JP2016094038A - 車両の走行制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】自動運転制御において、操舵系に異常が発生した場合のブレーキによるヨーモーメント制御を適正化し、ステアトルクの影響を抑制すると共に不要な減速を発生させることがない車両の走行制御システムとする。
【解決手段】自動運転下で操舵系に異常が検出された場合、走行制御装置１０は、要求ヨーモーメント算出部１２で車両に付加する要求ヨーモーメントを算出し、前後配分調整部１３で要求ヨーモーメントを発生させるブレーキ力の前後軸配分を調整する。このとき、スリップアングル・ステアトルク推定部１４ａ及びスクラブ・ステアトルク推定部１４ｂでスリップアングルによるステアトルク及びスクラブ半径によるステアトルクを推定し、これらのステアトルクよりも操舵系の異常の程度に応じて出力可能なステアトルクが小さい場合、ブレーキ制御装置２５に出力するブレーキ力の制御量を補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、走行環境を認識し、自車両の走行情報を検出して自動運転制御を行う車両の走行制御システムに関する。

近年、車両においては、ドライバの運転を、より快適に安全に行えるように自動運転の技術を利用した様々なシステムが開発され提案されており、このようなシステムでは、操舵系の故障に対する対策が重要となる。

例えば、特許文献１には、パワーステアリング装置の異常が検知された場合に、ブレーキ制御で車両のヨーモーメントを補うことにより、パワーステアリング装置の失陥に伴う車両挙動の不安定化を抑制する技術が開示されている。

特開２００８−４４４６６号公報

しかしながら、特許文献１に開示されるような従来の技術は、パワーステアリング装置が故障した場合、単にブレーキ制御でヨーモーメントを発生させるのみであり、ブレーキによるヨーモーメントで発生するステアトルクについては考慮していない。

このため、自動運転の際に異常が検出されてドライバに操縦を引き継ぐまでの間、ブレーキによるヨーモーメント制御で現在の車線を維持しようとしても、ステアトルクの影響によって必要なヨーモーメントに過不足が生じ、車線維持に必要な精度を得ることが困難となる。

例えば、カメラの撮像画像等から車線を認識して自動運転を行う場合、一時的な画像認識の停止や信頼性の低下等によって車線位置情報が更新されず、車線に対するヨー偏差及び横位置をフィードバック制御できなくなるような状況下で操舵系に異常が発生すると、ブレーキによるヨーモーメント制御で現在の車線を維持しようとしても、ステアトルクによる影響を無視できず、車線維持に必要な精度を得ることが困難となる。

更に、ブレーキによるヨーモーメント制御は、車両の減速を伴うことから、単にブレーキ制御でヨーモーメントを発生させるのみでは不要な減速が発生し、後続車等からの追突のリスクが高まる虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、自動運転制御において、操舵系に異常が発生した場合のブレーキによるヨーモーメント制御を適正化し、ステアトルクの影響を抑制すると共に不要な減速を発生させることのない車両の走行制御システムを提供することを目的としている。

本発明の一態様による車両の走行制御システムは、自車両が走行する環境の走行環境情報と自車両の走行情報とに基づいて自動運転制御を実行する車両の走行制御システムにおいて、前記自動運転制御の際に、少なくとも車両の操舵系に異常が検出された場合、ヨーブレーキ制御で車両に付加するヨーモーメントを算出する要求ヨーモーメント算出部と、前記ヨーブレーキ制御によって発生するハンドルのステアトルクを、車両諸元に応じて推定するステアトルク推定部と、前記操舵系の異常の状態に応じて、前記ステアトルクに基づく前記ヨーモーメントの補正量を算出し、該補正量で補正したヨーモーメントを発生させるよう前記ヨーブレーキ制御を補正するヨーブレーキ補正部とを備える。

本発明によれば、自動運転制御において、操舵系に異常が発生した場合のブレーキによるヨーモーメント制御を適正化し、ステアトルクの影響を抑制すると共に不要な減速を発生させることなく、ヨーモーメント制御の精度向上や不要な減速による後続車からの追突リスクの低減を図ることができる。

