(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、
前記自車両が前記検出された障害物と衝突する可能性が高い場合に、その衝突を回避するための操舵輪の制御量を表す第１操舵制御指令値を演算する第１指令値演算手段と、
前記第１操舵制御指令値に従って前記操舵輪の操舵制御を行う衝突回避制御手段と
を有する衝突回避支援システムと、
前記自車両が走行している車線を検出する車線検出手段と、
前記検出された車線から前記自車両が逸脱している度合を表す逸脱量に基づいて、前記自車両が前記車線に沿った走行を維持するための前記操舵輪の制御量を表す第２操舵制御指令値を演算する第２指令値演算手段と、
前記第２操舵制御指令値に従って前記操舵輪の操舵制御を行う車線走行制御手段と
を有する車線走行支援システムと
を備え、
前記第１指令値演算手段は、前記第１操舵制御指令値の上限値が第１上限値に設定され、前記第１操舵制御指令値の前記第１上限値に到達するまでの単位時間当たりの増加勾配が第１勾配に設定された第１演算特性を有し、
前記第２指令値演算手段は、前記第２操舵制御指令値の上限値が第２上限値に設定され、前記第２操舵制御指令値の前記第２上限値に到達するまでの単位時間当たりの増加勾配が第２勾配に設定された第２演算特性を有し、
前記第１上限値は、前記第２上限値よりも小さい値に設定され、前記第１勾配は、前記第２勾配よりも大きい値に設定された車両の運転支援装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両の運転支援装置において、
前記衝突回避支援システムよって前記操舵輪の操舵制御を行う場合には、前記車線走行支援システムによる前記操舵輪の操舵制御を禁止する禁止手段を備えた車両の運転支援装置。
【請求項３】
請求項２記載の車両の運転支援装置において、
前記衝突回避支援システムよって前記操舵輪の操舵制御を行う場合には、
前記第１指令値演算手段は、前記第１操舵制御指令値を、前記第１上限値と前記第１勾配とに従って演算された値と、前記第２上限値と前記第２勾配とに従って演算された値とのうちの大きい方の値に設定するように構成された車両の運転支援装置。
【請求項４】
請求項２記載の車両の運転支援装置において、
前記車線走行支援システムを作動させる作動モードと、前記車線走行支援システムを作動させない非作動モードとの何れか一方を選択可能な選択手段を備え、
前記衝突回避支援システムよって前記操舵輪の操舵制御を行う場合には、
前記第１指令値演算手段は、前記作動モードが選択されている状況においては、前記第１操舵制御指令値を、前記第１上限値と前記第１勾配とに従って演算された値と、前記第２上限値と前記第２勾配とに従って演算された値とのうちの大きい方の値に設定し、前記非作動モードが選択されている状況においては、前記第１操舵制御指令値を、前記第１上限値と前記第１勾配とに従って演算された値に設定するように構成された車両の運転支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両が前方の障害物に衝突することを回避するようにドライバーの運転を支援する機能、および、車両が車線に沿って走行するようにドライバーの運転を支援する機能を備えた車両の運転支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、衝突回避支援制御を実施する車両の運転支援装置が知られている。衝突回避支援制御は、カメラセンサあるいはレーダー等のセンサによって自車両が衝突する可能性の高い障害物が検出された場合に、自動ブレーキによって自車両を減速させる制御である。また、例えば、特許文献１に提案されているように、自動ブレーキに加えて、電動パワーステアリング装置を作動させて自車両を障害物から離れる方向に自動操舵する方式の衝突回避支援制御を実施する車両の運転支援装置も知られている。
【０００３】
一方、特許文献２に提案されているように、車線走行支援制御を実施する車両の運転支援装置も知られている。車線走行支援制御は、例えば、カメラセンサによって道路の左右の白線を検出し、この左右の白線に基づいて走行車線内の目標走行ライン（例えば、左右白線の中央ライン）を設定し、自車両の走行位置が目標走行ライン付近に維持されるように、操舵トルクをステアリング機構に付与してドライバーの操舵操作を支援する制御である。また、自車両が走行車線（左右の白線）の外に逸脱しそうなときに、ブザーを鳴動させるとともに、自車両が走行車線内に戻るように操舵トルクをステアリング機構に付与するタイプの車線走行支援制御も知られている。前者の車線走行支援制御は、一般に車線維持支援制御と呼ばれ、後者の車線走行支援制御は、一般に車線逸脱抑制制御と呼ばれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１１６４０３号公報
【特許文献２】特開２０１４−１４２９６５号公報
【発明の概要】
【０００５】
ところで、自動操舵による衝突回避支援制御を実施する衝突回避支援システムと、車線走行支援制御を実施する車線走行支援システムとの両方を組み込んだ車両の運転支援装置が考えられる。両支援システムは、操舵輪の操舵制御を行うことによりドライバーの運転を支援するが、その目的が互いに異なる。従って、両システムを備えた運転支援装置において、操舵制御を実施する場合の操舵制御量については、両システム間において適正な関係をもって設定されるべきである。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、衝突回避支援システムと車線走行支援システムとを備えた車両の運転支援装置において、両システム間において適正な関係をもって操舵制御量を設定することを目的とする。
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、
自車両の前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段（１４）と、
前記自車両が前記検出された障害物と衝突する可能性が高い場合に、その衝突を回避するための操舵輪の制御量を表す第１操舵制御指令値（Ｔｒ１(n)）を演算する第１指令値演算手段（１１）と、
前記第１操舵制御指令値に従って前記操舵輪の操舵制御を行う衝突回避制御手段（３０）と
を有する衝突回避支援システムと、
前記自車両が走行している車線を検出する車線検出手段（１４）と、
前記検出された車線から前記自車両が逸脱している度合を表す逸脱量に基づいて、前記自車両が前記車線に沿った走行を維持するための前記操舵輪の制御量を表す第２操舵制御指令値（Ｔｒ２(n)）を演算する第２指令値演算手段（１２）と、
前記第２操舵制御指令値に従って前記操舵輪の操舵制御を行う車線走行制御手段（３０）と
を有する車線走行支援システムと
を備え、
前記第１指令値演算手段は、前記第１操舵制御指令値の上限値が第１上限値（Ｔｒmax１）に設定され、前記第１操舵制御指令値の前記第１上限値に到達するまでの単位時間当たりの増加勾配が第１勾配（Ｋ１）に設定された第１演算特性を有し、
前記第２指令値演算手段は、前記第２操舵制御指令値の上限値が第２上限値（Ｔｒmax２）に設定され、前記第２操舵制御指令値の前記第２上限値に到達するまでの単位時間当たりの増加勾配が第２勾配（Ｋ２）に設定された第２演算特性を有し、
前記第１上限値は、前記第２上限値よりも小さい値に設定され（Ｔｒmax１＜Ｔｒmax２）、前記第１勾配は、前記第２勾配よりも大きい値に設定された（Ｋ１＞Ｋ２）ことにある。
【０００８】
本発明は、衝突回避支援システムと車線走行支援システムとを備え、これらのシステムによって、ドライバーの運転を支援する。衝突回避支援システムは、障害物検出手段と第１指令値演算手段と衝突回避制御手段とを有している。障害物検出手段は、自車両の前方に存在する障害物を検出する。第１指令値演算手段は、自車両が障害物と衝突する可能性が高い場合に、その衝突を回避するための操舵輪の制御量を表す第１操舵制御指令値を演算する。例えば、第１指令値演算手段は、衝突を回避するための第１目標操舵制御量を設定し、操舵輪の制御量が第１目標操舵制御量に近づくように所定の演算周期で第１操舵制御指令値を演算する。操舵輪の制御量（操舵制御量）としては、例えば、操舵トルク、あるいは、操舵角を用いることができる。衝突回避制御手段は、第１操舵制御指令値に従って、操舵輪の操舵制御を行う。これにより、衝突回避支援システムにおいては、自車両が障害物と衝突する可能性が高い場合に、操舵制御によって自車両の走行方向を変更させて、自車両が障害物に衝突することを回避するようにドライバーの運転を支援する。
