JPWO2018230341A1 - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、加減速指令を演算するために必要な情報がセンサの故障などで検出できない場合でも、外界情報に応じて、代替センサ情報による推定結果を用いた、加減速指令の演算結果に補正を加えることで、加減速制御を継続可能とする。車両０の横運動情報を含む車両挙動情報を取得する車両挙動情報取得部３１と、車両挙動情報取得部３１で取得した横運動情報に応じて加減速制御する加減速制御部３９と、車両挙動情報の異常の有無を診断し、診断情報を出力する診断部３７と、横運動情報と診断情報とに基づき、代替制御の可否を判断する代替可否判断部３８と、を備える。

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

これまで、ドライバのステアリング操作により発生する横加加速度に基づく加減速制御により、エキスパートドライバと同様の加減速を行う装置が提案されている（特許文献１）。このような制御を行うにあたり、横加加速度を直接検出するのではなく、操舵角やロールレイトから発生する横加加速度を推定し、加減速を行う方法が提案されている（特許文献２）。

特開２００８−２８５０６６号公報 特開２００９−１０７４４７号公報

しかしながら、横加加速度を推定するために必要な操舵角などがセンサの故障などで検出できない場合、エキスパートドライバと同様の加減速制御によるドライバの運転アシストが実施不可となり、乗り心地の低下や緊急回避時の回避性能が低下する。

本発明は、加減速指令を演算するために必要な情報がセンサの故障などで検出できない場合でも、外界情報に応じて、代替センサ情報による推定結果を用いた、加減速指令の演算結果に補正を加えることで、加減速制御を継続可能とすることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の車両制御装置は、車両の横運動情報を含む車両挙動情報を取得する車両挙動情報取得部と、該車両挙動情報取得部で取得した前記横運動情報に応じて加減速制御する加減速制御部と、前記車両挙動情報の異常の有無を診断し、診断情報を出力する診断部と、前記横運動情報と前記診断情報とに基づき、代替制御の可否を判断する代替可否判断部と、を備える。

本発明によれば、加減速指令を演算するために必要な情報がセンサの故障などで検出できない場合でも、外界情報に応じて、代替センサ情報による推定結果を用いた、加減速指令の演算結果に補正を加えることで、加減速制御を継続可能とすることができる。

本発明に係る車両制御装置の一実施形態が適用された車両を示す概略構成図。 本発明の実施形態１による車両運動制御装置の構成を示すシステムブロック図。 本発明の実施形態１による車両運動制御手段の構成を示すシステムブロック図。 本発明の実施形態１による前後加速度指令値演算部の構成を示すシステムブロック図。 本発明の実施形態１による情報代替可否判断部において、操舵角情報が異常値となった場合のフローチャート。 旋回半径が40mのカーブを、ドライバのハンドル操作のみで追従するように走行した場合の走行軌跡のイメージ図。 図５のステップ１０７で、前後加速度制御が中止となった場合の、前後加速度指令のふるまいの一例を表すグラフ。 本発明の実施形態１による前後加速度指令値補正演算部において、操舵角情報が異常値となった場合の、前後加速度指令の補正値の演算例を示すフローチャート。 本発明の実施形態１による前後加速度最終指令値演算部において、操舵角情報が異常値となった場合の、前後加速度指令の演算例を示すフローチャート。 操舵角情報が取得可能および、不可能な場合の操舵角と、代替情報であるヨーレイト、前後加速度指令値を示すグラフ。 図１０のように走行した場合の、走行軌跡に対する障害物の関係図。 図１０のように走行する場合の、前後加速度指令値の補正方法を説明するグラフ。 本発明の実施形態２による車両運動制御手段の構成を示すシステムブロック図。 本発明の実施形態２によるヨーモーメント指令値演算部の構成を示すシステムブロック図。 本発明の実施形態２によるヨーモーメント指令値補正演算部において、操舵角情報が異常値となった場合の、ヨーモーメント指令の補正値の演算例を示すフローチャート。 本発明の実施形態２によるヨーモーメント最終指令値演算部において、操舵角情報が異常値となった場合の、ヨーモーメント指令の演算例を示すフローチャート。 本発明の実施形態１と実施形態２を組み合わせた場合の前後加速度指令値とヨーモーメント指令値の一例を表すグラフ。

本発明の実施形態１として、車載センサから取得した情報や、車両挙動センサから取得した情報を基に演算する車両運動制御として、車両挙動センサから取得した車両の横運動情報（具体的には、横加加速度）に応じて、コーナ旋回開始時には減速し、コーナ旋回脱出時には加速する、前後加減速制御を例に説明する。

以下、本発明を適用した実施形態１について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係る車両制御装置の一実施形態が適用された車両１を示す概略構成図である。

図1に示される車両０は、前輪駆動車であり、前後左右に車輪１、２、３、４を備え、前輪１、２には、例えばガソリンエンジン（電動モータなどでも可）や変速機等で構成される駆動力発生装置１３からの回転駆動力が伝達されるようになっている。前記各車輪１、２、３、４には、その回転速度（回転数）を検出する車輪速センサ９、１０、１１、１２が付設されている。

