JP5249525B2 - 車両操作支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両が障害物を回避する際のドライバによる回避操作の支援を行う車両操作支援装置に関する。

車両が進行方向前方にある障害物を回避するために、パワーステアリング装置による操舵のアシストを利用する技術内容が開示されている。例えば、特許文献１には、ドライバのハンドル操舵時の操舵トルクの大きさに応じて補助操舵トルクを算出し、該補助操舵トルクによってドライバのハンドル操舵をアシストするパワーステアリング装置において、自車両の予測進路を算出し、前記予測進路の障害物に対する横ずれ量の時間変化を計測し、該横ずれ量が増大しているとき、ドライバの障害物を回避する意思があると判定し、前記補助操舵トルクを増大させる制御ゲインを設定する旨開示されている。
特許第３５５７９０７号公報（請求項５等）

確かに、パワーステアリング装置によるハンドル操舵のアシストを適切に行うために、ドライバによるハンドル操舵が障害物を回避するためになされているものであることをきちんと判定する必要はある。ただ、障害物の回避は、緊急を要する場合が多いため、回避したいというドライバの意思はパワーステアリング装置によるアシストに直ちに反映させる必要がある。

しかし、特許文献１の技術内容では、ドライバの意思を回避操作支援に直ちに反映させることができない場合が生じる。特許文献１では、前記横ずれ量が増大しているとき、ドライバの障害物を回避する意思があるという判定がなされている。このことは、該横ずれ量が増大していない場合には、ドライバには障害物を回避する意思がないものと判定されることを意味している。従って、例えば、障害物が自車に対して右方向に横ずれ量を持つ位置にあるとする。このとき、図５に示すように、ドライバがこの障害物を回避するためにハンドルを左にきった場合には、右方向への横ずれ量が増大することになるので、障害物を回避したいという意思を判定することができる。しかし、図６に示すように、ハンドルを右にきった場合や、ハンドルを左にきっていた状態から右にきり直した場合には、横ずれ量が減少している、又は、殆ど変化していない状態が生じる。この状態においては、ドライバには障害物を回避する意思がないものと判定し、横ずれ量が増大するまで、ハンドル操舵のアシストが行われないことになる。

そこで、本発明は、上記問題点を鑑みて、ドライバの障害物を回避したいという意思を回避操作支援に反映させることを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、車両が障害物を回避する際のドライバによる回避操作の支援を行う車両操作支援装置において、前記車両の前方の障害物を検知する障害物検知手段と、所定時間毎に、前記検知した障害物を回避するために必要な距離である回避必要距離を算出する回避必要距離算出手段と、ステアリングにアシスト力を付与するアクチュエータと、ステアリングの操舵角を検知する操舵角検知手段と、前記操舵角からステアリングの操舵角速度を算出する操舵角速度算出手段と、所定時間毎に、ドライバのステアリング操作の少なくとも操舵角および操舵角速度に基づいて、下記式から回避操作量を算出し、前記検知した障害物に対するドライバの回避操作を判定する回避操作判定手段と、前記回避必要距離算出手段から算出された回避必要距離及び前記回避操作判定手段による判定結果に基づいて、所定時間毎に、回避操作支援量を算出する回避操作支援量算出手段と、を備え、前記回避操作判定手段は、車速が大きい場合には回避操作判定に用いる操舵角に掛け合わせる係数を車速が小さい場合よりも大きくし、操舵トルク及び車速から設定される目標値に前記回避操作支援量を加算することで定まる値に基づき前記アクチュエータを駆動し、ステアリングにアシスト力を付与することを特徴とする。

ｓｒｔｏ＝δ×α＋ｄδ／ｄｔ×β

ここで、ｓｒｔｏは、回避操作量であり、−１〜＋１までの値をとる。δは操舵角であり、ｄδ／ｄｔは操舵角速度である。また、αは、操舵角に掛け合わせる係数であり、βは、操舵角速度に掛け合わせる係数である。

