JP5867302B2 - 車両の走行支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の走行支援装置に関する。

車両と同車両の進行方向前側に存在する先行車などの衝突回避対象との衝突の回避を図る走行支援装置の開発が進められている。こうした装置にあっては、車両を減速させる減速制御が現時点から開始されたと仮定した場合に車両を停止させるのに要する走行距離の推定値である減速距離と、車両に搭載されるレーダによって測定された自車両と衝突回避対象との間の相対距離とが比較される。そして、検出された最新の相対距離が減速距離に規定距離（＞０（零））を足し合わせた加算値以下になったときに、減速制御が実際に開始される。

なお、上記の減速距離を算出する方法としては、以下に示す関係式（式１）を用いた算出方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

Ｒ…減速距離、ＶＳａ…車両の車体速度、ａ…減速制御の実行時における推定減速度

特開昭５２−６９１３２号公報

ところで、上記の減速制御が開始された場合においては、自車両の実際の減速度が推定減速度「α」に達するまでに多少の時間を要する。そのため、減速制御が開始されたとしても、実際の減速距離は、上記関係式（式１）を用いて算出された減速距離「Ｒ」よりも長くなる可能性が高い。そこで、自車両と衝突回避対象との衝突を上記の減速制御の実行によって回避するためには、上記の規定距離を比較的大きい値に設定することが好ましい。しかし、この場合には、衝突回避対象を基準とした自車両の相対速度（＝自車両の車体速度−衝突回避対象の移動速度）を衝突回避対象よりも手前で「０（零）」にすることが可能となるものの、減速制御が必要以上に早いタイミングで開始されるおそれがある。

なお、こうした問題は、減速制御の実行によって相対速度を「０（零）」にする場合には限らず、減速制御の実行によって、自車両の進行方向前側に存在する対象よりも手前に設定された目標位置までに相対速度を「０（零）」よりも大きい値に設定された規定速度以下とする場合で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、自車両の相対速度を規定速度以下とするのに要する走行距離の推定値である減速距離の算出精度を向上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、車両の進行方向前側に存在する対象（Ｃ２）を基準とした車両の相対減速度（Ｇｒ）を目標相対減速度（Ａｔ）まで大きくする減速制御の実行によって対象（Ｃ２）を基準とした車両の相対速度（Ｖｒ）を規定速度（Ｖｔｈ）以下とするのに要する車両の走行距離の推定値である減速距離（Ｘｔｈ）を算出する車両の走行支援装置を前提としている。この走行支援装置では、現時点から減速制御が開始された場合に、同現時点から減速制御の開始によって相対減速度（Ｇｒ）が大きくなり始める第１時点までの間に車両が走行し得る距離の推定値を空走距離（Ｘ０）として、現時点の相対減速度（Ａ０）に基づいて算出し（Ｓ２６）、第１時点から相対減速度（Ｇｒ）が目標相対減速度（Ａｔ）に達する第２時点までの間に車両が走行し得る距離の推定値を上昇中走行距離（Ｘ１）として、前記現時点の相対減速度（Ａ０）に基づいて算出し（Ｓ２７）、第２時点から相対速度（Ｖｒ）が規定速度（Ｖｔｈ）以下となる時点までの間に車両が走行し得る距離の推定値を上昇完了後走行距離（Ｘ２）として、前記現時点の相対減速度（Ａ０）に基づいて算出し（Ｓ２８）、算出した空走距離（Ｘ０）、上昇中走行距離（Ｘ１）及び上昇完了後走行距離（Ｘ２）の加算結果に基づいて減速距離（Ｘｔｈ）を導出する（Ｓ２９）ようにした。

あるタイミングで減速制御を開始させた場合には、制御開始タイミングからしばらくの期間が経過してから、減速制御の実行に起因して相対減速度（Ｇｒ）が実際に大きくなり始める。そして、相対減速度（Ｇｒ）の上昇によって同相対減速度（Ｇｒ）が目標相対減速度（Ａｔ）に達すると、減速制御の実行中においては相対減速度（Ｇｒ）がほぼ一定となる。

そこで、本発明では、減速制御の開始タイミングからしばらくの間は、現時点から減速制御の実行によって相対減速度（Ｇｒ）が大きくなり始めると仮定される第１時点までの車両の走行距離の推定値として空走距離（Ｘ０）が算出される。また、第１時点からは相対減速度（Ｇｒ）が一定勾配で目標相対減速度（Ａｔ）まで上昇すると仮定し、第１時点から相対減速度（Ｇｒ）が目標相対減速度（Ａｔ）に達すると仮定される第２時点までの車両の走行距離の推定値として上昇中走行距離（Ｘ１）が算出される。さらに、第２時点からは相対減速度（Ｇｒ）が一定であると仮定し、第２時点から相対速度（Ｖｒ）が規定速度（Ｖｔｈ）以下となると仮定される時点までの車両の走行距離の推定値として上昇完了後走行距離が算出される。

そして、このように算出された空走距離（Ｘ０）、上昇中走行距離（Ｘ１）及び上昇完了後走行距離（Ｘ２）が足し合わされ、この加算結果に基づいて減速距離（Ｘｔｈ）が導出される。これにより、上記関係式（式１）に基づいて減速距離を算出する場合と比較して、減速制御が開始されてから車両の減速度が実際に大きくなり始めるまでのタイムラグなどを考慮して算出する分、減速距離（Ｘｔｈ）の算出精度を向上させることができるようになる。

