JP2014184747A - 車両制御装置および車両制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自動運転によるカーブ走行時に道路上の轍に応じて車両が安定するように走行制御を行うことができ、カーブ外側への逸脱に対する安全マージンを向上させ、カーブ走行時にドライバーへ安心感を与えることを課題とする。
【解決手段】本発明は、車両の走行可能領域を検出する走行可能領域検出装置と、走行可能領域検出装置が検出した走行可能領域を車両が走行するために算出された目標車両挙動量に基づいて軌跡制御を実行する走行制御装置と、走行制御装置による軌跡制御の実行時において、走行可能領域が曲率を有するカーブであるときに、走行可能領域検出装置がカーブの内側に轍を検知した場合、検知したカーブの内側の轍上を車両の内輪が走行するように、目標車両挙動量を補正する制御装置と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両制御装置および車両制御方法に関する。

従来、自動運転中に道路上の轍に応じて車両が安定するように走行制御を行う技術が開発されている。

例えば、特許文献１には、先方車両を追尾する後方車両において自動走行を行う際に、先方車両の走行経路に応じて、後方車両において道路の轍を避けるかまたは轍上を走行するかを選択し、自動走行用の経路設定を行う技術が開示されている。

また、特許文献２には、道路の轍を避けるよう走行目標経路を道路の中心より左右にオフセットさせる技術が開示されている。具体的には、特許文献２に記載の技術では、道路の轍を検知し、検知した轍を避けるようにレーン中心から右か左にオフセットを設けた走行目標経路を基準として制御している。ここで、オフセットは、その時点の自車のオフセット方向（左または右）にプラスするよう設定される。

また、特許文献３には、道路の轍および轍の程度を判定し、その状況に応じて操舵トルクを増加させることで轍走行におけるふらつきを抑制する技術が開示されている。

特開２００８−１０８２１９号公報 特開２００１−２６０９２１号公報 特開２００１−１８０５１１号公報

ところで、従来技術においては、自動運転によるカーブ走行時に道路上の轍に応じて車両が安定するように走行制御を行う点で改善の余地があった。

例えば、特許文献１に記載の技術では、自動運転によるカーブ走行時のレーン逸脱に対する安全性については言及されておらず、自動運転中によるカーブ走行時におけるカーブ外側への逸脱に対してドライバーが感じる不安を増加させる可能性がある。また、特許文献２に記載の技術でも、検知した道路上の轍を避けようとするので、例えば大型車による轍の場合、普通車の車両はこの轍を避けるために外側を走行する可能性が高い。この場合、カーブ走行時のレーン逸脱に対する安全マージンが十分確保できない可能性があり、ドライバーが感じるレーン逸脱への不安感を増加させる可能性がある。更に、特許文献３に記載の技術においても、大型車による轍の場合、普通車の車両はどちらの轍に車輪を合わせるかが明示されておらず、轍の位置によっては車両位置がカーブ走行時のレーン逸脱に対する安全マージンが少ない側になり得る。この場合も、ドライバーが感じるレーン逸脱への不安感を増加させる可能性がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、自動運転によるカーブ走行時に道路上の轍に応じて車両が安定するように走行制御を行うことができ、カーブ外側への逸脱に対する安全マージンを向上させ、カーブ走行時にドライバーへ安心感を与えることができる車両制御装置および車両制御方法を提供することを目的とする。

本発明の車両制御装置は、車両の走行可能領域を検出する走行可能領域検出装置と、前記走行可能領域検出装置が検出した前記走行可能領域を前記車両が走行するために算出された目標車両挙動量に基づいて軌跡制御を実行する走行制御装置と、前記走行制御装置による前記軌跡制御の実行時において、前記走行可能領域が曲率を有するカーブであるときに、前記走行可能領域検出装置が前記カーブの内側に轍を検知した場合、検知した前記カーブの内側の轍上を前記車両の内輪が走行するように、前記目標車両挙動量を補正する制御装置と、を備えたことを特徴とする。

上記車両制御装置において、前記制御装置は、前記走行制御装置による前記軌跡制御の実行時において、前記走行可能領域が曲率を有するカーブであるときに、前記走行可能領域検出装置が前記カーブの内側に轍を検知した場合であって、検知した前記カーブの内側の轍の深さの進行方向への変化量が所定範囲内である場合に、検知した前記カーブの内側の轍上を前記車両の内輪が走行するように、前記目標車両挙動量を補正することが好ましい。

上記車両制御装置において、前記制御装置は、前記走行制御装置による前記軌跡制御の実行時において、前記走行可能領域が曲率を有するカーブであるときに、前記走行可能領域検出装置が前記カーブの内側に轍を検知した場合であって、検知した前記カーブの内側の轍の深さの最大値が所定範囲内である場合に、検知した前記カーブの内側の轍上を前記車両の内輪が走行するように、前記目標車両挙動量を補正することが好ましい。

上記車両制御装置において、前記制御装置は、前記走行制御装置による前記軌跡制御の実行時において、前記走行可能領域が曲率を有するカーブであるときに、前記走行可能領域検出装置が前記カーブの内側に轍を検知した場合であって、検知した前記カーブの内側の轍の左右方向への蛇行量が所定範囲内である場合に、検知した前記カーブの内側の轍上を前記車両の内輪が走行するように、前記目標車両挙動量を補正することが好ましい。

また、本発明の車両制御方法は、車両の走行可能領域を検出する走行可能領域検出装置と、前記走行可能領域検出装置が検出した前記走行可能領域を前記車両が走行するために算出された目標車両挙動量に基づいて軌跡制御を実行する走行制御装置と、前記走行可能領域検出装置の検出結果に基づき前記走行制御装置を制御する制御装置と、を備えた車両制御装置において実行される車両制御方法であって、前記制御装置において実行される、前記走行制御装置による前記軌跡制御の実行時において、前記走行可能領域が曲率を有するカーブであるときに、前記走行可能領域検出装置が前記カーブの内側に轍を検知した場合、検知した前記カーブの内側の轍上を前記車両の内輪が走行するように、前記目標車両挙動量を補正する工程を含むことを特徴とする。

本発明にかかる車両制御装置および車両制御方法は、自動運転によるカーブ走行時に道路上の轍に応じて車両が安定するように走行制御を行うことができ、カーブ外側への逸脱に対する安全マージンを向上させ、カーブ走行時にドライバーへ安心感を与えることができるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係る車両制御装置が適用された車両の概略構成図である。 図２は、轍に応じた走行制御に関わる車両制御装置の構成の一部を示す図である。 図３は、轍が存在するカーブを走行中の車両の状況を示す図である。 図４は、図３に示すカーブ走行中の車両の車両姿勢を示す図である。 図５は、本実施形態に係る車両制御装置において実行される車両制御処理を示すフローチャートである。 図６は、カーブ内側の轍を目標とする操舵制御１の処理の詳細を示すフローチャートである。 図７は、制御ゲインと轍の傾斜角との関係を示す図である。 図８は、轍の傾斜角が小さい場合の制御ゲインの大きさを説明するための図である。 図９は、轍の傾斜角が大きい場合の制御ゲインの大きさを説明するための図である。 図１０は、レーン中心側の轍を目標とする操舵制御２の処理の詳細を示すフローチャートである。 図１１は、車両制御装置において実行される轍走行可否判断１および轍走行可否判断２を含む車両制御処理を示すフローチャートである。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態］
本実施形態に係る車両制御装置の構成について図１〜図４を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係る車両制御装置１が適用された車両２の概略構成図である。

本実施形態の車両制御装置１は、図１に示すように四輪操舵の車両２に搭載される。なおここでは、車両２は、図１の矢印Ｙ方向に前進する。車両２が前進する方向は、車両２の運転者が座る運転席からハンドルへ向かう方向である。左右の区別は、車両２の前進する方向（図１の矢印Ｙ方向）を基準とする。すなわち、「左」とは、車両２の前進する方向に向かって左側をいい、「右」とは、車両２の前進する方向に向かって右側をいう。また、車両２の前後は、車両２が前進する方向を前とし、車両２が後進する方向、すなわち車両２が前進する方向とは反対の方向を後とする。

車両２は、車輪３として、左前輪（左前側の車輪３）３ＦＬ、右前輪（右前側の車輪３）３ＦＲ、左後輪（左後側の車輪３）３ＲＬ、右後輪（右後側の車輪３）３ＲＲを備える。なお、以下の説明では、左前輪３ＦＬ、右前輪３ＦＲ、左後輪３ＲＬ、右後輪３ＲＲを特に分けて説明する必要がない場合には単に「車輪３」という場合がある。また、以下の説明では、左前輪３ＦＬ、右前輪３ＦＲを特に分けて説明する必要がない場合には単に「前輪３Ｆ」という場合がある。同様に、以下の説明では、左後輪３ＲＬ、右後輪３ＲＲを特に分けて説明する必要がない場合には単に「後輪３Ｒ」という場合がある。

