特許 7569221 車両の運転支援装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-08

(45)【発行日】2024-10-17

(54)【発明の名称】車両の運転支援装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 30/09 20120101AFI20241009BHJP

   B60W 30/02 20120101ALI20241009BHJP

   G08G 1/16 20060101ALI20241009BHJP

【ＦＩ】

B60W30/09

B60W30/02

G08G1/16 C

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2021003023

(22)【出願日】2021-01-12

(65)【公開番号】P2022108145

(43)【公開日】2022-07-25

【審査請求日】2023-12-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】110004185

【氏名又は名称】インフォート弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】110002907

【氏名又は名称】弁理士法人イトーシン国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】溝口 雅人

【審査官】平井 功

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－２０９１２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／００７９３６５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｗ ３０／００－６０／００

Ｇ０８Ｇ １／００－９９／００

Ｂ６２Ｄ ６／００－ ６／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

自車両の前方の走行環境情報を取得する外部認識装置と、
操舵角に基づいて駆動するステアリング機構と、
各車輪を独立して制動させる制動機構と、
前記外部認識装置により前方走行環境情報に基づいて、前記ステアリング機構および前記制動機構を駆動制御する制御ユニットと、
を備え、
前記制御ユニットは、前記走行環境情報から走行路前方に障害物を検出した場合、前記障害物を回避する経路変更の起点を速度に応じた所定の前方距離にある制御目標点よりも前記自車両側とした新たな目標走行経路を設定し、フィードバック制御により算出した目標操舵角に前記ステアリング機構を駆動制御し、前記自車両にフィードバック操舵角により生じる横力を打ち消すヨーモーメントを付加するように前記制動機構を駆動制御することを特徴とする車両の運転支援装置。

【請求項2】

前記制御ユニットは、前記フィードバック操舵角が変更後の前記目標走行経路に対する目標値と一致したとき、前記自車両への前記ヨーモーメントを付加する制御を終了することを特徴とする請求項１に記載の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、外部認識装置で検出した前方の障害物に対して衝突を回避するため自動操舵制御を行う車両の運転支援装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、自動車等の車両においては、外部認識装置のカメラなどで撮像した画像を解析して車両の周囲に存在する物体を検出し、衝突を回避するように自動操舵、制動制御などを行ったりする運転支援制御の技術が開示されている。

【0003】

例えば、特許文献１には、前方に障害物が検出された場合にドライバを慌てさせることなく、当該ドライバに対して自車両を、そのまま通過させるか回避させるかを判断させることができるようにした運転支援装置の技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－１１６１８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、操舵による車線維持制御では安定性の観点から車速に応じた制御目標点を前方としており、障害物回避のため車線変更などの走行経路を変更する場合には 、経路変更の起点を制御目標点と同様とすることで安定した自動走行が可能となる。

【0006】

しかしながら、制御目標点を走行経路変更の起点とすると、障害物を回避するような緊急を要する経路変更時には、車両の横移動が遅くなりドライバに恐怖心などの違和感を与えてしまうという課題がある。

【0007】

これに対して、走行経路変更時における起点を制御目標点より自車側となるように手前にした場合には、制御偏差が急峻に変更されることで、操舵も急峻に変動し、車両挙動が乱れ、新たな走行経路への追従性が悪くなるという問題が生じる。

【0008】

そこで、本発明は、上記事情を鑑みて、前方の障害物を回避する走行経路変更の際に、違和感なく、滑らかに安定した挙動で障害物回避走行を実行する車両の運転支援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】

【0009】

本発明の一態様の車両の運転支援装置は、自車両の前方の走行環境情報を取得する外部認識装置と、操舵角に基づいて駆動するステアリング機構と、各車輪を独立して制動させる制動機構と、前記外部認識装置により前方走行環境情報に基づいて、前記ステアリング機構および前記制動機構を駆動制御する制御ユニットと、を備え、前記制御ユニットは、前記走行環境情報から走行路前方に障害物を検出した場合、前記障害物を回避する経路変更の起点を速度に応じた所定の前方距離にある制御目標点よりも前記自車両側とした新たな目標走行経路を設定し、フィードバック制御により算出した目標操舵角に前記ステアリング機構を駆動制御し、前記自車両にフィードバック操舵角により生じる横力を打ち消すヨーモーメントを付加するように前記制動機構を駆動制御する。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、前方の障害物を回避する走行経路変更の際に、違和感なく、滑らかに安定した挙動で障害物回避走行を実行する車両の運転支援装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】車両の運転支援装置を示す全体構成図

