を用いたカラーディスプレイ、及び制御回路によって構成される。
道路地図データは、地図上の道路をリンクとノードによって表現するためのリンクデータ及びノードデータが含まれており、このリンクデータ及びノードデータは、リンクの始点及び終点座標、リンク長、通行区分幅、道路の曲率半径の情報を含んでいる。ナビゲーション装置３９０は、ブレーキＥＣＵ３６０からの指令を受けて、自車の現在位置を特定し、自車前方の所定距離以内に存在するカーブ道路のリンクデータ及びノードデータを出力する。
ブレーキＥＣＵ３６０は、上述した各種のセンサやスイッチからの入力信号に基づいて、自車が自車進行方向前方のカーブ道路に進入する、若しくはカーブ道路を走行している場合に、自車が道路付帯物に接近して運転者がブレーキ操作を行ったときに、その道路付帯物との衝突を回避しつつ、良好な減速度フィーリングが得られるように、ブレーキ装置の制動力をアシスト制御する。
本実施形態においては、道路付帯物との接近離間状態を示す指標である接近離間状態評価指標ＫｄＢを用いて、このアシスト制御を実行する。従って、まず、この接近離間状態評価指標ＫｄＢについて説明する。
自車の運転者は、自車の進行方向にカーブ道路が存在する場合に、通常、そのカーブ道路に存在する道路付帯物の視覚的な面積変化から、自車両が道路付帯物に接近しているのか、道路付帯物から離間しているのかを判断し、アクセル操作やブレーキ操作によって自車の加減速を調整する。従って、この運転者の判断基準となる道路付帯物の視覚的な面積変化を表す指標を、接近離間状態評価指標ＫｄＢとして求めることとした。
以下、具体的な接近離間状態評価指標ＫｄＢの算出方法について説明する。道路付帯物の実際の高さをＨ０、幅をＷ０、面積をＳ０（＝Ｈ０×Ｗ０）とし、自車の運転者の目（網膜上）に映る道路付帯物の像の高さをＨ、幅をＷ、面積をＳ（＝Ｗ×Ｈ）とし、さらに、運転者の目（水晶体）から道路付帯物までの距離をＤ、ドライバの目の焦点距離をfとした場合、道路付帯物の見かけ上の面積Ｓは、数式５８で示される。
（数５８）
S=W×H=W0×H0×(f/D)2
従って、運転者の網膜上に投影される道路付帯物の見かけ上の面積Ｓの時間変化率ｄＳ／ｄｔは、次の数式５９で示される。
（数５９）
dS/dt=d(W×H)/dt∝d(f/D)2/dt∝d(1/D2)/dt
上記数式５９を距離Ｄで偏微分すると、道路付帯物の見かけ上の面積Ｓの時間変化率ｄＳ／ｄｔは、数式６０のように表すことができ、これを道路付帯物面積の時間変化率Ｋとする。
（数６０）
dS/dt∝d(1/D2)/dt={d(1/D2)/dD}×(dD/dt)=(-2/D3)×Vr=K
このように、道路付帯物と自車との距離Ｄと、距離Ｄの時間変化率である相対速度Ｖｒとから、道路付帯物面積の時間変化率Ｋを算出することができる。
なお、道路付帯物面積の時間変化率Ｋは、道路付帯物の見かけ上の面積Ｓの時間変化率ｄＳ／ｄｔを示すものであるため、ＣＣＤカメラ３８０ａの撮影した道路付帯物の画像の単位時間当たりの大きさの時間変化率と等しい。従って、ＣＣＤカメラ３８０ａの撮影した道路付帯物の画像の大きさの単位時間当たりの時間変化率から、道路付帯物面積の時間変化率Ｋを算出するようにしてもよい。
この道路付帯物面積の時間変化率Ｋは、例えば距離Ｄ＝１〜１００ｍの範囲で、１０６のオーダで大きく変化する。このため、時間変化率Ｋをデシベル表示することとした。
このデシベル表示に際しては、自車の１００ｍ前方に存在し、相対速度Ｖｒ＝−０．１ｋｍ／ｈで自車が道路付帯物に接近するときの道路付帯物の面積の時間変化率Ｋ０を、運転者が面積変化に気づくことができる最小面積変化と仮定し、このときの値を０[ｄＢ]と定義する。時間変化率Ｋ０は数式６１によって示される。
（数６１）
K0=(-2/D3)×Vr=(-2/1003)×(-0.1/3.6)≒5×10-8
つまり、道路付帯物面積の時間変化率Ｋ０＝５×１０−８の時のデシベル値を０[ｄＢ]とし、数式６２によって表される指標を、接近離間状態評価指標ＫｄＢと定義する。なお、接近離間状態評価指標ＫｄＢは、道路付帯物に自車が接近するとき正の値を取り、離れるときに負の値を取る。
(数６２)
KdB=10×log(|K/(5×10-8)|)=10×log{|-2×Vr|/(D3×5×10-8)}
この数式６２によって定義される接近離間状態評価指標ＫｄＢが、道路付帯物との距離Ｄ及び相対速度Ｖｒに依存してどのように変化するかを図１４に示す。図１４から明らかなように、接近離間状態評価指標ＫｄＢは、道路付帯物に接近する相対速度Ｖｒが高くなるほど大きくなるとともに、各相対速度において道路付帯物との距離Ｄが短くなるほど増加勾配が急峻になる特性を有する。
次に、ブレーキＥＣＵ３６０によって実行される制動力のアシスト制御について、図１５のフローチャートに基づいて説明する。このアシスト制御は、自車が自車進行方向前方のカーブ道路に進入する、若しくはカーブ道路を走行している場合に実行されるものである。このカーブ道路に進入する、若しくはカーブ道路を走行しているかどうかは、画像認識処理装置３８０ｂやナビゲーション装置３９０からの出力信号に基づいて判断される。
まず、ステップＳ２００において、ブレーキＥＣＵ３６０は、各種のセンサやスイッチ３１０〜３５０からの入力信号を取り込む。そして、ステップＳ２１０において、ブレーキＳＷ３０の検出信号がオフ信号からオン信号に変化したか否かを判定する。すなわち、ステップＳ２１０では、自車の運転者がブレーキ操作を開始したか否かを判定する。
ステップＳ２１０において、ブレーキＳＷ３３０の検出信号がオン信号に変化したと判定された場合には、ステップＳ２２０に進んで、接近離間状態評価指標ＫｄＢの現在値ＫｄＢ_ｐを算出する。具体的には、レーダ３１０によって検出された道路付帯物との距離Ｄ、及びその距離Ｄの時間変化率である相対速度Ｖｒを、上述した数式６２に代入することにより、接近離間状態評価指標現在値ＫｄＢ_ｐを算出する。
