(57)【要約】      （修正有）【課題】車両走行制御の最中に車輪が段差を通過する際に駆動力を効率的に制御すること。【解決手段】車両走行支援装置は、車両の走行を制御する車両走行制御装置と、車両の走行状態を示す走行状態情報を取得する走行状態取得装置と、を備える。車両走行制御装置は、走行状態情報に基づいて、車両の第１車輪が段差を乗り越えたことを検出する。車両走行制御装置は、走行状態情報に基づいて、第１車輪が段差を乗り越えるために要した第１駆動力、あるいは、第１車輪が段差を通過する際の走行状態の変化を、基準情報として取得する。車両走行制御装置は、基準情報に基づいて、車両の第２車輪が段差を乗り越えるために必要な第２駆動力を推定する。第１車輪の後に第２車輪が段差を通過する際、車両走行制御装置は、推定された第２駆動力を発生させる。【選択図】図１３
2020015439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される車両走行支援装置であって、
前記車両の走行を制御する車両走行制御装置と、
前記車両の走行状態を示す走行状態情報を取得する走行状態取得装置と
を備え、
前記車両走行制御装置は、
前記走行状態情報に基づいて、前記車両の第１車輪が段差を乗り越えたことを検出し、
前記走行状態情報に基づいて、前記第１車輪が前記段差を乗り越えるために要した第１駆動力、あるいは、前記第１車輪が前記段差を通過する際の前記走行状態の変化を、基準情報として取得し、
前記基準情報に基づいて、前記車両の第２車輪が前記段差を乗り越えるために必要な第２駆動力を推定し、
前記第１車輪の後に前記第２車輪が前記段差を通過する際、前記推定された第２駆動力を発生させる
車両走行支援装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両走行支援装置であって、
前記車両走行制御装置は、前記第２車輪が前記段差に到達する前に、前記第２駆動力を推定する
車両走行支援装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の車両走行支援装置であって、
前記第１車輪が前記段差に到達して停止した場合、前記車両走行制御装置は、第１増加率で駆動力を増加させ、
前記第２車輪が前記段差に到達して停止した場合、前記車両走行制御装置は、前記第１増加率よりも高い第２増加率で前記駆動力を前記第２駆動力まで増加させる
車両走行支援装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両走行支援装置であって、
前記段差の位置を示す段差位置情報を取得する段差位置推定装置を更に備え、
前記車両走行制御装置は、前記段差位置情報と前記走行状態情報に基づいて、前記第１車輪の後に前記段差に到達する前記第２車輪を推定する
車両走行支援装置。
【請求項５】
請求項４に記載の車両走行支援装置であって、
前記走行状態情報は、前記車両の各車輪の位置を示す車両位置情報を含み、
前記段差位置推定装置は、
前記走行状態情報に基づいて、前記車両の２つの車輪が前記段差を通過したことを検出し、
前記車両位置情報に基づいて、前記段差を通過する際の前記２つの車輪のそれぞれの位置を第１通過位置及び第２通過位置として取得し、
前記第１通過位置と前記第２通過位置とを結ぶ線の位置を、前記段差の前記位置として推定する
車両走行支援装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の車両走行支援装置であって、
第１荷重は、前記段差を同時に通過する前記第１車輪にかかる荷重であり、
第２荷重は、前記段差を同時に通過する前記第２車輪にかかる荷重であり、
前記車両走行制御装置は、
前記段差位置情報と前記走行状態情報に基づいて、前記第２車輪と前記第２荷重を推定し、
前記基準情報、前記第１荷重、及び前記第２荷重に基づいて、前記第２駆動力を推定する
車両走行支援装置。
【請求項７】
請求項６に記載の車両走行支援装置であって、
前記走行状態情報は、前記車両走行制御装置によって制御される駆動力を示す走行制御情報を含み、
