WO2013046300A1

WO2013046300A1 - 車両の運転支援システム

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Publication number: WO2013046300A1
Application number: PCT/JP2011/071893
Authority: WO
Inventors: 知範秋山
Original assignee: トヨタ自動車株式会社
Priority date: 2011-09-26
Filing date: 2011-09-26
Publication date: 2013-04-04
Also published as: RU2014110657A; US20140316668A1; US9139174B2; KR20140050108A; JP5754510B2; EP2763120A1; BR112014007154A2; EP2763120B1; EP2763120A4; CN103827939A; JPWO2013046300A1; RU2570982C2; CA2850014C; CA2850014A1

Abstract

　本発明は、車両の運転支援を行うシステムにおいて、自車両の進行方向に立体物が認識されると、自車両の走行状態に基づいて該立体物と自車両との衝突を回避し得る回避目標軌道を一又は複数、取得される。そして、その取得された回避目標軌道が、立体物を挟んで自車両の左右両方向に存在する場合は、自車両の旋回に関する制御は行われず、自車両の制動に関する制御が行われる。

Description

車両の運転支援システム

　本発明は、衝突回避等の自車両の運転支援技術に関する。

　従来、自車両の前方に存在する立体物を検出し、検出された立体物と自車両との衝突が予測される場合には、電気的にブレーキを作動させてその制動力によって立体物との衝突を回避する技術が開発されてきた。しかし、制動力による衝突回避だけでは、走行路面の状況やタイヤの状態に応じて発生する制動力にばらつきが生じ、また急ブレーキを発生させる要因ともなるため、制動力によって十分な衝突回避が図れない場合には、旋回による回避動作を行う技術が開発されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００１－２４７０２３号公報

　ところで、車両の進行方向に立体物が存在している場合に、その立体物との衝突を回避するために採用し得る軌道が複数存在している場合、特に、立体物を挟んで、車両の左右両方向にそれぞれ回避のための軌道が存在している場合には、上記旋回制御のようにシステムが自動的に決定する旋回方向と、ドライバが認識する旋回方向とが異なってしまう場合がある。その結果、ドライバにとっては、自己の認識した旋回方向とは逆の方向に車両が旋回してしまうため、ドライバの感覚に沿わない運転支援が実施されてしまうことになる。

　本発明は、上記したような種々の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両の衝突回避等の運転支援を行うシステムにおいて、ドライバの感覚に適した運転支援技術の提供にある。

　本発明は、上記した課題を解決するために、車両の衝突回避を支援するシステムにおいて、自車両の進行方向に立体物が認識された場合には、それとの衝突回避を図るための軌道が取得され、その軌道と立体物との相対的な位置関係に応じて、自車両の旋回に関する制御と制動に関する制御のそれぞれが、適切に選択的に実行される構成とした。すなわち、本発明は、システムにより制御された旋回方向とドライバの感覚による旋回方向とにずれが生じてしまうと、上述したようにドライバの感覚に沿わない支援制御に帰結してしまうことを踏まえたものである。

　詳細には、本発明に係る車両の運転支援システムは、自車両の進行方向に存在する立体物を認識する認識部と、前記認識部によって前記立体物の存在が認識された場合、自車両の走行状態に基づいて該立体物と自車両との衝突を回避し得る回避目標軌道を一又は複数、取得する取得部と、前記取得部により取得された前記回避目標軌道に基づいて前記立体物と自車両との衝突を回避するための支援制御を行う支援制御部と、を備える。そして、前記取得部により取得された前記回避目標軌道が、前記立体物を挟んで自車両の左右両方向に存在する場合は、前記支援制御部は、自車両の旋回に関する制御は行わずに、自車両の制動に関する制御を行うように構成される。

　本発明に係る運転支援システムでは、自車両の進行方向において認識部によって立体物の存在が認識されると、取得部による一又は複数の回避目標軌道の取得が行われる。この回避目標軌道は、車両が認識された立体物を回避するために採用し得る、車両走行のための軌道であり、自車両の走行状態に基づいて取得される。当該走行状態には、自車両の車速や横加速度などが例示できる。ここで、回避目標軌道の取得に関し、当該軌道上の走行を実現するための、自車両の旋回および制動に関する制御の内容には特段の条件は課されないが、一方で、旋回時、もしくは制動による減速時の自車両の挙動を所定の目的に応じて所定の状態に制御したい場合等は、その目的に応じた条件が、自車両の旋回および制動に関する制御に課されることを前提として、回避目標軌道が取得されるようにしてもよい。

　また、取得部によって取得される回避目標軌道は、必ずしもライン状の軌道である必要はなく、自車両が旋回することで立体物との回避が可能である領域であることが把握できる帯状の軌道や、立体物と干渉しない領域等のような形態を有するものであってもよい。したがって、取得部によって回避目標軌道が取得される場合には、立体物に対して衝突回避のための離間距離を有した回避目標軌道が、立体物の左右のどちらか一方に少なくとも一つ、もしくは、立体物の左右の両方向に、それぞれ少なくとも一つずつ存在することになる。

　そして、本発明に係る運転支援システムでは、支援制御部によって、上記のように取得された回避目標軌道に基づいて、自車両の旋回および制動に関する衝突回避のための支援制御が行われる。ここで、立体物を挟んで自車両の左右両方向に回避目標軌道が存在する場合、すなわち、自車両が立体物との衝突を回避するために、旋回により立体物の右側を走行する軌道と、旋回により立体物の左側を走行する軌道とが、取得された回避目標軌道に含まれている場合には、いずれの軌道を採用しても立体物との衝突を回避することが可能である。このようなときに、運転支援システムが立体物の一方側の軌道を採用して旋回制御を行おうとし、一方で、自車両のドライバは他方側の軌道を採用して自己の操縦によって旋回を行おうとした場合、システムによる制御とドライバによる操縦が干渉してしまい、結果としてドライバの感覚に沿わない運転支援制御が行われることになる。

