(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両と障害物との衝突を回避するために運転者の操舵支援を行う衝突回避支援装置であって、
前記車両と前記障害物とが衝突する可能性があると判定された場合、前記操舵支援を行う操舵制御部を備え、
前記操舵制御部は、前記操舵支援の開始から前記車両の横加速度の応答特性により決定される第１時間が経過するまでの間、前記運転者の保舵力に基づいて決定される制御量によって衝突回避方向に前記車両のステアリングホイールを回動させ、
前記制御量は、前記保舵力より大きい値に設定され、
前記第１時間は、前記車両の操舵または転舵の開始から前記車両に横加速度が発生するまでの遅延時間よりも小さく設定される、衝突回避支援装置。
【請求項２】
前記操舵制御部は、前記操舵支援の開始時または前記操舵支援の開始後に、前記運転者による前記ステアリングホイールの操舵操作が所定量以上あることが検出されたことに応じて、前記操舵支援を終了する、
請求項１に記載の衝突回避支援装置。
【請求項３】
前記障害物との衝突を回避するために前記車両が通るべき目標軌跡を走行するための目標制御量を演算する目標制御量演算部と、
前記操舵支援の開始から前記第１時間が経過するまでの間、前記目標制御量に初期制御量を加算して指定制御量とし、前記操舵支援の開始から前記第１時間が経過した後、前記目標制御量を指定制御量とする制御量調整部と、
をさらに備え、
前記操舵制御部は、前記指定制御量によって前記ステアリングホイールを回動させることにより前記操舵支援を行う、
請求項１または請求項２に記載の衝突回避支援装置。
【請求項４】
前記車両のステアリングホイールの回転角と前記車両のタイヤ角との比であるギア比を可変制御するギア比制御部をさらに備え、
前記ギア比制御部は、前記操舵支援の開始から前記車両の横加速度の応答特性により決定される第１時間よりも大きい第２時間が経過するまでの間、前記タイヤ角に対して前記ステアリングホイールの前記回転角が大きくなるように前記ギア比を設定し、
前記操舵制御部は、前記操舵支援の開始から前記第２時間が経過するまでの間、前記運転者の保舵力に基づいて決定される制御量によって衝突回避方向に前記ステアリングホイールを回動させる、
請求項１または請求項２に記載の衝突回避支援装置。
【請求項５】
車両と障害物との衝突を回避するために運転者の操舵支援を行う衝突回避支援方法であって、
前記車両と前記障害物とが衝突する可能性があると判定された場合、前記操舵支援を行う操舵制御ステップを備え、
前記操舵制御ステップでは、前記操舵支援の開始から前記車両の横加速度の応答特性により決定される第１時間が経過するまでの間、前記運転者の保舵力に基づいて決定される制御量によって衝突回避方向に前記車両のステアリングホイールを回動させ、
前記制御量は、前記保舵力より大きい値に設定され、
前記第１時間は、前記車両の操舵または転舵の開始から前記車両に横加速度が発生するまでの遅延時間よりも小さく設定される、衝突回避支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝突回避支援装置及び衝突回避支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
歩行者等の障害物と衝突する可能性がある場合に、操舵制御を行うことで衝突を回避する運転支援装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−４０１１５号公報
【特許文献２】特開２００８−２６５３６２号公報
【特許文献３】特開平９−２０７８０１号公報
【特許文献４】特開２００８−２４７３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記運転支援装置では、システムによる操舵制御量が大きすぎると、横滑り等が生じ、運転者に違和感を与える可能性がある。一方で、運転者は通常の運転時において、ある程度の保舵力でステアリングホイールを操作していることがわかっている。このため、システムによる操舵制御量が運転者の保舵力よりも小さい場合、運転者が無意識のうちにシステムの操舵制御がキャンセルされるおそれがある。このように、システムによる操舵制御量が大きすぎると運転者が違和感を感じるおそれがある一方で、システムによる操舵制御量が小さすぎると運転者がシステムの作動に気付かずにシステムの操舵制御がキャンセルされるおそれがある。【０００５】
本発明は、運転者の違和感を抑制するとともに、操舵制御がキャンセルされる可能性を低減可能な衝突回避支援装置及び衝突回避支援方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面に係る衝突回避支援装置は、車両と障害物との衝突を回避するために運転者の操舵支援を行う衝突回避支援装置である。この衝突回避支援装置は、車両と障害物とが衝突する可能性があると判定された場合、操舵支援を行う操舵制御部を備える。操舵制御部は、操舵支援の開始から車両の横加速度の応答特性により決定される第１時間が経過するまでの間、運転者の保舵力に基づいて決定される制御量によって衝突回避方向に車両のステアリングホイールを回動させる。制御量は、保舵力より大きい値に設定される。第１時間は、車両の操舵または転舵の開始から車両に横加速度が発生するまでの遅延時間よりも小さく設定される。
