WO2023181920A1 - 連結車両の制御装置 - Google Patents

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WO2023181920A1
WO2023181920A1 PCT/JP2023/008643 JP2023008643W WO2023181920A1 WO 2023181920 A1 WO2023181920 A1 WO 2023181920A1 JP 2023008643 W JP2023008643 W JP 2023008643W WO 2023181920 A1 WO2023181920 A1 WO 2023181920A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vehicle
control
control device
mode
steering angle
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/008643
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
宣広 新田
陽介 大森
Original Assignee
株式会社ジェイテクト
株式会社J-QuAD DYNAMICS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社ジェイテクト, 株式会社J-QuAD DYNAMICS filed Critical 株式会社ジェイテクト
Publication of WO2023181920A1 publication Critical patent/WO2023181920A1/ja

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D53/00—Tractor-trailer combinations; Road trains
    • B62D53/04—Tractor-trailer combinations; Road trains comprising a vehicle carrying an essential part of the other vehicle's load by having supporting means for the front or rear part of the other vehicle
    • B62D53/08—Fifth wheel traction couplings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits

Definitions

  • the present disclosure relates to a control device for a coupled vehicle.
  • the system of Patent Document 1 automatically moves the vehicle so that the trailer moves along a reference path specified by the driver when the driver uses an accelerator pedal and a brake pedal to control the backward speed of the vehicle.
  • the system's curvature controller performs control for reversing the trailer along the reference path based on the steering angle of the tractor.
  • the curvature controller includes a curvature regulator and a hitch angle regulator.
  • the curvature regulator calculates a target hitch angle based on the current steering angle provided by the measurement module and the target curvature of the trailer path input through the input device.
  • the hitch angle regulator calculates a steering angle command for the electric power steering system by performing hitch angle feedback control in order to cause the current hitch angle to follow the target hitch angle calculated by the curvature regulator.
  • the electric power steering system rotates the steering wheel based on steering angle commands.
  • a control device for a coupled vehicle needs to appropriately grasp the state of the coupled vehicle in order to appropriately control the behavior of the coupled vehicle. Further, when an abnormality occurs in the connected vehicle, the control device of the connected vehicle is required to appropriately deal with the abnormality.
  • a control device for a connected vehicle controls a connected vehicle that includes a tractor having a steering wheel that changes the direction of travel of the vehicle, and a trailer towed by the tractor.
  • the control device for the connected vehicle executes reverse support control, which is control for supporting a reverse operation of the connected vehicle, and processing for detecting an abnormality in a vehicle state quantity used for the reverse support control. It is configured as follows.
  • the control device for the connected vehicle is configured to set the control mode of the reverse support control as a normal mode, which is set when no abnormality in the vehicle state quantity is detected, and a normal mode, which is set when an abnormality in the vehicle state quantity is detected.
  • the control mode is set to the malfunction mode, the control device for the connected vehicle continues execution of the reverse support control using the substitute value of the vehicle state quantity, and the control device is configured to set the control mode to the abnormal mode.
  • the vehicle is configured to execute processing for stopping the connected vehicle.
  • FIG. 1 is a perspective view of a coupled vehicle in which an embodiment of a coupled vehicle control device is mounted;
  • FIG. 1 is a block diagram of a reverse support device according to an embodiment.
  • 3 is a motion model of a coupled vehicle according to an embodiment.
  • 3 is a motion model of a trailer according to an embodiment.
  • 1 is a block diagram of an embodiment of a control device for a coupled vehicle;
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a processing procedure in a malfunction mode and an abnormal mode according to an embodiment of a control device for a connected vehicle.
  • the coupled vehicle 10 includes a tractor 11 and a trailer 12.
  • tractors 11 there are various types of tractors 11, here, a pickup truck, which is a type of small freight vehicle, will be taken as an example.
  • the tractor 11 has front wheels 11F and rear wheels 11R.
  • the front wheels 11F include two wheels, a right front wheel and a left front wheel
  • the rear wheels 11R include two wheels, a right rear wheel and a left rear wheel.
  • the front wheels 11F and the steering wheel are connected via a steering mechanism (not shown) so that power can be transmitted.
  • the front wheel 11F is a steered wheel.
  • the steering wheel refers to a wheel that changes the traveling direction of the tractor 11 by moving in accordance with the operation of the steering wheel.
  • the trailer 12 has wheels 12R.
  • the wheels 12R include two wheels, a right wheel and a left wheel. However, in FIG. 1, only the left wheel is illustrated.
  • the trailer 12 is connected to the rear of the tractor 11 via a ball joint 13.
  • the ball joint 13 has a hitch ball 14 and a hitch coupler 15.
  • the hitch ball 14 is provided at the rear of the tractor 11 via a hitch member.
  • the hitch coupler 15 is provided at the tip of a tongue 16 that projects from the front of the trailer 12. By attaching the hitch coupler 15 to the hitch ball 14, the trailer 12 is rotatably connected to the tractor 11 about the shaft 17.
  • the shaft 17 extends along the height direction of the tractor 11.
  • the tractor 11 includes a display device 20, a steering device 30, and a reverse support device 40.
  • the display device 20 is provided, for example, on an instrument panel inside the vehicle.
  • the display device 20 is, for example, a touch panel, and by touching the display on the screen 21, it is possible to input data or instruct the operation of in-vehicle equipment.
  • a support start button 21A and a support end button 21B are displayed on the screen 21.
  • the support start button 21A is operated when turning on the reverse support function of the coupled vehicle 10.
  • the support end button 21B is operated when turning off the backward support function of the coupled vehicle 10.
  • the display device 20 generates a support start request signal S2 when the support start button 21A is operated.
  • the support start request signal S2 is an electrical signal indicating that the operator requests the start of execution of the backward support control of the coupled vehicle 10.
  • the display device 20 generates a support end request signal S3 when the support start button 21A is operated.
  • the support end request signal S3 is an electric signal indicating that the operator requests the end of execution of the backward support control of the coupled vehicle 10.
  • the steering device 30 is, for example, an electric power steering device.
  • the steering device 30 is a system for assisting the operator in steering the steering wheel, and includes a motor 30A, a torque sensor 30B, a steering angle sensor 30C, and a steering control device 30D.
  • the operator includes a driver who drives the articulated vehicle 10 in the cabin of the tractor 11.
  • Motor 30A generates assist force.
  • the assist force is a force for assisting the steering of the steering wheel.
  • the torque of the motor 30A is applied to the steering mechanism of the front wheels 11F via the reduction mechanism.
  • Torque sensor 30B detects steering torque ⁇ str that is torque applied to the steering wheel.
  • the steering angle sensor 30C detects the steering angle ⁇ 1 , which is the turning angle of the front wheels 11F, based on the rotation angle of the motor 30A, for example.