また、車両０は、ステアリング１４、アクセルペダル１５、ブレーキペダル１６を備え、ドライバによる各操作量を、操舵角センサ２０、アクセルセンサ２１、ブレーキセンサ２２によって検出する。前記各車輪１、２、３、４には、ブレーキ６、７、８、９も付設されており、前記ブレーキセンサ２２の値や、Electronic Stability Controlユニット（以下、ESC）１８からの指令値に応じて、前記各車輪に１、２、３、４に制動力を発生させることができるようになっている。

その他に、車両運動情報を検出する、横加速度センサ２３、ヨーレイトセンサ２４、ロールレイトセンサ２５を備え、さらに、ステレオカメラ１７を備え、これにより、車両０前方の立体物データや白線データ等の前方情報を取得することができる。

以上、車両０に備えられている各センサ情報に基づいて、前後加速度制御手段１９にて、前後加速度指令値を演算し、その演算結果をESC１８、駆動力発生装置１３に送信することで、前後加速度制御を実施することができる。

次に、図２を用いて、本発明の実施形態１による車両運動制御装置の構成について説明する。図２は、本発明の実施形態１による車両運動制御装置の構成を示すシステムブロック図である。

実施形態１の車両運動制御装置は、車両に搭載されるものであり、ドライバによる操作量（ドライバ入力情報）および自車両の運動状態（車両運動情報）、自車両の周囲環境情報（外界情報）を取得する車両情報取得手段（車両挙動情報取得部）３１と、制駆動力アクチュエータなどへ制御指令を与える車両運動制御演算手段（加減速制御部）３２と、車両運動制御演算手段３２からの指令を基に、各車輪に制駆動トルクを発生させる車輪制駆動トルクアクチュエータ３３と、を備える。

車両情報取得手段３１には、ドライバ入力情報３４として、操舵角、マスタシリンダ圧、アクセルペダルストローク量、などが入力され、また、車両運動情報３５として、自車両の車体速、前後加速度、横加速度、ヨーレイト、などが入力される。さらに、外界情報３６として、前方障害物との衝突予想時間TTC（Time to Collision、以下TTC）などが入力される。

車両運動制御演算手段３２は、車両情報取得手段３１から得られた情報から、車両運動制御量を演算し、車輪制駆動トルクアクチュエータ３３の制駆動制御量を演算する。

車輪制駆動トルクアクチュエータ３３は、各車輪に制駆動トルクを発生させるアクチュエータであり、各車輪のブレーキディスクにブレーキパッド、もしくはドラムにシューを押し付けることで、制動トルクを発生させるブレーキアクチュエータであっても、エンジンにより発生したエンジントルクを、変速機を介して各車輪に伝えて制駆動トルクを発生させるエンジン制駆動アクチュエータであっても、モータトルクを各車輪に伝えて制駆動トルクを発生させる制駆動モータアクチュエータであってもよい。

次に、図３〜図９を用いて、本発明の車両運動制御演算手段３２における車輪制駆動トルクアクチュエータの制御指令演算方法について説明する。

図３は、本発明の実施形態１による車両運動制御演算手段３２の制御ブロック図である。

車両運動制御演算手段３２は、図３に示すように、情報異常診断部（診断部）３７、情報代替可否判断部３８、前後加速度指令値演算部（加減速制御部）３９、からなる。

情報異常診断部３７は、前後加速度指令値演算部３９で使用する、ドライバ入力情報３４の操舵角や車両運動情報３５の横加速度などの情報がそれぞれ正常かどうかを診断し、正常の場合は、情報代替可否判断部３８および前後加速度指令値演算部３９に、それぞれの情報について異常無の診断結果を入力し、正常でない場合は、情報代替可否判断部３８および前後加速度指令値演算部３９に、それぞれの情報について異常有の診断結果を入力する。

情報代替可否判断部３８は、情報異常診断部３７から、それぞれの情報について異常有の診断結果が入力された場合、異常有と診断された情報について、車両運動情報３５から取得した横運動情報や、外界情報３６から取得した情報から、急操舵か否かを判断し、情報代替の可否および、前後加速度指令値の補正の有無を判断する。

前後加速度指令値演算部３９は、車両情報取得手段３１から取得した情報と、情報異常診断部３７と情報代替可否判断部３８の判断結果に基づいて、車両の横運動に連係した前後加速度指令値を演算する。

図４に、前後加速度指令値演算部３９での制御ブロック図を示す。

前後加速度指令値演算部３９は、図４に示すように、前後加速度指令値補正演算部（指令値補正部）４０、前後加速度最終指令値演算部４１、からなる。

前後加速度指令値補正演算部４０では、情報異常診断部３７および、情報代替可否判断部３８、の結果に基づいて、ドライバ入力情報３４、車両運動情報３５、外界情報３６、を用いて、前後加速度指令の補正値を演算し、その結果を、前後加速度最終指令値演算部４１に入力する。

