特開 2023-183869 車両制御装置、車両制御装置の制御方法及び車両制御装置の制御プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023183869

(43)【公開日】2023-12-28

(54)【発明の名称】車両制御装置、車両制御装置の制御方法及び車両制御装置の制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   B60W 30/02 20120101AFI20231221BHJP

【ＦＩ】

B60W30/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022097651

(22)【出願日】2022-06-16

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大石 啓悟

【テーマコード（参考）】

3D241

【Ｆターム（参考）】

3D241BA18

3D241BC04

3D241CA09

3D241CA15

3D241CC01

3D241CC08

3D241DB00Z

3D241DB13Z

3D241DB23Z

3D241DB32Z

3D241DB46Z

(57)【要約】

【課題】牽引車両と被牽引車両との連結部に折れ角度がついた状態で牽引車両が制動されてもジャックナイフ現象の発生を抑制することが可能な車両制御装置、車両制御装置の制御方法及び車両制御装置の制御プログラムを得る。
【解決手段】牽引車両１２のＥＣＵ５０は、回転角度センサ３８及び荷重センサ４０による各検出結果を用いて、牽引車両１２の制動時に牽引車両１２に対するヨーモーメントを推定し、そのヨーモーメントを抑制するように牽引車両１２の制動力の左右差を算出する。ＥＣＵ５０は、その算出結果に基づいて、牽引車両１２の左右の制動力を制御する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

牽引車両に被牽引車両が連結された連結車両に適用され、
前記牽引車両の左右の車輪のそれぞれに独立して制駆動力を付与する制駆動部と、
前記牽引車両の各車輪の制駆動力を検出する制駆動力検出部と、
前記被牽引車両の質量を推定する質量推定部と、
前記牽引車両と前記被牽引車両との連結部の折れ角度を検出する角度検出部と、
前記角度検出部による検出結果及び前記質量推定部による推定結果を用いて、前記牽引車両の制動時に前記牽引車両に対するヨーモーメントを推定するヨーモーメント推定部と、
前記ヨーモーメント推定部で推定されたヨーモーメントを抑制するように前記牽引車両の制動力の左右差を算出する算出部と、
前記算出部の算出結果に基づいて、前記制駆動力検出部による検出結果を用いて、前記牽引車両の左右の制動力を制御する制御部と、
を備える車両制御装置。

【請求項2】

前記牽引車両の各車輪速を検出する車輪速検出部を備え、
前記算出部は、前記車輪速検出部による検出結果及び前記牽引車両の走行予定に基づいて、目標総制動力を算出し、前記ヨーモーメント推定部で推定されたヨーモーメントを抑制するように前記牽引車両の制動力の左右差を算出する際に、前記目標総制動力を変えずに前記牽引車両の左右の制動力を算出する、請求項１に記載の車両制御装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記牽引車両の左右の制動力のそれぞれにおける単位時間あたりの変化量である変化勾配が予め設定された上限勾配を超えないように前記牽引車両の左右の制動力を制御する、請求項１又は請求項２に記載の車両制御装置。

【請求項4】

牽引車両に被牽引車両が連結された連結車両に適用され、
前記牽引車両の左右の車輪のそれぞれに独立して制駆動力を付与する制駆動部と、
前記牽引車両の各車輪の制駆動力を検出する制駆動力検出部と、
前記被牽引車両の質量を推定する質量推定部と、
前記牽引車両と前記被牽引車両との連結部の折れ角度を検出する角度検出部と、
を備える車両制御装置において、
前記角度検出部による検出結果及び前記質量推定部による推定結果を用いて、前記牽引車両の制動時に前記牽引車両に対するヨーモーメントを推定し、その推定されたヨーモーメントを抑制するように前記牽引車両の制動力の左右差を算出し、その算出結果に基づいて、前記制駆動力検出部による検出結果を用いて、前記牽引車両の左右の制動力を制御する、
ことを含む車両制御装置の制御方法。

【請求項5】

牽引車両に被牽引車両が連結された連結車両に適用され、
前記牽引車両の左右の車輪のそれぞれに独立して制駆動力を付与する制駆動部と、
前記牽引車両の各車輪の制駆動力を検出する制駆動力検出部と、
前記被牽引車両の質量を推定する質量推定部と、
前記牽引車両と前記被牽引車両との連結部の折れ角度を検出する角度検出部と、
を備える車両制御装置に含まれるコンピュータに、
前記角度検出部による検出結果及び前記質量推定部による推定結果を用いて、前記牽引車両の制動時に前記牽引車両に対するヨーモーメントを推定し、その推定されたヨーモーメントを抑制するように前記牽引車両の制動力の左右差を算出し、その算出結果に基づいて、前記制駆動力検出部による検出結果を用いて、前記牽引車両の左右の制動力を制御することを含む処理を行わせるための車両制御装置の制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両制御装置、車両制御装置の制御方法及び車両制御装置の制御プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、連結車両の制動力制御装置が開示されている。簡単に説明すると、この制動力制御装置には、ブレーキ操作量に応じた総制動力を求める手段と、降坂走行中の制動時に総制動力の被牽引車への配分比を平坦路での基準値よりも降坂の勾配に応じた割合をもって高めるように制御する手段と、が設けられている。そして、この制動力制御装置では、降坂時の制動時に、総制動力の被牽引車への配分比を高めることで、降坂路でのジャックナイフ現象の発生を抑制している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１－２７８０１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、ジャックナイフ現象は、降坂路以外でも、牽引車両と被牽引車両との連結部に折れ角度がついた状態で牽引車両が制動された際に発生する場合があるため、上記先行技術については改善の余地がある。