【０００７】
この衝突回避支援装置では、操舵支援の開始から第１時間が経過するまでの間、運転者の保舵力に基づいて決定される制御量によって衝突回避方向にステアリングホイールを回動させている。また、この制御量によるステアリングホイールの回動は、操舵支援の開始から車両の横加速度の応答特性により決定される第１時間が経過するまでの間行われる。ステアリングホイールの回動の開始から車両に横加速度が発生するまでには、ある程度の時間を要するので、この時間よりも第１時間を小さく設定することにより、車両に発生する横加速度を低減することができる。また、運転者の保舵力を超える制御量でステアリングホイールを回動させることにより、操舵支援の作動を運転者に認識させることができる。その結果、運転者の違和感を抑制するとともに、操舵支援がキャンセルされる可能性を低減することが可能となる。また、衝突回避方向にステアリングホイールを回動させるので、衝突回避方向を運転者に認識させることができる。
【０００８】
本発明の他の側面に係る衝突回避支援装置では、制御量は保舵力より大きい値に設定されてもよい。運転者の保舵力より大きい値の制御量でステアリングホイールを回動させた場合、運転者の保舵力により操舵制御部によるステアリングホイールの回動がキャンセルされることを防止でき、操舵支援の作動及び衝突回避方向を運転者により確実に認識させることができる。【０００９】
本発明の他の側面に係る衝突回避支援装置では、第１時間は、車両の操舵または転舵の開始から車両に横加速度が発生するまでの遅延時間よりも小さく設定されてもよい。車両の操舵または転舵の開始から車両に横加速度が発生するまでの遅延時間よりも第１時間を小さく設定することにより、車両に発生する横加速度を抑制しつつステアリングホイールを回動させることができる。このため、運転者の違和感を抑制しつつ、操舵支援の作動及び衝突回避方向を運転者に認識させることができる。その結果、操舵支援がキャンセルされる可能性を低減することが可能となる。【００１０】
本発明の他の側面に係る衝突回避支援装置では、操舵制御部は、操舵支援の開始時または操舵支援の開始後に、運転者によるステアリングホイールの操舵操作が所定量以上あることが検出されたことに応じて、操舵支援を終了してもよい。操作支援の作動時において運転者によるステアリングホイールの操舵操作が所定量以上ある場合、運転者自らの回避操作の意思があると考えられる。このため、かかる場合には操舵支援を終了することによって、運転者の回避操作を優先させることができる。【００１１】
本発明の他の側面に係る衝突回避支援装置は、障害物との衝突を回避するために車両が通るべき目標軌跡を走行するための目標制御量を演算する目標制御量演算部と、操舵支援の開始から第１時間が経過するまでの間、目標制御量に初期制御量を加算して指定制御量とし、操舵支援の開始から第１時間が経過した後、目標制御量を指定制御量とする制御量調整部と、をさらに備えてもよい。操舵制御部は、指定制御量によってステアリングホイールを回動させることにより操舵支援を行ってもよい。この場合、操舵支援の開始から第１時間が経過するまでの間は、目標制御量に初期制御量を加算した制御量でステアリングホイールを回動し、第１時間が経過した後は目標制御量でステアリングホイールを回動できる。その結果、運転者の違和感を抑制するとともに、衝突を回避するための操舵支援がキャンセルされる可能性を低減することが可能となる。【００１２】
本発明の他の側面に係る衝突回避支援装置は、車両のステアリングホイールの回転角と車両のタイヤ角との比であるギア比を可変制御するギア比制御部をさらに備えてもよい。ギア比制御部は、操舵支援の開始から車両の横加速度の応答特性により決定される第１時間よりも大きい第２時間が経過するまでの間、タイヤ角に対してステアリングホイールの回転角が大きくなるようにギア比を設定してもよく、操舵制御部は、操舵支援の開始から第２時間が経過するまでの間、運転者の保舵力に基づいて決定される制御量によって衝突回避方向にステアリングホイールを回動させてもよい。【００１３】
この衝突回避支援装置では、操舵支援の開始から第２時間が経過するまでの間、運転者の保舵力に基づいて決定される制御量によって衝突回避方向にステアリングホイールを回動させている。また、ギア比制御部によって、操舵支援の開始から第２時間が経過するまでの間、タイヤ角に対してステアリングホイールの回転角が大きくなるようにギア比を設定している。このため、タイヤ角の増加を抑えつつステアリングホイールの回転角を増加できるので、操舵支援の開始から車両の横加速度の応答特性により決定される第１時間よりも大きい第２時間が経過するまでの間、運転者の保舵力を超える制御量でステアリングホイールを回動させても、横加速度の増加を抑えることができる。また、運転者の保舵力を超える制御量でステアリングホイールを回動させた場合、操舵支援の作動を運転者に認識させることができる。その結果、運転者の違和感を抑制するとともに、操舵支援がキャンセルされる可能性をさらに低減することが可能となる。また、衝突回避方向にステアリングホイールを回動させるので、衝突回避方向を運転者に認識させることができる。【００１４】
