特開 2024-139867 車両制御装置

(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】P2024139867

(43)【公開日】2024-10-10

(54)【発明の名称】車両制御装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 6/00 20060101AFI20241003BHJP

   B60W 30/02 20120101ALI20241003BHJP

   B60W 30/09 20120101ALI20241003BHJP

   B60W 40/08 20120101ALI20241003BHJP

   B60W 40/114 20120101ALI20241003BHJP

   G08G 1/16 20060101ALI20241003BHJP

   B62D 7/14 20060101ALI20241003BHJP

   B60R 11/04 20060101ALI20241003BHJP

   B60R 1/29 20220101ALI20241003BHJP

   B62D 101/00 20060101ALN20241003BHJP

【ＦＩ】

B62D6/00

B60W30/02 ZYW

B60W30/09

B60W40/08

B60W40/114

G08G1/16 F

B62D7/14 A

B60R11/04

B60R1/29

B62D101:00

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023050798

(22)【出願日】2023-03-28

(71)【出願人】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】株式会社アイシン

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 渉

(72)【発明者】

【氏名】福川 将城

(72)【発明者】

【氏名】永井 陽平

【テーマコード（参考）】

3D020

3D034

3D232

3D241

5H181

【Ｆターム（参考）】

3D020BA20

3D034CA01

3D034CD04

3D034CD05

3D034CD07

3D034CD08

3D034CD10

3D034CD12

3D034CE02

3D034CE06

3D232CC20

3D232CC50

3D232DA03

3D232DA09

3D232DA23

3D232DA25

3D232DA27

3D232DA28

3D232DA29

3D232DA32

3D232DA33

3D232DA92

3D232DA93

3D232DA98

3D232DB10

3D232DC01

3D232DD02

3D232DE02

3D232EA07

3D232EB04

3D232EC23

3D232EC32

3D232FF01

3D232FF07

3D232GG01

3D241BA18

3D241BA33

3D241BA51

3D241BA70

3D241BB02

3D241CC17

3D241DB12Z

3D241DB13Z

3D241DD02Z

5H181AA01

5H181BB04

5H181BB13

5H181CC04

5H181CC11

5H181CC14

5H181FF25

5H181FF27

5H181FF33

5H181FF35

5H181LL07

5H181LL08

5H181LL20

(57)【要約】

【課題】車両の挙動を抑制することで、乗員に与える影響を少なくしつつ、車両を目標位置に退避させること。
【解決手段】実施形態の車両制御装置は、車両に搭載される車両制御装置であって、前記車両を移動させる目標位置または舵角の状況に応じて、目標舵角を算出する目標舵角算出部と、前記車両の前後の加速度に基づいて、前記車両の前輪と後輪との舵角の比率を決定する比率決定部と、前記前輪と前記後輪のそれぞれに対し、前記目標舵角を前記比率で定まる舵角を算出する舵角算出部と、前記前輪と前記後輪のそれぞれに、算出された前記前輪と前記後輪のそれぞれの舵角の指示を行う制御部と、を備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に搭載される車両制御装置であって、
前記車両を移動させる目標位置または舵角の状況に応じて、目標舵角を算出する目標舵角算出部と、
前記車両の前後の加速度に基づいて、前記車両の前輪と後輪との舵角の比率を決定する比率決定部と、
前記前輪と前記後輪のそれぞれに対し、前記目標舵角を前記比率で定まる舵角を算出する舵角算出部と、
前記前輪と前記後輪のそれぞれに、算出された前記前輪と前記後輪のそれぞれの舵角の指示を行う制御部と、
を備える車両制御装置。

【請求項2】

前記車両のヨー角に基づく補正値を決定する補正算出部をさらに備え、
前記舵角算出部は、前記前輪と前記後輪のそれぞれに対し、前記目標舵角を前記比率で定まる値に前記補正値で補正した舵角を算出する、
請求項１に記載の車両制御装置。

【請求項3】

前記車両の速度に基づいて、舵角の変化率を求める制限部、をさらに備え、
前記制御部は、前記前輪と前記後輪のそれぞれに、前記変化率で、前記舵角を変化させるように前記舵角の指示を行う、
請求項２に記載の車両制御装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記舵角の指示を、前記前輪と前記後輪とに対して略同時に行う、
請求項１に記載の車両制御装置。

【請求項5】

運転者の異常を判断する異常判断部、をさらに備え、
前記目標舵角算出部は、前記運転者の異常がであると判断された場合に、前記車両を退避させる前記目標位置に基づいて、前記目標舵角を算出する、
請求項１～４のいずれか一つに記載の車両制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、車両制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、車両を自動的に退避走行させる技術が知られている。例えば、ハンドルが故障した場合に、ブレーキを使用して、ヨーモーメントを発生させることで、車両を目的の位置に退避走行させる技術がある（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

運転者にとって、車両の挙動は意図した動作であれば快適に感じるが、乗員にとっては、運転操作を行っていない。このため、意図しない車両の挙動は体が揺さぶられるので、乗員にとって快適であるとは限らない。また、運転者が意識を失った場合に車両の退避走行を行う場合において、車両の挙動は小さいほうが運転者の姿勢も崩れず有益である。

【0004】

このため、車両の挙動の小さい退避走行を行う技術として、従来から、４ＷＳ等において、前輪と後輪とを同じ舵角として平行な車輪角度を実現することで、ヨーレートの発生を抑制する同相操舵制御の技術が知られている。例えば、車両の４輪を独立に操舵可能な機構を設け、ヨー挙動のない斜め方向に車両を走行させるために、車両停車中に４輪を平行な舵角に変化させる技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００３－０６３３７３号公報