【0005】

本発明は、上記事実を考慮して、牽引車両と被牽引車両との連結部に折れ角度がついた状態で牽引車両が制動されてもジャックナイフ現象の発生を抑制することが可能な車両制御装置、車両制御装置の制御方法及び車両制御装置の制御プログラムを得ることが目的である。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項１に記載する本発明の車両制御装置は、牽引車両に被牽引車両が連結された連結車両に適用され、前記牽引車両の左右の車輪のそれぞれに独立して制駆動力を付与する制駆動部と、前記牽引車両の各車輪の制駆動力を検出する制駆動力検出部と、前記被牽引車両の質量を推定する質量推定部と、前記牽引車両と前記被牽引車両との連結部の折れ角度を検出する角度検出部と、前記角度検出部による検出結果及び前記質量推定部による推定結果を用いて、前記牽引車両の制動時に前記牽引車両に対するヨーモーメントを推定するヨーモーメント推定部と、前記ヨーモーメント推定部で推定されたヨーモーメントを抑制するように前記牽引車両の制動力の左右差を算出する算出部と、前記算出部の算出結果に基づいて、前記制駆動力検出部による検出結果を用いて、前記牽引車両の左右の制動力を制御する制御部と、を備える。

【0007】

なお、請求項１に記載の「制駆動力」とは、牽引車両を加減速させる力をいい、牽引車両を減速させる制動力と牽引車両を加速させる駆動力との両方を含む（以下、本明細書において同じ）。また、請求項１に記載の「被牽引車両の質量」とは、被牽引車両に物等が載せられている場合には、物等が載せられている状態での被牽引車両の質量をいう（本明細書において同じ）。

【0008】

上記構成によれば、車両制御装置は、牽引車両に被牽引車両が連結された連結車両に適用され、制駆動部が、牽引車両の左右の車輪のそれぞれに独立して制駆動力を付与する。また、制駆動力検出部が、牽引車両の各車輪の制駆動力を検出し、質量推定部が、被牽引車両の質量を推定し、角度検出部が、牽引車両と被牽引車両との連結部の折れ角度を検出する。さらに、角度検出部による検出結果及び質量推定部による推定結果を用いて、牽引車両の制動時に牽引車両に対するヨーモーメントをヨーモーメント推定部が推定する。ヨーモーメント推定部で推定されたヨーモーメントを抑制するように、算出部が、牽引車両の制動力の左右差を算出する。ここで、制御部は、算出部の算出結果に基づいて、制駆動力検出部による検出結果を用いて、牽引車両の左右の制動力を制御する。これらにより、牽引車両の制動時に牽引車両と被牽引車両との連結部の折れ角度をコントロールすることができ、ジャックナイフ現象の発生を抑制することが可能になる。

【0009】

請求項２に記載する本発明の車両制御装置は、請求項１に記載の構成において、前記牽引車両の各車輪速を検出する車輪速検出部を備え、前記算出部は、前記車輪速検出部による検出結果及び前記牽引車両の走行予定に基づいて、目標総制動力を算出し、前記ヨーモーメント推定部で推定されたヨーモーメントを抑制するように前記牽引車両の制動力の左右差を算出する際に、前記目標総制動力を変えずに前記牽引車両の左右の制動力を算出する。

【0010】

上記構成によれば、車輪速検出部が牽引車両の各車輪速を検出し、算出部が、車輪速検出部による検出結果及び牽引車両の走行予定に基づいて、目標総制動力を算出する。また、算出部は、ヨーモーメント推定部で推定されたヨーモーメントを抑制するように牽引車両の制動力の左右差を算出する際に、目標総制動力を変えずに牽引車両の左右の制動力を算出する。このため、目標総制動力で制動しつつ牽引車両と被牽引車両との連結部の折れ角度をコントロールすることができる。

【0011】

請求項３に記載する本発明の車両制御装置は、請求項１又は請求項２に記載の構成において、前記制御部は、前記牽引車両の左右の制動力のそれぞれにおける単位時間あたりの変化量である変化勾配が予め設定された上限勾配を超えないように前記牽引車両の左右の制動力を制御する。

【0012】

上記構成によれば、制御部は、牽引車両の左右の制動力のそれぞれにおける単位時間あたりの変化量である変化勾配が予め設定された上限勾配を超えないように牽引車両の左右の制動力を制御する。このため、牽引車両に対するヨーモーメントに対して反対方向の力であるアンチヨーモーメントが急激に発生するのを抑制することができ、牽引車両を安定的に走行させることができる。