車両の走行制御システムの全体構成図 単位ブレーキ制御量当たりの発生ヨーレートとステアトルクとを示す説明図 ヨーレートの過不足を示す説明図 予測経路の一例を示す説明図 車速ゲインの説明図 スクラブ方向に応じた車速とステアトルクとの関係を示す説明図 ヨーモーメントの前後配分の調整領域を示す説明図 異常時走行制御のフローチャート

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１において、符号１は、走行制御装置１０を中心として構成される車両の走行制御システムを示している。走行制御装置１０には、周辺環境認識装置２０、自車位置情報検出装置２１、車車間通信装置２２、道路交通情報通信装置２３、エンジン制御装置２４、ブレーキ制御装置２５、ステアリング制御装置２６、警報装置２７等が車載ネットワークを形成する通信バス１００を介して接続され、また、各種設定及び操作用のスイッチ群２８が接続されている。

周辺環境認識装置２０は、車両の外部環境を撮影して画像情報を取得する車室内に設けた固体撮像素子等を備えたカメラ装置（ステレオカメラ、単眼カメラ、カラーカメラ等：図示せず）と、車両の周辺に存在する立体物からの反射波を受信するレーダ装置（レーザレーダ、ミリ波レーダ、超音波レーダ等：図示せず）で構成されている。

周辺環境認識装置２０は、カメラ装置で撮像した画像情報を基に、例えば、距離情報に対して周知のグルーピング処理を行い、グルーピング処理した距離情報を予め設定しておいた三次元的な道路形状データや立体物データ等と比較することにより、車線区画線データ、道路に沿って存在するガードレール、縁石等の側壁データ、車両等の立体物データ等を自車両からの相対的な位置（距離、角度）を、速度と共に抽出する。

また、周辺環境認識装置２０は、レーダ装置で取得した反射波情報を基に、反射した立体物の存在する位置（距離、角度）を、速度と共に検出する。尚、本実施の形態では、周辺環境認識装置２０で認識可能な最大距離（立体物までの距離、車線区画線の最遠距離）を視程としている。更に、周辺環境認識装置２０では、例えば、カメラ装置、レーダ装置等の異常や、悪天候等により周辺環境認識の精度が低下した場合には、周辺環境認識装置２０の異常を走行制御装置１０に出力する。

自車位置情報検出装置２１は、例えば、公知のナビゲーションシステムであり、例えば、ＧＰＳ[Global Positioning System：全地球測位システム]衛星から発信された電波を受信し、その電波情報に基づいて現在位置を検出して、フラッシュメモリや、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ブルーレイ（Blu−ray；登録商標）ディスク、ＨＤＤ（ Hard disk drive）等に予め記憶しておいた地図データ上に自車位置を特定する。

この予め記憶される地図データとしては、道路データおよび施設データを有している。道路データは、リンクの位置情報、種別情報、ノードの位置情報、種別情報、および、ノードとリンクとの接続関係の情報、すなわち、道路の分岐、合流地点情報と分岐路における最大車速情報等を含んでいる。施設データは、施設毎のレコードを複数有しており、各レコードは、対象とする施設の名称情報、所在位置情報、施設種別（デパート、商店、レストラン、駐車場、公園、車両の故障時の修理拠点の別）情報を示すデータを有している。そして、地図位置上の自車位置を表示して、操作者により目的地が入力されると、出発地から目的地までの経路が所定に演算され、ディスプレイへの画像表示やスピーカからの音声案内により誘導自在になっている。

車車間通信装置２２は、例えば、所定の通信エリアを有する無線通信装置で構成され、他の車両と通信して情報の送受信を行うことが可能となっている。そして、他の車両との相互通信により、車両情報、走行情報、交通環境情報等を交換する。車両情報としては、車種（本形態では、乗用車、トラック、二輪車等の種別）を示す固有情報がある。また、走行情報としては車速、位置情報、ブレーキランプの点灯情報、右左折時に発信される方向指示器の点滅情報、緊急停止時に点滅されるハザードランプの点滅情報がある。更に、交通環境情報としては、道路の渋滞情報、工事情報等の状況によって変化する情報が含まれている。

