JP2017197005A - 車両の走行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動運転機能を備えた車両において、ドライバが操舵している場合は、ドライバに違和感を与えることなく、車両のロール方向やヨー方向の不安定挙動を抑制するように運転支援し、また、ドライバが操舵していない場合は、不安定挙動を抑制するのに最適なアクチュエータを作動させて車両の不安定挙動を素早く抑制させる
【解決手段】自動運転状態において、自車両のロール方向とヨー方向の不安定挙動を検出し、ドライバのステアリングホイールの保持状態を検出し、自車両の不安定挙動とドライバのステアリングホイール保持状態の検出結果に応じ、操舵角を補正することと、所定の車輪を選択して制動力を付加することの少なくとも一方を実行することにより、自車両の不安定挙動を抑制させる。
【選択図】図６

Description

本発明は、自動運転機能を有する車両においてロール方向やヨー方向の不安定挙動を適切に抑制する車両の走行制御装置に関する。

従来より、車両においては、ロール方向やヨー方向の不安定挙動を抑制させる様々な技術が開発され実用化されている。例えば、特開２００６−２９８２１０号公報（以下、特許文献１）では、ローリング運動を表す横加速度を取得し、ローリング運動を表す操舵角速度を取得し、操舵角速度を含む特性に基づいてロール増大傾向を判定し、車両がロール増大傾向と判定したときの横加速度に基づき制動力制御又は駆動力制御によりロール増大傾向を抑制する車両のローリング運動安定化制御装置の技術が開示されている。また、例えば、特開平１０−４４９５４号公報（以下、特許文献２）では、車速と操舵角に基づき車両に作用する基準ヨーレートを演算し、車両に作用する実ヨーレートを検出し、横加速度に基づき推定ヨーレートを演算し、基準ヨーレートと実ヨーレートとに基づいて車両の旋回制御を行い、実ヨーレートと推定ヨーレートとの偏差に基づき旋回制御を中止させる車両の旋回制御装置の技術が開示されている。

特開２００６−２９８２１０号公報 特開平１０−４４９５４号公報

ところで、上述の特許文献１や特許文献２に開示される技術は、あくまでもドライバの運転を支援する技術であり、車両のロール方向やヨー方向の不安定挙動を抑制するには、本来、ドライバがステアリングホイールを操作して車両挙動を修正する方が、より適切に車両挙動の安定化を図ることができる。また、近年、車両の安全性や利便性の向上を図る目的で自動運転機能が開発され、実用化されてきているが、このような自動運転においても同様に、ステアリングホイールを操舵制御して不安定挙動を抑制した方が、より適切に車両挙動の安定化を図ることができる。しかしながら、自動運転機能を有する車両では、ドライバがステアリングホイールを操作していることもあり、このようなドライバが操舵した状況で、操舵制御により車両挙動の安定性の向上を図った場合、ドライバの操舵と自動運転機能の操舵制御とが干渉して、却ってドライバに違和感を与えてしまう虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、自動運転機能を備えた車両において、ドライバが操舵している場合は、ドライバに違和感を与えることなく、車両のロール方向やヨー方向の不安定挙動を抑制するように運転支援し、また、ドライバが操舵していない場合は、不安定挙動を抑制するのに最適なアクチュエータを作動させて車両の不安定挙動を素早く抑制させることができる車両の走行制御装置を提供することを目的とする。

本発明の車両の走行制御装置の一態様は、自車両が走行する走行環境情報を取得する走行環境情報取得手段と、自車両の走行情報を検出する走行情報検出手段と、上記走行環境情報と上記自車両の走行情報に基づいて自動運転制御を実行する車両の走行制御装置において、自車両のロール方向とヨー方向の少なくとも一方の不安定挙動を検出する不安定挙動検出手段と、ドライバのステアリングホイールの保持状態を検出するステアリングホイール保持状態検出手段と、上記検出した自車両の不安定挙動を操舵角を補正して抑制する第１の不安定挙動抑制手段と、上記検出した自車両の不安定挙動を所定の車輪を選択して制動力を付加して抑制する第２の不安定挙動抑制手段と、上記自車両の不安定挙動と上記ドライバのステアリングホイール保持状態の検出結果に応じて上記第１の不安定挙動抑制手段と上記第２の不安定挙動抑制手段とを作動自在な車両挙動制御手段とを備えた。

本発明による車両の走行制御装置によれば、自動運転機能を備えた車両において、ドライバが操舵している場合は、ドライバに違和感を与えることなく、車両のロール方向やヨー方向の不安定挙動を抑制するように運転支援し、また、ドライバが操舵していない場合は、不安定挙動を抑制するのに最適なアクチュエータを作動させて車両の不安定挙動を素早く抑制させることが可能となる。

本発明の実施の一形態による、車両の走行制御装置の全体構成図である。 本発明の実施の一形態による、自動運転制御におけるロール方向車両挙動制御プログラムのフローチャートである。 図２から続くフローチャートである。 図３から続くフローチャートである。 本発明の実施の一形態による、自動ブレーキ制御プログラムのフローチャートである。 本発明の実施の一形態による、自動運転制御におけるヨー方向車両挙動制御プログラムのフローチャートである。 本発明の実施の一形態による、ロール補正横加速度感応ゲインの特性の一例を示す図である。 本発明の実施の一形態による、ロール補正車速感応ゲインの特性の一例を示す図である。 本発明の実施の一形態による、ロール補正操舵角感応ゲインの特性の一例を示す図である。 本発明の実施の一形態による、ロール補正ヨーレート変化感応ゲインの特性の一例を示す図で、図１０（ａ）は左操舵の場合のロール補正ヨーレート変化感応ゲインの特性の一例を示し、図１０（ｂ）は右操舵の場合のロール補正ヨーレート変化感応ゲインの特性の一例を示す。 本発明の実施の一形態による、ロール補正車線横位置ゲインの特性の一例を示す図で、図１１（ａ）は左操舵の場合のロール補正車線横位置ゲインの特性の一例を示し、図１１（ｂ）は右操舵の場合のロール補正車線横位置ゲインの特性の一例を示す。 本発明の実施の一形態による、車線状況ロール補正ゲインの説明図で、図１２（ａ）は車線状況ロール補正ゲインの特性の一例を示す図で、図１２（ｂ）は車線凹部の説明図で、図１２（ｃ）は車線凸部の説明図である。 本発明の実施の一形態による、ヨー補正車速感応ゲインの特性の一例を示す図である。 本発明の実施の一形態による、オーバーステア傾向の際に設定されるヨー補正車線横位置ゲインの特性の一例を示す図である。 本発明の実施の一形態による、アンダーステア傾向の際に設定されるヨー補正車線横位置ゲインの特性の一例を示す図である。 本発明の実施の一形態による、オーバーステア傾向とアンダーステア傾向防止の説明図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１において、符号１は、車両の走行制御装置を示し、この走行制御装置１には、走行制御部１０に、周辺環境認識装置１１、走行パラメータ検出装置１２、自車位置情報検出装置１３、車車間通信装置１４、道路交通情報通信装置１５、スイッチ群１６の各入力装置と、エンジン制御装置２１、ブレーキ制御装置２２、ステアリング制御装置２３、表示装置２４、スピーカ・ブザー２５の各出力装置が接続されている。