【0013】

請求項４に記載する本発明の車両制御装置の制御方法は、牽引車両に被牽引車両が連結された連結車両に適用され、前記牽引車両の左右の車輪のそれぞれに独立して制駆動力を付与する制駆動部と、前記牽引車両の各車輪の制駆動力を検出する制駆動力検出部と、前記被牽引車両の質量を推定する質量推定部と、前記牽引車両と前記被牽引車両との連結部の折れ角度を検出する角度検出部と、を備える車両制御装置において、前記角度検出部による検出結果及び前記質量推定部による推定結果を用いて、前記牽引車両の制動時に前記牽引車両に対するヨーモーメントを推定し、その推定されたヨーモーメントを抑制するように前記牽引車両の制動力の左右差を算出し、その算出結果に基づいて、前記制駆動力検出部による検出結果を用いて、前記牽引車両の左右の制動力を制御する、ことを含む。このため、請求項１記載の発明と同様に、牽引車両の制動時に牽引車両と被牽引車両との連結部の折れ角度をコントロールすることができ、ジャックナイフ現象の発生を抑制することが可能になる。

【0014】

請求項５に記載する本発明の車両制御装置の制御プログラムは、牽引車両に被牽引車両が連結された連結車両に適用され、前記牽引車両の左右の車輪のそれぞれに独立して制駆動力を付与する制駆動部と、前記牽引車両の各車輪の制駆動力を検出する制駆動力検出部と、前記被牽引車両の質量を推定する質量推定部と、前記牽引車両と前記被牽引車両との連結部の折れ角度を検出する角度検出部と、を備える車両制御装置に含まれるコンピュータに、前記角度検出部による検出結果及び前記質量推定部による推定結果を用いて、前記牽引車両の制動時に前記牽引車両に対するヨーモーメントを推定し、その推定されたヨーモーメントを抑制するように前記牽引車両の制動力の左右差を算出し、その算出結果に基づいて、前記制駆動力検出部による検出結果を用いて、前記牽引車両の左右の制動力を制御することを含む処理を行わせる。このため、コンピュータが請求項５に記載の発明に係る車両制御装置の制御プログラムを実行することで、コンピュータによって請求項４に記載の車両制御装置の制御方法が実施されることになり、請求項１及び請求項４にそれぞれ記載の発明と同様に、牽引車両の制動時に牽引車両と被牽引車両との連結部の折れ角度をコントロールすることができ、ジャックナイフ現象の発生を抑制することが可能になる。

【発明の効果】

【0015】

以上説明したように、本発明によれば、牽引車両と被牽引車両との連結部に折れ角度がついた状態で牽引車両が制動されてもジャックナイフ現象の発生を抑制することが可能になるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】一実施形態に係る車両制御装置が搭載された連結車両の概略構成を簡略化して示す斜視図である。

【図2】図１の車両制御装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

【図3】図１の車両制御装置のＥＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。

【図4】図１の車両制御装置のＥＣＵによる走行制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図5】図１の連結車両の連結部における折れ角度及び牽引車両の車軸と連結点との距離を説明するための模式的な平面図である。

【図6】図１の連結車両の連結部に折れ角度がついた状態で牽引車両が制動される前の状態を示す模式的な平面図である。

【図7】図１の車両制御装置において連結車両の連結部に折れ角度がついた状態で牽引車両が制動されている状態を示す模式的な平面図である。

【図8】対比例において連結車両の連結部に折れ角度がついた状態で牽引車両が制動されている状態を示す模式的な平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明の一実施形態に係る車両制御装置、車両制御装置の制御方法及び車両制御装置の制御プログラムについて図面を参照しつつ説明する。

【0018】

［実施形態の構成］
図１には、本実施形態に係る車両制御装置３０が搭載された連結車両１０の概略構成が簡略化された斜視図で示されている。図１に示されるように、車両制御装置３０は、牽引車両１２に被牽引車両１４が連結された連結車両１０に適用される。なお、図１に示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印Ｗは車両幅方向を示している。

【0019】

図１に示される牽引車両１２は、自動運転車両であり、一例として、工場内を走行して部品等の運搬に使用される。牽引車両１２は、車体２０と、車体２０の左右に配置される車輪２２Ｌ、２２Ｒと、を備えており、操舵機構を備えていない。左右の車輪２２Ｌ、２２Ｒは、それぞれ独立して回転可能な駆動輪であり、平面視で車体２０に対して角度を変えられない構成になっている。

