JP2017088164A - 車両の走行支援装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】左輪と右輪との間に制動力差を発生させて車両にヨーイング運動を行わせるに際し、車両減速度と要求減速度とのずれを抑えることができる車両の走行支援装置を提供する。【解決手段】車両の走行支援装置は、目標ヨーイングモーメントMRqのうち半分を内側輪に配分し、残りを外側輪に配分し(ステップS64)、内側輪に配分された目標ヨーイングモーメントMRqが大きいほど内側輪の制動力の増大量BPIを多くし、外側輪に配分された目標ヨーイングモーメントMRqが大きいほど同外側輪の制動力の減少量BPOを大きくし(ステップS65)、内側輪の制動力の増大量BPIに応じて内側輪の制動力を増大させ、外側輪の制動力の減少量BPOに応じて外側輪の制動力を減少させる(ステップS66)。【選択図】図8

Description

本発明は、左輪と右輪との制動力差を制御することで、走行する車両のヨーイング運動を調整する車両の走行支援装置に関する。
車両前方の障害物と車両との衝突を回避するための車両の走行支援装置として、制動力を付与して車両を減速させる減速制御を実施する装置が知られている。しかし、このように減速制御の実施によって車両を減速させても車両と障害物との衝突を回避できないこともある。そこで、こうした走行支援装置にあっては、減速制御の実施によって車両を減速させても車両と障害物との衝突が回避できないと判定したときには、当該障害物を避ける態様の目標走行経路を生成し、同目標走行経路に沿って車両を走行させるようになっている。
このように目標走行経路に沿って車両を自動走行させる際には、車両のヨーイングモーメントを制御し、同車両にヨーイング運動を行わせる必要がある。特許文献1には、左輪と右輪との制動力差を制御することで、車両にヨーイング運動を行わせる方法が記載されている。この方法では、左輪と右輪との制動力差が大きくなるほど、車両のヨーイングモーメントが大きくなる。
特開2015−104996号公報
ところで、左輪と右輪との間に制動力差を発生させて車両にヨーイング運動を行わせる場合、車両に付与する制動力、すなわち各車輪の制動力の合計が変わり、車両減速度と要求減速度とのずれが大きくなるおそれがある。
本発明の目的は、左輪と右輪との間に制動力差を発生させて車両にヨーイング運動を行わせるに際し、車両減速度と要求減速度とのずれを抑えることができる車両の走行支援装置を提供することにある。
上記課題を解決するための車両の走行支援装置は、設定された目標ヨーイングモーメントに基づいて車両にヨーイング運動を行わせるに際し、車両の左輪と右輪との制動力差を制御する装置である。車両の左輪及び右輪のうち、車両のヨーイング運動時に内側に位置する車輪を内側輪とし、外側に位置する車輪を外側輪とした場合、車両の走行支援装置は、目標ヨーイングモーメントのうち半分を内側輪に配分し、残りを外側輪に配分する配分部と、内側輪に配分された目標ヨーイングモーメントが大きいほど同内側輪の制動力の増大量を大きくし、外側輪に配分された目標ヨーイングモーメントが大きいほど同外側輪の制動力の減少量を大きくする増減量演算部と、増減量演算部によって設定された内側輪の制動力の増大量に応じて同内側輪の制動力を増大させ、増減量演算部によって設定された外側輪の制動力の減少量に応じて同外側輪の制動力を減少させるモーメント制御を実施するモーメント制御部と、を備える。
上記構成によれば、車両にヨーイング運動を行わせるべく設定された目標ヨーイングモーメントが内側輪と外側輪とに均等に配分されるため、内側輪の制動力の増大量の大きさと、外側輪の制動力の減少量の大きさとを互いに等しくすることができる。そして、モーメント制御では、こうした内側輪の制動力の増大量及び外側輪の制動力の減少量に基づいて内側輪と外側輪との制動力差が制御される。そのため、車両に付与する制動力、すなわち各車輪の制動力の合計の変化を抑えつつ、所望するヨーイング運動を車両に行わせることができる。したがって、左輪と右輪との間に制動力差を発生させて車両にヨーイング運動を行わせるに際し、車両減速度と要求減速度とのずれを抑えることができるようになる。
また、上記車両の走行支援装置は、制動力を付与することで車両を減速させる減速制御を実施する減速制御部を備えていることがある。こうした減速制御では、各車輪の制動力の合計、すなわち車両に付与する制動力が、同減速制御で設定した目標前後減速度に応じた値に設定される。
こうした減速制御部を備える車両の走行支援装置において、モーメント制御部は、減速制御と共に実施するモーメント制御では、内側輪の制動力を、減速制御によって同内側輪に付与する制動力と、増減量演算部によって演算された内側輪の制動力の増大量との和と等しくする一方、外側輪の制動力を、減速制御によって同外側輪に付与する制動力から、増減量演算部によって演算された内側輪の制動力の減少量を減じた差と等しくすることが好ましい。この構成によれば、減速制御が実施されている状況下では、モーメント制御の実施によって各車輪への制動力の配分が変わっても、車両に付与する制動力、すなわち各車輪の制動力の合計の変化が抑制される。そのため、減速制御によって設定されている目標前後減速度(要求減速度)で車両を減速させつつ、所望のヨーイング運動を車両に行わせることができるようになる。
なお、上記車両の走行支援装置が、車両の動力源から出力されるトルクが、ディファレンシャルを介して左輪及び右輪の双方に伝達される車両に採用されることがある。この場合、モーメント制御部は、減速制御によって外側輪に付与する制動力から、増減量演算部によって演算された外側輪の制動力の減少量を減じた差が負となるときのモーメント制御では、以下に示す3つの全てを行うことが好ましい。
・外側輪への制動力の付与を停止させること。
・動力源から出力されるトルクを高くすることで、外側輪の駆動力を上記差に応じた量増大させること。
・内側輪の制動力を、減速制御によって内側輪に付与する制動力と、増減量演算部によって設定された内側輪の制動力の増大量と、外側輪の駆動力の増大に伴う同内側輪の駆動力の増大量との和と等しくすること。
上記構成によれば、減速制御によって外側輪に付与する制動力から、増減量演算部によって演算された外側輪の制動力の減少量を減じた差が負になる場合、各車輪への制動力の配分の変更だけでは、車両に所望のヨーイング運動を行わせることができない。そのため、上記の差が負であるときには、各車輪への制動力の配分の変更に加え、外側輪の駆動力を増大させている。このように外側輪の駆動力を増大させると内側輪の駆動力も増大されることとなるが、当該内側輪の駆動力の増大を、同内側輪の制動力を増大させることで相殺している。したがって、各車輪への制動力の配分を変更するだけではなく、各車輪の駆動力をも調整することにより、減速制御によって設定されている前後減速度(要求減速度)で車両を減速させつつ、所望のヨーイング運動を車両に行わせることができるようになる。
また、モーメント制御は、上記減速制御が実施されていない状況下で実施されることもある。この場合、モーメント制御部は、同モーメント制御の開始前から外側輪に付与されていた制動力から、増減量演算部によって演算された外側輪の制動力の減少量を減じた差が負であるときのモーメント制御では、以下に示す3つの全てを行うことが好ましい。
・外側輪への制動力の付与を停止させること。
・動力源から出力されるトルクを高くすることで、外側輪の駆動力を上記差に応じた量増大させること。
・内側輪の制動力を、モーメント制御の開始前から内側輪に付与されていた制動力と、増減量演算部によって設定された内側輪の制動力の増大量と、外側輪の駆動力の増大に伴う同内側輪の駆動力の増大量との和と等しくすること。
上記構成によれば、減速制御が実施されていない状況下でモーメント制御を実施するに際し、モーメント制御の開始前から外側輪に付与されていた制動力から、増減量演算部によって演算された外側輪の制動力の減少量を減じた差が負であるときには、各車輪への制動力の配分の変更だけではなく、各車輪の駆動力も調整している。これにより、モーメント制御の実施に伴う車両減速度の変化を抑制しつつ、所望のヨーイング運動を車両に行わせることができるようになる。
ちなみに、減速制御部は、車両前方に障害物が存在しているときに、車両と障害物との衝突を回避すべく減速制御を実施し、モーメント制御部は、減速制御と共にモーメント制御を実施することがある。
この場合、上記車両の走行支援装置は、減速制御及びモーメント制御の双方が実施されているとき、障害物を基準とする車両の相対速度と、減速制御の実施によって相対速度が「0(零)」と等しくなるまでの時間の予測値との関係に基づき、同障害物よりも手前で相対速度を「0(零)」以下とすることが可能であるか否かを判定する衝突回避判定部と、車輪の制動力、車輪の駆動力及び車両の横方向加速度に基づき、横滑りしやすい車輪があるか否かを判定する横滑り判定部と、を備える構成としてもよい。障害物よりも手前で相対速度を「0(零)」以下とすることが可能であるときには、モーメント制御を実施しなくても、減速制御の実施によって車両と障害物との衝突の回避が可能であると判断することができる。また、横滑りしやすい車輪があると判定されたときには、減速制御及びモーメント制御によって制動力が付与されている車輪が横滑りし、車両の挙動の安定性が低下するおそれがある。
そこで、上記車両の走行支援装置が停止判定部及び横滑り判定部を備えている場合、モーメント制御部は、衝突回避判定部によって障害物よりも手前で相対速度を「0(零)」以下とすることが可能と判定されており、且つ横滑り判定部によって横滑りしやすい車輪があると判定されているときには、外側輪の制動力を増大補正することが好ましい。この構成によれば、障害物よりも手前で相対速度を「0(零)」以下とすることが可能であるときには、外側輪の制動力が減少されにくくなる。これにより、外側輪と内側輪との制動力差が小さくなり、車両のヨーイングモーメントが小さくなる。その結果、車輪のタイヤに作用する横力が小さくなり、当該車輪が横滑りしやすい状態になりにくくなる。したがって、車両挙動の安定性の低下を抑制しつつ、車両と障害物との衝突を回避することができるようになる。
一方、モーメント制御部は、衝突回避判定部によって障害物よりも手前で相対速度を「0(零)」以下とすることが可能と判定されておらず、且つ横滑り判定部によって横滑りしやすい車輪があると判定されているときには、外側輪の制動力を減少補正することが好ましい。この構成によれば、障害物よりも手前で相対速度を「0(零)」以下とすることが可能ではないときには、外側輪の制動力がさらに減少され、内側輪と外側輪との制動力差が大きくなる。これにより、車両のヨーイングモーメントがさらに大きくなり、車両のヨーイング運動によって車両と障害物との衝突を回避しやすくすることができる。
ところで、モーメント制御の実施によって内側輪と外側輪との間に制動力差が発生しているときに、車両の運転者によってステアリングホイールが操作されることがある。
そこで、増減量演算部は、車両のステアリングホイールの操作に伴って発生する車両のヨーイングモーメント(以下、「操舵モーメント」ともいう。)の向きが、モーメント制御の実施によって発生する車両のヨーイングモーメント(「制御モーメント」ともいう。)の向きと同一である状況下で、同操舵モーメントの大きさが、目標ヨーイングモーメントの大きさ以下であるときには、内側輪の制動力の増大量及び外側輪の制動力の減少量の双方を減少補正することが好ましい。
上記構成によれば、運転者によるステアリングホイールの操作に伴って発生する車両の操舵モーメントの向きが制御モーメントの向きと同じであり、且つ、操舵モーメントの大きさが目標ヨーイングモーメントの大きさ以下であるときには、内側輪の制動力の増大量及び外側輪の制動力の減少量の双方が減少補正される。これにより、内側輪と外側輪との制動力差が小さくなり、制御モーメントが大きくなりにくくなる。したがって、運転者によるステアリングホイールの操作とモーメント制御との連携によって、所望のヨーイング運動を車両に行わせることができるようになる。
また、増減量制御部は、車両のステアリングホイールの操作に伴って発生する車両の操舵モーメントの向きが、モーメント制御の実施によって発生する車両の制御モーメントの向きと同一である状況下で、同操舵モーメントの大きさが目標ヨーイングモーメントの大きさよりも大きいときには、同モーメント制御を実施しないようにしてもよい。
上記構成によれば、運転者によるステアリングホイールの操作に伴って発生する車両の操舵モーメントの向きが制御モーメントの向きと同じであり、且つ、操舵モーメントの大きさが目標モーメントの大きさよりも大きいときには、運転者によるステアリングホイールの操作によって車両と障害物との衝突を回避することが可能と判断できる。そのため、こうしたときには、モーメント制御が実施されない。又は、実施中のモーメント制御が終了される。したがって、過度に大きなヨーイングモーメントが車両に発生する事象が生じにくくなる。
また、モーメント制御部は、車両のステアリングホイールの操作に伴って発生する車両の操舵モーメントの向きが、モーメント制御の実施によって発生する車両の操舵モーメントの向きとは反対であるときには、同モーメント制御を実施しないようにしてもよい。
上記構成によれば、運転者によるステアリングホイールの操作に伴って発生する車両の操舵モーメントの向きが制御モーメントの向きとは反対であるときには、運転者が要求している車両の回転方向と、モーメント制御の実施による車両の回転方向とが相異していると判断することができる。そのため、こうしたときには、モーメント制御が実施されない。又は、実施中のモーメント制御が終了される。したがって、運転者の要求に沿ったヨーイング運動を車両に行わせることができるようになる。
なお、減速制御部は、車両前方に障害物が存在しているときに、車両と障害物との衝突を回避すべく減速制御を実施することがある。このような減速制御は、車両を減速させる第1の制動制御と、同第1の制動制御の実施終了時から開始される制御であって且つ同第1の制動制御の実施時よりも車両減速度を大きくする第2の制動制御と、を含んでいることがある。このような減速制御を実施する場合、第1の制動制御を実施しているときにおける車両と障害物との相対距離は、第2の制動制御を実施しているときにおける相対距離よりも長い。そのため、モーメント制御部は、第1の制動制御を実施しているときにモーメント制御を開始することが好ましい。この構成によれば、第2の制動制御が実施されるようになってからモーメント制御を開始する場合よりも、目標ヨーイングモーメントが小さくされやすい。そして、このように目標ヨーイングモーメントが小さいほど、モーメント制御の実施による車両と障害物との回避がより容易となる。
また、モーメント制御部は、第1の制動制御の実施中からモーメント制御を実施することで車両と障害物との衝突を回避できると判定した場合、第1の制動制御を実施しているときにモーメント制御を実施するようにしてもよい。この構成によれば、第1の制動制御の実施中からモーメント制御を開始することで、車両と障害物との衝突を回避するために第2の制動制御を実施しなくてもよくなる。すなわち、車両と障害物との衝突を回避するときに車両を急減速させる機会が少なくなる。