【図2】ステレオカメラ装置を搭載する車両の正面図

【図3】車両の差動装置および制動機構を説明する概略図

【図4】制御目標点を経路変更の起点に設定した場合の障害物回避の目標ルートを変更した際のハンドル角に対する車両の挙動を示す図

【図5】制御目標点よりも車両側に経路変更の起点に設定した場合の障害物回避の目標ルートを変更した際のハンドル角に対する車両の挙動を示す図

【図6】制御目標点よりも車両側に経路変更の起点に設定し、車両にヨーモーメントを付与した場合の障害物回避の目標ルートを変更した際のハンドル角に対する車両の挙動を示す図

【図7】障害物回避の目標ルートを変更した際に実行する制御一例を示すフローチャート

【図8】車両にヨーモーメントを付加する構成を説明する概略図

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に図面を参照しながら、本発明の一態様の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明に用いる図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものであり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、および各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。

【0013】

本実施形態における車両の運転支援装置としての走行制御装置１０は、図１に示すように、車外の走行環境を認識するためのユニットとして、走行環境認識ユニット１１およびロケータユニット１２を有する。また、走行制御装置１０は、走行制御ユニット（以下、「走行＿ＥＣＵ」と称す）２２と、エンジン制御ユニット（以下、「Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ」と称す）２３と、ステアリング（操舵）制御ユニットであるパワーステアリング制御ユニット（以下、「ＰＳ＿ＥＣＵ」と称す）２４と、ブレーキ制御ユニット（以下、「ＢＫ＿ＥＣＵ」と称す）２５と、クラッチ制御ユニット（以下、「ＣＬ＿ＥＣＵ」と称す）２６と、を備える。これら各制御ユニット２２～２６は、走行環境認識ユニット１１およびロケータユニット１２と共に、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの車内通信回線を介して接続されている。

【0014】

外部認識装置である走行環境認識ユニット１１は、例えば、車室内前部の上部中央に固定されている。この走行環境認識ユニット１１は、メインカメラ１１ａおよびサブカメラ１１ｂからなる車載カメラ（ステレオカメラ）と、画像処理ユニット（ＩＰＵ）１１ｃと、走行環境認識部１１ｄと、を有している。

【0015】

メインカメラ１１ａおよびサブカメラ１１ｂは、例えば、自車両の前方の実空間をセンシングする自律センサである。これらメインカメラ１１ａおよびサブカメラ１１ｂは、例えば、図２に示すように、車幅方向中央を挟んでフロントガラス上部手前の車室内の左右対称な位置に配置され、自車両の前方領域を異なる視点からステレオ撮像する。

【0016】

ＩＰＵ１１ｃは、両カメラ１１ａ，１１ｂで撮像した自車両の前方の前方走行環境画像情報を所定に画像処理し、対応する対象の位置のズレ量から求めた距離情報を含む前方走行環境画像情報（距離画像情報）を生成する。走行環境認識部１１ｄは、ＩＰＵ１１ｃから受信した距離画像情報などに基づき、自車両の周辺の道路を区画する車線区画線を求める。

【0017】

また、走行環境認識部１１ｄは、自車両が走行する走行路（自車走行レーン）の左右を区画する車線区画線の道路曲率[１/ｍ]、および左右車線区画線間の幅（車線幅）を求める。この道路曲率、および車線幅の求め方は種々知られているが、例えば、走行環境認識部１１ｄは、道路曲率を前方走行環境画像情報に基づき輝度差による二値化処理にて、左右の車線区画線を認識し、最小二乗法による曲線近似式などにて左右車線区画線の曲率を所定区間毎に求める。

【0018】

また、走行環境認識部１１ｄは、距離画像情報に対して所定のパターンマッチングなどを行い、道路に沿って存在するガードレール、縁石、および、自車両の周辺の道路上に存在する歩行者、二輪車、二輪車以外の車両などの立体物、障害物などの認識を行う。

【0019】

ここで、走行環境認識部１１ｄにおける立体物、障害物などの認識では、例えば、立体物の種別、立体物までの距離、立体物の速度、立体物と自車両との相対速度などの認識が行われる。なお、このように車載カメラからの画像に基づいて認識した立体物を、カメラオブジェクト（カメラＯＢＪ）と称する。

