JP6515888B2 - 車両の走行制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車などの車両の走行制御装置に係る。

車両の走行の安全性を向上させるべく、例えば下記の特許文献１に記載されているように、車両の周囲に存在する物体に接触する可能性があるときには、運転者の操舵操作の状況に基づいてステアリングホイールにトルクを付与して運転者に警報するよう構成された走行制御装置が知られている。この種の走行制御装置によれば、運転者の操舵操作の状況が考慮されない場合に比して、運転者による反射的な操舵操作を誘発する虞を低減し、運転者が自らの意思に基づいて行う操舵が妨げられる虞を低減することができる。

特開２０１０−２６４８９６号公報

〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、車両の運転者が運転中に体調を崩すなどして正常な運転を行うことができない異常が発生すると、運転者は例えば無意識に不適切な操舵操作を行うことがある。上記走行制御装置においては、運転者が異常であるか否かの判定は行われないので、運転者が異常になっても、そのことが考慮されることなく走行制御が行われる。

そのため、運転者が異常であり且つ車両の周囲に存在する物体に接触する可能性がある状況において、運転者によって不適切な操舵操作が行われると、その不適切な操舵操作に基づいてステアリングホイールにトルクが付与されることが避けられない。また、ステアリングホイールに対するトルクの付与は、運転者に警報するために行われるので、不適切な操舵操作による転舵輪の転舵に抗して、車両が周囲に存在する物体に接触することが回避されるように転舵輪を転舵することはできない。

また、運転者が異常であるか否かを判定する異常判定装置を備えた車両に、上記特許文献１に記載された走行制御装置を適用することが考えられる。異常判定装置を備えた車両においては、運転者が異常であると判定されると、車両が減速され停止せしめられる。しかし、異常な運転者によって不適切な操舵操作が行われた場合に、車両が停止するまでの過程において車両が他の物体に接触すること、車両が車線より逸脱することなどが回避されるように転舵輪を転舵することはできない。

更に、上記特許文献１に記載された走行制御装置においては、レーダなどにより車両の周囲の情報を取得し、取得した情報に基づいて車両が周囲に存在する物体に接触する可能性があるか否かを判別する必要がある。そのため、車両の周囲の情報を取得するレーダ、ＣＣＤカメラのような周囲情報取得装置が搭載されていない車両に、上記特許文献１に記載された走行制御装置を適用することはできない。

本発明の主要な課題は、周囲情報取得装置が搭載されていない車両において、運転者が運転中に異常になった場合に、他の物体との接触、車線逸脱などをできるたけ回避しつつ車両を減速させることである。

〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕
本発明によれば、運転者の操舵操作に応動して転舵輪（２０FL、２０FR）の舵角を変化させるよう構成された操舵装置（１２）と、運転者の操舵操作量（θ）を検出するよう構成された操舵操作量検出装置（１４）と、運転者が異常であるか否かを判定するよう構成された異常判定装置（１６）と、を備えた車両（１８）に適用され、車両の旋回状態量（Ｙr）を調整するよう構成された旋回状態量調整装置（５０）と、旋回状態量調整装置を制御するよう構成された制御装置（４０）と、を含み、制御装置は、運転者の操舵操作量に基づいて車両の目標旋回状態量（Ｙrt）を演算し（Ｓ１０）、異常判定装置（１６）により運転者が異常であると判定されているときには（Ｓ２０）、車両の目標旋回状態量の大きさが所定の許容範囲を越えないように車両の目標旋回状態量を補正し、補正後の車両の目標旋回状態量（Ｙrta）に基づいて旋回状態量調整装置を制御しつつ車両を減速させる（Ｓ２０〜１３０）よう構成された車両の走行制御装置（１０）（以下「基本構成の車両の走行制御装置」という）が提供される。

制御装置（４０）は、異常判定装置の判定が正常から異常へ変化したときの車両の目標旋回状態量を基準の旋回状態量（Ｙr0）として、基準の旋回状態量＋上限値演算用の許容加算値（Ｙr0＋ΔＹrplim）と基準の旋回状態量＋下限値演算用の許容加算値（Ｙr0＋ΔＹrmlim）との間の範囲として所定の許容範囲を設定し、基準の旋回状態量（Ｙr0）の大きさが大きいほど、上限値演算用の許容加算値（ΔＹrp）及び下限値演算用の許容加算値（ΔＹrm）の少なくとも一方の大きさを小さくするよう構成される。

上記の構成によれば、運転者が異常であると判定されているときには、車両の目標旋回状態量の大きさが所定の許容範囲を越えないように目標旋回状態量が補正され、補正後の目標旋回状態量に基づいて旋回状態量調整装置が制御されると共に車両が減速される。

よって、車両の旋回状態量の大きさが変化する範囲が、所定の許容範囲に対応する範囲に制限される。従って、車両の目標旋回状態量の大きさが所定の許容範囲を越えないように目標旋回状態量が補正されない場合に比して、車両が減速によって停止するまでの過程において、車線逸脱、他の物体との接触などが生じる虞を低減することができる。
運転者が異常になる前の車両の目標旋回状態量は、正常な運転者による適切な判断に基づく適切な操舵操作に基づく値であると考えられる。よって、運転者が異常になった後の車両の目標旋回状態量は、運転者が異常になったときの車両の目標旋回状態量を基準にして設定された所定の範囲内にて変化することが好ましい。
上記の構成によれば、基準の旋回状態量＋上限値演算用の許容加算値と基準の旋回状態量＋下限値演算用の許容加算値との間の範囲として所定の許容範囲が設定される。よって、基準の旋回状態量を基準にして所定の許容範囲を設定することができるので、例えば０を基準にして所定の許容範囲が設定される場合に比して、車両が旋回している状況において運転者が異常になった場合にも、車線逸脱、他の物体との接触などを防止する上で好ましい範囲に車両の旋回状態量の変化を制限することができる。
一般に、基準の旋回状態量の大きさが大きいほど、走行車線の曲率が大きく、車速が高いので、車両の旋回状態量が変化されることにより車両が早期に車線を逸脱する虞が高くなると考えられる。
上記の構成によれば、基準の旋回状態量の大きさが大きいほど、上限値演算用の許容加算値及び下限値演算用の許容加算値の少なくとも一方の大きさが小さくされる。よって、基準の旋回状態量の大きさが大きいほど、上限値演算用の許容加算値及び下限値演算用の許容加算値の少なくとも一方の大きさを小さくすることによって、上限値及び下限値の少なくとも一方の大きさを小さくすることができる。従って、基準の旋回状態量の大きさが大きいほど、上限値演算用の許容加算値及び下限値演算用の許容加算値の少なくとも一方の大きさが小さくされない場合に比して、車両が早期に車線を逸脱する虞を低減することができる。

