JP2019137283A - 運転支援装置、運転支援方法及び運転支援システム - Google Patents

Abstract

【課題】車輪の接地路面の摩擦係数が低い場合であっても車両姿勢を適正化させる。【解決手段】本発明の運転支援装置、運転支援方法及び運転支援システムは、自車が走行経路に追従するために必要なモーメントである第１モーメントを求め、自車の車輪の接地路面の摩擦係数に基づいて自車に発生させることが可能なモーメントである第２モーメントを求め、前記第１モーメントより前記第２モーメントが小さい場合、車輪のうち前輪に対して後輪に発生させる制動力が大きくなる指令を制動制御装置へ出力する。【選択図】図２

Description

本発明は、運転支援装置、運転支援方法及び運転支援システムに関し、詳しくは、自車が走行経路に追従するために必要なモーメントを制動力の制御によって発生させる技術に関する。

特許文献１には、自車両が走行車線から逸脱しそうになることを判断する逸脱判断手段と、該逸脱判断手段により自車両が走行車線から逸脱しそうであることが判断された場合には、逸脱を回避する方向のヨーモーメントを左右輪の制動力差により発生させる制駆動力制御手段とを備えた車線逸脱防止装置が開示されている。

特開２００６−１９３１５６号公報

しかし、上記特許文献１の車線逸脱防止装置は、車輪の接地路面の摩擦係数を考慮せずに制動力を制御するため、雪道などの摩擦係数が小さい条件では、車線逸脱の抑制に必要なヨーモーメントを発生させることができず、自車が走行経路を逸脱してしまう可能性があった。
本発明は、従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車輪の接地路面の摩擦係数が低い場合であっても車両姿勢を適正化することが可能な、運転支援装置、運転支援方法及び運転支援システムを提供することにある。

本発明によれば、その１つの態様において、自車の走行経路に関する情報と、自車の運動状態に関する第１物理量と、自車の諸元と、に基づいて自車が走行経路に追従するために必要なモーメントである第１モーメントを求め、自車の車輪の接地路面の摩擦係数と、自車の運動状態に関する第２物理量と、に基づいて自車に発生させることが可能なモーメントである第２モーメントを求め、前記第１モーメントより前記第２モーメントが小さい場合、車輪のうち前輪に対して後輪に発生させる制動力が大きくなる指令を制動制御装置へ出力する。

本発明によれば、車輪の接地路面の摩擦係数が低い場合であっても車両姿勢を適正化することが可能になり、車線逸脱を安定して抑止できる。

運転支援システムのハードウェア構成の一態様を示すブロック図である。 運転支援システムの機能ブロック図である。 運転支援システムによる制動制御の手順を示すフローチャートである。 車線逸脱リスクのマップの一態様を示す線図である。 車両の旋回時における車両挙動と車線逸脱リスクＣＯＲとの相関の一態様を示す図である。 後輪に付与する制動力のゲインと、偏差角度θsp及び車線逸脱リスクＣＯＲとの相関の一態様を示す図である。 後輪の左右輪に対する制動力の配分と、偏差角度θsp及び車線逸脱リスクＣＯＲとの相関の一態様を示す図である。 右旋回時における、要求ヨーモーメントＭreq、各輪への液圧操作量、及び偏差角度θspの変化の一態様を示すタイムチャートである。

以下、本発明に係る運転支援装置、運転支援方法及び運転支援システムの実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施形態に係る運転支援システムのハードウェア構成の一態様を示すブロック図である。
なお、本実施形態の車両は、その一態様として、カメラやＧＰＳ（Global Positioning System）と地図情報とを併用するなどして車両前方の道路情報を読み取る装置、自律的に操舵可能なステアリング装置、車両の走行速度の情報や車両の走行状態，走行路面の摩擦係数μを推定するための情報などが集まる横滑り防止装置などを有する車両である。

車両１は、左前輪２，右前輪３，左後輪４，右後輪５を有した４輪車両であり、各車輪２−５は、液圧式ブレーキシステムを構成するホイルシリンダ６−９を具備する。
各ホイルシリンダ６−９の液圧は、横滑り防止装置に代表されるホイルシリンダ液圧制御装置（制動制御装置）１０によって調整される。
但し、車両１の制動装置は、液圧式の摩擦ブレーキに限定されず、電動式の摩擦ブレーキとすることができる。

エンジン１１は、電子制御スロットルを具備するなどして出力トルクが電子制御される内燃機関である。
ステアリング装置１２は、操舵アシスト力を発生するモータを備える電動パワーステアリング装置に代表される、操舵に関するアクチュエータを備えた自動操舵可能なステアリング装置である。

外界認識コントロールユニット１３は、地図情報やカメラによる撮像情報を処理して、自車前方の外界情報を取得する外界認識部である。
行動戦略コントローラ１４は、外界認識コントロールユニット１３により得られた外界情報に基づいて、路端情報、目標の走行経路（目標軌跡）などを演算するとともに、自車の車線逸脱リスク、車線逸脱を抑止するためのヨーモーメントなどを演算する。

また、運動戦略コントローラ１５は、行動戦略コントローラ１４で演算された目標軌跡、車線逸脱リスク、ヨーモーメントなどに基づき、目標軌跡に追従するためのブレーキ操作量を決定し、ブレーキ操作量の指令をホイルシリンダ液圧制御装置１０に出力する。
なお、外界認識コントロールユニット１３、行動戦略コントローラ１４、及び、運動戦略コントローラ１５は、それぞれマイクロコンピュータを備えるとともに車載ネットワークを介して他のユニットと通信可能に構成される。