この車両制御装置１は、車両２の前輪３Ｆおよび後輪３Ｒを操舵可能であるステアリングアクチュエータとしての操舵装置６等を搭載した装置である。車両制御装置１は、典型的には、前輪操舵装置９および後輪操舵装置１０等からなる４輪操舵（４ Ｗｈｅｅｌ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）機構である操舵装置６を備える車両２にて車両制御を実行する。

図１に示すように、車両制御装置１は、駆動装置４と、制動装置５と、操舵装置６と、制御装置としてのＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）７とを備える。

駆動装置４は、車両２において、動力源４ａ、トルクコンバータ４ｂ、変速機４ｃ等を含んだパワートレーンを構成し、駆動輪となる車輪３を回転駆動するものである。動力源４ａは、車両２を走行させる回転動力を発生させるものであり、内燃機関（機関）や電動機（回転機）などの走行用の動力源である。駆動装置４は、動力源４ａが発生させた動力を動力源４ａからトルクコンバータ４ｂ、変速機４ｃ等を介して車輪３（例えば、駆動輪としての左後輪３ＲＬ、右後輪３ＲＲ）に伝達する。駆動装置４は、ＥＣＵ７に電気的に接続され、このＥＣＵ７によって制御される。車両２は、運転者によるアクセルペダル８ａの操作（アクセル操作）に応じて駆動装置４が動力（トルク）を発生させ、この動力が車輪３に伝達され、車輪３に駆動力を発生させる。

制動装置５は、車両２において、車輪３に制動力を発生させるものである。制動装置５は、各車輪３にそれぞれ制動部５ａが設けられる。各制動部５ａは、車両２の各車輪３に摩擦による制動力を付与するものであり、例えば、油圧ブレーキ装置である。各制動部５ａは、ホイールシリンダに供給されるブレーキオイルによるホイールシリンダ圧に応じて作動し車輪３に圧力制動力を発生させる。制動装置５は、運転者によるブレーキペダル８ｂの操作（ブレーキ操作）に応じてマスタシリンダによりブレーキオイルにマスタシリンダ圧が付与される。そして、制動装置５は、このマスタシリンダ圧に応じた圧力、あるいは、油圧制御装置によって調圧された圧力が各ホイールシリンダにてホイールシリンダ圧として作用する。各制動部５ａは、ホイールシリンダ圧によってキャリパに支持されたブレーキパッドがディスクロータに当接し押し付けられることで、ブレーキパッドとディスクロータとの当接面が摩擦面となる。そして、各制動部５ａは、当該摩擦面に生じる摩擦力により、車輪３と共に回転するディスクロータに対して、ホイールシリンダ圧に応じた所定の回転抵抗力が作用し車輪３に摩擦による制動力を付与することができる。

操舵装置６は、車両２の前輪３Ｆおよび後輪３Ｒを操舵可能なものであり、ここでは、前輪操舵装置９と後輪操舵装置１０とを含んで構成される。前輪操舵装置９は、車両２の前輪３Ｆを操舵可能であり、左前輪３ＦＬ、右前輪３ＦＲを操舵輪として操舵する。後輪操舵装置１０は、車両２の後輪３Ｒを操舵可能であり、左後輪３ＲＬ、右後輪３ＲＲを操舵輪として操舵する。

なお、以下の説明では、上述の駆動装置４、制動装置５および操舵装置６を走行制御装置という場合がある。本実施形態において、走行制御装置は、後述する前方検出装置１３が検出した走行可能領域を車両２が走行するために算出された目標車両挙動量に基づいて、軌跡制御を実行する機能を有する。ここで、目標車両挙動量とは、軌跡制御によって車両２が走行可能領域内の目標軌跡に沿って走行する際に目標とする車両挙動を規定する各種パラメータを意味する。

前輪操舵装置９は、運転者による操舵操作子である操舵部材としてのステアリングホイール（ハンドル）９ａと、このステアリングホイール９ａの操舵操作に伴い駆動し前輪３Ｆを転舵させる転舵角付与機構９ｂとを備えている。転舵角付与機構９ｂは、例えば、ラックギヤやピニオンギヤを備えた所謂ラック＆ピニオン機構等を用いることができるがこれに限らない。更に、前輪操舵装置９は、ステアリングホイール９ａと転舵角付与機構９ｂとの間に設けられるＶＧＲＳ（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｇｅａｒ Ｒａｔｉｏ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）装置９ｃ、前輪用の操舵駆動器（倍力装置）９ｄ等を含んで構成される。ＶＧＲＳ装置９ｃは、ステアリングホイール９ａのギヤ比を変更することができるギヤ比可変ステアリング機構である。前輪操舵装置９は、例えば、ＶＧＲＳ装置９ｃによって、車両２の車両状態（例えば車両２の走行速度である車速Ｖ）に応じて、ステアリングホイール９ａの操作量であるハンドル操舵角ＭＡ（切れ角）に対する前輪３Ｆの転舵角（以下、「前輪転舵角」という場合がある。）を変更することができる。操舵駆動器（操舵補助装置）９ｄは、運転者からステアリングホイール９ａに加えられた操舵力を、電動機等の動力（操舵補助力）により補助する所謂電動パワーアシストステアリング装置（ＥＰＳ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ ａｓｓｉｓｔ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）装置）である。前輪操舵装置９は、ＥＣＵ７に電気的に接続され、このＥＣＵ７によってＶＧＲＳ装置９ｃ、操舵駆動器９ｄ等が制御される。

後輪操舵装置１０は、所謂ＡＲＳ（Ａｃｔｉｖｅ Ｒｅａｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）装置である。後輪操舵装置１０は、電動機等の動力により駆動し後輪３Ｒを転舵させる後輪用の操舵駆動器１０ａを備えている。後輪操舵装置１０は、前輪操舵装置９と同様に、例えば、操舵駆動器１０ａによって、車両２の車両状態（例えば車速Ｖ）に応じて、ハンドル操舵角ＭＡに対する後輪３Ｒの転舵角（以下、「後輪転舵角」という場合がある。）を変更することができる。後輪操舵装置１０は、ＥＣＵ７に電気的に接続され、このＥＣＵ７によって操舵駆動器１０ａ等が制御される。後輪操舵装置１０は、例えば、ＥＣＵ７によって、車両２の車両状態（例えば車速Ｖや旋回状態）に応じて、前輪３Ｆの転舵角と同位相、あるいは逆位相で後輪３Ｒを操舵する。

車両制御装置１は、上記のように前輪操舵装置９および後輪操舵装置１０により操舵装置６が構成され、左前輪３ＦＬおよび右前輪３ＦＲと共に、左後輪３ＲＬおよび右後輪３ＲＲも操舵輪となる。また、前輪操舵装置９、後輪操舵装置１０は、ＥＣＵ７の制御により運転者による操舵操作とは無関係に前輪３Ｆ、後輪３Ｒの転舵角を変化させることもできる。

また、この操舵装置６は、車両２の車体スリップ角βを調節可能なアクチュエータでもある。ここで、車体スリップ角βは、車両２の車体の前後方向中心線（車体の向き）と車両２の車体の進行方向（速度ベクトル）とがなす角度であり、例えば、車両２の旋回接線方向に対して車両２の車体の前後方向中心線がなす角度である。車体スリップ角βは、例えば、車体の前後方向中心線と車体進行方向とが一致する状態を０［ｒａｄ］とする。車体スリップ角βは、例えば、車両２の前輪転舵角δ_ｆ、後輪転舵角δ_ｒ等に応じて定まる。操舵装置６は、前輪転舵角δ_ｆ、および、後輪転舵角δ_ｒを調節することで車両２の車体スリップ角βを調節することができる。

ＥＣＵ７は、車両２の各部の駆動を制御する制御装置であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路を含んで構成される。ＥＣＵ７は、例えば、種々のセンサ、検出器類が電気的に接続され、検出結果に対応した電気信号が入力される。そして、ＥＣＵ７は、各種センサ、検出器類等から入力された各種入力信号や各種マップに基づいて、格納されている制御プログラムを実行することにより、駆動装置４、制動装置５、操舵装置６、サスペンション装置１５等の車両２の各部に駆動信号を出力しこれらの駆動を制御する。

本実施形態の車両制御装置１は、種々のセンサ、検出器類として、例えば、車輪速センサ１１、ホイールシリンダ圧センサ１２、前方検出装置１３、ＧＰＳ情報受信部１４等を備えている。