なお、「車両の旋回状態量」は、車両のヨーレート又は車両の旋回横加速度であってよく、従って「目標旋回状態量」は、車両の旋回状態量が車両のヨーレートである場合には、目標ヨーレートであってよく、車両の旋回状態量が車両の旋回横加速度である場合には、目標旋回横加速度であってよい。

〔発明の態様〕
本発明の一つの態様においては、制御装置（４０）は、異常判定装置（１６）により運転者が異常であると判定されているときには、車両の目標旋回状態量（Ｙrt）の大きさが所定の許容範囲を越えないように且つ車両の目標旋回状態量の時間変化率の大きさが許容時間変化率を越えないように車両の目標旋回状態量を補正するよう構成される。

上記態様によれば、運転者が異常であると判定されているときには、目標旋回状態量の大きさが所定の許容範囲を越えないように且つ目標旋回状態量の時間変化率の大きさが許容時間変化率を越えないように目標旋回状態量が補正される。よって、車両の目標旋回状態量の大きさが所定の許容範囲を越えないように目標旋回状態量が補正されると共に、車両の旋回状態量の変化率の大きさが、許容時間変化率に対応する変化率に制限される。従って、目標旋回状態量の時間変化率の大きさが許容時間変化率を越えないように目標旋回状態量が補正されない場合に比して、車両の旋回状態量の変化率の大きさを低減し、車両が減速によって停止するまでの過程において、車線逸脱、他の物体との接触などが生じる虞を効果的に低減することができる。

更に、本発明の他の一つの態様においては、制御装置（４０）は、異常判定装置の判定が正常から異常へ変化したときの車両の目標旋回状態量を基準の旋回状態量（Ｙr0）として、基準の旋回状態量の大きさが大きいほど、許容時間変化率の大きさを小さくするよう構成される。

上記態様によれば、基準の旋回状態量の大きさが大きいほど、許容時間変化率の大きさが小さくされる。よって、基準の旋回状態量の大きさが大きく、車両が早期に車線を逸脱する虞が高いほど、目標旋回状態量の許容時間変化率の大きさを小さくすることができる。従って、基準の旋回状態量の大きさが大きいほど、許容時間変化率の大きさを小さくする制御が行われない場合に比して、車両が早期に車線を逸脱する虞を低減することができる。

更に、本発明の他の一つの態様においては、旋回状態量調整装置（５０）は、左右輪の制駆動力の差を制御することにより車両に付与されるヨーモーメントを調整するよう構成される。

上記態様によれば、左右輪の制駆動力の差を制御することによって車両に付与されるヨーモーメントを調整することにより、車両の旋回状態量を調整することができる。各車輪の制動力を個別に制御可能な車両であれば、車両の旋回状態量を調整するための特別の装置は不要である。

更に、本発明の他の一つの態様においては、旋回状態量調整装置（５０）は、操舵装置（７０）によって転舵輪（２０FL、２０FR）の舵角を変化させることにより車両に付与されるヨーモーメントを調整するよう構成される。

上記態様によれば、操舵装置によって転舵輪の舵角を変化させ、車両に付与されるヨーモーメントを調整することにより、車両の旋回状態量を調整することができる。よって、運転者の操舵操作によらず転舵輪の舵角を変化させることが可能な車両であれば、車両の旋回状態量を調整するための特別の装置は不要である。

更に、本発明の他の一つの態様においては、操舵装置はステアバイワイヤ式の操舵装置（７０）である。

上記態様によれば、操舵装置はステアバイワイヤ式の操舵装置であるので、ステアリングホイールのような操舵入力装置の位置に関係なく、転舵輪の舵角を変化させることができる。よって、例えば異常になった運転者が上体を操舵入力装置に預けて操舵入力装置を駆動することができない状況においても、車両の旋回状態量を調整し、車線逸脱、他の物体との接触などが生じる虞を低減することができる。

上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いられた符号が括弧書きで添えられている。しかし、本発明の各構成要素は、括弧書きで添えられた符号に対応する実施形態の構成要素に限定されるものではない。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。

本発明による車両の走行制御装置の第一の実施形態を示す概略構成図である。 第一の実施形態における走行制御ルーチンを示すフローチャートである。 図２に示されたフローチャートのステップ６０において実行される目標ヨーレートの増加変化量ΔＹrpなどの演算のサブルーチンを示すフローチャートである。 図２に示されたフローチャートのステップ１２０において実行される目標制動力Ｆbti演算のサブルーチンを示すフローチャートである。 運転者が正常から異常へ変化した時点における車両の目標ヨーレートＹr0に基づいて目標ヨーレートの許容増加変化量ΔＹrp及び許容減少変化量ΔＹrmを演算するためのマップである。 運転者が正常から異常へ変化した時点における車両の目標ヨーレートＹr0に基づいて目標ヨーレートの上限値演算用の許容加算量ΔＹrplim及び下限値演算用の許容加算量ΔＹrmlimを演算するためのマップである。 本発明による車両の走行制御装置の第二の実施形態を示す概略構成図である。 第二の実施形態における走行制御ルーチンの要部を示すフローチャートである。 運転者が正常から異常へ変化した時点における車両の目標ヨーレートＹr0が正の値である場合について、第一及び第二の実施形態の作動の例を示すタイムチャートである。 運転者が正常から異常へ変化した時点における車両の目標ヨーレートＹr0が負の値である場合について、第一及び第二の実施形態の作動の例を示すタイムチャートである。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明の幾つかの好ましい実施形態について詳細に説明する。

