JP2018192901A - 自動運転車両の退避制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】退避走行する際における退避場所の選択自由度を向上させることができる自動運転車両の退避制御装置を提供する。【解決手段】自動運転走行中に操舵輪の転舵角を自動で切り替えることができないフェールが生じた場合に、自動運転車両を退避させる退避場所を決定し、決定された退避場所に向けて自動運転車両を退避させるために要求されるヨーレートを求め（ステップＳ２６）、差動制御機構によりトルク分配率を制御することにより要求されるヨーレートを生じることができない場合には、ブレーキ機構により左右輪のうちの内輪に制動トルクを作用させる（ステップＳ３２，Ｓ３３）ように構成されている。【選択図】図５

Description

この発明は、運転者がアクセル操作などを行うことなく自動で走行可能な自動運転車両を、路肩などに退避させる制御装置に関するものである。

特許文献１には、運転者がアクセル操作やステアリング操作を行うことなく自動で走行可能な自動運転車両が、走行中に操舵輪が転舵することができないフェールが生じた場合に、左右輪の駆動力に差を生じさせて旋回走行可能として、路肩などの所定場所に車両を退避させるように構成された制御装置が記載されている。具体的には、旋回する際に内輪となる車輪に制動トルクを作用させて、左右輪の駆動力に差を生じさせている。

なお、特許文献２には、自動運転車両が自動で走行している際に何らかのフェールが生じると、周辺状況のデータなどを入手して、退避走行に切り替え、または緊急停止するように構成された制御装置が記載されている。また、特許文献３には、自動運転車両を自動で走行させるための制御装置が記載されている。

特開２００３−０６３３７３号公報 特開２０１６−１８１０３１号公報 特開２０１６−０９９７１３号公報

特許文献１に記載された車両は、駆動力源の出力トルクを左右輪に均等に分配するように構成されているため、車両を路肩などに退避させる際には、左右いずれか一方の車輪に制動トルクを作用させて旋回走行する。そのように左右輪にトルク差を生じさせる場合には、要求される旋回半径が小さく一方の駆動輪に大きな制動トルクを作用させると、車両の要求トルクを出力することができなくなる可能性がある。すなわち、ある程度の駆動力を維持した状態で急旋回することができなくなり、走行性能に制限がかかる可能性がある。したがって、退避制御が実行された場合には、車両の旋回性や加速性などを考慮して車両が退避する場所を選択することになるため、上記のような走行性能に制限がかかると、車両の退避場所を選択する範囲が制限される可能性がある。

この発明は上記のような技術的課題に着目して考え出されたものであり、退避走行する際における退避場所の選択自由度を向上させることができる自動運転車両の退避制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、駆動力源と、前記駆動力源の出力トルクを一対の駆動輪に分配する差動機構と、前記差動機構のトルクの分配率を制御できる差動制御機構とを有する駆動装置と、左右輪のそれぞれに制動トルクを作用させることができるブレーキ機構とを備え、運転者がステアリング操作することなく操舵輪の転舵角を自動で制御し、かつ運転者が駆動操作することなく前記駆動力源の出力トルクを自動で制御し、かつ運転者が制動操作することなく前記ブレーキ機構の制動トルクを自動で制御して走行する自動運転走行をすることができる自動運転車両の退避制御装置において、前記駆動力源の出力トルクと前記差動制御機構と前記ブレーキ機構の制動トルクとを制御するコントローラを備え、前記コントローラは、前記自動運転走行中に前記操舵輪の転舵角を自動で切り替えることができないフェールが生じた場合に、前記自動運転車両を退避させる退避場所を決定し、前記決定された退避場所に向けて前記自動運転車両を退避させるために要求されるヨーレートを求め、前記差動制御機構により前記トルク分配率を制御することにより前記要求されるヨーレートを生じることができない場合には、前記ブレーキ機構により前記左右輪のうちの内輪に制動トルクを作用させるように構成されていることを特徴とするものである。