前記第１車輪が前記段差に到達して停止した場合、前記車両走行制御装置は、
前記駆動力を増加させ、
前記走行制御情報に基づいて、前記第１車輪が前記段差を乗り越えるために要した前記第１駆動力を前記基準情報として取得し、
前記第１駆動力、及び前記第１荷重と前記第２荷重との比率に基づいて、前記第２駆動力を推定する
車両走行支援装置。
【請求項８】
請求項６に記載の車両走行支援装置であって、
前記走行状態情報は、前記車両の速度を示す車両状態情報を含み、
前記第１車輪が停止することなく前記段差を通過した場合、前記車両走行制御装置は、
前記車両状態情報に基づいて、前記第１車輪が前記段差を通過する際の前記速度の変化を取得し、
前記第１荷重と前記速度の前記変化に基づいて、前記段差の高さを推定し、
前記段差の前記高さと前記第２荷重に基づいて、前記第２駆動力を推定する
車両走行支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両走行を支援する車両走行支援装置に関する。特に、本発明は、車両が段差を通過する際に駆動力を制御する車両走行支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両走行を自動的に制御することによって車両走行を支援する技術が知られている。そのような技術として、例えば、車両を目標位置に自動的に駐車する駐車支援が挙げられる。
【０００３】
特許文献１は、車両の制動力及び駆動力を制御して、目標位置に車両を駐車する方法を開示している。車輪が段差に接触して停止すると、段差を乗り越えるために駆動力が増加させられる。より詳細には、車輪が段差に接触することによる車速の減少を補償するように、駆動力が増加させられる。そして、段差に接触した車輪が地面から浮き上がったか否かが判定される。段差に接触した車輪が地面から浮き上がったと判定されると、駆動力が徐々に減少させられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−０４９３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されている技術によれば、車輪が段差に接触して停止すると、駆動力が増加させられる。このとき、車輪が段差を乗り越えるために必要な適切な駆動力は不明である。従って、車両の急加速を防止するために、駆動力を徐々に増加させることが考えられる。しかしながら、その場合、車輪が動き出すまでの停止時間が長くなる。つまり、駆動力が増加しているにもかかわらず車両が動かない時間が長くなる。このように、車輪が段差を乗り越えるために必要な駆動力が不明である場合、駆動力の制御が非効率的になる。
【０００６】
本発明の１つの目的は、車両走行制御の最中に車輪が段差を通過する際に駆動力を効率的に制御することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の観点は、車両に搭載される車両走行支援装置を提供する。
前記車両走行支援装置は、
前記車両の走行を制御する車両走行制御装置と、
前記車両の走行状態を示す走行状態情報を取得する走行状態取得装置と
を備える。
前記車両走行制御装置は、
前記走行状態情報に基づいて、前記車両の第１車輪が段差を乗り越えたことを検出し、
前記走行状態情報に基づいて、前記第１車輪が前記段差を乗り越えるために要した第１駆動力、あるいは、前記第１車輪が前記段差を通過する際の前記走行状態の変化を、基準情報として取得し、
前記基準情報に基づいて、前記車両の第２車輪が前記段差を乗り越えるために必要な第２駆動力を推定し、
前記第１車輪の後に前記第２車輪が前記段差を通過する際、前記推定された第２駆動力を発生させる。
【０００８】
第２の観点は、第１の観点に加えて、次の特徴を更に有する。
前記車両走行制御装置は、前記第２車輪が前記段差に到達する前に、前記第２駆動力を推定する。
【０００９】
第３の観点は、第１あるいは第２の観点に加えて、次の特徴を更に有する。