【0020】

さらに、走行環境認識部１１ｄには、自律センサとして、複数のレーダ装置（例えば、左前側方レーダ装置１１ｆｌ、右前側方レーダ装置１１ｆｒ、左後側方レーダ装置１１ｒｌ、および、右後側方レーダ装置１１ｒｒ）が接続されている。

【0021】

左前側方レーダ装置１１ｆｌおよび右前側方レーダ装置１１ｆｒは、上述したカメラ１１ａ，１１ｂからの画像では監視することのできない自車両の左右斜め前方および側方の２つの領域を監視する。左後側方レーダ装置１１ｒｌおよび右後側方レーダ装置１１ｒｒは、上述した左前側方レーダ装置１１ｆｌおよび右前側方レーダ装置１１ｆｒでは監視することのできない自車両の左右側方から後方にかけての２つの領域を監視する。

【0022】

これらの各レーダ装置１１ｆｌ，１１ｆｒ，１１ｒｌ，１１ｒｒは、ミリ波レーダ、レーザー・レーダー、ライダー（ＬＩＤＥＲ：Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）などを備えて構成されている。各レーダ装置１１ｆｌ，１１ｆｒ，１１ｒｌ，１１ｒｒは、水平方向に発射したレーダ波（電波やレーザビームなど）の反射波を受信することにより、自車両の周囲に存在する立体物上の複数の反射点を検出して立体物を認識する。

【0023】

このように各レーダ装置１１ｆｌ，１１ｆｒ，１１ｒｌ，１１ｒｒにおいて認識されたレーダＯＢＪに関する情報は、走行環境認識部１１ｄに入力される。これにより、走行環境認識部１１ｄでは、自車両の前方に存在する先行車などのみならず、自車両の側方に存在する並走車両、交差点などにおいて自車進行路に交差する方向から自車両に接近する交差車両および自車両の後方に存在する後続車両などについても認識することが可能となっている。

【0024】

ロケータユニット１２は、道路地図上の自車位置を推定するものであり、自車位置を推定するロケータ演算部１３を有している。このロケータ演算部１３の入力側には、自車両の前後加速度を検出する加速度センサ１４、前後左右各車輪の回転速度を検出する車輪速センサ１５、自車両の角速度または角加速度を検出するジャイロセンサ１６、複数の測位衛星から発信される測位信号を受信するＧＮＳＳ受信機１７など、自車両の位置（自車位置）を推定するに際して必要とするセンサ類が接続されている。

【0025】

ロケータ演算部１３には、高精度道路地図データベース１９が接続されている。高精度道路地図データベース１９は、ＨＤＤなどの大容量記憶媒体であり、高精度な道路地図情報（ダイナミックマップ）が記憶されている。

【0026】

すなわち、高精度度道路地図情報は、主として道路情報を構成する静的情報および準静的情報と、主として交通情報を構成する準動的情報および動的情報と、からなる４層の情報を有する。

【0027】

ロケータ演算部１３は、地図情報取得部１３ａと、自車位置推定部１３ｂと、を備えている。地図情報取得部１３ａは、例えばドライバが自動運転に際してセットした目的地に基づき、現在地から目的地までのルート地図情報を高精度道路地図データベース１９に格納されている地図情報から取得する。

【0028】

また、地図情報取得部１３ａは、取得したルート地図情報（ルート地図上の車線データ）を自車位置推定部１３ｂへ送信する。自車位置推定部１３ｂは、ＧＮＳＳ受信機１７で受信した測位信号に基づき自車両の位置座標を取得する。

【0029】

さらに、自車位置推定部１３ｂは、取得した位置座標をルート地図情報上にマップマッチングして、道路地図上の自車位置を推定すると共に自車走行路（走行車線）を区画する左右の車線区画線を認識し、道路地図データに記憶されている走行車線中央の道路曲率を取得する。

【0030】

また、自車位置推定部１３ｂは、トンネル内走行などのようにＧＮＳＳ受信機１７の感度低下により測位衛星からの有効な測位信号を受信することができない環境において、車輪速センサ１５で検出した車輪速に基づき求めた車速、ジャイロセンサ１６で検出した角速度、および前後加速度センサ１４で検出した前後加速度に基づいて自車位置を推定する自律航法に切換えて、道路地図上の自車位置を推定する。

【0031】

さらに、自車位置推定部１３ｂは、上述のようにＧＮＳＳ受信機１７で受信した測位信号或いはジャイロセンサ１６などで検出した情報などに基づいて道路地図上の自車位置を推定すると、推定した道路地図上の自車位置に基づき、自車両が走行中の走行路の道路種別などを判定する。

