JP6808992B2 - 走行支援装置 - Google Patents

Description

本開示は、車両の走行路からの逸脱を回避する技術に関する。

車両が走行している走行路から逸脱すると予測される場合、操舵制御と制動制御との少なくとも一方を実行して走行路からの逸脱を回避する技術が知られている。
例えば、特許文献１に記載の技術では、走行路からの逸脱を回避する逸脱回避制御を実行するときに、操舵制御と制動制御との分担比を設定し、分担比に応じて操舵制御と制動制御とを実行する。

特開２００８−０９４１１１号公報

特許文献１に記載の技術では、逸脱回避制御において、分担比に応じて操舵制御と制動制御とが同時に実行される。操舵制御と制動制御とが同時に実行されると、操舵制御により発生する横加速度と、制動制御により発生し減速する方向に働く加速度である減速度とは、合成加速度として車両に加わる。

このように、操舵制御と制動制御とが同時に実行されると、制動制御により発生する減速度のために、逸脱を回避するために必要な大きさの横加速度を発生できないことがある。その結果、適切な逸脱回避制御を実行できないことがある。

本開示の一側面は、走行路からの逸脱を回避する適切な逸脱回避制御を実行する技術を提供することにある。

本開示の一態様は、走行路認識部（２２、Ｓ４００、Ｓ４７０）と、走行状態取得部（２６、Ｓ４０４、Ｓ４７４）と、逸脱判定部（２８、Ｓ４０６、Ｓ４７６）と、方式決定部（３０、Ｓ４０８〜Ｓ４１６、Ｓ４８２〜Ｓ４９０）と、走行制御部（３４、Ｓ４２２〜Ｓ４２８、Ｓ４３２〜Ｓ４３８、Ｓ４４２〜Ｓ４５４、Ｓ４６０〜Ｓ４６４、Ｓ４７８、Ｓ４９２〜Ｓ４９６）とを備えている。

走行路認識部は車両（１００）が走行する走行路（２００）を認識する。走行状態取得部は車両の走行状態を取得する。逸脱判定部は、走行路認識部が認識する走行路の認識結果と走行状態取得部が取得する走行状態とに基づいて、走行路から車両が逸脱するか否かを判定する。

方式決定部は、車両が走行路から逸脱すると逸脱判定部が判定すると、車両が走行路から逸脱することを回避する逸脱回避制御の回避方式として、車両に対する操舵制御または制動制御のいずれかを実行する方式、または操舵制御と制動制御との両方を実行する方式、または操舵制御または制動制御のいずれかを実行する期間と操舵制御と制動制御との両方を実行する期間とを設定する方式のいずれを実行するかを、認識結果と走行状態とに基づいて決定する。

走行制御部は、方式決定部が決定する回避方式に応じて逸脱回避制御を実行するときの操舵制御の操舵量と制動制御の制動量とを認識結果と走行状態とに基づいて設定する。
この構成によれば、逸脱回避制御の回避方式として、操舵制御または制動制御のいずれかを実行する方式、または操舵制御と制動制御との両方を実行する方式、または操舵制御または制動制御のいずれかを実行する期間と操舵制御と制動制御との両方を実行する期間とを設定する方式のいずれを実行するかを、車両が走行する走行路の認識結果と車両の走行状態とに基づいて適切に決定できる。

したがって、逸脱を回避するために大きい横加速度が必要な場合には操舵制御をまず実行し、途中で操舵制御に加えて制動制御を実行する回避方式を、走行路の認識結果と車両の走行状態とに基づいて適切に決定できる。これにより、走行路の認識結果と車両の走行状態とに基づいて適切な逸脱回避制御を実行できる。

尚、この欄および特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

第１実施形態による走行支援装置を示すブロック図。 逸脱回避処理を示すフローチャート。 逸脱回避処理を示すフローチャート。 回避方式毎の逸脱回避処理を示すタイムチャート。 逸脱回避時の車両の走行を示す説明図。 横加速度と前後加速度との合成加速度を示す説明図。 車両の逸脱を示す説明図。 逸脱速度と逸脱角度と横加速度と回避方式との関係を示す特性図。 第２実施形態による逸脱回避処理を示すフローチャート。 逸脱回避中の車両位置を算出するブロック図。 評価関数値から最適な回避方式と減速度とを算出するブロック図。 最大逸脱量と逸脱面積とを示す説明図。

以下、本開示の実施形態を図に基づいて説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
図１に示すように、第１実施形態の車載の走行支援システム２は、走行路検出センサ１０と、路面状態検出センサ１２と、走行状態検出センサ１４と、ドライバ状態検出センサ１６と、走行支援装置２０と、パワートレインシステム４０と、ブレーキシステム４２と、ステアリングシステム４４とを備えている。

走行路検出センサ１０は、車両が走行する走行路を検出するためのセンサである。走行路検出センサ１０として、例えばカメラ、ＬＩＤＡＲ等が使用される。
カメラは、車両の前方側と後方側とにそれぞれ取り付けられており、車両の周囲を撮像した画像データを走行支援装置２０に出力する。カメラが撮像する画像データから、例えば走行路を区画する白線上の各点の座標を算出し、各点の座標から走行路の形状として走行路の曲率を取得できる。

ＬＩＤＡＲは、例えば車両の前方側と後方側とにそれぞれ取り付けられており、送信したレーザ光の反射波の強度を、走行支援装置２０に出力する。レーザ光の反射波の強度から、走行路面におけるアスファルト部分と白線部分とをそれぞれ検出できる。そして、白線上の各点の座標を算出し、各点の座標から走行路の形状として走行路の曲率を取得できる。

