(57)【要約】  本発明は、車両の運転支援システムにおいて、運転支援の実施により自車両が他の立体物と衝突する事態を回避することを課題とする。この課題を解決するために、本発明は、自車両の進路上に障害物になり得る立体物が存在する場合に、自車両の運動量を変更することにより走行可能となる複数の１次経路を求め、それらの１次経路の中から立体物を回避可能な回避ラインを特定するとともに、特定された回避ラインに沿って自車両が走行するように自車両の運動量を変更する車両の運転支援システムにおいて、前記複数の１次経路の中に回避ラインが存在しない場合は、それら１次経路の途中に分岐点を設定するとともに、その分岐点において自車両の運動量を再度変更することにより自車両が走行可能になる複数の２次経路を求め、それら複数の２次経路の中から回避ラインを選択するようにした。
2013051083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の周囲に存在する立体物を認識し、該立体物と自車両の相対位置に関する情報を生成する認識手段と、
前記認識手段により生成された情報に基づいて、自車両の現在位置と立体物が存在する領域である回避領域と立体物が存在しない領域である安全領域と立体物の有無が不明な領域である不明領域との相対位置を示すグリッドマップを設定する設定手段と、
前記設定手段により設定されたグリッドマップにおいて自車両の進路が前記回避領域を通過する場合に、自車両の運動量を変更することにより自車両が走行可能になる経路である１次経路を複数求めるとともに、それら複数の１次経路の中から回避領域を回避可能な経路である回避ラインを特定し、特定された回避ラインに沿って自車両が走行するように自車両の運動量を変更する支援手段と、
を備え、
前記支援手段は、前記複数の１次経路の中に回避ラインが存在しない場合に、前記１次経路の途中に自車両の運動量を再度変更するための分岐点を設定するとともに、前記分岐点で自車量の運動量を変更することにより自車両が走行可能となる経路である２次経路を複数求め、それら複数の２次経路の中から回避ラインを特定する車両の運転支援システム。
【請求項２】
請求項１において、前記支援手段は、前記１次経路の左右何れかに存在する回避領域と前記１次経路との距離である横距離をパラメータとして、前記１次経路における分岐点の位置を決定する車両の運転支援システム。
【請求項３】
請求項２において、前記支援手段は、自車両の進行方向に沿って横距離の変化量を順次演算し、前記変化量が所定の基準横距離以上となる位置に分岐点を設定する車両の運転支援システム。
【請求項４】
請求項３において、前記支援手段は、前記複数の２次経路の中に回避ラインが存在しない場合に、前記分岐点の位置を前記１次経路における自車両側の位置へ補正する車両の運転支援システム。
【請求項５】
請求項４において、前記支援手段は、自車両の運動量を変更することにより自車両が左右方向へ移動することができる最大の移動量と前記横距離とをパラメータとして、前記分岐点の位置の補正量を決定する車両の運転支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車両の進路上に存在する立体物を回避するための運転支援を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
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接触が予測される場合に、運転者に警告したり、自車両と立体物の接触を回避するための運転操作を自動的に行ったりする運転支援システムが提案されている。【０００３】
上記したような運転支援システムにおいて、カメラやレーザレーダなどを利用して自車両の周囲に存在する立体物を検出し、立体物の種類や余裕時間（TTC : Time To Collision）に応じて決定されるリスク度合いに基づいて、操舵や制動操作の支援を実施する技術が知られている（たとえば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２０４０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記した従来の技術は、自車両の周囲に存在する全障害物について、車両前後方向のリスク度合いと車両左右方向のリスク度合いを演算する必要がある。そのため、自車両の進路上に存在する立体物を回避した後に他の立体物を回避するような運転支援を実施しようとした場合に、運転支援システムの演算負荷が高くなる可能性があった。【０００６】
本発明は、上記したような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、自車両の進路上に存在する立体物を回避するための運転支援を実施する車両の運転支援システムにおいて、運転支援システムの負荷を抑えつつ有効な運転支援を実施することができる技術の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記した課題を解決するために、自車両の進路上に障害物になり得る立体物が存在する場合に、自車両の運動量を変更することにより走行可能となる複数の１次経路を求め、それら１次経路の中から立体物を回避可能な回避ラインを特定するとともに、特定された回避ラインに沿って自車両が走行するように自車両の運動量を変更する車両の運転支援システムにおいて、前記複数の１次経路の中に回避ラインが存在しない場合に、それら１次経路の途中に自車両の運動量を再度変更するための分岐点を設定し、該分岐点で自車両の運動量を変更することにより自車両が走行可能になる複数の２次経路を求め、それら２次経路の中から回避ラインを特定するようにした。【０００８】
