JP5918167B2 - 車両挙動制御装置および車両挙動制御システム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、車両挙動制御装置および車両挙動制御システムに関する。

従来、制動や転舵の制御によって障害物との衝突を回避する技術が知られている。

特開２０１１−１５２８８４号公報 特開２００２−２９３１７３号公報

この種の技術では、制動や転舵を適宜に制御することによって、障害物との衝突や接触をより効果的に回避することができれば好ましい。

本発明の実施形態にかかる車両挙動制御装置は、一例として、車輪が制動されている状態で、少なくとも車両の前方の障害物の検出結果と上記車両の走行状態の検出結果とに基づいて上記車両が直進しながら減速した場合に上記障害物と衝突するか否かを判断する衝突判断部と、上記衝突判断部で上記障害物と衝突すると判断された場合に、上記車両が上記障害物を迂回しながら減速するよう、前輪を転舵させることなく、後輪の転舵の制御、および左右の車輪の制動状態に差を与える制御のうち、少なくとも一方を実行する車両挙動制御部と、を備える。よって、本実施形態によれば、一例としては、車輪が制動された状況下での車両の走行状態に応じて、より精度良く車両と障害物との衝突の可否が判断されやすい。また、一例としては、後輪の転舵制御または左右の車輪の制動状態に差を与える制御によって、車両がより障害物を迂回しやすい。

また、上記車両挙動制御装置では、一例として、上記車両挙動制御部は、ドライバによる操作が検出された場合には、当該車両挙動制御部による制御よりも上記ドライバの操作を優先する。よって、一例としては、車両挙動制御部によってドライバの操作と異なる制御が実行されるのが抑制されやすい。

また、上記車両挙動制御装置では、一例として、上記車両挙動制御部は、ドライバによる操作が検出された時点での上記後輪の転舵方向とドライバによる操作に対応した上記後輪の転舵制御方向とが異なる場合には、ドライバによる操作が検出された時点での上記後輪の転舵方向とドライバによる操作に対応した上記後輪の転舵制御方向とが同じである場合に比べて、上記後輪がより緩やかに転舵するよう、制御を実行する。よって、一例としては、車両がより安定的な状態に維持されながら、より効果的にあるいはより確実に、ドライバの操作に応じた制御が実行されやすい。

また、上記車両挙動制御装置では、一例として、上記車両挙動制御部は、上記車両の走行状態の検出結果に基づいて、車速が高い状態であるほど制御を実行する時間を短くする。よって、一例としては、障害物との衝突が回避された後に障害物との衝突を回避する制御が無駄に実行（継続）されるのが抑制される。

また、上記車両挙動制御装置では、一例として、上記車両挙動制御部は、上記後輪の転舵の制御を開始した後に、上記後輪の制動の制御を開始する。よって、一例としては、後輪の転舵に伴うより大きなヨーモーメントが、得られやすい。

また、上記車両挙動制御装置では、一例として、上記車両挙動制御部は、上記前輪の制動の制御を開始した後に、上記後輪の制動の制御を開始する。よって、一例としては、前輪の制動が、車両の旋回（迂回）に、より効率良く利用されやすい。

また、上記車両挙動制御装置では、一例として、上記車両挙動制御部は、上記後輪が車速によらず一定の転舵速度で転舵されるよう、制御を実行する。よって、一例としては、後輪の転舵に伴うより大きなヨーモーメントが、得られやすい。

また、上記車両挙動制御装置では、一例として、上記車両挙動制御部によって迂回および減速の制御が実行される場合と、車両が迂回せずに停止する場合とで、車輪を制動する制動システムの動作が異なる。よって、一例としては、車両の挙動がより効果的にあるいはより確実に制御されやすい。

また、上記車両挙動制御装置では、一例として、上記車両挙動制御部は、さらに、上記車輪の懸架装置の減衰特性を制御する。よって、一例としては、懸架装置の減衰特性の制御によって、車両の挙動がより効果的にあるいはより確実に制御されやすい。

また、上記車両挙動制御装置では、一例として、上記衝突判断部は、上記車輪の回転速度の検出結果、上記車輪の制動装置の動作状態、および上記車両の加速度の検出結果のうち少なくとも一つに応じて、上記障害物と衝突するか否かを判断する。よって、一例としては、より精度良く車両と障害物との衝突の可否が判断されやすい。

また、本発明の実施形態にかかる車両挙動制御装置は、一例として、車両の前方の障害物の検出結果及び上記車両の走行状態の検出結果の内の少なくともいずれか一方に基づいて、上記障害物と衝突するか否かを判断する衝突判断部と、上記衝突判断部で上記障害物と衝突すると判断された場合に、上記車両が上記障害物を迂回しながら減速するよう、前輪を転舵させることなく、後輪の転舵の制御、および左右の車輪の制動状態に差を与える制御のうち、少なくとも一方を実行する車両挙動制御部と、を備える。よって、本実施形態によれば、一例としては、後輪の転舵制御または左右の車輪の制動状態に差を与える制御によって、車両がより障害物を迂回しやすい。

また、本発明の実施形態にかかる車両挙動制御システムは、一例として、車両の前方の障害物を検出する元となるデータを取得するデータ取得部と、後輪の転舵装置と、車輪の制動装置と、上記車輪が制動されている状態で、少なくとも上記障害物の検出結果と上記車両の走行状態の検出結果とに基づいて上記車両が直進しながら減速した場合に上記障害物と衝突するか否かを判断する衝突判断部と、当該衝突判断部で上記障害物と衝突すると判断された場合に、上記車両が上記障害物を迂回しながら減速するよう、前輪を転舵させることなく、後輪の転舵の制御、および左右の車輪の制動状態に差を与える制御のうち、少なくとも一方を実行する車両挙動制御部と、を有した制御装置と、を備える。よって、本実施形態によれば、一例としては、車輪が制動された状況下での車両の走行状態に応じて、より精度良く車両と障害物との衝突の可否が判断されやすい。また、一例としては、後輪の転舵制御または左右の車輪の制動状態に差を与える制御によって、車両がより障害物を迂回しやすい。

