(57)【要約】【課題】制動力のみによって障害物を回避することが困難な場合に、制動力を低下させてステアリング操作を行った場合に、当該障害物を回避することが可能と判断するときの判断精度を向上させる。【解決手段】制動力のみによって障害物を回避することが困難なときに、制動力を低下させて運転者のステアリング操作によって回避することが可能か否かを判断し、可能と判断されたときに制動力を低下させる。【選択図】図２
2008018923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車前方に存在する障害物の位置を検出する障害物検出手段と、
前記自車の走行状態を検出する車両走行状態検出手段と、
運転者によるステアリングホィールの操作状態を検出するステアリング操作状態検出手段と、
前記自車に制動力を付与する制動力手段と、
前記検出された障害物の位置と前記検出された前記自車の走行状態とから、前記自車が前記障害物を回避不可能と判断したときに、前記制動力手段に制動力を付与する制御を行う制動力制御開始判断手段と、
前記制動力制御開始判断手段によって、前記自車が前記障害物を回避できないと判断したときに、前記検出された障害物の自車に対する位置と前記検出された車両走行状態と前記検出された操作と前記自車に与えられる制動力と前記検出されたステアリングホィールの操作状態とから、現在時点で自車に作用している制動力を低下させて前記障害物を回避可能か否かを判断する障害物回避判断手段と、
前記障害物回避判断手段によって、現在時点で自車に作用している制動力を低下させて前記障害物を回避可能と判断したときに、前記制動力手段に付与される制動力を低下させる制御を行う制動力制御手段と、
を有することを特徴とする車両用制動制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用制動制御装置であって、
前記制動力制御手段は、前記障害物回避判断手段が前記障害物の回避できないと判断したときに、前記自車に付与する制動力を増加させるように前記制動力手段を制御する車両用制動制御装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の車両用制御装置であって、
前記制動力制御開始判断手段は、更に、前記運転者のブレーキペダルの操作が所定値以上であるか否かに基づき、前記自車が前記障害物の回避が可能か否かを判断する車両用制動制御装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車両用制御装置であって、
前記制動力制御手段は、前記運転者のブレーキペダルの操作により自車に付与される制動力とは独立して制動力を自車に付与する車両用制動制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車両用制御装置であって、
前記制動力制御手段は、前記運転者のブレーキペダルの操作により自車に付与される制動力を増加方向へ補正する車両用制動制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の車両用制御装置であって、
さらに、前記検出されたステアリングホィールの操作状態と前記自車に与えられる制動力とから前記自車の走行軌跡を予測する走行軌跡予測手段を有し、
前記障害物回避判断手段は、現在付与している制動力よりも小さな制動力を付与したときに、前記走行軌跡予測手段により予測される自車の走行軌跡と前記障害物との位置関係から障害物回避の判断を行う車両用制動制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の車両用制御装置であって、
前記走行予測軌跡手段は、走行軌跡の予測演算を行う際の制動力を運転者のブレーキペダルの操作によって発生する制動力と仮定し、前記制動力制御実行手段は前記障害物回避判断手段が前記障害物の回避を可能と判断したときに制動力の増加を禁止する車両用制動制御装置。
【請求項８】
請求項６に記載の車両用制御装置であって、
前記障害物回避判断手段は、前記走行予測軌跡手段が、自車に付与される制動力をゼロと仮定して、前記走行軌跡の予測演算を行い、当該走行軌跡に基づいて前記障害物の回避を可能と判断したときに、前記制動力制御手段は、制動力の付与を禁止する車両用制動制御装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の車両用制御装置であって、
さらに、前記自車が走行している道路上の走行可能領域と走行不可能領域との道路境界を検出する道路境界検出手段を有し、
前記障害物回避判断手段は、前記障害物のみならず前記道路境界も回避対象に含めて判断する車両用制動制御装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の車両用制御装置であって、
前記障害物検出手段は、障害物の移動速度を検出し、
前記制動力制御開始判断手段及び前記障害物回避判断手段は、障害物の移動を考慮して障害物の回避の判断を行うことを特徴とする車両用制動制御装置。
【請求項１１】
自車前方に存在する障害物の位置を検出するステップと、
前記自車の走行状態を検出するステップと、
運転者によるステアリングホィールの操作状態を検出するステップと、
前記自車に付与される制動力を検出するステップと、
前記検出された障害物の位置と前記検出された前記自車の走行状態とから、前記自車が前記障害物を回避不可能と判断したときに、前記自車に制動力を付与する制御を行うステップと、
前記自車が前記障害物を回避できないと判断したときに、前記検出された障害物の自車に対する位置と前記検出された車両走行状態と前記検出された操作と前記自車に与えられる制動力と前記検出されたステアリングホィールの操作状態とから、現在時点で自車に作用している制動力を低下させて前記障害物を回避可能か否かを判断するステップと、
前記現在時点で自車に作用している制動力を低下させて前記障害物を回避できると判断されたときに、前記制動力手段に付与される制動力を低下させる制御を行うステップと、