詳細には、本発明の車両の運転支援システムは、
自車両の周囲に存在する立体物を認識し、該立体物と自車両の相対位置に関する情報を生成する認識手段と、
前記認識手段により生成された情報に基づいて、自車両の現在位置と立体物が存在する領域である回避領域と立体物が存在しない領域である安全領域と立体物の有無が不明な領域である不明領域との相対位置を示すグリッドマップを設定する設定手段と、
前記設定手段により設定されたグリッドマップにおいて自車両の進路が前記回避領域を通過する場合に、自車両の運動量を変更することにより自車両が走行可能になる経路である１次経路を複数求めるとともに、それら複数の１次経路の中から回避領域を回避可能な経路である回避ラインを特定し、特定された回避ラインに沿って自車両が走行するように自車両の運動量を変更する支援手段と、
を備え、
前記支援手段は、前記複数の１次経路の中に回避ラインが存在しない場合に、前記１次経路の途中に自車両の運動量を再度変更するための分岐点を設定するとともに、前記分岐点で自車量の運動量を変更することにより自車両が走行可能となる経路である２次経路を複数求め、それら複数の２次経路の中から回避ラインを特定するようにした。【０００９】
本発明の車両の運転支援システムによれば、自車両の進路上に存在する立体物（以下、「第１立体物」と称する）を回避した後に他の立体物（以下、「第２立体物」と称する）と接触する可能性がある場合のように、回避領域を避けるために自車両の運動量を複数回変更する必要がある場合であっても、回避ラインを設定することができる。たとえば、第１立体物を回避した後に自車両の運動量を再度変更可能な回避ラインを設定することができるため、第１立体物と第２立体物の双方を回避可能な回避ラインを設定することができる。【００１０】
なお、ここでいう「自車両の運動量」は、たとえば、ヨーレートや、車両の左右方向に作用する横加速度などのように、車両の旋回エネルギに相関する運動量である。また、支援手段は、複数の１次経路を求める場合や複数の２次経路を求める場合に、自車両の操舵角を左右それぞれに所定角度ずつ変化させた場合に自車両が走行すると予測される複数の経路を１次経路や２次経路として設定してもよい。ここでいう「所定角度」は、たとえば、支援手段が変更可能な操舵角の最少量である。【００１１】
次に、本発明の車両の運転支援システムは、１次経路の左右何れかに存在する回避領域と該１次経路との距離である横距離をパラメータとして、１次経路における分岐点の位置を決定するようにしてもよい。すなわち、本発明の車両の運転支援システムは、前記横距離をパラメータとして、１次経路上に設定される分岐点の位置を１箇所に絞り込むようにしてもよい。【００１２】
１次経路上に複数箇所に分岐点が設定される場合は、複数の分岐点のそれぞれについて２次経路を求める処理や回避ラインを特定する処理が必要になる。その場合、運転支援システムにかかる負荷が増加するとともに、回避ラインが特定されるまでに要する時間が長くなる可能性がある。【００１３】
これに対し、前記した横距離をパラメータとして、分岐点の位置が絞り込まれると、運転支援システムにかかる負荷を低く抑えることができるとともに、回避ラインが特定されるまでに要する時間を短くすることができる。【００１４】
なお、本発明に係わる車両の運転支援システムは、自車両の進行方向に沿って横距離の変化量を順次演算し、前記変化量が所定の基準横距離以上となる位置に分岐点を設定するようにしてもよい。【００１５】
このような方法によれば、１次経路と立体物との間隔が基準横距離以上に拡大する位置に分岐点が設定されることになる。つまり、自車両が１次経路に沿って走行した場合において、自車両の左右何れかに該自車両が移動可能な空間が存在する位置に分岐点が設定される。【００１６】
その結果、自車両の運動量が分岐点で変更されても、自車両が回避領域に進入する事態（自車両が立体物に衝突する事態）を防止することができる。また、横距離の変化量は、現在の自車両の位置から進行方向に向かって順次演算されるため、分岐点としての条件を満たす位置が１次経路上に複数存在する場合は、それら複数の位置のうち、自車両に最も近い位置に分岐点が設定される。言い換えると、前記した複数の位置のうち、回避領域から最も離間した位置に分岐点が設定される。そのような分岐点に基づいて２次経路が求められると、回避ラインとして使用することができる２次経路が増加する。【００１７】
なお、ここでいう「基準横距離」は、その位置において自車両の運動量が変更されることによって、自車両が左右何れかへ移動した場合に、該自車両が回避領域に進入しないように定められる値である。基準横距離は、たとえば、過去に算出された横距離のうち、最短の横距離に認識手段として用いられるセンサの検出誤差とマージンを加算した値に設定されてもよい。このような基準横距離を利用して分岐点が定められると、認識手段として用いられるセンサの検出誤差によって横距離の計算値と実際の横距離が相異している場合であっても、立体物を実際に回避することができる回避ラインを設定することができる。【００１８】
