(57)【要約】【課題】物体の衝突を回避しつつ、車両を物体に近づけることができる走行制御装置および車両を提供すること。【解決手段】車両１の速度が大きいほど長い第１バンパー距離７１を設定する。これにより、車両１が低速走行する場合には高速走行する場合に比較して、第１バンパーより７１が短いので、物体８０が近くまで迫った場合に第１反発力Ｆ１が仮想的に車両に加えられる。すなわち、車両１が低速走行する場合、車両１と物体とが遠い間は、第１反発力Ｆ１が車両１に加えられないか、若しくは、小さな第１反発力Ｆ１が車両１に加えられる。よって、車両１を物体８０に近づけることができる。【選択図】図４
2013075641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の速度を取得する速度取得手段と、
その速度取得手段により取得される速度が大きいほど長い第１距離を設定する第１設定手段と、
前記速度取得手段により取得される速度に相関しない第２距離を設定する第２設定手段と、
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の前記車両からの距離であって、前記車両の進行方向における距離が前記第１設定手段により設定された前記第１距離以下である物体との衝突を回避するための仮想的な第１反発力と、前記検出手段により検出された物体の前記車両からの距離であって、前記車両の進行方向における距離が前記第２設定手段により設定された前記第２距離以下である物体との衝突を回避するための仮想的な第２反発力とを、前記物体と前記車両との位置関係に基づいて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第１反発力と前記第２反発力とが前記車両に加えられたものとして、前記車両の走行に伴う制御を行う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】
前記算出手段は、一端が前記車両に取着された第１バネであって、自然長が前記第１距離である第１バネが設けられているものと想定し、前記検出手段により検出された物体によって、前記第１バネの他端が前記物体の位置まで縮められるものとして、その第１バネに加えられる弾性力の反作用として前記車両に加えられる第１反発力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。
【請求項３】
前記算出手段は、一端が前記車両に取着された第２バネであって、自然長が前記第２距離である第２バネが設けられているものと想定し、前記検出手段により検出された物体によって、前記第２バネの他端が前記物体の位置まで縮められるものとして、その第２バネの収縮量のべき乗に比例する第２反発力を算出するものであることを特徴とする請求項２記載の走行制御装置。
【請求項４】
前記算出手段は、前記第１バネのバネ定数を用いて前記第１反発力を算出し、前記第１バネのバネ定数よりも大きい値に設定された第２バネのバネ定数を用いて前記第２反発力を算出するものであることを特徴とする請求項３記載の走行制御装置。
【請求項５】
前記第１設定手段は、前記第１距離を所定値以上に設定するものであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の走行制御装置。
【請求項６】
前記第２設定手段は、前記第２距離を前記所定値よりも小さい値に設定するものであることを特徴とする請求項５記載の走行制御装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の走行制御装置を備えることを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行制御装置および車両に関し、特に、物体の衝突を回避しつつ、車両を物体に近づけることができる走行制御装置および車両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）が存在する場合に、その物体を回避するための反発力が仮想的に移動体に加えられたものとして、移動体の走行を制御することで、その物体との衝突を回避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】