　そこで、本発明では、第一には、立体物を挟んで自車両の左右両方向に回避目標軌道が存在する場合には、支援制御部は、自車両の旋回に関する制御は行わずに、自車両の制動に関する制御を行う。これにより、立体物との衝突回避は、少なくとも自車両の旋回に関する制御に依らずに行われるため、上述したような、衝突回避のための旋回方向の違いに起因する支援制御上の不都合を回避することが可能となる。なお、支援制御部による当該制動に関する制御が行われているときに、ドライバによる操舵が行われれば、車両の進行方向は、その操舵に従って変更されることになり、立体物との回避が行われ得る。仮に、ドライバによる操舵が行われなければ、支援制御部による制動に関する制御の結果、自車両を減速させ、衝突前に立体物前方での停止、又は立体物への衝突時の車速の低減が可能となる。

　ここで、上記運転支援システムは、前記取得部により取得された前記回避目標軌道が、前記立体物を挟んで自車両の左右の何れか一方向に存在する場合、前記支援制御部は自車両の旋回に関する制御を行うことが許可され、且つ該支援制御部による自車両の旋回量が、ドライバの操舵によって生じ得る旋回量に基づいて設定される所定旋回量を超えないように制限されてもよい。回避目標軌道が立体物を挟んで自車両の左右の何れか一方向に存在する場合は、衝突回避のために採るべき旋回の向きは限られてくる、換言すれば、衝突を回避可能な当該一方向に向かう旋回が自ずと求められる。そのため、このような条件下では、支援制御部に対して、自車両の旋回に関する制御を許可したとしても、システムによる制御とドライバによる操縦が干渉する結果にはならず、以て、ドライバの感覚に沿わない運転支援制御が行われることは回避できる。

　なお、この場合、支援制御部による自車両の旋回量が、ドライバの操舵によって生じ得る旋回量に基づいて設定される所定旋回量を超えないように制限される。このように支援制御部による旋回量が所定旋回量を超えないように制限されることで、仮に支援制御部によって運転支援制御が行われているときにドライバが自己の判断で操舵を行った場合には、その操舵によって生じる旋回量が支援制御による旋回量を超え得るため、最終的には自車両はドライバの操舵が優先された挙動を示すことになる。このように、ドライバによる自車両旋回がシステムによる旋回をオーバーライドし得るように支援制御部による旋回制御が行われることで、ドライバの感覚に沿った運転支援制御が実現し得る。なお、当該旋回量としては、自車両の旋回時に生じる、旋回に関連した任意のパラメータ（例えば、ヨーレートや横加速度など）を利用することができる。

　ここで、上記運転支援システムにおいて、前記支援制御部による自車両の旋回量が前記所定旋回量を超えないように制限された制限状態で、自車両と前記立体物との衝突回避が可能であるか否かについて判断する判断部を、更に備えてもよい。そして、前記判断部によって自車両と前記立体物との衝突回避が可能ではないと判断されると、前記支援制御部は、前記制限状態の下、仮に該支援制御部により旋回および制動の制御が行われつつ前記立体物に自車両が衝突した場合の、自車両の仮想衝突時速度に基づいて、該支援制御部による自車両の旋回に関する制御が許可されるか否かが決定される。

　上記判断部による判断は、支援制御部による自車両の旋回量が制限された状態を前提として、すなわちドライバの感覚に沿った運転支援制御の余地を確保した状態での衝突回避可能に関する判断である。ここで、仮想衝突時速度とは、仮に上記制限状態の下で自車両に対して衝突回避のための旋回制御と、減速のための制動制御が行われながらも立体物に衝突したと仮定した場合の車両速度である。衝突時の車両速度は、旋回で立体物と衝突するまでの時間を可及的に長くしつつも、その過程で減速することで可及的に低下させることが安全上好ましい。一方で、自車両が旋回を行うためには横力の発生が必要となるため、旋回を行うことで車両を減速させるための制動力が物理的に低下する。したがって、衝突時の車両速度低下の観点からは、自車両の旋回のための、支援制御部による自車両の旋回に関する制御が許可されるか否かについては、仮想衝突時速度をどの程度低減できるかという基準に立って行われるのが好ましい。

　その旋回に関する制御の一例として、前記支援制御部は、先ず、仮に、前記支援制御部によって自車両に対して旋回に関する制御が行われない状態でその制動に関し最大制動力が発生するように制御されて前記立体物に衝突した場合の、第二仮想衝突時速度を算出する。上記第二仮想衝突時速度は、立体物に対して自車両の旋回を行わず、摩擦力を制動力に最大限利用して減速を行った場合の車両速度である。そして、仮想衝突時速度と第二仮想衝突時速度を比べて、前記仮想衝突時速度が、前記第二仮想衝突時速度より低い場合には、自車両の旋回に関する制御とともに自車両の制動に関する制御も行ってもよい。これにより、自車両と立体物との衝突は回避できないにしても、旋回と制動による減速を組み合わせることで、衝突時の自車両の速度を可及的に低減させることができる。

　一方で、仮想衝突時速度と第二仮想衝突時速度を比べて、前記仮想衝突時速度が、前記第二仮想衝突時速度より低くない場合には、自車両の旋回に関する制御は行われず、自車両の制動に関する制御のみが行われてもよい。これにより、摩擦力の一部を旋回のための横力として利用せずに減速のための制動力として最大限利用することになり、自車両と立体物との衝突は回避できないにしても、衝突時の自車両の速度を可及的に低減させることができる。

　なお、上記運転支援システムで、前記支援制御部による自車両の旋回量が前記所定旋回量を超えないように制限された制限状態で、自車両と前記立体物との衝突回避が可能であるか否かについて判断する判断部を、更に備える場合、前記判断部によって自車両と前記立体物との衝突回避が可能であると判断されると、前記支援制御部は、自車両の旋回に関する制御とともに自車両の制動に関する制御も行ってもよい。すなわち、立体物との衝突が回避可能であると判断される場合には、自車両の旋回および制動に関する制御が行われることで、摩擦力を旋回のための横力と減速のための制動力に適切に分配し、衝突回避の実現が図られる。