【特許文献2】特開２００８－１３０４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、このような従来技術では、前輪と後輪が過渡的に切れる状況においては、前後輪のタイヤの特性によっては、多少左右に車両が向いてしまう。このため、目標の退避位置まで車両を退避走行させることが困難になる場合がある。特に、制動中は前輪の荷重が増加し、舵角の効きが前輪は向上し、後輪は低下するので、前輪と後輪が同じ舵角になっても、ヨーレートが発生し続けてしまい、運転者の姿勢が崩れたり、乗員に不快感を与えてしまう場合もある。

【0007】

そこで、本発明の課題の一つは、車両の挙動を抑制することで、乗員に与える影響を少なくしつつ、車両を目標位置に退避させることである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

実施形態の車両制御装置は、車両に搭載される車両制御装置であって、前記車両を移動させる目標位置または舵角の状況に応じて、目標舵角を算出する目標舵角算出部と、前記車両の前後の加速度に基づいて、前記車両の前輪と後輪との舵角の比率を決定する比率決定部と、前記前輪と前記後輪のそれぞれに対し、前記目標舵角を前記比率で定まる舵角を算出する舵角算出部と、前記前輪と前記後輪のそれぞれに、算出された前記前輪と前記後輪のそれぞれの舵角の指示を行う制御部と、を備える。

【0009】

当該構成により、一例として、車両の挙動を抑制することで、乗員に与える影響を少なくしつつ、車両を目標位置に移動させることができる。

【0010】

また、実施形態の車両制御装置において、前記車両のヨー角に基づく補正値を決定する補正算出部をさらに備え、前記舵角算出部は、前記前輪と前記後輪のそれぞれに対し、前記目標舵角を前記比率で定まる値に前記補正値で補正した舵角を算出する。当該構成により、一例として、ヨー角に起因して車両が目標位置に到達できないことを回避することで、車両を目標位置に確実に移動させることができる。

【0011】

また、実施形態の車両制御装置において、前記車両の速度に基づいて、舵角の変化率を求める制限部、をさらに備え、前記制御部は、前記前輪と前記後輪のそれぞれに、前記変化率で、前記舵角を変化させるように前記舵角の指示を行う。当該構成により、一例として、舵角を変化させていく際の横加速度の変化を一定にして、乗員に与える影響をより少なくすることができる。

【0012】

また、実施形態の車両制御装置において、前記制御部は、前記舵角の指示を、前記前輪と前記後輪とに対して略同時に行う。当該構成により、一例として、車両の移動動作をスムースに開始することができる。

【0013】

また、実施形態の車両制御装置において、運転者の異常を判断する異常判断部、をさらに備え、前記目標舵角算出部は、前記運転者の異常がであると判断された場合に、前記車両を退避させる前記目標位置に基づいて、前記目標舵角を算出する。当該構成により、一例として、運転者の異常がであると判断された場合で、車両を目標位置まで退避させる必要がある場合に、車両の挙動を抑制することで、乗員に与える影響を少なくしつつ、車両を目標位置に退避させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1-1】図１－１は、実施形態にかかる車両の車室の一部が透視された状態が示された例示的な斜視図である。

【図1-2】図１－２は、実施形態にかかる車両の例示的な平面図である。

【図2】図２は、実施形態にかかる車両が有する撮像装置の配置の一例を示す図である。

【図3】図３は、実施形態にかかる車両が有する車両制御システムの構成の例示的なブロック図である。

【図4】図４は、実施形態にかかる車両が有するＥＣＵの機能構成の一例を示す図である。

【図5】図５は、実施形態における車両１の退避走行の一例を説明するための図である。

【図6-1】図６－１は、実施形態にかかる目標舵角の算出方法の一例を説明するための図である。

【図6-2】図６－２は、実施形態にかかる目標舵角の算出方法の一例を説明するための図である。

【図7】図７は、実施形態における前後輪の比と車両の速度の関係を説明するための図である。

【図8-1】図８－１は、ヨー角が発生している場合における前後方向と車体の軌跡の関係およびヨー角の経時的変化の一例を示す図である。

【図8-2】図８－２は、実施形態において、ヨー角が発生しない場合における前後方向と車体の軌跡の関係およびヨー角の経時的変化の一例を示す図である。

【図8-3】図８－３は、ヨー角が発生している場合における前後方向と車体の軌跡の関係およびヨー角の経時的変化の一例を示す図である。

【図8-4】図８－４は、実施形態において、ヨー角が発生しない場合における前後方向と車体の軌跡の関係およびヨー角の経時的変化の一例を示す図である。

【図9-1】図９－１は、舵角と横加速度の関係を示す図である。

【図9-2】図９－２は、舵角および舵角速度と横加速度の関係を示す図である。

【図10】図１０は、実施形態にかかる車両制御システムによる車両制御処理の手順の一例を示すフローチャートである。

【図11】図１１は、実施形態にかかる車両の退避処理の手順の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用、結果、および効果は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能であるとともに、基本的な構成に基づく種々の効果や、派生的な効果のうち、少なくとも一つを得ることが可能である。

【0016】

（実施形態）
本実施形態の車両１は、例えば、不図示の内燃機関を駆動源とする自動車、すなわち内燃機関自動車であってもよいし、不図示の電動機を駆動源とする自動車、すなわち電気自動車や燃料電池自動車等であってもよいし、それらの双方を駆動源とするハイブリッド自動車であってもよいし、他の駆動源を備えた自動車であってもよい。また、車両１は、種々の変速装置を搭載することができるし、内燃機関や電動機を駆動するのに必要な種々の装置、例えばシステムや部品等を搭載することができる。また、車両１における車輪３の駆動に関わる装置の方式や、数、レイアウト等は、種々に設定することができる。