ここで物体に向かって走行する車両は、速度の二乗に比例した運動エネルギー（ｍ・ｖ２／２）を有している。したがって、上記の技術によれば、車両と物体との間に想定したバネの収縮量に比例する仮想的な反発力によって、車両の運動エネルギーが０になる位置にて、車両が停止する。車両の速度が低速である場合、その運動エネルギーが小さいので、車両は物体から遠く離れた位置で停止する。一方、車両の速度が高速である場合、その運動エネルギーが大きいので車両は、物体に接近して停止する。したがって、従来の技術によれば、車両を低速で物体に接近させることが困難であるという問題点があった。特に、車両を狭いスペースに駐車させようとする場合や、周囲に壁や物体がある場所で車両を停止させようとする場合に、運転者に不便を強いていた。
【０００５】
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、物体の衝突を回避しつつ、車両を物体に近づけることができる走行制御装置および車両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】
【０００６】
この目的を達成するために請求項１記載の車両によれば、検出手段により検出された物体の車両の進行方向における車両からの距離が第１距離以下であると、その物体との衝突を回避するための仮想的な第１反発力が算出手段により算出される。また、その物体の車両の進行方向における車両からの距離が第２距離以下であると、その物体との衝突を回避するための仮想的な第２反発力が算出手段により算出される。そして、その算出された第１反発力および第２反発力が車両に加えられたものとして、制御手段によって、車両の走行に伴う制御が行われる。ここで、第１設定手段により、車両の速度が大きいほど長い第１距離が設定される。これにより、車両が低速走行する場合には高速走行する場合に比較して、物体が近くまで迫った場合に反発力が仮想的に車両に加えられる。よって、車両を物体に近づけることができるという効果がある。また、第２設定手段により、車両の速度に相関しない第２距離が設定される。これにより、車両の進行方向における車両からの距離が、車両の速度に相関しない第２距離以下である物体との衝突を回避するための仮想的な第２反発力が車両に加えられるので、物体の衝突を回避させることができるという効果がある。
【０００７】
なお、請求項１記載の「車両の走行に伴う制御」とは、反発力によって生じる車両の前後方向の加速度に応じて車両の速度を制御することである。
【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て、次の効果を奏する。即ち、算出手段によって車両に加えられる第１反発力を算出する場合に、一端が車両に取着された第１バネであって、自然長が第１距離である第１バネが設けられているものと想定し、検出手段により検出された物体によって、第１バネの他端が物体の位置まで縮められるものとして、その第１バネに加えられる弾性力の反作用として車両に加えられる力を反発力として算出する。これにより、物体が車両に近いほど、第１バネがその物体によって大きく縮められる。バネの弾性力はバネの収縮量（変化量）が大きいほど大きいので、物体が車両に近いほど、大きな反発力を車両に加えることができるという効果がある。
【０００９】
また、車両の速度が大きいほど長い第１距離が第１設定手段により設定されるので、上記の効果に加え、車両が低速走行する場合には第１距離が短く、車両と物体とが遠い間は、第１反発力が車両に加えられないか、若しくは、小さな第１反発力が車両に加えられる。よって、低速走行する車両であっても物体に近づけることができる。また、車両が高速走行する場合、第１距離が長く、車両と物体とが遠い段階から車両に第１反発力を加えることができ、さらに車両が物体に近づくと、より大きな反発力を車両に加えることができる。よって、確実に物体との衝突を回避できる。
【００１０】
請求項３記載の走行制御装置によれば、請求項２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、算出手段によって車両に加えられる第２反発力を算出する場合に、一端が車両に取着された第２バネであって、自然長が第２距離である第２バネが設けられているものと想定し、検出手段により検出された物体によって、第２バネの他端が物体の位置まで縮められるものとして、その第２バネの収縮量のべき乗に比例する第２反発力が算出される。よって、物体が車両に近いほど、指数関数的に大きくなる第２反発力によって、確実に物体との衝突を回避できるという効果がある。
【００１１】
請求項４記載の走行制御装置によれば、請求項３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、算出手段によって第１反発力を算出する場合に第１バネのバネ定数が用いられる。また、算出手段によって第２反発力を算出する場合に、第１バネのバネ定数よりも大きい第２バネのバネ定数が用いられる。これにより、車両の速度に相関しない第２距離に基づく第２反発力を確実に作用させ、確実に物体との衝突を回避できるという効果がある。
