(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の運動状態を取得する自車両状態取得手段と、
自車両の進行方向前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、
障害物検出手段が検出した障害物が所定時間以内に自車両との接触の可能性がある障害物か否かを判定する障害物判定手段と、
障害物回避のために運転者が操舵操作を行ったか否かを推定する回避操作推定手段と、
上記障害物判定手段が接触の危険がある障害物と判定したときに、上記回避操作推定手段が障害物回避のための運転の操舵操作が行われていないと推定すると、上記障害物との接触回避に有利な回避方向を決定し、更に、自車走行路に設定した許容する横移動量の範囲で、その有利な回避方向へ自車両を誘導するための自車両誘導量を算出する自車両誘導量算出手段と、
上記自車両誘導量算出手段が算出した自車両誘導量を実現するための自車両誘導制御手段と、
を有し、
上記自車両誘導制御手段は、運転者の回避目的の操舵操作を検出した場合に、自車走行路から逸脱した回避を行う必要があると判断したときは、自車走行路外に許容する横移動量の範囲を広げ、運転者の操舵操作をアシストするような誘導量を算出することを特徴とする車両用運転支援装置。
【請求項２】
自車両前方の道路境界情報を取得する道路情報検出手段を備え、
上記自車両誘導量算出手段は、
上記道路情報検出手段が取得した自車両前方の道路境界情報に基づき、上記許容する横移動量の範囲を設定することを特徴とする請求項１に記載した車両用運転支援装置。
【請求項３】
上記自車両誘導量算出手段は、
上記自車両状態取得手段から得た自車両の動き予測、及び上記前方障害物検出手段から得た障害物の動き予測の少なくとも一方に基づき、上記有利な回避方向、及び上記自車両誘導量を算出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した車両用運転支援装置。
【請求項４】
上記自車両誘導制御手段は、
操舵制御が可能な操舵機構及び制駆動制御が可能な制駆動機構の少なくとも一方を使用して、上記自車両誘導量を実現することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載した車両用運転支援装置。
【請求項５】
運転者に危険を報知するための警報手段を備え、
上記自車両誘導量算出手段は、
障害物回避には、自車走行路から逸脱した回避誘導を行う必要があると判断したときには、上記警報手段を介して警報を行うことで運転者に将来の危険を報知することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載した車両用運転支援装置。
【請求項６】
運転者による自車走行路を逸脱するような操舵操作を、上記運転者の回避目的の操舵操作とすることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載した車両用運転支援装置。
【請求項７】
自車両の進行方向前方に存在する障害物を検出し、その障害物が所定時間以内に自車両との接触の可能性がある障害物と判定すると、障害物回避のための運転操作の有無に関係なく、上記障害物との接触回避に有利な回避方向を決定し、自車走行路に設定した許容する横移動量の範囲で、その有利な回避方向へ自車両を誘導するように、車輪を転舵若しくは制駆動力を制御し、
運転者の回避目的の操舵操作を検出した場合に、自車走行路から逸脱した回避を行う必要があると判断したときは、自車走行路外に許容する横移動量の範囲を広げ、運転者の操舵操作をアシストするような誘導量を算出することを特徴とする車両用運転支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、障害物との接触を回避するように自車両を誘導する運転支援を行うための車両用運転支援に関する。
【背景技術】
【０００２】
障害物との接触の回避を目的とした、従来の車両用運転支援装置としては、例えば特許文献１に記載する技術がある。
この特許文献１に記載のような従来技術では、自車両前方の障害物を回避するために、運転者が操舵操作を行ったことを検知したときに、障害物回避のためのヨーモーメントを発生するように自車両を制御する。これによって、自車両が、障害物と衝突することを回避する。
【特許文献１】特開２００７−２２２３２号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のような、障害物との衝突回避のための車両用運転支援は、自車両が障害物に衝突するおそれがあるほど近づいて、衝突回避のために運転者が回避操舵を行ったときに実施する。つまり緊急度が高い状態となって、初めて運転支援を行うことになる。
このため、運転者が回避操舵を行う場合における、自車両の挙動が大きくなるおそれある。また、運転者による障害物を回避するための操作を契機にして運転支援を行うため、運転者による障害物を回避するための操舵操作の負担が軽減しないおそれがある。
本発明は、上記のような点に着目したもので、運転者による障害物回避のための運転操作の負担を軽減可能な車両用運転支援を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明は、運転者が実際に回避操作を行う前に、自車両の進行方向前方に存在する障害物が所定時間以内に自車両との接触の可能性があると判定すると、上記障害物との接触回避に有利な回避方向を決定し、自車走行路に設定する許容する横移動量の範囲で、その有利な回避方向へ自車両を誘導する。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、運転者が実際に回避操作を行う前に、障害物回避に有利な方向へ自車両を事前に誘導することが可能となる。この結果、障害物と接近して接触の危険度が高まり、運転者が実際に回避の操舵操作をおこなう際には、あらかじめ回避しやすい状態に、自車両が誘導されている。したがって、運転者による回避操作の負担軽減が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
（第１実施形態）
次に、本発明の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態の車両用運転支援装置を装備した車両の装置構成の概要図である。
（構成）
この車両の例では、図１に示すように、車輪として左右前輪と左右後輪の計４輪１ＦＲ〜１ＲＬを備える。そして、この車両は、内燃機関の出力を前輪に伝達する前輪駆動形式であり、且つ、前輪が操舵輪の場合の例である。そして、操舵システムが、前輪の操舵量を制御する。もっとも、他の車両システムであっても構わない。
【０００７】
操舵システムは、ステアアクチュエータ２を備える。ステアアクチュエータ２は、油圧または電動パワーステアリングを駆動部として備え、外部信号に基づいて操舵輪に付加するステアトルクを制御する。
また、自車両ＳＭには、次のような種々のセンサを装備する。そのセンサは、ステレオカメラ３、加速度センサ４、ヨーレートセンサ５、操舵角センサ６、車輪速センサ７ＦＲ〜７ＲＬである。これらのセンサ３〜７は、検出情報を回避誘導コントローラ９に出力する。
【０００８】
ステレオカメラ３は、車両室内前方に設ける。ステレオカメラ３は、自車両ＳＭ前方の障害物ＳＢや自車両ＳＭ前方の道路環境を撮像することで、自車両ＳＭ前方の情報を検出する。ここで、ステレオ構成とすることで、検出物との相対距離を検出することができる。また、白線等の道路境界に関する特徴を画像処理によって抽出することで、自車走行路の境界情報や、自車走行路以外も含めた自車両ＳＭ前方の道路境界情報を取得できる。
【０００９】
加速度センサ４は、車両に発生する特定方向の加速度を検出する。加速度センサ４は、例えば圧電素子等を使用したデバイスで構成する。例えば、車体の縦方向と横方向に発生する加速度を検出する。そして、検出した加速度信号を所定時間間隔で積分することで、車体縦方向と横方向の速度も検出可能である。
ヨーレートセンサ５は、車両重心に発生するヨー方向のレート信号を検出する。ヨーレートセンサ５は、例えば水晶振動子や半導体等を用いた公知デバイスで構成する。
車輪速センサ７ＦＲ〜７ＲＬは、各輪の回転数を検出する。回転数の検出は、各輪のホイール回転に応じて発生するパルス信号によって行う。
【００１０】
操舵角センサ６は、操舵の回転角度を検出する。例えば、ラック−ピニオン方式で構成した前輪操舵機構のピニオン側にエンコーダを設置し、そのエンコーダによって操舵の回転角度を検出する。
ブザー８を備える。ブザー８は、回避誘導コントローラ９からの信号に基づいて、警報のための音を発生する装置である。
回避誘導コントローラ９は、マイクロプロセッサからなる。そのマイクロプロセッサは、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る。そして、メモリに格納されたプログラムに従い、各種センサで検出した信号の情報を基に、転舵量を演算してステアアクチュエータ２に出力する。
【００１１】
次に、回避誘導コントローラ９について、さらに説明する。
回避誘導コントローラ９は、図２に示すように、自車両運動状態取得手段９Ａ、車両前方情報取得手段９Ｂ、回避判定手段９Ｃ、回避操作推定手段９Ｄ、自車両誘導量算出手段９Ｅ、自車両誘導制御指令出力手段９Ｆ、障害物回避制御手段９Ｇ、及び緊急停止制御手段９Ｈを備える。
自車両運動状態取得手段９Ａは、加速度センサ４、ヨーレートセンサ５、車輪速センサ７ＦＲ〜７ＲＬ、操舵角センサ６からの検出信号を入力する。そして、自車両運動状態取得手段９Ａは、それらの検出信号を統合的に処理することで、自車両ＳＭの運動状態を表す情報を取得する。すなわち、自車両ＳＭの運動状態を検出する。
【００１２】
車両前方情報取得手段９Ｂは、ステレオカメラ３が撮像したイメージ情報を画像処理する。すなわち、車両前方情報取得手段９Ｂは、画像処理によって抽出した情報によって、白線や縁石などの道路境界、及び障害物ＳＢを検出する。そして、自車両ＳＭ前方の障害物ＳＢの運動状態を表す情報や道路境界の情報を取得する。また、自車両ＳＭ前方の障害物ＳＢ等までの距離も検出する。