続くステップＳ２３０では、接近離間状態評価指標ＫｄＢの目標値ＫｄＢ_ｔを算出する。この接近離間状態評価指標目標値ＫｄＢ_ｔの算出方法を図１６に基づいて説明する。まず、ステップＳ２２０で求めた接近離間状態評価指標現在値ＫｄＢ_ｐを初期値ＫｄＢ０とする。また、その接近離間状態評価指標現在値ＫｄＢ_ｐを距離Ｄで微分することにより、ブレーキ操作により減速を開始した時点の接近離間状態評価指標ＫｄＢの勾配ａを求める。
接近離間状態評価指標目標値ＫｄＢ_ｔは、数式６３に示すように、上述した初期値ＫｄＢ０、勾配ａ、減速開始時点の距離Ｄ０、操作ＳＷ３３０の操作信号によって変化するゲインｇａｉｎ、さらには道路付帯物との距離の現在値Ｄｐに基づいて算出される。
（数６３）
KdB_t=gain×a×Dp+(a×D0+KdB0)
すなわち、接近離間状態評価指標目標値ＫｄＢ_ｔは、図１６に示すように、初期値ＫｄＢ０から、道路付帯物との距離Ｄｐが短くなるに従い、ブレーキ操作による減速開始時点での接近離間状態評価指標ＫｄＢの勾配ａによる一定の傾きで増加する直線として求められる。この接近離間状態評価指標目標値ＫｄＢ_ｔの算出式に、道路付帯物との距離の現在値Ｄｐを代入することにより、その距離の現在値Ｄｐにおける接近離間状態評価指標目標値ＫｄＢ_ｔが算出される。
なお、操作ＳＷ３３０の操作信号によって変化するゲインｇａｉｎは、例えば０．９，１．０、１．１のいずれかの値を取るものとすることができる。ｇａｉｎ＝１．０の場合、勾配ａは変更されない。しかし、ｇａｉｎ＝０．９とした場合には、勾配ａが小さく変更されるため、道路付帯物との距離Ｄが短くなるにつれて、自車が道路付帯物に接近する相対速度Ｖｒをより素早く減少するので、自車の減速度合を強めることができる。逆に、ｇａｉｎ＝１．１とした場合には、勾配ａが大きく変更されるため、自車の減速度合を緩めることができる。このように、勾配ａに自車の運転者によって指示されるゲインｇａｉｎを乗じることにより、自車の制動力をアシスト制御する際に、自車の運転者の嗜好に応じて、そのアシスト制御による自車の減速度合を調整することが可能になる。
続くステップＳ２４０では、ステップＳ２３０にて算出した接近離間状態評価指標目標値ＫｄＢ_ｔを用いて、目標相対速度Ｖｒ_ｔを数式６４によって算出する。
（数６４）
Vr_t=-1/2×10(KdB_t/10)×D3×5×10-8
つまり、図１６において、道路付帯物との距離の現在値Ｄｐにおける接近離間状態評価指標目標値ＫｄＢ_ｔを通る接近離間状態評価指標曲線を想定し、その想定曲線の相対速度を目標相対速度Ｖｒ_ｔとして求める。
ステップＳ２５０では、道路付帯物との距離の現在値Ｄｐを微分して、道路付帯物との現在の相対速度Ｖｒ_ｐと、目標相対速度Ｖｒ_ｔとから目標相対減速度ｄＶｒ／ｄｔ_ｔを、数式６５に従って求める。
（数６５）
dVr/dt_t=(Vr_p-Vr_t)/Δｔ
なお、Δｔは、現在の相対速度Ｖｒ_ｐと、目標相対速度Ｖｒ_ｔとの差分を目標相対減速度ｄＶｒ／ｄｔ_ｔに変換するための除数であり、適宜、設定されるものである。
ステップＳ２６０では、自車が道路付帯物に衝突するまでの余裕時間を示す衝突余裕時間ＴＴＣが所定時間Ｔｒｅｆよりも短いか否かを判定する。このステップＳ２６０の判定処理において、ＴＴＣ＜Ｔｒｅｆと判定された場合、ステップＳ２７０に進み、ＴＴＣ≧Ｔｒｅｆと判定された場合、ステップＳ３００に進む。
なお、ＴＴＣ≧Ｔｒｅｆと判定された場合、運転者によってブレーキ操作が開始された時点で、充分な衝突余裕時間ＴＴＣがあり、運転者自らのブレーキ操作等によって、道路付帯物との衝突を充分に回避することができると考えられる。従って、ステップＳ３００では、本車両用ブレーキ制御装置による制動力アシスト制御を非実行とする。
ステップＳ２７０では、運転者のブレーキ操作によって生じたブレーキ圧に基づいて、自車に発生する減速度ｄＶｒ／ｄｔ_ｄｒを推定する。そして、ステップＳ２８０において、この運転者のブレーキ操作に対応する推定減速度ｄＶｒ／ｄｔ_ｄｒが、目標相対減速度ｄＶｒ／ｄｔ_ｔよりも大きいか否か判定する。なお、減速度は負（マイナス）の値として表されるので、「運転者のブレーキ操作に対応する推定減速度ｄＶｒ／ｄｔ_ｄｒが目標相対減速度ｄＶｒ／ｄｔ_ｔよりも大きい」場合、運転者のブレーキ操作では減速度合が弱く、目標相対減速度ｄＶｒ／ｄｔ_ｔにて自車両を減速させることができないことを意味する。
従って、ステップＳ２８０にてＹｅｓと判定されると、ステップＳ２９０に進んで、制動力アシスト制御を実行する。つまり、この制動力アシスト制御は、自車が道路付帯物に衝突するまでの衝突余裕時間ＴＴＣが所定時間Ｔｒｅｆより短く、かつ自車の運転者のブレーキ操作では、目標相対減速度ｄＶｒ／ｄｔ_ｔで自車を減速させることができない場合に実行される。
ステップＳ２９０において実行される制動力アシスト制御においては、ステップＳ２５０にて算出された目標相対速度ｄＶｒ／ｄｔ_ｔを発生させるためのブレーキ圧を予め用意されているマップから求めて、当該ブレーキ圧を発生するようにブレーキアクチュエータ３７０を制御したり、或いは、自車の実際の減速度を検出して、この実減速度が目標相対速度ｄＶｒ／ｄｔ_ｔに一致するように、ブレーキアクチュエータ３７０によってブレーキ圧を調整したりする。
逆に、ステップＳ２８０において、運転者のブレーキ操作に対応する推定減速度ｄＶｒ／ｄｔ_ｄｒが目標相対減速度ｄＶｒ／ｄｔ_ｔよりも小さいと判定された場合、運転者のブレーキ操作によって目標相対減速度ｄＶｒ／ｄｔ_ｔよりも強い減速度で自車を減速させることができる。このように、運転者のブレーキ操作によって充分な減速度が発生すると考えられるため、本車両用ブレーキ制御装置によってアシスト制御を行う必要は無い。従って、処理はステップＳ３００に進んで、制動力アシスト制御を非実行とする。