本発明の構成によれば、自車の前方に障害物があることを検知した場合に、ドライバによるステアリングの操作を以って、障害物を回避したいという意思があると判断するため、ドライバがステアリングを左右どちらにきったとしても回避操作が支援される。

本発明により、ドライバの障害物を回避したいという意思と回避に必要な距離とを回避操作支援の支援量に反映させることができるため、自車と障害物との位置関係が考慮された回避支援を行うことができるとともに、ドライバにとって違和感のない回避操作支援を行うことができる。

以下、本発明の車両操作支援装置を実施するための最良の形態（以下、「実施形態」という。）について説明する。説明の際には、添付した図面を適宜参照する。

１．車両操作支援装置を搭載した自動車の全体構成
図１は、本実施形態の車両操作支援装置を搭載した自動車の全体構成について図示したものである。図１に示すように、本実施形態の車両操作支援装置を搭載した四輪の車両は、エンジンＥの駆動力がトランスミッションＴを介して伝達される駆動輪たる左右の前輪ＷＦＬ・ＷＦＲと、車両の走行に伴って回転する従動輪たる左右の後輪ＷＲＬ・ＷＲＲとを備える。

ドライバにより操作されるブレーキペダル１は、制動装置の一部を構成する電子制御負圧ブースタ２を介してマスタシリンダ３に接続される。電子制御負圧ブースタ２は、ブレーキペダル１の踏力を機械的に倍力してマスタシリンダ３を作動させるとともに、自動制動時にはブレーキペダル１の操作によらずに電子制御ユニットＵからの制動指令信号によりマスタシリンダ３を作動させる。ブレーキペダル１に踏力が入力され、かつ電子制御ユニットＵから制動指令信号が入力された場合、電子制御負圧ブースタ２は両者のうちの何れか大きい方に合わせてブレーキ油圧を出力させる。尚、電子制御負圧ブースタ２の入力ロッドはロストモーション機構を介してブレーキペダル１に接続されており、電子制御負圧ブースタ２が電子制御ユニットＵからの信号により作動して前記入力ロッドが前方に移動しても、ブレーキペダル１は初期位置に留まるようになっている。

マスタシリンダ３の一対の出力ポート（図示せず）は制動装置の一部を構成する油圧制御装置４を介して前輪ＷＦＬ・ＷＦＲおよび後輪ＷＲＬ・ＷＲＲにそれぞれ設けられたブレーキキャリパ５ＦＬ・５ＦＲ・５ＲＬ・５ＲＲに接続される。油圧制御装置４は４個のブレーキキャリパ５ＦＬ・５ＦＲ・５ＲＬ・５ＲＲに対応して４個の圧力調整器（図示せず）を備えており、それぞれの圧力調整器（図示せず）は電子制御ユニットＵに接続されて前輪ＷＦＬ・ＷＦＲおよび後輪ＷＲＬ・ＷＲＲに設けられたブレーキキャリパ５ＦＬ・５ＦＲ・５ＲＬ・５ＲＲの作動を個別に制御する。

従って、車両の旋回時に圧力調整器（図示せず）によって各ブレーキキャリパ５ＦＬ・５ＦＲ・５ＲＬ・５ＲＲに伝達されるブレーキ油圧を独立に制御すれば、左右の車輪の制動力に差を発生させて車両のヨーモーメントを任意に制御し、旋回時の車両挙動を安定させることができる。また制動時に各ブレーキキャリパ５ＦＬ・５ＦＲ・５ＲＬ・５ＲＲに伝達されるブレーキ油圧を独立に制御すれば、車輪のロックを抑制するアンチロックブレーキ制御を行うことができる。