【００１３】
回避判定手段９Ｃは、上記自車両運動状態取得手段９Ａ及び車両前方情報取得手段９Ｂの取得情報に基づき、検出した前方障害物ＳＢと所定時間以内（例えば５秒以内）に接触する可能性があるか否かを判定する。即ち、自車両運動状態取得手段９Ａで取得した自車両ＳＭの運動状態（進行方向など）からの自車両ＳＭの動き予測、及び車両前方情報取得手段９Ｂが取得した障害物ＳＢの動き予測を行って、所定時間以内に接触の可否を判定する。なお、上記自車両ＳＭの動き予測、又は上記障害物ＳＢの動き予測の一方に基づき接触の可否を判定しても良い。即ち、例えば、障害物ＳＢは停止とみなしたり、所定の一定速度で移動とみなしたりして判定しても良い。また、自車両ＳＭが一定速度で直進移動するなどとみなして判定しても良い。
【００１４】
回避操作推定手段９Ｄは、障害物ＳＢの回避のための運転操作が行われたか否かを推定する。例えば、障害物ＳＢを検知後に所定以上の操舵操作があった場合に、障害物ＳＢ回避のための運転操作が行われたと推定する。
自車両誘導量算出手段９Ｅは、上記回避判定手段９Ｃが接触の危険がある障害物ＳＢと判定したときに作動する。その自車両誘導量算出手段９Ｅは、図３に示すように、回避方向判定手段９Ｅａと、自車両制御量算出手段９Ｅｂと、警報信号出力手段９Ｅｃとを備える。
【００１５】
回避方向判定手段９Ｅａは、道路境界内で、上記障害物ＳＢとの接触回避に有利な回避方向を決定する。
自車両制御量算出手段９Ｅｂは、走行路内に設定した許容する横移動量の範囲で、その有利な回避方向へ自車両ＳＭを誘導するための自車両誘導量を算出する。
ここで、許容する横移動量の範囲内は、自車走行路そのものであっても良い。又は、自車走行路から所定閾値だけ内側の範囲であっても良い。又は、自車両ＳＭを基準として、自車両ＳＭの横幅から所定範囲だけ左右にはみだした範囲としても良い。
【００１６】
警報信号出力手段９Ｅｃは、自車走行路外に誘導する必要があるときに、ブザー８に信号を伝達し、音で運転者に危険を知らせる。
また、自車両誘導制御指令出力手段９Ｆは、自車両制動量算出手段９Ｅｂが自車両誘導量を実現するための指令を演算して、ステアアクチュエータ２に出力する。
また、上記回避誘導コントローラ９は、他の制駆動制御手段として、操舵検出時の障害物ＳＢ回避制御手段、及び緊急停止制御手段を備える。
【００１７】
次に、上記回避誘導コントローラ９の処理における、本件の車両用運転支援に関わる部分の処理を、図４を参照して説明する。
ここで、各処理の内容を分かり易くするために、一例として、図５に示すような場面を想定する。この図５に示す場面は、片側１車線の直線道路上を自車両ＳＭが走行しており、自車両ＳＭ走行車線（自車走行路）の前方の路肩に、障害物ＳＢとしての停止車両が存在する場面である。すなわち、自車両ＳＭに対して停止車両が左側にいる場合を例示している。
【００１８】
回避誘導コントローラ９の処理は、所定サンプリング周期で作動する。
まずステップＳ１００で、ステレオカメラ３からのカメラ画像の取り込みや、各センサによる検出信号の読み込みを行う。そして、これらの処理結果を、マイクロプロセッサ内のメモリ上に格納する。
そして、運動状態の記述を行うために、カメラで撮像したイメージ画像から、座標系を確定する。更に、自車両ＳＭ、前方障害物ＳＢ、および道路境界の情報を、統一された座標値に対応付ける。
【００１９】
本実施形態では、座標系として、図５に示すように、道路の進行方向をＸ軸、そのＸ軸と垂直な方向をＹ軸に設定する。なお、Ｘ軸を中央線に合わせる必要は無い。このように設定した座標上に対し、自車両ＳＭ重心点の位置情報を（Ｘｖ、Ｙｖ）として、及び障害物ＳＢ後部中心の位置情報を（Ｘｂ、Ｙｂ）として対応付ける。また、道路境界のＹ座標を左右それぞれＹＬ、ＹＲと、そして中央線のＹ座標をＹＣと表記する。
【００２０】
また、このように確定した座標系における、自車両ＳＭ及び障害物ＳＢの移動速度を算出する。
図５の例では、自車両ＳＭはＸ軸方向に進行しているため、自車速度は、車輪速センサの検出信号に基づき、（Ｖｖｘ、Ｖｖｙ）＝（Ｖｖ、０）と記載できる。また、障害物ＳＢは停止しているため、障害物ＳＢ速度は、前回取得した障害物位置情報との差分によって、（Ｖｂｘ、Ｖｂｙ）＝（０，０）と表記できる。
【００２１】
次に、ステップＳ２００では、ステップＳ１００で設定した座標情報を基に、現時刻から所定時間将来までの間に、自車両ＳＭが障害物ＳＢと接触する可能性の有無を判別する。自車両ＳＭが障害物ＳＢと接触する可能性があると判定した場合にはステップＳ３００に移行する。一方、自車両ＳＭが障害物ＳＢと接触する可能性が無いと判定した場合には、復帰する。
ステップＳ３００では、運転者が回避目的の操舵操作を行っているかの判定を行う。ここで、ステップＳ３００に移行する状態は、自車両ＳＭが障害物ＳＢに接触する可能性がある状態である。したがって、運転者の所定以上の操舵操作は、回避目的の操舵操作と推定することが可能である。
【００２２】
上記回避目的の操舵操作の判定は、例えば次のように行う。
即ち、操舵角センサ６から取得した現時点での操舵角信号と、前回取得した操舵角信号の差分Δδstrを算出する。そして、下記（１）式のように、差分Δδstrの絶対値と、閾値ΔδTHとを比較する。
｜Δδstr｜  ＜  ΔδTH      ・・・・（１）
そして、差分Δδstrの絶対値が閾値ΔδTH未満であれば、運転者は前方障害物ＳＢを回避しようとしていないと判定して、ステップＳ４００へと進む。一方、差分Δδstrの絶対値が閾値ΔδTH以上であれば、運転者は前方障害物ＳＢを回避する意思があり、運転者が回避方向を決定していると判定して、他の回避制御（操舵検出時の障害物ＳＢ回避制御手段９Ｇ）へ移行する。この他の回避制御手段９Ｇは、例えば前述の従来技術のような制御や、障害物ＳＢとの接触予想時間に応じて、回避のための操舵制御や、自動ブレーキをかける回避制御である。
【００２３】
ここで、上記障害物ＳＢ回避の操舵か否かの判定において、差分Δδstrを使用する代わりに、現時点での操舵角δstrの大きさに基づいて判定しても良い。また、操舵角δstrでの判定と、差分Δδstrでの判定とを組み合わせて判定しても良い。また、自車両ＳＭの速度に応じて上記閾値ΔδTHを変更しても良い。または操舵速度などによって判定しても良い。
次に、ステップＳ４００では、障害物ＳＢを回避するのに有利な回避方向を判定する。
すなわち、障害物ＳＢを右方向に回避する場合と左方向に回避する場合とを考え、どちら方向に回避するほうが、回避時の余裕が大きいかを判定する。
【００２４】
次に、ステップＳ５００では、ステップＳ４００で決定した有利な回避方向に自車両ＳＭを誘導するための操舵誘導量を決定する。
次に、ステップＳ６００では、その操舵誘導量に応じた指令値をステアアクチュエータ２に出力する。その後、復帰する。
次に、上記ステップＳ２００の処理に対応する、自車両ＳＭが障害物ＳＢと接触する可能性の有無判定処理（回避判定手段９Ｃ）の例を、図６を参照しつつ説明する。
本実施形態では、現時刻（ｔ＝０）からＴｃｊ秒先までの間に接触の危険があるか否かを判定する。図６と図７を用いて示す。
【００２５】
まず、ステップＳ２１０にて、現時刻（ｔ＝０）における自車両位置（Ｘｖ、Ｙｖ）と、予めメモリ内に格納してある自車両ＳＭの大きさとから、自車両ＳＭ四隅の位置情報（自車両ＳＭ領域の情報）を算出する。また、障害物位置（Ｘｂ、Ｙｂ）と、カメラ画像の情報から推測される障害物ＳＢの大きさとから、障害物ＳＢ四隅の位置情報（障害物ＳＢ領域の情報）を算出する。そして、これら情報から、ステップＳ１００で確定した座標系における、自車両ＳＭ領域と障害物ＳＢ領域と算出する。
【００２６】
ここで、自車両ＳＭの車体の左前を（Ｘv1、Ｙv1）、右前を（Ｘv2，Ｙv2）、左後を（Ｘv3，Ｙv3）、右後を（Ｘv4，Ｙv4）と表記する。また、障害物ＳＢの左前を（Ｘb1，Ｙb1）、右前を（Ｘb2，Ｙb2）、左後を（Ｘb3，Ｙb3）、右後を（Ｘb4，Ｙb4）と表記する。
なお、以降の説明において、自車両ＳＭもしくは障害物ＳＢの座標を表す変数の添え字に関して、１の場合は左前、２の場合は右前、３の場合は左後、４の場合は右後とする。
これらの座標は、以下の（２）〜（５）式のように表記できる。但し、自車両ＳＭ重心からフロント側面までの長さをｄｖxf、自車両ＳＭ重心からリア側面までの長さをｄｖxr、自車両ＳＭ横幅をｄｖy、障害物ＳＢの縦幅をｄｂx、障害物ＳＢの横幅をｄｂyとする。
【００２７】
【数１】
0005315798.tif 000002
【００２８】
そして、この（２）〜（５）式で表すことができる現時刻（ｔ＝０）における各位置情報に基づき、自車両ＳＭ領域Ｓｖ（０）と障害物ＳＢ領域Ｓｂ（０）とを特定する。本実施形態においては、この場合の領域は、４隅の中のエリアを指す。
次に、ステップＳ２２０では、下記（６）式に示すように、現時刻から時刻ｔ秒時に、自車両ＳＭ領域Ｓｖ（ｔ）と障害物ＳＢ領域Ｓｂ（ｔ）が重なる領域が存在するか否かを判定する。
【００２９】
【数２】
0005315798.tif 000003
【００３０】
（６）式が真であれば、つまり重なる領域があれば、ｔ秒後に自車両ＳＭと障害物ＳＢが接触する危険があると判断してステップＳ３００へと移行する。一方、（６）式が偽であれば、ｔ秒後までには接触の危険は低いと判断しステップＳ２３０へ移行する。
ステップＳ２３０では、まず下記（７）式のように、時刻ｔをｔｃｊ秒だけ進める。
ｔ  ←  ｔ  ＋ｔｃｊ      ・・・・（７）
続いて、下記（８）式のように、時刻ｔの値がＴｃｊを超えるか否かを判定する。
ｔ  ＜  Ｔｃｊ            ・・・・（８）
時刻ｔの値がＴｃｊ未満であれば、引き続き将来の危険予測を行うために、ステップＳ２４０に移行する。
【００３１】
一方、時刻ｔの値がＴｃｊ以上であれば、現時刻（ｔ＝０）から所定時間Ｔｃｊまでの間に障害物ＳＢと接触の危険が低いと判断し、復帰する。