図２は、運転支援システムの機能ブロック図である。
路面摩擦係数取得部（路面状態取得部）１０１は、車両１の車輪の接地路面の摩擦係数μに関する情報を取得する。
車両運転状態検出センサ１０２は、車両の運転状態に関する各種物理量を検出するセンサであり、車両１のヨーレートγ（旋回方向への回転角の変化速度）を検出するヨーレートセンサや、車両１の走行速度Ｖを検出する車速センサや、ブレーキ液圧を検出するセンサなどを含む。

車両諸元入力部１０３は、車両質量、輪荷重、重心点と前軸との距離、重心点と後軸との距離、トレッドなどの車両１の各種諸元に関する情報を入力する。
外界認識部１０４は、図１の外界認識コントロールユニット１３が有する機能部であり、地図情報やカメラによる撮像情報を処理して、自車前方の外界情報を取得する。

目標軌跡演算部１０５は、外界認識部１０４によって取得された自車前方の外界情報に基づいて目標軌跡（目標の走行経路）を演算する。
自車位置演算部１０６は、外界認識部１０４によって取得された自車前方の外界情報に基づいて自車の現在位置を演算する。

そして、前方注視点演算部１０７は、自車位置演算部１０６が演算した現在位置に基づき、現時点から所定時間後における自車の位置を示す前方注視点を演算する。
なお、目標軌跡、現在位置、及び前方注視点は、自車の走行経路に関する状態であり、目標軌跡演算部１０５、自車位置演算部１０６、及び、前方注視点演算部１０７は、走行経路演算部を構成する。

路端情報演算部１０８は、外界認識部１０４によって取得された自車前方の外界情報に基づいて、自車が走行する車線の路端（走行幅）を演算する。
目標点座標演算部１０９は、目標軌跡演算部１０５で演算された目標軌跡と、前方注視点演算部１０７で演算された前方注視点とに基づいて、前方注視点から最近傍の目標軌跡上の点を目標点座標として演算する。

限界モーメント演算部（第２モーメント演算部）１１０は、路面摩擦係数取得部１０１で取得された車両１の車輪の接地路面の摩擦係数μ、車両諸元入力部１０３によって入力されたトレッド、輪荷重などの車両１の諸元、車両運転状態検出センサ１０２で検出された自車の運転状態に関する物理量（第２物理量）である各輪のブレーキ液圧（制動力）に基づいて、そのときの摩擦係数μ及びブレーキ液圧（制動力）の条件下で自車に発生させることが可能な最大ヨーモーメントＭmyu（第２モーメント）を演算する。

ブレーキモーメント演算部（第１モーメント演算部）１１１は、目標点座標、前方注視点、現在位置などの自車の走行経路に関する情報、車両運転状態検出センサ１０２で検出された走行速度やヨーレートなどの自車の運転状態に関する物理量（第１物理量）、車両諸元入力部１０３によって入力された車両質量、重心点と前軸との距離、重心点と後軸との距離などの車両１の諸元に基づいて、自車が目標軌跡に追従するために必要な要求ヨーモーメントＭreq（第１モーメント）を演算する。

偏差角度演算部１１２は、自車の現在位置と前方注視点（所定時間後の自車位置を示す前方位置）とを結ぶ第１直線と、自車の現在位置と目標点座標（走行経路上に位置する目標位置）とを結ぶ第２直線と、のなす角である偏差角度θspを演算する。
車線逸脱リスク演算部１１３は、自車が走行する走行幅から逸脱するリスクである車線逸脱リスクＣＯＲを、路端情報演算部１０８で演算された路端情報、前方注視点演算部１０７で演算された前方注視点に基づいて演算する。

なお、本願において、走行幅とは、車線幅（路端）や障害物などを考慮した、車両が走行可能な道路幅を示し、車線逸脱リスクＣＯＲは、その値が大きいほど走行幅からの逸脱する可能性が高いことを示す。
車線逸脱リスク演算部１１３は、走行幅ＲＷ内の目標軌跡上の位置（目標点座標）を基準位置とし、この基準位置から左右方向に離れるにしたがって車線逸脱リスクＣＯＲがより大きくなるように分布されるリスクマップを作成し、このリスクマップを参照して前方注視点での車線逸脱リスクＣＯＲを演算する。

行動戦略コントローラ１４は、前述した、目標軌跡演算部１０５、自車位置演算部１０６、前方注視点演算部１０７、路端情報演算部１０８、目標点座標演算部１０９、限界モーメント演算部１１０、ブレーキモーメント演算部１１１、偏差角度演算部１１２、車線逸脱リスク演算部１１３としての機能をソフトウェアとして備える。
そして、行動戦略コントローラ１４は、最大ヨーモーメントＭmyu、要求ヨーモーメントＭreq、偏差角度θsp、車線逸脱リスクＣＯＲの情報を、運動戦略コントローラ１５に出力する。

運動戦略コントローラ１５は、最大ヨーモーメントＭmyu、要求ヨーモーメントＭreq、偏差角度θsp、車線逸脱リスクＣＯＲに基づき、自車を目標軌跡に追従させるための制動力制御における４輪への制動力配分を決定し、ホイルシリンダ液圧制御装置１０に出力する。
図３のフローチャートは、行動戦略コントローラ１４及び運動戦略コントローラ１５による制動力制御の流れを示す。

行動戦略コントローラ１４は、ステップＳ３０１で、外界認識部１０４によって取得された自車前方の外界情報に基づき、自車の現在位置を表す現在位置座標（Ｘv，Ｙv）を演算するとともに前方の道路形状や障害物などを加味して目標軌跡を演算する。
更に、行動戦略コントローラ１４は、ステップＳ３０１で、現在位置座標（Ｘv，Ｙv）に基づき、現在から所定時間後の自車位置を示す前方注視点（Ｘs，Ｙs）を演算する。