この発明によれば、自動運転車両は、駆動力源の出力トルクを一対の駆動輪に分配する差動機構と、差動機構のトルクの分配率を制御できる差動制御機構とを有する駆動装置と、左右輪のそれぞれに制動トルクを作用させることができるブレーキ機構とを備えている。このように構成された自動運転車両では、差動制御機構によりトルクの分配率を制御することによる左右輪のトルク差と、ブレーキ機構で一方の車輪に制動トルクを作用させることによる左右輪のトルク差とを発生させることができるため、差動制御機構を備えていない車両と比較して左右輪のトルク差を大きくすることができる。また、自動運転走行中に操舵輪の転舵角を自動で切り替えることができないフェールが生じた場合に、自動運転車両を退避させる退避場所を決定し、決定された退避場所に向けて自動運転車両を退避させるために要求されるヨーレートを求め、差動制御機構によりトルク分配率を制御することにより要求されるヨーレートを生じることができない場合には、ブレーキ機構により左右輪のうちの内輪に制動トルクを作用させるように構成されている。したがって、上述したように構成された自動運転車両は、操舵輪の転舵角を制御することができないフェールが生じた場合であっても、比較的小さい旋回半径の走行を行うことができるので、退避走行する際における退避場所の選択自由度を向上させることができる。

この発明の実施形態における駆動装置の一例を説明するためのスケルトン図である。 図１に示す駆動装置を備えた車両の一例を示す模式図である。 この発明の実施形態における退避制御装置の制御例を説明するための、ステップＳ１ないしステップＳ９を示すフローチャートである。 この発明の実施形態における退避制御装置の制御例を説明するための、ステップＳ１０ないしステップＳ２１を示すフローチャートである。 この発明の実施形態における退避制御装置の制御例を説明するための、ステップＳ２２ないしステップＳ３３を示すフローチャートである。

この発明の実施形態における駆動装置の一例を図１に示している。図１に示す駆動装置１は、車両Ｖｅの駆動力源としての駆動用モータ２を備えている。この駆動用モータ２は、従来知られているハイブリッド車両や電気自動車の駆動力源として設けられたモータと同様に、発電機能のあるモータであって、その一例として永久磁石形の同期モータで構成されている。

駆動用モータ２の出力軸３には、ドライブギヤ４が連結されている。また、出力軸３と平行にドリブンシャフト５が配置されており、そのドリブンシャフト５の中央部にドライブギヤ４に噛み合いかつドライブギヤ４よりも大径のドリブンギヤ６が連結されている。したがって、駆動用モータ２の出力トルクが増幅されてドリブンシャフト５に伝達される。

ドリブンシャフト５の両端には、それぞれシングルピニオン型の遊星歯車機構７Ｒ，７Ｌが連結されている。具体的には、遊星歯車機構７Ｒ，７Ｌのサンギヤ８Ｒ，８Ｌがドリブンシャフト５に連結されている。この遊星歯車機構７Ｒ，７Ｌのキャリヤ９Ｒ，９Ｌには、それぞれドライブシャフト１０Ｒ，１０Ｌの一方の端部が連結され、ドライブシャフト１０Ｒ，１０Ｌの他端が駆動輪１１Ｒ，１１Ｌに連結されている。また、リングギヤ１２Ｒ，１２Ｌには外歯が形成されており、その外歯に反転機構１３が連結されている。

反転機構１３は、互いに平行に配置された二つのシャフト１４Ｒ，１４Ｌと、それぞれのシャフト１４Ｒ，１４Ｌの両端に連結された計四つのピニオンギヤ１５，１６，１７，１８とにより構成されている。具体的には、第１シャフト１４Ｒの一方の端部に、リングギヤ１２Ｒに噛み合う第１ピニオンギヤ１５が連結されており、その他端に第２ピニオンギヤ１６が連結されている。また、第２シャフト１４Ｌの一方の端部に第２ピニオンギヤ１６に噛み合う第３ピニオンギヤ１７が連結され、他端にリングギヤ１２Ｌに噛み合う第４ピニオンギヤ１８が連結されている。各ピニオンギヤ１５，１６，１７，１８の歯数は同一である。なお、第２ピニオンギヤ１６と第３ピニオンギヤ１７とは、ドリブンシャフト５の円周方向で並んで配置されているため、図１には、便宜上、第２ピニオンギヤ１６と第３ピニオンギヤ１７とを重ねて示してある。

上記のように各遊星歯車機構７Ｒ，７Ｌを反転機構１３で連結することにより、一方の駆動輪１１Ｒと他方の駆動輪１１Ｌとの回転数差を反転機構１３が吸収（許容）することができる。すなわち、各遊星歯車機構７Ｒ，７Ｌと反転機構１３とで差動機構１９を構成している。

