走行制御装置および車両
【課題】衝突回避対象の物体の種別に応じて、安全に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】対象物の種別に応じて、その対象物に接触されているバネ７３のバネ定数を設定し、そのバネ定数を使用して、収縮したバネ７３から車両に加えられる反発力を算出する。これにより、対象物の種別に応じて適宜バネ定数を定義することにより、対象物の存在によって車両に加えられる反発力Ｆｒを、対象物の種別に合わせて大きくしたり、逆に、小さくしたりすることができる。よって、優先的に衝突を回避しなければならない物体については、より強い反発力が車両に加えられるようにすることができるので、衝突回避対象の対象物の種別に応じて、安全に物体の衝突回避を行うことができる。
【解決手段】対象物の種別に応じて、その対象物に接触されているバネ７３のバネ定数を設定し、そのバネ定数を使用して、収縮したバネ７３から車両に加えられる反発力を算出する。これにより、対象物の種別に応じて適宜バネ定数を定義することにより、対象物の存在によって車両に加えられる反発力Ｆｒを、対象物の種別に合わせて大きくしたり、逆に、小さくしたりすることができる。よって、優先的に衝突を回避しなければならない物体については、より強い反発力が車両に加えられるようにすることができるので、衝突回避対象の対象物の種別に応じて、安全に物体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、衝突回避対象の物体の種別に応じて、安全に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仮想領域内に複数のバネを仮想的に並設させ、何らかの物体（障害物）がその仮想領域内に存在する場合に、その物体によってバネが収縮されることを想定し、そのバネから移動体に反発力が加えられるものとして、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、仮想領域内に存在する物体の大きさによって、収縮されるバネの数が異なってくる。即ち、物体が大きい場合には、収縮されるバネの数が多くなり、物体が小さいに場合には、収縮されるバネの数が少なくなる。これにより、物体が小さいほど、収縮されたバネから移動体に加えられる反発力が小さくなる。このため、大きな物体と小さな物体との両方が仮想領域内に存在する場合は、大きな物体との衝突を回避する側に移動体が走行するように制御されるので、小さな物体の方向へ移動体が進行するおそれがある。一方、小さな物体であっても、その物体の種別によっては、必ず回避しなければならないものがある。
【０００５】
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、衝突回避対象の物体の種別に応じて、安全に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】
【０００６】
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、車両の周囲に仮想的に設定される領域であって、一端が車両に取着され他端が前記領域の外縁に位置するバネを仮想的に複数並設した仮想領域が、設定手段により設定される。そして、検出手段により検出された車両の周囲に存在する物体が、仮想領域内に存在する場合、一部のバネにおいて、その仮想領域の外縁に位置していたバネの他端が該物体の位置まで収縮されるものとして、そのバネに加えられる弾性力を算出することで、その弾性力の反作用として車両に加えられる反発力が算出手段によって算出される。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、車両の走行に伴う制御が制御手段によって行われる。これにより、物体が仮想域内に存在すると、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という効果がある。また、物体が車両に近いほど、仮想領域に仮想的に並設されているバネの一部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縮み量（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。よって、物体が車両に近いほど大きくなる反発力によって、確実に物体との衝突を回避できるという効果がある。
【０００７】
また、請求項１記載の走行制御装置によれば、物体の種別に対応付けて、その物体によって収縮されたバネのパラメータが定義手段により定義されており、また、仮想領域においてバネを収縮させた物体の種別が特定手段により特定される。そして、算出手段において、物体の存在によって収縮されたバネから車両に加えられる反発力を算出するために使用するバネのパラメータとして、特定手段により特定された物体の種別に対応付けて定義手段において定義されたパラメータが、パラメータ設定手段により設定される。これにより、物体の種別に応じてバネのパラメータを設定し、そのパラメータを使用して収縮したバネから車両に加えられる反発力を算出できるので、物体の存在によって車両に加えられる反発力を、その物体の種別に応じて大きくしたり、逆に、小さくしたりすることができる。よって、優先的に衝突を回避しなければならない物体については、より強い反発力が車両に加えられるようにすることができるので、衝突回避対象の物体の種別に応じて、安全に物体の衝突回避を行うことが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、物体の種別に応じて定義されるバネのパラメータとして、バネ定数が定義手段により定義されるので、優先的に衝突を回避しなければならない物体については、大きなバネ定数を定義するだけで、より強い反発力が車両に加えられるようにすることができる。よって、物体の種別に応じたバネ定数を定義するだけで、衝突回避対象の物体の種別に応じて、安全に物体の衝突回避を行うことができるという効果がある。また、バネ定数を、物体の種別に応じてきめ細かく設定できるので、バネから車両に加えられる反発力を、物体の種別に応じてきめ細かく調整できるという効果がある。
【０００９】
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、次の効果を奏する。即ち、物体の種別に応じて定義されるバネのパラメータとして、その物体によって収縮されるバネの本数を変更するためのパラメータが定義手段により定義される。これにより、優先的に衝突を回避しなければならない物体については、その物体によって収縮されるバネの数を多くすることにより、より強い反発力が車両に加えられるようにすることができる。しかも、バネの本数に比例して反発力が増加するので、優先的に衝突を回避しなければならない物体について、その物体によって収縮されるバネの数を多くするだけで、大きな反発力を車両に加えることができる。よって、物体の種別に応じて、収縮されるバネの数を変更するためのパラメータを定義するだけで、衝突回避対象の物体の種別に応じて、安全に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、仮想領域に仮想的に並設されるバネには、その取付位置が固定された第１バネと、その取付位置が移動可能な複数の第２バネとが含まれており、物体の種別に応じて定義される、収縮されるバネの本数を変更するためのパラメータとして、その物体によって収縮される第２バネの比率が定義手段により定義される。これにより、複数の物体の存在により車両１に対して反発力が加えられる場合、それぞれの物体の種別に応じて、各物体によって収縮される第２バネの比率が決まるので、各物体の関係で、それぞれの物体の存在によって加えられる反発力を算出できる。よって、衝突回避対象の物体が複数ある場合に、その物体の関係で、衝突回避動作が行われるので、より安全に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、物体の種別に応じて定義されるバネのパラメータとして、バネ長に関するパラメータが定義手段により定義される。これにより、優先的に衝突を回避しなければならない物体については、大きなバネ長となるようにパラメータを定義すれば、そのバネが大きく収縮された状態となるので、より強い反発力が車両に加えられるようにすることができる。よって、物体の種別に応じたバネ長に関するパラメータを定義するだけで、衝突回避対象の物体の種別に応じて、安全に物体の衝突回避を行うことができるという効果がある。また、バネ長を、物体の種別に応じてきめ細かく設定できるので、バネから車両に加えられる反発力を、物体の種別に応じてきめ細かく調整できるという効果がある。
