走行制御装置および車両
【課題】車両の進行先の影響を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体の衝突回避を行う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の進路方向における仮想バンパー領域７１を広く設定する。これにより、車両１の進行先にある物体８０との衝突回避を確実に行うことができる。一方、車両１の進行方向とは異なる方向においては、仮想バンパー領域７１が車両１の進行方向と比して相対的に狭く設定されるので、車両１の進行方向とは関係のない場所にある物体との衝突回避動作を抑制できる。よって、車両１の進行先の影響を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体８０の衝突回避を行うことができる。
【解決手段】車両１の進路方向における仮想バンパー領域７１を広く設定する。これにより、車両１の進行先にある物体８０との衝突回避を確実に行うことができる。一方、車両１の進行方向とは異なる方向においては、仮想バンパー領域７１が車両１の進行方向と比して相対的に狭く設定されるので、車両１の進行方向とは関係のない場所にある物体との衝突回避動作を抑制できる。よって、車両１の進行先の影響を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体８０の衝突回避を行うことができる。
【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、車両の進行先の影響を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体の衝突回避を行う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】
特許文献１に記載される技術では、物体の衝突回避が行われる前記所定領域として、移動体（電動車椅子１）の外縁から一定距離（規準距離ｚｏ）離れた地点までの領域を設定している。
【０００５】
しかしながら、この所定領域は、移動体の進行方向を考慮していない。そのため、基準距離ｚ０が短い場合は、移動体の進行先にある物体との衝突回避が遅れる可能性があり、運転者に不安感を与えてしまう。これに対し、進行先にある物体との衝突回避を確実に行うために、規準距離ｚｏを長くすることも考えられるが、移動体の進行先とは全く関係ない場所にある物体との衝突回避も行ってしまい、場合によっては、運転者が所望する進行方向とは別の方向に車両の進行方向が曲げられてしまって、運転者に不満感を与えるおそれがある。よって、従来の技術では、運転者に不満感や不安感といったストレスを感じさせるおそれがある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、車両の進行先の影響を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体の衝突回避を行う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】
【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、検出手段により検出された物体が、設定手段により設定された所定領域内に存在していると、その物体との衝突を回避するための仮想的な反発力が、その物体と車両との位置関係に基づいて算出手段により算出される。そして、その算出された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。これにより、物体が所定領域内に存在すると、その物体との衝突を回避するように反発力が仮想的に車両に加えられ、その反発力に基づいて車両の走行に伴う制御が行われるので、容易に且つ速やかにその物体を回避して車両を走行させることができる。
【０００８】
また、取得手段により取得された車両の操舵に関する操舵情報に基づいて、車両の進路が予測手段によって予測される。そして、所定領域として、その予測された進路の方向における所定領域の範囲が他の方向よりも広くなるように、設定手段によって所定領域が設定される。これにより、車両の進行先にある物体との衝突回避を確実に行うことができ、また、車両の進行方向とは関係のない場所にある物体との衝突回避動作を抑制できる。よって、車両の進行先の影響を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体の衝突回避を行うことができるという効果がある。
【０００９】
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と同様に、物体が所定領域内に存在すると、その物体との衝突を回避するように反発力が仮想的に車両に加えられ、その反発力に基づいて車両の走行に伴う制御が行われるので、容易に且つ速やかにその物体を回避して車両を走行させることができる。一方、請求項２記載の走行制御装置では、取得手段により取得された車両の操舵に関する操舵情報に基づいて、車両の進路が予測手段によって予測されると、所定領域として用意された基準領域に対して、予測手段により予測された進路の方向における所定領域の範囲が広くなるように基準領域を変形して所定領域が生成され、その生成された所定領域が設定手段により設定される。これにより、車両の進路の方向における所定領域の範囲が広く設定されるので、車両の進行先にある物体との衝突回避を確実に行うことができる。また、車両の進路の方向とは異なる方向の所定領域の範囲は、基準領域の範囲とされるので、車両の進行方向とは関係のない場所にある物体との衝突回避が行われることを抑制できる。よって、車両の進行先の影響を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体の衝突回避を行うことができるという効果がある。
【００１０】
請求項３記載の走行制御装置によれば、請求項１又は２に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、車両の運転者により回転操作される操作手段の回転量が、操舵情報として取得手段により取得される。そして、その取得された操作手段の回転量に基づいて車両のヨーレートが算出され、その算出されたヨーレートに基づいて車両の進路が予測手段により予測される。これにより、運転者による操作手段の回転操作により示された、運転者の進行したい方向に基づいて、車両の進路が予測されることになるので、設定手段により設定される所定領域は、運転者が希望する進路の方向が広くなる。よって、運転者が希望する進行先の影響を考慮しながら、物体の衝突回避を行うことが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、取得手段により取得された操作手段の回転量が所定量よりも小さいと判断手段により判断されると、車両の姿勢からヨーレート検出手段によって検出された車両のヨーレートに基づいて車両の進路が予測手段により予測される。ここで、例えば、車両が走行する路面が、車両の前後方向と直行する左右方向に傾いている場合、運転者は、操作手段を少しだけ回転操作した状態で維持することで、車両を直進させる動作を行う。この場合、車両にはヨーレートが発生しないが、操作手段の回転量からヨーレートを算出すると若干のヨーレートを有することになり、車両の進路として誤った進路を予測するおそれがある。これに対し、請求項４記載の走行制御装置では、このような場合に、車両の姿勢からヨーレート検出手段によって検出された車両のヨーレートに基づいて車両の進路を予測するので、車両の進路をより正確に予測できる。よって、車両が実際に進む進路の方向に所定領域を広げることができるので、物体の衝突回避をより確実に行うことができるという効果がある。
【００１２】
請求項５記載の車両によれば、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】
【００１３】
【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説明図である。
【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、仮想バンパー領域の基準形状を模式的に示す模式図であり、（ｂ）は、車両の進路方向を考慮して設定された仮想バンパー領域の形状を示す模式図である。
【図５】バネ設定テーブルメモリの内容を模式的に示した模式図である。
【図６】物体回避処理を示すフローチャートである。
【図７】仮想バンパー設定処理を示すフローチャートである。
【図８】（ａ）は、予測位置へ向かう進路方向において仮想バンパー領域が広くなるように、図４（ａ）で示した基準形状に対して変形を行った仮想バンパー領域を示す図であり、（ａ）で示した仮想バンパー領域に対し、複数のバネ７２を並設した状態を示す図である。
【図９】物体回避実行処理を示すフローチャートである。
【図１０】車両左右方向の反発力が加えられた場合において生じる反モーメント力によって取り得るべき車両の操舵角を算出する場合に用いるパラメータを説明する図である。
【図１１】（ａ），（ｂ）は、本発明を適用した仮想バンパー領域の変形例を示す図である。
【図１２】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明を適用した仮想バンパー領域の変形例を示す図である。
【図１３】本発明を適用した仮想バンパー領域の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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、車両１の進行先の影響を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体の衝突回避を行うことができるように構成されている。
【００１６】
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、その他の図面においても同様に、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。
【００１７】
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の進行先の影響を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体の衝突回避が行われる。
【００１８】
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説明図である。
【００１９】
走行制御装置１００は、車両１周囲に、衝突を避けるべき物体を検出する領域として、仮想バンパー領域７１を設定（形成）する。なお、詳細については後述するが、本実施形態では、図２のような楕円形を仮想バンパー領域７１の基準形状とし、車両１の進路方向における仮想バンパー領域７１が広くなるようにその形状を変形させたうえで（図４（ｂ）参照）、仮想バンパー領域７１を設定（形成）する。
【００２０】
走行制御装置１００は、その仮想バンパー領域７１に、複数のバネ７２を仮想的に並設することで、仮想バンパーを構成することを想定する。このとき、各バネ７２は、いずれも、一端を車両１の外周１１に取着した状態で、他端が仮想バンパー領域７１の外縁７１ａに位置するように、仮想バンパー領域７１に並設されることを走行制御装置１００にて想定する。また、各バネ７２の一端は、車両１の外周１１において、１０ｃｍ間隔で取着されることを走行制御装置１００にて想定する。
【００２１】
更に、車両１の前方側または後方側の仮想バンパー領域７１に配設されるバネ７２ｆ，７２ｂは、一端が車両１の前方先端（前端）または後方先端（後端）に取着された状態で、バネの長さ方向が車両１の前後方向と平行となるように配設され、他端は車両１前方側または後方側の外縁７１ａに位置されることを走行制御装置１００にて想定する。
【００２２】
車両１の右側または左側の仮想バンパー領域７１に配設されるバネ７２ｒ，７２ｌは、一端が車両１の右側面または左側面に取着された状態で、バネの長さ方向が車両１の左右方向と平行となるように配設され、他端は車両１右側または左側の外縁７１ａに位置されることを想定する。
【００２３】
また、車両１の右前コーナー，左前コーナー，左後コーナー，右後コーナー側の仮想バンパー領域７１に配設されるバネ７２ｆｒ，７２ｆｌ，７２ｂｌ，７２ｂｒは、一端が車両１の対応するコーナー部分に取着された状態で、バネの長さ方向が、車両１の右前方向，左前方向，左後方向または右後方向となるように配設され、他端が車両１の左前コーナー，左後コーナー，右後コーナー側の外縁７１ａに位置されることを想定する。
【００２４】
走行制御装置１００は、車両１に設けられた後述の第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄ（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、以下に従って、その物体８０との衝突を回避するための反発力Ｆｒを算出する。
【００２５】
即ち、走行制御装置１００は、仮想バンパー領域７１内に仮想的に並設されたバネ７２のうち、物体８０の存在によって収縮されたバネ７３を検索する。そして、収縮されたバネ７３がある場合、仮想バンパー領域７１内に物体８０が存在するとして、そのバネ７３の収縮量ｄを物体８０と車両１との位置関係から判断し、その収縮量ｄに基づいて、バネ７３に生じる弾性力Ｆｅを以下の式（１）により算出する。なお、以下の式（１）において、ｋｎはバネ７３のバネ定数である。
【００２６】
Ｆｅ＝ｋｎ×ｄ ・・・（１）
走行制御装置１００は、弾性力Ｆｅの反作用として、その弾性力Ｆｅが発生したバネ７３の一端が取着されている車両１上の点に、反発力Ｆｒが、バネ７３の長さ方向に車両１の内側に向けて加えられるものとする。
【００２７】
例えば、図２に示すように、物体８０によって収縮されたバネ７３が、車両１の前方に配設されたバネ７２ｆの一つであった場合、そのバネ７２ｆが取着された車両１上の点に、車両１に対して後向きの反発力Ｆｒ１が車両１に加えられる。同様に、バネ７３が車両１の左側または右前方向に配設されたバネ７２ｌ，７２ｆｒの一つであった場合、そのバネ７２ｌ又はバネ７２ｆｒが取着された車両１上の点に、車両１に対して右向き又は左後向きの反発力Ｆｒ２又はＦｒ３が車両１に加えられる。つまり、各バネ７２が取着される車両１の外周１１上の点が、反発力Ｆｒが加えられる作用点となる。
【００２８】
走行制御装置１００は、各バネ７２（７３）から加えられた反発力Ｆｒの前後方向成分（車両１の前後方向と同じ方向の成分）を合成して、車両１の重心Ｃに加えられる車両１の前後方向の反発力Ｆｒｙを算出する。また、各バネ７２（７３）から加えられた反発力Ｆｒの左右方向成分（車両１の前後方向に対する左右方向と同じ方向の成分）から、車両１の重心Ｃに加えられる反モーメント力Ｍを算出する。
【００２９】
そして、走行制御装置１００は、車両１の重心Ｃに加えられた前後方向の反発力Ｆｒｙに基づいて、その反発力Ｆｒｙ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、前後方向の反発力Ｆｒｙ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、前後方向の反発力Ｆｒｙによって生じる車両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。
【００３０】