本発明の車両の運転支援システムは、複数の２次経路の中に回避ラインが存在しない場合に、分岐点の位置を１次経路における自車両側の位置へ補正するようにしてもよい。分岐点と回避領域との距離が短い場合は、分岐点において自車両の運動量が変更されても、自車両が回避領域を避けきれない可能性がある。つまり、分岐点において自車両の運動量が変更される場合に自車両が走行すると予測される複数の２次経路の中に、回避ラインが存在しなくなる可能性がある。これに対し、分岐点が１次経路における自車両側の位置に補正されると、補正後の分岐点に基づいて求められる複数の２次経路の中に回避ラインが含まれる確率が高くなる。【００１９】
なお、本発明の車両の運転支援システムは、分岐点の位置を補正する際に、自車両の運動量を変更することにより自車両が左右方向へ移動することができる最大の移動量と、横距離と、をパラメータとして、分岐点の位置の補正量を決定するようにしてもよい。なお、前記した最大の移動量は、運転支援システムが制御可能な操舵角の最大値に相関する。よって、前記した補正量は、補正前の分岐点の横距離が演算される直前に算出された横距離ｄと、運転支援システムにより制御可能な操舵角の最大値θｍａｘとの三角関数により求められてもよい。【００２０】
このような方法により分岐点の位置の補正量が決定されると、回避ラインを含む２次経路を求めることが可能になる。なお、補正後の分岐点に基づいて求められた２次経路の中に回避ラインが存在しない場合は、２次経路の途中に分岐点を設定し、その分岐点において自車両の運動量が変更された場合に自車両が走行し得る複数の３次経路を求め、それら３次経路の中から回避ラインを特定するようにしてもよい。【００２１】
本発明の車両の運転支援システムは、複数の１次経路の中から、回避領域へ到達する距離（以下、「到達距離」と称する）が閾値以上である１次経路を回避ライン候補として選択し、選択された回避ラインのみに分岐点を設定するようにしてもよい。ここでいう「閾値」は、たとえば、運転支援システムが制御可能な最大の変更量、又は乗員が許容することができる最大の変更量の何れか小さい方の変更量にマージンを加算した値である。【００２２】
到達距離が短い１次経路の途中から立体物を回避可能な経路へ自車両を誘導しようとすると、自車両の運動量を大幅に変更する必要がある。その結果、立体物を回避するために必要となる運動量の変更量が運転支援システムの制御範囲を超える可能性や、車両の乗員に多大なＧが作用する可能性がある。【００２３】
これに対し、到達距離が長い１次経路の途中から立体物を回避可能な経路へ自車両を誘導する場合は、運転支援システムが制御可能な範囲内で自車両の運動量を変更することができるとともに、運動量が変更された際に乗員に作用するＧを小さく抑えることもできる。よって、到達距離が閾値以上となる回避ライン候補に分岐点を設定すれば、乗員に作用するＧを小さく抑えつつ、立体物を回避可能な回避ラインを設定することができる。さらに、複数の１次経路の全てについて分岐点が設定される場合に比べ、運転支援システムにかかる負荷を軽減することも可能になる。【００２４】
本発明の車両の運転支援システムは、到達距離が閾値以上である１次経路が複数存在する場合に、到達距離が最も長い１次経路を回避ライン候補に選択してもよい。このような方法により回避ライン候補が選択されると、乗員に作用するＧを最小限に抑えつつ、立体物を回避可能な運転支援を実施することができる。【００２５】
本発明の車両の運転支援システムは、到達距離が隣接する１次経路より所定量以上長い１次経路を回避ライン候補に選択してもよい。ここでいう「所定量」は、予め実験等を利用した適合作業により求められる値である。このような方法により分岐点が設定される場合は、複数の１次経路について分岐点が設定される場合に比べ、運転支援システムにかかる負荷を低く抑えることができる。【００２６】
ところで、自車両の運動量が分岐点で変更された場合に該自車両が走行可能となる全ての２次経路を特定しようとすると、運転支援システムにかかる負荷が大きくなるとともに、回避ラインが特定されるまでに要する時間が長くなる可能性がある。【００２７】
そこで、本発明の車両の運転支援システムは、回避ライン候補の途中で自車両の操舵角を左側又は右側へ所定角度変化させることにより自車両が走行可能となる２次経路の到達距離と回避ライン候補の到達距離との差が基準値未満である場合は、前記回避ラインの左側又は右側における２次経路の探索を行わないようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、自車両の進路上に存在する立体物を回避するための運転支援を実施する車両の運転支援システムにおいて、運転支援システムの負荷を抑えつつ有効な運転支援を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】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。
【図２】グリッドマップの生成方法を示す図である。
【図３】回避領域と安全領域を設定する方法を示す図である。
【図４】自車両の進路上に立体物（回避領域）が存在する例を示す図である。
【図５】自車両の進路上に立体物（回避領域）が存在しない例を示す図である。
【図６】回避ラインを特定する方法を示す図である。
【図７】回避ラインの選択肢から除外する経路の一例を示す図である。
【図８】１次経路の中に回避ラインが存在しない例を示す図である。
【図９】１次経路の途中から２次経路を求める方法を示す図である。
【図１０】２次経路を設定する範囲を限定する方法を示す図である。
【図１１】分岐点の設定方法を示す図である。
【図１２】分岐点に基づいて求められた２次経路の中に回避ラインが存在しない例を示す図である。
【図１３】分岐点を自車両側へ変更した場合に求められる２次経路の例を示す図である。
