(57)【要約】【課題】車両の周囲に存在する物体との接触を回避するための車両操舵制御を行う場合に、運転者の操舵操作に与える違和感を抑制できる走行制御装置を提供すること。【解決手段】操舵ゾーン内に障害物が存在すると、その障害物との接触を回避するための操舵を、前輪２ＦＬ，２ＲＲに対しては行わずに、後輪２ＲＬ，２ＲＲに対して行う。前輪２ＦＬ、２ＦＲに対する操舵は、ステアリングホイール１３による運転者からの操舵指示に基づいて行われる。これにより、運転者による操舵指示に基づく操舵が行われる車輪と、物体との接触を回避するための操舵が行われる車輪とを、前輪２ＦＬ，２ＦＲと後輪２ＲＬ，２ＲＲとで、明確に切り離すことができる。よって、車両１の周囲に存在する物体との接触を回避するための車両操舵制御を行う場合に、運転者のステアリングホイール１３の操作に与える違和感を抑制できる。【選択図】図５
2013212724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者が操作する操作手段から車両の操舵指示を受け付ける操舵指示受付手段と、
その操舵指示受付手段により受け付けられた前記操舵指示に基づいて、前記車両に設けられた前輪および後輪のいずれか一方の操舵を制御する第１操舵制御手段と、
前記車両の周囲に存在する物体を検出する検出手段と、
その検出手段により検出された物体が前記車両の周囲に設定された所定領域内に存在することにより、その物体との接触を回避するために必要な操舵に関する情報を導出する導出手段と、
前記第１操舵制御手段により操舵が制御された前記前輪または前記後輪のいずれか一方の操舵量に基づいて、前記導出手段により導出された前記物体との接触を回避するために必要な操舵を得るために、前記前輪および前記後輪のいずれか他方に付与すべき操舵量を算出する算出手段と、
その算出手段により算出された前記操舵量となるように、前記前輪および前記後輪のいずれか他方の操舵を制御する第２操舵制御手段とを備えることを特徴とする走行制御装置。
【請求項２】
前記車両の速度に関する情報を取得する取得手段を備え、
前記導出手段は、前記物体との接触を回避するために、前記車両に必要なヨーレートを導出するものであり、
前記算出手段は、前記取得手段により取得された情報によって示される前記車両の速度に基づいて、前記第１操舵制御手段により操舵が制御された前記前輪および前記後輪のいずれか一方の操舵量と共に前記導出手段により導出された前記ヨーレートを達成するために必要な、前記前輪および前記後輪のいずれか他方に付与すべき操舵量を算出するものであることを特徴とする請求項１記載の走行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行制御装置に関し、特に、車両の周囲に存在する物体との接触を回避するための車両操舵制御を行う場合に、運転者の操舵操作に与える違和感を抑制できる走行制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電動車椅子などの移動体の周辺に設定した所定領域に何らかの物体（障害物）が存在することを検出すると、運転者の制動や操舵に関する操作とは別に、その物体との接触を回避するために移動体の制動や操舵を制御する技術が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１１０７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載される技術では、移動体の運転者の操舵操作により操舵される車輪と、物体との接触を回避するために操舵される車輪とが、同一の車輪とされる。これにより、例えば、運転者が車輪の操舵を操作するための操作手段（例えば、ステアリングホイール）の動きと、移動体における車輪の操舵の動きとが、１対１で関係している場合、運転者の操舵操作とは別に、物体との接触を回避するための車輪の操舵が行われると、その車輪の操舵にあわせて操作手段も動いてしまう。よって、運転者が操作手段の動きに対して違和感を感じてしまうおそれもあった。
【０００５】
一方、ステアバイワイヤシステム等の操作手段と車輪の操舵の動きとが直接的なつながりがなく、操作手段の動きと、車輪の操舵の動きとが１対１でない場合においても、物体との接触を回避するための車輪の操舵が行われると、その操舵量が大きくなるにつれ、運転者の操作手段の操作位置と、車輪の操舵方向との関係がずれてしまい、運転者の操作手段の操作感覚に違和感を覚えさせてしまうという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、車両の周囲に存在する物体との接触を回避するための車両操舵制御を行う場合に、運転者の操舵操作に与える違和感を抑制できる走行制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
