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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-11-14
(45)【発行日】2023-11-22
(54)【発明の名称】車両走行制御装置、車両走行制御方法及び車両走行制御システム
(51)【国際特許分類】
B62D 6/00 20060101AFI20231115BHJP
B60W 30/10 20060101ALI20231115BHJP
B60W 40/107 20120101ALI20231115BHJP
B60W 30/045 20120101ALI20231115BHJP
B60W 40/12 20120101ALI20231115BHJP
B62D 111/00 20060101ALN20231115BHJP
【ＦＩ】
B62D6/00
B60W30/10
B60W40/107
B60W30/045
B60W40/12
B62D111:00
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2019100946
(22)【出願日】2019-05-30
(65)【公開番号】P2020192938
(43)【公開日】2020-12-03
【審査請求日】2022-01-13
(73)【特許権者】
【識別番号】509186579
【氏名又は名称】日立Ａｓｔｅｍｏ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100129425
【弁理士】
【氏名又は名称】小川 護晃
(74)【代理人】
【氏名又は名称】西山 春之
(74)【代理人】
【識別番号】100168642
【弁理士】
【氏名又は名称】関谷 充司
(72)【発明者】
【氏名】石井 透也
(72)【発明者】
【氏名】西浦 力
(72)【発明者】
【氏名】内藤 大揮
【審査官】田邉 学
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－００２０９６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－１１９９２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１９９１４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０７－０８３９４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－１７５８４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】堀内伸一郎，自動車の運動性能，自動車技術会，日本，2003年03月31日，https://www.jsae.or.jp/~dat1/mr/motor16/mr200270.pdf
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６２Ｄ ６／００
Ｂ６０Ｗ ３０／１０
Ｂ６０Ｗ ４０／１０７
Ｂ６０Ｗ ３０／０４５
Ｂ６０Ｗ ４０／１２
Ｂ６２Ｄ １１１／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
自車両の走行を自律的に制御する車両走行制御装置であって、入力した情報に基づいて演算を行って演算結果を出力するコントロール部を備え、
前記コントロール部は、
（ｉ）外界認識装置から入力した外界情報に基づいて前記自車両が現在の自車両位置を始点として走行する円弧状の目標走行軌跡を取得し、
（ｉｉ）前記自車両が前記現在の自車両位置における舵角及び前記現在の自車両位置における車速で走行した場合に前記現在から所定時間経過後に予想される自車両位置を示す前方注視点を求め、
（ｉｉｉ）前記前方注視点に基づいて前記目標走行軌跡上の目標移動点を求め、
（ｉｖ）前記自車両が前記目標走行軌跡を走行するための目標舵角と、前記目標走行軌跡の曲率又は旋回半径、前記曲率又は前記旋回半径に基づいて得られる、前記目標移動点における目標速度、及び、前記自車両に関する車両情報の固有値から設定される基準スタビリティファクタと、の間において、前記自車両が前記現在の自車両位置から前記目標移動点まで定常円旋回走行を行うときに前記自車両を前輪及び後輪の二輪モデルと仮定して成立する第１の関係式のうち、前記基準スタビリティファクタが、前記現在の自車両位置における車速と前記目標速度との相異によって予測される加減速に応じて第１の補正後スタビリティファクタに補正された第２の関係式を用いて、前記目標舵角を求め、
（ｖ）前記自車両の操舵に関するアクチュエータへ前記目標舵角に関する制御指令を出力して、前記現在の自車両位置における舵角を前記目標舵角へ修正させる、
前記（ｉ）～前記（ｖ）を繰り返し実行する、車両走行制御装置。
【請求項2】
前記コントロール部は、前記車両情報の固有値から取得された基準コーナーリングパワーに基づいて前記基準スタビリティファクタを設定し、
前記予測される加減速に応じて予想コーナーリングパワーを求め、
前記予想コーナーリングパワーを用いて前記基準スタビリティファクタを前記第１の補正後スタビリティファクタに補正する、
請求項１に記載の車両走行制御装置。
【請求項3】
前記コントロール部は、
前記予測される加減速に伴う前記自車両の輪軸荷重変化に基づいて前記予想コーナーリングパワーを求める、
請求項２に記載の車両走行制御装置。
【請求項4】
前記コントロール部は、前記自車両の現在の車体速度と、前記目標移動点における目標速度と、に基づいて、前記自車両が前記目標移動点へ向けて前記目標走行軌跡を走行するときに前記自車両に発生させる目標前後加速度を求め、
前記目標前後加速度に基づいて前記輪軸荷重の荷重移動量を求め、
前記輪軸荷重の荷重移動量に基づいて推定輪軸荷重を求め、
前記推定輪軸荷重に基づいて前記予想コーナーリングパワーを求める、
請求項３に記載の車両走行制御装置。
【請求項5】
前記コントロール部は、
前記自車両のタイヤ空気圧に基づいて、前記第１の補正後スタビリティファクタを第２の補正後スタビリティファクタにさらに補正する、
請求項２に記載の車両走行制御装置。
【請求項6】
前記コントロール部は、
前記自車両の実車両重量に基づいて、前記基準スタビリティファクタを前記第１の補正後スタビリティファクタに補正する、
請求項１に記載の車両走行制御装置。
【請求項7】
（ｉ）外界認識装置から入力した外界情報に基づいて自車両が現在の自車両位置を始点として走行する円弧状の目標走行軌跡を取得し、
（ｉｉ）前記自車両が前記現在の自車両位置における舵角及び前記現在の自車両位置における車速で走行した場合に前記現在から所定時間経過後に予想される自車両位置を示す前方注視点を求め、
（ｉｉｉ）前記前方注視点に基づいて前記目標走行軌跡上の目標移動点を求め、
（ｉｖ）前記自車両が前記目標走行軌跡を走行するための目標舵角と、前記目標走行軌跡の曲率又は旋回半径、前記曲率又は前記旋回半径に基づいて得られる、前記目標移動点における目標速度、及び、前記自車両に関する車両情報の固有値から設定される基準スタビリティファクタと、の間において、前記自車両が前記現在の自車両位置から前記目標移動点まで定常円旋回走行を行うときに前記自車両を前輪及び後輪の二輪モデルと仮定して成立する第１の関係式のうち、前記基準スタビリティファクタが、前記現在の自車両位置における車速と前記目標速度との相異によって予測される加減速に応じて補正後スタビリティファクタに補正された第２の関係式を用いて、前記目標舵角を求め、
（ｖ）前記自車両の操舵に関するアクチュエータへ前記目標舵角に関する制御指令を出力して、前記現在の自車両位置における舵角を前記目標舵角へ修正させる、
前記（ｉ）～（ｖ）を繰り返す、車両走行制御方法。
【請求項8】
自車両の外界情報を取得する外界認識部と、
前記自車両の操舵に関するアクチュエータ部と、
入力した情報に基づいて演算を行って演算結果を出力するコントロール部であって、（ｉ）前記外界認識部から入力した前記外界情報に基づいて前記自車両が現在の自車両位置を始点として走行する円弧状の目標走行軌跡を取得し、（ｉｉ）前記自車両が前記現在の自車両位置における舵角及び前記現在の自車両位置における車速で走行した場合に前記現在から所定時間経過後に予想される自車両位置を示す前方注視点を求め、（ｉｉｉ）前記前方注視点に基づいて前記目標走行軌跡上の目標移動点を求め、（ｉｖ）前記自車両が前記目標走行軌跡を走行するための目標舵角と、前記目標走行軌跡の曲率又は旋回半径、前記曲率又は前記旋回半径に基づいて得られる、前記目標移動点における目標速度、及び、前記自車両に関する車両情報の固有値から設定される基準スタビリティファクタと、の間において、前記自車両が定常円旋回走行を行うときに前記自車両を前輪及び後輪の二輪モデルと仮定して成立する第１の関係式のうち、前記基準スタビリティファクタが、前記現在の自車両位置における車速と前記目標速度との相異によって予測される加減速に応じて補正後スタビリティファクタに補正された第２の関係式を用いて、前記目標舵角を求め、（ｖ）前記アクチュエータ部へ前記目標舵角に関する制御指令を出力して前記現在の自車両位置における舵角を前記目標舵角へ修正させる、前記（ｉ）～前記（ｖ）を繰り返し実行する、コントロール部と、
を備えた車両走行制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両走行制御装置、車両走行制御方法及び車両走行制御システムに関し、自車両が目標走行軌跡に追従するように自車両の走行を自律的に制御する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