［第一の実施形態］
図１は、本発明の第一の実施形態にかかる車両の走行制御装置１０を示す概略構成図である。

図１において、走行制御装置１０は、操舵装置１２と、操舵操作量検出装置としての操舵角センサ１４と、異常判定装置１６と、を有する車両１８に適用されている。車両１８は、転舵輪である左右の前輪２０FL及び２０FRと、非転舵輪である左右の前輪２０FL及び２０FRとを有している。操舵装置１２は、運転者の操舵操作に応動して前輪２０FL及び２０FRの舵角を変化させるよう構成されており、図１には示されていないが、前輪２０FL及び２０FRにはエンジンから変速機を介して駆動力が供給されるようになっている。なお、本発明が適用される車両は、前輪駆動車、後輪駆動車及び四輪駆動車の何れであってもよい。

操舵装置１２は、運転者によるステアリングホイール２２の操作に応答して駆動されるラック・アンド・ピニオン型の電動パワーステアリング装置２４を含んでいる。電動パワーステアリング装置２４のラックバー２６は、タイロッド２８L及び２８Rを介して前輪２０FL及び２０FRのナックルアーム（図示せず）に連結されている。ステアリングホイール２２はステアリングシャフト３０及びユニバーサルジョイント３２を介してパワーステアリング装置２４のピニオンシャフト３４に接続されている。

図示の実施形態においては、電動パワーステアリング装置２４はラック同軸型の電動パワーステアリング装置であり、電動機３６と、電動機３６の回転トルクをラックバー２６の往復動方向の力に変換する例えばボールねじ式の変換機構３８とを有している。電動パワーステアリング装置２４は電子制御装置４０の電動式パワーステアリング装置（ＥＰＳ）制御部によって制御される。電動パワーステアリング装置２４はハウジング４２に対し相対的にラックバー２６を駆動する補助操舵力を発生することにより、運転者の操舵負担を軽減する操舵アシスト力発生装置として機能する。

なお、操舵アシスト力発生装置は、補助操舵力を発生することができる限り任意の構成のものであってよく、例えばコラムアシスト型の電動パワーステアリング装置であってもよい。更に、運転者により操舵操作される操舵入力装置はステアリングホイール２０であるが、操舵入力装置はジョイスティック型の操舵レバーであってもよい。

異常判定装置１６は、運転者が異常であるか否か、即ち運転者が正常に車両を運転することができない異常が運転者に生じているか否かを判定するよう構成されている。異常判定装置１６は、運転者が異常であるか否かを判定することができる限り、当技術分野において公知の任意の構成の装置であってよい。例えば、異常判定装置の一例が、特開２０１６−４５７１３号公報に記載されている。

各車輪の制動力は、制動装置５０の油圧回路５２によりホイールシリンダ５４FL、５４FR、５４RL、５４RR内の圧力、即ち制動圧が制御されることによって制御される。図１には示されていないが、油圧回路５２はオイルリザーバ、オイルポンプ、種々の弁装置などを含み、各ホイールシリンダの制動圧は通常時には運転者によるブレーキペダル５６の踏み込み操作に応じて駆動されるマスタシリンダ５８により制御される。更に、各ホイールシリンダの制動圧は必要に応じて油圧回路５２が電子制御装置４０の制動力制御部によって制御されることにより個別に制御される。

よって、制動装置５０は運転者の制動操作によらず各車輪の制動力を個別に制御可能であり、左右輪の制動力差によって車両１８にヨーモーメントを付与することにより、車両の旋回状態量であるヨーレートＹrを調整することができる。従って、制動装置５０は、走行制御装置１０の旋回状態量調整装置としても機能し、電子制御装置４０の走行制御部は旋回状態量調整装置を制御する制御装置として機能する。

図１に示されているように、図示の実施形態においては、操舵角センサ１４は、ステアリングシャフト３０に設けられており、操舵角θ、即ちステアリングシャフト３０の回転角度を運転者の操舵操作量として検出する。ステアリングシャフト３０には、操舵トルクＴを検出する操舵トルクセンサ６０も設けられている。操舵角θを示す信号及び操舵トルクＴを示す信号は、それぞれ電子制御装置４０の走行制御部及びＥＰＳ制御部へ入力される。電子制御装置４０の走行制御部及びＥＰＳ制御部には、異常判定装置１６から運転者が異常であるか否かを示す信号及び車速センサ６２により検出された車速Ｖを示す信号も入力され、両制御部は相互に必要な信号の授受を行う。

電子制御装置４０の各制御部は、それぞれＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力ポート装置を有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続されたマイクロコンピュータを含んでいてよい。走行制御のプログラムは、ＲＯＭに格納されており、走行制御は同制御プログラムに従ってＣＰＵにより制御される。また、操舵角センサ１４及び操舵トルクセンサ６０は、それぞれ車両の左旋回方向への操舵の場合を正として操舵角θ及び操舵トルクＴを検出する。

後に詳細に説明するように、第一の実施形態においては、電子制御装置４０の走行制御部は、図２に示されたフローチャートに従って走行制御を行う。走行制御部は、操舵角θ及び車速Ｖに基づいて車両の目標ヨーレートＹrtを演算する。走行制御部は、運転者が異常であるときには、車両のヨーレートの大きさが所定の許容範囲を越えないように且つ車両のヨーレートの時間変化率の大きさが許容時間変化率を越えないように、目標ヨーレートＹrtを補正することにより、補正後の目標ヨーレートＹrtaを演算する。更に、走行制御部は、補正後の目標ヨーレートＹrtaに基づいて車両の目標ヨーモーメントＭytを演算し、車両のヨーモーメントが目標ヨーモーメントＭytになるように、制動装置５０によって左右輪の制動力の差を制御する。