前記第１車輪が前記段差に到達して停止した場合、前記車両走行制御装置は、第１増加率で駆動力を増加させる。
前記第２車輪が前記段差に到達して停止した場合、前記車両走行制御装置は、前記第１増加率よりも高い第２増加率で前記駆動力を前記第２駆動力まで増加させる。
【００１０】
第４の観点は、第１から第３の観点のいずれかに加えて、次の特徴を更に有する。
前記車両走行支援装置は、前記段差の位置を示す段差位置情報を取得する段差位置推定装置を更に備える。
前記車両走行制御装置は、前記段差位置情報と前記走行状態情報に基づいて、前記第１車輪の後に前記段差に到達する前記第２車輪を推定する。
【００１１】
第５の観点は、第４の観点に加えて、次の特徴を更に有する。
前記走行状態情報は、前記車両の各車輪の位置を示す車両位置情報を含む。
前記段差位置推定装置は、
前記走行状態情報に基づいて、前記車両の２つの車輪が前記段差を通過したことを検出し、
前記車両位置情報に基づいて、前記段差を通過する際の前記２つの車輪のそれぞれの位置を第１通過位置及び第２通過位置として取得し、
前記第１通過位置と前記第２通過位置とを結ぶ線の位置を、前記段差の前記位置として推定する。
【００１２】
第６の観点は、第４又は第５の観点に加えて、次の特徴を更に有する。
第１荷重は、前記段差を同時に通過する前記第１車輪にかかる荷重である。
第２荷重は、前記段差を同時に通過する前記第２車輪にかかる荷重である。
前記車両走行制御装置は、
前記段差位置情報と前記走行状態情報に基づいて、前記第２車輪と前記第２荷重を推定し、
前記基準情報、前記第１荷重、及び前記第２荷重に基づいて、前記第２駆動力を推定する。
【００１３】
第７の観点は、第６の観点に加えて、次の特徴を更に有する。
前記走行状態情報は、前記車両走行制御装置によって制御される駆動力を示す走行制御情報を含む。
前記第１車輪が前記段差に到達して停止した場合、前記車両走行制御装置は、
前記駆動力を増加させ、
前記走行制御情報に基づいて、前記第１車輪が前記段差を乗り越えるために要した前記第１駆動力を前記基準情報として取得し、
前記第１駆動力、及び前記第１荷重と前記第２荷重との比率に基づいて、前記第２駆動力を推定する。
【００１４】
第８の観点は、第６の観点に加えて、次の特徴を更に有する。
前記走行状態情報は、前記車両の速度を示す車両状態情報を含む。
前記第１車輪が停止することなく前記段差を通過した場合、前記車両走行制御装置は、
前記車両状態情報に基づいて、前記第１車輪が前記段差を通過する際の前記速度の変化を取得し、
前記第１荷重と前記速度の前記変化に基づいて、前記段差の高さを推定し、
前記段差の前記高さと前記第２荷重に基づいて、前記第２駆動力を推定する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、第１車輪が段差を乗り越えたときの情報が、基準情報として取得される。そして、その基準情報から、第２車輪が段差を乗り越えるために必要な第２駆動力が推定される。必要な第２駆動力が推定されるため、第１車輪の後に第２車輪が段差を通過する際に駆動力を効率的に制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両に搭載される車両走行支援装置の概要を説明するための概念図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る車両による段差の乗り越えを説明するための概念図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る車両走行支援装置による駆動力制御の例を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明の実施の形態に係る車両走行支援装置による駆動力制御の他の例を示すタイミングチャートである。
【図５】本発明の実施の形態に係る車両走行支援装置による駆動力制御の更に他の例を示すタイミングチャートである。
【図６】本発明の実施の形態に係る車両走行支援装置による駆動力制御の更に他の例を示すタイミングチャートである。