車両の走行支援装置の第1の実施形態である自動走行制御装置を備える車両制御システムと、同車両制御システムを備える車両との概略を示す構成図。 同第1の実施形態の車両の走行支援装置において、自車両の前方に障害物が存在しているときに実行される処理ルーチンを説明するフローチャート。 同第1の実施形態の車両の走行支援装置において、自車両の前方に障害物が存在している様子を示す模式図。 同第1の実施形態の車両の走行支援装置において、自車両が障害物に衝突する可能性があるか否かを判断するために実行される処理ルーチンを説明するフローチャート。 同第1の実施形態の車両の走行支援装置において、減速制御及びモーメント制御の少なくとも1つの制御を実施するに際し、自車両の目標位置を設定するために実行される処理ルーチンを説明するフローチャート。 同第1の実施形態の車両の走行支援装置において、減速制御及びモーメント制御の少なくとも1つの制御を実施するに際し、目標となる減速度を設定するために実行される処理ルーチンを説明するフローチャート。 同第1の実施形態の車両の走行支援装置において、モーメント制御を実施するに際し、目標ヨーイングモーメントを設定するために実行される処理ルーチンを説明するフローチャート。 同第1の実施形態の車両の走行支援装置において、減速制御及びモーメント制御の処理内容を説明するフローチャート。 同第1の実施形態の車両の走行支援装置を備える車両において、車両の重心と各車輪との位置関係を示す模式図。 同第1の実施形態の車両の走行支援装置において、減速制御及びモーメント制御のうち何れの制御を優先的に実施するかを決めるための処理ルーチンを説明するフローチャート。 同第1の実施形態の車両の走行支援装置を備える車両における車輪の摩擦円を説明する模式図。 同第1の実施形態の車両の走行支援装置において、減速制御の実施によって自車両と障害物との衝突を回避できるか否かを判断するために用いられるマップ。 同第1の実施形態の車両の走行支援装置において、減速制御及びモーメント制御の双方が実施される際のタイミングチャートであって、(a)は自車両の車体速度の推移を示すタイミングチャート、(b)は目標前後減速度の推移を示すタイミングチャート、(c)は目標ヨーイングモーメントの推移を示すタイミングチャート、(d)は左前輪の制動力及び駆動力の推移を示すタイミングチャート、(e)は左後輪の制動力及び駆動力の推移を示すタイミングチャート、(f)は右前輪の制動力及び駆動力の推移を示すタイミングチャート、(g)は右後輪の制動力及び駆動力の推移を示すタイミングチャート。 同第2の実施形態の車両の走行支援装置において、モーメント制御の処理内容を説明するフローチャート。 同第2の実施形態の車両の走行支援装置において、モーメント制御が実施される際のタイミングチャートであって、(a)は自車両の車体速度の推移を示すタイミングチャート、(b)は目標前後減速度の推移を示すタイミングチャート、(c)は目標ヨーイングモーメントの推移を示すタイミングチャート、(d)は左前輪の制動力及び駆動力の推移を示すタイミングチャート、(e)は左後輪の制動力及び駆動力の推移を示すタイミングチャート、(f)は右前輪の制動力及び駆動力の推移を示すタイミングチャート、(g)は右後輪の制動力及び駆動力の推移を示すタイミングチャート。 第3の実施形態の車両の走行支援装置において、相対速度と各判定時間との関係を示すマップ。 同第3の実施形態の車両の走行支援装置において、減速制御が実施されたときにおける車両減速度の推移を示すタイミングチャート。 同第3の実施形態の車両の走行支援装置において、自車両が障害物に衝突する可能性があるか否かを判断し、衝突の可能性があると判断したときに実施する制御を決定するために実行される処理ルーチンを説明するフローチャート。 同第3の実施形態の車両の走行支援装置において、予備制動制御の実施中からモーメント制御を開始することで、本制動制御を実施することなく自車両と障害物との衝突を回避できるか否かを判定するための処理ルーチンを説明するフローチャート。 同第3の実施形態の車両の走行支援装置において、予備制動制御の開始とともにモーメント制御を開始した場合における車両の挙動の推移を示す模式図。 同第3の実施形態の車両の走行支援装置において、予備制動制御の開始とともにモーメント制御を開始した場合における内側輪の制動力及び外側輪の駆動力の推移を示すタイミングチャート。
(第1の実施形態)
以下、車両の走行支援装置の第1の実施形態を図1〜図13に従って説明する。
図1には、本実施形態の車両の走行支援装置である自動走行制御装置110を備える車両制御システム100と、車両制御システム100を備える車両とが図示されている。図1に示すように、車両は前輪駆動車であり、左前輪FL及び右前輪FRが駆動輪として機能し、左後輪RL及び右後輪RRが従動輪として機能する。また、車両は、運転者によるアクセルペダル11の操作量に応じた駆動トルクを出力する動力源の一例であるエンジン12と、車両の車体速度やエンジン12の回転速度に応じて変速比が変更される変速装置13とを備えている。そして、変速装置13から出力された駆動トルクは、ディファレンシャル14を通じて前輪FL,FRに伝達される。
車両のステアリング装置20は、転舵輪としても機能する前輪FL,FRの転舵角を、運転者によるステアリングホイール21の操作に応じて調整する転舵アクチュエータ22を有している。この転舵アクチュエータ22には、運転者によるステアリングホイール21の操作をアシストするアシストモータが設けられている。
車両の制動装置30は、運転者によるブレーキペダル31の操作力に応じた液圧を発生する液圧発生装置32と、各車輪FL,FR,RL,RRの制動力を個別に調整することのできるブレーキアクチュエータ33とを有している。また、車両には、各車輪FL,FR,RL,RRに個別対応するブレーキ機構35a,35b,35c,35dが設けられている。運転者がブレーキペダル31を操作する場合、ブレーキ機構35a〜35dのシリンダ内には液圧発生装置32で発生している液圧に応じた量のブレーキ液が供給され、ブレーキ機構35a〜35dは、そのシリンダ内で発生している液圧に応じた制動力を車輪FL,FR,RL,RRに付与する。また、ブレーキアクチュエータ33が作動している場合、同ブレーキアクチュエータ33によってブレーキ機構35a〜35dのシリンダ内の液圧が調整される。これにより、ブレーキ機構35a〜35dは、そのシリンダ内で発生している液圧に応じた制動力を車輪FL,FR,RL,RRに付与することができる。
また、図1に示すように、車両制御システム100には、アクセル操作量センサ201、ステアリングセンサ202、ブレーキ操作量センサ203、車速センサ204、前後加速度センサ205、横加速度センサ206及びヨーレートセンサ207が電気的に接続されている。アクセル操作量センサ201はアクセルペダル11の操作量であるアクセル操作量ACを検出し、ステアリングセンサ202はステアリングホイール21の操舵角Strを検出する。ブレーキ操作量センサ203は、ブレーキペダル31の操作量であるブレーキ操作量BAを検出する。車速センサ204は、車両の車体速度VSを検出する検出系であり、例えば、車輪FL,FR,RL,RRの回転速度である車輪速度を検出するセンサを備えた構成とすることができる。前後加速度センサ205は車両の前後方向の加速度である前後加速度Gxを検出し、横加速度センサ206は車両の横方向の加速度である横加速度Gyを検出する。ヨーレートセンサ207は、車両のヨーレートYrを検出する。
また、車両制御システム100には、車両の周辺の状況を監視し、同監視によって得られた情報を出力する外観認識検出系210が電気的に接続されている。この外観認識検出系210は、カメラなどの撮像装置やミリ波レーダーなどを備えた構成となっている。例えば、外観認識検出系210は、自車両の前方に障害物(他の車両、歩行者及びガードレールなど)が存在するか否か、自車両と障害物との距離、障害物を基準とする自車両の相対速度などを検出することができる。そして、こうした情報が、車両制御システム100に出力される。
また、車両制御システム100は、エンジン12を制御するエンジンECU120、転舵アクチュエータ22を制御するステアリングECU130、ブレーキアクチュエータ33を制御するブレーキECU140、及び車両の自動走行を支援する自動走行制御装置110を有している。自動走行制御装置110が実施する支援制御としては、例えば、アダプティブクルーズコントロール(以下、「ACC」という。)、プリクラッシュセーフティシステム(以下、「PCS」という。)、レーンキープアシスト(以下、「LKA」という。)を挙げることができる。
ここで、PCSを実施する場合の概要について説明する。
自車両の前方に障害物が存在する旨の情報が外観認識検出系210から入力されると、自車両が当該障害物と衝突する可能性があるか否かが判定される。そして、自車両が障害物と衝突する可能性があると判定されたときには、ブレーキアクチュエータ33を作動させることで自車両に制動力、すなわち自車両の各車輪FL,FR,RL,RRに制動力を付与し、自車両を減速させる減速制御が実施される。
減速制御が実施されているときには、同減速制御の実施によって障害物よりも手前で自車両を停止させることができるか否か、すなわち障害物よりも手前で相対速度Vrを「0(零)」以下とすることができるか否かが判定される。そして、障害物よりも手前で相対速度Vrを「0(零)」以下とすることができると判定したときには、自車両と障害物との衝突を回避できると判断し、後述するモーメント制御が実施されない。一方、障害物よりも手前で自車両の相対速度Vrを「0(零)」以下とすることができないと判定したときには、減速制御の実施による自車両の減速だけでは同自車両と障害物との衝突を回避できない可能性があるため、モーメント制御が実施されることがある。
本実施形態の自動走行制御装置110が実施するモーメント制御は、左輪FL,RLと右輪FR,RRとの間に制動力差を発生させることで、自車両にヨーイング運動を行わせる制御である。具体的には、モーメント制御の実施に先立って、障害物を避けるための目標ヨーイングモーメントMRqが設定され、同目標ヨーイングモーメントMRqに応じて各車輪FL,FR,RL,RRの制動力が設定される。すなわち、本明細書では、設定された目標ヨーイングモーメントMRqに基づいて自車両のヨーイング運動を制御するに際し、自動走行制御装置110によって設定された各車輪FL,FR,RL,RRに対する制動力BPに基づいてブレーキアクチュエータ33が作動する。これにより、自車両の左輪FL,RLと右輪FR,RRとの間に上記目標ヨーイングモーメントMRqに応じた制動力差が発生する。その結果、減速制御の実施によって減速している自車両にヨーイング運動、すなわち障害物を避ける態様の回避運動を行わせることが可能となる。
次に、図2に示すフローチャートと図3に示す図とを参照し、自車両と障害物との衝突を回避するために自動走行制御装置110が実行する処理ルーチンについて説明する。なお、図2に示す処理ルーチンは、自車両の前方に障害物が存在している旨の情報が外観認識検出系210から入力されているときに、予め設定された制御サイクル毎に実行される処理ルーチンである。
図2に示すように、本処理ルーチンにおいて、自動走行制御装置110は、ベクトル演算処理を行う(ステップS11)。すなわち、図3に示すように、自動走行制御装置110は、自車両C0の現在位置(X0,Y0)を基準とした障害物C1の相対位置(X1,Y1)を演算する。「X1」は現時点の障害物C1の前後方向の相対位置であり、「Y1」は現時点の障害物C1の横方向の相対位置である。また、自動走行制御装置110は、図3に矢印で示す方向である障害物C1の移動方向と、同障害物C1の移動速度とを予測する。続いて、自動走行制御装置110は、自車両C0の現時点の車体速度VS、前後加速度Gx及び横加速度Gyに基づき、自車両C0の予測走行経路REを求める。そして、自動走行制御装置110は、自車両C0の予測走行経路REにおいて、予測される障害物C1の移動経路と重複する領域である重複領域RAを特定する。その後、自動走行制御装置110は、その処理を次のステップS12に移行する。
図2に戻り、ステップS12において、自動走行制御装置110は、ステップS11での演算処理の結果を用い、自車両C0が障害物C1に衝突する可能性があるか否かを判定する衝突判定処理を実行する。衝突判定処理の具体的な内容については、図4を用いて後述する。続いて、自動走行制御装置110は、障害物C1との衝突回避を目的とした目標位置を決めるための要求座標の演算処理を実行する(ステップS13)。要求座標の演算処理の具体的な内容については図5を用いて後述する。そして、自動走行制御装置110は、障害物C1との衝突を回避するために必要な自車両C0の減速度、すなわち自車両C0の目標前後減速度Axtgt及び目標横減速度Aytgtなどを演算する要求減速度の演算処理を実行する(ステップS14)。要求減速度の演算処理の具体的な内容については図6を用いて後述する。
続いて、自動走行制御装置110は、図7を用いて後述する目標ヨーイングモーメントMRqの演算処理を実行する(ステップS15)。そして、自動走行制御装置110は、ステップS14で演算した目標前後減速度Axtgt、及びステップS15で演算した目標ヨーイングモーメントMRqを用い、各車輪FL,FR,RL,RRの制動力、及び駆動輪である前輪FL,FRの駆動力の増大量を設定する制駆動力の演算処理を実行する(ステップS16)。この制駆動力の演算処理の具体的な内容については図8を用いて後述する。
続いて、自動走行制御装置110は、ステップS16の処理で演算した制御量、すなわち各車輪FL,FR,RL,RRの制動力BPを特定する情報をブレーキECU140に出力する出力処理を実行する(ステップS17)。その後、自動走行制御装置110は、本処理ルーチンを一旦終了する。なお、このように上記情報がブレーキECU140に入力されると、ブレーキECU140は、各車輪FL,FR,RL,RRに付与する制動力が、自動走行制御装置110によって設定された制動力BPとなるようにブレーキアクチュエータ33の作動を制御する。
次に、図4に示すフローチャートを参照し、上記ステップS12の衝突判定処理(処理ルーチン)について説明する。
図4に示すように、自動走行制御装置110は、現時点から減速制御を開始したという仮定の下、自車両C0が停止するまでに要する距離である制動距離XBPを演算する(ステップS21)。この制動距離XBPは、現時点の自車両C0の車体速度VSと、減速制御の目標前後減速度とに基づき演算することができる。続いて、自動走行制御装置110は、自車両の現時点の車体速度VSを維持するという仮定の下、自車両C0が上記重複領域RA内に位置する時間帯と、同時間帯での障害物C1の横方向位置Y11とを求める(ステップS22)。そして、自動走行制御装置110は、障害物C1と自車両C0とが衝突する可能性があるか否かを判定する(ステップS23)。例えば、図3に示すように、自動走行制御装置110は、ステップS22で求めた障害物C1の横方向位置Y11が重複領域RA内に含まれているときには、障害物C1と自車両C0とが衝突する可能性があると予測することができる。一方、自動走行制御装置110は、障害物C1の横方向位置Y11が重複領域RA内に含まれていないときには、障害物C1が自車両C0に衝突する可能性があると判断しない。
