JP2020100284A

JP2020100284A - 車両走行支援装置

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Publication number: JP2020100284A
Application number: JP2018239771A
Authority: JP
Inventors: 康佑赤塚; Kosuke Akatsuka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2020-07-02
Anticipated expiration: 2038-12-21
Also published as: JP7230492B2; US20200198624A1

Abstract

【課題】車両誘導制御において車両が目標停止位置を超過することを抑制しつつ、車両誘導制御を効率的に行う。【解決手段】車両走行支援装置は、車両の走行を制御する制御装置と、車両の走行状態を示す走行状態情報が格納される記憶装置と、を備える。制御装置は、走行状態情報に基づいて、車両を目標停止位置まで誘導する車両誘導制御を行う。車両誘導制御の最中、制御装置は、車両の車輪が段差を乗り越えるように駆動力を増加させる駆動力増加制御を行う。制御装置は、駆動力増加制御における駆動力の増加率を、駆動力増加制御の時点での目標停止位置までの残距離に応じて可変的に設定する。残距離が第１距離の場合の増加率は、残距離が第１距離よりも短い第２距離の場合の増加率よりも高い。【選択図】図６

Description

本発明は、車両の走行を支援する車両走行支援装置に関する。特に、本発明は、車両が段差を通過する際に駆動力を制御する車両走行支援装置に関する。

特許文献１は、車両の制動力及び駆動力を制御して、車両を目標位置に誘導する制駆動力制御装置を開示している。車両が段差に接触して車速が低下した場合、制駆動力制御装置は、駆動力を増加させる。車両が段差を乗り越えると、制駆動力制御装置は、制動力を付加する。

特開２０１２−２１０９１６号公報

車両を目標停止位置まで誘導する車両誘導制御について考える。車両誘導制御の最中、車両の車輪が段差を乗り越えるために、駆動力の増加が必要とされる場合がある（特許文献１参照）。このとき、駆動力が必要以上に増加すると、車輪が段差を乗り越えた後、車両が目標停止位置を超過してしまうおそれがある。このことは、車両誘導制御に対する信頼の低下を招き、好ましくない。

本発明の１つの目的は、車両誘導制御において車両が目標停止位置を超過することを抑制しつつ、車両誘導制御を効率的に行うことができる技術を提供することにある。

第１の観点は、車両の走行を支援する車両走行支援装置に関連する。
前記車両走行支援装置は、
前記車両の走行を制御する制御装置と、
前記車両の走行状態を示す走行状態情報が格納される記憶装置と
を備える。
前記制御装置は、
前記走行状態情報に基づいて、前記車両を目標停止位置まで誘導する車両誘導制御を行い、
前記車両誘導制御の最中、前記車両の車輪が段差を乗り越えるように駆動力を増加させる駆動力増加制御を行い、
前記駆動力増加制御における前記駆動力の増加率を、前記駆動力増加制御の時点での前記目標停止位置までの残距離に応じて可変的に設定する。
前記残距離が第１距離の場合の前記増加率は、前記残距離が前記第１距離よりも短い第２距離の場合の前記増加率よりも高い。

第２の観点は、車両の走行を支援する車両走行支援装置に関連する。
前記車両走行支援装置は、
前記車両の走行を制御する制御装置と、
前記車両の走行状態を示す走行状態情報が格納される記憶装置と
を備える。
前記制御装置は、
前記走行状態情報に基づいて、前記車両を目標停止位置まで誘導する車両誘導制御を行い、
前記車両誘導制御の最中、前記車両の車輪が段差を乗り越えるように駆動力を増加させる駆動力増加制御を行い、
前記駆動力増加制御における前記駆動力の目標値を、前記駆動力増加制御の時点での前記目標停止位置までの残距離に応じて可変的に設定する。
前記残距離が第１距離の場合の前記目標値は、前記残距離が前記第１距離よりも短い第２距離の場合の前記目標値よりも大きい。

第１の観点によれば、制御装置は、駆動力増加制御における駆動力の増加率を、駆動力増加制御の時点での目標停止位置までの残距離に応じて可変的に設定する。

具体的には、残距離が比較的短い場合、駆動力の増加率は比較的低く設定される。増加率が低いため、駆動力が必要以上に増加することが抑制される。つまり、駆動力のオーバーシュートの発生が抑制される。その結果、車輪が段差を乗り越えた後、車両が目標停止位置を超過してしまうことが抑制される。

一方、残距離が比較的長い場合、駆動力の増加率は比較的高く設定される。この場合、駆動力のオーバーシュートが発生する可能性がある。しかしながら、目標停止位置までの残距離は長いため、車両が目標停止位置を超過することはない。更に、増加率が高いため、車輪が段差を通過するために要する通過時間が短縮される。通過時間が短縮されるため、車両は素早く目標停止位置に到達する。このことは、車両誘導制御がより効率的に行われることを意味する。

