JP2023140837A - 連結車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】連結車両に異常が発生したとき、異常に対して適切に対処することができる連結車両の制御装置を提供する。【解決手段】連結車両の制御装置は、後退支援制御の制御モードとして、正常モード、不調モード、および異常モードを有している。正常モードは、車両状態量の異常が検出されないときに設定される制御モードである。不調モードは、車両状態量の異常が検出される場合であって、車両状態量の代替値が存在するときに設定される制御モードである。異常モードは、車両状態量の異常が検出される場合であって、車両状態量の代替値が存在しないときに設定される制御モードである。制御装置は、制御モードが不調モードに設定されるとき、車両状態量の代替値を使用して後退支援制御の実行を継続する。制御装置は、制御モードが異常モードに設定されるとき、連結車両を停車させるための処理を実行する。【選択図】図６

Description

本発明は、連結車両の制御装置に関する。

従来、トラクタとしての車両にトレーラが連結された連結車両が存在する。連結車両の操縦は、普通乗用車などの単体車両の操縦と比べて難しい。特に、連結車両の後退操作では、トレーラが連結されていない単体車両を後退させる場合のステアリング操作とは反対のステアリング操作が必要となる。

そこで、従来、連結車両の後退操作を支援するシステムが提案されている。たとえば特許文献１のシステムは、運転者がアクセルペダルおよびブレーキペダルを使用して車両の後退速度を制御するとき、トレーラが運転者によって指定される基準経路に沿って移動するように車両を自動的に操舵する。システムの曲率コントローラは、トラクタの操舵角に基づきトレーラを基準経路に沿って後退させるための制御を実行する。曲率コントローラは、曲率レギュレータおよびヒッチ角レギュレータを有している。

曲率レギュレータは、計測モジュールから提供される現在の操舵角および入力デバイスを通じて入力されるトレーラ経路の目標曲率に基づき目標ヒッチ角を演算する。ヒッチ角レギュレータは、曲率レギュレータにより演算される目標ヒッチ角に現在のヒッチ角を追従させるべく、ヒッチ角のフィードバック制御の実行を通じて電動パワーステアリングシステムに対する操舵角コマンドを演算する。電動パワーステアリングシステムは操舵角コマンドに基づきステアリングホイールを回転させる。

米国特許第９５９２８５１号明細書

連結車両の制御装置は、連結車両の挙動を適切に制御するために、連結車両の状態を適切に把握する必要がある。また、連結車両の制御装置には、連結車両に異常が発生したとき、異常に対して適切に対処することが求められる。

上記課題を解決し得る連結車両の制御装置は、車両の進行方向を変える車輪である操舵輪を有するトラクタと、前記トラクタによって牽引されるトレーラとを有する連結車両を制御対象としている。連結車両の制御装置は、前記連結車両の後退操作を支援するための制御である後退支援制御と、前記後退支援制御に使用される車両状態量の異常を検出するための処理と、を実行するように構成される。連結車両の制御装置は、前記後退支援制御の制御モードとして、
前記車両状態量の異常が検出されないときに設定される正常モードと、前記車両状態量の異常が検出される場合であって、前記車両状態量の代替値が存在するときに設定される不調モードと、前記車両状態量の異常が検出される場合であって、前記車両状態量の代替値が存在しないときに設定される異常モードと、を有している。連結車両の制御装置は、前記制御モードが前記不調モードに設定されるとき、前記車両状態量の代替値を使用して前記後退支援制御の実行を継続し、前記制御モードが前記異常モードに設定されるとき、前記連結車両を停車させるための処理を実行するように構成される。

この構成によれば、後退支援制御に使用される車両状態量の異常が検出されるとき、後退支援制御の制御モードが不調モードであるか異常モードであるかに応じて、連結車両の挙動が制御される。したがって、連結車両の状態に異常が発生したとき、異常に対して適切に対処することができる。

上記の連結車両の制御装置において、前記制御モードが前記不調モードに設定される場合、前記連結車両の操作者による特定の操作を通じて停車要求があったとき、前記連結車両を停車させるための処理を実行するように構成されてもよい。

この構成によれば、不調モードで後退支援制御が実行されている場合、連結車両を停車させる操作者の意思が確認されるとき、連結車両を停車させるための処理が実行される。操作者の停車しようとする意思に応じて連結車両が停車するため、操作者は違和感を覚えにくい。

上記の連結車両の制御装置において、前記制御モードが前記不調モードに設定されるとき、前記連結車両の操作者による操作量と、現在の制御量とを調停するための調停処理を実行するように構成されてもよい。

この構成によれば、連結車両の操作者による操作量と、現在の制御量とが調停される。このため、不調モードでの後退支援制御を、より適切に実行することができる。
上記の連結車両の制御装置において、前記制御モードが前記不調モードに設定されるとき、前記操舵輪の操舵角速度を前記正常モードの設定時に許容される操舵角速度よりも小さい値に減少させるための処理を実行するように構成されてもよい。

この構成によれば、制御モードが不調モードに設定されるとき、操舵輪の操舵角速度が正常モードの設定時よりも減少する。このため、不調モードでの後退支援制御を、より安全に実行することができる。

上記の連結車両の制御装置において、前記制御モードが前記不調モードに設定される場合、前記連結車両の操作者による特定の操作を通じて停車要求があったとき、前記操舵輪の操舵角速度を減少させた状態を維持しつつ、前記連結車両を停車させるための処理を実行するように構成されてもよい。

この構成によれば、操作者の停車しようとする意思に応じて連結車両が停車するため、操作者は違和感を覚えにくい。また、操舵輪の操舵角速度が正常モードの設定時よりも減少するため、不調モードでの後退支援制御を、より安全に実行することができる。

上記の連結車両の制御装置において、前記制御モードが前記異常モードに設定されるとき、前記連結車両の操作者による操作量と、現在の制御量とを調停するための調停処理を実行したうえで、前記連結車両を停車させるための処理を実行するように構成されてもよい。

この構成によれば、制御モードが異常モードに設定されるとき、連結車両の操作者による操作量と、現在の制御量とが調停される。このため、連結車両を停車させるための処理を、より適切に実行することができる。

上記の連結車両の制御装置において、前記制御モードが前記異常モードに設定されるとき、前記操舵輪の操舵角を保持した状態で、前記連結車両を停車させるための処理を実行するように構成されてもよい。

この構成によれば、制御モードが異常モードに設定されるとき、操舵輪の操舵角が保持されることにより、連結車両を停車させるための処理を、より安全に実行することができる。

上記の連結車両の制御装置において、前記調停処理は、前記車輪に作用させる制動力として、前記操作者による制動操作量に対応する制動力と、現在の制動力との最大値を選択する処理と、前記連結車両を走行させるための駆動力として、前記操作者による加速操作量に対応する駆動力と、現在の駆動力との最小値を選択する処理と、前記操作者の手動操作に応じた前記操舵輪の操舵角の制御を、前記後退支援制御の実行に伴う前記操舵輪の操舵角の制御に優先させる処理と、を含んでいてもよい。

この構成によれば、制動力はより大きい値に制御される一方、駆動力はより小さい値に制御される。また、操作者の手動操作に応じた操舵角の制御が、後退支援制御の実行に伴う操舵角の制御に優先される。このため、制御モードが不調モードに設定されるとき、後退支援制御を、より安全に実行することができる。また、制御モードが異常モードに設定されるとき、連結車両を停車させるための処理を、より安全に実行することができる。

上記の連結車両の制御装置において、前記制御モードが、前記不調モードまたは前記異常モードに設定される場合、前記連結車両を停車させるための処理の実行を通じて前記連結車両が停車した後、前記連結車両の操作者による前記後退支援制御の終了操作が検出されるとき、前記後退支援制御の実行を終了するように構成されてもよい。

この構成によれば、後退支援制御の実行を終了しようとする操作者の意思に基づき、後退支援制御の実行を終了させることができる。
上記の連結車両の制御装置において、前記制御モードが、前記不調モードまたは前記異常モードに設定される場合、前記連結車両を停車させるための処理の実行を通じて前記連結車両が停車した時点を基準として、定められた設定時間だけ経過しても前記連結車両の操作者による前記後退支援制御の終了操作が検出されないとき、前記連結車両を停車した状態に維持するための処理を実行するように構成されてもよい。

この構成によれば、連結車両を停車させるための処理の実行を通じて連結車両が停車した場合、停車した時点を基準として設定時間だけ経過しても後退支援制御の終了操作が検出されないとき、連結車両を停車した状態に維持するための処理が実行される。車両の走行が規制されることにより、安全性が向上する。