上記の制御技術は種々提供されているが、例えば特許文献１に記載のように、目標走行軌跡と自車進行路との車幅方向のズレ量ΔＹ、及び目標走行軌跡と自車進行路とのヨー方向のズレ量θｙを検出することで、以下の制御を行うことが知られている。すなわち、ズレ量ΔＹに基づいて自車両を目標走行軌跡に復帰させる目標横加速度Δｄｄｙを算出し、この目標横加速度Δｄｄｙに基づいて目標舵角ΔＡsteerを算出して操舵制御を行っている。また、ズレ量θｙに基づいて自車両を目標走行軌跡に沿って走行させる目標ヨーレートΔγを算出し、目標ヨーレートΔγと目標舵角ΔＡsteerで実行される操舵制御とに基づいて車両に付加するヨーモーメントΔＭｚを算出して制駆動力配分制御を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１８－２０９６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、特許文献１の制御では、目標走行軌跡と自車進行路とのズレ量が予め設定した閾値以上となった場合に自車両を目標走行軌跡に追従させるようにし、予測可能な車両状態による旋回特性変化を想定した自律運転制御を行っていない。このため、予測可能な車両状態に起因した旋回特性変化によって目標走行軌跡からの位置ズレが予測される場合であっても、ズレ量が閾値を超えない範囲では位置ズレを低減することが困難であるので、目標走行軌跡に対するトレース性が低下するおそれがあった。
【0005】
そこで、本発明は以上のような問題点に鑑み、予測可能な車両状態に起因した旋回特性変化による目標走行軌跡からの位置ズレを低減して目標走行軌跡に対するトレース性の低下を抑制する、車両走行制御装置、車両走行制御方法及び車両走行制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
このため、本発明に係る車両走行制御装置は、自車両の走行を自律的に制御するものであって、入力した情報に基づいて演算を行って演算結果を出力するコントロール部を備え、コントロール部は、（ｉ）外界認識装置から入力した外界情報に基づいて自車両が現在の自車両位置を始点として走行する円弧状の目標走行軌跡を取得し、（ｉｉ）自車両が現在の自車両位置における舵角及び現在の自車両位置における車速で走行した場合に現在から所定時間経過後に予想される自車両位置を示す前方注視点を求め、（ｉｉｉ）前方注視点に基づいて目標走行軌跡上の目標移動点を求め、（ｉｖ）自車両が目標走行軌跡を走行するための目標舵角と、目標走行軌跡の曲率又は旋回半径、曲率又は旋回半径に基づいて得られる、目標移動点における目標速度、及び、自車両に関する車両情報の固有値から設定される基準スタビリティファクタと、の間において、自車両が現在の自車両位置から目標移動点まで定常円旋回走行を行うときに自車両を前輪及び後輪の二輪モデルと仮定して成立する第１の関係式のうち、基準スタビリティファクタが、現在の自車両位置における車速と目標速度との相異によって予測される加減速に応じて第１の補正後スタビリティファクタに補正された第２の関係式を用いて、目標舵角を求め、（ｖ）自車両の操舵に関するアクチュエータへ目標舵角に関する制御指令を出力して、現在の自車両位置における舵角を目標舵角へ修正させる、（ｉ）～（ｖ）を繰り返し実行する。
【0007】
また、本発明に係る車両走行制御方法は、（ｉ）外界認識装置から入力した外界情報に基づいて自車両が現在の自車両位置を始点として走行する円弧状の目標走行軌跡を取得し、（ｉｉ）自車両が現在の自車両位置における舵角及び現在の自車両位置における車速で走行した場合に現在から所定時間経過後に予想される自車両位置を示す前方注視点を求め、（ｉｉｉ）前方注視点に基づいて目標走行軌跡上の目標移動点を求め、（ｉｖ）自車両が目標走行軌跡を走行するための目標舵角と、目標走行軌跡の曲率又は旋回半径、曲率又は旋回半径に基づいて得られる、目標移動点における目標速度、及び、自車両に関する車両情報の固有値から設定される基準スタビリティファクタと、の間において、自車両が現在の自車両位置から目標移動点まで定常円旋回走行を行うときに自車両を前輪及び後輪の二輪モデルと仮定して成立する第１の関係式のうち、基準スタビリティファクタが、現在の自車両位置の車速と目標速度との相異によって予測される加減速に応じて補正後スタビリティファクタに補正された第２の関係式を用いて、目標舵角を求め、（ｖ）自車両の操舵に関するアクチュエータへ目標舵角に関する制御指令を出力して、現在の自車両位置における舵角を目標舵角へ修正させる、（ｉ）～（ｖ）を繰り返す。
【0008】
さらに、本発明に係る車両走行制御システムは、自車両の外界情報を取得する外界認識部と、自車両の操舵に関するアクチュエータ部と、入力した情報に基づいて演算を行って演算結果を出力するコントロール部であって、（ｉ）外界認識部から入力した外界情報に基づいて自車両が現在の自車両位置を始点として走行する円弧状の目標走行軌跡を取得し、（ｉｉ）自車両が現在の自車両位置における舵角及び現在の自車両位置における車速で走行した場合に現在から所定時間経過後に予想される自車両位置を示す前方注視点を求め、（ｉｉｉ）前方注視点に基づいて目標走行軌跡上の目標移動点を求め、（ｉｖ）自車両が目標走行軌跡を走行するための目標舵角と、目標走行軌跡の曲率又は旋回半径、曲率又は旋回半径に基づいて得られる、目標移動点における目標速度、及び、自車両に関する車両情報の固有値から設定される基準スタビリティファクタと、の間において、自車両が定常円旋回走行を行うときに自車両を前輪及び後輪の二輪モデルと仮定して成立する第１の関係式のうち、基準スタビリティファクタが、現在の自車両位置における車速と目標速度との相異によって予測される加減速に応じて補正後スタビリティファクタに補正された第２の関係式を用いて、目標舵角を求め、（ｖ）アクチュエータ部へ目標舵角に関する制御指令を出力して現在の自車両位置における舵角を目標舵角へ修正させる、（ｉ）～（ｖ）を繰り返し実行する、コントロール部と、を備える。
【発明の効果】
【0009】
本発明に係る、車両走行制御装置、車両走行制御方法及び車両走行制御システムによれば、予測可能な車両状態に起因した旋回特性変化による目標走行軌跡からの位置ズレを低減して目標走行軌跡に対するトレース性の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】第１実施形態に係る車両走行制御システムの一例を示す概略図である。
【図2】同実施形態の自律運転コントローラの機能を示すブロック図である。
【図3】同実施形態の目標移動点における車両状態を示す説明図である。
【図4】同実施形態の横力制御量算出部の詳細な機能を示すブロック図である。
【図5】同実施形態の目標舵角算出処理の一例を示すフローチャートである。
【図6】同実施形態における輪軸荷重及びコーナリングパワーの相関関係の一例を示す説明図である。
【図7】同実施形態における目標前後加速度及び補正後スタビリティファクタの相関関係の一例を示す説明図である。
【図8】同実施形態による加速時の効果を示す説明図である。
【図9】同実施形態による減速時の効果を示す説明図である。
【図10】第２実施形態に係る車両走行制御システムの一例を示す概略図である。
【図11】同実施形態の自律運転コントローラの機能を示すブロック図である。
【図12】同実施形態の横力制御量算出部の詳細な機能を示すブロック図である。
【図13】同実施形態の目標舵角算出処理の一例を示すフローチャートである。
【図14】同実施形態の第１の車両重量推定方法の一例を示すフローチャートである。
【図15】同実施形態の車高及び実車両重量の関係の一例を示す説明図である。
【図16】同実施形態の２の車両重量推定方法の一例を示すフローチャートである。
【図17】同実施形態による効果を示す説明図である。
【図18】第３実施形態に係る車両走行制御システムの一例を示す概略図である。
【図19】同実施形態の自律運転コントローラの機能を示すブロック図である。
【図20】同実施形態の横力制御量算出部の詳細な機能を示すブロック図である。
【図21】同実施形態の目標舵角算出処理の一例を示すフローチャートである。
【図22】同実施形態におけるタイヤ空気圧およびコーナリングパワーの相関関係の一例を示す説明図である。
【図23】同実施形態によるタイヤ空気圧低下時の効果を示す。
【図24】同実施形態によるタイヤ空気圧上昇時の効果を示す。
【発明を実施するための形態】
【0011】
〔第１実施形態〕
以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための第１実施形態について詳述する。
以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための第１実施形態について詳述する。
【0012】
図１は、第１実施形態に係る車両走行制御システムの一例を示す構成図である。車両走行制御システムが搭載される車両１は、車両前方の外界情報等に基づいて目標走行軌跡に追従して走行するように自律運転の実行が可能である。
【0013】
車両１は、操舵輪である左前輪２及び右前輪３と、非操舵輪である左後輪４及び右後輪５と、を有する４輪車両である。車両１は、駆動輪が左前輪２及び右前輪３である前輪駆動方式、駆動輪が左後輪４及び右後輪５である後輪駆動方式、又は、車輪２～５が駆動可能な四輪駆動方式のいずれの駆動方式であってもよい。
【0014】
車両１は、制動装置６、制動力制御装置７、動力装置８、駆動力制御装置９、操舵装置１０、操舵量制御装置１１、外界認識装置１２及び自律運転コントローラ１３を備える。
【0015】
制動装置６は、車輪２～５を個別に制動する機構であり、例えば液圧式ブレーキシステムである場合には、車輪２～５にホイルシリンダ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを具備する。具体的には、左前輪２に左前輪用ホイルシリンダ６ａを備え、右前輪３に右前輪用ホイルシリンダ６ｂを備え、左後輪４に左後輪用ホイルシリンダ６ｃを備え、右後輪５に右後輪用ホイルシリンダ６ｄを備える。なお、制動装置６には、液圧式ブレーキシステムを構成するホイルシリンダ６ａ～６ｄに代えて、電動式の摩擦ブレーキを用いることができる。
【0016】