図4に戻り、衝突の可能性があると判定していない場合(ステップS23:NO)、自動走行制御装置110は、減速制御フラグFLG1及びモーメント制御フラグFLG2の双方にオフをセットする(ステップS24)。減速制御フラグFLG1は、減速制御を実施するか否かを判断するためのフラグである。すなわち、減速制御フラグFLG1にオンがセットされているときには減速制御が実施される一方、減速制御フラグFLG1にオフがセットされているときには減速制御が実施されない。また、モーメント制御フラグFLG2は、モーメント制御を実施するか否かを判断するためのフラグである。すなわち、モーメント制御フラグFLG2にオンがセットされているときにはモーメント制御が実施される一方、モーメント制御フラグFLG2にオフがセットされているときにはモーメント制御が実施されない。その後、自動走行制御装置110は、本処理ルーチンを終了する。
一方、衝突の可能性があると判定した場合(ステップS23:YES)、自動走行制御装置110は、現時点から減速制御を実施することで障害物C1と自車両C0との衝突が回避可能であるか否かを判定する(ステップS25)。例えば、自動走行制御装置110は、ステップS21で求めた制動距離XBPが、自車両C0の現在位置(X0,Y0)から上記重複領域RAまでの直線距離未満であるときには、減速制御を実施することで障害物C1と自車両C0との衝突は回避可能であると判定することができる。一方、自動走行制御装置110は、制動距離XBPが、自車両C0の現在位置(X0,Y0)から上記重複領域RAまでの直線距離以上であるときには、減速制御を実施しても障害物C1と自車両C0との衝突を回避できない可能性があると判定することができる。
そして、衝突の回避が可能であると判定した場合(ステップS25:YES)、自動走行制御装置110は、減速制御フラグFLG1にオンをセットし、モーメント制御フラグFLG2にオフをセットする(ステップS26)。その後、自動走行制御装置110は、本処理ルーチンを終了する。
一方、衝突の回避が可能であると判定していない場合(ステップS25:NO)、自動走行制御装置110は、減速制御フラグFLG1及びモーメント制御フラグFLG2の双方にオンをセットする(ステップS27)。なお、ステップS25の判定結果が「YES」となる以前に、減速制御フラグFLG1にオンが既にセットされていることがある、すなわち減速制御が実施されている最中であることがある。この場合、ステップS27では、減速制御フラグFLG1をオンで維持したまま、モーメント制御フラグFLG2にオンがセットされる。その後、自動走行制御装置110は、本処理ルーチンを終了する。
次に、図5に示すフローチャートを参照し、上記ステップS13の要求座標の演算処理(処理ルーチン)について説明する。
図5に示すように、自動走行制御装置110は、減速制御フラグFLG1にオンがセットされているか否かを判定する(ステップS31)。減速制御フラグFLG1にオフがセットされている場合(ステップS31:NO)、自動走行制御装置110は、本処理ルーチンを終了する。一方、減速制御フラグFLG1にオンがセットされている場合(ステップS31:YES)、自動走行制御装置110は、モーメント制御フラグFLG2にオンがセットされているか否かを判定する(ステップS32)。モーメント制御フラグFLG2にオフがセットされている場合(ステップS32:NO)、自動走行制御装置110は、自車両の現在位置(X0,Y0)を基準とした目標位置の前後方向位置Xtgtを求める(ステップS33)。この場合の目標位置の前後方向位置Xtgtは、減速制御の実施によって車体速度VSが「0(零)」と等しくなる時点の自車両C0の位置とすることができる。その後、自動走行制御装置110は、本処理ルーチンを終了する。
一方、モーメント制御フラグFLG2にオンがセットされている場合(ステップS32:YES)、自動走行制御装置110は、自車両の現在位置(X0,Y0)を基準とした目標位置の前後方向位置Xtgt及び横方向位置Ytgtを求める(ステップS34)。この場合の目標位置(Xtgt,Ytgt)は、上記重複領域RAに進入した障害物C1を避けることのできる位置に設定される。その後、自動走行制御装置110は、本処理ルーチンを終了する。
次に、図6に示すフローチャートを参照し、上記ステップS14の要求減速度の演算処理(処理ルーチン)について説明する。
図6に示すように、自動走行制御装置110は、減速制御フラグFLG1にオンがセットされているか否かを判定する(ステップS41)。減速制御フラグFLG1にオフがセットされている場合(ステップS41:NO)、自動走行制御装置110は、本処理ルーチンを終了する。一方、減速制御フラグFLG1にオンがセットされている場合(ステップS41:YES)、自動走行制御装置110は、モーメント制御フラグFLG2にオンがセットされているか否かを判定する(ステップS42)。モーメント制御フラグFLG2にオンがセットされている場合(ステップS42:YES)、自動走行制御装置110は、上記ステップS34で求めた目標位置(Xtgt,Ytgt)、自車両C0の車体速度VS及び相対速度Vrなどに基づき、目標前後減速度Axtgt及び目標横減速度Aytgtを演算する(ステップS43)。その後、自動走行制御装置110は、本処理ルーチンを終了する。
一方、モーメント制御フラグFLG2にオフがセットされている場合(ステップS42:NO)、自動走行制御装置110は、上記ステップS33で求めた目標位置の前後方向位置Xtgt、自車両C0の車体速度VS及び相対速度Vrなどに基づき、目標前後減速度Axtgtを演算する(ステップS44)。その後、自動走行制御装置110は、本処理ルーチンを終了する。
次に、図7に示すフローチャートを参照し、上記ステップS15の目標ヨーイングモーメントMRqの演算処理(処理ルーチン)について説明する。
図7に示すように、自動走行制御装置110は、モーメント制御フラグFLG2にオンがセットされているか否かを判定する(ステップS51)。モーメント制御フラグFLG2にオフがセットされている場合(ステップS51:NO)、自動走行制御装置110は、本処理ルーチンを終了する。一方、モーメント制御フラグFLG2にオンがセットされている場合(ステップS51:YES)、自動走行制御装置110は、上記ステップS43で演算した目標横減速度Aytgtに基づき、目標ヨーイングモーメントMRqを演算する(ステップS52)。例えば、目標ヨーイングモーメントMRqは、目標横減速度Aytgtの絶対値が大きいほど大きい値に設定される。
続いて、自動走行制御装置110は、ステアリングホイール21の操舵角Strを取得し、操舵角の絶対値|Str|が操舵判定角StrTH以上であるか否かを判定する(ステップS53)。操舵判定角StrTHは、自車両C0と障害物C1との衝突を回避させるべく運転者が操舵を行っているか否かを判断するための判定値である。そのため、操舵角の絶対値|Str|が操舵判定角StrTH以上であるときには当該操舵を行っていると判断することができ、操舵角の絶対値|Str|が操舵判定角StrTH未満であるときには当該操舵を行っていないと判断することができる。なお、操舵判定角StrTHは、予め設定された固定値であってもよいし、目標ヨーイングモーメントMRqの大きさが大きいほど大きい値に設定するようにしてもよい。
そして、操舵角の絶対値|Str|が操舵判定角StrTH未満である場合(ステップS53:NO)、自動走行制御装置110は、本処理ルーチンを終了する。一方、操舵角の絶対値|Str|が操舵判定角StrTH以上である場合(ステップS53:YES)、自動走行制御装置110は、その処理を次のステップS54に移行する。モーメント制御によって発生させるヨーイングモーメントを「制御モーメント」とし、操舵によって発生するヨーイングモーメントを「操舵モーメント」としたとする。この場合、ステップS54において、自動走行制御装置110は、制御モーメントの向き(すなわち、自車両を回転させる方向)が操舵モーメントの向きと同一であるか否かを判定する。同一ではない場合、運転者が自車両C0を回転させたい方向と、モーメント制御によって自車両C0を回転させたい方向が反対であると判断することができる。
そのため、制御モーメントの向きが操舵モーメントの向きと同一ではない場合(ステップS54:NO)、自動走行制御装置110は、モーメント制御フラグFLG2にオフをセットする(ステップS55)。その後、自動走行制御装置110は、本処理ルーチンを終了する。すなわち、制御モーメントの向きと、操舵モーメントの向きとが反対であるときには、モーメント制御が実施されない、又は、実施していたモーメント制御が終了される。
一方、制御モーメントの向きと、操舵モーメントの向きとが同一である場合(ステップS54:YES)、自動走行制御装置110は、操舵モーメントMstrを演算し、この操舵モーメントの絶対値|Mstr|が目標ヨーイングモーメントの絶対値|MRq|よりも大きいか否かを判定する(ステップS56)。操舵モーメントMstrは、操舵によって生じうる自車両C0の横減速度の絶対値が大きいほど大きくなる。なお、操舵によって生じうる自車両C0の横減速度は、車両の車体速度VS及び操舵角Strに基づき演算することができる。
操舵モーメントの絶対値|Mstr|が目標ヨーイングモーメントの絶対値|MRq|よりも大きい場合、モーメント制御の実施によってヨーイングモーメントを大きくしなくても、運転者の操舵によって自車両C0と障害物C1との衝突を回避可能と判断することができる。そのため、このような操舵を行っているときにモーメント制御を実施すると、自車両C0のヨーイングモーメント(すなわち、操舵モーメントと制御モーメントとの和)が過大となり、操舵を行っている運転者の要求する自車両C0の挙動と、実際の自車両C0の挙動とのずれが大きくなるおそれがある。
そこで、操舵モーメントの絶対値|Mstr|が目標ヨーイングモーメントの絶対値|MRq|よりも大きい場合(ステップS56:YES)、自動走行制御装置110は、その処理を前述したステップS55に移行する。この場合、モーメント制御フラグFLG2にオフがセットされるため、モーメント制御が実施されない、又は実施していたモーメント制御が終了される。
一方、操舵モーメントの絶対値|Mstr|が目標ヨーイングモーメントの絶対値|MRq|以下である場合、自車両C0と障害物C1との衝突を回避するための目標走行経路に、自車両C0の実走行経路を運転者の操舵によって近づけることはできるものの、自車両C0の実走行経路を目標走行経路と一致させるためには、自車両のヨーイングモーメントが未だ小さいと判断することができる。しかし、上記ステップS52で求めた目標ヨーイングモーメントMRqに基づいてモーメント制御を実施したとすると、制御過多となるおそれがある。そこで、操舵モーメントの絶対値|Mstr|が目標ヨーイングモーメントの絶対値|MRq|以下である場合(ステップS56:NO)、自動走行制御装置110は、上記ステップS52で求めた目標ヨーイングモーメントMRqを減少補正する(ステップS57)。例えば、減少補正前の目標ヨーイングモーメントMRqと操舵モーメントMstrとの差分が小さいほど、目標ヨーイングモーメントMRqが小さくされる。その後、自動走行制御装置110は、本処理ルーチンを終了する。
次に、図8に示すフローチャートと図9に示す図とを参照し、上記ステップS16の制駆動力の演算処理(処理ルーチン)について説明する。
図8に示すように、自動走行制御装置110は、減速制御フラグFLG1にオンがセットされているか否かを判定する(ステップS61)。減速制御フラグFLG1にオフがセットされている場合には、減速制御の実施及びモーメント制御の実施の双方が許可されていない。そのため、減速制御フラグFLG1にオフがセットされている場合(ステップS61:NO)、自動走行制御装置110は、本処理ルーチンを終了する。
一方、減速制御フラグFLG1にオンがセットされている場合(ステップS61:YES)、自動走行制御装置110は、上記ステップS43又はステップS44で演算した目標前後減速度Axtgtを各車輪FL,FR,RL,RRに配分する(ステップS62)。そして、自動走行制御装置110は、減速制御の実施によって車輪FL,FR,RL,RRに付与する制動力である減速制動力BP1を、配分した目標前後減速度Axtgtに応じた値に設定する。すなわち、本明細書では、このステップS62を実行することで、減速制御が実施されることとなる。この点で、自動走行制御装置110により、制動力を付与することで自車両を減速させる減速制御を実施する「減速制御部」の一例が構成される。なお、制動力の付与によって車両が減速している場合、前輪FL,FRの接地荷重が次第に大きくなる。そのため、減速制御の実施によって車両が減速している場合、前輪FL,FRの接地荷重が大きくなるに従い、ステップS62で、前輪FL,FRに配分する目標前後減速度Axtgtを大きくするようにしてもよい。
続いて、自動走行制御装置110は、モーメント制御フラグFLG2にオンがセットされているか否かを判定する(ステップS63)。モーメント制御フラグFLG2にオフがセットされている場合(ステップS63:NO)、自動走行制御装置110は、本処理ルーチンを終了する。一方、モーメント制御フラグFLG2にオンがセットされている場合(ステップS63:YES)、自動走行制御装置110は、上記ステップS15で演算した目標ヨーイングモーメントMRqを各車輪FL,FR,RL,RRに配分する(ステップS64)。車両の左輪FL,RL及び右輪FR,RRのうち、車両のヨーイング運動時に内側に位置する車輪を内側輪とし、外側に位置する車輪を外側輪としたとする。この場合、自動走行制御装置110は、目標ヨーイングモーメントMRqの半分である内側目標ヨーイングモーメントMRqI(=MRq/2)を内側輪に配分し、残りである外側目標ヨーイングモーメントMRqO(=MRq/2)を外側輪に配分する。したがって、本明細書では、自動走行制御装置110が、「配分部」の一例として機能する。
また、ステップS64では、自動走行制御装置110は、内側輪(例えば、左輪FL,RL)に配分した内側目標ヨーイングモーメントMRqIを内側前輪(例えば、左前輪FL)と内側後輪(例えば、左後輪RL)とに配分する。同様に、自動走行制御装置110は、外側輪(例えば、右輪FR,RR)に配分した外側目標ヨーイングモーメントMRqOを外側前輪(例えば、右前輪FR)と外側後輪(例えば、右後輪RR)とに配分する。
ここで、図9に示すように、車両の重心Zは、車両前側に位置しているため、後輪RL,RRは、前輪FL,FRよりも重心Zから離れている。そのため、後輪RL,RRへの制動力を既定量だけ変化させた場合、前輪FR,FLへの制動力を既定量だけ変化させた場合よりも車両のヨーイングモーメントを大きくすることができる。そこで、自動走行制御装置110は、内側後輪への内側目標ヨーイングモーメントMRqIの配分量を、内側前輪への内側目標ヨーイングモーメントMRqIの配分量よりも多くする。同様に、自動走行制御装置110は、外側後輪への外側目標ヨーイングモーメントMRqOの配分量を、外側前輪への外側目標ヨーイングモーメントMRqOの配分量よりも多くする。ただし、内側前輪への内側目標ヨーイングモーメントMRqIの配分量に対する内側後輪への内側目標ヨーイングモーメントMRqIの配分量の比率を「内側輪用の配分比率」という。また、外側前輪への外側目標ヨーイングモーメントMRqOの配分量に対する外側後輪への外側目標ヨーイングモーメントMRqOの配分量の比率を「外側輪用の配分比率」という。この場合、内側輪用の配分比率は、外側輪用の配分比率と等しい。