【図７】本発明の実施の形態に係る車両走行支援装置の構成例を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態において用いられる各種情報の例を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態において用いられる目標情報を説明するための概念図である。
【図１０】本発明の実施の形態において用いられる車両位置情報を説明するための概念図である。
【図１１】本発明の実施の形態における段差通過の検出方法の一例を説明するための概念図である。
【図１２】本発明の実施の形態における段差位置の推定方法の一例を説明するための概念図である。
【図１３】本発明の実施の形態における段差通過に関連する駆動力制御の第１の例を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態における第２駆動力の推定方法の一例を説明するための概念図である。
【図１５】本発明の実施の形態における段差通過に関連する駆動力制御の第３の例を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の実施の形態に係る段差通過中止処理の第１の例を説明するための概念図である。
【図１７】本発明の実施の形態に係る段差通過中止処理の第１の例を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の実施の形態に係る段差通過中止処理の第２の例を示すフローチャートである。
【図１９】本発明の実施の形態に係る段差通過中止処理の第３の例を示すフローチャートである。
【図２０】本発明の実施の形態に係る車両走行支援装置による段差乗り下げ処理を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００１８】
１．車両走行支援装置の概要
図１は、本実施の形態に係る車両１に搭載される車両走行支援装置１０の概要を説明するための概念図である。車両１は、複数の車輪５を備えている。具体的には、車両１は、左前輪５ＦＬ、右前輪５ＦＲ、左後輪５ＲＬ、及び右後輪５ＲＲを備えている。以下の説明において、左前輪５ＦＬと右前輪５ＦＲをまとめて「前輪」と呼び、左後輪５ＲＬと右後輪５ＲＲをまとめて「後輪」と呼ぶ場合がある。
【００１９】
図１に示されるように、車両走行支援装置１０は、走行状態取得装置１００と車両走行制御装置２００を備えている。走行状態取得装置１００は、車両１の走行状態を示す走行状態情報３００を取得する。車両１の走行状態としては、位置、速度（車速）、加速度、舵角、駆動力、制動力、周辺状況、等が例示される。車両走行制御装置２００は、走行状態情報３００に基づいて、車両１の走行を制御する「車両走行制御」を行う。車両走行制御は、駆動力制御、制動力制御、及び操舵制御を含む。
【００２０】
車両走行支援装置１０は、車両走行制御を通して、車両１の走行を支援する。例えば、車両走行支援装置１０は、車両１を自動的に動かして目標停止位置に停止させる車両誘導制御を行う。このような車両誘導制御は、例えば、車両１を所望の駐車位置に駐車する際に利用される。但し、本実施の形態に係る車両走行制御は、車両誘導制御に限られない。
【００２１】
車両走行制御の最中、車両１の走行経路上に段差が存在する場合がある。この場合、車両走行制御装置２００は、車輪５が適切に段差を通過するように車両走行制御（特に駆動力制御）を行う。
【００２２】
ここで、「車輪５が段差を通過する」とは、車輪５が段差に到達（接触）し、更にその段差を乗り越えることを意味する。車輪５が段差を通過する「通過期間」は、車輪５が段差に到達（接触）してから、その段差を乗り越えるまでの期間である。また、２つの車輪５が同時に段差を通過する場合もある。つまり、左前輪５ＦＬと右前輪５ＦＲ、あるいは、左後輪５ＲＬと右後輪５ＲＲが同時に段差を通過する場合がある。「２つの車輪５が同時に段差を通過する」とは、それぞれの車輪５の通過期間が少なくとも部分的にオーバーラップしていること意味する。