【0020】

また、牽引車両１２には、牽引車両１２の左右の車輪２２Ｌ、２２Ｒのそれぞれに独立して制駆動力を付与する制駆動部としてのインホイルモータ（「インホイールモーター」ともいう。）３２Ｌ、３２Ｒが設けられている。インホイルモータ３２Ｌ、３２Ｒは、トルクを出力可能に構成されている。左のインホイルモータ３２Ｌは、左の車輪２２Ｌに設けられて左の車輪２２Ｌを正転方向及び逆転方向に駆動可能とされ、右のインホイルモータ３２Ｒは、右の車輪２２Ｒに設けられて右の車輪２２Ｒを正転方向及び逆転方向に駆動可能とされている。左右のインホイルモータ３２Ｌ、３２Ｒは、独立して制御可能とされ、牽引車両１２の旋回動作は、左右のインホイルモータ３２Ｌ、３２Ｒのトルクに差を設けることによって制御可能とされている。また、牽引車両１２の制駆動動作は、インホイルモータ３２Ｌ、３２Ｒの回転速度を変えることで制御可能とされている。

【0021】

また、牽引車両１２には、牽引車両１２の各車輪速（各車輪２２Ｌ、２２Ｒの回転速度）を検出する車輪速検出部としての車輪速センサ３４Ｌ、３４Ｒが設けられている。左の車輪速センサ３４Ｌは、左の車輪２２Ｌの回転速度を検出し、右の車輪速センサ３４Ｒは、右の車輪２２Ｒの回転速度を検出する。また、牽引車両１２には、牽引車両１２の各車輪２２Ｌ、２２Ｒのトルクを検出するトルクセンサ３６Ｌ、３６Ｒが設けられている。左のトルクセンサ３６Ｌは、左の車輪２２Ｌのトルクを検出し、右のトルクセンサ３６Ｒは、右の車輪２２Ｒのトルクを検出する。

【0022】

牽引車両１２に連結された被牽引車両１４は、荷台２４と、荷台２４の前部の左右に配置される車輪２６Ｌ、２６Ｒと、荷台２４の後部の左右に配置される車輪２８Ｌ、２８Ｒと、を備えている。被牽引車両１４の荷台２４には、荷台２４に積載される積荷（図示省略）の質量を検出する荷重センサ（「質量センサ」ともいう）４０が設けられている。

【0023】

また、牽引車両１２と被牽引車両１４との連結部１６は、牽引車両１２側に設けられたヒッチ１７と、被牽引車両１４側に設けられたブラケット１９と、ヒッチ１７とブラケット１９とを連結する連結軸１８と、を含んで構成されている。ヒッチ１７は、牽引車両１２の車体２０の後端部における車両幅方向中央部に固定されて車体後方側に延出している。ブラケット１９は、被牽引車両１４の荷台２４の前端部における車両幅方向中央部に固定されて車体前方側に延出している。連結軸１８は、上下方向を軸線方向として配置され、ヒッチ１７とブラケット１９とを上下方向の軸線周りに回動可能に連結している。

【0024】

連結部１６には、牽引車両１２と被牽引車両１４との連結部１６の折れ角度を検出する角度検出部としての回転角度センサ３８が設けられている。なお、牽引車両１２と被牽引車両１４との連結部１６の折れ角度は、図５に示されるように、被牽引車両１４の車幅方向中心線１４ＣＬに対する牽引車両１２の車幅方向中心線１２ＣＬの折れ角度θを指す。

【0025】

図２には、本実施形態に係る車両制御装置３０のハードウェア構成の一例がブロック図で示されている。図２に示されるように、車両制御装置３０は、前述したインホイルモータ３２Ｌ、３２Ｒ、車輪速センサ３４Ｌ、３４Ｒ、トルクセンサ３６Ｌ、３６Ｒ、回転角度センサ３８及び荷重センサ４０の他、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）装置４２、地図情報記憶部４４、周辺状況センサ４６、ユーザインタフェース（図２では「ユーザＩ／Ｆ」と略す）４８及びコンピュータとしてのＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）５０を備えている。

【0026】

ＧＰＳ装置４２は、連結車両１０の現在位置を取得する。地図情報記憶部４４には、地図データベースが格納されている。周辺状況センサ４６は、連結車両１０の周辺状況を検出する。周辺状況センサ４６には、例えば、牽引車両１２の進行方向の前方側を走行する先行車等を検知するレーダ、及び連結車両１０の周辺情報を撮像するカメラが含まれる。

【0027】

ユーザインタフェース４８は、ユーザが車両制御装置３０を使用する際のインタフェースである。ユーザインタフェース４８は、例えば、ユーザによるタッチ操作を可能とするタッチパネルを備えた液晶ディスプレイ、及びユーザによる音声入力を受け付ける音声入力受付部の少なくとも一つを含む。

【0028】

ＥＣＵ５０は、牽引車両１２を自動的に走行させる自動運転の走行制御処理を行う。ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：プロセッサ）５０Ａ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）５０Ｂ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）５０Ｃ、ストレージ５０Ｄ、通信インタフェース（図２では「通信Ｉ／Ｆ」と略す）５０Ｅ及び入出力インタフェース（図２では「入出力Ｉ／Ｆ」と略す）５０Ｆを含んで構成されている。ＣＰＵ５０Ａ、ＲＯＭ５０Ｂ、ＲＡＭ５０Ｃ、ストレージ５０Ｄ、通信インタフェース５０Ｅ及び入出力インタフェース５０Ｆは、バス５０Ｚを介して相互に通信可能に接続されている。