第２の観点によれば、制御装置は、駆動力増加制御における駆動力の目標値を、駆動力増加制御の時点での目標停止位置までの残距離に応じて可変的に設定する。

具体的には、残距離が比較的短い場合、駆動力の目標値は比較的小さく設定される。従って、駆動力が必要以上に増加することが抑制される。つまり、駆動力のオーバーシュートの発生が抑制される。その結果、車輪が段差を乗り越えた後、車両が目標停止位置を超過してしまうことが抑制される。

一方、残距離が比較的長い場合、駆動力の目標値は比較的大きく設定される。この場合、駆動力のオーバーシュートが発生する可能性がある。しかしながら、目標停止位置までの残距離は長いため、車両が目標停止位置を超過することはない。また、駆動力の目標値が大きい場合、車輪が段差を乗り越えた後の駆動力も大きい。従って、車両が素早く目標停止位置に到達する。このことは、車両誘導制御がより効率的に行われることを意味する。

本発明の第１の実施の形態に係る車両走行支援装置の概要を説明するための概念図である。第１の実施の形態に係る車両走行支援装置による車両誘導制御の一例を説明するための概念図である。第１の実施の形態に係る車両走行支援装置による車両誘導制御の他の例を説明するための概念図である。駆動力増加制御におけるトレードオフを説明するための概念図である。駆動力増加制御におけるトレードオフを説明するための概念図である。第１の実施の形態に係る駆動力増加制御の概要を説明するための概念図である。第１の実施の形態に係る駆動力増加制御の一例を説明するための概念図である。第１の実施の形態に係る車両走行支援装置の構成例を示すブロック図である。第１の実施の形態において用いられる走行状態情報の例を示すブロック図である。第１の実施の形態において用いられる目標情報を説明するための概念図である。第１の実施の形態において用いられる車両位置情報を説明するための概念図である。第１の実施の形態に係る処理を示すフローチャートである。第１の実施の形態に係る車両誘導制御（ステップＳ２００）を示すフローチャートである。第１の実施の形態における段差通過の検出方法の一例を説明するための概念図である。本発明の第２の実施の形態に係る処理を示すフローチャートである。本発明の第２の実施の形態に係る駆動力増加制御を説明するための概念図である。

添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

＜第１の実施の形態＞
１．概要
１−１．車両走行支援装置
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る車両走行支援装置１０の概要を説明するための概念図である。車両走行支援装置１０は、車両１に搭載されている。車両１は、複数の車輪５を備えている。具体的には、車両１は、左前輪５ＦＬ、右前輪５ＦＲ、左後輪５ＲＬ、及び右後輪５ＲＲを備えている。以下の説明において、左前輪５ＦＬと右前輪５ＦＲをまとめて前輪５Ｆと呼び、左後輪５ＲＬと右後輪５ＲＲをまとめて後輪５Ｒと呼ぶ場合がある。

図１に示されるように、車両走行支援装置１０は、走行状態取得装置１００と車両走行制御装置２００を備えている。走行状態取得装置１００は、車両１の走行状態を示す走行状態情報３００を取得する。車両１の走行状態としては、位置、速度（車速）、加速度、舵角、駆動力、制動力、周辺状況、等が例示される。車両走行制御装置２００は、走行状態情報３００に基づいて、車両１の走行を制御する車両走行制御を行う。車両走行制御は、駆動力制御、制動力制御、及び操舵制御を含む。

１−２．車両誘導制御
車両走行制御装置２００は、車両走行制御を通して、車両１の走行を支援する。特に、車両走行制御装置２００は、車両１を自動的に動かして目標停止位置まで誘導する「車両誘導制御」を行う。このような車両誘導制御は、例えば、車両１を所望の駐車位置に駐車する際に利用される。また、車両誘導制御は、自動運転においても利用され得る。

図２は、車両誘導制御の一例を説明するための概念図である。目標停止位置ＰＴは、車両１を停止させる目標位置であり、予め設定される。車両位置ＰＶは、車両１の位置であり、車両１の移動と共に変化する。残距離ＤＲは、車両位置ＰＶから目標停止位置ＰＴまでの距離である。

車両誘導制御において、車両走行制御装置２００は、車両１を目標停止位置ＰＴまで誘導する。言い換えれば、車両走行制御装置２００は、車両位置ＰＶが目標停止位置ＰＴに一致するまで車両１を移動させる。更に言い換えれば、車両走行制御装置２００は、残距離ＤＲがゼロになるまで車両１を移動させる。車両位置ＰＶ及び残距離ＤＲは、走行状態情報３００から算出可能である。従って、車両走行制御装置２００は、走行状態情報３００に基づいて車両誘導制御を行うことができる。

１−３．段差と駆動力増加制御
ここで、図２に示されるように、目標停止位置ＰＴの手前に段差ＬＤが存在する場合を考える。この場合、車両走行制御装置２００は、車両１の車輪５が適切に段差ＬＤを通過するように車両誘導制御を行う。「車輪５が段差ＬＤを通過する」とは、車輪５が段差ＬＤに到達（接触）し、更にその段差ＬＤを乗り越えることを意味する。