周辺環境認識装置１１は、車両の外部環境を撮影して画像情報を取得する車室内に設けた固体撮像素子等を備えたカメラ装置（ステレオカメラ、単眼カメラ、カラーカメラ等）と、車両の周辺に存在する立体物からの反射波を受信するレーダ装置（レーザレーダ、ミリ波レーダ等）、ソナー等（以上、図示せず）で構成されている。

周辺環境認識装置１１は、カメラ装置で撮像した画像情報を基に、例えば、距離情報に対して周知のグルーピング処理を行い、グルーピング処理した距離情報を予め設定しておいた三次元的な道路形状データや立体物データ等と比較することにより、車線区画線データ、道路に沿って存在するガードレール、縁石等の側壁データ、車両（先行車、対向車、並走車、駐車車両）等の立体物（障害物）データ等を自車両からの相対的な位置（距離、角度）を、速度と共に抽出する。車線区画線データでは、車線区画線の形状、車線幅、車線幅方向における自車位置データ、車線の自車前後方向における凹凸情報（図１２（ｂ）、図１２（ｃ）参照）等が抽出される。

また、周辺環境認識装置１１は、レーダ装置で取得した反射波情報を基に、反射した立体物の存在する位置（距離、角度）を速度と共に検出する。このように、周辺環境認識装置１１は走行環境情報取得手段として設けられている。

走行パラメータ検出装置１２は、自車両の走行情報、具体的には、車速（各輪の車輪速も含む）、前後加速度、横加速度、操舵トルク、操舵角、フロント右側サスペンションストローク、フロント左側サスペンションストローク、ヨーレート、アクセル開度、スロットル開度、及び走行する路面の路面勾配、路面摩擦係数推定値、ブレーキペダルスイッチのＯＮ−ＯＦＦ、アクセルペダルスイッチのＯＮ−ＯＦＦ、ターンシグナルスイッチのＯＮ−ＯＦＦ、ハザードランプスイッチのＯＮ−ＯＦＦ等を検出する。このように、走行パラメータ検出装置１２は、走行情報検出手段として設けられている。

自車位置情報検出装置１３は、例えば、公知のナビゲーションシステムであり、例えば、ＧＰＳ[Global Positioning System：全地球測位システム]衛星から発信された電波を受信し、その電波情報や、加速度センサとジャイロ、タイヤの回転に伴う車速信号等による自立航法の情報に基づいて現在位置を検出し、フラッシュメモリや、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ブルーレイ（Blu−ray；登録商標）ディスク、ＨＤＤ（Hard disk drive）等に予め記憶しておいた地図データ上に自車位置を特定する。

この予め記憶される地図データとしては、道路データおよび施設データを有している。道路データは、リンクの位置情報、種別情報、ノードの位置情報、種別情報、カーブ曲率（カーブ半径）情報、および、ノードとリンクとの接続関係の情報、すなわち、交差点情報、道路の分岐、合流地点情報と分岐路における最大車速情報等を含んでいる。施設データは、施設毎のレコードを複数有しており、各レコードは、対象とする施設の名称情報、所在位置情報、施設種別（デパート、商店、レストラン、駐車場、公園、車両の故障時の修理拠点の別）情報を示すデータを有している。そして、地図位置上の自車位置を表示して、操作者により目的地が入力されると、出発地から目的地までの経路が所定に演算され、ディスプレイ、モニタ等の表示装置２４に表示され、また、スピーカ・ブザー２５により音声案内して誘導自在になっている。このように、自車位置情報検出装置１３は、走行環境情報取得手段として設けられている。

車車間通信装置１４は、例えば、無線ＬＡＮなど１００[m]程度の通信エリアを有する狭域無線通信装置で構成され、サーバなどを介さずに他の車両と直接通信を行い、情報の送受信を行うことが可能となっている。そして、他の車両との相互通信により、車両情報、走行情報、交通環境情報等を交換する。車両情報としては車種（本形態では、乗用車、トラック、二輪車等の種別）を示す固有情報がある。また、走行情報としては車速、位置情報、ブレーキランプの点灯情報、右左折時に発信される方向指示器の点滅情報、緊急停止時に点滅されるハザードランプの点滅情報がある。更に、交通環境情報としては、道路の渋滞情報、工事情報等の状況によって変化する情報が含まれている。このように、車車間通信装置１４は、走行環境情報取得手段として設けられている。

道路交通情報通信装置１５は、所謂、道路交通情報通信システム（VICS：Vehicle Information and Communication System：登録商標）で、FM多重放送や道路上の発信機から、渋滞や事故、工事、所要時間、駐車場の道路交通情報をリアルタイムに受信し、この受信した交通情報を、上述の予め記憶しておいた地図データ上に表示する装置となっている。このように、道路交通情報通信装置１５は、走行環境情報取得手段として設けられている。