道路交通情報通信装置２３は、所謂、道路交通情報通信システム（VICS：Vehicle Information and Communication System：登録商標）であり、FM多重放送や道路上の発信機から、渋滞や事故、工事、所要時間、駐車場の道路交通情報をリアルタイムに受信し、この受信した交通情報を、上述の予め記憶しておいた地図データ上に表示する。

スイッチ群２８は、ドライバの運転支援制御に係るスイッチ群で、例えば、速度を予め設定しておいた一定速で走行制御させるスイッチ、或いは、先行車との車間距離、車間時間を予め設定しておいた一定値に維持して追従制御させるためのスイッチ、走行車線を設定車線に維持して走行制御するレーンキープ制御のスイッチ、走行車線からの逸脱防止制御を行う車線逸脱防止制御のスイッチ、先行車（追い越し対象車両）の追い越し制御を実行させる追い越し制御実行許可スイッチ、これら全ての制御を協調して行わせる自動運転制御を実行させるためのスイッチ、これら各制御に必要な車速、車間距離、車間時間、制限速度等を設定するスイッチ、或いは、これら各制御を解除するスイッチ等から構成されている。

エンジン制御装置２４は、車両のエンジン（図示せず）の運転状態を制御する周知の制御ユニットであり、例えば、吸入空気量、スロットル開度、エンジン水温、吸気温度、空燃比、クランク角、アクセル開度、その他の車両情報に基づき、燃料噴射制御、点火時期制御、電子制御スロットル弁の開度制御等の主要な制御を行う。

ブレーキ制御装置２５は、例えば、ブレーキスイッチ、４輪の車輪速、ハンドル角θＨ、ヨーレートγ、その他の車両情報に基づき、４輪のブレーキ装置（図示せず）をドライバのブレーキ操作とは独立して制御可能で、周知のアンチロック・ブレーキ・システム（Antilock Brake System）や、横すべり防止制御等の車両に付加するヨーモーメントを制
御するヨーモーメント制御、及び、ヨーブレーキ制御を行う周知の制御ユニットである。そして、ブレーキ制御装置２５は、走行制御装置１０から、各輪のブレーキ力が入力された場合には、該ブレーキ力に基づいて各輪のブレーキ液圧を算出し、ブレーキ駆動部（図示せず）を作動させる。

ステアリング制御装置２６は、例えば、車速Ｖ、ドライバの操舵トルクＴdrv、ハンドル角θＨ、ヨーレートγ、その他の車両情報に基づき、車両の操舵系に設けた電動パワーステアリングモータ（図示せず）によるアシストトルクを制御する、周知の制御装置である。また、ステアリング制御装置２６は、上述の走行車線を設定車線に維持して走行制御するレーンキープ制御、走行車線からの逸脱防止制御を行う車線逸脱防止制御が可能となっており、これらレーンキープ制御、車線逸脱防止制御に必要な操舵角、或いは、操舵トルクが、走行制御装置１０により算出されてステアリング制御装置２６に入力され、入力された制御量に応じて電動パワーステアリングモータが駆動制御される。また、ステアリング制御装置２６では、操舵機構を含む操舵系、操舵トルクセンサ、ハンドル角センサ等の異常を検出するようになっており、走行制御装置１０により、これらの異常状態の発生が監視されている。

警報装置２７は、車両の様々な装置に異常が生じた場合、警報を適宜発生する装置であり、例えば、モニタ、ディスプレイ、アラームランプ等の視覚的な出力と、スピーカ・ブザー等の聴覚的な出力との少なくとも一方を用いて、警告・報知を行う。

以上の各装置を有する走行制御システム１の中心となる走行制御装置１０は、各装置２０〜２７からの入力情報や制御情報に基づいて、障害物等との衝突防止制御、定速走行制御、追従走行制御、レーンキープ制御、車線逸脱防止制御、その他追い越し制御等を協調させて自動運転制御等を実行する。