車輪５が段差ＬＤを乗り越えるために、車両１の駆動力Ｆの増加が必要とされる場合がある。図２に示される例では、前輪５Ｆが段差ＬＤに接触し、それにより車両１が停止する。この場合、車両走行制御装置２００は、前輪５Ｆが段差ＬＤを乗り越えるように車両１の駆動力Ｆを増加させる。このような処理は、以下「駆動力増加制御」と呼ばれる。

駆動力増加制御により、前輪５Ｆは段差ＬＤを乗り越える。その後、乗り越えに要した駆動力Ｆは不要となる。車両１が不必要に加速することを防止するために、車両走行制御装置２００は、「減速制御」を行う。減速制御において、車両走行制御装置２００は、駆動力Ｆを減少させる。また、車両走行制御装置２００は、必要に応じて制動力を付加してもよい。

同様に、図３に示される例では、後輪５Ｒが段差ＬＤに接触し、それにより車両１が停止する。車両走行制御装置２００は、後輪５Ｒが段差ＬＤを乗り越えるように駆動力増加制御を行う。後輪５Ｒが段差ＬＤを乗り越えると、車両走行制御装置２００は、減速制御を行う。

尚、本実施の形態において、段差ＬＤの形状は特に限定されない。例えば、段差ＬＤの形状として、ステップ状、スロープ状、バンプ状が挙げられる。

次に、図４及び図５を参照して、駆動力増加制御におけるトレードオフについて説明する。図４及び図５において、横軸は時間を表し、縦軸は駆動力Ｆを表している。必要駆動力ＦＮは、車輪５が段差ＬＤを乗り越えるために必要な最小限の駆動力Ｆである。駆動力Ｆが必要駆動力ＦＮまで増加すると、車輪５が段差ＬＤを乗り越える。

駆動力Ｆの増加率ＲＩは、駆動力増加制御における駆動力Ｆの時間変化である。増加率ＲＩは、増加勾配あるいは増加速度と言い換えることもできる。図４に示される例では、増加率ＲＩは比較的低い。駆動力Ｆがゆっくり増加するため、車輪５が段差ＬＤを通過するために要する通過時間ＴＳが長くなる。一方、図５に示される例では、増加率ＲＩが比較的高い。駆動力Ｆが素早く増加するため、図４で示された場合と比較して通過時間ＴＳは短縮される。すなわち、車両誘導制御が効率的に行われる。

但し、車輪５が段差ＬＤを乗り越えた後、減速制御による減速効果が直ちに発生するとは限らない。例えば、車輪５が段差ＬＤを乗り越えたことをセンサを用いて検知するためには、ある程度の時間が必要である。また、減速制御のためのアクチュエータの応答遅れも存在する。これらの要因により、車輪５が段差ＬＤを乗り越えてから車両１が実際に減速するまでにはタイムラグが存在する。

従って、駆動力増加制御における増加率ＲＩが高い場合、図５に示されるように、車両１の減速が開始するまでに駆動力Ｆが必要駆動力ＦＮを大きく上回ってしまう。すなわち、過剰な駆動力Ｆ（オーバーシュート）が発生する。この場合、車輪５が段差ＬＤを乗り越えた後、車両１が直ぐには低速に戻らず、目標停止位置ＰＴを超過してしまうおそれがある。このことは、車両誘導制御に対する信頼の低下を招き、好ましくない。

以上の観点から、本実施の形態は、車両１が目標停止位置ＰＴを超過することを抑制しつつ、車両誘導制御を可能な限り効率的に行うことができる駆動力増加制御を提案する。

図６は、本実施の形態に係る駆動力増加制御の概要を説明するための概念図である。横軸は時間を表し、縦軸は駆動力Ｆを表している。車両走行制御装置２００は、駆動力増加制御の時点での目標停止位置ＰＴまでの残距離ＤＲ（図２、図３参照）に応じて、駆動力Ｆの増加率ＲＩを可変的に（フレキシブルに）設定する。より詳細には、駆動力増加制御の時点での残距離ＤＲが比較的短い場合、増加率ＲＩは比較的低く設定される。逆に、駆動力増加制御の時点での残距離ＤＲが比較的長い場合、増加率ＲＩは比較的高く設定される。つまり、残距離ＤＲが第１距離の場合の増加率ＲＩは、残距離ＤＲが第１距離よりも短い第２距離の場合の増加率ＲＩよりも高い。

図７は、本実施の形態に係る駆動力増加制御の一例を説明するための概念図である。横軸は駆動力増加制御の時点での残距離ＤＲを表し、縦軸は増加率ＲＩを表している。残距離ＤＲが大きくなるにつれて、増加率ＲＩは高くなる。但し、増加率ＲＩは、残距離ＤＲに応じて単調に増加する必要は必ずしもない。例えば、増加率ＲＩは、残距離ＤＲに応じて段階的に増加してもよい。また、増加率ＲＩに対して所定の上限値が設けられてもよい。残距離ＤＲが所定値以上になると、増加率ＲＩは所定の上限値のまま維持される。