ステップＳ３１０では、アシスト制御の終了条件が成立したか否かを判定する。この制御終了条件として、例えば、自車が停止したことや、衝突余裕時間ＴＴＣが所定時間Ｔｒｅｆを上回ったり、接近離間状態評価指標ＫｄＢが接近離間状態評価指標目標値ＫｄＢ_ｔよりも所定値以上低下したりしたことを用いることができる。制御終了条件が成立していない場合には、ステップＳ２００からの処理を繰り返す。
本実施形態による車両用ブレーキ制御装置は、上述したアシスト制御を実行する。ここで、上述したように、接近離間状態評価指標ＫｄＢは、相対速度Ｖｒが一定と仮定すると、道路付帯物との距離Ｄが短くなるほど増加勾配が急峻になる特性を有している。従って、道路付帯物との距離Ｄが短くなるに従い、一定の傾きで増加する接近離間状態評価指標目標値ＫｄＢ_ｔを算出することにより、自車が道路付帯物へ接近するにつれてその道路付帯物との相対速度Ｖｒの減少度合が大きくなるように、自車を減速させることができる。
この結果、運転者は、良好な減速度フィーリングが得られる。実際、運転操作に習熟した運転者がカーブ道路の手前で減速する際、ブレーキ操作の開始時点での接近離間状態評価指標ＫｄＢの勾配をほぼ維持するようにブレーキ操作を行うことを実験により確認している。
また、接近離間状態評価指数目標値ＫｄＢ_ｔの算出に用いられる一定の勾配ａは、運転者がブレーキ操作を開始した時点における道路付帯物との距離Ｄ０に応じて変化する。従って、道路付帯物との距離Ｄや相対速度Ｖｒに応じた適切な接近離間状態評価指数目標値ＫｄＢ_ｔを設定するので、道路付帯物との衝突を回避するように自車両を減速させることができる。
（変形例５）
例えば、上述した実施形態においては、図１５のステップＳ２１０において、ブレーキＳＷ３３０の検出信号がオン信号に変化したと判定された場合、つまり、自車の運転者がブレーキ操作を開始した時に、ステップＳ２２０にて接近離間状態評価指標ＫｄＢの現在値ＫｄＢ_ｐを算出しているが、運転者が自車を減速させるための運転操作は、運転者がブレーキペダルを踏み込むブレーキ操作のほか、アクセルペダルの踏み込み量を減少させるアクセルオフ操作や、エンジンブレーキが発生するように自車両のシフトポジションを変更するシフト操作等もある。
従って、図１５のステップＳ２１０においては、ブレーキ操作のほか、アクセルオフ操作やシフト操作が開始されたかどうかによって、自車を減速させるための運転操作が開始されたかどうかを判定するようにしてもよい。そして、この場合には、図１５のステップＳ２７０において、自車の速度、シフトポジション（トランスミッションの減速比）等に基づいて、アクセルオフ操作やシフト操作によって自車に発生する減速度を推定すればよい。
（第４実施形態）
第４の実施形態は、第３の実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分についての詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。第３の実施形態では、自車が自車進行方向前方のカーブ道路に進入する、若しくはカーブ道路を走行している場合、自車の運転者がブレーキ操作を開始した時点で、その時の接近離間状態評価指標の目標値を設定し、この設定した接近離間状態評価指標の目標値に対応する目標相対速度と実際の相対速度とに基づいて目標減速度を算出し、自車の減速度が目標減速度となるように制動力のアシスト制御を実行するものである。
一方、本実施形態では、自車が自車進行方向前方のカーブ道路に進入する、若しくはカーブ道路を走行している場合、自車の常用減速度、道路付帯物との距離、実際の相対速度から、ブレーキ装置による制動力を制御する実行タイミングの指標を表す減速目標を算出し、接近離間状態評価指標の現在値が減速目標を上回る値であると判定した時点で、その時の接近離間状態評価指標の目標値を設定する点が異なる。以下、ブレーキＥＣＵ３６０によって実行される本実施形態の制動力制御について、図１７のフローチャートに基づいて説明する。この制動力制御は、自車が自車進行方向前方のカーブ道路に進入する、若しくはカーブ道路を走行している場合に実行されるものである。このカーブ道路に進入する、若しくはカーブ道路を走行しているかどうかは、画像認識処理装置３８０ｂやナビゲーション装置３９０からの出力信号に基づいて判断される。
まず、ステップＳ４００において、ブレーキＥＣＵ３６０は、各種のセンサやスイッチ３１０〜３５０からの入力信号を取り込む。ステップＳ４１０では、接近離間状態評価指標ＫｄＢの現在値ＫｄＢ_ｐを算出する。具体的には、レーダ３１０によって検出された道路付帯物との距離Ｄ、及びその距離Ｄの時間変化率である相対速度Ｖｒを、上述した数式６２に代入することにより、接近離間状態評価指標現在値ＫｄＢ_ｐを算出する。
ステップＳ４２０では、常用減速度ｎｄ、道路付帯物との距離Ｄ、及び相対速度Ｖｒから、ブレーキ装置による制動力を制御する実行タイミングの指標を表す減速目標ＫｄＢ＿ｓｓｄｃを算出する。この減速目標ＫｄＢ＿ｓｓｄｃは、以下のように導かれるものである。先ず、上記数式６２を数式６６のように変形する。
（数６６）
10（|KdB|/10）＝|-2×Vr|/(D3×5×10-8)
（数６７）
｜-Vr|＝(D3×5×10-8/2)×10（|KdB|/10）＝2.5×D3×10｛(|KdB|/10)-8｝
上記数式６７を微分すると、数式６８を得る。
（数６８）
(dVr/dD)×(dD/dt)＝7.5×D2×10｛(|KdB|/10)-8｝×Vr
上記数式６８は減速度を表しているから、自車の常用減速度ｎｄ（例えば、運転者が自車を減速させる運転操作を行うことによって自車に発生する通常の減速度）とその時の減速目標ＫｄＢ＿ｓｓｄｃは数式６９のように表すことができる。