上記の連結車両の制御装置において、前記制御モードを、前記連結車両の操作者に報知するための処理を実行するように構成されてもよい。
この構成によれば、操作者は、後退支援制御の制御モードを認識することができる。また、操作者に、制御モードに応じた行動を促すことができる。

上記の連結車両の制御装置において、前記車両状態量は、前記操舵輪の目標操舵角と、前記操舵輪の操舵角と、前記連結車両の車速と、前記トラクタの長さ方向に延びる中心軸と前記トレーラの長さ方向に延びる中心軸とのなす角度であるヒッチ角と、を含んでいてもよい。

この構成によれば、後退支援制御に使用される複数種類の車両状態量の異常が検出される。このため、各車両状態量の異常に対して適切に対処することができる。

本発明の連結車両の制御装置によれば、連結車両に異常が発生したとき、異常に対して適切に対処することができる。

連結車両の制御装置の一実施の形態が搭載される連結車両の斜視図である。 一実施の形態にかかる後退支援装置のブロック図である。 一実施の形態にかかる連結車両の運動モデルである。 一実施の形態にかかるトレーラの運動モデルである。 連結車両の制御装置の一実施の形態のブロック図である。 連結車両の制御装置の一実施の形態による、不調モード時および異常モード時の処理手順を示すフローチャートである。

以下、連結車両の制御装置の第１の実施の形態を説明する。
図１に示すように、連結車両１０は、トラクタ１１およびトレーラ１２を有している。トラクタ１１には様々な種類が存在するところ、ここでは小型貨物自動車の一種であるピックアップトラックを例として挙げる。トラクタ１１は、前輪１１Ｆおよび後輪１１Ｒを有している。前輪１１Ｆは右前輪および左前輪の２輪を含み、後輪１１Ｒは右後輪および左後輪の２輪を含む。ただし、図１では左前輪および左後輪のみが図示されている。前輪１１Ｆとステアリングホイールとの間は、図示しない操舵機構を介して動力伝達可能に連結されている。前輪１１Ｆは操舵輪である。操舵輪とは、ステアリングホイールの操作に応じて動くことによってトラクタ１１の進行方向を変える車輪をいう。

トレーラ１２には用途に応じて様々な形状およびサイズを有するものが存在するところ、ここでは箱型を例として挙げる。トレーラ１２は、車輪１２Ｒを有している。車輪１２Ｒは、右車輪および左車輪の２輪を含む。ただし、図１では左車輪のみが図示されている。

トレーラ１２は、ボールジョイント１３を介してトラクタ１１の後部に連結されている。ボールジョイント１３は、ヒッチボール１４およびヒッチカプラ１５を有している。ヒッチボール１４は、ヒッチメンバを介してトラクタ１１の後部に設けられている。ヒッチカプラ１５は、トレーラ１２の前部から突出するタング１６の先端に設けられている。ヒッチカプラ１５がヒッチボール１４に装着されることにより、トレーラ１２はトラクタ１１に対して軸１７を中心として回転可能に連結される。軸１７は、トラクタ１１の高さ方向に沿って延びる。

図２に示すように、トラクタ１１は、表示装置２０、操舵装置３０および後退支援装置４０を有している。
表示装置２０は、たとえば車室内のインストルメントパネルに設けられる。表示装置２０は、たとえばタッチパネルであって、画面２１上の表示をタッチ操作することによりデータを入力したり車載機器の動作を指示したりすることが可能である。画面２１には、たとえば支援開始ボタン２１Ａおよび支援終了ボタン２１Ｂが表示される。支援開始ボタン２１Ａは、連結車両１０の後退支援機能をオンする際に操作される。支援終了ボタン２１Ｂは、連結車両１０の後退支援機能をオフする際に操作される。

表示装置２０は、支援開始ボタン２１Ａが操作されるとき、支援開始要求信号Ｓ２を生成する。支援開始要求信号Ｓ２は、操作者が、連結車両１０の後退支援制御の実行開始を要求していることを示す電気信号である。表示装置２０は、支援開始ボタン２１Ａが操作されるとき、支援終了要求信号Ｓ３を生成する。支援終了要求信号Ｓ３は、操作者が、連結車両１０の後退支援制御の実行終了を要求していることを示す電気信号である。

操舵装置３０は、たとえば電動式のパワーステアリング装置である。操舵装置３０は、操作者によるステアリングホイールの操舵を補助するためのシステムであって、モータ３０Ａ、トルクセンサ３０Ｂ、操舵角センサ３０Ｃおよび操舵制御装置３０Ｄを有している。操作者は、トラクタ１１の車室内で連結車両１０を運転する運転者を含む。

モータ３０Ａは、アシスト力を発生する。アシスト力は、ステアリングホイールの操舵を補助するための力である。モータ３０Ａのトルクは、減速機構を介して前輪１１Ｆの操舵機構に付与される。トルクセンサ３０Ｂは、ステアリングホイールに付与されるトルクである操舵トルクτ_ｓｔｒを検出する。操舵角センサ３０Ｃは、たとえばモータ３０Ａの回転角に基づき、前輪１１Ｆの切れ角である操舵角α_１を検出する。前輪１１Ｆとモータ３０Ａとは操舵機構を介して互いに連動する。このため、モータ３０Ａの回転角と前輪１１Ｆの操舵角α_１との間には相関関係がある。したがって、モータ３０Ａの回転角に基づき前輪１１Ｆの操舵角α_１を求めることができる。

操舵制御装置３０Ｄは、連結車両１０の後退支援機能がオフされているとき、アシスト制御を実行する。すなわち、操舵制御装置３０Ｄは、トルクセンサ３０Ｂを通じて検出される操舵トルクτ_ｓｔｒに基づきモータ３０Ａに対する通電を制御することによって、操舵トルクτ_ｓｔｒに応じたアシスト力をモータ３０Ａに発生させる。

操舵制御装置３０Ｄは、連結車両１０の後退支援機能がオンされているとき、前輪１１Ｆの操舵制御を実行する。すなわち、操舵制御装置３０Ｄは、連結車両１０の後退支援機能がオンされているとき、後退支援装置４０により生成される目標操舵角α_１ ^＊に基づきモータ３０Ａの回転角を制御することによって前輪１１Ｆの操舵角α_１を制御する。目標操舵角α_１ ^＊は、前輪１１Ｆの操舵角α_１の目標値である。操舵制御装置３０Ｄは、操舵角センサ３０Ｃを通じて検出される前輪１１Ｆの操舵角α_１を目標操舵角α_１ ^＊に一致させるべく、操舵角α_１のフィードバック制御の実行を通じてモータ３０Ａの動作を制御する。

後退支援装置４０は、連結車両１０の後退支援機能がオンされているとき、連結車両１０の後退操作を支援する。後退支援装置４０は、操作者によって指定される連結車両１０の後退方向あるいは後退経路、ならびに操舵角センサ３０Ｃを通じて検出される前輪１１Ｆの操舵角α_１に基づき、前輪１１Ｆの目標操舵角α_１ ^＊を演算する。目標操舵角α_１ ^＊は、操作者によって指定される連結車両１０の後退方向あるいは後退経路に沿って連結車両１０が移動するために必要とされる前輪１１Ｆの操舵角α_１の目標値である。後退支援装置４０は、連結車両１０の後退支援機能がオフされているとき、目標操舵角α_１ ^＊を演算しない。

＜後退支援装置＞
つぎに、後退支援装置４０について詳細に説明する。
図２に示すように、後退支援装置４０は、入力装置４１および制御装置４２を有している。

入力装置４１は、操作部材としてのダイヤル４１Ａを有している。ダイヤル４１Ａは、たとえば車室内のセンターコンソールに設けられる。ダイヤル４１Ａは、操作者が連結車両１０の後退方向あるいは後退経路を指定する際に操作される。後退方向あるいは後退経路は、たとえば後退左旋回、後退右旋回および直線後退を含む。連結車両１０を後退左旋回させるとき、ダイヤル４１Ａは直線経路に対応する基準位置を基準として反時計方向へ操作される。連結車両１０を後退右旋回させるとき、ダイヤル４１Ａは基準位置を基準として時計方向へ操作される。連結車両１０を直線後退させるとき、ダイヤル４１Ａは基準位置に維持される。入力装置４１は、ダイヤル４１Ａの基準位置を基準とする操作量あるいは操作位置に応じた電気信号Ｓ１を生成する。