１−４．効果
以上に説明されたように、本実施の形態によれば、車両走行制御装置２００は、駆動力増加制御における駆動力Ｆの増加率ＲＩを、駆動力増加制御の時点での目標停止位置ＰＴまでの残距離ＤＲに応じて可変的に設定する。

具体的には、残距離ＤＲが比較的短い場合、増加率ＲＩは比較的低く設定される。増加率ＲＩが低いため、図５で示されたような駆動力Ｆのオーバーシュートの発生が抑制される。その結果、車輪５が段差ＬＤを乗り越えた後、車両１が目標停止位置ＰＴを超過してしまうことが抑制される。

一方、残距離ＤＲが比較的長い場合、増加率ＲＩは比較的高く設定される。この場合、図５で示されたような駆動力Ｆのオーバーシュートが発生する可能性がある。しかしながら、目標停止位置ＰＴまでの残距離ＤＲは長いため、車両１が目標停止位置ＰＴを超過することはない。従って、駆動力Ｆのオーバーシュートは許容される。更に、増加率ＲＩが高いため、車輪５が段差ＬＤを通過するために要する通過時間ＴＳが短縮される。通過時間ＴＳが短縮されるため、車両１は素早く目標停止位置ＰＴに到達する。また、車輪５が段差ＬＤを乗り越えた後の駆動力Ｆが大きいことも、車両１が素早く目標停止位置ＰＴに到達することに寄与する。これらのことは、車両誘導制御がより効率的に行われることを意味する。

このように、本実施の形態によれば、目標停止位置ＰＴまでの残距離ＤＲにかかわらず、車両１が目標停止位置ＰＴを超過することが抑制される。従って、車両誘導制御に対する信頼が向上する。更に、目標停止位置ＰＴまでの残距離ＤＲが長い場合には、車両誘導制御をより効率的に行うことが可能となる。その結果、車両１のユーザにとっての利便性が向上する。本実施の形態は、「目標停止位置ＰＴの超過回避」と「効率的な車両誘導制御」を両立させていると言える。

以下、本実施の形態に係る車両走行支援装置１０について更に詳しく説明する。

２．車両走行支援装置の構成例
図８は、本実施の形態に係る車両走行支援装置１０の構成例を示すブロック図である。車両走行支援装置１０は、センサ群３０、走行装置５０、及び制御装置７０を備えている。

センサ群３０は、車両状態センサ３１及び周辺状況センサ３２を含んでいる。

車両状態センサ３１は、車両１の状態を検出する。車両１の状態としては、車輪速、車速、加速度（前後加速度、横加速度、上下加速度）、舵角、サスペンションストローク量、等が例示される。車両状態センサ３１は、車輪速センサ、車速センサ、各種加速度センサ、舵角センサ、ストロークセンサ、等を含んでいる。上下加速度センサやストロークセンサは、例えば、各車輪５の位置に設けられる。車両状態センサ３１は、車両１の位置及び方位を計測するＧＰＳ（Global Positioning System）装置を含んでいてもよい。

周辺状況センサ３２は、車両１の周辺の状況を検出する。例えば、周辺状況センサ３２は、カメラ、ソナー、ライダー（LIDAR: Laser Imaging Detection and Ranging）、等を含んでいる。周辺状況センサ３２を用いることによって、車両１の周囲の空間や物体を認識することができる。

走行装置５０は、駆動装置５１、制動装置５２、転舵装置５３、及び変速装置５４を含んでいる。駆動装置５１は、駆動力を発生させる動力源である。駆動装置５１としては、エンジン、電動機、インホイールモータが例示される。制動装置５２は、制動力を発生させる。転舵装置５３は、車輪５を転舵する。例えば、転舵装置５３は、パワーステアリング（EPS: Electric Power Steering）装置を含んでいる。

制御装置７０は、プロセッサ７１及び記憶装置７２を備えるマイクロコンピュータである。制御装置７０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも呼ばれる。記憶装置７２には、制御プログラムが格納される。プロセッサ７１が記憶装置７２に格納された制御プログラムを実行することにより、制御装置７０による各種処理が実現される。

例えば、制御装置７０（プロセッサ７１）は、走行装置５０の動作を制御することによって、車両走行制御を行う。車両走行制御は、駆動力制御、制動力制御、操舵制御、及びギア制御を含んでいる。駆動力制御は、駆動装置５１を通して行われる。制動力制御は、制動装置５２を通して行われる。操舵制御は、転舵装置５３を通して行われる。ギア制御は、変速装置５４を通して行われる。制御装置７０と走行装置５０は、図１で示された「車両走行制御装置２００」を構成している。

また、制御装置７０（プロセッサ７１）は、センサ群３０による検出結果等に基づいて、車両１の走行状態を示す走行状態情報３００を取得する。センサ群３０及び制御装置７０は、図１で示された「走行状態取得装置１００」を構成している。以下、走行状態情報３００の具体例について説明する。