　本発明によれば、車両の衝突回避等の運転支援を行うシステムにおいて、ドライバの感覚に適した運転支援技術の提供が可能となる。

本発明に係わる車両の運転支援システムの構成を示す図である。走行中の車両の走行範囲を示す図である。図１に示す車両の運転支援システムにおいて実行される運転支援処理のフローチャートである。進行方向に存在する立体物に対して車両が衝突回避のために取り得る回避目標軌道を示す第一の図である。進行方向に存在する立体物に対して車両が衝突回避のために取り得る回避目標軌道を示す第二の図である。図１に示す車両の運転支援システムにおいて実行される、第二の運転支援処理のフローチャートである。図５に示す運転支援処理中で実行される、仮想衝突時速度に基づく処理のフローチャートである。進行方向に存在する立体物に対して車両が衝突回避のために取り得る回避目標軌道を示す第三の図である。図１に示す車両の運転支援システムにおいて実行される、第三の運転支援処理のフローチャートである。

　以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。ここでは、自車両の走路や障害物である立体物を判定し、判定された走路からの逸脱や立体物との衝突を回避、もしくは衝突時のダメージを軽減するための運転支援を行うシステムに本発明を適用する例について説明する。また、以下の実施例において説明する構成は、本発明の一実施態様を示すものであり、本発明の構成を限定するものではない。

＜実施例１＞
　まず、本発明の第１の実施例について説明する。図１は、本発明に係る車両の運転支援システムの構成を機能別に示すブロック図である。図１に示すように、車両には、運転支援用の制御ユニット（ＥＣＵ）１が搭載されている。

　ＥＣＵ１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェイスなどを備えた電子制御ユニットである。ＥＣＵ１には、外界認識装置２、ヨーレートセンサ３、車輪速センサ４、加速度センサ５、ブレーキセンサ６、アクセルセンサ７、舵角センサ８、操舵トルクセンサ９などの各種センサが電気的に接続され、それらセンサの出力信号がＥＣＵ１へ入力されるようになっている。

　外界認識装置２は、たとえば、ＬＩＤＡＲ（Laser Imaging Detection And Ranging）、ＬＲＦ（Laser Range Finder）、ミリ波レーダ、ステレオカメラなどの測定装置のうち、少なくとも１つを含み、車両の周囲に存在する立体物３０と自車両２０との相対位置に関する情報（たとえば、相対距離や相対角度）を検出する。なお、外界認識装置２による立体物３０に関する情報の検出については、従来技術にて広く開示されているため、本明細書ではその詳細は割愛する。ヨーレートセンサ３は、たとえば、自車両２０の車体に取り付けられ、自車両２０に作用しているヨーレートと相関する電気信号を出力する。車輪速センサ４は、自車両２０の車輪に取り付けられ、車両の走行速度（車速）に相関する電気信号を出力するセンサである。加速度センサ５は、自車両２０の前後方向に作用している加速度（前後加速度）、並びに自車両２０の左右方向に作用している加速度（横加速度）に相関する電気信号を出力する。ブレーキセンサ６は、たとえば、車室内のブレーキペダルに取り付けられ、ブレーキペダルの操作トルク（踏力）に相関する電気信号を出力する。アクセルセンサ７は、たとえば、車室内のアクセルペダルに取り付けられ、アクセルペダルの操作トルク（踏力）に相関する電気信号を出力する。舵角センサ８は、たとえば、車室内のステアリングホイールに接続されたステアリングロッドに取り付けられ、ステアリングホイールの中立位置からの回転角度（回転角度）に相関する電気信号を出力する。操舵トルクセンサ９は、ステアリングロッドに取り付けられ、ステアリングホイールに入力されるトルク（操舵トルク）に相関する電気信号を出力する。

　また、ＥＣＵ１には、ＥＰＳ（電動パワーステアリング）１０、ＥＣＢ（電子制御式ブレーキ）１１などの各種機器が接続される。ＥＰＳ１０は、電動モータが発生するトルクを利用して、ステアリングホイールの操舵トルクを助勢する装置である。ＥＣＢ１１は、各車輪に設けられた摩擦ブレーキの作動油圧（ブレーキ油圧）を電気的に調整する装置である。

　このように構成される図１に示す運転支援システムは、ＥＣＵ１に接続される上記各種センサ等からの情報に基づいて、ＥＣＵ１がＥＰＳ１０、ＥＣＢ１１を電気的に制御することで、衝突回避等のための支援制御が実現される。換言すれば、ＥＣＵ１は、上記した各種センサの出力信号を利用して衝突回避等のために各種機器すべく、図１に示す機能ブロックに係る機能を有している。すなわち、ＥＣＵ１は、走路認識部１００、回避目標軌道取得部１０１、支援制御部１０２を備えている。

　走路認識部１００は、前記外界認識装置２から出力される情報に基づいて、自車両２０がこれから走行する道路（走路）に関する情報を生成する。たとえば、走路認識部１００は、自車両２０を原点とする座標系において、自車両２０の障害物となり得る立体物３０や車線境界を示す指標（たとえば、車線境界を示す白線や黄色線などの道路標示や、車線脇に延在する縁石、ガードレール、溝、壁、ポールなどの立体物３０など）の位置座標や、それら立体物３０や車線境界に対する自車両２０の姿勢（距離やヨー角など）に関する情報を生成する。なお、走路認識部１００は、本発明に係る認識部に相当する。