この目的を達成するために請求項１記載の走行制御装置によれば、運転者が操作する操作手段から車両の操舵指示が操舵指示受付手段により受け付けられ、その操舵指示に基づいて、車両に設けられた前輪および後輪のいずれか一方の操舵が第１操舵制御手段により制御される。一方、車両の周囲に存在する物体が検出手段により検出され、その検出手段により検出された物体が車両の周囲に設定された所定領域内に存在することにより、その物体との接触を回避するために必要な操舵に関する情報が導出手段により導出される。そして、第１操舵制御手段により操舵が制御された前輪および後輪のいずれか一方の操舵量に基づいて、導出手段により導出された物体との接触を回避するために必要な操舵を得るために、前輪および後輪のいずれか他方に付与すべき操舵量が算出手段により算出される。そして、その算出された前記操舵量となるように、前輪および後輪のいずれか他方の操舵が、第２操舵制御手段によって制御される。これにより、車両の前輪および後輪のいずれか一方に対しては、運転者による操舵指示に基づく操舵が行われ、車両の前輪および後輪のいずれか他方に対しては、物体との接触回避制御するための操舵が行われる。つまり、運転者による操舵指示に基づく操舵が行われる車輪と、物体との接触を回避制御するための操舵が行われる車輪とを明確に切り離すことができる。よって、物体との接触を回避制御するための操舵が行われても、その操舵と合わせて運転者が操作する操作手段が動いたり、運転者の操作手段の操作位置と、運転者の操舵指示に基づいて操舵が制御される車輪の操舵方向との関係がずれたりすることを抑制できる。従って、車両の周囲に存在する物体との接触を回避するための車両操舵制御を行う場合に、運転者の操舵操作に与える違和感を抑制できるという効果がある。
【０００８】
請求項２記載の走行制御装置によれば、請求項１記載の走行制御装置の奏する効果に加え、次の効果を奏する。即ち、物体との接触を回避するために、車両に必要なヨーレートが導出手段により導出される。また、車両の速度に関する情報が取得手段により取得される。そして、取得手段により取得された情報によって示される車両の速度に基づいて、第１操舵制御手段により操舵が制御された前輪および後輪のいずれか一方の操舵量と共に導出手段により導出されたヨーレートを達成するために必要な、前輪および前記後輪のいずれか他方に付与すべき操舵量が、算出手段によって算出される。これにより、第１操舵制御手段による制御により運転者による操舵指示に基づいて前輪および後輪のいずれか一方に付与される操舵量では得られない、物体との接触を回避するために必要なヨーレートを達成するために、前輪および後輪のいずれか他方に付与されるべき操舵量を、前輪および後輪のいずれか他方に対して付与することができる。よって、運転者による操舵指示に基づく操舵が行われる車輪と、物体との接触を回避制御するための操舵が行われる車輪とを明確に切り離しても、確実に物体との接触を回避するために必要なヨーレートを車両に発生させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の車両を模式的に示した模式図である。
【図２】（ａ）は、障害物が存在した場合に車両を減速させるための減速用セーフティゾーンを模式的に示した模式図であり、（ｂ）は、障害物が存在した場合に車両１を操舵させるための操舵用セーフティゾーンを模式的に示した模式図である。
【図３】走行制御装置を含む車両の電気的構成を示したブロック図である。
【図４】走行制御装置のＣＰＵによって実行される障害物回避操舵処理を示すフローチャートである。
【図５】（ａ）は、障害物との接触を回避するための車両の操舵制御が行われていない状態を概略的に示す概略図であり、（ｂ）は、障害物との接触を回避するための車両の操舵制御が行われている状態を概略的に示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態である走行制御装置１００を有する車両１を模式的に示した模式図である。
【００１１】
まず、図１を参照して、車両１の構成について説明する。車両１は、走行制御装置１００の制御によって、車両１の周囲に存在する物体との接触を回避するための車両操舵制御を行う場合に、運転者の操舵操作に与える違和感を抑制できるように構成されている。
【００１２】
なお、図１において、矢印Ｆによって示される方向が車両１の前方向を示している。この矢印Ｆは、図２においても同様に、矢印Ｆによって示される方向を車両１の前方向として示している。また、以下の説明において、車両１が矢印Ｆ方向に進行する場合を「前進」、車両１が矢印Ｆ方向とは逆方向に進行する場合を「後退」と称す。
【００１３】
走行制御装置１００は、車両１の走行を制御するコンピュータ装置である。この走行制御装置１００は、車両１の周囲にセーフティゾーンを設け、そのセーフティゾーンに存在する障害物との接触を回避するように、車両１の制動や操舵を制御する。なお、セーフティゾーンの詳細については、図２を参照して後述する。また、走行制御装置１００の詳細については、図３を参照して後述する。
【００１４】
車両１は、走行制御装置１００の他に、複数（本実施形態では４輪）の車輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲと、それら複数の車輪２ＦＬ〜２ＲＲの内の一部（本実施形態では、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲ）を回転駆動する車輪駆動装置３と、複数の車輪２ＦＬ〜２ＲＲの内の左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲを操舵する前輪側ステアリング装置６及び前輪操舵駆動装置５と、左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲを操舵する後輪側ステアリング装置６０及び後輪操舵駆動装置５１と、各車輪２ＦＬ〜２ＲＲの車輪速を検出する第１〜第４車輪速検出センサ１２ＦＬ〜１２ＲＲと、運転者から車両１の操舵方向の指示を受け付けるステアリングホイール１３と、車両１の周囲を撮像する第１〜第３カメラ２６ａ〜２６ｃとを主に有している。
