WO2011148495A1 - 車両の制動力制御装置 - Google Patents

Abstract

　車両前方の障害物との関係に基づいて、ドライバーの制動操作によらず車両に対して付与される制動力を制御する制動力制御装置において、検出された障害物を回避するためにドライバーにより回避操舵が行われる場合の、発生し得る横力を予測し、その予測された横力に基づいて算出される、車両の前後方向に付与し得る制動力に従って、実際に前後方向に付与される実制動力を制限する。これにより、車両の制動力を制御する制動力制御装置において、操舵による障害物との衝突回避のための横力を確保する。

Description

車両の制動力制御装置

　本発明は、車両前方の障害物との関係に基づいて、ドライバーの制動操作によらず車両に対して付与される制動力を制御する制動力制御装置に関する。

　従来、衝突や追突事故を防止するために、車両の前方の障害物を検出し、それとの距離が閾値を超えて接近すると、強制的に車両に制動力を付与し、車両速度を低減させることが行われている。一方で、ドライバーが障害物との接近を認識して回避操舵を行うことで車両との衝突を回避しようとしたとき、該回避操舵を考慮せずに制動力を強制的に付与してしまうと、制動力による車両の制動と回避操舵とが干渉し、十分な回避効果が得られない場合があった。そこで、ドライバーの回避操舵によって発生する横力から、いわゆる摩擦円を利用して車両に発生可能な最大の制動力を算出し、制動力の最大値をこの算出値とすることで効果的な衝突回避を行う技術が開示されている（たとえば、特許文献１を参照）。

　また、制動力による車両の制動と回避操舵との干渉を回避するために、当該干渉が発生しそうな状況では付与される制動力を低下させる技術が開示されている（たとえば、特許文献２を参照）。当該技術では、操舵による衝突回避が可能である場合には、不可能であると判断される場合と比べて、付与される制動力が低く設定される。これにより効果的な衝突回避を図る。

特開平１０－１３８８９４号公報 特開２００４－１５５２４１号公報 特開２００３－１７５８１０号公報 特開２００３－３４１５０１号公報 特開２００２－００４９３１号公報 特開２０００－１２８００７号公報 特開２００７－３３１４５９号公報 特開２００５－１３２１７２号公報 特開２００４－１５５３０３号公報

　進行する車両と障害物との衝突を回避するためにドライバーの制動操作によらず車両に対して制動力を付与する場合、それと同時にドライバーによる回避操舵が行われると両者が干渉してしまい、十分な回避効果を得ることができない。一方で、ドライバーの回避操舵によって発生する横力から、いわゆる摩擦円を利用して車両に発生可能な最大の制動力を算出し、制動力の最大値をこの算出値に制限しようとすると、回避操舵による横力等の変動によって、実際の横力と制動力の合力がその摩擦円内に収まりにくく、そのため効果的な衝突回避を実現するのが難しかった。

　また、操舵による回避が可能である場合に比較的低い制動力を設定するだけでは、通常障害物回避時の横力は比較的大きいことを踏まえると、制動力がまだ大き過ぎる場合があり、結果として障害物回避のための十分な横力を確保することが難しくなる場合がある。

　本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、車両前方の障害物との関係に基づいて、ドライバーの制動操作によらず車両に対して付与される制動力を制御する制動力制御装置において、操舵による障害物との衝突回避のための横力を確保することが可能である、車両の制動力制御装置を提供することを目的とする。

　本発明においては、上記課題を解決するために、障害物を回避するための回避操舵が行われる際に発生する横力を予測し、それに基づいて算出される車両の前後方向の制動力に従って、実際に前後方向に付与される実制動力を制限する構成を採用した。これにより、ドライバーの操舵による障害物との衝突回避に必要な横力を必要且つ十分に残すことが可能となり、実際にドライバーによる回避操舵が行われると、車両は障害物との衝突を回避し得る。なお、本願においては、「前後方向」とは車両の駆動力が路面に伝わる方向であり、「横方向」とは前後方向に直交する方向である。

　そこで、詳細には、本発明は、車両前方の障害物との関係に基づいて、ドライバーの制動操作によらず該車両に対して付与される制動力を制御する制動力制御装置であって、前記車両の前方に位置する障害物を検出する障害物検出部と、前記障害物検出部によって検出された障害物を回避するためにドライバーにより回避操舵が行われる場合に発生し得る横力を予測する横力予測部と、前記車両が走行する路面との摩擦と、前記横力予測部によって予測された横力とに基づいて算出される、該車両の前後方向の制動力に従って、実際に前後方向に付与される実制動力を制限する制動力制御部と、を備える。

　本発明に係る車両の制動力制御装置は、ドライバーの制動操作の有無に関係なく強制的に付与される制動力（以下、「強制制動力」ともいう）を付与することで、車両と障害物との衝突を回避可能とするものである。ここで、障害物回避のためにドライバー自身により回避操舵が行われる場合があり、その際に回避のための十分な横力が発生し得ることが好ましい。そこで、上記制動力制御装置では、障害物検出部によって車両の前方に障害物が検出されると、強制的に実際に付与される実制動力が制限される構成となっている。