【００１２】
請求項６記載の車両によれば、請求項１から５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】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５】（ａ）は、パラメータテーブルメモリの内容を模式的に示した模式図であり、（ｂ）は、接触バネメモリの内容を模式的に示した模式図である。
【図６】物体回避実行処理を示すフローチャートである。
【図７】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８】（ａ）は、パラメータテーブルによって、各種物体の種別に対応付けて、その対象物によって収縮されるバネの構成数を規定する変形例を示す図であり、（ｂ）は、パラメータテーブルによって、各種物体の種別に対応付けて、その対象物によって収縮されるバネの分配比率を規定する変形例を示す図であり、（ｃ）は、パラメータテーブルによって、各種物体の種別に対応付けて、その対象物によって収縮されるバネのバネ長に加算すべき加算バネ長を規定する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、衝突回避対象の物体の種別に応じて、安全に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、衝突回避対象の物体の種別に応じて、安全に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を仮想的に設定（形成）する。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。
【００２０】
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、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】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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（図示せず）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（図示せず）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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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、ステアリングホイール１３、第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄ、及び、その他の入出力装置９９などが接続されている。
【００４６】
ＣＰＵ９１は、入出力ポート９５に接続されたステアリングホイール１３、第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄ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や操舵駆動装置５等を制御する演算装置である。
【００４７】
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、バネ設定テーブルメモリ９２ｂ、パラメータテーブルメモリ９２ｃが設けられている。
【００４８】
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、衝突回避対象の物体の種別に応じて、安全に物体の衝突回避が行われるように、車両１の走行を制御する。
【００４９】
バネ設定テーブルメモリ９２ｂ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４を参照して、バネ設定テーブルメモリ９２ｂの詳細について説明する。図４は、バネ設定テーブルメモリ９２ｂの内容を模式的に示した模式図である。
【００５０】
バネ設定テーブルメモリ９２ｂは、仮想バンパーメモリ７１に並設されるバネ７２の情報として、図４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とを格納する。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。なお、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である。
【００５８】
図３に戻り説明を続ける。パラメータテーブルメモリ９２ｃは、各種物体の種別に対応付けて、その物体により収縮されたバネ７３に適用するバネ定数を規定するパラメータテーブルを格納するメモリである。
【００５９】
ここで、図５（ａ）を参照して、パラメータテーブルメモリ９２ｃの詳細について説明する。図５（ａ）は、パラメータテーブルメモリ９２ｃの内容を模式的に示した模式図である。パラメータテーブルメモリ９２ｃは、衝突回避の対称となる物体８０（以下「対象物」と称す）の種別に対応付けて、バネ定数を規定している。
【００６０】
対象物は、「第１分類」と「第２分類」とに分けられ、第１分類で大まかに分けられた種別が、第２分類で更に細分化されている。例えば、第１分類として、「人間」、「壁」、「車」、・・・と分けられている。そして、「人間」は、更に、第２分類として、「大人」と「子供・老人」とに細分化され、「車」は、「普通車」と「大型車」に細分化されている。
【００６１】
そして、第１分類および第２分類によって分けられた対象物の種別に対応付けて、バネ定数が規定されている。例えば、「人間」の「大人」には、バネ定数Ｋｈｕｍａｎ１が対応付けられ、「人間」の「子供・老人」には、バネ定数Ｋｈｕｍａｎ２が対応付けられている。また、第２分類のない「壁」には、バネ定数Ｋｗａｌｌが対応付けられている。
【００６２】
走行制御装置１００（ＣＰＵ９１）では、仮想バンパー領域７１内に物体８０が存在すると判断すると、その物体８０の種別を、第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄによって撮像された画像の画像データを用いて認識・識別し、その物体８０を衝突回避の対象物として、その対象物の種別に応じたバネ定数をパラメータテーブルメモリ９２ｃから読み出す。そして、その読み出したバネ定数を、その対象物によって収縮されているバネ７３に適用し、上述した式（１）を用いて、そのバネ７３により車両１に加えられる反発力を算出する。
【００６３】
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、接触バネメモリ９３ａが設けられている。
【００６４】
接触バネメモリ９３ａは、仮想バンパー領域７１内に存在する物体８０（対象物）と接触して収縮されるバネ７３のバネ番号を記憶するためのメモリである。ここで、図５（ｂ）を参照して、接触バネメモリ９３ａの詳細について説明する。図５（ｂ）は、接触バネメモリ９３ａの内容を模式的に示した模式図である。
【００６５】
接触バネメモリ９３ａでは、仮想バンパー領域７１内に存在する対象物毎に、その対象物の種別に対応付けて、その対象物と接触して収縮されているバネ７３のバネ番号を接触バネ番号として記憶する。
【００６６】
走行制御装置１００（ＣＰＵ９１）では、仮想バンパー領域７１内に物体８０（対象物）が存在すると判断すると、その対象物の種別を対象物毎に認識・識別する。そして、対象物毎に、その対象物と接触しているバネ７３との関連付けを行い、その対象物に関連付けられたバネ７３のバネ番号を接触バネ番号として、その対象物の種別に対応付けて、接触バネメモリ９３ａに記憶する。例えば、図５（ｂ）に示す例では、対象物の種別「人間、大人」に対応付けて、接触バネ番号として「６」、「７」が記憶され、対象物の種別「壁」に対応付けて、接触バネ番号として「１４」、「１５」、「１６」、「１７」が記憶されている。
【００６７】
これにより、大人の人間によって、バネ番号「６」及び「７」のバネ７３が収縮されていることが示され、壁によって、バネ番号「１４」〜「１６」のバネ７３が収縮されていることが示される。
【００６８】