ところで、現時点から減速制御を開始した場合に現時点から第１時点までの期間を空走期間（Ｔｄ）とするとき、空走距離（Ｘ０）を、現時点の相対速度（Ｖ０）、現時点の相対減速度（Ａ０）及び空走期間（Ｔｄ）に基づいて算出する（Ｓ２６）ことができる。

また、第１時点から第２時点までの期間を上昇中期間（Ｔ１）とするとともに、上昇中期間（Ｔ１）での相対減速度（Ｇｒ）の変化勾配を目標相対減速度変化量（Ｊｔ）とするとき、上昇中走行距離（Ｘ１）を、第１の時点の相対速度（Ｖ１）、現時点の相対減速度（Ａ０）、上昇中期間（Ｔ１）及び目標相対減速度変化量（Ｊｔ）に基づいて算出する（Ｓ２７）ことができる。なお、「第１の時点の相対速度（Ｖ１）」とは、車両が現時点から空走距離（Ｘ０）だけ走行した時点（第１の時点）での相対速度の推定値である。

また、第１時点から第２時点までの期間を上昇中期間（Ｔ１）とするとともに、上昇中期間（Ｔ１）での相対減速度（Ｇｒ）の変化勾配を目標相対減速度変化量（Ｊｔ）とするとき、第２の時点の相対速度（Ｖ２）を、第１の時点の相対速度（Ｖ１）、現時点の相対減速度（Ａ０）、上昇中期間（Ｔ１）及び目標相対減速度変化量（Ｊｔ）に基づいて算出し、上昇完了後走行距離（Ｘ２）を、第２の時点の相対速度（Ｖ２）及び目標相対減速度（Ａｔ）に基づいて算出する（Ｓ２８）ことができる。なお、「第２の時点の相対速度（Ｖ２）」とは、現時点から空走期間（Ｔｄ）及び上昇中期間（Ｔ１）を経過した時点（第２の時点）での相対速度の推定値である。

また、減速制御としては、車両に対する制動トルクを増大させる制御を含むことが好ましい。そして、車両の積載量（ＭＧｍａｓｓ）を取得できる場合（Ｓ１２）にあっては、減速距離（Ｘｔｈ）を、積載量（ＭＧｍａｓｓ）が多い状態での走行時には積載量（ＭＧｍａｓｓ）が少ない状態での走行時よりも長くすることが好ましい。

制動時における車両の減速特性は、同車両の積載量（ＭＧｍａｓｓ）によって変化する。そのため、上記の制御構成を採用することにより、減速距離（Ｘｔｈ）をその時点の車両の積載量（ＭＧｍａｓｓ）に応じた値とすることが可能となる。これにより、そのときの車両の減速特性に応じた減速距離（Ｘｔｈ）を算出することができるようになる。

そして、自車両（Ｃ１）と対象（Ｃ２）との間の相対距離（Ｘｒ）を取得し（Ｓ１３）、取得した相対距離（Ｘｒ）が、導出した減速距離（Ｘｔｈ）に基づいた制御開始判定距離（Ｘｓｔａ）以下になったとき（Ｓ１５：ＹＥＳ）に、前記減速制御を開始させる（Ｓ１６）ことが好ましい。この制御構成によれば、減速距離（Ｘｔｈ）が精度良く算出されることで制御開始判定距離（Ｘｓｔａ）も精度良く算出されるようになるため、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、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）〜（ｄ）は制動制御が開始されたと仮定した場合の相対減速度、相対速度及び相対距離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。 減速距離算出処理ルーチンを説明するフローチャート。

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。

なお、こうした制動制御の実行によって自車両Ｃ１を目標位置Ｐ１近傍で停止させるためには、制動制御が開始されてから自車両Ｃ１が停止するまでの自車両Ｃ１の走行距離の推定値を算出し、この走行距離の推定値に基づき制動制御の開始タイミングが設定されることとなる。すなわち、走行距離の推定値である減速距離を正確に算出することにより、制動制御が適切なタイミングで開始されるようになる。

次に、制動制御が開始された際の自車両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、第１のタイミングｔ１よりも以前に先行車Ｃ２が停止しているものとする。

図３（ａ），（ｄ）に示すように、自車両Ｃ１と先行車Ｃ２との相対距離Ｘｒが短くなると、自車両Ｃ１と先行車Ｃ２との衝突の可能性有りと判断され、制動制御が開始される（第１のタイミングｔ１）。しかし、第１のタイミングｔ１から第２のタイミングｔ２が経過するまでの間では、自車両Ｃ１の減速度が一定値のままとなる。このとき、先行車Ｃ２の車体速度及び減速度が一定であるため、図３（ｂ）に示すように、相対減速度Ｇｒが変化しない。これは、自車両Ｃ１に搭載されるブレーキアクチュエータ１３の応答速度などの関係上、制動制御が開始されてから自車両Ｃ１の実際の減速度が大きくなり始めるまでの間に多少のタイムラグが生じるためである。なお、図３に示す一例では、第１のタイミングｔ１での相対減速度Ｇｒが「０（零）」の場合を示している。そのため、第１のタイミングｔ１から第２のタイミングｔ２までの期間では、相対速度Ｖｒは、第１のタイミングｔ１での相対速度で保持される。