　回避目標軌道取得部１０１は、本発明に係る取得部に相当するものであり、前記走路認識部１００により生成された座標系において、走路認識部１００によって認識された立体物３０との衝突を回避するために自車両２０が採り得る回避目標軌道を取得する。この回避目標軌道は、たとえば自車両２０の車速や横加速度などの自車両２０の走行状態に基づいて取得される軌道である。具体的には、回避目標軌道取得部１０１は、図２に示すように、加速度センサ５の出力信号から自車両２０の現在の横加速度Ｇｙ０を取得し、自車両２０が現在の横加速度Ｇｙ０を維持したまま走行したと仮定した場合に、自車両２０が通るとされる経路ａを特定する。次に、回避目標軌道取得部１０１は、自車両２０の現在の横加速度Ｇｙ０に、現在の自車両２０の速度において自車両２０が安全に旋回するための横力の最大変化分ΔＧｙを加算した場合に自車両２０が通ると予測される経路ｂ１を特定するとともに、逆に自車両２０の現在の横加速度Ｇｙ０から最大変化分ΔＧｙを減算した場合に自車両２０が通ると予測される経路ｂ２を特定する。当該最大変化分ΔＧｙについては、自車両の構造やドライバの操舵等、自車両の安全走行に関係する要因を踏まえて、適宜設定すればよい。

　経路ｂ１、ｂ２の特定について、より具体的には、回避目標軌道取得部１０１は、現在の横加速度Ｇｙ０に最大変化分ΔＧｙを加算又は減算した値から自車両２０の旋回半径Ｒを演算し、算出された旋回半径Ｒに基づいて経路ｂ１，ｂ２を特定すればよい。なお、旋回半径Ｒは、車速Ｖをヨーレートγで除算することにより求めることができるとともに（Ｒ＝Ｖ／γ）、ヨーレートγは横加速度Ｇｙを車速Ｖで除算することにより求めることができる（γ＝Ｇｙ／Ｖ）。もちろん、ヨーレートセンサ３による検出値をヨーレートγとして利用してもよい。その後、回避目標軌道部１０１は、前記した経路ｂ１からｂ２までの範囲（走行範囲）において、横加速度を一定量ずつ変化させた場合の経路ｂ０を特定する。なお、この横加速度の一定量の変化幅は適宜設定すればよい。そして、自車両２０の進行方向に存在する立体物３０と、経路ｂ１、ｂ２およびその間に設定された複数の経路ｂ０との干渉程度に基づいて、自車両２０が旋回することで立体物３０と干渉することなく衝突を回避し得る軌道を回避目標軌道として特定する。

　次に、支援制御部１０２は、本発明に係る支援制御部に相当するものであり、走路認識部１００により生成された情報と回避目標軌道取得部１０１により取得された回避目標軌道とに基づいて、ＥＰＳ１０、ＥＣＢ１１等を介して立体物３０との衝突を回避するためや衝突時の衝撃・被害軽減のための運転支援制御を行う。具体的には、支援制御部１０２は、ＥＰＳ１０やＥＣＢ１１の制御量を演算するとともに、算出された制御量に応じてＥＰＳ１０やＥＣＢ１１を作動させる。たとえば、支援制御部１０２は、自車両２０と立体物３０との衝突を回避するために必要な目標ヨーレートを演算し、自車両２０の実際のヨーレート（ヨーレートセンサ３の出力信号）が目標ヨーレートと一致するように、ＥＰＳ１０の制御量（操舵トルク）とＥＣＢ１１の制御量（ブレーキ油圧）を決定する。その際、目標ヨーレートと操舵トルクとの関係、および目標ヨーレートとブレーキ油圧との関係は、予めマップ化されていてもよい。

　なお、車両を減速させる方法は、ＥＣＢ１１により摩擦ブレーキを作動させる方法に限られず、車両の運動エネルギを電気エネルギに変換（回生）させる方法や、変速機の変速比を変更させてエンジンブレーキを増大させる方法を用いてもよい。また、車両のヨーレートを変更する方法は、ＥＰＳ１０により舵角を変化させる方法に限られず、自車両２０の左右輪に対して異なるブレーキ油圧を印加する方法を用いてもよい。

　次に、本実施例に係る運転支援システムによる衝突回避のための処理について、図３に基づいて説明する。図３に示す処理は、ＥＣＵ１によって繰り返し実行される処理ルーチンであり、ＥＣＵ１のＲＯＭなどに予め制御プログラムとして記憶されている。先ず、Ｓ１０１では、外界認識装置２の出力信号に基づいて、自車両２０が将来走行する道路に関する情報を生成する。すなわち、ＥＣＵ１は、自車両２０を原点とする座標系において、自車両２０の障害物となり得る立体物３０や車線境界を示す指標の位置座標や、それら立体物３０や車線境界に対する自車両２０の姿勢に関する情報を生成する。Ｓ１０１の処理が終了すると、Ｓ１０２へ進む。次にＳ１０２では、ＥＣＵ１は、前記Ｓ１０１で生成された情報に基づいて、自車両２０の進路方向に障害物となる立体物３０が存在するか否かを判別する。ここでいう「進路」は、自車両２０が現在の横加速度Ｇｙ０を維持したまま走行した場合に通ると予測される経路（例えば、図２に示す経路ａ）である。この予測される経路上に立体物３０が存在する場合、もしくはこの経路から一定距離の範囲に立体物３０が存在する場合には、自車両２０の進行方向に立体物３０が存在すると判断されることになる。Ｓ１０２で肯定判定されるとＳ１０３へ進み、否定判定されると、ＥＣＵ１は、本ルーチンの実行を一旦終了する。上記Ｓ１０１およびＳ１０２に係る処理が、上述した走行認識部１００による処理に相当する。

　次にＳ１０３では、上記回避目標軌道取得部１０１によって、加速度センサ５を介して自車両２０の現時点における横加速度Ｇｙ０を読み込み、読み込まれた横加速度Ｇｙ０を基準にして上記横加速度の最大変化分ΔＧｙを加算もしくは減算することで、自車両２０が走行し得る走行範囲が算出され、当該走行範囲と立体物３０との干渉が回避しうる走行軌道が回避ラインとして算出されることになる。当該回避ラインが、本発明における回避目標軌道に相当する。Ｓ１０３の処理が終了すると、Ｓ１０４へ進む。