【0032】

また、走行＿ＥＣＵ２２の入力側には、ドライバが自動運転（走行制御）のオン／オフ切換などを行うモード切換スイッチ、ドライバによる運転操作量としての操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ、ドライバによる運転操作量としてのブレーキペダルの踏込量を検出するブレーキセンサ、ドライバによる運転操作量としてのアクセルペダルの踏込量を検出するアクセルセンサおよび自車両に作用するヨーレートを検出するヨーレートセンサなどの各種スイッチ・センサ類が接続されている（何れも図示せず）。

【0033】

走行＿ＥＣＵ２２には、運転モードとして、手動運転モードと、走行制御のためのモードである第１の走行制御モードおよび第２の走行制御モードと、退避モードと、が設定されている。これらの各運転モードは、モード切換スイッチに対する操作状況などに基づき、走行＿ＥＣＵ２２において選択的に切換可能となっている。

【0034】

ここで、手動運転モードとは、ドライバによる保舵を必要とする運転モードであり、例えば、ドライバによるステアリング操作、アクセル操作およびブレーキ操作などの運転操作に従って、自車両を走行させる運転モードである。

【0035】

また、第１の走行制御モードも同様に、ドライバによる保舵を必要とする運転モードである。すなわち、第１の走行制御モードは、ドライバによる運転操作を反映しつつ、例えば、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２３、ＰＳ＿ＥＣＵ２４、ＢＫ＿ＥＣＵ２５などの制御を通じて、主として、先行車追従制御（ＡＣＣ：Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃｒｕｉｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）と、車線中央維持（ＡＬＫＣ：Ａｃｔｉｖｅ Ｌａｎｅ Ｋｅｅｐ Ｃｅｎｔｅｒｉｎｇ）制御および車線逸脱抑制（Ａｃｔｉｖｅ Ｌａｎｅ Ｋｅｅｐ Ｂｏｕｎｃｉｎｇ）制御と、を適宜組み合わせて行うことにより、目標走行経路に沿って自車両を走行させる、いわば半自動運転モードである。

【0036】

また、第２の走行制御モードとは、ドライバによる保舵、アクセル操作およびブレーキ操作を必要とすることなく、例えば、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２３、ＰＳ＿ＥＣＵ２４、ＢＫ＿ＥＣＵ２５などの制御を通じて、主として、先行車追従制御と、車線中央維持制御および車線逸脱抑制制御とを適宜組み合わせて行うことにより、目標ルート（ルート地図情報）に従って自車両を走行させる自動運転モードである。

【0037】

退避モードは、例えば、第２の走行制御モードによる走行中に、当該モードによる走行が継続不能となり、且つ、ドライバに運転操作を引き継ぐことができなかった場合（すなわち、手動運転モード、または、第１の走行制御モードに遷移できなかった場合）に、自車両を路側帯などに自動的に停止させるためのモードである。

【0038】

Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２３の出力側には、スロットルアクチュエータ３５が接続されている。このスロットルアクチュエータ３５は、エンジンのスロットルボディに設けられている電子制御スロットルのスロットル弁を開閉動作させるものであり、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２３からの駆動信号によりスロットル弁を開閉動作させて吸入空気流量を調整することで、所望のエンジン出力を発生させる。

【0039】

ＰＳ＿ＥＣＵ２４の出力側には、駆動源である電動パワステモータ２８が接続されている。この電動パワステモータ２８は、ステアリング（操舵）機構にモータの回転力で操舵トルクを付与するものであり、自動運転では、ＰＳ＿ＥＣＵ２４からの駆動信号により電動パワステモータ２８を制御動作させることで、現在の走行車線の走行を維持させる車線中央維持制御および自車両を隣接車線へ移動させる車線変更制御（追越制御などのための車線変更制御）が実行される。

【0040】

ＢＫ＿ＥＣＵ２５の出力側には、ブレーキアクチュエータ２９が接続されている。このブレーキアクチュエータ２９は、各車輪に設けられているブレーキホイールシリンダに対して供給するブレーキ油圧を調整するもので、ＢＫ＿ＥＣＵ２５からの駆動信号によりブレーキアクチュエータ２９が駆動されると、ブレーキホイールシリンダにより各車輪に対して、制動機構のブレーキ（制動）力が発生し、強制的に減速される。

