JP2022063482A - 車両の制御装置および車両の制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】車両を自動で旋回させる機能を備え、転舵装置に異常が検出されている場合に他の装置を転舵装置の替わりとして作動させて旋回を行わせる車両の制御装置に関して、替わりとして作動される装置の負荷が高くなることを抑制する。【解決手段】制御装置１０は、走行経路に従って車両を自動で旋回させる自動旋回制御を実行する制御部１２を備えている。転舵装置９１，９２の異常が検出されている場合に、制御部１２は、制動装置９４および駆動装置９３のうちの少なくとも一方を転舵装置９１，９２に替えて作動させる代替装置とする。制御部１２は、代替装置を作動させることによって自動旋回制御を実行すると仮定した場合の代替装置への負荷を予測値として算出する。制御部１２は、代替装置に対して許容できる負荷の値の集合である許容領域に上記予測値が含まれているときには、代替装置を制御することによって自動旋回制御を実行する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両を自動で旋回させる車両の制御装置および車両の制御プログラムに関する。

特許文献１には、自動で操舵を行う車両の制御装置が開示されている。特許文献１に開示されている制御装置では、車輪の舵角を変更する転舵装置に異常があるときに他の装置を代替として使用して自動操舵を継続するように構成されている。

特開２０１２－２３２６７６号公報

特許文献１に開示されている制御装置のように、異常が生じた転舵装置の代替として他の装置を作動させることによって自動操舵を継続するようにした場合には、他の装置の作動が長く継続される等の要因によって他の装置にかかる負荷が高くなることがある。

上記課題を解決するための車両の制御装置は、車両の車輪に動力を伝達する駆動装置、車輪の舵角を制御する転舵装置、および車輪に制動力を付与する制動装置を制御する車両の制御装置であって、前記転舵装置の異常を検出する異常検出部と、走行経路に従って前記車両を自動で旋回させる自動旋回制御を実行する制御部と、を備え、前記制御部は、前記転舵装置の異常が検出されていない場合には、前記転舵装置を制御することによって前記自動旋回制御を実行し、前記転舵装置の異常が検出されている場合には、前記制動装置および前記駆動装置のうちの少なくとも一方を前記転舵装置に替えて作動させる代替装置として、前記代替装置を作動させることによって前記自動旋回制御を実行すると仮定した場合の前記代替装置への負荷を予測値として算出して、前記代替装置に対して許容できる負荷の値の集合である許容領域に前記予測値が含まれているときには、前記代替装置を制御することによって前記自動旋回制御を実行する。

上記構成によれば、転舵装置に異常が発生しているとき、制動装置を作動させて自動旋回制御を継続することができる。制動装置を代替として自動旋回制御を継続する場合には、制動装置への負荷が許容領域を超えない範囲で制動装置が作動することになる。これによって、制動装置に過度に大きな負荷がかかることがない。また、この結果として、制動装置を代替とすることによって自動旋回を継続する場合に、制動装置の性能が低下することなく制動力を車輪に付与することができる。

上記課題を解決するための車両の制御プログラムは、車両の車輪に動力を伝達する駆動装置、車輪の舵角を制御する転舵装置、および車輪に制動力を付与する制動装置を制御する機能と、前記転舵装置の異常を検出する機能と、走行経路に従って前記車両を自動で旋回させる自動旋回制御を実行する機能と、をコンピュータに実行させる車両の制御プログラムであって、前記自動旋回制御を実行する機能では、前記転舵装置の異常が検出されていない場合には、前記転舵装置を制御することによって前記自動旋回制御を実行し、前記転舵装置の異常が検出されている場合には、前記制動装置および前記駆動装置のうちの少なくとも一方を前記転舵装置に替えて作動させる代替装置として、前記代替装置を作動させることによって前記自動旋回制御を実行すると仮定した場合の前記代替装置への負荷を予測値として算出して、前記代替装置に対して許容できる負荷の値の集合である許容領域に前記予測値が含まれているときには、前記代替装置を制御することによって前記自動旋回制御を実行する。

車両の制御装置の一実施形態と、同制御装置の制御対象である車両と、を示すブロック図。 同制御装置が実行する処理の流れを示すフローチャート。 同制御装置が実行する処理の流れを示すフローチャート。 同制御装置が実行する処理の流れを示すフローチャート。 同制御装置が実行する処理の流れを示すフローチャート。

以下、車両の制御装置の一実施形態である制御装置１０について、図１～図５を参照して説明する。
図１に示す制御装置１０が制御対象とする車両は、前輪および後輪を操舵できる四輪操舵機構を備えている。車両は、四輪操舵機構を構成する前輪転舵装置９１と後輪転舵装置９２とを備えている。前輪転舵装置９１は、車両の車輪のうち前輪の舵角を制御する装置である。後輪転舵装置９２は、車両の車輪のうち後輪の舵角を制御する装置である。四輪操舵機構では、前輪の舵角と後輪の舵角とを各別に変更することができる。

車両は、車輪に駆動力を伝達する駆動装置９３を備えている。駆動装置９３は、動力源としての内燃機関と、変速装置と、を備えている。駆動装置９３は、デファレンシャルギヤのような動力伝達装置を含む。駆動装置９３は、車輪のうち前輪に駆動力を伝達する。なお、駆動装置９３が備える動力源は、内燃機関に限らない。たとえば、モータジェネレータを動力源として搭載していてもよい。駆動装置９３としては、内燃機関とモータジェネレータとを動力源として備えているものを採用してもよい。また、駆動装置９３は、後輪に駆動力を伝達するように構成されていてもよいし、前輪および後輪に駆動力を伝達するように構成されていてもよい。