　具体的には、障害物が検出されると、その障害物を回避操舵で仮に回避したときに車両に生じ得る横力が、横力予測部によって予測される。この予測された横力は、回避操舵による回避を可能とするために確保すべき横力とも言い得る。そして、制動力制御部によって、この横力と路面との摩擦とに基づいて、車両の前後方向に付与し得る制動力が算出され、実際に付与される強制制動力（実制動力）がこの算出された理論的な値に従って制限されることで、回避操舵に必要な横力を確保することは可能となる。

　また、前記横力予測部は、前記障害物検出部によって検出された障害物を回避するための回避横幅距離に応じて、前記発生し得る横力を変動させて予測する構成であってもよい。回避横幅距離が大きくなると、単位時間で回避のために移動すべき距離が大きくなることを踏まえ、回避横幅距離が大きくなるに従い、回避に必要な横力が大きくなるように予測を行ってもよい。

　ここで、上記制動力制御装置において、前記横力予測部は、前記障害物検出部によって検出された障害物を回避するためにドライバーにより回避操舵が行われる場合の、発生し得る横力の推移を予測し、前記制動力制御部は、前記車両が走行する路面との摩擦と、前記横力予測部によって予測された横力推移とに基づいて、該車両の前後方向に付与し得る制動力の推移を算出し、制動力の付与時にドライバーの回避操舵が検出されると行われる所定の低下処理に従った前記実制動力の低下推移の、該算出された前後方向に付与し得る制動力推移に対する干渉割合が所定割合以下となるように、該実制動力を制限する構成としてもよい。

　横力予測部が予測する横力推移は、いわば横力の時間的な変動の軌跡である。このように横力の推移を考慮することで、車両が障害物を回避するまでに必要な横力の変化を踏まえて、実制動力の制限処理を行うことで、その変化する横力を的確に確保することが可能となる。詳細には、予測された障害物回避のための横力の推移に対応させて、前後方向に付与し得る制動力の推移が算出される。一方で、上記制動力制御装置では、障害物回避のための横力の確保のために、ドライバーによる回避操舵が検出されると実制動力を低下させる所定の低下処理が行われることになっている。そして、この算出された制動力推移と所定の低下処理による実制動力の推移とが、所定の相関となるように、すなわち両者が干渉する割合が所定割合以下となるように、制動力制御部による実制動力の制限処理が行われる。すなわち、後に行われるドライバーの回避操舵を起点とした実制動力の低下処理が実現可能となるように実制動力の制限処理が行われる。ここで、上記所定割合とは、ドライバーによる回避操舵が実際に行われる際の車両挙動が、前記障害物を回避し得る程度となる値とされる。たとえば、回避操舵によって車両挙動が安全上問題ない程度に維持される値が、所定割合として採用できる。なお、この所定割合は、ゼロであってもよい。

　このような構成により、本発明に係る車両の制動力制御装置は、車両走行時に障害物を検知したとき、仮に発生する横力の推移（予測された横力の推移）に基づいて実制動力が制限されることになる。言い換えれば、ドライバーによる回避操舵が行われる前に、後に回避操舵が行われたときに実行される所定の低下処理を考慮して実制動力の制限処理が行われることになる。そのため、実際にドライバーによる回避操舵が行われても、障害物の回避のための横力を十分に確保することが可能となる。

　ここで、上記制動力制御装置において、前記算出された前後方向に付与し得る制動力推移がゼロとなる近傍において、前記実制動力の低下推移が該制動力推移と干渉する時間が、前記所定割合に対応する所定時間以下となるように、前記制動力制御部は、該実制動力を制限してもよい。前記算出された制動力推移がゼロとなる近傍は、所定の低下処理によって低下推移している実制動力と干渉しやすい箇所である。そこで、当該箇所での制動力推移と低下推移との干渉時間が、所定干渉時間以下とすることで、上記のとおり、障害物の回避のための横力を十分に確保することが可能となる。

　上述までの制動力制御装置において、ドライバーの回避操舵操作を検出する回避操舵検出部を更に備えてもよい。そして、この場合、前記制動力制御部は、ドライバーの回避操舵が検出されると、前記実制動力を経過時間に応じて所定直線に従って又は所定の低下曲線に従って低下させる前記所定の低下処理を行う。すなわち、制動力制御部によって実制動力が制限されていた状態において、回避操舵検出部によって回避操舵が検出されると、制動力制御部が、実制動力の所定の低下処理を実行する。この所定の低下処理は、障害物との衝突回避の観点から、様々な態様の低下処理が採用でき、その一例として、実制動力を時間経過とともに直線的に低下させる上記所定直線に従った処理、時間経過とともに曲線的に低下させる上記所定曲線に従った処理が挙げられる。