【０００９】
車線走行支援システムは、車線検出手段と第２指令値演算手段と車線走行制御手段とを備えている。車線検出手段は、自車両が走行している車線を検出する。第２指令値演算手段は、検出された車線から自車両が逸脱している度合を表す逸脱量に基づいて、自車両が車線に沿った走行を維持するための操舵輪の制御量を表す第２操舵制御指令値を演算する。例えば、第２指令値演算手段は、自車両が車線に沿った走行を維持するための第２目標操舵制御量を設定し、操舵輪の制御量が第２目標操舵制御量に近づくように所定の演算周期で第２操舵制御指令値を演算する。車線走行制御手段は、第２操舵制御指令値に従って操舵輪の操舵制御を行う。これにより、車線走行支援システムにおいては、自車両が車線から逸脱する場合には、操舵制御によって自車両の走行方向を変更させて、自車両が車線に沿った走行を維持できるようにドライバーの運転を支援する。
【００１０】
尚、車線走行支援システムにおいて行う操舵制御は、自車両の走行位置が目標走行ライン付近に維持されるように操舵を制御する操舵制御であってもよいし、自車両が走行車線（左右の白線）の外に逸脱しないように操舵を制御する操舵制御であってもよい。
【００１１】
運転支援装置が、衝突回避支援システムと車線走行支援システムとを備えている場合には、両システム間において適正な関係をもって操舵制御量を設定する必要がある。衝突回避支援システムは、自車両が障害物に衝突することを回避するように操舵制御を行うシステムであって、操舵動作（自動操舵と呼ぶ）の開始タイミングが早すぎると、自動操舵がドライバーのハンドル操作と干渉してしまう。こうした場合には、ドライバーに違和感を与えるおそれがある。従って、衝突回避支援システムにおいては、障害物と自車両とがかなり接近したタイミングで自動操舵を開始させるとよい。このため、自動操舵を行う場合には、素早く操舵輪を操舵させる必要がある。また、自動操舵を行う場合には、衝突回避対象となる障害物だけではなく、進路変更によって、自車両の周囲に存在する別の車両等に対して走行の妨害とならないようにする必要があるため、最終的な操舵量を適切に制限する必要がある。
【００１２】
一方、車線走行支援システムは、自車両が道路に沿って走行するように操舵制御を行うシステムであって、自車両の目先の道路形状にとらわれ過ぎずに、遠方まで延びる道路全体形状に基づいて実施されるとよい。従って、衝突回避支援システムほど素早く操舵輪を操舵させる必要がない。また、車線走行支援システムは、衝突回避支援システムと違って緊急時に作動するものでは無く、急激に操舵輪を操舵させてしまうと反ってドライバーに違和感を与えやすい。また、車線走行支援システムにて操舵制御を実施する場合には、道路形状に合わせて、大きく操舵させる必要が生じる。
【００１３】
そこで、本発明においては、第１指令値演算手段は、第１操舵制御指令値の上限値が第１上限値に設定され、第１操舵制御指令値の第１上限値に到達するまでの単位時間当たりの増加勾配が第１勾配に設定された第１演算特性を有する。一方、第２指令値演算手段は、第２操舵制御指令値の上限値が第２上限値に設定され、第２操舵制御指令値の第２上限値に到達するまでの単位時間当たりの増加勾配が第２勾配に設定された第２演算特性を有する。第１上限値は、第２上限値よりも小さい値に設定され、第１勾配は、第２勾配よりも大きい値に設定されている。
【００１４】
従って、衝突回避支援システムによって操舵を行う場合には、車線走行支援システムによって操舵を行う場合に比べて、素早く操舵制御量を増加させることができ、かつ、最終的な操舵制御量が大きくならないように制限することができる。これにより、障害物の急な飛び出し等に対して、応答性良く衝突回避を行うことができる。また、自動操舵とドライバーのハンドル操作との干渉が生じにくくなり、ドライバーにできるだけ違和感を与えないようにすることができる。また、衝突回避対象物とは別の周辺車両等に対して、できるだけ走行の妨害とならないようにすることができる。
【００１５】
また、車線走行支援システムによって操舵を行う場合には、衝突回避支援システムによって操舵を行う場合に比べて、時間をかけて操舵制御量を増加させることができ、かつ、最終的な操舵制御量を大きくすることができる。これにより、ドライバーにできるだけ違和感を与えないようにすることができる。また、道路形状に合わせて適切に自車両を走行させることができる。
【００１６】
本発明の一側面の特徴は、
前記衝突回避支援システムよって前記操舵輪の操舵制御を行う場合には、前記車線走行支援システムによる前記操舵輪の操舵制御を禁止する禁止手段（Ｓ１４）を備えたことにある。
【００１７】
衝突回避支援システムと車線走行支援システムとを備えている構成においては、両システムが行う操舵制御が互いに干渉する可能性がある。そこで、本発明の一側面においては、禁止手段を備えている。禁止手段は、衝突回避支援システムよって操舵輪の操舵制御を行う場合には、車線走行支援システムによる操舵輪の操舵制御を禁止する。従って、自車両が障害物と衝突する可能性が高い場合には、衝突回避支援システムによる操舵制御が優先される。これにより、ドライバーは、衝突回避支援を適切に受けられる。
【００１８】
本発明の一側面の特徴は、
前記衝突回避支援システムよって前記操舵輪の操舵制御を行う場合には、
前記第１指令値演算手段は、前記第１操舵制御指令値を、前記第１上限値と前記第１勾配とに従って演算された値と、前記第２上限値と前記第２勾配とに従って演算された値とのうちの大きい方の値に設定する（Ｓ２０，Ｓ２１）ように構成されたことにある。
【００１９】
本発明の一側面においては、衝突回避支援システムよって操舵輪の操舵制御が行われる場合、第１操舵制御指令値は、第１上限値と第１勾配とに従って演算された値と、第２上限値と第２勾配とに従って演算された値とのうちの大きい方の値に設定される。従って、車線走行支援システムの操舵制御が禁止されていても、車線走行支援システムが仮に操舵制御をしていれば実現できた操舵制御量が得られる。従って、衝突回避能力を向上させることができる。
【００２０】
また、第１勾配が第２勾配よりも大きいことから、第１操舵制御指令値は、第１上限値に到達しても、その後、すぐには増加せず、所定時間のあいだ第１上限値を維持する。このため、衝突回避支援システムよって、最終的には大きな操舵制御量が得られるものの、第１操舵制御指令値が第２上限値に到達するまでの時間が確保される。これにより、操舵回避対象物とは別の周辺車両のドライバーに対して、自車両の進路変更に対する衝突回避操作を行うための時間余裕を与えることができる。
【００２１】
本発明の一側面の特徴は、
前記車線走行支援システムを作動させる作動モードと、前記車線走行支援システムを作動させない非作動モードとの何れか一方を選択可能な選択手段（１９）を備え、
前記衝突回避支援システムよって前記操舵輪の操舵制御を行う場合には、
前記第１指令値演算手段は、前記作動モードが選択されている状況においては、前記第１操舵制御指令値を、前記第１上限値と前記第１勾配とに従って演算された値と、前記第２上限値と前記第２勾配とに従って演算された値とのうちの大きい方の値に設定し（Ｓ２０，Ｓ２１）、前記非作動モードが選択されている状況においては、前記第１操舵制御指令値を、前記第１上限値と前記第１勾配とに従って演算された値に設定する（Ｓ１９）ように構成されたことにある。
【００２２】
本発明の一側面においては、選択手段が設けられ、この選択手段によって、車線走行支援システムを作動させる作動モードと、車線走行支援システムを作動させない非作動モードとの何れかを一方を選択することができる。作動モードが選択されている場合であっても、衝突回避支援システムよって操舵輪の操舵制御を行う場合には、車線走行支援システムによる操舵輪の操舵制御が禁止される。
【００２３】
作動モードが選択されている状況において、衝突回避支援システムよって操舵輪の操舵制御が行われる場合、第１操舵制御指令値は、第１上限値と第１勾配とに従って演算された値と、第２上限値と第２勾配とに従って演算された値とのうちの大きい方の値に設定される。一方、非作動モードが選択されている状況において、衝突回避支援システムよって操舵輪の操舵制御が行われる場合、第１操舵制御指令値は、第１上限値と第１勾配とに従って演算された値に設定される。
【００２４】