【0017】

図１－１は、第１の実施形態にかかる車両の車室の一部が透視された状態が示された例示的な斜視図である。図１－２は、第１の実施形態にかかる車両の例示的な平面図である。図２は、第１の実施形態にかかる車両が有する撮像装置の配置の一例を示す図である。図３は、第１の実施形態にかかる車両が有する車両制御システムの構成の例示的なブロック図である。

【0018】

まず、図１－１～図３を用いて、本実施形態にかかる車両１の構成の一例について説明する。
図１－１に例示されるように、車体２は、不図示の乗員が乗車する車室２ａを構成している。車室２ａ内には、乗員としての運転者の座席２ｂに臨む状態で、操舵部４や、加速操作部５、制動操作部６、変速操作部７等が設けられている。

【0019】

操舵部４は、例えば、ダッシュボード２４から突出したステアリングホイールである。加速操作部５は、例えば、運転者の足下に位置されたアクセルペダルである。制動操作部６は、例えば、運転者の足下に位置されたブレーキペダルである。変速操作部７は、例えば、センターコンソールから突出したシフトレバーである。なお、操舵部４や、加速操作部５、制動操作部６、変速操作部７等は、これらには限定されない。

【0020】

また、車室２ａ内には、表示出力部としての表示装置８や、音声出力部としての音声出力装置９が設けられている。表示装置８は、例えば、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）や、ＯＥＬＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｓｐｌａｙ）等である。音声出力装置９は、例えば、スピーカである。また、表示装置８は、例えば、タッチパネル等、透明な操作入力部１０で覆われている。乗員は、操作入力部１０を介して表示装置８の表示画面に表示される画像を視認することができる。また、乗員は、表示装置８の表示画面に表示される画像に対応した位置で、手指等で操作入力部１０を触れたり押したり動かしたりして操作することで、操作入力を実行することができる。

【0021】

これら表示装置８や、音声出力装置９、操作入力部１０等は、例えば、ダッシュボード２４の車幅方向すなわち左右方向の中央部に位置されたモニタ装置１１に設けられている。モニタ装置１１は、スイッチや、ダイヤル、ジョイスティック、押しボタン等の不図示の操作入力部を有することができる。また、モニタ装置１１とは異なる車室２ａ内の他の位置に不図示の音声出力装置を設けることができるし、モニタ装置１１の音声出力装置９と他の音声出力装置から、音声を出力することができる。なお、モニタ装置１１は、例えば、ナビゲーションシステムやオーディオシステムと兼用されうる。また、車室２ａ内には、表示装置８とは別の表示装置１２が設けられている。

【0022】

また、図２に示すように、ハンドルコラム２０２には、ドライバーモニタカメラ２０１が設置されている。このドライバーモニタカメラ２０１は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ等である。ドライバーモニタカメラ２０１は、座席２ｂに着座する運転者３０２の顔が、視野中心に位置するように、視野角および姿勢が調整されている。このドライバーモニタカメラ２０１は、運転者３０２の顔を順次撮像し、撮像により得た画像についての画像データを順次出力する。

【0023】

また、図１－１，１－２に例示されるように、車両１は、例えば、四輪自動車であり、左右二つの前輪３Ｆと、左右二つの後輪３Ｒとを有する。これら四つの車輪３は、いずれも転舵可能に構成されうる。図３に例示されるように、車両１は、少なくとも二つの車輪３を操舵する操舵システム１３を有している。

【0024】

図３に例示されるように、操舵システム１３は、アクチュエータ１３ａと、トルクセンサ１３ｂとを有する。操舵システム１３は、ＥＣＵ１４（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）等によって電気的に制御されて、アクチュエータ１３ａを動作させる。操舵システム１３は、例えば、前輪３Ｆの操舵をアシストする電動パワーステアリングシステム（ＥＰＳ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）１３ｃ、後輪３Ｒを操舵するアクティブリアステアリングシステム（ＡＲＳ：Ａｃｔｉｖｅ Ｒｅａｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）１３ｄ等である。また、トルクセンサ１３ｂは、例えば、運転者が操舵部４に与えるトルクを検出する。

【0025】

また、図３に例示されるように、車体２には、複数の撮像部１５として、例えば四つの撮像部１５ａ～１５ｄが設けられている。撮像部１５は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＩＳ（ＣＭＯＳ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）等の撮像素子を内蔵するデジタルカメラである。撮像部１５は、所定のフレームレートで動画データを出力することができる。撮像部１５は、それぞれ、広角レンズまたは魚眼レンズを有し、水平方向には例えば１４０°～１９０°の範囲を撮影することができる。また、撮像部１５の光軸は斜め下方に向けて設定されている。よって、撮像部１５は、車両１が移動可能な路面や車両１が駐車可能な領域を含む車体２の周辺の外部の環境を逐次撮影し、撮像画像データとして出力する。

【0026】

撮像部１５ａは、例えば、車体２の後側の端部２ｅに位置され、リヤトランクのドア２ｈの下方の壁部に設けられている。撮像部１５ｂは、例えば、車体２の右側の端部２ｆに位置され、右側のドアミラー２ｇに設けられている。撮像部１５ｃは、例えば、車体２の前側、すなわち車両前後方向の前方側の端部２ｃに位置され、フロントバンパー等に設けられている。撮像部１５ｄは、例えば、車体２の左側、すなわち車幅方向の左側の端部２ｄに位置され、左側の突出部としてのドアミラー２ｇに設けられている。ＥＣＵ１４は、複数の撮像部１５で得られた画像データに基づいて演算処理や画像処理を実行し、より広い視野角の画像を生成したり、車両１を上方から見た仮想的な俯瞰画像を生成したりすることができる。なお、俯瞰画像は、平面画像とも称されることができる。