走行制御装置１００（ＣＰＵ９１）は、この接触バネメモリ９３ａに格納されている接触バネ番号のバネ７３に対し、その接触バネ番号を対応付けている対象物の種別に適用するバネ定数をパラメータテーブルメモリ９２ｃから読み出して、その読み出したバネ定数を適用する。図５（ｂ）の例では、バネ番号「６」及び「７」のバネ７３に対して、バネ定数Ｋｈｕｍａｎ１を適用し、バネ番号「１４」〜「１６」のバネ７３に対しては、バネ定数Ｋｗａｌｌを適用する。そして、適用したバネ定数を用いて、各バネ７３からの反発力を上述した式（１）によって算出する。
【００６９】
次いで、図６，図７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実行処理について説明する。まず、図６は、この物体回避実行処理を示すフローチャートである。
【００７０】
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、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の走行を制御することで、物体との衝突を回避する処理である。
【００７１】
物体回避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（Ｓ１１）。次に、Ｓ１１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９２ｂ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（Ｓ１２）。
【００７２】
そして、Ｓ１２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（Ｓ１３）。その結果、収縮されたバネ７３がなければ（Ｓ１３：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。
【００７３】
一方、収縮されたバネ７３があると判断された場合（Ｓ１３：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Ｓ１４〜Ｓ２２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。
【００７４】
まず、バネを収縮している物体８０を衝突回避の対象物とし、その対象物の種別を、第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄによって撮像された画像の画像データを用いて認識・識別して判断する（Ｓ１４）。対象物が複数ある場合は、全ての対象物について、その種別を判断する。
【００７５】
次いで、Ｓ１４の処理にて種別を判断した対象物毎に、その対象物と接触しているバネ７３との関連付けを行い、その接触バネ番号を対象物の種別に対応付けて接触バネメモリ９３ａに記憶する（Ｓ１５）。
【００７６】
次に、接触バネメモリ９３ａに格納されている接触バネ番号のバネ７３に対し、そのバネ７３が接触している対象物の種別に適用するバネ定数をパラメータテーブルメモリ９２ｃから読み出して、その読み出したバネ定数を適用する（Ｓ１６）。そして、適用したバネ定数を用いて、各バネ７２（７３）からの反発力Ｆｒを上述した式（１）によって算出する（Ｓ１７）。
【００７７】
これにより、対象物の種別に応じて、その対象物に接触されているバネ７３のバネ定数を設定し、そのバネ定数を使用して、収縮したバネ７３から車両に加えられる反発力を算出できるので、対象物の種別に応じて適宜バネ定数を定義することにより、対象物の存在によって車両に加えられる反発力Ｆｒを、対象物の種別に合わせて大きくしたり、逆に、小さくしたりすることができる。よって、優先的に衝突を回避しなければならない物体については、より強い反発力が車両に加えられるようにすることができるので、衝突回避対象の対象物の種別に応じて、安全に物体の衝突回避を行うことができる。
【００７８】
また、対象物の種別に応じたバネ定数が定義されているので、優先的に衝突を回避しなければならない物体については、大きなバネ定数を定義するだけで、より強い反発力Ｆｒが車両１に加えられるようにすることができる。
【００７９】
例えば、対象物となる「人間、子供・老人」は優先的に衝突を回避しなければならない物体である。よって、この「人間、子供・老人」に対して、バネ定数Ｋｈｕｍａｎ２を他の対象物よりも大きく定義するだけで、子供や老人から非常に強い反発力Ｆｒを車両１に加えることができ、子供や老人を優先的に衝突を回避できる。
【００８０】
また、バネ定数を、対象物の種別に応じてきめ細かく設定できるので、バネ７３から車両１に加えられる反発力Ｆｒを、物体の種別に応じてきめ細かく調整できる。
【００８１】
続いて、Ｓ１７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。（Ｓ１８）。そして、以下の式（３）により、車両１の加速度ａを算出する（Ｓ１９）。
【００８２】
ａ＝Ｆｒｙ／ｍ ・・・（３）
ここで、ｍは、車両１の重量（質量）である。
【００８３】
続くＳ２０の処理では、前進時において、Ｓ２７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（Ｓ２０）。
【００８４】
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（Ｓ２１）。
【００８５】
【数１】
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（４）により、車両１の操舵角δｆを算出する。
【００８６】
δｆ＝−Ｍ／（２・Ｋｆ・Ｌｆ） ・・・（４）
ここで、［数１］，式（４）の各式で用いられる各種パラメータの意味について、図７を参照して説明する。図７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。
【００８７】
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。
【００８８】
図６に戻り説明を続ける。Ｓ２１の処理が終了すると、続いて、Ｓ２２の処理を実行する。Ｓ２２の処理では、Ｓ１９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、Ｓ２２の処理では、Ｓ２１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、Ｓ２２の処理の終了後、物体回避実行処理を終了する。
【００８９】
このＳ２２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。
【００９０】
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。
【００９１】
上記実施形態では、パラメータテーブル９２ｃにより、各種物体（対象物）の種別に対応付けて、その物体（対象物）により収縮されたバネ７３に適用するバネ定数を規定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、パラメータテーブル９２ｃにより、バネに関する種々のパラメータを、各種物体（対象物）の種別に対応付けて規定してもよい。そして、物体（対象物）によって収縮されたバネのパラメータとして、パラメータテーブル９２ｃにおいて、その物体の種別に対応付けて規定されたパラメータを設定するようにしてもよい。
【００９２】
ここで、図８を参照して、パラメータテーブル９２ｃによって、各種物体（対象物）の種別に対応付けて規定されるバネのパラメータの例を説明する。まず、図８（ａ）は、パラメータテーブル９２ｃによって、各種物体（対象物）の種別に対応付けて、その対象物によって収縮されるバネの構成数（バネ数）Ｎを規定する例を示している。この例では、バネ番号ｎのバネが、例えば、壁によって収縮されている場合、そのバネ番号ｎのバネがＮｗａｌｌ本のバネによって構成されているものとして、そのバネによって車両１に加えられる反発力Ｆｒを以下の式（５）によって算出する。なお、以下の式（５）において、ｄは、バネの収縮量であり、ｋｎはバネ番号ｎのバネのバネ定数である。
【００９３】
Ｆｒ＝Ｎｗａｌｌ×ｋｎ×ｄ ・・・（５）
これにより、優先的に衝突を回避しなければならない対象物については、その対象物によって収縮されるバネ７３の構成数（バネ数）Ｎを多くすることにより、より強い反発力が車両１に加えられるようにすることができる。しかも、バネ７３のバネ数に比例して反発力が増加するので、優先的に衝突を回避しなければならない物体について、その物体によって収縮されるバネ数を多くするだけで、大きな反発力を車両１に加えることができる。よって、物体の種別に応じて、収縮されるバネ数を変更するためのパラメータを定義するだけで、衝突回避対象の物体の種別に応じて、安全に物体の衝突回避を行うことができる。
【００９４】