車両は、車輪に制動力を付与する制動装置９４を備えている。制動装置９４は、各車輪に対して付与する制動力をそれぞれ調整することができる。制動装置９４は、たとえば、車輪と一体回転する回転体に摩擦材を押し付けることによって、摩擦材を押し付ける力に応じて車輪に制動力を付与する摩擦制動装置である。摩擦制動装置の一例は、液圧発生装置によって発生させた液圧に応じて摩擦材を回転体に押し付けることで車輪に制動力を付与することのできる制動装置である。摩擦制動装置は、電動モータの駆動によって摩擦材を回転体に押し付けることで車輪に制動力を付与することのできる制動装置でもよい。

車両は、運転支援装置２０を備えている。運転支援装置２０は、車両の周囲の情報を取得するための取得装置を備えている。取得装置は、たとえばカメラやレーダー等によって構成されている。取得装置は、車両の周囲に位置する他の車両および障害物等に対する車両との相対距離を取得することができる。取得装置は、車両が走行する道路の形状を取得したり、車線を認識したりすることもできる。運転支援装置２０は、車両を自動で運転させるための走行経路を、取得装置によって得られる情報を用いて設定する設定部を備えている。

制御装置１０は、機能部として、異常検出部１１と、制御部１２と、を備えている。異常検出部１１は、前輪転舵装置９１および後輪転舵装置９２の異常を検出するための異常検出処理を実行する機能を備えている。制御部１２は、前輪転舵装置９１、後輪転舵装置９２、駆動装置９３および制動装置９４を制御する機能を備えている。なお、制御装置１０は、ＣＰＵとＲＯＭとを備えている。制御装置１０のＲＯＭには、ＣＰＵが各種の制御を実行するための各種のプログラムが記憶されている。

異常検出部１１は、異常検出処理では、たとえば、前輪転舵装置９１を制御するために算出された制御量と実際の前輪の舵角とを用いる。異常検出部１１は、制御量に対応する舵角と実際の舵角とが乖離している場合には、前輪転舵装置９１に異常が発生していると判定する。同様に、異常検出部１１は、後輪転舵装置９２を制御するために算出された制御量に対応する舵角と、実際の後輪の舵角とが乖離している場合には、後輪転舵装置９２に異常が発生していると判定する。異常検出部１１は、所定の周期毎に異常検出処理を繰り返し実行する。

制御部１２は、前輪転舵装置９１、後輪転舵装置９２、駆動装置９３および制動装置９４を制御するための制御量を算出する制御量算出部１３を備えている。制御部１２は、制御量算出部１３が算出した制御量に基づいて信号を生成して、信号を各装置に送信する。なお、前輪転舵装置９１は、制御部１２から送信された信号に基づいてアクチュエータを作動させるための前輪制御装置を備えている。後輪転舵装置９２は、制御部１２から送信された信号に基づいてアクチュエータを作動させるための後輪制御装置を備えている。駆動装置９３は、制御部１２から送信された信号に基づいて内燃機関の制御および変速機の制御等を行う動力制御装置を備えている。制動装置９４は、制御部１２から送信された信号に基づいてアクチュエータを作動させるための制動制御装置を備えている。

制御部１２は、車両の加減速および車両の操舵を自動制御する自動運転を実施することができる。たとえば、制御部１２は、車両の運転者によって自動運転を開始するスイッチがオンにされた場合に自動運転を開始することができる。自動運転を開始すると、制御部１２は、運転支援装置２０に走行経路を設定させる。自動運転の実施中では、制御部１２は、運転支援装置２０が設定する走行経路に基づいて制御量算出部１３に各制御量を算出させる。算出された制御量に基づいて車両が制御されることで、車両は、運転者による操作を伴うことなく走行する。以下では、車両の旋回を伴う自動制御を自動旋回制御と云う。

制御部１２は、自動旋回制御を実行する際に、前輪転舵装置９１の状態および後輪転舵装置９２の状態に応じて、作動させる装置を選択する処理を実行する。以下、図２～図５を用いてこの処理について説明する。制御装置１０が備えるＲＯＭには、図２～図５に示す処理を実行するためのプログラムである制御プログラムが記憶されている。図２～図５に示す処理は、ＲＯＭに記憶された制御プログラムをＣＰＵが実行することによって実現される。

図２は、制御部１２が実行する処理の流れを示す。本処理ルーチンは、所定の周期毎に繰り返し実行される。
本処理ルーチンが開始されると、まずステップＳ１０１では、制御部１２は、自動運転の実施が可能か否かを判定する。ここでは、制御部１２は、運転支援装置２０によって走行経路が設定されている場合に自動運転が可能であると判定する。車両の運転者によって自動運転が要求されている場合に自動運転が可能であると判定することもできる。自動運転が可能ではない場合には（Ｓ１０１：ＮＯ）、制御部１２は、本処理ルーチンを終了する。一方、自動運転が可能である場合には（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、制御部１２は、処理をステップＳ１０２に移行する。

ステップＳ１０２では、制御部１２は、前輪転舵装置９１および後輪転舵装置９２に異常があるか否かを判定する。制御部１２は、異常検出部１１によって前輪転舵装置９１の異常と後輪転舵装置９２の異常とが検出されている場合に前輪転舵装置９１および後輪転舵装置９２に異常があると判定する。前輪転舵装置９１の異常と後輪転舵装置９２の異常の両方が検出されていない場合には（Ｓ１０２：ＮＯ）、制御部１２は、処理をステップＳ１０４に移行する。

ステップＳ１０４では、制御部１２は、前輪転舵装置９１に異常があるか否かを判定する。前輪転舵装置９１の異常が検出されていない場合には（Ｓ１０４：ＮＯ）、制御部１２は、処理をステップＳ１０６に移行する。