【0029】

ＣＰＵ５０Ａは、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、各部を制御したりする。すなわち、ＣＰＵ５０Ａは、ＲＯＭ５０Ｂ又はストレージ５０Ｄからプログラムを読み出し、ＲＡＭ５０Ｃを作業領域としてプログラムを実行する。ＣＰＵ５０Ａは、ＲＯＭ５０Ｂ又はストレージ５０Ｄに記録されているプログラムに従って、上記各構成の制御及び各種の演算処理を行う。

【0030】

ＲＯＭ５０Ｂは、各種プログラム及び各種データを記憶する。ＲＡＭ５０Ｃは、作業領域として一時的にプログラム又はデータを記憶する。ストレージ５０Ｄは、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）又はＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置により構成され、各種プログラム及び各種データを記憶する。なお、ストレージ５０Ｄの所定領域に記憶されたデータは、ユーザインタフェース４８を用いて更新可能とされている。また、本実施形態では、ＲＯＭ５０Ｂ又はストレージ５０Ｄには、自動運転の走行制御プログラム（本発明に係る車両制御装置の制御プログラムの一例）が格納されている。

【0031】

通信インタフェース５０Ｅは、携帯端末（図示省略）等の他の機器と通信するためのインタフェースである。当該通信には、例えば、４Ｇ、５Ｇ、又はＷｉ－Ｆｉ（登録商標）等の無線通信の規格が用いられる。

【0032】

入出力インタフェース５０Ｆは、連結車両１０に搭載される各装置と通信するためのインタフェースである。本実施形態のＥＣＵ５０には、入出力インタフェース５０Ｆを介して、一例として、インホイルモータ３２Ｌ、３２Ｒ、車輪速センサ３４Ｌ、３４Ｒ、トルクセンサ３６Ｌ、３６Ｒ、回転角度センサ３８、荷重センサ４０、ＧＰＳ装置４２、地図情報記憶部４４、周辺状況センサ４６及びユーザインタフェース４８が接続されている。なお、インホイルモータ３２Ｌ、３２Ｒ、車輪速センサ３４Ｌ、３４Ｒ、トルクセンサ３６Ｌ、３６Ｒ、回転角度センサ３８、荷重センサ４０、ＧＰＳ装置４２、地図情報記憶部４４、周辺状況センサ４６及びユーザインタフェース４８は、バス５０Ｚに対して直接接続されていてもよい。

【0033】

図３には、ＥＣＵ５０の機能構成の一例がブロック図で示されている。図３に示されるように、ＥＣＵ５０は、機能構成として、制駆動力検出部５０１、質量推定部５０２、ヨーモーメント推定部５０３、算出部５０４及び制御部５０５を有する。各機能構成は、ＣＰＵ５０ＡがＲＯＭ５０Ｂ又はストレージ５０Ｄに記憶されたプログラム（前述した自動運転の走行制御プログラム）を読み出し、実行することにより実現される。

【0034】

制駆動力検出部５０１は、牽引車両１２の各車輪２２Ｌ、２２Ｒの制駆動力を検出する。制駆動力検出部５０１は、左のトルクセンサ３６Ｌによる検出値を左の車輪２２Ｌのタイヤ半径（動荷重半径）で除して左の車輪２２Ｌの制駆動力を検出し、右のトルクセンサ３６Ｒによる検出値を右の車輪２２Ｒのタイヤ半径（動荷重半径）で除して右の車輪２２Ｒの制駆動力を検出する。車輪２２Ｌ、２２Ｒのタイヤ半径（動荷重半径）は、ＲＯＭ５０Ｂ又はストレージ５０Ｄに予め記憶されている。

【0035】

質量推定部５０２は、被牽引車両１４の質量を推定する。質量推定部５０２は、荷物を載せていない状態の被牽引車両１４の質量に、荷重センサ４０による検出値を加算して、被牽引車両１４の質量を推定する。荷物を載せていない状態の被牽引車両１４の質量は、ＲＯＭ５０Ｂ又はストレージ５０Ｄに予め記憶されている。

【0036】

ヨーモーメント推定部５０３は、回転角度センサ３８による検出結果及び質量推定部５０２による推定結果を用いて、牽引車両１２の制動時に牽引車両１２に対するヨーモーメントを推定する。

【0037】

算出部５０４は、ヨーモーメント推定部５０３で推定されたヨーモーメントを抑制するように牽引車両１２の制動力の左右差を算出する。また、算出部５０４は、車輪速センサ３４Ｌ、３４Ｒによる検出結果及び牽引車両１２の走行予定に基づいて、目標総制動力を算出し、ヨーモーメント推定部５０３で推定されたヨーモーメントを抑制するように牽引車両１２の制動力の左右差を算出する際に、目標総制動力を変えずに牽引車両１２の左右の制動力を算出する。