そして、第２のタイミングｔ２が経過すると、制動制御の実行によって自車両の減速度Ｇが大きくなり始める。すると、図３（ｂ），（ｃ）に示すように、相対減速度Ｇｒは、その変化量が目標相対減速度変化量Ｊｔで大きくなり始め、相対速度Ｖｒは、相対減速度Ｇｒの変化に応じて低速となる。そして、第３のタイミングｔ３で相対減速度Ｇｒが目標相対減速度Ａｔに達すると、相対速度Ｖｒは減速開始後相対速度Ｖ２となり、相対減速度Ｇｒは目標相対減速度Ａｔで保持される。そのため、第３のタイミングｔ３以降では、相対速度Ｖｒは一定勾配で低速となる。その後に自車両Ｃ１が目標位置Ｐ１に達する第４のタイミングｔ４の相対速度Ｖｒである制御終了後相対速度Ｖ３は、規定速度Ｖｔｈ（本実施形態では、「０（零）」）となる。その結果、自車両Ｃ１と先行車Ｃ２との衝突が回避される。

本実施形態では、第１のタイミングｔ１から第２のタイミングｔ２までの期間のこと、即ち制動制御が開始されてから同制動制御の実行によって自車両Ｃ１の減速度が大きくなり始めるまでの期間の推定値を、「空走期間Ｔｄ」という。そして、この空走期間Ｔｄでの自車両Ｃ１の走行距離の推定値を、「空走距離Ｘ０」という。

また、本実施形態では、第２のタイミングｔ２から第３のタイミングｔ３までの期間のこと、即ち制動制御の実行によって相対減速度Ｇｒが大きくなり始めてから同相対減速度Ｇｒが目標相対減速度Ａｔに達するまでの期間の推定値を、「上昇中期間Ｔ１」という。そして、この上昇中期間Ｔ１での自車両Ｃ１の走行距離の推定値を、「上昇中走行距離Ｘ１」という。さらに、本実施形態では、第３のタイミングｔ３から第４のタイミングｔ４までの間での自車両Ｃ１の走行距離の推定値を、「上昇完了後走行距離Ｘ２」という。

また、第１のタイミングｔ１を現時点とした場合、この第１のタイミングｔ１での相対速度を「現在相対速度Ｖ０」というとともに、第１のタイミングｔ１での相対減速度を「現在相対減速度Ａ０」という。また、この場合、第１のタイミングｔ１から空走期間Ｔｄが経過した第２のタイミングｔ２が「第１の時点」に該当する。そして、この第２のタイミングｔ２での相対速度の推定値を「空走後相対速度Ｖ１」というとともに、第２のタイミングｔ２での相対減速度の推定値を「空走後相対減速度Ａ１」という。ただし、この空走後相対減速度Ａ１は、現在相対減速度Ａ０と同一値とされる。

さらに、第１のタイミングｔ１を現時点とした場合、この第１のタイミングｔ１から空走期間Ｔｄ及び上昇中期間Ｔ１を経過した時点である第３のタイミングｔ３が「第２の時点」に該当する。そのため、この第３のタイミングｔ３での相対速度の推定値である減速開始後相対速度Ｖ２が、「第２の時点の相対速度」に該当する。

そこで次に、上記のような制動制御の開始タイミングを決定する際に衝突回避ＥＣＵ２３が実行する各種処理ルーチンについて説明する。
まず始めに、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。

図４に示す処理ルーチンは、予め設定された規定周期毎に実行される。そして、この処理ルーチンにおいて、衝突回避ＥＣＵ２３は、ブレーキＥＣＵ２２で算出された自車両Ｃ１の車体速度ＶＳ及び減速度Ｇを取得する（ステップＳ１１）。なお、ここで取得する減速度Ｇは、前後方向加速度センサ３１からの検出信号に基づいた値であってもよいし、車体速度ＶＳを時間微分した車体速度変化量に「−１」を掛け合わせた値であってもよい。続いて、衝突回避ＥＣＵ２３は、自車両Ｃ１の積載量ＭＧｍａｓｓを取得する（ステップＳ１２）。なお、積載量ＭＧｍａｓｓの取得方法については後述する。

そして、衝突回避ＥＣＵ２３は、衝突回避対象認識システム１５で測定された最新の相対距離Ｘｒ、相対速度Ｖｒ及び相対減速度Ｇｒを取得し（ステップＳ１３）、図５にて詳述する減速距離算出処理を行う（ステップＳ１４）。この減速距離算出処理では、現時点から制動制御を開始したと仮定した場合に、自車両Ｃ１の車体速度ＶＳが規定速度Ｖｔｈ以下となるまでに自車両Ｃ１が走行する距離の推定値である減速距離Ｘｔｈ（図３参照）と、この減速距離Ｘｔｈに目標相対距離Ｘｔを加算した制御開始判定距離Ｘｓｔａとが算出（導出）される。