また、走行制御装置１００は、その算出した反モーメント力Ｍに応じて車両１の操舵角を算出して、その操舵角を示す制御信号を、後述する操舵駆動装置５（図１参照）へ送信する。これにより、車両１が、反発力Ｆｒによって生じる反モーメント力を反映させた操舵角で走行するように、車両１の走行の制御が行われる。
【００３１】
このように、走行制御装置１００は、仮想バンパー領域７１内に存在する物体との衝突を回避するために、仮想的に並設したバネ７２の一部（バネ７３）が物体８０によって収縮されたものとし、そのバネ７３の弾性力Ｆｅを算出して、その反作用として反発力Ｆｒが車両１に加えたものとすることで、その反発力Ｆｒに基づいて、車両１の速度や操舵角を制御する。これにより、容易に且つ速やかに、その物体８０を回避しながら車両１を走行させることができる。
【００３２】
また、物体８０が車両１に近いほど、仮想バンパー領域７１内に想定上並設されているバネ７２の一部（バネ７３）がその物体８０によって大きく縮められる。バネの弾性力Ｆｅはバネの収縮量（縮み量）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Ｆｒを車両１に加えることができる。よって、物体８０が車両１に近いほど大きくなる反発力Ｆｒにより、確実に物体８０との衝突を回避できる。
【００３３】
なお、走行制御装置１００には、車両１に設けられ、運転者によって回転操作される後述のステアリングホイール１３（図１参照）から、ステアリングホイール１３の回転角速度を示す情報も入力されている。反力Ｆｒが車両１に仮想的に加えられていない場合、即ち、仮想バンパー領域７１内に物体が存在しない場合には、走行制御装置１００は、ステアリングホイール１３の回転角速度を積分して得られるステアリングホイール１３の操舵角に応じて車両１の操舵角を決定し、その操舵角を示す制御信号を操舵駆動装置５へ送信する。
【００３４】
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）を操舵するステアリング装置６及び操舵駆動装置５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の周囲を第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄと、ジャイロセンサ装置２７とを主に有している。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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によって算出された反発力Ｆｒの車両１の前後方向の反発力Ｆｒｆ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。
【００３８】
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。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。
【００３９】
操舵駆動装置５は、走行制御装置１００から車両１の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。
【００４０】
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車輪速検査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２ＦＲ〜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）が算出される。
【００４１】
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。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、その回転角速度を走行制御装置１００へ送信する。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を微分して、回転角速度を算出してもよい。
【００４２】
第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄ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４カメラ２６ａ〜２６ｄ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。
【００４３】
第１カメラ２６ａは、車両１の前方中央に配設され、第２カメラ２６ｂは、車両１の後方中央に配設され、第３カメラ２６ｃは、車両１の右側面のサイドミラー（非図示）に配設され、第４カメラ２６ｄは、車両１の左側面のサイドミラー（非図示）に配設されている。本実施形態では、４つの第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄにより、車両１を中心として車両１の前後方向に少なくとも３０ｍと、車両１を中心として車両１の左右方向に少なくとも１５ｍの範囲を撮像可能に構成されている。なお、第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄ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。
【００４４】
各第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄ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、仮想バンパー領域７１内に物体が存在するか否かが判断される。また、仮想バンパー領域７１内に物体が存在する場合には、走行制御装置１００において、その物体の位置から収縮されるバネ７３（図２参照）が検索され、そのバネ７３にかかる弾性力が算出されて、車両１に加えられる反発力が求められる。
【００４５】
ジャイロセンサ装置７２は、車両１の水平面に対するヨーレートを検出し、その検出結果を走行制御装置１００へ出力するための装置であり、車両１の重心Ｃを通る上下方向軸回りの車両１の回転角であるヨー角を検出するセンサ部（図示せず）と、そのセンサ部の検出結果を処理してヨー角の時間的変化量であるヨーレートを検出し、ＣＰＵ９１へ出力する出力回路（図示せず）とを主に備えている。
【００４６】
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。
【００４７】
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，操舵駆動装置５、第１〜第４車輪速センサ１２ＦＬ〜１２ＲＲ、ステアリングホイール１３、第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄ、ジャイロセンサ装置２７、及び、その他の入出力装置９９などが接続されている。
【００４８】
ＣＰＵ９１は、入出力ポート９５に接続された第１〜第４車輪速センサ１２ＦＬ〜１２ＲＲ、ステアリングホイール１３、第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄ、ジャイロセンサ装置２７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や操舵駆動装置５等を制御する演算装置である。
【００４９】
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と基準形状メモリ９２ｂとが設けられている。
【００５０】
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６のフローチャートに示す物体回避処理、図７のフローチャートに示す仮想バンパー設定処理、図９のフローチャートに示す物体回避実行処理をＣＰＵ９１にて実行されるための各プログラムは、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に格納された各プログラムに従って各種処理を実行することで、車両１の進行先の影響を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体の衝突回避を行うよう、車両１の走行を制御する。
【００５１】
基準形状メモリ９２ｂは、仮想バンパー領域７１の基準形状を規定するパラメータを格納するメモリである。ここで、図４（ａ）を参照して、仮想バンパー領域７１の基準形状について説明する。図４（ａ）は、仮想バンパー領域７１の基準形状を模式的に示す模式図である。
【００５２】
仮想バンパー領域７１の基準形状は、図４（ａ）に示す通り、車両１の重心Ｃを中心とし、車両１の前後方向を長軸、車両１の左右方向を短軸として、短径をａ、長径をｂとする楕円である。基準形状メモリ９２ｂには、この短径ａ及び長径ｂの大きさが格納されている。走行制御装置１００（ＣＰＵ９１）では、この短径ａ及び長径ｂによって規定される基準形状を基に、所定時間間隔毎（本実施形態では、５０ミリ秒毎）に、車両１の進路方向の仮想バンパー領域７１の範囲を広げる変形を行って、図４（ｂ）に示すような仮想バンパー領域７１を設定（形成）する。
【００５３】
なお、基準形状メモリ９２ｂに格納された短径ａ、長径ｂの値は、車両１に設けられた操作パネル（図示せず）を運転者（搭乗者）が操作することにより、その運転者（搭乗者）によって設定変更可能に構成されてもよい。
【００５４】
また、本実施形態では、基準形状の楕円の中心を車両１の重心Ｃとする場合について説明するが、必ずしも車両１の重心Ｃとする必要はなく、任意の場所に設定されてよい。例えば、車両１中央の前後軸と、後輪軸（後輪２ＲＬ，２ＲＲを結んだ直線）との交点に、その楕円の中心としてもよい。また、その楕円の中心位置（座標）も基準形状メモリ９２ｂに格納するようにし、運転者（搭乗者）が操作パネル（図示せず）を操作することにより、その運転者（搭乗者）によって楕円の中心位置（座標）を設定変更可能に構成してもよい。
【００５５】
図３に戻り説明を続ける。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、車両速度メモリ９３ａと、操舵角メモリ９３ｂと、バネ設定テーブルメモリ９３ｃが設けられている。
【００５６】
車両速度メモリ９３ａは、車両１の車両速度を格納するメモリである。走行制御装置１３では、第１〜第４車輪速度検出センサ１２ＦＬ〜１２ＲＲから入力される各車輪２ＦＬ〜２ＲＲの車輪速に基づき、車両速度を算出し、その算出した車両速度を車両速度メモリ９３ａに格納する。
【００５７】
操舵角メモリ９３ｂは、ステアリングホイール１３の操舵角を格納するメモリである。走行制御装置１１３では、ステアリングホイール１３から入力される、運転者がそのステアリングホイール１３を回転操作したときの回転角速度を積分して、ステアリングホイール１３の操舵角を算出し、その算出したステアリングホイール１３の操舵角を操舵角メモリ９３ｂに格納する。
【００５８】
車両メモリ９３ａに格納された車両１の車両速度、及び、操舵角メモリ９３ｂに格納されたステアリングホイール１３の操舵角は、車両１の進路を算出する場合に用いられる。具体的には、車両１の車両速度と、ステアリングホイール１３の操舵角とから、車両１のヨーレートを算出し、現在の車両１の位置から車両１の進路を予測し、ｔ秒経過後の車両位置（以下、「予測位置」と称す）Ｄｖｂを求める。この予測位置Ｄｖｂの求め方については、図７を参照して後述する仮想バンパー設定処理（Ｓ１１）の説明の中で後述する。
【００５９】
図４（ｂ）は、走行制御装置１００において、車両１の進路方向を考慮して設定（形成）された仮想バンパー領域７１の形状を示す模式図である。走行制御装置１００では、ｔ秒経過後の車両位置である予測位置Ｄｖｂを求めると、図４（ａ）で示した基準形状に対し、車両１が予測位置Ｄｖｂへ向かう進路方向において仮想バンパー領域７１が広くなるように変形処理を行い、図４（ｂ）に示すような仮想バンパー領域７１を形成して設定する。
【００６０】
走行制御装置１００（ＣＰＵ９１）では、この図４（ｂ）に示す仮想バンパー領域７１を設定すると、図２に示した並べ方で、その仮想バンパー領域７１内に複数のバネ７２を仮想的に並設することで、その仮想バンパー領域７１内に物体８０が存在する場合に、その物体８０を回避するための反発力Ｆｒを車両１に加える。ここで、車両１の進路方向における仮想バンパー領域７１が広く設定されるので、車両１の進行先にある物体８０との衝突回避を確実に行うことができる。一方、車両１の進路方向とは異なる方向においては、仮想バンパー領域７１が車両１の進路方向と比して相対的に狭く設定されるので、車両１の進路方向とは関係のない場所にある物体との衝突回避動作を抑制できる。よって、車両１の進行先の影響を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体８０の衝突回避を行うことができる。
【００６１】
図３に戻り説明を続ける。バネ設定テーブルメモリ９３ｃは、仮想バンパー領域７１に仮想的に並設した複数のバネ７２に関する情報を記憶するメモリである。ここで、図５を参照して、バネ設定テーブルメモリ９３ｃの詳細について説明する。図５は、バネ設定テーブルメモリ９３ｃの内容を模式的に示した模式図である。
【００６２】
走行制御装置１００（ＣＰＵ９１）は、仮想バンパー領域７１を設定（形成）すると、その仮想バンパー領域７１内に複数のバネ７２を仮想的に並設する。その並設されたバネ７２の情報として、図５に示す通り、バネ７２毎に、バネ７２の識別情報であるバネ番号ｎに対応付けて、そのバネ番号ｎで示されるバネの作用点Ｘ座標Ｘｐｎと、作用点Ｙ座標Ｙｐｎと、外郭Ｘ座標Ｘｃｎと、外郭Ｙ座標Ｙｃｎと、取付角度αｎと、バネ長Ｌｖｂｎと、バネ定数ｋｎとを格納する。
【００６３】
バネ番号ｎは、並設されたバネ１本１本を識別するための情報である。本実施形態では、車両１の前端に取着されたバネ７２ｆの一番右側になるバネのバネ番号ｎを１とし、バネ番号１のバネから順に、反時計回りに各バネ７２に対してバネ番号ｎを１ずつ大きくしながら、バネ番号ｎを割り振る。
【００６４】
作用点Ｘ座標Ｘｐｎ，作用点Ｙ座標Ｙｐｎは、バネ番号ｎのバネにおける一端が、車両１に取着される点、つまり、そのバネの反発力Ｆｒが作用する作用点の座標を示すものである。本実施形態では、車両１中央の前後軸をＹ軸（車両１の前方向、即ち、矢印Ｆで示す方向を正方向）とし、車両１の重心を通る左右軸（後輪軸と平行な軸）をＸ軸（車両１の右方向を正方向）として、Ｘ軸とＹ軸との交点を原点とした座標系で、作用点Ｘ座標Ｘｐｎ，作用点Ｙ座標Ｙｐｎを表す。
【００６５】
外郭Ｘ座標Ｘｃｎ，外郭Ｙ座標Ｙｃｎは、バネ番号ｎのバネ７２における他端、つまり、仮想バンパー領域７１の外郭に位置する他端の座標を示すものである。本実施形態では、上記の作用点Ｘ座標Ｘｐｎ，作用点Ｙ座標Ｙｐｎと同じ座標系で、外郭Ｘ座標Ｘｃｎ，外郭Ｙ座標Ｙｃｎを表す。
【００６６】
取付角度αｎは、バネ番号ｎのバネ７２の車両１に対する取付角度を示すものである。ここでは、車両１中央の前後軸から車両１の右方向に伸びる半直線と、各バネ７２の一端と他端とを結んだ直線とのなす角度を取付角度αｎとして規定する。
【００６７】
つまり、車両１の前端から前方側に配設されたバネ７２ｆは、取付角度αｎが９０°となる。また、車両１の左側面から左側に配設されたバネ７２ｌ，車両１の後端から後方側に配設されたバネ７２ｂ，車両１の右側面から右側に配設されたバネ７２ｒは、それぞれ、取付角度αｎが１８０°，２７０°，０°となる。
【００６８】