また、上記車両挙動制御システムは、一例として、上記車輪の懸架装置の減衰特性を制御するアクチュエータを備える。よって、一例としては、懸架装置の減衰特性の制御によって、車両の挙動がより効果的にあるいはより確実に制御されやすい。

図１は、実施形態にかかる車両挙動制御システムの一例の概略構成が示された模式図である。 図２は、実施形態にかかる車両挙動制御システムの一例の車両挙動制御装置の機能ブロック図である。 図３は、実施形態にかかる車両挙動制御システムによる制御方法の一例が示されたフローチャートである。 図４は、実施形態にかかる車両挙動制御システムで車両が直進しながら減速した場合に障害物と衝突すると判断される状態の一例が示された模式図（俯瞰図）である。 図５は、実施形態にかかる車両挙動制御システムで制御された車両の挙動の一例が示された模式図（俯瞰図）である。 図６は、実施形態にかかる車両挙動制御システムでの車速に応じた迂回および減速の制御を実行する制御時間の設定の一例が示されたグラフである。 図７は、実施形態にかかる車両挙動制御システムでの前輪ブレーキ圧、後輪ブレーキ圧、後輪舵角、ならびにヨーレートの経時変化の一例が示されたグラフである。 図８は、実施形態にかかる車両挙動制御システムでの後輪の操舵開始に対する後輪の制動開始の遅れ時間に対応したヨーレートの一例が示されたグラフである。 図９は、実施形態にかかる車両挙動制御システムでの後輪の転舵速度に対するヨーレートの一例が複数の車速について示されたグラフである。 図１０は、実施形態にかかる車両挙動制御システムによるドライバ操作を優先した制御方法の一例が示されたフローチャート（図３のフローチャートの一部）である。 図１１は、実施形態にかかる車両挙動制御システムでのドライバ操作量に応じた制御量の設定の一例が示されたグラフである。

本実施形態では、車両１は、例えば、内燃機関（エンジン、図示されず）を駆動源とする自動車（内燃機関自動車）であってもよいし、電動機（モータ、図示されず）を駆動源とする自動車（電気自動車、燃料電池自動車等）であってもよいし、それらの双方を駆動源とする自動車（ハイブリッド自動車）であってもよい。また、車両１は、種々の変速装置を搭載することができるし、内燃機関や電動機を駆動するのに必要な種々の装置（システム、部品等）を搭載することができる。また、車両１における車輪３の駆動に関わる装置の方式や、数、レイアウト等は、種々に設定することができる。また、本実施形態では、一例として、車両１は、四輪車（四輪自動車）であり、左右二つの前輪３Ｆと、左右二つの後輪３Ｒとを有する。なお、図１では、車両前後方向の前方（方向Ｆｒ）は、左側である。

本実施形態では、一例として、車両１の車両挙動制御システム１００（衝突回避制御システム、自動迂回減速システム）は、制御装置１０や、撮像装置１１、レーダ装置１２、加速度センサ１３ａ，１３ｂ（１３）、制動システム６１等を備える。また、車両挙動制御システム１００は、二つの前輪３Ｆのそれぞれに対応して、懸架装置４や、回転センサ５、制動装置６等を備えるとともに、二つの後輪３Ｒのそれぞれに対応して、懸架装置４、回転センサ５、制動装置６、転舵装置７等を備えている。なお、車両１は、図１の他にも車両１としての基本的な構成要素を備えているが、ここでは、車両挙動制御システム１００に関わる構成ならびに当該構成に関わる制御についてのみ、説明される。

制御装置１０（制御ユニット）は、車両挙動制御システム１００の各部から信号やデータ等を受け取るとともに、車両挙動制御システム１００の各部の制御を実行する。本実施形態では、制御装置１０は、車両挙動制御装置の一例である。また、制御装置１０は、コンピュータとして構成されており、演算処理部（マイクロコンピュータ、ＥＣＵ（electronic control unit）等、図示されず）や記憶部１０ｊ（例えば、ＲＯＭ（read only memory）、ＲＡＭ（random access memory）、フラッシュメモリ）等、図２参照）等を備えている。演算処理部は、不揮発性の記憶部１０ｊ（例えばＲＯＭや、フラッシュメモリ等）に記憶された（インストールされた）プログラムを読み出し、当該プログラムにしたがって演算処理を実行し、図２に示された各部として機能（動作）することができる。また、記憶部１０ｊには、制御に関わる各種演算で用いられるデータ（テーブル（データ群）や、関数等）や、演算結果（演算途中の値も含む）等が記憶されうる。

撮像装置１１（撮像部）は、例えば、ＣＣＤ（charge coupled device）やＣＩＳ（CMOS image sensor）等の撮像素子を内蔵するデジタルカメラである。撮像装置１１は、所定のフレームレートで画像データ（動画データ、フレームデータ）を出力することができる。本実施形態では、一例として、撮像装置１１は、例えば、車体（図示されず）の前側（車両前後方向の前方側）の端部（平面視での端部）に位置され、フロントバンパー等に設けられうる。そして、撮像装置１１は、車両１の前方の障害物２０を（図４参照）含む画像データを出力する。画像データは、障害物２０を検出する元となるデータの一例である。また、撮像装置１１は、障害物検出部ならびにデータ取得部の一例である。

レーダ装置１２（レーダ部）は、例えば、ミリ波レーダ装置である。レーダ装置１２は、障害物２０までの距離Ｌｄ（離間距離、検出距離、図４参照）を示す距離データや、障害物２０との相対速度（速度）を示す速度データ等を出力することができる。距離データや速度データは、障害物２０を検出する元となるデータの一例である。また、レーダ装置１２は、障害物検出部ならびにデータ取得部の一例である。なお、制御装置１０は、レーダ装置１２による車両１と障害物２０との間の距離Ｌｄの測定結果を随時（例えば、一定の時間間隔等で）更新して記憶部１０ｊに記憶し、演算には更新された距離Ｌｄの測定結果を利用することができる。