制御装置４２は、つぎの３つの構成Ａ１，Ａ２，Ａ３のうちいずれか一を含む処理回路を有している。
Ａ１．ソフトウェアであるコンピュータプログラムに従って動作する１つ以上のプロセッサ。プロセッサは、ＣＰＵ（central processing unit）およびメモリを含む。

Ａ２．各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの１つ以上の専用のハードウェア回路。ＡＳＩＣは、ＣＰＵおよびメモリを含む。

Ａ３．構成Ａ１，Ａ２を組み合わせたハードウェア回路。
メモリは、コンピュータ（ここではＣＰＵ）で読み取り可能とされた媒体であって、コンピュータに対する処理あるいは命令を記述したプログラムを記憶している。メモリは、ＲＡＭ（random access memory）およびＲＯＭ（read only memory）を含む。ＣＰＵは、メモリに記憶されたプログラムを定められた演算周期で実行することによって各種の制御を実行する。プログラムは、連結車両１０の後退支援制御を実行するためのプログラムを含む。後退支援制御とは、連結車両１０の後退操作を支援するための制御をいう。

制御装置４２は、連結車両１０の後退支援制御を実行する。制御装置４２は、操作者による後退支援制御の開始操作を契機として後退支援制御の実行を開始する。制御装置４２は、操作者による後退支援制御の終了操作を契機として後退支援制御の実行を停止する。操作者による後退支援制御の開始操作および終了操作は、表示装置２０を通じて行われる。表示装置２０の画面２１に表示される支援開始ボタン２１Ａがタッチ操作されたとき、制御装置４２は後退支援制御の実行を開始する。表示装置２０の画面２１に表示される支援終了ボタン２１Ｂがタッチ操作されたとき、制御装置４２は後退支援制御の実行を終了する。

制御装置４２は、後退支援制御の実行時、操作者によって指定される連結車両１０の後退方向あるいは後退経路に沿って連結車両１０が移動するように、操舵装置３０を通じて連結車両１０の後退経路を制御する。

制御装置４２は、設定部４２Ａおよび制御部４２Ｂを有している。
設定部４２Ａは、入力装置４１により生成される電気信号Ｓ１、すなわちダイヤル４１Ａの基準位置を基準とする操作量あるいは操作位置に基づき、トレーラ１２の目標仮想操舵角α_２ ^＊を設定する。目標仮想操舵角α_２ ^＊は、トレーラ１２の仮想操舵角α_２の目標値である。仮想操舵角α_２とは、トレーラ１２をトラクタ１１から仮想的に分離して、仮想的な前輪を有する単体車両とみなしたときの見掛けの操舵角をいう。設定部４２Ａは、たとえばダイヤル４１Ａの操作量あるいは操作位置とトレーラ１２の目標仮想操舵角α_２ ^＊との関係を規定するマップを使用して、ダイヤル４１Ａの操作量あるいは操作位置に応じた目標仮想操舵角α_２ ^＊を演算する。操作者は、ダイヤル４１Ａの操作を通じてトレーラ１２を後退させる所望の後退経路に応じた目標仮想操舵角α_２ ^＊を指定することが可能である。

制御部４２Ｂは、設定部４２Ａにより設定される目標仮想操舵角α_２ ^＊、車載のヒッチ角センサ５１を通じて検出されるヒッチ角β、車載の車速センサ５２を通じて検出される車速Ｖ、および操舵角センサ３０Ｃを通じて検出される操舵角α_１を取り込む。ヒッチ角βは、トラクタ１１の長さ方向に沿って延びる中心軸とトレーラ１２の長さ方向に沿って延びる中心軸とのなす角度をいう。ヒッチ角βは、トレーラ１２の折れ曲がり角ともいう。

制御部４２Ｂは、設定部４２Ａにより設定される目標仮想操舵角α_２ ^＊ならびに各センサを通じて検出されるヒッチ角β、車速Ｖおよび操舵角α_１に基づき、トラクタ１１の前輪１１Ｆの目標操舵角α_１ ^＊を演算する。制御部４２Ｂは、トレーラ１２の仮想操舵角α_２が目標仮想操舵角α_２ ^＊に収束するように、前輪１１Ｆの目標操舵角α_１ ^＊を演算する。すなわち、制御部４２Ｂは、トレーラ１２の仮想操舵角α_２を目標仮想操舵角α_２ ^＊に一致させるべく、仮想操舵角α_２のフィードバック制御の実行を通じて前輪１１Ｆの目標操舵角α_１ ^＊を演算する。制御部４２Ｂは、たとえば、非線形モデル予測制御（NMPC：Nonlinear Model Predictive Control）を使用して、目標操舵角α_１ ^＊を演算するようにしてもよい。

＜連結車両の運動モデル＞
つぎに、平面運動する連結車両１０の挙動を表す運動モデルについて説明する。
図３に示すように、連結車両１０の運動モデルは、地上に固定された二次元のｘｙ座標系において、左右の車輪を車体の中心軸に移動した等価モデルで考えることができる。図３の運動モデルは、連結車両１０の前進時の運動モデルである。ただし、図３の運動モデルでは、運動学の範囲で連結車両１０の挙動を明らかにするため、極低速時の連結車両１０のタイヤには横滑りが発生せず、その進行方向にのみ速度ベクトルを有するものとする。また、車両は一定の速度で運転されるものとする。また、路面は平坦であって連結車両１０の外部からの外乱はないものとする。

図３の運動モデルにおいて、トラクタ１１とトレーラ１２との間の運動学的関係を説明するために使用される連結車両１０のパラメータは、つぎの通りである。
Ｃ_０ ：トラクタ１１の前輪１１Ｆ
Ｂ_１ ：トラクタ１１の後輪１１Ｒ
Ｃ_１ ：トラクタ１１のヒッチ点（ヒッチボール１４の位置を示す点）
Ｂ_２ ：トレーラ１２の車輪
Ｖ_ｃ０：トラクタ１１の前輪１１Ｆの速度ベクトル
Ｖ_Ｂ１：トラクタ１１の後輪１１Ｒの速度ベクトル
Ｖ_ｃ１：トラクタ１１のヒッチ点Ｃ_１の速度ベクトル
Ｖ_Ｂ２：トレーラ１２の速度ベクトル
α_１ ：トラクタ１１の前輪１１Ｆの操舵角
α_２ ：トレーラ１２の仮想操舵角
γ_１ ：中間変数（トラクタ１１の中心軸とヒッチ点Ｃ_１の速度ベクトルＶ_ｃ１とのなす角）
θ_１ ：トラクタ１１の姿勢角（トラクタ１１の中心軸とＸ軸とのなす角）
θ_２ ：トレーラ１２の姿勢角（トレーラ１２の中心軸とＸ軸とのなす角）
β ：ヒッチ角（トラクタ１１の中心軸とトレーラ１２の中心軸とのなす角）
ｌ_１ ：トラクタ１１のホイールベース
ｈ_１ ：トラクタ１１の後輪１１Ｒとヒッチ点Ｃ_１との間の距離
ｌ_２ ：トレーラ１２の仮想ホイールベース
ただし、各パラメータの符号は、つぎの通りである。すなわち、トラクタ姿勢角θ_１は、Ｘ軸を基準とする反時計回りを正とする。トラクタ１１の前輪１１Ｆの操舵角α_１および中間変数γ_１は、トラクタ１１の中心軸を基準とする反時計回りを正とする。ヒッチ角βは、トラクタ１１の中心軸あるいはその延長線を基準とする反時計回りを正とする。車速Ｖは、前進のとき正、後退のとき負とする。

図３に示すように、トラクタ１１は前輪１１Ｆの速度ベクトルＶ_ｃ０に従い運動する。また、トレーラ１２は、トラクタ１１との連結点であるヒッチ点Ｃ_１の速度ベクトルＶ_ｃ１に従って運動する。このことから、トレーラ１２から見たヒッチ点Ｃ_１の速度ベクトルＶ_ｃ１は、トレーラ１２の仮想的な前輪の速度ベクトルとみなせる。図３の運動モデルにおいて、ヒッチ点Ｃ_１の速度ベクトルＶ_ｃ１とトレーラ１２の中心軸とのなす角は「β－γ_１」である。この場合、図４に示すように、トレーラ１２をトラクタ１１から仮想的に分離して仮想的な前輪を有する単体車両とみると、その仮想的な前輪は見掛けの操舵角である仮想操舵角α_２（＝－（β－γ_１））で操舵されていると見なせる。このことから、トレーラ１２を単体車両として検討できることが分かる。ちなみに、連結車両１０の後退運動の運動モデルは、速度ベクトルが図３の前進時の運動モデルと逆向きになる。