この自動運転制御の際に、少なくとも操舵系に異常が検知された場合、走行制御装置１０は、所定の経路に沿って車両を走行させるに必要な車両のヨーモーメントを、ブレーキ制御装置２５を介して発生させる異常時走行制御を実行する。以下では、自動運転を行うのに必要な走行環境情報を正常に取得できなくなるような異常（例えば、画像認識の停止や信頼性の低下、レーダ波送受信機能の低下等）が発生し、且つ操舵系に異常が検出された場合を想定して、自車両の運転を安全にドライバに引き継ぐまでの間、或いは異常が一時的なものであって自動運転に復帰するまでの間、自車両を現在の車線内に維持させるための異常時走行制御を実行する例について説明する。

この異常時走行制御では、走行制御装置１０は、走行環境情報の取得が異常になる前の最後に検出した走行環境情報に基づいて自車両の走行経路を設定し、設定した経路に沿って走行するために必要な車両のヨーモーメントを、ブレーキ制御装置２５を介して発生させる。

このとき、実際に車両に付加されるヨーモーメントは、操舵系の異常の程度に応じたステアリング状態によって左右される。例えば、電動パワーステアリングモータがロックしてハンドルが固定されたような異常が発生した場合、図２に示すように、単位ブレーキ制御量当たりの発生ヨーレートに対して、ハンドルのステアトルクは変化しないが、ステアリング制御装置２６による舵角制御が不可となるような異常が発生した場合には、ブレーキによるヨーモーメントの影響を受けて車速に応じてステアトルクが発生し、舵角が変化してしまう。

その結果、図３に破線で示すように、単位ブレーキ制御量当たりの発生ヨーレートに対して、必要とされるヨーレートに過不足が生じる。更に、ブレーキによるヨーモーメント制御は、車両の減速を伴うことから、後続車等による追突を回避するように考慮する必要がある。

従って、走行制御装置１０は、操舵系の異常の程度に応じてブレーキによるヨーモーメント制御を適正化し、必要とされるヨーモーメントに過不足が生じることを防止すると共に、不要な減速を発生させないようにしている。このため、走行制御装置１０は、異常時走行制御の機能として、図１中に示すように、異常時経路設定部１１、要求ヨーモーメント算出部１２、前後配分調整部１３、ステアトルク推定部１４、ヨーブレーキ補正部１５を備えている。

詳細には、異常時経路設定部１１は、例えば、図４に示すように、走行環境情報の取得が異常になる前の最後に検出した走行環境情報取得可能範囲内において、先行車や後続車との接触を回避しつつ安全に現在の車線内を走行可能な経路を予測し、異常時の経路として設定する。図４の例では、左カーブにおいて、最後に認識した視程Ｌｃの範囲内で、図中に破線で示すように、車線中央に経路が設定される例を示している。

要求ヨーモーメント算出部１２は、道路境界縁石や他車両等の障害物に接触することなく、安全に自車両が設定した経路に沿って走行するために車両に付加するヨーモーメントを算出する。ここで、経路の曲率をκcとすると、曲率κcの経路に沿って走行するのに必要な目標ハンドル角θHFは、以下の（１）式によって算出することができる。
θHF＝(１＋Ａ・Ｖ²)・ｌ・ｎ・κc …（１）
但し、 Ａ：車両固有のスタビリティファクタ
Ｖ：車速
ｌ：ホイールベース
ｎ：ステアリングギヤ比

設定した経路に沿って走行するためには、目標ハンドル角θHFと走行環境情報取得及び操舵系が異常と判定されたときのハンドル角θH0との差分（θHF−θH0）を必要ハンドル角θH_vdcとして、この必要ハンドル角θH_vdcに応じた要求ヨーモーメントＭztを、ブレーキ制御装置２５を介したブレーキ制御によって発生させる必要がある。このブレーキ制御によって発生させる要求ヨーモーメントＭztは、例えば、以下の（２）式により、算出することができる。
Ｍzt＝(２・Ｋｆ・Ｋｒ)／(Ｋｆ＋Ｋｒ)・(θH_vdc／ｎ) …（２）
但し、 Ｋｆ：前輪の等価コーナリングパワー
Ｋｒ：後輪の等価コーナリングパワー