【００１５】
車輪２ＦＬ，２ＦＲは、車両１の前方側に配置される左右の前輪であり、車輪駆動装置３によって回転駆動される駆動輪として構成されている。一方、車輪２ＲＬ，２ＲＲは、車両１の後方側に配置される左右の後輪であり、車両１の走行に伴って従動する従動輪として構成されている。
【００１６】
車輪駆動装置３は、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲに回転駆動力を付与するものであり、デファレンシャルギヤ（図示せず）及び一対のドライブシャフト３１を介して左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲに接続されている。車輪駆動装置３は、走行制御装置１００から通知された、目標とすべき車両速度を示す制御信号に基づき、ドライブシャフト３１を介して左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲに回転駆動力を付与する。これにより、車両１は、走行制御装置１００から通知された車両速度に応じた速度で走行する。
【００１７】
前輪操舵駆動装置５は、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲを操舵するための装置であり、前輪側ステアリング装置６に回転駆動力を付与する電動モータ５ａ（図３参照）を備えて構成されている。前輪側ステアリング装置６は、ステアリングシャフト６１と、フックジョイント６２と、ステアリングギヤ６３と、タイロッド６４と、ナックルアーム６５とを主に備えて構成されている。なお、前輪側ステアリング装置６は、ステアリングギヤ６３がピニオン（図示せず）とラック（図示せず）とを備えたラックアンドピニオン機構によって構成されている。
【００１８】
前輪操舵駆動装置５は、走行制御装置１００から前輪２ＦＬ，２ＦＲに付与すべき操舵角を示す制御信号を受信すると、その操舵角に応じて電動モータ５ａを駆動し、電動モータ５ａの回転駆動力が前輪側ステアリング装置６のステアリングシャフト６１に付与される。その回転駆動力は、ステアリングシャフト６１を介してフックジョイント６２に伝達されると共にフックジョイント６２によって角度を変えられ、ステアリングギヤ６３のピニオンに回転運動として伝達される。そして、ピニオンに伝達された回転運動はラックの直線運動に変換され、ラックが直線運動することで、ラックの両端に接続されたタイロッド６４が移動し、ナックルアーム６５を介して前輪２ＦＬ，２ＦＲが操舵される。これにより、車両１は、走行制御装置１００から指示された操舵角で、前輪２ＦＬ，２ＦＲが操舵される。
【００１９】
ここで、前輪操舵駆動装置５が走行制御装置１００から受信する前輪２ＦＬ，２ＦＲに付与すべき操舵角は、運転者によって回転操作されるステアリングホイール１３の回転角によって決定される。即ち、運転者がステアリングホイール１３を回転操作することによって、運転者より指示された車両１の操舵は、前輪２ＦＬ，２ＦＲを操舵することによって行われる。
【００２０】
後輪操舵駆動装置５１は、左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲを操舵するための装置であり、後輪側ステアリング装置６０に回転駆動力を付与する電動モータ５１ａ（図３参照）を備えて構成されている。後輪側ステアリング装置６０は、前輪側ステアリング装置６と同様に、ステアリングシャフト６０１と、フックジョイント６０２と、ステアリングギヤ６０３と、タイロッド６０４と、ナックルアーム６０５とを主に備えて構成されている。なお、後輪側ステアリング装置６０は、ステアリングギヤ６０３がピニオン（図示せず）とラック（図示せず）とを備えたラックアンドピニオン機構によって構成されている。
【００２１】
後輪操舵駆動装置５１は、走行制御装置１００から後輪２ＲＬ，２ＲＲに付与すべき操舵角を示す制御信号を受信すると、その操舵角に応じて電動モータ５１ａを駆動し、電動モータ５１ａの回転駆動力を後輪側ステアリング装置６０に付与する。これにより、後輪側ステアリング装置６０により後輪２ＲＬ，２ＲＲが操舵される。よって、車両１は、走行制御装置１００から指示された操舵角で、後輪２ＲＬ，２ＲＲが操舵される。
【００２２】
なお、電動モータ５１ａの回転駆動力が付与された後輪側ステアリング装置６０の動作は、電動モータ５ａの回転駆動力が付与された前輪側ステアリング装置６の動作と同じであるので、ここでは説明を省略する。
【００２３】
ここで、後輪操舵駆動装置５１が走行制御装置１００から受信する後輪２ＲＬ，２ＲＲに付与すべき操舵角は、後述するセーフティゾーン内に物体が存在することにより、その物体との接触を回避するために必要なヨーレートによって決定される。具体的には、物体との接触を回避するために必要なヨーレートを得るために、前輪２ＦＬ，２ＦＲに加えられた操舵角を差し引いて、後輪２ＲＬ，２ＲＲに必要な操舵角を算出することで、後輪２ＲＬ，２ＲＲに付与すべき操舵角が決定される。即ち、物体との接触を回避するための車両１の操舵制御は、後輪２ＲＬ，２ＲＲの操舵によって行われる。
【００２４】