制動力制御装置７は、制動装置６によって発生する制動力を制御するものであり、例えば、ホイルシリンダ６ａ～６ｄの液圧を個別に調整する液圧調整手段として機能する。また、制動力制御装置７は、これに接続された各種センサから、前後加速度、横加速度及びヨーレート等の情報を集約して車両１の横滑りを防止する横滑り防止装置としての機能を備える。かかる機能の１つとして、制動力制御装置７は、車両１の現在の車体速度Ｖｖを取得するとともに、車両１の走行路面の推定摩擦係数μを求める。なお、横滑り防止装置は、制動力制御装置７から独立して別個に構成されてもよい。また、推定摩擦係数μを取得できない場合や路面外乱変化を保証しない簡易的な自律運転の場合においては、推定摩擦係数μを任意の固定値としてもよい。
【0017】
動力装置８は、駆動方式に応じて車輪２～５の少なくとも１つに伝達される駆動力の動力源であり、例えば、電子制御スロットルを備えたエンジンやインバータを備えた車両駆動用の電動モータ等を有する。
【0018】
駆動力制御装置９は、動力装置８により発生する駆動力を制御し、例えば、動力装置８がエンジンである場合には、電子制御スロットルの開度を変化させることでエンジンの出力トルクを制御する。
【0019】
操舵装置１０は、左前輪２及び右前輪３を操舵するための操舵力を発生するアクチュエータを有する装置であり、例えば、操舵力を発生するアクチュエータとして電動モータを備える電動パワーステアリング装置である。操舵量制御装置１１は、このアクチュエータを駆動することで操舵量を制御するものであり、自動操舵に対応することが可能となっている。
【0020】
外界認識装置１２は、カメラ、レーダー及びＧＰＳ（Global Positioning System）と地図情報とを併用するなどして車両１の外界情報を認識する外界認識手段である。
【0021】
自律運転コントローラ１３は、制動力制御装置７、駆動力制御装置９、操舵量制御装置１１及び外界認識装置１２とＣＡＮ（Control Area Network）等の車載通信線によって通信可能に接続される。自律運転コントローラ１３は、制動力制御装置７及び外界認識装置１２から入力した情報を処理し、自律運転に必要となる操作指令を、制動力制御装置７、駆動力制御装置９及び操舵量制御装置１１に出力する、車両走行制御装置である。
【0022】
制動力制御装置７、駆動力制御装置９、操舵量制御装置１１及び自律運転コントローラ１３は、それぞれ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサを有するマイクロコンピュータをコントロール部として備える。かかるマイクロコンピュータは、プロセッサと内部バスによって通信可能に接続されたＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を有し、プロセッサはＲＯＭから制御プログラムをＲＡＭに読み出して各種制御処理を実行する。以下の実施形態において同様である。
【0023】
【0024】
自律運転コントローラ１３は、自車両位置算出部１０１、前方注視点算出部１０２、走行可能範囲判断部１０３、目標走行軌跡算出部１０４及び目標移動点算出部１０５の各機能を有する。また、自律運転コントローラ１３は、目標前後加速度算出部１０６、前後力制御量算出部１０７、目標横加速度算出部１０８、横力制御量算出部１０９及び車両情報取得部１１０の各機能を有する。自律運転コントローラ１３の各機能は、マイクロコンピュータのプロセッサがＲＯＭから制御プログラムをＲＡＭに読み出して実行して実現されるものとして説明するが、機能の一部又は全部がハードウェアの構成により実現されることを排除するものではない。以下の実施形態において同様である。
【0025】
自車両位置算出部１０１は、外界認識装置１２から入力した外界情報に基づいて、車両１の現在の走行位置である自車両位置（Ｘｖ，Ｙｖ）を求める。前方注視点算出部１０２は、自車両位置算出部１０１で求めた自車両位置（Ｘｖ，Ｙｖ）と制動力制御装置７から入力した車両１の現在の車体速度Ｖｖに関する情報とに基づいて、所定時間Ｔｐ後の自車両位置を示す前方注視点（Ｘｓ，Ｙｓ）を求める。
【0026】
走行可能範囲判断部１０３は、外界認識装置１２から入力した外界情報と自車両位置算出部１０１で求めた自車両位置（Ｘｖ，Ｙｖ）とに基づいて車両１の前方の走行可能範囲の情報（道路情報）を求める。目標走行軌跡算出部１０４は、走行可能範囲判断部１０３で求めた車両前方における走行可能範囲の情報（道路情報）に基づいて、車両１の目標走行軌跡を求める。なお、目標走行軌跡算出部１０４は、後述する目標移動点の設定毎に目標走行軌跡を更新することができる。
【0027】
目標移動点算出部１０５は、前方注視点算出部１０２で求めた前方注視点（Ｘｓ，Ｙｓ）と目標走行軌跡算出部１０４で求めた目標走行軌跡とに基づいて目標移動点（Ｘｐ，Ｙｐ）を定める。具体的には、目標移動点算出部１０５は、前方注視点（Ｘｓ，Ｙｓ）から最も近い目標走行軌跡上の点（最近傍点）を目標移動点（Ｘｐ，Ｙｐ）として定める。そして、目標移動点算出部１０５は、目標移動点（Ｘｐ，Ｙｐ）における速度条件（例えば、外界情報から得られる速度規制値等）に基づいて、目標移動点（Ｘｐ，Ｙｐ）における目標走行速度Ｖｐを求める。
【0028】
目標前後加速度算出部１０６は、目標移動点算出部１０５で求めた目標走行速度Ｖｐと制動力制御装置７で取得した現在の車体速度Ｖｖとに基づいて、自車両位置（Ｘｖ，Ｙｖ）から目標移動点（Ｘｐ，Ｙｐ）への移動に必要となる目標前後加速度ａｐを求める。
【0029】
前後力制御量算出部１０７は、目標前後加速度算出部１０６で求めた目標前後加速度ａｐに基づいて、制動装置６の目標制動力（例えば目標ブレーキモーメント）または動力装置８の目標駆動力（例えば目標エンジントルク）を車両１の前後力制御量として求める。例えば、目標前後加速度ａｐが正の値であれば目標駆動力が求められ、目標前後加速度ａｐが負の値であれば目標制動力が求められる。
【0030】
前後力制御量算出部１０７は、目標制動力又は目標駆動力のうち後輪４，５に配分する割合を示す制駆動配分率αを求める。ただし、目標駆動力の配分に関する制駆動配分率αは車両１が四輪駆動方式である場合に求められる。制駆動配分率αは、限定するものではないが、例えば目標ヨーレートと実際のヨーレートとの乖離状況等、車両１の走行状態に応じて適宜設定される。あるいは、制駆動力配分率αは、簡易的に固定値としてもよい。この場合、目標制動力の配分に関する制駆動配分率αは、目標制動力のうち後輪４，５に配分される制動力よりも前輪２，３に配分される制動力が大きくなるように設定される。
【0031】
前後力制御量算出部１０７は、目標制動力を求めた場合には、目標制動力及び制動力配分率αに関する情報を制動力制御装置７に出力する。一方、前後力制御量算出部１０７は、目標駆動力を求めた場合には、目標駆動力及び駆動力配分率αに関する情報を駆動力制御装置９に出力する。
【0032】
制動力制御装置７は、制動力が目標制動力に近づくように、制動力配分率に応じて車輪２～５を制動する。例えば、制動力制御装置７は、ホイルシリンダ６ａ～６ｄの液圧を目標ブレーキモーメント及び制動力配分率に応じた目標液圧に近づけるように制御する。また、駆動力制御装置９は、駆動力が目標駆動力に近づくように、駆動力配分率に応じて車輪２～５を駆動する。例えば、駆動力制御装置９は、電子制御スロットルの開度を、目標エンジントルク及び駆動力配分率（四輪駆動方式の場合）に応じた目標開度に近づけるように制御する。
【0033】
目標横加速度算出部１０８は、目標移動点算出部１０５で求めた目標走行速度Ｖｐと目標移動点（Ｘｐ，Ｙｐ）におけるカーブ形状とに基づいて、前方のカーブを安定的に走行した場合に発生することが予測される目標横加速度ｙｐを求める。目標横加速度ｙｐは、車両１の車体における横方向の加速度であり、正の値であるときに進行方向に向かって左向きを意味し、負の値であるとき進行方向に向かって右向きを意味するものとする。目標移動点（Ｘｐ，Ｙｐ）におけるカーブ形状は、例えば、外界認識装置１２から入力した外界情報に基づいて求められる、目標移動点（Ｘｐ，Ｙｐ）における曲率Ｋｐを用いることができる。
【0034】
横力制御量算出部１０９は、各種パラメータに基づいて、車両１の横力制御量として左前輪２及び右前輪３の目標舵角δを求めて、この目標舵角δに関する制御指令を操舵量制御装置１１へ出力する。各種パラメータには、制動力制御装置７で求めた推定摩擦係数μ、目標前後加速度算出部１０６で求めた目標前後加速度ａｐ、前後力制御量算出部１０７で求めた制駆動配分率α、目標横加速度算出部１０８で求めた目標横加速度ｙｐ、及び、外界情報から求められた曲率Ｋｐが含まれる。操舵量制御装置１１は、左前輪２及び右前輪３の舵角が目標舵角δに近づくように操舵装置１０を制御する。例えば、操舵量制御装置１１は、操舵力を発生するアクチュエータである電動モータの回転量が目標舵角δに応じた目標回転量となるように、インバータを介して電動モータを制御する。
【0035】
一般的に、目標舵角δは、目標横加速度ｙｐと車両情報（車両諸元）の固有値から求められる基準スタビリティファクタＡとを用いた下記の関係式（１）によって算出することができる。ここで、Ｌは車両１のホイールベースである。しかし、基準スタビリティファクタＡは、車両１の前後加速度、走行路面の摩擦係数、制駆動配分率等の車両走行状態によって変化し得る。したがって、目標移動点における車両走行状態を予測できる場合には、その車両走行状態に応じて基準スタビリティファクタＡを補正することが、自律運転において車両１の目標走行軌跡に対する追従性低下を抑制するうえで好ましい。そこで、横力制御量算出部１０９は、推定摩擦係数μ、目標前後加速度ａｐ及び制駆動配分率αに基づいて基準スタビリティファクタＡを補正した補正後スタビリティファクタＡｐを用いて、すなわち、下記の関係式（２）によって、目標舵角δを求めている。
【0036】
車両情報取得部１１０は、マイクロコンピュータに内蔵のＲＯＭや外付けＲＯＭ等から、車両１に関する車両情報（車両諸元）の固有値を読み出して取得する。車両１に関する車両情報の固有値には、車両重量ｍ、重心高さｈ、前輪軸と後輪軸との距離であるホイールベースＬ、重心－前輪軸距離Ｌｆ、重心－後輪軸距離Ｌｒ、前輪の基準コーナリングパワーＫｆ、後輪の基準コーナリングパワーＫｒ等が含まれる。また、車両１の車両情報の固有値には、前輪軸荷重Ｗｆ及び後輪軸荷重Ｗｒが含まれる。前輪軸荷重Ｗｆは、車両重量ｍとホイールベースＬに対する重心－後輪軸距離Ｌｒの比率とに基づいて予め求められている。後輪軸荷重Ｗｒは、車両重量ｍとホイールベースＬに対する重心－前輪軸距離Ｌｆの比率に基づいて予め求められている。