を有することを特徴とする車両用制動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、障害物回避支援を行うことのできる車両用制動制御装置及び車両制動制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両前方に存在する障害物に対する回避の可能性を判断し、運転者によるステアリングホィールの操舵が行われているとき、運転者による操舵が行われていないときに発生させる制動力に比べて、発生させる制動力が低くなるように制動力手段を制御する車両用制動制御装置が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１５５２４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記車両用制動制御装置は、車両の制動力を低下させた場合に、車両が障害物を回避することが可能か否かを判断していないので、例えば運転者によるステアリングホィールの操作量が障害物を回避するのに十分とはいえない場合に、制動力を低下させてしまっているので、実際に制動力を低下させても障害物を回避できないときは、障害物に対する車両の接近速度が、障害物の回避が不可能であると判断したときに発生される制動力を保持させたままの車両の接近速度に比べて大きくなる問題がある。
【０００４】
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、制動力のみによって障害物を回避することが困難な場合に、制動力を低下させてステアリング操作を行った場合に、当該障害物を回避することが可能と判断するときの判断精度を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、制動力のみによって障害物を回避することが困難なときに、制動力を低下させて運転者のステアリング操作によって回避することが可能か否かを判断し、可能と判断されたときに制動力を低下させる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る車両用制動制御装置によれば、障害物を運転者のステアリング操作によって回避する場合に、制動力を低下させることで障害物を回避することが可能か否かを判断し、回避可能であれば、制動力を低下させるので、制動力制御のみによって障害物を回避することが困難な場合に、制動力を低下させてステアリング操作を行った場合に、当該障害物を回避することが可能と判断するときの判断精度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
【実施例１】
【０００８】
図１ないし図７は、本発明の実施例１に係わる車両用制動制御装置を説明するための図である。
【０００９】
図１はこの実施例１に係わる車両用制動制御装置に必要な構成要素の配置図である。
【００１０】
この図１において、１はカメラ、２は車速センサ、３はヨーレートセンサ、４は加速度センサ、５はステアリング角度センサ（舵角センサ）、６はマイクロプロセッサ、７は制動力手段、８A’は前輪（タイヤ）、８B’は後輪（タイヤ）である。なお、符号８A’、８B’はその前輪と後輪とを含めた意味でも用いる。
【００１１】
これら各構成要素は、以下に説明するように車両１０の適宜箇所に配備される。
【００１２】
カメラ１は、車室内前方に取り付けられて、自車前方の道路状況を撮影して、図４に示す障害物WO、道路境界ROL、ROR、白線等を含めて自車前方の道路状況を検出する障害物検出手段１０Ａ（図２参照）として機能する。ここでは、カメラ１は車両１０の車幅方向に間隔を開けて一対設けられ、障害物WOの方向及び距離を検出可能な構成となっている。
【００１３】
すなわち、障害物検出手段１０Aはカメラ１によって撮像された画像を処理して、自車NSから障害物WOまでの相対位置を検出する。
【００１４】
車速センサ２には、ここでは、車輪のホイール（図示を略す）に取り付けられたロータリーエンコーダが用いられ、ホイールの回転に比例して発生するパルス信号を検出することによって非制動時の車速が計測される。
【００１５】
ヨーレートセンサ３は、車両１０の中央部に設けられ、水晶振動子や半導体を用いた公知のデバイスが用いられている。このヨーレートセンサ３は、車両１０に発生するヨーレートを検出する。
【００１６】
加速度センサ４は、適宜箇所に配備され、圧電素子等を用いた公知のデバイスが用いられ、車両１０に発生する加速度を検出するのに用いられる。ここでは、特に車両１０の制動時の車速の推定に用いる。
【００１７】
その車速センサ２、ヨーレートセンサ３、加速度センサ４は、自車の走行状態を検出する車両走行状態検出手段１０Ｂとして機能する。
【００１８】
つまり、車両走行状態検出手段１０Bは、例えば、非制動時には車速センサ２の測定値、制動時には加速度センサ４の測定値を積分することによって得られた積分値を用いて車両の走行速度を検出する。
【００１９】
ステアリング角度センサ５はラック−ピニオン機構からなり、ステアリングシャフト５Ａの操作によるラックストローク量を検出することによって、運転者の操舵によるステアリングホイール５Ｂの舵角を計測するのに用いられる。そのステアリング角度センサ５は、運転者の操作を検出するステアリング操作状態検出手段１０Ｃとして機能する。
【００２０】
ステアリング操作状態検出手段１０Cは、ここでは、前輪８A’の舵角にほぼ等価とみなし得る運転者のステアリング操作量を検出する。
【００２１】
マイクロプロセッサ６は、A/D変換回路、D/A変換回路、中央演算処理装置、メモリ等から構成される集積回路であり、適宜箇所に配備されている。
【００２２】
マイクロプロセッサ６は、そのメモリに格納されたプログラムに従って、各センサ２〜５により検出された信号の処理と障害物回避のための制動力指令置の演算を行い、その結果を制動力手段７に出力する。
【００２３】
その制動力手段７は、例えば、前輪ブレーキ及び後輪ブレーキからなる制動力付与手段８Eと、これらの前輪ブレーキ、後輪ブレーキを油圧により制御するブレーキ用の油圧系統８Cと、この油圧系統８Cの途中に設けられた制御バルブ８Dとからなる。この制御バルブ８Dはマイクロプロセッサ６からの制動指令信号によって例えばその開度が調節される。
【００２４】
そのマイクロプロセッサ６は、制動力制御手段として機能するもので、制動力制御判断手段６Aと、障害物回避判断手段６Bと、制動力制御開始判断手段６Cとを有する。これらの制動力制御判断手段６A、障害物回避判断手段６B、制動力制御開始判断手段６Cは例えばソフトウエアモジュールにより構成される。