また、ＬＩＤＡＲは、車両の周囲の他車両および歩行者等の物体に反射された反射波を受信するまでの時間に基づいて、物体までの距離を算出する。さらに、反射波の受信方向により車両に対する物体の方位、すなわち角度が定まる。ＬＩＤＡＲは、検出した物体までの距離と物体の方位とを走行支援装置２０に出力する。

尚、レーザ光を照射するＬＩＤＡＲに代えて、ミリ波レーダ等の電波を照射するレーダを使用してもよい。ミリ波レーダを使用する場合、白線と、白線周囲の縁石等の物体との誤検出を避けるため、カメラが撮像する画像データと合わせて白線を検出することが望ましい。

路面状態検出センサ１２は、走行路の路面状態として走行路の摩擦係数を検出するセンサである。路面状態検出センサ１２として、例えばタイヤに取り付けられた歪みセンサまたはカメラが使用される。

歪みセンサは、走行路面との摩擦によりタイヤに生じる歪みを検出する。走行支援装置２０は、歪みセンサから取得するタイヤの歪みに基づいて、歪みが大きいほど摩擦係数が大きいと推定できる。また、走行支援装置２０は、カメラから取得する画像データに基づいて降雨、降雪を検出し、走行路面の摩擦係数を推定できる。

走行状態検出センサ１４は、車両の走行状態として、車速、前後左右の加速度、ヨーレート、車両の現在位置等を検出し、検出した走行状態を走行支援装置２０に出力する。走行状態検出センサ１４として、車速センサ、加速度センサ、ヨーレートセンサ等が使用される。

ドライバ状態検出センサ１６は、ドライバの運転状態を検出し、検出した運転状態を走行支援装置２０に出力する。ドライバ状態検出センサ１６として、ドライバの表情を撮像するカメラ、ハンドルに設置された把持センサ等が使用される。

走行支援装置２０は、ドライバの表情を撮像するカメラの画像データから、ドライバの表情を解析し、ドライバが覚醒しているか否か、つまりドライバが運転できる状態であるか否かを判定できる。

把持センサは、例えばハンドル内に設置された圧力センサである。走行支援装置２０は、把持センサが検出する圧力に基づいて、ドライバがハンドルを把持しているか否か、つまりドライバが運転できる状態であるか否かを判定できる。

走行支援装置２０は、ＣＰＵと、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリを備えるマイクロコンピュータを搭載している。尚、走行支援装置２０を構成するマイクロコンピュータの数は一つでも複数でもよい。

走行支援装置２０の各機能は、ＣＰＵがＲＯＭまたはフラッシュメモリ等の非遷移的実体的記録媒体に記憶されているプログラムを実行することにより実現される。このプログラムが実行されることにより、プログラムに対応する方法が実行される。

走行支援装置２０は、ＣＰＵがプログラムを実行することで実現される機能の構成として、走行路認識部２２と、路面状態取得部２４と、走行状態取得部２６と、逸脱判定部２８と、方式決定部３０と、経路設定部３２と、走行制御部３４とを備えている。走行支援装置２０の機能を実現する上記の各部の説明は後述する。

走行支援装置２０を構成するこれらの要素を実現する手法は、ソフトウェアに限るものではなく、その一部または全部の要素を、論理回路やアナログ回路等を組み合わせたハードウェアを用いて実現してもよい。

パワートレインシステム４０は、走行支援装置２０から指示される駆動出力にしたがって、駆動源として内燃機関を搭載している場合にはスロットル装置の開度および燃料噴射量を制御し、駆動源としてモータを搭載している場合にはモータへの供給電力を制御する。

ブレーキシステム４２は、走行支援装置２０から指示される制動量にしたがって、油圧式ブレーキの液圧回路に設けられたアクチュエータを制御する。車両が駆動源としてモータを搭載している場合には、ブレーキシステム４２は、走行制御部３４から指示される制動量にしたがって、モータへの供給電力を制御して回生ブレーキによる制動力を生成してもよい。

ステアリングシステム４４は、走行支援装置２０から指示される操舵量にしたがってステアリングハンドルを駆動し、車両を操舵する。
［１−２．処理］
以下、走行支援装置２０が実行する逸脱回避処理を、図２のフローチャートに基づいて説明する。図２のフローチャートは所定時間間隔で常時実行される。

Ｓ４００において走行路認識部２２は、走行路検出センサ１０から、車両が走行する走行路の検出結果として、車両を座標軸の原点とする走行路の境界の座標を取得する。走行路の境界は、走行路を区画する白線の場合もあるし、舗装道路と舗装されていない路肩との境界の場合もある。

走行路認識部２２は、例えば白線の座標から白線を近似する関数を決定し、白線を近似する関数から走行路の形状として曲率を算出する。また、走行路認識部２２は、白線を近似する関数に基づいて車両に対する白線の位置を認識する。走行路認識部２２は、走行路の曲率と車両に対する白線の位置とを走行路の認識結果として出力する。白線を近似する関数として、例えば３次関数が使用される。

Ｓ４０２において路面状態取得部２４は、タイヤに設置した歪みセンサの出力または車両の周囲を撮像するカメラの画像データの解析結果に基づいて、走行路の路面状態として摩擦係数を取得する。