【0037】
図４は、横力制御量算出部１０９の詳細な機能ブロックを示す。横力制御量算出部１０９は、さらに、予想荷重移動量算出部２０１、予想コーナリングパワー算出部２０２及び目標舵角算出部２０３に細分化される。なお、図４の機能ブロックの理解容易のために、車両１の目標移動点において予測される走行状態を示す図３も併せて参照されたい。
【0038】
予想荷重移動量算出部２０１は、車両情報取得部１１０で取得した、車両重量ｍ、重心高さｈ、ホイールベースＬと、目標前後加速度算出部１０６で求めた目標前後加速度ａｐと、に基づいて、前輪軸と後輪軸との間で予想される予想荷重移動量Ｗｓを求める。
【0039】
予想荷重移動量算出部２０１で予想荷重移動量Ｗｓを求めているのは以下の理由による。すなわち、前輪軸と後輪軸との間で荷重が変化すると、目標移動点（Ｘｐ，Ｙｐ）において予想されるコーナリングパワー（予想コーナリングパワー）は、基準スタビリティファクタＡの算出に用いられる基準コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒから乖離するからである。
【0040】
予想コーナリングパワー算出部２０２は、予想荷重移動量算出部２０１で求めた予想荷重移動量Ｗｓと車両情報取得部１１０で取得した前輪軸荷重Ｗｆ及び後輪軸荷重Ｗｒとに基づいて、前輪及び後輪の予想コーナリングパワーＫｆｓ，Ｋｒｓを求める。
【0041】
目標舵角算出部２０３は、目標前後加速度ａｐ、推定摩擦係数μ、制駆動配分率α及び曲率Ｋｐに加えて、予想荷重移動量Ｗｓ、予想コーナリングパワーＫｆｓ，Ｋｒｓ、及び、車両情報の固有値に基づいて、補正後スタビリティファクタＡｐを求める。ここでの車両情報の固有値には、車両重量ｍ、重心高さｈ、ホイールベースＬ、重心－前輪軸距離Ｌｆ、重心－後輪軸距離Ｌｒ、前輪の基準コーナリングパワーＫｆ、後輪の基準コーナリングパワーＫｒが含まれる。そして、目標舵角算出部２０３は、求めた補正後スタビリティファクタＡｐ、目標横加速度ｙｐ、ホイールベースＬ及び曲率Ｋｐの各値を上記の関係式（２）に代入することで、目標舵角δを求める。
【0042】
なお、推定摩擦係数μを取得できない場合や路面外乱変化を保証しない簡易的な自律運転の場合にはおいては、推定摩擦係数μを任意の固定値としてもよい。
【0043】
図５は、自律運転コントローラ１３において繰り返し実行される目標舵角算出処理の一例を示す。
【0044】
ステップＳ１１（図中では「Ｓ１１」と略記する。以下同様である。）では、自車両位置算出部１０１により外界情報に基づいて自車両位置（Ｘｖ，Ｙｖ）を求める。ステップＳ１２では、前方注視点算出部１０２により自車両位置（Ｘｖ，Ｙｖ）と現在の車体速度Ｖｖとに基づいて前方注視点（Ｘｓ，Ｙｓ）を求める。ステップＳ１３では、目標移動点算出部１０５により、前方注視点（Ｘｓ，Ｙｓ）からの目標走行軌跡上の最近傍点である目標移動点（Ｘｐ，Ｙｐ）を求める。目標走行軌跡は、上記のように、走行可能範囲判断部１０３及び目標走行軌跡算出部１０４によって求められる。
【0045】
ステップＳ１４では、目標前後加速度算出部１０６により、下記の関係式（３）に目標走行速度Ｖｐ及び現在の車体速度Ｖｖの各値を代入して目標前後加速度ａｐを求める。目標前後加速度ａｐは、車両１の車体における前後方向の加速度であり、正の値であるときに加速を意味し、負の値であるときに減速を意味するものとする。
【0046】
また、ステップＳ１４では、目標横加速度算出部１０８により、下記の関係式（４）に目標走行速度Ｖｐ、及び目標移動点（Ｘｐ，Ｙｐ）における曲率Ｋｐの各値を代入して目標横加速度ｙｐを求める。目標横加速度ｙｐは、車両１の車体における横方向の加速度であり、正の値であるときに進行方向に向かって左向きを意味し、負の値であるとき進行方向に向かって右向きを意味するものとする。
【0047】
ステップＳ１５では、予想荷重移動量算出部２０１により、下記の関係式（５）に、目標前後加速度ａｐ、車両重量ｍ、重心高さｈ、ホイールベースＬの各値を代入して、予想荷重移動量Ｗｓを求める。予想荷重移動量Ｗｓは、正の値であるときに前輪軸から後輪軸に荷重が移動し、負の値であるときに後輪軸から前輪軸に荷重が移動するものとする。
【0048】
ステップＳ１６では、予想コーナリングパワー算出部２０２により、先ず、下記の関係式（６），（７）に、予想荷重移動量Ｗｓ、前輪軸荷重Ｗｆ及び後輪軸荷重Ｗｒの各値を代入して、予想前輪軸荷重Ｗｆｓ及び予想後輪軸荷重Ｗｒｓを求める。
【0049】
そして、ステップＳ１６において、予想コーナリングパワー算出部２０２により、図６に示す軸荷重とコーナリングパワーとの既知の相関関係を用いて、予想前輪軸荷重Ｗｆｓ及び予想後輪軸荷重Ｗｒｓに基づいて予想コーナリングパワーＫｆｓ，Ｋｒｓを求める。
【0050】
具体的には、予想コーナリングパワー算出部２０２により、図６（ａ）の前輪軸荷重と前輪コーナリングパワーとを関連付けた相関マップを参照して、予想前輪軸荷重Ｗｆｓに対応する前輪の予想コーナリングパワーＫｆｓを求める。また、予想コーナリングパワー算出部２０２により、図６（ｂ）の後輪軸荷重と後輪コーナリングパワーとを関連付けた相関マップを参照して、予想後輪軸荷重Ｗｒｓに対応する後輪の予想コーナリングパワーＫｒｓを求める。図６（ａ）及び図６（ｂ）のいずれの相関マップも実験やシミュレーション等の結果から予め得られ、マイクロコンピュータに内蔵のＲＯＭや外付けＲＯＭ等に記憶されている。
【0051】
ステップＳ１７では、目標舵角算出部２０３により、補正後スタビリティファクタＡｐを用いる関係式（２）によって目標舵角δを求める。補正後スタビリティファクタＡｐは下記の関係式（８）で示される。
【0052】
ここで、関係式（８）における３つの成分Ａ０，Ａ１，Ａ２は、下記の関係式（９）～（１１）を用いて求められる。関係式（９）及び（１０）には、車両１の旋回時におけるトー角変化、及び、コンプライアンスステア成分の影響の相際を目的とした任意のゲインａＧ，ｂＧが設定される。ただし、微小変動であることを考慮して零に設定してもよい。なお、関係式（９）で示される成分Ａ０は、任意のゲインａＧを零に設定した場合、補正前の基準スタビリティファクタＡと同じものとなる。
【0053】
上記の関係式（８）～（１１）に、目標前後加速度ａｐ、推定摩擦係数μ、制駆動配分率α、予想荷重移動量Ｗｓ、予想コーナリングパワーＫｆｓ，Ｋｒｓ、及び、車両情報の固有値の各値を代入することで、補正後スタビリティファクタＡｐが求められる。ここでの車両情報の固有値には、車両重量ｍ、重心高さｈ、ホイールベースＬ、重心－前輪軸距離Ｌｆ、重心－後輪軸距離Ｌｒ、基準コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒが含まれる。
【0054】
さらに、上記の関係式（２）に、補正後スタビリティファクタＡｐ、目標横加速度ｙｐ、目標移動点（Ｘｐ，Ｙｐ）における曲率Ｋｐ、及び、車両情報の固有値であるホイールベースＬの各値を代入して目標舵角δが求められる。
【0055】
図７は、駆動方式別に目標前加速度ａｐと補正後スタビリティファクタＡｐとの関係を示す。前輪駆動方式、四輪駆動方式及び後輪駆動方式のいずれの駆動方式においても、目標前後加速度ａｐが零であるときに、補正後スタビリティファクタＡｐが基準スタビリティファクタＡに等しくなる。そして、目標前後加速度ａｐが零から大きくなると、すなわち、車両１の加速時には、補正後スタビリティファクタＡｐは基準スタビリティファクタＡよりも大きくなり、アンダーステア傾向が強まる。一方、目標前後加速度ａｐが零から小さくなると補正後スタビリティファクタＡｐは基準スタビリティファクタＡより小さくなり、オーバーステア傾向が強まる。したがって、補正後スタビリティファクタＡｐの値によれば、目標前後加速度ａｐに応じた車両１の旋回特性変化を予測して目標舵角δを求めることができる。
【0056】
図８は、車両１の加速時における本実施形態による効果を示す。具体的には、車両１の加速時において、補正後スタビリティファクタＡｐを用いて求めた目標舵角δによる走行軌跡と基準スタビリティファクタＡを用いた求めた目標舵角δによる走行軌跡との比較例を模式的に示す。
【0057】
図８において、自車両位置（Ｘｖ，Ｙｖ）から目標走行軌跡上の目標移動点（Ｘｐ，Ｙｐ）までがカーブ形状の走行路面を、車両１が加速しながら旋回する。この場合、基準スタビリティファクタＡを用いて求めた目標舵角δには、車両１の加速時に予測されるアンダーステア傾向の増大が反映されていないので、車両１は、目標走行軌跡に対して旋回半径が大径化して径方向外方へ位置ズレを起こしやすくなる。これと比較すると、補正後スタビリティファクタＡｐを用いて求めた目標舵角δには、車両１の加速時に予測されるアンダーステア傾向の増大が反映されている。したがって、車両１は、目標走行軌跡からの位置ズレを起こし難くなって、目標走行軌跡への追従性低下を抑制できる。
【0058】
図９は、車両１の減速時における本実施形態による効果を示す。具体的には、車両１の減速時において、補正後スタビリティファクタＡｐを用いて求めた目標舵角δによる走行軌跡と基準スタビリティファクタＡを用いた求めた目標舵角δによる走行軌跡との比較例を模式的に示す。
【0059】
図９において、自車両位置（Ｘｖ，Ｙｖ）から目標走行軌跡上の目標移動点（Ｘｐ，Ｙｐ）までがカーブ形状である走行路面を、車両１が減速しながら旋回する。この場合、基準スタビリティファクタＡを用いた求めた目標舵角δには、車両１の減速時に予測されるオーバーステア傾向の増大が反映されていないので、車両１は、目標走行軌跡に対して旋回半径が小径化して径方向内方へ位置ズレを起こしやすくなる。これと比較すると、補正後スタビリティファクタＡｐを用いて求めた目標舵角δには、車両１の減速時に予測されるオーバーステア傾向の増大が反映されている。したがって、車両１は、目標走行軌跡からの位置ズレを起こし難くなって、目標走行軌跡への追従性低下を抑制できる。
【0060】
〔第２実施形態〕