第１車輪速検出センサ１２ＦＬは、車輪２ＦＬに設けられ、車輪２ＦＬの車輪速を検出するセンサである。また、第２車輪速検出センサ１２ＦＲ，第３車輪速検出センサ１２ＲＬ，第４車輪速検出センサ１２ＲＲは、それぞれ対応する車輪２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲに設けられ、その対応する車輪２ＦＬ，２ＲＬ，２ＲＲの車輪速を検出するセンサである。第１〜第４車輪速検出センサ１２ＦＬ〜１２ＲＲによって検出された各車輪２ＦＬ〜２ＲＲの車輪速は、走行制御装置１００に入力され、走行制御装置１００において、この入力された車輪速に基づいて車両１の速度（車両速度）や加速度が算出される。
【００２５】
ステアリングホイール１３は、車両１の運転者から回転操作されることで、車両１の操舵方向の指示を受け付けるものである。ステアリングホイール１３は、搭乗者によって回転操作されると、その回転角を走行制御装置１００へ送信する。そして、この回転角から、走行制御装置１００にて前輪２ＦＬ，２ＦＲに付与すべき操舵角が決定され、この決定された操舵角を示す制御信号が、前輪操舵駆動装置５へ送信される。これにより、ステアリングホイール１３により運転者から指示された車両１の操舵方向に従って、前輪２ＦＬ，２ＦＲに操舵角が付与される。
【００２６】
なお、ステアリングホイール１３は、搭乗者によって回転操作された回転角速度を走行制御装置１００へ送信してもよい。そして、走行制御装置１００が、ステアリングホイール１３から取得した回転角速度を積分して、回転角を算出してもよい。
【００２７】
第１〜第３カメラ２６ａ〜２６ｃは、車両１の周囲を撮像するための撮像装置であり、ＣＣＤイメージセンサや、ＣＭＯＳイメージセンサなどの撮像素子が搭載されたデジタルカメラで構成されている。各第１〜第３カメラ２６ａ〜２６ｃは、そのカメラを中心として半径３０ｍの範囲を撮像可能に構成される。
【００２８】
第１カメラ２６ａは、車両１の前方左側の角に配設され、車両１の前方および左方向を撮像する。第２カメラ２６ｂは、車両１の前方右側の角に配設され、車両１の前方および右方向を撮像する。第３カメラ２６ｃは、車両１の後端中央部に配設され、車両１の後方を撮像する。なお、第１〜第３カメラ２６ａ〜２６ｃの配設場所や、第１〜第３カメラ２６ａ〜２６ｃによって撮像可能な範囲は、適宜設定されるものであってよい。
【００２９】
各第１〜第３カメラ２６ａ〜２６ｃは、撮像した画像を画像データに変換して走行制御装置１００へ出力する。走行制御装置１００へ出力された画像データは、その走行制御装置１００によって解析され、車両１の周囲に存在する物体と、車両１を基準としたその物体の位置とが検出される。そして、検出された物体の位置からその物体がセーフティゾーン内に存在することで、車両１の走行の障害となり得る物体（即ち、障害物）か否かが判断される。走行制御装置１００では、車両１の走行の障害となる物体があると判断すると、車両１を減速させ、また、操舵する制御を行う。
【００３０】
次いで、図２を参照して、車両１の周囲に設定されるセーフティゾーンの詳細について説明する。図２（ａ）は、そのセーフティゾーン内に障害物が存在した場合に車両１を減速させるための減速用セーフティゾーン（以下、単に「減速ゾーン」と称す）を模式的に示した模式図であり、図２（ｂ）は、そのセーフティゾーン内に障害物が存在した場合に車両１を操舵させるための操舵用セーフティゾーン（以下、単に「操舵ゾーン」と称す）を模式的に示した模式図である。
【００３１】
まず、図２（ａ）を参照して、減速ゾーンについて説明する。車両１には、減速ゾーンとして、車両１の前方正面に前方正面減速ゾーン７１Ｆ及び前方正面停止ゾーン７２Ｆと、車両１の後方正面に後方正面減速ゾーン７１Ｒ及び後方正面停止ゾーン７２Ｒと、前方正面減速ゾーン７１Ｆ及び前方正面停止ゾーン７２Ｆの左右側方に前方右側減速ゾーン７３ＦＲ及び前方左側減速ゾーン７３ＦＬと、後方正面減速ゾーン７１Ｒ及び後方正面停止ゾーン７２Ｒの左右側方に後方右側減速ゾーン７３ＲＲ及び後方左側減速ゾーン７３ＲＬと、車両１の右方に右側減速ゾーン７４Ｒ及び右側停止ゾーン７５Ｒと、車両１の左方に左側減速ゾーン７４Ｌ及び左側停止ゾーン７５Ｌとが設定される。
【００３２】
前方正面減速ゾーン７１Ｆは、車両１が前進する場合に設定される減速ゾーンであり、車両１の操舵に応じて、その前方先端側が車両１の進行する向きに曲げられて設定される。この前方正面減速ゾーン７１Ｆに障害物が存在する場合に、その障害物が車両１に近い位置にあるほど車両１の進行方向と逆方向に反発力を仮想的に働かせて、車両１を減速させることにより、その障害物との接触を回避する制御が行われる。
【００３３】
前方正面停止ゾーン７２Ｆは、車両１が前進する場合に設定される減速ゾーンであり、車両１の操舵に応じて、その前方先端側が車両１の進行する向きに曲げられて設定される。また、前方正面停止ゾーン７２Ｆは、前方正面減速ゾーン７１Ｆよりも、車両１の前方先端から前方正面減速ゾーン７１Ｆの前方先端までの距離が短く設定される。この前方正面停止ゾーン７２Ｆに障害物が存在する場合、車両１に強い反発力を進行方向と逆方向に仮想的に働かせて、車両１を停止させることにより、その障害物との接触を回避する制御が行われる。
【００３４】
前方右側減速ゾーン７３ＦＲ及び前方左側減速ゾーン７３ＦＬは、車両１が前進する場合に設定される減速ゾーンであり、車両１の操舵に応じて、その前方先端側が車両１の進行する向きに曲げられて設定される。前方右側減速ゾーン７３ＦＲ又は前方左側減速ゾーン７３ＦＬに障害物が存在する場合に、その障害物が車両１に近い位置にあるほど車両１の進行方向と逆方向に反発力を仮想的に働かせて、車両１を減速させることにより、その障害物との接触を回避する制御が行われる。
【００３５】