　ここで、上述までの制動力制御装置において、前記横力予測部は、前記障害物検出部によって検出された障害物を回避するための回避横幅距離と、前記車両の該障害物までの到達時間とに基づいて、前記発生し得る横力の推移を予測してもよい。すなわち、横力予測部は、車両が障害物を回避する際に、車両が辿る軌跡を考慮することで、発生し得る横力の推移を予測する。この場合、一例として、前記横力予測部は、前記発生し得る横力の推移を、前記障害物を回避する途中で極大値を迎える曲線状の推移として予測してもよい。更に、前記横力予測部は、前記回避横幅距離に応じて前記極大値を変化させてもよい。回避横幅距離が大きくなるに従い、単位時間辺りに車両が回避すべき距離が大きくなることから、その場合には前記極大値の値をより大きくしていけばよい。

　ここで、上述までの制動力制御装置において、前記車両が走行する路面との摩擦を、該車両が置かれる気象条件、該路面状態のうち少なくとも一つに基づいて推定する摩擦推定部を、更に備えてもよい。また、摩擦については、回避操舵と強制制動力とが干渉しやすい場合の摩擦を規定値として設定してもよい。この場合、たとえば、気象条件や路面状態にかかわらず、摩擦係数を１とした場合の摩擦をこの規定値として採用することができる。

　また、本発明に係る制動力制御装置を、車両前方の障害物との関係に基づいて、ドライバーの制動操作によらず該車両に対して付与される制動力を制御する制動力制御装置であって、実際に車両の前後方向に付与される実制動力を、前記車両が走行する路面との摩擦と、前記車両の前方に位置する障害物を回避するためにドライバーにより回避操舵が行われる場合に発生し得る横力とに基づいて制御し、且つ該障害物を回避するための回避横幅距離が大きくなるほど該実制動力を小さくする、制動力制御装置として捉えることもできる。

　車両前方の障害物との関係に基づいて、ドライバーの制動操作によらず車両に対して付与される制動力を制御する制動力制御装置において、操舵による障害物との衝突回避のための横力を確保することが可能となる。

本発明に係る制動力制御装置が搭載される車両の概略構成を示す図である。 図１に示す制動力制御装置の有する機能部をイメージ化した機能ブロック図である。 上段は車両の障害物回避の軌跡を示し、中段はその回避の際に発生し得る横力の推移を示し、下段はその横力推移を踏まえて算出された制動力の推移および実際に作用する実制動力の推移を示す図である。 図３の下段に示した制動力推移および実制動力推移の、第二の態様を示す図である。 図３の下段に示した制動力推移および実制動力推移の、第三の態様を示す図である。 図１に示す制動力制御装置で実行される制動力制御に関する第一のフローチャートである。 図１に示す制動力制御装置で実行される制動力制御に関する第二のフローチャートである。

　以下に、図面を参照して本発明の実施形態に係る、車両の制動力制御装置１０について説明する。なお、以下の実施形態の構成は例示であり、本発明はこの実施の形態の構成に限定されるものではない。

　図１は、上記制動力制御装置１０が搭載された車両１の概略構成を示す。車両１には４つの座席が設けられ、図１においては、運転席３にドライバー２が着座している状態が示されている。ドライバー２は、運転席３に着座してハンドル４を操舵することで、車両１の進行方向を制御する。ここで、図１に示す車両１の前方には、車両１の前方方向を検知範囲とするミリ波を送信し、車外の障害物で反射された反射波を受信することで、車両１に対する当該障害物の相対位置に関する情報を検知可能なレーダ装置２０が搭載されている。さらに、車両１には、その車速度を検出する車速センサ２１と、そのヨーレートを検出するヨーレートセンサ２２が搭載されている。そして、当該レーダ装置２０と、車速センサ２１およびヨーレートセンサ２２が制動力制御装置１０に電気的に接続され、それぞれの検出結果が当該装置１０へと引き渡されて、後述する障害物との衝突回避のための制動力制御に供される。

　さらに、車両１にはその前方を視野に捉える車載カメラ２３が設置されている。車載カメラ２３による撮像も制動力制御装置１０に引き渡されて、それを用いた画像処理、およびその処理結果を利用した上記制動力制御が行われることになる。

　ここで、制動力制御装置１０は、車両１が走行している際に、その前方に位置する障害物と車両１との距離関係に基づいて、ドライバー２の制動操作、すなわちブレーキ操作にかかわらず車両１のブレーキアクチュエータ３０に指示を出し、車両１に対して強制的に制動力を付与させてその速度を低減させ、障害物との衝突を回避させるための制動力の制御を行う制御装置である。このブレークアクチュエータ３０は、ブレーキ油圧を制御する装置であり、その油圧を上昇させることで車両１に対して制動力を付与することができる。そこで、図２に、制動力制御装置１０を中心とした、車両１に対して付与される制動力の制御の内容をイメージ化した機能ブロック図を示す。図２に示す制動力制御装置１０は、実質的にはＣＰＵ、メモリ、ハードディスク等を含むコンピュータに相当し、そこで制御プログラムが実行されることで図２に示す各機能ブロックによる機能が実現される。