＜走行制御ルーチン＞
次に、図２に示されたフローチャートを参照して第一の実施形態に於ける走行制御ルーチンについて説明する。なお、図２に示されたフローチャートによる走行制御は、図には示されていないイグニッションスイッチがオンであるときに、所定の時間毎に繰返し実行される。図２にはステップとしては示されていないが、車両が停止すると走行制御は終了するようになっていてよい。更に、以下の説明においては、図２に示されたフローチャートによる走行制御を単に「制御」と指称する。このことは、後述の第二の実施形態についても同様である。

まず、ステップ１０においては、操舵角θ及び車速Ｖに基づいて当技術分野において公知の要領にて車両１８の目標ヨーレートＹrtが演算される。

ステップ２０においては、異常判定装置１６により運転者が異常であると判定されているか否かの判別が行われる。肯定判別が行われたときには制御はステップ４０へ進む。これに対し、否定判別が行われたときにはステップ３０において後述のステップ７０における演算に備えて補正後の目標ヨーレートＹrtaがステップ１０において演算された目標ヨーレートＹrtに設定され、その後制御は一旦終了する。

ステップ４０においては、異常判定装置１６による判定が正常から異常へ変化したか否かの判別、即ち前回及び今回のステップ２０における判別がそれぞれ否定判別及び肯定判別であるか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときには制御はステップ７０へ進み、肯定判別が行われたときには制御はステップ５０へ進む。

ステップ５０においては、運転者が正常であると判定される状況から運転者が異常であると判定される状況へ変化したときの車両１８の目標ヨーレートである基準の目標ヨーレートＹr0が、ステップ１０において演算された目標ヨーレートＹrtに設定される。

ステップ６０においては、図３に示されたフローチャートに従って、目標ヨーレートの許容増加変化量ΔＹrp（正の値）及び許容減少変化量ΔＹrm（負の値）が演算される。また、目標ヨーレートの上限値演算用の許容加算量ΔＹrplim（正の値）及び下限値演算用の許容加算量ΔＹrmlim（負の値）が演算される。

ステップ７０においては、補正後の目標ヨーレートＹrtaの前回値をＹrtafとして、下記の式（１）に従って時間変化率制限後の目標ヨーレートＹrtrが演算される。なお、下記の式（１）において、ＭＩＤは（）内の三つの数値のうち最大値及び最小値以外の値（大きさが中間の値）を意味する。
Ｙrtr＝ＭＩＤ（Ｙrta，Ｙrtaf＋ΔＹrp，Ｙrtaf＋ΔＹrm） …（１）

ステップ８０においては、時間変化率制限後の目標ヨーレートＹrtrは正であるか否かの判別、即ち左旋回方向であるか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときには制御はステップ１００へ進み、肯定判別が行われたときには制御はステップ９０へ進む。

ステップ９０においては、基準の目標ヨーレートＹr0と上限値演算用加算量ΔＹrplimとの和を目標ヨーレートの上限値Ｙrplimとして、下記の式（２）に従って補正後の目標ヨーレートＹrtaが演算される。なお、下記の式（２）において、ＭＩＮは（）内の二つの正の値のうち小さい方の値を意味する。
Ｙrta＝ＭＩＮ（Ｙrtr，Ｙrplim） …（２）

ステップ１００においては、基準の目標ヨーレートＹr0と下限値演算用加算量ΔＹrmlimとの和を目標ヨーレートの下限値Ｙrmlimとして、下記の式（３）に従って補正後の目標ヨーレートＹrtaが演算される。なお、下記の式（３）において、ＭＡＸは（）内の二つの負の値のうち大きい方の値（絶対値が小さい方の値）を意味する。
Ｙrta＝ＭＡＸ（Ｙrtr，Ｙrmlim） …（３）

ステップ１１０においては、車両１８のヨーレートを補正後の目標ヨーレートＹrtaとステップ１０において演算された目標ヨーレートＹrtとの差Ｙrta−Ｙrtに基づいて、車両１８の目標ヨーモーメントＭytが当技術分野において公知の要領にて演算される。なお、目標ヨーモーメントＭytは、前輪２０FL及び２０FRの旋回横力により発生される旋回ヨーモーメントに加えて車両１８に作用することにより、車両１８のヨーレートを補正後の目標ヨーレートＹrtaにするための左右輪の制動力差によるヨーモーメントである。

ステップ１２０においては、図４に示されたフローチャートに従って、車両１８を減速させると共に車両１８のヨーモーメントを目標ヨーモーメントＭytにするための左前輪、右前輪、左後輪及び右後輪の目標制動力Ｆbti（ｉ＝fl、fr、rl及びrr）が演算される。

ステップ１３０においては、各車輪の制動力がそれぞれ対応する目標制動力Ｆbtiになるよう制動装置５０へ指令信号が出力される。よって、車両１８が減速されると共に、車両１８のヨーモーメントが左右輪の制動力の差によって目標ヨーモーメントＭytになるよう、各車輪の制動力が制御される。

次に、図３に示されたフローチャートを参照して目標ヨーレートの増加変化量ΔＹrpなどの演算について説明する。

まず、ステップ６２においては、基準の目標ヨーレートＹr0に基づいて図５に示されたマップが参照されることにより、目標ヨーレートの許容増加変化量ΔＹrp及び許容減少変化量ΔＹrmが演算される。

図５に示されているように、許容増加変化量ΔＹrpは、正の値であり、基準の目標ヨーレートＹr0の絶対値が基準値Ｙr01（正の定数）以下であるときには一定の値ΔＹrp1である。基準の目標ヨーレートＹr0の絶対値が基準値Ｙr01を越える値であるときには、許容増加変化量ΔＹrpは、基準の目標ヨーレートＹr0の絶対値が大きくなるにつれて漸次小さくなる。これに対し、許容減少変化量ΔＹrmは、負の値であり、基準の目標ヨーレートＹr0の絶対値が基準値Ｙr01以下であるときには一定の値−ΔＹrp1である。基準の目標ヨーレートＹr0の絶対値が基準値Ｙr01を越える値であるときには、許容減少変化量ΔＹrmは、基準の目標ヨーレートＹr0の絶対値が大きくなるにつれて漸次大きくなる（絶対値が小さくなる）。