トレーラ１２の仮想操舵角α_２は、つぎの数式１で表される。

ただし、「β」は、ヒッチ角である。「ｌ_１」は、トラクタ１１のホイールベースである。「ｈ_１」は、トラクタ１１の後輪１１Ｒとヒッチ点Ｃ_１との間の距離である。「α_１」は、トラクタ１１の前輪１１Ｆの操舵角である。

＜制御装置４２の補足説明＞
つぎに、制御装置４２の構成について補足説明する。
図２に示すように、トラクタ１１には、第１のヨーレートセンサ５３が設けられることがある。第１のヨーレートセンサ５３は、トラクタ１１のヨーレートＹＲ１を検出する。また、トレーラ１２には、第２のヨーレートセンサ５４が設けられることがある。第２のヨーレートセンサ５４は、トレーラ１２のヨーレートＹＲ２を検出する。この場合、制御装置４２は、第１のヨーレートセンサ５３を通じて検出されるトラクタ１１のヨーレートＹＲ１を取り込む。また、制御装置４２は、第２のヨーレートセンサ５４を通じて検出されるトレーラ１２のヨーレートＹＲ２を取り込む。

トラクタ１１には、車輪速センサ５５が設けられることがある。車輪速センサ５５は、トラクタ１１の左右の前輪１１Ｆおよび後輪１１Ｒに設けられる。車輪速センサ５５は、トラクタ１１の進行方向に対して左側の前輪１１Ｆおよび後輪１１Ｒの回転速度である車輪速Ｖ_ｌを検出する。また、車輪速センサ５５は、トラクタ１１の進行方向に対して右側の前輪１１Ｆおよび後輪１１Ｒの回転速度である車輪速Ｖ_ｒを検出する。車輪速Ｖ_ｌ，Ｖ_ｒは、各種の車載システムで使用される。

ただし、製品仕様によっては、トラクタ１１として、車速センサ５２を割愛した構成が採用されることがある。この場合、制御装置４２は、車輪速センサ５５を通じて検出される左右の前輪１１Ｆおよび後輪１１Ｒの車輪速Ｖ_ｌ，Ｖ_ｒを使用して、車速Ｖを演算するようにしてもよい。

図５に示すように、制御装置４２は、先の設定部４２Ａおよび制御部４２Ｂに加えて、さらに、異常検出部４２Ｃ、代替信号生成部４２Ｄ、およびステートマネージャ４２Ｅを有している。

＜異常検出部４２Ｃ＞
異常検出部４２Ｃは、連結車両１０の異常を検出する。異常検出部４２Ｃは、一例として、つぎの４つの検出対象（Ｂ１）～（Ｂ４）の状態を判定する。

Ｂ１．目標操舵角α_１ ^＊
Ｂ２．前輪１１Ｆの操舵角α_１
Ｂ３．車速Ｖ
Ｂ４．ヒッチ角β
＜目標操舵角α_１ ^＊の状態判定方法＞
目標操舵角α_１ ^＊の状態判定方法は、つぎの通りである。すなわち、異常検出部４２Ｃは、操舵角センサ３０Ｃを通じて検出される前輪１１Ｆの操舵角α_１を取り込む。また、トラクタ１１が第１のヨーレートセンサ５３を有する場合、異常検出部４２Ｃは、第１のヨーレートセンサ５３を通じて検出されるトラクタ１１のヨーレートＹＲ１を取り込む。

異常検出部４２Ｃは、つぎの数式２を使用して、前輪１１Ｆの第１の推定操舵角α_１１＾を演算する。「＾」は推定値であることを示す。

ただし、「Ｖ」は車速である。「ｌ」はホイールベースであって、数式２ではトラクタ１１のホイールベースｌ_１が代入される。「Ａ」は、スタビリティファクタである。スタビリティファクタは、車両の旋回特性を表す適合値である。

異常検出部４２Ｃは、操舵角センサ３０Ｃを通じて検出される操舵角α_１と、第１の推定操舵角α_１１＾と、目標操舵角α_１ ^＊とを、互いに比較する。異常検出部４２Ｃは、つぎの３つの条件（Ｄ１）～（Ｄ３）のすべてが成立するとき、目標操舵角α_１ ^＊の値が異常であって、代替値が存在しない異常が発生したと判定する。異常検出部４２Ｃは、目標操舵角α_１ ^＊の代替値が存在しない異常が発生したことを示す検出信号Ｓ４を生成する。

Ｄ１．│α_１－α_１１＾│＜α_ｔｈ１
Ｄ２．│α_１ ^＊－α_１│≧α_ｔｈ１
Ｄ３．│α_１ ^＊－α_１１＾│≧α_ｔｈ１
ただし、「α_ｔｈ１」は、第１の操舵角判定しきい値である。

３つの条件（Ｄ１）～（Ｄ３）のすべてが成立するとき、操舵角センサ３０Ｃは、通信を含めて正常であるにもかかわらず、何らかの原因により、目標操舵角α_１ ^＊が異常値を示している状態であるといえる。

異常検出部４２Ｃは、条件（Ｄ１）が成立し、かつ、条件（Ｄ２），（Ｄ３）が成立しないとき、目標操舵角α_１ ^＊の値が正常であると判定する。異常検出部４２Ｃは、目標操舵角α_１ ^＊の値が正常であることを示す検出信号Ｓ４を生成する。

＜操舵角α_１の状態判定方法＞
操舵角α_１の状態判定方法は、つぎの通りである。すなわち、異常検出部４２Ｃは、車輪速センサ５５を通じて検出される左右の前輪１１Ｆおよび後輪１１Ｒの車輪速Ｖ_ｌ，Ｖ_ｒを取り込む。

異常検出部４２Ｃは、つぎの数式３を使用して、トラクタ１１の推定ヨーレートＹＲ１＾を演算する。「＾」は推定値であることを示す。

ただし、「Ｖ_ｌ」はトラクタ１１の進行方向に対する左側の車輪の車輪速である。「Ｖ_ｒ」はトラクタ１１の進行方向に対する右側の車輪の車輪速である。「ｄ」は、トラクタ１１の左右の車輪間の距離である。

なお、トレーラ１２が各車輪１２Ｒの車輪速センサ５５を有する場合、数式３を使用して、トレーラ１２の推定ヨーレートを演算することも可能である。
異常検出部４２Ｃは、数式３に基づき得られるトラクタ１１の推定ヨーレートＹＲ１＾を、先の数式２に代入することにより、前輪１１Ｆの第２の推定操舵角α_１２＾を演算する。

異常検出部４２Ｃは、操舵角センサ３０Ｃを通じて検出される操舵角α_１と、第１の推定操舵角α_１１＾と、第２の推定操舵角α_１２＾とを、互いに比較する。
異常検出部４２Ｃは、つぎの３つの条件（Ｅ１）～（Ｅ３）のすべてが成立するとき、検出方法が異なる３つの操舵角（α_１，α_１１＾，α_１２＾）のうち、少なくとも２つが異常であると判定する。異常検出部４２Ｃは、３つの操舵角のうち、どの操舵角が異常であるのかを特定することができない。このため、３つの操舵角は、いずれも後退支援制御に使用することができない。異常検出部４２Ｃは、操舵角α_１の代替値が存在しない異常が発生したと判定する。異常は、各種センサのハードウェア異常を含む。異常検出部４２Ｃは、操舵角α_１の代替値が存在しない異常が発生したことを示す検出信号Ｓ４を生成する。

Ｅ１．│α_１－α_１１＾│≧α_ｔｈ２
Ｅ２．│α_１－α_１２＾│≧α_ｔｈ２
Ｅ３．│α_１１＾－α_１２＾│≧α_ｔｈ２
ただし、「α_ｔｈ２」は、第２の操舵角判定しきい値である。

異常検出部４２Ｃは、先の条件（Ｅ１），（Ｅ２）が成立し、かつ条件（Ｅ３）が成立しない場合、第１の操舵角（α_１）のみが異常であって、第２の操舵角（α_１１＾）および第３の操舵角（α_１２＾）は正常であると判定する。すなわち、第１の操舵角に代えて、第２の操舵角または第３の操舵角を使用して、後退支援制御を実行することが可能である。異常検出部４２Ｃは、第１の操舵角の代替値として、第２の操舵角または第３の操舵角を、連結車両１０の後退支援制御に使用可能であると判定する。異常検出部４２Ｃは、操舵角α_１の代替値が存在する異常が発生したことを示す検出信号Ｓ４を生成する。