本発明の一側面に係る衝突回避支援方法は、車両と障害物との衝突を回避するために運転者の操舵支援を行う衝突回避支援方法である。この衝突回避支援方法は、車両と障害物とが衝突する可能性があると判定された場合、操舵支援を行う操舵制御ステップを備える。操舵制御ステップでは、操舵支援の開始から車両の横加速度の応答特性により決定される第１時間が経過するまでの間、運転者の保舵力に基づいて決定される制御量によって衝突回避方向に車両のステアリングホイールを回動させる。制御量は、保舵力より大きい値に設定される。第１時間は、車両の操舵または転舵の開始から車両に横加速度が発生するまでの遅延時間よりも小さく設定される。
【００１５】
この衝突回避支援方法では、操舵支援の開始から第１時間が経過するまでの間、運転者の保舵力に基づいて決定される制御量によって衝突回避方向にステアリングホイールを回動させている。また、この制御量によるステアリングホイールの回動は、操舵支援の開始から車両の横加速度の応答特性により決定される第１時間が経過するまでの間行われる。ステアリングホイールの回動の開始から車両に横加速度が発生するまでには、ある程度の時間を要するので、この時間よりも第１時間を小さく設定することにより、車両に発生する横加速度を低減することができる。また、運転者の保舵力を超える制御量でステアリングホイールを回動させることにより、操舵支援の作動を運転者に認識させることができる。その結果、運転者の違和感を抑制するとともに、操舵支援がキャンセルされる可能性を低減することが可能となる。また、衝突回避方向にステアリングホイールを回動させるので、衝突回避方向を運転者に認識させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、運転者の違和感を抑制するとともに、操舵制御がキャンセルされる可能性を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態に係る衝突回避支援装置のブロック構成図である。
【図２】図１のＥＰＳの要部を示す斜視図である。
【図３】横加速度の周波数応答特性の一例を示す図である。
【図４】初期操舵トルクの出力波形の具体例を示す図である。
【図５】図１の衝突回避支援装置の処理内容の一例を示すフローチャートである。
【図６】（ａ）は図１の衝突回避支援装置のＥＰＳ出力操舵トルクの時間変化の一例を示す図、（ｂ）は図１の衝突回避支援装置の横加速度の時間変化の一例を示す図である。
【図７】第２実施形態に係る衝突回避支援装置のブロック構成図である。
【図８】図７のＥＰＳ及びＶＧＲＳの要部を示す斜視図である。
【図９】図７の衝突回避支援装置の処理内容の一例を示すフローチャートである。
【図１０】（ａ）は図７の衝突回避支援装置のＥＰＳ出力操舵トルクの時間変化の一例を示す図、（ｂ）は図７の衝突回避支援装置の横加速度の時間変化の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１９】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る衝突回避支援装置のブロック構成図である。衝突回避支援装置は、ＰＣＳ（Pre-Crash  Safety  system）によって車両の制御を支援するための装置である。ＰＣＳは、車両の周辺において検出される物体と車両との衝突を回避するためのシステムである。
【００２０】
図１に示されるように、衝突回避支援装置１は、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）２と、周辺情報取得部３と、車両情報取得部４と、ＥＰＳ（Electronic  controlled  Power  Steering：電子制御式パワーステアリング装置）６と、を備えている。
【００２１】
周辺情報取得部３は、車両の周辺の情報を取得する機能を有している。周辺情報取得部３は、例えば、障害物情報及び走行可能エリア情報をＥＣＵ２に出力する。障害物情報は、検出した障害物に関する情報である。走行可能エリア情報は、車両が走行可能なエリアに関する情報である。周辺情報取得部３は、例えば、レーダ及び画像センサ等を備えている。レーダは、ミリ波またはレーザ等を利用して車両の周辺の障害物を検出し、検出した障害物に関する障害物情報をＥＣＵ２に出力する。画像センサは、例えば単眼カメラまたはステレオカメラであって、所定時間ごとに車両の周辺の所定範囲を撮像して画像データを生成する。画像センサは、生成した画像データに基づいて、障害物情報及び走行可能エリア情報をＥＣＵ２に出力する。
【００２２】
車両情報取得部４は、車両の走行状態を示す車両情報を取得する機能を有している。車両情報取得部４は、取得した車両情報をＥＣＵ２に出力する。車両情報取得部４は、例えば、タイヤ角を検出するためのタイヤ角センサ、ステアリングの操舵トルク（操舵力）を検出するための操舵トルクセンサ、車両の車速（走行速度）を検出するための車速センサ、車両の位置を検出するためのＧＰＳ（Global  Positioning  System）受信機、及び、車両のヨーレートを検出するためのヨーレートセンサ等を備えている。車両情報としては、タイヤ角、操舵トルク、車速、及び、車両位置等が挙げられる。
【００２３】
ＥＰＳ６は、ステアリングホイールへの反力が生じる操舵支援システムであって、車両の操舵トルク等のＥＰＳ制御量を調整してタイヤ角を制御するためのパワーステアリングシステムである。
【００２４】