さらに、駆動用モータ２から各サンギヤ８Ｒ，８Ｌにトルクが入力された場合には、各リングギヤ１２Ｒ，１２Ｌには、同一の大きさのトルクが同一の方向に作用する。そのトルクは互いに反転機構１３を介して他方のリングギヤ１２Ｒ，１２Ｌに作用することになるため、リングギヤ１２Ｒ，１２Ｌに作用するトルクは相殺される。その結果、リングギヤ１２Ｒ，１２Ｌが反力要素として機能して、サンギヤ８Ｒ，８Ｌから入力されたトルクはキャリヤ９Ｒ，９Ｌから出力される。なお、サンギヤ８Ｒ，８Ｌから入力されたトルクは、遊星歯車機構７Ｒ，７Ｌのギヤ比に応じて増大されてキャリヤ９Ｒ，９Ｌから出力される。すなわち、各遊星歯車機構７Ｒ，７Ｌは減速機構として機能する。

また、上記の一方のリングギヤ１２Ｌには、ドリブンギヤ２０を介して差動用モータ２１が連結されている。この差動用モータ２１は、上記駆動用モータ２と同様に構成されていてもよく、直流モータなどの他の構成であってもよい。この差動用モータ２１の出力トルクは、一方のリングギヤ１２Ｌに伝達されるとともに、反転機構１３を介して他方のリングギヤ１２Ｒにも伝達される。その場合には、一方のリングギヤ１２Ｌに伝達されるトルクの向きと、他方のリングギヤ１２Ｒに伝達されるトルクの向きとが反対となる。すなわち、一方の遊星歯車機構７Ｌ（７Ｒ）における反力トルクを増大させ、他方の遊星歯車機構７Ｒ（７Ｌ）における反力トルクを減少させる。その結果、差動用モータ２１からトルクを出力することにより、一方の遊星歯車機構７Ｌ（７Ｒ）から出力されるトルクを増大させ、かつ他方の遊星歯車機構７Ｒ（７Ｌ）から出力されるトルクを減少させることができる。つまり、差動用モータ２１は、左右輪１１Ｒ，１１Ｌに伝達されるトルクの分配率を制御するものであり、上記の差動用モータ２１や反転機構１３などがこの発明の実施形態における「差動制御機構」に相当する。

上記の駆動装置１を備えた車両Ｖｅの一例を図２に示してある。図２に示す車両Ｖｅは、一対の前輪１１Ｒ，１１Ｌが、駆動輪および操舵輪として機能するように構成され、またそれぞれの車輪（全輪）１１Ｒ，１１Ｌ，２２Ｒ，２２Ｌに、制動トルクを作用させるブレーキ機構２３Ｒ，２３Ｌ，２４Ｒ，２４Ｌが設けられている。つまり、一対の前輪１１Ｒ，１１Ｌに駆動装置１が連結されている。なお、上記の前輪１１Ｒ，１１Ｌの転舵角を切り替える機構やブレーキ機構２３Ｒ，２３Ｌ，２４Ｒ，２４Ｌは、従来知られているものと同様に構成することができるため、詳細な説明は省略する。

上記の車両Ｖｅには、駆動用モータ２、差動用モータ２１、ブレーキ機構２３Ｒ，２３Ｌ，２４Ｒ，２４Ｌなどを制御するための電子制御装置（以下、ＥＣＵと記す）２５が設けられている。このＥＣＵ２５は、この発明の実施形態における「コントローラ」に相当するものであり、従来知られている車両に搭載された電子制御装置と同様に、マイクロコンピュータを主体にして構成され、入力されるデータや予め記憶されているデータなどに基づいて演算を行い、その演算結果を制御指令信号として、上述した駆動用モータ２、差動用モータ２１、ブレーキ機構２３Ｒ，２３Ｌ，２４Ｒ，２４Ｌなどに出力するように構成されている。

ＥＣＵ２５に入力されるデータは各種のセンサによって得られたデータであって、そのセンサの例を挙げると、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサ２６、ブレーキペダルの踏み込み力や踏み込み量を検出するブレーキペダルセンサ２７、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサ２８、車両Ｖｅの前後加速度や横加速度を検出する加速度センサ２９、車両Ｖｅのヨーレートを検出するヨーレートセンサ３０、各車輪１１Ｒ，１１Ｌ，２２Ｒ，２２Ｌの回転数を検出する車輪速センサ３１などがその例である。