続いて、衝突回避ＥＣＵ２３は、ステップＳ１３で取得した相対距離ＸｒがステップＳ１４で算出した制御開始判定距離Ｘｓｔａ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。相対距離Ｘｒが制御開始判定距離Ｘｓｔａよりも長い場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、自車両Ｃ１と衝突回避対象との衝突の可能性は未だ低いと判断できるため、衝突回避ＥＣＵ２３は、本処理ルーチンを一旦終了する。一方、相対距離Ｘｒが制御開始判定距離Ｘｓｔａ以下である場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、自車両Ｃ１と衝突回避対象との衝突の可能性が高いと判断できるため、衝突回避ＥＣＵ２３は、制動制御の開始指示をエンジンＥＣＵ２１及びブレーキＥＣＵ２２に送信し（ステップＳ１６）、本処理ルーチンを一旦終了する。

そして、指示を受信したエンジンＥＣＵ２１は、エンジン１１からの出力を低下させるべく同エンジン１１を制御する。また、指示を受信したブレーキＥＣＵ２２は、自車両に対する制動トルクを増大させるべくブレーキアクチュエータ１３を制御する。

ここで、自車両の積載量ＭＧｍａｓｓの取得方法の一例について説明する。
積載量ＭＧｍａｓｓの多い状態での車両走行時では、積載量ＭＧｍａｓｓが少ない状態での車両走行時と比較して、車両が加速しにくくなっている。すなわち、エンジン１１からの出力が同一出力であっても、積載量ＭＧｍａｓｓが多いときには、積載量ＭＧｍａｓｓが少ないときよりも車両の加速度が小さくなる。

そこで、車両が停止している停止状態から、ブレーキ操作が解消されるとともにアクセル操作が開始される発進状態に移行したときに、衝突回避ＥＣＵ２３は、アクセル開度（又はエンジン１１からの出力）と、アクセル開度を検出した時点の車両の加速度とを取得する。そして、衝突回避ＥＣＵ２３は、取得したアクセル開度と加速度との関係に基づき、積載量ＭＧｍａｓｓを推定演算する。このとき、アクセル開度に対して加速度が小さい場合には積載量ＭＧｍａｓｓが多いとされ、アクセル開度に対して加速度が大きい場合には積載量ＭＧｍａｓｓが少ないとされる。

次に、上記ステップＳ１４の減速距離算出処理（減速距離算出処理ルーチン）について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。
図５に示す減速距離算出処理ルーチンにおいて、衝突回避ＥＣＵ２３は、上記ステップＳ１２で取得した積載量ＭＧｍａｓｓに応じた補正ゲインＧ１を設定する（ステップＳ２１）。補正ゲインＧ１は、「１」以上の値に設定されるゲインであって、積載量ＭＧｍａｓｓが多い場合ほど大きい値に設定される。続いて、衝突回避ＥＣＵ２３は、目標相対距離Ｘｔを記憶部２０２から読み出す（ステップＳ２２）。続いて、衝突回避ＥＣＵ２３は、現在相対速度Ｖ０、現在相対減速度Ａ０及び空走期間Ｔｄを記憶部２０２から読み出す（ステップＳ２３）。なお、空走期間Ｔｄは、車両に搭載されるブレーキアクチュエータ１３の性能に基づき予め設定されている。

そして、衝突回避ＥＣＵ２３は、目標相対減速度変化量Ｊｔ及び目標相対減速度Ａｔを記憶部２０２から読み出す（ステップＳ２４）。なお、目標相対減速度変化量Ｊｔ及び目標相対減速度Ａｔは、ブレーキアクチュエータ１３の性能限界よりも小さい値に設定されている。続いて、衝突回避ＥＣＵ２３は、上昇中期間Ｔ１を、以下に示す関係式（式２）を用いて算出する（ステップＳ２５）。本実施形態では、上昇中期間Ｔ１中においては相対減速度Ｇｒが一定勾配で変化すると仮定し、目標相対減速度変化量Ｊｔ、目標相対減速度Ａｔ及び現在相対減速度Ａ０に基づいて上昇中期間Ｔ１が算出される。

続いて、衝突回避ＥＣＵ２３は、空走距離Ｘ０を、以下に示す関係式（式３）を用いて算出し（ステップＳ２６）、空走後相対速度Ｖ１及び上昇中走行距離Ｘ１を、以下に示す関係式（式４）及び（式５）を用いて算出する（ステップＳ２７）。すなわち、本実施形態では、空走距離Ｘ０は、空走期間中においては相対減速度Ｇｒが一定であるとの仮定の下、現在相対速度Ｖ０、現在相対減速度Ａ０及び空走期間Ｔｄに基づいて算出される。また、空走後相対速度Ｖ１は、空走期間中においては相対減速度Ｇｒが現在相対減速度Ａ０で一定であるとの仮定の下、現在相対速度Ｖ０、現在相対減速度Ａ０及び空走期間Ｔｄに基づいて算出される。また、上昇中走行距離Ｘ１は、上昇中期間中においては相対減速度Ｇｒが一定勾配で目標相対減速度Ａｔまで変化するとの仮定の下、空走後相対速度Ｖ１、現在相対減速度Ａ０、上昇中期間Ｔ１及び目標相対減速度変化量Ｊｔに基づいて算出される。ただし、空走期間は積載量ＭＧｍａｓｓに応じて補正された値（＝Ｔｄ×Ｇ１）が用いられるとともに、上昇中期間は、積載量ＭＧｍａｓｓに応じて補正された値（＝Ｔ１×Ｇ１）が用いられる。