【0041】

ＣＬ＿ＥＣＵ２６の出力側には、デファレンシャルクラッチ３０が接続されている。このデファレンシャルクラッチ３０は、例えば、油圧クラッチであり、ＣＬ＿ＥＣＵ２６からの駆動信号により、左右の車輪に伝達する駆動力を調節することで、左右の車輪の回転差を吸収する。なお、デファレンシャルクラッチ３０は、油圧クラッチの他、電磁クラッチとしてもよい。

【0042】

このデファレンシャルクラッチ３０は、ＦＦ（前輪駆動）、ＦＲ（後輪駆動）、４ＷＤ（四輪駆動）などの駆動方式により、差動装置であるフロント／リアデファレンシャル装置の一方または両方に設けられている。

【0043】

例えば、図３に示すように、左右の車輪２１ｃ，２１ｄに駆動力を接続／遮断などにより駆動力を調節する２つのデファレンシャルクラッチ３０ａ，３０ｂが後輪差動装置のリアデファレンシャル装置３１に設けられている。

【0044】

そして、パワーユニットによる駆動力は、ドライブシャフトなどからリアデファレンシャル装置３１に入力され、右後輪のデファレンシャルクラッチ３０ａおよび左後輪のデファレンシャルクラッチ３０ｂを介して左右の後輪２１ｃ，２１ｄに伝達される。各デファレンシャルクラッチ３０ａ，３０ｂは、ＣＬ＿ＥＣＵ２６により駆動制御され、このＣＬ＿ＥＣＵ２６に対する制御信号が走行＿ＥＣＵ２２から入力される。

【0045】

ところで、制動機構は、ドライバにより操作されるブレーキペダルと接続されたマスターシリンダが接続されており（いずれも不図示）、ドライバがブレーキペダルを踏み込むとマスターシリンダにより、ブレーキアクチュエータ２９を通じて、４つの車輪２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの各ブレーキホイールシリンダ２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄにブレーキ圧が加圧され、これにより４つの車輪２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄにブレーキがかかって制動される。

【0046】

なお、ブレーキアクチュエータ２９は、加圧源、減圧弁、増圧弁などを備えたハイドロリックユニットであり、ＢＫ＿ＥＣＵ２３などからの入力信号に応じて、各ブレーキホイールシリンダ２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄに対して、それぞれ独立にブレーキ圧を導入自在となっている。

【0047】

このような、リアデファレンシャル装置３１の各デファレンシャルクラッチ３０ａ，３０ｂおよび各ブレーキホイールシリンダ２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄの駆動制御により４つの車輪２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄのいずれかにブレーキをかけて、そのブレーキ力により車両の横力を打ち消す方向にヨーモーメントを生じさせることで安定した走行が行えるようにしている。

【0048】

以上のように構成された、本実施の形態の車両に関して、自動運転モードである第２の走行制御モードを実行中に、走行経路前方の障害物に対して衝突を回避するために経路変更を行う走行支援制御について以下に説明する。なお、走行支援制御は、自動運転モードである第２の走行制御モードに限らず、半自動運転モードである第１の走行制御モードにおいても適用することができる。

【0049】

以下に説明する走行経路の障害物は、例えば、駐車車両としてトラックとして例示している。また、例えば、図４から図６に示すように、ここでは、破線で示す車線区画線Ｌを境に片側２車線の道路を示し、自車両Ｍが自動運転モードである第２の走行制御モードにより、車線中央維持のため左車線を走行中に、前方にトラックＴＲが駐車している障害物を回避する場面を想定して説明する。

【0050】

なお、自車両Ｍは、走行している左車線に駐車しているトラックＴＲを回避するために、左車線から右車線に車線変更する状態を例示し、右車線に並走車および後続車が走行していない状態である。

【0051】

自車両Ｍは、走行車線である左車線中央Ｃ１に向けて、車速に対して設定距離が変化する前方の制御目標位置Ｐ１から車線中央への垂線の交点である位置を制御目標点Ｐ２として走行する。そして、自車両Ｍは、現在の目標走行経路である第１の目標ルートＴＤ１の走行車線にトラックＴＲが駐車していることを検出すると、このトラックＴＲを回避するために、第１の目標ルートＴＤ１から新たな目標走行経路である第２の目標ルートＴＤ２を設定して、右車線中央Ｃ２に向けた車線中央維持走行に変更する。
すなわち、制御目標点は、制御目標位置Ｐ１から第２の目標ルートＴＤ２への垂線の交点（Ｐ２）となるため、第２の目標ルートＴＤ２に変更された場合に任意に設定されるものである。