　制動力制御装置１０は、障害物検出部１１、横力予測部１２、摩擦推定部１３、制動力推移算出部１４、最大制動力決定部１５、制動力制御部１６の機能部を有している。これらの機能部はあくまでも例示であり、制動力制御装置１０は、所定の目的達成のためにこれらの機能部以外の機能部を有していても構わない。以下に、これらの機能部の概略を説明する。障害物検出部１１は、レーダ装置２０による検出結果に基づいて車両１の前方に存在する障害物を検出する機能部である。なお、レーダ装置２０を用いた障害物の検出技術については既に公開されている技術であるため、本明細書での詳細な説明は割愛する。

　また、制動力制御部１６は、車両１に強制的に付与される制動力をブレーキアクチュエータ３０を介して制御する機能部である。制動力制御装置１０においては、障害物検出部１１によって車両１の前方に障害物が検知されると、その障害物との距離が閾値を超えて近接してくると制動力制御部１６が車両１に強制的な制動力を付与させて、その速度の低下が図られる。ここで、ドライバー２はハンドル４を回避操舵して車両の進行方向を制御することで障害物との衝突を回避しようとすると、制動力制御装置１０による強制的制動とドライバー２による回避操舵とが干渉してしまい、障害物との衝突を効果的に回避することが難しくなる。そこで、この制動力制御部１６は、強制的な制動力の付与を行っているときにドライバー２の回避操舵が行われると、その制動力を所定の低下方式に従って低下させる所定の低下処理も行う。なお、ドライバー２の回避操舵の検出は、車速センサ２１やヨーレートセンサ２２からの検出信号に基づいて行われる。

　さらに、強制的制動と回避操舵との干渉状態を適切に制御するために、横力予測部１２、摩擦推定部１３、制動力推移算出部１４、最大制動力決定部１５による処理が活用される。横力予測部１２は、走行する車両１の前方に存在する障害物を回避しようとしたとき、どのような横力が車両１に発生し得るか、換言すれば障害物を回避するためにどのような横力を確保すべきかという観点から、その横力の推移を予測する機能部である。すなわち、横力予測部１２は、障害物を回避すべく、車両１の回避操舵がドライバー２によってまだ行われていない状態において、発生し得る横力の推移を予測するものである。なお、この横力予測部１２は、車載カメラ２３による撮像を利用して上記推移予測を行う。

　次に、摩擦推定部１３は、車両１と路面との間に作用する摩擦を推定する機能部である。当該機能部は、車両１が置かれる気象条件や路面状態等に基づいて摩擦の推定処理を行う。次に、制動力推移算出部１４は、横力予測部１２によって予測された横力推移と摩擦推定部１３によって推定された摩擦とに基づいて、車両１の前後方向に付与することが可能な制動力の推移を制動力推移として算出する機能部である。この制動力推移算出部１４は、理論的に制動力推移を算出するものであって、実際に制動力制御部１６によって付与されるべき制動力を直接算出するものではない。

　そして、最大制動力決定部１５は、制動力制御部１６によって行われる強制的制動の所定の低下処理を前提として、制動力推移算出部１４によって算出された制動力推移と、所定の低下処理に従って実際に強制的に付与される実制動力の低下推移との相関に基づいて、該実制動力の最大値を決定する機能部である。そして、最大制動力決定部１５によって決定された最大値は、制動力制御部１６によって実際に付与される実制動力の上限として設定されることになる。

　このような機能部を有する制動力制御装置１０は、上記実制動力の最大値の設定により、回避操舵が検出された際の所定の低下処理が可能とされるとともに、実制動力の低下推移が算出された制動力推移と干渉する程度を所定割合以下に抑えることで、予測された操舵回避に必要な横力を必要且つ十分に確保することが可能となる。

　次に、制動力制御装置１０によって行われる制動力制御の詳細について、図３に基づいて説明する。図３は、その上段は車両１が前方の障害物を回避する場合に辿ると予測される軌跡Ｌ０を示し、その中段はその回避の際に発生し得る横力Ｇｙの推移を曲線Ｌ１で示し、その下段は車両１の前後方向に付与される制動力Ｇｘの推移を表すものであって、上記横力推移を踏まえて算出された、付与され得る理論的な制動力Ｇｘの推移を曲線Ｌ２で示し、実際に付与される実制動力の推移を曲線Ｌ３で示す。これらの推移については、中段に示す車両１の横力推移Ｌ１は、上記横力予測部１２によって求められるものであり、下段に示す制動力推移Ｌ２は、上記制動力推移算出部１４によって求められるものである。また、実制動力の推移Ｌ３のうち、タイミングＴ２以降において低下している推移Ｌ３’は本発明の低下推移に相当する。なお、タイミングＴ１は、障害物との衝突を回避するために制動力制御装置１０によって強制的な制動力の付与が開始されるタイミングである。したがって、タイミングＴ１を経過後は、実制動力は時間の経過とともに直線的に増加していく（線Ｌ３を参照）。また、タイミングＴ２は、本発明に係る制動力制御が行われる一時点を示す。