３．走行状態情報の例
図９は、本実施の形態において用いられる走行状態情報３００の例を示すブロック図である。走行状態情報３００は、記憶装置７２に格納され、車両走行制御において用いられる。図９に示されるように、走行状態情報３００は、車両状態情報３１０、周辺状況情報３２０、走行制御情報３３０、目標情報３４０、及び車両位置情報３５０を含んでいる。

３−１．車両状態情報３１０
車両状態情報３１０は、車両１の状態を示す。制御装置７０は、車両状態センサ３１による検出結果に基づいて車両状態情報３１０を取得する。車両１の状態としては、車輪速、車速、加速度（前後加速度、横加速度、上下加速度）、舵角、サスペンションストローク量、等が例示される。上下加速度及びサスペンションストローク量については、各車輪５の位置における値が算出される。

車両状態センサ３１がＧＰＳ装置を含んでいる場合、車両状態情報３１０は、ＧＰＳ装置によって得られる車両１の位置情報を含んでいてもよい。

３−２．周辺状況情報３２０
周辺状況情報３２０は、車両１の周辺の状況を示す。制御装置７０は、周辺状況センサ３２による検出結果に基づいて周辺状況情報３２０を取得する。例えば、周辺状況情報３２０は、カメラにより得られた撮像情報を含む。また、周辺状況情報３２０は、ソナーやライダーによって計測される周辺物体（例：壁）に関する物体情報を含む。物体情報は、周辺物体の相対位置（距離）を示す。物体情報は、相対速度を示していてもよい。

周辺状況センサ３２によって、車両１の近くの段差ＬＤが検出される場合もある。その場合、周辺状況情報３２０は、検出された段差ＬＤの相対位置を示す情報を含んでいてもよい。

３−３．走行制御情報３３０
走行制御情報３３０は、制御装置７０によって制御される走行装置５０の制御量を示す。例えば、走行制御情報３３０は、制御装置７０によって制御される駆動力及び制動力を示す。

３−４．目標情報３４０
目標情報３４０は、車両誘導制御における目標停止位置ＰＴを示す。目標停止位置ＰＴは、手動あるいは制御装置７０によってあらかじめ設定される。

一例として、図１０は、車両１を所望の駐車位置に駐車する場合を示している。制御装置７０は、上記の周辺状況情報３２０に基づいて、適切な目標停止位置ＰＴを自動的に決定する。あるいは、制御装置７０は、周辺状況情報３２０に基づいて、車両１の周囲の空間及び物体を示す情報をＨＭＩ（Human Machine Interface）に表示する。車両１のユーザは、表示された情報を参照して、所望の目標停止位置ＰＴを指定する。

目標停止位置ＰＴの設定後、制御装置７０は、車両１の現在位置から目標停止位置ＰＴに向かう目標経路ＴＰを生成してもよい。目標経路ＴＰは、例えば、目標停止位置ＰＴを原点とする座標系において定義される。目標経路ＴＰが生成された場合、目標情報３４０は、目標停止位置ＰＴと目標経路ＴＰを示す。制御装置７０（車両走行制御装置２００）は、目標経路ＴＰに沿って車両１が走行するように車両走行制御を行う。

３−５．車両位置情報３５０
車両位置情報３５０は、車両１の位置である車両位置ＰＶを示す。車両位置情報３５０は、更に、各車輪５の位置を示していてもよい。

図１１は、車両位置情報３５０を説明するための概念図である。車両１及び各車輪５の位置は、所定の座標系において定義される。例えば、所定の座標系として、上記の目標停止位置ＰＴを原点Ｏとする座標系が用いられる。但し、所定の座標系はそれに限定されない。

図１１において、車両位置ＰＶ［ｘ、ｚ、θ］は、車両１の代表位置を表す。例えば、左後輪５ＲＬと右後輪５ＲＲの中間位置が車両位置ＰＶとして用いられる。車輪位置Ｐｆｌ、Ｐｆｒ、Ｐｒｌ、及びＰｒｒは、左前輪５ＦＬ、右前輪５ＦＲ、左後輪５ＲＬ、及び右後輪５ＲＲのそれぞれの位置である。ホイールベースＬｈ及びトレッド長Ｔｒは、既知パラメータである。車両位置ＰＶと既知パラメータから、車輪位置Ｐｆｌ、Ｐｆｒ、Ｐｒｌ、及びＰｒｒを算出することができる。

車両誘導制御の最中、制御装置７０は、車両状態情報３１０に基づいて、車両位置ＰＶ及び各車輪位置を演算、更新する。具体的には、車両状態情報３１０は、舵角及び車輪速を含んでいる。制御装置７０は、舵角及び車輪速に基づいて、車両１の移動量を算出し、車両位置ＰＶを算出、更新することができる。車両位置ＰＶが更新されると、各車輪位置も更新される。