ステップＳ２４０では、時刻ｔ秒時における自車両ＳＭ領域と障害物ＳＢ領域を算出する。そして、ステップＳ２２０に戻る。ここでは２つの方式を示す。
ステップＳ２４０の第１の処理は、現時刻における自車両ＳＭと障害物ＳＢの速度情報から、時刻ｔ秒時における自車両ＳＭ領域と障害物ＳＢ領域を算出する。
例えば、図４に示す場面では、自車両ＳＭは直進、障害物ＳＢは停止しているので、各々の四隅座標は以下のように表すことができる。
【００３２】
【数３】
0005315798.tif 000004
【００３３】
そして、（９）〜（１２）式で例示できる位置情報に基づいて、時刻ｔ秒時における自車両ＳＭ領域Ｓｖ（ｔ）と障害物ＳＢ領域Ｓｂ（ｔ）とを算出する。
次に、上記ステップＳ２４０の第２の処理方式を示す。
すなわち、上に示した、現時刻における速度情報に基づいた軌跡予測方法（第１の処理方式）よりも精密に自車両ＳＭの動き予測を行う際には、次のような、自車両ＳＭ運動を表現した車両モデルを用いて、自車両ＳＭの軌跡を予測する方法を使用できる。
まず、以下に車両モデルの一例を示す。
【００３４】
【数４】
0005315798.tif 000005
【００３５】
ここで、θ、ν、β、γ、δｗはそれぞれ、図７に示すように、それぞれ自車両ＳＭ対置ヨー角、速度、すべり角、ヨーレート、前輪転舵角を表す。そして、自車両位置（ｘv、ｙv）と合わせて、本実施形態における自車両ＳＭの状態変数として扱う。
また、δｓ、αlonは、それぞれ操舵角度と車両縦方向の加減速度を表す。そして、本実施形態における車両入力として扱う。
Ｍ、Ｉ、Ｌｆ、Ｌｒ、Ｎｇ、Ｔｓは、本実施形態における自車両ＳＭパラメータであり、それぞれ車両質量、ヨーイナーシャ、重心から前輪軸までの距離、重心から後輪軸までの距離、ステアリングギア比、ステア系時定数を表す。
【００３６】
（１５）（１６）式のＦｙfとＦｙrは、前後輪タイヤ横力を表す。
ここで、一般的に、タイヤ横力はタイヤすべり角に対して非線形特性を有する。しかし、タイヤすべり角が小さい場合は線形と仮定することができる。
図５の場面のような通常走行の領域であれば、タイヤすべり角は小さいと見なすことができる。したがって、前輪および後輪のすべり角をそれぞれαf、αr、前輪後輪のコーナリングパワーをそれぞれＫf、Ｋrとすると、以下のように表すことができる。
【００３７】
【数５】
0005315798.tif 000006
【００３８】
以上の（１３）〜（２３）式で表した車両モデルを用いると、本実施形態で使用する車両の運動状態は７次元のベクトルとなる。そして、車両を操作する入力は、２次元のベクトルとなる。これらは、以下のように表すことができる。
【００３９】
【数６】
0005315798.tif 000007
【００４０】
次に、（２４）式に示した車両モデルにおける、初期状態ベクトルを取得する方法について説明する。
ｘvとｙvは、ステップＳ１００の段階で算出した、ＸｖとＹｖとなる。
γは、ヨーレートセンサ５の出力によって取得することができる。
θは、ある時点での車両姿勢を基準としてヨーレートセンサ５信号の積分によって検出する。若しくは、画像情報から自車両ＳＭと自車走行路のなす角度から決定する。
δｗは、操舵角δｓをギア比Ｎｇを割ったもので得ることができる。
βは車両縦方向の速度をνX、横方向の速度をνYとすると、以下の式で表すことができる。
【００４１】
【数７】
0005315798.tif 000008
【００４２】
そして、（２７）式によって、βの検出は、車両に取り付けられた加速度センサ４で検出した車両縦方向の加速度を積分した値をνX、車両横方向の加速度を積分した値をνYとして使用することで求めればよい。また、βが微小であると仮定するとν＝νXと近似できる。
以上の処理により、車両モデルの初期状態を取得できる。
そして、この初期状態にある車両モデルに対し、（２５）式に示した入力操舵角δｓと縦方向加速度αlonを一定で与え続けると、車両重心の軌跡を求めることができる。
この将来時刻ｔにおける重心座標（ｘv（ｔ）、ｘv（ｔ））と車両姿勢θ（ｔ）を用いて、以下のように表す。
【００４３】
【数８】
0005315798.tif 000009
【００４４】
この（２８）〜（３１）式を用いて、自車両ＳＭ領域Ｓｖ（ｔ）を算出して接触判定を行う。この場合には、（９）式、（１０）式で算出した自車両ＳＭ領域よりも、信頼性向上が期待できる。
次に、上記ステップＳ４００の処理である、どちら方向に回避するほうが回避時の余裕が大きいかを判断処理（回避方向判定手段９Ｅａ）の例を、次に説明する。
ステップＳ２００の処理における接触判定の際の（６）式が偽となる時間、つまり自車両ＳＭが障害物ＳＢと接触する時間ｔをＴｔｃとする。すると、Ｔｔｃ秒後の障害物ＳＢの移動位置は、（ｘｂ′（Ｔｔｃ）、ｙｂ′（Ｔｔｃ））となる。
またこのとき、障害物ＳＢと左右の道路境界までの距離は、下記（３２）式で表すことができる。
ＤL  ＝｜ｙｂ′（ｔ）  −ＹL｜
ＤR  ＝｜ｙｂ′（ｔ）  −ＹR｜
・・・（３２）
【００４５】
図５に示す状況の場合、障害物位置は変化しないので、（ｘｂ′（Ｔｔｃ）、ｙｂ′（Ｔｔｃ））＝（Ｘｂ、Ｙｂ）のままである。
ここで、上記（３２）式では、障害物ＳＢの中心点と道路境界との距離を使用しているが、障害物ＳＢの右端の座標と左端の座標と、各近接する道路境界との距離を個別に使用しても良い。
そして、距離ＤLと距離ＤRについて、それぞれ下記（９）式に示す判定を行う。
ＤR    ＜  ＤTH
且つ
ＤL    ＜  ＤTH
・・・（３３）
ここで、ＤTHは、回避余裕があるかないかを判定するための閾値である。
【００４６】
そして、距離ＤLと距離ＤRが共に閾値ＤTH未満であれば、左右方向に回避余裕度がないと判定する。左右方向に回避余裕度がないと判定した場合には、他の制御手段である緊急停止制御手段９Ｈ若しくは警報システムへと機能が移行する。
一方、距離ＤLと距離ＤRが共に閾値ＤTH未満で無ければ、左右方向の少なくとも一方には、回避余裕がある。この場合には、左右の回避余裕度を比較する。なお、距離ＤLと距離ＤRが左右の回避余裕度に相当する。
【００４７】
これによって、どちらの方向のほうが回避余裕度が高く、回避に有利な方向かの判定を行う。下記（３４）式に、その判定式を示す。
ＤR  ＜  ＤL    ・・・（３４）
そして、距離ＤLの方が大きい場合には、左方向への回避のほうが余裕が大きい。一方、距離ＤRの方が大きい場合には、右回避への回避の方が余裕が大きいということになる。
これによって、障害物ＳＢ回避に有利な回避方向が決定する。
図５に示す状況では、ＤLよりもＤRのほうが大きいという結果が予想できる。
ここでステップＳ４００の処理目的である回避方向が決定され、選ばれた方向の余裕度（ＤRもしくはＤL）をＤVBRと置き換える。
以上が、回避方向判定方法である。
【００４８】
次に、ステップＳ５００の処理である、ステップＳ４００で決定した有利な回避方向への、操舵誘導量を決定する処理（自車両制御量算出手段９Ｅｂ）について、図９を参照して説明する。
まず、Ｓ５１０では、この時刻Ｔｔｃまでに、ステップＳ４００で決定した回避方向にどれだけ横移動する必要があるかを算出する。ここで、自車両ＳＭと障害物ＳＢとの接触が予想される時刻をＴｔｃとする。
例えば、（３４）式が真であるときは左回避のほうが有利と判断する。そして、現時刻における障害物ＳＢの右後方部と自車両ＳＭの左前方部のＹ座標から横移動量を算出できる。
これを場合分けで表現すると、以下のように表すことができる。
【００４９】
【数９】
0005315798.tif 000010
【００５０】
次に、ステップＳ５２０では、車両モデルの初期状態Ｘｖ（０）を取得する。この処理は、ステップＳ２２０で説明した内容と同様の処理を行えば良い。したがって、説明を省略する。
また、ステップＳ２４０において、車両モデルを用いた軌跡予測を採用した場合は、車両モデルの初期状態Ｘｖ（０）を取得している。したがって、ステップＳ５２０の処理自体を省略することができる。
次に、ステップＳ５３０では、所定の最小指令舵角δrefを設定し、車両モデルに一定入力したときの軌跡予測を行う。
場合分けで表現すると、以下のように表すことができる。
【００５１】
【数１０】
0005315798.tif 000011
【００５２】
このδrefと、現時刻におけるαlon（０）を、ｔ＝０からｔ＝Ｔｔｃまでの間、モデルに一定入力した場合の軌跡を算出し、（２８）〜（３１）式を用いてＴｔｃ秒後における自車両ＳＭ四隅の座標を算出する。
次に、ステップＳ５４０では、ステップＳ５１０で算出した回避横移動量と、ステップＳ５３０で算出した自車両ＳＭ走行軌跡とを用いて、一定入力δrefが適当か否かを判定する。
場合分けで表現すると、以下のように表すことができる。
【００５３】
【数１１】
0005315798.tif 000012
（３７）式が真であれば、一定入力δref（ｔ）を加えることで、Ｔｔｃ秒後に回避が可能と見なすことができる。この場合には、ステップＳ５７０へと移行する。
一方、（３７）式が偽であれば、一定入力δrefでは、接触危険があると判断し、Ｓ５５０へと移行する。
ステップＳ５５０では、指令舵角δrefの再設定を行う。
ＤRとＤLの大きさによって、以下のように場合分けされる。
δref  ＝δref  ＋Δδｗ    （ＤR  ＜  ＤLの場合  ）
δref  ＝δref  −Δδｗ    （ＤR  ≧  ＤLの場合  ）
・・・（３８）
【００５４】
そして、ステップＳＳ５３０と同様に、このδrefと現時刻におけるαLON（０）を、ｔ＝０からｔ＝Ｔｔｃまでの間、モデルに一定入力した場合の軌跡を算出して、（２８）〜（３１）式を用いてＴｔｃ秒後における自車両ＳＭ四隅の座標を算出する。
ステップＳ５６０では、指令舵角δrefの大きさを評価する。
すなわち、以下のように、指令舵角δrefの絶対値が、ある評価基準値δTHrefよりも小さいか否かを判定する。
｜δref｜  ＜  δTHref          ・・・（３９）