ステップＳ１０６では、制御部１２は、後輪転舵装置９２に異常があるか否かを判定する。後輪転舵装置９２の異常が検出されていない場合には（Ｓ１０６：ＮＯ）、制御部１２は、処理をステップＳ１０８に移行する。

ステップＳ１０８では、制御部１２は、前輪操舵および後輪操舵によって自動旋回制御を実行することを選択する。その後、制御部１２は、本処理ルーチンを終了する。この場合には、制御部１２は、自動旋回制御において、前輪転舵装置９１および後輪転舵装置９２を作動させることによって前輪の舵角と後輪の舵角とを制御して車両を旋回させる。

一方、ステップＳ１０２の処理において前輪転舵装置９１および後輪転舵装置９２に異常があると判定した場合には（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、制御部１２は、処理をステップＳ１０３に移行する。ステップＳ１０３では、制御部１２は、制駆動系判定処理を実施する。制御部１２は、制駆動系判定処理を終了した後、本処理ルーチンを終了する。

図３を用いて、制御部１２が実施する制駆動系判定処理について説明する。本処理ルーチンは、図２におけるステップＳ１０３の処理によって実行される。制駆動系判定処理は、異常が検出されている前輪転舵装置９１および後輪転舵装置９２に替えて、駆動装置９３および制動装置９４を作動させるか否かを判定する処理である。前輪転舵装置９１および後輪転舵装置９２に替えて、駆動装置９３および制動装置９４を作動させると、左右の車輪の加減速を調整して旋回を補助することができる。また、制動装置９４を作動させることによって車輪に制動力を付与することで車体の荷重を移動させることができる。こうした荷重移動を利用して車両の旋回を補助することもできる。車輪の加減速および車両の荷重移動を調整するために駆動装置９３および制動装置９４を制御することを制駆動力制御と云う。

本処理ルーチンが開始されると、まずステップＳ２０１では、制御部１２は、制動装置９４に過度に大きな負荷がかかるか否かを判定するための許容上限値を設定する。許容上限値は、制動装置９４に対しての負荷が許容できるか否かのしきい値である。制御部１２は、制動装置９４を連続で作動させ続けることができる最長の作動時間を許容上限値として設定する。たとえば、摩擦制動装置の摩擦材の温度が過度に高くなると、発生させることのできる制動力が低下することがある。このため、制動装置９４に対しての負荷を制動装置９４の作動時間を指標として測ることができる。制御部１２は、許容上限値を設定すると処理をステップＳ２０２に移行する。

ステップＳ２０２では、制御部１２は、前輪転舵装置９１および後輪転舵装置９２に替えて駆動装置９３および制動装置９４を作動させることによって走行経路に従って車両を走行させると仮定した場合の、制動装置９４への負荷を予測値として算出する。たとえば、制御部１２は、走行経路および車速等に基づいて、制動装置９４を作動させる時間を予測して予測値として算出する。制御部１２は、予測値を算出すると、処理をステップＳ２０３に移行する。

ステップＳ２０３では、制御部１２は、予測値が許容上限値以下であるか否かを判定する。予測値が許容上限値以下である場合には（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、制御部１２は、処理をステップＳ２０４に移行する。

ステップＳ２０４では、制御部１２は、制駆動力制御による代替制御を実施することを選択する。その後、制御部１２は、本処理ルーチンを終了する。すなわち、自動旋回制御において、前輪転舵装置９１および後輪転舵装置９２に替えて、駆動装置９３および制動装置９４を代替装置として作動させる。この結果として、自動旋回制御が実施される場合には、異常が検出されている前輪転舵装置９１および後輪転舵装置９２に替わって駆動装置９３および制動装置９４が作動されることによって車両が旋回される。具体的には、車輪の加減速および車両の荷重移動によって、走行経路に追従するように車両が制御される。

一方、ステップＳ２０３の処理において、予測値が許容上限値よりも大きい場合には（Ｓ２０３：ＮＯ）、制御部１２は、処理をステップＳ２０５に移行する。ステップＳ２０５では、制御部１２は、停車処理を開始する。停車処理は、車両を停止させて自動運転を終了させる処理である。停車処理の一例では、制御部１２は、運転支援装置２０からの情報に基づいて車両を路肩に寄せるように移動させてから車両を停止させる。このように停車処理では、他の車両にとって妨げとならない位置まで車両を走行させてから車両を停止させることができる。制御部１２は、停車処理を実施すると本処理ルーチンを終了する。

図２に戻り、ステップＳ１０４の処理において前輪転舵装置９１の異常が検出されている場合には（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、制御部１２は、処理をステップＳ１０５に移行する。ステップＳ１０５では、制御部１２は、後輪操舵判定処理を実施する。制御部１２は、後輪操舵判定処理を実施した後、本処理ルーチンを終了する。

図４を用いて、制御部１２が実施する後輪操舵判定処理について説明する。本処理ルーチンは、図２におけるステップＳ１０５の処理によって実行される。
本処理ルーチンが開始されると、まずステップＳ３０１では、制御部１２は、後輪操舵での旋回が可能であるか否かを判定する。ここでは、制御部１２は、前輪の舵角を制御することなく後輪の舵角を制御することによって走行経路上の目標地点に車両を到達させることが可能であれば、後輪操舵での旋回が可能であると判定する。一方、後輪の舵角が最大となるように後輪転舵装置９２を作動させたとしても車両の軌道が走行経路からずれて走行経路上の目標地点に車両を到達させることができない場合には、後輪操舵での旋回が可能ではないと判定する。