【００１２】
請求項５記載の走行制御装置によれば、請求項１から４のいずれかに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、第１距離は第１設定手段によって所定値以上に設定される。これにより、車両の速度が極めて小さい場合であっても、第１反発力を車両に加えることができるという効果がある。
【００１３】
請求項６記載の走行制御装置によれば、請求項５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、第２距離は第２設定手段によって所定値よりも小さい値に設定される。これにより、物体に向かって走行する車両に対しては、まず、速度に応じた第１距離内に物体が検出されて、第１反発力が加えられ、次に、速度に相関しない第２距離内に物体が検出されてから、第２反発力が加えられる。よって、車両の速度に応じた適切な地点から第１反発力を加えることができると共に、車両が物体へ接近した後は、第２反発力により、確実に物体との衝突を回避できるという効果がある。
【００１４】
請求項７記載の車両によれば、請求項１から６のいずれかに記載の走行制御装置が設けられているので、その車両において、対応する請求項に記載の走行制御装置と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態における車両を模式的に示した模式図である。
【図２】走行制御装置における物体の衝突回避方法を説明する図である
【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】（ａ）は車両の速度と第１バネの自然長との関係を示すグラフであり、（ｂ），（ｃ）は、走行制御装置が算出する反発力を模式的に説明する図である。
【図５】運転支援処理を示すフローチャートである。
【図６】運転支援処理の効果を説明するグラフであって、（ａ）は時間と車両の速度との関係を示すグラフであり、（ｂ）は時間と車両位置との関係を示すグラフであり、（ｃ）は時間と反発力との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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、本発明の実施形態である走行制御装置１００を搭載した車両１を模式的に示した模式図である。
【００１７】
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、その車両１の周囲に物体が存在する場合に、物体の衝突を回避しつつ、車両を物体に近づけることができるように構成されている。
【００１８】
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，図４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。
【００１９】
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によって、車両１の周囲に物体が存在する場合に、物体の衝突を回避しつつ、車両を物体に近づけるための制御が行われる。
【００２０】
ここで、図２を参照して、走行制御装置１００における物体の衝突回避の方法について、その概略を説明する。図２は、走行制御装置１００における物体の衝突回避方法を説明する図である。
【００２１】
走行制御装置１００は、車両１の進行方向となり得る前方向Ｆに、物体との衝突を避けるべき距離として、第１バンパー距離７１と第２バンパー距離７２とを設定することで、仮想バンパーを構成することを想定する。具体的には、走行制御装置１００は、一端が車両１に取着された第１バネ７３と、第２バネ７４とが車両１の前面に並設されているものと想定して、第１バネ７３の自然長に相当する第１バンパー距離７１と、第２バネ７４の自然長に相当する第２バンパー距離７２とを想定する。ここで、「バネの自然長」とは、バネを伸縮させない状態でのバネの長さを意味している。また、バネ７３，７４は、車両１の進行方向に伸縮する方向で、車両１に取着されているものと想定する。
【００２２】
走行制御装置１００は、車両１に設けられた後述のカメラ２６（図１参照）によって取得された画像から、車両１の周辺にある物体の位置を判断し、第１バンパー距離７１内に物体８０が存在する場合には、以下に従って、その物体８０との衝突を回避するための第１反発力Ｆ１を算出する。
【００２３】