  • the front wheels 11F and the motor 30A are interlocked with each other via a steering mechanism. Therefore, there is a correlation between the rotation angle of the motor 30A and the steering angle ⁇ 1 of the front wheels 11F. Therefore, the steering angle ⁇ 1 of the front wheels 11F can be determined based on the rotation angle of the motor 30A.
  • Steering control device 30D executes assist control when the reverse assist function of coupled vehicle 10 is turned off. That is, the steering control device 30D controls the energization of the motor 30A based on the steering torque ⁇ str detected through the torque sensor 30B, thereby causing the motor 30A to generate an assist force corresponding to the steering torque ⁇ str .
  • the steering control device 30D executes steering control of the front wheels 11F when the reverse support function of the coupled vehicle 10 is turned on. That is, when the reverse support function of the coupled vehicle 10 is turned on, the steering control device 30D controls the rotation angle of the motor 30A based on the target steering angle ⁇ 1 * generated by the reverse support device 40, thereby controlling the front wheels 11F.
  • the steering angle ⁇ 1 is controlled.
  • the target steering angle ⁇ 1 * is the target value of the steering angle ⁇ 1 of the front wheels 11F.
  • the steering control device 30D controls the operation of the motor 30A by performing feedback control of the steering angle ⁇ 1 so that the steering angle ⁇ 1 of the front wheels 11F detected through the steering angle sensor 30C matches the target steering angle ⁇ 1 * . .
  • the reverse support device 40 supports the reverse operation of the combined vehicle 10 when the reverse support function of the combined vehicle 10 is turned on.
  • the reverse support device 40 determines a target steering angle ⁇ 1 * of the front wheels 11F based on the reverse direction or reverse path of the coupled vehicle 10 designated by the operator and the steering angle ⁇ 1 of the front wheels 11F detected through the steering angle sensor 30C. Calculate.
  • the target steering angle ⁇ 1 * is the target value of the steering angle ⁇ 1 of the front wheels 11F required for the combined vehicle 10 to move along the backward direction or the backward path of the combined vehicle 10 specified by the operator. .
  • the reverse support device 40 does not calculate the target steering angle ⁇ 1 * when the reverse support function of the coupled vehicle 10 is turned off.
  • the reverse support device 40 includes an input device 41 and a control device 42.
  • the input device 41 has a dial 41A as an operating member.
  • the dial 41A is provided, for example, on a center console inside the vehicle.
  • the dial 41A is operated by the operator when specifying a backward direction or a backward route for the coupled vehicle 10.
  • the backward direction or path includes, for example, a backward left turn, a backward right turn, and a straight backward turn.
  • the dial 41A is operated counterclockwise with respect to the reference position corresponding to the straight path.
  • the dial 41A is operated clockwise with respect to the reference position.
  • the dial 41A When the coupled vehicle 10 is moved linearly backward, the dial 41A is maintained at the reference position.
  • the input device 41 generates an electric signal S1 according to the operation amount or operation position with respect to the reference position of the dial 41A.
  • the control device 42 has a processing circuit including any one of the following three configurations A1, A2, and A3. A1.
  • One or more processors that operate according to a computer program that is software.
  • the processor includes a CPU (central processing unit) and memory.
  • ASIC application specific integrated circuit
  • Memory is a medium readable by a computer (in this case, a CPU), and stores a program that describes processing or instructions for the computer.
  • Memory includes RAM (random access memory) and ROM (read only memory).
  • the CPU executes various types of control by executing programs stored in the memory at predetermined calculation cycles.
  • the program includes a program for executing reverse support control of the coupled vehicle 10.
  • the reverse support control refers to control for supporting the reverse operation of the coupled vehicle 10.
  • the control device 42 executes reverse support control for the coupled vehicle 10.
  • the control device 42 starts executing the reverse support control in response to the operator's operation to start the reverse support control.
  • the control device 42 stops execution of the reverse support control when the operator performs an operation to end the reverse support control.
  • the operator performs an operation to start and end the reverse support control through the display device 20.
  • the support start button 21A displayed on the screen 21 of the display device 20 is touched, the control device 42 starts executing the reverse support control.
  • the support end button 21B displayed on the screen 21 of the display device 20 is touched, the control device 42 ends the execution of the reverse support control.
  • control device 42 controls the backward path of the connected vehicle 10 through the steering device 30 so that the connected vehicle 10 moves along the backward direction or path of the connected vehicle 10 specified by the operator. Control.
  • the control device 42 includes a setting section 42A and a control section 42B.
  • the setting unit 42A sets the target virtual steering angle ⁇ 2 * of the trailer 12 based on the electric signal S1 generated by the input device 41, that is, the operation amount or operation position with respect to the reference position of the dial 41A.
  • the target virtual steering angle ⁇ 2 * is a target value of the virtual steering angle ⁇ 2 of the trailer 12.
  • the virtual steering angle ⁇ 2 refers to the apparent steering angle when the trailer 12 is virtually separated from the tractor 11 and is regarded as a single vehicle having virtual front wheels.
  • the setting unit 42A uses, for example, a map that defines the relationship between the operation amount or operation position of the dial 41A and the target virtual steering angle ⁇ 2 * of the trailer 12, and sets the target virtual according to the operation amount or operation position of the dial 41A. Calculate the steering angle ⁇ 2 * .
  • the operator can specify a target virtual steering angle ⁇ 2 * corresponding to a desired backward path for reversing the trailer 12 by operating the dial 41A.
  • the control unit 42B controls the target virtual steering angle ⁇ 2 * set by the setting unit 42A, the hitch angle ⁇ detected through the vehicle-mounted hitch angle sensor 51, the vehicle speed V detected through the vehicle-mounted vehicle speed sensor 52, and the steering angle sensor.
  • the steering angle ⁇ 1 detected through 30C is taken in.
  • the hitch angle ⁇ refers to the angle between the central axis extending along the length of the tractor 11 and the central axis extending along the length of the trailer 12.
  • the hitch angle ⁇ is also referred to as the bending angle of the trailer 12.
  • the control unit 42B sets the target steering angle ⁇ of the front wheels 11F of the tractor 11 based on the target virtual steering angle ⁇ 2 * set by the setting unit 42A, the hitch angle ⁇ , the vehicle speed V, and the steering angle ⁇ 1 detected through each sensor. 1 * is calculated.
  • the control unit 42B calculates the target steering angle ⁇ 1 * of the front wheels 11F so that the virtual steering angle ⁇ 2 of the trailer 12 converges to the target virtual steering angle ⁇ 2 * . That is, the control unit 42B calculates the target steering angle ⁇ 1 * of the front wheels 11F by executing feedback control of the virtual steering angle ⁇ 2 in order to match the virtual steering angle ⁇ 2 of the trailer 12 with the target virtual steering angle ⁇ 2 * . do.
  • the control unit 42B may calculate the target steering angle ⁇ 1 * using, for example, nonlinear model predictive control (NMPC).