そして、上記のＥＣＵ２５に入力されるデータに基づいて駆動用モータ２や差動用モータ２１、あるいはブレーキ機構２３Ｒ，２３Ｌ，２４Ｒ，２４Ｌなどを制御する。具体的には、ステアリングホイールの操舵角などに基づいて差動用モータ２１を制御し、アクセルペダルの踏み込み量などに基づいて駆動用モータ２を制御し、ブレーキペダルの踏み込み力などに基づいてブレーキ機構２３Ｒ，２３Ｌ，２４Ｒ，２４Ｌを制御する。すなわち、運転者による運転操作に基づいて駆動用モータ２や差動用モータ２１、あるいはブレーキ機構２３Ｒ，２３Ｌ，２４Ｒ，２４Ｌなどを制御する。

さらに、上記のＥＣＵ２５は、運転者が運転操作を行うことなく走行する、いわゆる自動運転走行を行うように、駆動用モータ２や差動用モータ２１、あるいはブレーキ機構２３Ｒ，２３Ｌ，２４Ｒ，２４Ｌなどを制御することができる。この自動運転走行についての詳細な説明は、特開２０１６−０９９７１３号公報などに記載されており、例えば、車両Ｖｅの周辺環境や車両Ｖｅの走行状態などに関するデータがＥＣＵ２５に入力され、その入力されたデータに基づいて走行経路を定めて、駆動用モータ２や差動用モータ２１、あるいはブレーキ機構２３Ｒ，２３Ｌ，２４Ｒ，２４Ｌなどを自動的に制御するように構成されている。なお、ここでは、自動運転走行を行うための詳細な構成や制御内容についての説明は省略する。

上記のように構成された車両Ｖｅは、自動運転走行中に操舵輪の転舵角を切り替えることができないフェールが生じた場合、より具体的には、図示しないステアリングシャフトを回動させるための電動パワーステアリングモータ（以下、ＥＰＳと記す）がフェールした場合に、運転者がステアリング操作を行うことができない時であっても、車両Ｖｅを路肩などに自動的に退避することが好ましい。

そのため、この発明の実施形態における退避制御装置は、自動運転走行中に操舵輪の転舵角を切り替えることができないフェールが生じた場合には、左右輪１１Ｒ，１１Ｌのトルク差を制御することで、車両Ｖｅを旋回走行させながら、路肩などの退避場所に車両Ｖｅを退避させるように構成されている。

その制御の一例を図３ないし図５に示しており、その制御は、ＥＣＵ２５で実行される。なお、図３ないし図５に示す制御例は、一連のフローで実行することができるものの、便宜上、図３ないし図５に分けて示している。図３に示す例は、まず、自動ステアリングシステムが故障しているか否かを判断する（ステップＳ１）。このステップＳ１は、上記ＥＰＳからトルクを出力することができない場合などに肯定的に判断される。

自動ステアリングシステムが故障しておりステップＳ１で肯定的に判断された場合は、運転者によるステアリング操作がないか否かを判断する（ステップＳ２）。このステップＳ２は、例えば、ステアリングシャフトに設けられた図示しないトルクセンサなどの検出結果に基づいて判断することができる。

一方、自動ステアリングシステムが故障しておらずステップＳ１で否定的に判断された場合や、運転者によるステアリング操作がありステップＳ２で肯定的に判断された場合は、緊急退避制御を終了して（ステップＳ３）、そのままこのルーチンを一旦終了する。この緊急退避制御とは、左右輪１１Ｒ，１１Ｌにトルク差を生じさせることで目標とする退避場所に車両Ｖｅを自動的に退避させる制御である。したがって、自動ステアリングシステムが故障していない場合には、特に退避制御を実行する必要がなく、また自動ステアリングシステムが故障しているとしても、運転者がステアリング操作を行っている場合には、自動的に車両Ｖｅを退避させる必要がないため、ステップＳ３で緊急退避制御を終了している。

一方、運転者によるステアリング操作がなくステップＳ２で肯定的に判断された場合は、緊急退避制御を開始または継続し（ステップＳ４）、ついで、目標退避場所を決定済みか否かを判断する（ステップＳ５）。上記のように緊急退避制御は、目標とする退避場所に車両Ｖｅを退避させる制御であるため、ステップＳ５では、まず、その目標とする退避場所を決定しているか否かを判断している。