後輪操舵での旋回が可能である場合には（Ｓ３０１：ＹＥＳ）、制御部１２は、処理をステップＳ３０２に移行する。ステップＳ３０２では、制御部１２は、後輪操舵による代替制御を実施することを選択する。すなわち、自動旋回制御において、異常が検出されている前輪転舵装置９１に替わって後輪転舵装置９２を代替装置として作動させる。この結果として、車両は、後輪の舵角が制御されることによって旋回する。後輪操舵による代替制御を実施することを選択すると、制御部１２は、本処理ルーチンを終了する。

一方、後輪操舵での旋回が可能ではない場合には（Ｓ３０１：ＮＯ）、制御部１２は、処理をステップＳ３０３に移行する。ステップＳ３０３では、制御部１２は、制動装置９４に過度に大きな負荷がかかるか否かを判定するための許容上限値を設定する。制御部１２は、制動装置９４を連続で作動させ続けることができる最長の作動時間を許容上限値として設定する。制御部１２は、許容上限値を設定すると処理をステップＳ３０４に移行する。

ステップＳ３０４では、制御部１２は、後輪転舵装置９２、駆動装置９３および制動装置９４を作動させることによって走行経路に従って車両を走行させると仮定した場合の、制動装置９４への負荷を予測値として算出する。たとえば、制御部１２は、走行経路および車速等に基づいて、制動装置９４を作動させる時間を予測して予測値として算出する。制御部１２は、予測値を算出すると、処理をステップＳ３０５に移行する。

ステップＳ３０５では、制御部１２は、予測値が許容上限値以下であるか否かを判定する。予測値が許容上限値以下である場合には（Ｓ３０５：ＹＥＳ）、制御部１２は、処理をステップＳ３０６に移行する。

ステップＳ３０６では、制御部１２は、後輪操舵および制駆動力制御による代替制御を実施することを選択する。すなわち、自動旋回制御において、後輪転舵装置９２、駆動装置９３および制動装置９４を代替装置として作動させる。この結果として、自動旋回制御が実施される場合には、異常が検出されている前輪転舵装置９１に替わって、後輪転舵装置９２、駆動装置９３および制動装置９４が作動されることによって車両が旋回される。具体的には、後輪の舵角の制御に加えて車輪の加減速および車両の荷重移動によって、走行経路に追従するように車両が制御される。後輪操舵および制駆動力制御による代替制御を実施することを選択すると、制御部１２は、本処理ルーチンを終了する。

一方、ステップＳ３０５の処理において、予測値が許容上限値よりも大きい場合には（Ｓ３０５：ＮＯ）、制御部１２は、処理をステップＳ３０７に移行する。ステップＳ３０７では、制御部１２は、停車処理を開始する。停車処理の内容は、ステップＳ２０５における停車処理と同様である。制御部１２は、停車処理を実施すると本処理ルーチンを終了する。

図２に戻り、ステップＳ１０６の処理において後輪転舵装置９２に異常が検出されている場合には（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、制御部１２は、処理をステップＳ１０７に移行する。ステップＳ１０７では、制御部１２は、前輪操舵判定処理を実施する。制御部１２は、前輪操舵判定処理を実施した後、本処理ルーチンを終了する。

図５を用いて、制御部１２が実施する前輪操舵判定処理について説明する。本処理ルーチンは、図２におけるステップＳ１０７の処理によって実行される。
本処理ルーチンが開始されると、まずステップＳ４０１では、制御部１２は、前輪操舵での旋回が可能であるか否かを判定する。ここでは、制御部１２は、後輪の舵角を制御することなく前輪の舵角を制御することによって走行経路上の目標地点に車両を到達させることが可能であれば、前輪操舵での旋回が可能であると判定する。一方、前輪の舵角が最大となるように前輪転舵装置９１を作動させたとしても車両の軌道が走行経路からずれて走行経路上の目標地点に車両を到達させることができない場合には、前輪操舵での旋回が可能ではないと判定する。

前輪操舵での旋回が可能である場合には（Ｓ４０１：ＹＥＳ）、制御部１２は、処理をステップＳ４０２に移行する。ステップＳ４０２では、制御部１２は、前輪操舵による代替制御を実施することを選択する。すなわち、自動旋回制御において、異常が検出されている後輪転舵装置９２に替わって前輪転舵装置９１を代替装置として作動させる。この結果として、車両は、前輪の舵角が制御されることによって旋回する。前輪操舵による代替制御を実施することを選択すると、制御部１２は、本処理ルーチンを終了する。

一方、前輪操舵での旋回が可能ではない場合には（Ｓ４０１：ＮＯ）、制御部１２は、処理をステップＳ４０３に移行する。ステップＳ４０３では、制御部１２は、制動装置９４に過度に大きな負荷がかかるか否かを判定するための許容上限値を設定する。制御部１２は、制動装置９４を連続で作動させ続けることができる最長の作動時間を許容上限値として設定する。制御部１２は、許容上限値を設定すると処理をステップＳ４０４に移行する。

ステップＳ４０４では、制御部１２は、前輪転舵装置９１、駆動装置９３および制動装置９４を作動させることによって走行経路に従って車両を走行させると仮定した場合の、制動装置９４への負荷を予測値として算出する。たとえば、制御部１２は、走行経路および車速等に基づいて、制動装置９４を作動させる時間を予測して予測値として算出する。制御部１２は、予測値を算出すると、処理をステップＳ４０５に移行する。

ステップＳ４０５では、制御部１２は、予測値が許容上限値以下であるか否かを判定する。予測値が許容上限値以下である場合には（Ｓ４０５：ＹＥＳ）、制御部１２は、処理をステップＳ４０６に移行する。