次いで、行動戦略コントローラ１４は、ステップＳ３０２で、前方注視点（Ｘs，Ｙs）から最も近い目標軌跡上の点を目標点座標（Ｘp，Ｙp）として演算し、目標点座標（Ｘp，Ｙp）、前方注視点（Ｘs，Ｙs）、及び現在位置座標（Ｘv，Ｙv）に基づき、自車が目標軌跡上を走行し続けるための要求ヨーモーメントＭreqを演算する。

行動戦略コントローラ１４は、要求ヨーモーメントＭreqを演算するために、まず、外界認識部１０４で得られた外界情報に基づき求めた目標軌跡に沿って車両１を走行させるために必要なヨーレートである経路規範ヨーレートγcoを、走行速度Ｖや旋回支援角αから演算する。
γco＝Ｖ×Ｋco
なお、Ｋcoは、旋回支援角αを変数とする関数値である。

次いで、行動戦略コントローラ１４は、車両１に発生している実ヨーレートγcaを、車両運転状態検出センサ１０２（ヨーレートセンサ）の出力に基づいて検出し、経路規範ヨーレートγcoと実ヨーレートγcaとの偏差であるヨーレート偏差Δγ（Δγ＝γco−γca）を演算する。
上記のヨーレート偏差Δγは、自車が目標軌跡に留まるために必要なヨーレートである。

更に、行動戦略コントローラ１４は、ヨーレート偏差Δγなどに基づいて、数１にしたがって要求ヨーモーメントＭreqを演算する。
なお、正の要求ヨーモーメントＭreqは右旋回モーメントを表し、負の要求ヨーモーメントＭreqは左旋回モーメントを表すものとする。
数１において、ｍは車両質量、Ｖは走行速度、Ｋfは前輪のコーナリングパワー、Ｋrは後輪のコーナリングパワー、ｌfは車両１の重心点と前軸との距離、ｌrは車両１の重心点と後前軸との距離、ｌは車両１のホイルベースである。

上記のようにして、行動戦略コントローラ１４は、ステップＳ３０２で要求ヨーモーメントＭreqを演算すると、次のステップＳ３０３で、現在位置座標（Ｘv，Ｙv）と前方注視点（Ｘs，Ｙs）とを結ぶ第１直線と、現在位置座標（Ｘv，Ｙv）と目標点座標（Ｘp，Ｙp）とを結ぶ第２直線と、のなす角である偏差角度θspを演算する。
ここで、行動戦略コントローラ１４は、現在位置座標（Ｘv，Ｙv）から前方注視点（Ｘs，Ｙs）までの距離Ｇvs、前方注視点（Ｘs，Ｙs）から目標点座標（Ｘp，Ｙp）までの距離Ｇps、及び、目標点座標（Ｘp，Ｙp）から現在位置座標（Ｘv，Ｙv）までの距離Ｇpvを演算する。そして、行動戦略コントローラ１４は、距離Ｇvs、Ｇps、Ｇpvのデータに基づき余弦定理によって偏差角度θspを演算する。

次いで、行動戦略コントローラ１４は、ステップＳ３０４で、走行路面の摩擦係数μに基づき、現在の制動力によって発生させることが可能な最大ヨーモーメントＭmyuを演算する。
例えば、自車が左へ旋回する場合は旋回内輪が左輪となるため、行動戦略コントローラ１４は、達成可能な最大ヨーモーメントＭmyuを数２にしたがって演算する。
但し、数２において、maxF(x)_FLは左前輪制動力、maxF(x)_RLは左後輪制動力、ＷＦ_FLは左前輪荷重、ＷＦ_RLは左後輪荷重、μは路面摩擦係数、Ｔredは車両１のトレッド（左右輪の中心間距離）である。

次いで、行動戦略コントローラ１４は、ステップＳ３０５で、前方注視点（Ｘs，Ｙs）での車線逸脱リスクＣＯＲを演算する。
なお、車線逸脱リスクＣＯＲは、その値が大きいほど自車が走行幅ＲＷから逸脱（コースアウト）する確率が高いことを示す。
行動戦略コントローラ１４は、前方注視点（Ｘs，Ｙs）における走行幅ＲＷ内での車線逸脱リスクＣＯＲの分布を示すリスクマップを作成し、このリスクマップを参照して前方注視点（Ｘs，Ｙs）での車線逸脱リスクＣＯＲを演算する。

以下では、行動戦略コントローラ１４（車線逸脱リスク演算部１１３）によるリスクマップの作成手順の一態様を説明する。
行動戦略コントローラ１４は、図４に示すように、走行幅ＲＷの左端から目標点座標（Ｘp，Ｙp）までの距離ＤＬ、走行幅ＲＷの右端から目標点座標（Ｘp，Ｙp）までの距離ＤＲに応じて、車線逸脱リスクＣＯＲを指数関数的に増大させる領域、車線逸脱リスクＣＯＲを零とする領域を設定する。

例えば、行動戦略コントローラ１４は、走行幅ＲＷの左端から距離ＤＬの所定割合Ｒ（０＜Ｒ＜1.0）だけ離れた走行幅ＲＷ内の位置を第１起点とし、当該第１起点から走行幅ＲＷの左端に近づくにしたがって車線逸脱リスクＣＯＲを指数関数的に増加させるとともに、走行幅ＲＷの右端から距離ＤＲの所定割合Ｒ（０＜Ｒ＜1.0）だけ離れた走行幅ＲＷ内の位置を第２起点とし、当該第２起点から走行幅ＲＷの左端に近づくにしたがって車線逸脱リスクＣＯＲを指数関数的に増加させ、更に、第１起点と第２起点とで挟まれる領域での車線逸脱リスクＣＯＲを零に設定する。