即ち、走行制御装置１００は、車両１の進行方向における車両１からの距離が第１バンパー距離７１以下である物体８０によって、第１バネ７３の先端（他端）が物体８０の位置まで縮められるものとして、その第１バネ７３に加えられる弾性力Ｆｅ（図２（ｂ））の反作用として車両１に加えられる第１反発力Ｆ１を、以下の式（１）により算出する。なお、以下の式（１）において、ｋ１は第１バネ７３のバネ定数である。
【００２４】
Ｆ１＝ｋ１×ｄ１  ・・・（１）
走行制御装置１００は、車両１に第１反発力Ｆ１が加えられるものとする。具体的には、走行制御装置１００は、第１反発力Ｆ１によって生じる車両１の加速度を算出する。走行制御装置１００には、車両１に設けられたアクセルペダル（図示せず）の踏み込み量に関する情報も入力される。走行制御装置１００は、現在の車両１の速度と、運転者によって踏み込まれたアクセルペダルの踏み込み量と、第１反発力Ｆ１によって生じる車両１の加速度とから、目標とすべき車両速度を決定し、その目標とすべき車両速度を示す制御信号を、後述する車輪駆動装置３（図１参照）へ送信する。これにより、車両１が、第１反発力Ｆ１の車両１の加速度を反映させた速度で走行するように、車両１の走行の制御が行われる。なお、バネの弾性力Ｆｅはバネの収縮量が大きいほど大きいので、物体８０が車両１に近いほど、大きな反発力Ｆ１を車両に加えることができる。
【００２５】
そして、図２（ｃ）に示すように、車両１が物体８０にさらに近づき、第２バンパー距離７２内に物体８０が検出されると、走行制御装置１００は、第２反発力Ｆ２を車両１に加える。即ち、走行制御手段１００は、車両１の進行方向における車両１からの距離が第２バンパー距離７２以下である物体８０によって、第２バネ７４の先端（他端）が物体８０の位置まで縮められるものとして、その第２バネの収縮量ｄ２のべき乗に比例する第２反発力Ｆ２を、以下の式（２）により算出する。なお、以下の式（２）において、ｋ２は第２バネ７４のバネ定数である。
【００２６】
Ｆ２＝ｋ２×ｄ２２  ・・・（２）
すなわち、第２反発力Ｆ２は、物体８０が車両１に近いほど、指数関数的に大きくなる値である。
【００２７】
走行制御装置１００によれば、車両１の進行方向における物体８０の車両１からの距離が第１バンパー距離７１以下であると、その物体８０との衝突を回避するための仮想的な第１反発力Ｆ１が算出される。また、車両１の進行方向における物体８０の車両１からの距離が第２バンパー距離７２以下であると、その物体８０との衝突を回避するための仮想的な第２反発力Ｆ２が算出される。そして、その算出された第１反発力Ｆ１および第２反発力Ｆ２が車両１に加えられたものとして、車両１の走行に伴う制御が行われる。
【００２８】
なお、詳細は図４を参照して後述するが、走行制御装置１００は、第２バンパー距離７２が第１バンパー距離７１よりも短くなるように、これらバンパー距離７１，７２を設定する。すなわち、第２バネ７４の自然長を、第１バネ７３の自然長よりも短く設定する。
【００２９】
これにより、走行制御装置１００によれば、車両１は、まず、第１バンパー距離７１内に検出された物体８０に基づく第１反発力Ｆ１の作用により減速を開始し、その後、第２バンパー距離７２内に物体８０が検出されて第２反発力Ｆ２の作用によりさらに減速する。ここで、第２反発力Ｆ２は、物体８０が車両１に近いほど、指数関数的に大きくなるので、車両１は第２反発力Ｆ２の作用によって物体８０の手前で停止し、確実に物体との衝突を回避できる。
【００３０】
なお、第１バネのバネ定数ｋ１よりも第２バネのバネ定数ｋ２を大きい値（例えば１００倍以上）に設定しておくことにより、車両１の速度に拘わらず第２反発力Ｆ２を確実に作用させ、確実に物体８０との衝突を回避できる。
【００３１】
図１に戻って、車両１の構成について説明を続ける。車両１は、走行制御装置１００、ステアリングホイール１３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の内の一部（本実施形態では、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲ）を操舵する操舵駆動装置５及びステアリング装置６と、車速センサ２１と、操作パネル２５と、カメラ２６とを主に有している。
【００３２】
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。
【００３３】
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、目標とすべき車両速度を通知する制御信号に基づき、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。
【００３４】