従って、作動モードが選択されている状況においては、車線走行支援システムの操舵制御が禁止されていても、車線走行支援システムが仮に操舵制御をしていれば実現できた操舵制御量が得られる。従って、衝突回避能力を向上させることができる。また、第１勾配が第２勾配よりも大きいことから、第１操舵制御指令値は、第１上限値に到達しても、その後、すぐには増加せず、所定時間のあいだ第１上限値を維持する。このため、衝突回避支援システムよって、最終的には大きな操舵制御量が得られるものの、第１操舵制御指令値が第２上限値に到達するまでの時間が確保される。これにより、操舵回避対象物とは別の周辺車両のドライバーに対して、自車両の進路変更に対する衝突回避操作を行うための時間余裕を与えることができる。
【００２５】
上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成要件に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施形態に係る車両の運転支援装置の概略システム構成図である。
【図２】自車両の回避軌道の候補を表す説明図である。
【図３】第１演算特性を表すグラフである。
【図４】左右白線ＬＬ，ＬＲ、目標走行ラインＬｄ、および、カーブ半径Ｒを表す平面図である。
【図５】車線維持支援制御を実施する場合における目標走行ラインＬｄ、センター距離Ｄｃ、および、ヨー角θｙを表す平面図である。
【図６】車線逸脱抑制制御を実施する場合における左白線ＬＬ（ＬＲ）、サイド距離Ｄｓ、および、ヨー角θｙを表す平面図である。
【図７】第２演算特性を表すグラフである。
【図８】衝突回避支援制御ルーチンを表すフローチャートである。
【図９】自車両の走行進路を説明する平面図である。
【図１０】作動モードが設定されている状況で、衝突回避支援制御ルーチンが実施された場合の、操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)の推移を太線にて表したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態の車両の運転支援装置の概略システム構成図である。
【００２８】
車両の運転支援装置（以下、単に運転支援装置と呼ぶ）は、運転支援ＥＣＵ１０，ブレーキＥＣＵ２０、ステアリングＥＣＵ３０、および、警報ＥＣＵ４０を備えている。各ＥＣＵ１０，２０，３０，４０は、マイクロコンピュータを主要部として備えるとともに、図示しないＣＡＮ（Controller  Area  Network）を介して相互に送受信可能に接続されている。尚、ＥＣＵは、Electric  Control  Unitの略である。本明細書において、マイクロコンピュータは、ＣＰＵとＲＯＭ及びＲＡＭ等の記憶装置を含み、ＣＰＵはＲＯＭに格納されたインストラクション（プログラム）を実行することにより各種機能を実現するようになっている。本明細書において、この運転支援装置が搭載された車両を「自車両」と呼ぶ。
【００２９】
運転支援ＥＣＵ１０は、周囲センサ１４、操舵角センサ１５、ヨーレートセンサ１６、車速センサ１７、加速度センサ１８、および、操作スイッチ１９に接続されている。周囲センサ１４は、少なくとも自車両の前方の道路、および、道路に存在する立体物に関する情報を取得する機能を有している。立体物は、例えば、歩行者、自転車、および、自動車などの移動物、並びに、電柱、樹木、および、ガードレールなどの固定物を表す。
【００３０】
周囲センサ１４は、例えば、レーダセンサおよびカメラセンサを備えている。レーダセンサは、例えば、ミリ波帯の電波（ミリ波と呼ぶ）を自車両の周囲（少なくとも前方を含む）に放射し、放射範囲内にミリ波を反射する立体物が存在する場合、その反射波によって、立体物の有無および自車両と立体物との相対関係（自車両と立体物との距離、および、自車両と立体物との相対速度など）を演算する。カメラセンサは、例えば、ステレオカメラを備え、車両前方の左および右の風景を撮影し、撮影した左右の画像データに基づいて、道路の形状、立体物の有無および自車両と立体物との相対関係などを演算する。また、カメラセンサは、道路の左右の白線などのレーンマーカー（以下、白線と呼ぶ）を認識し、道路の形状、および、道路と自車両との位置関係を演算する。
【００３１】
周囲センサ１４によって取得された情報を物標情報と呼ぶ。周囲センサ１４は、物標情報を運転支援ＥＣＵ１０に所定の周期で繰り返し送信する。尚、周囲センサ１４は、必ずしも、レーダセンサおよびカメラセンサを備える必要はなく、例えば、カメラセンサだけであってもよい。また、自車両の走行する道路の形状、および、道路と自車両との位置関係を表す情報については、ナビゲーションシステムの情報を利用することもできる。
【００３２】
操舵角センサ１５は、自車両の操舵角を検出し、その検出信号を運転支援ＥＣＵ１０に送信する。ヨーレートセンサ１６は、自車両に作用しているヨーレートを検出し、その検出信号を運転支援ＥＣＵ１０に送信する。車速センサ１７は、自車両の走行速度（車速と呼ぶ）を検出し、その検出信号を運転支援ＥＣＵ１０に送信する。加速度センサ１８は、自車両の前後方向に作用している加速度である前後加速度、および、自車両の左右方向（車幅方向）に作用している加速である横加速度を検出し、その検出信号を運転支援ＥＣＵ１０に送信する。尚、車速センサ１７は、車輪速センサであってもよい。
【００３３】
操作スイッチ１９は、後述する車線走行支援システムの実施する制御モードをドライバーが選択できる選択操作器であって、車線維持支援制御と車線逸脱抑制制御とを実施するモード（第１作動モードと呼ぶ）と、車線維持支援制御を実施せずに車線逸脱抑制制御のみを実施するモード（第２作動モードと呼ぶ）と、車線維持支援制御と車線逸脱抑制制御との何れも実施しないモード（非作動モードと呼ぶ）とが選択できるようになっている。第１作動モードと第２作動モードとの両方を、作動モードと総称する。各支援制御については、後述する。
【００３４】
運転支援ＥＣＵ１０は、衝突回避支援制御部１１および車線走行支援制御部１２を備えている。本実施形態においては、衝突回避支援制御部１１および車線走行支援制御部１２を共通の運転支援ＥＣＵ１０内に設けているが、それらを独立したＥＣＵに分けて構成することもできる。衝突回避支援制御部１１および車線走行支援制御部１２は、相互に送受信可能に接続されている。運転支援ＥＣＵ１０における各制御部１１，１２の機能については後述する。
【００３５】
ブレーキＥＣＵ２０は、ブレーキアクチュエータ２１に接続されている。ブレーキアクチュエータ２１は、ブレーキペダルの踏力によって作動油を加圧するマスタシリンダ（図示略）と、左右前後輪に設けられる摩擦ブレーキ機構２２との間の油圧回路に設けられる。摩擦ブレーキ機構２２は、車輪に固定されるブレーキディスク２２ａと、車体に固定されるブレーキキャリパ２２ｂとを備え、ブレーキアクチュエータ２１から供給される作動油の油圧によってブレーキキャリパ２２ｂに内蔵されたホイールシリンダを作動させることによりブレーキパッドをブレーキディスク２２ａに押し付けて摩擦制動力を発生させる。
【００３６】
ブレーキアクチュエータ２１は、ブレーキキャリパ２２ｂに内蔵されたホイールシリンダに供給する油圧を調整する公知のアクチュエータであり、ブレーキＥＣＵ２０からの制御指令に応じた油圧をホイールシリンダに供給して左右前後輪に制動力を発生させる。
【００３７】
ステアリングＥＣＵ３０は、電動パワーステアリングシステムの制御装置であって、モータドライバ３１に接続されている。モータドライバ３１は、操舵用モータ３２に接続されている。操舵用モータ３２は、ステアリング機構（図示略）に組み込まれ、モータドライバ３１から供給された電力によってロータが回転し、このロータの回転によって左右の操舵輪を操舵する。ステアリングＥＣＵ３０は、通常時においては、ドライバーの操舵トルクを検出し、この操舵トルクに応じたアシストトルクを操舵用モータ３２で発生させるが、ドライバーがハンドル操作をしていないときに運転支援ＥＣＵ１０から送信される操舵制御指令値（後述する操舵トルク指令値Ｔｒ(n)）を受信した場合、その操舵制御指令値に従って操舵用モータ３２を駆動制御して操舵輪を操舵する。
【００３８】
警報ＥＣＵ４０は、ブザー４１および表示器４２に接続されている。警報ＥＣＵ４０は、運転支援ＥＣＵ１０からの指令にしたがってブザー４１を鳴動させてドライバーへの注意喚起を行うとともに、表示器４２により運転支援制御の作動状況を表示する。
【００３９】
次に、運転支援ＥＣＵ１０について説明する。本実施形態の運転支援装置は、衝突回避支援システムと車線走行支援システムとを備えている。運転支援ＥＣＵ１０における衝突回避支援制御部１１は、衝突回避支援システムの作動を制御するための制御量を演算する主要部となり、車線走行支援制御部１２は、車線走行支援システムの作動を制御するための制御量を演算する主要部となる。