　Ｓ１０４では、支援制御部１０２によって、認識された立体物３０に対して、自車両２０を衝突させないために採るべき回避ラインが、当該立体物３０を挟んで自車両２０の左右両方向に存在しているか否かが判定される。当該判定は、回避ラインが立体物３０を基準として、自車両２０の左右両方向（幅方向）にそれぞれ少なくとも一つずつ存在しているか否かを判定するものであり、仮に回避ラインが複数存在したとしても、それが立体物３０を基準として自車両２０の左右のうち一方向にのみ存在する場合には、Ｓ１０４では否定判定されることになる。例えば、図４Ａに示すように、立体物３０が自車両２０のほぼ進路ａ上に位置し、立体物３０の幅が比較的小さい場合には、回避ラインとして、横加速度の最大変化分＋ΔＧｙ０に対応する経路ｂ１側に経路ｂ１に加えて経路ｂ１１、ｂ１２が存在し、更に横加速度の最大変化分－ΔＧｙに対応する経路ｂ２側に経路ｂ２に加えて経路ｂ２１、ｂ２２が存在する。このように図４Ａに示す状態では、自車両２０の右側に回避ラインとしての経路ｂ１、ｂ１１、ｂ１２が存在し、自車両２０の左側に回避ラインとしての経路ｂ２、ｂ２１、ｂ２２が存在することになる。したがって、このような状態は、回避ラインが自車両２０の左右両方向に存在することになり、以てＳ１０４では肯定判定されることになる。

　また、図４Ｂに示すように、立体物３０が自車両２０の進路上に位置し、且つ自車両２０の左手前から右奥に延在してその幅が比較的長い場合には、回避ラインとして、横加速度の最大変化分＋ΔＧｙ０に対応する経路ｂ１側に経路ｂ１に加えて経路ｂ１１、ｂ１２が存在するが、横加速度の最大変化分－ΔＧｙに対応する経路ｂ２側には回避ラインは存在しない。これは、立体物３０が自車両２０の左手前から右奥に延在するため、横加速度がマイナス方向に最大ΔＧｙ０変化して経路ｂ２を走行することとなったとしても、その経路ｂ２上に立体物３０が干渉してしまうことによる。図４Ｂに示すような場合は、回避ラインは、立体物３０を挟んで自車両２０の右側方向にのみ存在していることになるため、Ｓ１０４では否定判定されることになる。なお、仮に回避ラインの数が減って経路ｂ１のみとなっても、もしくは立体物３０に対して自車両２０の右側のみにおいて更に多くの回避ラインが存在したとしても、当該判定結果に変化はない。

　まとめると、本ルーチンにおいてＳ１０４で肯定判定されるとＳ１０５へ進み、否定判定されるとＳ１０６へ進む。ここで、Ｓ１０５では、支援制御部１０２によって、立体物３０と自車両２０との衝突を回避するための運転支援処理が行われる。当該処理について、図４Ａに基づいて具体的に説明する。上述した通り、図４Ａに示す状態では、自車両２０が採るべき回避ラインは、立体物３０を挟んで自車両２０の左右両方向に存在する。換言すれば、自車両２０は、右側に旋回することで立体物３０との衝突を回避することが可能であり、また、左側に旋回することでも立体物３０との衝突を回避することができる。このような場合、仮に支援制御部１０２がＥＰＳ１０に作用して左右の何れかの方向に旋回しようとしたとき、自車両２０のドライバはその反対の方向に旋回操舵する可能性がある。そうすると、ドライバとしては、自己の操舵に対して、支援制御部１０２の運転支援処理が干渉するため、自己の感覚に沿わない処理が行われたことになる。

　そこで、Ｓ１０５における運転支援処理では、支援制御部１０２は、ＥＰＳ１０による舵角の変化、もしくは自車両２０の左右輪に対して異なるブレーキ油圧を印加することによる自車両２０の旋回は行わず、ＥＣＢ１１による最大制動力での減速を行う。なお、当該処理においては、支援制御部１０２は自車両２０の旋回に関する制御は行われないが、ドライバにおいては自己の判断に基づいた操舵を行うことは担保されている。このように運転支援処理としては、制動力による減速に限って行い、操舵による自車両２０の旋回はドライバの判断に委ねることで、ドライバの感覚に沿わない処理が行われるのを回避することができる。なお、ドライバの操舵による旋回を可能とするためには、当該旋回に必要な程度の横力の発生を可能とする範囲において、最大となる制動力を発生させるのが好ましいが、立体物３０と衝突する前に自車両２０を十分に減速できるのであれば、自車両２０の減速のための制動力をドライバの操舵による旋回のための横力よりも優先して確保してもよい。Ｓ１０５の処理が終了すると、本ルーチンは再び最初から繰り返される。

　一方で、Ｓ１０６でも、支援制御部１０２によって、立体物３０と自車両２０との衝突を回避するための運転支援処理が行われる。当該処理について、図４Ｂに基づいて具体的に説明する。上述した通り、図４Ｂに示す状態では、自車両２０が採るべき回避ラインは、立体物３０に対して自車両２０の右方向にのみ存在する。換言すれば、自車両２０は、右側に旋回することでのみ立体物３０との衝突を回避することが可能である。このように自車両２０の旋回方向が限られている場合には、ドライバが認識する自車両２０の旋回方向と支援制御部１０２が認識する自車両２０の旋回方向は一致することになる。そこで、このような場合には、支援制御部１０２は、ＥＰＳ１０による舵角の変化、もしくは自車両２０の左右輪に対して異なるブレーキ油圧を印加することによる自車両２０の旋回を行うことで、例えば、図４Ｂに示す経路ｂ１、ｂ１１、ｂ１２の何れかを自車両２０が走行するように運転支援処理を行う。もしくは、当該旋回に加えて、ＥＣＢ１１による制動力での減速も行う。Ｓ１０６の処理が終了すると、本ルーチンは再び最初から繰り返される。