【0038】

制御部５０５は、算出部５０４の算出結果に基づいて、制駆動力検出部５０１による検出結果を用いて、牽引車両１２の左右の制動力を制御する。また、制御部５０５は、牽引車両１２の左右の制動力のそれぞれにおける単位時間あたりの変化量である変化勾配が予め設定された上限勾配を超えないように牽引車両１２の左右の制動力を制御する。

【0039】

［実施形態の作用・効果］
次に、車両制御装置３０の作用について説明する。

【0040】

図４には、ＥＣＵ５０による走行制御処理の流れの一例がフローチャートで示されている。ＣＰＵ５０ＡがＲＯＭ５０Ｂ又はストレージ５０Ｄから走行制御プログラムを読み出して、ＲＡＭ５０Ｃに展開して実行することにより、ＥＣＵ５０による走行制御処理が行なわれる。例えば、牽引車両１２の走行を開始する旨の指令を受けたＥＣＵ５０において、ＣＰＵ５０Ａがインホイルモータ３２Ｌ、３２Ｒの駆動力で牽引車両１２を走行させる場合に、図４に示される制御処理の実行が開始される。

【0041】

まず、ＣＰＵ５０Ａは、例えばストレージ５０Ｄに記憶された走行予定情報に基づいて、移動のための当面の目標地点を決定する（ステップＳ１００）。なお、当面の目標地点は、走行予定のコース上の一地点である。

【0042】

次に、ＣＰＵ５０Ａは、ステップＳ１００で決定した目標地点の情報に基づいて、牽引車両１２の必要折れ角度θ（図５参照）をθ１とすることを決定し、牽引車両１２の必要折れ角度θ＝θ１となるようにインホイルモータ３２Ｌ、３２Ｒの駆動を制御する（ステップＳ１０１）。なお、牽引車両１２が直進する場合はθ１＝０［°］であり、牽引車両１２が旋回する場合は、｜θ１｜＞０［°］である。牽引車両１２が旋回する場合について補足説明すると、目標地点に到達するために、目標とする旋回軌跡で旋回する必要がある場合、旋回中心及び旋回半径が一義的に決まり、必要な折れ角度を決定することができる。

【0043】

次に、ＣＰＵ５０Ａは、回転角度センサ３８の検出値φを取得する（ステップＳ１０２）。次に、ＣＰＵ５０Ａは、牽引車両１２を制動する必要があるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。牽引車両１２を制動する必要がない場合（ステップＳ１０３：Ｎ）、ＣＰＵ５０Ａは、ステップＳ１００の処理に戻る。牽引車両１２を制動する必要がある場合（ステップＳ１０３：Ｙ）、ＣＰＵ５０Ａは、ステップＳ１０４において、インホイルモータ３２Ｌ、３２Ｒを制御することで牽引車両１２を制動する。次に、ＣＰＵ５０Ａは、回転角度センサ３８の検出値φが必要折れ角度θ１からずれているか（つまり｜θ１－φ｜＞０［°］であるか否か）について判定する（ステップＳ１０５）。

【0044】

回転角度センサ３８の検出値φが必要折れ角度θ１からずれていない場合（ステップＳ１０５：Ｎ）、ＣＰＵ５０Ａは、ステップＳ１１５（後述）の処理へ移行する。回転角度センサ３８の検出値φが必要折れ角度θ１からずれている場合（ステップＳ１０５：Ｙ）、ＣＰＵ５０Ａは、ステップＳ１０６において、荷物を積載した状態の被牽引車両１４の質量ｍの値を取得する。すなわち、ステップＳ１０６において、ＣＰＵ５０Ａは、荷物を載せていない状態の被牽引車両１４の質量に、荷重センサ４０による検出値を加算して、荷物を積載した状態の被牽引車両１４の質量ｍの推定値を取得する。

【0045】

次に、ＣＰＵ５０Ａは、牽引車両１２の目標減速度（目標とする負の加速度）ａの値を取得する（ステップＳ１０７）。なお、ＣＰＵ５０Ａは、車輪速センサ３４Ｌ、３４Ｒによる検出結果と牽引車両１２の現在地点及び目標地点の各位置情報とを含む情報に基づいて、目標減速度ａを算出する。ちなみに、牽引車両１２の現在地点及び目標地点の各位置情報によって、牽引車両１２の現在地点から目標地点までの走行予定距離を算出することができる。

【0046】

次に、ＣＰＵ５０Ａは、ステップＳ１０６で取得した値（荷物を積載した状態の被牽引車両１４の質量ｍの値）、及びステップＳ１０７で取得した値（牽引車両１２の目標減速度ａの値）に基づいて、牽引車両１２の減速に起因して被牽引車両１４が牽引車両１２を後方側から押す力Ｆを、Ｆ＝ｍ×ａの計算式より、算出する（ステップＳ１０８）。

【0047】

次に、ＣＰＵ５０Ａは、ステップＳ１０８で算出した値（被牽引車両１４が牽引車両１２を後方側から押す力Ｆの値）、及び牽引車両１２の車軸と連結軸１８の中心（連結点）との距離Ｌ（図５参照）に基づいて、ヨーモーメント（「スピンモーメント」ともいう）Ｍを、Ｍ＝Ｆ×Ｌの計算式より、算出する（ステップＳ１０９）。言い換えれば、ＣＰＵ５０Ａは、ヨーモーメントＭを推定する。