図２は、ＥＰＳ６の要部を示す斜視図である。図２に示されるように、ステアリングホイール１１は、操舵軸１２を介してＥＰＳ６に駆動接続されている。ＥＰＳ６は、例えば、運転者によるステアリングホイール１１の操作に応答して駆動されるラック・アンド・ピニオン型のものであり、ここでは、ラック同軸型の電動式である。ＥＰＳ６は、ラックバー１３を介して左右の前輪のタイヤを転舵する。具体的には、ＥＰＳ６は、モータ及び変換機構等を収容するハウジング６１を備えている。変換機構は、ＥＰＳ制御量に応じたモータの回転トルクをラックバー１３の往復動方向の力に変換し、ハウジング６１に対してラックバー１３を相対駆動させる補助操舵力が発生するように構成されている。
【００２５】
ＥＰＳ６は、車両のステアリングホイール１１の回転動作を伴ってタイヤ角を調整する。つまり、ＥＰＳ６は、運転者の操舵操作に依存し、例えば操舵操作に同期してタイヤ角制御を実行する。ＥＰＳ６は、ＥＣＵ２によってモータの電流量を制御されることにより、ＥＰＳ制御量を実現する。
【００２６】
ＥＣＵ２は、衝突回避支援装置１全体の制御を行う電子制御ユニットである。ＥＣＵ２は、例えばＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）及びＲＡＭ（Random  Access  Memory）等を含むコンピュータを主体として構成され、入力信号回路、出力信号回路、電源回路などを備えている。ＥＣＵ２は、ＰＣＳ作動判定部２１と、目標軌跡演算部２２と、目標制御量演算部２３と、制御量調整部２４と、ＥＰＳ制御量調停部２５と、ＥＰＳ制御部２６（操舵制御部）と、を備えている。
【００２７】
ＰＣＳ作動判定部２１は、ＰＣＳの作動開始条件が満たされているか否かを判定する機能を有している。ＰＣＳ作動判定部２１は、例えば、周辺情報取得部３から出力された障害物情報に基づいて、車両が回避すべき障害物が存在することを検出した場合、ＰＣＳの作動開始条件が満たされていると判定する。ＰＣＳ作動判定部２１は、ＰＣＳの作動開始条件が満たされていると判定した場合、ＰＣＳを作動させる。
【００２８】
また、ＰＣＳ作動判定部２１は、ＰＣＳの終了条件が満たされているか否かを判定する機能を有している。ＰＣＳ作動判定部２１は、例えば、周辺情報取得部３から出力された障害物情報に基づいて、衝突回避対象の障害物に対して衝突の回避ができたことを検出した場合、ＰＣＳの終了条件が満たされていると判定する。また、ＰＣＳ作動判定部２１は、例えば、車両の周辺の環境が変化する等して、衝突回避対象の障害物に対する衝突の可能性がなくなったことを検出した場合、ＰＣＳの終了条件が満たされていると判定する。また、ＰＣＳ作動判定部２１は、例えば、運転者によってＰＣＳを終了する旨のキャンセル操作が行われたことを検出した場合、ＰＣＳの終了条件が満たされていると判定する。
【００２９】
一般的に、ＰＣＳ作動時であっても運転者自らの回避操作意思があると判断される場合には、ＰＣＳ作動はキャンセルされることが望ましい。このため、ＰＣＳ作動判定部２１は、車両情報取得部４によって取得された車両情報に基づいて、運転者によるステアリングホイールの操舵操作が所定量以上あることを検出した場合、ＰＣＳの終了条件が満たされていると判定してもよい。
【００３０】
目標軌跡演算部２２は、車両が通るべき軌跡である目標軌跡を演算する機能を有している。目標軌跡演算部２２は、例えば、周辺情報取得部３によって出力された障害物情報及び走行可能エリア情報に基づいて、目標軌跡を演算する。この場合、目標軌跡演算部２２は、例えば、走行可能エリアのうち障害物を回避可能な経路を目標軌跡とする。なお、目標軌跡演算部２２は、上記方法に限られず、他の方法によって目標軌跡を演算してもよい。
【００３１】
目標制御量演算部２３は、目標軌跡演算部２２によって演算された目標軌跡を走行するために必要な制御量である目標制御量Ｃｔを演算する機能を有している。目標制御量演算部２３は、例えば、車両情報取得部４によって出力された車両情報及び予め設定されている車両諸元値に基づいて、目標制御量Ｃｔを演算する。目標制御量Ｃｔを演算するために用いられる車両情報としては、例えば、車両の位置、車速、操舵トルク及びタイヤ角等が挙げられる。目標制御量Ｃｔは、目標軌跡を走行するための制御量であればよく、例えば、操舵トルク、タイヤ角、ステアリングモータの電流量等が挙げられる。
【００３２】
制御量調整部２４は、運転者が無意識のうちにＰＣＳの制御をキャンセルしないように、運転者にＰＣＳの作動を認識させる機能を有している。制御量調整部２４は、例えば、ＰＣＳ作動判定部２１によってＰＣＳの作動開始条件が満たされたと判定されたとき（以降、「ＰＣＳ作動開始時点」等という場合がある。）からの経過時間を計測し、経過時間が第１時間Ｔｔｈ１を超えたか否かを判定する。この第１時間Ｔｔｈ１は、車両の横加速度（横Ｇ）の応答特性により決定される時間であって、ＥＰＳ６の制御によりステアリングホイール及びタイヤは動くが、車両に発生する横加速度を抑制可能な時間である。第１時間Ｔｔｈ１は、制御量調整部２４に予め設定されている。
【００３３】
図３は、横加速度の周波数応答特性の一例を示す図である。横軸は周波数を示し、縦軸は横加速度のゲインを示している。図３に示されるように、いずれの車速においても、１Ｈｚ程度以上の周波数で横加速度のゲインが低下することが分かる。つまり、車両の操舵または転舵の開始から車両に横加速度が発生するまでには遅延時間があるので、その遅延時間よりも短い期間だけステアリングホイールを大きく回動させても、車両に発生する横加速度は抑制される。このため、第１時間Ｔｔｈ１は、例えば１０Ｈｚに相当する０．１秒程度に設定されてもよい。