【0052】

このとき、自車両Ｍは、例えば、図４に示すように、制御目標点Ｐ２を第２の目標ルートＴＤ２の起点Ｐ０となるように設定すると、制御目標点位置Ｐ１から制御目標点Ｐ２までの制御目標点横位置偏差距離Ｗ１が不連続とならないため（第１の目標ルートＴＤ１と同様なため）スムーズな目標ハンドル角（操舵角）θの変更が行え、安定した挙動でトラックＴＲを回避走行できる。しかし、このときの自車両Ｍの挙動は、トラックＴＲに近い位置での車線変更となってしまう。

【0053】

さらに、制御目標点Ｐ２を経路変更の起点Ｐ０とすると、トラックＴＲが突然停車したり、カーブなどにより停車しているトラックＴＲの認識が遅れたりした場合に、このような緊急を要する障害物回避時の走行経路変更では、自車両Ｍの移動が遅くなってしまいドライバに恐怖心などの違和感を与えてしまう。

【0054】

一方、例えば、図５に示すように、第２の目標ルートＴＤ２の起点Ｐ０を自車両Ｍの手前側に設定、ここでは走行経路変更時にすると、制御目標点位置Ｐ１から制御目標点Ｐ２までの制御目標点横位置偏差距離Ｗ２が不連続かつ、制御目標点横位置偏差距離Ｗ１（図４）よりも長くなり、制御目標点Ｐ２に向けて急峻に目標ハンドル角θが変化し、自車両Ｍの挙動（姿勢）が乱れて、第２の目標ルートＴＤ２に沿った走行追従性が低下する。

【0055】

すなわち、自車両Ｍは、制御目標点Ｐ２に応じた目標ハンドル角θを算出するフィードバック制御により、右側に急ハンドルがきられて、これを補正するように左側に急ハンドルがきられて車体が左右に振れるような乱れた挙動の操舵制御が実行される。

【0056】

そのため、本実施の形態の走行制御装置１０は、図６に示すように、自車両Ｍの挙動（姿勢）が乱れないように、フィードバックハンドル（操舵）角ＦＢθによって生じる自車両Ｍの急ハンドルの横力を打ち消すヨーモーメントＭｙを付加する制御を実行し、走行経路変更後の第２の目標ルートＴＤ２に沿った走行追従性を向上させるようにしている。

【0057】

ここで、図６に示す、走行経路上の障害物を車線変更により回避する自車両Ｍの走行制御装置１０の走行＿ＥＣＵ２２が実行する制御一例について、図７のフローチャートの制御ルーチンに基づいて以下に説明する。

【0058】

走行制御装置１０の走行＿ＥＣＵ２２は、現在設定されている第１の目標ルートＴＤ１に障害物が検出されているか否かを判定する（Ｓ１）。このとき、走行＿ＥＣＵ２２は、両カメラ１１ａ，１１ｂで撮像した自車両Ｍの前方走行環境画像情報が走行環境認識部１１ｄから入力され、その前方走行環境画像情報から走行路前方の障害物（ここでは駐車車両であるトラックＴＲ）の検出を判定する。

【0059】

ステップＳ１において、走行＿ＥＣＵ２２は、第１の目標ルートＴＤ１に障害物を検出すると、この障害物を回避する新たな第２の目標ルートＴＤ２を設定する（Ｓ２）。走行＿ＥＣＵ２２は、走行車線前方にトラックＴＲが停車していることを検出すると、セットされている目的地に基づき、障害物（トラックＴＲ）を回避する第２の目標ルートＴＤ２を設定する。なお、ここでは、現在走行している走行車線（左車線）から右車線に車線変更する第２の目標ルートＴＤ２が設定される。

【0060】

なお、制御目標点は、制御目標点位置Ｐ１から第２の目標ルートＴＤ２への垂線の交点（Ｐ２）となるため、第２の目標ルートＴＤ２に変更された場合に任意に設定される。

【0061】

次いで、走行＿ＥＣＵ２２は、フィードフォワードハンドル（操舵）角ＦＦθを算出し（Ｓ３）、第２の目標ルートＴＤ２に対する自車位置のずれ量を検出する（Ｓ４）。走行＿ＥＣＵ２２は、ＧＮＳＳ受信機１７で受信した自車両Ｍの位置座標から第２の目標ルートＴＤ２に向けたフィードフォワードハンドル角ＦＦθを算出すると共に、第２の目標ルートＴＤ２に対する自車位置のずれ量を検出する。