【0048】

次に、ＣＰＵ５０Ａは、ステップＳ１０９で算出されたヨーモーメントＭを抑制するように牽引車両１２の制動力の左右差を算出する（ステップＳ１１０）。ここで、ＣＰＵ５０Ａは、車輪速センサ３４Ｌ、３４Ｒによる検出結果及び牽引車両１２の走行予定に基づいて、目標減速度に応じた目標総制動力を算出し、ヨーモーメントＭを抑制するように牽引車両１２の制動力の左右差を算出する際に、目標総制動力を変えずに牽引車両１２の左右の制動力を算出する。

【0049】

次に、ＣＰＵ５０Ａは、ステップＳ１１０での算出結果に基づいて、ヨーモーメントＭを抑制するように牽引車両１２の左右の制動力を制御する（ステップＳ１１１）。言い換えると、ステップＳ１１１において、ＣＰＵ５０Ａは、ヨーモーメントＭに対して反対方向の力が発生するように、回生制動力を発生させる。これにより、牽引車両１２の制動時に牽引車両１２と被牽引車両１４との連結部１６の折れ角度θをコントロールすることができ、ジャックナイフ現象の発生を抑制することが可能になる。

【0050】

また、ステップＳ１１１において、ＣＰＵ５０Ａは、牽引車両１２の左右の制動力のそれぞれにおける単位時間あたりの変化量である変化勾配が予め設定された上限勾配を超えないように牽引車両１２の左右の制動力を制御する。補足説明すると、本実施形態では、ＣＰＵ５０Ａは、前記変化勾配が前記上限勾配を超えてしまう場合には、前記変化勾配が前記上限勾配になるように制限し、ステップＳ１１０で算出された制動力の左右差に徐々に近付けるように、牽引車両１２の左右の制動力を制御する。このため、牽引車両１２に対するヨーモーメントＭに対して反対方向の力であるアンチヨーモーメントが急激に発生するのを抑制することができ、牽引車両１２を安定的に走行させることができる。

【0051】

次に、ＣＰＵ５０Ａは、回転角度センサ３８の検出値φを取得する（ステップＳ１１２）。そして、ＣＰＵ５０Ａは、回転角度センサ３８の検出値φが必要折れ角度θ１と一致しているか（つまり｜θ１－φ｜＝０［°］であるか否か）について判定する（ステップＳ１１３）。

【0052】

回転角度センサ３８の検出値φが必要折れ角度θ１と一致していない場合（ステップＳ１１３：Ｎ）、ＣＰＵ５０Ａは、ステップＳ１０７の処理に戻る。回転角度センサ３８の検出値φが必要折れ角度θ１と一致している場合（ステップＳ１１３：Ｙ）、ＣＰＵ５０Ａは、ステップＳ１１４において、目標地点まで牽引車両１２の左右の制動力の制御を継続し、ステップＳ１１５の処理へ移行する。

【0053】

ステップＳ１１５において、ＣＰＵ５０Ａは、最終目標地点に到着したか否かを判定する。最終目標地点に到着していない場合（ステップＳ１１５：Ｎ）、ＣＰＵ５０Ａは、ステップＳ１００の処理に戻る。最終目標地点に到着した場合（ステップＳ１１５：Ｙ）、ＣＰＵ５０Ａは、走行制御プログラムに基づく処理を終了する。

【0054】

ここで、図５に示される連結部１６の折れ角度θのコントロールについて、模式的な平面図である図６～図８を用いて補足説明する。なお、図８では、対比例の連結車両１００の挙動を示している。また、連結車両１０、１００の連結部１６、１１６に平面視で折れ角度が付く場合としては、旋回時、カント路走行時（特に被牽引車両の積載質量が大きい場合）、下り坂走行時等が考えられる。

【0055】

まず、図６に示されるように連結車両１０の連結部１６に折れ角度が付いている状態で牽引車両１２が左右同じ駆動力で目標軌跡Ｔ１の方向に等速又は加速しながら平坦路又は上り坂を走行した場合、被牽引車両１４側から牽引車両１２を押す力は作用しない。このため、牽引車両１２の実軌跡Ｔａの方向は目標軌跡Ｔ１の方向と同じ方向となる。このように牽引車両１２の目標軌跡Ｔ１の方向と実軌跡Ｔａの方向とが同じ方向となる場合については、連結部の折れ角度をコントロールするための対策を立てる必要はない。

【0056】

一方、図８に示されるように対比例の連結車両１００の連結部１１６に折れ角度が付いている状態で走行する牽引車両１１２において左右同じ力の制動力を発生させた場合、牽引車両１１２は減速するが、被牽引車両１１４は自身の前方側へ慣性移動しようとする。これにより、牽引車両１１２に対して被牽引車両１１４側から押す力が作用し、牽引車両１１２をその重心１１２Ａ回りに回転させようとするヨーモーメント（矢印Ｍ参照）が発生する。その結果、牽引車両１１２は、目標軌跡Ｔ３の方向よりも左側を向いてしまうので、牽引車両１１２の実軌跡Ｔｃは目標軌跡Ｔ３から逸脱してしまう。