【００３４】
制御量調整部２４は、経過時間が第１時間Ｔｔｈ１を超えていないと判定した場合、目標制御量演算部２３によって演算された目標制御量Ｃｔに初期制御量を加算し、加算結果をＥＰＳ制御量（指定制御量）として要求する。初期制御量は、正の値の初期制御量及び負の値の初期制御量が制御量調整部２４に予め設定されている。各初期制御量は、運転者の直進中の保舵力より大きい値をピーク値Ｃｐとして有している。初期制御量のピーク値Ｃｐは、例えば、路面外乱が大きい環境とされるベルジャン路において測定された保舵力の２倍程度の値とする。
【００３５】
初期制御量のピーク値Ｃｐは、人が瞬間的に操作可能な最大の操舵力（６６Ｎ程度）をステアリングホイールのホイール径によってステアリング軸力に換算した値よりも大きい値に設定されてもよい。
【００３６】
制御量調整部２４は、ＰＣＳによる衝突回避方向を運転者に直感的に認識させるために、目標制御量演算部２３によって演算された目標制御量Ｃｔが正の値であれば、正の値の初期制御量を加算し、目標制御量演算部２３によって演算された目標制御量Ｃｔが負の値であれば、負の値の初期制御量を加算する。
【００３７】
制御量調整部２４は、車両情報取得部４の舵角センサ等からの回転角に関する車両情報に基づいて、初期制御量をフィードバック制御してもよい。例えば、制御量調整部２４は、ステアリングホイールの回転角が所定の角度に達するまで初期制御量を増加してもよい。
【００３８】
図４は、初期制御量の一例である初期操舵トルクの出力波形の具体例を示す図である。横軸はＰＣＳ作動開始時点からの経過時間を示し、縦軸は初期操舵トルクを示している。なお、ここでは、操舵トルクを用いて説明するが、他の制御量であってもよい。この例では、目標制御量演算部２３によって演算された目標制御量Ｃｔが正の値である場合の初期制御量の波形が示されている。図４に示されるように、初期制御量の波形は、ＰＣＳ作動開始時点から第１時間Ｔｔｈ１までの間だけ出力され、ピーク値Ｃｐを有している。このように、初期制御量の波形は、様々な形状を取り得るが、正負を跨いで振動しないのが好ましい。
【００３９】
一方、制御量調整部２４は、経過時間が第１時間Ｔｔｈ１を超えていると判定した場合、目標制御量演算部２３によって演算された目標制御量ＣｔをＥＰＳ制御量（指定制御量）として要求する。
【００４０】
ＥＰＳ制御量調停部２５は、ＥＰＳ６を用いる他の制御との間でＥＰＳ制御量を調停する機能を有している。ＰＣＳにより要求されるＥＰＳ制御量（すなわち、制御量調整部２４によって要求されるＥＰＳ制御量）の他に、運転者の通常操舵に対するアシスト制御、横滑り防止との協調制御、ステアリングホイールを切り戻ししやすくする制御といった他の制御から要求されるＥＰＳ制御量等がある。ＥＰＳ制御量調停部２５は、これらの制御に対して設定された優先度に応じて、ＥＰＳ制御量を決定する。
【００４１】
ＥＰＳ制御量調停部２５は、例えば、以下のように各制御の優先度を決定する。ＥＰＳ制御量調停部２５は、操舵により危険な状態とならないようにするとともに、運転者が意図を持って操舵していると判定されるときには運転者の操舵を優先する。ＥＰＳ制御量調停部２５は、操舵により危険な状態とならないようにするとともに、運転者が保舵またはステアリングホイールに手を添えている程度の状態と判定されるときにはＰＣＳ制御を優先する。ＥＰＳ制御量調停部２５は、例えば、車両情報取得部４の舵角センサ、ドライバモニタシステム等からの車両情報に基づいて、運転者の意図の有無、及び、保舵状態の判定を行う。なお、ＥＰＳ制御量調停部２５には、各制御に対して予め優先度が設定されていてもよい。
【００４２】
ＥＰＳ制御量調停部２５は、例えば、制御の優先度に応じて、要求されたＥＰＳ制御量の和を算出する。一例を示すと、ＥＰＳ制御量調停部２５は、運転者の操舵トルクに通常アシストトルクを加算する。そして、ＥＰＳ制御量調停部２５は、加算値が衝突回避するための値として不足していると判定されると、ＰＣＳにより要求されるＥＰＳ制御量をさらに加算する。また、ＥＰＳ制御量調停部２５は、横滑りを生じさせないように設けられた上下限閾値の範囲内において、加算値からＥＰＳ制御量を決定する。
【００４３】
また、ＥＰＳ制御量調停部２５は、ＥＰＳ制御量を要求している制御同士が排他の関係にあるか否かを判定してもよい。この場合、ＥＰＳ制御量調停部２５は、ＥＰＳ制御量を要求している制御同士が排他の関係にあると判定したことに応じて、優先度の低い制御からの要求を棄却してもよい。
【００４４】
ＥＰＳ制御部２６は、ＥＰＳ制御量調停部２５によって決定されたＥＰＳ制御量を実現するように、ＥＰＳ６を制御する機能を有している。ＥＰＳ制御部２６は、例えば、ＥＰＳ６のモータの電流量を制御することにより、ＥＰＳ６にＥＰＳ制御量を実現させる。
【００４５】
次に、衝突回避支援装置１における衝突回避支援処理の一例について説明する。図５は、衝突回避支援装置１の処理内容の一例を示すフローチャートである。この衝突回避支援処理は、ＰＣＳ作動判定部２１によってＰＣＳの作動開始条件が満たされたと判定されることに応じて開始される。このとき、制御量調整部２４は、ＰＣＳ作動開始時点からの経過時間の計測を開始する。
【００４６】