図8に戻り、ステップS64を実行した自動走行制御装置110は、配分した目標ヨーイングモーメントMRqに基づき、内側輪の制動力の増大量BPIと、外側輪の制動力の減少量BPOとを演算する(ステップS65)。具体的には、自動走行制御装置110は、内側前輪に配分した内側目標ヨーイングモーメントMRqIが大きいほど内側前輪の制動力の増大量BPIを大きくし、内側後輪に配分した内側目標ヨーイングモーメントMRqIが大きいほど内側後輪の制動力の増大量BPIを大きくする。同様に、自動走行制御装置110は、外側前輪に配分した外側目標ヨーイングモーメントMRqOが大きいほど外側前輪の制動力の減少量BPOを大きくし、外側後輪に配分した外側目標ヨーイングモーメントMRqOが大きいほど外側後輪の制動力の減少量BPOを大きくする。このとき、内側前輪の制動力の増大量BPIの大きさは、外側前輪の制動力の減少量BPOの大きさと等しく、内側後輪の制動力の増大量BPIの大きさは、外側後輪の制動力の減少量BPOの大きさと等しい。したがって、本明細書では、自動走行制御装置110により、内側輪に配分された内側目標ヨーイングモーメントMRqIが大きいほど内側輪の制動力の増大量BPIを大きくし、外側輪に配分された外側目標ヨーイングモーメントMRqOが大きいほど外側輪の制動力の減少量BPOを大きくする「増減量演算部」の一例が構成される。
なお、内側前輪の制動力の増大量BPIとは、内側前輪の制動力を同増大量BPIだけ増大させた場合に、内側前輪に配分された内側目標ヨーイングモーメントMRqIを自車両C0に発生させることのできる値である。同様に、内側後輪の制動力の増大量BPIとは、内側後輪の制動力を同増大量BPIだけ増大させた場合に、内側後輪に配分された内側目標ヨーイングモーメントMRqIを自車両C0に発生させることのできる値である。また、外側前輪の制動力の減少量BPOとは、外側前輪の制動力を同減少量BPOだけ減少させた場合に、外側前輪に配分された外側目標ヨーイングモーメントMRqOを自車両C0に発生させることのできる値である。同様に、外側後輪の制動力の減少量BPOとは、外側後輪の制動力を同減少量BPOだけ減少させた場合に、外側後輪に配分された外側目標ヨーイングモーメントMRqOを自車両C0に発生させることのできる値である。
続いて、自動走行制御装置110は、ステップS62の実行結果及びステップS65の実行結果に基づき、制動力の第1の補正処理を実行する(ステップS66)。具体的には、自動走行制御装置110は、内側前輪の減速制動力BP1に内側前輪の制動力の増大量BPIを加算し、その和(=BP1+BPI)を内側前輪の制動力BPとし、内側後輪の減速制動力BP1に内側後輪の制動力の増大量BPIを加算し、その和(=BP1+BPI)を内側後輪の制動力BPとする。また、自動走行制御装置110は、外側前輪の減速制動力BP1から外側前輪の制動力の減少量BPOを減算し、その差(=BP1−BPO)を外側前輪の制動力BPとし、外側後輪の減速制動力BP1に外側後輪の制動力の減少量BPOを減算し、その差(=BP1−BPO)を外側後輪の制動力BPとする。
そして、自動走行制御装置110は、各車輪FL,FR,RL,RRの中に、制動力BPが負となる車輪があるか否かを判定する(ステップS67)。なお、内側輪の制動力BPが負となることはない一方で、外側輪の制動力BPは負となる可能性がある。そのため、ステップS67では、外側前輪及び外側後輪のうち少なくとも1つの外側輪の制動力BP(=BP1−BPO)が負であるか否かを判定するようにしてもよい。
全ての車輪FL,FR,RL,RRの制動力BPが「0(零)」以上である場合(ステップS67:NO)、自動走行制御装置110は、その処理を後述するステップS72に移行する。一方、制動力BPが負となる車輪がある場合(ステップS67:YES)、自動走行制御装置110は、前後輪で制動力の再配分を行う(ステップS68)。具体的には、駆動輪ではない外側後輪の制動力BPが負である場合、自動走行制御装置110は、外側後輪の制動力BPが「0(零)」と等しくなるように上記内側輪用の配分比率及び上記外側輪用の配分比率の双方を変更する。この場合であっても、両配分比率は互いに等しい。そして、自動走行制御装置110は、再配分後の内側前輪に対する内側目標ヨーイングモーメントMRqIに基づいて内側前輪の制動力の増大量BPIを再演算し、再配分後の内側後輪に対する内側目標ヨーイングモーメントMRqIに基づいて内側後輪の制動力の増大量BPIを再演算する。同様に、自動走行制御装置110は、再配分後の外側前輪に対する外側目標ヨーイングモーメントMRqOに基づいて外側前輪の制動力の減少量BPOを再演算し、再配分後の外側後輪に対する外側目標ヨーイングモーメントMRqOに基づいて外側後輪の制動力の減少量BPOを再演算する。そして、自動走行制御装置110は、上記ステップS66と同じ補正処理を行う。その後、自動走行制御装置110は、その処理を次のステップS69に移行する。
なお、ステップS68において、駆動輪ではない外側後輪の制動力BPが負ではなく、駆動輪である外側前輪の制動力が負である場合、自動走行制御装置110は、前後輪での制動力の再配分を行うことなく、その処理を次のステップS69に移行する。
ステップS69において、自動走行制御装置110は、制動力BPが負となる駆動輪があるか否かを判定する。なお、前輪駆動の車両にあっては、制動力BPが負となる可能性のある駆動輪は、内側前輪及び外側前輪のうち外側前輪のみである。そのため、ステップS69では、外側前輪の制動力BP(=BP1−BPO)が負であるか否かを判定するようにしてもよい。
制動力BPが負となる駆動輪がない場合(ステップS69:NO)、自動走行制御装置110は、その処理を後述するステップS72に移行する。一方、制動力BPが負となる駆動輪がある場合(ステップS69:YES)、自動走行制御装置110は、エンジンECU120に対して駆動トルクの増大を要求する(ステップS70)。このとき、制動力BPが負となっている車輪は外側前輪であるため、外側前輪の減速制動力BP1から外側前輪の制動力の減少量BPOを減じた差の絶対値を「駆動力の増大要求値DPRq」としたとき、自動走行制御装置110は、外側前輪の駆動力DPが、当該駆動力の増大要求値DPRqだけ大きくなるように駆動トルクの増大をエンジンECU120に対して要求する。
続いて、自動走行制御装置110は、エンジン12の駆動トルクの増大に基づき、制動力の第2の補正処理を行う(ステップS71)。エンジン12からの駆動トルクは、ディファレンシャル14を介し、外側前輪だけではなく内側前輪にも伝達される。その結果、外側前輪の駆動力DPの増大を目的としてエンジン12からの駆動トルクを増大させると、外側前輪の駆動力DPだけではなく内側前輪の駆動力DPも増大される。そこで、ステップS71において、自動走行制御装置110は、制動力補正量BPReを、当該エンジン12からの駆動トルクの増大に伴う内側前輪の駆動力の増大量ΔDPと等しい値に設定する。例えば、エンジン12からの駆動トルクの半分が外側前輪に伝達され、残りが内側前輪に伝達される場合、内側前輪の駆動力の増大量ΔDPは駆動力の増大要求値DPRqと等しいため、制動力補正量BPReは、駆動力の増大要求値DPRqの絶対値と等しい値となる。そして、自動走行制御装置110は、内側前輪の制動力BPを、内側前輪の減速制動力BP1と、内側前輪の制動力の増大量BPIと、当該制動力補正量BPReとの和と等しくする。その後、自動走行制御装置110は、その処理を次のステップS72に移行する。
ステップS72において、自動走行制御装置110は、図10を用いて後述する制動力の再配分処理を実行する。すなわち、本明細書では、ステップS64からステップS72までの処理を実行することが、モーメント制御を実施することとなる。この点で、自動走行制御装置110により、モーメント制御を実施する「モーメント制御部」の一例が構成される。その後、自動走行制御装置110は、本処理ルーチンを終了する。
次に、図10に示すフローチャートを参照し、上記ステップS72の制動力の再配分処理(処理ルーチン)について説明する。
図10に示すように、自動走行制御装置110は、各車輪FL,FR,RL,RRの横滑り判定処理を行う(ステップS81)。車輪FL,FR,RL,RRが横滑りしやすいか否かは、図11に示す摩擦円を用いて説明することができる。すなわち、図11に示すように、車輪の制動力から駆動力を減じた差である制駆動力の絶対値が大きいほど、車両に作用する横力が小さい段階で、車輪が横滑りしやすくなる。そのため、車両の横加速度Gyを大きくしすぎると、各車輪FL,FR,RL,RRのうち一部の車輪が横滑りしやすくなる可能性がある。そこで、例えば、自動走行制御装置110は、車輪の制駆動力の目標値を、車両の横加速度Gyが大きいほど小さくなるように設定し、制駆動力が当該目標値以上であるか否かを車輪FL,FR,RL,RR毎に判定する。そして、制駆動力が目標値以上となる車輪がある場合、自動走行制御装置110は、当該車輪が横滑りしやすい車輪であると判断することができる。
そして、横滑りしやすい車輪がないと判定した場合(ステップS82:NO)、自動走行制御装置110は、本処理ルーチンを終了する。一方、横滑りしやすい車輪があると判定した場合(ステップS82:YES)、自動走行制御装置110は、その処理を次のステップS83に移行する。したがって、本明細書では、自動走行制御装置110により、車輪の制動力BP、車輪の駆動力DP及び車両の横加速度Gyに基づき、横滑りしやすい車輪があるか否かを判定する「横滑り判定部」の一例が構成される。
ステップS83において、自動走行制御装置110は、減速制御及びモーメント制御の何れかを優先して実行するか否かを判定する優先制御の判断処理を行う。当該判断処理は、図12に示すマップを用いて行うことができる。
ここで、図12は、減速制御の実施によって、自車両C0と障害物C1との衝突を回避することができるか否か、すなわち障害物C1の手前で相対速度Vrを「0(零)」以下とすることができるか否かを判断するためのマップである。図12における実線は、自車両の相対速度Vrと、減速制御の実施によって相対速度Vrが「0(零)」と等しくなるまでの時間の演算値である停止予測時間TTCとの関係を表す境界線L1である。この境界線L1は、相対速度Vrが大きいほど停止予測時間TTCが長くなるように設定されている。
自車両の相対速度Vrが「0(零)」となるまでの時間の予測値は、現時点の自車両C0の前後減速度Axと、自車両C0から障害物C1までの直線距離とから演算することができる。そして、当該時間の予測値と相対速度Vrとを示す座標位置が境界線L1上に位置するとき、及び同座標位置が境界線L1よりも上方に位置するときには、減速制御の実施による車両の減速によって、障害物C1よりも手前で相対速度Vrを「0(零)」以下とすることができると判断できる。そのため、自動走行制御装置110は、減速制御が優先制御であると判断する。一方、自動走行制御装置110は、当該時間の予測値と自車両の相対速度Vrとを示す座標位置が境界線L1よりも下方に位置するときには、減速制御の実施による車両の減速だけでは、障害物C1よりも手前で相対速度Vrを「0(零)」以下とすることができず、自車両C0と障害物C1との衝突を回避できない可能性があると判断できる。そのため、自動走行制御装置110は、モーメント制御が優先制御であると判断する。
図10に戻り、自動走行制御装置110は、上記ステップS83の処理結果、モーメント制御を減速制御よりも優先的に実施するか否かを判定する(ステップS84)。したがって、本明細書では、自動走行制御装置110により、自車両の相対速度Vrと、減速制御の実施によって相対速度Vrが「0(零)」と等しくなるまでの時間の予測値との関係に基づき、障害物C1よりも手前で相対速度Vrを「0(零)」以下とすることが可能であるか否かを判定する「衝突回避判定部」の一例が構成される。
モーメント制御を減速制御よりも優先的に実施する場合(ステップS84:YES)、自動走行制御装置110は、外側輪の制動力BPを減少させる減少補正を行う(ステップS85)。このように外側輪の制動力BPをさらに減少させることにより、内側輪の制動力BPを増大させることなく車両のヨーイングモーメントをさらに大きくすることができる。ただし、このように外側輪の制動力BPを減少させると、車両全体の制動力が低下し、自車両C0の前後減速度Ax(すなわち、前後加速度Gxに「−1」を乗算した値)が小さくなる。そして、この前後減速度Axが小さくなりすぎると、自車両C0と障害物C1との接近速度が大きくなる。そのため、ステップS85での外側輪の制動力BPの減少量は、自車両の前後減速度の低下量が許容範囲に収まる程度の値に設定されている。そして、このように外側輪の制動力BPの減少補正を行った自動走行制御装置110は、本処理ルーチンを終了する。
一方、減速制御をモーメント制御よりも優先的に実施する場合(ステップS84:NO)、自動走行制御装置110は、外側輪の制動力BPを増大させる増大補正を行う(ステップS86)。このように外側輪の制動力BPを増大させることにより、車両の前後減速度Axをさらに大きくすることができる。ただし、このように外側輪の制動力BPを増大させると、車両のヨーイングモーメントが小さくなる。そのため、ステップS86での外側輪の制動力BPの増大量は、自車両のヨーイングモーメントの低下量が許容範囲に収まる程度の値に設定されている。そして、このように外側輪の制動力BPの増大補正を行った自動走行制御装置110は、本処理ルーチンを終了する。
次に、図13に示すタイミングチャートを参照し、走行する自車両C0と障害物C1との衝突を回避するために減速制御とモーメント制御との双方が実施される際の作用について効果と共に説明する。なお、前提として、減速制御の実施によって自車両C0に制動力が付与されている状況下でモーメント制御の実施が開始されることとする。また、モーメント制御では、自車両C0と障害物C1との衝突を回避するために自車両C0に左旋回(回転)させる態様のヨーイング運動を行わせるものとする。
図13(a),(b),(c),(d),(e),(f),(g)に示すように、自車両C0と障害物C1との衝突を回避すべく減速制御が実施されているときには、自車両C0の前後減速度Axが目標前後減速度Axtgtと等しくなるように、各車輪FL,FR,RL,RRに対して制動力BP(すなわち、減速制動力BP1)が付与されている。すなわち、配分された目標前後減速度Axtgtに応じた制動力BP(減速制動力BP1)が各車輪FL,FR,RL,RRに付与される。そして、このように減速制御の実施によって車体速度VSが低下している最中の第1のタイミングt11で、減速制御の実施だけでは自車両C0と障害物C1との衝突が回避できない可能性があると判定され、モーメント制御が開始される。
モーメント制御が実施されると、各車輪FL,FR,RL,RRへの制動力の配分が変更される。すなわち、内側輪である左輪FL,RLには目標ヨーイングモーメントMRqの半分である内側目標ヨーイングモーメントMRqIが配分され、外側輪である右輪FR,RRには目標ヨーイングモーメントMRqの半分である外側目標ヨーイングモーメントMRqOが配分される。そして、左前輪FLの制動力BPは、減速制動力BP1と、左前輪FLに配分された内側目標ヨーイングモーメントMRqIに応じた制動力の増大量BPIとを加算した和(=BP1+BPI)と等しくされる。同様に、左後輪RLの制動力BPは、減速制動力BP1と、左後輪RLに配分された内側目標ヨーイングモーメントMRqIに応じた制動力の増大量BPIとを加算した和(=BP1+BPI)と等しくされる。また、右前輪FRの制動力BPは、減速制動力BP1から、右前輪FRに配分された外側目標ヨーイングモーメントMRqOに応じた制動力の減少量BPOを減算した差(=BP1−BPO)と等しくされる。同様に、右後輪RRの制動力BPは、減速制動力BP1から、右後輪RRに配分された外側目標ヨーイングモーメントMRqOに応じた制動力の減少量BPOを減じた差(=BP1−BPO)と等しくされる。