以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための第２実施形態について詳述する。なお、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略ないし簡潔化する。
以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための第２実施形態について詳述する。なお、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略ないし簡潔化する。
【0061】
上記の関係式（５），（９）～（１１）に示されるように、目標舵角δの算出過程では車両重量ｍの情報が必要不可欠であるが、車両重量ｍは車両１に関する車両情報の固有値の１つであり、大部分は車体自体の重量で占められる。そこで、本実施形態では、自律運転において目標走行軌跡への追従性をさらに向上させるために、車体自体の重量以外に乗員重量や積載物重量等の影響が反映された実車両重量に近い車両状態を考慮して目標舵角δを算出する。
【0062】
図１０は、第２実施形態に係る車両走行制御システムの一例を示す構成図である。車両走行制御システムが搭載される車両１Ａは、車両前方の外界情報等に基づいて目標走行軌跡に追従して走行するように自律運転の実行が可能である。車両１Ａは、上記の車両１に対し、シートベルト警告装置１４、姿勢制御装置１５及び燃料残量センサ１６を更に備える。
【0063】
シートベルト警告装置１４は、乗車定員（図中では５名）に応じた座席にそれぞれ備えられた図外のシートベルトの締結状況を乗員に報知するものである。シートベルト警告装置１４には、座席毎に設置された着座センサ１４ａ～１４ｅと、各座席のシートベルトの締結の有無を検出する図外のシートベルトセンサと、が接続される。シートベルト警告装置１４は、着座センサ１４ａ～１４ｅの出力信号とシートベルトセンサの出力信号とに基づいて乗員が実際に着座している着座位置のシートベルトが締結されているか否かを判断する。シートベルト警告装置１４は、着座位置のシートベルトが締結されていないと判断した場合には、警告表示あるいは警告音によって乗員に報知する。
【0064】
また、シートベルト警告装置１４は、自律運転のために、着座センサ１４ａ～１４ｅの出力信号に基づいて乗員数ｎを検出する。
【0065】
姿勢制御装置１５は、減衰力の変更が可能な電制サスペンション（図示省略）を用いて車両１Ａの車体姿勢を制御するものである。電制サスペンションは、左前輪２、右前輪３、左後輪４及び右後輪５のそれぞれに取り付けられ、電制サスペンションのストローク量Ｓを検出するためのストロークセンサ１５ａ～１５ｄを有している。具体的には、左前輪２についてはストロークセンサ１５ａを有し、右前輪３についてはストロークセンサ１５ｂを有し、左後輪４についてはストロークセンサ１５ｃを有し、右後輪５についてはストロークセンサ１５ｄを有する。姿勢制御装置１５は、ストロークセンサ１５ａ～１５ｄの出力信号に基づいてストローク量Ｓを取得し、このストローク量Ｓを用いて所望の車体姿勢となるように電制サスペンションを制御する。
【0066】
燃料残量センサ１６は、動力装置８にエンジンが含まれる場合に、エンジンに供給される燃料を貯蔵する燃料タンク１７内の燃料残量ｖｆを検出するためのセンサである。
【0067】
自律運転コントローラ１３Ａは、制動力制御装置７、駆動力制御装置９、操舵量制御装置１１及び外界認識装置１２に加えて、シートベルト警告装置１４、姿勢制御装置１５及び燃料残量センサ１６とＣＡＮ等によって通信可能に接続される。自律運転コントローラ１３Ａは、制動力制御装置７、外界認識装置１２、シートベルト警告装置１４、姿勢制御装置１５及び燃料残量センサ１６から入力した情報を処理し、自律運転に必要となる操作指令を、制動力制御装置７、駆動力制御装置９及び操舵量制御装置１１に出力する、車両走行制御装置である。
【0068】
図１１は、自律運転コントローラ１３Ａの機能ブロックを示す。自律運転コントローラ１３Ａは、上記の自律運転コントローラ１３に対し推定車両重量算出部１１１の機能を更に有する。
【0069】
車両情報取得部１１０は、マイクロコンピュータに内蔵のＲＯＭや外付けＲＯＭ等から、車両１Ａに関する車両情報（車両諸元）の固有値を読み出して取得する。ここでの車両情報の固有値には、１人当たりの乗員重量ｗｈや燃料タンク１７に貯蔵される燃料の比重ρが含まれる。１人当たりの乗員重量ｗｈは、例えば、車両情報の固有値から、車両総重量、車両重量及び乗車定員を取得し、車両総重量と車両重量との差分を乗車定員で除した値として求めることができる。また、車両情報の固有値には、重心高さｈ、前輪軸と後輪軸との距離であるホイールベースＬ、重心－前輪軸距離Ｌｆ、重心－後輪軸距離Ｌｒ、前輪の基準コーナリングパワーＫｆ、後輪の基準コーナリングパワーＫｒ等が含まれるが、車両重量ｍは含まれない。
【0070】
推定車両重量算出部１１１は、シートベルト警告装置１４で取得された乗員数ｎに関する情報を入力し、姿勢制御装置１５で検出されたストローク量Ｓに関する情報を入力し、燃料残量センサ１６で検出された燃料残量ｖｆに関する情報を入力する。そして、推定車両重量算出部１１１は、後述するように、乗員数ｎ、ストローク量Ｓ及び燃料残量ｖｆと車両情報取得部１１０で取得した車両情報の固有値とを、車両１Ａの構成に応じて選択して用いることで推定車両重量ｍｐを求める。
【0071】
横力制御量算出部１０９Ａは、各種パラメータに基づいて、車両１Ａの横力制御量として左前輪２及び右前輪３の目標舵角δを求めて、この目標舵角δに関する情報を操舵量制御装置１１へ出力する。各種パラメータには、推定摩擦係数μ、目標前後加速度ａｐ、制駆動配分率α、目標横加速度ｙｐ及び曲率Ｋｐに加えて、推定車両重量算出部１１１で求めた推定車両重量ｍｐが、含まれる。
【0072】
図１２は、横力制御量算出部１０９Ａの詳細な機能ブロックを示す。横力制御量算出部１０９Ａは、さらに、車両情報取得部１１０、予想荷重移動量算出部２０１Ａ、予想コーナリングパワー算出部２０２Ａ及び目標舵角算出部２０３Ａに細分化される。
【0073】
予想荷重移動量算出部２０１Ａは、車両情報取得部１１０で取得した車両情報の固有値と、目標前後加速度算出部１０６で求めた目標前後加速度ａｐと、推定車両重量算出部１１１で求めた推定車両重量ｍｐと、に基づいて予想荷重移動量Ｗｓを求める。ここでの車両情報の固有値には、重心高さｈ及びホイールベースＬが含まれ、車両重量ｍは含まれない。
【0074】
予想コーナリングパワー算出部２０２Ａは、予想荷重移動量算出部２０１Ａで求めた予想荷重移動量Ｗｓと推定車両重量算出部１１１で求めた推定車両重量ｍｐと車両情報取得部１１０で取得した車両情報の固有値とに基づいて、予想コーナリングパワーＫｆｓ，Ｋｒｓを求める。ここでの車両情報の固有値には、ホイールベースＬ、重心－前輪軸距離Ｌｆ及び重心－後輪軸距離Ｌｒが含まれ、車両重量ｍは含まれない。
【0075】
目標舵角算出部２０３Ａは、推定車両重量ｍｐ、目標前後加速度ａｐ、推定摩擦係数μ、制駆動配分率α及び曲率Ｋｐに加えて、予想荷重移動量Ｗｓ、予想コーナリングパワーＫｆｓ，Ｋｒｓ、及び、車両情報の固有値に基づいて、補正後スタビリティファクタＡｐを求める。ここでの車両情報の固有値には、重心高さｈ、ホイールベースＬ、重心－前輪軸距離Ｌｆ、重心－後輪軸距離Ｌｒ、前輪の基準コーナリングパワーＫｆ、後輪の基準コーナリングパワーＫｒが含まれ、車両重量ｍは含まれない。そして、目標舵角算出部２０３Ａは、求めた補正後スタビリティファクタＡｐ、目標横加速度ｙｐ、ホイールベースＬ及び曲率Ｋｐの各値を上記の関係式（２）に代入することで、目標舵角δを求める。
【0076】
図１３は、自律運転コントローラ１３Ａにおいて繰り返し実行される目標舵角算出処理の一例を示す。
【0077】
ステップ２１では、推定車両重量算出部１１１により、例えば、後述する第１の車両重量推定方法又は第２の車両重量推定方法のいずれかによって、推定車両重量ｍｐを求める。第１及び第２の車両重量推定方法の詳細については後述する。ステップＳ２２～Ｓ２５は、上記のステップＳ１１～Ｓ１４と同様であるので、説明を省略する。
【0078】
ステップＳ２６では，予想荷重移動量算出部２０１Ａにより、下記の関係式（１２）に、推定車両重量ｍｐ、目標前後加速度ａｐ、重心高さｈ、ホイールベースＬの各値を代入して、予想荷重移動量Ｗｓを求める。
【0079】
ステップＳ２７では、予想コーナリングパワー算出部２０２Ａにより、先ず、下記の関係式（１３），（１４）に、予想荷重移動量Ｗｓの値を代入して、予想前輪軸荷重Ｗｆｓ及び予想後輪軸荷重Ｗｒｓを求める。ただし、関係式（１３）の前輪軸荷重Ｗｐｆ及び関係式（１４）の後輪軸荷重Ｗｐｒは、推定車両重量ｍｐ、ホイールベースＬ、重心－前輪軸距離Ｌｆ及び重心－後輪軸距離Ｌｒの各値を下記の関係式（１５），（１６）に代入することで求められる。
【0080】
そして、ステップＳ２７では、ステップＳ１６と同様にして、予想コーナリングパワー算出部２０２Ａにより、図６に示す軸荷重とコーナリングパワーとの既知の相関関係から、予想コーナリングパワーＫｆｓ，Ｋｒｓを求める。具体的には、予想コーナリングパワー算出部２０２Ａにより、図６（ａ）に示す前輪軸荷重と前輪コーナリングパワーとを関連付けた相関マップを参照して、予想前輪軸荷重Ｗｆｓに対応する前輪の予想コーナリングパワーＫｆｓを求める。また、予想コーナリングパワー算出部２０２Ａにより、図６（ｂ）に示す後輪軸荷重と後輪コーナリングパワーとを関連付けた相関マップを参照して、予想後輪軸荷重Ｗｒｓに対応する後輪の予想コーナリングパワーＫｒｓを求める。
【0081】
ステップＳ２８では、目標舵角算出部２０３Ａにより、先ず、上記の関係式（８）を用いて補正後スタビリティファクタＡｐを求める。ここで、関係式（８）における３つの成分Ａ０，Ａ１，Ａ２は、下記の関係式（１７）～（１９）を用いて求められる。関係式（１７）～（１９）は、上記の関係式（９）～（１１）の車両重量ｍを推定車両重量ｍｐに置換したものである。
【0082】