また、車両１の右前コーナーから右前方向に配設されるバネ７２ｆｒ，車両１の左前コーナーから左前方向に配設されるバネ７２ｆｌ，車両１の左後コーナーから左後方向に配設されるバネ７２ｂｌ，車両１の右後コーナーから右後方向に配設されるバネ７２ｂｒの取付角度αｎは、それぞれ、０〜９０°，９０°〜１８０°，１８０°〜２７０°，２７０°〜３６０°の範囲内で次の式（２）で定まる角度となる。
【００６９】
αｎ＝ｔａｎ−１（（Ｙｐｎ−Ｙｃｎ）／（Ｘｐｎ−Ｘｃｎ）） ・・・（２）
バネ長Ｌｖｂｎは、バネ番号ｎのバネ７２の自然長（バネ７２を伸縮させない状態におけるバネ７２の長さ）を示すものである。各バネ７２のバネ長Ｌｖｂｎは、バネ７２の一端が接続される作用点（作用点Ｘ座標Ｘｐｎ，作用点Ｙ座標Ｙｐｎで示される点）と、バネ７２の他端が位置する外郭Ｘ座標Ｘｃｎ，外郭Ｙ座標Ｙｃｎで示される点との距離によって算出される。
【００７０】
バネ定数ｋｎは、バネ番号ｎのバネ７２のバネ定数を示すものである。なお、本実施形態では、すべてのバネ７２において、バネ定数ｋｎを一定の大きさ（例えば、１００Ｎ／ｍ）とする。ただし、各バネについて、バネ定数ｋｎの大きさを異ならせてもよい。例えば、車両１の進路方向に近い位置に配設されたバネ７２ほど、大きなバネ定数ｋｎを設定してもよい。これにより、車両１の進路方向に近い場所に物体８０が存在するほど車両１に大きな反発力が加えられるので、より安全に物体８０との衝突回避を行うことができる。
【００７１】
また、バネ定数ｋｎの大きさは、操作パネル（図示せず）を運転者（搭乗者）が操作することにより、その運転者（搭乗者）によって設定変更可能に構成されてもよい。
【００７２】
次いで、図６〜図１０まで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により実行される物体回避処理について説明する。まず、図６は、この物体回避処理を示すフローチャートである。
【００７３】
物体回避処理は、所定時間間隔（本実施形態では５０ミリ秒）でＣＰＵ９１により実行される処理で、車両１の進路方向に基づいて仮想バンパー領域７１を設定（形成）し、その設定した仮想バンパー領域７１内に物体８０が存在する場合には、その物体８０との衝突回避動を行う処理である。
【００７４】
この物体回避処理が実行されると、ＣＰＵ９１は、まず、仮想バンパー設定処理を実行する（Ｓ１１）。この仮想バンパー設定処理では、車両１の進路を予測し、図４（ｂ）に示した予測位置Ｄｖｂを算出して、その進路方向が広くなるように仮想バンパー領域７１を形成し、設定する処理を行う。この仮想バンパー設定処理の詳細については、図７を参照して後述する。
【００７５】
仮想バンパー設定処理の次には、物体回避実行処理を行う（Ｓ１２）。この物体回避実行処理では、仮想バンパー領域７１内に物体８０が存在する場合に、その仮想バンパー領域７１内に仮想的に並設させた複数のバネ７２の一部（バネ７３）が、物体８０によって収縮されたとして、そのバネ７３に生じる弾性力Ｆｅの反作用として車両１に反発力Ｆｒを加え、車両１の走行を制御する処理を行う。この物体回避実行処理の詳細については、図９を参照して後述する。
【００７６】
物体回避処理は、物体回避実行処理の終了後、その処理を終了する。
【００７７】
次に、図７を参照して、図６の物体回避処理の一処理である仮想バンパー設定処理（Ｓ１１）について説明する。図７は、この仮想バンパー設定処理を示すフローチャートである。
【００７８】
仮想バンパー設定処理が実行されると、まず、第１〜第４車輪速検出センサ１２ＦＬ〜１２ＲＲから入力される各車輪２ＦＬ〜２ＲＲの車輪速を取得し、その車輪速から、車両１の車両速度Ｖを算出する（Ｓ２１）。Ｓ２１の処理では、また、算出した車両速度Ｖは、車両速度メモリ９３ａに格納する。
【００７９】
次いで、ステアリングホイール１３から入力される、運転者がそのステアリングホイール１３を回転操作したときの回転角速度を取得し、その回転速度を積分して、ステアリングホイール１３の操舵角δＤを算出する（Ｓ２２）。Ｓ２２の処理では、また、算出した操舵角δＤを操舵角メモリ９３ｂに格納する。
【００８０】
次に、ステアリングホイール１３の操舵角δＤの絶対値が、所定値δｍｉｎ（例えば、５°）よりも大きいか否かを判断する（Ｓ２３）。その結果、操舵角δＤの絶対値が所定値δｍｉｎよりも大きい場合（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、車両速度Ｖと、操舵角δＤとに基づいて、車両１のヨーレートγｓｔを算出して（Ｓ２４）、Ｓ２６の処理へ移行する。
【００８１】
Ｓ２４の処理では、次の式（３）によって車両１のヨーレートγｓｔを算出する。
【００８２】
γｓｔ＝Ｖ・ｔａｎ（Ｋｄ×δＤ）／Ｌｗｂ ・・・（３）
ここで、Ｋｄは、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲの操舵角δＴに対する、ステアリングホイール１３の操舵角δＤの関係を示す比例係数であり、Ｋｄ＝δＴ／δＤである。また、Ｌｗｂは、車両１の前輪軸（前輪２ＦＬ，２ＦＲを結んだ線）と、後輪軸（後輪２ＲＬ，２ＲＲを結んだ線）との距離（ホイールベース）である。
【００８３】
Ｓ２３の処理によって、操作角δＤの絶対値が、所定値δｍｉｎ以下であると判断される場合は（Ｓ２３：Ｎｏ）、ジャイロセンサ装置７２から車両１のヨーレートδｓｅを取得して（Ｓ２５）、Ｓ２６の処理へ移行する。
【００８４】
Ｓ２６の処理では、Ｓ２４の処理で算出した車両１のヨーレートγｓｔ、または、Ｓ２５の処理で取得した車両１のヨーレートγｓｅを用いて、車両１の進路を予測し、ｔ秒後の予測位置Ｄｖｂを算出する（Ｓ２６）。
【００８５】
Ｓ２６の処理では、以下の式（４）〜（７）を用いて、微小時間ｄｔ経過する毎に、ヨーレートγｎを予測しながら、車両１の位置の座標（Ｘｎ，Ｙｎ）と、車両１のヨー角θｎとを算出することで、車両１の進路を予測する。なお、ここで使用される座標系は、車両１中央の前後軸をＹ軸（車両１の前方向、即ち、矢印Ｆで示す方向を正方向）とし、車両１の重心を通る左右軸（後輪軸と平行な軸）をＸ軸（車両１の右方向を正方向）として、Ｘ軸とＹ軸との交点を原点とした座標系である。
【００８６】
Ｘｎ＝Ｘｎ−１＋Ｖ・ｄｔ・ｃｏｓθｎ−１ ・・・（４）
Ｙｎ＝Ｙｎ−１＋Ｖ・ｄｔ・ｓｉｎθｎ−１ ・・・（５）
θｎ＝θｎ−１＋γｎ−１・ｄｔ ・・・（６）
γｎ＝γｎ−１＋Ｇ ・・・（７）
ここで、ｎは１以上の自然数であり、（Ｘ０，Ｙ０）は、車両１の現在の車両位置を示す座標であり、θ０は、車両１の現在のヨー角である。また、γ０は、車両１の現在のヨーレートであって、γｓｔ又はγｓｅである。また、Ｇは、ヨーレートの時間的な変化量（ヨー角の加速度）である。
【００８７】
また、Ｓ２６の処理では、微小時間ｄｔ毎に車両１の位置の座標（Ｘｎ，Ｙｎ）を算出すると、現在の車両１の車両位置から座標（Ｘｎ，Ｙｎ）までの予測進路における移動距離Ｄを次式にて算出する。
【００８８】
【数１】
そして、ｔ秒間に移動する距離となるまで、即ち、［数１］にて算出した移動距離がＶ・ｔとなるまで、（４）〜（７）の計算を繰り返し行う、即ち、積分することにより、ｔ秒後における車両１の予測位置Ｄｖｂの座標（Ｘｖｂ，Ｙｖｂ）と、車両１のヨー角θｖｂとを算出する。
【００８９】
次に、Ｓ２６の処理によって算出した予測位置Ｄｖｂへ向かう進路方向において仮想バンパー領域７１が広くなるように、図４（ａ）で示した基準形状に対して変形し、図４（ｂ）に示すような仮想バンパー領域７１を形成する処理を実行する（Ｓ２７）。
【００９０】
ここで、図８（ａ）を参照して、Ｓ２７の処理の詳細について説明する。図８（ａ）は、予測位置Ｄｖｂへ向かう進路方向において仮想バンパー領域７１が広くなるように、図４（ａ）で示した基準形状に対して変形を行った仮想バンパー領域７１を示す図である。
【００９１】
この変形では、図４（ａ）に示す基準形状（楕円）に対し、車両１の後輪軸より車両１の進路方向側にある楕円の一部７１ａ１を、予測位置Ｄｖｂの位置まで、その楕円の長径が車両１のヨー角θｖｂの向きとなるように移動させる。そして、車両１の後輪軸より車両１の進路方向とは逆方向側にある楕円の一部７１ａ４と、移動された楕円の一部７１ａ１とを、円弧７１ａ３と円弧７１ａ４とで結び、これら７１ａ１〜７１ａ４を外縁として、変形後の仮想バンパー領域７１を形成する。
【００９２】
変形後の仮想バンパー領域７１の外縁７１ａ１〜７１ａ４は、それぞれ、次の式によって、表される。なお、ここで使用される座標系も、Ｓ２６の処理で使用した座標系と同じ座標系である。
【００９３】
【数２】
【００９４】
【数３】
【００９５】
【数４】
【００９６】
【数５】
ここで、（ｘＶＢ２，ｙＶＢ２）は、基準形状の楕円と車両１の後輪軸との交点であって、車両１の右側にある交点の座標であり、（ｘＶＢ３，ｙＶＢ３）は、基準形状の楕円と車両１の後輪軸との交点であって、車両１の左側にある交点の座標である。
【００９７】
また、（ｘＶＢ１，ｙＶＢ１），（ｘＶＢ４，ｙＶＢ４）は、それぞれ、車両１の後輪軸より車両１の進路方向側にある楕円の一部７１ａ１を、予測位置Ｄｖｂの位置まで、その楕円の長径が車両１のヨー角θｖｂの向きとなるように移動させた場合に、基準形状の点（ｘＶＢ２，ｙＶＢ２），（ｘＶＢ３，ｙＶＢ３）が移動する位置の座標である。
【００９８】
また、（ｘＶＢ０，ｙＶＢ０）は、２つの点（ｘＶＢ１，ｙＶＢ１），（ｘＶＢ４，ｙＶＢ４）を結んだ直線と、車両１の後輪軸との交点の座標である。
【００９９】
以上の［数２］〜［数４］により、仮想バンパー領域７１が形成され、設定される。
【０１００】
次に、バンパー形成処理を実行する（Ｓ２８）。このバンパー形成処理では、図８（ｂ）に示すように、仮想バンパー領域７１内に、バネ７２を仮想的に並設する。具体的には、各バネ７２の一端を、車両１の外周１１において、１０ｃｍ間隔で取着する。そして、車両１の前方側または後方側の仮想バンパー領域７１に配設されるバネ７２ｆ，７２ｂは、一端が車両１の前方先端（前端）または後方先端（後端）に取着された状態で、バネの長さ方向が車両１の前後方向と平行となるように配設し、他端を車両１前方側または後方側の外縁７１ａに位置させる。
【０１０１】
また、車両１の右側または左側の仮想バンパー領域７１に配設されるバネ７２ｒ，７２ｌは、一端が車両１の右側面または左側面に取着された状態で、バネの長さ方向が車両１の左右方向と平行となるように配設し、他端を車両１右側または左側の外縁７１ａに位置させる。
【０１０２】
また、車両１の右前コーナー，左前コーナー，左後コーナー，右後コーナー側の仮想バンパー領域７１に配設されるバネ７２ｆｒ，７２ｆｌ，７２ｂｌ，７２ｂｒは、一端が車両１の対応するコーナー部分に取着された状態で、バネの長さ方向が、車両１の右前方向，左前方向，左後方向または右後方向となるように配設し、他端を車両１の左前コーナー，左後コーナー，右後コーナー側の外縁７１ａに位置させる。
【０１０３】
Ｓ２８の処理では、このようにして配設した各バネ７２のバネ情報をバネ設定テーブルメモリ９３ｃに格納することで、バネ７２の設定を完了する。そして、Ｓ２８の処理の終了後、仮想バンパー設定処理を終了し、物体回避処理へ戻る。
【０１０４】
以上、仮想バンパー設定処理を実行することにより、車両１の進路方向における仮想バンパー領域７１が広く設定されるので、車両１の進行先にある物体８０との衝突回避を確実に行うことができる。一方、車両１の進路方向とは異なる方向においては、仮想バンパー領域７１が車両１の進路方向と比して相対的に狭く設定されるので、車両１の進路方向とは関係のない場所にある物体との衝突回避動作を抑制できる。よって、車両１の進行先の影響を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体８０の衝突回避を行うことができる。
【０１０５】
また、車両１の進路方向（車両１から見た予定位置Ｄｖｂの方向）にある仮想バンパー領域７１は広く設定されており、その方向での仮想バンパー領域７１の外縁７１ａから車両１までの距離が長い。これにより、車両１の進路方向には、バネ長Ｌｖｂｎの長いバネ７２が設けられることになり、車両１の進路方向とは異なる方向には、車両１の進路方向と比して、バネ長Ｌｖｂｎの短いバネ７２が設けられることになる。
【０１０６】
ここで、車両１の進路方向では、車両１から仮想バンパー領域７１の外縁７１ａまでの距離が長く、バネ長Ｌｖｂｎの長いバネ７２が設定されるので、車両１の進路方向に物体８０が存在する場合に、早くから車両１に反発力Ｆｒを加えることができ、その物体８０が車両１に近づくと、より大きな反発力Ｆｒを車両１に加えることができる。よって、この場合、その反発力Ｆｒを運転者が感じることによって、安心して運転を行うことができる。
【０１０７】
また、車両１の進路方向とは異なる方向において、車両１から仮想バンパー領域７１の外縁７１ａまでの距離が長く、バネ長Ｌｖｂｎの長いバネ７２が設定されると、車両１の進行先とは全く関係のない場所に物体８０があったとしても、大きな反発力Ｆｒが車両に加えられ、場合によっては、運転者が所望する進路方向とは別の方向に車両の進路方向が曲げられてしまって、運転者に不満感を与えるおそれがある。
【０１０８】
これに対し、車両１の進路方向とは異なる方向には、車両１から仮想バンパー領域７１の外縁７１ａまでの距離が短く、バネ長Ｌｖｂｎの短いバネ７２が設定されるので、車両１の進行先とは全く関係のない場所に物体８０があった場合であっても、反発力Ｆｒが車両に加えられないか、若しくは、小さな反発力Ｆｒが車両に加えられる。よって、運転者に不満感を与えることなく、物体８０の衝突回避を適切に行うことができる。
【０１０９】
従って、車両１の進行先の影響を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体の衝突回避を行うことができるという効果がある。
【０１１０】
また、Ｓ２３，Ｓ２４の処理により、ステアリングホイール１３の操舵角δＤの絶対値が所定値δｍｉｎより大きい場合に、その操舵角δＤに基づいて車両１のヨーレートγｓｔが算出され、そのヨーレートγｓｔに基づいて車両１の進路が予測されて、仮想バンパー領域７１が形成される。これにより、運転者によるステアリングホイール１３の回転操作により示された、運転者の進行したい方向に基づいて、車両１の進路が予測されることになるので、仮想バンパー領域７１は、運転者が希望する進路の方向が広くなる。よって、運転者が希望する進行先の影響を考慮しながら、物体８０の衝突回避を行うことができる。
【０１１１】
更に、Ｓ２３，Ｓ２５の処理により、ステアリングホイール１３の操舵角δＤの絶対値が所定値δｍｉｎ以下の場合は、ジャイロセンサ装置７２によって検出された車両１のヨーレートδｓｅを取得し、そのヨーレートγｓｅに基づいて車両１の進路が予測されて、仮想バンパー領域７１が形成される。
【０１１２】
ここで、例えば、車両１が走行する路面が、車両１の前後方向と直行する左右方向に傾いている場合、運転者は、ステアリングホイール１３を少しだけ回転操作した状態で維持することで、車両１を直進させる動作を行う。この場合、車両１にはヨーレートγが発生しないが、ステアリングホイール１３の回転量からヨーレートγｓｔを算出すると若干のヨーレートを有することになり、車両１の進路として誤った進路を予測するおそれがある。これに対し、仮バンパー設定処理では、このような場合に、車両１の姿勢からジャイロセンサ装置７２によって検出された車両１のヨーレートγｓｅに基づいて車両１の進路を予測するので、車両１の進路をより正確に予測できる。よって、車両１が実際に進む進路の方向に所定領域を広げることができるので、物体１の衝突回避をより確実に行うことができる。
【０１１３】
次いで、図９を参照して、図６の物体回避処理の一処理である物体回避実行処理（Ｓ１２）について説明する。図９は、この物体回避実行処理を示すフローチャートである。
【０１１４】