Ｓ４０４において走行状態取得部２６は、走行状態検出センサ１４から、車両の走行状態として、車速、前後左右の加速度、ヨーレート等を取得する。
Ｓ４０６において逸脱判定部２８は、走行路認識部２２による走行路の認識結果と、走行状態取得部２６が取得する車両の走行状態とに基づいて、車両が走行路から逸脱するか否かを判定する。

車両が走行路から逸脱するか否かの判定は、以下の（１）または（２）の条件のいずれかを設定しておき、その条件が成立するか否かに基づいて行う。
（１）図５において、車両１００の一部が走行路２００を区画する白線２０２、２０４を越える。

（２）図５において、車両１００の一部が回避開始線２１０を越える。
条件（１）の判定は、例えばカメラが撮像する画像データから取得する白線２０２、２０４と車両１００との位置関係に基づいて行う。条件（２）の判定も、例えばカメラが撮像する画像データに設定する回避開始線２１０と車両１００との位置関係に基づいて行う。

回避開始線２１０は、車両が走行路から逸脱する逸脱速度が速いほど、白線２０２、２０４の曲率が示す走行路２００の曲率が大きいほど、車両が逸脱する側の白線２０２、２０４から内側に離れる距離ｄは大きく設定される。逸脱速度は、車速でもよいし、車両と白線との距離の微分でもよい。

尚、車両１００の走行状態として走行方向を走行状態検出センサ１４の一つであるヨーレートセンサから取得し、車両の走行方向と白線２０２、２０４の位置とに基づいて、車両１００が走行路２００から逸脱するか否かを判定してもよい。

Ｓ４０６の判定がＮｏであり、車両１００が走行路２００から逸脱しない場合、本処理は終了する。
Ｓ４０６の判定がＹｅｓであり、車両１００が走行路２００から逸脱する場合、Ｓ４０８において方式決定部３０は、図４に示すように、逸脱フラグをオンに設定し、車両が走行路から逸脱することを回避するための回避方式を決定する。

ここで、逸脱を回避するために操舵制御と制動制御とを実行する場合、車両には、操舵制御による横加速度と、制動制御による減速度とが加わる。図６において、前後加速度の上方向が前方への加速度を表し、前後加速度の下方向が後方への減速度を表している。また、横加速度の右方向が右方向への加速度を表し、左方向が左方向への加速度を表している。車両には、前後方向への加速度と横方向への加速度とを合成した合成加速度が加わる。

この合成加速度が車両に加わって、車両が回避走行をできる車両の重心における限界の加速度を、図６では仮に１Ｇとしている。Ｇは重力加速度を表している。例えば、操舵制御による右方向への横加速度が０．６Ｇ、制動制御による後方への減速度が０．８Ｇの場合、合成加速度は限界加速度の１Ｇになる。

限界加速度は走行路面の摩擦係数が大きいほど大きくなり、摩擦係数が小さいほど小さくなる。走行路面の摩擦係数は、走行路面が雨等で濡れている方が、走行路面が乾いているよりも小さくなる。さらに、走行路面の摩擦係数は、走行路面が濡れているよりも雪が積もっている方が小さくなる。

また、図７に示すように、車両１００が走行路２００から逸脱する場合、車両１００が走行路２００から逸脱する逸脱角度が大きく、車両１００が走行路２００から逸脱する逸脱速度が速いほど、逸脱を回避するために必要な横加速度は大きくなる。逸脱角度は、逸脱側の白線２０２の接線と車両１００の走行方向に沿った直線とが形成する角度である。

前後加速度と横加速度とを合成した合成加速度は限界加速度を越えることはできない。したがって、限界加速度が１Ｇの場合、逸脱回避のために０．７Ｇの横加速度が必要であっても、制動制御により最大減速度として０．８Ｇが発生すると、０．６Ｇの横加速度しか発生できない。この場合、適切な逸脱回避制御を実行できない。

そこで、図８に示すように、本実施形態では、逸脱速度と逸脱角度と逸脱回避に必要な横加速度と回避方式との関係を示すマップに基づいて、逸脱を回避する回避方式を決定する。図８に記載されている０．２Ｇ、０．６Ｇ、１Ｇは、路面がドライ状態の場合に逸脱回避に必要な横加速度の一例を表している。

以下の回避方式１〜５のうち、回避方式１〜４は、逸脱角度が所定角度以下、かつ逸脱速度が所定速度以上の場合に選択される。
（１）回避方式１
逸脱回避に必要な横加速度が０．２Ｇ以下の場合、横加速度により車両の搭乗者に加わる力は搭乗者に不安感を与えない範囲なので、制動制御を実行せず操舵制御だけで逸脱回避制御を実行する。

（２）回避方式２
逸脱回避に必要な横加速度が０．６Ｇ以下であれば、制動制御により最大減速度の０．８Ｇが発生しても、逸脱回避に必要な横加速度を発生することができる。そこで、逸脱回避に必要な横加速度が０．２Ｇより大きく０．６Ｇ以下の場合、逸脱回避制御として操舵制御と制動制御とを同時に実行する。

（３）回避方式３
制動制御により最大減速度の０．８Ｇが発生すると、０．６Ｇよりも大きい横加速度は発生しない。そこで、逸脱回避に必要な横加速度が０．６Ｇより大きく１Ｇ以下の場合、まず制動制御を実行せず、操舵制御だけを実行する。これにより、逸脱回避制御を開始するときに、０．６Ｇより大きく１Ｇ以下の横加速度を発生することができる。