ステップ６４においては、基準の目標ヨーレートＹr0に基づいて図６に示されたマップが参照されることにより、目標ヨーレートの上限値演算用の許容加算量ΔＹrplim及び下限値演算用の許容加算量ΔＹrmlimが演算される。

図６に示されているように、上限値演算用の許容加算量ΔＹrplimは、正の値であり、基準の目標ヨーレートＹr0の絶対値が基準値Ｙr02（正の定数）以下であるときには一定の値ΔＹrplim2である。基準の目標ヨーレートＹr0の絶対値が基準値Ｙr02を越える値であるときには、許容加算量ΔＹrplimは、基準の目標ヨーレートＹr0の大きさが大きくなるにつれて漸次小さくなる。これに対し、下限値演算用の許容加算量ΔＹrmlimは、負の値であり、基準の目標ヨーレートＹr0の絶対値が基準値Ｙr02以下であるときには一定の値−ΔＹrplim2である。基準の目標ヨーレートＹr0の絶対値が基準値Ｙr02を越える値であるときには、許容加算量ΔＹrmlimは、基準の目標ヨーレートＹr0の大きさが大きくなるにつれて漸次大きくなる（絶対値が小さくなる）。

ステップ６６においては、目標ヨーレートの上限値Ｙrplimが、基準の目標ヨーレートＹr0と上限値演算用の許容加算量ΔＹrplimとの和Ｙr0＋ΔＹrplimに設定される。同様に、目標ヨーレートの下限値Ｙrmlimが、基準の目標ヨーレートＹr0と下限値演算用の許容加算量ΔＹrmlimとの和Ｙr0＋ΔＹrmlimに設定される。

次に、図４に示されたフローチャートを参照して目標制動力Ｆbtiの演算について説明する。

まず、ステップ１２１においては、車両を減速させて最終的には停止させるための車両の目標制動力Ｆvtが演算される。なお、目標制動力Ｆvtは車速Ｖが高いほど大きい値に演算されてよい。

ステップ１２２においては、車両１８の目標ヨーモーメントＭytを達成するに必要な最低限の車両の制動力として車両の目標制動力Ｆmtが演算される。例えば、車両１８のトレッドをＴdとして、目標制動力ＦmtはＭytの絶対値をＴdにて除算した値に演算される。

ステップ１２３においては、目標制動力Ｆvtが目標制動力Ｆmtよりも大きいか否かの判別、即ち目標ヨーモーメントＭytを達成するに必要な最低限の車両の制動力よりも高い制動力が必要であるか否かの判別が行われる。肯定判別が行われたときには制御はステップ１２５へ進み、否定判別が行われたときには制御はステップ１２４へ進む。

ステップ１２４においては、目標制動力Ｆmtが予め設定された前後輪配分比にて旋回内側の前後輪に配分されることにより、旋回内側の前後輪の目標制動力Ｆbtinf及びＦbtinrが演算される。なお、旋回外側の前後輪の目標制動力Ｆbtoutf及びＦbtoutrは０に設定される。

ステップ１２５においては、目標制動力Ｆvtと目標制動力Ｆmtとの差ΔＦv（＝Ｆvt−Ｆmt）が予め設定された前後輪配分比にて前輪及び後輪に配分される。また、前輪及び後輪に配分された制動力が左右輪に均等に配分されることにより、各車輪の配分制動力ΔＦvi（ｉ＝fl、fr、rl及びrr）が演算される。更に、上記ステップ１２４の場合と同様の要領にて目標ヨーモーメントＭytを達成するための目標制動力Ｆmti（ｉ＝fl、fr、rl及びrr）が演算され、各車輪の目標制動力Ｆbtiがそれぞれ目標制動力Ｆmtiと配分制動力ΔＦviとの和Ｆmti＋ΔＦviに演算される。

＜第一の実施形態の作動＞
（Ａ）運転者が正常である場合
ステップ２０において否定判別が行われるので、ステップ４０以降は実行されない。よって、車両１８には左右輪の制動力差によるヨーモーメントは付与されず、車両１８は転舵輪である前輪２０FL及び２０FRの旋回横力による旋回ヨーモーメントが作用することによって旋回する。

（Ｂ）運転者が正常から異常へ変化した場合
ステップ２０及び４０において肯定判別が行われるので、ステップ５０及び６０が実行される。ステップ５０においては、基準の目標ヨーレートＹr0が、ステップ１０において演算された目標ヨーレートＹrtに設定される。ステップ６０においては、目標ヨーレートの許容増加変化量ΔＹrp、許容減少変化量ΔＹrm及び目標ヨーレートの上限値演算用の許容加算量ΔＹrplim、下限値演算用の許容加算量ΔＹrmlimが演算される。

更に、ステップ７０以降が実行される。即ち、ステップ７０において、時間変化率制限後の目標ヨーレートＹrtrが演算され、ステップ９０又は１００において、補正後の目標ヨーレートＹrtaが演算される。ステップ１１０において、車両１８のヨーレートを補正後の目標ヨーレートＹrtaにするための目標ヨーモーメントＭytが演算され、ステップ１２０及び１３０において、目標ヨーモーメントＭytに対応するヨーモーメントが車両１８に付与されるよう、各車輪の制動力が制御される。

（Ｃ）運転者が異常である場合
ステップ２０及び４０においてそれぞれ肯定判別及び否定判別が行われ、上記（Ｂ）の場合と同様に、ステップ７０以降が実行される。

（Ｄ）運転者が異常から正常へ変化した場合
ステップ２０において否定判別が行われる。よって、上記（Ａ）の場合と同様に、車両１８には左右輪の制動力差によるヨーモーメントは付与されず、車両１８は前輪２０FL及び２０FRの旋回横力による旋回ヨーモーメントが作用することによって旋回する。

上記（Ｂ）及び（Ｃ）の場合には、ステップ７０により車両の目標ヨーモーメントの時間変化率が制限され、ステップ９０又は１００により、車両の目標ヨーモーメントが上限値Ｙrplimと下限値Ｙrmlimとの間の値に制限される。よって、運転者が異常になり、運転者により急激な操舵操作が行われたり、運転者により操舵角の変化量が大きい操舵操作が行われたりしても、車両のヨーレートが急激に大きく変化することを防止することができる。従って、車両が減速して車両が停止するまでの過程において、車両が車線を逸脱したり他の車両などに衝突したりする虞れを低減することができる。