加速度センサ１３は、車両１の加速度を検出することができる。本実施形態では、一例として、車両１には、加速度センサ１３として、車両１の前後方向（長手方向）の加速度を取得する加速度センサ１３ａと、車両１の幅方向（車幅方向、短手方向、左右方向）の加速度を取得する加速度センサ１３ｂとが、設けられている。

懸架装置４（サスペンション）は、車輪３と車体（図示されず）との間に介在され、路面からの振動や衝撃が車体に伝達されるのを抑制する。また、本実施形態では、一例として、懸架装置４は、減衰特性を電気的に制御（調整）可能なショックアブソーバ４ａを有している。よって、制御装置１０は、指示信号によってアクチュエータ４ｂを制御し、ショックアブソーバ４ａ（懸架装置４）の減衰特性を変化させる（変更する、切り替える、可変設定する）ことができる。懸架装置４は、四つの車輪３（二つの前輪３Ｆおよび二つの後輪３Ｒ）のそれぞれに設けられており、制御装置１０は、四つの車輪３のそれぞれの減衰特性を制御することができる。制御装置１０は、四つの車輪３を、互いに減衰特性が異なる状態に制御することができる。

回転センサ５（回転速度センサ、角速度センサ、ホイールセンサ）は、四つの車輪３のそれぞれの回転速度（角速度、回転数、回転状態）に応じた信号を出力することができる。制御装置１０は、回転センサ５の検出結果により、四つの車輪３のそれぞれのスリップ率を得ることができるとともに、ロック状態であるか否か等を判断することができる。また、制御装置１０は、回転センサ５の検出結果から、車両１の速度を得ることもできる。なお、車輪３用の回転センサ５とは別に、クランクシャフトや車軸等の回転を検出する回転センサ（図示されず）が設けられてもよく、制御装置１０は、この回転センサの検出結果から車両１の速度を取得してもよい。

制動装置６（ブレーキ）は、四つの車輪３のそれぞれに設けられ、対応する車輪３を制動する。本実施形態では、一例として、制動装置６は、制動システム６１によって制御され、制動システム６１は、一例としては、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ（anti-lock brake system））として構成されうる。

転舵装置７は、後輪３Ｒを転舵する。制御装置１０は、指示信号によってアクチュエータ７ａを制御し、後輪３Ｒの舵角（切れ角、転舵角）を変化させる（変更する、切り替える）ことができる。

なお、上述した車両挙動制御システム１００の構成はあくまで一例であって、種々に変更して実施することができる。車両挙動制御システム１００を構成する個々の装置としては、公知の装置を用いることができる。また、車両挙動制御システム１００の各構成は、他の構成と共用することができる。また、車両挙動制御システム１００は、障害物検出部ならびにデータ取得部として、ソナー装置を備えることができる。

そして、本実施形態では、一例として、制御装置１０は、ハードウエアとソフトウエア（プログラム）との協働により、図２に示されるような、障害物検出部１０ａや、側方スペース検出部１０ｂ、ドライバ操作検出部１０ｃ、第一の衝突判断部１０ｄ、第二の衝突判断部１０ｅ、車両挙動制御部１０ｆ、制動制御部１０ｇ、転舵制御部１０ｈ、減衰制御部１０ｉ等として機能（動作）することができる。すなわち、プログラムには、一例としては、図２に示される記憶部１０ｊを除く各ブロックに対応したモジュールが含まれうる。

そして、本実施形態にかかる制御装置１０は、一例として、図３に示される手順で車両１の迂回および減速の制御を実行することができる。まず、制御装置１０は、障害物検出部１０ａとして機能し、車両１の前方の障害物２０（図４参照）を検出する（ステップＳ１０）。このステップＳ１０で、制御装置１０は、撮像装置１１やレーダ装置１２等から得られたデータより、予め定められた条件（例えば大きさ等）に合致した障害物２０について、その位置（車両１からの距離Ｌｄ）を取得する。

次に、制御装置１０は、第一の衝突判断部１０ｄとして機能し、車両１が直進しながら減速（制動制御）した場合に、当該車両１がステップＳ１０で検出された障害物２０に衝突するか否かについて判断する（ステップＳ１１）。このステップＳ１１では、制御装置１０は、例えば、その時点での車両１の速度を取得し、記憶部１０ｊ（例えばＲＯＭや、フラッシュメモリ等）に記憶された速度（車速）と停止距離Ｌｂ（制動距離、車両１が直進しながら減速（制動制御）した場合に車両１が停止までに要する移動距離、図４参照）との対応関係を示すデータ（例えば、テーブルや、関数等）を参照して、当該取得した車両１の速度に対応した停止距離Ｌｂを取得する。そして、制御装置１０は、停止距離Ｌｂと距離Ｌｄとを比較し、停止距離Ｌｂが距離Ｌｄと同じかあるいは距離Ｌｄより長い（大きい）場合には（ステップＳ１２でＹｅｓ、衝突する（あるいは衝突する可能性が有る若しくは高い）との判断）、ステップＳ１３を実行する。一方、制御装置１０は、停止距離Ｌｂが距離Ｌｄより短い（小さい）場合には（ステップＳ１２でＮｏ、衝突しない（あるいは衝突する可能性が無い若しくは低い）との判断）、一連の処理を終了する。

ステップＳ１３では、制御装置１０は、制動制御部１０ｇとして機能し、制動システム６１を介して各車輪３の制動装置６を制御して、四つの車輪３を制動する（一例としては、フルブレーキング）。