行動戦略コントローラ１４は、前述のようにして、要求ヨーモーメントＭreq、最大ヨーモーメントＭmyu、偏差角度θsp、及び車線逸脱リスクＣＯＲを演算し、これらの演算結果を運動戦略コントローラ１５に出力する。
そして、運動戦略コントローラ１５は、ステップＳ３０６で、要求ヨーモーメントＭreqと最大ヨーモーメントＭmyuとを比較する。
なお、本願で、正のヨーモーメントは右旋回モーメントを表し、負のヨーモーメントは左旋回モーメントを表すので、運動戦略コントローラ１５は、ステップＳ３０６で、要求ヨーモーメントＭreqの絶対値と、最大ヨーモーメントＭmyuの絶対値とを比較する。

ここで、要求ヨーモーメントＭreqが最大ヨーモーメントＭmyu以下である（Ｍmyu≧Ｍreq）とき、は、現在の摩擦係数μの条件下で要求ヨーモーメントＭreqを発生させることができることになる。
この場合、運動戦略コントローラ１５は、ステップＳ３０７に進み、前後の旋回内輪に制動力を発生させる指令をホイルシリンダ液圧制御装置１０に出力して、車両１を減速させつつ要求ヨーモーメントＭreqを車両１に付与する。

つまり、運動戦略コントローラ１５は、ステップＳ３０７において、前後輪において旋回外輪の制動力より旋回内輪の制動力を大きくして左右輪で制動力差を発生させる制動制御を行って、自車を目標軌跡に追従させるためのヨーモーメントを発生させる。
そして、車両１を減速させつつ要求ヨーモーメントＭreqを車両１に付与することで、車両の走行状態が安定化する。

一方、要求ヨーモーメントＭreqが最大ヨーモーメントＭmyuより大きい（Ｍmyu＜Ｍreq）とき、つまり、自車が目標軌跡に追従するために必要なモーメントより自車に発生させることが可能なモーメントが小さい場合、前後の旋回内輪に制動を掛ける制御では現在の摩擦係数μの条件下で要求ヨーモーメントＭreqを発生させることができないことになる。
この場合、運動戦略コントローラ１５は、前後の旋回内輪に制動を掛ける制動制御から、前輪に発生させる制動力よりも後輪に発生させる制動力を大きくする制動制御に切り替える。

一般に、車両１に発生するヨーモーメントＭveは、数３で表される。
数３において、ＦＹfは前輪２輪の横力合力、ＦＹrは後輪２輪の横力合力、ｌfは車両１の重心点と前軸との距離、ｌrは車両１の重心点と後前軸との距離である。

数３から、車両１に発生するヨーモーメントＭveは、後輪２輪の横力合力ＦＹrが零に近くなるほど大きくなることが分かる。また、制駆動力が大きくなると横力は小さくなる。
そこで、運動戦略コントローラ１５は、要求ヨーモーメントＭreqが最大ヨーモーメントＭmyuより大きいときは、前後の旋回内輪に制動を掛ける制動制御に代えて、前輪に対して後輪に発生させる制動力を大きくする、換言すれば、前輪への制動力分配を低くする一方で後輪への制動力分配を大きくする制動制御を実施する。

ここで、運動戦略コントローラ１５は、前輪に対して後輪に発生させる制動力を大きくする制動制御の一態様として、前輪の制動を止め後輪のみへ制動力を付与する制動制御を実施する。
後輪の制動力が大きくなると、後輪２輪の横力合力ＦＹrが零に近づくことで、車両１に発生するヨーモーメントＭveが大きくなり、要求ヨーモーメントＭreqを発生させることが可能になる。
つまり、路面の摩擦係数μが低く最大ヨーモーメントＭmyuが要求ヨーモーメントＭreqよりも小さくなっても、前輪の制動を止め後輪のみへ制動力を付与する制動制御によって要求ヨーモーメントＭreqを発生させ、自車の車線逸脱を抑制できる。

以下、Ｍmyu＜Ｍreqであるときの運動戦略コントローラ１５による制動力制御を詳細に説明する。
まず、運動戦略コントローラ１５は、制動制御の切り替えを実施する前に、ステップＳ３０８で、行動戦略コントローラ１４（車線逸脱リスク演算部１１３）によって演算された車線逸脱リスクＣＯＲが閾値ＴＨＲよりも高いか否かを判断することで、車両１が走行幅ＲＷから逸脱する可能性が設定よりも高いか否かを判断する。

そして、運動戦略コントローラ１５は、車線逸脱リスクＣＯＲが閾値ＴＨＲよりも高く、自車が走行する走行幅ＲＷから逸脱する可能性が設定値を超える場合、ステップＳ３０９で、全輪（４輪）にフル制動を掛ける指令（全輪に制動力を付与する指令）を、ホイルシリンダ液圧制御装置１０に出力する。
つまり、車線逸脱リスクＣＯＲが閾値ＴＨＲよりも高く、車両１が走行幅ＲＷから逸脱する可能性が設定よりも高い場合、運動戦略コントローラ１５は、目標軌跡の追従よりも減速を優先して全輪フル制動の指令を出力することで、逸脱時の運動エネルギー（壁面衝突エネルギー）を軽減する。

図５は、車両１の旋回時における車両挙動と車線逸脱リスクＣＯＲとの相関の一態様を示す。
車線逸脱リスクＣＯＲは、走行幅ＲＷの端（路端）に近づくほどより大きな値に設定され、図５のＡのように車両１が路端に極端に近づくと車線逸脱リスクＣＯＲが閾値ＴＨＲを超えることになる。
このとき、運動戦略コントローラ１５は、全輪フル制動を指令し、車線逸脱の抑制や逸脱時の走行速度（運動エネルギー）の低下を図る。