  • NMPC nonlinear model predictive control
  • the motion model of the articulated vehicle 10 can be considered as an equivalent model in which the left and right wheels are moved to the central axis of the vehicle body in a two-dimensional xy coordinate system fixed on the ground.
  • the motion model in FIG. 3 is a motion model when the coupled vehicle 10 moves forward.
  • skidding does not occur in the tires of the coupled vehicle 10 at extremely low speeds, and the velocity vector is only expressed in the direction of movement. shall have. It is also assumed that the vehicle is driven at a constant speed. Further, it is assumed that the road surface is flat and there is no external disturbance to the coupled vehicle 10.
  • the tractor attitude angle ⁇ 1 is positive when counterclockwise with respect to the X-axis.
  • the hitch angle ⁇ is positive when counterclockwise with respect to the central axis of the tractor 11 or its extension.
  • the vehicle speed V is positive when moving forward and negative when moving backward.
  • the tractor 11 moves according to the velocity vector V c0 of the front wheels 11F.
  • the trailer 12 moves according to a velocity vector V c1 of a hitch point C 1 that is a connection point with the tractor 11 .
  • the velocity vector V c1 of the hitch point C 1 seen from the trailer 12 can be regarded as the velocity vector of the virtual front wheels of the trailer 12 .
  • the angle between the velocity vector V c1 of the hitch point C 1 and the central axis of the trailer 12 is “ ⁇ 1 ”. In this case, as shown in FIG.
  • the virtual steering angle ⁇ 2 of the trailer 12 is expressed by the following equation 1.
  • ⁇ is the hitch angle.
  • l 1 is the wheel base of the tractor 11.
  • h 1 is the distance between the rear wheel 11R of the tractor 11 and the hitch point C 1 .
  • ⁇ 1 is the steering angle of the front wheels 11F of the tractor 11.
  • the tractor 11 may be provided with a first yaw rate sensor 53.
  • the first yaw rate sensor 53 detects the yaw rate YR1 of the tractor 11.
  • the trailer 12 may be provided with a second yaw rate sensor 54.
  • the second yaw rate sensor 54 detects the yaw rate YR2 of the trailer 12.
  • the control device 42 takes in the yaw rate YR1 of the tractor 11 detected through the first yaw rate sensor 53.
  • the control device 42 takes in the yaw rate YR2 of the trailer 12 detected through the second yaw rate sensor 54.
  • the tractor 11 may be provided with a wheel speed sensor 55.
  • the wheel speed sensors 55 are provided on the left and right front wheels 11F and rear wheels 11R of the tractor 11.
  • the wheel speed sensor 55 detects the wheel speed Vl , which is the rotational speed of the left front wheel 11F and rear wheel 11R with respect to the traveling direction of the tractor 11.
  • the wheel speed sensor 55 detects a wheel speed Vr , which is the rotational speed of the front wheel 11F and the rear wheel 11R on the right side with respect to the traveling direction of the tractor 11.
  • Wheel speeds V l and V r are used in various in-vehicle systems.
  • the tractor 11 may have a configuration in which the vehicle speed sensor 52 is omitted.
  • the control device 42 may calculate the vehicle speed V using the wheel speeds V l and V r of the left and right front wheels 11F and rear wheels 11R detected through the wheel speed sensor 55.
  • control device 42 further includes an abnormality detection section 42C, an alternative signal generation section 42D, and a state manager 42E.
  • the abnormality detection unit 42C detects an abnormality in the coupled vehicle 10. For example, the abnormality detection unit 42C determines the states of the following four detection targets (B1) to (B4).
  • Target steering angle ⁇ 1 * B2. Steering angle ⁇ of front wheel 11F 1 B3. Vehicle speed V B4. Hitch angle ⁇ ⁇ Method of determining the state of target steering angle ⁇ 1 * >
  • the method for determining the state of the target steering angle ⁇ 1 * is as follows. That is, the abnormality detection unit 42C takes in the steering angle ⁇ 1 of the front wheel 11F detected through the steering angle sensor 30C. Further, when the tractor 11 has the first yaw rate sensor 53, the abnormality detection unit 42C takes in the yaw rate YR1 of the tractor 11 detected through the first yaw rate sensor 53.
  • the abnormality detection unit 42C calculates the first estimated steering angle ⁇ 11 ⁇ of the front wheels 11F using the following equation 2. " ⁇ " indicates an estimated value.
  • V is the vehicle speed.
  • l is the wheelbase, and in Equation 2, the wheelbase l1 of the tractor 11 is substituted.
  • A is a stability factor.
  • the stability factor is an adaptive value representing the turning characteristics of the vehicle.
  • the abnormality detection unit 42C compares the steering angle ⁇ 1 detected through the steering angle sensor 30C, the first estimated steering angle ⁇ 11 ⁇ , and the target steering angle ⁇ 1 * . When all of the following three conditions (D1) to (D3) are satisfied, the abnormality detection unit 42C determines that an abnormality has occurred in which the value of the target steering angle ⁇ 1 * is abnormal and no alternative value exists. do. The abnormality detection unit 42C generates a detection signal S4 indicating that an abnormality in which there is no alternative value for the target steering angle ⁇ 1 * has occurred.
  • ⁇ th1 is the first steering angle determination threshold.
  • the target steering angle ⁇ 1 * indicates an abnormal value for some reason even though the steering angle sensor 30C is normal including communication. It can be said that it is in a state of
  • the abnormality detection unit 42C determines that the value of the target steering angle ⁇ 1 * is normal when the condition (D1) is satisfied and the conditions (D2) and (D3) are not satisfied.
  • the abnormality detection unit 42C generates a detection signal S4 indicating that the value of the target steering angle ⁇ 1 * is normal.
  • the method for determining the state of the steering angle ⁇ 1 is as follows. That is, the abnormality detection unit 42C takes in the wheel speeds V l and V r of the left and right front wheels 11F and rear wheels 11R detected through the wheel speed sensors 55.
  • the abnormality detection unit 42C calculates the estimated yaw rate YR1 ⁇ of the tractor 11 using the following equation 3. " ⁇ " indicates an estimated value.
  • V l is the wheel speed of the left wheel with respect to the traveling direction of the tractor 11.
  • V r is the wheel speed of the right wheel with respect to the traveling direction of the tractor 11.
  • d is the distance between the left and right wheels of the tractor 11.
  • the abnormality detection unit 42C calculates the second estimated steering angle ⁇ 12 ⁇ of the front wheels 11F by substituting the estimated yaw rate YR1 ⁇ of the tractor 11 obtained based on the equation 3 into the above equation 2.
  • the abnormality detection unit 42C compares the steering angle ⁇ 1 detected through the steering angle sensor 30C, the first estimated steering angle ⁇ 11 ⁇ , and the second estimated steering angle ⁇ 12 ⁇ .