まず、目標軌跡演算部２２は、周辺情報取得部３によって出力された障害物情報及び走行可能エリア情報に基づいて、目標軌跡を演算する（目標軌跡演算ステップＳ１１）。そして、目標制御量演算部２３は、目標軌跡演算ステップＳ１１おいて目標軌跡演算部２２によって演算された目標軌跡に沿って車両を走行させるために、車両情報取得部４によって出力された車両情報に基づいて目標制御量Ｃｔを演算する（目標制御量演算ステップＳ１２）。
【００４７】
続いて、制御量調整部２４は、ＰＣＳ作動開始時点からの経過時間が第１時間Ｔｔｈ１を超えたか否かを判定する（初期期間経過判定ステップＳ１３）。初期期間経過判定ステップＳ１３において、ＰＣＳ作動開始時点からの経過時間が第１時間Ｔｔｈ１を超えていないと判定された場合（初期期間経過判定ステップＳ１３；Ｎｏ）、制御量調整部２４は、目標制御量演算ステップＳ１２において目標制御量演算部２３によって演算された目標制御量Ｃｔに初期制御量を加算し、加算結果をＥＰＳ制御量として要求する（初期制御量加算ステップＳ１４）。
【００４８】
一方、初期期間経過判定ステップＳ１３において、ＰＣＳ作動開始時点からの経過時間が第１時間Ｔｔｈ１を超えていると判定された場合（初期期間経過判定ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、制御量調整部２４は、目標制御量演算ステップＳ１２において目標制御量演算部２３によって演算された目標制御量ＣｔをＥＰＳ制御量として要求する。
【００４９】
続いて、ＥＰＳ制御量調停部２５は、ＥＰＳ６を用いる他の制御との間でＥＰＳ制御量を調停し、ＥＰＳ制御量を決定する（ＥＰＳ制御量調停ステップＳ１５）。そして、ＥＰＳ制御部２６は、ＥＰＳ制御量調停ステップＳ１５においてＥＰＳ制御量調停部２５によって決定されたＥＰＳ制御量を実現するように、ＥＰＳ６を制御する（ＥＰＳ制御ステップＳ１６：操舵制御ステップ）。
【００５０】
その後、ＰＣＳ作動判定部２１は、ＰＣＳの終了条件が満たされているか否かを判定する（ＰＣＳ終了判定ステップＳ１７）。ＰＣＳ終了判定ステップＳ１７において、ＰＣＳ終了条件が満たされていないと判定された場合（ＰＣＳ終了判定ステップＳ１７；Ｎｏ）、目標軌跡演算ステップＳ１１に戻り、目標軌跡演算ステップＳ１１〜ＰＣＳ終了判定ステップＳ１７の処理が再び行われる。
【００５１】
一方、ＰＣＳ終了判定ステップＳ１７において、ＰＣＳ終了条件が満たされていると判定された場合（ＰＣＳ終了判定ステップＳ１７；Ｙｅｓ）、衝突回避支援装置１における衝突回避支援処理を終了する。
【００５２】
次に、衝突回避支援装置１の作用効果について説明する。図６の（ａ）は衝突回避支援装置１のＥＰＳ出力操舵トルクの時間変化の一例を示す図、（ｂ）は衝突回避支援装置１の横加速度の時間変化の一例を示す図である。図６の（ａ）において、横軸はＰＣＳ作動開始時点からの経過時間を示し、縦軸はＥＰＳ出力操舵トルクを示している。図６の（ｂ）において、横軸はＰＣＳ作動開始時点からの経過時間を示し、縦軸は横加速度を示している。なお、ここでは、ＥＰＳ制御量として操舵トルクを用いて説明するが、他の制御量であってもよい。
【００５３】
従来、摩擦係数が小さい路面（低μ路ともいう。）において、横滑りが発生しないようにＰＣＳで発生する横加速度を小さく抑えることと、運転者が無意識にステアリングホイールを抑えることによりＰＣＳがキャンセルされることを防止することとの両立は困難であった。例えば、横滑りに関して、一般的に最も不利な環境とされるアイスバーン（μ＝０．１）でも横滑りが発生しないようにすると、横加速度は約０．１Ｇ以下とする必要がある。０．１Ｇは入力操舵トルクに換算すると、約１Ｎｍに相当する。運転者は日常の運転で無意識に保舵を行っており、車両の特性及び路面の特性にもよるが、入力操舵トルクにして１〜２Ｎｍの力で保舵していることがある。このため、ＰＣＳの制御量が２Ｎｍ以下の場合、運転者が無意識のうちにＰＣＳがキャンセルされてしまう可能性がある。
【００５４】
一方、図６に示されるように、衝突回避支援装置１は、ＰＣＳ作動開始時点から第１時間Ｔｔｈ１が経過するまでの間、目標操舵トルクＣｔに初期操舵トルクを加算した操舵トルクでステアリングホイールを回動し、第１時間Ｔｔｈ１が経過した後は目標操舵トルクＣｔでステアリングホイールを回動している。この第１時間Ｔｔｈ１は、車両の横加速度の応答特性によって定められ、ステアリングホイールの回動の開始から車両に横加速度が発生するまでの遅延時間よりも小さい値に設定されている。このため、目標操舵トルクＣｔを超える大きい操舵トルクによりステアリングホイールを回動させているにもかかわらず、車両に発生する横加速度の増加が抑えられることが分かる。
【００５５】
また、ＰＣＳ作動開始時点から第１時間Ｔｔｈ１が経過するまでの間に出力された操舵トルクは、運転者の保舵力より大きいので、ステアリングホイールを確実に回動させることができ、ＰＣＳの作動を運転者に認識させることが可能となる。その結果、運転者の違和感を抑制するとともに、操舵支援がキャンセルされる可能性を低減することが可能となる。つまり、衝突回避支援装置１では、ＰＣＳの衝突回避方向に運転者の保舵力を超える操舵トルクを短時間発生させることにより、横加速度を抑えつつＰＣＳ作動を運転者に認識させることが可能となる。
【００５６】