【００２３】
尚、本実施の形態において、段差の形状は特に限定されない。例えば、段差の形状として、ステップ状、スロープ状、バンプ状が挙げられる。
【００２４】
図２は、段差ＤＬの乗り越えを説明するための概念図である。車両１の移動に伴い、複数の車輪５が順番に段差ＤＬに到達する。比較的早く段差ＤＬに到達する車輪５（先行輪）を、以下「第１車輪５−１」と呼ぶ。比較的遅く段差ＤＬに到達する車輪５（後続輪）を、以下「第２車輪５−２」と呼ぶ。
【００２５】
例えば、右後輪５ＲＲと左後輪５ＲＬが同時に段差ＤＬを通過し、その後、右前輪５ＦＲが段差ＤＬに到達した場合を考える。この場合、右後輪５ＲＲと左後輪５ＲＬが第１車輪５−１であり、右前輪５ＦＲが第２車輪５−２である。
【００２６】
他の例として、右後輪５ＲＲ、左後輪５ＲＬ、右前輪５ＦＲがこの順番で段差ＤＬを通過する場合を考える。この場合、右後輪５ＲＲは第１車輪５−１であり、右前輪５ＦＲは第２車輪５−２である。左後輪５ＲＬは、右後輪５ＲＲ（第１車輪５−１）に対しては第２車輪５−２となり、右前輪５ＦＲ（第２車輪５−２）に対しては第１車輪５−１となる。
【００２７】
第１車輪５−１は、第２車輪５−２よりも早く段差ＤＬに到達する。第１車輪５−１が段差ＤＬを乗り越えた後、第２車輪５−２が段差ＤＬに到達する。本実施の形態によれば、第１車輪５−１が段差ＤＬを乗り越えたときの駆動力に関する情報が、「基準情報」として保持される。そして、その基準情報が、第２車輪５−２が段差ＤＬを通過する際の駆動力制御に活用される。これにより、第２車輪５−２が段差ＤＬを通過する際に駆動力を効率的に制御することが可能となる。
【００２８】
図３は、本実施の形態に係る駆動力制御の例を示すタイミングチャートである。横軸は時間を表し、縦軸は駆動力を表している。
【００２９】
時刻ｔ１ａにおいて、第１車輪５−１が段差ＤＬに到達して停止する。車両走行制御装置２００は、駆動力を増加させる。このとき、車両１の急加速を抑制するために、駆動力を徐々に増加させてもよい。時刻ｔ１ｂにおいて、第１車輪５−１が動き出し、段差ＤＬに乗り上げ始める。時刻ｔ１ｃにおいて、第１車輪５−１は段差ＤＬを乗り越える。時刻ｔ１ａ〜ｔ１ｃの期間が、第１車輪５−１が段差ＤＬを通過するのに要した第１通過期間Ｔ１である。第１車輪５−１が段差ＤＬを通過した後、不必要な加速を抑制するために、駆動力が下げられてもよい。
【００３０】
第１車輪５−１が段差ＤＬを乗り越えるために実際に要した駆動力は、以下「第１駆動力Ｆ１」と呼ばれる。図３に示される例では、この第１駆動力Ｆ１が「基準情報」として用いられる。
【００３１】
第２車輪５−２が段差を乗り越えるために必要な駆動力は、以下「第２駆動力Ｆ２」と呼ばれる。第１車輪５−１が段差ＤＬを乗り越えた後、車両走行制御装置２００は、第１駆動力Ｆ１（基準情報）から第２駆動力Ｆ２を推定する。第１車輪５−１と第２車輪５−２のそれぞれにかかる荷重の比率が分かれば、その比率と第１駆動力Ｆ１に基づいて第２駆動力Ｆ２を推定することができる。そして、第２車輪５−２が段差を通過する際、車両走行制御装置２００は、推定された第２駆動力Ｆ２を発生させる。
【００３２】
図３に示される例では、時刻ｔ２ａにおいて、第２車輪５−２が段差ＤＬに到達して停止する。車両走行制御装置２００は、駆動力を増加させる。このとき、車両１の急加速を抑制するために、駆動力を徐々に増加させる必要はない。第２車輪５−２が段差ＤＬを乗り越えるために必要な第２駆動力Ｆ２が推定されているため、駆動力を“速やか”に第２駆動力Ｆ２まで上げることができる。つまり、駆動力を第１駆動力Ｆ１まで増加させる際の第１増加率よりも、駆動力を第２駆動力Ｆ２まで増加させる際の第２増加率の方を高く設定することができる。車両走行制御装置２００は、第１増加率で駆動力を第１駆動力Ｆ１まで増加させ、第１増加率よりも高い第２増加率で駆動力を第２駆動力Ｆ２まで増加させる。
【００３３】