【図１４】運転支援の実行手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
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となりうる立体物を認識し、認識された走路からの逸脱や立体物との衝突を回避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。なお、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。
【００３１】
図１は、本発明を適用す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。
【００３２】
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。
【００３３】
外界認識装置２は、たとえば、ＬＩＤＡＲ（Laser Imaging Detection And Ranging）、ＬＲＦ（Laser Range Finder）、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と自車両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。外界認識装置２は、本発明に係わる認識手段に相当する。
【００３４】
ヨーレートセンサ３は、たとえば、自車両の車体に取り付けられ、自車両に作用しているヨーレートγと相関する電気信号を出力する。車輪速センサ４は、自車両の車輪に取り付けられ、車両の走行速度（車速Ｖ）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。
【００３５】
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（操舵角）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。
【００３６】
また、ＥＣＵ１には、ブザー１０、表示装置１１、電動パワーステアリング（ＥＰＳ）１２、電子制御式ブレーキ（ＥＣＢ）１３などの各種機器が接続され、それら各種機器がＥＣＵ１によって電気的に制御されるようになっている。
【００３７】
ブザー１０は、たとえば、車室内に取り付けられ、警告音などを出力する装置である。表示装置１１は、たとえば、車室内に取り付けられ、各種メッセージや警告灯を表示する装置である。電動パワーステアリング（ＥＰＳ）１２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。電子制御式ブレーキ（ＥＣＢ）１３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。
【００３８】
ＥＣＵ１は、上記した各種センサの出力信号を利用して各種機器を制御するために、以下のような機能を有している。すなわち、ＥＣＵ１は、走路認識部１００、進路予測部１０１、支援判定部１０２、警報判定部１０３、制御判定部１０４、及び制御量演算部１０５を備えている。
【００３９】
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、自車両を原点とする二次元のグリッドマップにおいて、自車両の障害物となり得る立体物（たとえば、車線脇に延在する縁石、ガードレール、溝、壁、ポール、他車両など）の位置を示すグリッド座標や、それら立体物や車線境界に対する自車両の姿勢（距離やヨー角など）に関する情報を生成する。
【００４０】
ここで、グリッドマップの生成方法について、図２に基づいて説明する。図２は、道路形状が右へカーブしているときのグリッドマップを示している。なお、図２中の２本の実線は道路の両端を示すものであり、グリッドマップの作成方法を説明するために追記したものである。
【００４１】
走路認識部１００は、グリッドマップにおいて、外界認識装置２により認識された立体物が存在する位置のセルを回避領域（図２中において濃色で塗りつぶされた領域）に設定する。次いで、走路認識部１００は、外界認識装置２により検出された立体物と自車両とを結ぶ仮想直線上に位置するセルを安全領域（図２中において塗りつぶされていない領域）に設定する。また、走路認識部１００は、外界認識装置２が認識可能な限界位置（たとえば、グリッドマップの枠部分）と自車両とを結ぶ仮想直線上に立体物が認識されない場合は、該仮想直線上に位置するセルを不明領域に設定する。さらに、走路認識部１００は、立体物によって死角となる位置のセル（自車両から見て立体物の後方に位置するセル）を不明領域（図２中において淡色で塗りつぶされた領域）に設定する。
【００４２】
なお、グリッドマップの初期状態は、全てのセルが不明領域に設定されている。走路認識部１００は、図３に示すように、外界認識装置２が立体物を認識したとき（たとえば、外界認識装置２から発信されたレーダ波の反射波が該外界認識装置２に戻ってきたとき）に、立体物Ｂの位置に対応するセルを不明領域から回避領域に変更し、回避領域と自車両Ａとを結ぶ仮想直線上に位置するセルを不明領域から安全領域に変更する。
【００４３】
このような方法によりグリッドマップが作成されると、外界認識装置２が立体物の検出漏れを起こした場合や外界認識装置２により検出不能な領域が存在する場合に、立体物が存在するかもしれない領域が安全領域に設定されることがなくなる。なお、走路認識部１００は、本発明に係わる設定手段に相当する。
【００４４】