　図３の上段に示すように、車両１の前方には障害物としての先行車４０が位置している。したがって、ドライバー２は先行車４０に対して回避操舵や減速等の操作を行わなければ、車両１が先行車４０に衝突する可能性がある。ここで、車両１と先行車４０との相対的位置関係をＴＴＣで示す。ＴＴＣは、先行車４０と車両１の車間距離を、先行車４０と車両１の車速差で除して求められ、いわば車両１が先行車４０に衝突するまでの時間を意味するパラメータである。そして、車両１が先行車４０との衝突を回避するために、横方向に回避すべき距離である回避横幅距離はＷで表わされる。すなわち、タイミングＴ２の際には、車両１は先行車４０に対して衝突するまでのＴＴＣに相当する位置に存在し、その衝突を操舵により回避するためには、図３の上段に実線Ｌ０で示す軌跡を辿って回避横幅距離分の横方向への移動を行わなければならない。

　車両１がこの軌跡Ｌ０を辿るためには、ドライバー２がハンドル４を左に一度大きく切って、その後ハンドル４を右に切り直して車両１が直進する状態に戻す必要がある。このような実際のドライバー２のハンドル４の回避操舵を考慮して、横力予測部４は、上記ＴＴＣおよび回避横幅距離Ｗに基づいて、仮に回避操舵が行われた際に車両１に生じ得る横力の推移を、図３の中段に示すように算出する。具体的には、回避横幅距離Ｗを時間ＴＴＣで移動する際に、横方向における車両１の加速度が実車でのドライバー操作を踏まえて滑らかに変動することを前提として、横力の推移が予測される。たとえば、図３の中段に示すように、ドライバー２が回避操舵を開始するとされるタイミングＴ２において横力はゼロから徐々に増加し、所定の時点で正値のピーク値Ｇｙｍａｘを迎え、その後滑らかに減少し、負値のピーク値を迎えた後に滑らかにゼロへと戻る。なお、横力推移の予測については、上記のようにドライバー２による実際の回避操舵を考慮した予測が好ましいが、本発明に係る制動力制御の処理負荷を軽減するために、横力の推移を直線的に表現する等、簡潔な形態の横力推移であっても構わない。

　また、一般に横力推移における横力の最大値Ｇｙｍａｘの値は、ＴＴＣの値が小さくなるに従い大きくなり、また回避横幅距離Ｗの値が大きくなるに従い大きくなる傾向がある。

　次に、制動力算出部１４が、中段に示した横力推移に基づいて理論的な前後方向の制動力の推移を下記式に従って算出し、その制動力推移Ｇｘが図３の下段に一点鎖線の線Ｌ２で表わされる。
　Ｇｘ＝√（μ^２－Ｇｙ^２）
　μ：車両と路面との間の摩擦係数
　Ｇｙ：図３の中段に示す予測された横力推移
　ここで、摩擦係数μは、摩擦係数推定部１３によって推定され、その詳細については後述する。

　そして、最大制動力決定部１５が、線Ｌ２で表わされる制動力推移と、実制動力推移との相関、特に、制動力制御部１６によって所定の低下処理が行われることで辿る実制動力の低下推移Ｌ３’との相関に基づいて、タイミングＴ２における実制動力の最大値Ｇｘｍａｘを決定する。図３に示す実施例では、この所定の低下処理は、ドライバー２の実際の回避操舵が検出されたときの実制動力から、一定の傾きの直線に従って実制動力を低下させる処理である。そして、この直線の傾きは、制動力の低下が車両１の走行性等に影響を及ぼさない範囲で適宜設定される定数であり、一例として０．６Ｇ／秒が採用できる。

　実制動力の最大値Ｇｘｍａｘの具体的な決定については、タイミングＴ２の時点において、低下推移Ｌ３’と制動力推移Ｌ２とが干渉する区間の時間長さΔｔが、基準となる所定時間Δｔ０以下となるように一定の傾きを有する低下推移Ｌ３’を図中で時間軸方向にシフトさせる。そして、低下推移Ｌ３’がタイミングＴ２の時点の制動力軸と交差する点が、タイミングＴ２の時点での実制動力の最大値Ｇｘｍａｘとして決定される。詳細には、タイミングＴ３において、制動力推移Ｌ２では、付与し得る制動力がゼロとなる。そのため、このタイミングＴ３近傍では、低下推移Ｌ３’が制動力推移Ｌ２と干渉しやすくなることを踏まえて、当該近傍における干渉時間長さΔｔの値が、所定時間Δｔ０以下となるように最大値Ｇｘｍａｘが決定される。なお、低下推移Ｌ３’と制動力推移Ｌ２とが干渉している状態は、実制動力が、理論的に付与し得る制動力を超えているため、障害物回避のために必要な横力を確保することが困難となっている状態である。しかし、本出願人は、低下推移Ｌ３’と制動力推移Ｌ２との干渉時間Δｔが所定時間Δｔ０以下である場合には、車両１の走行性に実質的な問題は生じない知見を実験的に得た。そこで、上述のように、干渉時間長さΔｔが所定時間Δｔ０以下となるように実制動力の最大値Ｇｘｍａｘを決定しても、実質的な問題は生じない。なお、所定時間Δｔ０の一例として、０．１秒が採用できる。

　当然に、図４Ａに示すように、低下推移Ｌ３’と制動力推移Ｌ２との干渉時間長さΔｔがゼロとなるように、実制動力の最大値Ｇｘｍａｘを決定しても構わない。この場合は、理論的にも、障害物回避のために必要な横力の確保が担保されていることになる。