次に、制御装置１０は、第二の衝突判断部１０ｅとして機能し、再度、車両１が直進した状態で減速（制動制御）した場合に障害物２０に衝突するか否かについて判断する（ステップＳ１４）。このステップＳ１４は、車輪３（本実施形態では、一例として四つの車輪３）が制動されている状態で実行される。すなわち、このステップＳ１４では、制御装置１０は、制動制御による四つの車輪３のそれぞれの制動状態（車輪３の回転状態、車両１の走行状態、制動制御入力に対する各部の応答）を反映して、より精度良く衝突の可否の判断を実行することができる。具体的には、例えば、制御装置１０は、各車輪３の回転センサ５の検出結果や、各車輪３に対応した制動装置６（制動システム６１）の動作状態（一例としては、ＡＢＳの作動タイミング等）、加速度センサ１３の検出結果（車両１の加速度（減速度）の大きさや方向）等に基づいて、車両１が走行している路面の状況により適合したより精度の高い停止距離Ｌｂｍを算出することができる。また、制御装置１０は、取得したパラメータから算出した路面の摩擦係数（摩擦状態、すべり率、摩擦に応じたパラメータ）や加速度（減速度）に対応した停止距離Ｌｂｍを、判断に用いることができる。この場合、制御装置１０での停止距離Ｌｂｍの演算には、テーブル（データ群）あるいは関数等が用いられる。テーブルや関数は、例えば、記憶部１０ｊ（例えばＲＯＭや、フラッシュメモリ等）に記憶されることができる。テーブルは、一例としては、複数の摩擦係数毎に記憶された速度（車速）と停止距離との対応関係を示すデータ群であることができる。本実施形態では、ステップＳ１１で算出した停止距離Ｌｂと、ステップＳ１４で算出した停止距離Ｌｂｍとは異なる場合がある。なお、ステップＳ１１とステップＳ１４とで、プログラムのモジュール（サブルーチン、関数）としては、同じモジュールを使うことも可能である。

そして、制御装置１０は、停止距離Ｌｂｍと距離Ｌｄとを比較し、停止距離Ｌｂｍが距離Ｌｄと同じかあるいは距離Ｌｄより長い（大きい）場合には（ステップＳ１５でＹｅｓ、衝突する（あるいは衝突する可能性が有る若しくは高い）との判断）、ステップＳ１６を実行する。一方、制御装置１０は、停止距離Ｌｂｍが距離Ｌｄより短い（小さい）場合には（ステップＳ１５でＮｏ、衝突しない（あるいは衝突する可能性が無い若しくは低い）との判断）、一連の処理を終了する。

ステップＳ１６では、制御装置１０は、側方スペース検出部１０ｂとして機能し、障害物２０の側方に車両１が移動できるスペースＳ（図４，５参照）があるか否かを判断する（ステップＳ１６）。このステップＳ１６では、制御装置１０は、一例として、障害物２０が検出されなかった領域は、スペースＳであると判断することができる。ステップＳ１６で障害物２０の側方に車両１が移動できるスペースＳがあると判断された場合（ステップＳ１６でＹｅｓ）、制御装置１０は、車両挙動制御部１０ｆとして機能する（ステップＳ１７）。一方、ステップＳ１６で障害物２０の側方に車両１が移動できるスペースが無かった場合（ステップＳ１６でＮｏ）、一連の処理は終了する。

ステップＳ１６で障害物２０の側方に車両１が移動できるスペースＳがあると判断された場合には（ステップＳ１６でＹｅｓ）、制御装置１０は、車両挙動制御部１０ｆとして機能し、まずは、次のステップＳ１８による迂回および減速の制御を実行する制御時間Ｔ（制御を実行する時間、制御期間、制御時間長、制御終了時間（時刻））を取得する（ステップＳ１７）。このステップＳ１７では、一例として、図６に示されるような車速Ｖに対応した制御時間Ｔが得られるテーブル（データ群）あるいは関数等が用いられる。すなわち、車両挙動制御部１０ｆは、テーブルや関数等に基づいて、車速Ｖに応じた制御時間Ｔを取得する。図６に示されるように、本実施形態では、一例として、車速Ｖが高いほど制御時間Ｔが短く設定されている。これは、車速Ｖが高いほど、現在の位置Ｐ０（図５参照）から障害物２０を迂回する位置Ｐ１（図５参照）へ移動する時間が短くて済むからである。また、本実施形態では、一例として、制御時間Ｔは、車両１が車速Ｖで道路（例えば、高速道路）に設定されたレーンを走行している状態から隣のレーンに移動するのに要する時間として設定されうる。車速Ｖが高いほどレーン間の移動に要する時間は短くなるため、この場合も、車速Ｖと制御時間Ｔとは、図６に示されるような関係を有する。よって、本実施形態によれば、一例としては、障害物２０との衝突が回避された後に車両１に対して当該障害物２０との衝突を回避する制御が無駄に実行（継続）されるのが抑制されやすい。なお、このステップＳ１７は、一例としては、最初（１回目）のタイミングでのみ実行され、ステップＳ１６〜Ｓ２０のループの２回目以降のタイミングでは実行されない。また、制御時間Ｔの算出の元となる車両１の位置は、図５に示される位置には限定されない。また、車両挙動制御部１０ｆは、制御時間Ｔを一定とし、車速Ｖに応じて舵角あるいは転舵速度を切り替えることで、車両１の移動量を調整することができる。この場合、車両挙動制御部１０ｆは、一例としては、車速Ｖが高いほど、舵角および転舵速度のうち少なくとも一方を小さくする。また、車両挙動制御部１０ｆは、一例としては、車速Ｖに応じて、制御時間Ｔとともに、舵角および転舵速度のうち少なくとも一方を切り替えることもできる。なお、この制御における舵角は、制御が開始された時点での舵角に対する相対的な舵角とすることができる。