進路予測部１０１は、自車両が現在の運動量を維持したまま走行した場合に通ると予測される経路（進路）を予測する。具体的には、進路予測部１０１は、自車両が現在の車速Ｖとヨーレートγを維持したまま走行した場合の旋回半径Ｒを演算し、算出された旋回半径Ｒと自車両の幅にしたがって進路を特定する。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（Ｒ＝Ｖ／γ）。
【００４５】
支援判定部１０２は、走路認識部１００により生成されたグリッドマップと進路予測部１０１により予測された進路とに基づいて、運転支援を実施するか否かを判別する。具体的には、支援判定部１０２は、グリッドマップにおいて、自車両の進路が回避領域を通過するか否かを判別する。その際、図４に示すように、自車両Ａの進路（図４中の実線矢印）が回避領域を通過する場合は、支援判定部１０２は、運転支援を実施する必要があると判定する。また、図５に示すように、自車両Ａの進路（図５中の実線矢印）が回避領域を通過しない場合は、支援判定部１０２は、運転支援を実施する必要がないと判定する。
【００４６】
警報判定部１０３は、前記支援判定部１０２により運転支援の実施が必要であると判定された場合に、ブザー１０の鳴動や、表示装置１１による警告メッセージ若しくは警告灯の表示などを行うことにより、運転者に警告を促す。たとえば、警報判定部１０３は、前記支援判定部１０２により運転支援の実施が必要であると判定されたときに直ちにブザー１０を鳴動させ、又は表示装置１１に警告メッセージ若しくは警告灯を表示させてもよい。また、警報判定部１０３は、自車両と立体物との距離が所定距離以下になった時点でブザー１０を鳴動させ、又は表示装置１１に警告メッセージ若しくは警告灯を表示させてもよい。さらに、警報判定部１０３は、自車両と立体物との距離が最も長い経路について、自車両Ａが立体物Ｂに到達するまでの時間を演算し、その演算結果が所定時間以下となった時点でブザー１０を鳴動させ、又は表示装置１１に警告メッセージ若しくは警告灯を表示させるようにしてもよい。
【００４７】
ここで、前記した所定距離や所定時間は、ヨーレートセンサ３の出力信号や車輪速センサ４の出力信号に応じて変更されてもよい。たとえば、車速が高いときは低いときに比べ、所定距離や所定時間が長く設定されてもよい。また、ヨーレートが大きいときは小さいときに比べ、所定距離や所定時間が長く設定されてもよい。
【００４８】
なお、運転者に対する警告の方法は、ブザー１０を鳴動させる方法や、表示装置１１に警告メッセージ若しくは警告灯を表示させる方法に限られず、たとえば、シートベルトの締め付けトルクを断続的に変化させる方法を採用してもよい。
【００４９】
制御判定部１０４は、前記支援判定部１０２により運転支援の実施が必要であると判定された場合に、自車両と立体物との衝突を回避するために必要な運転操作（以下、「回避操作」と称する）を自動的に実施するタイミングを決定する。
【００５０】
具体的には、制御判定部１０４は、自車両と立体物との距離が所定距離以下になるタイミングを、回避操作の実施タイミングに設定してもよい。また、制御判定部１０４は、自車両が立体物に到達する時間を演算し、その演算結果が所定時間以下となるタイミングを、回避操作の実施タイミングとしてもよい。ここでいう「回避操作」は、電動パワーステアリング（ＥＰＳ）１２を利用して車輪の舵角を変更する操作を含み、電子制御式ブレーキ（ＥＣＢ）１３を利用して車輪に作用する制動力を変更する操作などが併用されてもよい。
【００５１】
ここで、制御判定部１０４が使用する所定距離や所定時間は、前記警報判定部１０３が使用する所定距離や所定時間と同様に車速やヨーレートに応じて変更されてもよいが、前記警報判定部１０３が使用する所定距離や所定時間と同等以下に設定されるものとする。
【００５２】
制御量演算部１０５は、前記制御判定部１０４により回避操作の実施タイミングが決定されたときに、電動パワーステアリング（ＥＰＳ）１２や電子制御式ブレーキ（ＥＣＢ）１３の制御量を演算するとともに、算出された制御量と前記制御判定部１０４により決定された回避操作実施タイミングとにしたがって電動パワーステアリング（ＥＰＳ）１２や電子制御式ブレーキ（ＥＣＢ）１３を制御する。
【００５３】
具体的には、制御量演算部１０５は、自車両と立体物との衝突を回避可能な回避ラインを特定する。ここで、回避ラインの特定方法について、図６乃至図１３に基づいて説明する。制御量演算部１０５は、自車両の操舵角を所定角度ずつ変化させた場合に自車両が走行すると予測される複数の１次経路（図６中の一点鎖線矢印）を求める。ここでいう「所定角度」は、ＥＣＵ１が制御可能な操舵角の最少量に相当する。
【００５４】
制御量演算部１０５は、前記した複数の１次経路のうち、回避領域及び不明領域を通過しない１次経路（図６中のＬｅ１，Ｌｅ２，Ｌｅ３）を回避ラインとして選択する。回避領域及び不明領域を通過しない１次経路が複数存在する場合は、制御量演算部１０５は、現在の操舵角からの変化量が最も少ない１次経路（図６中のＬｅ１）を選択してもよい。
【００５５】
また、グリッドマップのセル毎に移動コストが設定されている場合は、制御量演算部１０５は、前記した複数の１次経路のそれぞれについて、各１次経路が通過する全セルの移動コストの総和（総移動コスト）を演算し、算出された総移動コストが最も小さい１次経路を選択するようにしてもよい。その際、制御量演算部１０５は、不明領域を通過する距離（又は不明領域のセルを通過する回数）が上限値を超える１次経路については回避ラインの選択肢から除外するものとする。たとえば、図７に示すように、道路の分岐部分に存在する立体物Ｂの認識漏れが発生した場合に、立体物Ｂと衝突するような１次経路（図７中の一点鎖線矢印）は、回避ラインの選択肢から除外される。なお、総移動コストが最小の１次経路が複数存在する場合は、制御量演算部１０５は、現在の操舵角からの変化量が最も少ない１次経路を選択してもよい。