  • the abnormality detection unit 42C detects at least two of the three steering angles ( ⁇ 1 , ⁇ 11 ⁇ , ⁇ 12 ⁇ ) with different detection methods when all of the following three conditions (E1) to (E3) are satisfied. is determined to be abnormal.
  • the abnormality detection unit 42C cannot specify which steering angle among the three steering angles is abnormal. Therefore, none of the three steering angles can be used for reverse support control.
  • the abnormality detection unit 42C determines that an abnormality in which there is no alternative value for the steering angle ⁇ 1 has occurred.
  • the abnormality includes hardware abnormalities of various sensors.
  • the abnormality detection unit 42C generates a detection signal S4 indicating that an abnormality in which there is no alternative value for the steering angle ⁇ 1 has occurred.
  • ⁇ th2 is the second steering angle determination threshold.
  • the abnormality detection unit 42C detects that only the first steering angle ( ⁇ 1 ) is abnormal and the second steering angle The angle ( ⁇ 11 ⁇ ) and the third steering angle ( ⁇ 12 ⁇ ) are determined to be normal. That is, it is possible to execute the reverse support control using the second steering angle or the third steering angle instead of the first steering angle.
  • the abnormality detection unit 42C determines that the second steering angle or the third steering angle can be used for reverse support control of the coupled vehicle 10 as a substitute value for the first steering angle.
  • the abnormality detection unit 42C generates a detection signal S4 indicating that an abnormality exists in which there is an alternative value for the steering angle ⁇ 1 .
  • the abnormality detection unit 42C determines that the first to third steering angles are all normal when all three conditions (E1) to (E3) are not satisfied.
  • the abnormality detection unit 42C generates a detection signal S4 indicating that the value of the steering angle ⁇ 1 is normal.
  • the method for determining the state of the vehicle speed V is as follows.
  • the control device 42 employs a configuration in which the vehicle speed V is calculated using the wheel speeds V l and V r of each wheel.
  • the tractor 11 does not need to have the vehicle speed sensor 52.
  • the abnormality detection unit 42C determines that the value of the vehicle speed V is abnormal and there is no alternative value when all of the following three conditions (F1) to (F3) are satisfied.
  • the abnormality detection unit 42C generates a detection signal S4 indicating that an abnormality in which an alternative value for the vehicle speed V does not exist has occurred.
  • the steering angle ⁇ 1 cannot be detected through the steering angle sensor 30C.
  • the yaw rate YR1 of the tractor 11 cannot be detected through the first yaw rate sensor 53.
  • the abnormality detection unit 42C calculates the vehicle speed V as an alternative value using only the wheel speeds V l and V r of the wheels that can detect the wheel speeds V l and V r. It is determined that it is possible to do so.
  • the abnormality detection unit 42C generates a detection signal S4 indicating that an abnormality in which an alternative value of the vehicle speed V exists has occurred.
  • the abnormality detection unit 42C determines that the vehicle speed V is normal when all of the above four conditions (F1) to (F4) are not satisfied.
  • the abnormality detection unit 42C generates a detection signal S4 indicating that the value of the vehicle speed V is normal.
  • the method for determining the state of the hitch angle ⁇ is as follows. That is, the abnormality detection unit 42C determines that the value of the hitch angle ⁇ is abnormal and there is no alternative value when any one of the following four conditions (G1) to (G4) is satisfied. . The abnormality detection unit 42C generates a detection signal S4 indicating that an abnormality in which there is no alternative value for the hitch angle ⁇ has occurred.
  • G1 The value of vehicle speed V is abnormal.
  • G2. The value of steering angle ⁇ 1 is abnormal.
  • G3. The value of the yaw rate YR1 of the tractor 11 is abnormal.
  • the value of the yaw rate YR2 of the trailer 12 is abnormal.
  • the abnormality detection unit 42C calculates the estimated hitch angle ⁇ .
  • the estimated hitch angle ⁇ is an estimated value of the hitch angle ⁇ calculated based on the vehicle state quantity. " ⁇ " indicates an estimated value.
  • the vehicle state quantity includes the vehicle speed V and the steering angle ⁇ 1 of the front wheels 11F.
  • the coupled vehicle 10 is provided with the first yaw rate sensor 53 and the second yaw rate sensor 54, the vehicle state quantity includes the yaw rate YR1 of the tractor 11 and the yaw rate YR2 of the trailer 12.
  • the abnormality detection unit 42C calculates the estimated hitch angle ⁇ using a formula obtained by integrating the following formula 4.
  • “l 1 ” is the wheel base of the tractor 11.
  • “l 2” is the virtual wheelbase of the trailer 12.
  • V B1 is a velocity vector of the rear wheel 11R of the tractor 11.
  • “h 1 ” is the distance between the rear wheel 11R of the tractor 11 and the hitch point C 1 .
  • “ ⁇ 1 ” is the steering angle of the front wheels 11F of the tractor 11.
  • the abnormality detection unit 42C uses the following equation 3 to calculate the estimated hitch angle ⁇ . Good too.
  • “l 1 ” is the wheel base of the tractor 11.
  • “l 2” is the virtual wheelbase of the trailer 12.
  • V B1 is a velocity vector of the rear wheel 11R of the tractor 11.
  • “h 1 ” is the distance between the rear wheel 11R of the tractor 11 and the hitch point C 1 .
  • “ ⁇ 1 ” is the steering angle of the front wheels 11F of the tractor 11.
  • “ ⁇ ( ⁇ )” is the time rate of change of the hitch angle ⁇ , that is, the hitch angular velocity. ".” indicates time differentiation.
  • Equation 5 The value of the difference between the yaw rate YR1 of the tractor 11 detected through the first yaw rate sensor 53 and the yaw rate YR2 of the trailer 12 detected through the second yaw rate sensor 54 is substituted for the hitch angular velocity ( ⁇ ) in Equation 5. be done.
  • the abnormality detection unit 42C determines that the estimated hitch angle ⁇ can be used as a substitute value for the hitch angle ⁇ detected through the hitch angle sensor 51 when the following condition (G5) or condition (G6) is satisfied. do.
  • the abnormality detection unit 42C generates a detection signal S4 indicating that an abnormality exists in which an alternative value of the hitch angle ⁇ exists.
  • ⁇ - ⁇ th G6 The hitch angle ⁇ cannot be detected through the hitch angle sensor 51. However, “ ⁇ th ” is a hitch angle determination threshold.
  • the abnormality detection unit 42C determines that the value of the hitch angle ⁇ detected through the hitch angle sensor 51 is normal when neither of the previous two conditions (G5) and (G6) are satisfied.
  • the abnormality detection unit 42C generates a detection signal S4 indicating that the value of the hitch angle ⁇ is normal.
  • the alternative signal generation unit 42D detects that the detection signal S4 generated by the abnormality detection unit 42C indicates that an abnormality for which an alternative value exists in at least one of the four detection targets (B1) to (B4) has occurred.