なお、図13に示す例にあっては、内側目標ヨーイングモーメントMRqIの全てが左後輪RLに配分され、左前輪FLへの内側目標ヨーイングモーメントMRqIの配分量は「0(零)」である。同様に、外側目標ヨーイングモーメントMRqOの全てが右後輪RRに配分され、右前輪FRへの外側目標ヨーイングモーメントMRqOの配分量は「0(零)」である。そのため、左前輪FLの制動力の増大量BPIは「0(零)」であるとともに、右前輪FRの制動力の減少量BPOは「0(零)」であるため、左前輪FL及び右前輪FRの双方の制動力BPは、第1のタイミングt11の前後で変化しない。
また、図13に示す例では、右後輪RRに配分された外側目標ヨーイングモーメントMRqOに応じた制動力の減少量BPOは、右後輪RRの減速制動力BP1と等しい。そのため、右後輪RRの制動力BPは、「0(零)」と等しくなる。
このようにモーメント制御が開始されると、目標ヨーイングモーメントMRqに応じた制動力差が左後輪RLと右後輪RRとの間に生じる。これにより、自車両C0にヨーイングモーメントが発生し、自車両C0が左旋回する方向にヨーイング運動を行うようになる。しかも、車両全体の制動力、すなわち各車輪FL,FR,RL,RRの制動力BPの合計を変えることなく、左後輪RLと右後輪RRとの間に制動力差を発生させているため、自車両C0の前後減速度Axと目標前後減速度Axtgtとの乖離が生じにくい。したがって、左輪と右輪との間に制動力差を発生させて車両に所望のヨーイング運動を行わせるに際し、自車両C0の前後減速度Axと要求減速度である目標前後減速度Axtgtとのずれを抑えることができる。
このように減速制御とモーメント制御との双方が実施されている状況下で、目標ヨーイングモーメントMRqが変更されることがある。このように目標ヨーイングモーメントMRqが変更されると、各車輪FL,FR,RL,RRに対する制動力の配分が再び行われる。なお、図13に示す例では、第2のタイミングt12で、目標ヨーイングモーメントMRqが大きくなる。
ここで、内側目標ヨーイングモーメントMRqIの全てを左後輪RLに配分し、外側目標ヨーイングモーメントMRqOの全てを右後輪RRに配分した場合、右後輪RRに配分された外側目標ヨーイングモーメントMRqOに応じた制動力の減少量BPOは、右後輪RRの減速制動力BP1よりも大きくなる。すなわち、右後輪RRの減速制動力BP1から右後輪RRの制動力の減少量BPOを減じた差が負となる。そのため、右後輪RRの減速制動力BP1から右後輪RRの制動力の減少量BPOを減じた差が負とならないように、すなわち当該差が「0(零)」となるように、目標ヨーイングモーメントMRqの再配分が行われる。
このとき、制動力の再配分に起因する車両の制動力の変化を抑えるために、外側目標ヨーイングモーメントMRqOの右前輪FRと右後輪RRとへの再配分だけではなく、内側目標ヨーイングモーメントMRqIの左前輪FLと左後輪RLとへの再配分も行われる。こうした再配分により、右後輪RRの制動力の減少量BPOは小さくなる一方で、右前輪FRの制動力の減少量BPOは大きくなる。また、左後輪RLの制動力の増大量BPIは小さくなる一方で、左前輪FLの制動力の増大量BPIは大きくなる。その結果、右後輪RRの制動力BP及び左後輪RLの制動力BPは、目標ヨーイングモーメントMRqが変更される前の値、すなわち第2のタイミングt12以前の値で保持される。その一方で、右前輪FRの制動力BPは小さくされ、左前輪FLの制動力BPは大きくされる。このように左後輪RLと右後輪RRとの間に制動力差を発生させるだけでは、自車両C0に所望のヨーイング運動を行わせることができないときには、左前輪FLと右前輪FRとの間にも制動力差を発生させることで、自車両C0のヨーイングモーメントが大きくされる。したがって、全ての車輪FL,FR,RL,RRの制動力BPが負にならないときには、このように前輪と後輪とで制動力の再配分を行うことで、自車両C0の前後減速度Axを変化させることなく、自車両C0に所望のヨーイング運動を行わせることができる。
なお、図13に示す例にあっては、駆動輪である右前輪FRの制動力の減少量BPOは、右前輪FRの減速制動力BP1よりも大きいため、右前輪FRの制動力BPは負となる。この場合、各車輪FL,FR,RL,RRへの制動力の配分だけでは、自車両C0の前後減速度Axの変化を抑えつつ、自車両C0に所望のヨーイング運動を行わせることができない。そのため、駆動輪である左前輪FLと右前輪FRとの駆動力DPも調整されることとなる。
具体的には、右前輪FRの減速制動力BP1から右前輪FRの制動力の減少量BPOを減じた差の絶対値である駆動力の増大要求値DPRqを演算し、右前輪FRの駆動力DPが、当該駆動力の増大要求値DPRqだけ増大されるように、エンジン12から出力される駆動トルクが増大される。このとき、右前輪FRの制動力BPは「0(零)」であるため、右前輪FRに制動力が付与されなくなる。
このようにエンジン12の駆動トルクが高くなると、右前輪FRの駆動力DPだけではなく左前輪FLの駆動力DPもまた増大される。左前輪FLの駆動力の増大量ΔDPは、ディファレンシャル14による左前輪FL及び右前輪FRへの駆動トルクの配分比率を取得することで演算することができる。そして、制動力補正量BPReが、演算した左前輪FLの駆動力の増大量ΔDPと等しい値にされる。すると、左前輪FLの制動力BPは、左前輪FLの減速制動力BP1と、左前輪FLの制動力の増大量BPIと、制動力補正量BPReとを加算した和(=BP1+BPI+BPRe)と等しくなる。すなわち、左前輪FLの駆動力の増大量ΔDPが、左前輪FLの制動力BPの増大によって相殺される。したがって、各車輪FL,FR,RL,RRへの制動力の配分を変更するだけではなく、駆動輪である各前輪FL,FRの駆動力DPをも調整することにより、減速制御によって設定されている目標前後減速度Axtgtで自車両C0を減速させつつ、所望のヨーイング運動を自車両C0に行わせることができる。
その後の第3のタイミングt13で、減速制御及びモーメント制御の実施によって自車両C0と障害物C1との衝突が回避できたと判定されると、減速制御及びモーメント制御が終了される。すると、減速制御及びモーメント制御の実施による各車輪FL,FR,RL,RRへの制動力BPの付与、及び、エンジン12の駆動トルクが増大されている状態が終了される。
ところで、上記のように減速制御及びモーメント制御が実施されている最中に、運転者によって操舵が行われることがある。この場合、操舵を行う運転者が要求している自車両C0の回転方向(旋回方向)が、モーメント制御の実施によって自車両C0を回転させたい方向と反対であるときには、モーメント制御の実施が終了される。すなわち、左輪と右輪との間に制動力差が発生しない状態になる。その結果、操舵を行っている運転者の要求に沿ったヨーイング運動を自車両C0に行わせることができる。
また、こうした操舵が、モーメント制御が未だ実施されていない状況下で行われることもある。こうした場合、目標ヨーイングモーメントMRqが設定されてもモーメント制御が実施されないため、操舵を行っている運転者の要求に沿ったヨーイング運動を自車両C0に行わせることができる。
なお、このようにモーメント制御を実施しないことで、ブレーキアクチュエータ33及び各ブレーキ機構35a〜35dの不要な作動を抑制できる。したがって、ブレーキアクチュエータ33及び各ブレーキ機構35a〜35dの短寿命化も抑制することができる。
また、操舵を行う運転者が要求している自車両C0の回転方向が、モーメント制御の実施によって自車両C0を回転させたい方向と同一である場合、運転者の操舵とモーメント制御との連携によって、自車両C0に所望のヨーイング運動を行わせることが可能となる。具体的には、操舵によって生じるとヨーイングモーメントの予測値である操舵モーメントMstrが大きいほど、目標ヨーイングモーメントMRqが小さくなる。その結果、各車輪FL,FR,RL,RRに配分される目標ヨーイングモーメントMRqが小さくなるため、左輪の制動力の増大量BPI及び右輪の制動力の増大量BPIの双方が減少補正される。そして、このように減少補正した左輪の制動力の増大量BPI及び右輪の制動力の増大量BPIを用い、左輪の制動力BP及び右輪の制動力BPを演算している。したがって、運転者による操舵とモーメント制御との連携によって、自車両C0のヨーイング運動を適切に制御することができる。
ただし、操舵を行う運転者が要求している自車両C0の回転方向が、モーメント制御の実施によって自車両C0を回転させたい方向と同一であっても、操舵モーメントMstrが大きいときには、操舵による転舵輪である前輪FL,FRの舵角の変更によって、自車両C0と障害物C1との衝突を回避できることがある。こうした状況下でモーメント制御を実施した場合、過度に大きなヨーイングモーメントが自車両C0で発生する可能性がある。そのため、こうしたときには、モーメント制御が実施されない、又は実施していたモーメント制御が終了されるようになっている。したがって、過度に大きなヨーイングモーメントが自車両C0に発生する事象が生じにくくなる。また、ブレーキアクチュエータ33及び各ブレーキ機構35a〜35dの不要な作動を抑制できる分、ブレーキアクチュエータ33及び各ブレーキ機構35a〜35dの短寿命化も抑制することができる。
また、モーメント制御の実施による各車輪FL,FR,RL,RRへの制動力の配分によって、一部の車輪(すなわち、内側輪)の制動力BPが大きくなるために、摩擦円の関係上、該一部の車輪が横滑りしやすくなることがある。こうした場合、そのときの状況に応じ、減速制御による自車両C0の減速を優先するのか、モーメント制御による自車両C0の旋回を優先するのかが決められる。そして、減速制御を優先するときには、比較的制動力の小さい外側輪の制動力BPが増大される。その結果、車両の前後減速度Axがより大きくなる分、障害物C1よりも手前で相対速度Vrを「0(零)」以下とすることができる、すなわち障害物C1よりも手前で自車両C0を停止させることができる。また、このように外側輪の制動力BPを増大させることで、自車両C0のヨーイングモーメント、すなわち自車両C0の横加速度を小さくすることができる。その結果、上記一部の車輪が横滑りしやすい状態を解消させることも可能である。
一方、モーメント制御を優先するときには、外側輪の制動力BPをさらに減少させることにより、内側輪の制動力BPを増大させることなく内側輪と外側輪との制動力差が大きくされる。その結果、自車両C0のヨーイングモーメントがさらに大きくなり、自車両C0のヨーイング運動によって自車両C0と障害物C1との衝突を回避しやすくすることができる。
(第2の実施形態)
次に、車両の走行支援装置を具体化した第2の実施形態を図14及び図15に従って説明する。本実施形態の車両の走行支援装置では、減速制御を実施していない状況下でもモーメント制御を実施する点などが第1の実施形態と相違している。したがって、以下の説明においては、第1の実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第1の実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
減速制御を実施せずにモーメント制御を実施する場合としては、例えば、自車両C0の走行するレーンを変更する場合、道路がカーブしており、同カーブに沿って自車両C0を旋回させる場合などを挙げることができる。このような場合には、減速制御フラグFLG1にオフがセットされているにも拘わらず、モーメント制御フラグFLG2にオンがセットされることがある。そして、減速制御フラグFLG1にオフがセットされており、且つ目標ヨーイングモーメントMRqが「0(零)」よりも大きい値に設定されているときには、図14のフローチャートに示す処理ルーチンを実行することで、自車両C0にヨーイング運動を行わせることができる。
次に、図14に示すフローチャートを参照し、減速制御フラグFLG1にオフがセットされている状況下で実行される制駆動力の演算処理(処理ルーチン)について説明する。
図14に示すように、自動走行制御装置110は、モーメント制御フラグFLG2にオフがセットされている場合(ステップS101:NO)、本処理ルーチンを終了する。一方、モーメント制御フラグFLG2にオンがセットされている場合(ステップS101:YES)、自動走行制御装置110は、駆動輪である両前輪FL,FRに目標ヨーイングモーメントMRqを配分する(ステップS102)。このとき、自動走行制御装置110は、目標ヨーイングモーメントMRqの半分である内側目標ヨーイングモーメントMRqI(=MRq/2)を内側前輪に配分し、残りである外側目標ヨーイングモーメントMRqO(=MRq/2)を外側前輪に配分する。この点で、本明細書では、自動走行制御装置110が、「配分部」の一例として機能する。
続いて、自動走行制御装置110は、配分した内側目標ヨーイングモーメントMRqIに基づき、内側前輪の制動力の増大量BPIを演算する(ステップS103)。具体的には、自動走行制御装置110は、内側目標ヨーイングモーメントMRqIが大きいほど、内側前輪の制動力の増大量BPIを大きくする。この点で、本明細書では、自動走行制御装置110が、「増減量演算部」の一例として機能する。
そして、自動走行制御装置110は、配分した外側目標ヨーイングモーメントMRqOに基づいた外側前輪の駆動力の増大量である駆動力の増大要求値DPRqを演算する(ステップS104)。具体的には、自動走行制御装置110は、外側目標ヨーイングモーメントMRqOが大きいほど、駆動力の増大要求値DPRqを大きい値に設定する。
続いて、自動走行制御装置110は、ステップS104で演算した駆動力の増大要求値DPRqだけ外側前輪の駆動力DPを増大させるべくエンジン12の駆動トルクが高くなったという仮定の下、同駆動トルクの増大に起因する内側前輪の駆動力の増大量ΔDPを演算する(ステップS105)。自動走行制御装置110は、エンジン12の駆動トルクの増大量の要求値、及びディファレンシャル14による駆動トルクの内側輪及び外側輪への配分率等に基づき、内側前輪の駆動力の増大量ΔDPを演算することができる。
そして、自動走行制御装置110は、内側輪の制動力の補正処理を行う(ステップS106)。すなわち、自動走行制御装置110は、制動力補正量BPReを、ステップS105で演算した内側前輪の駆動力の増大量ΔDPと等しい値とする。そして、自動走行制御装置110は、内側前輪の制動力BPを、モーメント制御の開始前から内側前輪に付与されていた制動力と、内側前輪の制動力の増大量BPIと、当該制動力補正量BPReとの和と等しくする。
続いて、自動走行制御装置110は、エンジンECU120に対して駆動トルクの増大を要求する(ステップS107)。そして、自動走行制御装置110は、上記ステップS72と同様に、制動力の再配分処理を行い(ステップS108)、その後、本処理ルーチンを終了する。