なお、車輪駆動装置３は、走行制御装置１００から、その走行制御装置１００によって算出される第１反発力Ｆ１、第２反発力Ｆ２によって生じる車両１の加速度を示す制御信号を受け取り、その車両１の加速度と、運転者によって踏み込まれたアクセルペダルの踏み込み量と、現在の車両１の速度とから目標とすべき車両速度を算出して、その目標とすべき車両速度となるように、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してもよい。
【００３５】
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、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、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。
【００３６】
操舵駆動装置５は、走行制御装置１００からの制御信号によって電動モータ（図示せず）を駆動すると、電動モータの回転駆動力がステアリング装置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。
【００３７】
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。
【００３８】
ステアリングホイール１３は、車両１の搭乗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。車速センサ２１は、車両１の走行速度（以下、速度Ｖ）を検出するためのものである。
【００３９】
操作パネル２５は、走行制御装置１００における衝突回避動作に関する各種設定を含め、車両１の走行に拘わる各種設定を、運転者（搭乗者）から受け付けるためのものである。操作パネル２５は、タッチパネルによって構成され、走行制御装置１００からの制御によって、各種設定に対応した画像が操作パネル２５の表示画面に表示される。運転者（搭乗者）が、この表示画面に表示された画像に基づいて操作パネル２５のタッチパネルの操作面を指や指示棒等で触れると、その触れられた位置情報が操作パネル２５から走行制御装置１００へ送信される。走行制御装置１００は、その位置情報に基づいて、運転者（搭乗者）の操作内容を判断し、その操作内容に基づいて、車両１の走行に拘わる各種の設定を行う。
【００４０】
カメラ２６は、車両１の前方中央に配設されて、車両１の前方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。本実施形態では、カメラ２６により、車両１を中心として車両１の少なくとも前方方向１５ｍの範囲を撮像可能に構成されている。なお、カメラ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。カメラ２６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、車両１の進行方向において、車両１からバンパー距離７１，７２内に物体８０が存在するか否かが判断される。また、バンパー距離７１，７２内に物体８０が存在する場合には、走行制御装置１００において、物体８０と車両１との位置関係に基づいて、第１反発力Ｆ１および第２反発力Ｆ２が算出される。
【００４１】
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。
【００４２】
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、車輪駆動装置３、車速センサ２１、操作パネル２５、カメラ２６、及び、その他の入出力装置９９などが接続されている。
【００４３】
ＣＰＵ９１は、車速センサ２１、操作パネル２５、カメラ２６等から送信された各種の情報に基づいて、車輪駆動装置３等を制御する演算装置である。
【００４４】
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、固定値テーブル９２ｂ、及び、第１バネ長マップ９２ｃが設けられている。
【００４５】
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５のフローチャートに示す運転支援処理をＣＰＵ９１にて実行させ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。
【００４６】
固定値テーブル９２ｂは、第１バネのバネ定数ｋ１や第２バネのバネ定数ｋ２など、反発力の算出に用いる各種固定値を記憶する領域である。第１バネ長マップ９２ｃは、第１バンパー距離７１とすべき第１バネ自然長Ｌｖと、車両１の速度Ｖとの対応関係を格納する領域である。