  • the detection target (B1) to (B4) is shown, alternative signals are generated for the detection targets (B1) to (B4). Specifically, it is as follows.
  • the alternative signal generation unit 42D When the detection signal S4 indicates that an abnormality exists in the detection target (B2), that is, the steering angle ⁇ 1 detected through the steering angle sensor 30C, the alternative signal generation unit 42D performs the following: A first alternative signal S5 is generated.
  • the first alternative signal S5 is an electrical signal indicating the first estimated steering angle ⁇ 11 ⁇ calculated based on the yaw rate YR1 of the tractor 11.
  • the alternative signal generation unit 42D calculates the first estimated steering angle ⁇ 11 ⁇ of the front wheels 11F in the same manner as the abnormality detection unit 42C.
  • the alternative signal generation unit 42D uses the detection signal S4 to indicate that an abnormality has occurred in the detection target (B3), that is, the vehicle speed V calculated based on the wheel speeds V l and V r , for which an alternative value exists. , a second alternative signal S6 is generated.
  • the second alternative signal S6 is an electric signal indicating the vehicle speed V calculated using only the wheel speeds V l and V r of the wheels whose wheel speeds V l and V r can be detected.
  • the alternative signal generation unit 42D When the detection signal S4 indicates that an abnormality for which an alternative value exists in the detection target (B4), that is, the hitch angle ⁇ detected through the hitch angle sensor 51, the alternative signal generation unit 42D generates a A substitute signal S7 of 3 is generated.
  • the third alternative signal S7 is an electrical signal indicating the estimated hitch angle ⁇ .
  • the alternative signal generation unit 42D calculates the estimated hitch angle ⁇ in the same manner as the abnormality detection unit 42C.
  • the alternative signal generating unit 42D detects that the detection signal S4 generated by the abnormality detecting unit 42C indicates that an abnormality for which there is no alternative value has occurred in at least one of the four detection targets (B1) to (B4). If the detection targets (B1) to (B4) are as shown in FIG.
  • the alternative signal generation unit 42D detects the detection targets (B1) to (B4). No alternative signals for (B1) to (B4) are generated.
  • the state manager 42E determines the control mode of the reverse support control of the coupled vehicle 10 based on the detection signal S4 generated by the abnormality detection unit 42C.
  • the state manager 42E sets the control mode of the reverse support control to one of the following three control modes (C1) to (C3).
  • Normal mode In normal mode C2. Malfunction mode C3. Abnormal mode
  • the state manager 42E performs reverse support control when the detection signal S4 generated by the abnormality detection unit 42C indicates that the previous four detection targets (B1) to (B4) are all normal. Set the control mode to normal mode.
  • the state manager 42E detects that the detection signal S4 generated by the abnormality detection unit 42C indicates that an abnormality for which an alternative value exists in at least one of the four detection targets (B1) to (B4) has occurred. When this is the case, the control mode of the reverse support control is set to the malfunction mode.
  • the state manager 42E uses a detection signal S4 generated by the abnormality detection unit 42C to indicate that an abnormality for which there is no alternative value has occurred in at least one of the four detection targets (B1) to (B4). When this is the case, the control mode of the reverse support control is set to the abnormal mode.
  • the state manager 42E generates an electrical signal S10 indicating the control mode to be set.
  • the display device 20 recognizes the control mode of the reverse support control based on the electrical signal S10.
  • the display device 20 displays the recognized control mode on the screen 21.
  • the operator of the tractor 11 can visually recognize the control mode.
  • the control unit 42B recognizes the control mode of the reverse support control based on the electric signal S10.
  • the control unit 42B executes reverse support control according to the recognized control mode.
  • the state manager 42E generates a first request signal S8 for the drive device 60 of the tractor 11 and a second request signal S9 for the brake device 70 of the tractor 11, depending on the control mode of the reverse support control.
  • the state manager 42E generates a first request signal S8 and a second request signal S9 when the control mode is a malfunction mode or an abnormal mode.
  • the drive device 60 includes a drive source for driving the tractor 11 and an automatic transmission.
  • the drive source generates a driving force for driving the tractor 11 according to the amount of depression of the accelerator pedal.
  • the drive source is, for example, an internal combustion engine such as an engine, or a travel motor.
  • the automatic transmission has a parking lock mechanism.
  • the parking lock mechanism is a mechanism that locks rotation inside the automatic transmission so that the wheels of the tractor 11, for example, the front wheels, do not rotate when the shift range of the tractor 11 is switched to the parking range.
  • the first request signal S8 is an electric signal for requesting the drive source to generate a drive force according to the control mode, and a switch for switching the parking lock mechanism from the unlocked state to the locked state. Contains an electrical signal to request that. Further, the first request signal S8 includes an electric signal indicating a target value of the driving force to be generated by the driving source. The target value of the driving force is set in advance according to the control mode. The driving force is a controlled amount.
  • the braking device 70 generates a braking force for decelerating or stopping the tractor 11 according to the amount of depression of the brake pedal.
  • Braking device 70 includes an electric parking brake (EPB). Electric parking brakes are used to secure the wheels when parking or stopping.
  • the electric parking brake is operated by an internal motor.
  • the second request signal S9 is an electric signal for requesting the braking device 70 to generate a braking force according to the control mode, and an electric signal for requesting the electric parking brake to be operated. including. Further, the second request signal S9 includes an electric signal indicating a target value of the braking force that the braking device 70 should generate. The target value of the braking force is set in advance according to the control mode. The braking force is a controlled amount.
  • the control device 42 first determines the control mode of the reverse support control (step S101).
  • the control device 42 determines that the control mode of the reverse support control is the normal mode when all of the previous four detection targets (B1) to (B4) are normal.
  • the control device 42 determines that the control mode of the reverse support control is the malfunction mode when an abnormality for which an alternative value exists in at least one of the four detection targets (B1) to (B4) occurs.
  • the control device 42 determines that the control mode of the reverse support control is the abnormal mode when an abnormality occurs in at least one of the four detection targets (B1) to (B4) for which no alternative value exists.
  • the control device 42 ends the process when it is determined that the control mode is the normal mode.
  • the control device 42 determines that the control mode is the malfunction mode, the control device 42 moves the process to step S102.
  • step S102 the control device 42 determines whether it is necessary to shift the control mode from the malfunction mode to the abnormal mode.
  • the processing content of step S102 is the same as the processing executed in step S101.
  • the control device 42 shifts the control mode to the abnormal mode. Specifically, the control device 42 moves the process to step S112, which will be described later.
  • the control device 42 shifts the process to step S103.
  • the control device 42 executes arbitration processing.
  • the arbitration process is a process for arbitrating between the amount of operation by the operator and the amount of current control.