ステップＳ４０６では、制御部１２は、前輪操舵および制駆動力制御による代替制御を実施することを選択する。すなわち、自動旋回制御において、前輪転舵装置９１、駆動装置９３および制動装置９４を代替装置として作動させる。この結果として、自動旋回制御が実施される場合には、異常が検出されている後輪転舵装置９２に替わって、前輪転舵装置９１、駆動装置９３および制動装置９４が作動されることによって車両が旋回される。具体的には、前輪の舵角の制御に加えて車輪の加減速および車両の荷重移動によって、走行経路に追従するように車両が制御される。前輪操舵および制駆動力制御による代替制御を実施することを選択すると、制御部１２は、本処理ルーチンを終了する。

一方、ステップＳ４０５の処理において、予測値が許容上限値よりも大きい場合には（Ｓ４０５：ＮＯ）、制御部１２は、処理をステップＳ４０７に移行する。ステップＳ４０７では、制御部１２は、停車処理を開始する。停車処理の内容は、ステップＳ２０５における停車処理と同様である。制御部１２は、停車処理を実施すると本処理ルーチンを終了する。

本実施形態の作用および効果について説明する。
制御装置１０によれば、前輪転舵装置９１および後輪転舵装置９２が正常である場合には、前輪操舵および後輪操舵によって自動旋回制御が行われる（Ｓ１０８）。これによって、車両は、前輪の舵角の制御および後輪の舵角の制御によって旋回するように制御される。

また、制御装置１０によれば、前輪転舵装置９１の異常および後輪転舵装置９２の異常が検出されているときには（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、駆動装置９３および制動装置９４を作動させることによって走行経路に従って車両を走行させると仮定した場合に、制動装置９４に過度に大きな負荷がかかるか否かが判定される（Ｓ２０３）。

そして、予測値が許容上限値以下であり、制動装置９４にかかる負荷が過度に大きくないと判定した場合には（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、前輪転舵装置９１および後輪転舵装置９２に替えて、駆動装置９３および制動装置９４を代替装置として作動させる（Ｓ２０４）。これによって、たとえば、転舵装置に異常が発生していない場合と比較して舵角の変動範囲が狭い場合や、舵角を変更できないような場合でも、車輪の加減速および車両の荷重移動を制御することによって車両を旋回させることができる。すなわち、前輪転舵装置９１および後輪転舵装置９２に異常が発生していても、自動旋回制御を継続することができる。

駆動装置９３および制動装置９４を代替装置として自動旋回制御を継続する場合には、制動装置９４への負荷が許容上限値を超えない範囲で制動装置９４が作動することになる。このため、制動装置９４に過度に大きな負荷がかかることがない。すなわち、制動装置９４を代替とすることによって自動旋回を継続する場合に、制動装置９４の性能が低下することなく制動力を車輪に付与することができる。

さらに制御装置１０によれば、前輪転舵装置９１および後輪転舵装置９２のうち一方の転舵装置に異常が検出されている場合には（Ｓ１０４：ＹＥＳまたはＳ１０６：ＹＥＳ）、異常が検出されていない方の転舵装置の作動によって目標地点に到達できるか否かが判定される（Ｓ３０１、Ｓ４０１）。

そして、異常が検出されていない方の転舵装置の作動によって目標地点に到達できる場合には（Ｓ３０１：ＹＥＳまたはＳ４０１：ＹＥＳ）、異常が検出されていない方の転舵装置を作動させて自動旋回を継続することができる（Ｓ３０２、Ｓ４０２）。四輪の操舵による旋回に替えて前輪の操舵または後輪の操舵による旋回を行えるため、旋回のために制動装置９４が作動されない。これによって、制動装置９４の負荷増大を抑制できる。また、代替装置として駆動装置９３または制動装置９４の作動を旋回時に伴わないため、転舵装置に異常が発生していない場合の四輪の操舵による旋回を行う場合と比較して、旋回時に車両の速度が変化することを抑制できる。

ここで、前輪または後輪を操舵することによる車両の旋回性能は、四輪を操舵することによる旋回性能とは異なる。このため、四輪を操舵することを前提として走行経路が設定されていると、異常が検出されていない方の転舵装置を作動させただけでは、車両の軌道と走行経路とにずれが生じるおそれがある。

この点、制御装置１０によれば、異常が検出されていない方の転舵装置を作動させるだけでは目標地点と車両の位置とのずれが生じる場合には（Ｓ３０１：ＮＯまたはＳ４０１：ＮＯ）、異常が検出されていない方の転舵装置に加えて駆動装置９３および制動装置９４を作動させて自動旋回が継続される（Ｓ３０６、Ｓ４０６）。このため、異常が検出されていない方の転舵装置を作動することによる舵角の制御に加えて車輪の加減速および車両の荷重移動によって、走行経路に追従するように車両が制御される。さらに、異常が検出されていない方の転舵装置の作動によって前輪または後輪の舵角が変更されるため、前輪および後輪の舵角を変更することなく駆動装置９３または制動装置９４によって旋回を行わせる場合と比較して、代替装置として作動させる制動装置９４にかかる負荷を軽減することができる。

なお、異常が検出されていない方の転舵装置に加えて駆動装置９３および制動装置９４が作動される場合にも、制動装置９４は、制動装置９４への負荷が許容上限値を超えない範囲で作動される。このため、代替装置として制動装置９４を作動させて自動旋回を継続しても制動装置９４に過度に大きな負荷がかかることがない。