［第二の実施形態］
図７は、前輪駆動車に適用された本発明の第二の実施形態にかかる車両の走行制御装置１０を示す概略構成図である。なお、図７において、図１に示された部材と同一の部材には図１において付された符号と同一の符号が付されている。

第二の実施形態においては、車両１８は、ステアバイワイヤ式の操舵装置７０を有しており、操舵装置７０はラック・アンド・ピニオン型のステアリング機構７２を含んでいる。ステアリングホイール２２が運転者によって操舵操作されると、ステアリング機構７２によりラックバー２６及びタイロッド２８L及び２８Rが駆動され、これにより左右の前輪２０FL及び２０FRが転舵される。

ステアリングホイール２２に連結されたステアリングシャフト７６及びステアリング機構７２のピニオンシャフト７８は相互に連結されていない。ステアリングシャフト７６には図９には示されていない減速歯車機構を介して操舵反力トルク付与用の電動機８０が連結されている。電動機８０は電子制御装置８２の操舵反力制御部によって制御され、これによりステアリングホイール２２に所要の操舵反力トルクが付与される。ピニオンシャフト７８には図９には示されていない減速歯車機構を介して転舵駆動用の電動機８４が連結されている。電動機８４は電子制御装置８２の舵角制御部によって制御され、これによりピニオンシャフト７８が回転駆動される。

なお、第二の実施形態に於いては、ピニオンシャフト７８の回転は回転−直線運動変換機構としてのラック・アンド・ピニオン型のステアリング機構７２によりラックバー２６の直線運動に変換されるようになっているが、ステアリング機構は当技術分野に於いて公知の任意の構成のものであってよい。

以上の説明から解るように、ステアリングホイール２２、ステアリング機構７２、電動機８０、８４などは、運転者の操舵操作に応じて左右の前輪２０FL及び２０FRを転舵するバイワイヤ式の操舵装置７０を構成している。この実施形態においては、操舵装置７０は、後に詳細に説明するように、必要に応じて運転者の操舵操作によらず左右の前輪２０FL及び２０FRの舵角を調整することにより、車両１８のヨーレートを調整する旋回状態量調整装置としても機能する。

ステアリングシャフト７６には操舵角θを検出する操舵角センサ１４が設けられており、操舵角センサ１４により検出された操舵角θを示す信号は、電子制御装置８２へ入力される。電子制御装置８２には車速センサ６２により検出された車速Ｖを示す信号及び回転角度センサ８６により検出されたピニオンシャフト７８の回転角度θpを示す信号も入力される。

なお、電子制御装置８２の各制御部は、それぞれＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力ポート装置を有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続されたマイクロコンピュータを含んでいてよい。走行制御のプログラムは、ＲＯＭに格納されており、走行制御は同制御プログラムに従ってＣＰＵにより制御される。また、操舵角センサ１４及び回転角度センサ８６は、それぞれ車両の左旋回方向への操舵の場合を正として操舵角θ及び回転角度θpを検出する。

後に詳細に説明するように、電子制御装置８２は、図８に示されたフローチャートに従って走行制御を行う。電子制御装置８２は、第一の実施形態の場合と同一の要領にて、操舵角θ及び車速Ｖに基づいて車両の目標ヨーレートＹrtを演算する。電子制御装置８２は、運転者が異常であるときには、車両のヨーレートの大きさが所定の許容範囲を越えないように且つ車両のヨーレートの時間変化率の大きさが許容時間変化率を越えないように、目標ヨーレートＹrtを補正することにより、補正後の目標ヨーレートＹrtaを演算する。更に、電子制御装置８２は、補正後の目標ヨーレートＹrtaに基づいて車両の目標ヨーモーメントＭytを演算し、車両のヨーモーメントが目標ヨーモーメントＭytになるように、操舵装置７０の電動機８４を制御して前輪２０FL及び２０FRの舵角を制御する。

＜走行制御ルーチン＞
次に、図８に示されたフローチャートを参照して第二の実施形態における走行制御ルーチンについて説明する。なお、図８において、図２に示されたステップと同一のステップには、図２において付されたステップ番号と同一のステップ番号が付されている。

図８においては、ステップ１０〜７０の図示が省略されているが、ステップ１０〜１１０は上述の第一の実施形態の場合と同様に実行される。ステップ１１０が完了すると、制御はステップ１４０へ進む。なお、第二の実施形態のステップ１１０においては、車両の目標ヨーモーメントＭytは、前輪２０FL及び２０FRの旋回横力により発生されるべきヨーモーメントとして演算される。

ステップ１４０においては、車両の目標ヨーモーメントＭytを達成するための前輪２０FL及び２０FRの目標舵角δtが、目標ヨーモーメントＭyt及び車速Ｖに基づいて当技術分野において公知の要領にて演算される。

ステップ１５０においては、前輪２０FL及び２０FRの舵角が目標舵角δtになるように、操舵装置７０の電動機８４が制御される。

ステップ１６０においては、第一の実施形態におけるステップ１２１と同様に、車両を減速させて最終的には停止させるための車両の目標制動力Ｆvtが演算される。なお、目標制動力Ｆvtは車速Ｖが高いほど大きい値に演算されてよい。更に、目標制動力Ｆvtが予め設定された前後輪配分比にて前輪及び後輪に配分され、前輪及び後輪に配分された制動力が左右輪に均等に配分されることにより、各車輪の目標制動力Ｆbti（ｉ＝fl、fr、rl及びrr）が演算される。

ステップ１７０においては、各車輪の制動力がそれぞれ対応する目標制動力Ｆbtiになるよう制動装置５０へ指令信号が出力され、車両１８全体の制動力が目標制動力Ｆvtになるよう制御される。