そして、例えば、操舵制御を続けて逸脱回避に必要な横加速度が０．６Ｇ以下になると、逸脱回避制御の途中で操舵制御に加えて制動制御を実行する。
（４）回避方式４
逸脱回避に必要な横加速度が１Ｇ以上より大きくても、限界加速度である１Ｇより大きい横加速度を発生することはできない。この場合、操舵制御を実行せず、制動制御だけを実行する。そして、制動制御により車両を極力速やかに停車させる。

（５）回避方式５
逸脱角度が所定角度を越えているか、あるいは逸脱速度が所定速度未満の場合、逸脱を回避するための操舵制御と制動制御とを実行しない。

尚、Ｓ４０２で取得する摩擦係数が小さいほど、上記回避方式１〜５の境界を規定する横加速度は小さくなる。
Ｓ４１０の判定がＹｅｓであり、Ｓ４０８で決定した回避方式が回避方式１の場合、図３のＳ４２０において経路設定部３２は、車両が逸脱を回避するときの目標経路を設定する。

図５に示すように、目標経路２２０は、車両１００の現在位置と走行路２００内に設定した逸脱回避走行の目標地点２３０とをスプライン曲線や５次曲線を用いて滑らかにつなぐことにより得られる。目標地点２３０は、例えば、車両１００の現在位置から所定距離、走行路２００に沿って離れた走行路２００の中心に設定される。

尚、逸脱回避制御において、目標経路と車両の位置との差分に基づいて操舵量として操舵角を設定するのではなく、操舵量として操舵トルクを設定する場合、Ｓ４２０、ならびに後述するＳ４３０、Ｓ４４０において目標経路を設定する処理は省略される。

Ｓ４２２において走行制御部３４は、図４に示すように操舵フラグをオンに設定し、車両が逸脱を回避するための操舵量を算出する。走行制御部３４は、Ｓ４２２と、後述するＳ４３２、Ｓ４４２において、操舵量は以下のようにして算出して設定する。

（１）目標経路に基づく操舵角制御の場合
目標経路と目標経路に対する車両の数ｍ前方の予測位置との距離がゼロになるように、ＰＩＤ制御または最適レギュレータ制御等により操舵量として操舵角を算出する。目標経路に対する車両の数ｍ前方の予測位置は、目標経路に対する車両の現在位置と車両の現在の車速と車両の走行方向とに基づいて予測される。逸脱回避制御が終了し逸脱フラグがオフなると、積分項を０に初期化する。

（２）操舵トルク制御の場合
次式（１）に示すように、白線と白線に対する車両の数ｍ前方の予測位置との距離ΔＬと、車速に応じて予め設定されたゲインＫｖとの乗算により、操舵量として操舵トルクＴを算出する。白線に対する車両の数ｍ前方の予測位置は、白線に対する車両の現在位置と車両の現在の車速と車両の走行方向とに基づいて予測される。

Ｔ＝Ｋｖ×ΔＬ ・・・（１）
Ｓ４２４において走行制御部３４は、Ｓ４２２で走行制御部３４が算出した操舵量で車両の操舵を制御する。Ｓ４２６において走行制御部３４は、逸脱回避制御の終了条件が成立しているか否かを判定する。この判定は、以下の（１）〜（４）のいずれかの条件が成立しているか否かに基づいて行われる。

（１）逸脱回避制御を開始してから所定時間が経過した。
（２）車両が走行路内に戻った。
（３）車両の横加速度とヨーレートとがそれぞれ所定値以下になり、車両の走行が安定した。

（４）車速が所定速度以下に低下した。このときの所定速度は、走行路の半径が小さいほど遅い速度に設定される。
Ｓ４２６の判定がＮｏであり、逸脱回避制御の終了条件が成立していない場合、処理はＳ４２２に戻って逸脱回避制御が継続して行われる。Ｓ４２６の判定がＹｅｓであり、逸脱回避制御の終了条件が成立すると、Ｓ４２８において走行制御部３４は、操舵フラグをオフにして操舵制御を終了する。さらに、走行制御部３４は、回避終了フラグをオンにし、逸脱フラグをオフにして逸脱回避制御を終了する。

Ｓ４１２の判定がＹｅｓであり、Ｓ４０８で決定した回避方式が回避方式２の場合、図３のＳ４３０において経路設定部３２は、操舵トルクにより操舵量を設定しないのであれば、逸脱を回避するための目標経路を設定する。

Ｓ４３２において走行制御部３４は、図４に示すように操舵フラグと制動フラグとをオンに設定し、Ｓ４２２で説明した方法で操舵量を設定する。
Ｓ４３４において走行制御部３４は、逸脱回避制御として、操舵制御と制動制御とを合わせて実行する。走行制御部３４は、Ｓ４３２で設定された操舵量に基づいて操舵制御を実行する。制動制御を実行するときの制動量は、回避方式２で予め設定されている減速度となるように設定される。

後述するＳ４５０、Ｓ４６０においても走行制御部３４は、回避方式３、４のそれぞれで予め設定されている減速度となるように制動量を設定し、制動制御を実行する。尚、Ｓ４０２で取得する摩擦係数が小さいほど、回避方式２、３、４のそれぞれで設定される減速度も小さくなる。

また、走行路が上り坂であれば回避方式２、３、４のそれぞれで設定される減速度を大きくし、走行路が下り坂であれば回避方式２、３、４のそれぞれで設定される減速度を小さくしてもよい。走行路の勾配は、例えば、走行路認識部２２が衛星測位装置から車両の現在位置を取得し、車両の現在位置と地図ＤＢの地図データとから取得して認識する。