（数６９）
nd＝7.5×D2×10｛(|KdB_ssdc|/10)-8｝×Vr
上記数式６９を変形すると数式７０を得る。
（数７０）
10｛(|KdB_ssdc|/10)-8｝＝nd/7.5×D2×Vr
上記数式７０を対数で示すと、減速目標ＫｄＢ＿ｓｓｄｃは数式７１のように表される。
（数７１）
KdB_ssdc＝{log(|nd/(7.5×D2×Vr)|)+8}×10
なお、上記数式７１の常用減速度ｎｄは、上述したように、運転者が自車を減速させる運転操作を行うことによって自車に発生する通常の減速度としているが、エンジンブレーキによって自車に発生する減速度としてもよい。
ステップＳ４３０では、接近離間状態評価指標現在値ＫｄＢ_ｐが減速目標ＫｄＢ＿ｓｓｄｃを上回る値であるかどうか判定する。この判定の結果、接近離間状態評価指標現在値ＫｄＢ_ｐが減速目標ＫｄＢ＿ｓｓｄｃを上回る値であると判定された場合には、制動力制御の実行を開始すると判断して、ステップＳ４４０へ処理を進める。一方、接近離間状態評価指標現在値ＫｄＢ_ｐが減速目標ＫｄＢ＿ｓｓｄｃを上回る値ではないと判定された場合には、ステップＳ４００へ処理を移行し、上述した処理を繰り返す。
このように、自車の常用減速度ｎｄに基づいて減速目標ＫｄＢ＿ｓｓｄｃを算出し、接近離間状態評価指標現在値ＫｄＢ_ｐが減速目標ＫｄＢ＿ｓｓｄｃを上回った場合、そのタイミングでブレーキ装置による制動力の制御を開始することで、自車が道路付帯物に接近する際、運転者が自車を減速させるための運転操作を開始しない場合であっても、通常、運転者が自車を減速させるための運転操作を開始するタイミングでブレーキ装置による制動力の制御を開始することができる。
続くステップＳ４４０では、接近離間状態評価指標ＫｄＢの目標値ＫｄＢ_ｔを算出する。この接近離間状態評価指標目標値ＫｄＢ_ｔの算出方法は、第３実施形態において、図１６に基づいて説明した通りである。このステップＳ４４０の処理によって、道路付帯物との距離が短くなるに従い、一定の傾きで増加する接近離間状態評価指標目標値ＫｄＢ_ｔが設定されるので、自車が道路付帯物へ接近するにつれて当該道路付帯物との相対速度の減少度合いが大きくなるように、自車を減速することができるようになる。従って、運転者は、良好な減速度フィーリングを得ることができる。
ステップＳ４５０では、ステップＳ４４０にて算出した接近離間状態評価指標目標値ＫｄＢ_ｔを用いて、目標相対速度Ｖｒ_ｔを数式７２によって算出する。
（数７２）
Vr_t=-1/2×10(KdB_t/10)×D3×5×10-8
つまり、図１６において、道路付帯物との距離の現在値Ｄｐにおける接近離間状態評価指標目標値ＫｄＢ_ｔを通る接近離間状態評価指標曲線を想定し、その想定曲線の相対速度を目標相対速度Ｖｒ_ｔとして求める。
ステップＳ４６０では、道路付帯物との距離の現在値Ｄｐを微分して、道路付帯物との現在の相対速度Ｖｒ_ｐと、目標相対速度Ｖｒ_ｔとから目標相対減速度ｄＶｒ／ｄｔ_ｔを、数式７３に従って求める。
（数７３）
dVr/dt_t=(Vr_p-Vr_t)/Δｔ
なお、Δｔは、現在の相対速度Ｖｒ_ｐと、目標相対速度Ｖｒ_ｔとの差分を目標相対減速度ｄＶｒ／ｄｔ_ｔに変換するための除数であり、適宜、設定されるものである。
ステップＳ４７０では、自車が道路付帯物に衝突するまでの余裕時間を示す衝突余裕時間ＴＴＣが所定時間Ｔｒｅｆよりも短いか否かを判定する。このステップＳ４７０の判定処理において、ＴＴＣ＜Ｔｒｅｆと判定された場合、ステップＳ４８０に進み、ＴＴＣ≧Ｔｒｅｆと判定された場合、ステップＳ４９０に進む。
なお、ＴＴＣ≧Ｔｒｅｆと判定された場合、接近離間状態評価指標現在値ＫｄＢ_ｐが減速目標ＫｄＢ＿ｓｓｄｃを上回る値であると判定された時点で、充分な衝突余裕時間ＴＴＣがあり、運転者自らの運転操作によって、道路付帯物との衝突を充分に回避することができると考えられる。従って、ステップＳ４９０では、本車両用ブレーキ制御装置による制動力制御を非実行とする。
ステップＳ４８０では制動力制御を実行する。つまり、この制動力制御は、自車が道路付帯物に衝突するまでの衝突余裕時間ＴＴＣが所定時間Ｔｒｅｆより短く、かつ運転者自らの運転操作では、目標相対減速度ｄＶｒ／ｄｔ_ｔで自車両を減速させることができない場合に実行される。
ステップＳ４８０において実行される制動力制御においては、ステップＳ４６０にて算出された目標相対速度ｄＶｒ／ｄｔ_ｔを発生させるためのブレーキ圧を予め用意されているマップから求めて、当該ブレーキ圧を発生するようにブレーキアクチュエータ３７０を制御したり、或いは、自車の実際の減速度を検出して、この実減速度が目標相対速度ｄＶｒ／ｄｔ_ｔに一致するように、ブレーキアクチュエータ３７０によってブレーキ圧を調整したりする。
ステップＳ５００では、制動力制御の終了条件が成立したか否かを判定する。この制御終了条件として、例えば、自車が停止したことや、接近離間状態評価指標現在値ＫｄＢ＿ｐが接近離間状態評価指標目標値ＫｄＢ_ｔよりも所定値以上低下したりしたことを用いることができる。制御終了条件が成立していない場合には、ステップＳ４００からの処理を繰り返す。
本実施形態による車両用ブレーキ制御装置は、自車の常用減速度に基づいて減速目標を算出し、接近離間状態評価指標が減速目標を上回った場合、そのタイミングでブレーキ装置による制動力の制御を開始する。これにより、自車がカーブ道路に進入する、若しくはカーブ道路を走行する際、運転者が自車を減速させるための運転操作を開始しない場合であっても、通常、運転者が自車を減速させるための運転操作を開始するタイミングでブレーキ装置による制動力の制御を開始することができる。その結果、カーブ走行時における運転者（ドライバ）の運転操作を総合的に支援することができる。