前後加速度最終指令値演算部４１では、情報異常診断部３７および、情報代替可否判断部３８、の結果より、ドライバ入力情報３４、車両運動情報３５、外界情報３６、前後加速度指令値補正演算部４０、の結果を用いて、最終的な前後加速度指令値を演算し、出力する。

情報代替可否判断部３８の、情報代替可否の診断例を示すフローチャートを、ドライバ入力情報３４から入力される操舵角が異常有と診断され、代替情報であるヨーレイトに代替する場合を例に説明する。ここでは、前後加速度指令値の演算に必要な横加加速度を、操舵角から算出する場合を想定しているが、もちろん、ロールレイトや横加速度など横加加速度が算出可能な車両運動情報でもよい。また、操舵角の代替情報をヨーレイトとするが、もちろん、ロールレイトや横加速度など横加加速度が算出可能な車両運動情報は、代替情報として使用することができる。

図５に、操舵角情報が異常有と診断された場合の、情報代替可否判断部３８の診断フローチャートの例を示す。

図５に示されるフローチャートでは、ステップ１０１において、情報異常診断部３７の結果から、操舵角情報が異常値かどうかを判断し、異常値の場合はステップ１０２に進み、異常値でない場合はステップ１０３に進む。

ステップ１０３では、ステップ１０１の結果より、他のセンサ情報への代替が不要であるため、前後加速度指令値補正演算部４０に、補正「無」の情報、前後加速度最終指令値演算部１１に、補正「無」、代替「中止」の情報を出力する。
ステップ１０２は、外界情報３６から、障害物情報が取得できているか判断し、取得できている場合はステップ１０４に進み、取得できていない場合はステップ１０５に進む。

ステップ１０２では、ステアリング操作による横加加速度が発生する前に、障害物情報を取得することで、急操舵によって、操舵角に対して、代替センサ情報であるヨーレイトの位相遅れが大きい場合でも、前後加速度指令値に補正を加えることができるため、障害物情報が取得できているかを判断する。

ステップ１０４では、ステップ１０２の結果より、操舵角とヨーレイトの位相差が大きいが、障害物情報が取得できているため、前後加速度指令値補正演算部４０に、補正「有」の情報、前後加速度最終指令値演算部４１に、補正「有」、代替「実行」の情報を出力する。

ステップ１０５は、横加加速度が、あらかじめ任意に設定した閾値と比較し、閾値以下の場合はステップ１０６に進み、閾値以上の場合はステップ１０７に進む。

ステップ１０５では、ステアリング操作によって車両に発生した横加加速度と、あらかじめ任意に設定した、急操舵時に発生する横加加速度（閾値）を比較することで、センサ異常によって取得できない操舵角と、代替センサ値となるヨーレイトの位相差（時間遅れ）の大小を判断する。

ここで、前記急操舵の一例を図６に示す。
図６は、走行路面の摩擦係数μ（以下、路面μ）が高いとき（例えば、路面μ＝0.8）に、旋回半径が40m（以下、R40）のカーブを、進入車速50km/hと70km/hで、アクセルおよびブレーキ操作は行わず、ドライバのハンドル操作のみでR40のラインに追従するように走行した場合の走行軌跡のイメージ図である。車両およびタイヤの運動性能から、進入車速50km/hの場合は、R40のラインに沿って走行可能であるが、進入車速70km/hの場合は、R40のラインに沿って走行することができなくなる。このような場合、一般的に、進入車速50km/hに対して70km/hの操舵量および操舵角速度が大きくなり、タイヤ力の非線形性の影響で、操舵角に対するヨーレイトの応答遅れが発生してくる。そのため、R40のラインに追従でる最大の進入車速で走行した場合の横加加速度のピーク値を、ステップ１０５で用いる閾値Xに設定し、横加加速度Ｙが、Ｙ＜＝Ｘの場合は、操舵角に対するヨーレイトの位相遅れが小さいと判断して、ヨーレイトへの切り替えを可能とし、Ｙ＞Ｘの場合は、操舵角に対するヨーレイトの位相遅れが大きいと判断し、ヨーレイトへの切り替えを不可能と判断する。ただし、路面μが低い場合（例えば、圧雪路など）は、路面μが高い場合と比べて、タイヤ力の影響で、操舵角に対するヨーレイトの応答遅れが発生する車速が低くなる。そこで、例えば、ブラッシュタイヤモデルを用いて算出した、縦方向（進行方向）のタイヤのすべり率の値を逐次監視し、その値に応じて、横加加速度の閾値を変更するテーブルを設定してもよい。ここで、すべり率とは、タイヤの回転面の方向の速度成分uとタイヤの動半径R₀、タイヤの回転角速度ωを用いて、制動時は、