但し、この場合に車両１に仮想的に働かせる反発力は、前方正面減速ゾーン７１Ｆに障害物が存在する場合に車両１に働かせる反発力よりも弱めに設定される。これは、前方右側減速ゾーン７３ＦＲ及び前方左側減速ゾーン７３ＦＬに存在する障害物は、その場に障害物がある限り、前方正面減速ゾーン７１Ｆに障害物がある場合と比べ、障害物との接触の可能性はないためである。
【００３６】
一方で、車両１の直ぐ側方にある障害物と安全にすれ違うためには、車両１の速度を抑える必要がある。また、側方にある障害物が動体であれば車両１の進行方向にその障害物が進入する可能性もあり、予め車両１の速度を落としておく必要がある。前方右側減速ゾーン７３ＦＲ及び前方左側減速ゾーン７３ＦＬは、そのために用意されたゾーンである。
【００３７】
後方正面減速ゾーン７１Ｒ，後方正面停止ゾーン７２Ｒ，後方右側減速ゾーン７３ＲＲ，後方左側減速ゾーン７３ＲＬは、いずれも、車両１が後退する場合に設定される減速ゾーンであり、車両１の操舵に応じて、その後方先端側が車両１の進行する向きに曲げられて設定される。
【００３８】
なお、後方正面減速ゾーン７１Ｒ，後方正面停止ゾーン７２Ｒ，後方右側減速ゾーン７３ＲＲ，後方左側減速ゾーン７３ＲＬの各ゾーンにおいて障害物があった場合の役割は、前方正面減速ゾーン７１Ｆ，前方正面停止ゾーン７２Ｆ，前方右側減速ゾーン７３ＦＦ，前方左側減速ゾーン７３ＦＬと同一であるため、ここでは説明を省略する。
【００３９】
右側減速ゾーン７４Ｒ及び左側減速ゾーン７４Ｌは、車両１が後退する場合に設定される減速ゾーンである。この右側減速ゾーン７４Ｒ及び左側減速ゾーン７４Ｌは、車両１の操舵に応じて、車両１の側面から車両１の外側に向けた減速ゾーンの幅が変化するように設定される。即ち、車両１が操舵された場合に、その旋回外側に位置する減速ゾーンの幅が、操舵角（車両１の回転半径）が大きいほど大きく設定され、その旋回内側に位置する減速ゾーンの幅が、操舵角（車両１の回転半径）が大きいほど小さく設定されるか、所定の幅に維持される。
【００４０】
そして、右側減速ゾーン７４Ｒ及び左側減速ゾーン７４Ｌに障害物が存在する場合に、車両１に対して進行方向と逆方向に仮想的に反発力を働かせて、車両１を減速させる。ここで、右側減速ゾーン７４Ｒ及び左側減速ゾーン７４Ｌは、次に説明する右側停車ゾーン７５Ｒ及び左側停車ゾーン７５Ｌよりも、その減速ゾーンの幅が大きく設定される。これにより、車両１が後退する場合に、車両１の側方、特に、車両１の旋回外側にある障害物の巻き込みを、その障害物が遠くに存在する段階から抑制することができる。
【００４１】
右側停車ゾーン７５Ｒ及び左側停車ゾーン７５Ｌは、車両１が後退する場合に設定される減速ゾーンである。この右側停車ゾーン７５Ｒ及び左側停車ゾーン７５Ｌは、車両１の操舵に応じて、車両１の側面から車両１の外側に向けた減速ゾーンの幅が変化するように設定される。即ち、車両１が操舵された場合に、その減速ゾーンの幅が、操舵角（車両１の回転半径）が大きいほど大きく設定される。
【００４２】
そして、右側停車ゾーン７５Ｒ及び左側停車ゾーン７５Ｌに障害物が存在する場合に、車両１に対して強い反発力を進行方向と逆方向に仮想的に働かせて、車両１を停止させる。これにより、その障害物の巻き込みを回避することができる。
【００４３】
次に、図２（ｂ）を参照して、操舵ゾーンについて説明する。車両１には、操舵ゾーンとして、車両１の前方正面に前方正面操舵ゾーン７６Ｆと、車両１の後方正面に後方正面減速ゾーン７６Ｒと、車両１の左右側面の前方側に右前側操舵ゾーン７７Ｒ及び左前側操舵ゾーン７７Ｌと、車両１の左右側面の後方側に右後側操舵ゾーン７８Ｒ及び左後側操舵ゾーン７８Ｌとが設定される。
【００４４】
前方正面操舵ゾーン７６Ｆは、車両１が前進する場合に設定される操舵ゾーンであり、車両１の現在の進行方向と、車両１の車両速度と、車両１の操舵角とから予測される、車両１の進路に沿うように設定される。この前方正面操舵ゾーン７６Ｆに障害物が存在する場合に、その障害物を回避する方向に車両１の操舵を制御することで、その障害物との接触が回避される。
【００４５】
後方正面操舵ゾーン７６Ｒは、車両１が後進する場合に設定される操舵ゾーンであり、車両１の現在の進行方向と、車両１の車両速度と、車両１の操舵角とから予測される、車両１の進路に沿うように設定される。この後方正面操舵ゾーン７６Ｒに障害物が存在する場合に、その障害物を回避する方向に車両１の操舵を制御することで、その障害物との接触が回避される。
【００４６】
右前側操舵ゾーン７７Ｒ及び左前側操舵ゾーン７７Ｌは、車両１が後退旋回する場合に設定される操舵ゾーンであり、車両１が右方向に後退旋回する場合には、左前側操舵ゾーン７７Ｌが設定され、車両１が左方向に後退旋回する場合には、右前側操舵ゾーン７７Ｒが設定される。また、右前側操舵ゾーン７７Ｒ及び左前側操舵ゾーン７７Ｌにおける車両１の側面から車両１の外側に向けた操舵ゾーンの幅は、車両１の現在の進行方向と、車両１の車両速度と、車両１の操舵角とから予測される車両１の旋回半径に基づき、その旋回半径が大きいほど長く設定される。
【００４７】
そして、設定された右前側操舵ゾーン７７Ｒ又は左前側操舵ゾーン７７Ｌに障害物が存在する場合、その障害物を回避する方向に車両１の操舵を制御することで、車両１を後退旋回させる場合に、車両１の側方にある障害物との接触を防止する。
【００４８】