また、図８（ｂ）は、パラメータテーブル９２ｃによって、各種物体（対象物）の種別に対応付けて、その対象物によって収縮されるバネの分配比率（バネ分配比率）ｒを規定する例を示している。この例では、仮想バンパー領域７１に併設されるバネ７２が、車両１への取付位置（作用点）が固定された第１バネと、車両１への取付位置（作用点）が移動可能な第２バネとによって構成されている場合を想定する。そして、仮想バンパー領域７１に対象物が存在する場合、仮想バンパー領域７１に設けられた第２バネがすべて、対象物に接触され収縮されるものとする。バネ分配比率ｒは、仮想バンパー領域７１に２以上の対象物が存在する場合に、それぞれの対象物に接触される第２バネを各対象物に分配する比率を定めたものである。
【００９５】
例えば、仮想パンパー領域７１に大人と、普通車が存在する場合、大人に接触される第２バネの数Ｎｈｕｍａｎ１と、普通車に接触される第２バネの数Ｎｖｅｈｉｃｌｅ１とは、以下の式（６）、（７）によって算出され、それぞれの数の第２バネが、各対象物に分配される。なお、以下の式（６）、（７）において、Ｎ２は、第２バネの総数である。
【００９６】
Ｎhuman1＝ｒhuman1×Ｎ２／（ｒhuman1＋ｒvehicle1） ・・・（６）
Ｎvehicle1＝ｒvehicle1×Ｎ２／（ｒhuman1＋ｒvehicle1） ・・・（７）
これにより、複数の対象物の存在により車両１に対して反発力Ｆｒが加えられる場合、それぞれの対象物の種別に応じて、各物体によって収縮される第２バネの分配比率が決まるので、各対象物の関係で、それぞれの対象物の存在によって加えられる反発力Ｆｒを算出できる。よって、衝突回避対象の対象物が複数ある場合に、その対象物の関係で、衝突回避動作が行われるので、より安全に物体の衝突回避を行うことができる。
【００９７】
また、図８（ｃ）は、パラメータテーブル９２ｃによって、各種物体（対象物）の種別に対応付けて、その対象物によって収縮されるバネのバネ長Ｌｖｂｎに加算すべきバネ長（加算バネ長）Ｌを規定する例を示している。この例では、バネ番号ｎのバネが、例えば、壁によって収縮されている場合、そのバネ番号ｎのバネ長Ｌｖｂｎに対して、Ｌｗａｌｌの長さが加算され、その加算されたバネ長によってバネ番号ｎのバネが構成され、その加算後のバネ長を有するバネ番号ｎのバネが、対象物によって収縮されているものとする。これにより、そのバネによって車両１に加えられる反発力Ｆｒは、以下の式（８）によって算出できる。なお、以下の式（８）において、ｄは、加算前のバネ長におけるバネ番号ｎのバネの収縮量であり、ｋｎはバネ番号ｎのバネのバネ定数である。
【００９８】
Ｆｒ＝ｋｎ×（ｄ＋Ｌｗａｌｌ） ・・・（８）
これにより、優先的に衝突を回避しなければならない対象物については、大きなバネ長となるように加算バネ長を定義すれば、そのバネが大きく収縮された状態となるので、より強い反発力Ｆｒが車両１に加えられるようにすることができる。よって、対象物の種別に応じた加算バネ長を定義するだけで、衝突回避対象の物体の種別に応じて、安全に対象物との衝突回避を行うことができる。また、バネ長を、対象物の種別に応じてきめ細かく設定できるので、バネ７３から車両１に加えられる反発力Ｆｒを、対象物の種別に応じてきめ細かく調整できる。
【００９９】
なお、図８（ｃ）の例では、対象物によって収縮されるバネのバネ長Ｌｖｂｎに加算すべきバネ長（加算バネ長）Ｌを規定する場合について説明したが、そのバネ長Ｌｖｂｎに対して乗ずるべき係数ＫＬを対象物の種別毎に規定してもよい。そして、バネ番号ｎのバネが、例えば、壁によって収縮されている場合、そのバネ番号ｎのバネ長Ｌｖｂｎに対して、壁に対応付けられた係数ＫＬｗａｌｌを乗じ、その係数が乗じられたバネ長によってバネ番号ｎのバネが構成されているものとして、そのバネが、対象物によって収縮された場合の反発力Ｆｒを算出してもよい。
【０１００】
また、上記実施形態、及び、図８に示す変形例では、パラメータテーブル９２ｃにより、各種物体（対象物）の種別に対応付けて、その物体（対象物）により収縮されたバネ７３に適用するパラメータが１種類（バネ定数、バネ数、バネ分配比率、加算バネ長など）である場合について説明したが、必ずしも１種類である必要はなく、２種類以上のパラメータが、各種物体（対象物）の種別に対応付けられて規定されて、バネ７３に適用されるようにしてもよい。例えば、バネ定数とバネ数とが、各種物体（対象物）の種別に対応付けられて規定され、バネ７３に適用されるようにしてもよい。バネ定数は、物体の種別に応じてきめ細かく設定できるので、バネ７３から車両１に加えられる反発力Ｆｒを、対象物の種別に応じてきめ細かく調整できる一方、対象物によって収縮されるバネ数を多くするだけで、大きな反発力Ｆｒを車両に加えることができる。よって、バネ定数とバネ数とを、各種物体（対象物）の種別に対応付けて、規定対象物の種別に応じて、車両１に加えられる反発力Ｆｒを広い範囲できめ細かく調整できる。
【０１０１】
上記実施形態では、仮想バンパー領域７１の形状を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く、任意の形状であってもよい。例えば、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。
【０１０２】
また、上記実施形態では、仮想バンパー領域７１が予め定められ、固定的なものとして説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、車両１の操舵や、速度、加速度に応じて、または、車両１が走行する道路の状況に応じて、随時、仮想バンパー領域７１が形成されるものであっても、本発明を適用可能である。
【０１０３】
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、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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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】
【０１０８】
１ 車両
２６ａ〜２６ｄ 第１〜第４カメラ（検出手段）
９２ａ 設定手段
９２ｃ パラメータテーブルメモリ（定義手段）
１００ 走行制御装置
Ｓ１６ （パラメータ設定手段）
Ｓ１７ （算出手段）
Ｓ２２ （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、衝突回避対象の物体の種別に応じて、安全に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仮想領域内に複数のバネを仮想的に並設させ、何らかの物体（障害物）がその仮想領域内に存在する場合に、その物体によってバネが収縮されることを想定し、そのバネから移動体に反発力が加えられるものとして、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、仮想領域内に存在する物体の大きさによって、収縮されるバネの数が異なってくる。即ち、物体が大きい場合には、収縮されるバネの数が多くなり、物体が小さいに場合には、収縮されるバネの数が少なくなる。これにより、物体が小さいほど、収縮されたバネから移動体に加えられる反発力が小さくなる。このため、大きな物体と小さな物体との両方が仮想領域内に存在する場合は、大きな物体との衝突を回避する側に移動体が走行するように制御されるので、小さな物体の方向へ移動体が進行するおそれがある。一方、小さな物体であっても、その物体の種別によっては、必ず回避しなければならないものがある。
【０００５】
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、衝突回避対象の物体の種別に応じて、安全に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】
【０００６】