他の例として、車両状態情報３１０がＧＰＳ装置によって得られる車両１の位置情報を含んでいる場合、制御装置７０は、その位置情報を利用してもよい。更に他の例として、制御装置７０は、周辺状況情報３２０で示される物体（例：壁）との相対位置に基づいて、車両位置ＰＶを算出、更新してもよい。

４．処理フロー
図１２は、本実施の形態に係る処理を示すフローチャートである。まず、車両誘導制御のための目標停止位置ＰＴが設定される（ステップＳ１００）。上述の通り、目標停止位置ＰＴは、手動あるいは制御装置７０によって設定される。制御装置７０は、車両１の現在位置から目標停止位置ＰＴに向かう目標経路ＴＰを生成してもよい（図１０参照）。

目標停止位置ＰＴの設定後、制御装置７０は、車両１を目標停止位置ＰＴまで誘導する車両誘導制御を行う（ステップＳ２００）。図１３は、車両誘導制御（ステップＳ２００）を示すフローチャートである。尚、走行状態情報３００は、一定サイクル毎に更新され、記憶装置７２に格納される。

４−１．ステップＳ２１０
ステップＳ２１０において、制御装置７０は、走行状態情報３００に基づいて、車両１が目標停止位置ＰＴに近づくように車両走行制御を行う。目標経路ＴＰが生成されている場合、制御装置７０は、目標経路ＴＰに沿って車両１が走行するように車両走行制御を行う。

また、制御装置７０は、走行状態情報３００（車両状態情報３１０）に基づいて、車両位置情報３５０を更新する。車両位置情報３５０の更新方法は上述の通りである。車両位置ＰＶが更新されることは、目標停止位置ＰＴまでの残距離ＤＲが更新されることと等価である。制御装置７０は、目標停止位置ＰＴまでの残距離ＤＲを更新しながら、車両走行制御（車両誘導制御）を行うと言える。

４−２．ステップＳ２２０
ステップＳ２２０において、制御装置７０は、走行状態情報３００に基づいて、いずれかの車輪５が段差ＬＤに到達（接触）したか否かを判定する。

典型的には、車輪５が段差ＬＤに到達すると、駆動力が発生しているにもかかわらず車両１が停止する。従って、制御装置７０は、車両状態情報３１０（車速）及び走行制御情報３３０（駆動力）に基づいて、車輪が段差ＬＤに到達したことを検知することができる。

他の例として、周辺状況センサ３２によって、段差ＬＤが検出される場合も考えられる。その場合、周辺状況情報３２０は、検出された段差ＬＤの相対位置情報を含む。制御装置７０は、車両位置情報３５０と周辺状況情報３２０に基づいて、いずれかの車輪５が段差ＬＤに到達したことを推定することができる。

いずれかの車輪５が段差ＬＤに到達したと判定された場合（ステップＳ２２０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２３０に進む。それ以外の場合（ステップＳ２２０；Ｎｏ）、処理はステップＳ２６０に進む。

４−３．ステップＳ２３０
ステップＳ２３０において、制御装置７０は、走行状態情報３００に基づいて、車輪５が段差ＬＤを通過したか否か判定する。

図１４は、段差通過の検出方法の一例を説明するための概念図である。横軸は時間を表し、縦軸は各車輪５の位置における上下加速度を表している。上下加速度は、車両状態情報３１０から得られる。ある車輪５の位置における上下加速度が判定閾値Ｇｔｈを超えた場合、制御装置７０は、当該車輪５が段差ＬＤを通過したと判定する。このように、上下加速度を参照することによって、いずれかの車輪５が段差ＬＤを通過したことを検出し、且つ、段差ＬＤを通過した車輪５を特定することができる。上下加速度の代わりに、あるいは、上下加速度と共に、サスペンションストローク量が考慮されてもよい。

他の例として、制御装置７０は、車両状態情報３１０で示される車速や前後加速度の変化に基づいて、段差通過を検出してもよい。更に他の例として、制御装置７０は、周辺状況情報３２０で示されるカメラ画像の視界の変化に基づいて、段差通過を検出してもよい。

車輪５が段差ＬＤを通過したと判定された場合（ステップＳ２３０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２５０に進む。それ以外の場合（ステップＳ２３０；Ｎｏ）、処理はステップＳ２４０に進む。

４−４．ステップＳ２４０
ステップＳ２４０において、制御装置７０は、駆動力Ｆを増加させる駆動力増加制御を行う。ここで、制御装置７０は、目標停止位置ＰＴまでの残距離ＤＲに応じて、駆動力Ｆの増加率ＲＩを可変的に設定する。より詳細には、残距離ＤＲが比較的短い場合、増加率ＲＩは比較的低く設定される。逆に、残距離ＤＲが比較的長い場合、増加率ＲＩは比較的高く設定される。つまり、残距離ＤＲが第１距離の場合の増加率ＲＩは、残距離ＤＲが第１距離よりも短い第２距離の場合の増加率ＲＩよりも高い。