図２は、車両の操舵装置１０の構造を示すもので、ステアリングホイール１１の回転はステアリングシャフト１２、連結軸１３およびピニオン１４を介してラック１５に伝達され、更にラック１５の往復動が左右のタイロッド１６、１６を介して左右の前輪ＷＦＬ・ＷＦＲに伝達される。操舵装置１０に設けられたパワーステアリング装置１７は、ステアリングアクチュエータ１８の出力軸に設けた駆動ギヤ１９と、この駆動ギヤ１９に噛み合う従動ギヤ２０と、この従動ギヤ２０と一体のスクリューシャフト２１と、このスクリューシャフト２１に噛み合うとともに前記ラック１５に連結されたナット２２とを備える。従って、ステアリングアクチュエータ１８を駆動すれば、その駆動力を駆動ギヤ１９、従動ギヤ２０、スクリューシャフト２１、ナット２２、ラック１５および左右のタイロッド１６、１６を介して左右の前輪ＷＦＬ・ＷＦＲに伝達することができる。

電子制御ユニットＵには、車体前方に向けてミリ波等の電磁波を発信し、その反射波に基づいて障害物と自車との相対距離、障害物と自車との相対速度、障害物と自車との相対位置および障害物の大きさを検知するレーダ装置Ｓａと、前輪ＷＦＬ・ＷＦＲおよび後輪ＷＲＬ・ＷＲＲの回転数をそれぞれ検知し、車速Ｖを測定する車輪速センサＳｂと、ステアリングホイール１１の操舵角δを検知する操舵角センサＳｃと、車両のヨーレートγを検知するヨーレートセンサＳｄと、車両の横加速度ＹＧを検知する横加速度センサＳｅと、ブレーキペダル１の操作を検知するブレーキ操作センサＳｆと、ドライバによるステアリングホイール１１の操作により生じる操舵トルクを検知する操舵トルクセンサＳｇとが接続される。尚、ミリ波レーダよりなるレーダ装置Ｓａに代えてレーザレーダや前方監視カメラを採用することができる。

電子制御ユニットＵは、レーダ装置Ｓａからの信号と、各センサＳｂ〜Ｓｇからの信号とに基づいて、電子制御負圧ブースタ２、油圧制御装置４、ステアリングアクチュエータ１８およびブザー、ランプ、チャイム、スピーカ等の警報手段７の作動を制御する。そして、電子制御ユニットＵはこの制御を実行するコンピュータとして、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ(Read Only Memory)などを有して構成されている。ＲＯＭには、この制御に対応する処理ルーチンを実施するプログラムが格納されている。

レーダ装置Ｓａは、障害物と自車との相対速度および相対距離に加えて、障害物の横幅ｗと、自車の中心線に対する障害物の中心の横方向のずれ、つまり横オフセット距離Ｌｙを測定する。

２．電子制御ユニットの構成
図３は、本実施形態の操作支援装置の電子制御ユニットの制御系としての構成をブロック図として図示したものである。電子制御ユニットＵには、回避必要距離算出手段Ｍ１と、実ＴＴＣ算出手段Ｍ２（ＴＴＣ：衝突余裕時間 time to collision ）と、回避ＴＴＣ算出手段Ｍ３と、微分手段Ｍ４と、回避操作判定手段Ｍ５と、回避操作支援量算出手段Ｍ６と、目標電流値設定手段Ｍ７と、加算手段Ｍ８と、加算手段Ｍ９と、ＰＩ制御手段Ｍ１０と、デューティ演算手段Ｍ１１とが備えられている。なお、本発明に関する説明をする関係上、図３において、電子制御ユニットＵに接続されている装置、各センサのうち、ヨーレートセンサＳｄ、横加速度センサＳｅ、ブレーキ操作センサＳｆについては図示することを省略する。

３．車両操作支援装置による作用
次に、上記構成を備えた本実施形態の車両操作支援装置による作用について説明する。その説明の際には、適宜図４を参照する。図４は、衝突回避における回避操作支援量を算出するために、自車と障害物との位置関係について図示したものである。