そして、衝突回避ＥＣＵ２３は、減速開始後相対速度Ｖ２及び上昇完了後走行距離Ｘ２を、以下に示す関係式（式６）及び（式７）を用いて算出する（ステップＳ２８）。すなわち、本実施形態では、減速開始後相対速度Ｖ２は、上昇中期間中においては相対減速度Ｇｒが一定勾配で変化するとの仮定の下、空走後相対速度Ｖ１、現在相対減速度Ａ０、上昇中期間Ｔ１及び目標相対減速度変化量Ｊｔに基づいて算出される。また、上昇完了後走行距離Ｘ２は、相対減速度Ｇｒが目標相対減速度Ａｔで一定であると仮定の下、減速開始後相対速度Ｖ２及び目標相対減速度Ａｔに基づいて算出される。ただし、上昇中期間は、積載量ＭＧｍａｓｓに応じて補正された値（＝Ｔ１×Ｇ１）が用いられる。

続いて、衝突回避ＥＣＵ２３は、減速距離Ｘｔｈを、以下に示す関係式（式８）に基づいて算出する（ステップＳ２９）。この減速距離Ｘｔｈは、空走距離Ｘ０、上昇中走行距離Ｘ１及び上昇完了後走行距離Ｘ２の加算結果に基づいて導出された値である。そして、衝突回避ＥＣＵ２３は、ステップＳ２９で算出した減速距離Ｘｔｈに目標相対距離Ｘｔを加算し、この加算結果を制御開始判定距離Ｘｓｔａとし（ステップＳ３０）、その後、衝突回避ＥＣＵ２３は、減速距離算出処理ルーチンを終了する。

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）本実施形態では、制動制御が開始されても空走期間Ｔｄの間では相対減速度Ｇｒが一定であると仮定されるとともに、空走期間Ｔｄの経過後においては相対減速度Ｇｒが一定勾配で上昇すると仮定される。そして、こうした仮定の下で、空走距離Ｘ０及び上昇中走行距離Ｘ１が算出される。また、空走期間Ｔｄ及び上昇中期間Ｔ１の経過後においては相対減速度Ｇｒが目標相対減速度Ａｔで一定となる仮定の下で、上昇完了後走行距離Ｘ２が算出される。そして、このように算出された空走距離Ｘ０、上昇中走行距離Ｘ１及び上昇完了後走行距離Ｘ２の加算結果に基づいて減速距離Ｘｔｈが算出される。これにより、上記関係式（式１）に基づいて減速距離を算出する場合と比較して、制動制御が開始されてから車両の減速度Ｇが実際に大きくなり始めるまでのタイムラグなどを考慮して減速距離Ｘｔｈを算出する分、減速距離Ｘｔｈ及びこの減速距離Ｘｔｈに基づいて算出される制御開始判定距離Ｘｓｔａの算出精度を向上させることができるようになる。

（２）本実施形態では、自車両Ｃ１の積載量ＭＧｍａｓｓが取得され、この積載量ＭＧｍａｓｓが多い状態での走行時では、積載量ＭＧｍａｓｓが少ない状態での走行時よりも減速距離Ｘｔｈが長めに算出される。このように積載量ＭＧｍａｓｓを加味して減速距離Ｘｔｈを導出することにより、その時点の自車両Ｃ１の減速特性に応じた減速距離Ｘｔｈを導出することができるようになる。

（３）すなわち、積載量ＭＧｍａｓｓが多い場合には、制動制御の開始によって自車両Ｃ１が減速し始めるまでの時間が長くなりやすい。そこで、本実施形態では、空走期間Ｔｄが補正ゲインＧ１によって補正され、この補正後の空走期間（＝Ｔｄ×Ｇ１）に基づいて空走距離Ｘ０が算出される。その結果、空走距離Ｘ０が積載量ＭＧｍａｓｓを考慮した値として算出されるようになり、減速距離Ｘｔｈの算出精度を向上させることができるようになる。

（４）また、上昇中期間Ｔ１の間での相対減速度Ｇｒの実際の変化量は、積載量ＭＧｍａｓｓが多くなるに連れて目標相対減速度変化量Ｊｔよりも小さくなりやすい。言い換えると、制動制御の実行によって相対減速度Ｇｒが大きくなり始めてから相対減速度Ｇｒが目標相対減速度Ａｔに達するまでの時間が長くなりやすい。そこで、本実施形態では、上昇中期間Ｔ１が補正ゲインＧ１によって補正され、この補正後の上昇中期間（＝Ｔ１×Ｇ１）に基づいて上昇中走行距離Ｘ１が算出される。その結果、上昇中走行距離Ｘ１が積載量ＭＧｍａｓｓを考慮した値として算出されるようになり、減速距離Ｘｔｈの算出精度を向上させることができるようになる。