右後側操舵ゾーン７８Ｒ及び左後側操舵ゾーン７８Ｌは、車両１が前進旋回する場合に設定される操舵ゾーンであり、車両１が右方向に前進旋回する場合には、右後側操舵ゾーン７８Ｒが設定され、車両１が左方向に前進旋回する場合には、左後側操舵ゾーン７８Ｌが設定される。設定された右後側操舵ゾーン７８Ｒ及び左後側操舵ゾーン７８Ｌに障害物が存在する場合、その障害物を回避する方向に車両１の操舵が制御される。これにより、車両１を前進旋回させる場合に、車両１の側方にある障害物の巻き込みを防止する。
【００４９】
次いで、図３を参照して、走行制御装置１００の詳細構成について説明する。図３は、走行制御装置１００を含む車両１の電気的構成を示したブロック図である。
【００５０】
走行制御装置１００は、ＣＰＵ９１、フラッシュメモリ９２及びＲＡＭ９３を有しており、それらがバスライン９４を介して入出力ポート９５に接続されている。入出力ポート９５には、上述した、車輪駆動装置３、前輪操舵駆動装置５、後輪操舵駆動装置５１、第１〜第４車輪速検出センサ１２ＦＬ〜１２ＲＲ、ステアリングホイール１３、第１〜第３カメラ２６ａ〜２６ｃ、及び、その他の入出力装置９９などが接続されている。
【００５１】
ＣＰＵ９１は、入出力ポート９５に接続された第１〜第４車輪速検出センサ１２ＦＬ〜１２ＲＲ、ステアリングホイール１３、第１〜第３カメラ２６ａ〜２６ｃなどから送信された各種の情報に基づいて、車輪駆動装置３や前輪操舵駆動装置５、後輪操舵駆動装置５１等を制御する演算装置である。
【００５２】
フラッシュメモリ９２は、ＣＰＵ９１によって実行される制御プログラムや固定値データ等を記憶するための書き換え可能な不揮発性のメモリである。このフラッシュメモリ９２には、プログラムメモリ９２ａが設けられている。
【００５３】
プログラムメモリ９２ａは、ＣＰＵ９１にて実行される各種のプログラムが格納されたフラッシュメモリ９２上の領域である。後述する図４のフローチャートに示す障害物回避操舵処理をＣＰＵ９１にて実行されるためのプログラムは、このプログラムメモリ９２ａに格納されている。ＣＰＵ９１は、このプログラムメモリ９２ａに格納されたプログラムに従って各種処理を実行することで、車両１の周囲に存在する障害物との接触を回避するための操舵制御を行いつつ、運転者のステアリングホイール１３の操舵操作に与える違和感を抑制する制御を行う。
【００５４】
ＲＡＭ９３は、書き換え可能な揮発性のメモリであり、ＣＰＵ９１によって実行されるプログラムの実行時に各種のデータを一時的に記憶するためのメモリである。ＲＡＭ９３には、車両速度メモリ９３ａと、前輪操舵角メモリ９３ｂと、後輪操舵角メモリ９３ｃとが少なくとも設けられている。
【００５５】
車両速度メモリ９３ａは、車両１の車両速度ｖを格納するためのメモリである。ＣＰＵ９１は、第１〜第４車輪速検出センサ１２ＦＬ〜１２ＲＲより定期的に車輪２ＦＬ〜２ＲＲの車輪速を取得し、取得した角車輪２ＦＬ〜２ＲＲの車輪速から、車両１の車両速度ｖを算出する。この算出された車両速度ｖが車両速度メモリ９３ａに格納される。この車両速度メモリ９３ａに格納された車両速度ｖは、操舵ゾーン内に障害物が存在することにより、後輪２ＲＬ，２ＲＲに付与すべき後輪操舵角θｓを算出する場合に参照される。
【００５６】
前輪操舵角メモリ９３ｂは、車両１の前輪２ＦＬ，２ＦＲに付与される前輪操舵角θｄを格納するためのメモリである。ＣＰＵ９１は、ステアリングホイール１３から送信されたステアリングホイール１３の回転角から前輪２ＦＬ，２ＦＲに付与すべき前輪操舵角θｄを決定し、決定した前輪操舵角θｄを前輪操舵駆動装置５に対して送信すると共に、前輪操舵角メモリ９３ｂに、その前輪操舵角θｄを格納する。この前輪操舵角メモリ９３ｂに格納された前輪操舵角θｄは、操舵ゾーン内に障害物が存在することにより、後輪２ＲＬ，２ＲＲに付与すべき後輪操舵角θｓを算出する場合に参照される。
【００５７】
後輪操舵角メモリ９３ｃは、車両１の後輪２ＲＬ，２ＲＲに付与される後輪操舵角θｓを格納するためのメモリである。詳細については後述するが、操舵ゾーン内に障害物が存在すると判断されると、ＣＰＵ９１によって、その障害物を回避するために必要なヨーレートωｏｂが算出される。
【００５８】
そして、車両速度メモリ９３ａに格納された車両速度ｖと、前輪操舵角メモリ９３ｂに格納された前輪２ＦＬ，２ＦＲの操舵角（運転者がステアリングホイール１３を操作することにより前輪２ＦＬ，２ＦＲに付与された操舵角）θｄとから、障害物を回避するために必要なヨーレートωｏｂを得るために、後輪２ＲＬ，２ＲＲに付与すべき後輪操舵角θｓを算出する。この算出された後輪操舵角θｓが後輪操舵角メモリ９３ｃに格納される。
【００５９】
一方、操舵ゾーン内に障害物が存在しない場合は、後輪２ＦＬ，２ＲＲに付与すべき後輪操舵角θｓを０として、その後輪操舵角θｓが後輪操舵角メモリ９３ｃに格納される。
【００６０】
ＣＰＵ９１は、この後輪操舵角メモリ９３ｃに格納された後輪操舵角θｓを後輪操舵駆動装置５１へ送信することにより、後輪操舵駆動装置５１によって、後輪２ＲＬ，２ＲＲに対して、後輪操舵角θｓが付与される。
【００６１】
次いで、図４〜図６のフローチャートと模式図とを参照して、車両１に搭載された走行制御装置１００のＣＰＵ９１により実行される障害物回避操舵処理について説明する。まず、図４は、その障害物回避操舵処理を示すフローチャートである。障害物回避操舵処理は、所定時間間隔毎（例えば、１０ミリ秒毎）に実行され、上述した通り、車両１の周囲に存在する障害物との接触を回避するための操舵制御を行いつつ、運転者のステアリングホイール１３の操舵操作に与える違和感を抑制する制御を行う処理である。