図４において、自車Ｓの前方に障害物Ｏが存在する場合、ドライバはステアリングホイール１１を右方向または左方向の何れか一方向に操作して障害物Ｏとの衝突を回避しようとする。本実施形態では、障害物Ｏとの衝突を回避するための操作を「回避操作」と、自車Ｓの左方向への回避を「左回避」と、右方向への回避を「右回避」と呼ぶこととする。ドライバの一般的な傾向として、回避操作でステアリングハンドル１１の操作量が不足あるいは過大になりがちである。本実施形態は、前記回避動作をパワーステアリング装置１７の制御によりアシストすることで、障害物Ｏとの衝突回避をスムーズに行わせるものである。

回避必要距離算出手段Ｍ１は、レーダ装置Ｓａで検知した障害物Ｏの横幅ｗと、既知である自車Ｓの横幅Ｗと、所定のマージンａとにより、自車Ｓが障害物Ｏを回避するのに必要な目標回避横移動距離Ａｄｍａｘを、

Ａｄｍａｘ＝（ｗ／２）＋（Ｗ／２）＋ａ・・・式１

により算出する。ちなみに、自車Ｓの中心線上に障害物Ｏの中心がある場合、つまり自車Ｓの真正面に障害物Ｏがある場合、自車Ｓが上記目標回避横移動距離Ａｄｍａｘだけ横方向に移動すれば、マージンａに相当する余裕を残して障害物Ｏの横をすり抜けることができる。図４の「目標位置」は障害物Ｏの中心から左右両側に目標回避横移動距離Ａｄｍａｘだけ移動した位置である。

また、回避必要距離算出手段Ｍ１には、レーダ装置Ｓａで検知した障害物Ｏに関する横オフセットＬｙが入力される。横オフセットＬｙは、自車Ｓの中心線に対する障害物Ｏの中心の横方向のずれを表した距離である。そして、回避必要距離算出手段Ｍ１は式１より算出した目標回避横移動距離Ａｄｍａｘと横オフセットＬｙから回避必要距離を、

回避必要距離＝Ａｄｍａｘ±Ｌｙ・・・式２

として算出する。この回避必要距離は、障害物Ｏと自車Ｓとの位置関係を考慮した場合に障害物Ｏを回避するために必要な距離であり、自車Ｓの位置と目標位置（図４参照）との偏差を示す距離でもある。

図４において、実線で図示した自車Ｓは、前方に存在する障害物Ｏに対して右方向にずれているため、左回避する場合には目標回避横移動距離Ａｄｍａｘに加えて横オフセットＬｙの距離も移動しなければならず、このときの回避必要距離は、Ａｄｍａｘ＋Ｌｙとなる。一方、破線で図示した自車Ｓは、前方に存在する障害物Ｏに対して左方向にずれているため、左回避する場合には目標回避横移動距離Ａｄｍａｘから横オフセットＬｙを差し引いた距離だけ移動すればよく、このときの回避必要距離は、Ａｄｍａｘ−Ｌｙとなる。

なお、自車Ｓが右回避する場合には、回避必要距離が相応に変わる。つまり、実線で図示した自車Ｓについては、回避必要距離をＡｄｍａｘ−Ｌｙとなり、破線で図示した自車Ｓについては、回避必要距離をＡｄｍａｘ＋Ｌｙとなる。回避必要距離算出手段Ｍ１は、ドライバがどちらに回避しても対応できるように、回避必要距離としてＡｄｍａｘ±Ｌｙの２つの値を算出しているものとする。以降、説明を簡単にするため、本実施形態では、障害物Ｏに対し右方向にずれている自車Ｓ（つまり、実線で図示した自車Ｓ）が、左回避する場合について説明することにし、その自車Ｓは目標位置（図４参照）の内側を走行しているものとする。

実ＴＴＣ算出手段Ｍ２は、自車Ｓの前後加速度が０であると見なした上で、レーダ装置Ｓａで検知した障害物Ｏとの相対距離を相対速度で除算することにより、実ＴＴＣを算出する。実ＴＴＣは、自車Ｓが障害物Ｏに衝突するまでの実際の時間に対応する。