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、車両の周囲に仮想的に設定される領域であって、一端が車両に取着され他端が前記領域の外縁に位置するバネを仮想的に複数並設した仮想領域が、設定手段により設定される。そして、検出手段により検出された車両の周囲に存在する物体が、仮想領域内に存在する場合、一部のバネにおいて、その仮想領域の外縁に位置していたバネの他端が該物体の位置まで収縮されるものとして、そのバネに加えられる弾性力を算出することで、その弾性力の反作用として車両に加えられる反発力が算出手段によって算出される。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、車両の走行に伴う制御が制御手段によって行われる。これにより、物体が仮想域内に存在すると、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という効果がある。また、物体が車両に近いほど、仮想領域に仮想的に並設されているバネの一部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縮み量（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。よって、物体が車両に近いほど大きくなる反発力によって、確実に物体との衝突を回避できるという効果がある。
【０００７】
また、請求項１記載の走行制御装置によれば、物体の種別に対応付けて、その物体によって収縮されたバネのパラメータが定義手段により定義されており、また、仮想領域においてバネを収縮させた物体の種別が特定手段により特定される。そして、算出手段において、物体の存在によって収縮されたバネから車両に加えられる反発力を算出するために使用するバネのパラメータとして、特定手段により特定された物体の種別に対応付けて定義手段において定義されたパラメータが、パラメータ設定手段により設定される。これにより、物体の種別に応じてバネのパラメータを設定し、そのパラメータを使用して収縮したバネから車両に加えられる反発力を算出できるので、物体の存在によって車両に加えられる反発力を、その物体の種別に応じて大きくしたり、逆に、小さくしたりすることができる。よって、優先的に衝突を回避しなければならない物体については、より強い反発力が車両に加えられるようにすることができるので、衝突回避対象の物体の種別に応じて、安全に物体の衝突回避を行うことが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、物体の種別に応じて定義されるバネのパラメータとして、バネ定数が定義手段により定義されるので、優先的に衝突を回避しなければならない物体については、大きなバネ定数を定義するだけで、より強い反発力が車両に加えられるようにすることができる。よって、物体の種別に応じたバネ定数を定義するだけで、衝突回避対象の物体の種別に応じて、安全に物体の衝突回避を行うことができるという効果がある。また、バネ定数を、物体の種別に応じてきめ細かく設定できるので、バネから車両に加えられる反発力を、物体の種別に応じてきめ細かく調整できるという効果がある。
【０００９】
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、次の効果を奏する。即ち、物体の種別に応じて定義されるバネのパラメータとして、その物体によって収縮されるバネの本数を変更するためのパラメータが定義手段により定義される。これにより、優先的に衝突を回避しなければならない物体については、その物体によって収縮されるバネの数を多くすることにより、より強い反発力が車両に加えられるようにすることができる。しかも、バネの本数に比例して反発力が増加するので、優先的に衝突を回避しなければならない物体について、その物体によって収縮されるバネの数を多くするだけで、大きな反発力を車両に加えることができる。よって、物体の種別に応じて、収縮されるバネの数を変更するためのパラメータを定義するだけで、衝突回避対象の物体の種別に応じて、安全に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、仮想領域に仮想的に並設されるバネには、その取付位置が固定された第１バネと、その取付位置が移動可能な複数の第２バネとが含まれており、物体の種別に応じて定義される、収縮されるバネの本数を変更するためのパラメータとして、その物体によって収縮される第２バネの比率が定義手段により定義される。これにより、複数の物体の存在により車両１に対して反発力が加えられる場合、それぞれの物体の種別に応じて、各物体によって収縮される第２バネの比率が決まるので、各物体の関係で、それぞれの物体の存在によって加えられる反発力を算出できる。よって、衝突回避対象の物体が複数ある場合に、その物体の関係で、衝突回避動作が行われるので、より安全に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、物体の種別に応じて定義されるバネのパラメータとして、バネ長に関するパラメータが定義手段により定義される。これにより、優先的に衝突を回避しなければならない物体については、大きなバネ長となるようにパラメータを定義すれば、そのバネが大きく収縮された状態となるので、より強い反発力が車両に加えられるようにすることができる。よって、物体の種別に応じたバネ長に関するパラメータを定義するだけで、衝突回避対象の物体の種別に応じて、安全に物体の衝突回避を行うことができるという効果がある。また、バネ長を、物体の種別に応じてきめ細かく設定できるので、バネから車両に加えられる反発力を、物体の種別に応じてきめ細かく調整できるという効果がある。
【００１２】
請求項６記載の車両によれば、請求項１から５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】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５】（ａ）は、パラメータテーブルメモリの内容を模式的に示した模式図であり、（ｂ）は、接触バネメモリの内容を模式的に示した模式図である。
【図６】物体回避実行処理を示すフローチャートである。
【図７】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８】（ａ）は、パラメータテーブルによって、各種物体の種別に対応付けて、その対象物によって収縮されるバネの構成数を規定する変形例を示す図であり、（ｂ）は、パラメータテーブルによって、各種物体の種別に対応付けて、その対象物によって収縮されるバネの分配比率を規定する変形例を示す図であり、（ｃ）は、パラメータテーブルによって、各種物体の種別に対応付けて、その対象物によって収縮されるバネのバネ長に加算すべき加算バネ長を規定する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、衝突回避対象の物体の種別に応じて、安全に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、衝突回避対象の物体の種別に応じて、安全に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を仮想的に設定（形成）する。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。
【００２０】
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、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】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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（図示せず）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（図示せず）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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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、ステアリングホイール１３、第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄ、及び、その他の入出力装置９９などが接続されている。
【００４６】
ＣＰＵ９１は、入出力ポート９５に接続されたステアリングホイール１３、第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄ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や操舵駆動装置５等を制御する演算装置である。
【００４７】
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、バネ設定テーブルメモリ９２ｂ、パラメータテーブルメモリ９２ｃが設けられている。