物体回避実行処理が実行されると、ＣＰＵ９１は、まず、第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄにて撮像された画像の画像データから、車両１の周囲に存在する物体８０と、車両１を基準としたその物体８０の位置とを判断する（Ｓ５１）。次に、Ｓ５１の処理にて判断された物体８０の位置と、バネ設定テーブルメモリ９３ｃに格納された各バネ７２のバネ情報とから、物体８０の存在によって、仮想バンパー領域７１内に仮想的に並設されたバネ７２の中から収縮されたバネ７３を検索する（Ｓ５２）。
【０１１５】
そして、Ｓ５２の処理の結果、収縮されたバネ７３があるか否かを判断する（Ｓ５３）。その結果、収縮されたバネ７３がなければ（Ｓ５３：Ｎｏ）、仮想バンパー領域７１内に物体８０がないと判断し、そのまま物体回避実行処理を終了する。
【０１１６】
一方、収縮されたバネ７３があると判断された場合（Ｓ５３：Ｙｅｓ）、仮想バンパー領域７１内に物体８０があると判断できるので、次に説明するＳ５４〜Ｓ５９の処理を実行して、物体８０を回避するよう、車両１の走行を制御する。
【０１１７】
まず、Ｓ５４の処理では、収縮したバネ７３から車両１に対して加えられる反発力Ｆｒを算出する（Ｓ５４）。反発力Ｆｒの大きさは上述の式（１）によって算出される。このとき、式（１）で用いるバネ定数は、収縮したバネ７３のバネ定数をバネ設定テーブルメモリ９３ｃより取得する。なお、収縮したバネ７３が複数ある場合は、それぞれのバネ７３から加えられる反発力の向きも考慮して、すべてのバネ７３から車両１に加えられる反発力を算出する。
【０１１８】
次に、Ｓ５４の処理にて算出した各バネ７２（バネ７３）から加えられた反発力Ｆｒの前後方向成分を合成して、車両１の重心Ｃに加えられる前後方向の反発力Ｆｒｙを算出する。（Ｓ５５）。そして、以下の式（８）により、車両１の加速度ａを算出する（Ｓ５６）。
【０１１９】
ａ＝Ｆｒｙ／ｍ ・・・（８）
ここで、ｍは、車両１の重量（質量）である。
【０１２０】
続くＳ５８の処理では、前進時において、Ｓ５４の処理にて算出した各バネ７２（７３）から加えられた反発力Ｆｒの左右方向成分から、車両１の重心Ｃに加えられる反モーメント力Ｍを算出する（Ｓ５８）。
【０１２１】
そして、算出した反モーメント力Ｍから、以下の式により、車両１の操舵角δｆを算出する。
【０１２２】
【数６】
なお、車両１が前進する場合、後進する場合のいずれにおいても、その車両速度が毎秒０．５ｍ以下である場合、次の式（９）により、車両１の操舵角δｆを算出する。
【０１２３】
δｆ＝−Ｍ／（２・Ｋｆ・Ｌｆ） ・・・（９）
ここで、［数６］，式（９）の各式で用いられる各種パラメータの意味について、図１０を参照して説明する。図１０は、反モーメント力によって取り得るべき車両１の操舵角δｆを算出する場合に用いるパラメータを説明する図である。
【０１２４】
まず、Ｌｆは、前輪軸と車両１の重心との距離であり、Ｌｒは、後輪軸と車両１の重心との距離である。Ｋｆは、前輪等価コーナーリングスティフネスであり、Ｋｒは、後輪等価コーナーリングスティフネスである。βは、重心位置における車両１の横滑り角であり、γは車両１のヨーレートである。Ｖは、車両速度である。なお、図１０において、δｒは、後輪における操舵角であるが、本実施形態における車両１は、前輪のみ操舵可能であるので、δｒを０として取り扱っている。
【０１２５】
図９に戻り説明を続ける。Ｓ５８の処理が終了すると、続いて、Ｓ５９の処理を実行する。Ｓ５９の処理では、Ｓ５６の処理により算出した加速度ａと、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。また、Ｓ５９の処理では、Ｓ５８の処理により算出した操舵角δｆを示す制御信号を、後述する操舵駆動装置５（図１参照）へ送信する。そして、Ｓ５９の処理の終了後、物体回避実行処理を終了する。
【０１２６】
このＳ５９の処理により、車両１が、前後方向の反発力Ｆｒｙによって生じる車両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。また、車両１が、左右方向の反発力によって生じる反モーメント力Ｍを反映させた操舵角で走行するように、車両１の走行の制御が行われる。よって、容易に且つ速やかに、その物体８０を回避しながら車両１を走行させることができる。
【０１２７】
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。
【０１２８】
上記実施形態では、仮想バンパー設定処理（図７）のＳ２７の処理において、図４（ａ）に示す基準形状を、図８（ａ）に示す形状に変形させ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、仮想バンパー領域７１が、進路方向において広く設定されれば、仮想バンパー領域７１の変形の方法は種々の方法が採用され得る。
【０１２９】
例えば、図１１に示す通り、車両１の重心Ｃ（または、車両１中央の前後軸と後輪軸とが交わる点）が、ｔ秒後に予想位置Ｄｖｂ（ｘｖｂ，ｙｖｂ）の位置にあると予測される場合に、基準形状の楕円の長軸が、現在の車両１の重心Ｃ（または、車両１中央の前後軸と後輪軸とが交わる点）から予想位置Ｄｖｂとを結んだ直線上に位置するように、基準形状の楕円を回転させることで、仮想バンパー領域７１を形成してもよい。この場合、図１１（ｂ）に示される回転後の仮想バンパー領域７１は、次式で表すことができる。なお、図１１で示される、車両１中央の前後軸と、現在の車両１の重心Ｃ（または、車両１中央の前後軸と後輪軸とが交わる点）から予想位置Ｄｖｂとを結んだ直線とのなす角度αは、左回りを正とし、右回りを負とした値である。
【０１３０】
【数７】
これにより、仮想バンパー領域７１が、進路方向において広く設定されるので、車両１の進行先の影響を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体８０の衝突回避を行うことができる。
【０１３１】
また、上記実施形態において、仮想バンパー領域７１の基準形状を図４（ａ）に示すような楕円形状とす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い。例えば、図１２（ａ）に示す通り、車両１中央の前後軸と車両１の前輪軸との交点、及び、その前後軸と車両１の後輪軸との交点を中心とする扇形形状をした領域を、車両１の前方方向と後方方向とに設けた形状を、仮想バンパー領域７１の基準形状としてもよい。この場合、基準形状メモリ９２ｂには、扇形の半径と、扇形の範囲（例えば、図１２（ａ）に示す角度θｖｂ１〜θｖｂ４）を格納してもよい。
【０１３２】
図１２（ａ）に示す形状を仮想バンパー領域７１の基準形状とした場合、仮想バンパー設定処理のＳ２７の処理では、図１２（ｂ）又は図１２（ｃ）に示す方法で、仮想バンパー領域７１の進路方向が広くなるように変形してもよい。即ち、車両１の重心Ｃ（または、車両１中央の前後軸と後輪軸とが交わる点）が、ｔ秒後に予想位置Ｄｖｂ（ｘｖｂ，ｙｖｂ）の位置にあると予測される場合に、少なくとも車両１の進路方向（図１２（ｂ），（ｃ）の例では、車両１の前方方向）にある扇形の範囲を、予想位置Ｄｖｂ側に傾けるようにしてもよい。具体的には、車両１中央の前後軸と、現在の車両１の重心Ｃ（または、車両１中央の前後軸と後輪軸とが交わる点）から予想位置Ｄｖｂとを結んだ直線とのなす角度α（ただし、左回りを正とし、右回りを負、図１２の場合α＜０）とした場合に、Ｓ２７の処理において、車両１の進路方向にある扇形の範囲θｖｂを次の式（１０）のように設定すればよい。
【０１３３】
θｖｂ１＋α ＜＝ θｖｂ ＜＝ θｖｂ２＋α ・・・（１０）
これにより、扇形が基準形状の仮想バンパー領域７１においても、進路方向において広く設定されるので、車両１の進行先の影響を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体８０の衝突回避を行うことができる。
【０１３４】
また、この場合、車両１の進路方向とは逆方向側（図１２（ｂ），（ｃ）の例では、車両１の後方方向側）にある扇形の範囲については、図１２（ａ）と同じ範囲（θｖｂ３＜＝θｖｂ＜＝θｖｂ４）としてもよいし、図１２（ｂ）に示すように、車両１の左右方向において予想位置Ｄｖｂが存在する方向（図１２（ｂ）の例では右方向）とは逆の方向（図１２（ｂ）の例では左方向）に、その範囲を広げてもよい。また、図１２（ｃ）に示すように、車両１の進路方向とは逆方向側（図１２（ｃ）の例では、車両１の後方方向側）にある扇形の範囲を、車両１の左右方向において予想位置Ｄｖｂが存在する方向（図１２（ｃ）の例では右方向）と同じ方向（図１２（ｃ）の例では右方向）に、その範囲を広げてもよい。
【０１３５】
図１２（ｂ）の例においては、車両１の進路方向とは逆方向側にある扇形の範囲θｖｂを次の式（１１）のように設定すればよい。
【０１３６】
θｖｂ３＋α ＜＝ θｖｂ ＜＝ θｖｂ４＋α ・・・（１１）
また、図１２（ｃ）の例においては、車両１の進路方向とは逆方向側にある扇形の範囲θｖｂを次の式（１２）のように設定すればよい。
【０１３７】
θｖｂ３−α ＜＝ θｖｂ ＜＝ θｖｂ４−α ・・・（１２）
更に、車両１の進路方向とは逆方向側にある扇形の範囲θｖｂを次の式（１３）のように設定し、図１２（ｂ）と図１２（ｃ）とを合わせた範囲を、車両１の進路方向とは逆方向側にある扇形の範囲に設定してもよい。
【０１３８】
θｖｂ３−｜α｜ ＜＝ θｖｂ ＜＝ θｖｂ４＋｜α｜ ・・・（１３）
車両１の運転者は、車両１を旋回させる場合、特に車両１の内輪差に注意して、車両１の内輪側を気にしながら運転する。車両１の進路方向とは逆方向側にある扇形の範囲を、式（１１）（図１２（ｂ））や式（１３）のように設定すれば、運転者が車両１の外輪側にある物体に気付かなかった場合でもその物体との衝突回避を早い段階から始めることができる。
【０１３９】
また、車両１の進路方向とは逆方向側にある扇形の範囲を、式（１２）（図１２（ｃ））や式（１３）のように設定すれば、車両１の内輪側にある物体との衝突回避を早い段階から始めることができるので、車両１の内輪差を考慮しながら車両１の走行を制御することができる。
【０１４０】
上記実施形態における仮想バンパー領域７１では、反発力Ｆｒが作用する作用点を車両１の外周に分散させ、その分散させた作用点から仮想バンパー領域７１の外縁７１ａに向けて仮想的にバネ７２を並設す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、反発力Ｆｒが作用する作用点を車両１の任意の１点または複数個所の点に集中させて、仮想バンパー領域７１に複数のバネ７２を並設してもよい。例えば、図１３に示すように、車両１中央の前後軸と車両１の前輪軸との交点、及び、その前後軸と車両１の後輪軸との交点を、反発力Ｆｒが作用する作用点とし、これら２か所に、バネ７２の一端を取着させて、バネ７２を仮想バンパー領域７１に並設させてもよい。なお、車両１中央の前後軸と車両１の前輪軸との交点、及び、その前後軸と車両１の後輪軸との交点を、反発力Ｆｒが作用する作用点とし、これら２か所に、バネ７２の一端を取着させて、バネ７２を仮想バンパー領域７１に並設する方法は、図８（ａ）や図１１（ｂ）に示す、楕円を基準形状として生成した仮想バンパー領域７１に対しても適用可能である。
【０１４１】
上記実施形態において、仮想バンパー領域７１内に存在する物体８０によって車両１に反発力Ｆｒが加えられた場合に、前輪２ＦＬ，２ＦＲの操舵角がその反発力Ｆｒに基づいて算出した操舵角δｆとなるよう、走行制御装置１００が操舵駆動装置５を制御する場合について説明したが、車両１にステアリングホイール１３に回転力を加える駆動装置を設け、走行制御装置１００は、その駆動装置を制御して、操舵角δｆの方向に、操舵角δｆの大きさに応じた回転力をステアリングホイール１３に加えるようにしてもよい。運転者は、ステアリングホイール１３に加えられた回転力によってステアリングホイール１３を回転操作することにより、物体８０との衝突回避を行うことができる。
【０１４２】
上記各実施形態では、第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄ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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
上記各実施形態では、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】
【０１４５】
１ 車両
１３ ステアリングホイール（取得手段）
２４ ジャイロセンサ装置（ヨーレート検出手段）
２６ａ〜２６ｄ 第１〜第４カメラ（検出手段）
７１ 仮想バンパー領域（所定領域）
８０ 物体
Ｆｒ 反発力
１００ 走行制御装置
Ｓ２３ （判断手段）
Ｓ２６ （予測手段）
Ｓ２７ （設定手段）
Ｓ５４ （算出手段）
Ｓ５９ （制御手段）
【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、車両の進行先の影響を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体の衝突回避を行う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】
特許文献１に記載される技術では、物体の衝突回避が行われる前記所定領域として、移動体（電動車椅子１）の外縁から一定距離（規準距離ｚｏ）離れた地点までの領域を設定している。
【０００５】
しかしながら、この所定領域は、移動体の進行方向を考慮していない。そのため、基準距離ｚ０が短い場合は、移動体の進行先にある物体との衝突回避が遅れる可能性があり、運転者に不安感を与えてしまう。これに対し、進行先にある物体との衝突回避を確実に行うために、規準距離ｚｏを長くすることも考えられるが、移動体の進行先とは全く関係ない場所にある物体との衝突回避も行ってしまい、場合によっては、運転者が所望する進行方向とは別の方向に車両の進行方向が曲げられてしまって、運転者に不満感を与えるおそれがある。よって、従来の技術では、運転者に不満感や不安感といったストレスを感じさせるおそれがある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、車両の進行先の影響を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体の衝突回避を行う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】
【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、検出手段により検出された物体が、設定手段により設定された所定領域内に存在していると、その物体との衝突を回避するための仮想的な反発力が、その物体と車両との位置関係に基づいて算出手段により算出される。そして、その算出された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。これにより、物体が所定領域内に存在すると、その物体との衝突を回避するように反発力が仮想的に車両に加えられ、その反発力に基づいて車両の走行に伴う制御が行われるので、容易に且つ速やかにその物体を回避して車両を走行させることができる。
【０００８】