スイッチ群１６は、ドライバの運転支援制御に係るスイッチ群で、例えば、速度を予め設定しておいた一定速で走行制御させるスイッチ、或いは、先行車との車間距離、車間時間を予め設定しておいた一定値に維持して追従制御させるためのスイッチ、走行車線を設定車線に維持して走行制御するレーンキープ制御のスイッチ、走行車線からの逸脱防止制御を行う車線逸脱防止制御のスイッチ、先行車（追い越し対象車両）の追い越し制御を実行させる追い越し制御実行許可スイッチ、これら全ての制御を協調して行わせる自動運転制御を実行させるためのスイッチ、これら各制御に必要な車速、車間距離、車間時間、制限速度等を設定するスイッチ、或いは、これら各制御を解除するスイッチ等から構成されている。

エンジン制御装置２１は、例えば、吸入空気量、スロットル開度、エンジン水温、吸気温度、酸素濃度、クランク角、アクセル開度、その他の車両情報に基づき、車両のエンジン（図示せず）についての燃料噴射制御、点火時期制御、電子制御スロットル弁の制御等の主要な制御を行う公知の制御ユニットである。また、エンジン制御装置２１は、駆動輪に所定のスリップが生じた場合、例えば、タイヤのスリップ率が予め設定した目標スリップ率になるように駆動力を低下させる（トルクダウンさせる）、周知のトラクションコントロールを実行するように構成されている。そして、エンジン制御装置２１は、自動運転状態の際に、走行制御部１０から、上述の各自動運転制御（障害物等との衝突防止制御、定速走行制御、追従走行制御、レーンキープ制御、車線逸脱防止制御、その他追い越し制御等）に必要な加速度（要求加速度）が入力された場合には、該要求加速度に基づいて駆動トルク（自動運転要求トルク）を算出し、この自動運転要求トルクを目標トルクとするエンジン制御を行う。

ブレーキ制御装置２２は、例えば、ブレーキスイッチ、４輪の車輪速、操舵角、ヨーレート、その他の車両情報に基づき、４輪のブレーキ装置（図示せず）をドライバのブレーキ操作とは独立して制御可能で、公知のＡＢＳ制御や、各車輪の制駆動力差により車両にヨーモーメントを付加して車両の旋回運動を制御する第２の不安定挙動抑制手段としての横すべり防止制御等の車両に付加するヨーモーメントを制御するヨーブレーキ制御を行う公知の制御ユニットである。

また、ブレーキ制御装置２２は、自動運転状態の際に、走行制御部１０から、上述の各自動運転制御（障害物等との衝突防止制御、定速走行制御、追従走行制御、レーンキープ制御、車線逸脱防止制御、その他追い越し制御等）に必要な減速度（要求減速度）が入力された場合には、該要求減速度に基づいて、各輪ブレーキのホイールシリンダの目標液圧を設定し、ブレーキ制御を行う。

ステアリング制御装置２３は、例えば、車速、操舵トルク、操舵角、ヨーレート、その他の車両情報に基づき、車両の操舵系に設けた電動パワーステアリングモータ（図示せず）によるアシストトルクを制御する、公知の制御装置である。また、ステアリング制御装置２３は、上述の走行車線を設定車線に維持して走行制御するレーンキープ制御、走行車線からの逸脱防止制御を行う車線逸脱防止制御、これらを協調して実行する自動運転操舵制御が可能となっており、これらレーンキープ制御、車線逸脱防止制御、自動運転操舵制御に必要な操舵角、或いは、操舵トルクが、走行制御部１０により算出されてステアリング制御装置２３に入力され、入力された制御量に応じて電動パワーステアリングモータが駆動制御される。

表示装置２４は、例えば、モニタ、ディスプレイ、アラームランプ等のドライバに対して視覚的な警告、報知を行う装置である。また、スピーカ・ブザー２５は、ドライバに対して聴覚的な警告、報知を行う装置である。

走行制御部１０は、上述の各装置１１〜１６からの各入力信号に基づいて、障害物等との衝突防止制御、定速走行制御、追従走行制御、レーンキープ制御、車線逸脱防止制御、その他追い越し制御等を協調させて行って自動運転制御等を実行する。走行制御部１０は、自動運転状態において、自車両のロール方向とヨー方向の少なくとも一方の不安定挙動を検出し、ドライバのステアリングホイールの保持状態を検出する。そして、自車両の不安定挙動とドライバのステアリングホイール保持状態の検出結果に応じ、操舵角を補正することと、所定の車輪を選択して制動力を付加することの少なくとも一方を実行することにより、自車両の不安定挙動を抑制させる。このように、走行制御部１０は、不安定挙動検出手段、ステアリングホイール保持状態検出手段、第１の不安定挙動抑制手段、第２の不安定挙動抑制手段、車両挙動制御手段としての機能を有して構成されている。

次に、走行制御部１０で実行される、自動運転制御におけるロール方向車両挙動制御プログラムを図２〜図４で説明する。

まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１では、自動運転状態か否か判定され、自動運転状態ではない場合は、後述するＳ１３７の自動ブレーキ制御に進み、自動運転状態の場合には、Ｓ１０２に進む。

Ｓ１０２に進むと、ドライバのステアリングホイールの保持状態の検出処理が実行される。具体的には、操舵トルクが予め実験、計算等により設定しておいた閾値を超える場合は、ドライバがステアリングホイールを保持していると判定する。或いは、操舵トルクが予め実験、計算等により設定しておいた閾値を超えており、かつ、操舵の周波数解析の結果、予め実験、計算等により設定しておいた周波数以上で操舵されていることが検出された場合は、ドライバがステアリングホイールを保持していると判定する。

次いで、Ｓ１０３に進み、ドライバがステアリングホイールを保持しているか否か判定され、ドライバがステアリングホイールを保持している場合は、後述するＳ１３７の自動ブレーキ制御に進み、ドライバがステアリングホイールを非保持（手放し）の場合は、Ｓ１０４に進む。