【0027】

本実施形態では、車体２の前側に設けられた撮像装置としての撮像部１５ｃによって、車両１の進行方向である前方の路面を撮像する。なお、車両１が後進する場合には、車両の１の後方が進行方向となり、撮像部１５ａが車両１の後方の路面を撮像するように構成してもよい。

【0028】

また、図１－１，１－２に例示されるように、車体２には、複数の測距部１６，１７として、例えば四つの測距部１６ａ～１６ｄと、八つの測距部１７ａ～１７ｈとが設けられている。測距部１６，１７は、例えば、超音波を発射してその反射波を捉えるソナーである。ソナーは、ソナーセンサ、あるいは超音波探知器とも称されることができる。ＥＣＵ１４は、測距部１６，１７の検出結果に車両１の周囲に位置された障害物等の物体の有無や当該物体までの距離を測定することができる。すなわち、測距部１６，１７は、物体を検出する検出部の一例である。なお、測距部１７は、例えば、比較的近距離の物体の検出に用いられ、測距部１６は、例えば、測距部１７よりも遠い比較的長距離の物体の検出に用いられうる。また、測距部１７は、例えば、車両１の前方および後方の物体の検出に用いられ、測距部１６は、車両１の側方の物体の検出に用いられることができる。

【0029】

また、図３に例示されるように、車両制御システム１００では、ＥＣＵ１４や、モニタ装置１１、操舵システム１３、測距部１６，１７等の他、ブレーキシステム１８、サスペンションシステム３０、舵角センサ１９、アクセルセンサ２０、シフトセンサ２１、車輪速センサ２２等が、電気通信回線としての車内ネットワーク２３を介して電気的に接続されている。車内ネットワーク２３は、例えば、ＣＡＮ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）として構成されている。

【0030】

ＥＣＵ１４は、車内ネットワーク２３を通じて制御信号を送ることで、操舵システム１３、ブレーキシステム１８等を制御することができる。また、ＥＣＵ１４は、車内ネットワーク２３を介して、トルクセンサ１３ｂ、ブレーキセンサ１８ｂ、舵角センサ１９、測距部１６、測距部１７、アクセルセンサ２０、シフトセンサ２１、車輪速センサ２２等の検出結果や、操作入力部１０等の操作信号等を、受け取ることができる。

【0031】

ＥＣＵ１４は、例えば、ＣＰＵ１４ａ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）や、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１４ｂ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１４ｃ、表示制御部１４ｄ、音声制御部１４ｅ、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ、フラッシュメモリ）１４ｆ等を有している。

【0032】

ＣＰＵ１４ａは、例えば、表示装置８，１２で表示される画像に関連した画像処理や、車両１の目標位置の決定、車両１の移動経路の演算、物体との干渉の有無の判断、車両１の自動制御、自動制御の解除、サスペンションシステム３０の減衰制御、ばね定数切替え制御、ステアリング制御、スタビライザ制御等の、各種の演算処理および制御を実行することができる。ＣＰＵ１４ａは、ＲＯＭ１４ｂ等の不揮発性の記憶装置にインストールされ記憶されたプログラムを読み出し、当該プログラムにしたがって演算処理を実行することができる。

【0033】

ＲＡＭ１４ｃは、ＣＰＵ１４ａでの演算で用いられる各種のデータを一時的に記憶する。また、表示制御部１４ｄは、ＥＣＵ１４での演算処理のうち、主として、撮像部１５で得られた画像データを用いた画像処理や、表示装置８で表示される画像データの合成等を実行する。また、音声制御部１４ｅは、ＥＣＵ１４での演算処理のうち、主として、音声出力装置９で出力される音声データの処理を実行する。また、ＳＳＤ１４ｆは、書き換え可能な不揮発性の記憶部であって、ＥＣＵ１４の電源がオフされた場合にあってもデータを記憶することができる。なお、ＣＰＵ１４ａや、ＲＯＭ１４ｂ、ＲＡＭ１４ｃ等は、同一パッケージ内に集積されうる。また、ＥＣＵ１４は、ＣＰＵ１４ａに替えて、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等の他の論理演算プロセッサや論理回路等が用いられる構成であってもよい。また、ＳＳＤ１４ｆに替えてＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）が設けられてもよいし、ＳＳＤ１４ｆやＨＤＤは、ＥＣＵ１４とは別に設けられてもよい。

【0034】

ブレーキシステム１８は、例えば、ブレーキのロックを抑制するＡＢＳ（Ａｎｔｉ－ｌｏｃｋ Ｂｒａｋｅ Ｓｙｓｔｅｍ）や、コーナリング時の車両１の横滑りを抑制する横滑り防止装置（ＥＳＣ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）、ブレーキ力を増強させる（ブレーキアシストを実行する）電動ブレーキシステム、ＢＢＷ（Brake By Wire）等である。ブレーキシステム１８は、アクチュエータ１８ａを介して、車輪３ひいては車両１に制動力を与える。また、ブレーキシステム１８は、左右の車輪３の回転差などからブレーキのロックや、車輪３の空回り、横滑りの兆候等を検出して、各種制御を実行することができる。ブレーキセンサ１８ｂは、例えば、制動操作部６の可動部の位置を検出するセンサである。ブレーキセンサ１８ｂは、可動部としてのブレーキペダルの位置を検出することができる。ブレーキセンサ１８ｂは、変位センサを含む。