尚、操舵系の異常によりθH0が変化する場合、時々刻々検出されるハンドル角θＨを用いて、すなわち、θH_vdc＝θHF−θＨとして、要求ヨーモーメントＭztを算出する。

前後配分調整部１３は、要求ヨーモーメントＭztを発生させるブレーキ力の前後軸配分を調整し、ブレーキ制御装置２５に出力する。例えば、要求ヨーモーメントＭztに応じたブレーキ力（左右輪ブレーキ力差の総和）をＭｙ、ブレーキ制御による前後ヨーモーメント配分比（前軸のヨーモーメント／総ヨーモーメント）をＫｙとするとき、ヨーモーメントを発生させる前輪のブレーキ力Ｆtと後輪のブレーキ力Ｒrは、それぞれ、以下の（３），（４）式に示すように配分される。
Ｆt＝Ｋｙ・Ｍｙ＝Ｋｙ・Ｍzt／ｄ …（３）
Ｒr＝(１−Ｋｙ)・Ｍｙ＝(１−Ｋｙ)・Ｍzt／ｄ …（４）
但し、ｄ：車両のトレッド

尚、車両の減速・停止を必要とする場合には、目標減速度に応じたブレーキ力が前後輪に所定の配分比で付加され、ブレーキ力Ｆt，Ｒrは、旋回内輪側で＋方向、旋回外輪側で−方向となるように付加される。

本実施の形態においては、基本的にブレーキ力を前後に一定の割合で配分するものとして、前後ヨーモーメント配分比Ｋｙは一定の値とする。但し、ブレーキ液圧に換算したときに前後の一方が大きくない過ぎないよう、予めリミッタ処理を行ってブレーキ制御装置２５に出力する。

ステアトルク推定部１４は、ヨーブレーキ制御で発生するヨーモーメントの影響によってハンドルに発生するステアトルクを推定する。このステアトルクは、車両諸元によって異なることから、本実施の形態においては、タイヤのスリップアングルを考慮したスリップアングル・ステアトルク推定部１４ａと、車両のサスペンションジオメトリーによるスクラブ半径を考慮したスクラブ・ステアトルク推定部１４ｂとを備えている。

スリップアングル・ステアトルク推定部１４ａは、前後輪の総ヨーモーメント（要求ヨーモーメント）Ｍztで発生するタイヤのスリップアングルβからステアトルクＴsを推定する。スリップアングルβは、例えば、ヨーレートγ、横加速度Ｇｙ、車速Ｖを用いた演算（Δβ／Δｔ＝γ−Ｇｙ／Ｖ）によって推定することが可能であるが、このスリップアングルβによるステアトルクＴsは、基本的には、ヨーモーメントＭztに対して線形の特性を有している。従って、予め実験的に適合したヨーモーメントＭztと車速Ｖのマップをシステムに保持しておき、このマップを参照してステアトルクＴsを推定することができる。

スクラブ・ステアトルク推定部１４ｂは、前輪側に配分されたブレーキ力のヨーモーメント(Ｋｙ・Ｍzt)と、個々の車両のサスペンションジオメトリーによって定まるスクラブ半径とに基づいて、スクラブ半径によって異なるステアトルクＴscrを推定する。スクラブ半径によるステアトルクＴscrは、基本的には、前輪側のヨーモーメント(Ｋｙ・Ｍzt)に対して線形の特性を有しており、予め実験的に適合したヨーモーメント(Ｋｙ・Ｍzt)と車速Ｖのマップをシステムに保持しておき、このマップを参照してステアトルクＴscrを推定することができる。