Ｓ１０４に進むと、フロント右側サスペンションストロークセンサで検出したフロント右側サスペンションストロークＳＴｒと、フロント左側サスペンションストロークセンサで検出したフロント左側サスペンションストロークＳＴｌを基に、ロールの回転方向と操舵方向の判定が、例えば、以下のように実行される。
・ＳＴｒ＞ＳＴｃ、かつ、ＳＴｒ−ＳＴｌ＞ΔＳＴｃの場合は、ロールは左回転であり、旋回内側が右になっていることから右（以後、符号は「−」とする）操舵状態と判定する。ここで、ＳＴｃ、ΔＳＴｃは、予め実験、計算等により設定しておいた閾値である。
・ＳＴｌ＞ＳＴｃ、かつ、ＳＴｌ−ＳＴｒ＞ΔＳＴｃの場合は、ロールは右回転であり、旋回内側が左になっていることから左（以後、符号は「＋」とする）操舵状態と判定する。

次に、Ｓ１０５に進み、ロールが左回転か否か判定され、ロールが左回転の場合は、Ｓ１０６に進み、ロールが右回転か否か判定される。

このＳ１０６の判定の結果、ロールが右回転と判定された場合（すなわち、Ｓ１０５で左回転と判定されているにも関わらず、Ｓ１０６で右回転と判定された場合）、Ｓ１０７に進み、ロール補正を行わないように、ロール補正実行ゲインＧｓを「０」に設定し、Ｓ１１２に進む。すなわち、このロール補正実行ゲインＧｓは、後述するが補正角度に乗算して、補正角度の方向を決定するゲインとなっている。

Ｓ１０６の判定の結果、ロールが右回転ではないと判定された場合は、Ｓ１０８に進み、ロール補正実行ゲインＧｓを「＋１」に設定し、Ｓ１１２に進む。

一方、前述のＳ１０５の判定の結果、ロールが左回転ではない判定された場合（すなわち、右回転と判定された場合）は、Ｓ１０９に進み、ロールが右回転か否か判定される。

Ｓ１０９でロールが右回転ではないと判定された場合（すなわち、Ｓ１０５で右回転と判定されているにも関わらず、Ｓ１０６で右回転と判定されない場合）、Ｓ１１０に進み、ロール補正を行わないように、ロール補正実行ゲインＧｓを「０」に設定し、Ｓ１１２に進む。

逆に、Ｓ１０９でロールが右回転と判定された場合、Ｓ１１１に進み、ロール補正実行ゲインＧｓを「−１」に設定し、Ｓ１１２に進む。

Ｓ１０７、Ｓ１０８、Ｓ１１０、Ｓ１１１で、ロール補正実行ゲインＧｓを設定してＳ１１２に進むと、右前輪車輪速センサで検出した右前輪車輪速Ｖfrと左前輪車輪速センサで検出した左前輪車輪速Ｖflにより、平均車速Ｖave（＝（Ｖfr＋Ｖfl）／２）の算出が実行される。

その後、Ｓ１１３に進むと、右前輪について、右前輪車輪速Ｖfrから平均車速Ｖaveを減算した値の絶対値｜Ｖfr−Ｖave｜と、予め実験、計算等により設定しておいた閾値Ｖｃとの比較が実行される。

この比較の結果、｜Ｖfr−Ｖave｜＞Ｖｃの場合は、右前輪が浮いていると判定してＳ１１４〜Ｓ１１７に進み、｜Ｖfr−Ｖave｜≦Ｖｃの場合は、右前輪は接地状態と判定してＳ１１８〜Ｓ１２１に進む。

まず、｜Ｖfr−Ｖave｜＞Ｖｃで右前輪が浮いていると判定してＳ１１４に進むと、ロール補正横加速度感応ゲインＧgyrを設定する。

このロール補正横加速度感応ゲインＧgyrは、例えば、図７に示すように、横加速度センサで検出した実際の横加速度の絶対値｜Ｇｙ｜が大きくなるほど補正値が小さくなるように予め実験、計算によりマップ等で設定されている。

Ｓ１１４の後は、Ｓ１１５に進み、ロール補正車速感応ゲインＧvrを設定する。

このロール補正車速感応ゲインＧvrは、例えば、図８に示すように、車速センサで検出した車速Ｖが大きくなるほど補正値が小さくなるように予め実験、計算によりマップ等で設定されている。

Ｓ１１５の後は、Ｓ１１６に進み、ロール補正操舵角感応ゲインＧδrを設定する。

このロール補正操舵角感応ゲインＧδrは、例えば、図９に示すように、操舵角センサで検出した実際の操舵角の絶対値｜δ｜が大きくなるほど補正値が小さくなるように予め実験、計算によりマップ等で設定されている。

Ｓ１１６の後は、Ｓ１１７に進み、ロール補正ヨーレート変化感応ゲインＧγrを設定する。この場合、右前輪は、前述のＳ１１３で浮いていると判定されているので、接地路面からのヨーレートの変動は考慮しなくても問題ないと考えられるため、Ｇγr＝１に設定する。

一方、Ｓ１１３で、｜Ｖfr−Ｖave｜≦Ｖｃと判定され、右前輪は接地状態と判定してＳ１１８に進むと、Ｓ１１４と同様に、ロール補正横加速度感応ゲインＧgyrを設定する。このロール補正横加速度感応ゲインＧgyrは、前述のＳ１１４で説明した特性と同様の、図７に示すマップ等で設定されている。

次いで、Ｓ１１９に進み、Ｓ１１５と同様に、ロール補正車速感応ゲインＧvrを設定する。このロール補正車速感応ゲインＧvrも、前述のＳ１１５で説明した特性と同様の、図８に示すマップ等で設定されている。

次に、Ｓ１２０に進み、Ｓ１１６と同様に、ロール補正操舵角感応ゲインＧδrを設定する。このロール補正操舵角感応ゲインＧδrも、前述のＳ１１６で説明した特性と同様の、図９に示すマップ等で設定されている。