ここで、δTHrefは、操舵量が大きいと判断するための閾値で、現在の自車速に基づいて決定する。
【００５５】
そして、（３９）式が真であれば、すなわち、指令舵角δrefの絶対値が評価基準値δTHrefよりも小さい場合には、ステップＳ５４０の判定に戻る。この場合には、操舵にまだ余裕があると判断できる。
一方、（３９）式が偽であれば、指令舵角δrefの絶対値が評価基準値δTHref以上の場合には、回避のための操舵操作が大きい必要があると判断する。この場合には、緊急ブレーキシステムへと移行する。
このように、ステップＳ５４０，Ｓ５５０，Ｓ５６０を繰り返し処理することで、回避に有利な方向に誘導するための操舵量を決定できる。
一方、ステップＳ５７０では、現時点における自車両ＳＭのＹ座標に基づいた評価を行う。
【００５６】
図５の場面では、以下のように場合分けの判定が行われる。
Ｙｖ  ＞  ＹL    −ΔＹ      （ＤR  ＜  ＤLの場合  ）
Ｙｖ  ≦  Ｙｃ  ＋ΔＹ      （ＤR  ≧  ＤLの場合  ）
・・・    （４０）
ここで、（４０）式におけるΔＹは、横位置における余裕量を表す。このΔＹが小さければ、自車走行路の境界近くまで誘導を許可することになる。
そして、（４０）式が真であれば、ステップＳ５８０へ移行する。
一方、（４０）式が偽であれば、ステップＳ５４０で決定した操舵指令δrefを、ステアアクチュエータ２に出力する。これによって、操舵制御のみ行われる。
【００５７】
このステップＳ５７０の処理の際に、自車両ＳＭ走行車線が検出できない場合は、次のようにする。すなわち、本装置が誘導制御を始めた時点の横位置情報をメモリに格納しておく。そして、誘導制御開始時点から移動できる横移動量をあらかじめ決めておくことで、横移動に対する制約を設ける。
次に、ステップＳ５８０では、現時点における自車両ＳＭのＹ座標に基づいて、操舵指令に補正係数を乗算することで補正を行う。
δref  ＝  Ｋ  ×  δref
【００５８】
本実施形態では、自車両位置が自車走行路の境界に近づくにつれて補正係数Ｋを減少させて、自車走行路の境界に近いほど操舵指令を小さくする。
例えば、図１０のように補正係数を設定する。即ち、自車走行路の境界位置からΔＹの幅以上離れている場合は、Ｋを「１」としておく。そして、自車走行路の境界位置までΔＹ未満まで近づくと、自車走行路の境界に近づくほどＫを小さくする。
そして、この操舵指令をステアアクチュエータ２に伝達し、かつ警報装置に警報信号を伝達し、操舵制御と警報の両方を行い、運転者に前方の危険を知らせる。
【００５９】
ここで、加速度センサ４、ヨーレートセンサ５、車輪速センサ７ＦＲ〜７ＲＬ、操舵角センサ６が、自車両の状態を検出する手段であり、自車両運動状態取得手段９Ａが自車両状態取得手段を構成する。ステレオカメラが前方障害物検出手段を構成する。またステレオカメラは、道路情報検出手段も構成する。回避判定手段９Ｃは、障害物判定手段を構成する。回避操作推定手段９Ｄ及びステップＳ３００は、回避操作推定手段を構成する。自車両誘導量算出手段９Ｅは、自車両誘導量算出手段を構成する。操舵システム（ステアアクチュエータ２）は自車両誘導制御手段を構成する。ブザー８は警報手段を構成する。
【００６０】
（動作）
本実施形態の車両用運転支援における障害物ＳＢ回避の誘導動作を、上述の図５に示す場合を例にして説明する。
図５に示すように、例えば障害物ＳＢである前方車両が路肩に停止しているとする。
そして、現在の自車両ＳＭの運転状態を維持すると、所定時間後（例えば５秒後）に前方車両に接触する可能性があると判定すると、隣の車線も含めて、障害物ＳＢ回避に有利な回避方向を決定する。
図４に示す場面では、有利な回避方向は右側と判定する。
【００６１】
有利な回避方向を決定すると、自車走行路に設定した許容できる横移動量の範囲で、その有利な回避方向へ自車両ＳＭを誘導するための車輪転舵の自車両誘導量を算出して、算出した誘導量だけ自車両ＳＭの進行方向を変更する。
許容できる横移動量とは、自車走行路の幅そのものでも良い。自車走行路の左右の境界の間でも良い。又は、自車両ＳＭから所定幅だけ左右に余裕幅を取った左右幅であっても良い。
【００６２】
但し、上記誘導中に緊急回避のための運転者による操舵を検出すると、緊急回避のための処理に移行する。この場合、あらかじめ回避しやすい車両状態に誘導しているので、運転者による障害物ＳＢを回避するためのステアリングホイール操作は少なくて済む。また、有利な回避方向に誘導していることから、運転者による回避方向の判断も容易となる。
一方、緊急回避のための運転者による操舵を検出しない状態で、接触する可能性のある障害物ＳＢが無いと判断すると、上記有利な回避方向への誘導処理を止める。
また、回避に有利な方向に誘導する場合であっても、自車走行路から逸脱しないと回避出来ない場合には、運転者に警報を通知して、回避動作などを取るように注意を促す。
【００６３】
（第１実施形態の効果）
（１）運転者が実際に回避操作を行う前に、障害物ＳＢ回避に有利な方向へ自車両ＳＭを自動誘導することが可能となる。この結果、障害物ＳＢと接近して接触の危険度が高まり、運転者が実際に回避操作をおこなう際には、あらかじめ回避しやすい車両状態に誘導されているので、運転者による回避操作の負担軽減が期待できる。
【００６４】
（２）また、原則として、自車走行路に設定した許容する範囲で自車両ＳＭを誘導する。この結果、横移動時に考えられる２次的な接触被害を極力抑えながら自車両ＳＭを誘導することができる。
このとき、道路境界情報を取得することで、許容する範囲を自車走行路とすることが出来る。
ここで、道路境界情報を取得しない場合には、自車両ＳＭの横幅に左右の移動幅を付加した量を、「自車走行路に設定した許容する範囲」として使用すればよい。この場合には、自車両ＳＭが一方の白線に寄って走行している場合などにあっては、実際の自車走行路から、自車走行路に設定した許容する範囲が、若干はみ出す可能性はある。
【００６５】
（３）また、自車両ＳＭの動き予測や障害物ＳＢの動き予測に基づいて、有利な回避方向や自車両誘導量を算出する。自車両ＳＭや前方障害物ＳＢが将来どのような動きをするかの予測を行うので、現時刻以降のことまで考慮した上で自車両誘導量を決定し、将来おきうる接触被害をより的確に予防することができる。
（４）ステアアクチュエータ２、つまり操舵機構で、自車両誘導量を実現する。この結果、現在一般的となった操舵機構を制御することが可能な車両であれば、基本的には新たにアクチュエータを用いる必要なく適用可能となる。
（５）自車走行路からの逸脱した回避が必要な場合には、誘導制御に加えて運転者に警告を行う。これによって、将来予測の結果、自車両ＳＭの走行車線を逸脱して回避を行うほどの将来の危険を、運転者に予め報知することが可能となる。
【００６６】
（変形例）
（１）警報手段として、一般的なブザー８を用いた例を示した。これに代えて、画像表示やステアリング振動など、視覚や体感などの運転者の五感を通して警報信号を伝える警報手段を採用しても良い。効果は同様である。
ものでもよい。
（２）また、上記実施形態では、自車両誘導量を実現する自車両ＳＭ誘導制御手段として操舵機構を例示している。第２実施形態ように、自車両ＳＭ誘導制御手段として制駆動機構を採用しても良い。
【００６７】
（３）また、ステレオカメラから取得した画像に基づき自車両ＳＭ前方の道路境界情報を取得している。レーザ光などの電磁波でスキャンするなどによって、自車両ＳＭ前方の道路境界情報を取得しても良い。
（４）取得した道路境界情報に基づき自車走行路そのものを許容する横移動量の範囲としている。これに代えて、自車両ＳＭの横幅に対し予め設定した横移動許容量を付加したものを、許容する横移動量の範囲としても良い。この場合には、道路境界の情報を必ずしも取得する必要はない。
【００６８】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態について図面を参照して説明する。なお、上記第１実施形態と同様な装置などについては同一の符号を付して説明する。
第１実施形態では、車輪の転舵を制御することによって自車両ＳＭを有利な回避方向に誘導する場合の例を説明した。第２実施形態では、制駆動力によって自車両ＳＭを有利な回避方向に誘導する場合の例で説明する。
図１１は、第２実施形態の車両用運転支援装置を装備した車両の装置構成の概要図である。
【００６９】
（構成）
図１１に示すように、本実施形態の車両は、内燃機関を有する前輪駆動且つ前輪操舵の車両である。また、各輪の制動量を独立に制御可能なブレーキシステムを搭載する。すなわち、各輪にそれぞれブレーキ装置２１を装備する。ブレーキ装置２１は、回避誘導コントローラ９からの指令に応じて対応する車輪に制動力を付与する。このブレーキ装置２１は、走行中の車両を減速させるためのものである。また、各輪の制動量を独立に調整することができる。
【００７０】
もっとも、本実施形態の車両構成は、この構成に限定するわけでない。
本実施形態の基本構成は、上記第１実施形態と同様である。即ち、ステレオカメラ３、加速度センサ４、ヨーレートセンサ５、車輪速センサ７ＦＲ〜７ＲＬ、ステアアクチュエータ２、ブザー８は、第１実施形態と同様に装備する。
また、本実施形態の回避誘導コントローラ９における自車両誘導量算出手段９Ｅ、及び自車両誘導制御指令出力手段９Ｆは、操舵制御に代えて、制動制御による誘導のための自車両誘導量の算出及び指令の出力を行う。
【００７１】
次に、本実施形態の回避誘導コントローラ９の処理における、車両用運転支援に関わる部分の処理を、図１２を参照して説明する。
ここで、処理の内容を分かりやすくするために、一例として、図１３に示す場面を想定する。図１３に示す場面は、片側１車線の直線道路上を自車両ＳＭが走行しており、自車両ＳＭ走行車線前方を走行する車両が左側に停車両する場面である。
回避誘導コントローラ９の処理の処理は、所定サンプリング周期で作動する。
【００７２】
まず、ステップＳ１１００で、ステレオカメラ３からカメラ画像の取り込みや、各センサによる検出信号の読み込みを行う。そして、これらの処理結果をマイクロプロセッサ内のメモリ上に格納する。