ステップＳ１８では、制御装置１０は、車両挙動制御部１０ｆとして機能する（動作する）。図２に示されるように、車両挙動制御部１０ｆには、制動制御部１０ｇや、転舵制御部１０ｈ、減衰制御部１０ｉ等が含まれている。このステップＳ１８で、車両挙動制御部１０ｆは、車両１が障害物２０を迂回しつつ減速するよう、各部を制御する。具体的には、車両挙動制御部１０ｆは、車両１に障害物２０を迂回する方向のヨーモーメントが生じるよう、制動制御部１０ｇ、転舵制御部１０ｈ、および減衰制御部１０ｉのうち少なくとも一つとして機能することができる。例えば、図５に示されるように、スペースＳが、障害物２０の右側に検出された場合、車両挙動制御部１０ｆは、車両１に、少なくとも迂回開始当初は右向きのヨーモーメントが生じるように、各部を制御する。車両挙動制御部１０ｆは、状況に応じて、制動制御部１０ｇ、転舵制御部１０ｈ、および減衰制御部１０ｉのうちのいずれとして機能するかを切り替える（選択する）ことができる。また、車両挙動制御部１０ｆは、制動制御部１０ｇ、転舵制御部１０ｈ、および減衰制御部１０ｉの間で順次切り替わって機能（動作）することもできる。

ステップＳ１８では、制動制御部１０ｇとして機能する車両挙動制御部１０ｆ（制御装置１０）は、一例として、迂回（旋回）の内側（図５の例では右側）の車輪３（前輪３Ｆおよび後輪３Ｒ）の制動力が、迂回（旋回）の外側の車輪３の制動力より大きく（強く）なるよう、制動システム６１（制動装置６）を制御する。これにより、車両１には、迂回（旋回）する方向により大きなヨーモーメントが作用し、車両１が障害物２０を迂回しやすくなる場合がある。

また、ステップＳ１８では、制動制御部１０ｇとして機能する車両挙動制御部１０ｆ（制御装置１０）は、一例として、車両１が迂回せずに停止（減速）する場合（通常の迂回を伴わない停止（減速）の場合、ドライバの制動操作による停止（減速）の場合、図３の迂回および減速の制御が実行されていない場合）とは異なる動作となるよう、制動システム６１（制動装置１０）を制御する。具体的には、ステップＳ１８では、車両挙動制御部１０ｆは、一例として、車両１が迂回せずに停止する場合に比べて、車輪３の制動力が小さくなるよう、制動システム６１を制御する。また、車両１が迂回せずに停止する場合には、制動システム６１（制動装置１０）は、ＡＢＳとして動作し、車輪３がロックするのを抑制するため、時間間隔をあけて複数回制動力のピークを生じさせ、制動力を間欠的に（反復的に、周期的に）変化させる。これに対し、車両挙動制御部１０ｆは、迂回および減速の制御におけるステップＳ１８では、一例としては、車両１が迂回せずに停止する場合よりも制動力のピークを小さくしたり、制動力のピークを無くしたり、車両１が迂回せずに停止する場合よりも制動力を緩やかに（徐々に）変化させたり（一例としては、小さくしたり）、制動力をほぼ一定にしたりする制御を、実行する。このように、車両１が迂回せずに停止する場合と、障害物２０を回避すべく迂回および減速の制御が実行される場合とで、制動システム６１（制動装置１０）の動作が異なる。よって、本実施形態によれば、一例としては、車両１の挙動をより効果的にあるいはより確実に制御しやすい。

また、ステップＳ１８では、転舵制御部１０ｈとして機能する車両挙動制御部１０ｆ（制御装置１０）は、一例として、二つの後輪３Ｒが迂回（旋回）方向とは逆相となる方向へ転舵するよう、転舵装置７（アクチュエータ７ａ）を制御する。これにより、車両１には、迂回（旋回）する方向により大きなヨーモーメントが作用し、車両１が障害物２０を迂回しやすくなる場合がある。制動状況下においても、後輪３Ｒは前輪３Ｆに比べてロックし難い（スリップし難い）ため、後輪３Ｒの転舵は、より効果的に車両１の迂回（旋回）に寄与する。よって、本実施形態では、一例として、転舵制御部１０ｈとして機能する車両挙動制御部１０ｆ（制御装置１０）は、図３の迂回および減速の制御（障害物２０の迂回のための自動制御）に関しては、車両１の旋回のためとしては前輪３Ｆを操舵しない（転舵させない）。すなわち、本実施形態では、一例として、図３の迂回および減速の制御の実行中においては、前輪３Ｆは転舵されない状態（中立位置、直進時の舵角）で維持される。

ステップＳ１８での制御に関し、発明者らが鋭意研究を重ねたところ、前輪３Ｆの制動、後輪３Ｒの制動、ならびに後輪３Ｒの転舵を適宜に組み合わせて実行した場合に、より旋回性能が高いことが判明した。

発明者らが鋭意研究を重ねたところ、図７に示されるように、後輪３Ｒの制御に関しては、後輪３Ｒを転舵した後、遅れ時間δｔを経た後に後輪３Ｒを制動した場合に、より高い効果が得られやすいことが判明した。制動システム６１がＡＢＳとして動作する場合、その基本的な構造上、車輪３が一旦ロックされた後に油圧が開放されることになる。ここで、車輪３がロックすると、当該車輪３の転舵によって生じる力は低下する。すなわち、後輪３Ｒを転舵しながらＡＢＳで制動した場合には、後輪３Ｒが一時的にロックされるため、後輪３Ｒの転舵によるヨーモーメントが得られ難くなる場合がある。この点、上述したように、後輪３Ｒを転舵した後、遅れ時間δｔを経た後に後輪３Ｒを制動した場合には、後輪３Ｒが制動されてロックされる前に後輪３Ｒを転舵することができるため、後輪３Ｒの転舵に伴うより大きなヨーモーメント（車両１のヨーモーメント）が得られやすい。なお、前輪３Ｆは転舵されないため遅れ時間を設定する必要が無く、本実施形態では、一例として、前輪３Ｒの制動は、後輪３Ｒの制動より前、具体的には、後輪３Ｒの転舵と略同時に、開始することができる。