目標退避場所が決定されておらずステップＳ５で否定的に判断された場合は、ついで、退避可能情報を入手済みであるか否かを判断する（ステップＳ６）。この退避可能情報とは、このまま車両Ｖｅを走行させた場合に、左右輪１１Ｒ，１１Ｌのトルク差を生じさせたとしても旋回することができない最初のカーブまでの走行路のうち、路肩や路側帯あるいは退避エリアなど停車可能な全ての位置情報であり、例えば、ＧＰＳやナビゲーションシステムもしくは自動運転制御のデータなどから入手することができる。

退避可能情報を入手済みでなくステップＳ６で否定的に判断された場合は、退避可能情報を、ＧＰＳやナビゲーションシステムもしくは自動運転制御のデータなどに要求し（ステップＳ７）、ついで、情報入手が完了したか否かを判断する（ステップＳ８）。

情報入手が完了しておらずステップＳ８で否定的に判断された場合は、ステップＳ７にリターンする。すなわち、情報入手が完了するまでステップＳ７およびステップＳ８を繰り返し実行する。それとは反対に情報入手が完了しておりステップＳ８で肯定的に判断された場合は、情報入手が完了した処理を行う（ステップＳ９）。具体的には、退避可能情報の要求を終了する。

一方、退避可能情報が入手済みでありステップＳ６で肯定的に判断された場合や、ステップＳ９で情報入手が完了した処理を行った後に、それらの情報のうちから目標とする退避場所を決定する。

具体的には、まず、検索用の変数を初期化するとともに、安全に停車可能な退避場所を特定する番号をリセット値に定め、進入可能な退避場所を特定する番号をリセット値に定める（ステップＳ１０）。このステップＳ１０における安全に停車可能な退避場所とは、退避エリアに車両Ｖｅが全て収まる退避場所であり、進入可能な退避場所とは、車両Ｖｅの一部が走行車線にはみ出すが、大部分が退避エリアに収まる場所である。また、検索用の変数とは、上述したように入手された退避可能な場所のそれぞれに割り当てられた変数であり、その変数毎（退避可能な場所毎）に以下のステップＳ１１からステップＳ１７を実行するように構成されている。なお、その変数は、退避可能な場所のうちの、現在の車両に近い場所から順に割り当てられている。

ステップＳ１０についで目標退避場所が決定され、もしくは検索が完了したか否かを判断する（ステップＳ１１）。具体的には、後述するステップＳ１５により退避場所が決定されたか否か、または退避可能な場所の全てについて検索したか否かを判断する。

退避場所が決定されておらず、または検索が完了していないことによりステップＳ１１で否定的に判断された場合は、ついで、現在の変数に対応する退避可能な場所に進入可能か否かを判断する（ステップＳ１２）。このステップＳ１２は、退避可能な場所に向けて走行するために必要なヨーレートが、左右輪１１Ｒ，１１Ｌのトルク差を生じさせるのみで発生可能なヨーレートよりも小さいか否かを判断すればよい。すなわち、操舵輪を転舵させることなく退避可能な場所に向けて走行することができるか否かを判断する。

退避可能な場所に進入できずステップＳ１２で否定的に判断された場合は、検索用の変数を次の変数に変更して（ステップＳ１３）、ステップＳ１１にリターンする。それとは反対に退避可能な場所に進入することができステップＳ１２で肯定的に判断された場合は、退避可能な場所に車両Ｖｅを全て格納することができるか否かを判断する（ステップＳ１４）。具体的には、退避可能な場所に車両Ｖｅを全て格納するために必要なヨーレートが、左右輪１１Ｒ，１１Ｌのトルク差を生じさせるのみで発生可能なヨーレートよりも小さいか否かや、その退避可能な場所のエリアが車両Ｖｅの大きさ以下か否かなどを判断する。なお、退避可能な場所のエリアが大きいとしても、そのエリアに車両Ｖｅを格納するために急旋回する必要がある場合などには、その旋回に要するヨーレートが大きくなるため、ステップＳ１４で否定的に判断される。すなわち、ステップＳ１４で判断される退避可能な場所に車両Ｖｅを全て格納することができるとは、車両Ｖｅの大きさが退避エリアの面積よりも小さいか否かのみを判断するものではない。

退避可能な場所に車両Ｖｅを全て格納することができステップＳ１４で肯定的に判断された場合は、その退避可能な場所を目標退避場所に決定し（ステップＳ１５）、ステップＳ１３に移行する。なお、その場合には、ステップＳ１３の後にステップＳ１１が実行され、そのステップＳ１１では、目標退避場所が決定されていることにより肯定的に判断される。したがって、現在の変数以降の変数、すなわち現在の変数に対応した退避可能な場所よりも離れた退避可能な場所については、進入の可否や格納の可否について判断しない。