異常検出部４２Ｃは、３つの条件（Ｅ１）～（Ｅ３）のすべてが成立しないとき、第１～第３の操舵角は、すべて正常であると判定する。異常検出部４２Ｃは、操舵角α_１の値が正常であることを示す検出信号Ｓ４を生成する。

＜車速Ｖの状態判定方法＞
車速Ｖの状態判定方法は、つぎの通りである。ここでは、制御装置４２として、各車輪の車輪速Ｖ_ｌ，Ｖ_ｒを使用して車速Ｖを演算する構成が採用される場合を一例として挙げる。トラクタ１１は、車速センサ５２を有していなくてもよい。

異常検出部４２Ｃは、つぎの３つの条件（Ｆ１）～（Ｆ３）のすべてが成立するとき、車速Ｖの値が異常であって、代替値が存在しないと判定する。異常検出部４２Ｃは、車速Ｖの代替値が存在しない異常が発生したことを示す検出信号Ｓ４を生成する。

Ｆ１．操舵角センサ３０Ｃを通じて操舵角α_１が検出できないこと。
Ｆ２．第１のヨーレートセンサ５３を通じてトラクタ１１のヨーレートＹＲ１が検出できないこと。

Ｆ３．トラクタ１１の左右の車輪のそれぞれで、車輪速Ｖ_ｌ，Ｖ_ｒを検出できない２つ以上の車輪が存在すること。
異常検出部４２Ｃは、つぎの条件（Ｆ４）が成立するとき、車輪速Ｖ_ｌ，Ｖ_ｒを検出できる車輪の車輪速Ｖ_ｌ，Ｖ_ｒのみを使用して、代替値としての車速Ｖを演算することが可能であると判定する。異常検出部４２Ｃは、車速Ｖの代替値が存在する異常が発生したことを示す検出信号Ｓ４を生成する。

Ｆ４．トラクタ１１の左右の車輪のそれぞれで、車輪速Ｖ_ｌ，Ｖ_ｒを検出できない２つ未満の車輪が存在すること。
異常検出部４２Ｃは、先の４つの条件（Ｆ１）～（Ｆ４）のすべてが成立しないとき、車速Ｖは正常であると判定する。異常検出部４２Ｃは、車速Ｖの値が正常であることを示す検出信号Ｓ４を生成する。

＜ヒッチ角βの状態判定方法＞
ヒッチ角βの状態判定方法は、つぎの通りである。すなわち、異常検出部４２Ｃは、つぎの４つの条件（Ｇ１）～（Ｇ４）のうち、いずれか一つが成立するとき、ヒッチ角βの値が異常であって、代替値が存在しないと判定する。異常検出部４２Ｃは、ヒッチ角βの代替値が存在しない異常が発生したことを示す検出信号Ｓ４を生成する。

Ｇ１．車速Ｖの値が異常であること。
Ｇ２．操舵角α_１の値が異常であること。
Ｇ３．トラクタ１１のヨーレートＹＲ１の値が異常であること。

Ｇ４．トレーラ１２のヨーレートＹＲ２の値が異常であること。
異常検出部４２Ｃは、推定ヒッチ角β＾を演算する。推定ヒッチ角β＾は、車両状態量に基づき演算されるヒッチ角βの推定値である。「＾」は推定値であることを示す。車両状態量は、車速Ｖおよび前輪１１Ｆの操舵角α_１、を含む。連結車両１０に、第１のヨーレートセンサ５３および第２のヨーレートセンサ５４が設けられる場合、車両状態量は、トラクタ１１のヨーレートＹＲ１およびトレーラ１２のヨーレートＹＲ２を含む。

異常検出部４２Ｃは、つぎの数式４を積分することにより得られる数式を使用して、推定ヒッチ角β＾を演算する。

ただし、「ｌ_１」は、トラクタ１１のホイールベースである。「ｌ_２」は、トレーラ１２の仮想ホイールベースである。「Ｖ_Ｂ１」は、トラクタ１１の後輪１１Ｒの速度ベクトルである。「ｈ_１」は、トラクタ１１の後輪１１Ｒとヒッチ点Ｃ_１との間の距離である。「α_１」は、トラクタ１１の前輪１１Ｆの操舵角である。

連結車両１０が第１のヨーレートセンサ５３および第２のヨーレートセンサ５４を有している場合、異常検出部４２Ｃは、つぎの数式３を使用して、推定ヒッチ角β＾を演算するようにしてもよい。

ただし、「ｌ_１」は、トラクタ１１のホイールベースである。「ｌ_２」は、トレーラ１２の仮想ホイールベースである。「Ｖ_Ｂ１」は、トラクタ１１の後輪１１Ｒの速度ベクトルである。「ｈ_１」は、トラクタ１１の後輪１１Ｒとヒッチ点Ｃ_１との間の距離である。「α_１」は、トラクタ１１の前輪１１Ｆの操舵角である。「β（・）」は、ヒッチ角βの時間変化率、すなわちヒッチ角速度である。「・」は、時間微分を示す。数式５のヒッチ角速度（・）には、第１のヨーレートセンサ５３を通じて検出されるトラクタ１１のヨーレートＹＲ１と、第２のヨーレートセンサ５４を通じて検出されるトレーラ１２のヨーレートＹＲ２との差の値が代入される。

異常検出部４２Ｃは、つぎの条件（Ｇ５）または条件（Ｇ６）が成立するとき、ヒッチ角センサ５１を通じて検出されるヒッチ角βの代替値として、推定ヒッチ角β＾を使用可能であると判定する。異常検出部４２Ｃは、ヒッチ角βの代替値が存在する異常が発生したことを示す検出信号Ｓ４を生成する。

Ｇ５．│β＾－β│≧β_ｔｈ
Ｇ６．ヒッチ角センサ５１を通じてヒッチ角βが検出できないこと。
ただし、「β_ｔｈ」は、ヒッチ角判定しきい値である。

異常検出部４２Ｃは、先の２つの条件（Ｇ５），（Ｇ６）のいずれも成立しないとき、ヒッチ角センサ５１を通じて検出されるヒッチ角βの値は正常であると判定する。異常検出部４２Ｃは、ヒッチ角βの値が正常であることを示す検出信号Ｓ４を生成する。

＜代替信号生成部４２Ｄ＞
代替信号生成部４２Ｄは、異常検出部４２Ｃにより生成される検出信号Ｓ４が、先の４つの検出対象（Ｂ１）～（Ｂ４）の少なくとも１つに、代替値が存在する異常が発生したことを示すものであるとき、検出対象（Ｂ１）～（Ｂ４）に対する代替信号を生成する。具体的には、つぎの通りである。

代替信号生成部４２Ｄは、検出信号Ｓ４が、検出対象（Ｂ２）、すなわち操舵角センサ３０Ｃを通じて検出される操舵角α_１に、代替値が存在する異常が発生したことを示すものであるとき、第１の代替信号Ｓ５を生成する。第１の代替信号Ｓ５は、トラクタ１１のヨーレートＹＲ１に基づき演算される第１の推定操舵角α_１１＾を示す電気信号である。代替信号生成部４２Ｄは、異常検出部４２Ｃと同様にして、前輪１１Ｆの第１の推定操舵角α_１１＾を演算する。

代替信号生成部４２Ｄは、検出信号Ｓ４が、検出対象（Ｂ３）、すなわち車輪速Ｖ_ｌ，Ｖ_ｒに基づき演算される車速Ｖに、代替値が存在する異常が発生したことを示すものであるとき、第２の代替信号Ｓ６を生成する。第２の代替信号Ｓ６は、車輪速Ｖ_ｌ，Ｖ_ｒを検出できる車輪の車輪速Ｖ_ｌ，Ｖ_ｒのみを使用して演算される車速Ｖを示す電気信号である。

代替信号生成部４２Ｄは、検出信号Ｓ４が、検出対象（Ｂ４）、すなわちヒッチ角センサ５１を通じて検出されるヒッチ角βに、代替値が存在する異常が発生したことを示すものであるとき、第３の代替信号Ｓ７を生成する。第３の代替信号Ｓ７は、推定ヒッチ角β＾を示す電気信号である。代替信号生成部４２Ｄは、異常検出部４２Ｃと同様にして、推定ヒッチ角β＾を演算する。