回避ＴＴＣ算出手段Ｍ３は、後記する回避操作判定手段Ｍ５においてドライバの回避操作が行われたことを判定する際に使用する閾値である回避ＴＴＣを算出する。その回避ＴＴＣは、車輪速センサＳｂの出力から算出した自車Ｓの車速Ｖに応じて、所定の範囲に設定される。

微分手段Ｍ４は、操舵角センサＳｃで検知したステアリングホイール１１の操舵角δを時間微分することで、操舵角速度ｄδ／ｄｔを算出する。

回避操作判定手段Ｍ５は、操舵角センサＳｃで検知したドライバのステアリングホイール１１の操舵角δと微分手段Ｍ４で算出した操舵角速度ｄδ／ｄｔとに基づいて、ドライバが障害物Ｏを回避するために回避操作を判定する。この判定は実ＴＴＣが回避ＴＴＣ以下になった場合に微小時間ごとに定期的に開始される。

回避操作判定手段Ｍ５による回避操作の判定は、以下の式３から回避操作量ｓｒｔｏ（無次元の値）を求めて、定量的に行われる。

ｓｒｔｏ＝δ×α＋ｄδ／ｄｔ×β・・・式３

α及びβはそれぞれ操舵角δ、操舵角速度ｄδ／ｄｔに掛け合わせることにより、無次元の値に換算するためのパラメータである。また、α及びβは、自車Ｓの性能上、操舵角δ及び操舵角速度ｄδ／ｄｔのとりうる範囲を考慮して、ｓｒｔｏの値を−１〜＋１までの範囲に設定する役割も果たす。

操舵角δはステアリングホイール１１の操舵の方向により、正負の符号をとりえる。ドライバが回避操作を行う場合に、操舵角δはドライバの回避操作の方向を示す値といえる。本実施形態では、ステアリングホイール１１を、左に操舵した場合には操舵角δ＞０とし、右に操舵した場合には操舵角δ＜０とする。

また、一般的に緊急の場合には、ドライバはステアリングホイール１１を素早くきる傾向にあるので、操舵角速度ｄδ／ｄｔは、障害物Ｏを回避したいという意思の強さを示す値といえる。また、緊急の場合には、ドライバはステアリングホイール１１を大きくきる傾向にあるので、操舵角の変化量は障害物Ｏを回避したいという意思の強さを示す値といえる。従って、回避操作量ｓｒｔｏは、ドライバがどの方向にどれだけ回避したいかという意思を示す値といえる。ｓｒｔｏ＞０の場合は、（たとえ、自車Ｓが障害物Ｏに対して右側に位置していたとしても何らかの事情により）ドライバは左回避したいということを意味しており、ｓｒｔｏ＝1のときにその回避の意思が最も強い。また、ｓｒｔｏ＜０の場合は、（たとえ、自車Ｓが障害物Ｏに対して左側に位置していたとしても何らかの事情により）ドライバは右回避したいということを意味しており、ｓｒｔｏ＝−1のときにその回避の意思が最も強い。ｓｒｔｏ＝０の場合は、ドライバは回避操作の意思はないものと判定し、結果的にパワーステアリング装置１７によるアシストは行われない。

そして、回避操作判定手段Ｍ５には、車輪速センサＳｂから車速Ｖの信号が入力される。これにより、自車Ｓの車速Ｖに基づいた回避操作の判定を行うことができる。具体的には、δ×αという値とｄδ／ｄｔ×βという値の重み付けをし、車速Ｖが大きい場合はδ×αという値に対する重み付けが大きくなるように変更する。車速Ｖが大きい場合、ドライバはステアリングホイール１１をあまり大きくきらないように走行するので、δの値が小さくなり、必ずしも回避操作量ｓｒｔｏとして適切な値を示しているとはいえないからである。

回避操作支援量算出手段Ｍ６は、回避必要距離算出手段Ｍ１から算出された回避必要距離Ａｄｍａｘ±Ｌｙ及び回避操作量ｓｒｔｏに基づいて、回避操作支援量Ｌｙｏｆｓを算出する。自車Ｓが左回避を行う場合には回避操作支援量Ｌｙｏｆｓは式４のように求められる。もし、自車Ｓが右回避を行う場合には回避操作支援量Ｌｙｏｆｓは式５のように求められる