また、ブレーキ装置による制動力の制御を開始すると、道路付帯物との距離が短くなるに従い、一定の傾きで増加する接近離間状態評価指標目標値が設定される。ここで、接近離間状態評価指標は、ある相対速度において、道路付帯物との距離が短くなるほど増加勾配が急峻になる特性を有している。従って、道路付帯物との距離が短くなるに従い、一定の傾きで増加する接近離間状態評価指標目標値を設定することにより、自車が道路付帯物へ接近するにつれて当該道路付帯物との相対速度の減少度合いが大きくなるように、自車を減速することができる。
なお、接近離間状態評価指数目標値の算出に用いられる一定の勾配は、運転者が自車両を減速させるための運転操作を開始した時点における道路付帯物との距離に応じて変化する。従って、道路付帯物との距離や相対速度に応じた適切な接近離間状態評価指数目標値を設定することができる。
第１の実施形態に係わる、運転支援システムの全体構成を示すブロック図である。 道路付帯物に対する自車の現在の接近離間状態評価指標KdB_pを説明するための図である。 第１の実施形態に係わる、車両制御部１２０の機能ブロック図である。 第１の実施形態に係わる、カーブ道路の曲率半径R、道路付帯物と自車前端部との距離D、自車前端部と自車前輪中心軸との距離y、及び自車前輪中心軸における自車幅の中心点と道路付帯物との距離Lを示す図である。 第１の実施形態に係わる、（ａ）は、通行区分線ｍ１、反射板ｍ５、ガードレールｍ３、縁石ｍ４の一例を示す図であり、（ｂ）は、ポールｍ２、及びデリニエータｍ６の一例を示す図である。 第１の実施形態に係わる、カーブ走行制御ECU１００による制御処理の流れを示すフローチャートである。 第２の実施形態に係わる、運転支援システムの全体構成を示すブロック図である。 先行車等の障害物に対する自車の現在の接近離間状態評価指標KdB_pを説明するための図である。 第２の実施形態に係わる、車両制御部１２０の機能ブロック図である。 （ａ）は自車投影面の将来軌跡を説明するための図であり、（ｂ）は自車投影面を説明するための図である。 自車が先行車との衝突を回避するために必要な旋回半径Roを説明するための図である。 第２の実施形態に係わる、カーブ走行制御ECU１００による制御処理の流れを示すフローチャートである。 第３の実施形態の車両用ブレーキ制御装置の全体構成を示すブロック図である。 接近離間状態評価指標ＫｄＢの変化特性を示すグラフである。 制動力のアシスト制御を示すフローチャートである。 接近離間状態評価指標目標値ＫｄＢ_ｔの算出方法を説明するための説明図である。 第４実施形態における制動力制御を示すフローチャートである。
符号の説明
１０ VSC_ECU１０
２０ 舵角センサ
３０ Gセンサ
４０ ヨーレートセンサ
５０ ENG_ECU
６０ａ CCDカメラ
６０ｂ 画像認識処理装置
７０ レーダ
８０ 操作SW
９０ ナビゲーション装置
１００ カーブ走行制御ECU
ｍ１ 通行区分線
ｍ２ ポール
ｍ３ ガードレール
ｍ４ 縁石
ｍ５ 反射板
ｍ６ デリニエータ

Claims (37)

  1. 自車進行方向の延長線上に位置し、前記自車の前方に存在するカーブ道路の道路境界、又はその付近に設けられた道路付帯物と前記自車との距離を取得する距離取得手段と、
    前記道路付帯物に対する接近離間状態を表す指標として、前記道路付帯物に接近する相対速度が高くなるほど大きくなるとともに、各相対速度において前記道路付帯物との距離が短くなるほど増加勾配が急峻になり、前記道路付帯物の像の面積の単位時間当たりの変化度合いに基づいて求められた接近離間状態評価指標を算出する評価指標算出手段と、
    前記カーブ道路の曲率半径を取得する曲率半径取得手段と、
    前記カーブ道路の曲率半径に基づいて、前記カーブ道路を走行する際の目標速度を設定する目標速度設定手段と、
    前記自車の速度を取得する速度取得手段と、
    前記接近離間状態評価指標、前記道路付帯物と前記自車との距離、前記自車の速度、及び前記目標速度から、その接近離間状態評価指標を維持した状態で前記自車を前記目標速度まで減速するための目標減速度を算出する目標減速度算出手段と、
    前記自車の速度が前記目標速度を上回る場合に、前記自車に発生する減速度が前記目標減速度となるように減速制御を行う車両制御手段と、を備えることを特徴とする車両制御装置。
  2. 前記車両制御手段は、前記自車の速度と前記目標速度との速度差が所定速度差よりも小さい場合、前記自車の速度を維持するように速度制御を行うことを特徴とする請求項１記載の車両制御装置。
  3. 前記目標減速度算出手段は、前記目標速度まで前記自車を加速するための目標加速度についても算出し、
    前記車両制御手段は、前記自車の速度が前記目標速度を下回る場合に、前記自車に発生する加速度が前記目標加速度となるように加速制御を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の車両制御装置。
  4. 自車進行方向の延長線上に位置し、前記自車の前方に存在するカーブ道路の道路境界、又はその付近に設けられた道路付帯物と前記自車との距離を取得する距離取得手段と、 前記道路付帯物に対する接近離間状態を表す指標として、前記道路付帯物に接近する相対速度が高くなるほど大きくなるとともに、各相対速度において前記道路付帯物との距離が短くなるほど増加勾配が急峻になり、前記道路付帯物の像の面積の単位時間当たりの変化度合いに基づいて求められた接近離間状態評価指標を算出する評価指標算出手段と、
    前記カーブ道路の曲率半径を取得する曲率半径取得手段と、
    前記カーブ道路の曲率半径に基づいて、前記カーブ道路を走行する際の目標速度を設定する目標速度設定手段と、
    前記自車の速度を取得する速度取得手段と、