【００４８】
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、衝突回避対象の物体の種別に応じて、安全に物体の衝突回避が行われるように、車両１の走行を制御する。
【００４９】
バネ設定テーブルメモリ９２ｂ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４を参照して、バネ設定テーブルメモリ９２ｂの詳細について説明する。図４は、バネ設定テーブルメモリ９２ｂの内容を模式的に示した模式図である。
【００５０】
バネ設定テーブルメモリ９２ｂは、仮想バンパーメモリ７１に並設されるバネ７２の情報として、図４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とを格納する。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。なお、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である。
【００５８】
図３に戻り説明を続ける。パラメータテーブルメモリ９２ｃは、各種物体の種別に対応付けて、その物体により収縮されたバネ７３に適用するバネ定数を規定するパラメータテーブルを格納するメモリである。
【００５９】
ここで、図５（ａ）を参照して、パラメータテーブルメモリ９２ｃの詳細について説明する。図５（ａ）は、パラメータテーブルメモリ９２ｃの内容を模式的に示した模式図である。パラメータテーブルメモリ９２ｃは、衝突回避の対称となる物体８０（以下「対象物」と称す）の種別に対応付けて、バネ定数を規定している。
【００６０】
対象物は、「第１分類」と「第２分類」とに分けられ、第１分類で大まかに分けられた種別が、第２分類で更に細分化されている。例えば、第１分類として、「人間」、「壁」、「車」、・・・と分けられている。そして、「人間」は、更に、第２分類として、「大人」と「子供・老人」とに細分化され、「車」は、「普通車」と「大型車」に細分化されている。
【００６１】
そして、第１分類および第２分類によって分けられた対象物の種別に対応付けて、バネ定数が規定されている。例えば、「人間」の「大人」には、バネ定数Ｋｈｕｍａｎ１が対応付けられ、「人間」の「子供・老人」には、バネ定数Ｋｈｕｍａｎ２が対応付けられている。また、第２分類のない「壁」には、バネ定数Ｋｗａｌｌが対応付けられている。
【００６２】
走行制御装置１００（ＣＰＵ９１）では、仮想バンパー領域７１内に物体８０が存在すると判断すると、その物体８０の種別を、第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄによって撮像された画像の画像データを用いて認識・識別し、その物体８０を衝突回避の対象物として、その対象物の種別に応じたバネ定数をパラメータテーブルメモリ９２ｃから読み出す。そして、その読み出したバネ定数を、その対象物によって収縮されているバネ７３に適用し、上述した式（１）を用いて、そのバネ７３により車両１に加えられる反発力を算出する。
【００６３】
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、接触バネメモリ９３ａが設けられている。
【００６４】
接触バネメモリ９３ａは、仮想バンパー領域７１内に存在する物体８０（対象物）と接触して収縮されるバネ７３のバネ番号を記憶するためのメモリである。ここで、図５（ｂ）を参照して、接触バネメモリ９３ａの詳細について説明する。図５（ｂ）は、接触バネメモリ９３ａの内容を模式的に示した模式図である。
【００６５】
接触バネメモリ９３ａでは、仮想バンパー領域７１内に存在する対象物毎に、その対象物の種別に対応付けて、その対象物と接触して収縮されているバネ７３のバネ番号を接触バネ番号として記憶する。
【００６６】
走行制御装置１００（ＣＰＵ９１）では、仮想バンパー領域７１内に物体８０（対象物）が存在すると判断すると、その対象物の種別を対象物毎に認識・識別する。そして、対象物毎に、その対象物と接触しているバネ７３との関連付けを行い、その対象物に関連付けられたバネ７３のバネ番号を接触バネ番号として、その対象物の種別に対応付けて、接触バネメモリ９３ａに記憶する。例えば、図５（ｂ）に示す例では、対象物の種別「人間、大人」に対応付けて、接触バネ番号として「６」、「７」が記憶され、対象物の種別「壁」に対応付けて、接触バネ番号として「１４」、「１５」、「１６」、「１７」が記憶されている。
【００６７】
これにより、大人の人間によって、バネ番号「６」及び「７」のバネ７３が収縮されていることが示され、壁によって、バネ番号「１４」〜「１６」のバネ７３が収縮されていることが示される。
【００６８】
走行制御装置１００（ＣＰＵ９１）は、この接触バネメモリ９３ａに格納されている接触バネ番号のバネ７３に対し、その接触バネ番号を対応付けている対象物の種別に適用するバネ定数をパラメータテーブルメモリ９２ｃから読み出して、その読み出したバネ定数を適用する。図５（ｂ）の例では、バネ番号「６」及び「７」のバネ７３に対して、バネ定数Ｋｈｕｍａｎ１を適用し、バネ番号「１４」〜「１６」のバネ７３に対しては、バネ定数Ｋｗａｌｌを適用する。そして、適用したバネ定数を用いて、各バネ７３からの反発力を上述した式（１）によって算出する。
【００６９】
次いで、図６，図７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実行処理について説明する。まず、図６は、この物体回避実行処理を示すフローチャートである。
【００７０】
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、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の走行を制御することで、物体との衝突を回避する処理である。
【００７１】
物体回避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（Ｓ１１）。次に、Ｓ１１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９２ｂ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（Ｓ１２）。
【００７２】
そして、Ｓ１２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（Ｓ１３）。その結果、収縮されたバネ７３がなければ（Ｓ１３：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。
【００７３】
一方、収縮されたバネ７３があると判断された場合（Ｓ１３：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Ｓ１４〜Ｓ２２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。
【００７４】
まず、バネを収縮している物体８０を衝突回避の対象物とし、その対象物の種別を、第１〜第４カメラ２６ａ〜２６ｄによって撮像された画像の画像データを用いて認識・識別して判断する（Ｓ１４）。対象物が複数ある場合は、全ての対象物について、その種別を判断する。
【００７５】
次いで、Ｓ１４の処理にて種別を判断した対象物毎に、その対象物と接触しているバネ７３との関連付けを行い、その接触バネ番号を対象物の種別に対応付けて接触バネメモリ９３ａに記憶する（Ｓ１５）。
【００７６】
次に、接触バネメモリ９３ａに格納されている接触バネ番号のバネ７３に対し、そのバネ７３が接触している対象物の種別に適用するバネ定数をパラメータテーブルメモリ９２ｃから読み出して、その読み出したバネ定数を適用する（Ｓ１６）。そして、適用したバネ定数を用いて、各バネ７２（７３）からの反発力Ｆｒを上述した式（１）によって算出する（Ｓ１７）。
【００７７】
これにより、対象物の種別に応じて、その対象物に接触されているバネ７３のバネ定数を設定し、そのバネ定数を使用して、収縮したバネ７３から車両に加えられる反発力を算出できるので、対象物の種別に応じて適宜バネ定数を定義することにより、対象物の存在によって車両に加えられる反発力Ｆｒを、対象物の種別に合わせて大きくしたり、逆に、小さくしたりすることができる。よって、優先的に衝突を回避しなければならない物体については、より強い反発力が車両に加えられるようにすることができるので、衝突回避対象の対象物の種別に応じて、安全に物体の衝突回避を行うことができる。
【００７８】