【００２５】
制動力制御判断手段６Aは、制動力制御を実行中であるか否かを判断する役割を果たす。障害物回避判断手段６Bは、制動力制御判断手段６Aにより制動力制御を実行中であると判断された場合に、障害物検出手段１０Aにより検出された障害物WOの自車NSに対する位置と車両走行状態検出手段１０Bにより検出された車両走行状態とステアリング操作状態検出手段１０Cにより検出された操作とに基づいて現在時点で自車NSに作用している制動力を低下させたときに障害物WOを回避できるか否かを判断し、障害物WOの回避を可能と判断したときに自車NSに付与する制動力を低下させるように制動力手段７を制御する役割を果たす。
【００２６】
制動力制御開始判断手段６Cは、障害物検出手段１０Aにより検出された障害物WOの自車NSに対する位置と車両走行状態検出手段１０Bにより検出された車両走行状態とに基づき障害物WOの回避が不可能か否かを判断しかつ回避不可能と判断したときに制動力制御の実行を開始させる役割を果たす。
なお、マイクロプロセッサ６および制動力手段７には、公知のABS制御を実行する機能も備えているものとする。ABS制御とは、各車輪の車輪回転速度とその変化から各車輪のスリップ状況を監視し、スリップ状態が所定の水準を上回ったと判定された場合には、該当する車輪に作用している制動力を低下させることで、車輪のスリップ状態を所定の水準以内に抑えて、各車輪に横力を発生する余地を残す制御である。
【００２７】
以下に、図３に示す障害物回避制御の手順を説明するためのフローチャート、図４に示す障害物WOと自車NSとの関係を示す説明図、図５に示す自車NSの車両状態を示す説明図、図６に示す障害物回避の流れを視覚的に説明するための説明図、図７に示す障害物回避状態を示す回避状態説明図を参照しながら説明する。
【００２８】
図４は自車ＮＳが直線道路ＲＯを走行している時に、自車ＮＳの前方道路の左側から障害物ＷＯとしての歩行者が横断を開始して自車ＮＳの前方進路上に飛び出してきた場面を想定して描かれている。
【００２９】
その自車ＮＳの直線道路ＲＯはその両側が仕切り壁ＷＡで仕切られていて、道路外への逸脱が物理的に不可能な状況になっている。
【００３０】
マイクロプロセッサ６は、図３に示すように、所定周期でカメラ１と各センサ２〜５の検出信号を読み込み、読み込まれた信号を処理して回避制御の算出に有用な情報に変換する（Ｓ．１）。カメラ１によって撮像された前方道路状況を含む画像、各センサ２〜５によって検出された信号はマイクロプロセッサ６の所定のメモリ領域（図示を略す）に格納される。
【００３１】
そのカメラ１によって撮像された画像には、障害物WO、道路境界ＲＯＲ、ＲＯＬという障害物回避に有用な外界情報が含まれている。マイクロプロセッサ６は、その画像を障害物回避のための制御量の算出に活用するために、自車ＮＳ、障害物ＷＯの運動を記述する座標系を設定する。
【００３２】
そのステップ１が、自車前方に存在する障害物の自車に対する位置と自車の走行状態とを検出する検出ステップである。
【００３３】
この実施例では、図４に示すように、直線道路ＲＯの進行方向に沿ってX軸を設定し、X軸と直交する方向にY軸を設定する。
【００３４】
座標原点Ｏは任意に選ぶことが可能であるが、例えば自車ＮＳの重心点の現在時刻における位置をX座標の原点、直線道路ROの車幅方向の中心線付近にY座標の原点を設定することができる。X-Y座標系を設定することにより、自車ＮＳ、障害物ＷＯ、道路境界ＲＯＲ、ＲＯＬの位置を座標値で表現することができる。ここでは、道路境界ＲＯＲ、ＲＯＬの存在については考慮しないという前提のもとで説明する。
【００３５】
例えば、現在時刻からｔ秒経過後の自車NSの位置を（X,Y）＝（ｘ,ｙ）、障害物WOの位置を（ｘP,ｙP）と記述する。その図４には、自車NSが現在時刻からｔ秒後に位置するであろう状態が示されている。なお、道路境界ＲＯＲ、ＲＯＬについては考慮に入れないこととして説明する。
【００３６】
マイクロプロセッサ６は、カメラ１によって撮像されたステレオ画像を処理して障害物ＷＯを検出し、その障害物ＷＯの位置を算出する。画像処理によって直接的に算出された自車ＮＳと障害物ＷＯとの相対位置が、設定された座標系の値に変換されて所定のメモリ領域に記録される。従って、変数（ｘ,ｙ）、（ｘP,ｙP）に具体的な座標値が設定される。
【００３７】
ついで、マイクロプロセッサ６は、制動力制御判断手段６Aとしての機能を実行する。
すなわち、障害物WOの回避のための制動力制御が実行中であるか否かを判断する（ステップ２）。制動力制御を実行中であるか否かの判断は、制動力制御実行フラグを用いて判断できる。その制動力制御実行フラグは、「ON」が制動力制御実行中を意味し、「OFF」が制動力制御が非実行であることを意味する。障害物WOを発見する前までは、制動力制御は行われていないので、ここでは、ステップ３に移行する。
【００３８】
そのステップ２が、自車に対する制動力制御を実行中であるか否かを判断する制動力制御有無判断ステップである。
【００３９】
ステップ３では、マイクロプロセッサ６は、制動力制御開始判断を行うためのプログラムを読み出し、制動力制御開始判断のための処理を行う。
【００４０】
ここでは、下記の（１）、（２）の不等式が両方とも成立したときに、制動力制御を開始させる条件が成立したと判断する。
【００４１】
【数１】
2008018923.tif 000003
【００４２】
式（１）の左辺の項は自車NSから障害物WOまでの距離を自車の速度ｖで除算した値であり、自車NSが現在時点から障害物WOが存在するX軸方向の位置に到達するまでの時間を意味しており、一方、右辺の項はTTCminは判断閾値を表す正の値をとるパラメータであり、例えば、３〜４秒程度の値を設定する。自車NSが現在時点から３〜４秒以内で障害物WOが存在する位置に達するとするときには、障害物WOを侵害する可能性があると考えられるからである。
【００４３】
式（２）の左辺の項は自車NSと障害物WOとのY軸方向の離間距離を意味する値であり、障害物WOについてはその障害物WOの実際の占有領域WOFよりも若干領域を拡げて準占有領域WOF’が考慮に入れられている。
【００４４】