（５）また、積載量ＭＧｍａｓｓが多い場合には、上昇中期間Ｔ１の経過後の相対減速度Ｇｒが目標相対減速度Ａｔよりも小さい値で一定となっている可能性がある。そこで、本実施形態では、積載量ＭＧｍａｓｓに基づいて補正された値が上昇完了後走行距離Ｘ２として算出される。これにより、減速距離Ｘｔｈの算出精度を向上させることができるようになる。

（６）このように減速距離Ｘｔｈを精度良く算出できるようになったことにより、目標相対距離Ｘｔを極力短い値（例えば、１ｍ）に設定することが可能となる。これにより、自車両Ｃ１の走行中での制動制御の早期の開始を抑制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。
・積載量ＭＧｍａｓｓに応じた補正は、上昇完了後走行距離Ｘ２、上昇中走行距離Ｘ１及び空走距離Ｘ０のうち何れか１つの距離に対してのみ行ってもよい。

・空走期間Ｔｄでの相対減速度Ｇｒが現在相対減速度Ａ０で一定と仮定することなく、空走後相対減速度Ａ１、空走後相対速度Ｖ１及び空走距離Ｘ０を算出してもよい。例えば、第１のタイミングｔ１での自車両Ｃ１と衝突回避対象との相対減速度の変化量である現在加速度変化量Ｊ０を取得可能である場合には、空走後相対減速度Ａ１、空走後相対速度Ｖ１及び空走距離Ｘ０を、以下に示す関係式（式９），（式１０），（式１１）を用いて算出してもよい。

なお、この場合であっても、空走期間Ｔｄを補正ゲインＧ１で補正し、補正後の空走期間（Ｔｄ×Ｇ１）を関係式（式９），（式１０），（式１１）の「Ｔｄ」に代入してもよい。このようにしても、減速距離Ｘｔｈ及び制御開始判定距離Ｘｓｔａを、そのときの車両の積載量ＭＧｍａｓｓを考慮した適切な値とすることができるようになる。

また、このように空走期間中であっても相対減速度Ｇｒが変化していると仮定する場合には、上昇中期間Ｔ１を算出するに際し、上記関係式（式２）には現在相対減速度Ａ０の代わりに空走後相対減速度Ａ１を代入するようにしてもよい。

・上記の実施形態とは別の方法で減速距離Ｘｔｈを積載量ＭＧｍａｓｓに応じて補正するようにしてもよい。例えば、積載量ＭＧｍａｓｓを加味することなく算出した空走距離Ｘ０、上昇中走行距離Ｘ１及び上昇完了後走行距離Ｘ２の加算結果（＝Ｘ０＋Ｘ１＋Ｘ２）に対して積載量ＭＧｍａｓｓに応じた補正ゲインＧ１を掛け合わせ、この演算結果を減速距離Ｘｔｈとしてもよい。

・積載量ＭＧｍａｓｓによる減速特性の変化が余り見られない車両においては、減速距離Ｘｔｈの算出に際し、積載量ＭＧｍａｓｓに応じた補正を行わなくてもよい。
・目標相対距離Ｘｔを、各種条件に応じて変更するようにしてもよい。

例えば、自車両Ｃ１の積載量ＭＧｍａｓｓが多いときには積載量ＭＧｍａｓｓが少ないときと比較して、制動制御に対する追従性が遅くなりやすい。そこで、積載量ＭＧｍａｓｓが多いときには、積載量ＭＧｍａｓｓが少ないときよりも目標相対距離Ｘｔを大きい値に設定してもよい。これにより、目標位置Ｐ１と制動制御の実際の終了位置との間隔にばらつきが生じても、衝突回避対象に対して十分な距離を空けた状態を確保することが可能となる。

また、衝突回避対象の一例としての先行車Ｃ２に自車両Ｃ１が追従して走行している場合などのように相対速度Ｖｒが小さいときには、僅かな相対速度Ｖｒの変化によって減速制御を開始させると運転者に違和感を与えるおそれがある。そこで、減速制御の開始前において相対速度Ｖｒが低速であるときには、相対速度Ｖｒが高速であるときよりも目標相対距離Ｘｔを小さい値に設定してもよい。これにより、自車両Ｃ１が先行車Ｃ２に追従して走行する場合などのように相対速度Ｖｒが小さいときに、減速制御が不要に開始されることを抑制できるようになる。

また、自車両Ｃ１が先行車Ｃ２に追従しているときに、自車両Ｃ１と先行車Ｃ２との間に他の車両（以下、「割込み車両」ともいう。）が割り込んだ場合には、衝突回避対象が先行車Ｃ２から割込み車両に切り替る。この場合、自車両Ｃ１と割込み車両との相対距離が、衝突回避対象が先行車Ｃ２であったときに導出されていた制御開始判定距離Ｘｓｔａよりも小さいときには、割込み車両の後ろに設定された目標位置Ｐ１で相対速度Ｖｒを「０（零）」とするために、自車両Ｃ１に対して急制動が付与されることがある。そこで、減速制御の開始前において相対距離Ｘｒが短いときには、相対距離Ｘｒが長いときよりも目標相対距離Ｘｔを小さい値に設定してもよい。これにより、自車両Ｃ１と先行車Ｃ２との間に割込み車両が割り込む場合などのように衝突回避対象との相対距離Ｘｒが急に短くなった場合においては、目標相対距離Ｘｔが変更されない場合と比較して、自車両Ｃ１と目標位置Ｐ１との距離が長くなりやすい。そのため、自車両Ｃ１と先行車Ｃ２との間に割込み車両が割り込んだことに起因して減速制御が開始されたとしても、そのときに自車両Ｃ１に対する制動トルクが極端に大きいトルクとなることを抑制できるようになる。