次に、図15に示すタイミングチャートを参照し、自車両C0の車体速度VSを一定速で保ちつつモーメント制御が実施される際の作用について効果と共に説明する。なお、前提として、モーメント制御では、自車両C0に左旋回させる態様のヨーイング運動を行わせるものとする。
図15(a),(b),(c),(d),(e),(f),(g)に示すように、全ての車輪FL,FR,RL,RRに制動力BPが付与されていない第1のタイミングt21で、目標ヨーイングモーメントMRqが「0(零)」とは異なる値に設定されると、モーメント制御が開始される。
モーメント制御が実施されると、左輪FL,RLのうち、駆動輪である左前輪FLには目標ヨーイングモーメントMRqの半分である内側目標ヨーイングモーメントMRqIが配分される。また、右輪FR,RRのうち、駆動輪である右前輪FRには、目標ヨーイングモーメントMRqの半分である外側目標ヨーイングモーメントMRqOが配分される。すなわち、このように減速制御が実施されていない場合であっても、内側輪用の配分比率は外側輪用の配分比率と等しい。
すると、左前輪FLの制動力の増大量BPIが、左前輪FLに配分された内側目標ヨーイングモーメントMRqIに応じた値に設定され、駆動力の増大要求値DPRqが、右前輪FRに配分された外側目標ヨーイングモーメントMRqOに応じた値に設定される。
右前輪FRの駆動力DPを増大させるべくエンジン12の駆動トルクを増大させると、左前輪FLの駆動力DPもまた増大される。ディファレンシャル14による左前輪FL及び右前輪FRへの駆動トルクの配分比率を取得することで、左前輪FLの駆動力の増大量ΔDPが演算される。そして、制動力補正量BPReが、演算した左前輪FLの駆動力の増大量ΔDPと等しい値にされる。すると、左前輪FLの制動力BPは、モーメント制御の開始前に左前輪FLに付与されていた制動力(この場合は、「0(零)」)と、左前輪FLに配分された内側目標ヨーイングモーメントMRqIに応じた制動力の増大量BPIと、制動力補正量BPReとの和(=BPI+BPRe)と等しくされる。
そして、上述したようにエンジン12の駆動トルクの増大、及び左前輪FLの制動力BPの調整が行われると、自車両C0のヨーイングモーメントが、目標ヨーイングモーメントMRqとほぼ等しくなる。しかも、モーメント制御の実施に起因する自車両C0の制動力の増大分が、駆動力の増大によって相殺されている。そのため、自車両C0を定速走行させつつ、すなわち自車両C0の前後減速度Axを変更させることなく、所望のヨーイング運動を自車両C0に行わせることができる。
(第3の実施形態)
次に、車両の走行支援装置の第3の実施形態を図16〜図21に従って説明する。本実施形態の車両の走行支援装置では、減速制御の内容などが第1の実施形態と相違している。したがって、以下の説明においては、第1の実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第1の実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
本実施形態で実施される、自車両C0と障害物C1との衝突の回避を目的とした減速制御は、第1の制動制御としての予備制動制御と、予備制動制御の実施の終了時点から開始される第2の制動制御としての本制動制御とを含んでいる。本制動制御は車両を停止又は大きく減速させるための制御であり、本制動制御が実施されているときには自車両C0が急減速する。予備制動制御は、運転者や後続車へ注意喚起や衝突回避への準備を促したり、制動装置30を予め作動状態にしたりすることなどを目的に車両を減速させるための制御である。そのため、予備制動制御が実施されているときには、本制動制御が実施されているときよりも車両減速度は小さい。
なお、本実施形態では、予備制動制御は、自車両C0を緩やかに減速させる警報予備制動制御と、警報予備制動制御の実施時よりも車両減速度を小さくするプリチャージ制御とを含んでいる。そして、予備制動制御の開始条件が成立すると、始めにプリチャージ制御が実施され、プリチャージ制御の実施中に警報予備制動制御の開始条件が成立すると、警報予備制動制御が実施される。
プリチャージ制御、警報予備制動制御及び本制動制御の開始タイミングは、自車両C0の相対速度Vrと、障害物C1から自車両C0までの相対距離とによって演算することのできる衝突予測時間TTC2によって決定される。衝突予測時間TTC2は、現時点の相対速度Vrを維持したときに自車両C0が障害物C1の現在の位置に到達するまでに要する時間の演算値である。図16には、プリチャージ制御、警報予備制動制御及び本制動制御の開始タイミングを決定するための判定時間TTCTH1,TTCTH2,TTCTH3を決定するためのマップが図示されている。
図16における一点鎖線は、プリチャージ制御の開始タイミングを決定するための第1の判定時間TTCTH1である。また、図16における破線は、警報予備制動制御の開始タイミングを決定するための第2の判定時間TTCTH2である。そして、図16における実線は、本制動制御の開始タイミングを決定するための第3の判定時間TTCTH3である。図16に示すように、第1の判定時間TTCTH1は、第2の判定時間TTCTH2及び第3の判定時間TTCTH3よりも大きい値に設定される。また、第3の判定時間TTCTH3は、第1の判定時間TTCTH1及び第2の判定時間TTCTH2よりも小さい値に設定される。また、各判定時間TTCTH1〜TTCTH3は、相対速度Vrが大きいほど大きくなるように設定される。
次に、図17を参照し、プリチャージ制御、警報予備制動制御及び本制動制御が順番に実施される場合について説明する。
図17に示すように、自車両C0の前方に障害物C1が存在している状況下の第1のタイミングt31で衝突予測時間TTC2が、その時点の相対速度Vrに応じた第1の判定時間TTCTH1を下回ると、プリチャージ制御が開始される。すると、このプリチャージ制御の実施によって、制動装置30のブレーキアクチュエータ33が作動する。すると、各ブレーキ機構35a〜35dでは、シリンダ内の液圧が増大され、車輪FL,FR,RL,RRと一体回転する回転体(例えば、ブレーキロータ)に摩擦材(例えば、ブレーキパッド)が接触し、車両減速度DVSが多少大きくなる。なお、図17に示す例では、プリチャージ制御によって車両減速度DVSを大きくしているが、回転体と摩擦材との隙間が狭くなる程度の液圧をシリンダ内に発生させるようにし、車両減速度DVSを大きくしないようにしてもよい。すなわち、プリチャージ制御の実施時における目標前後減速度は、「0(零)」であってもよいし、「0(零)」よりも少しだけ大きい値であってもよい。
このようにプリチャージ制御が実施されている最中の第2のタイミングt32で、衝突予測時間TTC2が、その時点の相対速度Vrに応じた第2の判定時間TTCTH2を下回ると、制御が、プリチャージ制御から警報予備制動制御に切り替わる。警報予備制動制御の実施時における目標前後減速度は、プリチャージ制御の実施時における目標前後減速度よりも大きい。そのため、プリチャージ制御の実施時よりも、車両減速度DVSが大きくなる。このように警報予備制動制御が実施されている最中の第3のタイミングt33で、衝突予測時間TTC2が、その時点の相対速度Vrに応じた第3の判定時間TTCTH3を下回ると、制御が、警報予備制動制御、すなわち予備制動制御から本制動制御に切り替わる。本制動制御の実施時における目標前後減速度は、警報予備制動制御の実施時における目標前後減速度よりも大きい。そのため、警報予備制動制御の実施時よりも、車両減速度DVSが大きくなる。すなわち、自車両C0が急減速するようになる。
なお、本実施形態でも、減速制御の実施中にモーメント制御が実施されることがある。具体的には、プリチャージ制御の実施を開始させるときに、モーメント制御の実施を開始させることにより、本制動制御を実施することなく自車両C0と障害物C1との衝突を回避させることができることがある。また、モーメント制御の実施をプリチャージ制御の開始時に開始させ、本制動制御の実施が開始されるようになっても、当該モーメント制御の実施を継続させることもある。
また、プリチャージ制御を実施させることなく、警報予備制動制御の実施が開始されることがある。このような場合でも、警報予備制動制御の実施を開始させるときに、モーメント制御の実施が開始されることがある。これにより、本制動制御の実施を実施させることなく自車両C0と障害物C1との衝突を回避させることができることがある。また、モーメント制御の実施を警報予備制動制御の開始時に開始させ、本制動制御の実施が開始されるようになっても、当該モーメント制御の実施を継続させることもある。
次に、図18に示すフローチャートを参照し、本実施形態で自動走行制御装置110が実行する衝突判定処理(処理ルーチン)について説明する。
図18に示すように、本処理ルーチンにおいて、自動走行制御装置110は、現時点から減速制御を開始したという仮定の下、自車両C0が停止するまでに要する距離である制動距離XBPを演算する(ステップS201)。本実施形態では、制動距離XBPは、現時点の自車両C0の車体速度VSと、プリチャージ制御の目標前後減速度、警報予備制動制御の目標前後減速度及び本制動制御の目標前後速度とに基づき演算することができる。続いて、自動走行制御装置110は、上記ステップS22と同様に、自車両C0の現時点の車体速度VSを維持するという仮定の下、自車両C0が上記重複領域RA内に位置する時間帯と、同時間帯での障害物C1の横方向位置Y11とを求める(ステップS202)。そして、自動走行制御装置110は、上記ステップS23と同様に、障害物C1と自車両C0とが衝突する可能性があるか否かを判定する(ステップS203)。
衝突の可能性があると判定していない場合(ステップS203:NO)、自動走行制御装置110は、プリチャージフラグPF及び警報制動フラグWBの双方にオフをセットする(ステップS204)。プリチャージフラグPFは、プリチャージ制御の実施を許可するときにはオンがセットされる一方、実施を許可しないときにはオフがセットされるフラグである。また、警報制動フラグWBは、警報予備制動制御の実施を許可するときにはオンがセットされる一方、実施を許可しないときにはオフがセットされるフラグである。続いて、自動走行制御装置110は、上記の減速制御フラグFLG1及びモーメント制御フラグFLG2の双方にオフをセットする(ステップS205)。その後、自動走行制御装置110は、本処理ルーチンを終了する。
その一方で、ステップS203において、衝突の可能性があると判定している場合(YES)、自動走行制御装置110は、自車両C0の相対速度Vr及び相対距離などを基に、上記衝突予測時間TTC2を演算する(ステップS206)。そして、自動走行制御装置110は、演算した衝突予測時間TTC2が、その時点の相対速度Vrに応じた第1の判定時間TTCTH1以上であるか否かを判定する(ステップS207)。衝突予測時間TTC2が第1の判定時間TTCTH1以上である場合(ステップS207:YES)、減速制御及びモーメント制御の開始条件を満たしていないと判断できるため、自動走行制御装置110は、その処理を前述したステップS204に移行する。
一方、衝突予測時間TTC2が第1の判定時間TTCTH1未満である場合(ステップS07:NO)、自動走行制御装置110は、衝突予測時間TTC2が、その時点の相対速度Vrに応じた第3の判定時間TTCTH3以上であるか否かを判定する(ステップS208)。衝突予測時間TTC2が第3の判定時間TTCTH3以上である場合(ステップS208:YES)、本制動制御の開始条件が成立していないと判断できるため、自動走行制御装置110は、衝突予測時間TTC2が、その時点の相対速度Vrに応じた第2の判定時間TTCTH2以上であるか否かを判定する(ステップS209)。衝突予測時間TTC2が第2の判定時間TTCTH2以上である場合(ステップS209:YES)、プリチャージ制御の実施条件は成立している一方で、警報予備制動制御の実施条件は成立していないと判断できるため、自動走行制御装置110は、プリチャージフラグPFにオンをセットする(ステップS210)。そして、自動走行制御装置110は、その処理を後述するステップS212に移行する。一方、衝突予測時間TTC2が第2の判定時間TTCTH2未満である場合(ステップS209:NO)、警報予備制動制御の実施条件が成立していると判断できるため、自動走行制御装置110は、プリチャージフラグPFにオフをセットし、警報制動フラグWBにオンをセットする(ステップS211)。そして、自動走行制御装置110は、その処理を次のステップS212に移行する。
ステップS212において、自動走行制御装置110は、予備制動制御の実施を許可した直後であるか否かを判定する。本処理ルーチンを今回実行する前から予備制動制御(プリチャージ制御又は警報予備制動制御)の実施が既に開始されている場合(ステップS212:NO)、自動走行制御装置110は、そのまま本処理ルーチンを終了する。一方、本処理ルーチンの今回の実行前では未だ予備制動制御が実施されていない場合(ステップS212:YES)、自動走行制御装置110は、予備制動制御の実施中にモーメント制御の開始を許可するか否かを判定する(ステップS213)。ここでは、自動走行制御装置110は、予備制動制御とともにモーメント制御を実施することで、本制動制御を実施することなく自車両C0と障害物C1との衝突を回避できるか否かを判定し、回避できると判定したときにはモーメント制御の開始を許可する。一方、自動走行制御装置110は、回避できると判定していないときにはモーメント制御の開始を許可しない。なお、ステップS213の判定処理は、図19を用いて後述する。
ステップS213において、予備制動制御の実施中でのモーメント制御の開始を許可する場合(YES)、自動走行制御装置110は、減速制御フラグFLG1及びモーメント制御フラグFLG2の双方にオンをセットする(ステップS214)。その後、自動走行制御装置110は、本処理ルーチンを終了する。
一方、予備制動制御の実施中でのモーメント制御の開始を許可しない場合(ステップS213:NO)、自動走行制御装置110は、上記ステップS25と同様に、減速制御の実施で自車両C0と障害物C1との衝突を回避可能であるか否かを判定する(ステップS215)。衝突の回避が可能であると判定した場合(ステップS215:YES)、自動走行制御装置110は、減速制御フラグFLG1にオンをセットし、モーメント制御フラグFLG2にオフをセットする(ステップS216)。その後、自動走行制御装置110は、本処理ルーチンを終了する。
一方、ステップS215において、衝突の回避が可能であると判定していない場合(NO)、自動走行制御装置110は、モーメント制御を実施したら自車両C0を障害物C1の横方向に移動させることで、自車両C0と障害物C1との衝突の回避が可能であるか否かを判定する(ステップS217)。この場合、予備制動制御の実施中からモーメント制御を開始し、減速制御が予備制動制御から本制動制御に切り替わった以降でもモーメント制御の実施を継続させることで、自車両C0と障害物C1との衝突が可能と判定できたときには、ステップS217の判定が肯定(YES)とされる。
そして、モーメント制御を実施したら自車両C0を障害物C1の横方向に移動させることで、自車両C0と障害物C1との衝突の回避が可能であると判定した場合(ステップS217:YES)、自動走行制御装置110は、その処理を前述したステップS214に移行する。一方、自車両C0と障害物C1との衝突の回避が可能であると判定していない場合(ステップS217:NO)、自動走行制御装置110は、その処理を前述したステップS216に移行する。