【００６２】
障害物回避操舵処理がＣＰＵ９１により実行されると、ＣＰＵ９１は、まず、操舵ゾーン設定処理を実行する（Ｓ１１）。この操舵ゾーン設定処理では、車両１の進行方向（前進か後退か）と、車両１の旋回方向（右旋回か左旋回か）とに応じて、前方正面操舵ゾーン７６Ｆ、後方正面減速ゾーン７６Ｒ、右前側操舵ゾーン７７Ｒ、左前側操舵ゾーン７７Ｌ、右後側操舵ゾーン７８Ｒ、左後側操舵ゾーン７８Ｌの中から、必要な操舵ゾーンを設定する。また、操舵ゾーン設定処理では、車両１の現在の進行方向と、車両１の車両速度と、車両１の操舵角とから予測される、車両１の進路や車両１の旋回半径に基づいて、各操舵ゾーンの最終的な形状を決定する。
【００６３】
次いで、物体検出処理を実行する（Ｓ１２）。この物体検出処理では、第１〜第３カメラ２６ａ〜２６ｃにて撮像された車両１の周辺の画像に対して画像認識を行い、車両１の周囲にある物体を検出すると共に、車両１を基準として、その物体が存在する位置を特定する。
【００６４】
そして、Ｓ１２の処理により検出された物体が、Ｓ１１の処理により設定された操舵ゾーン内に存在するか否かを判断する（Ｓ１３）。その結果、操舵ゾーン内に物体（即ち、車両１の走行の障害となる障害物）が存在すると判断される場合は（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、Ｓ１４〜Ｓ１７の処理へ移行し、車両１と障害物との接触を回避するために、車両１の操舵を制御する処理を実行する。
【００６５】
ここで、図５を参照し、本実施形態の走行制御装置１００において、車両１と障害物との接触を回避するための車両１の操舵制御の概念について説明する。図５（ａ）は、障害物８０との接触を回避するための車両１の操舵制御が行われていない状態を概略的に示す概略図であり、図５（ｂ）は、障害物８０との接触を回避するための車両１の操舵制御が行われている状態を概略的に示す概略図である。
【００６６】
図５（ａ）に示す通り、ステアリングホイール１３が運転者により回転操作されると、そのステアリングホイール１３の回転量に応じた前輪操舵角θｄで、車両１の前輪２ＦＬ，２ＦＲが操舵される。このとき、ステアリングホイール１３の回転操作による車両１の操舵は、前輪２ＦＬ，２ＦＲによって行われ、後輪２ＲＬ，２ＲＲの操舵は行われない。即ち、後輪２ＲＬ，２ＲＲの操舵の後輪操舵角θｓは０に設定される。なお、前方正面操舵ゾーン７６Ｆは、予測される車両１の進路に沿うように設定される。
【００６７】
この前方正面操舵ゾーン７６Ｆに障害物８０が存在すると、走行制御装置１００は、図５（ｂ）に示すように、前輪２ＦＬ，２ＦＲの操舵を引き続き運転者による操舵指示に基づいて行う一方、後輪２ＲＬ，２ＲＲを操舵して、障害物８０との接触を回避する。
【００６８】
ここで、図４に戻り、図５（ｂ）も参照しながら、車両１と障害物との接触を回避するための車両１の操舵を制御するＳ１４〜Ｓ１７の処理について説明する。
【００６９】
まず、Ｓ１４の処理では、障害物８０との接触を回避するために必要な車両１のヨーレートωｏｂを算出する（Ｓ１４）。次いで、車両速度メモリ９３ａから車両速度ｖを取得し、また、前輪操舵角メモリ９３ｂから、運転者の操舵指示に基づく前輪２ＦＬ，２ＦＲの前輪操舵角θｄを取得する（Ｓ１５）。
【００７０】
そして、車両１の車両速度ｖと、前輪２ＦＬ，２ＦＲの前輪操舵角θｄとから、Ｓ１４の処理により算出された、障害物８０との接触を回避するために必要な車両１のヨーレートωｏｂを達成するために、後輪２ＲＬ，２ＲＲに付与すべき後輪操舵角θｓを以下の（１）式を用いて算出する（Ｓ１６）。
【００７１】
θｓ＝ｔａｎ−１（（Ｌ・ωｏｂ／ｖ）−ｔａｎ  θｄ）  ・・・（１）
ここで、Ｌは前輪軸と後輪軸との距離であるホイールベースである。
【００７２】
なお、（１）式は、前輪２ＦＬ，２ＦＲに前輪操舵角θｄが付与され、後輪２ＲＬ，２ＲＲに後輪操舵角θｓが付与された場合の旋回半径Ｒを表す以下の（２）式と、旋回半径Ｒと車両速度ｖとヨーレートωｏｂとの関係を示す以下の（３）式を解くことによって求められる式である。
【００７３】
Ｒ  ＝  Ｌ／（ｔａｎ  θｄ  ＋  ｔａｎ  θｓ）  ・・・（２）
ωｏｂ  ＝  ｖ／Ｒ  ・・・（３）
そして、Ｓ１６の処理で算出した後輪操舵角θｓを後輪操舵駆動装置５１へ指示し（Ｓ１７）、障害物回避処理を終了する。
【００７４】
一方、Ｓ１３の処理の結果、操舵ゾーン内に物体（即ち、車両１の走行の障害となる障害物）が存在しないと判断される場合は（Ｓ１３：Ｎｏ）、後輪２ＲＬ、２ＲＲに付与すべき後輪操舵角θｓを０に設定する（Ｓ１８）。そして、Ｓ１７の処理へ移行し、Ｓ１８の処理で設定した後輪操舵角θｓを後輪操舵駆動装置５１へ指示して（Ｓ１７）、障害物回避処理を終了する。
【００７５】
このように、本実施形態における走行制御装置１００では、設定した操舵ゾーン内に障害物が存在すると、その障害物との接触を回避するための操舵を、前輪２ＦＬ，２ＲＲに対しては行わずに、後輪２ＲＬ，２ＲＲに対して行う。前輪２ＦＬ、２ＦＲに対する操舵は、ステアリングホイール１３による運転者からの操舵指示に基づいて行われる。
【００７６】
即ち、前輪２ＦＬ，２ＦＲは、運転者による操舵指示に基づく操舵が行われる車輪であるのに対し、後輪２ＲＬ，２ＲＲは、物体との接触を回避するための操舵が行われる車輪である。これにより、運転者による操舵指示に基づく操舵が行われる車輪と、障害物との接触を回避するための操舵が行われる車輪とを、前輪２ＦＬ，２ＦＲと後輪２ＲＬ，２ＲＲとで、明確に切り離すことができる。