次いで、Ｓ１２１に進むと、ロール補正ヨーレート変化感応ゲインＧγrを設定する。この場合、右前輪は、前述のＳ１１３で接地していると判定されているので、路面からの影響を考慮し、左操舵の場合（図１０（ａ）参照）と右操舵の場合（図１０（ｂ）参照）とで略左右対称の特性のマップを参照して設定される。すなわち、修正操舵する方向に、その方向にヨーレートが変化している場合、その方向にヨーレートの変化が大きくなるほど、ロール補正ヨーレート変化感応ゲインＧγrが減少されるように設定されるようになっている。図１０（ａ）の例では、左方向に操舵する場合、左方向にヨーレートが変化している場合、その方向にヨーレートの変化が大きくなるほど、ロール補正ヨーレート変化感応ゲインＧγrが減少されるように設定される。逆に、図１０（ｂ）の例では、右方向に操舵する場合、右左方向にヨーレートが変化している場合、その方向にヨーレートの変化が大きくなるほど、ロール補正ヨーレート変化感応ゲインＧγrが減少されるように設定される。

上述のＳ１１４〜Ｓ１１７、或いは、Ｓ１１８〜Ｓ１２１で、ロール補正横加速度感応ゲインＧgyr、ロール補正車速感応ゲインＧvr、ロール補正操舵角感応ゲインＧδr、ロール補正ヨーレート変化感応ゲインＧγrを設定した後は、Ｓ１２２に進み、右前輪のロール状況に応じた修正舵角Δθfrを、例えば、以下の（１）式により算出する。

Δθfr＝Ｇｓ・Ｇgyr・Ｇvr・Ｇδr・Ｇγr ・・・（１）
その後、Ｓ１２３に進み、左前輪について、左前輪車輪速Ｖflから平均車速Ｖaveを減算した値の絶対値｜Ｖfl−Ｖave｜と、予め実験、計算等により設定しておいた閾値Ｖｃとの比較が実行される。

この比較の結果、｜Ｖfl−Ｖave｜＞Ｖｃの場合は、左前輪が浮いていると判定してＳ１２４〜Ｓ１２７に進み、｜Ｖfl−Ｖave｜≦Ｖｃの場合は、左前輪は接地状態と判定してＳ１２８〜Ｓ１３１に進む。

まず、｜Ｖfl−Ｖave｜＞Ｖｃで左前輪が浮いていると判定してＳ１２４に進むと、Ｓ１１４と同様に、ロール補正横加速度感応ゲインＧgyrを設定する。このロール補正横加速度感応ゲインＧgyrは、前述のＳ１１４で説明した特性と同様の、図７に示すマップ等で設定されている。

次いで、Ｓ１２５に進み、Ｓ１１５と同様に、ロール補正車速感応ゲインＧvrを設定する。このロール補正車速感応ゲインＧvrも、前述のＳ１１５で説明した特性と同様の、図８に示すマップ等で設定されている。

次に、Ｓ１２６に進み、Ｓ１１６と同様に、ロール補正操舵角感応ゲインＧδrを設定する。このロール補正操舵角感応ゲインＧδrも、前述のＳ１１６で説明した特性と同様の、図９に示すマップ等で設定されている。

次いで、Ｓ１２７に進むと、ロール補正ヨーレート変化感応ゲインＧγrを設定する。

このＳ１２７でも、前述のＳ１１７と同様、左前輪は、前述のＳ１２３で浮いていると判定されているので、接地路面からのヨーレートの変動は考慮しなくても問題ないと考えられるため、Ｇγr＝１に設定する。

一方、Ｓ１２３で、｜Ｖfl−Ｖave｜≦Ｖｃと判定され、左前輪は接地状態と判定してＳ１２８に進むと、Ｓ１１４と同様に、ロール補正横加速度感応ゲインＧgyrを設定する。このロール補正横加速度感応ゲインＧgyrは、前述のＳ１１４で説明した特性と同様の、図７に示すマップ等で設定されている。

次いで、Ｓ１２９に進み、Ｓ１１５と同様に、ロール補正車速感応ゲインＧvrを設定する。このロール補正車速感応ゲインＧvrも、前述のＳ１１５で説明した特性と同様の、図８に示すマップ等で設定されている。

次に、Ｓ１３０に進み、Ｓ１１６と同様に、ロール補正操舵角感応ゲインＧδrを設定する。このロール補正操舵角感応ゲインＧδrも、前述のＳ１１６で説明した特性と同様の、図９に示すマップ等で設定されている。

次いで、Ｓ１３１に進むと、ロール補正ヨーレート変化感応ゲインＧγrを設定する。この場合、左前輪は、前述のＳ１２３で接地していると判定されているので、前述のＳ１２１と同様、路面からの影響を考慮し、左操舵の場合（図１０（ａ）参照）と右操舵の場合（図１０（ｂ）参照）とで略対称の特性のマップを参照して設定される。

上述のＳ１２４〜Ｓ１２７、或いは、Ｓ１２８〜Ｓ１３１で、ロール補正横加速度感応ゲインＧgyr、ロール補正車速感応ゲインＧvr、ロール補正操舵角感応ゲインＧδr、ロール補正ヨーレート変化感応ゲインＧγrを設定した後は、Ｓ１３２に進み、左前輪のロール状況に応じた修正舵角Δθflを、例えば、以下の（２）式により算出する。

Δθfl＝Ｇｓ・Ｇgyr・Ｇvr・Ｇδr・Ｇγr ・・・（２）
次いで、Ｓ１３３に進み、ロール補正横位置ゲインＧprを設定する。

このロール補正横位置ゲインＧprは、図１１に示すように、操舵方向と、周辺環境認識装置１１の画像情報から求めた自車両の車線内の幅方向の横位置に応じて、予め実験、計算等により求めておいたマップ等を参照することにより設定される。

具体的には、左操舵の場合（図１１（ａ）参照）と右操舵の場合（図１１（ｂ）参照）とで、車線中央を中心軸として略左右対称の特性のマップに設定されている。そして、左操舵の場合（図１１（ａ）参照）は、修正操舵によって左車線区画線からの車線逸脱が生じないように、左に寄って走行しているときほど、修正操舵が小さくなるようにロール補正横位置ゲインＧprが小さく設定されるようになっている。同様に、右操舵の場合（図１１（ｂ）参照）は、修正操舵によって右車線区画線からの車線逸脱が生じないように、右に寄って走行しているときほど、修正操舵が小さくなるようにロール補正横位置ゲインＧprが小さく設定されるようになっている。