そして、第１実施形態と同様に、統一した座標上に、自車両ＳＭ重心点の位置情報（Ｘｖ、Ｙｖ）、障害物ＳＢ後部中心の位置情報（Ｘｂ、Ｙｂ）、左右道路境界のＹ座標ＹL、ＹR、そして中央線Ｙ座標ＹＣを対応付ける。そして、確定した座標系における、自車両ＳＭと障害物ＳＢの移動速度と加減速度を算出する。
【００７３】
図１３では、自車両ＳＭはＸ軸方向に進行しているため、自車速度は、車輪速センサからの信号に基づき、（Ｖｖx、Ｖｖy）＝（Ｖｖ、０）となる。また、自車両ＳＭ加減速度は、加速度センサ４からの信号に基づき、（Ｇｖx、Ｇｖy）＝（αlon、αlat）である。
また、障害物ＳＢは減速しながら左方向に移動している。このため、障害物ＳＢ速度は、前回取得した障害物位置情報との差分から求めることが出来て、（Ｖｂx、Ｖｂy）と標記できる。さらに、障害物ＳＢの加速度は、その差分から求めることが出来て、（Ｇｂx、Ｇｂy）と表記する。
【００７４】
次にステップＳ１２００では、ステップＳ１１００で設定した座標情報を基に、現時刻から所定時間将来までの間に、自車両ＳＭが障害物ＳＢと接触する可能性の有無を判別する。自車両ＳＭが障害物ＳＢと接触する可能性があると判定した場合にはステップＳ１３００に移行する。一方、自車両ＳＭが障害物ＳＢを接触する可能性が無いと判定した場合には、復帰する。
【００７５】
ステップＳ１３００では、運転者が回避目的の操舵操作を行っているかの判定を行う。ここで、ステップＳ１３００に移行する状態は、自車両ＳＭが障害物ＳＢに接触する可能性がある状態である。したがって、運転者の所定以上の操舵操作は、回避目的の操舵操作と推定することが可能できる。判定は、例えば、上記第１実施形態で説明した処理を使用すればよい。
【００７６】
そして、運転者は前方障害物ＳＢを回避しようとしていないと判定した場合には、ステップＳ１４００へと進む。一方、運転者は前方障害物ＳＢを回避する意思があり、運転者が回避方向を決定していると判定した場合には、他の回避制御（操舵検出時の障害物ＳＢ回避制御手段９Ｇ）へ移行する。この他の回避制御手段９Ｇは、例えば前述の従来技術のような制御や、障害物ＳＢとの接触予想時間に応じて自動ブレーキをかける回避制御である。
【００７７】
次に、ステップＳ１４００では、障害物ＳＢを回避するのに有利な回避方向を判定する。
すなわち、障害物ＳＢを右方向に回避する場合と左方向に回避する場合とを考え、どちら方向に回避するほうが、回避時の余裕が大きいかを判定する。第１実施形態で説明した判定処理を採用すればよい。
次に、ステップＳ１５００では、Ｓ１４００で決定した有利な回避方向に自車両ＳＭを誘導するための各輪の制動誘導量を決定する。
次に、ステップＳ１６００では、その各輪の制動誘導量に応じた指令値をブレーキ装置２１に出力する。
【００７８】
次に、上記ステップＳ１２００の処理に対応する、自車両ＳＭが障害物ＳＢと接触する可能性の有無判定処理（回避判定手段９Ｃ）の例を、図１４を参照しつつ説明する。
本実施形態では、現時刻（ｔ＝０）からＴｃｊ秒先までの間に接触の危険があるか否かを判定する。
まず、ステップＳ１２１０にて、現時刻における自車両ＳＭ領域と障害物ＳＢ領域を、ステップＳ１１００で設定した統一座標上で表現する。このステップＳ１２１０の処理は、第１実施形態と同様である。
【００７９】
次に、ステップＳ１２２０では、時刻ｔ秒時に自車両ＳＭ領域Ｓｖ（ｔ）と障害物ＳＢ領域Ｓｂ（ｔ）とが重なる領域が存在するか否かを判定する。重なる領域が存在すると判定した場合にはステップＳ１３００に移行する。一方、重なる領域が無い場合には、ｔ秒後までには接触の危険は低いと判断してステップＳ１２３０に移行する。このステップＳ１２２０の処理は、第１実施形態と同様である。
【００８０】
ステップＳ１２３０では、時刻ｔをＴｃｊ秒だけ進める。続いて時刻ｔの値が予め決定してある時間Ｔｃｊよりも小さいか否かを判定する。時刻ｔの値がＴｃｊ未満であれば、引き続き将来の危険予測を行うために、ステップＳ１２４０に移行する。一方、時刻ｔの値がＴｃｊ以上であれば、現時刻から所定時間Ｔｃｊまでの間に、障害物ＳＢと接触の危険が低いと判断して、復帰する。このステップＳ１２３０の処理は、第１実施形態と同様である。
以上のステップＳ１２１０〜ステップＳ１２３０までの基本的な処理は、第１実施形態と同様である。したがって詳細な説明を省略する。
【００８１】
次に、ステップＳ１２４０では、現時刻における自車両ＳＭと障害物ＳＢの速度情報から、時刻ｔ秒時における自車両ＳＭ領域と障害物ＳＢ領域を算出する。そして、ステップＳ１２２０に移行する。
このステップＳ１２４０の処理として、上記第１実施形態での処理と同様の手法を採用しても良い。
ここでは、別の方式で表現したモデルを用いる場合で説明する。
（４１）式〜（４６）式に車両モデルの一例を示す。このモデルの例では、車両に大きな横滑りが発生していないと仮定している。
【００８２】
【数１２】
0005315798.tif 000013
【００８３】
ここで、上述した（１２）〜（２２）式で表すことができるモデル（第１実施形態で例示したモデル）は、車両の物理的な運動を単純化したものである。
これに対し、この第２実施形態で例示する車両モデルの例は、図１５に示すように、車両を質点と見なし、縦（Ｘ軸方向）、横（Ｙ軸方向）、ヨー方向に自由度を持つものである。
【００８４】
また、上記式におけるｘv、ｙv、θ、γは、第１実施形態と同様である。すなわち、ｘv、ｙv、θ、γは、それぞれ統一座標系における自車両座標、Ｙ座標、ヨー角、そしてヨーレートである。
また、νxは、自車両ＳＭ縦方向の速度である。νYは、自車両ＳＭ横方向の速度を表す。
αlon、αlatはそれぞれ、車両縦加速度と横加速度である。
そしてＭｂｒは、各輪の制動によって発生するヨー方向のモーメントである。
以上の（４１）〜（４６）式で表した車両モデルを用いると、本実施形態で使用する車両の運動状態は６次元のベクトルとなる。そして、車両を操作する入力は３次元のベクトルとなる。そして、これらは、以下のように表すことができる。
【００８５】
【数１３】
0005315798.tif 000014
【００８６】
次に、（４７）式に示した、車両モデルの初期状態ベクトルを取得する方法について説明する。
ｘvとｙvは、Ｓ１１００の段階で算出したＸｖとＹｖとなる。γは、ヨーレートセンサ５の出力によって取得できる。θは、ある時点での車両姿勢を基準としてヨーレートセンサ５の信号の積分によって検出できる。若しくは、θは、画像情報から自車両ＳＭと自車走行路のなす角度から決定する。νｘは、縦加速度信号の積分、若しくは車輪速から取得する。νYは、横加速度信号の積分から算出する。
【００８７】
この初期状態にある車両モデルに、（４８）式で示した現時刻におけるｕ′vを一定で与え続けると、自車両ＳＭ重心の軌跡車両重心の軌跡を求めることができる。
この将来時刻ｔにおける重心座標（ｘv（ｔ）、ｙv（ｔ））と、車両姿勢θ（ｔ）を用いると、第１実施形態で示した、（２７）〜（３０）式のように表すことができる。
ここで図１３に示す場面では、障害物ＳＢは減速しているが、Ｓ１１００では障害物ＳＢの加減速情報を取得している。このため、障害物ＳＢの四隅の軌跡は以下のように表すことができる。
【００８８】
【数１４】
0005315798.tif 000015
【００８９】
そして、（４１）〜（４６）式を用いて算出した自車両ＳＭ四隅の軌跡予測から、自車両ＳＭ領域Ｓｖ（ｔ）を算出する。そして、（５０）、（５１）式を用いて算出した障害物ＳＢ四隅の軌跡予測から、障害物ＳＢ領域Ｓｂ（ｔ）を算出する。
その後、Ｓ１２２０へと移り、上述の（５）式のように、領域の重なりに基づいた、接触判定を行う。
【００９０】
次に、ステップＳ１５００の処理である、Ｓ１４００で決定した有利な回避方向へ誘導するための、各輪の制動誘導量を決定する処理の例（自車両制御量算出手段９Ｅｂ）を説明する。図１６が、その詳細な処理の流れを示す。
まずステップＳ１５１０では、このＴｔｃまでに、Ｓ１４００で決定した回避方向にどれだけ横移動する必要があるかを算出する。Ｔｔｃは、自車両ＳＭと障害物ＳＢとの接触が予想される時刻である。
【００９１】
この処理は、第１実施形態におけるＳ５１０の（３５）式のように、ステップＳ１３００で決定した回避方向で、場合分けを行えばよい。
ステップＳ１５２０では、所定の最小制動モーメントＭｂｒを設定し、車両モデルに一定入力したときの軌跡予測を行う。
場合分けで表現すると、以下のように表すことができる。
Ｍref  ＝Ｍｂｒ（０）  ＋ΔＭｂｒ  （ＤR  ＜  ＤLの場合）
Ｍref  ＝Ｍｂｒ（０）  −ΔＭｂｒ  （ＤR  ≧  ＤLの場合）
・・・    （５２）
また、Ｍrefは制動力なので、車両縦方向の力は、以下のように表すことができる。
【００９２】
【数１５】
0005315798.tif 000016
【００９３】
このＭrefとα′lon、そして、現在の時刻におけるαlat（０）について、ｔ＝０から接触予想時刻ｔ＝Ｔｔｃまでの間、モデルに一定入力した場合の軌跡を算出する。そして、（２７）〜（３０）式を用いてＴｔｃ秒後における自車両ＳＭ四隅の座標を算出する。
ステップＳ１５３０では、ステップＳ１５１０で算出した回避横移動量と、ステップＳ１５２０で算出した自車両ＳＭ走行軌跡とを用いて、一定入力Ｍrefが適当か否かを判定する。
【００９４】
ここでの処理は、第１実施形態におけるＳ５４０の（３７）式のように、回避方向で場合分けして判定を行う。
この判定により、Ｍrefでは回避が困難と判断した場合は、ステップＳ１５４０へ移行する。一方、回避可能であると判断した場合は、ステップＳ１５６０へと移行する。
ステップＳ１５４０では、指令制動モーメントの再設定を行う。
ＤRとＤLの大きさによって、以下のように場合分けする。
Ｍref  ＝Ｍref  ＋ΔＭｂｒ  （ＤR  ＜  ＤLの場合）
Ｍref  ＝Ｍref  −ΔＭｂｒ  （ＤR  ≧  ＤLの場合）
【００９５】