Ｓ４３６において走行制御部３４は、逸脱回避制御の終了条件が成立しているか否かを判定する。この判定は、Ｓ４２６の判定において逸脱回避制御の終了条件として述べた（１）〜（４）の条件に、さらに以下の条件（５）を加え、（１）〜（５）のいずれかの条件が成立しているか否かに基づいて行われる。

（５）ドライバが運転できない状態の場合に車両が停車したとき。ドライバが運転できない状態とは、例えば、把持センサの出力に基づき、ドライバがハンドルを把持していないか、あるいは、室内カメラが撮像する画像データから、ドライバが眠っているか気絶しているか等、覚醒していない場合である。Ｓ４３４で実行される制動制御により、ドライバが運転できない状態であっても、車両は停車する。

Ｓ４３６の判定がＮｏであれば、処理はＳ４３２に戻って逸脱回避制御が継続して行われる。Ｓ４３６の判定がＹｅｓであり、逸脱回避制御の終了条件が成立すると、Ｓ４３８において走行制御部３４は、操舵フラグと制動フラグとをオフにして操舵制御と制動制御とを終了する。さらに、走行制御部３４は、回避終了フラグをオンにし、逸脱フラグをオフにして逸脱回避制御を終了する。

Ｓ４１４の判定がＹｅｓであり、Ｓ４０８で決定した回避方式が回避方式３の場合、図３のＳ４４０において経路設定部３２、操舵トルクにより操舵量を設定しないのであれば、逸脱を回避するための目標経路を設定する。Ｓ４４２において走行制御部３４は、図４に示すように操舵フラグをオンに設定して操舵量を設定する。操舵量は、Ｓ４２２で説明した方法で設定される。

Ｓ４４４において走行制御部３４は、Ｓ４４２で設定された操舵量に基づいて、車両の操舵を制御する。Ｓ４４６において走行制御部３４は、操舵制御に加え制動制御を開始するタイミングになったか否かを判定する。

Ｓ４４６の判定は、以下の（１）〜（３）のいずれかの条件が成立するか否かに基づいて行う。（１）〜（３）のいずれの条件も、逸脱制御の開始時よりも逸脱回避制御に必要な横加速度が低下したことを表している。

（１）逸脱回避制御を開始してから所定時間が経過する。
（２）車両の走行方向が走行路に戻る方向になる。
（３）逸脱回避制御に必要な横加速度が低下し、制動制御を実行しても限界加速度以下になる。

Ｓ４４６の判定がＮｏであり、まだ制動制御の開始タイミングになっていない場合、処理はＳ４４２に戻り、操舵制御による逸脱回避制御が継続して実行される。
Ｓ４４６の判定がＹｅｓであり、制動制御の開始タイミングになった場合、Ｓ４４８において走行制御部３４は、制動フラグをオンに設定する。さらに、Ｓ４４８において走行制御部３４は、Ｓ４２２で説明した方法で操舵量を設定する。

Ｓ４５０において走行制御部３４は、Ｓ４４８で設定された操舵量に基づいて操舵制御を実行する。さらに、Ｓ４５０において走行制御部３４は、回避方式３に対応して設定されている減速度となるように制動量を設定し、制動制御を実行する。

Ｓ４５２において走行制御部３４は、逸脱回避制御の終了条件としてＳ４３６で説明した（１）〜（５）のいずれかの条件が成立しているか否かを判定する。尚、Ｓ４５２の判定では、Ｓ４３６で説明した条件（５）についての記載においてＳ４３４をＳ４５０と読み替える。

Ｓ４５２の判定がＹｅｓであり、逸脱回避制御の終了条件が成立すると、Ｓ４５４において走行制御部３４は、操舵フラグと制動フラグとをオフにして操舵制御と制動制御とを終了する。さらに、走行制御部３４は、回避終了フラグをオンにし、逸脱フラグをオフにして逸脱回避制御を終了する。

Ｓ４１６の判定がＹｅｓであり、Ｓ４０８で決定した回避方式が回避方式４の場合、Ｓ４６０において走行制御部３４は、図４に示すように制動フラグをオンに設定し、回避方式４に対応して設定されている減速度となるように制動量を設定し、制動制御を実行する。

Ｓ４６２の判定がＹｅｓになり、車両が停車すると、Ｓ４６４において走行制御部３４は、制動フラグをオフにして制動制御を終了する。さらに、走行制御部３４は、回避終了フラグをオンにし、逸脱フラグをオフにして逸脱回避制御を終了する。

Ｓ４１６の判定がＮｏであり、Ｓ４０８で決定した回避方式が回避方式５の場合、走行支援装置２０は、逸脱回避制御を実行せず、本処理を終了する。
［１−３．効果］
以上説明した第１実施形態によると、以下の効果を得ることができる。

（１）逸脱回避制御の回避方式として、操舵制御または制動制御のいずれかを実行する回避方式１、４、または操舵制御と制動制御との両方を実行する回避方式２、または操舵制御または制動制御のいずれかを実行する期間と操舵制御と制動制御との両方を実行する期間とを設定する回避方式３のいずれを実行するかを、車両１００が走行する走行路２００の認識結果と車両１００の走行状態とに基づいて適切に決定できる。

例えば、逸脱回避制御として回避方式３のように、まず操舵制御だけを実行することにより、操舵制御と制動制御とを同時に実行して横加速度の大きさが制限される場合に比べ、逸脱回避のために必要な大きさの横加速度を発生できる。