その準占有領域WOF’の幅をWP、自車NSの幅をWVとして、現在時点における自車NSから障害物WOまでのY軸方向までの距離が、その両幅の和（WP＋WV）の２分の１以下の値であると、自車NSがこのままの走行条件で走行した場合、上記と同様に障害物WOを侵害する可能性があると考えられるからである。ここで、準占有領域WOF’を考慮に入れて判断することにしたのは、障害物WOの回避の可能性を高めるためである。
【００４５】
マイクロプロセッサ６は、ステップ４において障害物WOの自車NSに対する位置と車両走行状態とに基づき障害物WOの回避が不可能か否かを判断するためにこれらの演算を行って、（１）式と（２）式との両条件が成立したときに、障害物WOの回避不能と判断してステップ５に移行し、（１）式と（２）式との少なくとも一方が不成立の時には、ステップ１３に移行し、制動力制御開始判断処理を終了して、所定周期毎に処理を繰り返す。
【００４６】
ステップ５において、（１）式と（２）式との両式の条件が成立したとき、マイクロプロセッサ６は、制動力制御実行フラグを「ON」に設定した後（ステップ５）、制動力制御の目標値を設定する（ステップ６）。
【００４７】
ここでは、制動力の目標値は制動力手段７が発生させることのできる最大制動力とする。各車輪８A’、８B’に発生させ得る制動力の最大値をFimaxとする。「i」は各車輪８A’、８B’を区別するための識別符号で、ここでは、「i」は１から４までの整数とする。
【００４８】
各車輪８A’、８B’に発生させ得る制動力の最大値をFimaxは、以下の式（３）で表すことができる。
【００４９】
【数２】
2008018923.tif 000004
【００５０】
ただし、μは路面摩擦係数、Wiは各車輪８A’、８A’、８B’、８B’に加えられる輪荷重である。
【００５１】
ここでは、路面摩擦係数μには車両が走行すると想定される直線道路ROの典型値を予め設定しておくことにするが、路面摩擦係数μを推定する公知の技術を採用して設定することもできる。
【００５２】
各輪荷重Wiは車両の静止状態の輪荷重の値を基準値として用い、加速度センサ４の測定値を用いて補正することにより、精度良く推定可能である。
【００５３】
制動力手段７が制動力として作用させるのは、制動トルクであるので、マイクロプロセッサ６は各車輪８A’、８A’、８B’、８B’の制御目標値として制動力手段７に付与する制動トルクTicomを演算により設定する（ステップ６）。
【００５４】
その制動トルクTicomは以下の式（４）で与えられる。
【００５５】
【数３】
2008018923.tif 000005
【００５６】
ただし、ｒはタイヤ半径である。
【００５７】
マイクロプロセッサ６は、制動力手段（ブレーキ手段）７に制御目標値を出力すると、処理を終了する。
【００５８】
これにより、マイクロプロセッサ６は、障害物検出手段１０Aにより検出された障害物WOの自車NSに対する位置と車両走行状態検出手段１０Bにより検出された車両走行状態とに基づき障害物WOの回避が不可能か否かを判断しかつ回避不能と判断したときに制動力制御の実行を開始させることになり、所定周期が経過すると、ステップ１に戻って再びカメラ１と各センサ２〜５の検出信号を読み込みと処理が行われる。
【００５９】
この次回の処理において、マイクロプロセッサ６は、ステップ２において、再び、制動力制御を実行中であるか否かを判断する。
【００６０】
このステップ２では、前回の処理において、制動力制御実行フラグが「ON」となっているので、マイクロプロセッサ６は制動力制御を実行中であると判断し、ステップ７へ移行する。
【００６１】
ステップ７では、ステアリング操作量検出手段１０Cは、制動力制御を実行中に運転者によってステアリング操作が行われているか否かを検出する。運転者によるステアリング操作が行われていればステップ８へ移行し、行われていなければステップ１０へ移行し、制動力制御が保持される。
【００６２】
ステップ８では、マイクロプロセッサ６は、障害物回避判断用のプログラムを読み出し、障害物検出手段１０Aにより検出された障害物WOの自車NSに対する位置と車両走行状態検出手段１０Bにより検出された車両走行状態とステアリング操作状態検出手段１０Cにより検出された操作とに基づいて現在時点で自車NSに作用している制動力を低下させたときに障害物WOを回避できるか否かを判断するための演算を行う。
【００６３】
この障害物回避の判断には、車両運動モデルを記述する車両運動モデル方程式が用いられる。マイクロプロセッサ６は、この車両運動モデル方程式に基づいて車両走行軌跡を算出する。車両運動モデル方程式には、例えば、以下の形式で記述されるものが用いられる（例えば、U.Kiencke and L. Nielsen, "Automotive control systems," Springer  Verlag,(2000)）。
【００６４】
【数４】
2008018923.tif 000006
【００６５】
ただし、βは図５に示す車両の滑り角、γはヨーレート、δは前輪舵角、ｆは車両の挙動を記述する非線形関数、uは入力ベクトル、ｘは出力ベクトル、Tは行列又はベクトルの転置を示す符号である。なお、θはヨー角である。
【００６６】
ここで、時間を意味する変数をｔ、現在時刻をｔ＝ｔ0として、現在時刻における出力ベクトルの初期値ｘ（ｔ0）＝（ν0  β0  γ0）が得られれば、式（５）を積分することによって任意の入力ベクトルuに対する出力ベクトルｘの時系列を予測できる。
【００６７】
初期値（速度）ν0については、車速センサ２又は加速度センサ４の検出出力を用いて得ることができる。車両が直進状態とみなせるときは、β0＝０、γ0＝０と設定できる。
【００６８】
直進状態以外の状況のときには、ヨーレートセンサ３により測定されたヨーレートγと、車速センサ２により測定された車速ｖと、加速度センサ４により測定された加速度とを用いて滑り角βの推定を行う。この滑り角βの推定方法には、数種の公知技術が知られているので、それらの公知技術を用いれば良い。
【００６９】
入力ベクトルuは下記の式（８）を用いて求める。ここでは、制動力制御を解除したときの車両走行軌跡を求めることにしているので、油圧制御系統８Cの応答時定数を１／ωbとして、（８）式に示される微分方程式に従って制動力が変化するものとして取り扱う。
【００７０】
【数５】
2008018923.tif 000007
【００７１】