  • the operation amount includes, for example, an acceleration operation amount related to the driving force for traveling of the coupled vehicle 10, a braking operation amount related to the braking force applied to the coupled vehicle 10, and a steering amount related to the steering angle of the front wheels 11F, which are steered wheels. Including the amount of operation.
  • the control amount is, for example, an acceleration control amount that is a driving force for traveling of the coupled vehicle 10, a braking control amount that is a braking force that is applied to the coupled vehicle 10, and a steering related to the steering angle of the front wheels 11F that are steered wheels. control amount.
  • the arbitration process is performed based on the viewpoint of ensuring higher safety depending on the control mode.
  • the control device 42 detects the amount of depression of the accelerator pedal, which is the amount of operation.
  • the amount of depression of the accelerator pedal is the amount of acceleration operation by the operator.
  • the control device 42 calculates the driving force generated by the driving device 60 based on the amount of depression of the accelerator pedal.
  • the driving force is an acceleration control amount.
  • the control device 42 compares the first driving force that corresponds to the amount of depression of the accelerator pedal and the second driving force that is the current driving force.
  • the control device 42 selects the smaller value of the first driving force and the second driving force.
  • the control device 42 generates a first request signal S8 that includes the driving force selected as the target value of the driving force.
  • the control device 42 detects the amount of depression of the brake pedal.
  • the amount of depression of the brake pedal is the amount of braking operation by the operator.
  • the control device 42 calculates the braking force generated by the braking device 70 based on the amount of depression of the brake pedal.
  • the braking force is a braking control amount.
  • the control device 42 compares a first braking force that corresponds to the amount of depression of the brake pedal and a second braking force that is the current braking force.
  • the control device 42 selects the larger value of the first braking force and the second braking force.
  • the control device 42 generates a second request signal S9 that includes the braking force selected as the target value of the braking force.
  • the control device 42 gives priority to the control of the steering angle ⁇ 1 of the front wheels 11F in accordance with the manual operation of the operator over the control of the steering angle ⁇ 1 of the front wheels 11F accompanying execution of the reverse support control. That is, instead of the steering angle ⁇ 1 corresponding to the target steering angle ⁇ 1 * generated by the control unit 42B, a steering angle ⁇ 1 corresponding to the steering state of the steering wheel by the operator is realized.
  • the control device 42 executes processing for reducing the steering angular velocity of the front wheels 11F (step S104).
  • the steering angular velocity is the time rate of change of the steering angle ⁇ 1 .
  • the control device 42 executes processing to reduce the steering angular velocity to a value smaller than the steering angular velocity allowed when the normal mode is set. For example, the control device 42 adjusts the value of the target steering angle ⁇ 1 * of the front wheels 11F so that the steering angular velocity decreases to a value less than a predetermined limit value.
  • Limit values are set, for example, through simulation using a vehicle model, from the perspective of improving safety.
  • the limit value is a value smaller than the steering angular velocity allowed when the control mode is the normal mode.
  • step S105 the control device 42 determines whether there is a request to stop the vehicle (step S105).
  • a stop request is, for example, when the operator depresses the brake pedal. Brake pedal operation is detected, for example, through a vehicle-mounted pedal stroke sensor. The pedal stroke sensor generates an electric signal S11 according to the amount of operation of the brake pedal. The control device 42 recognizes whether the brake pedal has been operated based on the electric signal S11. When it is recognized that the brake pedal is not being operated, the control device 42 determines that there is no request for stopping from the operator (NO in step S105), and moves the process to step S102. When it is recognized that the brake pedal is being operated, the control device 42 determines that there is a stop request from the operator (YES in step S105), and moves the process to step S106.
  • step S106 the control device 42 executes a process for stopping the coupled vehicle 10 while maintaining the state in which the steering angular velocity is reduced to a value less than the limit value.
  • the process for stopping the coupled vehicle 10 is the process for activating the braking device 70.
  • control device 42 moves the process to step S108.
  • the control device 42 determines whether the coupled vehicle 10 has stopped, for example, based on the vehicle speed V.
  • step S108 the control device 42 determines whether an operation to end the reverse support control has been performed. When it is recognized that the support end button 21B displayed on the screen 21 of the display device 20 has been touched, the control device 42 determines that an operation to end the reverse support control has been performed. When the control device 42 does not recognize that the support end button 21B displayed on the screen 21 of the display device 20 has been touched, the control device 42 determines that an operation to end the reverse support control has been performed.
  • step S108 When it is determined that the operation to end the reverse support control has been performed (YES in step S108), the control device 42 ends the execution of the reverse support control (step S109), and ends the process.
  • the control device 42 determines that the end operation of the reverse support control has not been performed (NO in step S108)
  • the control device 42 determines whether a set time has elapsed (step S110). The criterion for determining whether the set time has elapsed is the time when the stoppage was confirmed in step S107.
  • control device 42 executes a process to maintain the coupled vehicle 10 in a stopped state (step S111), and ends the process.
  • the control device 42 executes processing for operating the electric parking brake and processing for switching the parking lock mechanism from an unlocked state to a locked state.
  • step S101 when it is determined in the previous step S101 that the control mode is the abnormal mode, the control device 42 moves the process to step S113 through the arbitration process of step S112.
  • the processing content of step S112 is the same as the processing executed in step S103.
  • step S113 the control device 42 operates the braking device 70 while maintaining the steering angle ⁇ 1 of the front wheels 11F. After this, the process moves to step S107.
  • ⁇ Effects of the embodiment> This embodiment has the following effects.
  • the control device 42 has a normal mode, a malfunction mode, and an abnormal mode as control modes for reverse support control.
  • the normal mode is a control mode that is set when no abnormality in the vehicle state quantity is detected.
  • the vehicle state quantity includes the aforementioned four detection targets (B1) to (B4).
  • the malfunction mode is a control mode that is set when an abnormality in the vehicle state quantity is detected and an alternative value for the vehicle state quantity exists.
  • the abnormal mode is a control mode that is set when an abnormality in the vehicle state quantity is detected and there is no alternative value for the vehicle state quantity.
  • the control device 42 When the control mode is set to the malfunction mode, the control device 42 continues to execute the reverse support control using the substitute value of the vehicle state quantity. Furthermore, when the control mode is set to the abnormal mode, the control device 42 executes processing for stopping the coupled vehicle 10. In this way, when an abnormality in the vehicle state quantity used for the reverse support control is detected, the behavior of the coupled vehicle 10 is controlled depending on whether the control mode of the reverse support control is the malfunction mode or the abnormal mode. be done. Therefore, it is possible to appropriately deal with an abnormality in the vehicle state quantity.
  • the control device 42 executes processing for stopping the articulated vehicle 10 when a stop request is received through a specific operation by the operator of the coupled vehicle 10. That is, when the reverse support control is being executed in the malfunction mode, when the operator's intention to stop the coupled vehicle 10 is confirmed, the process for stopping the coupled vehicle 10 is executed. Therefore, since the connected vehicle 10 stops according to the operator's intention to stop, the operator is unlikely to feel uncomfortable.