車輪速センサ１１は、左前輪３ＦＬ、右前輪３ＦＲ、左後輪３ＲＬ、右後輪３ＲＲに対してそれぞれ１つずつ、合計４つが設けられる。各車輪速センサ１１は、それぞれ左前輪３ＦＬ、右前輪３ＦＲ、左後輪３ＲＬ、右後輪３ＲＲの回転速度である車輪速を検出する。ＥＣＵ７は、各車輪速センサ１１から入力される各車輪３の車輪速に基づいて、車両２の走行速度である車速Ｖを算出することができる。

ホイールシリンダ圧センサ１２は、左前輪３ＦＬ、右前輪３ＦＲ、左後輪３ＲＬ、右後輪３ＲＲの各制動部５ａに対してそれぞれ１つずつ、合計４つが設けられる。各ホイールシリンダ圧センサ１２は、それぞれ左前輪３ＦＬ、右前輪３ＦＲ、左後輪３ＲＬ、右後輪３ＲＲの各制動部５ａのホイールシリンダ圧を検出する。

前方検出装置１３は、車両２の進行方向（前進方向Ｙに沿った方向）前方側の状況を検出する。前方検出装置１３は、例えば、ミリ波レーダ、レーザや赤外線などを用いたレーダ、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）レーダ等の近距離用レーダ、可聴域の音波または超音波を用いたソナー、ＣＣＤカメラなどの撮像装置により車両２の走行方向前方を撮像した画像データを解析することで車両２の進行方向前方側の状況を検出する画像認識装置等を用いてもよい。なお、前方検出装置１３は、レーダまたはカメラが１つずつであってもよい。

前方検出装置１３は、車両２の進行方向前方側の状況として、例えば、車両２の進行方向前方側の周辺物体（障害物や前走車等）の有無、検出した周辺物体と車両２との相対位置関係を示す相対物理量、車両２が走行する道路の形状（直線やカーブ等）、走行車線（レーン）、道路上の轍の有無や轍の状態（太さや深さ等）などのうちの少なくとも１つを検出する。ここで、轍とは、車両が道路に残した車輪３の跡や窪みを意味する。轍は、例えば、高速道路や一般道等のアスファルトやコンクリートの道路を大型車両等の車両が何度も走行することで車輪３と道路との摩擦により削られた車輪３の跡や窪みを含む。この他、轍は、例えば、農道等の砂利や土の道路に残された車輪３の跡や窪みを含んでもよいし、雪が積もった道路に残された車輪３の跡や窪みを含んでもよい。

道路上の轍は、前方検出装置１３によって以下に示す方法により検出されるが、これに限定されない。例えば、前方検出装置１３としてのレーダは、車両２から所定距離前方の一定範囲の道路面にレーザ光を左右に走査しながら照射する。これにより、前方検出装置１３としてのカメラにより撮像された車両前方道路の画像に、車両２から所定距離前方の路面で反射されたレーザ光の横断線が捕捉される。ここで、路面に轍がなく平坦な場合は、レーザ光の反射光は直線の横断線として観測される。一方、路面に轍がある場合には、レーザ反射光の横断線は轍部分で湾曲したり不連続になる。このようにして、前方検出装置１３は轍の有無を検出する。更に、前方検出装置１３は、路面に轍がある場合には、レーザ反射光の横断線が示す轍部分での湾曲部分の幅や深さを測定することで、轍の太さや深さ等の轍の状態を検出する。

本実施形態において、前方検出装置１３は、車両２の走行可能領域を検出する走行可能領域検出装置として機能する。ここで、走行可能領域とは、例えば、道路に沿って引かれた白線、ガードレール、反射板等の対象物に基づいて決定される、走行中の車両２が走行すべき一定範囲であって、上述の対象物の連続性により規定される一定範囲を意味する。以下の説明では、前方検出装置１３を走行可能領域検出装置という場合がある。この場合、走行可能領域検出装置は、後述の図２における白線センサ１３−１としての機能を有する。また、走行可能領域検出装置は、上述したように走行可能領域内に轍が存在するか否かを検出可能である。この場合、走行可能領域検出装置は、後述の図２における轍センサ１３−２としての機能を有する。更に、走行可能領域検出装置は、検出した走行可能領域の形状から当該走行可能領域が曲率を有するカーブであるか否かを判定可能である。

ＧＰＳ情報受信部１４は、ＧＰＳ衛星から位置情報としてＧＰＳ情報を受信する。ＧＰＳ情報受信部１４は、ＧＰＳ衛星から受信した位置情報に基づく車両２の現在位置を示す情報をＥＣＵ７に出力する。

また、本実施形態において、車両２は、各車輪３（左前輪３ＦＬ、右前輪３ＦＲ、左後輪３ＲＬ、右後輪３ＲＲ）に対して、サスペンションアクチュエータとしてのサスペンション装置１５を備えている。図示しないが、サスペンション装置１５は、バネ機構と、減衰機構とを備えている。バネ機構と減衰機構とは、並列的に設けられている。バネ機構は、バネ上部材とバネ下部材とを接続し、バネ上部材とバネ下部材との相対変位に応じたバネ力を発生させ、そのバネ力をバネ上部材およびバネ下部材に作用させる。バネ機構は、例えば、後述の減衰機構のピストン等に装着されるコイルスプリング等によって上記バネ力を発生させる。バネ上部材とバネ下部材との相対変位とは、バネ上部材とバネ下部材とがサスペンション装置１５の伸縮方向において接近あるいは離間する方向の相対変位である。なお、ここでは、伸縮方向は、鉛直方向に沿った方向であるものとして説明しているが、鉛直方向に対して所定の傾斜を有していてもよい。また、バネ機構は、バネ係数、すなわち、バネ力を可変に制御可能な構成であってもよい。減衰機構は、バネ上部材とバネ下部材とを接続し、バネ上部材とバネ下部材との相対移動を減衰させる減衰力を発生させる。バネ上部材とバネ下部材との相対移動とは、バネ上部材とバネ下部材とが伸縮方向において接近あるいは離間する方向の相対移動である。減衰機構は、この相対移動におけるバネ上部材とバネ下部材との相対速度に応じた減衰力を発生させることで相対移動を減衰させる。このサスペンション装置１５は、ＥＣＵ７から出力される制御信号により制御可能である。

ここで、本実施形態の車両制御装置１が備えるＥＣＵ７の機能の詳細について説明する。ＥＣＵ７は、ＶＧＲＳ装置９ｃからハンドル操舵角センサが検出したハンドル操舵角ＭＡ（切れ角）に対応した電気信号が入力される。ハンドル操舵角ＭＡは、ステアリングホイール９ａの操舵角（ステアリングホイール９ａの回転角度）である。また、ＥＣＵ７は、操舵駆動器９ｄから前輪転舵角センサが検出した前輪転舵角δ_ｆに対応した電気信号が入力される。前輪転舵角δ_ｆは、前輪３Ｆの転舵角（前輪３Ｆの回転角度）である。同様に、ＥＣＵ７は、操舵駆動器１０ａから後輪転舵角センサが検出した後輪転舵角δ_ｒに対応した電気信号が入力される。後輪転舵角δ_ｒは、後輪３Ｒの転舵角（後輪３Ｒの回転角度）である。

そして、ＥＣＵ７は、例えば、予め設定された車両２の車体スリップ角特性に応じて、前輪操舵装置９、後輪操舵装置１０を制御し前輪３Ｆ、後輪３Ｒを操舵して、前輪転舵角δ_ｆ、後輪転舵角δ_ｒを変更する。ＥＣＵ７は、例えば、ハンドル操舵角ＭＡ、車速Ｖ等に基づいて、目標ヨーレートおよび目標車体スリップ角を算出する。この目標ヨーレート、目標車体スリップ角は、前輪操舵装置９、後輪操舵装置１０を操舵制御する際に目標とするヨーレート、車体スリップ角βであり、例えば、車両２の挙動を安定化させる値に設定される。そして、ＥＣＵ７は、算出した目標ヨーレート、目標車体スリップ角が実現できるように、前輪転舵角δ_ｆの制御量および後輪転舵角δ_ｒの制御量を算出する。ＥＣＵ７は、例えば、予め記憶部に記憶されている車両２の車両運動モデルを用いて、目標ヨーレート、目標車体スリップ角から前輪転舵角δ_ｆ、後輪転舵角δ_ｒの制御量を逆演算する。そして、ＥＣＵ７は、算出した前輪転舵角δ_ｆ、後輪転舵角δ_ｒの制御量に基づいて、前輪操舵装置９、後輪操舵装置１０に制御指令を出力する。ＥＣＵ７は、操舵駆動器９ｄの前輪転舵角センサ、操舵駆動器１０ａの後輪転舵角センサが検出する実際の前輪転舵角δ_ｆ、後輪転舵角δ_ｒをフィードバック制御し、実際のヨーレート、車体スリップ角βが目標ヨーレート、目標車体スリップ角に収束するように前輪操舵装置９、後輪操舵装置１０を制御する。この結果、車両２は、前輪操舵装置９、後輪操舵装置１０によって前輪３Ｆ、後輪３Ｒが所定の車体スリップ角特性に応じて操舵されながら走行することができる。