また、取得手段により取得された車両の操舵に関する操舵情報に基づいて、車両の進路が予測手段によって予測される。そして、所定領域として、その予測された進路の方向における所定領域の範囲が他の方向よりも広くなるように、設定手段によって所定領域が設定される。これにより、車両の進行先にある物体との衝突回避を確実に行うことができ、また、車両の進行方向とは関係のない場所にある物体との衝突回避動作を抑制できる。よって、車両の進行先の影響を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体の衝突回避を行うことができるという効果がある。
【０００９】
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と同様に、物体が所定領域内に存在すると、その物体との衝突を回避するように反発力が仮想的に車両に加えられ、その反発力に基づいて車両の走行に伴う制御が行われるので、容易に且つ速やかにその物体を回避して車両を走行させることができる。一方、請求項２記載の走行制御装置では、取得手段により取得された車両の操舵に関する操舵情報に基づいて、車両の進路が予測手段によって予測されると、所定領域として用意された基準領域に対して、予測手段により予測された進路の方向における所定領域の範囲が広くなるように基準領域を変形して所定領域が生成され、その生成された所定領域が設定手段により設定される。これにより、車両の進路の方向における所定領域の範囲が広く設定されるので、車両の進行先にある物体との衝突回避を確実に行うことができる。また、車両の進路の方向とは異なる方向の所定領域の範囲は、基準領域の範囲とされるので、車両の進行方向とは関係のない場所にある物体との衝突回避が行われることを抑制できる。よって、車両の進行先の影響を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体の衝突回避を行うことができるという効果がある。
【００１０】
請求項３記載の走行制御装置によれば、請求項１又は２に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、車両の運転者により回転操作される操作手段の回転量が、操舵情報として取得手段により取得される。そして、その取得された操作手段の回転量に基づいて車両のヨーレートが算出され、その算出されたヨーレートに基づいて車両の進路が予測手段により予測される。これにより、運転者による操作手段の回転操作により示された、運転者の進行したい方向に基づいて、車両の進路が予測されることになるので、設定手段により設定される所定領域は、運転者が希望する進路の方向が広くなる。よって、運転者が希望する進行先の影響を考慮しながら、物体の衝突回避を行うことが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、取得手段により取得された操作手段の回転量が所定量よりも小さいと判断手段により判断されると、車両の姿勢からヨーレート検出手段によって検出された車両のヨーレートに基づいて車両の進路が予測手段により予測される。ここで、例えば、車両が走行する路面が、車両の前後方向と直行する左右方向に傾いている場合、運転者は、操作手段を少しだけ回転操作した状態で維持することで、車両を直進させる動作を行う。この場合、車両にはヨーレートが発生しないが、操作手段の回転量からヨーレートを算出すると若干のヨーレートを有することになり、車両の進路として誤った進路を予測するおそれがある。これに対し、請求項４記載の走行制御装置では、このような場合に、車両の姿勢からヨーレート検出手段によって検出された車両のヨーレートに基づいて車両の進路を予測するので、車両の進路をより正確に予測できる。よって、車両が実際に進む進路の方向に所定領域を広げることができるので、物体の衝突回避をより確実に行うことができるという効果がある。
【００１２】
請求項５記載の車両によれば、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】
【００１３】
【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説明図である。
【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、仮想バンパー領域の基準形状を模式的に示す模式図であり、（ｂ）は、車両の進路方向を考慮して設定された仮想バンパー領域の形状を示す模式図である。
【図５】バネ設定テーブルメモリの内容を模式的に示した模式図である。
【図６】物体回避処理を示すフローチャートである。
【図７】仮想バンパー設定処理を示すフローチャートである。
【図８】（ａ）は、予測位置へ向かう進路方向において仮想バンパー領域が広くなるように、図４（ａ）で示した基準形状に対して変形を行った仮想バンパー領域を示す図であり、（ａ）で示した仮想バンパー領域に対し、複数のバネ７２を並設した状態を示す図である。
【図９】物体回避実行処理を示すフローチャートである。
【図１０】車両左右方向の反発力が加えられた場合において生じる反モーメント力によって取り得るべき車両の操舵角を算出する場合に用いるパラメータを説明する図である。
【図１１】（ａ），（ｂ）は、本発明を適用した仮想バンパー領域の変形例を示す図である。
【図１２】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明を適用した仮想バンパー領域の変形例を示す図である。
【図１３】本発明を適用した仮想バンパー領域の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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、車両１の進行先の影響を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体の衝突回避を行うことができるように構成されている。
【００１６】
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、その他の図面においても同様に、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。
【００１７】
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の進行先の影響を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体の衝突回避が行われる。
【００１８】
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説明図である。
【００１９】
走行制御装置１００は、車両１周囲に、衝突を避けるべき物体を検出する領域として、仮想バンパー領域７１を設定（形成）する。なお、詳細については後述するが、本実施形態では、図２のような楕円形を仮想バンパー領域７１の基準形状とし、車両１の進路方向における仮想バンパー領域７１が広くなるようにその形状を変形させたうえで（図４（ｂ）参照）、仮想バンパー領域７１を設定（形成）する。
【００２０】
走行制御装置１００は、その仮想バンパー領域７１に、複数のバネ７２を仮想的に並設することで、仮想バンパーを構成することを想定する。このとき、各バネ７２は、いずれも、一端を車両１の外周１１に取着した状態で、他端が仮想バンパー領域７１の外縁７１ａに位置するように、仮想バンパー領域７１に並設されることを走行制御装置１００にて想定する。また、各バネ７２の一端は、車両１の外周１１において、１０ｃｍ間隔で取着されることを走行制御装置１００にて想定する。
【００２１】
更に、車両１の前方側または後方側の仮想バンパー領域７１に配設されるバネ７２ｆ，７２ｂは、一端が車両１の前方先端（前端）または後方先端（後端）に取着された状態で、バネの長さ方向が車両１の前後方向と平行となるように配設され、他端は車両１前方側または後方側の外縁７１ａに位置されることを走行制御装置１００にて想定する。
【００２２】
車両１の右側または左側の仮想バンパー領域７１に配設されるバネ７２ｒ，７２ｌは、一端が車両１の右側面または左側面に取着された状態で、バネの長さ方向が車両１の左右方向と平行となるように配設され、他端は車両１右側または左側の外縁７１ａに位置されることを想定する。
【００２３】
また、車両１の右前コーナー，左前コーナー，左後コーナー，右後コーナー側の仮想バンパー領域７１に配設されるバネ７２ｆｒ，７２ｆｌ，７２ｂｌ，７２ｂｒは、一端が車両１の対応するコーナー部分に取着された状態で、バネの長さ方向が、車両１の右前方向，左前方向，左後方向または右後方向となるように配設され、他端が車両１の左前コーナー，左後コーナー，右後コーナー側の外縁７１ａに位置されることを想定する。
【００２４】
走行制御装置１００は、車両１に設けられた後述の第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄ（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、以下に従って、その物体８０との衝突を回避するための反発力Ｆｒを算出する。
【００２５】
即ち、走行制御装置１００は、仮想バンパー領域７１内に仮想的に並設されたバネ７２のうち、物体８０の存在によって収縮されたバネ７３を検索する。そして、収縮されたバネ７３がある場合、仮想バンパー領域７１内に物体８０が存在するとして、そのバネ７３の収縮量ｄを物体８０と車両１との位置関係から判断し、その収縮量ｄに基づいて、バネ７３に生じる弾性力Ｆｅを以下の式（１）により算出する。なお、以下の式（１）において、ｋｎはバネ７３のバネ定数である。
【００２６】
Ｆｅ＝ｋｎ×ｄ ・・・（１）
走行制御装置１００は、弾性力Ｆｅの反作用として、その弾性力Ｆｅが発生したバネ７３の一端が取着されている車両１上の点に、反発力Ｆｒが、バネ７３の長さ方向に車両１の内側に向けて加えられるものとする。
【００２７】
例えば、図２に示すように、物体８０によって収縮されたバネ７３が、車両１の前方に配設されたバネ７２ｆの一つであった場合、そのバネ７２ｆが取着された車両１上の点に、車両１に対して後向きの反発力Ｆｒ１が車両１に加えられる。同様に、バネ７３が車両１の左側または右前方向に配設されたバネ７２ｌ，７２ｆｒの一つであった場合、そのバネ７２ｌ又はバネ７２ｆｒが取着された車両１上の点に、車両１に対して右向き又は左後向きの反発力Ｆｒ２又はＦｒ３が車両１に加えられる。つまり、各バネ７２が取着される車両１の外周１１上の点が、反発力Ｆｒが加えられる作用点となる。
【００２８】
走行制御装置１００は、各バネ７２（７３）から加えられた反発力Ｆｒの前後方向成分（車両１の前後方向と同じ方向の成分）を合成して、車両１の重心Ｃに加えられる車両１の前後方向の反発力Ｆｒｙを算出する。また、各バネ７２（７３）から加えられた反発力Ｆｒの左右方向成分（車両１の前後方向に対する左右方向と同じ方向の成分）から、車両１の重心Ｃに加えられる反モーメント力Ｍを算出する。
【００２９】
そして、走行制御装置１００は、車両１の重心Ｃに加えられた前後方向の反発力Ｆｒｙに基づいて、その反発力Ｆｒｙ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、前後方向の反発力Ｆｒｙ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、前後方向の反発力Ｆｒｙによって生じる車両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。
【００３０】
また、走行制御装置１００は、その算出した反モーメント力Ｍに応じて車両１の操舵角を算出して、その操舵角を示す制御信号を、後述する操舵駆動装置５（図１参照）へ送信する。これにより、車両１が、反発力Ｆｒによって生じる反モーメント力を反映させた操舵角で走行するように、車両１の走行の制御が行われる。
【００３１】
このように、走行制御装置１００は、仮想バンパー領域７１内に存在する物体との衝突を回避するために、仮想的に並設したバネ７２の一部（バネ７３）が物体８０によって収縮されたものとし、そのバネ７３の弾性力Ｆｅを算出して、その反作用として反発力Ｆｒが車両１に加えたものとすることで、その反発力Ｆｒに基づいて、車両１の速度や操舵角を制御する。これにより、容易に且つ速やかに、その物体８０を回避しながら車両１を走行させることができる。
【００３２】
また、物体８０が車両１に近いほど、仮想バンパー領域７１内に想定上並設されているバネ７２の一部（バネ７３）がその物体８０によって大きく縮められる。バネの弾性力Ｆｅはバネの収縮量（縮み量）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Ｆｒを車両１に加えることができる。よって、物体８０が車両１に近いほど大きくなる反発力Ｆｒにより、確実に物体８０との衝突を回避できる。
【００３３】
なお、走行制御装置１００には、車両１に設けられ、運転者によって回転操作される後述のステアリングホイール１３（図１参照）から、ステアリングホイール１３の回転角速度を示す情報も入力されている。反力Ｆｒが車両１に仮想的に加えられていない場合、即ち、仮想バンパー領域７１内に物体が存在しない場合には、走行制御装置１００は、ステアリングホイール１３の回転角速度を積分して得られるステアリングホイール１３の操舵角に応じて車両１の操舵角を決定し、その操舵角を示す制御信号を操舵駆動装置５へ送信する。
【００３４】
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）を操舵するステアリング装置６及び操舵駆動装置５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の周囲を第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄと、ジャイロセンサ装置２７とを主に有している。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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によって算出された反発力Ｆｒの車両１の前後方向の反発力Ｆｒｆ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。
【００３８】
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。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。
【００３９】
操舵駆動装置５は、走行制御装置１００から車両１の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。
【００４０】
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車輪速検査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２ＦＲ〜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）が算出される。
【００４１】
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。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、その回転角速度を走行制御装置１００へ送信する。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を微分して、回転角速度を算出してもよい。
【００４２】