＜第二の実施形態の作動＞
第二の実施形態における上記（Ａ）〜（Ｄ）の作動は、基本的には第一の実施形態と同一である。ただし、上記（Ｂ）及び（Ｃ）の場合には、車両のヨーモーメントが目標ヨーモーメントＭytになるように、操舵装置７０の電動機８４が制御されることによって前輪２０FL及び２０FRの舵角が制御される点が異なる。
＜第一及び第二の実施形態の作動の具体例＞

次に、図９及び図１０を参照して、第一及び第二の実施形態の作動の具体例について説明する。図９及び図１０は、基準の目標ヨーレートＹr0がそれぞれ正の値及び負の値である場合について、第一及び第二の実施形態の作動の例を示すタイムチャートである。図９及び図１０に示されているように、運転者が異常になった後に、運転者が左旋回方向へ急激に大きく操舵し、その後右旋回方向へ急激に大きく操舵したとする。

図９に示された例においては、基準の目標ヨーレートＹr0は正の値であるので、上限値Ｙrplimは上限値演算用の許容加算量ΔＹrplimよりも大きく、下限値Ｙrmlimの大きさは下限値演算用の許容加算量ΔＹrmlimよりも小さい。しかし、目標ヨーレートＹrtは急激に増大して上限値Ｙrplimよりも大きくなるので、補正後の目標ヨーレートＹrtaの増大率は目標ヨーレートＹrtの増大率よりも小さくされ、補正後の目標ヨーレートＹrtaは上限値Ｙrplimを越えないよう大きさが制限される。また、目標ヨーレートＹrtは最大値に到達した後に急激に減少するが、補正後の目標ヨーレートＹrtaの減少率は目標ヨーレートＹrtの減少率よりも小さくされる。

図１０に示された例においては、基準の目標ヨーレートＹr0は負の値であるので、上限値Ｙrplimは上限値演算用の許容加算量ΔＹrplimよりも小さく、下限値Ｙrmlimの大きさは下限値演算用の許容加算量ΔＹrmlimよりも大きい。よって、補正後の目標ヨーレートＹrtaの増大率が目標ヨーレートＹrtの増大率よりも小さくされるだけでなく、左旋回方向の目標ヨーレートＹrtが図９に示された例の場合より小さくても、補正後の目標ヨーレートＹrtaは上限値Ｙrplimによる制限を受けた値になる。また、目標ヨーレートＹrtが最大値に到達した後に急激に減少する際にも、補正後の目標ヨーレートＹrtaの減少率は目標ヨーレートＹrtの減少率よりも小さくされる。更に、右旋回方向の目標ヨーレートＹrtの大きさが図９に示された例の場合よりも大きくなった段階で、補正後の目標ヨーレートＹrtaが下限値Ｙrmlimによる制限を受けた値になる。

第一及び第二の実施形態によれば、運転者が異常になり、例えば無意識の操舵操作により操舵角が大きく変化しても、車両のヨーレートの変化率及び大きさが制限される。よって、車両のヨーレートの変化率及び大きさが制限されない場合に比して、異常になった運転者による不適切な操舵操作に起因して車両のヨーレートの変化率及び大きさが大きくなる度合を低減することができる。従って、車両が停止するまでの過程において、車両が車線から逸脱する虞及び車両が他の車両などに衝突する虞を低減することができる。

また、第一及び第二の実施形態によれば、ＣＣＤカメラのような車両１８の周囲の状況を把握するための装置は不要であり、車線に対する車両１８の関係を制御する車線逸脱防止制御などが行われる必要もない。よって、車線逸脱防止制御などが行われる車両の場合に比して、運転者が異常になって車両を停止させる際に、単純且つ低廉な構造にて車両が車線から逸脱する虞及び車両が他の車両などに衝突する虞を低減することができる。

また、第一及び第二の実施形態によれば、運転者が異常であるときの車両の目標ヨーレートの許容範囲を決定する上限値Ｙrplim及び下限値Ｙrmlimは、基準の目標ヨーレートＹr0を基準にして、それぞれ和Ｙr0＋ΔＹrplim及び和Ｙr0＋ΔＹrmlimに設定される。よって、運転者が正常から異常へ変化したときの車両の目標ヨーレートの如何に関係なく車両の目標ヨーレートの許容範囲が０を基準にして設定される場合に比して、車両の目標ヨーレートが不適切な範囲にて変動する虞を低減することができる。従って、車両の目標ヨーレートの許容範囲が０を基準にして設定される場合に比して、車両が停止するまでの過程において、車両が車線から逸脱する虞及び車両が他の車両などに衝突する虞を効果的に低減することができる。

特に、図５に示されているように、目標ヨーレートの時間変化率を決定する増加変化量ΔＹrp及び減少変化量ΔＹrmの大きさは、基準の目標ヨーレートＹr0の絶対値が基準値Ｙr01を越えるときには、基準の目標ヨーレートＹr0の絶対値が大きくなるにつれて漸次小さくなる。よって、基準の目標ヨーレートＹr0の絶対値が大きいほど補正後の目標ヨーレートＹrtaの時間変化率の大きさを小さくし、補正後の目標ヨーレートＹrtaの変化速度の大きさを小さくすることができる。

また、図６に示されているように、上限値演算用加算量ΔＹrplim及び下限値演算用加算量ΔＹrmlimの大きさは、基準の目標ヨーレートＹr0の絶対値が基準値Ｙr02を越えるときには、基準の目標ヨーレートＹr0の絶対値が大きくなるにつれて漸次小さくなる。よって、基準の目標ヨーレートＹr0の絶対値が大きいほど補正後の目標ヨーレートＹrtaの大きさの最大値を小さくし、補正後の目標ヨーレートＹrtaの許容変化範囲の大きさを小さくすることができる。

特に、目標ヨーモーメントＭytは、第一の実施形態においては、車輪の制動力が制御されることにより発生され、第二の実施形態においては、ステアリングホイール２２を回転させることなく前輪２０FL及び２０FRの舵角を変化させることにより発生される。よって、例えば運転者が上体をステアリングホイール２２に預けており、ステアリングホイール２２を回転させることができない状況においても、目標ヨーモーメントＭytに対応するヨーモーメントを発生させることができる。