一方、退避可能な場所に車両Ｖｅを全て格納することができずステップＳ１４で否定的に判断された場合は、目標退避場所の候補が未発見であり、または現時点で発見されている目標退避場所の候補よりも走行路へのはみ出し量が少ないか否かを判断する（ステップＳ１６）。このステップＳ１６は、今回の変数（退避可能な場所）を、目標退避場所の候補とするか否かを判断するためのステップである。したがって、現時点で発見されている目標退避場所の候補よりも、今回の変数（退避可能な場所）の方が車両Ｖｅを退避させる上で好ましいか否かを判断する。

目標退避場所が発見されており、更にその発見されている目標退避場所の候補よりも走行路へのはみ出し量が多いことによりステップＳ１６で否定的に判断された場合は、ステップＳ１３に移行する。それとは反対に、目標退避場所が未発見であり、または現時点で発見されている目標退避場所の候補よりも走行路へのはみ出し量が少ないことによりステップＳ１６で肯定的に判断された場合は、その変数（退避可能な場所）を目標退避場所の候補として保存して（ステップＳ１７）、ステップＳ１３に移行する。

上述したように車両Ｖｅを全て格納することができる退避可能な場所を発見した場合には、その時点でその退避可能な場所を目標退避場所として決定し、車両Ｖｅを全て格納することができる退避可能な場所を発見できない場合には、全ての退避可能な場所のうちから目標退避場所の候補を検索する。すなわち、車両Ｖｅを全て格納することができる退避可能な場所を優先して目標退避場所として定める。また、上記のように変数は、現在の車両Ｖｅに近い場所から順に割り当てられており、目標退避場所が決定された時点で他の変数についてステップＳ１２ないしステップＳ１７を実行しないことになるため、現在の車両Ｖｅに近い場所を優先して目標退避場所に設定している。

そして、目標退避場所が決定され、もしくは全ての退避可能な場所について検索が完了したことによりステップＳ１１で肯定的に判断された場合は、目標退避場所が決定されているか否かを判断する（ステップＳ１８）。すなわち、車両Ｖｅの全てを格納する退避可能な場所がないか否かを判断する。したがって、全ての退避可能な場所について検索が完了したことによりステップＳ１１で肯定的に判断された場合は、ステップＳ１８で否定的に判断される。

そのようにステップＳ１８で否定的に判断された場合は、現時点で保存されている目標退避場所の候補を採用し（ステップＳ１９）、その目標退避場所の候補を目標退避場所として決定する（ステップＳ２０）。なお、全ての退避可能な場所について検索した結果、目標退避場所の候補と成り得る退避可能な場所が検索されなかった場合には、ステップＳ１０で設定されたリセット値が採用される。その場合には、適当な路肩を目標退避場所として定める。

目標退避場所が決定されていることによりステップＳ１８で肯定的に判断された場合や、ステップＳ２０により目標退避場所が決定された場合には、ついで、ＧＰＳやナビゲーションシステムもしくは自動運転制御のデータなどに目標退避場所を通知する（ステップＳ２１）。

目標退避場所が決定されており上記ステップＳ５で肯定的に判断された場合や、ステップＳ２１を実行した後に、その目標退避場所に向けて走行するために駆動力を制御する。その制御例をステップＳ２２以降に記載してある。上記ステップＳ５やステップＳ２１についで、通知された目標退避場所に向けた走行（以下、退避走行と記す）中か否かを判断する（ステップＳ２２）。退避走行中でなくステップＳ２２で否定的に判断された場合は、ついで退避走行が完了したか否かを判断する（ステップＳ２３）。このステップＳ２３は、現在の車両Ｖｅの位置が、目標退避場所であるか否かなどをＧＰＳやナビゲーションシステムなどに基づいて判断すればよい。

退避走行が完了しておりステップＳ２３で肯定的に判断された場合は、緊急退避制御を終了して（ステップＳ２４）、このルーチンを一旦終了する。それとは反対に退避走行が完了しておらずステップＳ２３で否定的に判断された場合は、退避走行を開始する以前の待機状態となる。そのため、ここではこのルーチンを一旦終了することとしている。