　図３に示す運転支援処理によれば、立体物３０が認識された場合に自車両２０が採るべき回避ラインは、立体物３０を挟んで自車両２０の左右両方向に存在するか否かによって、支援制御部１０２が実行する処理内容が調整される。その結果、自車両２０のドライバの感覚に沿った運転支援処理を提供しつつ、自車両２０と立体物３０の衝突を回避することが可能となる。なお、図３に示す処理ではＳ１０３の回避ラインの算出にあたり、自車両２０が採り得る横加速度の最大変化分ΔＧｙを利用しているが、これに対して所定の目的に応じて回避ライン算出のための横加速度の変化分に所定の制限を加えてもよい。例えば、支援制御部１０２がＥＰＳ１０に対して舵角制御を行っている最中にドライバがその制御をオーバーライドすることを可能とするために、横加速度の変化分ΔＧｙを０．２Ｇ～０．３Ｇ程度に制限して回避ラインを算出してもよい。この制限条件の下でＳ１０３における回避ラインを算出すれば、上述したように、仮に支援制御部１０２が自車両２０を旋回するように制御したとしていても、ドライバは自己の操舵によってその制御をオーバードライブすることができ、自己の感覚に沿って自車両２０を旋回させることができる。

＜実施例２＞
　次に、本発明に係る運転支援システムによる運転支援処理の第２の実施例について図５－図７に基づいて説明する。なお、図５に示すフローチャートにおける処理Ｓ１０１-Ｓ１０５は、図３に示す運転支援処理のＳ１０１－Ｓ１０５に対応するための、その詳細な説明は割愛する。なお、本実施例においては、Ｓ１０３における回避ラインの算出に際しては、自車両２０が採り得る横加速度の最大変化分ΔＧｙには所定の制限は考慮されていないものとする。

　ここで、図５に示す運転支援処理においては、Ｓ１０４で、支援制御部１０２によって、認識された立体物３０に対して、回避ラインが立体物３０を挟んで自車両２０の左右両方向に存在しているか否かについて否定判定されると、Ｓ２０１へ進む。Ｓ２０１では上記Ｓ１０３で算出された回避ラインについて、当該回避ライン上を自車両２０が走行するために必要なヨーレートである回避可能ヨーレートγの算出が行われる。具体的には、上記の通り回避ラインの算出に当たりヨーレートγが利用されていることから、立体物３０に干渉しない回避ラインに関して当該ヨーレートを回避可能ヨーレートγとして設定する。例えば、回避ラインが立体物３０に対して自車両２０の右側にのみ存在する、図４Ｂに示す状態では、回避ラインｂ１、ｂ１１、ｂ１２に対して、それぞれ回避可能ヨーレートγ１、γ１１、γ１２が設定されることになり、この三者は、自車両２０の旋回半径の違いからも分かるようにγ１＞γ１２＞γ１１の相関を有する。Ｓ２０１の処理が終了すると、Ｓ２０２へ進む。

　Ｓ２０２では、Ｓ２０１で算出された回避可能ヨーレートγの絶対値|γ|が、所定の閾値γ０以下となる回避ラインがあるか否かが判定される。当該閾値γ０は、支援制御部１０２がＥＰＳ１０に対して舵角制御を行っている最中にドライバがその制御をオーバーライドすることを可能とするために、自車両２０が旋回走行中に生じる横加速度の絶対値における上限を設定するためのものである。たとえば、閾値γ０として０．２Ｇ～０．３Ｇが採用できる。換言すれば、Ｓ２０２の判断は、Ｓ１０３で算出された回避ラインのうちいずれを選択しても自車両２０は立体物３０との衝突を回避することは可能であるが、その際に生じる横加速度が過度に大きくなることでドライバによる操舵の余地が狭まらないように、算出された回避ラインの中から一部の回避ラインを選択するための処理である。Ｓ２０２で肯定判定されるとＳ２０３へ進み、否定判定されるとＳ２０４へ進む。

　ここで、Ｓ２０３では、支援制御部１０２によって、立体物３０と自車両２０との衝突を回避するための運転支援処理が行われる。当該処理について、図４Ｂに基づいて具体的に説明する。上述した通り、図４Ｂに示す状態では、自車両２０が採るべき回避ラインは、立体物３０に対して自車両２０の右方向にのみ存在する。そして、Ｓ２０２で肯定判定されていることから、算出された回避ラインｂ１、ｂ１１、ｂ１２のうち回避可能ヨーレートγの絶対値が所定の閾値γ０以下である回避ラインが存在する（本実施例では、回避ラインｂ１１がその条件を満たすものとする）。このような場合は、支援制御部１０２による運転支援として、回避ラインｂ１１上を自車両２０が旋回走行するように、支援制御部１０２は、ＥＰＳ１０による舵角の制御、もしくは自車両２０の左右輪に対して異なるブレーキ油圧の印加処理を行う。更には、自車両２０の旋回とともに自車両２０の減速を行うべく、支援制御部１０２はＥＣＢ１１に対して制動力を発揮するよう指示を出す。この結果、Ｓ２０３の処理によって、自車両２０は立体物３０との衝突が回避し得る走行ライン上を旋回しながら減速されることになる。Ｓ２０３の処理が終了すると、本ルーチンは再び最初から繰り返される。

　一方で、Ｓ２０２において否定判定された場合、すなわち回避可能ヨーレートγの絶対値が閾値γ０を超えていると判定された場合は、Ｓ２０４に係る運転支援処理が行われる。Ｓ２０２で否定判定がされる状況は、図７に示すように、回避可能ヨーレートγの絶対値が閾値γ０を超える回避ラインｂ１、ｂ１２では衝突回避は可能であるが、回避可能ヨーレートγの絶対値が閾値γ０以下である回避ラインｂ１１では立体物３０と自車両２０とが衝突してしまう場合に生じ得る。そこで、Ｓ２０４では、回避可能ヨーレートγの絶対値が閾値γ０となる自車両２０の旋回の限界条件下で想定される、立体物３０と自車両２０との仮想衝突速度Ｖｃに基づいた運転支援のための処理が、支援制御部１０２によって行われる。当該処理については、図６に示すフローチャートと図７に基づいて説明する。