駆動時は、

で表され、s（路面μ：高）とs（路面μ：低）の関係は、制動時および駆動時それぞれ以下のようになる。

制動時（s＞0）、
s（路面μ：高）＜s（路面μ：低）
駆動時（s＜0）、
s（路面μ：高）＞s（路面μ：低）

また、ステップ１０５では、急操舵を判断する横運動情報に、横加加速度を用いたが、ヨー角加速度やロールレイト、横加加速度の微分値など、横運動の変化速度を判断できるものであれば使用することが可能である。また、急操舵を予想する外界情報に、実施形態１の車両では、ステレオカメラから取得できる障害物情報を用いたが、ナビゲーション情報から取得可能な前方コーナの曲率情報などを使用することが可能である。

さらに、図５では、情報可否判断に、横運動情報と外界情報の２つを用いているが、もちろん、車両構成によっては、横運動情報のみ用いてもよいし、外界情報のみを用いて判断してもよい。また、ステップ１０５において、横加加速度が閾値以下の場合は、ステップ１０６に進み、補正値無しでヨーレイト情報に代替可能としているが、より前後加速度制御の応答性を高めるため、前後加速度指令値に補正を加えてもよい。

ステップ１０６では、操舵角とヨーレイトの位相差が小さいため、前後加速度指令値補正演算部４０に、補正「無」の情報、前後加速度最終指令値演算部４１に、補正「無」、代替「実行」の情報を出力する。

ステップ１０７では、ステップ１０５の結果より、操舵角とヨーレイトの位相差が大きく、障害物情報、曲率情報ともに取得できていないため、前後加速度指令値補正演算部４０に、補正「無」の情報、前後加速度最終指令値演算部４１に、補正「無」、代替「中止」の情報を出力する。

ここで、図７に、ステップ１０７で、前後加速度制御が中止となった場合の、前後加速度指令のふるまいの一例を表すグラフを示す。

図７は、急操舵でない場合（破線）と急操舵の場合（実線）の操舵角、横加加速度、前後加速度指令値の時系列グラフを示す。また、横加加速度と前後加速度指令値のグラフにはステップ１０５において急操舵を判断するために用いる閾値Ｘを表している。急操舵の場合は、横加加速度が閾値以上となると、代替制御が中止される。しかし、中止と判断され、前後加速度指令値を即座に0としてしまうと、急激な減速度抜けによって車両挙動が不安定になってしまう可能性がある。そのため、一例として、前後加速度指令値のグラフに示すように、本来、代替情報による前後加速度指令値が発生している間は、閾値の値で減速度が一定となる減速度を発生させることで、急激な減速度の変化を防ぐことができる。

以上のように代替情報への切り替え可否判断を行うことで、横運動情報および、外界情報を用いて走行シーンを判断し、補正を加えることで、前後加速度制御が代替情報によって継続可能か否かを判断することができる。

前後加速度指令値補正演算部４０の前後加速度指令値補正を実行するか否かを判断するフローチャートを、図５に示す、情報代替可否判断部３８の診断フローチャートと同様に、ドライバ入力情報３４から入力される操舵角が異常有と診断された場合を例に説明する。

図８に、操舵角情報が異常有と診断された場合の、前後加速度指令値補正演算部４０の前後加速度指令の補正値の演算フローを表すフローチャートの例を示す。

図８に示したフローチャートでは、ステップ１０８において、情報異常診断部３７の結果から、操舵角情報に異常が有るかどうかを判断し、異常が有る場合はステップ１０９に進み、異常がない場合はステップ１１０に進む。

ステップ１０９は、情報代替可否判断部３８の結果から、前後加速度指令値に補正を加える必要があるかどうかを判断し、補正が必要な場合はステップ１１１に進み、補正が不必要な場合はステップ１１０に進む。

ステップ１１０では、ステップ１０８の結果より、操舵角情報に異常がなく、前後加速度最終指令値演算部４１で演算する前後加速度指令値に補正を加える必要がないため、補正値算出「無」の情報を出力する。

ステップ１１１は、ステップ１０９の結果から、前後加速度指令値の補正が必要であるため、補正値算出「有」の情報を出力し、ステップ１１２に進む。

ステップ１１２は、ステップ１１１の結果から、ドライバ入力情報３４、車両運動情報３５、外界情報３６、の情報を用いて、前後加速度指令の補正値を演算し、出力する。

以上のように前後加速度指令の補正値演算の実行可否判断を行うことで、情報異常診断部３７および、情報代替可否判断部３８、から得た情報に基づいて、情報異常の有無および、前後加速度指令値補正の要否を判断し、前後加速度指令値の補正が必要な場合のみ、前後加速度指令の補正値を演算することができる。

前後加速度最終指令値演算部４１の前後加速度指令値に補正値を加えるかどうかを判断するフローチャートを、図９に示す、情報代替可否判断部３８の診断フローチャートと同様に、ドライバ入力情報３４から入力される操舵角が異常有と診断された場合を例に説明する。