その後、処理はステップＳ２３０に戻る。つまり、車輪５が段差ＬＤを通過するまで駆動力増加制御が実行される。尚、段差ＬＤが十分に低い場合、駆動力増加制御が実行されることなく、車輪５が段差ＬＤを通過することもある。

４−５．ステップＳ２５０
ステップＳ２５０において、制御装置７０は、減速制御を行う。具体的には、制御装置７０は、駆動力Ｆを減少させる。また、制御装置７０は、必要に応じて制動力を付加してもよい。その後、処理はステップＳ２６０に進む。

４−６．ステップＳ２６０
ステップＳ２６０において、制御装置７０は、走行状態情報３００に基づいて、車両１が目標停止位置ＰＴに到達したか否かを判定する。つまり、制御装置７０は、残距離ＤＲがゼロになったか否かを判定する。車両１が目標停止位置ＰＴに到達していない場合（ステップＳ２６０；Ｎｏ）、処理はステップＳ２１０に戻る。車両１が目標停止位置ＰＴに到達すると（ステップＳ２６０；Ｙｅｓ）、車両誘導制御は終了する。

＜第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態では、車輪５が段差ＬＤを乗り越えるために必要な必要駆動力ＦＮ（図４、図５参照）の推定が行われる。

説明のため、まず、「第１車輪５−１」と「第２車輪５−２」について定義する。車両１の移動に伴い、複数の車輪５が順番に段差ＬＤに到達する。第１車輪５−１は、比較的早く段差ＬＤに到達する車輪５（先行輪）である。第２車輪５−２は、比較的遅く段差ＬＤに到達する車輪５（後続輪）である。図２及び図３で示された例では、前輪５Ｆが第１車輪５−１であり、後輪５Ｒが第２車輪５−２である。車輪５が１つずつ段差ＬＤに到達する場合もある。

図１５は、第２の実施の形態に係る処理を示すフローチャートである。

ステップＳ３１０において、制御装置７０は、第１車輪５−１の段差通過を検出する。ステップＳ３１０における処理は、上述のステップＳ２１０〜Ｓ２５０における処理と同様である。

ステップＳ３２０において、制御装置７０は、第１車輪５−１が段差ＬＤを乗り越えたときの駆動力Ｆに関する基準情報を取得する。例えば、第１駆動力Ｆ１は、第１車輪５−１が段差ＬＤを乗り越えるために実際に要した駆動力Ｆであり、その第１駆動力Ｆ１が基準情報として用いられる。制御装置７０は、走行制御情報３３０に基づいて、第１駆動力Ｆ１を取得することができる。

ステップＳ３３０において、制御装置７０は、第２車輪５−２が段差ＬＤを乗り越えるために最小限必要な第２駆動力Ｆ２（必要駆動力ＦＮ）を推定する。

第２駆動力Ｆ２の推定を説明するために、第１荷重Ｗ１と第２荷重Ｗ２について考える。第１荷重Ｗ１は、段差ＬＤを同時に通過する第１車輪５−１にかかる荷重である。第２荷重Ｗ２は、段差ＬＤを同時に通過する第２車輪５−２にかかる荷重である。第１駆動力Ｆ１と第１荷重Ｗ１との間には相関関係がある。同様に、第２駆動力Ｆ２と第２荷重Ｗ２との間には相関関係がある。第１荷重Ｗ１、第２荷重Ｗ２、第１駆動力Ｆ１、及び第２駆動力Ｆ２の間には、次の式（１）で表される関係が存在する。

式（１）：Ｆ２＝Ｆ１×（Ｗ２／Ｗ１）

第１車輪５−１は、上記のステップＳ３１０において特定されている。第２車輪５−２は、目標情報３４０（目標停止位置ＰＴ、目標経路ＴＰ）、車両位置情報３５０（車両位置ＰＶ、車輪位置）、車両状態情報３１０（舵角）等に基づいて推定される。車両１の重量分布は、既知情報である。第１駆動力Ｆ１は、上記のステップＳ３２０で取得された基準情報から得られる。従って、制御装置７０は、走行状態情報３００と基準情報に基づいて、第２駆動力Ｆ２を推定することができる。

第２駆動力Ｆ２が推定された後、第２車輪５−２が段差ＬＤに到達する。制御装置７０は、推定された第２駆動力Ｆ２（必要駆動力ＦＮ）を考慮して、第２車輪５−２に関する駆動力増加制御を行う（ステップＳ３４０）。

具体的には、制御装置７０は、駆動力増加制御における目標駆動力Ｆ^＊（駆動力Ｆの目標値）を、第２駆動力Ｆ２以上に設定する。また、制御装置７０は、目標駆動力Ｆ^＊を、駆動力増加制御の時点での残距離ＤＲに応じて可変的に設定する。より詳細には、図１６に示されるように、残距離ＤＲが比較的短い場合、目標駆動力Ｆ^＊は比較的小さく設定される。逆に、残距離ＤＲが比較的長い場合、目標駆動力Ｆ^＊は比較的大きく設定される。つまり、残距離ＤＲが第１距離の場合の目標駆動力Ｆ^＊は、残距離ＤＲが第１距離よりも短い第２距離の場合の目標駆動力Ｆ^＊よりも大きい。