そして、Ｓ１５２０と同様に、このＭｂｒと、そのＭｂｒを入力したときの縦加速度α′lon、現時刻におけるαlat（０）を、ｔ＝０からｔ＝Ｔｔｃまでの間、モデルに一定入力した場合の軌跡を算出する。そして、（２７）〜（３０）式を用いてＴｔｃ秒後における自車両ＳＭ四隅の座標を算出する。
またステップＳ１５５０では、指令モーメントＭrefの大きさを評価する。
以下のように、ある評価基準値ＭTHrefとＭrefとの大小関係を判定する。
｜Ｍref｜  ＜  ＭTHref          ・・・（５４）
ここで、ＭTHrefは、誘導モーメントが大きいと判断するための閾値である。この閾値は、現在の自車速に基づいて決定する。
車両速の関数であるＭTHref（Ｖｖ）は、スピン防止のため一般的に車両速が大きくなるほど小さく設定される。ただし、以下の制約を有するものとする。
【００９６】
【数１６】
0005315798.tif 000017
【００９７】
この制約は、各輪とも輪荷重以上の制動はできないことを表す。
ここで、自車両ＳＭの走行路面の路面摩擦係数を検出若しくは推定する手段を有することで、路面状況に応じた制約にすることが可能である。
そして、（５４）式が真であれば、制動モーメントにまだ余裕があると判断し、再びステップＳ１５３０に移行する。一方、（５４）式が偽であれば、モーメント指令が過大であると判断し、公知の緊急ブレーキシステムへと移行する。
【００９８】
このステップＳ１５３０〜ステップＳ１５５０を繰り返すことで、回避に有利な方向に誘導するための制動モーメント量が決定する。
一方、ステップＳ１５６０では、現時点における自車両ＳＭのＹ座標に基づいた評価を行う。
図１３の場面でも、第１実施形態で示した（４０）式のような場合分け判定が可能である。
このステップＳ１５６０における判定により、自車走行路から逸脱する恐れが小さいと判断した場合には、ステップＳ１５７０に移行する。一方、逸脱する恐れがあると判断した場合には、ステップＳ１５８０に移行する。
【００９９】
ここで、第１実施形態と同様に、自車両ＳＭ走行車線が検出できない場合は、マイクロプロセッサの処理履歴に基づいて、制御開始時点からの横移動量に制約を加えることで、（４０）式の判定を代替した処理を行う。
ステップＳ１５７０では、ステップＳ１５３０で算出した制動モーメントＭrefとなるように、各輪指令制動力を決定する。
すなわち、各輪の制動力をＦｘ1 (左前)、Ｆｘ2 (右前)、Ｆｘ3 (左後)、Ｆｘ4 (右後)とすると、以下のように場合分けできる。
【０１００】
【数１７】
0005315798.tif 000018
【０１０１】
このように配分された制動力指令値を制動システム（ブレーキ装置２１）へ出力し、各輪独立に制動制御を行う。
またステップＳ１５８０では、現時点における自車両ＳＭのＹ座標に基づいて、モーメント指令の補正を行う。
その補正方法は、例えば下記式のように、補正係数を乗算することで実施する。
Ｍｒｅｆ  ＝Ｍｒｅｆ  ×Ｋ
補正係数Ｋは、第１実施形態の図１０に示したように、走行路境界に近づくにつれて減少するように決定した補正係数Ｋである。
この補正後のＭrefを用いて（５６）式のような配分を行い、各輪の制動力指令値を算出する。この指令値に基づいて各輪独立制動制御を行う。また、警報装置に警報信号を伝達することで、運転者に前方の危険を感覚的に知らせる。
その他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
（動作・作用）
基本的動作は、上記第１実施形態と同様である。
但し、本実施形態では、各輪の制動量を調整することで、制動モーメントを発生する。この制動モーメントによって、自車両ＳＭを有利な回避方向へ誘導する。
【０１０２】
（第２実施形態の効果）
（１）基本的効果は、上記第１実施形態と同様である。すなわち、運転者が実際に回避操作を行う前に、障害物ＳＢ回避に有利な方向へ自車両ＳＭを自動誘導することが可能となる。この結果、障害物ＳＢと接近して接触の危険度が高まり、運転者が実際に回避操作をおこなう際には、あらかじめ回避しやすい車両状態に誘導されているので、運転者による回避操作の負担軽減が期待できる。
（２）また、制動によって自車両ＳＭを有利な回避方向に誘導する。即ち、操舵について制御していない。このため、運転者による障害物ＳＢ回避のための操舵への影響が小さくなる。
【０１０３】
（変形例）
（１）本実施形態では、制動モーメントによって自車両ＳＭを有利な回避方向に誘導する。これに合わせて操舵による誘導を併用しても良い。この場合には、誘導量の制御自由度が向上する。
（２）また、本実施形態では、各輪の制動によって、自車両を誘導するヨーモーメントを発生させている。各輪を個別に駆動可能として、各輪の駆動を制御することで、自車両を誘導するヨーモーメントを発生させるような構成としても良い。
【０１０４】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１７は、本実施形態の車両用運転支援装置を装備した車両の装置構成の概要図である。
本実施形態の車両は、内燃機関を有する前輪駆動かつ前輪操舵の車両である。そして、前輪の操舵量を制御可能な操舵システムを搭載している。ただし、本実施形態の車両構成は、これに限定するものではない。
車両の基本構成は、上記第１実施形態での構成と同様なので、詳細な説明は省略する。
【０１０５】
次に、本実施形態での上記回避誘導コントローラ９の処理における、車両用運転支援に関わる部分の処理を、図１９を参照して説明する。
ここで、処理の内容を分かりやすくするために、図１９に示す場面を想定する。図１９に示す場面は、片側１車線の直線道路上を自車両ＳＭが走行しており、自車両ＳＭ走行車線前方で、右側から左側に向けて歩行者が横断する場面である。なお、歩行者が対向車線にいる場合であっても、障害物ＳＢとはなりうる。
【０１０６】
回避誘導コントローラ９の処理は、所定サンプリング周期で作動する。
まずステップＳ２１００で、ステレオカメラ３からのカメラ画像の取り込みや、各センサによる検出信号の読み込みを行う。そして、これらの処理結果を、マイクロプロセッサ内のメモリ上に格納する。
そして、上述の各実施形態と同様に、統一した座標上に、自車両ＳＭ重心点の位置情報（Ｘｖ、Ｙｖ）、障害物ＳＢ後部中心の位置情報（Ｘｂ、Ｙｂ）、左右道路境界のＹ座標ＹL、ＹR、そして中央線Ｙ座標ＹＣを対応付ける。そして、確定した座標系における自車両ＳＭと障害物ＳＢの移動速度を算出する。
【０１０７】
図１９のような場面では、自車両ＳＭはＸ軸方向に進行している。このため、自車速度は車輪速センサから（Ｖｖx、Ｖｖy）＝（Ｖｖ、０）となる。
また、障害物ＳＢは左方向に等速移動している。このため、障害物ＳＢ速度は、前回取得した障害物位置情報との差分から、（Ｖｂx、Ｖｂy）＝（Ｖｂ、０）と表記できる。
次に、ステップＳ２２００では、ステップＳ２１００で設定した座標情報を基に、現在から所定時間将来までの間に自車両ＳＭが障害物ＳＢと接触する可能性の有無を判別する。
【０１０８】
ステップＳ２２００の処理は、第１実施形態のステップＳ２００と同様の処理を行えば良い。すなわち、車両モデルに基づいた軌跡予測と障害物ＳＢの動き予測とから各四隅の座標を求める。そして、この四隅座標内の領域に基づいて判断する。
ステップＳ２３００では、障害物ＳＢを右方向に回避する場合と左方向に回避する場合とを考え、どちら方向に回避するほうが回避時の余裕が大きいかを判断する。ここでは第１，第２実施形態と異なる手法での処理を、後述する。
ステップＳ２４００では、ステップＳ２３００で決定した有利な回避方向にするための操舵摺動量を決定し、ステップＳ２５００にて、その指令を出力する。
【０１０９】
次に、上記ステップＳ２３００でのどちら方向に回避するほうが回避時の余裕が大きいかを判断する方法について説明する。
この第３実施形態では、図２０を参照しつつ、最適化計算に基づいて判断を行う場合を例示する。
まず、ステップＳ２３１０では、最適化計算に必要な設定として、車両モデル、障害物ＳＢモデル、及び評価関数の設定を行う。
車両モデルとしては、ステップＳ２２００で使用した車両モデルを使用する。
すなわち、以下のように表すことができる。
【０１１０】
【数１８】
0005315798.tif 000019
【０１１１】
本実施形態では、（５８）式に示したｕvのαlonは、現在の縦加速度で一定であるとする。
詳細なモデルの内容は（１２）〜（２２）式で表すことができる。
次に、障害物ＳＢモデルは、以下に示すような微分方程式で記述できる。ここで、現時点での移動速度情報に基づいて等速直線運動をしていると考える。
【０１１２】
【数１９】
0005315798.tif 000020
【０１１３】
ここで、障害物ＳＢの動きをより詳細に検出することができれば、（６０）（６１）式で示した障害物ＳＢモデルを複雑化することは可能である。ただし、マイクロプロセッサにかかる計算負荷を抑えるためにも、本実施形態では最も単純なモデルとした。
【０１１４】
【数２０】
0005315798.tif 000021
【０１１５】
次に、回避経路を評価する評価関数の設定を行う。評価関数は、現在時刻ｔ０から所定推定時刻ｔ０＋Ｔｆまでに車両に対して加えた入力ｕに対する、車両状態ベクトルｘの予測値に基づいて、次式のように表すことができる。
【０１１６】
【数２１】
0005315798.tif 000022
【０１１７】
（６４）式の右辺の第１項は、時刻ｔ０＋Ｔｆにおける車両運動状態を評価する式（終端評価式）である。また、第２項は、時刻ｔ０からｔ０＋Ｔｆまでの区間内における車両運動状態を評価する式（区間評価式）である。
ここで、Ｔｆが大きいほど、より長い将来を予測することになるが、一般的に演算負荷が大きくなる。
そして、終端評価項目、および区間評価項目を、次のように設定する。
終端評価項目１：Ｔｆ秒後、車両姿勢が道路方向に向くようにする
区間評価項目２：Ｔｆ秒間、前方障害物ＳＢに近づかないようにする。
区間評価項目３：Ｔｆ秒間、自車両ＳＭが道路境界を逸脱しないようにする
区間評価項目４：Ｔｆ秒間、自車両ＳＭが自車走行路から逸脱しないようにする