図９に、操舵角情報が異常有と診断された場合の、前後加速度最終指令値演算部４１の前後加速度指令の演算フローを示すフローチャートの例を示す。

図９に示されるフローチャートでは、ステップ１１３において、情報異常診断部３７の結果から、操舵角情報に異常が有るかどうかを判断し、異常が有る場合はステップ１１４に進み、異常がない場合はステップ１１５に進む。

ステップ１１４は、情報代替可否判断部３８の結果から、操舵角情報の代替情報であるヨーレイトに代替可能かを判断し、代替可能な場合はステップ１１６に進み、代替不可能な場合はステップ１１７に進む。

ステップ１１６は、情報代替可否判断部３８の結果から、前後加速度指令値の補正が必要かを判断し、補正が必要な場合はステップ１１８に進み、補正が不要な場合はステップ１１９に進む。

ステップ１１５では、操舵角情報に異常がないため、従来通り、補正無しで操舵角情報による前後加速度指令値の演算を実行する。

ステップ１１７では、操舵角情報が異常かつ、代替情報であるヨーレイトに代替が不可能であるため、前後加速度指令値の演算が不可能と判断する。つまり、この場合は、前後加速度制御は中止される。

ステップ１１８では、操舵角情報が異常で、代替情報であるヨーレイトに代替可能であるが、操舵角とヨーレイトの位相差が大きく、前後加速度指令値に補正が必要であるため、補正有りでヨーレイト情報による前後加速度指令値の演算を実行する。

ステップ１１９では、操舵角情報が異常だが、代替情報であるヨーレイトに代替可能であり、操舵角とヨーレイトの位相差も小さいため、前後加速度指令値に補正を加える必要がなく、補正無しでヨーレイト情報による前後加速度指令値の演算を実行する。

以上のように前後加速度最終指令値の演算を行うことで、情報異常診断部３７および、情報代替可否判断部３８、から得た情報に基づいて、情報異常の有無および、代替情報への代替可否、前後加速度指令値補正の要否を判断し、各状況に応じて、前後加速度制御による効果が最大となる前後加速度指令値の演算を実行することができる。

次に、図１〜図９で説明したシステム構成および、フローチャートによる実施例を、図１０〜図１２を用いて、具体的な走行シーンを例に説明する。

図１０に、前方の障害物を操舵入力によって回避する場合の、情報が取得可能および、不可能な場合の操舵角とヨーレイト、前後加速度指令値の時系列グラフを示す。前後加速度指令値には、操舵角情報が取得可能な場合の前後加速度指令値、（１）前後加速度制御実行不可と（２）補正無しでヨーレイト情報による前後加速度制御、（３）補正有りでヨーレイト情報による前後加速度制御、それぞれの場合の前後加速度指令値を示している。
ここで、前後亜速度指令値は、正の場合は加速制御、負の場合は減速制御となる。

図１１に、図１０のように走行した場合の、操舵角情報が取得可能な場合の前後加速度制御、（１）前後加速度制御実行不可と（２）補正無しでヨーレイト情報による前後加速度制御、（３）補正有りでヨーレイト情報による前後加速度制御、それぞれの走行軌跡に対する障害物との関係図を示す。

図１０のように操舵すると、図１１の（１）の前後加速度制御の実行が不可、つまり、本発明が適用されていない場合、図１１の（１）の点線で示すような走行軌跡となる。次に、（２）の補正無しでヨーレイト情報による前後加速度制御が実施される、つまり、補正無しで、代替情報を用いて前後加速度指令値を演算する場合、図１１の（１）と比較すると、自車と障害物の距離が大きくなるが、操舵角情報が取得可能な場合の前後加速度制御と比較すると、回避性能は低下する。しかし、（３）の補正有りでヨーレイト情報による前後加速度制御が実施される、つまり、本発明が適用された場合、図１１の（２）の実線で示すような走行軌跡となり、図１１の（２）と比較して、自車と障害物の距離がさらに大きくなり、操舵角情報が取得可能な場合の前後加速度制御と同等の回避性能向上効果を得ることができる。

ここで、図１０の（３）で示した前後加速度指令値の補正方法の一例を説明する。

図１２に、図１０の（３）で示した前後加速度指令値の補正方法を説明するため、衝突予想時間TTC、補正フラグ、補正ゲイン、操舵角、ヨーレイト、前後加速度指令値の時系列グラフを示す。

本実施例の車両には、図１に示すように、ステレオカメラが搭載されており、外界情報として、前方障害物とのTTCを取得することができるため、取得したTTCがあらかじめ設定した閾値以下になった場合、補正フラグが「１」となる。補正フラグが「０」の場合の前後加速度指令値のゲイン（＝補正ゲイン）は「通常ゲイン」となり、補正フラグが「１」かつ、前後加速度指令値の絶対値が増加している場合は、「高ゲイン（＞通常ゲイン）」、補正フラグが「１」かつ、前後加速度指令値の絶対値が減少している場合は、「低ゲイン（＜通常ゲイン）」となる。このように、TTCに応じて補正ゲインを変更することで、前後加速度指令値のピーク値のタイミングを、操舵角を用いて演算した場合と代替情報であるヨーレイトを用いて演算した場合で同等にすることができ、代替前後で同等の前後加速度制御の効果を得ることが可能となる。