また更に、ＥＣＵ７は、車両２を自動運転で走行させる自動運転制御を行うこともできる。ＥＣＵ７は、例えば、前方検出装置１３による検出結果に基づいて車両２を制御し自動運転制御を実行可能である。自動運転制御は、例えば、前方検出装置１３による検出結果に基づいて目標軌跡を生成し、当該目標軌跡に沿って車両２が走行するための目標車両挙動量に基づいて、走行制御装置としての駆動装置４、制動装置５、操舵装置６（前輪操舵装置９および後輪操舵装置１０）を制御する軌跡制御である。ＥＣＵ７は、前方検出装置１３が検出した車両２の進行方向前方側の周辺物体（障害物）の有無、周辺物体と車両２との相対物理量、車両２が走行する道路の形状（直線やカーブ等）、走行車線（レーン）、ガードレール等に基づく走行可能領域内で、車両２の目標とする走行軌跡である目標軌跡を生成する。ＥＣＵ７は、例えば、自車である車両２を現在の走行車線内に維持したまま走行させる走行軌跡（レーンキーピングアシスト）、車両２の進行方向前方側の障害物を回避する走行軌跡、車両２を前走車に追従走行させる走行軌跡等に応じて、車両２の目標軌跡を生成する。

そして、ＥＣＵ７は、生成した目標軌跡に応じた進行方向および姿勢で車両２が進行するように算出される目標車両挙動量に基づいて、走行制御装置としての駆動装置４、制動装置５、操舵装置６を制御する。この場合、ＥＣＵ７は、例えば、目標車両挙動量として、ハンドル操舵角ＭＡ、車速Ｖに加えて、生成した目標軌跡に関する指標（例えば目標軌跡に対する車両２の目標横位置Ｙ_ｒｅｆ、目標ヨー角Ψ_ｒｅｆ等）に基づき算出される前輪転舵角δ_ｆの制御量（例えば、ＬＫＡ前輪補正目標角θ_ＬＫ、ＶＧＲＳ通常目標角θ_ＶＧ等）、後輪転舵角δ_ｒの制御量（例えば、ＬＫＡ後輪補正目標角θ_ＬＫＲ等）によって、前輪操舵装置９、後輪操舵装置１０を制御する。この結果、車両２は、軌跡制御によって前輪操舵装置９、後輪操舵装置１０を介して前輪３Ｆ、後輪３Ｒが操舵されながら、目標軌跡に沿って走行することができる。

また、ＥＣＵ７は、例えば、車速Ｖを所定車速に自動制御するオートクルーズ走行、先行車両に対して一定の車間距離をあけて自動的に追従走行する自動追従走行、進行方向前方側の信号機の灯火状況や停止線の位置に応じて車両２の停止および発進を自動制御するなどの自動運転制御も行うことができる。なお、車両制御装置１は、例えば、所定の切替スイッチを介した運転者の切り替え操作に応じて、運転者の意思に応じて任意に自動運転制御（軌跡制御）のオンとオフとを切り替えることができる。切替スイッチは、自動運転制御のオンを指令する情報、または、自動運転制御のオフを指令する情報を含むスイッチ情報を、ＥＣＵ７へ出力するものとする。切替スイッチは、自動運転制御のオンとオフとを切り替えるためのスイッチ情報の他、車両２の走行モード（ノーマルモードまたはスポーツモード等）を切り替えるためのスイッチ情報を、ＥＣＵ７へ出力してもよい。

ここで、車両２が走行する走行可能領域内に轍が存在する場合が考えられる。この場合、軌跡制御が行われる車両２において、道路上の轍に応じて車両２が安定するように走行制御を行うことが好ましい。

そこで、本実施形態の車両制御装置１は、走行可能領域検出装置が検出した走行可能領域内に轍が存在する場合と、当該走行可能領域内に轍が存在しない場合とで、操舵制御の内容を変更している。例えば、車両制御装置１は、走行可能領域検出装置が検出した走行可能領域内に轍が存在しない場合は、轍による車両の安定性への影響について特に考慮しなくてもよいと考えられるため、通常の軌跡制御を実行するよう、例えば道路上の白線を追従する自動運転を実行する。

一方、車両制御装置１は、走行可能領域検出装置が検出した走行可能領域内に轍が存在する場合は、走行可能領域が曲率を有さない直線であるか、曲率を有するカーブであるかによって、どの轍に車両２の車輪３を乗せるように走行制御を行えば車両２が安定するかを判定した上で、自動運転を実行する。例えば、車両制御装置１は、走行可能領域が曲率を有さない直線であるときに、走行可能領域検出装置が当該走行可能領域内の左側の轍と右側の轍のうちレーン中心側に近い轍を目標として設定し、当該レーン中心側に近い轍上に車両２の車輪３を乗せるように走行制御を行う。一方、車両制御装置１は、走行可能領域が曲率を有するカーブであるときに、走行可能領域検出装置がカーブの内側に轍を検知した場合、検知したカーブ内側の轍を目標として設定し、当該カーブ内側の轍上に車両２の内輪を乗せるように走行制御を行う。ここで、カーブ内側の轍とは、レーン中心よりカーブ旋回方向の内側に存在する轍をいう。一方、カーブ外側の轍とは、レーン中心よりカーブ旋回方向の外側に存在する轍をいう。なお、車両制御装置１は、検出した轍の状態に応じて、轍上に車両２の車輪３を乗せると車両２の安定性が損なわれると判定した場合は、轍を避けるように走行制御を行ってもよい。

具体的には、本実施形態において、車両制御装置１のＥＣＵ７は、図２に示すような構成により、自動運転中に道路上の轍に応じて車両が安定するように走行制御を行っている。図２は、轍に応じた走行制御に関わる車両制御装置１の構成の一部を示す図である。図２に示すように、ＥＣＵ７は、大別して、車両制御ＥＣＵ７ａと、ステアリングＥＣＵ７ｂと、サスペンションＥＣＵ７ｃと、を備える。車両制御ＥＣＵ７ａは、更に、操舵制御部７ａ−１と、地図データ記憶部７ａ−２と、サスペンション制御部７ａ−３と、を備える。

車両制御ＥＣＵ７ａのうち、操舵制御部７ａ−１は、走行可能領域検出装置としての白線センサ１３−１により検出された道路上の白線の情報と、ＧＰＳ情報受信部１４にてＧＰＳ衛星より受信された車両２の現在位置を示す情報と、地図データ記憶部７ａ−２に記憶された道路情報を含む地図データと、走行可能領域検出装置としての轍センサ１３−２により検出された道路上の轍の情報と、に基づいて、ステアリングＥＣＵ７ｂを介して、操舵装置としてのステアリングアクチュエータ６を制御する。ステアリングＥＣＵ７ｂは、操舵制御部７ａ−１からの入力に応じてステアリングアクチュエータ６を制御するＥＣＵである。

例えば、操舵制御部７ａ−１は、図３に示すように、カーブで轍を検知した場合は、カーブ内側の轍に車両２のフロント内輪（図３において、右前輪３ＦＲ）とリア内輪（図３において、右後輪３ＲＲ）を合わせるように走行させるようステアリングＥＣＵ７ｂを介して、操舵装置としてのステアリングアクチュエータ６を制御する。図３は、轍が存在するカーブを走行中の車両２の状況を示す図である。図３に示す右カーブでは、白線で囲まれた曲率を有するカーブ形状の走行可能領域内を、車両２が、カーブ内側の轍上に車両２の内輪（図３の右前輪３ＦＲと右後輪３ＲＲ）を乗せた状態で走行している。

図３に示すような状況では、操舵制御部７ａ−１は、白線センサ１３−１から入力される道路上の白線の情報に基づいて、車両２の前方の道路曲率を検出して、カーブであることを検知する。具体的には、操舵制御部７ａ−１は、白線センサ１３−１を構成するカメラによる画像処理や、ミリ波レーダや超音波センサ等による前方サーベイ結果に基づいて、白線の形状を認識し、白線の形状に対応する車両２の前方の道路曲率を検出して、カーブであることを検知する。また、操舵制御部７ａ−１は、ＧＰＳ情報受信部１４から入力される車両２の現在位置と、地図データ記憶部７ａ−２からの地図データに基づいて、車両２の前方の道路曲率を検出して、カーブであることを検知してもよい。具体的には、操舵制御部７ａ−１は、車両２の現在位置の前方に存在する道路形状を地図データから取得して、地図データに含まれる道路情報に基づいて車両２の前方の道路曲率を検出して、カーブであることを検知してもよい。