代替信号生成部４２Ｄは、異常検出部４２Ｃにより生成される検出信号Ｓ４が、先の４つの検出対象（Ｂ１）～（Ｂ４）の少なくとも１つに、代替値が存在しない異常が発生したことを示すものであるとき、それら検出対象（Ｂ１）～（Ｂ４）に対する代替信号を生成しない。

代替信号生成部４２Ｄは、異常検出部４２Ｃにより生成される検出信号Ｓ４が、先の４つの検出対象（Ｂ１）～（Ｂ４）がいずれも正常であることを示すものであるとき、それら検出対象（Ｂ１）～（Ｂ４）に対する代替信号を生成しない。

＜ステートマネージャ４２Ｅ＞
ステートマネージャ４２Ｅは、異常検出部４２Ｃにより生成される検出信号Ｓ４に基づき、連結車両１０の後退支援制御の制御モードを判定する。ステートマネージャ４２Ｅは、後退支援制御の制御モードを、つぎの３つの制御モード（Ｃ１）～（Ｃ３）のうち、いずれが１つの制御モードに設定する。

Ｃ１．正常モード
Ｃ２．不調モード
Ｃ３．異常モード
ステートマネージャ４２Ｅは、異常検出部４２Ｃにより生成される検出信号Ｓ４が、先の４つの検出対象（Ｂ１）～（Ｂ４）がいずれも正常であることを示すものであるとき、後退支援制御の制御モードを正常モードに設定する。

ステートマネージャ４２Ｅは、異常検出部４２Ｃにより生成される検出信号Ｓ４が、先の４つの検出対象（Ｂ１）～（Ｂ４）の少なくとも１つに、代替値が存在する異常が発生したことを示すものであるとき、後退支援制御の制御モードを不調モードに設定する。

ステートマネージャ４２Ｅは、異常検出部４２Ｃにより生成される検出信号Ｓ４が、先の４つの検出対象（Ｂ１）～（Ｂ４）の少なくとも１つに、代替値が存在しない異常が発生したことを示すものであるとき、後退支援制御の制御モードを異常モードに設定する。

ステートマネージャ４２Ｅは、設定される制御モードを示す電気信号Ｓ１０を生成する。表示装置２０は、電気信号Ｓ１０に基づき、後退支援制御の制御モードを認識する。表示装置２０は、認識される制御モードを画面２１に表示する。トラクタ１１の操作者は、視覚を通じて、制御モードを認識することが可能である。制御部４２Ｂは、電気信号Ｓ１０に基づき、後退支援制御の制御モードを認識する。制御部４２Ｂは、認識される制御モードに応じて、後退支援制御を実行する。

ステートマネージャ４２Ｅは、後退支援制御の制御モードに応じて、トラクタ１１の駆動装置６０に対する第１の要求信号Ｓ８、およびトラクタ１１の制動装置７０に対する第２の要求信号Ｓ９を生成する。ステートマネージャ４２Ｅは、制御モードが不調モードおよび異常モードであるとき、第１の要求信号Ｓ８および第２の要求信号Ｓ９を生成する。

駆動装置６０は、トラクタ１１の走行用の駆動源、および自動変速機を含む。駆動源は、アクセルペダルの踏み込み量に応じて、トラクタ１１が走行するための駆動力を発生する。駆動源は、たとえば、エンジンなどの内燃機関、または走行用モータである。自動変速機は、パーキングロック機構を有する。パーキングロック機構は、トラクタ１１のシフトレンジがパーキングレンジに切り替えられるとき、トラクタ１１の車輪、たとえば前輪が回転しないように、自動変速機の内部で回転をロックする機構である。

第１の要求信号Ｓ８は、駆動源に対して、制御モードに応じた駆動力を発生することを要求するための電気信号、および、パーキングロック機構に対して、アンロック状態からロック状態へ切り替えることを要求するための電気信号を含む。また、第１の要求信号Ｓ８は、駆動源に発生させるべき駆動力の目標値を示す電気信号を含む。駆動力の目標値は、制御モードに応じて予め設定される。駆動力は、制御量である。

制動装置７０は、ブレーキペダルの踏み込み量に応じて、トラクタ１１を減速あるいは停止させるための制動力を発生する。制動装置７０は、電動パーキングブレーキ（ＥＰＢ）を含む。電動パーキングブレーキは、駐停車時の車輪を固定するために使用される。電動パーキングブレーキは、内臓のモータが駆動することによって作動する。

第２の要求信号Ｓ９は、制動装置７０に対して、制御モードに応じた制動力を発生することを要求するための電気信号、および、電動パーキングブレーキを作動させることを要求するための電気信号を含む。また、第２の要求信号Ｓ９は、制動装置７０に発生させるべき制動力の目標値を示す電気信号を含む。制動力の目標値は、制御モードに応じて予め設定される。制動力は、制御量である。

＜制御装置４２の処理手順＞
つぎに、制御装置４２が実行する処理の手順を図６のフローチャートに従って説明する。フローチャートにかかる処理は、操作者による後退支援制御の開始操作、すなわち表示装置２０の画面２１に表示される支援開始ボタン２１Ａがタッチ操作されることを契機として、実行開始される。フローチャートにかかる処理は、定められた制御周期で実行される。

図６のフローチャートに示すように、制御装置４２は、まず、後退支援制御の制御モードを判定する（ステップＳ１０１）。
制御装置４２は、先の４つの検出対象（Ｂ１）～（Ｂ４）がいずれも正常であるとき、後退支援制御の制御モードが正常モードであると判定する。制御装置４２は、先の４つの検出対象（Ｂ１）～（Ｂ４）の少なくとも１つに、代替値が存在する異常が発生するとき、後退支援制御の制御モードが不調モードであると判定する。制御装置４２は、先の４つの検出対象（Ｂ１）～（Ｂ４）の少なくとも１つに、代替値が存在しない異常が発生するとき、後退支援制御の制御モードが異常モードであると判定する。制御装置４２は、制御モードが正常モードであると判定されるとき、処理を終了する。制御装置４２は、制御モードが不調モードであると判定されるとき、ステップＳ１０２へ処理を移行する。

ステップＳ１０２において、制御装置４２は、制御モードを不調モードから異常モードへ移行する必要があるかどうかを判定する。ステップＳ１０２の処理内容は、先のステップＳ１０１で実行される処理と同じである。制御装置４２は、制御モードを異常モードに移行する必要があると判定されるとき（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、制御モードを異常モードに移行する。具体的には、制御装置４２は、後述のステップＳ１１２へ処理を移行する。制御装置４２は、制御モードを異常モードに移行する必要がないと判定されるとき（ステップＳ１０２でＮＯ）、ステップＳ１０３へ処理を移行する。

ステップＳ１０３において、制御装置４２は、調停処理を実行する。調停処理は、操作者による操作量と、現在の制御量とを調停するための処理である。調停処理は、制御モードに応じて、より高い安全性を確保する観点に基づき行われる。

制御装置４２は、操作量であるアクセルペダルの踏み込み量を検出する。アクセルペダルの踏み込み量は、操作者による加速操作量である。制御装置４２は、アクセルペダルの踏み込み量に基づき、駆動装置６０が発生する駆動力を演算する。駆動力は、加速制御量である。制御装置４２は、アクセルペダルの踏み込み量に応じた第１の駆動力と、現在の駆動力である第２の駆動力とを比較する。制御装置４２は、第１の駆動力と第２の駆動力との最小値を選択する。制御装置４２は、駆動力の目標値として選択された駆動力を含む第１の要求信号Ｓ８を生成する。

制御装置４２は、ブレーキペダルの踏み込み量を検出する。ブレーキペダルの踏み込み量は、操作者による制動操作量である。制御装置４２は、ブレーキペダルの踏み込み量に基づき、制動装置７０が発生する制動力を演算する。制動力は、制動制御量である。制御装置４２は、ブレーキペダルの踏み込み量に応じた第１の制動力と、現在の制動力である第２の制動力とを比較する。制御装置４２は、第１の制動力と第２の制動力との最大値を選択する。制御装置４２は、制動力の目標値として選択された制動力を含む第２の要求信号Ｓ９を生成する。