前輪舵角δについては、現在時点でステアリング操作状態検出手段１０Cにより検出された計測値がその後も一定に保たれるとして設定する。
【００７２】
これらの条件のもとで、入力ベクトルuに対する出力ベクトルｘの微分方程式である（５）式を積分すると、時系列の状態ベクトルｘ（ｔ）が算出され、時系列の状態ベクトルｘ（ｔ）を下記の（９）〜（１１）で示す微分方程式に従って積分することによって、（X,Y）座標系における車両走行軌跡を得ることができる。
【００７３】
【数６】
2008018923.tif 000008
【００７４】
これらの処理により得られた車両走行予測軌跡に基づき、自車NSが障害物WOの位置X＝ｘｐを通過する時刻をｔ＝ｔpとする。自車NSがその車両走行予測軌跡の通りに走行したものとして、時刻ｔ＝ｔpにおいて、自車NSが障害物WOを侵害しないための条件は、下記の式（１２）よって表される。
【００７５】
【数７】
2008018923.tif 000009
【００７６】
従って、マイクロプロセッサ６は、式（１２）に示す条件が成立すれば、現在のステアリング操作による操舵角が保持されている場合に、制動力制御を解除すれば障害物WOの回避が可能であると判断し、式（１２）に示す条件が不成立の場合には回避が不可能と判断する（ステップ９）。
【００７７】
すなわち、図６の説明用の模式図に示すように、マイクロプロセッサ６は車両走行状態検出手段１０Bにより得られた計測値から車両の初期状態量ｘ（ｔ0）＝（ν0  β0  γ0）Tを取得すると共に、ステアリング操作状態検出手段１０Cにより得られた舵角δを含む入力ベクトルu＝（F1  F2  F3  F4  δ）を取得し、これらを車両運動モデルの微分方程式（５）に適用して、座標変換を行って車両のX軸方向の位置、Y軸方向の位置、車両のX軸方向に対する向きθを時系列的に求めて、車両の走行軌跡を予測し、障害物WOの回避判断を行い、式（１２）に示す条件が成立すれば、現在のステアリング操作による舵角を保持したままで回避が可能と判断する。
【００７８】
なお、このステップ８では、リアルタイムで微分方程式（５）を積分する必要はなく、判断結果のみをオフライン計算によりマッピング化しておくのみで、迅速に判断結果を得ることができる。
【００７９】
このステップ８と後述するステップ９とが制動力制御実行有無判断ステップで制動力制御実行中であると判断した場合に障害物の自車に対する位置と車両走行状態とステアリング操作とに基づいて現在時点で自車に作用している制動力を低下させたときに障害物を回避できるか否かを判断する障害物回避判断ステップである。
【００８０】
障害物WOが移動しており、その移動速度ｖpが既知の場合には、障害物WOが等速直線運動を行うものと仮定して、時刻ｔpに障害物WOが到達すると予想される位置を示す変数ｙp’（ｔp）を式（１２）式の変数ｙ（ｔp）の代わりに下記の式（１３）により障害物WOの回避判断（ステップ９）を行う。
【００８１】
【数８】
2008018923.tif 000010
【００８２】
なお、変数ｙp’（ｔp）は下記の式（１４）を用いて算出できる。
ｙp’（ｔp）＝ｙp’（ｔ0）＋ｖp・（ｔp−ｔ0）        （１４）
ここで、ｙp’（ｔ0）は時刻ｔ0における障害物WOの初期位置、ｖp・（ｔp−ｔ0）は（ｔp−ｔ0）時間経過後の障害物WOの移動量を示す。
【００８３】
マイクロプロセッサ６は、ステップ９で障害物WOの回避が可能であると判断すると、ステップ１１に移行して制動力制御フラグをオフにした後、制動力制御目標値を解除する。そして、ステップ１３に移行して処理を終了する。
【００８４】
このステップ１１とステップ１２とが障害物回避判断ステップで障害物の回避を可能と判断したときに自車に付与する制動力を低下させる制動力低下ステップである。
【００８５】
マイクロプロセッサ６は、ステップ９で障害物WOの回避が不可能であると判断すると、ステップ１０に移行して制動力制御目標値を保持したままステップ１３に移行して処理を終了する。
【００８６】
そのステップ９が障害物回避判断ステップで障害物の回避ができないと判断されたときに自車に対する制動力を保持する保持ステップである。
【００８７】
なお、障害物WOの移動、停止にかかわらず、式（１３）、（１４）を用いれば、障害物WOの回避判断が可能である。
【００８８】
図４に示すように障害物WOが発見され、マイクロプロセッサ６が制動を開始する一方、運転者がステアリングホィールを例えば右方向に操作した障害物WOの回避状況を図７を参照しつつ説明する。
【００８９】
なお、ここでは、障害物WOが停止している場合と、障害物WOが移動中である場合とに分けて説明する。
【００９０】
図７（A）は障害物WOが停止している場合を示し、マイクロプロセッサ６は障害物WOを発見すると、ステップ１ないしステップ６の処理を順番に行い、（１）式、（２）式が成立すると、自車NSはフル制動状態とされる。
【００９１】
一方、運転者は、障害物WOを回避するため、ステアリングホィールを操作する。自車NSは制動力制御開始後でかつ所定時間経過後にフル制動状態となるが、運転者のステアリングホィール操作の開始直後は、障害物WOを回避できるであろう舵角に達していないため、自車NSはフル制動状態が保持される。このフル制動状態では、自車NSはタイヤ横力を発生することができず、ステアリングホィールを操舵しても、自車NSは直進状態が維持されつつ減速される。
【００９２】
ついで、マイクロプロセッサ６はステップ２で自車NSが制動力制御実行中であると判断し、ステップ７に移行して運転者のステアリング操作によって障害物WOの回避できるか否かを判断し、運転者によるステアリングホィールの操作により障害物WOを回避できるであろう舵角に達した場合、障害物WOの回避可能と判断し、自車NSの制動を解除し、タイヤが横力を発生させる状態となって、自車NSは図７（A）の符号Q１で示す走行経路をたどって、障害物WOを回避する。
【００９３】
図７（B）は障害物WOが自車NSに対して左から右に移動している場合を示し、この場合、マイクロプロセッサ６は障害物WOを発見すると、ステップ１ないしステップ６の処理を順番に行い、（１）式、（１２）式が成立すると、自車NSはフル制動状態とされる。一方、運転者は、障害物WOを回避するため、ステアリングホィールを操作する。自車NSは制動力制御開始後かつ所定時間経過後にフル制動状態となるが、運転者のステアリングホィールの操作開始直後は、障害物WOを回避できるであろう舵角θに達していないため、自車NSはフル制動状態が保持される。このフル制動状態では、自車NSはタイヤ横力を発生することができず、ステアリングホィールを操舵しても、自車NSは直進状態が維持されつつ減速される。