第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄ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４カメラ２６ａ〜２６ｄ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。
【００４３】
第１カメラ２６ａは、車両１の前方中央に配設され、第２カメラ２６ｂは、車両１の後方中央に配設され、第３カメラ２６ｃは、車両１の右側面のサイドミラー（非図示）に配設され、第４カメラ２６ｄは、車両１の左側面のサイドミラー（非図示）に配設されている。本実施形態では、４つの第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄにより、車両１を中心として車両１の前後方向に少なくとも３０ｍと、車両１を中心として車両１の左右方向に少なくとも１５ｍの範囲を撮像可能に構成されている。なお、第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄ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。
【００４４】
各第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄ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、仮想バンパー領域７１内に物体が存在するか否かが判断される。また、仮想バンパー領域７１内に物体が存在する場合には、走行制御装置１００において、その物体の位置から収縮されるバネ７３（図２参照）が検索され、そのバネ７３にかかる弾性力が算出されて、車両１に加えられる反発力が求められる。
【００４５】
ジャイロセンサ装置７２は、車両１の水平面に対するヨーレートを検出し、その検出結果を走行制御装置１００へ出力するための装置であり、車両１の重心Ｃを通る上下方向軸回りの車両１の回転角であるヨー角を検出するセンサ部（図示せず）と、そのセンサ部の検出結果を処理してヨー角の時間的変化量であるヨーレートを検出し、ＣＰＵ９１へ出力する出力回路（図示せず）とを主に備えている。
【００４６】
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。
【００４７】
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，操舵駆動装置５、第１〜第４車輪速センサ１２ＦＬ〜１２ＲＲ、ステアリングホイール１３、第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄ、ジャイロセンサ装置２７、及び、その他の入出力装置９９などが接続されている。
【００４８】
ＣＰＵ９１は、入出力ポート９５に接続された第１〜第４車輪速センサ１２ＦＬ〜１２ＲＲ、ステアリングホイール１３、第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄ、ジャイロセンサ装置２７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や操舵駆動装置５等を制御する演算装置である。
【００４９】
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と基準形状メモリ９２ｂとが設けられている。
【００５０】
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６のフローチャートに示す物体回避処理、図７のフローチャートに示す仮想バンパー設定処理、図９のフローチャートに示す物体回避実行処理をＣＰＵ９１にて実行されるための各プログラムは、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に格納された各プログラムに従って各種処理を実行することで、車両１の進行先の影響を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体の衝突回避を行うよう、車両１の走行を制御する。
【００５１】
基準形状メモリ９２ｂは、仮想バンパー領域７１の基準形状を規定するパラメータを格納するメモリである。ここで、図４（ａ）を参照して、仮想バンパー領域７１の基準形状について説明する。図４（ａ）は、仮想バンパー領域７１の基準形状を模式的に示す模式図である。
【００５２】
仮想バンパー領域７１の基準形状は、図４（ａ）に示す通り、車両１の重心Ｃを中心とし、車両１の前後方向を長軸、車両１の左右方向を短軸として、短径をａ、長径をｂとする楕円である。基準形状メモリ９２ｂには、この短径ａ及び長径ｂの大きさが格納されている。走行制御装置１００（ＣＰＵ９１）では、この短径ａ及び長径ｂによって規定される基準形状を基に、所定時間間隔毎（本実施形態では、５０ミリ秒毎）に、車両１の進路方向の仮想バンパー領域７１の範囲を広げる変形を行って、図４（ｂ）に示すような仮想バンパー領域７１を設定（形成）する。
【００５３】
なお、基準形状メモリ９２ｂに格納された短径ａ、長径ｂの値は、車両１に設けられた操作パネル（図示せず）を運転者（搭乗者）が操作することにより、その運転者（搭乗者）によって設定変更可能に構成されてもよい。
【００５４】
また、本実施形態では、基準形状の楕円の中心を車両１の重心Ｃとする場合について説明するが、必ずしも車両１の重心Ｃとする必要はなく、任意の場所に設定されてよい。例えば、車両１中央の前後軸と、後輪軸（後輪２ＲＬ，２ＲＲを結んだ直線）との交点に、その楕円の中心としてもよい。また、その楕円の中心位置（座標）も基準形状メモリ９２ｂに格納するようにし、運転者（搭乗者）が操作パネル（図示せず）を操作することにより、その運転者（搭乗者）によって楕円の中心位置（座標）を設定変更可能に構成してもよい。
【００５５】
図３に戻り説明を続ける。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、車両速度メモリ９３ａと、操舵角メモリ９３ｂと、バネ設定テーブルメモリ９３ｃが設けられている。
【００５６】
車両速度メモリ９３ａは、車両１の車両速度を格納するメモリである。走行制御装置１３では、第１〜第４車輪速度検出センサ１２ＦＬ〜１２ＲＲから入力される各車輪２ＦＬ〜２ＲＲの車輪速に基づき、車両速度を算出し、その算出した車両速度を車両速度メモリ９３ａに格納する。
【００５７】
操舵角メモリ９３ｂは、ステアリングホイール１３の操舵角を格納するメモリである。走行制御装置１１３では、ステアリングホイール１３から入力される、運転者がそのステアリングホイール１３を回転操作したときの回転角速度を積分して、ステアリングホイール１３の操舵角を算出し、その算出したステアリングホイール１３の操舵角を操舵角メモリ９３ｂに格納する。
【００５８】
車両メモリ９３ａに格納された車両１の車両速度、及び、操舵角メモリ９３ｂに格納されたステアリングホイール１３の操舵角は、車両１の進路を算出する場合に用いられる。具体的には、車両１の車両速度と、ステアリングホイール１３の操舵角とから、車両１のヨーレートを算出し、現在の車両１の位置から車両１の進路を予測し、ｔ秒経過後の車両位置（以下、「予測位置」と称す）Ｄｖｂを求める。この予測位置Ｄｖｂの求め方については、図７を参照して後述する仮想バンパー設定処理（Ｓ１１）の説明の中で後述する。
【００５９】
図４（ｂ）は、走行制御装置１００において、車両１の進路方向を考慮して設定（形成）された仮想バンパー領域７１の形状を示す模式図である。走行制御装置１００では、ｔ秒経過後の車両位置である予測位置Ｄｖｂを求めると、図４（ａ）で示した基準形状に対し、車両１が予測位置Ｄｖｂへ向かう進路方向において仮想バンパー領域７１が広くなるように変形処理を行い、図４（ｂ）に示すような仮想バンパー領域７１を形成して設定する。
【００６０】
走行制御装置１００（ＣＰＵ９１）では、この図４（ｂ）に示す仮想バンパー領域７１を設定すると、図２に示した並べ方で、その仮想バンパー領域７１内に複数のバネ７２を仮想的に並設することで、その仮想バンパー領域７１内に物体８０が存在する場合に、その物体８０を回避するための反発力Ｆｒを車両１に加える。ここで、車両１の進路方向における仮想バンパー領域７１が広く設定されるので、車両１の進行先にある物体８０との衝突回避を確実に行うことができる。一方、車両１の進路方向とは異なる方向においては、仮想バンパー領域７１が車両１の進路方向と比して相対的に狭く設定されるので、車両１の進路方向とは関係のない場所にある物体との衝突回避動作を抑制できる。よって、車両１の進行先の影響を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体８０の衝突回避を行うことができる。
【００６１】
図３に戻り説明を続ける。バネ設定テーブルメモリ９３ｃは、仮想バンパー領域７１に仮想的に並設した複数のバネ７２に関する情報を記憶するメモリである。ここで、図５を参照して、バネ設定テーブルメモリ９３ｃの詳細について説明する。図５は、バネ設定テーブルメモリ９３ｃの内容を模式的に示した模式図である。
【００６２】
走行制御装置１００（ＣＰＵ９１）は、仮想バンパー領域７１を設定（形成）すると、その仮想バンパー領域７１内に複数のバネ７２を仮想的に並設する。その並設されたバネ７２の情報として、図５に示す通り、バネ７２毎に、バネ７２の識別情報であるバネ番号ｎに対応付けて、そのバネ番号ｎで示されるバネの作用点Ｘ座標Ｘｐｎと、作用点Ｙ座標Ｙｐｎと、外郭Ｘ座標Ｘｃｎと、外郭Ｙ座標Ｙｃｎと、取付角度αｎと、バネ長Ｌｖｂｎと、バネ定数ｋｎとを格納する。
【００６３】
バネ番号ｎは、並設されたバネ１本１本を識別するための情報である。本実施形態では、車両１の前端に取着されたバネ７２ｆの一番右側になるバネのバネ番号ｎを１とし、バネ番号１のバネから順に、反時計回りに各バネ７２に対してバネ番号ｎを１ずつ大きくしながら、バネ番号ｎを割り振る。
【００６４】
作用点Ｘ座標Ｘｐｎ，作用点Ｙ座標Ｙｐｎは、バネ番号ｎのバネにおける一端が、車両１に取着される点、つまり、そのバネの反発力Ｆｒが作用する作用点の座標を示すものである。本実施形態では、車両１中央の前後軸をＹ軸（車両１の前方向、即ち、矢印Ｆで示す方向を正方向）とし、車両１の重心を通る左右軸（後輪軸と平行な軸）をＸ軸（車両１の右方向を正方向）として、Ｘ軸とＹ軸との交点を原点とした座標系で、作用点Ｘ座標Ｘｐｎ，作用点Ｙ座標Ｙｐｎを表す。
【００６５】
外郭Ｘ座標Ｘｃｎ，外郭Ｙ座標Ｙｃｎは、バネ番号ｎのバネ７２における他端、つまり、仮想バンパー領域７１の外郭に位置する他端の座標を示すものである。本実施形態では、上記の作用点Ｘ座標Ｘｐｎ，作用点Ｙ座標Ｙｐｎと同じ座標系で、外郭Ｘ座標Ｘｃｎ，外郭Ｙ座標Ｙｃｎを表す。
【００６６】
取付角度αｎは、バネ番号ｎのバネ７２の車両１に対する取付角度を示すものである。ここでは、車両１中央の前後軸から車両１の右方向に伸びる半直線と、各バネ７２の一端と他端とを結んだ直線とのなす角度を取付角度αｎとして規定する。
【００６７】
つまり、車両１の前端から前方側に配設されたバネ７２ｆは、取付角度αｎが９０°となる。また、車両１の左側面から左側に配設されたバネ７２ｌ，車両１の後端から後方側に配設されたバネ７２ｂ，車両１の右側面から右側に配設されたバネ７２ｒは、それぞれ、取付角度αｎが１８０°，２７０°，０°となる。
【００６８】
また、車両１の右前コーナーから右前方向に配設されるバネ７２ｆｒ，車両１の左前コーナーから左前方向に配設されるバネ７２ｆｌ，車両１の左後コーナーから左後方向に配設されるバネ７２ｂｌ，車両１の右後コーナーから右後方向に配設されるバネ７２ｂｒの取付角度αｎは、それぞれ、０〜９０°，９０°〜１８０°，１８０°〜２７０°，２７０°〜３６０°の範囲内で次の式（２）で定まる角度となる。
【００６９】
αｎ＝ｔａｎ−１（（Ｙｐｎ−Ｙｃｎ）／（Ｘｐｎ−Ｘｃｎ）） ・・・（２）
バネ長Ｌｖｂｎは、バネ番号ｎのバネ７２の自然長（バネ７２を伸縮させない状態におけるバネ７２の長さ）を示すものである。各バネ７２のバネ長Ｌｖｂｎは、バネ７２の一端が接続される作用点（作用点Ｘ座標Ｘｐｎ，作用点Ｙ座標Ｙｐｎで示される点）と、バネ７２の他端が位置する外郭Ｘ座標Ｘｃｎ，外郭Ｙ座標Ｙｃｎで示される点との距離によって算出される。
【００７０】
バネ定数ｋｎは、バネ番号ｎのバネ７２のバネ定数を示すものである。なお、本実施形態では、すべてのバネ７２において、バネ定数ｋｎを一定の大きさ（例えば、１００Ｎ／ｍ）とする。ただし、各バネについて、バネ定数ｋｎの大きさを異ならせてもよい。例えば、車両１の進路方向に近い位置に配設されたバネ７２ほど、大きなバネ定数ｋｎを設定してもよい。これにより、車両１の進路方向に近い場所に物体８０が存在するほど車両１に大きな反発力が加えられるので、より安全に物体８０との衝突回避を行うことができる。
【００７１】
また、バネ定数ｋｎの大きさは、操作パネル（図示せず）を運転者（搭乗者）が操作することにより、その運転者（搭乗者）によって設定変更可能に構成されてもよい。
【００７２】
次いで、図６〜図１０まで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により実行される物体回避処理について説明する。まず、図６は、この物体回避処理を示すフローチャートである。
【００７３】
物体回避処理は、所定時間間隔（本実施形態では５０ミリ秒）でＣＰＵ９１により実行される処理で、車両１の進路方向に基づいて仮想バンパー領域７１を設定（形成）し、その設定した仮想バンパー領域７１内に物体８０が存在する場合には、その物体８０との衝突回避動を行う処理である。
【００７４】
この物体回避処理が実行されると、ＣＰＵ９１は、まず、仮想バンパー設定処理を実行する（Ｓ１１）。この仮想バンパー設定処理では、車両１の進路を予測し、図４（ｂ）に示した予測位置Ｄｖｂを算出して、その進路方向が広くなるように仮想バンパー領域７１を形成し、設定する処理を行う。この仮想バンパー設定処理の詳細については、図７を参照して後述する。
【００７５】
仮想バンパー設定処理の次には、物体回避実行処理を行う（Ｓ１２）。この物体回避実行処理では、仮想バンパー領域７１内に物体８０が存在する場合に、その仮想バンパー領域７１内に仮想的に並設させた複数のバネ７２の一部（バネ７３）が、物体８０によって収縮されたとして、そのバネ７３に生じる弾性力Ｆｅの反作用として車両１に反発力Ｆｒを加え、車両１の走行を制御する処理を行う。この物体回避実行処理の詳細については、図９を参照して後述する。
【００７６】
物体回避処理は、物体回避実行処理の終了後、その処理を終了する。
【００７７】
次に、図７を参照して、図６の物体回避処理の一処理である仮想バンパー設定処理（Ｓ１１）について説明する。図７は、この仮想バンパー設定処理を示すフローチャートである。
【００７８】
仮想バンパー設定処理が実行されると、まず、第１〜第４車輪速検出センサ１２ＦＬ〜１２ＲＲから入力される各車輪２ＦＬ〜２ＲＲの車輪速を取得し、その車輪速から、車両１の車両速度Ｖを算出する（Ｓ２１）。Ｓ２１の処理では、また、算出した車両速度Ｖは、車両速度メモリ９３ａに格納する。
【００７９】
次いで、ステアリングホイール１３から入力される、運転者がそのステアリングホイール１３を回転操作したときの回転角速度を取得し、その回転速度を積分して、ステアリングホイール１３の操舵角δＤを算出する（Ｓ２２）。Ｓ２２の処理では、また、算出した操舵角δＤを操舵角メモリ９３ｂに格納する。
【００８０】