【００５６】
ここでいう「移動コスト」は、各セルを通過する際の危険度に応じて決定される値である。たとえば、回避領域のセルの移動コストは不明領域のセルの移動コストより大きく、且つ不明領域のセルの移動コストは安全領域のセルの移動コストより大きい値に設定される。その際、不明領域の移動コストはセルの大きさに応じて変更されてもよい。たとえば、セルの大きさが大きいときは小さいときに比べ、不明領域の移動コストが大きく設定されてもよい。これは、セルの大きさが大きいときは小さいときに比べ、１個当たりのセルの範囲内に立体物が存在する可能性が高くなるからである。このような移動コストは、走路認識部１００がグリッドマップを作成する際に設定されるものとする。
【００５７】
ところで、自車両の進路上に存在する立体物（第１立体物）を回避するための回避ラインとして、他の立体物（第２立体物）と衝突する可能性がある経路を選択しなければならない場合も想定される。たとえば、図８に示すように、自車両Ａの進路（図８中の実線矢印）上に存在する第１立体物Ｂ１を回避可能な全ての１次経路（図８中の一点鎖線矢印Ｌ１４，Ｌ１５，Ｌ１６）が第２立体物Ｂ２を回避しきれない場合が想定される。
【００５８】
上記したような場合において、制御量演算部１０５は、１次経路の途中で自車両の操舵角を再度変更することにより第１及び第２立体物Ｂ１，Ｂ２を回避可能な経路（回避ライン）を特定するようにした。その際、複数の１次経路の全てについて回避ラインの探索が行われると、運転支援システムの演算負荷が過大になるとともに、回避ラインが特定されるまでに要する時間が長くなる可能性がある。
【００５９】
そこで、制御量演算部１０５は、到達距離が閾値以上であり、且つ隣接する１次経路の到達距離に対して所定量以上長い１次経路を選択し、選択された１次経路（回避ライン候補）についてのみ回避ラインの探索を行うようにした。
【００６０】
上記したような条件が設定されると、たとえば、図８中の１次経路Ｌ１０，Ｌ１１，Ｌ１２は、隣接する１次経路との到達距離の差が所定量未満になるとともに、到達距離が閾値未満になるため、回避ライン候補の選択肢から除外される。図８中の１次経路Ｌ１３は、到達距離が閾値未満になるため、回避ライン候補の選択肢から除外される。図８中の１次経路Ｌ１５は、到達距離が閾値以上であるが、隣接する１次経路１４より到達距離が短いため、回避ライン候補の選択肢から除外される。図８中の１次経路Ｌ１６は、到達距離が閾値以上であるが、隣接する１次経路Ｌ１５より到達距離が短くなるため、回避ライン候補の選択肢から除外される。よって、図８に示す例では、１次経路Ｌ１４が回避ライン候補に設定される。
【００６１】
次に、制御量演算部１０５は、図９に示すように、回避ライン候補の途中に設定される分岐点（図９中の点Ｓ）を起点として、操舵角を左右それぞれに所定角度ずつ変更した場合に自車両が走行すると予測される２次経路（図９中の実線矢印）を求める。次いで、制御量演算部１０５は、複数の２次経路の中から回避ラインを特定する。その際の特定方法は、複数の１次経路の中から回避ラインを特定する方法と同様である。すなわち、制御量演算部１０５は、複数の２次経路のうち、回避領域及び不明領域を通過しない２次経路を回避ラインとして選択する。なお、グリッドマップのセル毎に移動コストが設定されている場合は、制御量演算部１０５は、前記した複数の２次経路のうち、総移動コストが最も小さい２次経路を選択してもよい。その際、制御量演算部１０５は、不明領域を通過する距離（又は不明領域のセルを通過する回数）が上限値を超える２次経路については回避ラインの選択肢から除外するものとする。さらに、制御量演算部１０５は、回避領域及び不明領域を通過しない２次経路、又は総移動コストが最小の２次経路が複数存在する場合は、回避ライン候補の操舵角からの変化量が最も少ない２次経路を選択してもよい。
【００６２】
ところで、複数の２次経路のそれぞれについて、回避領域を回避可能であるか否かの判別処理や総移動コストの演算処理が実施されると、運転支援システムの演算負荷が過大になる可能性があるとともに、回避ラインが特定されるまでに要する時間が長くなる可能性がある。
【００６３】
これに対し、制御量演算部１０５は、回避ライン候補の右側又は左側の何れか一方に限定して２次経路を求めてもよい。詳細には、制御量演算部１０５は、図１０に示すように、分岐点において操舵角を右側へ所定角度変化させた場合に自車両が走行すると予測される２次経路Ｌ２０と、分岐点において操舵角を左側へ所定角度変化させた場合に自車両が走行すると予測される２次経路Ｌ２１とを求める。次いで、制御量演算部１０５は、２次経路Ｌ２０，Ｌ２１のそれぞれの到達距離（自車両と分岐点との間の回避ライン候補の長さに、分岐点と立体物との間の２次経路の長さを加算した値）から回避ライン候補の到達距離（自車両から立体物に至る回避ライン候補の長さ）を減算することにより、到達距離の延長量を演算する。つまり、制御量演算部１０５は、回避ライン候補の到達距離に対する２次経路の到達距離の増加分（延長量）を演算する。制御量演算部１０５は、２次経路Ｌ２０，Ｌ２１の何れかの延長量が基準値未満である場合は、その２次経路と同方向については２次経路の探索を行わないようにしてもよい。
【００６４】