更に、操舵制御部７ａ−１は、轍センサ１３−２を構成するカメラによる画像処理や、ミリ波レーダや超音波センサ等による前方サーベイ結果に基づいて、轍の有無を検出し、轍が有る場合は、各轍の左右方向の位置や轍の状態も検出する。そして、操舵制御部７ａ−１は、カーブ内側の轍とカーブ外側の轍の位置を認識できるため、図３のように右カーブの場合、カーブ内側の轍上を車両２の内輪が走行できるように、カーブ内側の轍を目標の轍として選択し、このカーブ内側の轍にフロント内輪（図３において、右前輪３ＦＲ）とリア内輪（図３において、右後輪３ＲＲ）が乗るように操舵制御する。つまり、制御装置としてのＥＣＵ７は、走行制御装置（図２のステアリングアクチュエータ６を含む）による軌跡制御の実行時において、走行可能領域が曲率を有するカーブ（図３の白線に囲まれた走行可能領域に対応する右カーブ）であるときに、走行可能領域検出装置（図２の轍センサ１３−２や白線センサ１３−１を含む）がカーブの内側に轍を検知した場合、検知したカーブの内側の轍上を車両２の内輪（図３の右前輪３ＦＲと右後輪３ＲＲ）が走行するように、目標車両挙動量を補正する。

このように、本実施形態によれば、図３に示したように、カーブで轍を検知した場合は、カーブの内側の轍に車両２の内輪を合わせるように走行させることが可能となるため、轍があるカーブ走行時において図４に示すような車両姿勢を実現することができる。図４は、図３に示すカーブ走行中の車両２の車両姿勢を示す図である。つまり、図４に示す車両姿勢を実現することで、道路のレーン中心より内側を走行することになる。また、車両２が内傾姿勢になり、カーブ内側の轍の壁がガイドレール（逸脱防止壁）的に作用することになる。その結果、カーブ外側への逸脱に対する安全マージンを向上させることができるので、ドライバーのカーブ外側への逸脱に対する不安感を低減することができる。

ここで、図２に戻り、車両制御装置１のＥＣＵ７の説明を続ける。車両制御ＥＣＵ７ａのうち、サスペンション制御部７ａ−３は、走行可能領域検出装置としての轍センサ１３−２により検出された道路上の轍の情報に基づいて、サスペンションＥＣＵ７ｃを介して、サスペンション装置としてのサスペンションアクチュエータ１５を制御する。サスペンションＥＣＵ７ｃは、サスペンション制御部７ａ−３からの入力に応じてサスペンションアクチュエータ１５を制御するＥＣＵである。例えば、サスペンション制御部７ａ−３は、轍上を車両２の車輪が走行する際に、轍センサ１３−２から入力される轍の状態を示す情報に基づいて、轍の深さが進行方向に向かって変化するか否かを予測する。サスペンション制御部７ａ−３は、轍の深さが進行方向に向かって変化すると予測される場合は、乗り心地悪化を予防するために、サスペンションＥＣＵ７ｃに対して、サスペンションアクチュエータ１５がサスペンションの減衰量を事前に調整するよう指示する制御信号を出力する。また、サスペンション制御部７ａ−３は、カーブなどで車両姿勢が左右方向に大きく傾く場合は、サスペンションＥＣＵ７ｃに対して、サスペンションアクチュエータ１５が車高調整して車両姿勢を補正するよう指示する制御信号を出力する。

続いて、上述のように構成された車両制御装置１において実行される処理の一例について図５〜図１１を参照して説明する。図５は、本実施形態に係る車両制御装置１において実行される車両制御処理を示すフローチャートである。図５に示す処理は、具体的には、車両制御装置１の制御装置としてのＥＣＵ７（車両制御ＥＣＵ７ａ、ステアリングＥＣＵ７ｂ、サスペンションＥＣＵ７ｃ）において実行される。なお、図５に示す処理は、予め車両２の運転者の切替スイッチに対する切り替え操作によって、自動運転制御がオンの状態に設定されていることを前提とする。つまり、図５に示す処理は、走行制御装置による軌跡制御の実行時において行われる処理を示している。

図５に示すように、車両制御装置１のＥＣＵ７は、まず轍を検知する（ステップＳ１０）。具体的には、ステップＳ１０において、ＥＣＵ７の車両制御ＥＣＵ７ａに含まれる操舵制御部７ａ−１は、轍センサ１３−２を構成するカメラによる画像処理や、ミリ波レーダや超音波センサ等による前方サーベイ結果に基づいて、轍の有無を検出する。

そして、車両制御装置１のＥＣＵ７は、ステップＳ１０の轍検知結果に基づいて、走行可能領域内に轍が有るか否かを判定する（ステップＳ２０）。ステップＳ２０において、轍が有ると判定された場合（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ７の車両制御ＥＣＵ７ａに含まれる操舵制御部７ａ−１は、轍センサ１３−２を構成するカメラによる画像処理や、ミリ波レーダや超音波センサ等による前方サーベイ結果に基づいて、各轍について、左右方向の位置、幅、深さ、壁の傾斜等も検知する。その後、ステップＳ３０の処理へ移行する。一方、ステップＳ２０において、轍が無いと判定された場合（ステップＳ２０：Ｎｏ）、ＥＣＵ７の車両制御ＥＣＵ７ａに含まれる操舵制御部７ａ−１は、ステップＳ８０の処理へ移行する。

そして、車両制御装置１のＥＣＵ７は、ステップＳ２０において、轍が有ると判定された場合（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）、車両２の前方の道路形状を検知する（ステップＳ３０）。具体的には、ステップＳ３０において、ＥＣＵ７の車両制御ＥＣＵ７ａに含まれる操舵制御部７ａ−１は、白線センサ１３−１から入力される道路上の白線の情報に基づいて、車両２の前方の道路曲率を検出する。より具体的には、操舵制御部７ａ−１は、白線センサ１３−１を構成するカメラによる画像処理や、ミリ波レーダや超音波センサ等による前方サーベイ結果に基づいて、白線の形状を認識し、白線の形状に対応する車両２の前方の道路曲率を検出する。また、操舵制御部７ａ−１は、ＧＰＳ情報受信部１４から入力される車両２の現在位置と、地図データ記憶部７ａ−２からの地図データに基づいて、車両２の前方の道路曲率を検出してもよい。より具体的には、操舵制御部７ａ−１は、車両２の現在位置の前方に存在する道路形状を地図データから取得して、地図データに含まれる道路情報に基づいて車両２の前方の道路曲率を検出してもよい。

そして、車両制御装置１のＥＣＵ７は、ステップＳ３０の前方曲率検知結果に基づいて、カーブであるか否かを判定する（ステップＳ４０）。具体的には、ステップＳ４０において、ＥＣＵ７の車両制御ＥＣＵ７ａに含まれる操舵制御部７ａ−１は、白線の形状に対応する車両２の前方の道路曲率の検出結果に基づいて、曲率がある場合はカーブであると判定し、曲率がない場合は直線であると判定する。また、ステップＳ４０において、操舵制御部７ａ−１は、地図データに含まれる道路情報に基づく車両２の前方の道路曲率の検出に基づいて、曲率がある場合はカーブであると判定し、曲率がない場合は直線であると判定してもよい。

そして、車両制御装置１のＥＣＵ７は、ステップＳ４０においてカーブであると判定した場合（ステップＳ４０：Ｙｅｓ）、上述の図３および図４に示したように、カーブでは内側の轍を前輪タイヤ目標とする操舵制御１を実行する（ステップＳ５０）。具体的には、ステップＳ５０において、操舵制御部７ａ−１は、ステップＳ２０においてカーブ内側の轍とカーブ外側の轍の位置を認識できるため、図３のように右カーブの場合、カーブ内側の轍上を、車両２の内輪が走行できるように、カーブ内側の轍を目標の轍として選択し、このカーブ内側の轍に少なくともフロント内輪、より好ましくフロント内輪およびリア内輪があるように操舵制御する。つまり、制御装置としてのＥＣＵ７は、走行制御装置（図２のステアリングアクチュエータ６を含む）による軌跡制御の実行時において、走行可能領域が曲率を有するカーブ（図３の白線に囲まれた走行可能領域に対応する右カーブ）であるときに、走行可能領域検出装置（図２の轍センサ１３−２や白線センサ１３−１を含む）がカーブの内側に轍を検知した場合、検知したカーブの内側の轍上を車両２の内輪（図３の右前輪３ＦＲと右後輪３ＲＲ）が走行するように、目標車両挙動量を補正する。