次に、ステアリングホイール１３の操舵角δＤの絶対値が、所定値δｍｉｎ（例えば、５°）よりも大きいか否かを判断する（Ｓ２３）。その結果、操舵角δＤの絶対値が所定値δｍｉｎよりも大きい場合（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、車両速度Ｖと、操舵角δＤとに基づいて、車両１のヨーレートγｓｔを算出して（Ｓ２４）、Ｓ２６の処理へ移行する。
【００８１】
Ｓ２４の処理では、次の式（３）によって車両１のヨーレートγｓｔを算出する。
【００８２】
γｓｔ＝Ｖ・ｔａｎ（Ｋｄ×δＤ）／Ｌｗｂ ・・・（３）
ここで、Ｋｄは、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲの操舵角δＴに対する、ステアリングホイール１３の操舵角δＤの関係を示す比例係数であり、Ｋｄ＝δＴ／δＤである。また、Ｌｗｂは、車両１の前輪軸（前輪２ＦＬ，２ＦＲを結んだ線）と、後輪軸（後輪２ＲＬ，２ＲＲを結んだ線）との距離（ホイールベース）である。
【００８３】
Ｓ２３の処理によって、操作角δＤの絶対値が、所定値δｍｉｎ以下であると判断される場合は（Ｓ２３：Ｎｏ）、ジャイロセンサ装置７２から車両１のヨーレートδｓｅを取得して（Ｓ２５）、Ｓ２６の処理へ移行する。
【００８４】
Ｓ２６の処理では、Ｓ２４の処理で算出した車両１のヨーレートγｓｔ、または、Ｓ２５の処理で取得した車両１のヨーレートγｓｅを用いて、車両１の進路を予測し、ｔ秒後の予測位置Ｄｖｂを算出する（Ｓ２６）。
【００８５】
Ｓ２６の処理では、以下の式（４）〜（７）を用いて、微小時間ｄｔ経過する毎に、ヨーレートγｎを予測しながら、車両１の位置の座標（Ｘｎ，Ｙｎ）と、車両１のヨー角θｎとを算出することで、車両１の進路を予測する。なお、ここで使用される座標系は、車両１中央の前後軸をＹ軸（車両１の前方向、即ち、矢印Ｆで示す方向を正方向）とし、車両１の重心を通る左右軸（後輪軸と平行な軸）をＸ軸（車両１の右方向を正方向）として、Ｘ軸とＹ軸との交点を原点とした座標系である。
【００８６】
Ｘｎ＝Ｘｎ−１＋Ｖ・ｄｔ・ｃｏｓθｎ−１ ・・・（４）
Ｙｎ＝Ｙｎ−１＋Ｖ・ｄｔ・ｓｉｎθｎ−１ ・・・（５）
θｎ＝θｎ−１＋γｎ−１・ｄｔ ・・・（６）
γｎ＝γｎ−１＋Ｇ ・・・（７）
ここで、ｎは１以上の自然数であり、（Ｘ０，Ｙ０）は、車両１の現在の車両位置を示す座標であり、θ０は、車両１の現在のヨー角である。また、γ０は、車両１の現在のヨーレートであって、γｓｔ又はγｓｅである。また、Ｇは、ヨーレートの時間的な変化量（ヨー角の加速度）である。
【００８７】
また、Ｓ２６の処理では、微小時間ｄｔ毎に車両１の位置の座標（Ｘｎ，Ｙｎ）を算出すると、現在の車両１の車両位置から座標（Ｘｎ，Ｙｎ）までの予測進路における移動距離Ｄを次式にて算出する。
【００８８】
【数１】
そして、ｔ秒間に移動する距離となるまで、即ち、［数１］にて算出した移動距離がＶ・ｔとなるまで、（４）〜（７）の計算を繰り返し行う、即ち、積分することにより、ｔ秒後における車両１の予測位置Ｄｖｂの座標（Ｘｖｂ，Ｙｖｂ）と、車両１のヨー角θｖｂとを算出する。
【００８９】
次に、Ｓ２６の処理によって算出した予測位置Ｄｖｂへ向かう進路方向において仮想バンパー領域７１が広くなるように、図４（ａ）で示した基準形状に対して変形し、図４（ｂ）に示すような仮想バンパー領域７１を形成する処理を実行する（Ｓ２７）。
【００９０】
ここで、図８（ａ）を参照して、Ｓ２７の処理の詳細について説明する。図８（ａ）は、予測位置Ｄｖｂへ向かう進路方向において仮想バンパー領域７１が広くなるように、図４（ａ）で示した基準形状に対して変形を行った仮想バンパー領域７１を示す図である。
【００９１】
この変形では、図４（ａ）に示す基準形状（楕円）に対し、車両１の後輪軸より車両１の進路方向側にある楕円の一部７１ａ１を、予測位置Ｄｖｂの位置まで、その楕円の長径が車両１のヨー角θｖｂの向きとなるように移動させる。そして、車両１の後輪軸より車両１の進路方向とは逆方向側にある楕円の一部７１ａ４と、移動された楕円の一部７１ａ１とを、円弧７１ａ３と円弧７１ａ４とで結び、これら７１ａ１〜７１ａ４を外縁として、変形後の仮想バンパー領域７１を形成する。
【００９２】
変形後の仮想バンパー領域７１の外縁７１ａ１〜７１ａ４は、それぞれ、次の式によって、表される。なお、ここで使用される座標系も、Ｓ２６の処理で使用した座標系と同じ座標系である。
【００９３】
【数２】
【００９４】
【数３】
【００９５】
【数４】
【００９６】
【数５】
ここで、（ｘＶＢ２，ｙＶＢ２）は、基準形状の楕円と車両１の後輪軸との交点であって、車両１の右側にある交点の座標であり、（ｘＶＢ３，ｙＶＢ３）は、基準形状の楕円と車両１の後輪軸との交点であって、車両１の左側にある交点の座標である。
【００９７】
また、（ｘＶＢ１，ｙＶＢ１），（ｘＶＢ４，ｙＶＢ４）は、それぞれ、車両１の後輪軸より車両１の進路方向側にある楕円の一部７１ａ１を、予測位置Ｄｖｂの位置まで、その楕円の長径が車両１のヨー角θｖｂの向きとなるように移動させた場合に、基準形状の点（ｘＶＢ２，ｙＶＢ２），（ｘＶＢ３，ｙＶＢ３）が移動する位置の座標である。
【００９８】
また、（ｘＶＢ０，ｙＶＢ０）は、２つの点（ｘＶＢ１，ｙＶＢ１），（ｘＶＢ４，ｙＶＢ４）を結んだ直線と、車両１の後輪軸との交点の座標である。
【００９９】
以上の［数２］〜［数４］により、仮想バンパー領域７１が形成され、設定される。
【０１００】
次に、バンパー形成処理を実行する（Ｓ２８）。このバンパー形成処理では、図８（ｂ）に示すように、仮想バンパー領域７１内に、バネ７２を仮想的に並設する。具体的には、各バネ７２の一端を、車両１の外周１１において、１０ｃｍ間隔で取着する。そして、車両１の前方側または後方側の仮想バンパー領域７１に配設されるバネ７２ｆ，７２ｂは、一端が車両１の前方先端（前端）または後方先端（後端）に取着された状態で、バネの長さ方向が車両１の前後方向と平行となるように配設し、他端を車両１前方側または後方側の外縁７１ａに位置させる。
【０１０１】
また、車両１の右側または左側の仮想バンパー領域７１に配設されるバネ７２ｒ，７２ｌは、一端が車両１の右側面または左側面に取着された状態で、バネの長さ方向が車両１の左右方向と平行となるように配設し、他端を車両１右側または左側の外縁７１ａに位置させる。
【０１０２】
また、車両１の右前コーナー，左前コーナー，左後コーナー，右後コーナー側の仮想バンパー領域７１に配設されるバネ７２ｆｒ，７２ｆｌ，７２ｂｌ，７２ｂｒは、一端が車両１の対応するコーナー部分に取着された状態で、バネの長さ方向が、車両１の右前方向，左前方向，左後方向または右後方向となるように配設し、他端を車両１の左前コーナー，左後コーナー，右後コーナー側の外縁７１ａに位置させる。
【０１０３】
Ｓ２８の処理では、このようにして配設した各バネ７２のバネ情報をバネ設定テーブルメモリ９３ｃに格納することで、バネ７２の設定を完了する。そして、Ｓ２８の処理の終了後、仮想バンパー設定処理を終了し、物体回避処理へ戻る。
【０１０４】
以上、仮想バンパー設定処理を実行することにより、車両１の進路方向における仮想バンパー領域７１が広く設定されるので、車両１の進行先にある物体８０との衝突回避を確実に行うことができる。一方、車両１の進路方向とは異なる方向においては、仮想バンパー領域７１が車両１の進路方向と比して相対的に狭く設定されるので、車両１の進路方向とは関係のない場所にある物体との衝突回避動作を抑制できる。よって、車両１の進行先の影響を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体８０の衝突回避を行うことができる。
【０１０５】
また、車両１の進路方向（車両１から見た予定位置Ｄｖｂの方向）にある仮想バンパー領域７１は広く設定されており、その方向での仮想バンパー領域７１の外縁７１ａから車両１までの距離が長い。これにより、車両１の進路方向には、バネ長Ｌｖｂｎの長いバネ７２が設けられることになり、車両１の進路方向とは異なる方向には、車両１の進路方向と比して、バネ長Ｌｖｂｎの短いバネ７２が設けられることになる。
【０１０６】
ここで、車両１の進路方向では、車両１から仮想バンパー領域７１の外縁７１ａまでの距離が長く、バネ長Ｌｖｂｎの長いバネ７２が設定されるので、車両１の進路方向に物体８０が存在する場合に、早くから車両１に反発力Ｆｒを加えることができ、その物体８０が車両１に近づくと、より大きな反発力Ｆｒを車両１に加えることができる。よって、この場合、その反発力Ｆｒを運転者が感じることによって、安心して運転を行うことができる。
【０１０７】
また、車両１の進路方向とは異なる方向において、車両１から仮想バンパー領域７１の外縁７１ａまでの距離が長く、バネ長Ｌｖｂｎの長いバネ７２が設定されると、車両１の進行先とは全く関係のない場所に物体８０があったとしても、大きな反発力Ｆｒが車両に加えられ、場合によっては、運転者が所望する進路方向とは別の方向に車両の進路方向が曲げられてしまって、運転者に不満感を与えるおそれがある。
【０１０８】
これに対し、車両１の進路方向とは異なる方向には、車両１から仮想バンパー領域７１の外縁７１ａまでの距離が短く、バネ長Ｌｖｂｎの短いバネ７２が設定されるので、車両１の進行先とは全く関係のない場所に物体８０があった場合であっても、反発力Ｆｒが車両に加えられないか、若しくは、小さな反発力Ｆｒが車両に加えられる。よって、運転者に不満感を与えることなく、物体８０の衝突回避を適切に行うことができる。
【０１０９】
従って、車両１の進行先の影響を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体の衝突回避を行うことができるという効果がある。
【０１１０】
また、Ｓ２３，Ｓ２４の処理により、ステアリングホイール１３の操舵角δＤの絶対値が所定値δｍｉｎより大きい場合に、その操舵角δＤに基づいて車両１のヨーレートγｓｔが算出され、そのヨーレートγｓｔに基づいて車両１の進路が予測されて、仮想バンパー領域７１が形成される。これにより、運転者によるステアリングホイール１３の回転操作により示された、運転者の進行したい方向に基づいて、車両１の進路が予測されることになるので、仮想バンパー領域７１は、運転者が希望する進路の方向が広くなる。よって、運転者が希望する進行先の影響を考慮しながら、物体８０の衝突回避を行うことができる。
【０１１１】
更に、Ｓ２３，Ｓ２５の処理により、ステアリングホイール１３の操舵角δＤの絶対値が所定値δｍｉｎ以下の場合は、ジャイロセンサ装置７２によって検出された車両１のヨーレートδｓｅを取得し、そのヨーレートγｓｅに基づいて車両１の進路が予測されて、仮想バンパー領域７１が形成される。
【０１１２】
ここで、例えば、車両１が走行する路面が、車両１の前後方向と直行する左右方向に傾いている場合、運転者は、ステアリングホイール１３を少しだけ回転操作した状態で維持することで、車両１を直進させる動作を行う。この場合、車両１にはヨーレートγが発生しないが、ステアリングホイール１３の回転量からヨーレートγｓｔを算出すると若干のヨーレートを有することになり、車両１の進路として誤った進路を予測するおそれがある。これに対し、仮バンパー設定処理では、このような場合に、車両１の姿勢からジャイロセンサ装置７２によって検出された車両１のヨーレートγｓｅに基づいて車両１の進路を予測するので、車両１の進路をより正確に予測できる。よって、車両１が実際に進む進路の方向に所定領域を広げることができるので、物体１の衝突回避をより確実に行うことができる。
【０１１３】
次いで、図９を参照して、図６の物体回避処理の一処理である物体回避実行処理（Ｓ１２）について説明する。図９は、この物体回避実行処理を示すフローチャートである。
【０１１４】
物体回避実行処理が実行されると、ＣＰＵ９１は、まず、第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄにて撮像された画像の画像データから、車両１の周囲に存在する物体８０と、車両１を基準としたその物体８０の位置とを判断する（Ｓ５１）。次に、Ｓ５１の処理にて判断された物体８０の位置と、バネ設定テーブルメモリ９３ｃに格納された各バネ７２のバネ情報とから、物体８０の存在によって、仮想バンパー領域７１内に仮想的に並設されたバネ７２の中から収縮されたバネ７３を検索する（Ｓ５２）。
【０１１５】
そして、Ｓ５２の処理の結果、収縮されたバネ７３があるか否かを判断する（Ｓ５３）。その結果、収縮されたバネ７３がなければ（Ｓ５３：Ｎｏ）、仮想バンパー領域７１内に物体８０がないと判断し、そのまま物体回避実行処理を終了する。
【０１１６】
一方、収縮されたバネ７３があると判断された場合（Ｓ５３：Ｙｅｓ）、仮想バンパー領域７１内に物体８０があると判断できるので、次に説明するＳ５４〜Ｓ５９の処理を実行して、物体８０を回避するよう、車両１の走行を制御する。
【０１１７】
まず、Ｓ５４の処理では、収縮したバネ７３から車両１に対して加えられる反発力Ｆｒを算出する（Ｓ５４）。反発力Ｆｒの大きさは上述の式（１）によって算出される。このとき、式（１）で用いるバネ定数は、収縮したバネ７３のバネ定数をバネ設定テーブルメモリ９３ｃより取得する。なお、収縮したバネ７３が複数ある場合は、それぞれのバネ７３から加えられる反発力の向きも考慮して、すべてのバネ７３から車両１に加えられる反発力を算出する。
【０１１８】
次に、Ｓ５４の処理にて算出した各バネ７２（バネ７３）から加えられた反発力Ｆｒの前後方向成分を合成して、車両１の重心Ｃに加えられる前後方向の反発力Ｆｒｙを算出する。（Ｓ５５）。そして、以下の式（８）により、車両１の加速度ａを算出する（Ｓ５６）。
【０１１９】
ａ＝Ｆｒｙ／ｍ ・・・（８）
ここで、ｍは、車両１の重量（質量）である。
【０１２０】
続くＳ５８の処理では、前進時において、Ｓ５４の処理にて算出した各バネ７２（７３）から加えられた反発力Ｆｒの左右方向成分から、車両１の重心Ｃに加えられる反モーメント力Ｍを算出する（Ｓ５８）。
【０１２１】
そして、算出した反モーメント力Ｍから、以下の式により、車両１の操舵角δｆを算出する。
【０１２２】
【数６】
なお、車両１が前進する場合、後進する場合のいずれにおいても、その車両速度が毎秒０．５ｍ以下である場合、次の式（９）により、車両１の操舵角δｆを算出する。
【０１２３】
δｆ＝−Ｍ／（２・Ｋｆ・Ｌｆ） ・・・（９）
ここで、［数６］，式（９）の各式で用いられる各種パラメータの意味について、図１０を参照して説明する。図１０は、反モーメント力によって取り得るべき車両１の操舵角δｆを算出する場合に用いるパラメータを説明する図である。
【０１２４】
まず、Ｌｆは、前輪軸と車両１の重心との距離であり、Ｌｒは、後輪軸と車両１の重心との距離である。Ｋｆは、前輪等価コーナーリングスティフネスであり、Ｋｒは、後輪等価コーナーリングスティフネスである。βは、重心位置における車両１の横滑り角であり、γは車両１のヨーレートである。Ｖは、車両速度である。なお、図１０において、δｒは、後輪における操舵角であるが、本実施形態における車両１は、前輪のみ操舵可能であるので、δｒを０として取り扱っている。
【０１２５】
図９に戻り説明を続ける。Ｓ５８の処理が終了すると、続いて、Ｓ５９の処理を実行する。Ｓ５９の処理では、Ｓ５６の処理により算出した加速度ａと、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。また、Ｓ５９の処理では、Ｓ５８の処理により算出した操舵角δｆを示す制御信号を、後述する操舵駆動装置５（図１参照）へ送信する。そして、Ｓ５９の処理の終了後、物体回避実行処理を終了する。
【０１２６】
このＳ５９の処理により、車両１が、前後方向の反発力Ｆｒｙによって生じる車両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。また、車両１が、左右方向の反発力によって生じる反モーメント力Ｍを反映させた操舵角で走行するように、車両１の走行の制御が行われる。よって、容易に且つ速やかに、その物体８０を回避しながら車両１を走行させることができる。