【００４０】
衝突回避支援システムは、運転支援ＥＣＵ１０に設けられた衝突回避支援制御部１１、上記のセンサ１４，１５，１６，１７，１８、ブレーキＥＣＵ２０（ブレーキアクチュエータ２１、摩擦ブレーキ機構２２を含む）、ステアリングＥＣＵ３０（モータドライバ３１、操舵用モータ３２を含む）、および、警報ＥＣＵ４０（ブザー４１、表示器４２を含む）から構成される。
【００４１】
また、車線走行支援システムは、運転支援ＥＣＵ１０に設けられた車線走行支援制御部１２、上記のセンサ１４，１５，１６，１７，１８、操作スイッチ１９、ステアリングＥＣＵ３０（モータドライバ３１、操舵用モータ３２を含む）、警報ＥＣＵ４０（ブザー４１、表示器４２を含む）から構成される。
【００４２】
まず、衝突回避支援システムの中枢となる衝突回避支援制御部１１について説明する。
【００４３】
衝突回避支援制御部１１は、周囲センサ１４から送信された物標情報に基づいて、自車両がこれから走行する道路に関する情報を所定の演算周期で生成する。例えば、衝突回避支援制御部１１は、自車両の前端中央位置を原点とし、その原点から左右方向および前方に拡がった座標系を用いて、地面、立体物、白線の座標情報（位置情報）を生成する。これにより、衝突回避支援制御部１１は、左右の白線で区画される自車両の走行レーンの形状と、走行レーン内における自車両の位置および向きと、自車両に対する立体物の相対位置を把握する。
【００４４】
衝突回避支援制御部１１は、ヨーレートセンサ１６によって検出されるヨーレート、および、車速センサ１７によって検出される車速に基づいて、自車両の旋回半径を演算し、この旋回半径に基づいて自車両の軌道を演算する。衝突回避支援制御部１１は、立体物の位置の変化に基づいて、立体物が移動物であるのか静止物であるのかを判別し、移動物である場合には、立体物の軌道を演算する。例えば、立体物の前後方向（自車両の走行方向）の移動速度は、自車両の車速と、自車両と立体物との相対速度との関係から演算することができる。また、立体物の左右方向の移動速度は、周囲センサ１４によって検出される立体物の横端位置と白線との間の距離の変化量等から演算することができる。衝突回避支援制御部１１は、この立体物の前後方向と左右方向の移動速度に基づいて、立体物の軌道を演算する。あるいは、衝突回避支援制御部１１は、演算した自車両の軌道、および、周囲センサ１４によって検出される自車両と立体物との距離に基づいて、立体物の軌道を演算してもよい。
【００４５】
衝突回避支援制御部１１は、立体物の位置と自車両の軌道とに基づいて、自車両が現状の走行状態を維持して走行した場合に、自車両が立体物に衝突するか否かについて判定する。尚、立体物が移動物体の場合には、立体物の軌道を演算して、立体物の軌道と自車両の軌道とに基づいて衝突の有無を判定する。
【００４６】
衝突回避支援制御部１１は、判定結果に基づいて、自車両が立体物に衝突すると判定した場合に、その立体物を障害物であると認定する。衝突回避支援制御部１１は、障害物と自車両との距離Ｌと、自車両と障害物との相対速度Ｖｒとに基づいて、自車両が障害物に衝突するまでの予測時間（衝突するまでの残り時間）である衝突予測時間ＴＴＣを次式（１）によって演算する。
ＴＴＣ＝Ｌ／Ｖｒ  ・・・（１）
衝突回避支援制御部１１は、この衝突予測時間ＴＴＣが予め設定した衝突判定閾値ＴＴＣ０以下である場合に、自車両が障害物に衝突する可能性が高いと判定する。
【００４７】
衝突回避支援制御部１１は、自車両が障害物に衝突する可能性が高いと判定された場合に、自車両を減速させる目標減速度を演算する。例えば、障害物が停止している場合を例に挙げれば、現時点における、自車両の速度（＝相対速度）をＶ、自車両の減速度をａ、車両停止までの時間をｔとすれば、
自車両が停止するまでの走行距離Ｘは、次式（２）にて表すことができる。
Ｘ＝Ｖ・ｔ＋（１／２）・ａ・ｔ2  ・・・（２）
また、車両停止までの時間ｔは、次式（３）にて表すことができる。
ｔ＝−Ｖ／ａ  ・・・（３）
従って、（２）式に（３）式を代入することにより、自車両を走行距離Ｄで停止させるために必要となる減速度ａは、次式（４）にて表すことができる。
ａ＝−Ｖ2／２Ｄ  ・・・（４）
障害物に対して距離βだけ手前で車両を停止させるためには、この走行距離Ｄを、周囲センサ１４によって検出されている距離Ｌから距離βだけ引いた距離（Ｌ−β）に設定すればよい。尚、障害物が走行している場合には、障害物との相対速度、相対減速度を用いて減速度ａを計算すればよい。
【００４８】
衝突回避支援制御部１１は、このようにして演算した減速度ａを目標減速度に設定する。この場合、車両で発生できる減速度には限界があるため（例えば、−１Ｇ程度）、演算した目標減速度の絶対値が上限値ａmaxの絶対値よりも大きい場合には、目標減速度を予め設定された上限値ａmaxに設定する。衝突回避支援制御部１１は、目標減速度を表す衝突回避用制動指令をブレーキＥＣＵ２０に送信する。これにより、ブレーキＥＣＵ２０は、目標減速度に従って、ブレーキアクチュエータ２１を制御して車輪に摩擦制動力を発生させる。こうして自動ブレーキが働いて自車両が減速する。
【００４９】
尚、衝突回避支援制御部１１は、自動ブレーキを作動させる前段階で、警報ＥＣＵ４０に対して注意喚起指令を送信する。これにより、警報ＥＣＵ４０は、ブザー４１を鳴動させるとともに、表示器４２に所定のメッセージあるいはマーク等を表示して、ドライバーに注意喚起をする。
【００５０】
衝突回避支援制御部１１は、目標減速度の演算と並行して自車両が障害物との衝突を回避するためにとり得る回避目標軌道を所定の演算周期で演算する。例えば、衝突回避支援制御部１１は、図２に示すように、自車両Ｃが現在の走行状態を維持したまま走行したと仮定した場合に、自車両Ｃが通るとされる経路Ａを特定する。そして、衝突回避支援制御部１１は、自車両Ｃが現在の横加速度Ｇｙ０に、現在の自車両Ｃの速度において自車両Ｃ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Ｃ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Ｃ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Ｃが通ると予測される経路Ｂ２を特定する。
【００５１】
衝突回避支援制御部１１は、経路Ｂ１から経路Ｂ２までの範囲ＡＲ（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を回避軌道の候補として求める。衝突回避支援制御部１１は、この回避軌道の候補と障害物との干渉程度に基づいて、自車両Ｃが旋回することで障害物と干渉することなく衝突を回避し得る軌道であって、最も横加速度が小さい軌道を回避軌道として特定する。
【００５２】
衝突回避支援制御部１１は、上記の自動ブレーキを作動させても自車両が障害物に衝突すると判断した場合には、上記のように特定された回避軌道に沿って自車両を走行させるための目標ヨーレートを演算する。衝突回避支援制御部１１は、目標ヨーレートに基づいて、目標ヨーレートが得られる目標操舵トルクＴｒ１*を演算する。衝突回避支援制御部１１は、目標ヨーレートと実ヨーレート（ヨーレートセンサ１６の検出値）との偏差が大きくなるほど増加する目標操舵トルクＴｒ１*を設定したマップ（図示略）を予め記憶しており、このマップを参照して目標操舵トルクＴｒ１*を演算する。これらの演算は、所定の演算周期にて行われる。
【００５３】
衝突回避支援制御部１１は、目標操舵トルクＴｒ１*を演算すると、目標操舵トルクＴｒ１*に向かって増加する操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)を演算し、演算した操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)をステアリングＥＣＵ３０に送信する。ステアリングＥＣＵ３０は、操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)に従って、操舵用モータ３２が操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)の大きさの操舵トルクを発生するように、モータドライバ３１のスイッチング素子の制御により操舵用モータ３２への通電を制御する。こうして、操舵輪が操舵されることにより、自車両Ｃは、回避起動に沿って走行して障害物との衝突が回避される。
【００５４】