なお、本実施形態において、車両制御装置１は、上述の図１に示すような四輪操舵の車両２に搭載される例を主に説明したが、これに限定されない。本実施形態にかかる車両制御装置１は、前輪操舵の車両２に搭載されていてもよい。この場合、本実施形態にかかる車両制御装置１は、前輪操舵装置９からなる二輪操舵（２ Ｗｈｅｅｌ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）機構として操舵装置６を備える車両２にて車両制御を実行してもよい。更に、車両制御装置１は、四輪操舵の車両２に搭載されている場合であっても、四輪操舵モードと二輪操舵モードとを運転者の操作により切替え可能なスイッチを介して二輪操舵モードに切り替えられた場合は、二輪操舵の車両２として車両制御を実行してもよい。

ここで、二輪操舵の場合は、操舵装置６は、車両２の前輪３Ｆを操舵可能であり、ここでは、前輪操舵装置９を含んで構成される。つまり、車両制御装置１は、二輪操舵の場合は前輪操舵装置９により操舵装置６が構成され、左前輪３ＦＬおよび右前輪３ＦＲが操舵輪となる。そして、二輪操舵の場合は、ＥＣＵ７は、例えば、目標車両挙動量として、ハンドル操舵角ＭＡ、車速Ｖに加えて、生成した目標軌跡に関する指標に基づき算出される前輪転舵角δ_ｆの制御量によって、前輪操舵装置９を制御することになる。この結果、車両２は、軌跡制御によって前輪操舵装置９を介して前輪３Ｆが操舵されながら、目標軌跡に沿って走行することができる。

なお、二輪操舵の場合は、操舵制御部７ａ−１は、カーブで轍を検知した場合は、まずカーブ内側の轍に車両２のフロント内輪を合わせるように走行させるようステアリングＥＣＵ７ｂを介して、操舵装置としてのステアリングアクチュエータ６を制御する。この場合、操舵制御部７ａ−１は、二輪操舵の車両２のフロント内輪のみがカーブ内側の轍上に乗るように操舵制御するだけでなく、例えば、フロント内輪をカーブ内側の轍上に乗せた後に前輪３Ｒを適宜操舵することで、リア内輪もカーブ内側の轍上に乗るように車両２の位置や姿勢を調整する制御を行ってもよい。

ここで、図６を参照し、ステップＳ５０において実行される操舵制御１の処理の詳細について説明する。図６は、カーブ内側の轍を目標とする操舵制御１の処理の詳細を示すフローチャートである。

図６に示すように、ＥＣＵ７の車両制御ＥＣＵ７ａに含まれる操舵制御部７ａ−１は、ステップＳ２０において轍があると判定した際に取得した轍データを読み込む（ステップＳ５１）。ステップＳ５１において、操舵制御部７ａ−１は、轍データとして、例えば、各轍の左右位置、深さ、幅等を含む情報を読み込む。

そして、操舵制御部７ａ−１は、ステップＳ５１にて読み込んだ轍データに基づいて、目標とする轍としてカーブ内側の轍を選択する（ステップＳ５２）。ステップＳ５２において、操舵制御部７ａ−１は、轍データに含まれる各轍の左右位置を示す情報に基づいて、レーン中心よりカーブの内側に近い位置の轍をカーブ内側の轍として選択する。

そして、操舵制御部７ａ−１は、ステップＳ５２にて選択した目標の轍（この場合、カーブ内側の轍）に対する横偏差を算出する（ステップＳ５３）。ステップＳ５３において、操舵制御部７ａ−１は、ＧＰＳ情報受信部１４により受信されたＧＰＳ情報に基づく車両２の現在位置から算出される内輪の位置と、轍データに含まれるカーブ内側の轍の位置を示す情報と、に基づいて、目標の轍（この場合、カーブ内側の轍）に対する横偏差を算出する。

そして、操舵制御部７ａ−１は、ステップＳ５１にて読み込んだ轍データに含まれるカーブ内側の轍の深さおよび幅を示す情報に基づいて、轍の傾斜角を算出する（ステップＳ５４）。本実施形態において、轍の傾斜角とは、轍の幅（太さ）に対応する一定範囲内で最も深い轍の深さを有する点を轍中心とした場合、当該轍中心と轍の端部とを結ぶ線分と、轍の幅を示す線分とがなす角度をいう（後述の図８および図９を参照）。

そして、操舵制御部７ａ−１は、ステップＳ５４にて算出された轍の傾斜角より制御ゲインを算出する（ステップＳ５５）。ステップＳ５５において、操舵制御部７ａ−１は、図７に示すような制御ゲイン算出マップを用いて、轍の傾斜角に応じた制御ゲインを算出する。図７は、制御ゲインと轍の傾斜角との関係を示す図である。図７に示すように、横軸に示す轍の傾斜角の値が大きくなるほど、縦軸に示す制御ゲインの値は小さくなるように設定されている。これは、図８および図９に示すように、より有効な逸脱防止効果や車両安定性向上効果等を得るためには、より正確に轍の中心に車輪３を乗せるように操舵制御する必要があると考えられるためである。図８は、轍の傾斜角が小さい場合の制御ゲインの大きさを説明するための図である。図９は、轍の傾斜角が大きい場合の制御ゲインの大きさを説明するための図である。

図８に示すように、轍の傾斜角が小さい場合は、轍の中心より右側に車輪３がずれている場合、轍の中心に車輪３を移動させる（即ち、車輪３を車輪３’の位置に移動させる）には、制御ゲインを比較的大きめの値に設定する必要がある。これは、轍の傾斜角が小さいため、車両２の重量により轍の傾斜をすべるようにして車両２の車輪３が自然と轍中心に移動するように作用する力は比較的小さいと考えられるからである。そのため、操舵制御部７ａ−１は、轍中心に車輪３を移動させる際の制御ゲインを比較的大きな値に設定している。一方、図９に示すように、轍の傾斜角が大きい場合は、轍の中心より右側に車輪３がずれている場合、轍の中心に車輪３を移動させる（即ち、車輪３を車輪３’の位置に移動させる）には、制御ゲインを比較的小さめに設定する必要がある。これは、轍の傾斜角が大きいため、車両２の重量により轍の傾斜をすべるようにして車両２の車輪３が自然と轍中心に移動するように作用する力は比較的大きいと考えられるからである。そのため、操舵制御部７ａ−１は、轍中心に車輪３を移動させる際の制御ゲインを比較的小さな値に設定している。このようにして、操舵制御部７ａ−１は、轍の壁の傾斜に応じて、操舵量や制御ゲインを調整する。これにより、傾斜が強いほど制御量を減らすことできるので、傾斜で轍中心に誘導される作用を強くすることができる。

図６に戻り、操舵制御部７ａ−１は、ステップＳ５３において算出した目標の轍に対する横偏差と、ステップＳ５５において算出した制御ゲインと、に基づいて、操舵角を算出する（ステップＳ５６）。具体的には、ステップＳ５６において、操舵制御部７ａ−１は、車両２の現在の内輪の位置を、目標の轍（この場合、カーブ内側の轍）の位置の中心へ移動させる目標軌跡を生成し、当該目標軌跡に沿って車両２が走行するための操舵角を算出する。より具体的には、ステップＳ５６において、車両２が四輪操舵により制御される場合、操舵制御部７ａ−１は、目標車両挙動量として、ハンドル操舵角ＭＡ、車速Ｖに加えて、生成した目標軌跡に関する指標（例えば目標軌跡に対する車両２の目標横位置Ｙ_ｒｅｆ、目標ヨー角Ψ_ｒｅｆ等）に基づいて、前輪転舵角δ_ｆの制御量（例えば、ＬＫＡ前輪補正目標角θ_ＬＫ、ＶＧＲＳ通常目標角θ_ＶＧ等）、後輪転舵角δ_ｒの制御量（例えば、ＬＫＡ後輪補正目標角θ_ＬＫＲ等）を算出する。なお、車両２が二輪操舵により制御される場合、操舵制御部７ａ−１は、目標車両挙動量として、ハンドル操舵角ＭＡ、車速Ｖに加えて、生成した目標軌跡に関する指標に基づいて、前輪転舵角δ_ｆの制御量を算出する。

そして、操舵制御部７ａ−１は、ステップＳ５６において算出した各種制御装置を制御する制御パラメータに対応する目標車両挙動量に基づいて操舵制御を実行する（ステップＳ５７）。この結果、車両２は、軌跡制御によって、四輪操舵の場合は前輪操舵装置９と後輪操舵装置１０を介して前輪３Ｆと後輪３Ｒが操舵されながら、カーブ内側の轍上を車両２の内輪（フロント内輪とリア内輪）が走行するように算出された目標軌跡に沿って走行することができる。このステップＳ５７の処理の後、図５のステップＳ７０の処理へ移行する。ステップＳ７０において実行される、サスペンション制御処理については後述する。なお、二輪操舵の場合は、車両２は、軌跡制御によって前輪操舵装置９を介して前輪３Ｆが操舵されながら、カーブ内側の轍上を車両２の内輪が走行するように算出された目標軌跡に沿って走行することができる。このとき、操舵制御部７ａ−１は、二輪操舵の車両２のフロント内輪のみがカーブ内側の轍上に乗るように操舵制御するだけでなく、例えば、フロント内輪をカーブ内側の轍上に乗せた後に前輪３Ｒを適宜操舵することで、リア内輪もカーブ内側の轍上に乗るように車両２の位置や姿勢を調整する制御を行ってもよい。