また、対象物の種別に応じたバネ定数が定義されているので、優先的に衝突を回避しなければならない物体については、大きなバネ定数を定義するだけで、より強い反発力Ｆｒが車両１に加えられるようにすることができる。
【００７９】
例えば、対象物となる「人間、子供・老人」は優先的に衝突を回避しなければならない物体である。よって、この「人間、子供・老人」に対して、バネ定数Ｋｈｕｍａｎ２を他の対象物よりも大きく定義するだけで、子供や老人から非常に強い反発力Ｆｒを車両１に加えることができ、子供や老人を優先的に衝突を回避できる。
【００８０】
また、バネ定数を、対象物の種別に応じてきめ細かく設定できるので、バネ７３から車両１に加えられる反発力Ｆｒを、物体の種別に応じてきめ細かく調整できる。
【００８１】
続いて、Ｓ１７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。（Ｓ１８）。そして、以下の式（３）により、車両１の加速度ａを算出する（Ｓ１９）。
【００８２】
ａ＝Ｆｒｙ／ｍ ・・・（３）
ここで、ｍは、車両１の重量（質量）である。
【００８３】
続くＳ２０の処理では、前進時において、Ｓ２７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（Ｓ２０）。
【００８４】
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（Ｓ２１）。
【００８５】
【数１】
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（４）により、車両１の操舵角δｆを算出する。
【００８６】
δｆ＝−Ｍ／（２・Ｋｆ・Ｌｆ） ・・・（４）
ここで、［数１］，式（４）の各式で用いられる各種パラメータの意味について、図７を参照して説明する。図７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。
【００８７】
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。
【００８８】
図６に戻り説明を続ける。Ｓ２１の処理が終了すると、続いて、Ｓ２２の処理を実行する。Ｓ２２の処理では、Ｓ１９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、Ｓ２２の処理では、Ｓ２１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、Ｓ２２の処理の終了後、物体回避実行処理を終了する。
【００８９】
このＳ２２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。
【００９０】
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。
【００９１】
上記実施形態では、パラメータテーブル９２ｃにより、各種物体（対象物）の種別に対応付けて、その物体（対象物）により収縮されたバネ７３に適用するバネ定数を規定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、パラメータテーブル９２ｃにより、バネに関する種々のパラメータを、各種物体（対象物）の種別に対応付けて規定してもよい。そして、物体（対象物）によって収縮されたバネのパラメータとして、パラメータテーブル９２ｃにおいて、その物体の種別に対応付けて規定されたパラメータを設定するようにしてもよい。
【００９２】
ここで、図８を参照して、パラメータテーブル９２ｃによって、各種物体（対象物）の種別に対応付けて規定されるバネのパラメータの例を説明する。まず、図８（ａ）は、パラメータテーブル９２ｃによって、各種物体（対象物）の種別に対応付けて、その対象物によって収縮されるバネの構成数（バネ数）Ｎを規定する例を示している。この例では、バネ番号ｎのバネが、例えば、壁によって収縮されている場合、そのバネ番号ｎのバネがＮｗａｌｌ本のバネによって構成されているものとして、そのバネによって車両１に加えられる反発力Ｆｒを以下の式（５）によって算出する。なお、以下の式（５）において、ｄは、バネの収縮量であり、ｋｎはバネ番号ｎのバネのバネ定数である。
【００９３】
Ｆｒ＝Ｎｗａｌｌ×ｋｎ×ｄ ・・・（５）
これにより、優先的に衝突を回避しなければならない対象物については、その対象物によって収縮されるバネ７３の構成数（バネ数）Ｎを多くすることにより、より強い反発力が車両１に加えられるようにすることができる。しかも、バネ７３のバネ数に比例して反発力が増加するので、優先的に衝突を回避しなければならない物体について、その物体によって収縮されるバネ数を多くするだけで、大きな反発力を車両１に加えることができる。よって、物体の種別に応じて、収縮されるバネ数を変更するためのパラメータを定義するだけで、衝突回避対象の物体の種別に応じて、安全に物体の衝突回避を行うことができる。
【００９４】
また、図８（ｂ）は、パラメータテーブル９２ｃによって、各種物体（対象物）の種別に対応付けて、その対象物によって収縮されるバネの分配比率（バネ分配比率）ｒを規定する例を示している。この例では、仮想バンパー領域７１に併設されるバネ７２が、車両１への取付位置（作用点）が固定された第１バネと、車両１への取付位置（作用点）が移動可能な第２バネとによって構成されている場合を想定する。そして、仮想バンパー領域７１に対象物が存在する場合、仮想バンパー領域７１に設けられた第２バネがすべて、対象物に接触され収縮されるものとする。バネ分配比率ｒは、仮想バンパー領域７１に２以上の対象物が存在する場合に、それぞれの対象物に接触される第２バネを各対象物に分配する比率を定めたものである。
【００９５】
例えば、仮想パンパー領域７１に大人と、普通車が存在する場合、大人に接触される第２バネの数Ｎｈｕｍａｎ１と、普通車に接触される第２バネの数Ｎｖｅｈｉｃｌｅ１とは、以下の式（６）、（７）によって算出され、それぞれの数の第２バネが、各対象物に分配される。なお、以下の式（６）、（７）において、Ｎ２は、第２バネの総数である。
【００９６】
Ｎhuman1＝ｒhuman1×Ｎ２／（ｒhuman1＋ｒvehicle1） ・・・（６）
Ｎvehicle1＝ｒvehicle1×Ｎ２／（ｒhuman1＋ｒvehicle1） ・・・（７）
これにより、複数の対象物の存在により車両１に対して反発力Ｆｒが加えられる場合、それぞれの対象物の種別に応じて、各物体によって収縮される第２バネの分配比率が決まるので、各対象物の関係で、それぞれの対象物の存在によって加えられる反発力Ｆｒを算出できる。よって、衝突回避対象の対象物が複数ある場合に、その対象物の関係で、衝突回避動作が行われるので、より安全に物体の衝突回避を行うことができる。
【００９７】
また、図８（ｃ）は、パラメータテーブル９２ｃによって、各種物体（対象物）の種別に対応付けて、その対象物によって収縮されるバネのバネ長Ｌｖｂｎに加算すべきバネ長（加算バネ長）Ｌを規定する例を示している。この例では、バネ番号ｎのバネが、例えば、壁によって収縮されている場合、そのバネ番号ｎのバネ長Ｌｖｂｎに対して、Ｌｗａｌｌの長さが加算され、その加算されたバネ長によってバネ番号ｎのバネが構成され、その加算後のバネ長を有するバネ番号ｎのバネが、対象物によって収縮されているものとする。これにより、そのバネによって車両１に加えられる反発力Ｆｒは、以下の式（８）によって算出できる。なお、以下の式（８）において、ｄは、加算前のバネ長におけるバネ番号ｎのバネの収縮量であり、ｋｎはバネ番号ｎのバネのバネ定数である。
【００９８】
Ｆｒ＝ｋｎ×（ｄ＋Ｌｗａｌｌ） ・・・（８）
これにより、優先的に衝突を回避しなければならない対象物については、大きなバネ長となるように加算バネ長を定義すれば、そのバネが大きく収縮された状態となるので、より強い反発力Ｆｒが車両１に加えられるようにすることができる。よって、対象物の種別に応じた加算バネ長を定義するだけで、衝突回避対象の物体の種別に応じて、安全に対象物との衝突回避を行うことができる。また、バネ長を、対象物の種別に応じてきめ細かく設定できるので、バネ７３から車両１に加えられる反発力Ｆｒを、対象物の種別に応じてきめ細かく調整できる。
【００９９】
なお、図８（ｃ）の例では、対象物によって収縮されるバネのバネ長Ｌｖｂｎに加算すべきバネ長（加算バネ長）Ｌを規定する場合について説明したが、そのバネ長Ｌｖｂｎに対して乗ずるべき係数ＫＬを対象物の種別毎に規定してもよい。そして、バネ番号ｎのバネが、例えば、壁によって収縮されている場合、そのバネ番号ｎのバネ長Ｌｖｂｎに対して、壁に対応付けられた係数ＫＬｗａｌｌを乗じ、その係数が乗じられたバネ長によってバネ番号ｎのバネが構成されているものとして、そのバネが、対象物によって収縮された場合の反発力Ｆｒを算出してもよい。