ヨーブレーキ補正部１５は、ブレーキによるヨーモーメント制御の際にスリップアングル及びスクラブ半径に応じて発生するステアトルクと、操舵系で異常の程度に応じて出力可能な最大ステアトルクとの差に基づいて、ブレーキによるヨーモーメントを適切に車両に付加可能とするためのヨーモーメント補正量Ｍzhを算出する。そして、このヨーモーメント補正量Ｍzhで補正したヨーモーメントを発生するブレーキ力の制御量をブレーキ制御装置２５に出力する。

本実施の形態においては、後輪側に配分されたヨーモーメント(１−Ｋｙ)・Ｍztにヨーモーメント補正量Ｍzhを加算して後輪のブレーキ力Ｒrを補正することで、ステアトルクによるヨーモーメントの過不足を補償する。尚、前輪側のヨーモーメントにヨーモーメント補正量Ｍzhを加算するようにしても良い。

具体的には、スリップアングルによるステアトルクＴsにスクラブ半径によるステアトルクＴscrを加算してステアトルクＴ１を求め、このステアトルクＴ１と操舵系で補償可能な操舵系の最大ステアトルクＴ２との差分(Ｔ１−Ｔ２)を用いた所定の関数Ｆにより、補正量を算出する。更に、以下の（５）式に示すように、補正量Ｆ(T1-T2)を車速ゲインＧｖで調整して、最終的な補正量Ｍzhを算出する。
Ｍzh＝Ｆ(T1-T2)・Ｇｖ …（５）

ここで、（５）式による補正量Ｍzhは、Ｔ１＞Ｔ２の条件下で算出される。すなわち、操舵系が失陥して舵角制御が不能となった場合（Ｔ２＝０）や、電動パワーステアリングモータの加熱保護等によりモータ出力が制限されてＴ１＞Ｔ２となった場合に、ヨーモーメントを補正する。このような操舵系の故障状態では、モータトルク制御によるキックバック補償が併用可能となる。

一方、操舵系の一部故障でモータ出力制限の程度が比較的小さく、ステアトルクＴ１を補償可能である場合（Ｔ２≧Ｔ１）には、ヨーモーメント補正量Ｍzhは０とする。操舵系でＴ２≧Ｔ１の条件を満足可能な場合には、ブレーキで発生するヨーモーメントに対するステアトルクの補償は、操舵系に委ねることが可能となる。

尚、電動パワーステアリングモータがロックする等のステアリングロック状態が発生した場合には、ステアトルクは発生しない（Ｔ１＝０）ものとして、ヨーブレーキ制御を行う（Ｍzh＝０）。

一方、（５）式における車速ゲインＧｖは、ブレーキによるヨーモーメントの変化により、ステアトルクが変化することを考慮したものであり、ステアトルクによるヨーモーメントを打ち消すことのできるヨーモーメントを実験的に適合して設定する。すなわち、前述の図３で説明したようにステアトルクによって舵角が変化するとき、逆に、舵角変化が０となる車速Ｖ１を求め、この車速Ｖ１での補償量を０として車速に応じたゲインを実験的に適合したマップを用いて設定する。

車速ゲインＧｖのマップは、例えば、図５に示すような特性のマップを用いることができ、車速Ｖに応じて車速ゲインＧｖを設定する。図５の例では、車速ＶがＶ１よりも大きくなるにつれて車速ゲインＧｖが増加し、Ｖ１付近で単調増加、高車速（約２００ｋｍ／ｈ）で飽和するように設定されている。

尚、以上では、ヨーブレーキ制御の前後配分を一定として説明したが、ヨーブレーキ制御による舵角変化が最小になるようにヨーモーメント配分比Ｋｙを変化させてヨーブレーキ制御の前後配分を調整するようにしても良い。

すなわち、ヨーブレーキ制御で発生するステアトルクは、スクラブ半径によって異なるが、発生するステアトルクを、ブレーキによるヨーモーメントの作用方向と同方向を＋とすると、図６に示すように、同じ車速では、スクラブがネガティブ方向になる程、ブレーキによるヨーモーメントを打ち消す方向に作用するステアトルクとなる。従って、スクラブ半径に基づいて、ヨーブレーキ制御によるヨーモーメントの前後軸への配分を調整する車速の領域を設定することで、ヨーブレーキ制御による舵角変化を抑制することが可能となる。