区間評価項目５：Ｔｆ秒間、自車両ＳＭの操舵制御入力はできるだけ小さくする
これらの評価項目に対応する評価式は、次のようになる。
・終端評価項目１
【０１１８】
【数２２】
0005315798.tif 000023
【０１１９】
・区間評価項目２（σｘ、σYは関数の形状を表すパラメータ）
【０１２０】
【数２３】
0005315798.tif 000024
【０１２１】
・区間評価項目３（Δは、道路境界に接近する余裕幅パラメータ）
【０１２２】
【数２４】
0005315798.tif 000025
【０１２３】
・区間評価項目４
【０１２４】
【数２５】
0005315798.tif 000026
【０１２５】
・区間評価項目５
【０１２６】
【数２６】
0005315798.tif 000027
【０１２７】
以上の各評価項目ごとに、パラメータｗ1、ｗ2、ｗ3、ｗ4，ｗ5を用いて重み付けすると、（５４）式の第１項、第２項は、以下のように表すことができる。
【０１２８】
【数２７】
0005315798.tif 000028
【０１２９】
ここで、重み付けパラメータは、各評価項目のバランスが良くなるように設定する。ただし、評価項目２は最も重要な項目なので、通常は大きめに設定する。
また、評価項目３と４では、評価項目３のほうが明らかに強い評価を行う方が良い。したがって、  ｗ３  ＞  ｗ４  とする。
以上で、評価関数設定が終わり、ステップＳ２３１０の処理が完了する。
【０１３０】
このステップＳ２３１０で決定した自車両ＳＭモデルの初期状態、障害物ＳＢモデルの初期状態、評価関数を用いて、以降の処理で最適化計算を行う。すなわち、今回設定した評価関数の観点から、数値的に最適な回避経路の算出を行う。
ステップＳ２３２０では、予めマイクロプロセッサ内のメモリに格納しておいた、様々な場面に基づいて作成した時系列回避操作量マップから、現在の回避場面にもっとも近く、かつ、右方向に回避を行うものを選択する。選択したものを、最適化計算を行う際の初期解として使用する。
【０１３１】
本実施形態で想定している時系列回避操作量マップの作成方法について、説明する。
ステップＳ２３１０で説明した車両モデルを用いて、図２１のような場面を考え、図２２に示すように、自車速度と、自車両ＳＭと障害物ＳＢとの相対距離と、を評価軸にとり、各条件において車両が右方向に障害物ＳＢを回避する際のシミュレーションをオフラインで行い、その時の時系列操舵量を取得する。
【０１３２】
これを、設定した全ての条件についてシミュレーションを行って初期解マップインデクスを作り、各時系列操作量とともに、マイクロプロセッサのメモリに格納しておく。
左に回避する場合も同様に、オフラインシミュレーションの結果をメモリに格納しておく。
次に、ステップＳ２３２０では、メモリから本マップを参照して、現時刻の自車速度と障害物ＳＢまでの距離に基づき、最も近い条件を選択し、選択したインデクスが示すメモリアドレスに格納した時系列操作量を読み込む（図２２参照）。
【０１３３】
これが、最適化計算の際の初期解となる。本実施形態における時系列回避操作量マップは、自車速度と相対縦距離を評価軸に使用していた。その他にも、相対縦距離や障害物ＳＢの移動速度等を評価軸に加えることで、実際の場面により対応した時系列操作量を初期解に設定することが可能である。ただし、マイクロプロセッサ内のメモリ容量に限りがあるので、メモリ容量と汎用性のトレードオフを考えてマップを作成する必要がある。
以上がステップＳ２３２０での処理内容である。
【０１３４】
次に、ステップＳ２３３０では、ステップＳ２３１０及びＳ２３２０で設定した車両モデル、障害物ＳＢモデル、評価関数、初期解に基づいて、最適化計算を行う。
（６４）式で表すことができる評価関数を最小にするような操作量を求める問題は、一般に最適制御問題と呼ぶ。その数値解を求めるために様々なアルゴリズムが公知の技術として考えられている。
ここで、公知技術の一例として、文献：T.Ohtsuka,"A continuation /GMRES method for fastcomputation of nonlinear receeding horizon control",Automatica, vol,40, 563/574, 2004. を挙げる。
【０１３５】
このようなアルゴリズムを使用して、最適操作量の算出を行う。本実施形態の場合には、（５８）式より、入力ｕvは、αlonが一定とおいている。したがって、δｓが最適化の対象となり、時刻ｔ０からｔ０＋Ｔｆまでの各操作量が、時系列に算出できる。
実際の操作量算出では、評価区間を適当なステップ数Ｎで分割して離散化を行う。そして、各ステップ時点における操作量の値を算出することになる。つまり、以下に示すような、Ｎ個の時系列入力を得ることができる。
【０１３６】
【数２８】
0005315798.tif 000029
【０１３７】
ここで、Ｎは大きいほどサンプル時間間隔が短くなって、精度の良い予測操作量が算出できる。しかし、その分、求めるデータ数が大幅に増加するため、マイクロプロセッサの計算負荷が高くなってしまう。よって、サンプル時間間隔が１０〜１００ｍｓｅｃになるように、Ｎを決定することが望ましい。
以上が、ステップＳ２３３０での処理内容である。
次に、ステップＳ２３４０では、右回避時の回避余裕度を算出する。ここでは、最適時系列操作を行ったときの車両モデルの軌跡に基づいた方法を用いる。
まず、ステップＳ２３３０で算出した最適時系列操作量を、ステップＳ２３１０で設定した車両モデルに入力した際の車両軌跡（ｘv（τ）、ｙv（τ））と、障害物ＳＢの移動軌跡（ｘｂ（τ）、ｙｂ（τ））に基づき算出する。すなわち、以下のように、自車両ＳＭ重心から障害物ＳＢまでの時系列距離ＤVB_R（ｔ）を算出する。そして、ＤVB_R（ｔ）の中で、最も距離が小さいものをＤVEmin_Rとする。
【０１３８】
【数２９】
0005315798.tif 000030
【０１３９】
また、車両軌跡（ｘv（τ）、ｙv（τ））と右側道路境界についても、以下のように時系列距離ＤVR_R（ｔ）を算出する。そして、ＤVR_R（ｔ）の中で、最も距離が小さいものをＤVRmin_Rとする。
また、車両軌跡（ｘv（τ）、ｙv（τ））と右側道路境界についても、以下のように時系列距離ＤVR_R（ｔ）を算出する。そして、ＤVR_R（ｔ）の中で、最も距離が小さいものをＤVRmin_Rとする。
【０１４０】
【数３０】
0005315798.tif 000031
【０１４１】
このＤVBmin_RとＤVRmin_Rを用いて、以下に示す右側回避の際の余裕度ＤRを算出する。
ＤR  ＝  ｗVB  ×ＤVBmin_R  ＋ｗVR  ×ＤVRmin_R  ・・・（７７）
（７７）式におけるｗVbは、障害物ＳＢとの接近度に対する重み係数を表す。ｗVRは、道路境界との接近度に対する重み係数を表す。障害物ＳＢ回避を優先するために、通常は、ｗVb＞ｗVRとなるように重み設定する。
以上が、ステップＳ２３４０における処理内容である。
ここで、ステップＳ２３２０〜Ｓ２３４０までの処理が、右側へ回避する際の余裕度を計算する処理である。以降のステップＳ２３５０〜Ｓ２３７０までが、左側へ回避する際の余裕度を計算する処理である。
【０１４２】
このステップＳ２３５０〜Ｓ２３７０における基本的な処理内容は、ステップＳ２３２０〜Ｓ２３４０での処理内容と同様なので、詳細は省略する。
ステップＳ２３５０では、予めマイクロプロセッサ内のメモリに格納しておいた、様々な場面に基づいて作成した時系列回避操作量マップから、現在の回避場面にもっとも近く、かつ、左方向に回避を行うものを選び、これを、最適化計算を行う際の初期解として使用する。
ステップＳ２３６０では、ステップＳ２３１０とＳ２３５０とで設定した車両モデル、障害物ＳＢモデル、評価関数、初期解に基づいて、最適化計算を行う。ここでも、以下に示すような、Ｎ個の時系列入力を得ることができる。
【０１４３】
【数３１】
0005315798.tif 000032
【０１４４】
ステップＳ２３７０では、ステップＳ２３６０の最適化計算結果と、車両モデルを用いて、自車両ＳＭ重心から障害物ＳＢまでの時系列距離ＤVB_L（ｔ）を算出する。そして、ＤVB_L（ｔ）の中で、最も距離が小さいものをＤVEmin_Lとする。
【０１４５】
【数３２】
0005315798.tif 000033
【０１４６】
また、車両軌跡（ｘv（τ）、ｙv（τ））と左側道路境界についても、以下のように時系列距離ＤVR_L（ｔ）を算出する。そして、ＤVR_L（ｔ）の中で、最も距離が小さいものをＤVRmin_Lとする。
【０１４７】
【数３３】
0005315798.tif 000034
【０１４８】
このＤVBmin_LとＤVRmin_Lとを用いて、以下に示す右側回避の際の余裕度ＤLを算出する。
ＤL  ＝  ｗVB  ×ＤVBmin_R  ＋ｗVR  ×ＤVRmin_R  ・・・（８３）
以上が、ステップＳ２３５０〜Ｓ２３７０における処理内容である。
ステップＳ２３８０では、左右のどちらかに回避余裕度があるか否かの判定を行う。
すなわち、ステップＳ２３４０とＳ２３７０で算出したＤRとＤLについて、第１実施形態における（３３）式と同様の判定を行う。
（３３）式がどちらも真であれば、左右方向に回避余裕度がないと判断する。この場合には、本実施形態のシステムから、公知技術に見られるような緊急ブレーキシステムへと機能が移行する。
【０１４９】
一方、（３３）式のいずれかが偽であれば、左右方向に回避余裕があると判断する。この場合には、ステップＳ２３９０に移行する。
ステップＳ２３９０では、左右の回避余裕度を比較して、どちらの方向のほうが回避余裕度が高く、回避に有利な方向かの判定を行う。判定式は（３４）式と同様である。
（３４）式が真であれば、左方向への回避のほうが余裕が大きく、偽であれば、回避のほうが余裕が大きいということになる。これによって、回避方向が決定する。
【０１５０】
次に、ステップＳ２４００での処理である、ステップＳ２３００で決定された方向への回避を有利にするため操舵誘導量を決定する処理について説明する。