上記の関係式（８），（１７）～（１９）に、推定車両重量ｍｐ、目標前後加速度ａｐ、推定摩擦係数μ、制駆動配分率α、予想荷重移動量Ｗｓ、予想コーナリングパワーＫｆｓ，Ｋｒｓ、及び、車両情報の固有値の各値を代入することで、補正後スタビリティファクタＡｐが求められる。ここでの車両情報の固有値には、重心高さｈ、ホイールベースＬ、重心－前輪軸距離Ｌｆ、重心－後輪軸距離Ｌｒ、基準コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒが含まれ、車両重量ｍは含まれない。
【0083】
さらに、上記の関係式（２）に、補正後スタビリティファクタＡｐ、目標横加速度ｙｐ、目標移動点（Ｘｐ，Ｙｐ）における曲率Ｋｐ、及び、車両情報の固有値であるホイールベースＬの各値を代入して目標舵角δが求められる。
【0084】
図１４は、自律運転コントローラ１３Ａにおいて推定車両重量算出部１１１により繰り返し実行される、第１の車両重量推定方法による推定車両重量算出処理の一例を示す。なお、自律運転コントローラ１３ＡのＲＡＭには、推定車両重量ｍｐが初期値を車両重量ｍとして格納され（ｍｐ＝ｍ）、また、乗員数ｎが初期値を零として格納されている（ｎ＝０）。
【0085】
ステップＳ１０１では、車両１Ａが水平状態であるか否かを判定する。車両１Ａが水平状態であるか否かを判定するのは、後続のステップにおいて車両１Ａの車高を精度良く推定するためには各車輪の電制サスペンションのストローク量Ｓが極力均等な状態である必要があるからである。車両１Ａが水平状態であるか否かは、例えば、制動力制御装置７で取得される前後加速度や横加速度に基づいて判定することができる。そして、車両１Ａが水平状態であると判定された場合には（ＹＥＳ）、電制サスペンションのストローク量Ｓに基づいて推定車両重量ｍｐを算出すべく、処理をステップＳ１０２へ進める。一方、車両１Ａが水平状態でないと判定された場合には（ＮＯ）、ストローク量Ｓに基づいて推定車両重量ｍｐを算出できないので、補助的に乗員数増減に伴う重量変化によって推定車両重量ｍｐを更新すべく、処理をステップＳ１０６へ進める。
【0086】
ステップＳ１０２では、車両１Ａが停止状態であるか否かを判定する。車両１Ａが停止状態であるか否かを判定するのは、後続のステップにおいて車両１Ａの車高を精度良く推定するためには各車輪の電制サスペンションのストローク量Ｓが安定している必要があるからである。車両１Ａが停止状態であるか否かは、制動力制御装置７で取得される現在の車体速度Ｖｖに基づいて判定することができる。そして、車両１Ａが停止状態であると判定された場合には（ＹＥＳ）、処理をステップＳ１０３へ進める。一方、車両１Ａが停止状態でないと判定された場合には（ＮＯ）、ステップＳ１０３及びＳ１０４を省略して、処理をステップＳ１０５へ進める。
【0087】
ステップＳ１０３では、姿勢制御装置１５から入力したストローク量Ｓに関する情報に基づいて車両１Ａの推定車高Ｈを取得する。ストローク量Ｓは、車輪２～５の電制サスペンションのストローク量Ｓ１～Ｓ４のうち複数（例えば左前輪２の電制サスペンションのストローク量Ｓ１と右後輪５の電制サスペンションのストローク量Ｓ４）の平均値としてもよい。あるいは、ストローク量Ｓは、車輪２～５の電制サスペンションのストローク量Ｓ１～Ｓ４のいずれか１つの値としてもよい。
【0088】
ステップＳ１０４では、ＲＡＭ等に記憶されている推定車両重量ｍｐの前回値にかかわらず、車高と実車両重量との既知の相関関係を用いて、推定車高Ｈに基づいて推定車両重量ｍｐを求める。車高と実車両重量との相関関係は、例えば、実験やシミュレーション等の結果から車高と実車両重量とを関連付けた図１５の相関マップとして、マイクロコンピュータに内蔵のＲＯＭや外付けＲＯＭ等に予め記憶されている。この場合、相関マップを参照することで、推定車高Ｈに対応する推定車両重量ｍｐが求められる。そして、本ステップで求められた推定車両重量ｍｐの値により、ＲＡＭ等に記憶されている推定車両重量ｍｐの前回値（あるいは初期値）が書き換えられる。
【0089】
ステップＳ１０５では、シートベルト警告装置１４から入力した情報に基づいて乗員数ｎを取得する。本ステップで乗員数ｎを取得するのは、ステップＳ１０１で車両１Ａが水平状態でないと判定されて、乗員数増減に伴う重量変化によって推定車両重量ｍｐを算出する場合に必要となるからである。
【0090】
ステップＳ１０６では、動力装置８を始動する際の始動信号（例えばスタータ作動信号）を検出することで、動力装置８（例えばエンジン）の始動を検出したか否かを判定する。かかる判定を行うのは、動力装置８を始動する際には乗員数の増加が見込まれるからである。例えば、動力装置８の始動を検出したときに、ＲＡＭ等に格納された始動フラグが所定値に書き換えられ、この始動フラグの値に基づいて動力装置８の始動を検出したか否かを判定できる。なお、判定後、始動フラグは元の値に書き換えられる。そして、動力装置８の始動を検出した場合には（ＹＥＳ）、処理をステップＳ１０８へ進める一方、動力装置８の始動を検出しなかった場合には（ＮＯ）、処理をステップＳ１０７へ進める。
【0091】
ステップＳ１０７では、ドア開閉センサの出力信号に基づいて、車両１Ａのドア開閉を検出したか否かを判定する。かかる判定を行うのは、動力装置８の始動が検出されなかった場合でも、車両１Ａのドアを開閉する際に乗員数の変化が見込まれるからである。例えば、ドア開閉センサの出力信号に基づいてドア開閉を検出したときに、ＲＡＭ等に格納されたドア開閉フラグが所定値に書き換えられ、このドア開閉フラグの値に基づいて車両１Ａのドア開閉を検出したか否かを判定できる。なお、判定後、ドア開閉フラグは元の値に書き換えられる。そして、車両１Ａのドア開閉を検出した場合には（ＹＥＳ）、処理をステップＳ１０８へ進める一方、車両１Ａのドア開閉を検出しなかった場合には（ＮＯ）、ステップＳ１０８～Ｓ１１１を省略して、推定車両重量算出処理を終了する。
【0092】
ステップＳ１０８では、シートベルト警告装置１４から入力した情報に基づいて乗員数ｎを取得する。
【0093】
ステップＳ１０９では、前ステップで取得した乗員数ｎに基づいて、乗員数ｎが前回値から変化したか否かを判定する。そして、乗員数ｎが変化したと判定した場合には（ＹＥＳ）、処理をステップＳ１１０へ進める一方、乗員数ｎが変化していないと判定した場合には（ＮＯ）、ステップＳ１１０及びＳ１１１を省略して、推定車両重量算出処理を終了する。
【0094】
ステップＳ１１０では、前回の乗員数ｎから今回の乗員数ｎまでの乗員増減数Δｎを求め、この乗員増減数Δｎと車両情報取得部１１０で取得した１人当たりの乗員重量ｗｈとを下記の関係式（２０）に代入して乗員重量増減値Δｗｈを求める。
【0095】
ステップＳ１１１では、下記の関係式（２１）で示すように、乗員重量増減値Δｗｈに基づいてＲＡＭ等に記憶されている推定車両重量ｍｐの前回値（あるいは初期値）を補正することで、新たな推定車両重量ｍｐを算出する。これにより、推定車両重量ｍｐが補正後の値に書き換えられる。
【0096】
図１６は、自律運転コントローラ１３Ａにおいて推定車両重量算出部１１１により繰り返し実行される、第２の車両重量推定方法による推定車両重量算出処理の一例を示す。なお、自律運転コントローラ１３ＡのＲＡＭには、推定車両重量ｍｐが初期値を車両重量ｍとして格納され（ｍｐ＝ｍ）、また、乗員数ｎ及び燃料残量ｖｆが初期値を零として格納されている（ｎ＝０，ｖｆ＝０）。
【0097】
第２の車両重量推定方法は、車両１Ａが電制サスペンションを備えていない、すなわち、ストロークセンサ１５ａ～１５ｄを備えていない場合に、推定車両重量ｍｐを求める方法である。ステップＳ２０１～Ｓ２０５は、上記のステップＳ１０６～Ｓ１１０と同様であるので、説明を省略する。
【0098】
ステップＳ２０６では、上記のステップＳ１０１と同様に、車両１Ａが水平状態であるか否かを判定する。ステップＳ２０７では、上記のステップＳ１０２と同様に、車両１Ａが停止状態であるか否かを判定する。そして、ステップＳ２０６及びＳ２０７により、車両１Ａが水平状態かつ停止状態であると判定された場合には、処理をステップＳ２０８へ進める。車両１Ａが水平状態でない、又は車両１Ａが停止状態でない、と判定された場合には、ステップＳ２０８及びステップＳ２０９を省略して、処理をステップＳ２１０へ進める。
【0099】
ステップＳ２０８では、燃料残量センサ１６の出力信号に基づいて燃料残量ｖｆを取得する。
【0100】
ステップＳ２０９では、先ず、燃料残量ｖｆの前回取得値と今回取得値との差分である燃料残量増減値Δｖｆを求める。そして、この燃料残量増減値Δｖｆと車両情報取得部１１０から取得した燃料の比重ρとを下記の関係式（２２）に代入して燃料重量増減値Δｗｆを求める。
【0101】
ステップＳ２１０では、下記の関係式（２３）に示すように、乗員重量増減値Δｗｈ及び燃料重量増減値Δｗｆに基づいて、ＲＡＭ等に記憶されている推定車両重量ｍｐの前回算出値（あるいは初期値）を補正することで新たな推定車両重量ｍｐを算出する。これにより推定車両重量ｍｐが補正後の値に書き換えられる。
【0102】
図１７は、本実施形態による効果を示す。具体的には、推定車両重量ｍｐを用いて算出した目標舵角δによる走行軌跡と車両重量ｍを用いて算出した目標舵角δによる走行軌跡との比較例を模式的に示す。
【0103】
図１７において、自車両位置（Ｘｖ，Ｙｖ）から目標走行軌跡上の目標移動点（Ｘｐ，Ｙｐ）までがカーブ形状の走行路面を、車両１Ａが旋回する。ここで、実車両重量は車両諸元情報の車両重量ｍよりも大きい値であるとする。車両重量ｍを用いた補正後スタビリティファクタＡｐで算出された目標舵角δには車両重量ｍに対して増加した実車両重量が考慮されていないので、目標舵角δが不足し、車両１Ａは、目標走行軌跡に対して径方向外方へ位置ズレを起こしやすくなる。これと比較すると、補正後スタビリティファクタＡｐにおいて車両重量ｍを推定車両重量ｍｐに置き換えて算出された目標舵角δには実車両重量が考慮されているので、車両１Ａは、目標走行軌跡からの位置ズレを起こし難くなって、目標走行軌跡への追従性低下をさらに抑制できる。
【0104】
〔第３実施形態〕
以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための第３実施形態について詳述する。なお、第１実施形態及び第２実施形態と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略ないし簡潔化する。