【０１００】
また、上記実施形態、及び、図８に示す変形例では、パラメータテーブル９２ｃにより、各種物体（対象物）の種別に対応付けて、その物体（対象物）により収縮されたバネ７３に適用するパラメータが１種類（バネ定数、バネ数、バネ分配比率、加算バネ長など）である場合について説明したが、必ずしも１種類である必要はなく、２種類以上のパラメータが、各種物体（対象物）の種別に対応付けられて規定されて、バネ７３に適用されるようにしてもよい。例えば、バネ定数とバネ数とが、各種物体（対象物）の種別に対応付けられて規定され、バネ７３に適用されるようにしてもよい。バネ定数は、物体の種別に応じてきめ細かく設定できるので、バネ７３から車両１に加えられる反発力Ｆｒを、対象物の種別に応じてきめ細かく調整できる一方、対象物によって収縮されるバネ数を多くするだけで、大きな反発力Ｆｒを車両に加えることができる。よって、バネ定数とバネ数とを、各種物体（対象物）の種別に対応付けて、規定対象物の種別に応じて、車両１に加えられる反発力Ｆｒを広い範囲できめ細かく調整できる。
【０１０１】
上記実施形態では、仮想バンパー領域７１の形状を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く、任意の形状であってもよい。例えば、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。
【０１０２】
また、上記実施形態では、仮想バンパー領域７１が予め定められ、固定的なものとして説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、車両１の操舵や、速度、加速度に応じて、または、車両１が走行する道路の状況に応じて、随時、仮想バンパー領域７１が形成されるものであっても、本発明を適用可能である。
【０１０３】
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、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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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】
【０１０８】
１ 車両
２６ａ〜２６ｄ 第１〜第４カメラ（検出手段）
９２ａ 設定手段
９２ｃ パラメータテーブルメモリ（定義手段）
１００ 走行制御装置
Ｓ１６ （パラメータ設定手段）
Ｓ１７ （算出手段）
Ｓ２２ （制御手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の周囲に仮想的に設定される領域であって、一端が前記車両に取着され他端が前記領域の外縁に位置するバネを仮想的に複数並設した仮想領域を設定する設定手段と、
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であって前記設定手段により設定された前記仮想領域内に存在する物体によって、一部のバネにおいて前記仮想領域の外縁に位置していたバネの他端が前記物体の位置まで収縮されるものとして、そのバネに加えられる弾性力を算出することで、その弾性力の反作用として前記車両に加えられる反発力を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、
物体の種別に対応付けて、その物体によって収縮されたバネのパラメータを定義する定義手段と、
前記仮想領域においてバネを収縮させた物体の種別を特定する特定手段と、
前記算出手段において、前記物体の存在によって収縮されたバネから前記車両に加えられる反発力を算出するために使用する前記バネのパラメータとして、前記特定手段により特定された前記物体の種別に対応付けて前記定義手段において定義されたパラメータを設定するパラメータ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】
前記定義手段は、物体の種別に応じて定義されるバネのパラメータとして、バネ定数を定義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】
前記定義手段は、物体の種別に応じて定義されるバネのパラメータとして、その物体によって収縮されるバネの本数を変更するためのパラメータを定義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】
前記仮想領域に仮想的に並設されるバネは、その取付位置が固定された第１バネと、その取付位置が移動可能な複数の第２バネとを含み、
前記定義手段は、物体の種別に応じて定義される、収縮されるバネの本数を変更するためのパラメータとして、その物体によって収縮される第２バネの比率を定義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】
前記定義手段は、物体の種別に応じて定義されるバネのパラメータとして、バネ長に関するパラメータを定義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】
請求項１から５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】
車両の周囲に仮想的に設定される領域であって、一端が前記車両に取着され他端が前記領域の外縁に位置するバネを仮想的に複数並設した仮想領域を設定する設定手段と、
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であって前記設定手段により設定された前記仮想領域内に存在する物体によって、一部のバネにおいて前記仮想領域の外縁に位置していたバネの他端が前記物体の位置まで収縮されるものとして、そのバネに加えられる弾性力を算出することで、その弾性力の反作用として前記車両に加えられる反発力を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、
物体の種別に対応付けて、その物体によって収縮されたバネのパラメータを定義する定義手段と、
前記仮想領域においてバネを収縮させた物体の種別を特定する特定手段と、
前記算出手段において、前記物体の存在によって収縮されたバネから前記車両に加えられる反発力を算出するために使用する前記バネのパラメータとして、前記特定手段により特定された前記物体の種別に対応付けて前記定義手段において定義されたパラメータを設定するパラメータ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】
前記定義手段は、物体の種別に応じて定義されるバネのパラメータとして、バネ定数を定義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】
前記定義手段は、物体の種別に応じて定義されるバネのパラメータとして、その物体によって収縮されるバネの本数を変更するためのパラメータを定義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】
前記仮想領域に仮想的に並設されるバネは、その取付位置が固定された第１バネと、その取付位置が移動可能な複数の第２バネとを含み、
前記定義手段は、物体の種別に応じて定義される、収縮されるバネの本数を変更するためのパラメータとして、その物体によって収縮される第２バネの比率を定義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】
前記定義手段は、物体の種別に応じて定義されるバネのパラメータとして、バネ長に関するパラメータを定義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】
請求項１から５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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−７７２６６（Ｐ２０１３−７７２６６Ａ）
【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２０１１−２１８０９９（Ｐ２０１１−２１８０９９）
【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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