ここで、前記補正ゲインの「高ゲイン」、「低ゲイン」の値は、あらかじめ決定した任意の定数であってもよいし、TTC（前方のカーブ曲率でも可）などの値に応じて、例えば、TTCの値が小さくなれば、「高ゲイン」の値が大きくなるマップを使用してもよい。

また、前記補正ゲインは、前後加速度指令値の絶対値が増加している場合は、「高ゲイン」に変更することで、前後加速度指令値のピーク値を、代替前後で同等になるよう設定するが、「高ゲイン」を過剰に大きく設定してしまうと、前後加速度制御時にタイヤの前後力が大きくなり、タイヤ力の摩擦円限界に達してしまい、タイヤと路面間ですべりが発生する、もしくは、タイヤがロックしてしまう可能性がある。そこで、過剰な前後加速度制御量とならないよう、前記補正ゲインに最大値を設けてもよい。しかし、タイヤ力の摩擦円限界は路面μによって変化するため、図５のステップ１０５で説明したように、式［数１］、式［数２］で表されるすべり率の値を逐次監視し、補正ゲインの最大値を変更するようにしてもよい。また、補正ゲインの最大値はあらかじめ決定した任意の定数であってもよいし、車速などに応じて補正ゲインの最大値が変化するマップを使用してもよい。

以上のように、本発明によると、横運動情報と外界情報から情報代替可否を診断し、代替情報に補正を加えることで、情報代替前と同等の前後加速度制御による効果を得ることができる制御装置およびそれを搭載した車両を提供することができる。

図１３〜図１６は、本発明に係る車両制御装置の他の実施形態（実施形態２）が適用された車両運動制御装置の構成について、車載センサから取得した情報や、車両挙動センサから取得した情報を基に演算する車両運動制御として、車両挙動センサから取得した車両の横運動情報（具体的には、横加加速度）に応じて、コーナ旋回内輪の制動（例えば、反時計回りのコーナを旋回する場合、コーナ旋回開始時は左輪、コーナ旋回脱出時は右輪に制動力を発生させる）によってヨーモーメントを発生させるヨーモーメント制御を例に説明する。

実施形態２における車両制御装置の車両および構成は、それぞれ、実施形態１と同じであるため、図１、図２を参照されたい。

図１３は、実施形態２による車両運動制御演算手段３２の制御ブロック図である。

実施形態２における車両運動制御演算手段３２は、図１３に示すように、図３の実施形態１における、前後加速度指令値演算部３９が、ヨーモーメント指令値演算部（ヨーモーメント制御部）４２となる。そのため、情報異常診断部３７および、情報代替可否判断部３８については、図３〜図７を参照されたい。

ヨーモーメント指令値演算部４２は、車両情報取得手段３１から取得した情報と、情報異常診断部３７と情報代替可否判断部３８の診断結果に基づいて、車両の横運動に連係したヨーモーメント指令値を演算する。

図１４に、ヨーモーメント指令値演算部４２での制御ブロック図を示す。
ヨーモーメント指令値演算部４２は、図１４に示すように、ヨーモーメント指令値補正演算部４３、ヨーモーメント最終指令値演算部４４、からなる。
ヨーモーメント指令値補正演算部（指令値補正部）４３では、情報異常診断部３７および、情報代替可否判断部３８、の結果に基づいて、ドライバ入力情報３４、車両運動情報３５、外界情報３６、を用いて、前後加速度指令の補正値を演算し、その結果を、ヨーモーメント最終指令値演算部４４に入力する。

前後加速度最終指令値演算部４４では、情報異常診断部３７および、情報代替可否判断部３８、の結果より、ドライバ入力情報３４、車両運動情報３５、外界情報３６、前後加速度指令値補正演算部４０、の結果を用いて、最終的なヨーモーメント指令値を演算し、出力する。

ヨーモーメント指令値補正演算部４３のヨーモーメント指令値補正を実行するか否かを判断するフローチャートを、図５に示す、情報代替可否判断部３８の診断フローチャートと同様に、ドライバ入力情報３４から入力される操舵角が異常有と診断された場合を例に説明する。

図１５に、操舵角情報が異常有と診断された場合の、ヨーモーメント指令値補正演算部４３のヨーモーメント指令の補正値の演算フローを表すフローチャートの例を示す。

図１５に示したフローチャートでは、ステップ１０８において、情報異常診断部３７の結果から、操舵角情報に異常が有るかどうかを判断し、異常が有る場合はステップ１０９に進み、異常がない場合はステップ１１０に進む。

ステップ１２０は、情報代替可否判断部３８の結果から、ヨーモーメント指令値に補正を加える必要があるかどうかを判断し、補正が必要な場合はステップ１１１に進み、補正が不必要な場合はステップ１１０に進む。