【００９４】
ついで、マイクロプロセッサ６はステップ２で制動力制御実行中であると判断し、ステップ８に移行する。マイクロプロセッサ６はそのステップ８で障害物回避判断処理を行った後、ステップ９で障害物の回避が可能か否かを判断する。
【００９５】
ここで、運転者の右方向へのステアリングホィールの操作により障害物WOを回避できるであろう舵角θに達している場合、式（２）をそのまま用いると、マイクロプロセッサ６はステップ９で障害物WOの回避可能と判断して、自車NSの制動を解除して制動力を低下させることになり、タイヤが横力を発生させる状態となって、自車NSは図７（B）の符号Q１で示す走行経路をたどることになり、障害物WOを侵害するおそれが増大することとなる。
【００９６】
これに対して、障害物WOが移動している場合には、マイクロプロセッサ６は、ステップ９での障害物回避判断を式（１２）、（１４）を用いて、運転者のステアリング操作によって障害物WOの回避できるか否かを判断するので、障害物WOが移動している場合、障害物WOの回避が不可能と判断され、ステップ１０に移行して制動力制御が保持されるので、自車NSにタイヤ横力の発生が抑制され、車両は減速されつつ符号Q２で示す直進状態の走行経路をたどることになり、自車NSは障害物WOの移動前の位置（ｘｐ,ｙｐ）を通り過ぎた直後に停止することになる。
【００９７】
従って、障害物WOの移動に対応して適切な回避動作が確保される。なお、以上の説明において制動力制御の保持動作が行われる場合には、既存のABS制御は、後輪については通常通り適用されるが、前輪についてはABS制御は無効とするか、あるいはABS制御の起動判定スリップ状態閾値を通常よりも引き上げてABS制御がかかりにくくなるような補正が加えられる。本実施例における制動力制御保持の目的は車両の横移動よりも減速を優先することにある。車両の減速においては、後輪の制動力よりも前輪の制動力の寄与する割合が大きい。ABS制御によって前輪の制動力が低下させられてしまうと、車両を減速させる効果が低下することになり、本発明の制御目的が損なわれることになる。従って、前輪についてはABS制御の作動を抑制ないしは低下させることが本発明の目的に合致する。一方、後輪の制動力については車両を減速させる効果よりも車両の姿勢を安定させる効果の方が大きい。車両姿勢の安定化は、障害物ＷＯとの接触以外の新たな危険を顕在化させないために必要不可欠な要請である。従って、後輪については通常通りABS制御を作動させることが有効である。
【００９８】
この実施例１によれば、以下の効果を奏する。
【００９９】
車両の走行状態と車両に対する障害物の位置と運転者のステアリング操作状態との三者の関係を考慮して、運転者のステアリング操作によって障害物回避が可能であるにもかかわらず制動力手段によって付与される制動力に起因して障害物の回避をし切れないと判断されるときには制動力手段による制動力を低下させることができるので、運転者が適切なステアリング操作を行った場合には、障害物の回避効果が得られる。
【０１００】
運転者のステアリングホィールの操作による回避操作が不十分であったり、不適切であったりした場合には制動力手段７による制動力を保持させることによって車両を減速させることができるので、障害物を回避し切れなかった場合でも障害物に対する接近速度が低下できることになり、障害物の回避不可能に伴う不具合を低減できる。
【０１０１】
障害物の移動も考慮に入れて障害物の回避判断を行うことにすれば、障害物の回避判断精度の向上を図ることができる。
【０１０２】
ステアリング角度（舵角）を用いて障害物回避の判断を行っているので、精度の高い障害物回避判断を行うことができる。
【０１０３】
自車の走行軌跡を予測して障害物回避を判断する構成としたので、実際に車両が遭遇している場面により近づけて障害物回避判断を行うことができる。
【実施例２】
【０１０４】
図８は本発明に係わる車両用制動制御装置の実施例２を説明するための説明図であって、運転者のステアリングホィールの操作に加えて、運転者のブレーキ操作をも制動力制御開始判断を行うことにしたものである。
【０１０５】
その図８において、符号９はブレーキペダル、符号１０はマスターシリンダーである。マスターシリンダー１０には油圧測定用の圧力センサ１１が設けられ、運転者のブレーキペダル９の操作をマスターシリンダー１０の油圧により測定する。
【０１０６】
マイクロプロセッサ６の制動力制御処理は、ステップ３の制動力制御開始判断とステップ８の障害物回避判断との処理内容が異なるのみで、その他の処理は同じであるので、ステップ３とステップ８の処理とについて説明する。
【０１０７】
ステップ３の制動力制御開始判断では、式（１）、式（２）の条件に加えて、運転者のブレーキペダル９の操作に関する条件式（１５）が成立したときに制動力制御を開始することにしたものである。
【０１０８】
PMS≧PON                                      （１５）
ここで、符号PMSは圧力センサ１１によって測定された油圧の圧力値、負号PONは閾値である。閾値PONは運転者が障害物WOを認識して回避行動を行ったか否かの判断に用いる。
【０１０９】
制動力開始させるための条件は、（１）式、（２）式、（１５）式の全ての条件式が成立したときとする。
【０１１０】
この条件式（１５）が成立したときのみ、制動力制御を開始させることになるので、運転者がある一定以上の踏力でブレーキペダルを操作していないときには制動力制御が開始されないことになり、運転者が障害物WOを認知しているときに限って制動力制御を開始させることができることになる。従って、この実施例２によれば、運転者の意思と無関係に制動力制御がかかることによる違和感を抑制する効果をもたせることができる。
【０１１１】
また、障害物回避の可能性の判断では、式（８）の代わりに下記の式（１６）を用いる。
【０１１２】
【数９】
2008018923.tif 000011
【０１１３】
ここで、符号Fb（PMS）は、運転者の操作によってマスターシリンダー１０の圧力PMSによって発生する制動力である。