たとえば、２次経路Ｌ２０の延長量が基準値未満である場合は、制御量演算部１０５は、回避ライン候補より左側の範囲内で２次経路の探索を実施する。一方、２次経路Ｌ２１の延長量が基準値未満である場合は、制御量演算部１０５は、回避ライン候補より右側の範囲内で２次経路の探索を実施する。このように、２次経路の探索範囲が絞られると、運転支援システムの演算負荷が軽減されるため、回避ラインが特定されるまでに要する時間を短縮することができる。なお、２次経路Ｌ２０，Ｌ２１の双方の延長量が基準値未満である場合は、制御量演算部１０５は、回避ライン候補の右側及び左側の双方において２次経路を探索してもよく、或いは到達距離が長い方の２次経路と同方向についてのみ２次経路の探索を実施してもよい。
【００６５】
なお、上記した分岐点は、回避ライン候補において一定間隔毎に設定されてもよい。ただし、分岐点の数が多くなると、分岐点毎に２次経路を探索する必要があり、運転支援システムの演算負荷が高くなる。これに対し、制御量演算部１０５は、図１１に示すように、回避ライン候補の横方向における立体物との距離である横距離（図１１中のｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５，ｄ６）を、自車両側から一定間隔（たとえば、一定距離、又は一定時間内に自車両が走行する距離）毎に順次演算する。次いで、制御量演算部１０５は、直前の横距離に対して横距離が一定距離以上長くなる位置を分岐点に設定する。ここでいう「一定距離」は、既に算出された複数の横距離の中で最短の横距離に、外界認識装置２の検出誤差とマージンを加算した距離である。たとえば、図１１に示すように、横距離ｄ６の演算が行われた時点では、ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５のうち、最も短い横距離（たとえば、図１１中のｄ５）に、外界認識装置２の検出誤差とマージンを加算した距離である。また、回避ライン候補の左右に立体物が存在する場合は、制御量演算部１０５は、回避ライン候補の右側の横距離と左側の横距離のうち、何れか短い方の距離を前記した横距離として用いるものとする。
【００６６】
ところで、上記した分岐点に基づいて複数の２次経路が求められた場合において、図１２に示すように、それらの２次経路の中に第２立体物Ｂ２を回避可能な２次経路が存在しない可能性もある。そのような場合は、制御量演算部１０５は、図１３に示すように、分岐点の位置を自車両側へ変更するようにしてもよい。その際の変更量Δｌは、以下の数式により求めることができる。
Δｌ＝ｄ／ｔａｎθmax
【００６７】
上記した式中のｄは、分岐点の横距離が演算される直前に算出された横距離（たとえば、図１１中のｄ５）であり、θmaxは、運転支援システムにより制御可能な操舵角の最大値である。
【００６８】
このような方法により分岐点の位置が自車両側へ変更されると、図１３に示すように、第２立体物Ｂ２を回避可能な２次経路を求めることが可能になる。その結果、第１立体物Ｂ１及び第２立体物Ｂ２を回避可能な回避ラインを設定することが可能になる。なお、複数の２次経路の中に回避ラインが存在しない場合は、制御量演算部１０５は、複数の２次経路の中から回避ライン候補を選択し、選択された回避ライン候補の途中から複数の３次経路を求めるようにしてもよい。すなわち、制御量演算部１０５は、回避ライン候補の選択処理、分岐点の設定処理、及び分岐点で自車両の運動量が変更された場合の経路の特定処理を、回避ラインが見つかるまで繰り返し実行してもよい。
【００６９】
ここで、前記した制御量演算部１０５は、本発明に係わる支援手段に相当する。
【００７０】
上記したように構成されたＥＣＵ１によれば、ＥＣＵ１の演算負荷の増加を抑えつつ、立体物の有無が不明な領域に自車両を誘導するような運転支援の実施や、自車両の進路上に存在する立体物とは別の立体物と衝突するような領域へ自車両を誘導するような運転支援の実施を可及的に回避することができる。
【００７１】
以下、本実施例における運転支援の実行手順について図１４に沿って説明する。図１４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などに予め記憶されている。
【００７２】
図１４の処理ルーチンでは、ＥＣＵ１は、先ずＳ１０１において、外界認識装置２の出力信号、ヨーレートセンサ３の出力信号（ヨーレートγ）、車輪速センサ４の出力信号（車速Ｖ）、舵角センサ１０の出力信号（操舵角θ）などを読み込む。
【００７３】
Ｓ１０２では、ＥＣＵ１は、外界認識装置２の出力信号に基づいて、グリッドマップを生成する。すなわち、ＥＣＵ１は、全セルが不明領域に設定されているグリッドマップにおいて、立体物が存在する位置のセルを回避領域に変更するとともに、立体物と自車両との間のセルを安全領域に変更する。さらに、ＥＣＵ１は、各セルに移動コストを設定してもよい。
【００７４】
Ｓ１０３では、ＥＣＵ１は、ヨーレートγと車速Ｖに基づいて自車両の進路を予測（演算する）。
【００７５】
Ｓ１０４では、ＥＣＵ１は、前記Ｓ１０２で生成されたグリッドマップと前記Ｓ１０３で予測された進路とに基づいて、自車両の進路上に立体物が存在するか否かを判別する。Ｓ１０４において否定判定された場合は、ＥＣＵ１は、本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、Ｓ１０４において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１は、Ｓ１０５へ進む。
【００７６】