　また、制動力制御部１６による所定の低下処理は、実制動力を直線状に低下させる処理だけではなく、図４Ｂに示すように曲線状に低下させる処理であってもよい。このような場合であっても、低下推移Ｌ３’と制動力推移Ｌ２との干渉時間長さΔｔがゼロとなるように、実制動力の最大値Ｇｘｍａｘが決定される。

　このように決定された最大値Ｇｘｍａｘを、制動力制御部１６は、実際に付与される実制動力の上限に用いて、強制的な制動力の付与制御を行う。すなわち、上記タイミングＴ１からドライバー２の実際の回避操舵が検出されるまでの間は、上述した実制動力の最大値Ｇｘｍａｘの決定、およびそれを上限とした実制動力の制御が行われる。そして、ドライバー２の実際の回避操舵が検出されると、制動力制御部１６による所定の低下処理が行われることになる。このような制動力制御により、障害物回避のための横力を必要且つ十分に確保することが可能となる。

　なお、図３の下段、図４Ａ、図４Ｂにおいて、点線で示される実制動力の推移Ｌ３’’は、上記制動力制御部１６による最大値Ｇｘｍａｘでの制限処理が行われなかった場合の、実制動力の推移を示す。この推移Ｌ３’’を辿るのは、制動力制御部１６による制動力のみで車両１を減速させようとする場合である。

　ここで、図３に示す制動力制御を含む車両１における制動力の制御について、図５に基づいて以下に説明する。図５は、走行する車両１が先行車４０と衝突するのを回避するために繰り返し実行される制動力制御のフローチャートである。当該制御は、制動力制御装置１０内で実行される制御プログラムによって実現される。

　先ず、Ｓ１０１では、障害物検出部１１によって、車両１の走行に対する障害物が存在するか否かが判定される。当該処理で肯定判定されるとＳ１０２以降の処理が行われ、否定判定されると再び当該処理が行われる。なお、本実施例では、車両１の障害物として、先行車４０が検出されたことを前提として、Ｓ１０２以降の処理の説明を進める。Ｓ１０１の処理が終了すると、Ｓ１０２へ進む。

　Ｓ１０２では、検出された先行車を回避操舵によって回避しようとした場合に、車両１が横方向に移動すべき距離である回避横幅距離Ｗの算出が行われる。具体的には、車載カメラ２３によって撮像された先行車４０を含む画像を処理することで、車両１が横方向に移動すべき距離の算出が行われる。当該画像処理は従来技術によるものであるので、本明細書ではその詳細の説明は割愛する。なお、車両１に車載カメラ２３が搭載されていない場合は、一般的な車線幅の値（たとえば、３．５ｍ）を回避横幅距離Ｗとして採用する。Ｓ１０２の処理が終了すると、Ｓ１０３へ進む。

　Ｓ１０３では、摩擦推定部１３によって、車両１が走行する路面と車両１との間の路面摩擦の推定が行われる。たとえば、車両１に雨天を検出するためのレインセンサが搭載されている場合に、当該センサにより車両１の置かれる気象条件が雨天であると判断される場合には、雨天ではない場合と比べて路面摩擦の係数μを低くしてもよい。一例として、雨天時の路面摩擦係数μを０．６、雨天時ではない時の路面摩擦係数μを０．８とする。Ｓ１０３の処理が終了すると、Ｓ１０４へ進む。

　Ｓ１０４では、現時点での車両１の状態が、ドライバー２の回避操舵によって先行車４０との衝突回避が可能な状態にあるか否かが判定される。具体的には、レーダ装置２０による検出結果を利用して得られる車両１と先行車４０との車間距離と、車両１と先行車４０との速度差によって算出される衝突までの時間ＴＴＣが、所定の値以下である場合には、仮にドライバー２が直ちに回避操舵を行ったとしても車両１の走行性能等を踏まえて衝突を回避することが不可能であると判断をする。Ｓ１０４で肯定判定されるとＳ１０５へ進み、否定判定されるとＳ１１１へ進む。

　Ｓ１０５では、図３の中段に基づいて説明したように、横力予測部１２によって先行車４０との衝突を回避するために必要な横力の推移が予測される。その後、Ｓ１０６では、図３の下段等に基づいて説明したように、制動力推移算出部１４によって、Ｓ１０５で予測された横力推移と、Ｓ１０３で推定された路面摩擦とに基づいて、理論的に発生し得る制動力の推移が算出される。

　そして、Ｓ１０６の処理が終了すると、Ｓ１０７で、図３の下段等に基づいて説明したように、最大制動力決定部１５によって、Ｓ１０６で算出された制動力推移と、制動力制御部１６によって行われる所定の低下処理に従った実制動力の低下推移とに基づいて、実制動力の最大値Ｇｘｍａｘが決定される。Ｓ１０７の処理が終了すると、Ｓ１０８へ進む。