さらに制御装置１０では、予測値が許容上限値よりも大きい場合には（Ｓ２０３：ＮＯ、Ｓ３０５：ＮＯまたはＳ４０５：ＮＯ）、停車処理が実施される（Ｓ２０５、Ｓ３０７、Ｓ４０７）。このため、制動装置９４への負荷が許容上限値を超えて過度に大きくなるおそれがあるときには、制動装置９４は、代替装置として選択されない。すなわち、制動装置９４への負荷が許容上限値を超えるように制動装置９４が作動されることがない。これによって、制動装置９４にかかる負荷が過度に大きくなることを抑制でき、制動装置９４の性能が低下することを抑制できる。また、停車処理では、車両を移動させてから車両を停止させるため、停止させた車両が他の車両等にとって妨げになることを抑制できる。

上記「課題を解決するための手段」に記載した「前記代替装置に対して許容できる負荷の値の集合である許容領域」は、許容上限値以下の領域に対応する。「前記代替装置に対して許容できる負荷の値の集合である許容領域に前記予測値が含まれているときには、前記代替装置を制御することによって前記自動旋回制御を実行する」処理は、ステップＳ２０４の処理に対応する。

また、前輪転舵装置９１の異常および後輪転舵装置９２の異常が検出されている場合に作動される制動装置９４および駆動装置９３は、第１代替装置である。
ステップＳ３０１またはステップＳ４０１の処理は、「前記前輪転舵装置および前記後輪転舵装置のうち一方の装置を第１転舵装置として他方の装置を第２転舵装置として」、「前記第２転舵装置の異常が検出されていない一方で前記第１転舵装置の異常が検出されている場合に、前記第１転舵装置および前記第２転舵装置のうち前記第２転舵装置のみを制御することによって前記自動旋回制御を実行した際に前記走行経路上の目標地点に前記車両を到達させることができるか否かを判定」する処理である。

ステップＳ３０６またはステップＳ４０６の処理において選択された代替装置を作動させて自動旋回制御を実行する処理は、「前記制動装置および前記駆動装置のうちの少なくとも一方の装置と、前記第２転舵装置とを、前記第１転舵装置の替わりに作動させる第２代替装置として、該第２代替装置を制御することによって当該自動旋回制御を実行する」処理である。

ステップＳ３０２またはステップＳ４０２の処理において選択された代替装置を作動させて自動旋回制御を実行する処理は、「前記第２転舵装置を前記第１転舵装置の替わりに作動させる第３代替装置として、該第３代替装置を制御することによって前記自動旋回制御を実行する」処理である。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態および以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態におけるステップＳ２０４の処理では、前輪転舵装置９１および後輪転舵装置９２に替えて、駆動装置９３および制動装置９４を代替装置として作動させるようにした。異常が発生している転舵装置において車輪の舵角の変更が少しでも可能であるならば、変更が可能な範囲で舵角を変更して、要求される舵角と実際の舵角との差を補うように代替装置を作動させることによって自動旋回制御を継続することもできる。

ステップＳ３０２、Ｓ３０６、Ｓ４０２およびＳ４０６の処理においても同様に、異常が検出されている転舵装置を作動させてもよい。
・上記実施形態では、制動装置９４への負荷に関して予測値が許容上限値以下であるか否かを判定した。これに替えて、駆動装置９３への負荷に関して許容上限値を設定し、駆動装置９３への負荷の予測値を算出して、予測値が許容上限値以下であるか否かを判定することもできる。駆動装置９３の負荷は、内燃機関の回転数やトルク等を指標として測ることができる。

・上記実施形態では、ステップＳ２０４の処理において、駆動装置９３および制動装置９４を代替装置として作動させることを選択して、車輪の加減速および車両の荷重移動を調整するように構成した。これに替えて、駆動装置９３および制動装置９４のうちの少なくとも一方を作動させることによって、車輪の加減速および車両の荷重移動を調整するようにしてもよい。代替装置に制動装置９４が含まれない場合には、上記変更例のように駆動装置９３への負荷を用いた判定を行うとよい。

ステップＳ３０６の処理において、駆動装置９３および制動装置９４のうちの少なくとも一方と、後輪転舵装置９２とを代替装置として作動させることを選択してもよい。
ステップＳ４０６の処理において、駆動装置９３および制動装置９４のうちの少なくとも一方と、前輪転舵装置９１とを代替装置として作動させることを選択してもよい。

・ステップＳ２０１の処理において設定する許容上限値は、次のように設定することもできる。摩擦制動装置における摩擦材に関して、制動力の低下が引き起こされにくい摩擦材の温度の範囲における最大値を許容上限値として設定する。なお、制動力と摩擦材の温度との関係は、摩擦材および回転体の材質に応じて異なる。

上記構成のように許容上限値を設定した場合には、ステップＳ２０２の処理では、摩擦材の温度を予測値として算出する。摩擦材の温度は、温度センサによって検出することができる。または、車速の変動量および制動距離等に基づいて摩擦材の温度を算出することもできる。なお、摩擦材の温度に替えて回転体の温度を用いて許容上限値を設定してもよい。

このように、制動装置９４に対しての負荷は、制動装置９４の作動時間を指標とすることに限らず算出することができる。
・ステップＳ３０３およびステップＳ４０３の処理において設定する許容上限値に関しても、上記変更例のように変更することができる。

・ステップＳ２０１の処理において設定する許容上限値、ステップＳ３０３の処理において設定する許容上限値、およびステップＳ４０３の処理において設定する許容上限値は、等しい値でもよいし互いに異なる値でもよい。

一例として、ステップＳ３０３の処理において設定する許容上限値およびステップＳ４０３の処理において設定する許容上限値を、ステップＳ２０１の処理において設定する許容上限値よりも大きくしてもよい。これによれば、一方の転舵装置が正常である場合には停車処理が実施されにくくなる。すなわち、自動旋回制御が継続されやすくなる。