【0035】

舵角センサ１９は、例えば、ステアリングホイール等の操舵部４の操舵量を検出するセンサである。舵角センサ１９は、例えば、ホール素子などを用いて構成される。ＥＣＵ１４は、運転者による操舵部４の操舵量や、自動操舵時の各車輪３の操舵量等を、舵角センサ１９から取得して各種制御を実行する。なお、舵角センサ１９は、操舵部４に含まれる回転部分の回転角度を検出する。

【0036】

アクセルセンサ２０は、例えば、加速操作部５の可動部の位置を検出するセンサである。アクセルセンサ２０は、可動部としてのアクセルペダルの位置を検出することができる。アクセルセンサ２０は、変位センサを含む。

【0037】

シフトセンサ２１は、例えば、変速操作部７の可動部の位置を検出するセンサである。シフトセンサ２１は、可動部としての、レバーや、アーム、ボタン等の位置を検出することができる。シフトセンサ２１は、変位センサを含んでもよいし、スイッチとして構成されてもよい。

【0038】

車輪速センサ２２は、車輪３の回転量や単位時間当たりの回転数を検出するセンサである。車輪速センサ２２は、検出した回転数を示す車輪速パルス数をセンサ値として出力する。車輪速センサ２２は、例えば、ホール素子などを用いて構成されうる。ＥＣＵ１４は、車輪速センサ２２から取得したセンサ値に基づいて車両１の移動量などを演算し、各種制御を実行する。なお、車輪速センサ２２は、ブレーキシステム１８に設けられている場合もある。その場合、ＥＣＵ１４は、車輪速センサ２２の検出結果を、ブレーキシステム１８を介して取得する。

【0039】

サスペンションシステム３０は、車両１の車体２と車輪３との間に配置される。サスペンションシステム３０は、路面からの車両１に対する衝撃による車両１の振動を吸収するバネ（スプリング）と、当該バネの振動を減衰させかつ当該バネの振動の減衰力を変更可能な減衰力可変ダンパと、を備える。本実施形態では、サスペンションシステム３０は、ＥＣＵ１４と協働して、ソレノイドアクチュエータ等の減衰力調整装置を制御して、減衰力可変ダンパの減衰力を変更する。これにサスペンションシステム３０は、路面からの車両１に対する衝撃による車体の上下方向、横方向、前後方向の振動を減衰させるＡＶＳ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）を実現する。

【0040】

サスペンションシステム３０に対して車体２側の車両の部分（ばね上とも称する）とサスペンションシステム３０に対して車輪３側の車両１部分（ばね下とも称する）のそれぞれの近傍には、不図示の加速度センサが設けられている。

【0041】

なお、上述した各種センサやアクチュエータの構成や、配置、電気的な接続形態等は、一例であって、種々に設定（変更）することができる。

【0042】

次に、図４を用いて、本実施形態にかかる車両１が有するＥＣＵ１４の機能構成の一例について説明する。図４は、第１の実施形態にかかる車両が有するＥＣＵ１４の機能構成の一例を示す図である。

【0043】

本実施形態にかかるＥＣＵ１４は、図４に示すように、ドライバー情報取得部１４８と、異常判断部１４１と、算出部１４３と、制御部１４５と、記憶部１５０とを少なくとも有する車両制御装置として機能する。

【0044】

また、ドライバー情報取得部１４８と、異常判断部１４１と、舵角算出部１４３と、制御部１４５等の各種の機能モジュールは、一例であり、同様の機能を実現できれば、各機能モジュールが統合されたり、細分化されたりしていても良い。

【0045】

ドライバー情報取得部１４８は、ドライバーモニタカメラ２０１で撮像された画像を取得する。
異常判断部１４１は、ドライバー情報取得部１４８で取得した撮像画像を解析して、運転者に異常があったか否かを判断する。ここで、運転者の異常とは、例えば、居眠りや意識を失った状態が該当するが、これらに限定されるものではない。

【0046】

算出部１４３は、車両１を移動させる目標位置または舵角の状況に応じて、前輪３Ｆおよび後輪３Ｒの舵角を算出する。より具体的には、算出部１４３は、運転者に異常があると判断された場合であって、かつ測距部１６の検出結果等から前方の先行車両と衝突する可能性があると判断された場合には、車両１を退避走行させるための前輪３Ｆおよび後輪３Ｒの舵角を算出する。

【0047】

図５は、実施形態における車両１の退避走行の一例を説明するための図である。図５に示しように、本実施形態では、車両制御システム１００は、前輪３Ｆと後輪３Ｒとを同相操舵で車両を退避走行させる。このため、算出部１４３は、同相操舵で車両１を退避走行させるためのの舵角を算出する。

【0048】

図４に戻り、算出部１４３は、図４に示すように、目標舵角算出部１４３１と、比率決定部１４３３と、ヨー角補正部１４３５と、舵角変化率制限部１４３７と、舵角算出部１４４１と、を備えている。

【0049】

目標舵角算出部１４３１は、車両を退避させる目標位置に基づいて、目標舵角を算出する。
図６－１、６－２は、実施形態にかかる目標舵角の算出方法の一例を説明するための図である。具体的には、目標舵角算出部１４３１は、車両１の初速と減速度と最大リア角度から停車目標位置までの進行方向移動量ｘ_ｄと目標横移動量ｙ_ｄを算出する。そして、目標舵角算出部１４３１は、次の（１）式により目標舵角を算出する。