    前記接近離間状態評価指標、前記道路付帯物と前記自車との距離、前記自車の速度、及び前記目標速度から、その接近離間状態評価指標を維持した状態で前記自車を前記目標速度まで加減速するための目標加減速度を算出する目標加減速度算出手段と、
    前記自車の速度と前記目標速度とを比較した結果に基づいて、前記自車に発生する加減速度が前記目標加減速度となるように加減速制御を行う車両制御手段と、を備えることを特徴とする車両制御装置。
  5. 前記車両制御手段は、
    前記自車の速度が前記目標速度を上回る場合に、前記自車に発生する減速度が前記目標減速度となるように減速制御を行い、
    前記自車の速度が前記目標速度を下回る場合に、前記自車に発生する加速度が前記目標加速度となるように加速制御を行うことを特徴とする請求項４記載の車両制御装置。
  6. 前記車両制御手段は、前記自車の速度と前記目標速度との速度差が所定速度差よりも小さい場合、前記自車の速度を維持するように速度制御を行うことを特徴とする請求項４又は５記載の車両制御装置。
  7. 前記評価指標算出手段は、前記道路付帯物と前記自車との距離をDとし、前記自車の速度をVs0とすると、次式によって前記自車の現在の接近離間状態評価指標KdB_pを算出することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の車両制御装置。
    KdB_p=10×log{|-2×Vs0|/(D3×5×10-8)}
  8. 前記評価指標算出手段は、前記道路付帯物と前記自車との距離をDとし、前記自車の速度をVs0とすると、次式によって前記自車の現在の接近離間状態評価指標KdB_pを算出し、
    KdB_p=10×log{|-2×Vs0|/(D 3 ×5×10 -8 )}
    前記目標加減速度算出手段は、前記目標速度をVs0_tとすると、次式によって前記自車の目標加減速度dVs0/dtを算出することを特徴とする請求項４〜６記載の車両制御装置。
    dVs0/dt=7.5×D2×10｛(|KdB_p|/10)-8｝×(Vs0-Vs0_t)
  9. 前記目標加減速度算出手段は、前記自車の目標加減速度dVs0/dtに対して１以下の正の値を示すゲインを乗じて、最終的な目標加減速度dVs0/dtを算出することを特徴とする請求項８記載の車両制御装置。
  10. 前記距離取得手段は、通行区分線、ポール、反射板、デリニエータ、ガードレール、及び縁石の少なくとも１つの道路付帯物と前記自車との距離を取得することを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の車両制御装置。
  11. 前記距離取得手段は、前記自車の位置を検出するＧＰＳ受信機の検出結果と道路地図データとを用いて、前記道路付帯物と前記自車との距離を取得することを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の車両制御装置。
  12. 自車の進行方向前方の道路上に存在する障害物と前記自車との距離を取得する距離取得手段と、
    前記障害物と前記自車との相対速度を取得する相対速度取得手段と、
    前記障害物に対する接近離間状態を表す指標として、前記障害物に接近する相対速度が高くなるほど大きくなるとともに、各相対速度において前記障害物との距離が短くなるほど増加勾配が急峻になり、前記道路付帯物の像の面積の単位時間当たりの変化度合いに基づいて求められた接近離間状態評価指標を算出する評価指標算出手段と、
    前記距離取得手段の取得した距離に基づいて、前記自車が前記障害物との衝突を回避するために必要な前記自車の旋回半径を演算する旋回半径演算手段と、
    前記自車のドライバが衝突回避時にステアリング操作を行うことによって、前記自車の横方向に発生する横加速度の目標値を設定する目標横加速度設定手段と、
    前記旋回半径演算手段の演算した旋回半径と、前記目標横加速度設定手段の設定した目標横加速度とから、前記障害物と前記自車との目標相対速度を演算する目標相対速度演算手段と、
    前記障害物と前記自車との距離、前記相対速度、前記接近離間状態評価指標から、その接近離間状態評価指標を維持した状態で前記自車を前記目標相対速度まで減速するための目標相対減速度を演算する目標相対減速度演算手段と、
    前記相対速度が前記目標相対速度を上回る場合に、前記自車に発生する相対減速度が前記目標相対減速度となるように減速制御を行う車両制御手段と、を備えることを特徴とする車両制御装置。
  13. 前記目標相対減速度演算手段は、前記目標相対減速度に対して１以下の正の値を示すゲインを乗じて、最終的な目標相対減速度を演算することを特徴とする請求１２記載の車両制御装置。
  14. 前記自車の進行方向前方の道路上の路面摩擦係数を決定する路面摩擦係数決定手段と、
    前記路面摩擦係数決定手段の決定した路面摩擦係数に基づいて、前記自車に発生することのできる最大減速度を演算する最大減速度演算手段と、を備え、
    前記車両制御手段は、前記自車に発生する相対減速度が前記最大減速度未満となるように減速制御を行うことを特徴とする請求項１２又は１３記載の車両制御装置。
  15. 前記自車の走行状態に基づいて、前記自車の横幅と高さからなる自車投影面の将来軌跡を推定する自車投影面軌跡推定手段を備え、
    前記距離取得手段は、前記自車投影面軌跡推定手段の推定した自車投影面の将来軌跡と重なる障害物と前記自車との距離を取得することを特徴とする請求項１２〜１４の何れか１項に記載の車両制御装置。
  16. 前記自車投影面軌跡推定手段は、前記自車の最低地上高を踏まえて前記自車投影面の将来軌跡を推定することを特徴とする請求項１５記載の車両制御装置。
  17. 前記評価指標算出手段は、前記障害物と前記自車との距離をDとし、前記相対速度をVrとすると、次式によって前記自車の現在の接近離間状態評価指標KdB_pを算出することを特徴とする請求項１２〜１６の何れか１項に記載の車両制御装置。