【００４７】
図４（ａ）は、第１バネ長マップ９２ｃが記憶する車両１の速度Ｖと、第１バネの自然長Ｌｖとの関係を示すグラフであって、車両１の速度Ｖを横軸にとり、第１バネの自然長Ｌｖを縦軸にとって示す。車両１の速度Ｖと、第１バネの自然長Ｌｖとの関係は、次式（３）で表される。
【００４８】
Ｌｖ＝α・Ｖ        ・・・（３）
ただし、Ｖ＜１／αにおいては、Ｌｖ＝１とする。
また、αは係数であり、例えばα＝３とする。
【００４９】
これにより、車両１の速度Ｖが大きくなるほど第１バネの自然長Ｌｖを大きい値に設定できる。換言すれば、車両１の速度Ｖが大きいほど長い第１バンパー距離７１を設定できる。これにより、車両１が低速走行する場合（図４（ｂ））には、高速走行する場合（図４（ｃ））に比較して、第１バンパー距離７１が短いので、物体８０が近くまで迫った場合に第１反発力Ｆ１が仮想的に車両１に加えられる。すなわち、車両１が低速走行する場合には、車両１と物体８０とが遠い間は、第１反発力Ｆ１が車両１に加えられないか、若しくは、小さな第１反発力Ｆ１が車両１に加えられる。よって、低速走行する車両１であっても、物体８０に近づけることができる。
【００５０】
また、車両１が高速走行する場合、第１バンパー距離７１が長いので、車両１と物体８０とが遠い段階から車両１に第１反発力Ｆ１を加えることができ、さらに車両１が物体８０に近づくと、より大きな反発力を車両１に加えることができる。よって、確実に物体８０との衝突を回避できる。
【００５１】
なお、図４（ａ）に示すように、走行制御装置１００は、第１バネの自然長Ｌｖ、すなわち、第１バンパー距離７１を、所定値（本実施形態では１）以上に設定している。これにより、車両１の速度が極めて小さい場合であっても、第１反発力Ｆ１を車両１に加えることができる。
【００５２】
また、走行制御装置１００は、第２バンパー距離７２として車両１の速度に相関しない一定の値を設定する。したがって、車両１の速度に拘わらず、車両１と物体８０との間の距離がある一定の距離以下となると、第２反発力Ｆ２の作用が開始される。ただし、第２バンパー距離７２を、上記の所定値（本実施形態では１）よりも短い値に設定する。すなわち、第２バネの自然長Ｌを、第１バネの自然長Ｌｖよりも短くする。
【００５３】
これにより、物体８０に向かって走行する車両１に対しては、まず、速度Ｖに応じた第１バンパー距離７１内に物体８０が検出されることに基づいて第１反発力Ｆ１が加えられ、次に、速度Ｖに相関しない第２バンパー距離７２内に物体８０が検出されることに基づいて第２反発力Ｆ２が加えられる。よって、車両１の速度Ｖに応じた適切な地点から第１反発力Ｆ１を加えることができると共に、車両１が物体８０へ接近した後は、第２反発力Ｆ２により、確実に物体８０との衝突を回避できる。
【００５４】
図３に戻って説明を続ける。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制御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、最接近距離メモリ９３ａと、第１バネ長メモリ９３ｂと、第２バネ長メモリ９３ｃとが設けられている。
【００５５】
最接近距離メモリ９３ａは、最接近距離を記憶するためにＲＡＭ９３に設けた領域である。ここで、最接近距離とは、車両１の物体８０に対する接近をどこまで許可するかを示す値である。走行制御装置１００は、物体８０へ向かって走行する車両１が、最接近距離の分だけ物体８０から離れた物体８０の直前で停止するように、車両１の走行を制御する。この最接近距離は、運転者が任意に設定できる。第１バネ長メモリ９３ｂは、第１バネの自然長Ｌｖを記憶するためにＲＡＭ９３に設けた領域であり、車両１の速度Ｖに対応した第１バネの自然長Ｌｖが設定される。第２バネ長メモリ９３ｃは、第２バネの自然長Ｌを記憶するためにＲＡＭ９３に設けた領域であり、車両１の速度Ｖに相関しない第２バネの自然長Ｌが設定される。
【００５６】
次いで、図５のフローチャートを参照して、車両１に搭載された走行制御装置１００のＣＰＵ９１により実行される各種処理について説明する。図５は、運転支援処理を示すフローチャートである。運転支援処理は、物体８０の衝突を回避しつつ、車両１を物体８０に近づけることができる処理であって、運転支援スイッチ（図示せず）が搭乗者によって押下され、オン状態にされると、ＣＰＵ９１によって処理が開始される。
【００５７】