制御装置４２は、操作者の手動操作に応じた前輪１１Ｆの操舵角α_１の制御を、後退支援制御の実行に伴う前輪１１Ｆの操舵角α_１の制御に優先させる。すなわち、制御部４２Ｂにより生成される目標操舵角α_１ ^＊に応じた操舵角α_１ではなく、操作者のステアリングホイールの操舵状態に応じた操舵角α_１が実現される。

つぎに、制御装置４２は、前輪１１Ｆの操舵角速度を減少させるための処理を実行する（ステップＳ１０４）。操舵角速度は、操舵角α_１の時間変化率である。制御装置４２は、操舵角速度を正常モードの設定時に許容される操舵角速度よりも小さい値に減少させるための処理を実行する。制御装置４２は、操舵角速度が、定められた制限値未満の値まで減少するように、たとえば、前輪１１Ｆの目標操舵角α_１ ^＊の値を調節する。制限値は、安全性の向上という観点から、たとえば車両モデルを使用したシミュレーションを通じて設定される。制限値は、制御モードが正常モードであるときに許容される操舵角速度よりも小さい値である。

つぎに、制御装置４２は、停車要求があるかどうかを判定する（ステップＳ１０５）。停車要求は、たとえば、操作者によりブレーキペダルが踏み込み操作されることである。ブレーキペダルの操作は、たとえば、車載のペダルストロークセンサを通じて検出される。ペダルストロークセンサは、ブレーキペダルの操作量に応じた電気信号Ｓ１１を生成する。制御装置４２は、電気信号Ｓ１１に基づき、ブレーキペダルが操作されたかどうかを認識する。制御装置４２は、ブレーキペダルが操作されていないことが認識されるとき、操作者からの停車要求がないと判定し（ステップＳ１０５でＮＯ）、ステップＳ１０２へ処理を移行する。制御装置４２は、ブレーキペダルが操作されていると認識されるとき、操作者からの停車要求があると判定し（ステップＳ１０５でＹＥＳ）、ステップＳ１０６へ処理を移行する。

ステップＳ１０６において、制御装置４２は、操舵角速度を制限値未満の値に減少させた状態を維持しつつ、連結車両１０を停車させるための処理を実行する。連結車両１０を停車させるための処理は、制動装置７０を作動させるための処理である。

制御装置４２は、連結車両１０の停車が確認されるとき（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０８へ処理を移行する。制御装置４２は、たとえば、車速Ｖに基づき、連結車両１０が停車したがどうかを判定する。

ステップＳ１０８において、制御装置４２は、後退支援制御の終了操作が行われたかどうかを判定する。制御装置４２は、表示装置２０の画面２１に表示される支援終了ボタン２１Ｂがタッチ操作されたと認識されるとき、後退支援制御の終了操作が行われたと判定する。制御装置４２は、表示装置２０の画面２１に表示される支援終了ボタン２１Ｂがタッチ操作されたと認識されないとき、後退支援制御の終了操作が行われたと判定する。

制御装置４２は、後退支援制御の終了操作が行われたと判定されるとき（ステップＳ１０８でＹＥＳ）、後退支援制御の実行を終了し（ステップＳ１０９）、処理を終了する。
制御装置４２は、後退支援制御の終了操作が行われたと判定されないとき（ステップＳ１０８でＮＯ）、設定時間だけ経過したかどうかを判定する（ステップＳ１１０）。設定時間が経過したかどうかの基準は、先のステップＳ１０７で停車が確認された時点である。

制御装置４２は、連結車両１０が停車してから設定時間だけ経過したと判定されるとき、連結車両１０を停車した状態に維持するための処理を実行し（ステップＳ１１１）、処理を終了する。制御装置４２は、電動パーキングブレーキを作動させるための処理、および、パーキングロック機構をアンロック状態からロック状態へ切り替えるための処理を実行する。

なお、先のステップＳ１０１において、制御装置４２は、制御モードが異常モードであると判定されるとき、ステップＳ１１２の調停処理を経て、ステップＳ１１３へ処理を移行する。ステップＳ１１２の処理内容は、先のステップＳ１０３で実行される処理と同じである。

ステップＳ１１３において、制御装置４２は、前輪１１Ｆの操舵角α_１を保持した状態で、制動装置７０を作動させる。この後、ステップＳ１０７へ処理を移行する。
＜実施の形態の効果＞
本実施の形態は、以下の効果を奏する。

（１）制御装置４２は、後退支援制御の制御モードとして、正常モード、不調モード、および異常モードを有している。正常モードは、車両状態量の異常が検出されないときに設定される制御モードである。車両状態量は、先の４つの検出対象（Ｂ１）～（Ｂ４）を含む。不調モードは、車両状態量の異常が検出される場合であって、車両状態量の代替値が存在するときに設定される制御モードである。異常モードは、車両状態量の異常が検出される場合であって、車両状態量の代替値が存在しないときに設定される制御モードである。

制御装置４２は、制御モードが不調モードに設定されるとき、車両状態量の代替値を使用して後退支援制御の実行を継続する。また、制御装置４２は、制御モードが異常モードに設定されるとき、連結車両１０を停車させるための処理を実行する。このように、後退支援制御に使用される車両状態量の異常が検出されるとき、後退支援制御の制御モードが不調モードであるか異常モードであるかに応じて、連結車両１０の挙動が制御される。したがって、車両状態量の異常に対して適切に対処することができる。

（２）制御装置４２は、制御モードが不調モードに設定される場合、連結車両１０の操作者による特定の操作を通じて停車要求があったとき、連結車両１０を停車させるための処理を実行する。すなわち、不調モードで後退支援制御が実行されている場合、連結車両１０を停車させる操作者の意思が確認されるとき、連結車両１０を停車させるための処理が実行される。このため、操作者の停車しようとする意思に応じて連結車両１０が停車するため、操作者は違和感を覚えにくい。

（３）制御装置４２は、制御モードが不調モードに設定されるとき、連結車両１０の操作者による操作量と、現在の制御量とを調停するための調停処理を実行する。連結車両１０の操作者による操作量と、現在の制御量とが調停されることにより、不調モードでの後退支援制御を、より適切に実行することができる。

（４）制御装置４２は、制御モードが不調モードに設定されるとき、前輪１１Ｆの操舵角速度を正常モードの設定時に許容される操舵角速度よりも小さい値に減少させるための処理を実行する。このため、制御モードが不調モードに設定されるとき、前輪１１Ｆの操舵角速度が正常モードの設定時よりも減少することにより、不調モードでの後退支援制御を、より安全に実行することができる。

（５）制御装置４２は、制御モードが不調モードに設定される場合、連結車両１０の操作者による特定の操作を通じて停車要求があったとき、前輪１１Ｆの操舵角速度を減少させた状態を維持しつつ、連結車両１０を停車させるための処理を実行する。操作者の停車しようとする意思に応じて連結車両１０が停車するため、操作者は違和感を覚えにくい。また、前輪１１Ｆの操舵角速度が正常モードの設定時よりも減少するため、不調モードでの後退支援制御を、より安全に実行することができる。

（６）制御装置４２は、制御モードが異常モードに設定されるとき、連結車両１０の操作者による操作量と、現在の制御量とを調停するための調停処理を実行したうえで、連結車両１０を停車させるための処理を実行する。制御モードが異常モードに設定されるとき、連結車両１０の操作者による操作量と、現在の制御量とが調停されることにより、連結車両を停車させるための処理を、より適切に実行することができる。

（７）制御装置４２は、制御モードが異常モードに設定されるとき、前輪１１Ｆの操舵角α_１を保持した状態で、連結車両１０を停車させるための処理を実行する。制御モードが異常モードに設定されるとき、前輪１１Ｆの操舵角α_１が保持されることにより、連結車両１０を停車させるための処理を、より安全に実行することができる。

（８）調停処理は、連結車両１０の車輪に作用させる制動力として、操作者による制動操作量に対応する制動力と、現在の制動力との最大値を選択する処理を含む。また、調停処理は、連結車両１０を走行させるための駆動力として、操作者による加速操作量に対応する駆動力と、現在の駆動力との最小値を選択する処理を含む。また、調停処理は、操作者の手動操作に応じた前輪１１Ｆの操舵角α_１の制御を、後退支援制御の実行に伴う前輪１１Ｆの操舵角α_１の制御に優先させる処理と、を含む。

この構成によれば、制動力はより大きい値に制御される一方、駆動力はより小さい値に制御される。また、操作者の手動操作に応じた操舵角α_１の制御が、後退支援制御の実行に伴う操舵角α_１の制御に優先される。このため、制御モードが不調モードに設定されるとき、後退支援制御を、より安全に実行することができる。また、制御モードが異常モードに設定されるとき、連結車両を停車させるための処理を、より安全に実行することができる。