以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための第３実施形態について詳述する。なお、第１実施形態及び第２実施形態と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略ないし簡潔化する。
【0105】
上記の関係式（９）～（１１），（１７）～（１９）において、目標舵角δの算出に用いられる基準コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒは、タイヤ空気圧の増減によって変化する可能性がある。そして、タイヤ空気圧は、外気温の変化やタイヤと走行路面との摩擦による熱の影響によって充填空気が膨張し又は収縮することで、刻々と変化する。そこで、本実施形態では、自律運転において目標走行軌跡への追従性をさらに向上させるために、タイヤ空気圧の増減による基準コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒの変化を考慮して目標舵角δを求める。
【0106】
図１８は、第３実施形態に係る車両走行制御システムの一例を示す構成図である。車両走行制御システムが搭載される車両１Ｂは、車両前方の外界情報等に基づいて目標走行軌跡に追従して走行するように自律運転の実行が可能である。車両１Ｂは、上記の車両１Ａに対し、空気圧検出装置１８を更に備える。
【0107】
空気圧検出装置１８は、車輪２～５のタイヤ空気圧Ｐを検出する装置であり、車輪２～５のそれぞれのタイヤのエアバルブ等において空気圧センサ１８ａ～１８ｄを有する。具体的には、左前輪２のタイヤに空気圧センサ１８ａが取り付けられ、右前輪３のタイヤに空気圧センサ１８ｂが取り付けられ、左後輪４のタイヤに空気圧センサ１８ｃが取り付けられ、右後輪５のタイヤに空気圧センサ１８ｄが取り付けられる。空気圧センサ１８ａ～１８ｄの出力信号は無線信号として空気圧検出装置１８に送信され、空気圧検出装置１８は空気圧センサ１８ａ～１８ｄの出力信号に基づいてタイヤ空気圧Ｐを検出する。なお、空気圧検出装置１８は、車輪２～５の回転速度を検出する回転速度センサの出力信号に基づいてタイヤ空気圧を検出するものであってもよい。
【0108】
自律運転コントローラ１３Ｂは、制動力制御装置７、駆動力制御装置９、操舵量制御装置１１、外界認識装置１２、シートベルト警告装置１４、姿勢制御装置１５及び燃料残量センサ１６に加えて、空気圧検出装置１８とＣＡＮ等によって通信可能に接続される。自律運転コントローラ１３Ｂは、制動力制御装置７、外界認識装置１２、シートベルト警告装置１４、姿勢制御装置１５、燃料残量センサ１６及び空気圧検出装置１８から入力した情報を処理し、自律運転に必要となる操作指令を、制動力制御装置７、駆動力制御装置９及び操舵量制御装置１１に出力する、車両走行制御装置である。
【0109】
図１９は、自律運転コントローラ１３Ｂの機能ブロックを示す。自律運転コントローラ１３Ｂの横力制御量算出部１０９Ｂは、各種パラメータに基づいて、車両１Ｂの横力制御量として左前輪２及び右前輪３の目標舵角δを求めて、この目標舵角δに関する情報を操舵量制御装置１１へ出力する。各種パラメータには、推定摩擦係数μ、目標前後加速度ａｐ、制駆動配分率α、目標横加速度ｙｐ、曲率Ｋｐ及び推定車両重量ｍｐに加えて、空気圧検出装置１８からの入力情報より取得したタイヤ空気圧Ｐが含まれる。
【0110】
図２０は、横力制御量算出部１０９Ｂの詳細な機能ブロックを示す。横力制御量算出部１０９Ｂは、さらに、予想荷重移動量算出部２０１Ａ、予想コーナリングパワー算出部２０２Ｂ及び目標舵角算出部２０３Ｂに細分化される。
【0111】
予想コーナリングパワー算出部２０２Ｂは、予想荷重移動量Ｗｓ、推定車両重量ｍｐ及び車両情報の固有値に基づいて、予想コーナリングパワーＫｆｓ，Ｋｒｓを求める。ここでの車両情報の固有値には、ホイールベースＬ、重心－前輪軸距離Ｌｆ、重心－後輪軸距離Ｌｒ及び基準コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒが含まれる。
【0112】
また、予想コーナリングパワー算出部２０２Ｂは、基準コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒをタイヤ空気圧Ｐに基づいて補正することで、補正後基準コーナリングパワーＫｆ１，Ｋｒ１を求める。この補正後基準コーナリングパワーＫｆ１，Ｋｒ１は、目標舵角算出部２０３Ｂにおいて用いられる。
【0113】
目標舵角算出部２０３Ｂは、推定車両重量ｍｐ、目標前後加速度ａｐ、推定摩擦係数μ、制駆動配分率α及び曲率Ｋｐに加えて、予想荷重移動量Ｗｓ、予想コーナリングパワーＫｆｓ，Ｋｒｓ、補正後基準コーナリングパワーＫｆ１，Ｋｒ１、及び、車両情報の固有値に基づいて、補正後スタビリティファクタＡｐを求める。ここでの車両情報の固有値には、重心高さｈ、ホイールベースＬ、重心－前輪軸距離Ｌｆ、重心－後輪軸距離Ｌｒが含まれる。そして、目標舵角算出部２０３Ｂは、求めた補正後スタビリティファクタＡｐ、目標横加速度ｙｐ、ホイールベースＬ及び曲率Ｋｐの各値を上記の関係式（２）に代入することで、目標舵角δを求める。
【0114】
図２１は、自律運転コントローラ１３Ｂにおいて繰り返し実行される目標舵角算出処理の一例を示す。なお、ステップＳ３１～Ｓ３６は、上記のステップＳ２１～Ｓ２６と同様であるので、説明を省略する。
【0115】
ステップＳ３７では、予想コーナリングパワー算出部２０２Ｂにより、図２２に示すタイヤ空気圧とコーナリングパワーとの既知の相関関係を用いて、タイヤ空気圧Ｐに基づいて補正後基準コーナリングパワーＫｆ１，Ｋｒ１を求める。なお、図２２から明らかなように、タイヤ空気圧が標準圧力Ｐ０であるときのコーナリングパワーが基準コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒとなる。
【0116】
具体的には、予想コーナリングパワー算出部２０２Ｂにより、図２２（ａ）の前輪タイヤ空気圧と前輪コーナリングパワーとを関連付けた相関マップを参照して、前輪タイヤ空気圧Ｐｆに対応する前輪の補正後基準コーナリングパワーＫｆ１を求める。前輪タイヤ空気圧Ｐｆは、左前輪２のタイヤ空気圧Ｐ１又は右前輪３のタイヤ空気圧Ｐ２のいずれか一方又はタイヤ空気圧Ｐ１，Ｐ２の平均値等として得られる。また、予想コーナリングパワー算出部２０２Ｂにより、図２２（ｂ）の後輪タイヤ空気圧と後輪コーナリングパワーとを関連付けた相関マップを参照して、後輪タイヤ空気圧Ｐｒに対応する後輪の補正後基準コーナリングパワーＫｒ１を求める。後輪タイヤ空気圧Ｐｒは、左後輪４のタイヤ空気圧Ｐ３又は右後輪５のタイヤ空気圧Ｐ４のいずれか一方又はタイヤ空気圧Ｐ３，Ｐ４の平均値等として得られる。図２２（ａ）及び図２２（ｂ）のいずれの相関マップも実験やシミュレーション等の結果から予め得られ、マイクロコンピュータに内蔵のＲＯＭや外付けＲＯＭ等に記憶されている。
【0117】
ところで、車輪２～５のうち１つの車輪（例えば左前輪２）のタイヤ空気圧のみを検出できる場合には、前輪タイヤ空気圧Ｐｆ及び後輪タイヤ空気圧Ｐｒの両方を、タイヤ空気圧の検出が可能な車輪について検出されたタイヤ空気圧の値（例えばタイヤ空気圧Ｐ１）とする。
【0118】
なお、補正後基準コーナリングパワーＫｆ１，Ｋｒ１は、基準コーナリングファクタＫｆ，Ｋｒにタイヤ空気圧Ｐに応じた補正ゲインを掛けて求めてもよい。かかる補正ゲインは、タイヤ空気圧Ｐが標準圧力Ｐ０よりも大きい場合には、補正後基準コーナリングパワーＫｆ１，Ｋｒ１が、基準コーナリングファクタＫｆ，Ｋｒよりも大きいか同一の値となるように設定される。また、上記の補正ゲインは、タイヤ空気圧Ｐが標準圧力Ｐ０よりも小さい場合には、補正後基準コーナリングパワーＫｆ１，Ｋｒ１が、基準コーナリングファクタＫｆ，Ｋｒよりも小さい値となるように設定される。
【0119】
車輪２～５のタイヤが意図的に過剰充填されている場合には、タイヤ特性上、接地面積の減少により、コーナリングパワーの低下を招くため、タイヤ空気圧Ｐが過剰充填を示す値であるときには、自律運転を実行しない等、任意のフェールセーフを設けることが好ましい。
【0120】
ステップＳ３８では、ステップＳ２７と同様にして、予想コーナリングパワー算出部２０２Ｂにより、図６に示す軸荷重とコーナリングパワーとの既知の相関関係から、予想コーナリングパワーＫｆｓ，Ｋｒｓを求める。
【0121】
ステップＳ３９では、目標舵角算出部２０３Ｂにより、先ず、上記の関係式（８）を用いて補正後スタビリティファクタＡｐを求める。ここで、関係式（８）における３つの成分Ａ０，Ａ１，Ａ２は、下記の関係式（２４）～（２６）を用いて求められる。
【0122】
上記の関係式（８），（２４）～（２６）に、推定車両重量ｍｐ、目標前後加速度ａｐ、推定摩擦係数μ、制駆動配分率α、予想荷重移動量Ｗｓ、補正後基準コーナリングパワーＫｆ１，Ｋｒ１、予想コーナリングパワーＫｆｓ，Ｋｒｓ、及び、車両情報の固有値の各値を代入することで、補正後スタビリティファクタＡｐが求められる。ここでの車両情報の固有値には、重心高さｈ、ホイールベースＬ、重心－前輪軸距離Ｌｆ及び重心－後輪軸距離Ｌｒが含まれる。
【0123】
さらに、上記の関係式（２）に、補正後スタビリティファクタＡｐ、目標横加速度ｙｐ、目標移動点（Ｘｐ，Ｙｐ）における曲率Ｋｐ、及び、車両情報の固有値であるホイールベースＬの各値を代入して目標舵角δが求められる。
【0124】
図２３は、タイヤ空気圧低下時の本実施形態による効果を示す。具体的には、タイヤ空気圧が低下したときにおいて、基準コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒを用いて算出した目標舵角δによる走行軌跡と補正後基準コーナリングパワーＫｆ１，Ｋｒ１を用いて算出した目標舵角δによる走行軌跡との比較例を模式的に示す。
【0125】