なお、フル制動とは、車両１を急減速させるときの制動状態を示し、運動戦略コントローラ１５は、最大液圧若しくは最大液圧近傍の液圧を全輪（４輪）それぞれに与える指令をホイルシリンダ液圧制御装置１０に出力する。
運動戦略コントローラ１５が、前後の旋回内輪に制動力を付与する指令から全輪フル制動の指令に切り替えると、前後の旋回外輪に発生する制動力が増大し、また、前輪に対して後輪に発生させる制動力を大きくする指令から全輪フル制動の指令に切り替えると、前輪に発生する制動力が増大することになる。

一方、運動戦略コントローラ１５は、行動戦略コントローラ１４（車線逸脱リスク演算部１１３）によって演算された車線逸脱リスクＣＯＲが閾値ＴＨＲ以下である場合、換言すれば、全輪フル制動が要求される状態でない場合、ステップＳ３０８からステップＳ３１０に進み、偏差角度θspが設定角度ＴＨθ以下であるか否かを判断する。
例えば、図５のＢのように、自車から走行幅ＲＷの端（路端）までの距離が確保されていて車線逸脱リスクＣＯＲが閾値ＴＨＲを下回るものの、自車がアンダーステア傾向を示して偏差角度θspが大きくなっている場合は、今後、自車が走行幅ＲＷの端（路端）に近づいて車線逸脱リスクＣＯＲが高まる可能性があって、制動によってヨーモーメントを速やかに付与することが望まれる。

一方、図５のＣのように、自車から走行幅ＲＷの端（路端）までの距離が確保されていて車線逸脱リスクＣＯＲが閾値ＴＨＲを下回り、かつ、自車のアンダーステア傾向が小さく偏差角度θspが小さい場合は、車線逸脱リスクＣＯＲは比較的低い値で推移すると想定される。
ここで、後輪の制動力が高める制動制御は、ヨーモーメントが急峻に発生することで、車両１の走行安定性を損なう場合があり、車線逸脱リスクＣＯＲが比較的低い値で推移すると想定されるときに、走行安定性を損なう可能性がある制動制御を行うことは得策ではない。

そこで、運動戦略コントローラ１５は、偏差角度θspが設定角度ＴＨθ以下であって、車線逸脱に至るまで比較的余裕があり、車線逸脱を抑制するための制動制御の緊急性が低い場合、ステップＳ３１１に進んで、前輪に対して後輪に発生させる制動力を大きくする制動制御をキャンセルする指令をホイルシリンダ液圧制御装置１０に出力する。
前輪に対して後輪に発生させる制動力を大きくする制動制御がキャンセルされることで、後輪の制動力を下がって後輪の横力が速やかに回復し、旋回状態での車両１の走行安定性が向上する。換言すれば、前輪に対して後輪に発生させる制動力を大きくする制動制御は、偏差角度θspが設定角度ＴＨθを超えるときに実施されることが好ましい。

一方、運動戦略コントローラ１５は、ステップＳ３１０で、偏差角度θspが設定角度ＴＨθよりも大きいと判断すると、ステップＳ３１２に進み、前輪に対して後輪に発生させる制動力が大きくなる制動指令をホイルシリンダ液圧制御装置１０に出力することで、車両１が車線逸脱に至ることを抑止する。
つまり、偏差角度θspが設定角度ＴＨθを超えている場合、設定角度ＴＨθ以下である場合よりも車線逸脱に至る可能性が高く、車線逸脱を抑制するための制動制御の緊急性が高いので、運動戦略コントローラ１５は、前輪に対して後輪に発生させる制動力（液圧）を大きくする制動制御の実施を指令する。

車両１に発生するヨーモーメントＭveは前述の数３で表され、後輪の横力合力ＦＹrが零に近くなるほどヨーモーメントＭveは大きくなり、後輪の制動力を増やすことで後輪の横力合力ＦＹrは零に近づく。
このため、運動戦略コントローラ１５は、前輪に発生させる制動力を零とし後輪のみに制動力を発生させる制動指令をホイルシリンダ液圧制御装置１０に出力することで、要求ヨーモーメントＭreqを達成する。
但し、運動戦略コントローラ１５は、前輪に制動力を発生させつつ（前輪制動力≠零としつつ）後輪に発生させる制動力を前輪よりも大きくする指令を出力することができる。

運動戦略コントローラ１５は、前輪に対して後輪に発生させる制動力を大きくすることで、車両１をスピンターンのような旋回状態としてヨーモーメントを発生させる。
これにより、摩擦係数μが低い路面で旋回時にアンダーステア状態になった場合でも、車線逸脱を抑制し、目標軌跡に追従させることができる。

なお、アンダーステア状態になった場合、ステアリング操作で車両１を旋回させることは難しいため、仮にステアリング制御が介入したとしても、運動戦略コントローラ１５が制動力制御を実施することで、車線逸脱を抑止できることになる。
また、運動戦略コントローラ１５が上記の制動力制御の機能を有する場合、路面の摩擦係数μが低くアンダーステアが発生する状況において、前輪に対して後輪に発生する制動力（液圧）が大きくなる。そして、前輪に対して後輪に発生する制動力（液圧）が大きい状態で自車が路端に極端に近づくと、フル制動に切り替えられることになる。

ここで、運動戦略コントローラ１５は、後輪の液圧操作量（後輪の制動力）の指令値を、車線逸脱リスクＣＯＲ及び偏差角度θspに応じて変更する。
詳細には、運動戦略コントローラ１５は、車線逸脱リスクＣＯＲ及び偏差角度θspを変数としてゲインＧＢ（ＧＢ≧1.0）を記憶するゲインマップを参照し、そのときの車線逸脱リスクＣＯＲ及び偏差角度θspに対応するゲインＧＢを検索し、検索したゲインＧＢに基づき後輪の液圧操作量の指令値を決定する。