    KdB_p=10×log{|-2×Vr|/(D3×5×10-8)}
  18. 前記目標相対減速度演算手段は、前記目標相対速度をVr_tとすると、次式によって前記自車の目標相対減速度dVr/dtを算出することを特徴とする請求項１７記載の車両制御装置。
    dVr/dt=7.5×D2×10｛(|KdB_p|/10)-8｝×(Vr-Vr_t)
  19. 自車の進行方向前方のカーブ道路上に存在する障害物、及び前記カーブ道路の道路境界、又はその付近に設けられた道路付帯物の何れかの物体と前記自車との距離を取得する距離取得手段と、
    前記障害物、及び前記道路付帯物の何れかの物体に対する接近離間状態を表す指標として、前記障害物及び前記道路付帯物の何れかの物体に接近する相対速度が高くなるほど大きくなるとともに、各相対速度において前記障害物及び前記道路付帯物の何れかの物体との距離が短くなるほど増加勾配が急峻になり、前記道路付帯物の像の面積の単位時間当たりの変化度合いに基づいて求められた接近離間状態評価指標を算出する評価指標算出手段と、
    前記カーブ道路の曲率半径を取得する曲率半径取得手段と、
    前記カーブ道路の曲率半径に基づいて、前記カーブ道路を走行する際の目標速度を設定する目標速度設定手段と、
    前記自車の速度を取得する速度取得手段と、
    前記障害物と前記自車との相対速度を取得する相対速度取得手段と、
    前記距離取得手段の取得した障害物と自車との距離に基づいて、前記自車が前記障害物との衝突を回避するために必要な前記自車の旋回半径を演算する旋回半径演算手段と、
    前記自車のドライバが衝突回避時にステアリング操作を行うことによって、前記自車の横方向に発生する横加速度の目標値を設定する目標横加速度設定手段と、
    前記旋回半径演算手段の演算した旋回半径と、前記目標横加速度設定手段の設定した目標横加速度とから、前記障害物と前記自車との目標相対速度を演算する目標相対速度演算手段と、
    前記道路付帯物に対する接近離間状態評価指標、前記道路付帯物と前記自車との距離、前記自車の速度、及び前記目標速度から、前記自車を前記目標速度まで加減速するための目標加減速度を算出する目標加減速度算出手段と、
    前記障害物と前記自車との距離、前記相対速度、前記障害物に対する接近離間状態評価指標から、その接近離間状態評価指標を維持した状態で前記自車を前記目標相対速度まで減速するための目標相対減速度を演算する目標相対減速度演算手段と、
    前記カーブ道路上に前記障害物が存在するとともに前記相対速度が前記目標相対速度を上回る場合には、前記自車に発生する相対減速度が前記目標相対減速度となるように減速制御を行い、前記カーブ道路上に前記障害物が存在しない場合には、前記自車の速度と前記目標速度とを比較した結果に基づいて、前記自車に発生する加減速度が前記目標加減速度となるように加減速制御を行う車両制御手段と、を備えることを特徴とする車両制御装置。
  20. 前記車両制御手段は、
    前記自車の速度が前記目標速度を上回る場合に、前記自車に発生する減速度が前記目標減速度となるように減速制御を行い、
    前記自車の速度が前記目標速度を下回る場合に、前記自車に発生する加速度が前記目標加速度となるように加速制御を行うことを特徴とする請求項１９記載の車両制御装置。
  21. 前記車両制御手段は、前記自車の速度と前記目標速度との速度差が所定速度差よりも小さい場合、前記自車の速度を維持するように速度制御を行うことを特徴とする請求項１９又は２０記載の車両制御装置。
  22. 前記評価指標算出手段は、前記道路付帯物と前記自車との距離をDとし、前記自車の速度をVs0とすると、次式によって前記自車の現在の前記道路付帯物に対する接近離間状態評価指標KdB_pを算出することを特徴とする請求項１９〜２１の何れか１項に記載の車両制御装置。
    KdB_p=10×log{|-2×Vs0|/(D3×5×10-8)}
  23. 前記目標加減速度算出手段は、前記目標速度をVs0_tとすると、次式によって前記自車の目標加減速度dVs0/dtを算出することを特徴とする請求項２２記載の車両制御装置。
    dVs0/dt=7.5×D2×10｛(|KdB_p|/10)-8｝×(Vs0-Vs0_t)
  24. 前記目標加減速度算出手段は、前記自車の目標加減速度dVs0/dtに対して１以下の正の値を示すゲインを乗じて、最終的な目標加減速度dVs0/dtを算出することを特徴とする請求項２３記載の車両制御装置。
  25. 前記距離取得手段は、通行区分線、ポール、反射板、デリニエータ、ガードレール、及び縁石の少なくとも１つの道路付帯物と前記自車との距離を取得することを特徴とする請求項１９〜２４の何れか１項に記載の車両制御装置。
  26. 前記距離取得手段は、前記自車の位置を検出するＧＰＳ受信機の検出結果と道路地図データとを用いて、前記道路付帯物と前記自車との距離を取得することを特徴とする請求項１９〜２４の何れか１項に記載の車両制御装置。
  27. 前記目標相対減速度演算手段は、前記目標相対減速度に対して１以下の正の値を示すゲインを乗じて、最終的な目標相対減速度を演算することを特徴とする請求１９〜２６の何れか１項に記載の車両制御装置。
  28. 前記自車の進行方向前方の道路上の路面摩擦係数を決定する路面摩擦係数決定手段と、
    前記路面摩擦係数決定手段の決定した路面摩擦係数に基づいて、前記自車に発生することのできる最大減速度を演算する最大減速度演算手段と、を備え、
    前記車両制御手段は、前記自車に発生する相対減速度が前記最大減速度未満となるように減速制御を行うことを特徴とする請求項１９〜２７の何れか１項に記載の車両制御装置。