また、ＰＣＳ作動開始時点から第１時間Ｔｔｈ１が経過するまでの間には、ＰＣＳの操舵支援と同じ方向の操舵トルクを出力しているので、ＰＣＳによる衝突回避の方向を運転者に直感的に認識させることができる。また、ＰＣＳ作動開始時点から第１時間Ｔｔｈ１が経過するまでの間、ＰＣＳの操舵支援と同じ方向の初期操舵トルクを加算しているので、第１時間Ｔｔｈ１が経過した後、衝突回避操舵に速やかに遷移できる。
【００５７】
（第２実施形態）
図７は、第２実施形態に係る衝突回避支援装置のブロック構成図である。図７に示されるように、衝突回避支援装置１Ａは、ＶＧＲＳ（Variable  Gear  Ratio  Steering：可変ギア比ステアリング装置）７（ギア比制御部）をさらに備える点、及び、制御量調整部２４の初期動作において衝突回避支援装置１と相違する。
【００５８】
ＶＧＲＳ７は、ステアリングホイールへの反力が生じない操舵支援システムであって、ステアリングホイールの回転角に対する転舵輪の転舵角（タイヤ角、タイヤの切れ角）との比である伝達比（ステアリングギア比）を可変制御するためのシステムである。ＶＧＲＳ７は、伝達比を変更することにより、タイヤ角をそのままにして、ステアリングホイールの回転角をより大きくすることができる。
【００５９】
図８は、ＥＰＳ６及びＶＧＲＳ７の要部を示す斜視図である。図８に示されるように、ステアリングホイール１１は、操舵入力軸１２Ａ、ＶＧＲＳ７、転舵出力軸１２Ｂを介してＥＰＳ６に駆動接続されている。ＶＧＲＳ７は、例えば、電動モータ７１及び減速機７２を備えており、操舵入力軸１２Ａの回転量（または回転角）に対して、減速機７２に接続された転舵出力軸１２Ｂの回転量（または回転角）を適宜変更する。ＶＧＲＳ７は、操舵入力軸１２Ａと転舵出力軸１２Ｂとを相対回転させ、車両のステアリングホイール１１の回転動作を伴わずにタイヤ角を調整する。つまり、ＶＧＲＳ７は、運転者の操舵操作に依存することなく、アクティブにタイヤ角制御を実行する。ＶＧＲＳ７は、ＥＣＵ２によって伝達比を可変制御される。
【００６０】
制御量調整部２４は、経過時間が第２時間Ｔｔｈ２を超えていないと判定した場合、目標制御量演算部２３によって演算された目標制御量Ｃｔに初期制御量を加算することに加えて、ＶＧＲＳ７に対し伝達比の変更を指示する。具体的に説明すると、制御量調整部２４は、タイヤ角に対してステアリングホイールの回転角が大きくなるように、伝達比を設定するようＶＧＲＳ７に指示する。そして、第２時間Ｔｔｈ２は、第１時間Ｔｔｈ１よりも大きい値に設定される。
【００６１】
次に、衝突回避支援装置１Ａにおける衝突回避支援処理の一例について説明する。図９は、衝突回避支援装置１Ａの処理内容の一例を示すフローチャートである。この衝突回避支援処理は、ＰＣＳ作動判定部２１によってＰＣＳの作動開始条件が満たされたと判定されることに応じて開始される。このとき、制御量調整部２４は、ＰＣＳ作動開始時点からの経過時間の計測を開始する。
【００６２】
まず、目標軌跡演算部２２は、周辺情報取得部３によって出力された障害物情報及び走行可能エリア情報に基づいて、目標軌跡を演算する（目標軌跡演算ステップＳ２１）。そして、目標制御量演算部２３は、目標軌跡演算ステップＳ２１おいて目標軌跡演算部２２によって演算された目標軌跡に沿って車両を走行させるために、車両情報取得部４によって出力された車両情報に基づいて目標制御量Ｃｔを演算する（目標制御量演算ステップＳ２２）。
【００６３】
続いて、制御量調整部２４は、ＰＣＳ作動開始時点からの経過時間が第２時間Ｔｔｈ２を超えたか否かを判定する（初期期間経過判定ステップＳ２３）。初期期間経過判定ステップＳ２３において、ＰＣＳ作動開始時点からの経過時間が第２時間Ｔｔｈ２を超えていないと判定された場合（初期期間経過判定ステップＳ２３；Ｎｏ）、制御量調整部２４は、タイヤ角に対して、ステアリングホイールの回転角が大きくなるように、伝達比を設定する（ギア比設定ステップＳ２４）。そして、制御量調整部２４は、目標制御量演算ステップＳ２２において目標制御量演算部２３によって演算された目標制御量Ｃｔに初期制御量を加算し、加算結果をＥＰＳ制御量として要求する（初期制御量加算ステップＳ２５）。
【００６４】
一方、初期期間経過判定ステップＳ２３において、ＰＣＳ作動開始時点からの経過時間が第２時間Ｔｔｈ２を超えていると判定された場合（初期期間経過判定ステップＳ２３；Ｙｅｓ）、制御量調整部２４は、目標制御量演算ステップＳ２２において目標制御量演算部２３によって演算された目標制御量ＣｔをＥＰＳ制御量として要求する。なお、引き続きＶＧＲＳ７を作動させる場合には、制御量調整部２４は、ギヤ比設定ステップＳ２４で設定した伝達比を元に戻さなくてもよい。
【００６５】
続いて、ＥＰＳ制御量調停部２５は、ＥＰＳ６を用いる他の制御との間でＥＰＳ制御量を調停し、ＥＰＳ制御量を決定する（ＥＰＳ制御量調停ステップＳ２６）。そして、ＥＰＳ制御部２６は、ＥＰＳ制御量調停ステップＳ２６においてＥＰＳ制御量調停部２５によって決定されたＥＰＳ制御量を実現するように、ＥＰＳ６を制御する（ＥＰＳ制御ステップＳ２７：操舵制御ステップ）。
【００６６】
その後、ＰＣＳ作動判定部２１は、ＰＣＳの終了条件が満たされているか否かを判定する（ＰＣＳ終了判定ステップＳ２８）。ＰＣＳ終了判定ステップＳ２８において、ＰＣＳ終了条件が満たされていないと判定された場合（ＰＣＳ終了判定ステップＳ２８；Ｎｏ）、目標軌跡演算ステップＳ２１に戻り、目標軌跡演算ステップＳ２１〜ＰＣＳ終了判定ステップＳ２８の処理が再び行われる。