（２）逸脱速度と逸脱角度と逸脱回避に必要な横加速度と回避方式との関係がマップで示されているので、逸脱速度と逸脱角度と逸脱回避に必要な横加速度とから回避方式をマップから容易に決定できる。

以上説明した第１実施形態において、Ｓ４００が走行路認識部としての処理に対応し、Ｓ４０２が路面状態取得部としての処理に対応し、Ｓ４０４が走行状態取得部としての処理に対応し、Ｓ４０６が逸脱判定部としての処理に対応し、Ｓ４０８〜Ｓ４１６が方式決定部としての処理に対応し、Ｓ４２０、Ｓ４３０、Ｓ４４０が経路設定部としての処理に対応し、Ｓ４２２〜Ｓ４２８、Ｓ４３２〜Ｓ４３８、Ｓ４４２〜Ｓ４５４、Ｓ４６０〜Ｓ４６４が走行制御部としての処理に対応する。

［２．第２実施形態］
［２−１．第１実施形態との相違点］
第１実施形態では、逸脱速度と逸脱角度に基づいて図８に示すマップから回避方式を決定した。これに対し、第２実施形態では、逸脱回避制御において異なる減速度で車両を制動制御するときに車両が走行路から逸脱する程度に基づいて回避方式を決定する点が、第１実施形態と異なる。走行路から逸脱する程度を表す最大逸脱量と逸脱面積とについては後述する。

尚、回避方式の決定方法が第１実施形態と異なる以外、第２実施形態の走行支援システムの構成は、第１実施形態の走行支援システム２の構成と同一であるので、同一構成部分に同一符号を付している。したがって、同一符号については先行する説明を参照する。

［２−２．処理］
図９の逸脱回避処理は所定時間間隔で実行される。図９のＳ４７０〜Ｓ４７６は、第１実施形態の図２のＳ４００〜Ｓ４０６と実質的に同一処理なので説明を書略する。

Ｓ４７８の判定がＹｅｓであり、逸脱角度と逸脱速度とが第１実施形態の回避方式５を決定する条件を満たす場合、走行制御部３４は本処理を終了する。この場合、逸脱回避制御は実行されない。

Ｓ４７８の判定がＮｏであり、逸脱角度と逸脱速度とが回避方式５を決定する条件を満たさない場合、Ｓ４８０において経路設定部３２は、第１実施形態の図３のＳ４２０、Ｓ４３０、Ｓ４４０と同様に、走行路からの逸脱を回避する目標経路を設定する。

Ｓ４８２において方式決定部３０は、逸脱回避制御において車両の減速度を変化させた場合の走行軌跡を算出するために、例えば０Ｇ〜０．８Ｇの間で０．２Ｇ毎に減速度を変化させるパターンを設定する。減速度を変化させるパターンは、Ｓ４７２で取得する走行路の摩擦係数に応じて変化させてもよい。例えば、摩擦係数が小さくなるほど減速度の最大値を小さくし、減速度を変化させる間隔を小さくする。

Ｓ４８４において方式決定部３０は、Ｓ４８２で設定した減速度毎に、車両の走行軌跡を算出する。具体的には、Ｓ４８０で設定した目標経路に追従するように、図１０に示す走行モデルから出力される車両位置をフィードバックして操舵量を算出する。車両の走行モデルでは、算出された操舵量と、Ｓ４８２で設定された減速度とを入力として車両の位置を算出する。

方式決定部３０は、車両位置を所定期間算出することで、Ｓ４８２で設定された減速度毎に、対応する車両位置の変化である走行軌跡を算出する。
Ｓ４８６において方式決定部３０は、図１１に示すように、Ｓ４８２で設定されたパターンで減速度を変化させて算出したｎ個の走行軌跡Ｌ１〜Ｌｎのそれぞれについて、逸脱側の白線２０２からの逸脱度として、最大逸脱量と逸脱面積とを算出する。

図１２に示すように、最大逸脱量Ｄ１〜Ｄｎは、走行軌跡Ｌ１〜Ｌｎのそれぞれについて、逸脱側の白線２０２から最も逸脱するときの距離である。逸脱面積Ｕ１〜Ｕｎは、逸脱側の白線２０の外側において、白線２０２と走行軌跡２４０とにより区画される面積である。

Ｓ４８８において方式決定部３０は、走行軌跡Ｌ１〜Ｌｎのそれぞれに対応する最大逸脱量Ｄ１〜Ｄｎと逸脱面積Ｕ１〜Ｕｎとを、次式（２）に示す評価関数Ｃに代入し、関数値を算出する。式（２）においてａは、０≦ａ≦１の範囲で予め設定された値である。

Ｃ＝ａ×Ｄ＋（１−ａ）×Ｕ ・・・（２）
Ｓ４９０において方式決定部３０は、走行軌跡Ｌ１〜Ｌｎのそれぞれについて算出された評価関数Ｃ１〜Ｃｎの関数値のうち、最小の関数値に対応する減速度となるように、逸脱回避制御における制動制御の制動量を設定する。操舵制御の操舵量は、図１０において目標経路に追従するために算出された追従操舵量が使用される。そして、最小の関数値に対応する減速度により、回避方式が決定される。

Ｓ４８２で設定したいずれの減速度においても、Ｓ４８４において所定期間内で算出する走行軌跡が走行路に戻らない場合、Ｓ４９０において、第１実施形態の回避方式４が決定される。