その一方で、ステップS208において、自動走行制御装置110は、衝突予測時間TTC2が第3の判定時間TTCTH3未満である場合(NO)、プリチャージフラグPF及び警報制動フラグWBの双方にオフをセットする(ステップS218)。そして、自動走行制御装置110は、上記ステップS25,S215と同様に、減速制御の実施で自車両C0と障害物C1との衝突を回避可能であるか否かを判定する(ステップS219)。衝突の回避が可能であると判定した場合(ステップS219:YES)、自動走行制御装置110は、その処理を前述したステップS216に移行する。一方、衝突の回避が可能であると判定していない場合(ステップS219:NO)、自動走行制御装置110は、その処理を前述したステップS214に移行する。
そして、減速制御フラグFLG1にオンがセットされているときには、減速制御が実施される。詳しくは、プリチャージフラグPFにオンがセットされているときには予備制動制御のうちのプリチャージ制御が実施され、警報制動フラグWBにオンがセットされているときには予備制動制御のうちの警報予備制動制御が実施される。また、減速制御フラグFLG1にオンがセットされており、且つプリチャージフラグPF及び警報制動フラグWBの双方にオフがセットされているときには、本制動制御が実施される。
また、減速制御フラグFLG1にオンがセットされている状況下で、モーメント制御フラグFLG2にもオンがセットされているときには、プリチャージ制御、警報予備制動制御及び本制動制御の何れか1つの制御と、モーメント制御とが実施されることとなる。
次に、図19に示すフローチャート及び図20に示す模式図を参照し、上記ステップS213の判定処理(処理ルーチン)について説明する。
図19に示すように、まず始めに、自動走行制御装置110は、予備制動完了予測時間TMB、プリチャージ作動時間TMB1、警報制動作動時間TMB2、本制動制御の開始時における相対速度予測値VrE、及び、本制動制御の開始時における相対距離予測値LrEを演算する(ステップS301)。予備制動完了予測時間TMBは、現時点から、予備制動の実施に起因する車体速度VSの低下によって衝突予測時間TTC2が第3の判定時間TTCTH3に達する予測時刻までの時間的な長さのことである。また、プリチャージ作動時間TMB1は、予備制動完了予測時間TMBのうち、プリチャージ制御の実施期間の時間的な長さの予測値であり、警報制動作動時間TMB2は、予備制動完了予測時間TMBのうち、警報予備制動制御の実施期間の時間的長さの予測値である。
自動走行制御装置110は、プリチャージ作動時間TMB1の演算では、プリチャージ制動の開始時の相対速度Vr及び相対距離(すなわち、障害物C1から自車両C0までの距離)と、プリチャージ制御での目標前後減速度とを基に、衝突予測時間TTC2が第2の判定時間TTCTH2に達する時刻の予測値である第1の予測時刻を演算する。そして、自動走行制御装置110は、現時点から第1の予測時刻までの時間的な長さをプリチャージ作動時間TMB1とすることができる。なお、プリチャージ制御を実施することなく警報予備制動制御を実施する場合、自動走行制御装置110は、プリチャージ作動時間TMB1を「0(零)」と等しくする。
また、自動走行制御装置110は、警報制動作動時間TMB2の演算では、警報予備制動制御の開始時の相対速度Vrの予測値及び相対距離の予測値と、警報予備制動制御での目標前後減速度とを基に、衝突予測時間TTC2が第3の判定時間TTCTH3に達する時刻の予測値である第2の予測時刻を演算する。そして、自動走行制御装置110は、第1の予測時刻から第2の予測時刻までの時間的な長さを警報制動作動時間TMB2とすることができる。
また、自動走行制御装置110は、演算したプリチャージ作動時間TMB1と警報制動作動時間TMB2との和を予備制動完了予測時間TMBとすることができる。さらに、自動走行制御装置110は、プリチャージ作動時間TMB1及び警報制動作動時間TMB2と、プリチャージ制御の開始時における相対速度Vrと、プリチャージ制御での目標前後減速度と、警報予備制動制御の開始時における相対速度の予測値と、警報予備制動制御での目標前後減速度とを基に、本制動制御の開始時における相対速度予測値VrE及び相対距離予測値LrEを演算することができる。
続いて、自動走行制御装置110は、上記ステップS43と同様に、自車両C0の目標横減速度Aytgtを演算する(ステップS302)。すなわち、自動走行制御装置110は、上記ステップS34と同様に、自車両の現在位置(X0,Y0)を基準とした目標位置の前後方向位置Xtgt及び横方向位置Ytgtを求める。すると、自動走行制御装置110は、このように求めた目標位置(Xtgt,Ytgt)を基に、自車両C0の目標横減速度Aytgtを演算することができる。
そして、自動走行制御装置110は、上記ステップS52と同様に、演算した目標横減速度Aytgtに基づき、目標ヨーイングモーメントMRqを演算する(ステップS303)。このとき、上記第1の実施形態(ステップS53,S54,S56,S57)にて説明したように、上記操舵モーメントMstrを基に、目標横減速度Aytgtに基づいた目標ヨーイングモーメントMRqを補正するようにしてもよい。
続いて、自動走行制御装置110は、プリチャージ制御を実施した場合における自車両C0の進路の推定変更角度θ1及び自車両C0の推定横移動量MA1と、警報予備制動制御を実施した場合における自車両C0の進路の推定変更角度θ2及び自車両C0の推定横移動量MA2を演算する(ステップS304)。
ここで、図20を参照し、各推定変更角度θ1,θ2と、推定横移動量MA1,MA2とについて説明する。プリチャージ制御の開始直前での自車両C0の進路の向きを基準向きDR0(図20では破線で示す向き)とし、プリチャージ制御の実施の終了予測時点での自車両C0の進路の予測向きを第1の予測向きDR1(図20では二点鎖線で示す向き)とする。また、警報予備制動制御の実施の終了予測時点での自車両C0の進路の予測向きを第2の予測向きDR2(図20では破線で示す向き)とする。
図20に示すように、推定変更角度θ1は、基準向きDR0と第1の予測向きDR1との差に応じた角度であり、推定横移動量MA1は、プリチャージ制御を実施した場合における車両横方向(図中上下方向)への自車両C0の移動量の予測値である。これら推定変更角度θ1及び推定横移動量MA1は、目標ヨーイングモーメントMRqと上記のプリチャージ作動時間TMB1とを基に演算することができる。例えば、推定変更角度θ1及び推定横移動量MA1は、目標ヨーイングモーメントの絶対値|MRq|が大きいほど大きくなるとともに、プリチャージ作動時間TMB1が長いほど大きくなる。
第1の予測向きDR1は、警報予備制動制御の実施の開始時における自車両C0の向きであるため、推定変更角度θ2は第1の予測向きDR1と第2の予測向きDR2との差に応じた角度であり、推定横移動量MA1は、警報予備制動制御を実施した場合における車両横方向(図中上下方向)への自車両C0の移動量の予測値である。これら推定変更角度θ2及び推定横移動量MA2は、目標ヨーイングモーメントMRqと上記の警報制動作動時間TMB2とを基に演算することができる。例えば、推定変更角度θ2及び推定横移動量MA2は、目標ヨーイングモーメントの絶対値|MRq|が大きいほど大きくなるとともに、警報制動作動時間TMB2が長いほど大きくなる。
なお、予備制動制御として、プリチャージ制御が実施されることなく、警報予備制動制御の実施が開始されることがある。このような場合にあっては、推定変更角度θ1が「0(零)」とされ、推定横移動量MA1が「0(零)」とされる。
図19に戻り、自動走行制御装置110は、予備制動制御の終了の予測時点から、自車両C0の障害物C1の真横への到達の予測時点までの自車両C0の横移動量MA3を演算する。図20に示すように、減速制御の実施の開始前における自車両C0の位置である自車両C0の現在位置のうち、自車両C0の前後方向の位置を「X0」とし、同「X0」を基準とした障害物C1の現時点の前後方向の位置を「X1」としたとする。この場合、障害物C1の真横とは、予備制動制御の実施の終了でもって減速制御を終了し、すなわち本制動制御を実施せず、且つ予備制動制御の実施の終了とともにモーメント制御の実施も終了した場合において、自車両C0の前後方向の位置が「X0」となるときの自車両C0の位置のことである。
予備制動制御、すなわち警報予備制動制御の実施の終了の予測時点における自車両C0の前後方向の位置「X2」は、現時点の相対速度Vr、各推定変更角度θ1,θ2、プリチャージ制御での目標前後減速度、及び警報予備制動制御での目標前後減速度などに基づき、演算することができる。そして、この「X2」と「X1」との差ΔXと、各推定変更角度θ1,θ2との和とに基づき、横移動量MA3を演算することができる。
そして、図19に戻り、現時点の自車両C0の横方向の位置を「Y0」とし、現時点の障害物C1の横方向の位置を「Y1」とした場合、自動走行制御装置110は、演算した推定横移動量MA1と推定横移動量MA2と横移動量MA3との和が、「Y1」と「Y0」との差分ΔYよりも大きいか否かを判定する(ステップS306)。当該和が差分ΔYよりも大きい場合には、自車両C0と障害物C1との衝突を回避可能であると判定できる。一方、当該和が差分ΔY以下である場合には、自車両C0と障害物C1との衝突を回避可能であると判定できない。そのため、当該和が差分ΔYよりも大きい場合(ステップS306:YES)、自動走行制御装置110は、予備制動制御の実施中にモーメント制御の開始を許可し、図18に示すようにその処理を前述したステップS214に移行する。一方、当該和が差分ΔY以下である場合(ステップS306:NO)、自動走行制御装置110は、予備制動制御の実施中でのモーメント制御の開始を許可せず、図18に示すようにその処理を前述したステップS215に移行する。
次に、図20及び図21を参照し、自車両C0と障害物C1との衝突を回避するために、減速制御及びモーメント制御が実施される場合の作用を効果とともに説明する。なお、図21に示す例では、プリチャージ制御での目標前後減速度が「0(零)」と等しいものとする。
図21に示す例は、第1のタイミングt41でプリチャージ制御の実施の開始とともにモーメント制御の実施も開始することで、本制動制御を実施することなく、自車両C0と障害物C1との衝突を回避できると判断した場合の一例である。この場合、プリチャージ制御の実施時における減速制動力BP1は「0」と等しい。外側輪の駆動力DPは、図21に二点鎖線で示すように、外側輪に配分した目標ヨーイングモーメントMRqに基づいた外側輪の制動力の減少量の絶対値|BPO|だけ大きくなる。このように外側輪の駆動力DPが増大されると、内側輪の駆動力DPも増大される。そのため、図21に破線で示すように、自車両C0の内側輪の制動力BPは、内側輪に配分した目標ヨーイングモーメントMRqに基づいた内側輪の制動力の増大量BPIと、内側輪の駆動力の増大量ΔDPに応じた制動力である制動力補正量BPReとの和と等しくなる。これにより、予備制動制御での目標前後減速度に対応する制駆動力をトータル制駆動力TBDとした場合、トータル制駆動力TBDは、プリチャージ制御での目標前後減速度に応じた値となる。なお、ここでは、トータル制駆動力TBDは、駆動力(加速側)を正、制動力(減速側)を負として扱っている。そのため、トータル制駆動力TBDは、車両全体の駆動力(正の値)と制動力(負の値)をトータルした場合に駆動力の方が大きいときには、同駆動力が大きいほど正で値(絶対値)が大きくなる。一方、トータル制駆動力TBDは、車両全体の駆動力(正の値)と制動力(負の値)をトータルした場合に制動力の方が大きいときには、同制動力が大きいほど負で値(絶対値)が大きくなる。
そして、第2のタイミングt42に達すると、減速制御が、プリチャージ制御から警報予備制動制御に切り替わる。すると、警報予備制動制御での目標前後減速度は、プリチャージ制御での目標前後減速度よりも大きいため、図21に実線で示すようにトータル制駆動力TBDが小さくなる、すなわち負で値が大きくなる。このようになってもモーメント制御の実施が継続されているため、外側輪の駆動力DPは、トータル制駆動力TBDの減少に同期して小さくなる。図21に示す例にあっては、外側輪の駆動力DPは「0(零)」と等しくなる。また、内側輪の制動力BPは、トータル制駆動力TBDの低下、すなわち内側輪に対する減速制動力BP1の増大と、制動力補正量BPReの減少とによって調整される。図21に示す例にあっては、制動力補正量BPReが「0(零)」と等しくされる。
その後、第3のタイミングt43に達すると、自車両C0の進行方向には、障害物C1が存在していないことが確認される。そのため、警報予備制動制御の実施、すなわち減速制御の実施が終了されるとともに、モーメント制御の実施が終了される。
すなわち、プリチャージ制御を実施しているときにおける自車両C0と障害物C1との相対距離は、本制動制御を実施しているときにおける相対距離よりも長い。そのため、本制動制御が実施されるようになってからモーメント制御を開始する場合よりも、目標ヨーイングモーメントMRqを小さくすることができる。つまり、モーメント制御の実施による自車両C0と障害物C1との回避がより容易となる。
しかも、このようにプリチャージ制御の実施の開始とともにモーメント制御を開始することにより、本制動制御の実施をしなくても、すなわち自車両C0に急制動を行わせることなく、自車両C0と障害物C1との衝突を回避させることができる。
なお、上記各実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・第3の実施形態では、予備制動制御として、2段階の制御(すなわち、プリチャージ制御と警報予備制動制御)が用意されているが、予備制動制御の段階数はこれに限らない。すなわち、予備制動制御として、1段階のみ用意してもよいし、3段階の制御を用意するようにしてもよい。
・第3の実施形態では、プリチャージ制御の実施中からモーメント制御を開始するようにしているが、プリチャージ制御の実施中ではモーメント制御を開始させないようにしてもよい。すなわち、予備制動制御が、プリチャージ制御から警報予備制動制御に切り替わってからモーメント制御を開始させるようにしてもよい。
・プリチャージ制御の実施中にモーメント制御を開始させる場合、プリチャージ制御の開始タイミングよりもモーメント制御の開始タイミングを多少遅らせてもよい。
・第1の実施形態では、減速制御を実施している最中でモーメント制御の開始条件が成立したときに、モーメント制御の実施を開始するようにしている。しかし、これに限らず、減速制御の実施だけでは自車両C0と障害物C1との衝突を回避できないと判定し、且つ、減速制御及びモーメント制御の双方を実施することで自車両C0と障害物C1との衝突を回避できる可能性があると判定したときには、減速制御の開始とともにモーメント制御の実施を開始するようにしてもよい。
・第2の実施形態では、車両が定速走行している場合には目標前後減速度Axtgtを「0(零)」とした上で、モーメント制御が実施される。これに対し、自車両C0が加速している場合、目標前後減速度Axtgtに負の値を設定した上で、モーメント制御を実施するようにしてもよい。この場合、各駆動輪の制駆動力を適切に調整することで、自車両C0の加速状態を維持しつつ、所望のヨーイング運動を自車両C0に行わせることができる。