一方、退避走行中でありステップＳ２２で肯定的に判断された場合は、警告を発する（ステップＳ２５）。この警告は、運転者および車両Ｖｅの周囲に向けて行い、例えば警告音や警告灯を起動する。ついで、ＧＰＳやナビゲーションシステムもしくは自動運転制御のデータなどから、現在の目標ヨーレートを入手する（ステップＳ２６）。上記の目標ヨーレートは、例えば自動運転制御のデータのうち計画された走行経路に沿って走行するために現在要求されるヨーレートを演算などから算出することができる。

ついで、現状のヨーレートと目標ヨーレートとの偏差を求める（ステップＳ２７）。この現状のヨーレートは、車両Ｖｅに搭載されたヨーレートセンサ３０の値に基づいて求めることができる。ステップＳ２７についで、ステップＳ２７で算出されたヨーレートの偏差から右前輪１１Ｒと左前輪１１Ｌとの分配トルクを算出する（ステップＳ２８）。図１に示す駆動装置１は、差動用モータ２１を制御することにより左右輪１１Ｒ，１１Ｌに伝達されるトルクの分配率を変更することができ、その場合には、一方の駆動輪１１Ｒ（１１Ｌ）に伝達されるトルクの増加率と他方の駆動輪１１Ｌ（１１Ｒ）に伝達されるトルクの低下率とは同一になる。したがって、ここでは、上記の偏差と正の値の所定の係数とを積算して右前輪１１Ｒに伝達する分配トルクを算出し、偏差と負の値の所定の係数とを積算して左前輪１１Ｌに伝達する分配トルクを算出することができる。

ついで、ステップＳ２８で算出された分配トルクから各駆動輪１１Ｒ，１１Ｌの要求トルクを算出する（ステップＳ２９）。このステップＳ２９は、加速度の変化に伴う設置荷重の変化や駆動輪１１Ｒ，１１Ｌと路面とのスリップ率などから求めることができる。

ついで、ステップＳ２９で算出された要求トルクを、駆動用モータ２と差動用モータ２１とを作動させることで充足することができるか否かを判断する（ステップＳ３０）。具体的には、左右輪１１Ｒ，１１Ｌに要求されるトルクの合算値が、駆動用モータ２の最大トルク以下であることと、左右輪１１Ｒ，１１Ｌの要求トルクの差に基づくトルクの分配率を差動用モータ２１を駆動することで充足できることとの少なくとも二つの条件を満たすか否かを判断する。

ステップＳ２９で算出された要求トルクを、駆動用モータ２と差動用モータ２１とを作動させることで充足することができ、ステップＳ３０で肯定的に判断された場合は、そのままこのルーチンを一旦終了する。すなわち、ステップＳ２９で算出された各駆動輪１１Ｒ，１１Ｌの要求トルクに基づいて駆動用モータ２と差動用モータ２１とを制御する。

それとは反対に、ステップＳ２９で算出された要求トルクを、駆動用モータ２と差動用モータ２１とを作動させることで充足することができずステップＳ３０で否定的に判断された場合は、内輪（以下、左前輪１１Ｌとして説明する）に制動トルクが要求されているか否かを判断する（ステップＳ３１）。このステップＳ３１は、ステップＳ２９で算出された各駆動輪１１Ｒ，１１Ｌの要求トルクのうち内輪１１Ｌの要求トルクの値が負の値であるか否かで判断することができる。

内輪１１Ｌに制動トルクが要求されていることにより、ステップＳ３１で肯定的に判断された場合には、内輪１１Ｌに要求されるトルクを「０」に切り替え、要求ヨーレートを発生させるために内輪１１Ｌに要求されるトルクを変更した分のトルクを、外輪１１Ｒの要求トルクおよび駆動用モータ２の要求トルクに加算し、更に、内輪１１Ｌに設けられたブレーキ機構２３Ｌの要求トルクを、ステップＳ２９で算出された内輪１１Ｌの要求トルクと同一の制動トルクに定めて（ステップＳ３２）、このルーチンを一旦終了する。すなわち、ステップＳ３２では、駆動用モータ２から内輪１１Ｌに伝達されるトルクを「０」にした状態で、車両Ｖｅ全体としての駆動力を維持しつつ、左右輪１１Ｒ，１１Ｌのトルクの分配率を満たすように、駆動用モータ２および差動用モータ２１ならびにブレーキ機構２３Ｌの要求トルクを定めて制御する。