【0062】

次いで、走行＿ＥＣＵ２２は、フィードバックハンドル角ＦＢθを算出する（Ｓ５）。走行＿ＥＣＵ２２は、検出した第２の目標ルートＴＤ２に対する自車位置のずれ量に基づき、フィードバックハンドル角ＦＢθを算出する。

【0063】

そして、走行＿ＥＣＵ２２は、目標ハンドル角θを算出し、操舵制御を実行する（Ｓ６）。走行＿ＥＣＵ２２は、フィードフォワードハンドル角ＦＦθとフィードバックハンドル角ＦＢθに基づき、目標ハンドル角θを算出して、この目標ハンドル角θに応じてＰＳ＿ＥＣＵ２４により電動パワステモータ２８を制御動作させる。

【0064】

この操舵制御を実行中に、走行＿ＥＣＵ２２は、フィードバックハンドル角ＦＢθにより発生する横力を打ち消すヨーモーメントＭｙを算出し付加を実行する（Ｓ７）。

【0065】

ここでは、例えば、図８に示すように、目標ハンドル角θによりハンドルが右に旋回する方向に駆動され、ステアリング機構により、前輪の２つの車輪２１ａ，２１ｂの舵が右側に切られる。

【0066】

そのため、走行＿ＥＣＵ２２は、ブレーキアクチュエータ２９を通じて、前後左側の２つのブレーキホイールシリンダ２９ｂ，２９ｄにブレーキ圧を導入して、前後左側の車輪２１ｂ，２１ｄに所定のブレーキ力Ｆｂ，Ｆｄをかけて、自車両Ｍにフィードバックハンドル角ＦＢθにより発生する横力を打ち消すヨーモーメントＭｙを付加する。

【0067】

なお、走行＿ＥＣＵ２２は、ブレーキに加え、ＣＬ＿ＥＣＵ２６からリアデファレンシャル装置３１のデファレンシャルクラッチ３０ａ，３０ｂによる後輪の２つの車輪２１ｃ，２１ｄの左右のトルク配分を可変して自車両ＭにヨーモーメントＭｙを付加してもよい。

【0068】

ところで、図８では、ＦＲ（後輪駆動）の車両を例示しているが、ＦＦ（前輪駆動）の車両Ｍの場合、フロントデファレンシャルのデファレンシャルクラッチによる前輪の２つの車輪２１ａ，２１ｂの左右のトルク配分を可変して自車両ＭにヨーモーメントＭｙが付加され、４ＷＤ（４輪駆動）の車両の場合には、前後のデファレンシャルクラッチによる４つの車輪２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄのトルク配分を可変して自車両ＭにヨーモーメントＭｙが付加される。

【0069】

このように、自車両Ｍは、ヨーモーメントＭｙが付加されない場合、目標ハンドル角θに応じて、第２の目標ルートＴＤ２から右側に外れる破線の走行経路Ａに沿って走行してしまうため、これを抑制するためにヨーモーメントＭｙが付加されて第２の目標ルートＴＤ２に略沿ったスムーズに安定して走行する。

【0070】

次いで、走行＿ＥＣＵ２２は、フィードバックハンドル角ＦＢθが第２の目標ルートＴＤ２に対する目標値と一致しているか否かを判定する（Ｓ８）。すなわち、走行＿ＥＣＵ２２は、フィードバックハンドル角ＦＢθが第２の目標ルートＴＤ２に対する目標値と一致していれば、制御目標ルートの変更による急峻なＦＢハンドル角ＦＢθの変化の影響がなくなったため、第２の目標ルートＴＤ２に沿って自車両Ｍが走行している状態と判断し、ルーチンを終了する。
一方、フィードバックハンドル角ＦＢθが第２の目標ルートＴＤ２に対する目標値と一致していない場合、走行＿ＥＣＵ２２は、ステップＳ１に戻る。
すなわち、走行＿ＥＣＵ２２は、急峻な変化後のＦＢハンドル角ＦＢθ（図６の点線）は、漸減されながら第２の目標ルートＴＤ２に対するＦＢハンドル角ＦＢθに近づいていく。そのため、急峻な変化後のＦＢハンドル角ＦＢθと第２の目標ルートＴＤ２に対するＦＢハンドル角ＦＢθが一致（偏差が０）した場合にヨーモーメントＭｙを付加する制御を終了する。