この操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)は、本発明の第１操舵制御指令値に相当する。また、操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)を演算する衝突回避支援制御部１１は、本発明の第１指令値演算手段に相当する。また、操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)に従って、操舵用モータ３２への通電を制御して操舵輪を操舵するテアリングＥＣＵ３０は、本発明の衝突回避制御手段に相当する。
【００５５】
衝突回避支援制御部１１は、第１演算特性に従って、操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)を演算する。この第１演算特性は、図３に示すように、操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)の上限値Ｔｒmax１、および、操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)を増加させる勾配Ｋ１を設定した情報であって、衝突回避支援制御部１１に記憶されている。操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)は、所定の演算周期にて演算されるが、その１演算周期（△ｔ）当たりにおける操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)の増加量は勾配Ｋ１に設定される。従って、１演算周期前の操舵トルク指令値をＴｒ１(n-1)で表すと、今回、演算される操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)は、次式（５）のように表すことができる。
Ｔｒ１(n)＝Ｔｒ１(n-1)＋Ｋ１・△ｔ  ・・・（５）
また、操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)は、上限値Ｔｒmax１を超えられないように上限値制限される。
【００５６】
従って、操舵による衝突回避要求が発生した場合(自動ブレーキだけでは衝突回避できないと判断される場合）には、操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)は、目標操舵トルクＴｒ１*に近づくように勾配Ｋ１で増加するように演算され、目標操舵トルクＴｒ１*に到達すれば、増加が停止される。また、操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)は、目標操舵トルクＴｒ１*が上限値Ｔｒmax１よりも大きい場合には、上限値Ｔｒmax１に到達した段階で、増加が停止される。尚、操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)を減少させる勾配については、勾配Ｋ１と絶対値が同一であってもよいし、別の値に定められていてもよい。
【００５７】
このように、衝突回避支援システムにおいては、自動ブレーキだけでは衝突回避できないと判断される場合には、自動操舵によって自車両の走行方向を変更させて、自車両が障害物に衝突することを回避するようにドライバーの運転を支援する。以下、衝突回避支援システムにより実施される制御を衝突回避支援制御と呼び、特に、衝突回避のために自動操舵を行う制御を衝突回避操舵制御と呼ぶ。
【００５８】
次に、車線走行支援システムの中枢となる車線走行支援制御部１２について説明する。車線走行支援制御部１２は、その機能として、車線維持支援機能と車線逸脱抑制機能とを備えている。車線維持支援機能とは、自車両の走行位置が目標走行ライン付近に維持されるように、操舵トルクをステアリング機構に付与してドライバーの操舵操作を支援する機能である。車線逸脱抑制機能とは、自車両が走行車線の外（左右白線の外）に逸脱しそうなときに、ブザー４１および表示器４２を使ってドライバーに注意を促すとともに、操舵トルクをステアリング機構に付与して自車両が走行車線から外に逸脱しないようにする機能である。これら操舵トルクは、電動パワーステアリングシステムが、ドライバーのハンドル操作時に、そのハンドル操作力に応じて発生させる操舵アシストトルクとは異なり、ドライバーのハンドル操作とは無関係に車線走行支援制御部１２からの指令によってステアリング機構に付与されるトルクを表す。
【００５９】
車線維持支援機能を働かせる制御を車線維持支援制御と呼び、車線逸脱抑制機能を働かせる制御を車線逸脱抑制制御と呼ぶ。車線維持支援制御と車線逸脱抑制制御とを合わせて、車線走行支援制御と総称する。尚、本実施形態においては、車線走行支援制御部１２は、車線維持支援制御と車線逸脱抑制制御との両方を実施可能に構成されているが、何れか一方のみを実施可能に構成されていてもよい。
【００６０】
車線走行支援制御部１２は、操作スイッチ１９によって設定されている制御モードを読み込み、この制御モードで指定される支援制御を実施する。車線走行支援制御部１２は、第１作動モードが設定されている場合には、車線維持支援制御と車線逸脱抑制制御とを実施し、第２作動モードが設定されている場合には、車線維持支援制御を実施せずに車線逸脱抑制制御のみを実施し、非作動モードが設定されている場合には、車線維持支援制御と車線逸脱抑制制御との何れも実施しない。
【００６１】
車線走行支援制御部１２は、周囲センサ１４から送信された物標情報に基づいて、左右の白線を認識するとともに、この左右の白線に基づいて、自車両を走行させる目標走行ラインを決定する。例えば、車線走行支援制御部１２は、図４に示すように、左白線ＬＬと右白線ＬＲとを検出し、この左右の白線の中央位置となる車線中央を目標走行ラインＬｄに決定する。また、車線走行支援制御部１２は、目標走行ラインＬｄのカーブ半径Ｒ、および、左白線ＬＬと右白線ＬＲとで区画される走行レーンにおける自車両の位置および向きを演算する。
【００６２】
車線走行支援制御部１２は、車線維持支援制御を実施する場合には、図５に示すように、自車両Ｃの前端中央位置と目標走行ラインＬｄとのあいだの道路幅方向の距離Ｄｃ（センター距離Ｄｃと呼ぶ）と、目標走行ラインＬｄの方向と自車両Ｃの進行方向とのずれ角θｙ（以下、ヨー角θｙと呼ぶ）とを演算する。また、車線走行支援制御部１２は、車線逸脱抑制制御を実施する場合には、図６に示すように、自車両Ｃの前端中央位置と、左白線ＬＬあるいは右白線ＬＲ（図の例では右白線）とのあいだの道路幅方向の距離Ｄｓ（サイド距離Ｄｓと呼ぶ）と、目標走行ラインＬｄの方向と自車両の進行方向とのずれ角であるヨー角θｙとを演算する。
【００６３】
目標走行ラインＬｄは、左白線ＬＬと右白線ＬＲとが検出されている状況においてのみ、その形状の演算が可能となる。従って、車線走行支援制御部１２は、第１作動モードが選択されている場合であって、かつ、左白線ＬＬと右白線ＬＲとが検出されている場合において、車線維持支援制御および車線逸脱抑制制御を実施し、白線ＬＬと右白線ＬＲとの何れか一方しか検出できていない場合には、検出できている白線ＬＬ（ＬＲ）を対象として車線逸脱抑制制御を実施する。
【００６４】
また、車線走行支援制御部１２は、第２作動モードが選択されている場合であって、かつ、左白線ＬＬと右白線ＬＲとが検出されている場合において、左白線ＬＬと右白線ＬＲとを対象として車線逸脱抑制制御を実施し、白線ＬＬと右白線ＬＲとの何れか一方しか検出できていない場合には、検出できている白線ＬＬ（ＬＲ）を対象として車線逸脱抑制制御を実施する。尚、車線維持支援制御と車線逸脱抑制制御とは同時に実施されないため、予め設定された条件にしたがって、相互に切り替わるようになっている。
【００６５】
車線走行支援制御部１２は、車線維持支援制御を実施する場合、センター距離Ｄｃとヨー角θｙと道路曲率ν（＝１／Ｒ）とに基づいて、次式（６）により、目標ヨーレートＹＲｃ*を所定の演算周期にて演算する。
ＹＲｃ*＝Ｋ１×Ｄｃ＋Ｋ２×θｙ＋Ｋ３×ν  ・・・（６）
ここで、Ｋ１、Ｋ２、および、Ｋ３は、それぞれ制御ゲインである。目標ヨーレートＹＲｃ*は、自車両が目標走行ラインＬｄに沿って走行できるように設定されるヨーレートである。センター距離Ｄｃおよびヨー角θｙは、自車両の車線からの逸脱度合を表す。
【００６６】
車線走行支援制御部１２は、車線逸脱抑制制御を実施する場合、サイド距離Ｄｓを所定の演算周期で検出し、サイド距離Ｄｓが逸脱判定閾値Ｄｓref未満になった場合に、次式（７）により、目標ヨーレートＹＲｓ*を所定の演算周期にて演算する。