再び図５に戻り、ステップＳ４０の処理から車両制御処理の説明を続ける。車両制御装置１のＥＣＵ７は、ステップＳ４０においてカーブではない（即ち、直線である）と判定した場合（ステップＳ４０：Ｎｏ）、直線部では、レーン中心に近い側の轍を車輪３の目標とする操舵制御２を実行する（ステップＳ６０）。具体的には、ステップＳ６０において、操舵制御部７ａ−１は、ステップＳ２０において各轍の左右方向の位置を認識できるため、レーン中心側に近い轍上を、車両２の車輪３が走行できるように、レーン中心側に近い轍を目標の轍として選択し、このレーン中心側の轍に車輪３が乗るように操舵制御する。ステップＳ６０において、操舵制御部７ａ−１は、車両２の位置が走行可能領域内でかつ比較的レーン中心側に近い側となるように、車両２の右輪または左輪から、目標とするレーン中心側の轍上に乗せる車輪３を決定する。例えば、操舵制御部７ａ−１は、車両２の右輪をレーン中心側の轍上に乗せると決定した場合は、右前輪３ＦＲと右後輪３ＲＲの両方の右輪が乗るように操舵制御する。同様に、操舵制御部７ａ−１は、車両２の左輪をレーン中心側の轍上に乗せると決定した場合は、左前輪３ＦＬと左後輪３ＲＬの両方の左輪が乗るように操舵制御する。

ここで、図１０を参照し、ステップＳ６０において実行される操舵制御２の処理の詳細について説明する。図１０は、レーン中心側の轍を目標とする操舵制御２の処理の詳細を示すフローチャートである。

図１０に示すように、ＥＣＵ７の車両制御ＥＣＵ７ａに含まれる操舵制御部７ａ−１は、ステップＳ２０において轍があると判定した際に取得した轍データを読み込む（ステップＳ６１）。ステップＳ６１において、操舵制御部７ａ−１は、轍データとして、例えば、各轍の左右位置、深さ、幅等を含む情報を読み込む。

そして、操舵制御部７ａ−１は、ステップＳ６１にて読み込んだ轍データに基づいて、目標とする轍としてレーン中心側の轍を選択する（ステップＳ６２）。ステップＳ６２において、操舵制御部７ａ−１は、轍データに含まれる各轍の左右位置を示す情報に基づいて、レーンの中心側に近い位置の轍をレーン中心側の轍として選択する。

そして、操舵制御部７ａ−１は、ステップＳ６２にて選択した目標の轍（この場合、レーン中心側の轍）に対する横偏差を算出する（ステップＳ６３）。ステップＳ６３において、操舵制御部７ａ−１は、ＧＰＳ情報受信部１４により受信されたＧＰＳ情報に基づく車両２の現在位置から算出される車輪３の位置と、轍データに含まれるレーン中心側の轍の位置を示す情報と、に基づいて、目標の轍（この場合、レーン中心側の轍）に対する横偏差を算出する。

そして、操舵制御部７ａ−１は、ステップＳ６１にて読み込んだ轍データに含まれるレーン中心側の轍の深さおよび幅を示す情報に基づいて、轍の傾斜角を算出する（ステップＳ６４）。

そして、操舵制御部７ａ−１は、ステップＳ６４にて算出された轍の傾斜角より制御ゲインを算出する（ステップＳ６５）。ステップＳ６５において、操舵制御部７ａ−１は、上述の図７に示すような制御ゲイン算出マップを用いて、轍の傾斜角に応じた制御ゲインを算出する。

そして、操舵制御部７ａ−１は、ステップＳ６３において算出した目標の轍に対する横偏差と、ステップＳ６５において算出した制御ゲインと、に基づいて、操舵角を算出する（ステップＳ６６）。具体的には、ステップＳ６６において、ＥＣＵ７の車両制御ＥＣＵ７ａに含まれる操舵制御部７ａ−１は、車両２の現在の車輪３の位置を、目標の轍（この場合、レーン中心側の轍）の位置の中心へ移動させる目標軌跡を生成し、当該目標軌跡に沿って車両２が走行するための操舵角を算出する。より具体的には、ステップＳ６６において、車両２が四輪操舵により制御される場合、操舵制御部７ａ−１は、目標車両挙動量として、ハンドル操舵角ＭＡ、車速Ｖに加えて、生成した目標軌跡に関する指標（例えば目標軌跡に対する車両２の目標横位置Ｙ_ｒｅｆ、目標ヨー角Ψ_ｒｅｆ等）に基づいて、前輪転舵角δ_ｆの制御量（例えば、ＬＫＡ前輪補正目標角θ_ＬＫ、ＶＧＲＳ通常目標角θ_ＶＧ等）、後輪転舵角δ_ｒの制御量（例えば、ＬＫＡ後輪補正目標角θ_ＬＫＲ等）を算出する。なお、車両２が二輪操舵により制御される場合、操舵制御部７ａ−１は、目標車両挙動量として、ハンドル操舵角ＭＡ、車速Ｖに加えて、生成した目標軌跡に関する指標に基づいて、前輪転舵角δ_ｆの制御量を算出する。

そして、操舵制御部７ａ−１は、ステップＳ６６において算出した各種制御装置を制御する制御パラメータに対応する目標車両挙動量に基づいて操舵制御を実行する（ステップＳ６７）。この結果、車両２は、軌跡制御によって、四輪操舵の場合は前輪操舵装置９、後輪操舵装置１０を介して前輪３Ｆ、後輪３Ｒが操舵されながら、レーン中心側の轍上を車両２の車輪３が走行するように算出された目標軌跡に沿って走行することができる。このステップＳ６７の処理の後、図５のステップＳ７０の処理へ移行する。なお、二輪操舵の場合は、車両２は、軌跡制御によって前輪操舵装置９を介して前輪３Ｆが操舵されながら、レーン中心側の轍上を車両２の車輪３が走行するように算出された目標軌跡に沿って走行することができる。

そして、車両制御装置１のＥＣＵ７は、サスペンション制御を実行する（ステップＳ７０）。具体的には、ＥＣＵ７に含まれる車両制御ＥＣＵ７ａに含まれるサスペンション制御部７ａ−３は、ステップＳ５０またはステップＳ６０の操舵制御により轍上を車両２の車輪３が走行する場合、轍センサ１３−２から入力される轍の状態を示す情報に基づいて、轍の深さが進行方向に向かって変化するか否かを予測する。サスペンション制御部７ａ−３は、轍の深さが進行方向に向かって変化すると予測される場合は、乗り心地悪化を予防するために、サスペンションＥＣＵ７ｃに対して、サスペンションアクチュエータがサスペンションの減衰量を事前に調整するよう指示する制御信号を出力する。また、サスペンション制御部７ａ−３は、ステップＳ５０の操舵制御１により、カーブなどで車両姿勢が左右方向に大きく傾く場合は、サスペンションＥＣＵ７ｃに対して、サスペンションアクチュエータが車高調整して車両姿勢を補正するよう指示する制御信号を出力する。この他、サスペンション制御部７ａ−３は、サスペンション制御として、轍走行による前後傾き（ピッチング）を抑制してもよい。この場合、サスペンション制御部７ａ−３は、検知した轍状況、車速、操舵角等により、轍に対する後輪位置を推定し、所定の車両姿勢（水平等）になるように各車輪位置の車高を調整する。その後、本処理を終了する。

ここでステップＳ２０に戻り、車両制御装置１のＥＣＵ７は、ステップＳ２０において、轍が無いと判定された場合（ステップＳ２０：Ｎｏ）、白線をガイドとする操舵制御３を実行する（ステップＳ８０）。具体的には、ＥＣＵ７の車両制御ＥＣＵ７ａに含まれる操舵制御部７ａ−１は、通常の軌跡制御として道路上の白線を追従する自動運転を実行するよう、ステアリングＥＣＵ７ｂを介してステアリングアクチュエータ６を制御する。その後、本処理を終了する。

このように、本実施形態によれば、車両２を道路上に設定された目標走行経路に従って制御する車両制御システムにおいて、カーブに轍が存在する場合は、カーブ内側の轍上に車輪３の内輪が乗るように（すなわち、カーブの内側の轍上を車輪３の内輪が走行するように）目標走行経路を設定することができるので、カーブ外側への逸脱に対する安全マージンを向上させることで、カーブ走行時にドライバーや乗員へ安心感を与えることができる。