図２３において、自車両位置（Ｘｖ，Ｙｖ）から目標走行軌跡上の目標移動点（Ｘｐ，Ｙｐ）までがカーブ形状の走行路面を、車両１Ｂが旋回する。ここで、車両１Ｂにおける実際のタイヤ空気圧が標準圧力Ｐ０よりも低いタイヤ空気圧Ｐであるものとする。基準コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒを用いた補正後スタビリティファクタＡｐで算出された目標舵角δには、標準圧力Ｐ０から低下した実際のタイヤ空気圧が考慮されていないので、目標舵角δが不足し、車両１Ｂは、目標走行軌跡に対して径方向外方へ位置ズレを起こしやすくなる。これと比較すると、補正後スタビリティファクタＡｐにおいて基準コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒをタイヤ空気圧Ｐに応じて補正した補正後基準コーナリングパワーＫｆ１，Ｋｒ１に置き換えて算出された目標舵角δには、実際のタイヤ空気圧が考慮されている。したがって、車両１Ｂは、目標走行軌跡からの位置ズレを起こし難くなって、目標走行軌跡への追従性低下をさらに抑制できる。
【0126】
図２４は、タイヤ空気圧上昇時の本実施形態による効果を示す。具体的には、タイヤ空気圧が上昇したときにおいて、基準コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒを用いて算出した目標舵角δによる走行軌跡と補正後基準コーナリングパワーＫｆ１，Ｋｒ１を用いて算出した目標舵角δによる走行軌跡との比較例を模式的に示す。
【0127】
図２４において、自車両位置（Ｘｖ，Ｙｖ）から目標走行軌跡上の目標移動点（Ｘｐ，Ｙｐ）までがカーブ形状の走行路面を、車両１Ｂが旋回する。ここで、車両１Ｂにおける実際のタイヤ空気圧が標準圧力Ｐ０よりも高いタイヤ空気圧Ｐであるものとする。基準コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒを用いた補正後スタビリティファクタＡｐで算出された目標舵角δには、標準圧力Ｐ０から上昇した実際のタイヤ空気圧が考慮されていないので、目標舵角δが過多となり、車両１Ｂは、目標走行軌跡に対して径方向内方へ位置ズレを起こしやすくなる。これと比較すると、補正後スタビリティファクタＡｐにおいて基準コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒをタイヤ空気圧Ｐに応じて補正した補正後基準コーナリングパワーＫｆ１，Ｋｒ１に置き換えて算出された目標舵角δには、実際のタイヤ空気圧が考慮されている。したがって、車両１Ｂは、目標走行軌跡からの位置ズレを起こし難くなって、目標走行軌跡への追従性低下をさらに抑制できる。
【0128】
なお、上記の目標舵角算出処理におけるステップＳ３８では、図６に示す軸荷重とコーナリングパワーとの既知の相関関係から、予想コーナリングパワーＫｆｓ，Ｋｒｓを求めている。しかし、図６が実際のタイヤ空気圧を標準圧力Ｐ０としたときの相関関係である場合には、実際のタイヤ空気圧に応じた予想コーナリングパワーＫｆｓ，Ｋｒｓを求めるために図６の相関関係を用いるのは好ましくない。これは、実際のタイヤ空気圧が標準圧力Ｐ０より大きくなると、同じ軸荷重でもコーナリングパワーは大きくなる一方、標準圧力Ｐ０より小さくなると、同じ軸荷重でもコーナリングパワーは小さくなるからである。したがって、上記の関係式（２５）において、予想コーナリングパワーＫｆｓ，Ｋｒｓを用いる代わりに、タイヤ空気圧の変化に応じて予想コーナリングパワーＫｆｓ，Ｋｒｓを補正した補正後予想コーナリングパワーＫｆｓｓ，Ｋｒｓｓを用いてもよい。補正後予想コーナリングパワーＫｆｓｓ，Ｋｒｓｓは、基準コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒから補正後基準コーナリングパワーＫｆ１，Ｋｒ１への変化に基づいて求めることができる。
【0129】
例えば、下記の関係式（２７），（２８）で示すように、基準コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒから補正後基準コーナリングパワーＫｆ１，Ｋｒ１への変化量を予想コーナリングパワーＫｆｓ，Ｋｒｓに加算して補正後予想コーナリングパワーＫｆｓｓ，Ｋｒｓｓを求めることができる。
【0130】
あるいは、下記の関係式（２９），（３０）で示すように、基準コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒに対する補正後基準コーナリングパワーＫｆ１，Ｋｒ１の比率（変化率）を予想コーナリングパワーＫｆｓ，Ｋｒｓに乗算して補正後予想コーナリングパワーＫｆｓｓ，Ｋｒｓｓを求めることができる。
【0131】
上記の第１～第３実施形態において、補正後スタビリティファクタＡｐを求めるためには、上記のように、関係式（８）に加えて、関係式（９）～（１１）、又は関係式（１７）～（１９）、又は関係式（２４）～（２６）を用いることが好ましい。一方、演算コストや適合優位性を踏まえ、関係式（８）における主要成分Ａ１及びＡ２を、下記の関係式（１２）で示されるように任意のゲインＧ１，Ｇ２に置き換えて簡易的に補正後スタビリティファクタＡｐを求めてもよい。例えば、関係式（８）において、Ａ１及びＡ２の各値が目標前後加速度ａｐの値と比較して補正後スタビリティファクタＡｐの値に与える影響が小さい場合には、ゲインＧ１，Ｇ２を用いる下記の関係式（３１）によって補正後スタビリティファクタＡｐを求めることができる。
【0132】
上記の関係式（３１）のゲインＧ１は、前後荷重移動、及びトー角変化、コンプライアンスステアの影響による傾きを示し、実験やシミュレーション等の結果に基づいて適合させることが好適である。
【0133】
また、上記の関係式（３１）のゲインＧ２は、制駆動時のコーナリング特性変化を模擬した曲線を示し、主に駆動方式の別により適合させる。ゲインＧ２の値は任意であるが、車両１，１Ａ，１Ｂが前輪駆動方式の場合に正の値を設定し、車両１，１Ａ，１Ｂが後輪駆動方式の場合に負の値を設定し、車両１，１Ａ，１Ｂが四輪駆動方式の場合には零近傍の値とすることが好適である。
【0134】
上記の第１～第３実施形態で説明した各技術的思想は、矛盾が生じない限りにおいて、適宜組み合せて使用することができる。
【0135】
例えば、第２実施形態において、補正後スタビリティファクタＡｐを用いずに、上記の関係式（１）で示されるように、基準スタビリティファクタＡを用いて目標舵角δを算出してもよい。このとき、基準スタビリティファクタＡには、車両重量ｍに代えて推定車両重量ｍｐが用いられる。このようにしても、基準スタビリティファクタＡには実車両重量が反映されているので、車両１Ａは、目標走行軌跡からの位置ズレを起こし難くなって、目標走行軌跡への追従性低下を抑制できる。
【0136】
また、第３実施形態において、補正後スタビリティファクタＡｐを用いずに、上記の関係式（１）で示されるように、基準スタビリティファクタＡを用いて目標舵角δを算出してもよい。このとき、基準スタビリティファクタＡに用いられる基準コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒに代えて補正後基準コーナリングパワーＫｆ１，Ｋｒ１が用いられる。このようにしても、基準スタビリティファクタＡには実際のタイヤ空気圧が反映されるので、車両１Ｂは、目標走行軌跡からの位置ズレを起こし難くなって、目標走行軌跡への追従性低下を抑制できる。
【0137】
さらに、第３実施形態において、推定車両重量ｍｐの算出を行わず、上記の関係式（２４）～（２６）の推定車両重量ｍｐに代えて車両重量ｍを用いて補正後スタビリティファクタＡｐを算出してもよい。このようにしても、補正後スタビリティファクタＡｐには実際のタイヤ空気圧が反映されるので、車両１Ｂは、目標走行軌跡からの位置ズレを起こし難くなって、目標走行軌跡への追従性低下を抑制できる。
【0138】
以上、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。
【0139】
例えば、横力制御量算出部１０９，１０９Ａ，１０９Ｂで目標舵角δを求める際に目標横加速度ｙｐを用いているが、目標横加速度ｙｐは、目標横力を算出する際に必要となる物理量（目標横力に関する物理量）の一例である。横力制御量算出部１０９，１０９Ａ，１０９Ｂは、目標横加速度ｙｐを用いずに、目標走行速度Ｖｐ、目標移動点（Ｘｐ，Ｙｐ）における曲率Ｋｐ、目標ヨーレート等の目標横力に関する他の物理量を適宜組み合わせることで目標舵角δを求めることができる。同様に、現在の車体速度Ｖｖ、目標走行速度Ｖｐ、目標前後加速度ａｐ、予想荷重移動量Ｗｓ、予想輪軸荷重Ｗｆｓ，Ｗｒｓ、推定車両重量ｍｐ、推定車高Ｈ、タイヤ空気圧Ｐ等についても、これらに関する物理量を用い得ることはいうまでもない。
【符号の説明】
【0140】
１，１Ａ，１Ｂ…車両、２～５…車輪、７…制動力制御装置、１０…操舵装置、１１…操舵量制御装置、１２…外界認識装置、１３，１３Ａ，１３Ｂ…自律運転コントローラ、１４…シートベルト警告装置、１４ａ～１４ｅ…着座センサ、１５…姿勢制御装置、１５ａ～１５ｄ…ストロークセンサ、１６…燃料残量センサ、１８…空気圧検出装置、１８ａ～１８ｄ…空気圧センサ、１０１…自車両位置算出部、１０２…前方注視点算出部、１０３…走行可能範囲判断部、１０４…目標走行軌跡算出部、１０５…目標移動点算出部、１０６…目標前後加速度算出部、１０８…目標横加速度算出部、１０９，１０９Ａ，１０９Ｂ…横力制御量算出部、１１０…車両情報取得部、１１１…推定車両重量算出部、２０２，２０２Ａ…予想荷重移動量算出部、２０３，２０３Ａ，２０３Ｂ…予想コーナリングパワー算出部、２０４，２０４Ａ，２０４Ｂ…目標舵角算出部、ａｐ…目標前後加速度、Ａ…基準スタビリティファクタ、Ａｐ…補正後スタビリティファクタ、Ｈ…推定車高、Ｋｆ，Ｋｒ…基準コーナリングパワー、Ｋｆ１，Ｋｒ１…補正後基準コーナリングパワー、Ｋｆｓ，Ｋｒｓ…予想コーナリングパワー、Ｋｐ…曲率、ｍ…車両重量、ｍｐ…推定車両重量、ｎ…乗員数、Ｐ…タイヤ空気圧、Ｓ…ストローク量、ｖｆ…燃料残量、Ｖｖ…現在の車体速度、Ｖｐ…目標走行速度、Ｗｓ…予想荷重移動量、Ｗｆｓ，Ｗｒｓ…予想輪軸荷重、Δｗｈ…乗員重量増減値、Δｗｆ…燃料重量増減値、Ｘｐ，Ｙｐ…目標移動点、ｙｐ…目標横加速度、δ…目標舵角
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