Ｓ１３３でロール補正横位置ゲインＧprを設定した後は、Ｓ１３４に進み、車線状況ロール補正ゲインＧirを設定する。

この車線状況ロール補正ゲインＧirは、図１２に示すように、周辺環境認識装置１１の画像情報から求めた進行路の予め設定する前方注視距離（例えば、（車速×設定時間）の距離）における凹凸状況に応じて、予め実験、計算等により求めておいたマップ（図１２（ａ））等を参照することにより設定される。

すなわち、路面が凹んでいる部位（図１２（ｂ））や、路面が突出している部位（図１２（ｃ））ではロールが発生しやすく、また、特に、路面が突出している部位では、路面が凹んでいる部位に比較して、突出している路面の盛り上がりの影響を直接受けて、大きなロールが発生することが考えられるため、車線状況ロール補正ゲインＧirが大きな値に設定されるようになっている。

Ｓ１３４で車線状況ロール補正ゲインＧirを設定した後は、Ｓ１３５に進み、例えば、以下の（３）式により、操舵角ロール補正量Δθｒを算出し、ステアリング制御装置２３に出力し、現在の操舵角を補正させる。
・右修正舵角のとき・・・
Δθｒ＝Ｇpr・Ｇir・（Δθfr） ・・・（３）
・左修正舵角のとき・・・
Δθｒ＝Ｇpr・Ｇir・（Δθfl） ・・・（３）
その後、Ｓ１３６に進むと、車両のロール方向の不安定挙動が収束していくか否か、例えば、以下の（４）式により判定される。

｜ＳＴｒ−ＳＴｌ｜≦ＳＴｃ ・・・（４）
ここで、ＳＴｃは、予め実験、計算等により求めておいたロール方向車両挙動の収束判定値である。

そして、上述の（４）式が成立して、ロール方向の車両不安定挙動が収束していくと判定できる場合は、プログラムを抜ける。

逆に、上述の（４）式が非成立の場合で、ロール方向の車両不安定挙動が収束していかないと判定された場合は、Ｓ１３７に進み、自動ブレーキ制御を実行してプログラムを抜ける。

尚、本実施の形態では、ロール方向の車両不安定挙動を修正するための操舵角ロール補正量Δθｒを算出するために、ロール補正横加速度感応ゲインＧgyr、ロール補正車速感応ゲインＧvr、ロール補正操舵角感応ゲインＧδr、ロール補正ヨーレート変化感応ゲインＧγr、ロール補正横位置ゲインＧpr、車線状況ロール補正ゲインＧirを用いるようになっているが、これら全てを用いて操舵角ロール補正量Δθｒを求めること無く、何れか一つ、或いは、複数のゲインを選択的に用いて操舵角ロール補正量Δθｒを求めるようにしても良い。

次に、上述のＳ１３７で実行される、自動ブレーキ制御プログラムを、図５のフローチャートで説明する。

まず、Ｓ２０１で、車両の運動モデルにより、例えば、以下の（５）式により、目標ヨーレートγｔを算出する。

γｔ＝（１／（１＋Ｔ・ｓ））・Ｇγδ・δ ・・・（５）
ここで、Ｔは時定数、ｓはラプラス演算子、Ｇγδはヨーレート定常ゲインであり、時定数Ｔ、ヨーレート定常ゲインＧγδは、例えば、以下の（６）、（７）式により演算される。

Ｔ＝（ｍ・Ｌｆ・Ｖ）／（２・Ｌ・ＣＰｒ） ・・・（６）
Ｇγδ＝１／（１＋Ａ０・Ｖ^２）・Ｖ／Ｌ ・・・（７）
ここで、ｍは車両質量、Ｌｆは前軸と重心間の距離、Ｌはホイールベース、ＣＰｒはリア等価コーナリングパワー、Ａ０は車両固有のスタビリティファクタである。

次いで、Ｓ２０２に進み、以下の（８）式によりヨーレート偏差Δγを演算する。

Δγ＝γ−γｔ ・・・（８）
次に、Ｓ２０３に進み、ヨーレート偏差の絶対値｜Δγ｜が、予め実験、計算等により求めておいた閾値γDc1以下（｜Δγ｜≦γDc1）か否か判定する。このγDc1は、車両にヨーモーメントを付加するか否かを判断する不感帯の閾値となっており、｜Δγ｜≦γDc1の場合は、現在の車両挙動が略ニュートラルステア傾向であり、車両にヨーモーメントを付加する必要が無いと判定してプログラムを抜ける。

｜Δγ｜＞γDc1の場合は、Ｓ２０４に進み、車両がオーバーステア傾向か否か判定する。本実施の形態では、例えば、目標ヨーレートの絶対値｜γｔ｜と実ヨーレートの絶対値｜γ｜とを比較することにより判定し、目標ヨーレートの絶対値｜γｔ｜の方が実ヨーレートの絶対値｜γ｜よりも小さい場合に車両はオーバーステア傾向にあると判定する。｜γｔ｜＜｜γ｜でオーバーステアと判定されると、Ｓ２０５に進み、例えば、ヨーレート偏差Δγに応じてブレーキ力ＦＢを算出し、旋回外側車輪を選択し、また、検出されたロール角と車速に応じたブレーキ力を算出してブレーキ制御装置２２にブレーキ力を付加するように指示する。

逆に、Ｓ２０４で、｜γｔ｜＞｜γ｜でオーバーステアではない、すなわち、アンダーステア傾向と判定されると、Ｓ２０６に進み、例えば、ヨーレート偏差Δγに応じてブレーキ力ＦＢを算出し、旋回内側車輪を選択し、また、検出されたロール角と車速に応じたブレーキ力を算出してブレーキ制御装置２２にブレーキ力を付加するように指示する。

次に、走行制御部１０で実行される、自動運転制御におけるヨー方向車両挙動制御プログラムを図６で説明する。

まず、Ｓ３０１では、自動運転状態か否か判定され、自動運転状態ではない場合は、Ｓ１３７（前述のロール方向車両挙動制御プログラムと同様）の自動ブレーキ制御に進み、自動運転状態の場合には、Ｓ３０２に進む。