このように、残距離ＤＲが比較的短い場合、目標駆動力Ｆ^＊は比較的小さく設定される。従って、図５で示されたような駆動力Ｆのオーバーシュートの発生が抑制される。その結果、第２車輪５−２が段差ＬＤを乗り越えた後、車両１が目標停止位置ＰＴを超過してしまうことが抑制される。

一方、残距離ＤＲが比較的長い場合、目標駆動力Ｆ^＊は比較的大きく設定される。この場合、図５で示されたような駆動力Ｆのオーバーシュートが発生する可能性がある。しかしながら、目標停止位置ＰＴまでの残距離ＤＲは長いため、車両１が目標停止位置ＰＴを超過することはない。従って、駆動力Ｆのオーバーシュートは許容される。また、目標駆動力Ｆ^＊が大きい場合、第２車輪５−２が段差ＬＤを乗り越えた後の駆動力Ｆも大きい。従って、車両１が素早く目標停止位置ＰＴに到達する。このことは、車両誘導制御がより効率的に行われることを意味する。

このように、第２の実施の形態によっても、上述の第１の実施の形態の場合と同様の効果が得られる。

＜第３の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態と第２の実施の形態の組み合わせも可能である。その場合、制御装置７０は、駆動力増加制御における増加率ＲＩと目標駆動力Ｆ^＊の両方を、駆動力増加制御の時点での残距離ＤＲに応じて可変的に設定する。これにより、上述の効果が更に強化される。

１車両
５車輪
１０車両走行支援装置
３０センサ群
３１車両状態センサ
３２周辺状況センサ
５０走行装置
５１駆動装置
５２制動装置
５３転舵装置
５４変速装置
７０制御装置
７１プロセッサ
７２記憶装置
１００走行状態取得装置
２００車両走行制御装置
３００走行状態情報
３１０車両状態情報
３２０周辺状況情報
３３０走行制御情報
３４０目標情報
３５０車両位置情報
ＤＲ残距離
ＬＤ段差
ＰＴ目標停止位置
ＰＶ車両位置

Claims

車両の走行を支援する車両走行支援装置であって、
前記車両の走行を制御する制御装置と、
前記車両の走行状態を示す走行状態情報が格納される記憶装置と
を備え、
前記制御装置は、
前記走行状態情報に基づいて、前記車両を目標停止位置まで誘導する車両誘導制御を行い、
前記車両誘導制御の最中、前記車両の車輪が段差を乗り越えるように駆動力を増加させる駆動力増加制御を行い、
前記駆動力増加制御における前記駆動力の増加率を、前記駆動力増加制御の時点での前記目標停止位置までの残距離に応じて可変的に設定し、
前記残距離が第１距離の場合の前記増加率は、前記残距離が前記第１距離よりも短い第２距離の場合の前記増加率よりも高い
車両走行支援装置。
請求項１に記載の車両走行支援装置であって、
前記制御装置は、前記目標停止位置までの前記残距離を前記走行状態情報に基づいて更新しながら、前記車両誘導制御を行う
車両走行支援装置。
請求項１又は２に記載の車両走行支援装置であって、
前記制御装置は、
前記走行状態情報に基づいて前記車輪が前記段差に到達したか否かを判定し、
前記車輪が前記段差に到達したと判定した後、前記駆動力増加制御を行う
車両走行支援装置。
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両走行支援装置であって、
前記制御装置は、前記駆動力増加制御における前記駆動力の目標値を、前記駆動力増加制御の時点での前記目標停止位置までの前記残距離に応じて可変的に設定し、
前記残距離が前記第１距離の場合の前記目標値は、前記残距離が前記第２距離の場合の前記目標値よりも大きい
車両走行支援装置。
車両の走行を支援する車両走行支援装置であって、
前記車両の走行を制御する制御装置と、
前記車両の走行状態を示す走行状態情報が格納される記憶装置と
を備え、
前記制御装置は、
前記走行状態情報に基づいて、前記車両を目標停止位置まで誘導する車両誘導制御を行い、
前記車両誘導制御の最中、前記車両の車輪が段差を乗り越えるように駆動力を増加させる駆動力増加制御を行い、
前記駆動力増加制御における前記駆動力の目標値を、前記駆動力増加制御の時点での前記目標停止位置までの残距離に応じて可変的に設定し、
前記残距離が第１距離の場合の前記目標値は、前記残距離が前記第１距離よりも短い第２距離の場合の前記目標値よりも大きい
車両走行支援装置。
請求項５に記載の車両走行支援装置であって、
前記制御装置は、
前記走行状態情報に基づいて、前記車輪が前記段差を乗り越えるために最小限必要な必要駆動力を推定し、
前記目標値を前記必要駆動力以上に設定する
車両走行支援装置。