Ｌｙｏｆｓ＝（Ａｄｍａｘ＋Ｌｙ）×ｓｒｔｏ（左回避）・・・式４
Ｌｙｏｆｓ＝（Ａｄｍａｘ−Ｌｙ）×ｓｒｔｏ（右回避）・・・式５

回避必要距離Ａｄｍａｘ±Ｌｙはいずれも正の値を示すので、左回避の場合、ｓｒｔｏ＞０であり、式４からＬｙｏｆｓ＞０となる。また、右回避の場合、ｓｒｔｏ＜０であり、式５からＬｙｏｆｓ＜０となる。回避操作支援量Ｌｙｏｆｓはパワーステアリング装置１７による、回避操作に応じたアシスト力を定めるために必要な電流値の指示値として後記する加算手段Ｍ８に出力される。

回避操作支援量算出手段Ｍ６における回避操作支援量Ｌｙｏｆｓの算出は微少時間ごとに定期的に行われる。このとき、ドライバがどの方向に回避操作するかということとは無関係に、式４及び式５の双方を用いて左回避及び右回避における回避操作支援量Ｌｙｏｆｓを算出しておき、ドライバの回避操作があったときに、その回避操作の方向に対応した回避操作支援量Ｌｙｏｆｓを採用するようにすると良い。

また、算出された回避操作支援量Ｌｙｏｆｓは回避必要距離Ａｄｍａｘ±Ｌｙや回避操作量ｓｒｔｏの値に関係なく、上限値及び下限値を設けるようにすると良い。例えば、障害物Ｏの左右両端から目標位置（図４参照）までの距離を１．５ｍとした場合に、回避操作支援量Ｌｙｏｆｓの値の範囲を−２ｍ〜＋２ｍに制限すると良い。このように制限することにより、レーダ装置Ｓａの故障、操舵角センサＳｃの故障等といった異常状態になったとしても、過大な目標値が設定されることなく、回避操作の適切な支援を行うことが可能となる。

目標電流値設定手段Ｍ７は、操舵トルクセンサＳｇにより検知された操舵トルクＴと車輪速センサＳｂにより測定された車速Ｖとから、パワーステアリング装置１７により出力されるアシスト力に相当する目標電流値を設定するための指示値ＩＭ１の信号を生成する。指示値ＩＭ１の信号の生成は、予め実験測定などによって設定されたテーブルを操舵トルクＴと車速Ｖとに基づいて参照することによって行われる。また、目標電流値の設定において、指示値ＩＭ１の信号に対し、ステアリング系が備える粘性を補償するためにダンパ補償演算が行われたり、ステアリング系の慣性による影響を補償するためにイナーシャ補償演算が行われる。

加算手段Ｍ８は、目標電流値設定手段Ｍ７から出力された指示値ＩＭ１に、回避操作支援量算出手段Ｍ６から出力された回避操作支援量Ｌｙｏｆｓを加算する。回避操作支援量Ｌｙｏｆｓが指示値ＩＭ１に加算されることにより、通常のアシスト制御と比べて、ドライバの回避意思を反映させたアシスト制御に相当する電流の指示値ＩＭ２の信号が生成される。

加算手段Ｍ９は、加算手段Ｍ８から出力された指示値ＩＭ２から、後記するアクチュエータ駆動回路２３から出力される電流値Ｉだけ減算することによりフィードバック制御を行う。フィードバック制御により出力された指示値ＩＥはＰＩ制御手段Ｍ１０に入力される。

ＰＩ制御手段Ｍ１０は、指示値ＩＥが減少するように、Ｐ（比例）制御及びＩ（積分）制御を行い、信号Ｊを生成する。
デューティ演算手段Ｍ１１は、ＰＩ制御手段Ｍ１０から出力された信号Ｊの大きさに比例したパルス幅のＯＮ／ＯＦＦ信号［ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号］であるデューティ信号Ｄを生成する。