ＹＲｓ*＝Ｋ４×Ｄｓ’＋Ｋ５×θｙ＋Ｋ６×ν  ・・・（７）
ここで、Ｋ４、Ｋ５、および、Ｋ６は、それぞれ制御ゲインである。目標ヨーレートＹＲｓ*は、自車両が白線から外側に逸脱しないように設定されるヨーレートである。また、Ｄｓ’は、サイド距離Ｄｓに対応して設定され、自車両が逸脱回避の対象となる白線よりも外側に位置する場合には、自車両が白線から外方向に離れるほど大きな値に設定され、自車両が逸脱回避の対象となる白線よりも内側に位置する場合には、自車両が白線よりも内側に位置するほど小さな値に設定される。例えば、自車両が逸脱回避の対象となる白線よりも外側に位置する場合のサイド距離Ｄｓを負の値で表わせば、逸脱判定閾値Ｄｓrefからサイド距離Ｄｓを減算した値をＤｓ’に設定すればよい（Ｄｓ’＝Ｄｓref−Ｄｓ）。このＤｓ’およびヨー角θｙは、自車両の車線からの逸脱度合を表す。
【００６７】
車線走行支援制御部１２は、この目標ヨーレートＹＲ*（ＹＲｃ*またはＹＲｓ*）に基づいて、目標ヨーレートＹＲ*が得られる目標操舵トルクＴｒ２*を所定の演算周期にて演算する。車線走行支援制御部１２は、目標ヨーレートＹＲ*と実ヨーレート（ヨーレートセンサ１６の検出値）との偏差が大きくなるほど増加する目標操舵トルクＴｒ２*を設定したマップ（図示略）を予め記憶しており、このマップを参照して目標操舵トルクＴｒ２*を演算する。
【００６８】
車線走行支援制御部１２は、目標操舵トルクＴｒ２*を演算すると、目標操舵トルクＴｒ２*に向かって増加する操舵トルク指令値Ｔｒ２(n)を演算し、演算した操舵トルク指令値Ｔｒ２(n)をステアリングＥＣＵ３０に送信する。ステアリングＥＣＵ３０は、操舵トルク指令値Ｔｒ２(n)に従って、操舵用モータ３２が操舵トルク指令値Ｔｒ２(n)の大きさの操舵トルクを発生するように、モータドライバ３１から操舵用モータ３２への通電を制御する。こうして、操舵輪が操舵されることにより、自車両Ｃは、目標走行ラインＬｄに沿って走行する（車線維持支援制御時）、あるいは、走行レーンの白線から外側に逸脱しないように走行する（車線逸脱抑制制御時）。
【００６９】
この操舵トルク指令値Ｔｒ２(n)は、本発明の第２操舵制御指令値に相当する。また、操舵トルク指令値Ｔｒ２(n)を演算する車線走行支援制御部１２は、本発明の第２指令値演算手段に相当する。また、操舵トルク指令値Ｔｒ２(n)に従って、操舵用モータ３２への通電を制御して操舵輪を操舵するテアリングＥＣＵ３０は、本発明の車線走行制御手段に相当する。
【００７０】
車線走行支援制御部１２は、第２演算特性に従って、操舵トルク指令値Ｔｒ２(n)を演算する。この第２演算特性は、図７の実線に示すように、操舵トルク指令値Ｔｒ２(n)の上限値Ｔｒmax２、および、操舵トルク指令値Ｔｒ２(n)を増加させる勾配Ｋ２を設定した情報であって、車線走行支援制御部１２および衝突回避支援制御部１１に記憶されている。操舵トルク指令値Ｔｒ２(n)は、所定の演算周期にて演算されるが、その１演算周期（△ｔ）当たりにおける操舵トルク指令値Ｔｒ２(n)の増加量は勾配Ｋ２に設定されている。従って、１演算周期前の操舵トルク指令値をＴｒ２(n-1)で表すと、今回、演算される操舵トルク指令値Ｔｒ２(n)は、次式（８）のように表すことができる。
Ｔｒ２(n)＝Ｔｒ２(n-1)＋Ｋ２・△ｔ  ・・・（８）
また、操舵トルク指令値Ｔｒ２(n)は、上限値Ｔｒmax２を超えられないように上限値制限される。
【００７１】
従って、操舵による車線維持要求あるいは車線逸脱抑制要求が発生した場合には、操舵トルク指令値Ｔｒ２(n)は、目標操舵トルクＴｒ２*に近づくように勾配Ｋ２で増加するように演算され、目標操舵トルクＴｒ２*に到達すれば、増加が停止される。また、操舵トルク指令値Ｔｒ２(n)は、目標操舵トルクＴｒ２*が上限値Ｔｒmax２よりも大きい場合には、上限値Ｔｒmax２に到達した段階で、増加が停止される。尚、操舵トルク指令値Ｔｒ２(n)を減少させる勾配については、勾配Ｋ２と絶対値が同一であってもよいし、別の値に定められていてもよい。
【００７２】
図７において、破線は、比較のために第１演算特性(図３で表される特性）を示したものである。この図からわかるように、第１演算特性にて設定される上限値Ｔｒmax１は、第２演算特性にて設定される上限値Ｔｒmax２よりも小さい値に設定され（Ｔｒmax１＜Ｔｒmax２）、第１演算特性にて設定される勾配Ｋ１は、第２演算特性にて設定される勾配Ｋ２よりも大きい値に設定されている（Ｋ１＞Ｋ２）。
【００７３】
尚、本実施形態においては、車線維持支援制御と車線逸脱抑制制御との両方において、共通の第２演算特性を用いて操舵トルク指令値Ｔｒ２(n)を演算するが、個々に独立した第２演算特性を用いて操舵トルク指令値Ｔｒ２(n)を演算してもよい。その場合であっても、第２演算特性と第１演算特性とにおける上限値の大小関係、および、勾配の大小関係については、上記（Ｔｒmax１＜Ｔｒmax２，Ｋ１＞Ｋ２）のように設定される。
【００７４】
また、車線走行支援制御部１２は、操舵トルク指令値Ｔｒ２(n)をステアリングＥＣＵ３０に送信する場合、同時に、警報ＥＣＵ４０に対して注意喚起指令を送信する。これにより、警報ＥＣＵ４０は、ブザー４１を鳴動させるとともに、表示器４２に所定のメッセージあるいはマーク等を表示して、ドライバーに注意喚起をする。
【００７５】
ここで、衝突回避操舵制御と車線走行支援制御とを行う場合とで、互いに異なる演算特性を用いて操舵指令トルクを演算する理由について説明する。運転支援装置が衝突回避支援システムと車線走行支援システムとを備えている場合には、両システム間において適正な関係をもって操舵制御量を設定する必要がある。
【００７６】
衝突回避支援システムの実施する衝突回避操舵制御は、自車両が障害物に衝突することを回避するように操舵輪を操舵させる制御であって、操舵動作（自動操舵と呼ぶ）の開始タイミングが早すぎると、自動操舵がドライバーのハンドル操作と干渉してしまう。例えば、ドライバーが障害物の存在に気が付いていて、障害物と自車両とが接近したときにハンドル操作をしようとしている状況において、自動操舵がハンドル操作よりも先に開始されてしまうことがある。こうした場合には、ドライバーに違和感を与えるおそれがある。従って、衝突回避操舵制御を実施する場合には、障害物と自車両とがかなり接近したタイミングで自動操舵を開始させるとよい。この場合には、素早く操舵輪を操舵させる必要があるため、操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)の勾配Ｋ１は、大きな値に設定するとよい。また、障害物の急な飛び出しに対処するためにも、操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)の勾配Ｋ１は、大きな値にする必要がある。
【００７７】
また、衝突回避操舵制御で自動操舵を行う場合には、衝突回避対象となる障害物だけではなく、進路変更によって、自車両の周囲に存在する別の車両等に対して走行の妨害とならないようにする必要がある。そうしたことを考慮した場合、最終的な操舵量は適切に制限する必要がある。そのため、操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)の上限値Ｔｒmax１は、小さめの値に設定するとよい。
【００７８】
一方、車線走行支援システムの実施する車線走行支援制御は、自車両が道路に沿って走行するように操舵輪を操舵する制御であって、自車両の目先の道路形状にとらわれずに、遠方まで延びる道路全体形状に基づいて実施されるとよい。従って、素早く操舵輪を操舵させる必要がない。また、車線走行支援制御は、衝突回避操舵制御と違って緊急時に行うものでは無く、急激に操舵輪を操舵させてしまうと反ってドライバーに違和感を与えやすい。このため、操舵トルク指令値Ｔｒ２(n)の勾配Ｋ２は、衝突回避操舵制御を実施する場合のような、大きな値に設定すべきではない。
【００７９】
また、車線走行支援制御を実施する場合には、素早く操舵輪を操舵させる必要はないが、道路形状（曲率半径）に合わせて、大きく操舵させる必要が生じる。このため、操舵トルク指令値Ｔｒ２(n)の上限値Ｔｒmax２は、大きめの値に設定するとよい。
【００８０】
こうしたことから、運転支援ＥＣＵ１０においては、第１演算特性と第２演算特性とにおける上限値の大小関係、および、勾配の大小関係が、上述したような関係（Ｔｒmax１＜Ｔｒmax２，Ｋ１＞Ｋ２）に設定されている。
【００８１】