それとは反対に内輪１１Ｌに制動トルクが要求されておらずステップＳ３１で否定的に判断された場合には、目標ヨーレートを充足することができるように内輪１１Ｌに連結されたブレーキ機構２３Ｌの要求トルクを定めて（ステップＳ３３）、このルーチンを一旦終了する。この場合、駆動用モータ２から車両Ｖｅに要求される駆動トルクを出力し、差動用モータ２１から最大トルクを出力する。したがって、車両Ｖｅ全体としての出力トルクは、駆動用モータ２の出力トルクからブレーキ機構２３Ｌによる制動トルクを減じたトルクとなるため、要求トルクよりも小さくなる。すなわち、車両Ｖｅの駆動力を低下させつつ、目標ヨーレートを発生させるように、駆動用モータ２および差動用モータ２１ならびにブレーキ機構２３Ｌの要求トルクを定めて制御する。

上述したように左右輪１１Ｒ，１１Ｌに伝達するトルクの分配率を制御できる差動制御機構（差動用モータ２１）を備えた自動運転車両Ｖｅでは、車両Ｖｅが発生し得るトルク差ΔＴは、差動用モータ２１が最大トルクを出力した場合の差動機構１９に作用するトルクをＴＣmaxとし、その差動機構１９のギヤ比をＧrとし、ブレーキ機構２３Ｌ（２３Ｒ）の最大制動トルクをＴＢmaxとした場合には、以下の式で求めることができる。
ΔＴ＝２（ＴＣmax×Ｇr）＋ＴＢmax

なお、差動用モータ２１を備えていない車両が発生し得るトルク差ΔＴは、以下の式で求めることができる。
ΔＴ＝ＴＢmax

したがって、上述したように左右輪１１Ｒ，１１Ｌに伝達するトルクの分配率を制御できる差動制御機構（差動用モータ２１）を備えた自動運転車両Ｖｅでは、差動制御機構によりトルクの分配率を制御することによる左右輪１１Ｒ，１１Ｌのトルク差と、ブレーキ機構２３Ｒ，２３Ｌで一方の車輪２３Ｌ（２３Ｒ）に制動トルクを作用させることによる左右輪１１Ｒ，１１Ｌのトルク差とを発生させることができるため、差動制御機構を備えていない車両と比較して左右輪１１Ｒ，１１Ｌのトルク差を大きくすることができる。したがって、操舵輪の転舵角を制御することができないフェールが生じた場合であっても、比較的小さい旋回半径の走行を行うことができるので、退避走行する際における退避場所の選択自由度を向上させることができる。

なお、この発明の実施形態における自動運転車両は、前後それぞれに駆動装置を備えた、いわゆる四輪（全輪）駆動の車両であってもよい。

１…駆動装置、 ２…駆動用モータ、 ７Ｒ，７Ｌ…遊星歯車機構、 １１Ｒ，１１Ｌ…前輪、 １３…反転機構、 １９…差動機構、 ２１…差動用モータ、 ２２Ｒ，２２Ｌ…車輪、 ２３Ｒ，２３Ｌ，２４Ｒ，２４Ｌ…ブレーキ機構、 ２５…電子制御装置（ＥＣＵ）、 Ｖｅ…車両。

Claims (1)

1. 駆動力源と、前記駆動力源の出力トルクを一対の駆動輪に分配する差動機構と、前記差動機構のトルクの分配率を制御できる差動制御機構とを有する駆動装置と、左右輪のそれぞれに制動トルクを作用させることができるブレーキ機構とを備え、
   運転者がステアリング操作することなく操舵輪の転舵角を自動で制御し、かつ運転者が駆動操作することなく前記駆動力源の出力トルクを自動で制御し、かつ運転者が制動操作することなく前記ブレーキ機構の制動トルクを自動で制御して走行する自動運転走行をすることができる自動運転車両の退避制御装置において、
   前記駆動力源の出力トルクと前記差動制御機構と前記ブレーキ機構の制動トルクとを制御するコントローラを備え、
   前記コントローラは、
   前記自動運転走行中に前記操舵輪の転舵角を自動で切り替えることができないフェールが生じた場合に、前記自動運転車両を退避させる退避場所を決定し、
   前記決定された退避場所に向けて前記自動運転車両を退避させるために要求されるヨーレートを求め、
   前記差動制御機構により前記トルク分配率を制御することにより前記要求されるヨーレートを生じることができない場合には、前記ブレーキ機構により前記左右輪のうちの内輪に制動トルクを作用させるように構成されている
   ことを特徴とする自動運転車両の退避制御装置。

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