電子制御ユニットＵのデューティ演算手段Ｍ１１から生成されたデューティ信号Ｄは、操舵装置１０（図２参照）が備えるアクチュエータ駆動回路２３（図２において図示せず）に入力される。アクチュエータ駆動回路２３は、例えば、ＦＥＴブリッジ回路のような複数のスイッチング素子を備え、デューティ信号Ｄを用いて、矩形波電圧を生成し、ステアリングアクチュエータ１８を駆動する。その駆動に必要な電流値Ｉがステアリングアクチュエータ１８に入力され、さらに、フィードバック制御を行うために加算手段Ｍ９にも入力される。

従って、図２の車両の操舵装置１０において、ステアリングアクチュエータ１８を、ドライバの回避操作に対応するように駆動すれば、その駆動力を駆動ギヤ１９、従動ギヤ２０、スクリューシャフト２１、ナット２２、ラック１５および左右のタイロッド１６、１６を介して左右の前輪ＷＦＬ・ＷＦＲに伝達することができる。

４．まとめ
本実施形態の車両操作支援装置を実施することにより、以下の効果を奏する。即ち、自車Ｓの前方に障害物Ｏがあるので回避操作が必要な場合、実ＴＴＣが回避ＴＴＣ以下になった状態でステアリング操作が行われれば、その操作を以って、障害物Ｏを回避したいという意思があると判定することができ、ステアリング操作の仕方により回避操作とは判定されない場合が生じた従来（特許文献１）とは異なり、直ちに回避操作支援を行うことができる。

また、回避必要距離算出手段Ｍ１により回避必要距離が定期的に求められ、回避操作判定手段Ｍ５により所定時間ごとにドライバの回避意思の強さと回避方向を判定するので、ドライバが回避操作としてステアリングホイール１１を左右どちらの方向に操作したとしても、その操作方向に合わせて回避支援を行うことができるとともに、ドライバの意図する回避操作量ｓｒｔｏに適した回避支援を行うことができる。

また、回避操作判定手段Ｍ５がステアリングホイール１１の操舵角δと操舵角速度ｄδ／ｄｔに基づいてドライバの回避操作を判断することにより、操舵角速度の値ｄδ／ｄｔに対し、パラメータβを大きくして重みをおくことでドライバの回避意思が早く反映されるように設定したり、操舵角の値に対し、パラメータαを大きくして重みをおくことで回避方向が早く反映されるように設定することができる。特に、回避方向の設定においては、車速Ｖに応じた重み付けを行い、ドライバの走行状況を踏まえた適切な回避支援支援量Ｌｙｏｆｓの設定を行うことができる。

また、回避必要距離Ａｄｍａｘ±Ｌｙを目標位置（図４参照）と自車Ｓの位置との横方向の偏差で演算することにより、自車Ｓが目標位置に近付くにつれて回避操作支援量算出手段Ｍ６が回避操作支援量Ｌｙｏｆｓを漸減させるように設定することができるので、回避操作を安定させることができる。

図４の実線で示した自車Ｓが左回避する場合、特許文献１では、横オフセットＬｙ（特許文献１の「横ずれ量」に相当。）がなくなるまでは、横ずれ量が増大するわけではないので回避支援されないが、本発明の車両操作支援装置ではそのような状況であっても回避支援される。特に、回避の始まり部分であっても支援される点において有益である。例えば、図４の障害物Ｏの右横に人がいる場合、実線で示した自車Ｓは右回避することは当然できず、たとえ、横オフセットＬｙだけ余計に移動しなければならないとしても左回避せざるを得ない。このような状況において、回避の始まり部分では、特許文献１によれば横オフセットＬｙ（横ずれ量）が減少するので回避支援されない。一方、本発明よれば回避操作として左にステアリングホイール１１を切り始めた時点から回避支援を行うことができるので有益である。