【０１１４】
この実施例２では、制動力手段７は運転者のブレーキペダル９の操作によって発生する制動力を増加させる方向に作用するので、制動力制御が解除されたとしても、運転者の操作による制動力は保持される。
【０１１５】
この実施例２によれば、以下の効果がある。
【０１１６】
制動力制御開始判断手段６Cが障害物の回避を不可能と判断したときに自車に付与する制動力が増加するように制動力手段７を制御することにしたので、運転者の障害物の認知が遅れて自車が障害物に遭遇する場面で、運転者のステアリングホィールの操作が行われていないときでも、あるいは、運転者のステアリングホィールの操作が行われていたとしてもそのステアリングホィールの操作が不十分なときでも、車両に付与する制動力を増加させて接近速度が低下できるので、より一層障害物の回避不可能に伴う不具合を低減できる。
【０１１７】
運転者のブレーキペダル９の操作という障害物回避の意思をも反映させて障害物回避の判断を行うことができるので、制動力制御の実行時に運転者に違和感を与えるのを低減できる。
【０１１８】
運転者のブレーキペダル９の操作とは独立して制動力を与えるので、運転者の運転技量の長短によらずに障害物回避を行うことができる。
【０１１９】
マイクロプロセッサ（制動力制御手段）６が運転者のブレーキペダル９の操作による制動力を増加させる方向に制動力制御を実行させるので、運転者の減速意思を反映させた制動力制御を実行できる。
【０１２０】
自車NSに付与する制動力を低下させる場合でも、運転者のブレーキペダル９の操作によって付与されていた制動力を保持するという前提のもとで自車NSの走行軌跡の予測を行っているので、運転者のブレーキペダル９の操作による制動力の付与を保障したしたうえで、車輪の摩擦力の余裕を適切に配分して制動力制御を実現できる。
【実施例３】
【０１２１】
図９は本発明に係わる車両用制動制御装置の実施例３を説明するための説明図である。
【０１２２】
この実施例３では、実施例２と同様に図８に示す車両用制動制御装置を用いて、（１）、（２）、（１５）の全ての条件式が成立したときに、制動力制御を開始させることにするが、制動力制御開始の条件式の全てが成立したとしても、運転者のブレーキペダル９の操作によって発生する制動力を増加する方向に補正せずに自車NSに作用させる一方、自車NSの制動力制御が開始された場合であっても、運転者のステアリングホィール５Bの操作によって障害物WOの回避が可能であると判断されたときには、運転者のブレーキペダル９の操作にかかわらず制動力を解除して、障害物WOを回避させることにしたもので、マイクロプロセッサ６は、ステップ８に用いた制動力の条件式（８）の代わりに下記の式（１７）を用いて車両走行予測軌跡を算出し、この式（１７）を用いて、障害物回避の判断を行う。
【０１２３】
【数１０】
2008018923.tif 000012
【０１２４】
その図９は、運転者が前方の障害物WOを認知して、ブレーキペダル９を踏んで制動操作を開始すると共に、制動動作だけでは回避が困難であるとして、ステアリングホィール５Bを右方向に切り始めた場面を想定している。
【０１２５】
自車NSは制動力がかかったままの状態では、タイヤの摩擦力が主として制動力に作用するため、障害物WOの回避に要求されるタイヤの横力を十分に得ることができないため、破線で示すように、障害物WOを侵害するおそれがある。
【０１２６】
しかしながら、この実施例３では、障害物WOの回避が可能であると判断されると、マイクロプロセッサ６は、運転者のブレーキペダル９の操作にかかわらず制動力制御を中止して、自車NSが障害物WOから避けるためにY軸方向の移動量を増加させる。これにより、障害物WOの回避が可能となる。
【０１２７】
この実施例３によれば、自車に付与する制動力を低下させる場合に、自車に制動力を付与しないという前提のもとで自車の走行軌跡の予測を行っているので、車輪が発生し得る横力を最大限に発揮させた場合の車両走行予測軌跡を得ることができることになり、障害物の回避を最優先した障害物回避制御が実行可能になる。
【実施例４】
【０１２８】
図１０ないし図１３は本発明に係わる車両用制動制御装置の第４実施例を示す説明図である。
【０１２９】
この実施例４では、実施例１と同様に図１に示す車両用制動制御装置を用い、障害物WOと道路境界ROL、RORとの双方の接触を回避するように制動力手段（ブレーキ手段）７を制御する。
【０１３０】
この実施例４では、一対のカメラ１、１は、道路境界ROL、RORの検出と車両のヨー角θとの検出に用いられる。
【０１３１】
この実施例４では、実施例１では予測区間内でステアリングホィール５Bの操作によるステアリング角度θが一定値に保持されるという前提のもとで、制動力制御の開始判断、障害物WOの回避判断を行っていたのに対して、ステアリング角度に加えてステアリングホィール５Bの角速度の情報を用い、ステアリングホィール５Bの未来時刻における変化を見込んで、障害物回避の判断を行うようにしている。
【０１３２】
図１０は直進道路ROの両側に道路境界ROL、RORが存在し、障害物WOが自車NSの前方で、Y軸方向に移動している場面を示している。座標系の設定は、X軸方向については、実施例１と同様であるが、道路ROの幅方向の中央を座標原点とし、障害物WOまでのY軸方向の距離ｙｐ、自車NSの重心位置までのY軸方向の距離ｙ、左側の道路境界ROLまでの距離ｙLと右側の道路境界RORまでの距離ｙRとが変数として用いられる。
【０１３３】
また、運転者が前方の障害物WOを認知して、制動力制御を開始するよりも前にステアリングホィール５Bの操作を開始し、障害物WOは回避したが、図１１に示すように道路境界RORを回避仕切れない度合いが高まった場面を想定する。
【０１３４】
マイクロプロセッサ６の処理の流れは、実施例１と同様であるが、ステップ３の制動力開始判断は、この場合以下に説明する処理となる。
【０１３５】
制動力開始判断は、障害物回避条件式（１）、（２）に加えて、下記に示す路外逸脱判断条件式（１８）、（１９）を用いて行う。
【０１３６】
【数１１】
2008018923.tif 000013
【０１３７】
式（１８）は右側の道路境界RORに対する条件式、式（１９）は左側の道路境界ROLに対する条件式であり、式（１８）、（１９）のうちのいずれか一方の条件式が成立したときに、制動力制御を開始させる。