ここで、車線逸脱リスクＣＯＲが高いほど車線逸脱の可能性が高いことを示し、また、偏差角度θspが大きいほど車線逸脱の可能性が高いことを示す。そこで、運動戦略コントローラ１５は、車線逸脱リスクＣＯＲが高いほど後輪の液圧操作量のゲインＧＢを大きくし、また、偏差角度θspが大きいほど後輪の液圧操作量のゲインＧＢを大きくする。

つまり、運動戦略コントローラ１５は、車線逸脱リスクＣＯＲが高いほど後輪に発生させる制動力を大きくし、また、偏差角度θspが大きいほど後輪に発生させる制動力を大きくして、要求ヨーモーメントＭreqを速やかに達成させる。
換言すれば、車線逸脱リスクＣＯＲが高いほど、また、偏差角度θspが大きいほど、車線逸脱に至る可能性が高く、このとき、運動戦略コントローラ１５は、ゲインＧＢを大きくして要求ヨーモーメントＭreqを速やかに達成させることで、車線逸脱を応答よく抑制できる。

図６は、ゲインマップの一態様を示す。
図６は、車線逸脱リスクＣＯＲの最大値が1.0になるように正規化される場合であって、ゲインＧＢが１から最大値である1.4までの間で可変に設定される場合を例示する。
図６では、偏差角度θspが小さくかつ車線逸脱リスクＣＯＲが低い領域では、ゲインＧＢは1.0に設定され、後輪の液圧操作量（制動力）は基本値に設定される。

一方、偏差角度θspが大きくなるにしたがってゲインＧＢはより大きな値に変更され、また、車線逸脱リスクＣＯＲが高くなるにしたがってゲインＧＢはより大きな値に変更され、ゲインＧＢが大きくなるほど後輪の液圧操作量（制動力）はより大きな値に変更される。
つまり、自車の走行経路に対するアンダーステアの傾向が大きくなるにしたがって偏差角度θspが大きくなり、運動戦略コントローラ（制動力出力部）１５は、偏差角度θspが大きくなるにしたがって前輪に対して後輪に発生させる制動力がより大きくなる指令をホイルシリンダ液圧制御装置１０に出力し、要求ヨーモーメントＭreqを速やかに達成させる。

そして、偏差角度θspが小さくなると、運動戦略コントローラ１５は、後輪に発生させる制動力を下げることで、後輪の横力を速やかに回復させ、車両１を安定化させる。
また、運動戦略コントローラ１５は、前輪に対して後輪に発生させる制動力を大きくする制動制御において、後輪の左右輪への液圧配分（制動力配分）を、車線逸脱リスクＣＯＲ及び偏差角度θspに応じて変更する。
ここで、運動戦略コントローラ１５は、車線逸脱リスクＣＯＲが低くかつ偏差角度θspが小さい場合、後輪のうちの旋回外輪よりも旋回内輪により大きな制動力を付与することで、走行安定性と旋回性とを両立させる。

一方、運動戦略コントローラ１５は、車線逸脱リスクＣＯＲが高い場合、又は、偏差角度θspが大きい場合、後輪の左右輪における制動力差を小さくして後輪の左右輪に制動を掛けることで後輪２輪の横力合力ＦＹr（数３参照）を零に近づけて要求ヨーモーメントＭreqを発生させる。
つまり、運動戦略コントローラ１５は、偏差角度θspが小さくなるにしたがって、後輪の旋回内輪に発生させる制動力が後輪の旋回外輪に発生させる制動力より大きくなる指令をホイルシリンダ液圧制御装置１０へ出力し、偏差角度θspが大きくなるにしたがって、後輪の旋回内輪に発生させる制動力と前記後輪の旋回外輪に発生させる制動力との差が小さくなる指令をホイルシリンダ液圧制御装置１０へ出力する。

更に、運動戦略コントローラ１５は、車線逸脱リスクＣＯＲが小さくなるにしたがって、後輪の旋回内輪に発生させる制動力が後輪の旋回外輪に発生させる制動力より大きくなる指令をホイルシリンダ液圧制御装置１０へ出力し、車線逸脱リスクＣＯＲが大きくなるにしたがって、後輪の旋回内輪に発生させる制動力と後輪の旋回外輪に発生させる制動力との差が小さくなる指令をホイルシリンダ液圧制御装置１０へ出力する。

図７は、後輪のうちの旋回内輪への液圧配分ＦＰＤ（％）と、車線逸脱リスクＣＯＲ及び偏差角度θspとの相関の一態様を示す。
図７は、車線逸脱リスクＣＯＲの最大値が1.0になるように正規化される場合であって、液圧配分ＦＰＤが５０％から１００％までの間で可変に設定される場合の液圧配分マップを例示する。

運動戦略コントローラ１５は、図７のマップを参照して液圧配分ＦＰＤを決定することで、車線逸脱リスクＣＯＲが低くかつ偏差角度θspが小さい領域では液圧配分ＦＰＤを１００％に設定する。これによって、後輪のうち旋回外輪に付与する制動力が零となり、後輪のうち旋回内輪のみに制動力が付与され、走行安定性と旋回性とが両立される。
一方、運動戦略コントローラ１５は、図７のマップを参照して液圧配分ＦＰＤを決定することで、車線逸脱リスクＣＯＲが高くなるほど後輪のうち旋回外輪に付与する制動力を増やし、相対的に旋回内輪に付与する制動力を減らして、旋回外輪と旋回内輪との制動力差を小さくすることで、後輪２輪の横力合力ＦＹrを零に近づけ、要求ヨーモーメントＭreqを発生させる。