　Ｓ２０４に係る運転支援処理については、先ず、Ｓ３０１で、自車両２０の旋回条件を限界条件に設定する。具体的には、後述する仮想衝突時速度Ｖｃを算出するために、算出された回避ラインのうちその回避可能ヨーレートγの絶対値が閾値γ０となるか、もしくは閾値γ０に最も近くなる回避ライン上を、自車両２０が旋回走行するものと想定される。図７に示す例では、自車両２０が回避ラインｂ１１を旋回走行するものと想定される。そして、その想定の下、Ｓ３０２で、回避ラインｂ１１上を旋回走行するときの仮想的な衝突時速度である仮想衝突時速度Ｖｃが算出される。具体的には、回避ラインｂ１１上を自車両２０が走行する際に要する横力と、走行路面との間の摩擦力とに基づいて、自車両２０において概ね最大限発揮し得る制動力が算出され、回避ラインｂ１１上の立体物３０までの衝突時間における当該制動力に応じた減速を考慮して、立体物３０に自車両２０が衝突した場合の車両速度Ｖｃが算出される。Ｓ３０２の処理が終了すると、Ｓ３０３へ進む。

　一方で、次のＳ３０３では、自車両２０にＳ１０３で算出された回避ライン上を走行させるのではなく、経路ａで示される自車両２０の進行方向を維持した状態（非旋回状態）で、そのときに自車両２０において概ね最大限発揮し得る制動力にて減速が行われた場合の車両速度である、仮想衝突時速度Ｖｆｂが算出される。具体的には、経路ａ上を自車両２０が走行する際に要する横力（直進時であれば横力は零となる）と、走行路面との間の摩擦力とに基づいて、自車両２０において概ね最大限発揮し得る制動力が算出され、経路ａ上の立体物３０までの衝突時間における当該制動力に応じた減速を考慮して、立体物３０に自車両２０が衝突した場合の車両速度Ｖｆｂが算出される。Ｓ３０３の処理が終了すると、Ｓ３０４へ進む。

　Ｓ３０４では、Ｓ３０２で算出された仮想衝突時速度ＶｃとＳ３０３で算出された仮想衝突時速度Ｖｆｂとを比較し、仮想衝突時速度Ｖｃが仮想衝突時速度Ｖｆｂより低いか否かが判定される。ここで肯定判定されるとＳ３０５へ進み、否定判定されるとＳ３０６へ進む。Ｓ３０５へ進むことは、仮想衝突時速度Ｖｃが仮想衝突時速度Ｖｆｂより低い場合であり、それは自車両２０が立体物３０に対して衝突する場合であっても、経路ａ上を走行するより回避ラインｂ１１上を走行した方が衝突時の自車両２０の速度が低くなることを意味する。そこで、Ｓ３０５では、衝突時の車両速度が低くなる回避ラインｂ１１上を走行するように、支援制御部１０２は、ＥＰＳ１０による舵角の制御、もしくは自車両２０の左右輪に対して異なるブレーキ油圧の印加処理を行う。更には、自車両２０の旋回とともに自車両２０の減速、すなわちＳ３０２で仮想衝突時速度Ｖｃを算出した際に想定した制動力を発揮すべく、支援制御部１０２はＥＣＢ１１に対して指示を出す。Ｓ３０５の処理が終了すると、図５に示すＳ２０４の処理を終了したことになり、図５に示すルーチンが再び繰り返される。

　一方で、Ｓ３０６へ進むことは、仮想衝突時速度Ｖｆｂが仮想衝突時速度Ｖｃ以下となる場合であり、それは自車両２０が立体物３０に対して衝突する場合であっても、走行ラインｂ１１上を走行するより経路ａ上を走行した方が衝突時の自車両２０の速度が低くなることを意味する。そこで、Ｓ３０５では、衝突時の車両速度が低くなる経路ａ上を継続して走行するように、支援制御部１０２は、ＥＰＳ１０により舵角を維持した上で、自車両２０の減速、すなわちＳ３０３で仮想衝突時速度Ｖｆｂを算出した際に想定した制動力を発揮すべく、支援制御部１０２はＥＣＢ１１に対して指示を出す。Ｓ３０６の処理が終了すると、図５に示すＳ２０４の処理を終了したことになり、図５に示すルーチンが再び繰り返される。

　図５、６に示す運転支援処理によれば、立体物３０が認識された場合に自車両２０が採るべき回避ラインは、立体物３０を挟んで自車両２０の左右両方向に存在するか否かによって、支援制御部１０２が実行する処理内容が調整される。その結果、自車両２０のドライバの感覚に沿った運転支援処理を提供しつつ、自車両２０と立体物３０の衝突を回避することが可能となる。また、自車両２０が採るべき回避ラインが、立体物３０に対して自車両２０の左右の何れか一方側にのみ存在する場合でも、旋回時のヨーレートγの絶対値が閾値γ０以下である場合には、旋回時のヨーレートを制限した状態で自車両２０の旋回と制動による減速に従って立体物３０との衝突を回避させることが可能となる。その結果、ドライバの操舵の余地を残した状態で、且つ立体物３０との衝突を回避できるため、ドライバの感覚に沿った運転支援処理の提供が実現される。また、旋回時のヨーレートを制限した状態で自車両２０と立体物３０との衝突が回避できないとされる場合であっても、衝突時の車両速度がより低くなるように、自車両２０の旋回と制動が制御されることになる。その結果、ドライバの操舵の余地を残した状態で、且つ立体物３０に対する衝突時の車両速度の可及的な低減が可能となるため、ドライバの感覚に沿いながら可及的に衝突時の被害を軽減させる運転支援処理の提供が実現される。