Ｓ１０５では、ＥＣＵ１は、１次経路を求める。詳細には、ＥＣＵ１は、先ず前記Ｓ１０１で読み込まれた操舵角θを左右それぞれに所定角度ずつ変化させた場合に自車両が通過すると予測される複数の１次経路を演算する。さらに、ＥＣＵ１は、複数の１次経路のそれぞれについて総移動コストを演算してもよい。
【００７７】
Ｓ１０６では、ＥＣＵ１は、前記Ｓ１０５で求められた複数の１次経路の中に、回避領域及び不明領域を回避可能な回避ラインが存在するか否かを判別する。なお、グリッドマップの各セルに移動コストが設定されている場合は、ＥＣＵ１は、Ｓ１０６において、複数の１次経路のうち、総移動コストが許容限界値以下の１次経路が存在するか否かを判別する。ここでいう「許容限界値」は、たとえば、回避領域を通過せず、且つ、不明領域を通過する距離（又は不明領域のセルを通過する回数）が上限値以下となる１次経路が取り得る最大の総移動コストである。
【００７８】
前記Ｓ１０６において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１は、Ｓ１０７へ進み、運転支援の実施タイミングであるか否かを判別する。詳細には、ＥＣＵ１は、自車両と立体物との距離が所定距離以下であるか否か、若しくは自車両が立体物に到達するまでの時間が所定時間以下であるか否かを判別する。Ｓ１０７において否定判定された場合は、ＥＣＵ１は、本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、Ｓ１０７において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１は、Ｓ１０８へ進む。
【００７９】
Ｓ１０８では、ＥＣＵ１は、回避ラインに沿って自車両が走行するように電動パワーステアリング（ＥＰＳ）１２を制御する。詳細には、ＥＣＵ１は、操舵角θが回避ラインに対応した操舵角と一致するように、電動パワーステアリング（ＥＰＳ）１２を制御する。なお、回避領域及び不明領域を通過しない１次経路、又は、総移動コストが許容限界値以下の１次経路が複数存在する場合は、ＥＣＵ１は、現在の操舵角θからの変化量が最も小さい１次経路を回避ラインとして選択し、選択された回避ラインの操舵角にしたがって電動パワーステアリング（ＥＰＳ）１２を制御する。
【００８０】
前記Ｓ１０６において否定判定された場合は、ＥＣＵ１は、Ｓ１０９へ進む。Ｓ１０９では、ＥＣＵ１は、複数の１次経路の中から回避ライン候補を選択する。詳細には、ＥＣＵ１は、複数の１次経路のうち、到達距離が閾値以上であり、且つ隣接する１次経路の到達距離に対して所定量以上長い１次経路を回避ライン候補に選択する。
【００８１】
Ｓ１１０では、ＥＣＵ１は、前記Ｓ１０９で選択された回避ライン候補に分岐点を設定する。詳細には、ＥＣＵ１は、回避ライン候補において、自車両側から一定間隔毎に横距離を演算する。次いで、ＥＣＵ１は、直前の横距離に対して横距離が一定距離以上長くなる位置を分岐点に設定する。
【００８２】
Ｓ１１１では、ＥＣＵ１は、前記Ｓ１１０で設定された分岐点に基づいて複数の２次経路を求める。詳細には、ＥＣＵ１は、前記分岐点において操舵角を左右それぞれに所定角度ずつ変更した場合に自車両が走行すると予測される複数の２次経路を求める。その際、ＥＣＵ１は、回避ライン候補の右側又は左側の何れか一方に限定して２次経路を求めてもよい。ＥＣＵ１は、Ｓ１１１の処理を実行した後にＳ１０６以降の処理を再度実行する。
【００８３】
以上述べたような方法により運転支援が実施されると、外界認識装置２の認識漏れが発生した場合に、運転支援の実施によって自車両が他の立体物に衝突する事態を回避することができる。さらに、自車両の進路上に存在する立体物を回避した後に他の立体物と衝突する可能性がある場合のように、自車両の周囲に複数の立体物が存在する場合に、ＥＣＵ１の演算負荷の増加を抑えつつ、それらの立体物を回避可能な複雑な回避ラインを設定することも可能になる。その結果、運転支援の実施による安全性の向上を図ることが可能となる。
【符号の説明】
【００８４】
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   ブザー
１１   表示装置
１２   電動パワーステアリング（ＥＰＳ）
１３   電子制御式ブレーキ（ＥＣＢ）
１００ 走路認識部
１０１ 進路予測部
１０２ 支援判定部
１０３ 警報判定部
１０４ 制御判定部
１０５ 制御量演算部
【図１】
2013051083.tif 000003
【図２】
2013051083.tif 000004
【図３】
2013051083.tif 000005
【図４】
2013051083.tif 000006
【図５】
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【図６】
2013051083.tif 000008
【図７】
2013051083.tif 000009
【図８】
2013051083.tif 000010
【図９】
2013051083.tif 000011
【図１０】
2013051083.tif 000012
【図１１】
2013051083.tif 000013
【図１２】
2013051083.tif 000014
【図１３】
2013051083.tif 000015
【図１４】
2013051083.tif 000016
【国際調査報告】
2013051083.tif 000017
2013051083.tif 000018
2013051083.tif 000019
2013051083.tif 000020