Ｓ４８４において所定期間内で算出する走行軌跡が走行路に戻り、最小の関数値に対応する減速度として０Ｇが選択されると、Ｓ４９０において、第１実施形態の回避方式１が決定される。

Ｓ４８４において所定期間内で算出する走行軌跡が走行路に戻り、最小の関数値に対応する減速度として０Ｇよりも大きい減速度が選択されると、第１実施形態の回避方式２が決定される。

Ｓ４９２において走行制御部３４は、Ｓ４９０で決定された回避方式に応じて、走行軌跡を算出するときに算出された操舵量と、選択された減速度となるように設定された制動量とに基づいて、逸脱回避制御を実行する。

Ｓ４９４において走行制御部３４は、逸脱回避制御として制動制御が実行されていない場合には、逸脱回避制御の終了条件として第１実施形態の図３のＳ４２６で説明した（１）〜（４）のいずれかの条件が成立しているか否かを判定する。

また、Ｓ４９４において走行制御部３４は、逸脱回避制御として制動制御が実行されている場合には、逸脱回避制御の終了条件としてＳ４３６で説明した（１）〜（５）のいずれかの条件が成立しているか否かを判定する。尚、Ｓ４９４の判定では、第１実施形態の図３のＳ４３６で説明した条件（５）についての記載において、Ｓ４３４をＳ４９２と読み替える。

Ｓ４９４の判定がＮｏであり、逸脱回避制御の終了条件が成立していない場合、処理はＳ４８４に戻る。Ｓ４９４からＳ４８４に処理が戻ることにより、逸脱回避制御中において、評価関数の関数値を最小にする減速度と、減速度に基づいて決定される回避方式とが随時更新される。

例えば、回避方式１が決定されてから、逸脱回避制御中において回避方式２が決定されると、第１実施形態の回避方式３に対応した逸脱回避制御が実行される。これ以外にも、Ｓ４９４からＳ４８４に処理が戻ることにより、逸脱回避制御中において、操舵制御または制動制御のいずれかを実行する方式、または操舵制御と制動制御との両方を実行する方式のいずれを回避方式として実行するかが随時更新される。

Ｓ４９４の判定がＹｅｓであり、逸脱回避制御の終了条件が成立すると、Ｓ４９６において走行制御部３４は逸脱回避制御を終了する。
［２−３．効果］
第２実施形態では、第１実施形態の効果（１）に加え、以下の効果を得ることができる。

（１）減速度を変化させて算出した逸脱回避制御における減速度毎の車両の走行軌跡について、最大逸脱量と逸脱面積とから評価関数の関数値を求めることにより、回避方式を高精度に決定することができる。

（２）逸脱回避制御中において、操舵制御または制動制御のいずれかを実行する方式、または操舵制御と制動制御との両方を実行する方式のいずれを回避方式として実行するかが随時更新されるので、時間経過に応じて適切な回避方式を決定できる。

以上説明した第２実施形態において、Ｓ４７０が走行路認識部としての処理に対応し、Ｓ４７２が路面状態取得部としての処理に対応し、Ｓ４７４が走行状態取得部としての処理に対応し、Ｓ４７６が逸脱判定部としての処理に対応し、Ｓ４７８、Ｓ４９２〜Ｓ４９６が走行制御部としての処理に対応し、Ｓ４８０が経路設定部としての処理に対応し、Ｓ４８２〜Ｓ４９０が方式決定部としての処理に対応する。

［３．他の実施形態］
（１）上記第１実施形態では、逸脱回避制御における回避方式１〜５のいずれかを選択した。回避方式１〜５以外にも、例えば逸脱速度が所定速度以上の場合、まず制動制御を実行して車速を低下させてから、途中で制動制御に加えて操舵制御を実行する回避方式を採用してもよい。この場合、図３のＳ４４２〜Ｓ４４８において、操舵と制動との記載を入れ換えればよい。

また、操舵制御と制動制御との両方をまず実行し、途中から操舵制御または制動制御のいずれか一方を実行する回避方式を採用してもよい。
また、操舵制御または制動制御のいずれか一方をまず実行し、途中で操舵制御または制動制御の他方に切り替える回避方式を採用してもよい。

（２）上記実施形態では、白線が走行路を区画する例を示した。これ以外にも、白線ではなく道路と路肩との境界により走行路が区画されている場合、道路と路肩との境界を上記実施形態で説明した白線として逸脱回避制御を実行してもよい。

（３）上記実施形態に対し、走行路の摩擦係数を取得することが困難な場合には、第１実施形態の図８に示すマップにおいて回避方式の境界を規定する横加速度、ならびに第２実施形態において設定する減速度のパターンを固定してもよい。走行路の摩擦係数を取得することが困難な場合とは、例えば、夜間等でカメラの画像データから路面状態を検出することが困難であるか、タイヤに歪みセンサが設置されていない場合である。

（４）上記実施形態における一つの構成要素が有する複数の機能を複数の構成要素によって実現したり、一つの構成要素が有する一つの機能を複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を一つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される一つの機能を一つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。尚、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。

（５）上述した走行支援装置２０の他、当該走行支援装置２０を構成要素とする走行支援システム２、当該走行支援装置２０としてコンピュータを機能させるための走行支援プログラム、この走行支援プログラムを記録した記録媒体、走行支援方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。

２：走行支援システム、２０：走行支援装置、２２：走行路認識部、２４：路面状態取得部、２６：走行状態取得部、２８：逸脱判定部、３０：方式決定部、３２：経路設定部、３４：走行制御部、１００：車両、２００：走行路