【００６７】
一方、ＰＣＳ終了判定ステップＳ２８において、ＰＣＳ終了条件が満たされていると判定された場合（ＰＣＳ終了判定ステップＳ２８；Ｙｅｓ）、衝突回避支援装置１Ａにおける衝突回避支援処理を終了する。なお、通常操舵において引き続きＶＧＲＳ７を作動させる場合には、制御量調整部２４は、ギヤ比設定ステップＳ２４で設定した伝達比を元に戻さなくてもよい。また、通常操舵においてＶＧＲＳ７を作動させない場合には、制御量調整部２４は、ギヤ比設定ステップＳ２４で設定した伝達比を元に戻してもよい。
【００６８】
図１０の（ａ）は衝突回避支援装置１ＡのＥＰＳ出力操舵トルクの時間変化の一例を示す図、（ｂ）は衝突回避支援装置１Ａの横加速度の時間変化の一例を示す図である。図１０の（ａ）において、横軸はＰＣＳ作動開始時点からの経過時間を示し、縦軸はＥＰＳ出力操舵トルクを示している。図１０の（ｂ）において、横軸はＰＣＳ作動開始時点からの経過時間を示し、縦軸は横加速度を示している。なお、ここでは、ＥＰＳ制御量として操舵トルクを用いて説明するが、他の制御量であってもよい。
【００６９】
図１０に示されるように、衝突回避支援装置１Ａは、ＰＣＳ作動開始時点から第２時間Ｔｔｈ２が経過するまでの間、目標操舵トルクＣｔに初期操舵トルクを加算した操舵トルクでステアリングホイールを回動し、第２時間Ｔｔｈ２が経過した後は目標操舵トルクＣｔでステアリングホイールを回動している。この第２時間Ｔｔｈ２は、第１時間Ｔｔｈ１よりも大きい値に設定されている。このように、第１時間Ｔｔｈ１が経過するよりも長い期間、目標操舵トルクＣｔを超える大きい操舵トルクによりステアリングホイールを回動させているにもかかわらず、車両に発生する横加速度の増加が抑えられていることが分かる。
【００７０】
衝突回避支援装置１Ａでは、ＰＣＳ作動開始時点から第２時間Ｔｔｈ２が経過するまでの間、ＶＧＲＳ７によって、タイヤ角に対してステアリングホイールの回転角が大きくなるように、伝達比を設定している。これにより、目標操舵トルクＣｔに初期操舵トルクを加算した操舵トルクでステアリングホイールを回動しても、衝突回避支援装置１と比較してタイヤ角は小さくなり、横加速度の増加を低減できる。このため、第１時間Ｔｔｈ１が経過するよりも長い期間、目標操舵トルクＣｔに初期操舵トルクを加算した操舵トルクでステアリングホイールを回動しても、横滑りの発生を抑えることができる。つまり、衝突回避支援装置１Ａでは、横滑りが発生し難い横加速度以下（例えば、アイスバーンで０．１Ｇ）になるように抑えつつ、初期操舵トルクを第１時間Ｔｔｈ１以上の期間出力し続けることができる。
【００７１】
また、ＰＣＳ作動開始時点から第２時間Ｔｔｈ２が経過するまでの間に出力された操舵トルクは、運転者の保舵力より大きいので、ステアリングホイールを確実に回動させることができる。そして、ＰＣＳ作動開始時点から第２時間Ｔｔｈ２が経過するまでの期間、運転者の保舵力より大きい操舵トルクを出力するので、衝突回避支援装置１と比較してＰＣＳの作動をより確実に運転者に認識させることが可能となる。その結果、運転者の違和感を抑制するとともに、操舵支援がキャンセルされる可能性をさらに低減することが可能となる。つまり、衝突回避支援装置１Ａでは、ＶＧＲＳ７によって車両の挙動を抑えつつ、ステアリングホイールに発生する力を大きくすることにより、横加速度を抑えつつＰＣＳ作動を運転者により確実に認識させることが可能となる。
【００７２】
また、ＰＣＳ作動開始時点から第２時間Ｔｔｈ２が経過するまでの間には、ＰＣＳの操舵支援と同じ方向の操舵トルクを出力しているので、ＰＣＳによる衝突回避の方向を運転者に認識させることができる。その結果、運転者の違和感を抑制するとともに、操舵支援がキャンセルされる可能性を低減することが可能となる。
【００７３】
本発明は、上述の実施形態に限定されない。例えば、衝突回避支援装置１は、ＥＰＳ６に代えて、ＥＨＰＳ（Electronic  Hydraulic  Power  Steering：電動油圧パワーステアリング装置）、ステアバイワイヤ、ＶＧＲＳ及びＡＲＳ（Active  Rear  Steer）といった車両の向きを変更するステアリングアクチュエータを備えてもよい。
【００７４】
また、衝突回避支援装置１Ａは、ＥＰＳ６及びＶＧＲＳ７に代えて、ステアバイワイヤの演算ＥＣＵを備えてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、衝突回避支援装置及び衝突回避支援方法に利用可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１，１Ａ…衝突回避支援装置、７…ＶＧＲＳ（ギア比制御部）、１１…ステアリングホイール、２３…目標制御量演算部、２４…制御量調整部、２６…ＥＰＳ制御部（操舵制御部）、Ｃｔ…目標制御量、Ｓ１６，Ｓ２７…制御ステップ（操舵制御ステップ）、Ｔｔｈ１…第１時間、Ｔｔｈ２…第２時間。
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図２】
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【図８】
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