ステップ１１０では、ステップ１０８の結果より、操舵角情報に異常がなく、前後加速度最終指令値演算部４１で演算する前後加速度指令値に補正を加える必要がないため、補正値算出「無」の情報を出力する。

ステップ１１１は、ステップ１２０の結果から、ヨーモーメント指令値の補正が必要であるため、補正値算出「有」の情報を出力し、ステップ１１２に進む。

ステップ１１２は、ステップ１１１の結果から、ドライバ入力情報３４、車両運動情報３５、外界情報３６、の情報を用いて、ヨーモーメント指令の補正値を演算し、出力する。

以上のようにヨーモーメント指令の補正値演算の実行可否判断を行うことで、情報異常診断部３７および、情報代替可否判断部３８、から得た情報に基づいて、情報異常の有無および、ヨーモーメント指令値補正の要否を判断し、ヨーモーメント指令値の補正が必要な場合のみ、ヨーモーメント指令の補正値を演算することができる。

ヨーモーメント最終指令値演算部４４のヨーモーメント指令値に補正値を加えるかどうかを判断するフローチャートを、図１６に示す、情報代替可否判断部３８の診断フローチャートと同様に、ドライバ入力情報３４から入力される操舵角が異常有と診断された場合を例に説明する。

図１６に、操舵角情報が異常有と診断された場合の、ヨーモーメント最終指令値演算部４４のヨーモーメント指令の演算フローを示すフローチャートの例を示す。

図１６に示されるフローチャートでは、ステップ１１３において、情報異常診断部３７の結果から、操舵角情報に異常が有るかどうかを判断し、異常が有る場合はステップ１１４に進み、異常がない場合はステップ１２１に進む。

ステップ１１４は、情報代替可否判断部３８の結果から、操舵角情報の代替情報であるヨーレイトに代替可能かを判断し、代替可能な場合はステップ１２２に進み、代替不可能な場合はステップ１２３に進む。

ステップ１２２は、情報代替可否判断部３８の結果から、ヨーモーメント指令値の補正が必要かを判断し、補正が必要な場合はステップ１２４に進み、補正が不要な場合はステップ１２５に進む。

ステップ１２１では、操舵角情報に異常がないため、従来通り、補正無しで操舵角情報によるヨーモーメント指令値の演算を実行する。

ステップ１２３では、操舵角情報が異常かつ、代替情報であるヨーレイトに代替が不可能であるため、ヨーモーメント指令値の演算が不可能と判断する。つまり、この場合は、ヨーモーメント制御は中止される。

ステップ１２４では、操舵角情報が異常で、代替情報であるヨーレイトに代替可能であるが、操舵角とヨーレイトの位相差が大きく、ヨーモーメント指令値に補正が必要であるため、補正有りでヨーレイト情報によるヨーモーメント指令値の演算を実行する。

ステップ１２５では、操舵角情報が異常だが、代替情報であるヨーレイトに代替可能であり、操舵角とヨーレイトの位相差も小さいため、ヨーモーメント指令値に補正を加える必要がなく、補正無しでヨーレイト情報によるヨーモーメント指令値の演算を実行する。

以上のようにヨーモーメント最終指令値の演算を行うことで、情報異常診断部３７および、情報代替可否判断部３８、から得た情報に基づいて、情報異常の有無および、代替情報への代替可否、ヨーモーメント指令値補正の要否を判断し、各状況に応じて、ヨーモーメント制御による効果が最大となるヨーモーメント指令値の演算を実行することができ、前記実施例にて、図１０、図１２にて説明した方法と同様に、ヨーモーメント指令値のピーク値のタイミングを、代替前情報である操舵角を用いて演算した場合と代替情報であるヨーレイトを用いて演算した場合で同等にすることで、ヨーモーメント制御の場合でも、図１１に示す効果と同様の効果を得ることができる。

ここまで、実施形態１である前後加速度制御と、実施形態２であるヨーモーメント制御それぞれについて、個別な形態として説明してきたが、例えば、図１７に示すように、横加速度が増加する、つまり横加加速度が正の時は、前後加速度制御（値が正の場合：加速制御、値が負の場合：減速制御）とし、横加速度が減少する、つまり横加加速度が負の時は、ヨーモーメント制御（値が正の場合：反時計回りのモーメント、値が負の場合：時計回りのモーメント）として、２つの実施例を組み合わせて使用することも可能である。

以上の各実施例によれば、横加加速度を推定するために必要な情報がセンサの故障などで検出できない場合でも、走行シーンに合わせて、代替センサ情報による横加加速度の推定結果を用いた、前後加速度指令値の演算結果に補正を加えることで、横加加速度に基づく前後加速度制御を継続可能とする車両制御装置を提供できる。