例えば、車両のスクラブがネガティブスクラブである場合、図７に示すように、該当するネガティブスクラブの特性曲線Ｌ１においてステアトルクが０となる車速Ｖscr1とスクラブゼロの特性曲線Ｌ２においてステアトルクが０となる車速Ｖscr2との間の車速域では、ステアトルクが最小となるようにヨーブレーキ制御によるヨーモーメントの前後配分を調整する。また、車速Ｖscr2以上の領域では、ブレーキ力をリヤ側にのみ配分することでスクラブの影響を回避し、車速Ｖscr1以下の領域では、ブレーキ力をフロント側にのみ配分してスクラブによる影響を補正する。

次に、走行制御装置１０で実行される異常時走行制御のプログラム処理について、図８に示すフローチャートを用いて説明する。

この異常時走行制御では、先ず、最初のステップＳ１０１において、自動運転制御が実行されている自動運転状態か否かが判定される。自動運転状態ではない場合は、プログラムを抜け、自動運転状態の場合、Ｓ１０２に進み、自動運転を行うのに必要な走行環境情報取得に異常（例えば、画像認識の停止や信頼性の低下、レーダ波送受信機能の低下等）が発生しているか否か判定する。

ステップＳ１０２の判定の結果、走行環境情報取得が正常であれば、プログラムを抜け、走行環境情報取得に異常が発生していれば、ステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３に進むと、操舵系の異常が検出されているか否かが判定され、操舵系の異常が検出されていない場合は、プログラムを抜け、操舵系の異常が検出されている場合、ステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４に進むと、走行環境情報の取得が異常になる前の最後に検出した走行環境情報に基づいて自車両の現在の車線を維持するための走行経路を設定し、ステップＳ１０５で、設定された経路に沿って走行するのに必要な目標ハンドル角からブレーキ制御で発生させるヨーモーメント（必要ヨーモーメント）Ｍztを、前述の（２）式に基づいて算出する。

次に、ステップＳ１０６に進んで要求ヨーモーメントＭztの前後配分を調整し、ステップＳ１０７，Ｓ１０８で、ブレーキでヨーモーメントを発生させる際に車両諸元に応じて発生するステアトルクを推定する。この車両諸元に応じたステアトルクの推定は、ステップＳ１０７でスリップアングルによるステアトルクＴsをマップを参照して設定し、ステップＳ１０８でスクラブ半径によるステアトルクＴscrをマップを参照して設定することで行う。尚、便宜上、ステアトルクＴsを設定してからステアトルクＴscrを設定するものとしたが、どちらを先に行っても良い。

その後、ステップＳ１０９へ進み、スリップアングルによるステアトルクＴsとスクラブ半径によるステアトルクＴscrとを加算したステアトルクＴ１と、操舵系の異常の程度に応じて発生可能な最大ステアトルクＴ２とを比較する。そして、Ｔ１＞Ｔ２の場合には、ステップＳ１１０で、ステアトルクＴ１によるヨーモーメントの過不足を補償するためのヨーモーメント補正量Ｍzhを、前述の（５）式に基づいて算出し、ステップＳ１１２へ進む。

一方、ステップＳ１０９において、Ｔ１≦Ｔ２であり、ステアトルクＴ１を操舵系で補償可能な場合には、ステップＳ１１１でヨーモーメント補正量Ｍzhを０として、ステップＳ１１２へ進む。ステップＳ１１２では、ヨーモーメント補正量Ｍzhで補正した要求ヨーモーメントＭzt、或いは補正無しの要求ヨーモーメントＭztに基づいて、ヨーブレーキ制御を実行し、自動運転からドライバによる運転に引き継がれるまでの間、或いは異常発生が一時的なものであって自動運転に復帰するまでの間、自車両を現在の車線内に維持して走行可能なように制御する。