　Ｓ１０８では、ドライバー２による回避操舵が実際に行われたか否かが判定される。具体的には、ヨーレートセンサ２２や車速センサ２１からの検出結果や、車載カメラ２３による撮像中の先行車４０の横方向への移動量、ハンドル４の操舵角度等に基づいて、回避操舵の有無が判定される。Ｓ１０８で肯定判定されるとＳ１１０へ進み、否定判定されるとＳ１０９へ進む。

　ここで、処理がＳ１０９に進んだ場合は、ドライバー２の回避操舵によって衝突回避が可能な状況において、まだ実際の回避操舵が行われていない状況である。したがって、このような場合には、ブレーキアクチュエータ３０を介して、車両１に対して強制的な実制動力を付与する。ただし、付与される実制動力は、Ｓ１０７で決定された最大値Ｇｘｍａｘを上限として上昇されることになる。

　次に、処理がＳ１１０に進んだ場合は、ドライバー２の回避操舵によって衝突回避が可能な状況において、実際の回避操舵が行われている状況である。このような場合には、上述したように実制動力に対して所定の低下処理が行われる。その結果、実制動力は、図３の下段に示す低下推移Ｌ３’で示されるように、低下していく。

　次に、処理がＳ１１１に進んだ場合は、ドライバー２の回避操舵によって衝突回避が可能ではない状況である。このような場合には、車両１の速度を低くするために、制動力制御部１６による通常制動が行われる。この通常制動は、車両１の車輪がロックしない程度に可及的に大きな制動力によって、車両１の速度を低下させる処理である。したがって、この場合の実制動力は、図３の下段において点線Ｌ３’’で示される推移を辿る。

　なお、Ｓ１０９、Ｓ１１０、Ｓ１１１による各処理は、制動力制御部１６によって行われるものである。本制御によれば、ドライバー２の回避操舵によって先行車との衝突が回避可能な状況においては、実制動力の最大値がＧｘｍａｘとされる制御が行われ、且つドライバー２による回避操舵が検出されると、実制動力に対して低下処理が行われる。そして、その低下処理の過程において、実制動力が理論的に付与可能な制動力を超える割合が所定割合以下とされていることから、車両１の回避動作中に、衝突回避のために必要な横力を、必要且つ十分に確保することが可能となる。また、ドライバー２の回避操舵によって先行車との衝突が回避可能ではない状況においては、通常制動により可及的に速やかな車両１の減速が行われる。

　＜変形例＞
　上記路面摩擦の推定処理に関する変形例を、以下に開示する。車載カメラ２３によって路面を撮像し、その撮像された路面状態から、車両１が走行する路面の状態を、たとえばドライ状態、雨水でウェットになったウェット状態、その表面に圧雪が堆積した圧雪状態、その表面が凍結した凍結状態に分類し、各状態に対応した規定の路面摩擦係数μを、Ｓ１０３での推定値として採用してもよい。一例としては、ドライ状態、ウェット状態、圧雪状態、凍結状態のそれぞれの路面摩擦係数μを、１、０．７、０．３、０．１としてもよい。

　また、強制的な制動力とドライバー２による回避操舵が実際に干渉する可能性は、車両１の走行する路面がドライな状態であることが多い。これは、路面がウェット状態や圧雪、凍結状態では、路面から車両１に対して伝わる横力が弱いことがドライバー２に感覚的に伝わりやすいため、心理的にドライバー２は、障害物との距離が比較的長い状況で回避操舵を行う傾向があり、このような場合は、強制的な制動力とドライバー２による回避操舵は干渉しにくいからである。このような点を踏まえて、図５に示す制動力制御において、Ｓ１０３の路面摩擦の推定処理を行う代わりに、強制的な制動力とドライバー２による回避操舵とが干渉する傾向がある、路面がドライ状態時の摩擦係数μ（たとえば、１）を規定値として常時採用してもよい。

　本発明に係る制動力制御装置１０による制動力制御の第２の実施例について、図６に基づいて説明する。図６は、制動力制御のフローチャートであり、当該制御は、制動力制御装置１０内で実行される制御プログラムによって実現される。上述の実施例１に示す制動力制御における処理と同一の処理については同一の参照番号を付して、その詳細な説明は省略する。

　本実施例では、実施例１で示したＳ１０２における回避横幅距離Ｗの算出処理、およびＳ１０３における路面摩擦の推定処理がない。これらの処理に代わり、上記実施例１で示したように、回避横幅距離Ｗとして車線幅の規定値を常時採用し、路面摩擦係数μとしてドライ状態時の規定値としての摩擦係数を常時採用する。そして、Ｓ１０４で肯定判定されると、Ｓ１０５の処理に代えて、Ｓ２０１の処理が行われる。

　ここで、Ｓ２０１では、横力予測部１２によって、規定の最大横力推移が設定される。この規定の最大横力推移は、実際の車両１と先行車４０との相対位置関係にかかわらず、回避操舵による衝突回避可能な条件下で車両１が先行車４０に極力近づいた時に、衝突を回避するための最大横力推移である。したがって、車両１において、この規定の最大横力推移が確保できれば、回避操舵による衝突回避可能な条件下では、常に必要な横力推移を確保できることになる。そして、この規定の最大横力推移は、事前に車両１に関して行われた実験等に基づいて算出され、制動力制御装置１０で採用される。Ｓ２０１の処理を終了すると、Ｓ１０６以降の処理が行われる。