まず、ステップＳ２４１０では、自車両ＳＭと障害物ＳＢとの接触が予想される時刻をＴｔｃとする。そして、このＴｔｃまでに、ステップＳ２３００で決定した方向にどれだけ横移動する必要があるかを算出する。
ここでの処理は、第１実施形態におけるステップＳ５１０の（３５）式のように、ステップＳ２３００で決定した方向で場合分けを行う。
【０１５１】
次に、ステップＳ２４２０では、（７２）もしくは（７８）式で表した最適化操舵パターンを、（５９）式で表す車両モデルに入力する。
このときのαlonは、現時点の縦加減速度を基に、一定入力とする。
ステップＳ２４３０では、ステップＳ２３００で最適化計算した操舵パターンで操作した時、Ｔｔｃ秒後に、移動する前方障害物ＳＢと接触する危険性があるか否かの判定を行う。
【０１５２】
ここでの処理は、第１実施形態におけるＳ５４０の（３７）式のように、回避方向で場合分けした判定を行う。
この判定により、ステップＳ２３００で最適化計算された操舵パターンでは回避が困難と判断された場合は、公知技術の緊急ブレーキシステムへと移行する。一方、回避可能であると判断した場合はステップＳ２４４０へと移行する。
ステップＳ２４４０では、運転者の操舵情報を基に、回避目的の操舵が行われているか否かの判定を行う。
【０１５３】
一例としては次のような処理を行う。すあわち、操舵角センサ６から取得される現時点での操舵角信号と、前回取得した操舵角信号との差分Δδｓを算出する。そして、以下のように、この値と閾値ΔδTHとを比較する。
｜Δδｓ｜  ＞  ΔδTH      ・・・（８４）
（８４）式が真であれば、運転者は前方障害物ＳＢを回避する意思があるため、ステップＳ２４５０へと移行する。一方、（８４）式が偽であれば、運転者は前方障害物ＳＢを回避しようとしていないと判断して、ステップＳ２４６０へと移行する。
ステップＳ２４５０では、ステップＳ２３００での最適化操舵量に基づいて、運転者の回避操作をアシストするような操舵指令トルクを算出する。
すなわち、ステップＳ２３００で決定した回避に有利な回避方向に基づいて、以下のようにΔδｓを算出する。
【０１５４】
【数３４】
0005315798.tif 000035
【０１５５】
ここで、δｓ（０）は、運転者による操舵量を示す。そして、（８５）式によって、実際に必要な操舵量との差分をΔδｓとして求める。
このΔδｓから、図２４に示すような、Δδｓとトルク指令値δｔｑとのマップを用いて、トルク指令を算出する。
ここで、図２４において、不感帯δｄｚを用いた理由は、運転者操作量を優先するためである。
また、ステップＳ２４６０では、自車両ＳＭ走行車線から逸脱するか否かを判別する。
ここでは、第１及び第２実施形態のような現時点における情報のみでの判定とは異なる方法を説明する。すなわち、ステップＳ２３００で算出した時系列操舵パターンを用いて、将来のことまで予測した上で判定を行う。
まず、時系列操舵パターンを車両モデルに入力した時の時系列Ｙ座標を、以下のように表す。
【０１５６】
【数３５】
0005315798.tif 000036
【０１５７】
これを用いて、ｙ*v全ての要素に対して、以下の判定を行う。
【０１５８】
【数３６】
0005315798.tif 000037
【０１５９】
この（８７）式で表したＮ個の判定が、一つでも偽であれば、Ｔｆ秒間の間に自車両ＳＭ走行車線を逸脱し得ると判断して、ステップＳ２４７０へ移行する。
ここで、第１、及び第２実施形態と同様に自車両ＳＭ走行車線が検出できない場合は、マイクロプロセッサの処理履歴に基づいて、制御開始時点からの横移動量に制約を加えることで、代替処理を行うことができる。
【０１６０】
一方、この（８７）式で表したＮ個の判定が全て真であれば、自車両ＳＭ走行車線内のとどまったまま回避が可能である判断する。そして、最適化によって求めた指令舵角δ*SR（ｔ０）に基づいて、操舵トルク指令値を計算する。計算した操舵トルク指令値を、ステアリングシステムへ信号として伝達する。
またステップＳ２４７０では、現時点における自車両ＳＭのＹ座標に基づいて、操舵指令の補正を行う。
補正方法は、第１実施形態におけるＳ５８０の方法と同様である。
そして、この補正した後の操舵指令を、ステアアクチュエータ２に伝達する。また、警報装置に警報信号を伝達する。これによって、操舵制御と警報の両方を行い、運転者に前方の危険を知らせる。
【０１６１】
（動作）
基本的動作は上記第１実施形態と同様である。
但し、回避目的の操舵操作を検出すると、他の回避制御に移行することなく、ステップＳ２４５０にて、運転者の回避操作をアシストするような操舵指令トルクを算出して、出力する。即ち、許容する横移動量の範囲を、自車走行路に制限することなく、実質的に、許容する横移動量の範囲を自車両走行路の外まで広げて、運転者の回避操作をアシストする。
【０１６２】
（本実施形態の効果）
（１）本実施形態の効果は、上記第１実施形態と同様である。
（２）また、運転者の操舵量に応じて、許容する誘導範囲を拡大する。これによって、運転者が回避するために自車走行路を逸脱しようとしたときに、本誘導システムが運転者操作の妨げになることなく自動誘導制御からアシスト制御へと切り替わり、回避目的を達成させる。
（変形例）
（１）ここで、本実施形態では、操舵制御が可能な車両を対象に説明した。これに代えて、第２実施形態のように各輪独立制動制御が可能な車両でも、車両モデルを設定することで最適化計算に基づいた誘導システムを実現することは可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１６３】
【図１】本発明に基づく第１実施形態に係る装置構成の概要図である。
【図２】回避誘導コントローラの構成を示す図である。
【図３】自車両誘導量算出手段の構成を示す図である。
【図４】本発明に基づく第１実施形態に係る回避誘導コントローラの処理を示す図である。
【図５】場面の一例を示す図である。
【図６】本発明に基づく第１実施形態に係る接触危険度の判定処理を示す図である。
【図７】本発明に基づく第１実施形態に係る自車両領域と障害物領域を表す特徴点を説明する図である。
【図８】本発明に基づく第１実施形態に係る車両モデルの状態ベクトルを説明するための図である。
【図９】本発明に基づく第１実施形態に係る誘導操舵量を決定するための処理を説明するための図である。
【図１０】本発明に基づく第１実施形態に係る誘導操舵量補正のマップを説明する図である。
【図１１】本発明に基づく第２実施形態に係る装置構成の概要図である。
【図１２】本発明に基づく第２実施形態に係る回避誘導コントローラの処理を示す図である。
【図１３】場面の一例を説明する図である。
【図１４】本発明に基づく第２実施形態に係る接触危険度の判定処理を示す図である。
【図１５】本発明に基づく第２実施形態に係る車両モデルの状態ベクトルを説明するための図である。
【図１６】本発明に基づく第２実施形態に係る誘導制動モーメント量の決定処理を説明する図である。
【図１７】本発明に基づく第３実施形態に係る装置構成の概要図である。
【図１８】本発明に基づく第３実施形態に係る回避誘導コントローラの処理を示す図である。
【図１９】場面の一例を説明する図である。
【図２０】本発明に基づく第３実施形態に係る回避に有利な方向を決定するための処理を説明する図である。
【図２１】本発明に基づく第３実施形態に係る最適化計算のための初期解マップ構成を求める際の想定図である。
【図２２】本発明に基づく第３実施形態に係る最適化計算のための初期解マップ構成を説明する図である。
【図２３】本発明に基づく第３実施形態に係る誘導操舵量の決定処理を説明する図である。
【図２４】本発明に基づく第３実施形態に係るアシスト操舵トルク算出のためのマップを説明するための図である。
【符号の説明】
【０１６４】
２    ステアアクチュエータ（自車両誘導制御手段）
３    ステレオカメラ
４    加速度センサ
５    ヨーレートセンサ
６    操舵角センサ
７ＦＲ〜７ＲＬ    車輪速センサ
８    ブザー（警報手段）
９    回避誘導コントローラ
９Ａ  自車両運動状態取得手段
９Ｂ  車両前方情報取得手段
９Ｃ  回避判定手段
９Ｄ  回避操作推定手段
９Ｅ  自車両誘導量算出手段
９Ｅａ      回避方向判定手段
９Ｅｂ      自車両制御量算出手段
９Ｅｃ      警報信号出力手段
９Ｆ  自車両誘導制御指令出力手段
９Ｇ  障害物回避制御手段
９Ｈ  緊急停止制御手段
２１  ブレーキ装置（自車両誘導制御手段）
ＳＢ  障害物
ＳＭ  自車両
【図１】
0005315798.tif 000038
【図２】
0005315798.tif 000039
【図３】
0005315798.tif 000040
【図４】
0005315798.tif 000041
【図５】
0005315798.tif 000042
【図６】
0005315798.tif 000043
【図７】
0005315798.tif 000044
【図８】
0005315798.tif 000045
【図９】
0005315798.tif 000046
【図１０】
0005315798.tif 000047
【図１１】
0005315798.tif 000048
【図１２】
0005315798.tif 000049
【図１３】
0005315798.tif 000050
【図１４】
0005315798.tif 000051
【図１５】
0005315798.tif 000052
【図１６】
0005315798.tif 000053
【図１７】
0005315798.tif 000054
【図１８】
0005315798.tif 000055
【図１９】
0005315798.tif 000056
【図２０】
0005315798.tif 000057
【図２１】
0005315798.tif 000058
【図２２】
0005315798.tif 000059
【図２３】
0005315798.tif 000060
【図２４】
0005315798.tif 000061