  • control device 42 executes an arbitration process to reconcile the operation amount by the operator of the coupled vehicle 10 and the current control amount. By arbitrating the amount of operation by the operator of the coupled vehicle 10 and the current amount of control, it is possible to more appropriately execute the reverse support control in the malfunction mode.
  • the control device 42 executes processing to reduce the steering angular velocity of the front wheels 11F to a value smaller than the steering angular velocity allowed when the normal mode is set. Therefore, when the control mode is set to the malfunction mode, the steering angular velocity of the front wheels 11F is reduced compared to when the normal mode is set, so that the reverse support control in the malfunction mode can be executed more safely.
  • the control device 42 maintains the reduced steering angular velocity of the front wheels 11F when a stop request is made through a specific operation by the operator of the connected vehicle 10. At the same time, processing for stopping the connected vehicle 10 is executed. Since the connected vehicle 10 stops according to the operator's intention to stop, the operator is unlikely to feel any discomfort. Furthermore, since the steering angular velocity of the front wheels 11F is reduced compared to when the normal mode is set, the reverse support control can be executed more safely in the malfunction mode.
  • control device 42 executes an arbitration process for reconciling the amount of operation by the operator of the connected vehicle 10 and the current control amount, and then 10 is executed.
  • the control mode is set to the abnormal mode, the operation amount by the operator of the connected vehicle 10 and the current control amount are reconciled, so that the process for stopping the connected vehicle is executed more appropriately. I can do it.
  • control device 42 executes a process for stopping the coupled vehicle 10 while maintaining the steering angle ⁇ 1 of the front wheels 11F.
  • the control mode is set to the abnormal mode, the steering angle ⁇ 1 of the front wheels 11F is maintained, so that the process for stopping the coupled vehicle 10 can be executed more safely.
  • the arbitration process includes a process of selecting the larger value of the braking force corresponding to the amount of braking operation by the operator and the current braking force as the braking force to be applied to the wheels of the connected vehicle 10. .
  • the arbitration process also includes a process of selecting the smaller value of the current drive force and the drive force corresponding to the amount of acceleration operation by the operator as the drive force for driving the coupled vehicle 10.
  • the arbitration process includes a process of giving priority to control of the steering angle ⁇ 1 of the front wheels 11F in accordance with the manual operation of the operator over control of the steering angle ⁇ 1 of the front wheels 11F accompanying execution of the reverse support control.
  • the braking force is controlled to a larger value, while the driving force is controlled to a smaller value.
  • the control of the steering angle ⁇ 1 according to the operator's manual operation has priority over the control of the steering angle ⁇ 1 accompanying execution of the reverse support control. Therefore, when the control mode is set to the malfunction mode, the reverse support control can be executed more safely. Furthermore, when the control mode is set to the abnormal mode, processing for stopping the coupled vehicle can be executed more safely.
  • control device 42 allows the operator of the connected vehicle 10 to back up after the connected vehicle 10 has stopped by executing a process for stopping the connected vehicle 10.
  • the execution of the reverse support control is ended. According to this configuration, the execution of the reverse support control can be ended based on the operator's intention to end the execution of the reverse support control.
  • control device 42 executes the following process when the coupled vehicle 10 comes to a stop through execution of the process for stopping the coupled vehicle 10. That is, the control device 42 causes the articulated vehicle 10 to be brought to a stopped state when the end operation of the reverse support control by the operator of the coupled vehicle 10 is not detected even after a predetermined set time has elapsed from the time when the coupled vehicle 10 has stopped. Execute processing to maintain. Therefore, safety is improved by restricting the driving of the vehicle.
  • the control device 42 executes a process for notifying the operator of the coupled vehicle 10 of the control mode.
  • the control device 42 visually informs the operator of the control mode via the display device 20, for example. Therefore, the operator can recognize the control mode of the reverse support control. Further, it is possible to prompt the operator to take action according to the control mode.
  • the control device 42 detects an abnormality in the target steering angle ⁇ 1 * of the front wheels 11F, the steering angle ⁇ 1 of the front wheels 11F, the vehicle speed V, and the hitch angle ⁇ .
  • the targets for detection of these abnormalities are multiple types of vehicle state quantities used for reverse support control. Therefore, it is possible to appropriately deal with abnormalities in a plurality of types of vehicle state quantities.
  • the operator can specify the target virtual steering angle ⁇ 2 * of the trailer 12 by operating the input device 41, similar to specifying the steering angle of the front wheels 11F by operating the steering wheel in a regular passenger car.
  • the nonlinear and unstable backward motion of the trailer 12 can be controlled by a single vehicle including the tractor 11, that is, an ordinary passenger car with front wheel steering. It can be considered and controlled. Therefore, it is possible to more appropriately support the backward operation of the coupled vehicle 10.
  • the operator can perform a reverse operation of the articulated vehicle 10 in the same way as a normal passenger car.
  • step S104 of the flowchart in FIG. 6 the control device 42 may execute a process to reduce the vehicle speed V in addition to a process to reduce the steering angular velocity. Furthermore, in step S104, the control device 42 may execute processing for reducing the vehicle speed V instead of the processing for reducing the steering angular velocity.
  • step S102 to step 104 may be omitted.
  • Each of the processes from step S102 to step 104 may be executed in combination as appropriate depending on the product specifications. If the process of step S106 is omitted, the process of maintaining the reduced steering angular velocity may not be performed in the process of step S106.
  • step S112 may be omitted.
  • the control device 42 moves the process to step S113. Further, in the process of step S113, it is not necessary to execute the process of maintaining the steering angle ⁇ 1 of the front wheels 11F.
  • the abnormality detection unit 42C and the state manager 42E may be integrated as one processing unit.
  • One processing section has the function of an abnormality detection section 42C and the function of a state manager.
  • the abnormality detection unit 42C may have a function as the state manager 42E. In this case, the state manager 42E can be omitted.
  • the state manager 42E may also have a function as the abnormality detection section 42C. In this case, the abnormality detection section 42C can be omitted.