Claims (8)

1. 車両（１００）が走行する走行路（２００）を認識するように構成された走行路認識部（２２、Ｓ４００、Ｓ４７０）と、
   前記車両の走行状態を取得するように構成された走行状態取得部（２６、Ｓ４０４、Ｓ４７４）と、
   前記走行路認識部が認識する前記走行路の認識結果と前記走行状態取得部が取得する前記走行状態とのうち少なくとも前記認識結果に基づいて、前記走行路から前記車両が逸脱するか否かを判定するように構成された逸脱判定部（２８、Ｓ４０６、Ｓ４７６）と、
   前記車両が前記走行路から逸脱すると前記逸脱判定部が判定すると、前記車両が前記走行路から逸脱することを回避する逸脱回避制御の回避方式として、前記車両に対する操舵制御または制動制御のいずれかを実行する方式、または前記操舵制御と前記制動制御との両方を実行する方式、または前記操舵制御または前記制動制御のいずれかを実行する期間と前記操舵制御と前記制動制御との両方を実行する期間とを設定する方式のいずれを実行するかを、前記認識結果と前記走行状態として、前記走行路の境界から前記車両が逸脱する最大逸脱量と、前記走行路の境界から前記車両が逸脱するときの走行軌跡と前記走行路の境界とで区画される面積を表す逸脱面積とに基づいて決定し、前記車両が前記走行路から逸脱する逸脱角度が所定角度を超えているか、あるいは前記車両が前記走行路から逸脱する逸脱速度が所定速度未満の場合、前記操舵制御と前記制動制御とを実行しないように構成された方式決定部（３０、Ｓ４０８〜Ｓ４１６、Ｓ４８２〜Ｓ４９０）と、
   前記方式決定部が決定する前記回避方式に応じて前記逸脱回避制御を実行するときの前記操舵制御の操舵量と前記制動制御の制動量とを前記認識結果と前記走行状態とに基づいて設定するように構成された走行制御部（３４、Ｓ４２２〜Ｓ４２８、Ｓ４３２〜Ｓ４３８、Ｓ４４２〜Ｓ４５４、Ｓ４６０〜Ｓ４６４、Ｓ４７８、Ｓ４９２〜Ｓ４９６）と、
   を備える走行支援装置（２０）。
2. 請求項１に記載の走行支援装置において、
   前記認識結果と前記走行状態とに基づいて、前記車両が前記走行路からの逸脱を回避する目標経路を設定するように構成された経路設定部（３２、Ｓ４２０、Ｓ４３０、Ｓ４４０、Ｓ４８０）をさらに備え、
   前記走行制御部（Ｓ４２２、Ｓ４２４、Ｓ４３２、Ｓ４３４、Ｓ４４２、Ｓ４４４、Ｓ４４８、Ｓ４５０、Ｓ４９２）は、前記経路設定部が設定する前記目標経路に沿って前記車両が走行するように前記操舵量を設定する、
   走行支援装置。
3. 請求項１または２に記載の走行支援装置において、
   前記操舵制御を先に実行し、途中で前記操舵制御に加えて前記制動制御を実行する前記回避方式の場合、前記走行制御部（Ｓ４４６）は、前記認識結果と前記走行状態とに基づいて前記制動制御の開始タイミングを決定し、
   前記制動制御を先に実行し、途中で前記制動制御に加えて前記操舵制御を実行する前記回避方式の場合、前記走行制御部は、前記認識結果と前記走行状態とに基づいて前記操舵制御の開始タイミングを決定する、
   走行支援装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の走行支援装置において、
   前記走行路の路面状態を取得するように構成された路面状態取得部（２４、Ｓ４０２、Ｓ４７２）をさらに備え、
   前記方式決定部は、前記認識結果と前記走行状態と前記路面状態取得部が取得する前記路面状態とに基づいて前記回避方式を決定する、
   走行支援装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の走行支援装置において、
   前記認識結果に基づいて前記車両が前記走行路に戻ると、前記走行制御部（Ｓ４２６、Ｓ４２８、Ｓ４３６、Ｓ４３８、Ｓ４５２、Ｓ４５４）は前記逸脱回避制御を終了する、
   走行支援装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の走行支援装置において、
   前記走行状態として前記車両の横加速度とヨーレートとがそれぞれ所定値以下になると、前記走行制御部（Ｓ４２６、Ｓ４２８、Ｓ４３６、Ｓ４３８、Ｓ４５２、Ｓ４５４）は前記逸脱回避制御を終了する、
   走行支援装置。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の走行支援装置において、
   ドライバがハンドルを把持していない場合、前記走行制御部（Ｓ４３６、Ｓ４３８、Ｓ４５２、Ｓ４５４、Ｓ４９４、Ｓ４９６）は、前記逸脱回避制御として前記制動制御を実行している場合、前記車両が停車するまで前記逸脱回避制御を継続し、前記車両が停車すると前記逸脱回避制御を終了する、
   走行支援装置。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の走行支援装置において、
   ドライバが覚醒しておらず運転できない状態の場合、前記走行制御部（Ｓ４３６、Ｓ４３８、Ｓ４５２、Ｓ４５４、Ｓ４９４、Ｓ４９６）は、前記逸脱回避制御として前記制動制御を実行している場合、前記車両が停車するまで前記逸脱回避制御を継続し、前記車両が停車すると前記逸脱回避制御を終了する、
   走行支援装置。

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