【０１３８】
この制動力制御の実行開始後、ステップ７の障害物回避判断では、入力ベクトルuのうち前輪８A’の舵角δに次式（２０）、（２１）の関数を用いる。
【０１３９】
【数１２】
2008018923.tif 000014
【０１４０】
実施例１では、前輪８A’の舵角δとして舵角センサ５により得られた値を固定値して用いているが、この実施例４では、運転者が大きくステアリングホィール５Bを回して操作を行っていると想定されるので、舵角センサ５により検出されたステアリング角度δのみでなく、ステアリングホィール５Bの操舵角速度まで考慮して、未来の舵角の入力値を予測するものとしたものである。
【０１４１】
ただし、δｖは操舵角速度、δmaxは運転者の操舵として想定される舵角の最大値である。
【０１４２】
このように、運転者の未来のステアリングホィール５Bの舵角δを、操舵角速度を用いて予測する関数を用いると、図１２に示すように、運転者が操舵方向を変更することが予想される場合でも、舵角δの現在値のみを用いる場合に較べて、より精度の高い舵角の予測値が得られる。
【０１４３】
その図１２では、運転者がステアリングホィール５Bを操作し始めた時点を回避開始として、回避開始から現在時刻０までの操舵履歴が破線で示され、現在時刻以降が操舵予測値による時系列として実線で示されている。その現在時刻以降の操舵予測値の傾きは、現在時刻以前の操舵履歴によって予測される。
【０１４４】
図１３はこの実施例４による処理の結果を示している。
【０１４５】
運転者は障害物WOを認知した時点で、右方向へステアリングホィール５Bを操作することにより、自車NSは操舵のみで障害物WOを回避し得る状態にまで達していた。
【０１４６】
しかしながら、障害物WOを回避するためにステアリングホィール５Bを大きく操作した結果、車両に大きなヨー角θが生じ、このまま状態で車両が進行した場合、右側の道路境界RORを回避仕切れないおそれが高まってきている。
【０１４７】
この場合、マイクロプロセッサ６は、ステップ３で条件式（１８）、（１９）の演算を行って、ステップ４で制動力制御の開始条件式が成立したと判断して、自車NSにフル制動を加えることになる。
【０１４８】
一方、運転者はステアリングホィール５Bの操作を右方向への操舵から左方向への操舵に切り替えるが、自車NSにはフル制動が加わっているので、運転者のステアリングホィール５Bの操作によっては、自車NSの姿勢が変わらない。従って、車両は減速されつつかつその姿勢を維持しつつ道路境界RORに接近することになる。
【０１４９】
運転者がステアリングホィール５Bを大きくホィールを操作した時点で、制動力制御が解除されるため、右側の道路境界RORの手前で自車NSの姿勢が変更され、前方向きとなると共に減速により停止し、障害物WOの回避と道路境界RORの回避とに成功する。
【０１５０】
従来のように、ステアリングホィールの操舵によって制動力を低下させる構成のみでは、運転者がステアリングホィール５Bを大きく操舵した状態になっているので、制動力がかかったとしても、操舵によって制動力が低下してしまうことになり、運転者による左方向への切り返し操作が間に合わないうちに道路境界RORに達し、道路境界RORを回避できないおそれが多分にあるが、この実施例４によれば、障害物WOの回避のみならず道路境界RORの回避も行うことができることになる。
【０１５１】
この実施例によれば、ステアリング角度とステアリング角速度とを用いて障害物回避の判断を行っているので、運転者のステアリングホィールの操作状態の変化を予測できることになり、ステアリングホィールの操作を大きく切り替えて障害物の回避が可能となるような場面では、制動力制御による制動力の低下をより早いタイミングで行わせることができ、障害物回避効果を向上させることができる。
【０１５２】
また、障害物WOの回避実行時に道路境界ROL、RORを検出して道路からの逸脱リスクの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【図１】本発明の実施例１に係わる車両用制動制御装置の配備状態を示す説明図である。
【図２】図１に示す車両用制動制御装置の機能を説明するためのブロック図である。
【図３】図１に示す車両用制動制御装置の作用を説明するためのフローチャートである。
【図４】図１に示す車両に自車状態量の定義のための座標系を設定した状態を示す説明図である。
【図５】車両走行軌跡の予測に用いる状態量の説明図である。
【図６】車両走行軌跡の予測を概念的に示す説明図である。
【図７】障害物の回避を説明するための説明図であって、（A）は障害物が停止していると仮定した場合の車両の障害物回避場面を説明するための模式図であり、（B）は障害物が移動していると仮定した場合の車両の障害物回避場面を説明するための模式図である。
【図８】本発明の実施例２に係わる車両用制動制御装置の配備状態を示す説明図である。
【図９】本発明の実施例３に係わる車両用制動制御装置の適用場面を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施例４に係わる車両用制動制御装置の説明図であって、自車状態量の定義のための座標系を設定した状態を示す説明図である。
【図１１】本発明の実施例４に係わる車両用制動制御装置の適用場面を示す説明図である。
【図１２】本発明の実施例４の運転者操舵予測手段に基づいて算出された操舵角度の予測図である。
【図１３】本発明の実施例４の操舵予測を用いて障害物回避を行った場合の車両運動軌跡の一例を示す図である。
【図１】
2008018923.tif 000015
【図２】
2008018923.tif 000016
【図３】
2008018923.tif 000017
【図４】
2008018923.tif 000018
【図５】
2008018923.tif 000019
【図６】
2008018923.tif 000020
【図７】
2008018923.tif 000021
【図８】
2008018923.tif 000022
【図９】
2008018923.tif 000023
【図１０】
2008018923.tif 000024
【図１１】
2008018923.tif 000025
【図１２】
2008018923.tif 000026
【図１３】
2008018923.tif 000027