なお、上述した形態は、本発明を実施するための最良のものであるが、かかる形態に限定する趣旨ではない。従って、本発明の要旨を変更しない範囲内において、その実施形式を種々変形することが可能である。

本実施形態の車両操作支援装置を搭載した自動車の全体構成について図示したものである。 車両の操舵装置１０の構造を図示したものである。 本実施形態の操作支援装置の電子制御ユニットの制御系としての構成をブロック図として図示したものである。 衝突回避における回避操作支援量を算出するために、自車と障害物との位置関係について図示したものである。 従来技術による回避操作支援において、自車と障害物との位置関係について図示したものである。 従来技術による回避操作支援において、自車と障害物との位置関係について図示したものである。

符号の説明

Ｕ 電子制御ユニット
Ｍ１ 回避必要距離算出手段
Ｍ２ 実ＴＴＣ算出手段
Ｍ３ 回避ＴＴＣ算出手段
Ｍ４ 微分手段
Ｍ５ 回避操作判定手段
Ｍ６ 回避操作支援量算出手段
Ｍ７ 目標電流値設定手段
Ｍ８ 加算手段
Ｍ９ 加算手段
Ｍ１０ ＰＩ制御手段
Ｍ１１ デューティ演算手段
Ｓａ レーダ装置
Ｓｂ 車輪速センサ
Ｓｃ 操舵角センサ
Ｓｇ 操舵トルクセンサ

Claims (2)

1. 車両が障害物を回避する際のドライバによる回避操作の支援を行う車両操作支援装置において、
   前記車両の前方の障害物を検知する障害物検知手段と、
   所定時間毎に、前記検知した障害物を回避するために必要な距離である回避必要距離を算出する回避必要距離算出手段と、
   ステアリングにアシスト力を付与するアクチュエータと、
   ステアリングの操舵角を検知する操舵角検知手段と、
   前記操舵角からステアリングの操舵角速度を算出する操舵角速度算出手段と、
   所定時間毎に、ドライバのステアリング操作の少なくとも操舵角および操舵角速度に基づいて、下記式から回避操作量を算出し、前記検知した障害物に対するドライバの回避操作を判定する回避操作判定手段と、
   前記回避必要距離算出手段から算出された回避必要距離及び前記回避操作判定手段による判定結果に基づいて、所定時間毎に、回避操作支援量を算出する回避操作支援量算出手段と、を備え、
   前記回避操作判定手段は、車速が大きい場合には回避操作判定に用いる操舵角に掛け合わせる係数を車速が小さい場合よりも大きくし、
   操舵トルク及び車速から設定される目標値に前記回避操作支援量を加算することで定まる値に基づき前記アクチュエータを駆動し、ステアリングにアシスト力を付与する
   ことを特徴とする車両操作支援装置。
   
   ｓｒｔｏ＝δ×α＋ｄδ／ｄｔ×β
   
   ここで、ｓｒｔｏは、回避操作量であり、−１〜＋１までの値をとる。δは操舵角であり、ｄδ／ｄｔは操舵角速度である。また、αは、操舵角に掛け合わせる係数であり、βは、操舵角速度に掛け合わせる係数である。
2. 前記障害物検知手段は、前記車両の前方の障害物を検知することにより、前記検知した障害物の横方向の幅及び前記検知した障害物と前記車両との横方向のオフセット距離を測定し、
   前記回避必要距離算出手段は、前記検知した障害物の横方向の幅及び前記車両の横方向の幅に基づいて目標回避横移動距離を算出し、前記目標回避横移動距離及び前記オフセット距離に基づいて、ドライバの回避操作の方向に応じた前記回避必要距離を算出し、
   前記回避操作判定手段は、前記操舵角及び前記操舵角速度に基づいて回避操作量を算出し、前記回避操作量から、ドライバの回避操作を判定し、
   前記回避操作支援量算出手段は、前記回避必要距離及び前記回避操作量に基づいて前記回避操作支援量を算出することを特徴とする請求項１に記載の車両操作支援装置。

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