次に、衝突回避支援制御部１１の実施する衝突回避支援制御について説明する。図８は、衝突回避支援制御部１１の実施する衝突回避支援制御ルーチンを表す。衝突回避支援制御ルーチンは、イグニッションスイッチがオンしている期間、所定の演算周期で繰り返し実施される。
【００８２】
衝突回避支援制御ルーチンが起動すると、衝突回避支援制御部１１は、ステップＳ１１において、周囲センサ１４により検出された自車両の前方の物標情報を取得する。続いて、衝突回避支援制御部１１は、ステップＳ１２において、物標情報に基づいて、走行レーン内における自車両の位置および向き、自車両に対する立体物の相対位置等に基づいて、障害物の有無を判定するとともに、障害物を回避するための回避スペース（回避目標軌道）を検出する。
【００８３】
続いて、衝突回避支援制御部１１は、ステップＳ１３において、自車両と障害物との衝突の可能性を衝突予測時間ＴＴＣを用いて判定する。衝突予測時間ＴＴＣが衝突判定閾値ＴＴＣ０よりも長い場合、つまり、自車両が障害物に衝突する可能性が高くないと判定された場合には、衝突回避支援制御部１１は、衝突回避支援制御ルーチンを一旦終了する。衝突回避支援制御部１１は、衝突回避支援制御ルーチンを所定の演算周期で実施する。
【００８４】
こうしたステップＳ１１〜Ｓ１３の処理が繰り返されるうちに、自車両の前方に障害物が検出され、その障害物に対する衝突予測時間ＴＴＣが衝突判定閾値ＴＴＣ０以下であることが検出されると（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、衝突回避支援制御部１１は、ステップＳ１４において、車線走行支援制御部１２に対して、車線走行支援制御の実施を禁止するためのキャンセル指令を送信する。車線走行支援制御部１２は、このキャンセル指令を受信すると車線走行支援制御を中断する。車線走行支援制御部１２は、このキャンセル指令を所定の演算周期で受信している間、車線走行支援制御を中断する。
【００８５】
続いて、衝突回避支援制御部１１は、ステップＳ１５において、ブレーキＥＣＵ２０に対して、衝突回避用の制動指令を送信して、左右前後輪に摩擦制動力を発生させる。この制動指令は、例えば、上記式（４）にて演算された減速度ａまたは上限値ａmaxを表す指令である。これにより、自動ブレーキが介入される。こうして、衝突回避支援制御部１１は、自車両が障害物に衝突することを回避できるようにドライバーを支援する。
【００８６】
続いて、衝突回避支援制御部１１は、ステップＳ１６において、自動操舵の介入による衝突回避の必要性を表す操舵介入作動判定を行う。この場合、自動ブレーキによる制動のみでは自車両を障害物の手前で停止させることができない状況であり、かつ、走行レーン内に障害物を回避するための回避スペース（回避目標軌道）が存在しているという２つの条件が成立する場合に、「Ｙｅｓ」と判定される。例えば、現時点における、自車両の減速度、障害物に対する自車両の相対速度、および、自車両と障害物との距離に基づいて、自動ブレーキによる制動のみでは自車両を障害物の手前で停止させることができないか否かを判断することができる。
【００８７】
衝突回避支援制御部１１は、操舵介入作動判定が「Ｎｏ」である場合（Ｓ１６：Ｎｏ）、衝突回避支援制御ルーチンを一旦終了する。そして、所定の演算周期で上述した処理を繰り返す。この場合は、自動ブレーキのみによって、自車両と障害物との衝突回避支援が行われる。
【００８８】
一方、操舵介入作動判定が「Ｙｅｓ」である場合、衝突回避支援制御部１１は、ステップＳ１７において、自車両が障害物と衝突しないように、自車両を回避軌道に沿って走行させるための目標操舵トルクＴｒ１*を演算する。
【００８９】
続いて、衝突回避支援制御部１１は、ステップＳ１８において、操作スイッチ１９の設定状態を読み込み、車線走行支援制御における制御モードが作動モードに設定されているか否か、つまり、車線走行支援制御部１２によって車線維持支援制御と車線逸脱抑制制御とが実施される第１作動モード、あるいは、車線逸脱抑制制御のみが実施される第２作動モードに設定されているか否かについて判断する。この場合、衝突回避支援制御部１１は、操作スイッチ１９の設定状態の読み込みに代えて、車線走行支援制御部１２から制御モードを表す信号を読み込むようにしてもよい。
【００９０】
車線走行支援制御における制御モードが非作動モードに設定されている場合（Ｓ１８：Ｎｏ）、衝突回避支援制御部１１は、ステップＳ１９において、第１演算特性を用いて操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)を演算する。従って、衝突回避支援制御部１１は、勾配Ｋ１および上限値Ｔｒmax１に基づいて、目標操舵トルクＴｒ１*に近づくように増加する操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)を演算する。
【００９１】
一方、車線走行支援制御における制御モードが作動モードに設定されている場合（Ｓ１８：Ｙｅｓ）、衝突回避支援制御部１１は、ステップＳ２０において、第１演算特性と第２演算特性との両方を用いて、目標操舵トルクＴｒ１*に近づくように増加する２通りの操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)を演算する。ここでは、第１演算特性を用いて演算される操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)を操舵トルク指令値Ｔｒ１１(n)と呼び、第２演算特性を用いて演算される操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)を操舵トルク指令値Ｔｒ１２(n)と呼ぶ。従って、操舵トルク指令値Ｔｒ１１(n)は、勾配Ｋ１および上限値Ｔｒmax１に基づいて、目標操舵トルクＴｒ１*に近づくように増加する操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)を演算した値であり、操舵トルク指令値Ｔｒ１２(n)は、勾配Ｋ２および上限値Ｔｒmax２に基づいて、目標操舵トルクＴｒ１*に近づくように増加する操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)を演算した値である。
【００９２】
続いて、衝突回避支援制御部１１は、ステップＳ２１において、操舵トルク指令値Ｔｒ１１(n)と操舵トルク指令値Ｔｒ１２(n)とのうちで、大きなほうの値を、操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)に設定する。
Ｔｒ１(n)＝ＭＡＸ（Ｔｒ１１(n)，Ｔｒ１２(n)）
ここで、ＭＡＸ（ａ，ｂ）は、カッコ内に記載された２つのパラメータａ，ｂから、大きいほうの値を選択する関数である。
尚、本明細書においては、操舵トルクなど、操舵方向を正負によって識別するパラメータの大きさを比較する場合には、絶対値を用いる。
【００９３】
衝突回避支援制御部１１は、ステップＳ１９あるいはステップＳ２１において操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)を演算すると、続く、ステップＳ２２において、操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)をステアリングＥＣＵ３０に送信して本ルーチンを一旦終了する。衝突回避支援制御部１１は、こうした処理を所定の演算周期にて繰り返し実施する。これにより、自車両が障害物に衝突することが回避されるように自動操舵が働いて、ドライバーの運転が支援される。尚、衝突回避支援制御部１１は、衝突回避用の動作を開始した場合、自車両が停止するまでは、車線走行支援制御部１２に対してキャンセル指令の送信を継続する。
【００９４】
ここで、車線走行支援システムにおける制御モードが作動モードに設定されている場合には、衝突回避支援制御部１１が、第１演算特性と第２演算特性との両方を用いて、操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)を演算する理由について説明する。
【００９５】
ここでは、衝突回避支援制御部１１が、第１演算特性のみに基づいて操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)を演算すると仮定する。例えば、図９に示すように、自車両Ｃがカーブにさしかかる手前で、衝突回避支援制御部１１が障害物ＯＢ１を検出し、この障害物ＯＢ１との衝突を回避するように自動操舵を実施したケースを考える。このケースでは、自動操舵により自車両Ｃと障害物ＯＢ１との衝突は回避できる。このとき、操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)は、上限値Ｔｒmax１によって制限される。