以上においては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

例えば、上述の各実施形態においては、「車両の旋回状態量」は、車両のヨーレートであるが、車両のヨーレートが車両の旋回横加速度に置き換えられてもよく、その場合には、「目標旋回状態量」は、目標旋回横加速度であってよい。

また、上述の各実施形態においては、目標ヨーレートの時間変化率を決定する増加変化量ΔＹrp及び減少変化量ΔＹrmの大きさは、図５に示されているように、基準の目標ヨーレートＹr0の絶対値が基準値Ｙr01を越えるときには、基準の目標ヨーレートＹr0の絶対値が大きくなるにつれて漸次小さくなる。しかし、増加変化量ΔＹrp及び減少変化量ΔＹrmの少なくとも一方の大きさが、基準の目標ヨーレートＹr0が正の領域及び負の領域の少なくとも一方において、一定に設定されてもよい。

また、上述の各実施形態においては、目標ヨーレートの許容範囲を決定する上限値演算用加算量ΔＹrplim及び下限値演算用加算量ΔＹrmlimの大きさは、図６に示されているように、基準の目標ヨーレートＹr0の絶対値が基準値Ｙr02を越えるときには、基準の目標ヨーレートＹr0の絶対値が大きくなるにつれて漸次小さくなる。しかし、上限値演算用加算量ΔＹrplim及び下限値演算用加算量ΔＹrmlimの少なくとも一方の大きさが、基準の目標ヨーレートＹr0が正の領域及び負の領域の少なくとも一方において、一定に設定されてもよい。

また、上述の第一の実施形態においては、各車輪の制動力が制御されることにより、車両のヨーモーメントが目標ヨーモーメントＭytになるように制御される。しかし、各車輪の制動力及び駆動輪の駆動力が制御されることにより、車両のヨーモーメントが目標ヨーモーメントＭytになるように制御されてもよい。

特に、上述の第一の実施形態においては、目標制動力Ｆvtが目標制動力Ｆmt以下であるときには、目標制動力Ｆmtが旋回内側前後輪に配分されるので、車両の減速度が目標制動力Ｆvtに対応する減速度よりも高くなる。よって、例えば旋回内輪の制動力及び旋回外輪の駆動力によって目標ヨーモーメントＭytが達成されると共に、車両全体の制動力が目標制動力Ｆvtになるよう、各車輪の制駆動力が制御されてもよい。

また、上述の第二の実施形態においては、操舵装置はステアバイワイヤ式の操舵装置７０であり、ステアリングホイール２２を回転させることなく前輪２０FL及び２０FRの転舵角を変化させることができる。しかし、第一の実施形態における操舵装置１２のように電動パワーステアリング装置２４を含んでおり、電動パワーステアリング装置の出力が高い場合には、前輪２０FL及び２０FRの転舵角が電動パワーステアリング装置によって変化されるよう修正されてもよい。

また、上述の第一及び第二の実施形態の構成が組み合わされて実施されてもよい。その場合には、上述の各実施形態の制御における制御量を各実施形態単独の場合の制御量よりも低減することができる。

１０…走行制御装置、１２…操舵装置、１４…操舵角センサ、１６…異常判定装置、１８…車両、２４…電動パワーステアリング装置、４０…電子制御装置、５０…制動装置、６０…操舵トルクセンサ、６２…車速センサ、７０…操舵装置、７２…ステアリング機構、８２…電子制御装置

Claims (6)

1. 運転者の操舵操作に応動して転舵輪の舵角を変化させるよう構成された操舵装置と、運転者の操舵操作量を検出するよう構成された操舵操作量検出装置と、運転者が異常であるか否かを判定するよう構成された異常判定装置と、を備えた車両に適用され、車両の旋回状態量を調整するよう構成された旋回状態量調整装置と、前記旋回状態量調整装置を制御するよう構成された制御装置と、を含み、前記制御装置は、運転者の操舵操作量に基づいて車両の目標旋回状態量を演算し、前記異常判定装置により運転者が異常であると判定されているときには、車両の目標旋回状態量の大きさが所定の許容範囲を越えないように車両の目標旋回状態量を補正し、補正後の車両の目標旋回状態量に基づいて前記旋回状態量調整装置を制御しつつ車両を減速させるよう構成された車両の走行制御装置において、
   前記制御装置は、前記異常判定装置の判定が正常から異常へ変化したときの車両の目標旋回状態量を基準の旋回状態量として、前記基準の旋回状態量＋上限値演算用の許容加算値と前記基準の旋回状態量＋下限値演算用の許容加算値との間の範囲として前記所定の許容範囲を設定し、前記基準の旋回状態量の大きさが大きいほど、前記上限値演算用の許容加算値及び前記下限値演算用の許容加算値の少なくとも一方の大きさを小さくするよう構成された車両の走行制御装置。
2. 請求項１に記載の車両の走行制御装置において、前記制御装置は、前記異常判定装置により運転者が異常であると判定されているときには、車両の目標旋回状態量の大きさが所定の許容範囲を越えないように且つ車両の目標旋回状態量の時間変化率の大きさが許容時間変化率を越えないように車両の目標旋回状態量を補正するよう構成された車両の走行制御装置。
3. 請求項２に記載の車両の走行制御装置において、前記制御装置は、前記異常判定装置の判定が正常から異常へ変化したときの車両の目標旋回状態量を基準の旋回状態量として、前記基準の旋回状態量の大きさが大きいほど、前記許容時間変化率の大きさを小さくするよう構成された車両の走行制御装置。
4. 請求項１乃至３の何れか一つに記載の車両の走行制御装置において、前記旋回状態量調整装置は、左右輪の制駆動力の差を制御することにより車両に付与されるヨーモーメントを調整するよう構成された車両の走行制御装置。
5. 請求項１乃至３の何れか一つに記載の車両の走行制御装置において、前記旋回状態量調整装置は、前記操舵装置によって前記転舵輪の舵角を変化させることにより車両に付与されるヨーモーメントを調整するよう構成された車両の走行制御装置。
6. 請求項５に記載の車両の走行制御装置において、前記操舵装置はステアバイワイヤ式の操舵装置である車両の走行制御装置。

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