運転支援処理において、ＣＰＵ９１は、まず、運転者によって最接近距離が指定されたか否かを判断する（Ｓ１）。最接近距離が指定された場合（Ｓ１：Ｙｅｓ）、指定された値を、最接近距離メモリ９３ａに記憶させる（Ｓ２）。一方、運転者によって最接近距離が指定されない場合（Ｓ１：Ｎｏ）、最接近距離のデフォルト値を、固定値テーブル９２ｂから読み出し、最接近距離メモリ９３ａに記憶させる（Ｓ３）。
【００５８】
次に、第１バネのバネ定数ｋ１および第２バネのバネ定数ｋ２を、固定値テーブル９２ｂから取得する（Ｓ４）。そして、最接近距離メモリ９３ａに記憶された最接近距離に応じた第２バネの自然長Ｌ、すなわち第２バンパー距離７２を設定する（Ｓ５）。ここでは最接近距離が大きいほど、第２バネの自然長Ｌとして、大きい値を設定する。なお、具体的な方法としては、最接近処理から第２バネの自然長Ｌを算出するために予め定められた式を用いて、第２バネの自然長Ｌを算出し、これを第２バネ長メモリ９３ｃに設定しても良い。または、最接近距離と第２バネの自然長Ｌとの対応関係を定めたマップ（図示せず）から、第２バネの自然長Ｌを取得し、これを第２バネ長メモリ９３ｃに設定しても良い。
【００５９】
次に、車速センサ２１が検出する現在の車両１の速度Ｖを取得し（Ｓ６）、速度Ｖに応じた第１バネの自然長Ｌｖ、すなわち第１バンパー距離７１を設定する（Ｓ７）。具体的には、車両１の速度Ｖに対応する第１バネの自然長Ｌｖを、第１バネ長マップ９２ｃから読み出し、第１バネ長メモリ９３ｂに設定する。
【００６０】
次に、カメラ２６が検出する車両１から物体８０までの距離を、周辺環境情報として取得し（Ｓ８）、取得した周辺環境情報に基づき、第１反発力Ｆ１と第２反発力Ｆ２とを算出する（Ｓ９）。即ち、車両１から物体８０までの距離をｘとする場合、第１バネの収縮量ｄ１は、ｄ１＝Ｌｖ−ｘとして算出される。また、第２バネの収縮量ｄ２は、ｄ２＝Ｌ−ｘとして算出される。
【００６１】
そして、第１バネのバネ定数ｋ１と収縮量ｄ１とに基づいた第１反発力Ｆ１と、第２バネのバネ定数ｋ２と収縮量ｄ２とに基づいた第２反発力Ｆ２を算出する。なお、Ｓ９における演算処理では、実際には、次式（４）式に基づいて、第１反発力Ｆ１と第２反発力Ｆ２とを合成した反発力Ｆ３を算出する。
【００６２】
Ｆ３＝ｋ１×ｄ１＋ｋ２×ｄ２２  ・・・（４）
次に、アクセルペダルの踏み込み量を取得し（Ｓ１０）、アクセルペダルの踏み込み量と、反発力Ｆ３によって生じる車両１の前後方向の加速度とから、目標とすべき車両速度を決定し（Ｓ１１）、その目標とすべき車両速度を示す制御信号を、車輪駆動装置３へ送信する（Ｓ１２）。これにより、走行制御装置１００は、Ｓ９で算出される反発力Ｆ３が車両１に加えられたものとして、車両１の走行に伴う制御を行うことができる。
【００６３】
次に、車両１が、物体８０から最接近距離だけ離れた地点に到達するまでの残距離を、図示しない表示器に表示させる（Ｓ１３）。そして、運転支援スイッチ（図示せず）が搭乗者によって押下され、オフ状態にされたか否かを判断し（Ｓ１４）、この判断が否定される場合（Ｓ１４：Ｎｏ）、Ｓ６から処理を繰り返す。即ち、車両１の速度Ｖと、物体８０までの距離ｘを取得し、新たに反発力Ｆ３を算出して、車両１の走行を制御する。一方、運転支援スイッチがオフ状態にされると（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、この処理を終了する。
【００６４】
図６は、運転支援処理の効果を説明するグラフである。図６に示す各グラフは、物体８０から１０ｍ離れた地点（以下、基準地点）から、車両１が物体８０へ向かって走行する場合の挙動をシミュレーションした結果を示す。なお、車両１におけるアクセルペダルの踏み込み量は一定であるものとする。また、図６に示すグラフのうち太い波線は、基準地点における車両１の速度（以下、初速度）が５［ｋｍ／ｈ］である場合を示し、点線は車両１の初速度が２［ｋｍ／ｈ］である場合を示す。また、第２バネの自然長Ｌは０．１５［ｍ］であり、第１バネの自然長Ｌｖの算出に用いる係数αは３であるものとする。また、第１バネのバネ定数ｋ１は１００［Ｎ／ｍ］であり、第２バネのバネ定数ｋ２は１０００００［Ｎ／ｍ］とする。
【００６５】
図６（ａ）は、横軸に時間をとり、縦軸に車両１の速度Ｖをとって、これらの関係を示すグラフである。図６（ａ）に示すように、時間０において基準地点を通過した車両１は、やがて、反発力Ｆの作用により減速し、最終的に車速が０となる。
【００６６】
上述したように、車両１の速度Ｖが大きいほど、第１バネの自然長Ｌｖは大きい値に設定される。よって、物体８０からより離れた位置から、第１反発力Ｆ１が作用し始める。例えば、初速度５ｋｍ／ｈの車両１は、時間ｔ１で減速を開始するのに対し、初速度２ｋｍ／ｈの場合には、時間ｔ１よりも遅い時間ｔ３で減速を開始する。また、初速度２ｋｍ／ｈの場合は、初速度５ｋｍ／ｈの場合に比較して緩やかに減速する。