また、運転者のブレーキ操作時には、運転者によるブレーキ操作量BAに応じた要求減速度を目標前後減速度Axtgtとした上で、モーメント制御を実施するようにしてもよい。これによれば、運転者が車両に要求する前後減速度を維持しつつ、車両にヨーイング運動を行わせることができる。
・各実施形態では、運転者による操舵によって発生する操舵モーメントMstrの向きがモーメント制御の実施によって発生する制御モーメントの向きと同じであり、操舵モーメントの大きさ|Mstr|が目標ヨーイングモーメントの大きさ|MRq|以下であるときには、目標ヨーイングモーメントMRqIを減少補正している。これにより、内側輪の制動力BPを減少させたり、外側輪の制動力BPを増大させたりすることができ、ひいては内側輪と外側輪との制動力差を小さくすることができる。しかし、内側輪と外側輪との制動力差を小さくすることができるのであれば、他の方法を採用してもよい。例えば、内側目標ヨーイングモーメントMRqIに応じて設定される内側輪の制動力の増大量BPIを減少補正し、外側目標ヨーイングモーメントMRqOに応じて設定される外側輪の制動力の減少量BPOを減少補正するようにしてもよい。この場合であっても、内側輪の制動力BPを減少補正し、外側輪の制動力BPを増大補正することができ、ひいては内側輪と外側輪との制動力差を小さくすることができる。
また、内側目標ヨーイングモーメントMRqI及び外側目標ヨーイングモーメントMRqOを減少補正してもよい。このようにしても内側目標ヨーイングモーメントMRqIに応じて設定される内側輪の制動力の増大量BPIを小さくし、外側目標ヨーイングモーメントMRqOに応じて設定される外側輪の制動力の減少量BPOを小さくすることができる。その結果、内側輪の制動力BPを減少補正し、外側輪の制動力BPを増大補正することができ、ひいては内側輪と外側輪との制動力差を小さくすることができる。
・各実施形態において、運転者による操舵によって発生する操舵モーメントMstrの向きと、モーメント制御の実施によって発生する制御モーメントの向きとが相異している場合でも、モーメント制御を実施するようにしてもよい。
・各実施形態において、運転者による操舵によって発生する操舵モーメントMstrの向きがモーメント制御の実施によって発生する制御モーメントの向きと同じであり、操舵モーメントMstrが目標ヨーイングモーメントMRqよりも大きい場合であっても、モーメント制御を実施するようにしてもよい。
・各実施形態において、モーメント制御によって左輪と右輪との間に制動力差を発生させている状況下で運転者によって操舵が行われていると判定したときには、操舵方向や操舵量に関係なく、同時点の制動力差を保持させるようにしてもよい。
・各実施形態において、運転者によって操舵が行われていると判定したときには、モーメント制御を実施しないようにしてもよい。
・第1の実施形態では、まず始めに、内側目標ヨーイングモーメントMRqIの全てを内側後輪に配分し、外側目標ヨーイングモーメントMRqOの全てを外側後輪に配分している。そして、外側後輪の制動力BP(=BP1−BPO)が負となる場合には、内側目標ヨーイングモーメントMRqIの一部を駆動輪である内側前輪に配分し、外側目標ヨーイングモーメントMRqOの一部を駆動輪である外側後輪に配分するようにしている。
各目標ヨーイングモーメントMRqI,MRqOを、これに限らず他の方法で各車輪に配分するようにしてもよい。例えば、内側目標ヨーイングモーメントMRqIの一部(例えば、半分)を内側後輪に配分し、内側目標ヨーイングモーメントMRqIの残りを内側前輪に配分するようにしてもよい。この場合、外側目標ヨーイングモーメントMRqOの一部(例えば、半分)を外側後輪に配分し、外側目標ヨーイングモーメントMRqOの残りを外側前輪に配分することとなる。そして、外側後輪の制動力BPが負となる場合には、外側後輪の制動力BPが「0(零)」以上となるように、目標ヨーイングモーメントMRqI,MRqOの前輪と後輪との配分を変更することが好ましい。
また、内側目標ヨーイングモーメントMRqIの全てを駆動輪である内側前輪に配分し、外側目標ヨーイングモーメントMRqOの全てを駆動輪である外側前輪に配分するようにしてもよい。この場合、一部の車輪の制動力BP(例えば、外側前輪の制動力BP)が負となっても、目標ヨーイングモーメントMRqI,MRqOの前輪と後輪との配分を変更しなくてもよい。
・車両の運転支援装置を備える車両は、前輪駆動車ではなく、後輪駆動車であってもよいし、四輪駆動車であってもよい。車両が後輪駆動車である場合、外側前輪の制動力BP(=BP1−BPO)が負となった場合、外側前輪の制動力BPが「0(零)」以上となるように、すなわち外側前輪の制動力の減少量BPOが外側前輪の減速制動力BP1以下となるように、目標ヨーイングモーメントMRqI,MRqOの前輪と後輪との配分を変更することが好ましい。
また、車両が四輪駆動車である場合、一部の車輪の駆動力DPを増大させるべく、エンジン12の駆動トルクを増大させると、全ての車輪FL,FR,RL,RRの駆動力DPが増大されてしまう。そのため、当該一部の車輪以外の他の全ての車輪の制動力BPを増大させることで他の全ての車輪の駆動力の増大分を相殺させることが好ましい。
・車両は、エンジン12以外の動力源を備える車両(例えば、ハイブリッド車両や電気自動車)であってもよい。
・車両が、車輪毎に動力源を備えるものである場合、一部の車輪の駆動力DPを増大させても、他の車輪の駆動力DPは増大されない。そのため、図8におけるステップS71の処理を省略することができる。
次に、上記実施形態及び別の実施形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。
(イ)車両に制動力が付与されていない状況下で、設定された目標ヨーイングモーメントに基づいて車両のヨーイング運動を制御するに際し、車両の左輪と右輪との制動力差を設定する車両の走行支援装置であって、
車両の左輪及び右輪のうち、車両のヨーイング運動時に内側に位置する車輪を内側輪とし、外側に位置する車輪を外側輪とした場合、
前記目標ヨーイングモーメントのうち半分を前記内側輪に配分し、残りを前記外側輪に配分する配分部と、
前記内側輪に配分された前記目標ヨーイングモーメントが大きいほど同内側輪の制動力の増大量を大きくする増減量演算部と、
前記内側輪の制動力を、前記増減量演算部によって設定された前記内側輪の制動力の増大量に応じて増大させ、前記配分部によって前記外側輪に配分された前記目標モーメントが大きいほど前記外側輪の駆動力を大きくするモーメント制御を実施するモーメント制御部と、を備える、ことを特徴とする車両の走行支援装置。
上記構成によれば、車両にヨーイング運動を行わせるべく設定された目標ヨーイングモーメントが内側輪と外側輪とに均等に配分されるため、内側輪の制動力の増大量の大きさと、外側輪の駆動力の増大量の大きさとを互いに等しくすることができる。そして、モーメント制御では、こうした内側輪の制動力の増大及び外側輪の駆動力の増大によって、内側輪と外側輪との制駆動力差が制御される。これにより、各車輪の制駆動力の合計の変化を抑えつつ、所望するヨーイング運動を車両に行わせることができる。したがって、車両の前後減速度の変化を抑えつつ、車両にヨーイング運動を行わせることができるようになる。
12…動力源の一例であるエンジン、14…ディファレンシャル、21…ステアリングホイール、110…車両の走行支援装置の一例である自動走行制御装置(配分部、増減量演算部、モーメント制御部、減速制御部、衝突回避判定部及び横滑り判定部)、FL…左前輪、FR…右前輪、RL…左後輪、RR…右後輪、C0…自車両、C1…障害物、BP…車輪の制動力、BPI…内側輪の制動力の増大量、BPO…外側輪の制動力の減少量、DP…車輪の駆動力、MRq…目標ヨーイングモーメント、TTC…停止予測時間、TTC2…衝突予測時間、Vr…相対速度。

Claims (10)

  1. 設定された目標ヨーイングモーメントに基づいて車両にヨーイング運動を行わせるに際し、車両の左輪と右輪との制動力差を制御する車両の走行支援装置であって、
    車両の左輪及び右輪のうち、車両のヨーイング運動時に内側に位置する車輪を内側輪とし、外側に位置する車輪を外側輪とした場合、
    目標ヨーイングモーメントのうち半分を前記内側輪に配分し、残りを前記外側輪に配分する配分部と、
    前記内側輪に配分された目標ヨーイングモーメントが大きいほど同内側輪の制動力の増大量を大きくし、前記外側輪に配分された目標ヨーイングモーメントが大きいほど同外側輪の制動力の減少量を大きくする増減量演算部と、
    前記増減量演算部によって設定された前記内側輪の制動力の増大量に応じて同内側輪の制動力を増大させ、前記増減量演算部によって設定された前記外側輪の制動力の減少量に応じて同外側輪の制動力を減少させるモーメント制御を実施するモーメント制御部と、を備える
    ことを特徴とする車両の走行支援装置。
  2. 制動力を付与することで車両を減速させる減速制御を実施する減速制御部を備え、
    前記モーメント制御部は、
    前記減速制御と共に実施する前記モーメント制御では、
    前記内側輪の制動力を、前記減速制御によって同内側輪に付与する制動力と、前記増減量演算部によって演算された前記内側輪の制動力の増大量との和と等しくする一方、
    前記外側輪の制動力を、前記減速制御によって同外側輪に付与する制動力から、前記増減量演算部によって演算された前記外側輪の制動力の減少量を減じた差と等しくする
    請求項1に記載の車両の走行支援装置。
  3. 車両の動力源から出力されるトルクが、ディファレンシャルを介して左輪及び右輪の双方に伝達されるようになっており、
    前記モーメント制御部は、
    前記減速制御によって前記外側輪に付与する制動力から、前記増減量演算部によって演算された前記外側輪の制動力の減少量を減じた差が負となるときの前記モーメント制御では、
    前記外側輪への制動力の付与を停止させること、
    前記動力源から出力されるトルクを高くすることで、前記外側輪の駆動力を前記差に応じた量増大させること、及び、
    前記内側輪の制動力を、前記減速制御によって前記内側輪に付与する制動力と、前記増減量演算部によって設定された前記内側輪の制動力の増大量と、前記外側輪の駆動力の増大に伴う同内側輪の駆動力の増大量との和と等しくすること、の全てを行う
    請求項2に記載の車両の走行支援装置。
  4. 車両の動力源から出力されるトルクが、ディファレンシャルを介して左輪及び右輪の双方に伝達されるようになっており、
    前記モーメント制御部は、
    前記モーメント制御の開始前から前記外側輪に付与されていた制動力から、前記増減量演算部によって演算された前記外側輪の制動力の減少量を減じた差が負であるときの前記モーメント制御では、
    前記外側輪への制動力の付与を停止させること、
    前記動力源から出力されるトルクを高くすることで、前記外側輪の駆動力を前記差に応じた量増大させること、及び、
    前記内側輪の制動力を、前記モーメント制御の開始前から前記内側輪に付与されていた制動力と、前記増減量演算部によって設定された前記内側輪の制動力の増大量と、前記外側輪の駆動力の増大に伴う同内側輪の駆動力の増大量との和と等しくすること、の全てを行う
    請求項1に記載の車両の走行支援装置。
  5. 前記減速制御部は、車両前方に障害物が存在しているときに、車両と障害物との衝突を回避すべく前記減速制御を実施し、
    前記モーメント制御部は、前記減速制御と共に前記モーメント制御を実施するようになっており、
    前記減速制御及び前記モーメント制御の双方が実施されているとき、前記障害物を基準とする車両の相対速度と、前記減速制御の実施によって前記相対速度が「0(零)」と等しくなるまでの時間の予測値との関係に基づき、同障害物よりも手前で前記相対速度を「0(零)」以下とすることが可能であるか否かを判定する衝突回避判定部と、
    車輪の制動力、車輪の駆動力及び車両の横加速度に基づき、横滑りしやすい車輪があるか否かを判定する横滑り判定部と、を備え、
    前記モーメント制御部は、
    前記衝突回避判定部によって同障害物よりも手前で前記相対速度を「0(零)」以下とすることが可能と判定されており、且つ前記横滑り判定部によって横滑りしやすい車輪があると判定されているときには、前記外側輪の制動力を増大補正する一方、
    前記衝突回避判定部によって同障害物よりも手前で前記相対速度を「0(零)」以下とすることが可能と判定されておらず、且つ前記横滑り判定部によって横滑りしやすい車輪があると判定されているときには、前記外側輪の制動力を減少補正する
    請求項2又は請求項3に記載の車両の走行支援装置。
  6. 前記増減量演算部は、
    車両のステアリングホイールの操作に伴って発生する車両のヨーイングモーメントの向きが、前記モーメント制御の実施によって発生する車両のヨーイングモーメントの向きと同一である状況下で、
    同ステアリングホイールの操作に伴って発生する車両のヨーイングモーメントの大きさが、前記目標ヨーイングモーメントの大きさ以下であるときには、
    前記内側輪の制動力の増大量及び前記外側輪の制動力の減少量の双方を減少補正する
    請求項1〜請求項5のうち何れか一項に記載の車両の走行支援装置。
  7. 前記モーメント制御部は、
    車両のステアリングホイールの操作に伴って発生する車両のヨーイングモーメントの向きが、前記モーメント制御の実施によって発生する車両のヨーイングモーメントの向きと同一である状況下で、
    同ステアリングホイールの操作に伴って発生する車両のヨーイングモーメントの大きさが、前記目標ヨーイングモーメントの大きさよりも大きいときには、
    同モーメント制御を実施しない
    請求項1〜請求項6のうち何れか一項に記載の車両の走行支援装置。
  8. 前記モーメント制御部は、
    車両のステアリングホイールの操作に伴って発生する車両のヨーイングモーメントの向きが、前記モーメント制御の実施によって発生する車両のヨーイングモーメントの向きとは反対であるときには、
    同モーメント制御を実施しない
    請求項1〜請求項7のうち何れか一項に記載の車両の走行支援装置。
  9. 前記減速制御部は、車両前方に障害物が存在しているときに、車両と障害物との衝突を回避すべく前記減速制御を実施し、
    前記減速制御は、車両を減速させる第1の制動制御と、同第1の制動制御の実施終了時から開始される制御であって且つ同第1の制動制御の実施時よりも車両減速度を大きくする第2の制動制御と、を含んでおり、
    前記モーメント制御部は、前記第1の制動制御を実施しているときに前記モーメント制御を開始する
    請求項2又は請求項3に記載の車両の走行支援装置。
  10. 前記モーメント制御部は、前記第1の制動制御の実施中から前記モーメント制御を実施することで車両と前記障害物との衝突を回避できると判定した場合、前記第1の制動制御を実施しているときに前記モーメント制御を実施する
    請求項9に記載の車両の走行支援装置。
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