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Abstract

連結車両（１０）の制御装置（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。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。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、連結車両を停車させるための処理を実行する。

Description

連結車両の制御装置
　本開示は、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。
　本開示の一態様に係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。
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。
　一実施の形態に係る連結車両の制御装置を説明する。
　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τｓｔｒ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α１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α１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α１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τｓｔｒ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τｓｔｒ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α１ ＊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α１を制御する。目標操舵角α１ ＊は、前輪１１Ｆの操舵角α１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α１を目標操舵角α１ ＊に一致させるべく、操舵角α１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α１に基づき、前輪１１Ｆの目標操舵角α１ ＊を演算する。目標操舵角α１ ＊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α１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α１ ＊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α２ ＊を設定する。目標仮想操舵角α２ ＊は、トレーラ１２の仮想操舵角α２の目標値である。仮想操舵角α２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α２ ＊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α２ ＊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α２ ＊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α２ ＊、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α１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α２ ＊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α１に基づき、トラクタ１１の前輪１１Ｆの目標操舵角α１ ＊を演算する。制御部４２Ｂは、トレーラ１２の仮想操舵角α２が目標仮想操舵角α２ ＊に収束するように、前輪１１Ｆの目標操舵角α１ ＊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α２を目標仮想操舵角α２ ＊に一致させるべく、仮想操舵角α２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α１ ＊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α１ ＊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。
　Ｃ０　：トラクタ１１の前輪１１Ｆ
　Ｂ１　：トラクタ１１の後輪１１Ｒ
　Ｃ１　：トラクタ１１のヒッチ点（ヒッチボール１４の位置を示す点）
　Ｂ２　：トレーラ１２の車輪
　Ｖｃ０：トラクタ１１の前輪１１Ｆの速度ベクトル
　ＶＢ１：トラクタ１１の後輪１１Ｒの速度ベクトル
　Ｖｃ１：トラクタ１１のヒッチ点Ｃ１の速度ベクトル
　ＶＢ２：トレーラ１２の速度ベクトル
　α１　：トラクタ１１の前輪１１Ｆの操舵角
　α２　：トレーラ１２の仮想操舵角
　γ１　：中間変数（トラクタ１１の中心軸とヒッチ点Ｃ１の速度ベクトルＶｃ１とのなす角）
　θ１　：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）
　θ２　：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）
　ｌ１　：トラクタ１１のホイールベース
　ｈ１　：トラクタ１１の後輪１１Ｒとヒッチ点Ｃ１との間の距離
　ｌ２　：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θ１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α１および中間変数γ１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Ｖｃ０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Ｃ１の速度ベクトルＶｃ１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Ｃ１の速度ベクトルＶｃ１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Ｃ１の速度ベクトルＶｃ１とトレーラ１２の中心軸とのなす角は「β－γ１」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α２（＝－（β－γ１））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α２は、つぎの数式１で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　ただし、「β」は、ヒッチ角である。「ｌ１」は、トラクタ１１のホイールベースである。「ｈ１」は、トラクタ１１の後輪１１Ｒとヒッチ点Ｃ１との間の距離である。「α１」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Ｖｌ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Ｖｒを検出する。車輪速Ｖｌ，Ｖｒ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Ｖｌ，Ｖｒ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α１ ＊
　Ｂ２．前輪１１Ｆの操舵角α１
　Ｂ３．車速Ｖ
　Ｂ４．ヒッチ角β
　＜目標操舵角α１ ＊の状態判定方法＞
　目標操舵角α１ ＊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α１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α１１＾を演算する。「＾」は推定値であることを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 　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ｌ１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α１と、第１の推定操舵角α１１＾と、目標操舵角α１ ＊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α１ ＊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α１ ＊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．│α１－α１１＾│＜αｔｈ１
　Ｄ２．│α１ ＊－α１│≧αｔｈ１
　Ｄ３．│α１ ＊－α１１＾│≧αｔｈ１
　ただし、「αｔｈ１」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α１ ＊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α１ ＊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α１ ＊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α１の状態判定方法＞
　操舵角α１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Ｖｌ，Ｖｒ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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 　ただし、「Ｖｌ」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。「Ｖｒ」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α１２＾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α１と、第１の推定操舵角α１１＾と、第２の推定操舵角α１２＾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（α１，α１１＾，α１２＾）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α１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α１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．│α１－α１１＾│≧αｔｈ２
　Ｅ２．│α１－α１２＾│≧αｔｈ２
　Ｅ３．│α１１＾－α１２＾│≧αｔｈ２
　ただし、「αｔｈ２」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（α１）のみが異常であって、第２の操舵角（α１１＾）および第３の操舵角（α１２＾）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α１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α１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Ｖｌ，Ｖｒ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α１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Ｖｌ，Ｖｒ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Ｖｌ，Ｖｒを検出できる車輪の車輪速Ｖｌ，Ｖｒ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Ｖｌ，Ｖｒ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α１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α１、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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 　ただし、「ｌ１」は、トラクタ１１のホイールベースである。「ｌ２」は、トレーラ１２の仮想ホイールベースである。「ＶＢ１」は、トラクタ１１の後輪１１Ｒの速度ベクトルである。「ｈ１」は、トラクタ１１の後輪１１Ｒとヒッチ点Ｃ１との間の距離である。「α１」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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 　ただし、「ｌ１」は、トラクタ１１のホイールベースである。「ｌ２」は、トレーラ１２の仮想ホイールベースである。「ＶＢ１」は、トラクタ１１の後輪１１Ｒの速度ベクトルである。「ｈ１」は、トラクタ１１の後輪１１Ｒとヒッチ点Ｃ１との間の距離である。「α１」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│≧βｔｈ
　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、「βｔｈ」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α１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α１１＾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α１１＾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Ｖｌ，Ｖｒ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Ｖｌ，Ｖｒを検出できる車輪の車輪速Ｖｌ，Ｖｒ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。操作量は、たとえば、連結車両１０の走行のための駆動力に係わる加速操作量、連結車両１０に作用させる制動力に係わる制動操作量、および、操舵輪である前輪１１Ｆの操舵角に係わる操舵操作量、を含む。制御量は、たとえば、連結車両１０の走行のための駆動力である加速制御量、連結車両１０に作用させる制動力である制動制御量、および、操舵輪である前輪１１Ｆの操舵角に係わる操舵制御量、を含む。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の駆動力とのうち、小さい方の値を選択する。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の制動力とのうち、大きい方の値を選択する。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α１の制御を、後退支援制御の実行に伴う前輪１１Ｆの操舵角α１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α１ ＊に応じた操舵角α１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α１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α１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α１ ＊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α１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α１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α１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、現在の制動力とのうち、大きい方の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、現在の駆動力とのうち、小さい方の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α１の制御を、後退支援制御の実行に伴う前輪１１Ｆの操舵角α１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α１の制御が、後退支援制御の実行に伴う操舵角α１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α１ ＊、前輪１１Ｆの操舵角α１、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α２ ＊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α２ ＊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α１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。

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の制御装置であって、
    　前記制御装置は、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、
    　前記制御装置は、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、
    　前記制御装置は、
    　　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、ように構成される連結車両の制御装置。
  2. 　前記制御装置は、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. 　前記制御装置は、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. 　前記制御装置は、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. 　前記制御装置は、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、現在の制動力とのうち、大きい方の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、現在の駆動力とのうち、小さい方の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、を含む請求項３に記載の連結車両の制御装置。
  9. 　前記制御装置は、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. 　前記制御装置は、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. 　前記制御装置は、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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