　本制御によれば、常時、車両１の走行において、回避操舵による衝突回避可能な条件下では、最大限に必要とされる横力が常に確保されることになる。

　上記実施例１、実施例２においては、横力予測部１２は、障害物である先行車４０の回避に必要な横力の推移を予測したが、それに代えて時間的に連続しない横力の値を予測し、その横力が確保されるように車両１に対して強制的に付与される実制動力の制限処理を行ってもよい。たとえば、回避横幅距離Ｗおよび車両１が先行車４０に衝突するまでの時間ＴＴＣに基づいて、車両１が先行車４０を回避するために必要な最大の横力を算出し、その算出された横力が確保されるように、実制動力を制限するようにしてもよい。この場合、その最大横力が必要とされるタイミングを考慮し、そのタイミングの時点で実制動力が制限される構成であってもよい。これにより、回避操舵の際に必要とされる横力を確保することができる。

　１・・・・車両
　２・・・・ドライバー
　３・・・・運転席
　４・・・・ハンドル
　１０・・・・制動力制御装置
　２０・・・・レーダ装置
　２１・・・・車速センサ
　２２・・・・ヨーレートセンサ
　２３・・・・車載カメラ
　３０・・・・ブレーキアクチュエータ

Claims (10)

1. 　車両前方の障害物との関係に基づいて、ドライバーの制動操作によらず該車両に対して付与される制動力を制御する制動力制御装置であって、
   　前記車両の前方に位置する障害物を検出する障害物検出部と、
   　前記障害物検出部によって検出された障害物を回避するためにドライバーにより回避操舵が行われる場合に発生し得る横力を予測する横力予測部と、
   　前記車両が走行する路面との摩擦と、前記横力予測部によって予測された横力とに基づいて算出される、該車両の前後方向の制動力に従って、実際に前後方向に付与される実制動力を制限する制動力制御部と、
   　を備える、車両の制動力制御装置。
2. 　前記横力予測部は、前記障害物検出部によって検出された障害物を回避するためにドライバーにより回避操舵が行われる場合の、発生し得る横力の推移を予測し、
   　前記制動力制御部は、前記車両が走行する路面との摩擦と、前記横力予測部によって予測された横力推移とに基づいて、該車両の前後方向に付与し得る制動力の推移を算出し、制動力の付与時にドライバーの回避操舵が検出されると行われる所定の低下処理に従った前記実制動力の低下推移の、該算出された前後方向に付与し得る制動力推移に対する干渉割合が所定割合以下となるように、該実制動力を制限する、
   　請求項１に記載の車両の制動力制御装置。
3. 　前記所定割合は、ドライバーによる回避操舵が行われる際の車両挙動が、前記障害物を回避し得る程度となる値である、
   　請求項２に記載の車両の制動力制御装置。
4. 　前記算出された前後方向に付与し得る制動力推移がゼロとなる近傍において、前記実制動力の低下推移が該制動力推移と干渉する時間が、前記所定割合に対応する所定時間以下となるように、前記制動力制御部は、該実制動力を制限する、
   　請求項２又は請求項３に記載の車両の制動力制御装置。
5. 　ドライバーの回避操舵操作を検出する回避操舵検出部を更に備え、
   　前記制動力制御部は、ドライバーの回避操舵が検出されると、前記実制動力を経過時間に応じて所定直線に従って又は所定の低下曲線に従って低下させる前記所定の低下処理を行う、
   　請求項２から請求項４の何れか一項に記載の車両の制動力制御装置。
6. 　前記横力予測部は、前記障害物検出部によって検出された障害物を回避するための回避横幅距離と、前記車両の該障害物までの到達時間とに基づいて、前記発生し得る横力の推移を予測する、
   　請求項２から請求項５の何れか一項に記載の車両の制動力制御装置。
7. 　前記横力予測部は、前記発生し得る横力の推移を、前記障害物を回避する途中で極大値を迎える曲線状の推移として予測する、
   　請求項６に記載の車両の制動力制御装置。
8. 　前記横力予測部は、前記回避横幅距離に応じて前記極大値を変化させる、
   　請求項７に記載の車両の制動力制御装置。
9. 　前記車両が走行する路面との摩擦を、該車両が置かれる気象条件、該路面状態のうち少なくとも一つに基づいて推定する摩擦推定部を、更に備える、
   　請求項１から請求項８の何れか一項に記載の車両の制動力制御装置。
10. 　車両前方の障害物との関係に基づいて、ドライバーの制動操作によらず該車両に対して付与される制動力を制御する制動力制御装置であって、
    　実際に車両の前後方向に付与される実制動力を、前記車両が走行する路面との摩擦と、前記車両の前方に位置する障害物を回避するためにドライバーにより回避操舵が行われる場合に発生し得る横力とに基づいて制御し、且つ該障害物を回避するための回避横幅距離が大きくなるほど該実制動力を小さくする、
    　車両の制動力制御装置。

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