【０１２７】
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。
【０１２８】
上記実施形態では、仮想バンパー設定処理（図７）のＳ２７の処理において、図４（ａ）に示す基準形状を、図８（ａ）に示す形状に変形させ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、仮想バンパー領域７１が、進路方向において広く設定されれば、仮想バンパー領域７１の変形の方法は種々の方法が採用され得る。
【０１２９】
例えば、図１１に示す通り、車両１の重心Ｃ（または、車両１中央の前後軸と後輪軸とが交わる点）が、ｔ秒後に予想位置Ｄｖｂ（ｘｖｂ，ｙｖｂ）の位置にあると予測される場合に、基準形状の楕円の長軸が、現在の車両１の重心Ｃ（または、車両１中央の前後軸と後輪軸とが交わる点）から予想位置Ｄｖｂとを結んだ直線上に位置するように、基準形状の楕円を回転させることで、仮想バンパー領域７１を形成してもよい。この場合、図１１（ｂ）に示される回転後の仮想バンパー領域７１は、次式で表すことができる。なお、図１１で示される、車両１中央の前後軸と、現在の車両１の重心Ｃ（または、車両１中央の前後軸と後輪軸とが交わる点）から予想位置Ｄｖｂとを結んだ直線とのなす角度αは、左回りを正とし、右回りを負とした値である。
【０１３０】
【数７】
これにより、仮想バンパー領域７１が、進路方向において広く設定されるので、車両１の進行先の影響を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体８０の衝突回避を行うことができる。
【０１３１】
また、上記実施形態において、仮想バンパー領域７１の基準形状を図４（ａ）に示すような楕円形状とす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い。例えば、図１２（ａ）に示す通り、車両１中央の前後軸と車両１の前輪軸との交点、及び、その前後軸と車両１の後輪軸との交点を中心とする扇形形状をした領域を、車両１の前方方向と後方方向とに設けた形状を、仮想バンパー領域７１の基準形状としてもよい。この場合、基準形状メモリ９２ｂには、扇形の半径と、扇形の範囲（例えば、図１２（ａ）に示す角度θｖｂ１〜θｖｂ４）を格納してもよい。
【０１３２】
図１２（ａ）に示す形状を仮想バンパー領域７１の基準形状とした場合、仮想バンパー設定処理のＳ２７の処理では、図１２（ｂ）又は図１２（ｃ）に示す方法で、仮想バンパー領域７１の進路方向が広くなるように変形してもよい。即ち、車両１の重心Ｃ（または、車両１中央の前後軸と後輪軸とが交わる点）が、ｔ秒後に予想位置Ｄｖｂ（ｘｖｂ，ｙｖｂ）の位置にあると予測される場合に、少なくとも車両１の進路方向（図１２（ｂ），（ｃ）の例では、車両１の前方方向）にある扇形の範囲を、予想位置Ｄｖｂ側に傾けるようにしてもよい。具体的には、車両１中央の前後軸と、現在の車両１の重心Ｃ（または、車両１中央の前後軸と後輪軸とが交わる点）から予想位置Ｄｖｂとを結んだ直線とのなす角度α（ただし、左回りを正とし、右回りを負、図１２の場合α＜０）とした場合に、Ｓ２７の処理において、車両１の進路方向にある扇形の範囲θｖｂを次の式（１０）のように設定すればよい。
【０１３３】
θｖｂ１＋α ＜＝ θｖｂ ＜＝ θｖｂ２＋α ・・・（１０）
これにより、扇形が基準形状の仮想バンパー領域７１においても、進路方向において広く設定されるので、車両１の進行先の影響を考慮しつつ、運転者に安心感を与えながら物体８０の衝突回避を行うことができる。
【０１３４】
また、この場合、車両１の進路方向とは逆方向側（図１２（ｂ），（ｃ）の例では、車両１の後方方向側）にある扇形の範囲については、図１２（ａ）と同じ範囲（θｖｂ３＜＝θｖｂ＜＝θｖｂ４）としてもよいし、図１２（ｂ）に示すように、車両１の左右方向において予想位置Ｄｖｂが存在する方向（図１２（ｂ）の例では右方向）とは逆の方向（図１２（ｂ）の例では左方向）に、その範囲を広げてもよい。また、図１２（ｃ）に示すように、車両１の進路方向とは逆方向側（図１２（ｃ）の例では、車両１の後方方向側）にある扇形の範囲を、車両１の左右方向において予想位置Ｄｖｂが存在する方向（図１２（ｃ）の例では右方向）と同じ方向（図１２（ｃ）の例では右方向）に、その範囲を広げてもよい。
【０１３５】
図１２（ｂ）の例においては、車両１の進路方向とは逆方向側にある扇形の範囲θｖｂを次の式（１１）のように設定すればよい。
【０１３６】
θｖｂ３＋α ＜＝ θｖｂ ＜＝ θｖｂ４＋α ・・・（１１）
また、図１２（ｃ）の例においては、車両１の進路方向とは逆方向側にある扇形の範囲θｖｂを次の式（１２）のように設定すればよい。
【０１３７】
θｖｂ３−α ＜＝ θｖｂ ＜＝ θｖｂ４−α ・・・（１２）
更に、車両１の進路方向とは逆方向側にある扇形の範囲θｖｂを次の式（１３）のように設定し、図１２（ｂ）と図１２（ｃ）とを合わせた範囲を、車両１の進路方向とは逆方向側にある扇形の範囲に設定してもよい。
【０１３８】
θｖｂ３−｜α｜ ＜＝ θｖｂ ＜＝ θｖｂ４＋｜α｜ ・・・（１３）
車両１の運転者は、車両１を旋回させる場合、特に車両１の内輪差に注意して、車両１の内輪側を気にしながら運転する。車両１の進路方向とは逆方向側にある扇形の範囲を、式（１１）（図１２（ｂ））や式（１３）のように設定すれば、運転者が車両１の外輪側にある物体に気付かなかった場合でもその物体との衝突回避を早い段階から始めることができる。
【０１３９】
また、車両１の進路方向とは逆方向側にある扇形の範囲を、式（１２）（図１２（ｃ））や式（１３）のように設定すれば、車両１の内輪側にある物体との衝突回避を早い段階から始めることができるので、車両１の内輪差を考慮しながら車両１の走行を制御することができる。
【０１４０】
上記実施形態における仮想バンパー領域７１では、反発力Ｆｒが作用する作用点を車両１の外周に分散させ、その分散させた作用点から仮想バンパー領域７１の外縁７１ａに向けて仮想的にバネ７２を並設す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、反発力Ｆｒが作用する作用点を車両１の任意の１点または複数個所の点に集中させて、仮想バンパー領域７１に複数のバネ７２を並設してもよい。例えば、図１３に示すように、車両１中央の前後軸と車両１の前輪軸との交点、及び、その前後軸と車両１の後輪軸との交点を、反発力Ｆｒが作用する作用点とし、これら２か所に、バネ７２の一端を取着させて、バネ７２を仮想バンパー領域７１に並設させてもよい。なお、車両１中央の前後軸と車両１の前輪軸との交点、及び、その前後軸と車両１の後輪軸との交点を、反発力Ｆｒが作用する作用点とし、これら２か所に、バネ７２の一端を取着させて、バネ７２を仮想バンパー領域７１に並設する方法は、図８（ａ）や図１１（ｂ）に示す、楕円を基準形状として生成した仮想バンパー領域７１に対しても適用可能である。
【０１４１】
上記実施形態において、仮想バンパー領域７１内に存在する物体８０によって車両１に反発力Ｆｒが加えられた場合に、前輪２ＦＬ，２ＦＲの操舵角がその反発力Ｆｒに基づいて算出した操舵角δｆとなるよう、走行制御装置１００が操舵駆動装置５を制御する場合について説明したが、車両１にステアリングホイール１３に回転力を加える駆動装置を設け、走行制御装置１００は、その駆動装置を制御して、操舵角δｆの方向に、操舵角δｆの大きさに応じた回転力をステアリングホイール１３に加えるようにしてもよい。運転者は、ステアリングホイール１３に加えられた回転力によってステアリングホイール１３を回転操作することにより、物体８０との衝突回避を行うことができる。
【０１４２】
上記各実施形態では、第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄ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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
上記各実施形態では、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】
【０１４５】
１ 車両
１３ ステアリングホイール（取得手段）
２４ ジャイロセンサ装置（ヨーレート検出手段）
２６ａ〜２６ｄ 第１〜第４カメラ（検出手段）
７１ 仮想バンパー領域（所定領域）
８０ 物体
Ｆｒ 反発力
１００ 走行制御装置
Ｓ２３ （判断手段）
Ｓ２６ （予測手段）
Ｓ２７ （設定手段）
Ｓ５４ （算出手段）
Ｓ５９ （制御手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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であって、前記車両に設定された所定領域内に存在する物体との衝突を回避するための仮想的な反発力を、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反発力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、
前記車両の操舵に関する操舵情報を取得する取得手段と、
その取得手段により取得された前記操舵情報に基づいて、前記車両の進路を予測する予測手段と、
前記所定領域として、前記予測手段により予測された前記進路の方向における前記所定領域の範囲が他の方向よりも広くなるように、前記所定領域を設定する設定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】
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であって、前記車両に設定された所定領域内に存在する物体との衝突を回避するための仮想的な反発力を、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反発力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、
前記車両の操舵に関する操舵情報を取得する取得手段と、
その取得手段により取得された前記操舵情報に基づいて、前記車両の進路を予測する予測手段と、
前記所定領域として用意された基準領域に対して、前記予測手段により予測された前記進路の方向における前記所定領域の範囲が広くなるように前記基準領域を変形して前記所定領域を生成し、その生成した所定領域を設定する設定手段を備えることを特徴とする走行制御装置。
【請求項３】
前記取得手段は、前記車両の運転者により回転操作される操作手段の回転量を前記操舵情報として取得するものであり、
前記予測手段は、前記取得手段により取得された前記操作手段の回転量に基づいて前記車両のヨーレートを算出し、その算出されたヨーレートに基づいて前記車両の進路を予測するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の走行制御装置。
【請求項４】
前記取得手段により取得された前記操作手段の回転量が所定量よりも小さいかを判断する判断手段と、
前記車両の姿勢からその車両のヨーレートを検出するヨーレート検出手段とを備え、
前記予測手段は、前記判断手段により前記操作手段の回転量が所定量よりも小さいと判断された場合は、前記ヨーレート検出手段により検出されたヨーレートに基づいて前記車両の進路を予測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】
請求項１から４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。
【請求項１】
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であって、前記車両に設定された所定領域内に存在する物体との衝突を回避するための仮想的な反発力を、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反発力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、
前記車両の操舵に関する操舵情報を取得する取得手段と、
その取得手段により取得された前記操舵情報に基づいて、前記車両の進路を予測する予測手段と、
前記所定領域として、前記予測手段により予測された前記進路の方向における前記所定領域の範囲が他の方向よりも広くなるように、前記所定領域を設定する設定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】
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であって、前記車両に設定された所定領域内に存在する物体との衝突を回避するための仮想的な反発力を、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反発力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、
前記車両の操舵に関する操舵情報を取得する取得手段と、
その取得手段により取得された前記操舵情報に基づいて、前記車両の進路を予測する予測手段と、
前記所定領域として用意された基準領域に対して、前記予測手段により予測された前記進路の方向における前記所定領域の範囲が広くなるように前記基準領域を変形して前記所定領域を生成し、その生成した所定領域を設定する設定手段を備えることを特徴とする走行制御装置。
【請求項３】
前記取得手段は、前記車両の運転者により回転操作される操作手段の回転量を前記操舵情報として取得するものであり、
前記予測手段は、前記取得手段により取得された前記操作手段の回転量に基づいて前記車両のヨーレートを算出し、その算出されたヨーレートに基づいて前記車両の進路を予測するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の走行制御装置。
【請求項４】
前記取得手段により取得された前記操作手段の回転量が所定量よりも小さいかを判断する判断手段と、
前記車両の姿勢からその車両のヨーレートを検出するヨーレート検出手段とを備え、
前記予測手段は、前記判断手段により前記操作手段の回転量が所定量よりも小さいと判断された場合は、前記ヨーレート検出手段により検出されたヨーレートに基づいて前記車両の進路を予測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】
請求項１から４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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−７５６３９（Ｐ２０１３−７５６３９Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１８０９６（Ｐ２０１１−２１８０９６）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（５９１２６１５０９）株式会社エクォス・リサーチ (1,360)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（５９１２６１５０９）株式会社エクォス・リサーチ (1,360)
【Ｆターム（参考）】
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