【００６７】
さらに、初速度５ｋｍ／ｈの車両１は、時間ｔ２において、急激に減速する。これは、第２バネの収縮量ｄ２の２乗に比例する第２反発力Ｆが、物体８０の近傍において大きく作用するためである。
【００６８】
図６（ｂ）は、横軸に時間をとり、縦軸に車両１の位置をとって、これらの関係を示すグラフである。なお、図６（ｂ）において、車両位置＝１０ｍの実線は、物体８０の壁面を表す。図６（ｂ）に示すように、初速度５ｋｍ／ｈの場合と、初速度２ｋｍ／ｈの場合共に、車両１を物体８０に接近させることができる。すなわち、車両１の速度Ｖに拘わらず、物体８０との衝突を回避しつつ車両１を物体８０に近づけることができる。
【００６９】
図６（ｃ）は、横軸に時間をとり、縦軸に反発力をとって、これらの関係を示すグラフである。図６（ｃ）に示すように、初速度５ｋｍ／ｈの場合には、初速度２ｋｍ／ｈの場合に比較して、早くから第１反発力Ｆ１が作用し始める。そして、車両１と物体８０との間の距離が第２バンパー距離７２以下となると、第２反発力Ｆ２が加算され、車両１を大きく減速させる。上述したように、第２反発力Ｆ２を収縮量ｄ２の２乗に比例させているので、車両１が物体８０に近づくほどに第２反発力Ｆ２を指数関数的に大きくし、車両１と物体８０との衝突を確実に回避させることができる。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態によれば、物体８０の衝突を回避しつつ、車両１の速度Ｖに拘わらず、車両１を物体８０に近づけることができる。
【００７１】
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。
【００７２】
上記各実施形態では、カメラ２６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、赤外線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。またこれらを複数組み合わせて使用してもよい。
【００７３】
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。
【００７４】
上記実施形態の反発力Ｆ３は、第１反発力Ｆ１と、第２反発力Ｆ２とを合成したものであったが、これに加えて、さらに別の成分を含んでいても良い。
【００７５】
上記実施形態において、第２反発力Ｆ２は、収縮量ｄ２の２乗に比例するものであったが、収縮量ｄ２に比例するものとしても良い。この場合、第２バネのバネ定数ｋ２を、例えば第１バネのバネ定数ｋ１の１００００倍以上とすると良い。このようにすれば、物体８０の近傍において、極めて大きな反発力を車両に作用させ、物体８０の衝突を確実に回避させることができる。
【００７６】
また、上記実施形態では、車両１に対して２つのバネ７３，７４を想定したが、３つ以上のバネを想定しても良い。
【００７７】
また、上記実施形態では、車両１の前方を車両の進行方向とする場合を例に挙げて説明したが、車両１の後方を車両の進行方向とする場合においても、本発明を適用しても良い。その場合、車両１の後方の物体を検出するための検出手段を車両１に設ける。
【００７８】
また、上記実施形態では、車両１の速度Ｖに対応した第１バネの自然長Ｌｖを、第１バネ長マップ９２ｃから読み出すものとして説明したが、車両１の速度Ｖから第１バネの自然長Ｌｖ（すなわち第１バンパー距離７１）を算出するために予め定められた式を用いて、第１バネの自然長Ｌｖを算出し、これを第１バネ長メモリ９３ｂに設定しても良い。
【符号の説明】
【００７９】
１          車両
１００      走行制御装置
２６        カメラ（検出手段）
７１        第１バンパー距離（第１距離）
７２        第２バンパー距離（第２距離）
７３        第１バネ
７４        第２バネ
８０        物体
ｄ１        第１収縮量
ｄ２        第２収縮量
Ｆ１        第１反発力
Ｆ２        第２反発力
Ｌｖ        第１バネの自然長
Ｌ          第２バネの自然長
Ｓ５        第２設定手段
Ｓ６        速度取得手段
Ｓ７        第１設定手段
Ｓ９        算出手段
Ｓ１３      制御手段
【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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