【００９６】
自車両Ｃは、障害物ＯＢ１との衝突を回避した後、カーブに進入する。この場合、本来なら（障害物ＯＢ１が存在しなかったなら）、車線走行支援システムが作動して、操舵トルク指令値を上限値Ｔｒmax２まで増加させることができるが、車線走行支援システムは、衝突回避支援制御部１１による衝突回避支援制御の開始とともに送信されるキャンセル信号によって、その動作が禁止されている。従って、運転支援ＥＣＵ１０は、上限値Ｔｒmax１よりも大きな操舵トルク指令値を演算することができない。このため、車線走行支援システムが作動していれば衝突回避できたはずの障害物ＯＢ２と衝突してしまう可能性がある。
【００９７】
こうした理由から、衝突回避支援制御部１１は、車線走行支援システムにおける制御モードが作動モードに設定されている場合には、第１演算特性と第２演算特性との両方を用いて２通りの操舵トルク指令値Ｔｒ１１(n)，Ｔｒ１２(n)を演算し、そのうちの大きいほうの値を操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)として採用する。従って、上述したケース（図９）のように、衝突回避支援制御の途中から、大きな操舵トルクが必要となった場合には、図１０の太線にて示すように、操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)を増加させることができる。この結果、この衝突回避支援制御ルーチンによれば障害物ＯＢ２との衝突を回避することができる。
【００９８】
この場合、操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)の上限値は、自動操舵の開始直後から第２上限値に切り替わるわけではない。このため、図１０に示すように、操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)は、上限値Ｔｒmax１に到達したのち、所定時間ｔ経過するまでは、上限値Ｔｒmax１に維持される。従って、衝突回避支援システムによって、最終的には大きな操舵制御量が得られるものの、操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)が上限値Ｔｒmax２に到達するまでの時間が確保される。これにより、操舵回避対象物とは別の周辺車両のドライバー等に対して、自車両の進路変更に対する衝突回避操作を行うための時間余裕を与えることができる。
【００９９】
以上説明した本実施形態の運転支援装置によれば以下の効果を奏する。
１．衝突回避支援システムによって操舵を行う場合には、車線走行支援システムによって操舵を行う場合に比べて、素早く操舵制御量を増加させることができ、かつ、最終的な操舵制御量が大きくならないように制限することができる。これにより、障害物の急な飛び出し等に対して、応答性良く衝突回避を行うことができる。また、自動操舵とドライバーのハンドル操作との干渉が生じにくくなり、ドライバーにできるだけ違和感を与えないようにすることができる。また、衝突回避対象物とは別の車両等に対して、できるだけ走行の妨害とならないようにすることができる。
【０１００】
２．車線走行支援システムによって操舵を行う場合には、衝突回避支援システムによって操舵を行う場合に比べて、時間をかけて操舵制御量を増加させることができ、かつ、最終的な操舵制御量を大きくすることができる。これにより、ドライバーにできるだけ違和感を与えないようにすることができる。また、道路形状に合わせて適切に自車両を走行させることができる。
【０１０１】
３．衝突回避支援システムよって操舵輪を操舵する場合には、車線走行支援システムによる操舵輪の操舵制御が禁止される。従って、自車両が障害物と衝突する可能性が高い場合には、衝突回避支援システムによる操舵制御が優先される。これにより、ドライバーは、衝突回避支援を適切に受けられる。
【０１０２】
４．車線走行支援システムの制御モードが作動モードに設定されている状況で、衝突回避操舵制御を実施する場合には、第１演算特性と第２演算特性との両方を用いて２通りの操舵トルク指令値Ｔｒ１１(n)，Ｔｒ１２(n)が演算され、そのうちの、大きいほうの値が操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)として採用される。このため、車線走行支援システムが仮に機能していれば実現できた操舵制御量が得られる。従って、衝突回避能力を向上させることができる。
【０１０３】
以上、本実施形態に係る運転支援装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【０１０４】
例えば、本実施形態においては、運転支援ＥＣＵ１０が操舵輪を操舵するための制御量として操舵トルク（目標操舵トルク、および、操舵トルク指令値）を演算するが、操舵トルクに代えて操舵角（目標操舵角、および、操舵角指令値）を演算してもよい。この場合でも、操舵角指令値を設定する特性は、図３の縦軸を操舵角指令値とした第１演算特性、および、図７の縦軸を操舵角指令値とした第２演算特性とすればよい。
【０１０５】
また、本実施形態においては、車線走行支援システムにおける制御モードが作動モードに設定されている場合には、衝突回避支援制御部１１が、第１演算特性と第２演算特性との両方を用いて２通りの操舵トルク指令値Ｔｒ１１(n)，Ｔｒ１２(n)を演算し、そのうちの、大きいほうの値を操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)として採用する。しかし、衝突回避支援制御部１１は、必ずしも、そのように演算する必要はなく、車線走行支援システムにおける制御モードに関係なく、常に、第１演算特性に従って操舵トルク指令値を演算してもよい。その場合であっても、衝突回避支援システムが操舵輪の操舵制御を行う場合には、車線走行支援システムによる操舵輪の操舵制御を禁止するとよい。
【０１０６】
また、例えば、車線走行支援システムにおける制御モードに関係なく、衝突回避支援システムが操舵輪の操舵制御を行う場合には、車線走行支援システムによる操舵輪の操舵制御を禁止した状態で、第１演算特性と第２演算特性との両方を用いて演算した２通りの操舵トルク指令値Ｔｒ１１(n)，Ｔｒ１２(n)のうちの、大きいほうの値を操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)として採用するようにしてもよい。また、車線走行支援システムにおける制御モードを選択する手段を備えていない運転支援装置において、上記のように、衝突回避支援システムが操舵輪の操舵制御を行う場合には、車線走行支援システムによる操舵輪の操舵制御を禁止した状態で、第１演算特性と第２演算特性との両方を用いて演算した２通りの操舵トルク指令値Ｔｒ１１(n)，Ｔｒ１２(n)のうちの、大きいほうの値を操舵トルク指令値Ｔｒ１(n)として採用するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１０７】
１０…運転支援ＥＣＵ、１１…衝突回避支援制御部、１２…車線走行支援制御部、１４…周囲センサ、１５…操舵角センサ、１６…ヨーレートセンサ、１７…車速センサ、１８…加速度センサ、１９…操作スイッチ、２０…ブレーキＥＣＵ、２１…ブレーキアクチュエータ、２２…摩擦ブレーキ機構、３０…ステアリングＥＣＵ、４０…警報ＥＣＵ、Ｔｒ１(n)，Ｔｒ２(n)…操舵トルク指令値、Ｔｒ１*，Ｔｒ２*…目標操舵トルク、Ｋ１，Ｋ２…勾配、Ｔｒmax１，Ｔｒmax２…上限値、Ｃ…自車両。
【図１】
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【図２】
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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８】
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【図９】
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【図１０】
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