また、たとえば、車両が、後輪を操舵する場合よりも前輪を操舵する場合の方が旋回しやすい傾向であるとする。この場合には、前輪転舵装置９１および制動装置９４が代替装置とされるよりも、後輪転舵装置９２および制動装置９４が代替装置とされる方が、制動装置９４にかかる負荷が大きくなりやすい。このような傾向に基づいて許容上限値の大きさを調整することもできる。

・図４を用いて説明した後輪操舵判定処理において、ステップＳ３０３、Ｓ３０４、Ｓ３０５、Ｓ３０７の処理を省略してもよい。この場合には、制御部１２は、後輪操舵での旋回が可能ではない場合には（Ｓ３０１：ＮＯ）、処理をステップＳ３０６に移行する。

同様に、図５を用いて説明した前輪操舵判定処理において、ステップＳ４０３、Ｓ４０４、Ｓ４０５、Ｓ４０７の処理を省略してもよい。
一方の転舵装置が正常に作動する場合には、当該転舵装置による舵角の制御と制駆動力制御による旋回を行ったとしても、制動装置９４にかかる負荷が大きくなりにくい。このため、上記構成のように停車処理を実施するか否かを判定する処理および停車処理を省略しても、制動装置９４の負荷が過度に大きくなりにくい。

・上記実施形態では、許容上限値と予測値とを比較することによって制動装置９４への負荷が大きくなるか否かを判定した。これに替えて、たとえば横軸に摩擦材の温度をとり、縦軸に制動装置９４の作動時間をとった二次元のマップに基づいて、制動装置９４への負荷が大きくなるか否かを判定してもよい。この場合には、当該マップにおいて温度の許容上限値以下であり時間の許容上限値以下である領域が、許容領域である。予測値が許容領域に含まれていないときには停車処理を実行することで、上記実施形態と同様に、自動旋回制御において制動装置９４にかかる負荷が過度に大きくなることを抑制できる。

・制動装置９４としては、車輪に回生制動力を付与する回生制動装置を採用することもできる。回生制動装置を搭載する車両では、回生制動力の付与に伴って発生する電力がバッテリに充電される。こうした車両では、バッテリの残量が規定の値を超えるような電力が発生する場合には回生制動が規制されることがある。すなわち、回生制動装置への負荷が大きくなると回生制動が規制されることがある。このため、回生制動装置を代替装置として自動旋回制御を継続する場合には、回生制動装置への負荷が許容上限値を超えない範囲で回生制動装置が作動するようにすることで、上記実施形態のように、制動装置を代替とすることによって自動旋回を継続する場合に、制動装置の性能が低下することなく制動力を車輪に付与することができる。回生制動装置にかかる負荷の指標としては、回生制動装置の作動を継続する時間や、バッテリ残量等を用いることができる。

・停車処理では、車両の周囲に障害物や他の車両が無いとき等には、車両を移動させることなく停止させることもできる。
・停車処理を実施することに替えて、以下に説明する抑制処理を実施するようにしてもよい。抑制処理は、自動旋回制御を実行する際に制動装置９４への負荷が許容上限値を超えないように制動装置９４によって発生させる制動力を小さく抑える処理である。たとえば、制動装置９４を作動させる時間を短くしたり、回転体に摩擦材を押し付ける力を小さくしたりすることによって制動装置９４への負荷を軽減することができる。停車処理の実施に替えて抑制処理の実施を採用した場合には、制動装置９４への負荷を軽減しつつ自動旋回制御を継続することができる。

・上記変更例における抑制処理を実施して自動旋回制御を継続してから、さらに停車処理を実施するようにしてもよい。たとえば、抑制処理を開始してから規定時間の経過後に停車処理を実施することができる。

・上記実施形態では、前輪転舵装置９１および後輪転舵装置９２を備える車両を例示したが、車両が四輪操舵機構を備えていることは必須の要件ではない。たとえば前輪が操舵輪である車両に制御装置１０を適用する場合には、前輪転舵装置に異常が生じている場合に制動装置９４にかかる負荷が過度に大きくなることが予測される場合に停車処理を実行することで、上記実施形態と同様に、自動旋回制御において制動装置９４にかかる負荷が過度に大きくなることを抑制できる。

・上記実施形態では、車輪を四つ備える車両を例示したが、車輪の数はこれに限られるものではない。
・駆動装置９３の動力源として、各車輪のホイールに駆動モータが設けられているインホイールモータを採用してもよい。駆動モータを制御することによって、各車輪の駆動力を各別に調整することができる。なお、インホイールモータは、回生制動装置として使用されてもよい。

・上記実施形態では、各車輪に付与する制動力を各別に変更できる制動装置９４を例示した。各車輪に付与する制動力を各別に変更できることは必須の構成ではないが、制動装置としては、少なくとも左右の車輪に付与する制動力を変更できることが好ましい。

・制御装置１０、前輪制御装置、後輪制御装置、駆動制御装置、制動制御装置および運転支援装置２０の設定部は、以下（ａ）～（ｃ）のいずれかの構成であればよい。（ａ）コンピュータプログラムに従って各種処理を実行する一つ以上のプロセッサを備える。プロセッサは、ＣＰＵ並びに、ＲＡＭおよびＲＯＭ等のメモリを含む。メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。（ｂ）各種処理を実行する一つ以上の専用のハードウェア回路を備える。専用のハードウェア回路は、たとえば、特定用途向け集積回路すなわちＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、または、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等である。（ｃ）各種処理の一部をコンピュータプログラムに従って実行するプロセッサと、各種処理のうち残りの処理を実行する専用のハードウェア回路と、を備える。

・運転支援装置２０の設定部が備える機能の一部またはすべてを制御装置１０が備えていてもよい。
・前輪制御装置、後輪制御装置、駆動制御装置および制動制御装置が備える機能の一部またはすべてを制御装置１０が備えていてもよい。