【００７７】
よって、障害物との接触を回避するための車両１の操舵が行われても、前輪２ＦＬ，２ＦＲに対して、その操舵は行われないので、運転者が操作するステアリングホイール１３が、障害物との接触を回避するための操舵と一緒に動いたり、運転者のステアリングホイール１３の操作位置と、運転者の操舵指示に基づいて操舵が制御される前輪２ＦＬ，２ＦＲの操舵方向との関係がずれたりすることを抑制できる。
【００７８】
従って、本実施形態における走行制御装置１００により、車両１の周囲に存在する物体との接触を回避するための車両操舵制御を行う場合に、運転者の操舵操作に与える違和感を抑制できる。
【００７９】
また、Ｓ１６の処理により、上記の（１）式を用いて後輪操舵角θｓを算出し、その算出した後輪操舵角θｓとなるように後輪操舵駆動装置５１へ指示することにより、運転者による操舵指示に基づいて前輪２ＦＬ，２ＦＲに付与される前輪操舵量θｄでは得られない、物体との接触を回避するために必要なヨーレートωｏｂを達成するために、後輪２ＲＬ，２ＲＲに付与されるべき後輪操舵量θｓを、その後輪２ＲＬ，２ＲＲに対して付与することができる。よって、運転者による操舵指示に基づく操舵が行われる車輪と、障害物との接触を回避するための操舵が行われる車輪とを、前輪２ＦＬ，２ＦＲと後輪２ＲＬ，２ＲＲとで、明確に切り離しても、確実に障害物との接触を回避するために必要なヨーレートωｏｂを車両１に発生させることができる。
【００８０】
なお、上記実施形態に記載の「ヨーレートωｏｂ」が、請求項１記載の「物体との接触を回避するために必要な操舵に関する情報」に該当し、上記実施形態に記載のＳ１４の処理が、請求項１記載の「導出手段」に該当する。上記実施形態に記載のＳ１６の処理が、請求項１記載の「算出手段」に該当する。また、上記実施形態に記載のＳ１７の処理と後輪操舵駆動装置５１とが、請求項１記載の「第２操舵制御手段」に該当する。
【００８１】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、上記各実施形態で挙げた数値は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。
【００８２】
上記実施形態では、運転者による操舵指示に基づく操舵を前輪２ＦＬ，２ＦＲで行い、物体との接触を回避するための操舵を後輪２ＲＬ，２ＲＲで行う場合について説明したが、運転者による操舵指示に基づく操舵を後輪２ＲＬ，２ＲＲで行い、物体との接触を回避するための操舵を前輪２ＦＬ，２ＦＲで行ってもよい。この場合も、運転者による操舵指示に基づく操舵が行われる車輪と、物体との接触を回避するための操舵が行われる車輪とを明確に切り離すことができるので、車両１の周囲に存在する物体との接触を回避するための車両操舵制御を行う場合に、運転者の操舵操作に与える違和感を抑制できる。
【００８３】
上記実施形態では、第１〜第３カメラ２６ａ〜２６ｃを搭載して、車両１の周辺情報を取得する場合について説明したが、周辺情報を取得する手段として、ステレオカメラを用いてもよいし、ミリ波レーダ、レーザレーダ、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅ  Ｂａｎｄ）レーダ等の各種レーダや、ソナーを用いてもよい。また、道路と車両１との間の通信である路車間通信や、他車との間の通信による車車間通信によって、物体の位置情報を取得してもよい。
【００８４】
例えば、レーザレーダは、レーザビームを車両１の周囲へ照査し、その反射の有無や反射を検出した方向およびレーザビームを照射してから反射を検出するまでの時間に基づいて、車両１の周辺にある道路や物体の形状等を把握するものである。走行制御装置１００は、このレーザレーダを用いることにより、レーザレーダにより照射したレーザビームの反射の検出結果から、車両１の周辺に存在する物体等の形状をマップ化し、それに基づいて、物体の位置等を検出するように構成してもよい。
【００８５】
上記実施形態では、操舵装置５がラック＆ピニオン式のステアリングギヤとして構成される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、ボールナット式等の他のステアリングギヤ機構を採用することは当然可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１          車両
５          前輪操舵駆動装置（第１操舵制御手段の一部）
１３        ステアリングホイール（操作手段）
２６ａ〜２６ｃ    第１〜第３カメラ（検出手段）
５１        後輪操舵駆動装置（第２操舵制御手段の一部）
７６Ｆ      前方正面操舵ゾーン（所定領域の一部）
７６Ｒ      後方正面操舵ゾーン（所定領域の一部）
７７Ｒ      右前側操舵ゾーン（所定領域の一部）
７７Ｌ      左前側操舵ゾーン（所定領域の一部）
７８Ｒ      右後側操舵ゾーン（所定領域の一部）
７８Ｌ      左後側操舵ゾーン（所定領域の一部）
９１        ＣＰＵ（操舵指示受付手段、第１操舵制御手段の一部）
【図１】
2013212724.tif 000003
【図２】
2013212724.tif 000004
【図３】
2013212724.tif 000005
【図４】
2013212724.tif 000006
【図５】
2013212724.tif 000007