また、発明者らが鋭意研究を重ねたところ、図８に示されるように、上記遅れ時間δｔに関しては、ヨーモーメント（ヨーレート）のピークが得られる遅れ時間δｔｐが存在することが判明した。図８の横軸は遅れ時間δｔ（ｓｅｃ）、縦軸は最大ヨーレートＹＲｍａｘ（ｄｅｇ／ｓｅｃ、図７参照）である。したがって、本実施形態では、一例として、遅れ時間δｔは、予め実験あるいはシミュレーション等によって得られた、ヨーモーメントのピークが得られる遅れ時間δｔｐ近傍に設定される。

さらに、発明者らが鋭意研究を重ねたところ、図９に示されるように、後輪３Ｒの転舵に関しては、ヨーモーメント（ヨーレート）のピークが得られる転舵速度ωｐ（角速度）が存在することが判明した。図９の横軸は転舵速度ω（ｄｅｇ／ｓｅｃ）、縦軸は最大ヨーレートＹＲｍａｘ（ｄｅｇ／ｓｅｃ、図７参照）である。また、図９には、車速が、４０ｋｍ／ｈ、６０ｋｍ／ｈ、６０ｋｍ／ｈ（ただし、路面の摩擦係数μが低い状態）、８０ｋｍ／ｈの四つのケースについて、転舵速度ωとヨーレートＹＲｍａｘとの関係が示されている。図９から明らかとなるように、車速等の条件によらず、ヨーモーメントのピークが得られる転舵速度ωｐが、ほぼ一定であることが判明した。よって、本実施形態では、一例として、転舵速度ωは、予め実験あるいはシミュレーション等によって得られた、ヨーモーメントのピークが得られる転舵速度ωｐ近傍に設定される。

また、ステップＳ１８では、減衰制御部１０ｉとして機能する車両挙動制御部１０ｆ（制御装置１０）は、一例として、迂回（旋回）の外側（図５の例では左側）の車輪３（前輪３Ｆおよび後輪３Ｒ）の減衰力が、迂回（旋回）の内側（図５の例では右側）の車輪３の減衰力より高くなるよう、懸架装置４（ショックアブソーバ４ａ、アクチュエータ４ｂ）を制御する。これにより、迂回（旋回）時の車両１のローリング（ロール）を抑制し、車輪３の路面とのグリップ力が低下するのを抑制して、車両１が障害物２０を迂回しやすくなる場合がある。なお、ステップＳ１８における車両挙動制御部１０ｆ（制御装置１０）による各部の制御は、種々に変更することができる。また、車両１の位置や、迂回（旋回）の状況に応じて、経時的に変更することができる。

また、制御装置１０は、随時、ドライバ操作検出部１０ｃとして機能する（ステップＳ１９）。上述したように、本実施形態では、一例として、迂回および減速の制御中においては、前輪３Ｆは転舵されず、中立位置に維持される。よって、ステップＳ１９では、ドライバ操作検出部１０ｃは、一例としては、ステアリングホイールが中立位置から操舵された場合に、ドライバ操作としての操舵を検出することができる。そして、ステップＳ１９で、ドライバの操作が検出された場合には（ステップＳ１９でＹｅｓ）、車両挙動制御部１０ｆは、迂回および減速の制御に替えて、ドライバの操作を優先し、ドライバの操作に応じた制御を実行する（ステップＳ２２）。すなわち、本実施形態では、一例として、ドライバ操作（一例としては、ドライバによるステアリングホイールの操作、あるいは当該操作に基づく前輪３Ｆの転舵）が検出された場合には、迂回および減速の制御（自動制御）が中止される。このステップＳ２２によれば、一例としては、ドライバの操作と異なる制御が実行されるのを抑制することができる。

より具体的に、ステップＳ２２では、車両挙動制御部１０ｆは、例えば、図１０に示されるように、まずは、ドライバの操作に応じた制御が開始される時点での後輪３Ｒの中立位置からの転舵方向（第一の転舵方向とする）と、ドライバの操作に対応する後輪３Ｒの転舵制御方向（ドライバの操作に対応した方向に車両１を旋回させるために後輪３Ｒを転舵させる（転舵制御する）方向、第二の転舵方向とする）とを比較する（ステップＳ２２１）。ステップＳ２２１で、第一の転舵方向と第二の転舵方向とが逆方向であった場合には（ステップＳ２２２でＮｏ）、車両挙動制御部１０ｆ（制御装置１０）は、左右の後輪３Ｒの舵角、左右の前輪３Ｆおよび後輪３Ｒの制動力、左右の前輪３Ｆおよび後輪３Ｒの減衰力を、当初（迂回および減速の制御が実行されている状態）とは逆の状態に制御する。この場合に、本実施形態では、一例として、車両挙動制御部１０ｆ（制御装置１０）は、それら制御量（舵角、制動力、減衰力）をより小さく（緩やかに、比較的緩やかに）設定する（ステップＳ２２３）。一方、第一の転舵方向と第二の転舵方向とが同方向であった場合には（ステップＳ２２２でＹｅｓ）、車両挙動制御部１０ｆ（制御装置１０）は、それら制御量（舵角、制動力、減衰力）を逆方向の場合よりも大きく（急に、比較的急に）設定する（ステップＳ２２４）。すなわち、本実施形態では、一例として、車両挙動制御部１０ｆ（制御装置１０）は、図１１に示されるような制御を実行する。図１１の横軸は、ドライバの操作量（一例としては、ステアリングホイールの操作量）、縦軸は、制御量（またはその係数）である。すなわち、図１１から明らかとなるように、本実施形態では、一例として、同方向の場合の制御量が、逆方向の場合の制御量よりも大きく設定されている。これにより、車両１をより安定的な状態に維持しながら、より効果的に、ドライバの操作に応じた転舵制御あるいは制動制御を実行することができる。なお、この制御における舵角は、制御が開始された時点での舵角に対する相対的な舵角とすることができる。