【0050】

目標舵角＝ａｒｃｔａｎ（ｙ_ｄ／ｘ_ｄ） ・・・（１）

【0051】

前輪３Ｆの舵角は目標舵角となるが、後輪３Ｒの舵角は、以下に示すように補正される。

【0052】

比率決定部１４３３は、車両１の前後の加速度に基づいて、前記車両の前輪と後輪との舵角の比率を決定する。
前輪３Ｆの舵角と後輪３Ｒの舵角を同一にした場合、ヨーレートが発生し、車両１が平行移動せずに回転してしまう場合がある。
図７は、実施形態における前後輪の比と車両の速度の関係を説明するための図である。図７のグラフにおいて、横軸は時間、縦軸は、車両１の速度（車体速度）、前後輪の角度、ヨーレート、ヨー角度を示す。

【0053】

車両１の速度が一定の場合において、前輪３Ｆの舵角と後輪３Ｒの舵角の比を１００：１００、すなわち、前輪３Ｆの舵角と後輪３Ｒの舵角を同一とした場合、図７の（ａ）に示すように、車両１にはヨーレートが発生し、このためヨー角度が負となって、車両１がゆるやかに回転してしまう。

【0054】

このため、本実施形態では、比率決定部１４３３は、前輪３Ｆの舵角と後輪３Ｒの舵角の比率を１００：９９として比率を決定する。このようにすることで、図７（ｂ）に示すように、車両１にヨーレートが発生せず、車両１はレーンに平行に移動しながら退避走行するようになる。

【0055】

また、前輪３Ｆの舵角と後輪３Ｒの舵角の比率を１００：９９とした場合でも、車両１が減速中の場合には、図７（ｃ）で示すように、車両１にはヨーレートが発生し、このため、車両１が右側にわずかに偏向してしまう。すなわち、車両１の前後加速度に応じて前輪３Ｆの舵角と後輪３Ｒの舵角の比率を定める必要がある。

【0056】

このため、本実施形態では、比率決定部１４３３は、車両１が減速中は、前輪３Ｆの舵角と後輪３Ｒの舵角の比率を１００：９３として比率を決定する。このようにすることで、図７（ｄ）に示すように、車両１にヨーレートが発生せず、車両１はレーンに平行に移動しながら退避走行するようになる。

【0057】

このように、本実施形態では、比率決定部１４３３は、車両１の前後加速度に基づいて、前輪３Ｆの舵角と後輪３Ｒの舵角の比率を決定する。具体的には、前後加速度の範囲と前輪３Ｆの舵角と後輪３Ｒの舵角の比率と対応付けた補正比率データベース１５１（補正比率ＤＢ１５１とも称する）を準備しておき、記憶部１５０に予め保存しておく。

【0058】

そして、比率決定部１４３３は、加速度センサにより前後加速度を検出し、補正比率ＤＢ１５１において、検出された前後加速度が属する範囲に対応付けられた前輪３Ｆの舵角と後輪３Ｒの舵角の比率を、採用する比率として決定する。

【0059】

ヨー角補正部１４３５は、車両１のヨー角に基づく補正値を決定する。ヨー角補正部１４３５は、補正部の一例である。

【0060】

ここで、図６－１、６－２に示すようにＸ－Ｙ座標系を考える。絶対座標（路面）のＹ座標方向の速度は以下の（２）式で示される。ここで、θはヨー角である。

【0061】

絶対座標（路面）のＹ座標方向の速度
＝Ｖ_ｘ＊ｓｉｎ（θ）＋Ｖ_ｙ＊ｃｏｓ（θ）・・・（２）

【0062】

ヨー角が負となると、車両１の進行方向速度（Ｖ_ｘ）の絶対座標Ｙ方向の速度であるＶ_ｘ＊ｓｉｎ（ヨー角）がＹ座標に対して負となる。このため、（２）式で示される絶対座標系Ｙ方向の速度が減少する結果、Ｙ方向の移動量に不足が生じてしまう。

【0063】

図８－１、８－３は、ヨー角が発生している場合における前後方向と車体の軌跡の関係およびヨー角の経時的変化の一例を示す図である。図８－２、８－４は、ヨー角が発生しない場合における前後方向と車体の軌跡の関係およびヨー角の経時的変化の一例を示す図である。

【0064】

図８－１，８－３に示すように、負のヨー角（すなわち、右向きのヨー角）が発生した場合には、車両１は距離不足となって目標位置に達していないことがわかる。一方、図８－２，８－４に示すように、ヨー角が発生しない場合には、車両１は目標退避位置に達することがわかる。

【0065】

このため、本実施形態では、ヨー角補正部１４３５が、ヨー角と同一方向に後輪２Ｒの舵角を増加させるように補正値を算出し、舵角算出部１４４１が目標舵角を補正値で補正する。これにより、ヨー角が負となることによる車両１の回転が抑制され、その結果、車両１が目標位置に到達するようになる。

【0066】

具体的には、ヨー角補正部１４３５は、補正値を次の（３）式で算出する。
補正値＝（０°－計測角度）＊比例ゲイン ・・・（３）

【0067】

ここで、計測角度は、例えば、撮像部１５で撮像した周囲の画像から、ヨー角補正部１４３５が車両１のレーンに対する角度を求めれば良い。また、比例ゲインは予め実験等により定めておく。

【0068】

舵角算出部１４４１は、目標舵角算出部１４３１で求めた目標舵角を前輪３Ｆの舵角とする。また、舵角算出部１４４１は、目標舵角算出部１４３１で求めた目標舵角、すなわち、前輪３Ｆの舵角に、比率決定部１４３３で決定された比率を乗じ、さらにヨー角補正部１４３５で算出された補正値を加算した値を後輪３Ｒの舵角として算出する。具体的には、舵角算出部１４４１は、後輪３Ｒの舵角を、次の（４）式で算出する。