  29. 前記自車の走行状態に基づいて、前記自車の横幅と高さからなる自車投影面の将来軌跡を推定する自車投影面軌跡推定手段を備え、
    前記距離取得手段は、前記自車投影面軌跡推定手段の推定した自車投影面の将来軌跡と重なる障害物と前記自車との距離を取得することを特徴とする請求項１９〜２８の何れか１項に記載の車両制御装置。
  30. 前記自車投影面軌跡推定手段は、前記自車の最低地上高を踏まえて前記自車投影面の将来軌跡を推定することを特徴とする請求項２９記載の車両制御装置。
  31. 前記評価指標算出手段は、前記障害物と前記自車との距離をDとし、前記相対速度をVrとすると、次式によって前記自車の現在の前記障害物に対する接近離間状態評価指標KdB_pを算出することを特徴とする請求項１９〜３０の何れか１項に記載の車両制御装置。
    KdB_p=10×log{|-2×Vr|/(D3×5×10-8)}
  32. 前記目標相対減速度演算手段は、前記目標相対速度をVr_tとすると、次式によって前記自車の目標相対減速度dVr/dtを算出することを特徴とする請求項３１記載の車両制御装置。
    dVr/dt=7.5×D2×10｛(|KdB_p|/10)-8｝×(Vr-Vr_t)
  33. 自車進行方向の延長線上に位置し、前記自車の前方に存在するカーブ道路の道路境界、又はその付近に設けられた道路付帯物との距離を取得する距離取得手段と、
    前記道路付帯物との相対速度を検出する相対速度検出手段と、
    前記道路付帯物に対する接近離間状態を表す指標として、前記道路付帯物に接近する相対速度が高くなるほど大きくなるとともに、各相対速度において前記道路付帯物との距離が短くなるほど増加勾配が急峻になり、前記道路付帯物の像の面積の単位時間当たりの変化度合いに基づいて求められた接近離間状態評価指標を算出する評価指標算出手段と、
    前記自車の常用減速度、前記道路付帯物との距離、及び前記相対速度検出手段の検出した相対速度から、前記カーブ道路に進入する、若しくは前記カーブ道路を走行するときのブレーキ装置による制動力を制御する実行タイミングの指標を表す減速目標を算出する減速目標算出手段と、
    前記評価指標算出手段の算出した接近離間状態評価指標が、前記減速目標算出手段の算出した減速目標を上回る値であるかどうかを判定する減速目標判定手段と、
    前記減速目標判定手段によって、前記接近離間状態評価指標が前記減速目標を上回る値であると判定した時点における、当該接近離間状態評価指標の値を初期値として、前記道路付帯物との距離が短くなるに従い、前記減速目標を上回る値であると判定した時点での前記接近離間状態評価指標の勾配による一定の傾きで増加するように、前記接近離間状態評価指標の目標値を設定する目標値設定手段と、
    前記接近離間状態評価指標目標値に対応する目標相対速度と実際の相対速度とに基づいて、目標減速度を算出する目標減速度算出手段と、
    前記自車が前記カーブ道路に進入する、若しくは前記カーブ道路を走行する際、前記自車の減速度が前記目標減速度となるように、前記ブレーキ装置による制動力を制御する制動力制御手段とを備えることを特徴とする車両制御装置。
  34. 自車進行方向の延長線上に位置し、前記自車の前方に存在するカーブ道路の道路境界、又はその付近に設けられた道路付帯物との距離を取得する距離取得手段と、
    前記道路付帯物との相対速度を検出する相対速度検出手段と、
    前記道路付帯物に対する接近離間状態を表す指標として、前記道路付帯物に接近する相対速度が高くなるほど大きくなるとともに、各相対速度において前記道路付帯物との距離が短くなるほど増加勾配が急峻になり、前記道路付帯物の像の面積の単位時間当たりの変化度合いに基づいて求められた接近離間状態評価指標を算出する評価指標算出手段と、
    前記カーブ道路に進入する、若しくは前記カーブ道路を走行する際、前記自車の運転者が前記自車を減速させるための運転操作を開始した時点における、前記接近離間状態評価指標の値を初期値として、前記道路付帯物との距離が短くなるに従い、前記自車を減速させるための運転操作の開始時点での前記接近離間状態評価指標の勾配による一定の傾きで増加するように、前記接近離間状態評価指標の目標値を設定する目標値設定手段と、
    前記接近離間状態評価指標目標値に対応する目標相対速度と実際の相対速度とに基づいて、目標減速度を算出する目標減速度算出手段と、
    前記自車が前記カーブ道路に進入する、若しくは前記カーブ道路を走行する際、前記自車の減速度が前記目標減速度となるように、ブレーキ装置による制動力を制御する制動力制御手段とを備えることを特徴とする車両制御装置。
  35. 前記自車の運転者による前記自車を減速させるための運転操作によって前記自車に発生する減速度を推定する減速度推定手段を備え、
    前記制動力制御手段は、前記減速度推定手段によって推定される減速度が、前記目標減速度よりも大きい場合には、前記制動力の制御を非実行とすることを特徴とする請求項３４に記載の車両制御装置。
  36. 前記自車が前記道路付帯物に衝突するまでの余裕時間を示す衝突余裕時間を算出する衝突余裕時間算出手段を備え、
    前記制動力制御手段は、前記衝突余裕時間が所定時間以上である場合には、前記制動力の制御を非実行とすることを特徴とする請求項３３乃至請求項３５のいずれかに記載の車両制御装置。
  37. 前記目標値設定手段は、前記自車の運転者の指示に応じたゲインを、前記接近離間状態評価指標の勾配に乗じて、そのゲインが乗じられた勾配を用いて、前記接近離間状態評価指標の目標値を設定することを特徴とする請求項３３乃至請求項３６のいずれかに記載の車両制御装置。
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