　なお、図５、６に示す運転支援処理では、Ｓ１０３での回避ライン算出後に、Ｓ２０１およびＳ２０２において、回避ラインに係る回避可能ヨーレートに対して所定の制限が考慮されている。これに代えて、Ｓ１０３の算出時に、当該所定の制限を考慮した上で回避ラインを算出してもよい。そのような場合には、Ｓ２０２の判断内容が、「回避ラインが左右の何れか一方に存在するか？」と変更され、そこで肯定判定されるとＳ２０３の処理が行われ、否定判定されるとＳ２０４の処理が行われる。

＜実施例３＞
　次に、本発明に係る運転支援システムによる運転支援処理の第３の実施例について図８に基づいて説明する。なお、図８に示すフローチャートの処理Ｓ１０１－Ｓ１０５、Ｓ２０１－Ｓ２０４は、図５に示すフローチャートの処理Ｓ１０１－Ｓ１０５、Ｓ２０１－Ｓ２０４に対応するための、その詳細な説明は割愛する。ここで、図８に示す運転支援処理においては、Ｓ１０２で、走路認識部１００によって、自車両２０の進行方向に立体物３０が存在すると判定されると、Ｓ４０１へ進む。Ｓ４０１では、自車両２０がその進行方向を維持した状態で制動による減速を開始した場合、その減速によって立体物３０との衝突前に自車両２０が停止できるか否かが判定される。具体的に図４Ａに基づいて説明すると、自車両２０が経路ａを走行し続けるとの想定の下、立体物３０までの距離と、自車両２０の車両速度、および発揮し得る制動力とを考慮して、Ｓ４０１の判定が行われる。ここで肯定判定されるとＳ４０２へ進み、否定判定されるとＳ１０３へ進む。

　Ｓ４０２では、Ｓ１０５と同様に、支援制御部１０２は、ＥＰＳ１０による舵角の変化、もしくは自車両２０の左右輪に対して異なるブレーキ油圧を印加することによる自車両２０の旋回は行わず、ＥＣＢ１１による最大制動力での減速を行う。Ｓ４０２の処理終了後、本ルーチンは再び繰り返される。また、Ｓ４０１で否定判定後にＳ１０３へ進むが、Ｓ１０３以降の処理については既に説明しているので、その詳細は割愛する。

　図８に示す運転支援処理によれば、立体物３０の存在が認識され、制動力による停止が可能であれば、回避ラインの算出を行うことなく、直ちに最大制動力による減速が行われることになる。その結果、立体物３０への衝突回避のための運転支援処理を可及的速やかに実行でき、より確実な衝突回避を図ることができる。

１    ＥＣＵ
２    外界認識装置
３    ヨーレートセンサ
４    車輪速センサ
５    加速度センサ
６    ブレーキセンサ
７    アクセルセンサ
８    舵角センサ
９    操舵トルクセンサ
１０  ＥＰＳ（電動パワーステアリング）
１１  ＥＣＢ（電子制御式ブレーキ）
２０  自車両
３０  立体物
１００      走路認識部
１０１      回避目標軌道取得部
１０２      支援制御部

Claims

　自車両の進行方向に存在する立体物を認識する認識部と、
　前記認識部によって前記立体物の存在が認識された場合、自車両の走行状態に基づいて該立体物と自車両との衝突を回避し得る回避目標軌道を一又は複数、取得する取得部と、
　前記取得部により取得された前記回避目標軌道に基づいて前記立体物と自車両との衝突を回避するための支援制御を行う支援制御部と、を備え、
　前記取得部により取得された前記回避目標軌道が、前記立体物を挟んで自車両の左右両方向に存在する場合は、前記支援制御部は、自車両の旋回に関する制御は行わずに、自車両の制動に関する制御を行う、
　車両の運転支援システム。
　前記取得部により取得された前記回避目標軌道が、前記立体物を挟んで自車両の左右の何れか一方向に存在する場合、前記支援制御部は自車両の旋回に関する制御を行うことが許可され、且つ該支援制御部による自車両の旋回量が、ドライバの操舵によって生じ得る旋回量に基づいて設定される所定旋回量を超えないように制限される、
　請求項１に記載の車両の運転支援システム。
　前記支援制御部による自車両の旋回量が前記所定旋回量を超えないように制限された制限状態で、自車両と前記立体物との衝突回避が可能であるか否かについて判断する判断部を、更に備え、
　前記判断部によって自車両と前記立体物との衝突回避が可能ではないと判断されると、前記支援制御部は、前記制限状態の下、仮に該支援制御部により旋回および制動の制御が行われつつ前記立体物に自車両が衝突した場合の、自車両の仮想衝突時速度に基づいて、該支援制御部による自車両の旋回に関する制御が許可されるか否かが決定される、
　請求項２に記載の車両の運転支援システム。
　前記支援制御部は、
　仮に、前記支援制御部によって、自車両に対して旋回に関する制御が行われない状態でその制動に関し最大制動力が発生するように制御されて前記立体物に衝突した場合の、第二仮想衝突時速度を算出し、
　前記仮想衝突時速度が、前記第二仮想衝突時速度より低い場合には、自車両の旋回に関する制御とともに自車両の制動に関する制御も行う、
　請求項３に記載の車両の運転支援システム。
　前記支援制御部は、
　仮に、前記支援制御部によって、自車両に対して旋回に関する制御が行われない状態でその制動に関し最大制動力が発生するように制御されて前記立体物に衝突した場合の、第二仮想衝突時速度を算出し、
　前記仮想衝突時速度が、前記第二仮想衝突時速度より低くない場合には、自車両の旋回に関する制御は行わずに、自車両の制動に関する制御のみを行う、
　請求項３に記載の車両の運転支援システム。
　前記支援制御部による自車両の旋回量が前記所定旋回量を超えないように制限された制限状態で、自車両と前記立体物との衝突回避が可能であるか否かについて判断する判断部を、更に備え、
　前記判断部によって自車両と前記立体物との衝突回避が可能であると判断されると、前記支援制御部は、自車両の旋回に関する制御とともに自車両の制動に関する制御も行う、
　請求項２に記載の車両の運転支援システム。