Ｓ３０２に進むと、ドライバのステアリングホイールの保持状態（前述のロール方向車両挙動制御プログラムのＳ１０２と同様）の検出処理が実行される。

次いで、Ｓ３０３に進み、ドライバがステアリングホイールを保持しているか否か判定され、ドライバがステアリングホイールを保持している場合は、Ｓ１３７の自動ブレーキ制御に進み、ドライバがステアリングホイールを非保持（手放し）の場合は、Ｓ３０４に進む。

Ｓ３０４に進むと、例えば、前述の（５）式により、目標ヨーレートγｔを算出する。

次いで、Ｓ３０５に進み、前述の（８）式によりヨーレート偏差Δγを演算する。

次に、Ｓ３０６に進み、ヨーレート偏差の絶対値｜Δγ｜が、予め実験、計算等により求めておいた閾値γDc2以下（｜Δγ｜≦γDc2）か否か判定する。このγDc2は、不感帯の閾値となっており、｜Δγ｜≦γDc2の場合は、現在の車両挙動が略ニュートラルステア傾向であり、車両にヨーモーメントを付加する必要が無いと判定してプログラムを抜ける。

｜Δγ｜＞γDc2の場合は、Ｓ３０７に進み、車両がオーバーステア傾向か否か判定する。本実施の形態では、例えば、前述の如く、目標ヨーレートの絶対値｜γｔ｜と実ヨーレートの絶対値｜γ｜とを比較することにより判定し、目標ヨーレートの絶対値｜γｔ｜の方が実ヨーレートの絶対値｜γ｜よりも小さい場合に車両はオーバーステア傾向にあると判定する。

そして、Ｓ３０７で、｜γｔ｜＜｜γ｜でオーバーステアと判定されると、Ｓ３０８に進み、操舵角ヨー補正基本量Δθ０γを設定する。この操舵角ヨー補正基本量Δθ０γは、例えば、予め実験、計算等により設定しておいた車速に応じたマップを参照してヨー補正車速感応ゲインＧｖγ（図１３参照）を設定し、以下の（９）式により、算出する。

Δθ０γ＝Ｇｖγ・｜Δγ｜ ・・・（９）
その後、Ｓ３０９に進み、ヨー補正車線横位置ゲインＧＰγを設定する。このヨー補正車線横位置ゲインＧＰγは、図１４に示すように、周辺環境認識装置１１の画像情報から求めた自車両の車線内の幅方向の横位置に応じて、予め実験、計算等により求めておいたマップ等を参照することにより設定される。具体的には、オーバーステア傾向の場合に、旋回外側に寄って走行している場合には、オーバーステア傾向を修正すべく補正が行われた場合（図１６のオーバーステア参照）に旋回外側から車線逸脱してしまうことを防止するため、車線中央から旋回外側に寄って走行しているほど制御量が小さく設定されるようになっている。

次いで、Ｓ３１０に進み、例えば、以下の（１０）式により、操舵角ヨー補正量Δθγを算出し、該操舵角ヨー補正量Δθγを切り戻す方向にステアリング制御装置２３に出力し、現在の操舵角を補正させる。

Δθγ＝ＧＰγ・Δθ０γ ・・・（１０）
一方、前述のＳ３０７で、｜γｔ｜＞｜γ｜でオーバーステアではない、すなわち、アンダーステア傾向と判定されると、Ｓ３１１に進み、操舵角ヨー補正基本量Δθ０γを設定する。この操舵角ヨー補正基本量Δθ０γは、例えば、予め実験、計算等により設定しておいた車速に応じたマップを参照してヨー補正車速感応ゲインＧｖγ（図１３参照）を設定し、前述の（９）式により算出する。

その後、Ｓ３１２に進み、ヨー補正車線横位置ゲインＧＰγを設定する。このヨー補正車線横位置ゲインＧＰγは、図１５に示すように、周辺環境認識装置１１の画像情報から求めた自車両の車線内の幅方向の横位置に応じて、予め実験、計算等により求めておいたマップ等を参照することにより設定される。具体的には、アンダーステア傾向の場合に、旋回内側に寄って走行している場合には、アンダーステア傾向を修正すべく補正が行われた場合（図１６のアンダーステア参照）に旋回外側から車線逸脱してしまうことを防止するため、車線中央から旋回内側に寄って走行しているほど制御量が小さく設定されるようになっている。

次いで、Ｓ３１３に進み、例えば、前述の（１０）式により、操舵角ヨー補正量Δθγを算出し、該操舵角ヨー補正量Δθγを切り増す方向にステアリング制御装置２３に出力し、現在の操舵角を補正させる。

前述のＳ３１０、或いは、Ｓ３１３で、ステアリング制御装置２３に操舵角ヨー補正量Δθγを出力した後は、Ｓ３１４に進み、再び、前述の（５）式により目標ヨーレートγｔを算出する。

次いで、Ｓ３１５に進み、前述の（８）式によりヨーレート偏差Δγを演算する。

そして、Ｓ３１６に進んで、ヨーレート偏差の絶対値｜Δγ｜が、予め実験、計算等により求めておいた閾値γDcc以下（｜Δγ｜≦γDcc）か否か判定する。ここで、閾値γDccは、予め実験、計算等により求めておいたヨー方向の車両挙動の収束判定値である。

このＳ３１６の判定の結果、｜Δγ｜≦γDccの場合は、ヨー方向の車両の不安定挙動が収束していると判定し、プログラムを抜ける。

また逆に、｜Δγ｜＞γDccの場合で、ヨー方向の車両の不安定挙動が収束していないと判定された場合は、Ｓ１３７に進み、自動ブレーキ制御を実行してプログラムを抜ける。