また、ステップＳ１９でＮｏの場合は、一例として、車両挙動制御部１０ｆ（制御装置１０）は、迂回および減速の制御が開始されてからの時間が制御時間Ｔを超えていない状態であれば（ステップＳ２０でＮｏ）、ステップＳ１６に戻る。

一方、車両挙動制御部１０ｆ（制御装置１０）は、一例として、迂回および減速の制御が開始されてからの時間が制御時間Ｔと同じかあるいは制御時間Ｔを超えた状態であれば（ステップＳ２０でＹｅｓ）、終了時制御を実行する（ステップＳ２１）。なお、ステップＳ２０では、迂回および減速の制御が開始されてからの時間が制御時間Ｔ以下（すなわち、超えていないかあるいは同じ）である場合にはステップＳ１６に戻り、迂回および減速の制御が開始されてからの時間が制御時間Ｔを超えた場合にはステップＳ２１に移行する設定であってもよい。

ステップＳ２１で、車両挙動制御部１０ｆは、迂回および減速の制御を終了するにあたり、当該制御の終了後に車両１がより安定的に走行できる状態にする制御（終了時制御、安定化制御）を実行する。一例として、車両挙動制御部１０ｆは、車輪３（後輪３Ｒ）の舵角が０、あるいはヨーモーメントが０となるよう、転舵装置７（アクチュエータ７ａ）を制御する。

以上、説明したように、本実施形態では、一例として、第二の衝突判断部１０ｅは、車輪３が制動されている状態で、少なくとも車両１の前方の障害物２０の検出結果と車両１の走行状態の検出結果とに基づいて車両１が直進しながら減速した場合に障害物２０と衝突するか否かを判断する。よって、本実施形態によれば、一例としては、車輪３が制動された状況下での車両１の走行状態に応じて、より精度良く車両１と障害物２０との衝突の可否が判断されやすい。

また、本実施形態では、一例として、車両挙動制御部１０ｆは、後輪３Ｒの転舵装置７を制御する。後輪３Ｒは、前輪３Ｆに比べて、ロックし難い。よって、本実施形態によれば、一例としては、後輪３Ｒの転舵制御によって、車両１がより障害物２０を迂回しやすい。

また、本実施形態では、一例として、車両挙動制御部１０ｆは、さらに、左右の車輪３の制動状態が異なるよう、制動装置６を制御する。よって、本実施形態によれば、一例としては、車輪３の制動制御によって、車両１がより障害物２０を迂回しやすい。

また、本実施形態では、一例として、ドライバによる操作が検出された場合には、車両挙動制御部１０ｆによる制御よりもドライバの操作が優先される。よって、本実施形態によれば、一例としては、車両挙動制御部１０ｆによってドライバの操作と異なる制御が実行されるのが抑制されやすい。

また、本実施形態では、一例として、車両挙動制御部１０ｆは、さらに、ドライバによる操作が検出された時点での後輪３Ｒの転舵方向とドライバによる操作に対応した転舵制御方向とが同方向であるか逆方向であるかによって、後輪３Ｒの転舵の変化速度を変更する。よって、本実施形態によれば、一例としては、車両１がより安定的な状態に維持されながら、より効果的にあるいはより確実に、ドライバの操作に応じた制御が実行されやすい。

また、本実施形態では、一例として、車両挙動制御部１０ｆは、さらに、車両１の走行状態の検出結果に基づいて、車速が高い状態であるほど制御を実行する時間を短くする。よって、本実施形態によれば、一例としては、障害物２０との衝突が回避された後に障害物２０との衝突を回避する制御が無駄に実行（継続）されるのが抑制される。

また、本実施形態では、一例として、車両挙動制御部１０ｆは、さらに、後輪３Ｒの転舵の制御を開始した後に、後輪３Ｒの制動の制御を開始する。よって、本実施形態によれば、一例としては、後輪３Ｒの転舵に伴うより大きなヨーモーメントが、得られやすい。

また、本実施形態では、一例として、車両挙動制御部１０ｆは、さらに、前輪３Ｆの制動の制御を開始した後に、後輪３Ｒの制動の制御を開始する。よって、本実施形態によれば、一例としては、前輪３Ｆの制動が、車両１の旋回（迂回）に、より効率良く利用されやすい。

また、本実施形態では、一例として、車両挙動制御部１０ｆは、さらに、後輪３Ｒが車速によらず一定の転舵速度で転舵されるよう、制御を実行する。よって、本実施形態によれば、一例としては、後輪３Ｒの転舵に伴うより大きなヨーモーメントが、得られやすい。

また、本実施形態では、一例として、車両挙動制御部１０ｆによって迂回および減速の制御が実行される場合と、車両１が迂回せずに停止（減速）する場合とで、車輪３を制動する制動システム６１の動作が異なる。よって、本実施形態によれば、一例としては、車両１の挙動がより効果的にあるいはより確実に制御されやすい。

また、本実施形態では、一例として、車両挙動制御部１０ｆは、さらに、車輪３の懸架装置４の減衰特性を制御する。よって、本実施形態によれば、一例としては、懸架装置４の減衰特性の制御によって、車両１がより障害物２０を迂回しやすい。

また、本実施形態では、一例として、第二の衝突判断部１０ｅは、車輪３の回転速度の検出結果、車輪３の制動装置６の動作状態、および車両１の加速度の検出結果のうち少なくとも一つに応じて、障害物２０と衝突するか否かを判断する。よって、本実施形態によれば、一例としては、より精度良く車両１と障害物２０との衝突の可否が判断されやすい。