・ブレーキ機構１４においては、制動時には、摩擦材１４２が回転体１４１に接近して摺接することにより摩擦材と回転体との間に摩擦力が発生する。そして、この摩擦力に応じた制動トルクが車輪１２に付与される。こうした構成のブレーキ機構１４にあっては、非制動時における回転体１４１と摩擦材１４２との間隔が変わっていることがある。そのため、上記のような制動制御が行われる場合、間隔が広いときには間隔が狭いときよりも空走期間Ｔｄが長くなりやすい。そこで、上記の間隔が検出又は推定可能である場合には、空走期間Ｔｄを間隔に応じて補正してもよい。これにより、減速距離Ｘｔｈの算出精度をさらに向上させることができるようになる。

なお、上記の間隔の推定方法としては、以下に示す方法が考えられる。例えば、運転者によるブレーキ操作時に、ブレーキ操作が開始されてから、車輪１２の車輪速度が減速し始めるまでの期間を計測し、この期間が長い場合ほど上記の間隔の推定値を大きい値とする。

・制御開始判定距離Ｘｓｔａは、減速距離Ｘｔｈに予め設定された算出ゲイン値（１よりも大きい値であって、例えば１．２）を掛け合わせた値であってもよい。
・減速制御は、運転者によるブレーキ操作が行われていない場合のみで実行するようにしてもよい。また、減速制御は、運転者による非ブレーキ操作時に加え、ブレーキ操作時にも実行するようにしてもよい。ブレーキ操作時に減速制御を行うときには、相対減速度Ｇｒが目標相対減速度Ａｔに近づくようにブレーキアクチュエータ１３が制御されることになる。すなわち、運転者のブレーキ操作に基づいた制動トルクと、ブレーキアクチュエータ１３の作動に基づいた制動トルクとの合計制動トルクが、目標相対減速度Ａｔに応じた制動トルクとなるように、ブレーキアクチュエータ１３が制御される。

・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までに車体速度ＶＳ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、自車両Ｃ１と料金所との間に目標位置Ｐ１を設定し、この目標位置Ｐ１の通過時には車体速度ＶＳ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。なお、この場合においては「料金所」が「対象」に相当する。

・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）空走距離（Ｘ０）を、積載量（ＭＧｍａｓｓ）が多い状態での走行時には積載量（ＭＧｍａｓｓ）が少ない状態での走行時よりも長くすることが好ましい。

積載量（ＭＧｍａｓｓ）が多いときには、積載量（ＭＧｍａｓｓ）が少ないときよりも、減速制御が開始された時点と車両の実際の減速度が大きくなり始める第２時点との期間、即ち空走期間が長くなりやすい。そこで、上記の制御構成の採用によって算出された空走距離（Ｘ０）に基づいて減速距離（Ｘｔｈ）を算出することにより、そのときの車両の減速特性に応じた減速距離（Ｘｔｈ）を算出できるようになる。

（ロ）上昇中走行距離（Ｘ１）を、積載量（ＭＧｍａｓｓ）が多い状態での走行時には積載量（ＭＧｍａｓｓ）が少ない状態での走行時よりも長くすることが好ましい。
積載量（ＭＧｍａｓｓ）が多いときには、積載量（ＭＧｍａｓｓ）が少ないときよりも、減速制御の実行に伴う自車両の実際の減速度の増大勾配が緩やかになりやすい。そこで、上記の制御構成の採用によって算出された上昇中走行距離（Ｘ１）に基づいて減速距離（Ｘｔｈ）を算出することにより、そのときの車両の減速特性に応じた減速距離（Ｘｔｈ）を算出できるようになる。

（ハ）上昇完了後走行距離（Ｘ２）を、積載量（ＭＧｍａｓｓ）が多い状態での走行時には積載量（ＭＧｍａｓｓ）が少ない状態での走行時よりも長くすることが好ましい。
積載量（ＭＧｍａｓｓ）の多いときには、上記第２時点に達したとしても、実際には相対減速度（Ｇｒ）が目標相対減速度（Ａｔ）に未だ達していなかったり、相対減速度（Ｇｒ）が目標相対減速度（Ａｔ）よりも小さい減速度で一定となっていたりする可能性がある。そのため、積載量（ＭＧｍａｓｓ）が多いときには、積載量（ＭＧｍａｓｓ）が少ないときよりも上昇完了後走行距離（Ｘ２）が長くなりやすい。そこで、上記の制御構成の採用によって算出された上昇完了後走行距離（Ｘ２）に基づいて減速距離（Ｘｔｈ）を算出することにより、そのときの車両の減速特性に応じた減速距離（Ｘｔｈ）を算出できるようになる。