０ 車両、５ 左前輪制動装置、６ 右前輪制動装置、７ 左後輪制動装置、８ 右後輪制動装置、９ 左前輪車輪速センサ、１０ 右前輪車輪速センサ、１１ 左後輪車輪速センサ、１２ 右後輪車輪速センサ、１３ 駆動力発生手段、１７ ステレオカメラ、１８ Electronic Stability Controlユニット、１９ 前後加速度制御手段、２０ 操舵角センサ、２１ アクセルセンサ、２２ ブレーキセンサ、２３ 横加速度センサ、２４ ヨーレイトセンサ、２５ ロールレイトセンサ、３１ 車両情報取得手段（車両挙動情報取得部）、３２ 車両運動制御手段、３３ 車輪制駆動トルクアクチュエータ、３４ ドライバ入力情報、３５ 車両運動情報、３６ 外界情報、３７ 情報異常診断部（診断部）、３８ 情報代替可否判断部（代替可否判断部）、３９ 前後加速度指令値演算部（加減速制御部）、４０ 前後加速度指令値補正演算部（指令値補正部）、４１ 前後加速度最終指令値演算部、４２ ヨーモーメント指令値演算部（ヨーモーメント制御部）、４３ ヨーモーメント指令値補正演算部（指令値補正部）、４４ ヨーモーメント最終指令値演算部

Claims (15)

1. 車両の横運動情報を含む車両挙動情報を取得する車両挙動情報取得部と、
   該車両挙動情報取得部で取得した前記横運動情報に応じて加減速制御する加減速制御部と、
   前記車両挙動情報の異常の有無を診断し、診断情報を出力する診断部と、
   前記横運動情報と前記診断情報とに基づき、代替制御の可否を判断する代替可否判断部と、を備える車両制御装置。
2. 前記代替可否判断部は、前記車両挙動情報に異常が発生した場合、正常な車両挙動情報に基づいて前記加減速制御を行う代替制御が可能か否かを判断する、請求項１記載の車両制御装置。
3. 前記車両挙動情報取得部は、外界情報を取得し、
   前記代替可否判断部は、前記横運動情報と前記診断情報と前記外界情報に基づいて、代替制御の可否を判断する、請求項１記載の車両制御装置。
4. 前記加減速制御部は、前記代替可否判断部で代替制御が可と判断された場合、加減速制御をするための指令値を補正する指令値補正部を有する、請求項１記載の車両制御装置。
5. 前記指令値補正部は、前記指令値に補正ゲインを加えて補正をする、請求項４記載の車両制御装置。
6. 前記補正ゲインは、予め定めるか、外界情報に基づいて生成される、請求項５記載の車両制御装置。
7. 前記補正ゲインは、予め定めた閾値の範囲内で生成される、請求項５記載の車両制御装置。
8. 前記代替可否判断部は、前記診断部で異常有と診断されて、前記外界情報で障害物情報があった場合は、代替制御を可と判断し、
   前記加減速制御部は、加減速制御をするための指令値を補正する、請求項３記載の車両制御装置。
9. 前記代替可否判断部は、前記診断部で異常有と診断されて、前記外界情報で障害物情報が無く、且つ、前記横運動情報が所定の閾値以下の場合は、代替制御を可と判断し、
   前記加減速制御部は、加減速制御をするための指令値を補正せずに加減速制御をする、請求項３記載の車両制御装置。
10. 前記代替可否判断部は、前記診断部で異常有と診断されて、前記外界情報で障害物情報が無く、且つ、前記横運動情報が所定の閾値より大きい場合は、代替制御を否と判断する、請求項３記載の車両制御装置。
11. 車両の横運動情報を含む車両挙動情報を取得する車両挙動情報取得部と、
    該車両挙動情報取得部で取得した前記横運動情報に応じてヨーモーメント制御するヨーモーメント制御部と、
    前記車両挙動情報の異常の有無を診断し、診断情報を出力する診断部と、
    前記横運動情報と前記診断情報とに基づき、代替制御の可否を判断する代替可否判断部と、を備えたことを特徴とする車両制御装置。
12. 車両挙動情報と外界情報を取得する車両挙動情報取得部と、
    該車両挙動情報取得部で取得した前記横運動情報に応じて加減速制御する加減速制御部と、
    前記車両挙動情報と前記外界情報とに基づき、代替制御の可否を判断する代替可否判断部と、を備える車両制御装置。
13. 車両挙動情報と外界情報を取得する車両挙動情報取得部と、
    該車両挙動情報取得部で取得した前記横運動情報に応じて加減速制御する加減速制御部と、
    前記車両挙動情報の異常の有無を診断し、診断情報を出力する診断部を備え、
    前記外界情報と前記診断情報とに基づき、代替制御の可否を判断する代替可否判断部と、を備える車両制御装置。
14. 前記代替可否判断部は、前記横運動情報が所定値以上の場合は、代替制御を否と判断し、
    前記加減速制御部は、前記代替可否判断部で代替制御が否と判断された場合、加減速制御を中止する、請求項１記載の車両制御装置。
15. 前記代替可否判断部は、前記横運動情報が所定値未満の場合は、代替制御を可と判断し、
    前記加減速制御部は、前記代替可否判断部で代替制御が可と判断された場合、加減速制御を実行、又は継続する、請求項１記載の車両制御装置。

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