【0069】

後輪３Ｒの舵角＝目標舵角＊比率＋補正値 ・・・（４）

【0070】

舵角変化率制限部１４３７は、舵角の変化率を調整する。車輪速センサ２２による検出結果から車両１の速度を求め、当該速度に基づいて、舵角変化率制限部１４３７は、変化率を求める。舵角変化率制限部１４３７は、制限部の一例である。

【0071】

図９－１は、舵角と横加速度の関係を示す図である。図９－１（ａ）は前輪３Ｆおよび後輪３Ｒの舵角の変化を示し、横軸は時間、縦軸は舵角である。図９－２（ｂ）は横加速度の変化を車速ごとに複数示しており、横軸は時間、縦軸は横加速度舵角である。

【0072】

図９－１に示すように。２～４ｓの間に舵角をきっていき、その間の車両１の横加速度は、車両の速度が速いほど、大きい値となっている。ここで、車両の速度とは制御開始時の速度を意味する。

【0073】

図９－２は、舵角および舵角速度と横加速度の関係を示す図である。図９－２（ａ）は横加速度の変化を車速ごとに複数示しており、、横軸は時間、縦軸は横加速度舵角である。前輪３Ｆおよび後輪３Ｒの舵角の変化を示し、横軸は時間、縦軸は舵角である。図９－２（ｂ）は舵角および舵角速度の変化を示し。横軸は時間、舵角β（スリップ角度と同等）、舵角速度は、ｄβ／ｄｔで現され、図９－２（ｂ）のグラフでは舵角βの傾きとなる。

【0074】

このため、図９－２に示すように、舵角速度が変化しても横加速度は一定となる。ここで、車両の速度Ｖとすると、Ｖ＊（ｄβ／ｄｔ）は一定である。

【0075】

本実施形態では、舵角変化率制限部１４３７は、車両１の速度に基づいて、舵角変化率を決定する。具体的には、舵角変化率制限部１４３７は、車両１の速度が速くなると、舵角速度は小さくなるように舵角の変化率を決定する。

【0076】

制御部１４５は、前輪３Ｆと後輪３Ｒのそれぞれに、操舵システム１３を介して舵角算出部１４４１で算出された舵角の指示を行う。この際、制御部１４５は、舵角変化率制限部１４３７で定めた変化率で算出された舵角となるように、操舵システム１３を介して指示を行う。

【0077】

また、制御部１４５は、上記舵角の指示を、前輪３Ｆと後輪３Ｒとに対して略同時に行う。ただし、これに限定されるものではなく、舵角の指示を、前輪３Ｆと後輪３Ｒとに対して異なるタイミングで行うように制御部１４５を構成してもよい。

【0078】

次に、以上のように構成された本実施形態の車両制御システム１００による車両制御処理について説明する。
図１０は、実施形態にかかる車両制御処理の手順の一例を示すフローチャートである。
まず、異常判断部１４１は、ドライバー情報取得部１４８からの撮像画像により、運転者を監視する（Ｓ１１）。そして、異常判断部１４１は、運転者に異常があり、かつ先行車両に衝突する可能性があるか否かを判断する（Ｓ１３）。

【0079】

運転者に異常がなく、または先行車両に衝突する可能性がないと判断された場合には（Ｓ１３：Ｎｏ）、異常判断部１４１は運転者の監視を続行する。

【0080】

一方、Ｓ１３で、運転者に異常があり、かつ先行車両に衝突する可能性があると判断された場合には（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、異常判断部１４１は、音声制御部１４ｅに指示を行って、音声出力装置９から警報を出力する（Ｓ１５）。そして、異常判断部１４１は、減速度を増加させる（Ｓ１７）。そして、車両１の退避処理が実行される（Ｓ１９）。

【0081】

図１１は、実施形態にかかる車両１の退避処理の手順の一例を示すフローチャートである。
まず、目標舵角算出部１４３１は、上述した手法で、目標舵角を算出する（Ｓ３１）。次いで、比率決定部１４３３は、前後加速度と補正比率ＤＢ１５１とから、補正のための比率を算出する（Ｓ３３）。そして、ヨー角補正部１４３５は、上述した手法で補正値を算出する（Ｓ３５）。次に、舵角算出部１４４１は、舵角を算出する（Ｓ３７）。すなわち、舵角算出部１４４１は、目標舵角を前輪３Ｆの舵角とし、後輪３Ｒの舵角を（４）式により算出する。

【0082】

次に、舵角変化率制限部１４３７は、舵角変化率を算出してこの変化率の制限を行いながら（Ｓ３９）、制御部１４５が操舵システム１３に舵角の指示を行う（４１）。そして、処理は復帰元に戻る。

【0083】

図１０に戻り、退避処理が実行されると、車両１は目標位置で停止する。

【0084】

このように本実施形態では、車両制御システム１００は、車両１を移動させる目標位置または舵角の状況に応じて、目標舵角を算出し、車両１の前後の加速度に基づいて、車両１の前輪と後輪との舵角の比率を決定し、前輪と後輪のそれぞれに対し、目標舵角を比率で定まる舵角を算出し、前輪３Ｆと後輪３Ｒのそれぞれに、算出された前輪３Ｆと後輪３Ｒのそれぞれの舵角の指示を行う。