また、運動戦略コントローラ１５は、図７のマップを参照して液圧配分ＦＰＤを決定することで、偏差角度θspが大きくなるほど、後輪のうち旋回外輪に付与する制動力を増やし、相対的に旋回内輪に付与する制動力を減らして、旋回外輪と旋回内輪との制動力差を小さくすることで、後輪２輪の横力合力ＦＹrを零に近づけ、要求ヨーモーメントＭreqを発生させる。

図８は、図３のフローチャートにしたがって行動戦略コントローラ１４及び運動戦略コントローラ１５が制動制御を行ったときの右旋回時における要求ヨーモーメントＭreq、各輪への液圧操作量、偏差角度θspの変化の一態様を示すタイムチャートである。
図８の時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間は、要求ヨーモーメントＭreqが最大ヨーモーメントＭmyu以下であり（Ｍmyu≧Ｍreq）、このとき、運動戦略コントローラ１５は、前輪の旋回内輪（右前輪ＦＲ）及び後輪の旋回内輪（右後輪ＲＲ）に液圧を付与して要求ヨーモーメントＭreqを発生させる。

また、時刻ｔ２以降で、要求ヨーモーメントＭreqが最大ヨーモーメントＭmyuより大きくなると（Ｍmyu＜Ｍreq）、運動戦略コントローラ１５は、前輪に付与する液圧を下げ後輪に付与する液圧を上げることで後輪２輪の横力合力ＦＹrを零に近づけ、車両１に発生するヨーモーメントＭve（右旋回モーメント）を大きくする。
後輪に付与する液圧を上げることで大きなヨーモーメントＭve（右旋回モーメント）が発生すると、偏差角度θspは減少変化し、運動戦略コントローラ１５は、時刻ｔ３において偏差角度θspが所定値にまで低下すると、自車を目標軌跡に追従させる（車線逸脱を抑制する）ための制動制御を終了させる。

また、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの間は、要求ヨーモーメントＭreqが最大ヨーモーメントＭmyu以下であり（Ｍmyu≧Ｍreq）、このとき、運動戦略コントローラ１５は、前輪の旋回内輪（右前輪ＦＲ）及び後輪の旋回内輪（右後輪ＲＲ）に液圧を付与して要求ヨーモーメントＭreqを発生させる。

上記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、適宜組み合わせて使用することができる。
また、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。

例えば、行動戦略コントローラ１４（車線逸脱リスク演算部１１３）は、道路曲率、車両速度、路面摩擦係数、オーバーステア傾向／アンダーステア傾向などの走行条件のいずれかに応じて、リスクマップのリスク分布を変更することができる。
また、運動戦略コントローラ１５は、前輪に対して後輪に発生する制動力（液圧）を大きくする制動制御において、要求ヨーモーメントＭreqと最大ヨーモーメントＭmyuとの偏差、偏差角度θsp、車線逸脱リスクＣＯＲのうちの少なくとも１つに応じて、前輪に発生させる制動力と後輪に発生させる制動力との差を変更することができる。

また、図１の運転支援システムは、要求ヨーモーメントＭreq、最大ヨーモーメントＭmyuなどを演算する行動戦略コントローラ１４と、要求ヨーモーメントＭreq、最大ヨーモーメントＭmyuなどに基づき制動力配分を決定する運動戦略コントローラ１５とを備えるが、要求ヨーモーメントＭreq、最大ヨーモーメントＭmyuなどの演算処理と制動力配分の演算処理とを１つのコントローラで行わせることができ、また、３つ以上のコントローラで演算処理機能を分担することができる。
更に、行動戦略コントローラ１４において、目標点座標、前方注視点、路端情報、自車位置などの演算を行い、運動戦略コントローラ１５において、要求ヨーモーメントＭreq、最大ヨーモーメントＭmyuの演算、制動力配分の演算などを行う構成とすることができ、行動戦略コントローラ１４での演算処理機能と運動戦略コントローラ１５での演算処理機能とを、図２の態様に限定するものではない。

１…車両、６−９…ホイルシリンダ、１０…ホイルシリンダ液圧制御装置（制動制御装置）１２…ステアリング装置、１３…外界認識コントロールユニット、１４…行動戦略コントローラ、１５…運動戦略コントローラ、１０１…路面摩擦係数取得部（路面状態取得部）、１０２…車両運転状態検出センサ、１０３…車両諸元入力部、１０４…外界認識部、１０５…目標軌跡演算部、１０６…自車位置演算部、１０７…前方注視点演算部、１０８…路端情報演算部、１０９…目標点座標演算部、１１０…限界モーメント演算部、１１１…ブレーキモーメント演算部、１１２…偏差角度演算部、１１３…車線逸脱リスク演算部

Claims (11)