このように本実施の形態においては、自動運転制御下で少なくとも操舵系の異常が検出された場合、ヨーブレーキ制御で発生させるヨーモーメントに対して、車両諸元に基づくステアトルクＴ１と操舵系で補償可能なステアトルクＴ２との差分及び車速に応じたゲインＧｖを用いてブレーキ制御量を補正する。

これにより、ステアトルクの影響を抑制して操舵系による補償が有効である場合と同等のヨーモーメントを車両に付加することができ、また、不要な減速を発生させることもなく、ヨーモーメント制御の精度向上、後続車からの追突リスクの低減を図ることができる。従って、たとえ自動運転下で異常が発生しても運転を安全にドライバに引き継ぐことができ、また、異常が一時的なものであった場合には、スムーズな自動運転への復帰が可能となる。例えば、カメラ画像等から認識した車線に基づく自動運転下で、一時的な画像認識の停止や信頼性の低下等によって車線位置情報が更新されず、車線に対するヨー偏差及び横位置をフィードバック制御できなくなるような状況下で操舵系に異常が発生した場合であっても、ヨーブレーキ制御に対するステアトルクの影響を抑制して車線維持精度を確保することができ、ドライバへの安全な運転の引き継ぎや、スムーズな自動運転への復帰が可能となる。

１ 走行制御システム
１０ 走行制御装置
１１ 異常時経路設定部
１２ 要求ヨーモーメント設定部
１３ 前後配分調整部
１４ ステアトルク推定部
１４ａ スリップアングル・ステアトルク推定部
１４ｂ スクラブ・ステアトルク推定部
１５ ヨーブレーキ補正部
２０ 周辺環境認識装置
２１ 自車位置情報検出装置
２２ 車車間通信装置
２３ 道路交通情報通信装置
２４ エンジン制御装置
２５ ブレーキ制御装置
２６ ステアリング制御装置
Ｍzh ヨーモーメント補正量
Ｍzt 要求ヨーモーメント

Claims (6)

1. 自車両が走行する環境の走行環境情報と自車両の走行情報とに基づいて自動運転制御を実行する車両の走行制御システムにおいて、
   前記自動運転制御の際に、少なくとも車両の操舵系に異常が検出された場合、ヨーブレーキ制御で車両に付加するヨーモーメントを算出する要求ヨーモーメント算出部と、
   前記ヨーブレーキ制御によって発生するハンドルのステアトルクを、車両諸元に応じて推定するステアトルク推定部と、
   前記操舵系の異常の状態に応じて、前記ステアトルクに基づく前記ヨーモーメントの補正量を算出し、該補正量で補正したヨーモーメントを発生させるよう前記ヨーブレーキ制御を補正するヨーブレーキ補正部と
   を備えることを特徴とする車両の走行制御システム。
2. 前記自動運転制御の際に、前記走行環境情報の取得に異常が検出され、且つ車両の操舵系に異常が検出された場合に、前記ヨーブレーキ制御で車両に付加するヨーモーメントを算出することを特徴とする請求項１記載の車両の走行制御システム。
3. 前記ステアトルクは、タイヤのスリップアングルに応じたステアトルクと、車両のスクラブ半径に応じたステアトルクとを加算したステアトルクであることを特徴とする請求項１又は２記載の車両の走行制御システム。
4. 前記ヨーモーメントの補正量は、前記ステアトルクよりも前記操舵系で発生可能な最大ステアトルクが小さい場合に算出されることを特徴とする請求項１〜３の何れか一に記載の車両の走行制御システム。
5. 前記ヨーモーメントの補正量は、前記ステアトルクに基づく補正量に、車速に応じたゲインを乗じて算出されることを特徴とする請求項１〜４の何れか一に記載の車両の走行制御システム。
6. 車両のスクラブ半径に基づいて設定した車速域で、前記ヨーブレーキ制御によって発生するステアトルクが最小となるように前記ヨーモーメントの前後軸への配分を調整することを特徴とする請求項１〜５の何れか一に記載の車両の走行制御システム。

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