【0085】

このため、本実施形態によれば、車両１の挙動を抑制することで、乗員に与える影響を少なくしつつ、車両１を目標位置に移動させることができる。

【0086】

また、本実施形態では、車両制御システム１００は、車両１のヨー角に基づく補正値を決定し、前輪３Ｆと後輪３Ｒのそれぞれに対し、目標舵角を比率で定まる値に補正値で補正した舵角を算出する。このため、本実施形態によれば、ヨー角に起因して車両１が目標位置に到達できないことを回避することで、車両１を目標位置に確実に移動させることができる。

【0087】

また、本実施形態では、車両制御システム１００は、車両１の速度に基づいて、舵角の変化率を求め、前輪３Ｆと後輪３Ｒのそれぞれに、変化率で、舵角を変化させるように前記舵角の指示を行う。このため、本実施形態によれば、舵角を変化させていく際の横加速度の変化を一定にして、より乗員に与える影響をより少なくすることができる。

【0088】

また、本実施形態では、車両制御システム１００は、舵角の指示を、前輪３Ｆと後輪３Ｒとに対して略同時に行う。このため、本実施形態によれば、車両１の移動動作をスムースに開始することができる。

【0089】

また、本実施形態では、車両制御システム１００は、運転者の異常の有無を判断し、運転者に異常があると判断され、かつ先行車両と衝突の可能性があると判断された場合に、車両１を退避させる目標位置に基づいて、目標舵角を算出し、車両１の前後の加速度に基づいて、車両１の前輪と後輪との舵角の比率を決定し、前輪と後輪のそれぞれに対し、目標舵角を比率で定まる舵角を算出し、前輪３Ｆと後輪３Ｒのそれぞれに、算出された前輪３Ｆと後輪３Ｒのそれぞれの舵角の指示を行う。

【0090】

このため、本実施形態によれば、運転者の異常がであると判断された場合で、かつ先行車両と衝突の可能性があると判断された場合において、車両１を目標位置まで退避させる必要があると判断して、車両１の挙動を抑制することで、乗員に与える影響を少なくしつつ、車両１を目標位置に退避させることができる。

【0091】

上記実施形態では、異常判断部１４１で運転者の異常がであると判断された場合で、かつ先行車両と衝突の可能性があると判断された場合に、車両１を目標位置まで退避させる必要があると判断して、算出部１４３が車両１を退避させる目標位置に基づいて、目標舵角を算出していたが、これに限定されるものではない。

【0092】

例えば、車両１が自動運転で走行している場合において、レーンチェンジを行う場合に、舵角の状況に応じて、目標舵角を算出するように算出部１４３を構成することができる。この場合には、自動運転におけるレーンチェンジにおいても、車両１の挙動を抑制することで、乗員に与える影響を少なくすることが可能となる。

【0093】

上述の実施形態では、ＣＰＵ１４ａが、ＲＯＭ１４ｂやＳＳＤ１４ｆ等の記憶装置に記憶されるプログラムを読み出して実行することにより、ドライバー情報取得部１４８、異常判断部１４１、目標舵角算出部１４３１、比率決定部１４３３、ヨー角補正部１４３５と、舵角変化率制限部１４３７と、舵角算出部１４４１、制御部１４５等の各種の機能モジュールを実現する。

【0094】

上記実施形態では、ドライバー情報取得部１４８、異常判断部１４１、目標舵角算出部１４３１、比率決定部１４３３、ヨー角補正部１４３５と、舵角変化率制限部１４３７と、舵角算出部１４４１、制御部１４５等の各種の機能モジュールは、ＣＰＵ１４ａ等のプロセッサが、ＲＯＭ１４ｂやＳＳＤ１４ｆ等の記憶装置に記憶されるプログラムを読み出して実行することにより実現される。ただし、これに限定するものではない。例えば、ドライバー情報取得部１４８、異常判断部１４１、目標舵角算出部１４３１、比率決定部１４３３、ヨー角補正部１４３５と、舵角変化率制限部１４３７と、舵角算出部１４４１、制御部１４５等の各種の機能モジュールは、独立したハードウェアにより実現することも可能である。

【0095】

なお、上記実施形態の車両制御装置、車両制御システム１００で実行される車両制御プログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれて提供される。

【0096】

上記実施形態の車両制御装置、車両制御システム１００で実行される車両制御プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。

【0097】

さらに、上記実施形態の車両制御装置、車両制御システム１００で実行される車両制御プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、上記実施形態の車両制御装置、車両制御システム１００で実行される車両制御プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。

【0098】

上記実施形態の車両制御装置、車両制御システム１００で実行される車両制御プログラムは、上述した各部（すなわち、ドライバー情報取得部１４８、異常判断部１４１、目標舵角算出部１４３１、比率決定部１４３３、ヨー角補正部１４３５と、舵角変化率制限部１４３７と、舵角算出部１４４１、制御部１４５等）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵが上記ＲＯＭから車両制御プログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、ドライバー情報取得部１４８、異常判断部１４１、目標舵角算出部１４３１、比率決定部１４３３、ヨー角補正部１４３５と、舵角変化率制限部１４３７と、舵角算出部１４４１、制御部１４５等が主記憶装置上に生成されるようになっている。

【0099】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0100】

１…車両、２…車体、１４…ＥＣＵ、１５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ…撮像部、１００…車両制御システム、１４１…異常判断部、１４３…算出部、１４３１…目標舵角算出部、１４３３…比率決定部、１４３５…ヨー角補正部、１４３７…舵角変化率制限部、１４４１…舵角算出部、１４５…制御部、１５０…記憶部、１５１…補正比率ＤＢ、２０１…ドライバーモニタカメラ。

【図1-1】

【図1-2】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6-1】

【図6-2】

【図7】

【図8-1】

【図8-2】

【図8-3】

【図8-4】

【図9-1】

【図9-2】

【図10】

【図11】