1. 外界認識部より取得された自車の外界情報に基づいて求められた前記自車の走行経路に関する情報と、車両運動状態検出センサより入力された前記自車の運動状態に関する第１物理量と、前記自車の諸元と、に基づいて前記自車が前記走行経路に追従するために必要なモーメントである第１モーメントを求め、
   路面状態取得部より取得された前記自車の車輪の接地路面の摩擦係数と、前記車両運動状態検出センサより入力された前記自車の運動状態に関する第２物理量と、に基づいて前記自車に発生させることが可能なモーメントである第２モーメントを求め、
   前記第１モーメントより前記第２モーメントが小さい場合、前記車輪のうち前輪に対して後輪に発生させる制動力が大きくなる指令を制動制御装置へ出力することを特徴とする運転支援装置。
2. 請求項１に記載の運転支援装置において、
   前記外界情報に基づいて求められた前記自車が走行する走行幅からの逸脱リスクが所定値を超える場合、前記車輪の全輪に制動力を付与する指令を前記制動制御装置へ出力することを特徴とする運転支援装置。
3. 請求項２に記載の運転支援装置において、
   前記外界情報に基づいて求められた前記自車の現在位置と前記現在位置に基づいて求められた所定時間後の前記自車の位置を示す前方位置とを結ぶ第１直線と、前記現在位置と前記走行経路に位置する目標位置とを結ぶ第２直線と、のなす角である偏差角度が所定角度を超える場合、前記車輪のうち前輪に対して後輪に発生させる制動力が大きくなる指令を制動制御装置へ出力することを特徴とする運転支援装置。
4. 請求項３に記載の運転支援装置において、
   前記偏差角度が小さくなるにしたがって、前記後輪の旋回内輪に発生させる制動力が前記後輪の旋回外輪に発生させる制動力より大きくなる指令を前記制動制御装置へ出力し、
   前記偏差角度が大きくなるにしたがって、前記後輪の旋回内輪に発生させる制動力と前記後輪の旋回外輪に発生させる制動力との差が小さくなる指令を前記制動制御装置へ出力することを特徴とする運転支援装置。
5. 請求項３に記載の運転支援装置において、
   前記逸脱リスクが小さくなるにしたがって、前記後輪の旋回内輪に発生させる制動力が前記後輪の旋回外輪に発生させる制動力より大きくなる指令を前記制動制御装置へ出力し、
   前記逸脱リスクが大きくなるにしたがって、前記後輪の旋回内輪に発生させる制動力と前記後輪の旋回外輪に発生させる制動力との差が小さくなる指令を前記制動制御装置へ出力することを特徴とする運転支援装置。
6. 請求項１に記載の運転支援装置において、
   前記第２モーメントより前記第１モーメント以上となる場合、前記車輪のうち旋回内輪に制動力を発生させる指令を制動制御装置へ出力することを特徴とする運転支援装置。
7. 請求項１に記載の運転支援装置において、
   前記外界情報に基づいて求められた前記自車の現在位置と前記現在位置に基づいて求められた所定時間後の前記自車の位置を示す前方位置とを結ぶ第１直線と、前記現在位置と前記走行経路に位置する目標位置とを結ぶ第２直線と、のなす角である偏差角度が所定角度を超える場合、
   前記車輪のうち前輪に対して後輪に発生させる制動力が大きくなる指令を制動制御装置へ出力し、かつ、
   前記偏差角度が小さくなるにしたがって、前記後輪の旋回内輪に発生させる制動力が前記後輪の旋回外輪に発生させる制動力より大きくなる指令を前記制動制御装置へ出力し、
   前記偏差角度が大きくなるにしたがって、前記後輪の旋回内輪に発生させる制動力と前記後輪の旋回外輪に発生させる制動力との差が小さくなる指令を前記制動制御装置へ出力することを特徴とする運転支援装置。
8. 外界認識部により取得された自車の外界情報に基づいて求められた前記自車の走行経路に対するアンダーステアの傾向が大きくなるにしたがって、
   前記自車の車輪のうち前輪に対して後輪に発生させる制動力が大きくなる指令を制動制御装置へ出力することを特徴とする運転支援装置。
9. 請求項８に記載の運転支援装置において、
   前記自車が走行する走行幅の端に近づくにしたがって、前記前輪に対して前記後輪に発生させる制動力が大きくなる指令から、前記車輪の全輪に制動力を付与する指令に切り替えて前記制動制御装置へ出力することを特徴とする運転支援装置。
10. 外界認識部より取得された自車の外界情報に基づいて求められた前記自車の走行経路に関する情報と、車両運動状態検出センサより入力された前記自車の運動状態に関する第１物理量と、前記自車の諸元と、に基づいて前記自車が前記走行経路に追従するために必要なモーメントである第１モーメントを求め、
    路面状態取得部より取得された前記自車の車輪の接地路面の摩擦係数と、前記車両運動状態検出センサより入力された前記自車の運動状態に関する第２物理量と、に基づいて前記自車に発生させることが可能なモーメントである第２モーメントを求め、
    前記第１モーメントより前記第２モーメントが小さい場合、前記車輪のうち前輪に対して後輪に発生させる制動力が大きくなる指令を制動制御装置へ出力することを特徴とする運転支援方法。
11. 車両の前方の外界情報を取得する外界認識部と、
    前記外界認識部より取得された前記車両の前方の外界情報に基づいて前記車両の走行経路に関する情報を求める走行経路演算部と、
    前記車両の運動状態に関する物理量を検出する車両運動状態検出センサと、
    前記車両の諸元に関する情報が入力される車両諸元入力部と、
    前記走行経路演算部により求められた前記車両の走行経路に関する情報と、前記車両運動状態検出センサにより検出された前記車両の運動状態に関する第１の物理量と、前記車両諸元入力部により入力された前記車両の諸元と、に基づいて前記車両が前記走行経路に追従するために必要なモーメントである第１モーメントを求める第１モーメント演算部と、
    前記車両の車輪の接地路面の摩擦係数を取得する路面摩擦係数取得部と、
    前記路面摩擦係数取得部により取得された前記車両の車輪の接地路面の摩擦係数と、前記車両運動状態検出センサにより検出された前記車両の運動状態に関する第２の物理量と、に基づいて前記車両に発生させることが可能なモーメントである第２モーメントを求める第２モーメント演算部と、
    前記第１モーメント演算部により求められた前記第１モーメントと、前記第２モーメント演算部により求められた前記第２モーメントと、を比較し、前記第１モーメントより前記第２モーメントが小さい場合、前記車輪のうち前輪に対して後輪に発生させる制動力が大きくなる指令を制動制御装置へ出力する制動力出力部と、
    を備えることを特徴とする運転支援システム。