なお、本実施形態における車両制御装置１は、検出した轍の状態に応じて、轍上に車両２の車輪３を乗せると車両の安定性が損なわれると判定した場合は、轍を避けるように走行制御を行ってもよい。以下に図１１を参照し、この場合の処理の詳細について説明する。図１１は、車両制御装置１において実行される轍走行可否判断１および轍走行可否判断２を含む車両制御処理を示すフローチャートである。

図１１では、ステップＳ２０〜Ｓ２４以外の、ステップＳ１０とステップＳ３０〜８０の処理の内容は、図５に記載のステップＳ１０とステップＳ３０〜８０の処理の内容と同様であるため、説明を省略する。以下、図１１のステップＳ２０から処理を説明する。

図１１に示すように、車両制御装置１のＥＣＵ７は、ステップＳ２０において、轍が有ると判定された場合（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）、轍走行可否判断１として、ステップＳ２０で検知した轍の深さの進行方向への変化量が所定範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。この所定範囲は、車両２の運転者や搭乗者が乗り心地が悪化すると感じ始める程度の値に設定される。つまり、ステップＳ２２において、ＥＣＵ７の車両制御ＥＣＵ７ａは、轍に沿って走行することにより、車両２が上下方向に大きく振動するか小刻みに振動するなどして乗り心地悪化が予想される場合は、ステップＳ５０およびステップＳ６０にて轍走行をしないように、事前に轍走行可否判断１を行う。このように、ステップＳ２２において、車両制御ＥＣＵ７ａは、この轍走行可否判断１として、轍深さの進行方向への変化量が所定範囲未満であれば轍走行し、所定範囲以上であれば轍走行しないと判定することで、轍走行実施判断を事前に行う。

ここで、ステップＳ２２において、車両制御装置１のＥＣＵ７は、轍の深さの進行方向への変化量が所定範囲外であると判定した場合（ステップＳ２２：Ｎｏ）、ステップＳ８０の処理へ移行する。一方、ステップＳ２２において、車両制御装置１のＥＣＵ７は、轍の深さの進行方向への変化量が所定範囲内にあると判定した場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、轍走行可否判断２として、ステップＳ２０で検知した各轍の深さの最大値が所定範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ２４）。この所定範囲は、車両２を所定の車両姿勢を維持するのに車両２のサスペンションが吸収可能な轍の深さの最大値に設定される。つまり、ステップＳ２４において、ＥＣＵ７の車両制御ＥＣＵ７ａは、轍に沿って走行することにより、所定の車両姿勢範囲を超える車両２の左右傾きなどをサスペンションが吸収できない場合は、ステップＳ５０およびステップＳ６０にて轍走行をしないように、事前に轍走行可否判断２を行う。このように、ステップＳ２４において、車両制御ＥＣＵ７ａは、この轍走行可否判断２として、轍の深さの最大値が所定範囲未満であれば轍走行し、所定範囲以上であれば轍走行しないと判定することで、轍走行実施判断を事前に行う。

ここで、ステップＳ２４において、車両制御装置１のＥＣＵ７は、轍の深さの最大値が所定範囲内にあると判定した場合（ステップＳ２４：Ｙｅｓ）、ステップＳ３０の処理へ移行する。一方、ステップＳ２４において、車両制御装置１のＥＣＵ７は、轍の深さの最大値が所定範囲外であると判定した場合（ステップＳ２４：Ｎｏ）、ステップＳ８０の処理へ移行する。

なお、本実施形態において、ＥＣＵ７の車両制御ＥＣＵ７ａは、轍走行可否判断１および轍走行可否判断２に加えて、轍走行可否判断３（図示せず）として、ステップＳ２０で検知した轍の左右方向の蛇行量が所定範囲内であるか否かを判定してもよい。この所定範囲は、車両２の運転者や搭乗者が乗り心地が悪化すると感じ始める程度の値に設定される。つまり、ＥＣＵ７の車両制御ＥＣＵ７ａは、轍に沿って走行することにより、車両２が左右方向に大きく揺れるか小刻みに揺れるなどして乗り心地悪化が予想される場合は、ステップＳ５０およびステップＳ６０にて轍走行をしないように、事前に轍走行可否判断３を行う。このように、車両制御ＥＣＵ７ａは、この轍走行可否判断３として、左右方向への轍の蛇行量が所定範囲未満であれば轍走行し、所定範囲以上であれば轍走行しないと判定することで、轍走行実施判断を事前に行ってもよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、検出した轍の状態に応じて、轍上に車両２の車輪３を乗せると車両の安定性が損なわれると判定した場合は、轍を避けるように走行制御を行う。その結果、自動運転によるカーブ走行時に道路上の轍に応じて車両がより安定するように走行制御を行うことができる。

１ 車両制御装置
２ 車両
３ 車輪
４ 駆動装置（走行制御装置）
５ 制動装置（走行制御装置）
６ 操舵装置／ステアリングアクチュエータ（走行制御装置）
７ ＥＣＵ（制御装置）
７ａ 車両制御ＥＣＵ
７ａ−１ 操舵制御部
７ａ−２ 地図データ記憶部
７ａ−３ サスペンション制御部
７ｂ ステアリングＥＣＵ
７ｃ サスペンションＥＣＵ
８ａ アクセルペダル
８ｂ ブレーキペダル
９ 前輪操舵装置
９ａ ステアリングホイール
９ｂ 転舵角付与機構
９ｃ ＶＧＲＳ装置
９ｄ 操舵駆動器
１０ 後輪操舵装置
１０ａ 操舵駆動器
１１ 車輪速センサ
１２ ホイールシリンダ圧センサ
１３ 前方検出装置（走行可能領域検出装置）
１３−１ 白線センサ
１３−２ 轍センサ
１４ ＧＰＳ情報受信部
１５ サスペンション装置／サスペンションアクチュエータ

Claims (5)

1. 車両の走行可能領域を検出する走行可能領域検出装置と、
   前記走行可能領域検出装置が検出した前記走行可能領域を前記車両が走行するために算出された目標車両挙動量に基づいて軌跡制御を実行する走行制御装置と、
   前記走行制御装置による前記軌跡制御の実行時において、前記走行可能領域が曲率を有するカーブであるときに、前記走行可能領域検出装置が前記カーブの内側に轍を検知した場合、検知した前記カーブの内側の轍上を前記車両の内輪が走行するように、前記目標車両挙動量を補正する制御装置と、
   を備えたことを特徴とする車両制御装置。
2. 前記制御装置は、
   前記走行制御装置による前記軌跡制御の実行時において、前記走行可能領域が曲率を有するカーブであるときに、前記走行可能領域検出装置が前記カーブの内側に轍を検知した場合であって、検知した前記カーブの内側の轍の深さの進行方向への変化量が所定範囲内である場合に、検知した前記カーブの内側の轍上を前記車両の内輪が走行するように、前記目標車両挙動量を補正することを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記制御装置は、
   前記走行制御装置による前記軌跡制御の実行時において、前記走行可能領域が曲率を有するカーブであるときに、前記走行可能領域検出装置が前記カーブの内側に轍を検知した場合であって、検知した前記カーブの内側の轍の深さの最大値が所定範囲内である場合に、検知した前記カーブの内側の轍上を前記車両の内輪が走行するように、前記目標車両挙動量を補正することを特徴とする請求項１または２に記載の車両制御装置。
4. 前記制御装置は、
   前記走行制御装置による前記軌跡制御の実行時において、前記走行可能領域が曲率を有するカーブであるときに、前記走行可能領域検出装置が前記カーブの内側に轍を検知した場合であって、検知した前記カーブの内側の轍の左右方向への蛇行量が所定範囲内である場合に、検知した前記カーブの内側の轍上を前記車両の内輪が走行するように、前記目標車両挙動量を補正することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両制御装置。
5. 車両の走行可能領域を検出する走行可能領域検出装置と、前記走行可能領域検出装置が検出した前記走行可能領域を前記車両が走行するために算出された目標車両挙動量に基づいて軌跡制御を実行する走行制御装置と、前記走行可能領域検出装置の検出結果に基づき前記走行制御装置を制御する制御装置と、を備えた車両制御装置において実行される車両制御方法であって、前記制御装置において実行される、
   前記走行制御装置による前記軌跡制御の実行時において、前記走行可能領域が曲率を有するカーブであるときに、前記走行可能領域検出装置が前記カーブの内側に轍を検知した場合、検知した前記カーブの内側の轍上を前記車両の内輪が走行するように、前記目標車両挙動量を補正する工程
   を含むことを特徴とする車両制御方法。

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