【0057】

これに対して、本実施形態では、図７に示されるように、連結車両１０の連結部１６に折れ角度が付いている状態で走行する牽引車両１２が、制動力を発生させ、目標軌跡Ｔ２から逸脱した場合に、重心１２Ａ回りにアンチヨーモーメント（矢印Ａ参照）を発生できるように左右の車輪２２Ｌ、２２Ｒをコントロールする。すなわち、本実施形態では、左右の車輪２２Ｌ、２２Ｒの回生制動力を独立して制御し、図７の場合には、左の車輪２２Ｌの制動力ＢＬを小さくすると共に右の車輪２２Ｒの制動力ＢＲを大きくすることで、アンチヨーモーメント（矢印Ａ参照）を発生させている。このため、必要な折れ角度にすることができ、牽引車両１２を目標軌跡Ｔ２に追従させること（言い換えれば牽引車両１２の実軌跡Ｔｂを目標軌跡Ｔ２に沿わせること）ができる。

【0058】

以上説明したように、図１～図７に示される本実施形態によれば、牽引車両１２と被牽引車両１４との連結部１６に折れ角度がついた状態で牽引車両１２が制動されてもジャックナイフ現象の発生を抑制することが可能になる。

【0059】

[実施形態の補足説明]
なお、上記実施形態では、牽引車両１２が運転席を有さない自動運転車両となっているが、牽引車両は運転席を有する自動運転可能な車両であってもよい。また、上記実施形態では、牽引車両１２は、工場内を走行して部品等の運搬に使用されるものとされているが、牽引車両は、工場内以外のエリアを走行して部品以外の物品等の配送に使用されてもよい。

【0060】

また、上記実施形態では、算出部５０４は、車輪速センサ３４Ｌ、３４Ｒによる検出結果及び牽引車両１２の走行予定に基づいて、目標総制動力を算出し、ヨーモーメント推定部５０３で推定されたヨーモーメントを抑制するように牽引車両１２の制動力の左右差を算出する際に、目標総制動力を変えずに牽引車両１２の左右の制動力を算出しているが、算出部は、例えば、気象状況及び交通状況を含む周辺状況等を踏まえて前記目標総制動力を適宜変更して牽引車両（１２）の左右の制動力を算出する、という構成も採り得る。

【0061】

また、上記実施形態では、制御部５０５は、牽引車両１２の左右の制動力のそれぞれにおける単位時間あたりの変化量である変化勾配が予め設定された上限勾配を超えないように牽引車両１２の左右の制動力を制御しており、そのような構成が好ましいが、車両制御装置が適用される連結車両の走行コース等を踏まえて上限勾配を設定しない、という構成も採り得る。

【0062】

また、上記実施形態では、制駆動部がインホイルモータ３２Ｌ、３２Ｒとされているが、制駆動部は、例えば、モータと摩擦ブレーキ装置とが協働して牽引車両（１２）の左右の車輪（２２Ｌ、２２Ｒ）のそれぞれに独立して制駆動力を付与するような制駆動部でもよい。

【0063】

また、上記実施形態では、角度検出部が図１に示される連結部１６に設けられた回転角度センサ３８とされているが、角度検出部は、例えば、牽引車両（１２）の車体（２０）の後面に設けられた撮像カメラと、前記撮像カメラにより撮像された画像データから牽引車両（１２）と被牽引車両（１４）との連結部（１６）の折れ角度を検出する画像検出装置と、を含む角度検出部でもよい。

【0064】

なお、上記各実施形態で図２に示されるＣＰＵ５０Ａがソフトウェア（プログラム）を読み込んで実行した各処理を、ＣＰＵ以外の各種のプロセッサが実行してもよい。この場合のプロセッサとしては、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の製造後に回路構成を変更可能なＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、及びＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が例示される。また、各処理を、これらの各種のプロセッサのうちの１つで実行してもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡ、及びＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ等）で実行してもよい。また、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。

【0065】

また、上記実施形態で説明したプログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、及びＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリ等の記録媒体に記録された形態で提供されてもよい。また、プログラムは、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。

【0066】

なお、上記実施形態及び上述の変形例は、適宜組み合わされて実施可能である。

【0067】

以上、本発明の一例について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0068】

１０ 連結車両
１２ 牽引車両
１４ 被牽引車両
１６ 連結部
２２Ｌ，２２Ｒ 車輪
３０ 車両制御装置
３２Ｌ，３２Ｒ インホイルモータ（制駆動部）
３４Ｌ，３４Ｒ 車輪速センサ（車輪速検出部）
３８ 回転角度センサ（角度検出部）
５０ ＥＣＵ（コンピュータ）
５０１ 制駆動力検出部
５０２ 質量推定部
５０３ ヨーモーメント推定部
５０４ 算出部
５０５ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】