以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態および変形例はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態や変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。例えば、本発明には、車両が制動されていない状態での車両の前方の障害物の検出結果に基づいて減速あるいは迂回による衝突回避の制御が実行される構成も含まれる。

１…車両、３…車輪、３Ｆ…前輪、３Ｒ…後輪、４…懸架装置、４ｂ…アクチュエータ、６…制動装置、７…転舵装置、１０…制御装置（車両挙動制御装置）、１０ｅ…第二の衝突判断部（衝突判断部）、１０ｆ…車両挙動制御部、１１…撮像装置（データ取得部）、１２…レーダ装置（データ取得部）、２０…障害物、１００…車両挙動制御システム。

Claims (11)

1. 車輪が制動されている状態で、少なくとも車両の前方の障害物の検出結果と前記車両の走行状態の検出結果とに基づいて前記車両が直進しながら減速した場合に前記障害物と衝突するか否かを判断する衝突判断部と、
   前記衝突判断部で前記障害物と衝突すると判断された場合に、前記車両が前記障害物を迂回しながら減速するよう、前輪を転舵させることなく、後輪の転舵の制御、および左右の車輪の制動状態に差を与える制御のうち、少なくとも一方を実行する車両挙動制御部と、
   を備え、
   前記車両挙動制御部は、
   ドライバによる操作が検出された場合には、当該車両挙動制御部による制御よりも前記ドライバの操作を優先し、
   ドライバによる操作が検出された時点での前記後輪の転舵方向とドライバによる操作に対応した前記後輪の転舵制御方向とが異なる場合には、ドライバによる操作が検出された時点での前記後輪の転舵方向とドライバによる操作に対応した前記後輪の転舵制御方向とが同じである場合に比べて、前記後輪がより緩やかに転舵するよう、制御を実行する、車両挙動制御装置。
2. 前記車両挙動制御部は、前記車両の走行状態の検出結果に基づいて、車速が高い状態であるほど制御を実行する時間を短くする、請求項１に記載の車両挙動制御装置。
3. 前記車両挙動制御部は、前記後輪の転舵の制御を開始した後に、前記後輪の制動の制御を開始する、請求項１または２に記載の車両挙動制御装置。
4. 前記車両挙動制御部は、前記前輪の制動の制御を開始した後に、前記後輪の制動の制御を開始する、請求項１〜３のうちいずれか一つに記載の車両挙動制御装置。
5. 前記車両挙動制御部は、前記後輪が車速によらず一定の転舵速度で転舵されるよう、制御を実行する、請求項１〜４のうちいずれか一つに記載の車両挙動制御装置。
6. 前記車両挙動制御部によって迂回および減速の制御が実行される場合と、車両が迂回せずに停止する場合とで、車輪を制動する制動システムの動作が異なる、請求項１〜５のうちいずれか一つに記載の車両挙動制御装置。
7. 前記車両挙動制御部は、さらに、前記車輪の懸架装置の減衰特性を制御する、請求項１〜６のうちいずれか一つに記載の車両挙動制御装置。
8. 前記衝突判断部は、前記車輪の回転速度の検出結果、前記車輪の制動装置の動作状態、および前記車両の加速度の検出結果のうち少なくとも一つに応じて、前記障害物と衝突するか否かを判断する、請求項１〜７のうちいずれか一つに記載の車両挙動制御装置。
9. 車両の前方の障害物の検出結果及び前記車両の走行状態の検出結果のうちの少なくともいずれか一方に基づいて、前記障害物と衝突するか否かを判断する衝突判断部と、
   前記衝突判断部で前記障害物と衝突すると判断された場合に、前記車両が前記障害物を迂回しながら減速するよう、前輪を転舵させることなく、後輪の転舵の制御、および左右の車輪の制動状態に差を与える制御のうち、少なくとも一方を実行する車両挙動制御部と、
   を備え、
   前記車両挙動制御部は、
   ドライバによる操作が検出された場合には、当該車両挙動制御部による制御よりも前記ドライバの操作を優先し、
   ドライバによる操作が検出された時点での前記後輪の転舵方向とドライバによる操作に対応した前記後輪の転舵制御方向とが異なる場合には、ドライバによる操作が検出された時点での前記後輪の転舵方向とドライバによる操作に対応した前記後輪の転舵制御方向とが同じである場合に比べて、前記後輪がより緩やかに転舵するよう、制御を実行する、車両挙動制御装置。
10. 車両の前方の障害物を検出する元となるデータを取得するデータ取得部と、
    後輪の転舵装置と、
    車輪の制動装置と、
    前記車輪が制動されている状態で、少なくとも前記障害物の検出結果と前記車両の走行状態の検出結果とに基づいて前記車両が直進しながら減速した場合に前記障害物と衝突するか否かを判断する衝突判断部と、当該衝突判断部で前記障害物と衝突すると判断された場合に、前記車両が前記障害物を迂回しながら減速するよう、前輪を転舵させることなく、後輪の転舵の制御、および左右の車輪の制動状態に差を与える制御のうち、少なくとも一方を実行する車両挙動制御部と、を有した制御装置と、
    を備え、
    前記車両挙動制御部は、
    ドライバによる操作が検出された場合には、当該車両挙動制御部による制御よりも前記ドライバの操作を優先し、
    ドライバによる操作が検出された時点での前記後輪の転舵方向とドライバによる操作に対応した前記後輪の転舵制御方向とが異なる場合には、ドライバによる操作が検出された時点での前記後輪の転舵方向とドライバによる操作に対応した前記後輪の転舵制御方向とが同じである場合に比べて、前記後輪がより緩やかに転舵するよう、制御を実行する、車両挙動制御システム。
11. さらに、前記車輪の懸架装置の減衰特性を制御するアクチュエータを備えた、請求項１０に記載の車両挙動制御システム。

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