（９）制御装置４２は、制御モードが不調モードまたは異常モードに設定される場合、連結車両１０を停車させるための処理の実行を通じて連結車両１０が停車した後、連結車両１０の操作者による後退支援制御の終了操作が検出されるとき、後退支援制御の実行を終了する。この構成によれば、後退支援制御の実行を終了しようとする操作者の意思に基づき、後退支援制御の実行を終了させることができる。

（１０）制御装置４２は、制御モードが不調モードまたは異常モードに設定される場合、連結車両１０を停車させるための処理の実行を通じて連結車両１０が停車したとき、つぎの処理を実行する。すなわち、制御装置４２は、停車した時点を基準として、定められた設定時間だけ経過しても連結車両１０の操作者による後退支援制御の終了操作が検出されないとき、連結車両１０を停車した状態に維持するための処理を実行する。したがって、車両の走行が規制されることにより、安全性が向上する。

（１１）制御装置４２は、制御モードを、連結車両１０の操作者に報知するための処理を実行する。制御装置４２は、たとえば表示装置２０を介して、制御モードを操作者の視覚に訴えて報知する。このため、操作者は後退支援制御の制御モードを認識することができる。また、操作者に、制御モードに応じた行動を促すことができる。

（１２）制御装置４２は、前輪１１Ｆの目標操舵角α_１ ^＊、前輪１１Ｆの操舵角α_１、車速Ｖ、およびヒッチ角βの異常を検出する。これら異常の検出対象は、いずれも後退支援制御に使用される複数種類の車両状態量である。したがって、複数種類の車両状態量の異常に対して適切に対処することができる。

（１３）普通乗用車でステアリングホイールの操舵を通じて前輪１１Ｆの操舵角を指定するのと同様に、操作者が入力装置４１の操作を通じてトレーラ１２の目標仮想操舵角α_２ ^＊を指定することができる。操作者が入力装置４１の操作を通じてトレーラ１２の目標仮想操舵角α_２ ^＊を指定することによって、非線形かつ不安定系のトレーラ１２の後退運動をトラクタ１１のみの単体車両、すなわち前輪操舵の普通乗用車とみなして制御することができる。このため、連結車両１０の後退操作をより適切に支援することができる。操作者は、連結車両１０の後退操作を普通乗用車と同じような感覚で行うことができる。

＜他の実施の形態＞
なお、本実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・図６のフローチャートのステップＳ１０４において、制御装置４２は、操舵角速度を減少させるための処理に加えて、車速Ｖを減少させるための処理を実行するようにしてもよい。また、制御装置４２は、ステップＳ１０４において、操舵角速度を減少させるための処理に代えて、車速Ｖを減少させるための処理を実行するようにしてもよい。

・図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１０２～ステップ１０４の処理を割愛してもよい。ステップＳ１０２～ステップ１０４の各処理は、製品仕様などによって、適宜組み合わせて実行するようにしてもよい。ステップＳ１０６の処理を割愛する場合、ステップＳ１０６の処理において、操舵角速度を減少させた状態を維持する処理を実行しなくてもよい。

・図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１１２の処理を割愛してもよい。この場合、ステップＳ１０１において、制御装置４２は、制御モードが異常モードであると判定されるとき、ステップＳ１１３へ処理を移行する。また、ステップＳ１１３の処理において、前輪１１Ｆの操舵角α_１を保持する処理を実行しなくてもよい。

・異常検出部４２Ｃと、ステートマネージャ４２Ｅとを、一つの処理部として統合してもよい。一つの処理部は、異常検出部４２Ｃの機能と、ステートマネージャの機能とを有する。たとえば、異常検出部４２Ｃにステートマネージャ４２Ｅとしての機能をもたせてもよい。この場合、ステートマネージャ４２Ｅを割愛することができる。また、ステートマネージャ４２Ｅに異常検出部４２Ｃとしての機能をもたせてもよい。この場合、異常検出部４２Ｃを割愛することができる。

１０…連結車両
１１…トラクタ
１１Ｆ…前輪（操舵輪）
１２…トレーラ
４２…制御装置

Claims (12)

1. 車両の進行方向を変える車輪である操舵輪を有するトラクタと、前記トラクタによって牽引されるトレーラとを有する連結車両を制御対象とし、
   前記連結車両の後退操作を支援するための制御である後退支援制御と、前記後退支援制御に使用される車両状態量の異常を検出するための処理と、を実行するように構成される連結車両の制御装置であって、
   前記後退支援制御の制御モードとして、
   前記車両状態量の異常が検出されないときに設定される正常モードと、
   前記車両状態量の異常が検出される場合であって、前記車両状態量の代替値が存在するときに設定される不調モードと、
   前記車両状態量の異常が検出される場合であって、前記車両状態量の代替値が存在しないときに設定される異常モードと、を有し、
   前記制御モードが前記不調モードに設定されるとき、前記車両状態量の代替値を使用して前記後退支援制御の実行を継続し、
   前記制御モードが前記異常モードに設定されるとき、前記連結車両を停車させるための処理を実行するように構成される連結車両の制御装置。
2. 前記制御モードが前記不調モードに設定される場合、前記連結車両の操作者による特定の操作を通じて停車要求があったとき、前記連結車両を停車させるための処理を実行するように構成される請求項１に記載の連結車両の制御装置。
3. 前記制御モードが前記不調モードに設定されるとき、
   前記連結車両の操作者による操作量と、現在の制御量とを調停するための調停処理を実行するように構成される請求項１または請求項２に記載の連結車両の制御装置。
4. 前記制御モードが前記不調モードに設定されるとき、前記操舵輪の操舵角速度を前記正常モードの設定時に許容される操舵角速度よりも小さい値に減少させるための処理を実行するように構成される請求項１または請求項２に記載の連結車両の制御装置。
5. 前記制御モードが前記不調モードに設定される場合、前記連結車両の操作者による特定の操作を通じて停車要求があったとき、前記操舵輪の操舵角速度を減少させた状態を維持しつつ、前記連結車両を停車させるための処理を実行するように構成される請求項４に記載の連結車両の制御装置。
6. 前記制御モードが前記異常モードに設定されるとき、前記連結車両の操作者による操作量と、現在の制御量とを調停するための調停処理を実行したうえで、前記連結車両を停車させるための処理を実行するように構成される請求項１に記載の連結車両の制御装置。
7. 前記制御モードが前記異常モードに設定されるとき、前記操舵輪の操舵角を保持した状態で、前記連結車両を停車させるための処理を実行するように構成される請求項１または請求項６に記載の連結車両の制御装置。
8. 前記調停処理は、
   前記車輪に作用させる制動力として、前記操作者による制動操作量に対応する制動力と、現在の制動力との最大値を選択する処理と、
   前記連結車両を走行させるための駆動力として、前記操作者による加速操作量に対応する駆動力と、現在の駆動力との最小値を選択する処理と、
   前記操作者の手動操作に応じた前記操舵輪の操舵角の制御を、前記後退支援制御の実行に伴う前記操舵輪の操舵角の制御に優先させる処理と、を実行するように構成される請求項３または請求項６に記載の連結車両の制御装置。
9. 前記制御モードが、前記不調モードまたは前記異常モードに設定される場合、前記連結車両を停車させるための処理の実行を通じて前記連結車両が停車した後、前記連結車両の操作者による前記後退支援制御の終了操作が検出されるとき、前記後退支援制御の実行を終了するように構成される請求項２に記載の連結車両の制御装置。
10. 前記制御モードが、前記不調モードまたは前記異常モードに設定される場合、前記連結車両を停車させるための処理の実行を通じて前記連結車両が停車した時点を基準として、定められた設定時間だけ経過しても前記連結車両の操作者による前記後退支援制御の終了操作が検出されないとき、前記連結車両を停車した状態に維持するための処理を実行するように構成される請求項２に記載の連結車両の制御装置。
11. 前記制御モードを、前記連結車両の操作者に報知するための処理を実行するように構成される請求項１に記載の連結車両の制御装置。
12. 前記車両状態量は、前記操舵輪の目標操舵角と、前記操舵輪の操舵角と、前記連結車両の車速と、前記トラクタの長さ方向に延びる中心軸と前記トレーラの長さ方向に延びる中心軸とのなす角度であるヒッチ角と、を含む請求項１または請求項２に記載の連結車両の制御装置。

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