２１，２２，２３…走行支援装置の一例としてのＥＣＵ、Ａ０…現時点の相対減速度としての現在相対減速度、Ａｔ…目標相対減速度、Ｃ１…自車両、Ｃ２…対象の一例としての先行車、Ｇｒ…相対減速度、Ｊｔ…目標相対減速度変化量、ＭＧｍａｓｓ…積載量、Ｐ１…目標位置、Ｔ１…上昇中期間、Ｔｄ…空走期間、Ｖ０…現時点の相対速度としての現在相対速度、Ｖ１…第１の時点の相対速度としての空走後相対速度、Ｖ２…第２の時点の相対速度としての減速開始後相対速度、Ｖ３…制御完了後相対速度、Ｖｒ…相対速度、Ｖｔｈ…規定速度、Ｘ０…空走距離、Ｘ１…上昇中走行距離、Ｘ２…上昇完了後走行距離、Ｘｒ…相対距離、Ｘｓｔａ…制御開始判定距離、Ｘｔｈ…減速距離。

Claims (6)

1. 車両の進行方向前側に存在する対象（Ｃ２）を基準とした車両の相対減速度（Ｇｒ）を目標相対減速度（Ａｔ）まで大きくする減速制御の実行によって前記対象（Ｃ２）を基準とした車両の相対速度（Ｖｒ）を規定速度（Ｖｔｈ）以下とするのに要する車両の走行距離の推定値である減速距離（Ｘｔｈ）を算出する車両の走行支援装置であって、
   現時点から前記減速制御が開始された場合に、同現時点から同減速制御の開始によって相対減速度（Ｇｒ）が大きくなり始める第１時点までの間に車両が走行し得る距離の推定値を空走距離（Ｘ０）として、現時点の相対減速度（Ａ０）に基づいて算出し（Ｓ２６）、
   前記第１時点から相対減速度（Ｇｒ）が前記目標相対減速度（Ａｔ）に達する第２時点までの間に車両が走行し得る距離の推定値を上昇中走行距離（Ｘ１）として、前記現時点の相対減速度（Ａ０）に基づいて算出し（Ｓ２７）、
   前記第２時点から相対速度（Ｖｒ）が前記規定速度（Ｖｔｈ）以下となる時点までの間に車両が走行し得る距離の推定値を上昇完了後走行距離（Ｘ２）として、前記現時点の相対減速度（Ａ０）に基づいて算出し（Ｓ２８）、
   算出した空走距離（Ｘ０）、上昇中走行距離（Ｘ１）及び上昇完了後走行距離（Ｘ２）の加算結果に基づいて減速距離（Ｘｔｈ）を導出する（Ｓ２９）
   ことを特徴とする車両の走行支援装置。
2. 現時点から前記減速制御を開始した場合に同現時点から前記第１時点までの期間を空走期間（Ｔｄ）とするとき、
   空走距離（Ｘ０）を、現時点の相対速度（Ｖ０）、前記現時点の相対減速度（Ａ０）及び前記空走期間（Ｔｄ）に基づいて算出する（Ｓ２６）
   請求項１に記載の車両の走行支援装置。
3. 前記第１時点から前記第２時点までの期間を上昇中期間（Ｔ１）とするとともに、同上昇中期間（Ｔ１）での相対減速度（Ｇｒ）の変化勾配を目標相対減速度変化量（Ｊｔ）とするとき、
   上昇中走行距離（Ｘ１）を、前記第１の時点の相対速度（Ｖ１）、前記現時点の相対減速度（Ａ０）、前記上昇中期間（Ｔ１）及び前記目標相対減速度変化量（Ｊｔ）に基づいて算出する（Ｓ２７）
   請求項１又は請求項２に記載の車両の走行支援装置。
4. 前記第１時点から前記第２時点までの期間を上昇中期間（Ｔ１）とするとともに、同上昇中期間（Ｔ１）での相対減速度（Ｇｒ）の変化勾配を目標相対減速度変化量（Ｊｔ）とするとき、
   前記第２の時点の相対速度（Ｖ２）を、前記第１の時点の相対速度（Ｖ１）、前記現時点の相対減速度（Ａ０）、前記上昇中期間（Ｔ１）及び前記目標相対減速度変化量（Ｊｔ）に基づいて算出し、
   上昇完了後走行距離（Ｘ２）を、前記第２の時点の相対速度（Ｖ２）及び前記目標相対減速度（Ａｔ）に基づいて算出する（Ｓ２８）
   請求項１〜請求項３のうち何れか一項に記載の車両の走行支援装置。
5. 前記減速制御は、車両に対する制動トルクを増大させる制御を含んでおり、
   車両の積載量（ＭＧｍａｓｓ）を取得し（Ｓ１２）、
   減速距離（Ｘｔｈ）を、積載量（ＭＧｍａｓｓ）が多い状態での走行時には積載量（ＭＧｍａｓｓ）が少ない状態での走行時よりも長くする
   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。
6. 自車両（Ｃ１）と前記対象（Ｃ２）との間の相対距離（Ｘｒ）を取得し（Ｓ１３）、
   取得した相対距離（Ｘｒ）が、導出した減速距離（Ｘｔｈ）に基づいた制御開始判定距離（Ｘｓｔａ）以下になったとき（Ｓ１５：ＹＥＳ）に、前記減速制御を開始させる（Ｓ１６）
   請求項１〜請求項５のうち何れか一項に記載の車両の走行支援装置。