このように本発明の実施の形態によれば、自動運転状態において、自車両のロール方向とヨー方向の少なくとも一方の不安定挙動を検出し、ドライバのステアリングホイールの保持状態を検出して、自車両の不安定挙動とドライバのステアリングホイール保持状態の検出結果に応じ、操舵角を補正することと、所定の車輪を選択して制動力を付加することの少なくとも一方を実行することにより、自車両の不安定挙動を抑制させる。このため、自動運転機能を備えた車両において、ドライバが操舵している場合は、ドライバに違和感を与えることなく、車両のロール方向やヨー方向の不安定挙動を抑制するように運転支援し、また、ドライバが操舵していない場合は、不安定挙動を抑制するのに最適なアクチュエータを作動させて車両の不安定挙動を素早く抑制させることが可能となる。

１ 走行制御装置
１０ 走行制御部（不安定挙動検出手段、ステアリングホイール保持状態検出手段、第１の不安定挙動抑制手段、第２の不安定挙動抑制手段、車両挙動制御手段）
１１ 周辺環境認識装置（走行環境情報取得手段）
１２ 走行パラメータ検出装置（走行情報検出手段）
１３ 自車位置情報検出装置（走行環境情報取得手段）
１４ 車車間通信装置（走行環境情報取得手段）
１５ 道路交通情報通信装置（走行環境情報取得手段）
１６ スイッチ群
２１ エンジン制御装置
２２ ブレーキ制御装置（車両挙動制御手段）
２３ ステアリング制御装置
２４ 表示装置
２５ スピーカ・ブザー

本発明の車両の走行制御装置の一態様は、自車両が走行する走行環境情報を取得する走行環境情報取得手段と、上記自車両の走行情報を検出する走行情報検出手段とを有し、上記走行環境情報と上記自車両の走行情報に基づいて自動運転制御を実行する車両の走行制御装置において、上記自車両のロール方向とヨー方向の少なくとも一方の不安定挙動を検出する不安定挙動検出手段と、ドライバのステアリングホイールの保持状態を検出するステアリングホイール保持状態検出手段と、検出した上記自車両の不安定挙動を操舵角を補正して抑制する第１の不安定挙動抑制手段と、検出した上記自車両の不安定挙動を所定の車輪を選択して制動力を付加して抑制する第２の不安定挙動抑制手段と、上記自車両の不安定挙動と上記ドライバのステアリングホイール保持状態の検出結果に応じて上記第１の不安定挙動抑制手段と上記第２の不安定挙動抑制手段とを作動自在な車両挙動制御手段とを備えた。

Ｓ１０９でロールが右回転ではないと判定された場合（すなわち、Ｓ１０５で右回転と判定されているにも関わらず、Ｓ１０９で右回転と判定されない場合）、Ｓ１１０に進み、ロール補正を行わないように、ロール補正実行ゲインＧｓを「０」に設定し、Ｓ１１２に進む。

次いで、Ｓ１２１に進むと、ロール補正ヨーレート変化感応ゲインＧγrを設定する。この場合、右前輪は、前述のＳ１１３で接地していると判定されているので、路面からの影響を考慮し、左操舵の場合（図１０（ａ）参照）と右操舵の場合（図１０（ｂ）参照）とで略左右対称の特性のマップを参照して設定される。すなわち、修正操舵する方向に、その方向にヨーレートが変化している場合、その方向にヨーレートの変化が大きくなるほど、ロール補正ヨーレート変化感応ゲインＧγrが減少されるように設定されるようになっている。図１０（ａ）の例では、左方向に操舵する場合、左方向にヨーレートが変化している場合、その方向にヨーレートの変化が大きくなるほど、ロール補正ヨーレート変化感応ゲインＧγrが減少されるように設定される。逆に、図１０（ｂ）の例では、右方向に操舵する場合、右方向にヨーレートが変化している場合、その方向にヨーレートの変化が大きくなるほど、ロール補正ヨーレート変化感応ゲインＧγrが減少されるように設定される。

Claims (6)

1. 自車両が走行する走行環境情報を取得する走行環境情報取得手段と、自車両の走行情報を検出する走行情報検出手段と、上記走行環境情報と上記自車両の走行情報に基づいて自動運転制御を実行する車両の走行制御装置において、
   自車両のロール方向とヨー方向の少なくとも一方の不安定挙動を検出する不安定挙動検出手段と、
   ドライバのステアリングホイールの保持状態を検出するステアリングホイール保持状態検出手段と、
   上記検出した自車両の不安定挙動を操舵角を補正して抑制する第１の不安定挙動抑制手段と、
   上記検出した自車両の不安定挙動を所定の車輪を選択して制動力を付加して抑制する第２の不安定挙動抑制手段と、
   上記自車両の不安定挙動と上記ドライバのステアリングホイール保持状態の検出結果に応じて上記第１の不安定挙動抑制手段と上記第２の不安定挙動抑制手段とを作動自在な車両挙動制御手段と、
   を備えたことを特徴とする車両の走行制御装置。
2. 上記車両挙動制御手段は、ドライバがステアリングホイール保持状態であることが検出された場合には、上記第１の不安定挙動抑制手段を作動させることなく上記第２の不安定挙動抑制手段を作動させて上記検出した自車両の不安定挙動を抑制することを特徴とする請求項１記載の車両の走行制御装置。
3. 上記車両挙動制御手段は、上記自車両の不安定挙動を上記第１の不安定挙動抑制手段を作動させて抑制することができない場合は、上記第１の不安定挙動抑制手段に加えて上記第２の不安定挙動抑制手段を作動させで抑制することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両の走行制御装置。
4. 上記検出した自車両の不安定挙動がロール方向の不安定挙動の場合、
   上記第１の不安定挙動抑制手段は、少なくともロール回転の方向と車輪の浮きと接地の状態と上記自車両の走行情報に応じて上記操舵角の補正量を算出することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の車両の走行制御装置。
5. 上記検出した自車両の不安定挙動がヨー方向の不安定挙動の場合、
   上記第１の不安定挙動抑制手段は、車両モデルにより得られる目標旋回挙動と実際の旋回挙動とを比較し、上記目標旋回挙動と実際の旋回挙動とが一致するように上記操舵角の補正量を算出することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の車両の走行制御装置。
6. 上記第１の不安定挙動抑制手段は、上記操舵角の補正量を上記走行環境情報取得手段で取得した車線情報に応じて更に補正することを特徴とする請求項４又は請求項５記載の車両の走行制御装置。

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