上記実施形態および変更例から把握できる技術的思想について記載する。
１．車両の車輪に動力を伝達する駆動装置、車輪の舵角を制御する転舵装置、および車輪に制動力を付与する制動装置を備える車両を制御する車両の制御方法であって、
前記転舵装置の異常を検出する異常検出処理と、
走行経路に従って前記車両を自動で旋回させる自動旋回処理と、を車両の制御装置に実行させるものであり、
前記自動旋回処理は、
前記転舵装置の異常が検出されていない場合に、前記転舵装置を制御することによって前記走行経路に従って前記車両を自動で旋回させる第１自動旋回処理と、
前記転舵装置の異常が検出されている場合に、
前記制動装置および前記駆動装置のうちの少なくとも一方を前記転舵装置に替えて作動させる代替装置として、
前記代替装置を作動させることによって前記走行経路に従って前記車両を自動で旋回させると仮定した場合の前記代替装置への負荷を予測値として算出して、
前記代替装置に対して許容できる負荷の値の集合である許容領域に前記予測値が含まれているときには、前記代替装置を制御することによって前記走行経路に従って前記車両を自動で旋回させる第２自動旋回処理と、を含む車両の制御方法。

２．前記予測値が前記許容領域に含まれていないときに前記車両を停止させる停車処理を実行させる上記記載の車両の制御方法。
３．前記予測値が前記許容領域に含まれていないときに前記車両を停止させる車両の制御プログラム。

１０…制御装置
１１…異常検出部
１２…制御部
１３…制御量算出部
２０…運転支援装置
９１…前輪転舵装置
９２…後輪転舵装置
９３…駆動装置
９４…制動装置

Claims (4)

1. 車両の車輪に動力を伝達する駆動装置、車輪の舵角を制御する転舵装置、および車輪に制動力を付与する制動装置を制御する車両の制御装置であって、
   前記転舵装置の異常を検出する異常検出部と、
   走行経路に従って前記車両を自動で旋回させる自動旋回制御を実行する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記転舵装置の異常が検出されていない場合には、前記転舵装置を制御することによって前記自動旋回制御を実行し、
   前記転舵装置の異常が検出されている場合には、
   前記制動装置および前記駆動装置のうちの少なくとも一方を前記転舵装置に替えて作動させる代替装置として、
   前記代替装置を作動させることによって前記自動旋回制御を実行すると仮定した場合の前記代替装置への負荷を予測値として算出して、
   前記代替装置に対して許容できる負荷の値の集合である許容領域に前記予測値が含まれているときには、前記代替装置を制御することによって前記自動旋回制御を実行する
   車両の制御装置。
2. 前記転舵装置は、前記車輪のうち前輪の舵角を制御する前輪転舵装置と、前記車輪のうち後輪の舵角を制御する後輪転舵装置と、を含んでおり、
   前記異常検出部は、前記前輪転舵装置の異常および前記後輪転舵装置の異常を検出するものであり、
   前記制御部は、前記前輪転舵装置の異常および前記後輪転舵装置の異常が検出されていない場合には、前記転舵装置を制御することによって前記自動旋回制御を実行し、前記前輪転舵装置の異常および前記後輪転舵装置の異常が検出されている場合には、前記制動装置および前記駆動装置のうちの少なくとも一方を前記転舵装置に替えて作動させる前記代替装置とするものであり、
   前記代替装置は、第１代替装置であり、
   前記制御部は、
   前記前輪転舵装置および前記後輪転舵装置のうち一方の装置を第１転舵装置として他方の装置を第２転舵装置として、前記第２転舵装置の異常が検出されていない一方で前記第１転舵装置の異常が検出されている場合に、前記第１転舵装置および前記第２転舵装置のうち前記第２転舵装置のみを制御することによって前記自動旋回制御を実行した際に前記走行経路上の目標地点に前記車両を到達させることができるか否かを判定し、
   前記目標地点に前記車両を到達させることができないと判定した場合には、前記制動装置および前記駆動装置のうちの少なくとも一方の装置と、前記第２転舵装置とを、前記第１転舵装置の替わりに作動させる第２代替装置として、該第２代替装置を制御することによって当該自動旋回制御を実行する一方、
   前記目標地点に前記車両を到達させることができると判定した場合には、前記第２転舵装置を前記第１転舵装置の替わりに作動させる第３代替装置として、該第３代替装置を制御することによって前記自動旋回制御を実行する
   請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記制御部は、前記予測値が前記許容領域に含まれていないときには、前記車両を停止させる
   請求項１または２に記載の車両の制御装置。
4. 車両の車輪に動力を伝達する駆動装置、車輪の舵角を制御する転舵装置、および車輪に制動力を付与する制動装置を制御する機能と、
   前記転舵装置の異常を検出する機能と、
   走行経路に従って前記車両を自動で旋回させる自動旋回制御を実行する機能と、をコンピュータに実行させる車両の制御プログラムであって、
   前記自動旋回制御を実行する機能では、
   前記転舵装置の異常が検出されていない場合には、前記転舵装置を制御することによって前記自動旋回制御を実行し、
   前記転舵装置の異常が検出されている場合には、
   前記制動装置および前記駆動装置のうちの少なくとも一方を前記転舵装置に替えて作動させる代替装置として、
   前記代替装置を作動させることによって前記自動旋回制御を実行すると仮定した場合の前記代替装置への負荷を予測値として算出して、
   前記代替装置に対して許容できる負荷の値の集合である許容領域に前記予測値が含まれているときには、前記代替装置を制御することによって前記自動旋回制御を実行する
   車両の制御プログラム。

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