【0071】

このように、走行制御装置１０は、障害物回避のために現在の第１の目標ルートＴＤ１から新たな第２の目標ルートＴＤ２への変更時に、この第２の目標ルートＴＤ２の起点Ｐ０を第２の制御目標点Ｐ２よりも自車両Ｍ側の手前に設定する。

【0072】

そして、走行制御装置１０は、第２の目標ルートＴＤ２の変更により第２の制御目標点横位置偏差に応じて算出されるフィードバック制御に基づいた操舵角である目標ハンドル角θが急峻に変動しても、フィードバックハンドル角ＦＢθによって自車両Ｍに生じる横力を打ち消すヨーモーメントＭｙを付加するように制御する。

【0073】

これにより、自車両Ｍは、大きくハンドルが切れるが、ヨーモーメントＭｙが付加されることで車体の挙動が乱れることなく、第２の目標ルートＴＤ２の追従性が向上し、安定した滑らかな走行挙動により障害物回避することができる。さらに、車体の挙動が安定するため、走行制御装置１０は、変更経路の起点Ｐ０および第２の制御目標点Ｐ２を自車両Ｍに近くすることによる制御系が不安定となることが解消され、安定的に障害物回避制御を実行できるようになる。

【0074】

以上の説明により、車両の運転支援装置である走行制御装置１０は、自車両Ｍが前方の障害物を回避する走行経路変更の際に、ドライバに違和感を与えることなく、滑らかに安定した挙動による障害物を回避する走行を可能とする構成となる。

【0075】

なお、上記では、障害物を回避する際に、自車両Ｍが走行車線から他車線に車線変更するシーンを例示したが、片側一車線などの場合に走行車線内で障害物を回避する新たな走行経路を変更するシーンにも適用できる技術である。

【0076】

また、自車両Ｍの走行制御装置１０の各ＥＣＵ２２～２６は、中央処理装置（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、ＲＡＭなどの記憶装置などを含むプロセッサを有している。また、プロセッサの複数の回路の全て若しくは一部の構成は、ソフトウェアで実行してもよい。例えば、ＲＯＭに格納された各機能に対応する各種プログラムをＣＰＵが読み出して実行するようにしてもよい。

【0077】

さらに、プロセッサの全部若しくは一部の機能は、論理回路あるいはアナログ回路で構成してもよく、また各種プログラムの処理を、ＦＰＧＡなどの電子回路により実現するようにしてもよい。

【0078】

以上の実施の形態に記載した発明は、それらの形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得るものである。

【0079】

例えば、開示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、述べられている課題が解決でき、述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得るものである。

【符号の説明】

【0080】

１０…走行制御装置
１１…走行環境認識ユニット
１１ａ…メインカメラ
１１ｂ…サブカメラ
１１ｄ…走行環境認識部
１２…ロケータユニット
１３…ロケータ演算部
１３ａ…地図情報取得部
１３ｂ…自車位置推定部
１４…加速度センサ
１５…車輪速センサ
１６…ジャイロセンサ
１７…ＧＮＳＳ受信機
１９…高精度道路地図データベース
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ…車輪
２２…走行制御ユニット（走行＿ＥＣＵ）
２３…エンジン制御ユニット（Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ）
２４…パワーステアリング制御ユニット（ＰＳ＿ＥＣＵ）
２５…ブレーキ制御ユニット（ＢＫ＿ＥＣＵ）
２６…クラッチ制御ユニット（ＣＬ＿ＥＣＵ）
２８…電動パワステモータ
２９…ブレーキアクチュエータ
２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ…ブレーキホイールシリンダ
３０，３０ａ，３０ｂ…デファレンシャルクラッチ
３１…リアデファレンシャル装置
３５…スロットルアクチュエータ
ＦＢθ…フィードバックハンドル（操舵）角
ＦＦθ…フィードフォワードハンドル（操舵）角
Ｆｂ，Ｆｄ…ブレーキ力
Ｌ…車線区画線
Ｍ…自車両
Ｍｙ…ヨーモーメント
Ｐ０…起点
Ｐ１…制御目標位置
Ｐ２…制御目標点
ＴＤ１…第１の目標ルート
ＴＤ２…第２の目標ルート
ＴＲ…トラック（障害物）
Ｗ１，Ｗ２…制御目標点横位置偏差距離
θ…目標ハンドル（操舵）角

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】