時刻ｔ２ｂにおいて、第２車輪５−２が動き出し、段差ＤＬに乗り上げ始める。時刻ｔ２ｃにおいて、第２車輪５−２は段差ＤＬを乗り越える。時刻ｔ２ａ〜ｔ２ｃの期間が、第２車輪５−２が段差ＤＬを通過するのに要した第２通過期間Ｔ２である。駆動力を速やかに第２駆動力Ｆ２まで上げることができるため、第２通過期間Ｔ２は第１通過期間Ｔ１よりも短い。
【００３４】
図４は、図３で示された駆動力制御の変形例を示している。駆動力を増加させるタイミングは、第２車輪５−２が段差ＤＬに到達するタイミング以降に限られない。図４に示される例では、車両走行制御装置２００は、第２車輪５−２が段差ＤＬに到達する前の時刻ｔ２ｐから、駆動力を増加させる。第２車輪５−２が段差ＤＬに到達するタイミングを予測することができる、あるいは、第２車輪５−２が段差ＤＬの近傍まで接近していることを検知することができれば、図４に示されるような駆動力制御も可能である。
【００３５】
図５は、本実施の形態に係る駆動力制御の他の例を示している。第１車輪５−１が段差ＤＬで停止するとは限らない。図５に示される例では、第１車輪５−１は、停止することなく段差ＤＬを通過する。この場合、図３及び図４で示された手法とは別の手法で、第２駆動力Ｆ２の推定が行われてもよい。
【００３６】
より詳細には、第１車輪５−１が段差ＤＬを通過する際、車速等の走行状態が変化する。段差ＤＬが大きくなるほど、走行状態の変化も大きくなる。つまり、第１車輪５−１が段差ＤＬを通過する際の走行状態の変化は、段差ＤＬの高さ（大きさ）を反映している。従って、車両走行制御装置２００は、その走行状態の変化に基づいて、第２車輪５−２が段差ＤＬを乗り越えるために必要な第２駆動力Ｆ２を推定することができる。つまり、図５に示される例では、走行状態の変化が「基準情報」として用いられる。
【００３７】
第２車輪５−２の段差ＤＬの通過は、図３で示された例と同様である。時刻ｔ２ａにおいて、第２車輪５−２が段差ＤＬに到達して停止する。車両走行制御装置２００は、駆動力を増加させる。第２車輪５−２が段差を乗り越えるために必要な第２駆動力Ｆ２が推定されているため、駆動力を第２駆動力Ｆ２まで“速やか”に上げることができる。
【００３８】
図６は、図５で示された駆動力制御の変形例を示している。既出の図４の場合と同様に、車両走行制御装置２００は、第２車輪５−２が段差ＤＬに到達する前の時刻ｔ２ｐから、駆動力を増加させる。
【００３９】
以上に説明された車両走行制御装置２００による処理は、次のようにまとめることができる。まず、第１車輪５−１が段差ＤＬを乗り越えたことを検出する必要がある。車両走行制御装置２００は、走行状態情報３００に基づいて、第１車輪５−１が段差ＤＬを乗り越えたことを検出することができる。
【００４０】
続いて、車両走行制御装置２００は、第１車輪５−１が段差ＤＬを乗り越えるために要した第１駆動力Ｆ１を、基準情報として取得する。あるいは、車両走行制御装置２００は、第１車輪５−１が段差ＤＬを通過する際の走行状態の変化を、基準情報として取得する。いずれの場合であっても、車両走行制御装置２００は、走行状態情報３００に基づいて基準情報を取得することができる。
【００４１】
続いて、車両走行制御装置２００は、基準情報に基づいて、第２車輪５−２が段差ＤＬを乗り越えるために必要な第２駆動力Ｆ２を推定する。好ましくは、車両走行制御装置２００は、第２車輪５−２が段差ＤＬに到達する前に、第２駆動力Ｆ２を推定する。そして、第２車輪５−２が段差ＤＬを通過する際、車両走行制御装置２００は、推定された第２駆動力Ｆ２を発生させる。
【００４２】
このように、本実施の形態によれば、第１車輪５−１が段差ＤＬを乗り越えたときの情報が、基準情報として取得される。そして、その基準情報から、第２車輪５−２が段差ＤＬを乗り越えるために必要な第２駆動力Ｆ２が推定される。必要な第２駆動力Ｆ２が推定されるため、第２車輪５−２が段差ＤＬを通過する際に駆動力を効率的に制御することが可能となる。
【００４３】
比較例として、第２駆動力Ｆ２が推定されない場合を考える。この場合、第２車輪５−２が段差ＤＬを乗り越えるように駆動力を増加させる際、駆動力が不必要に大きくなるおそれがある。その場合、第２車輪５−２が一気に段差ＤＬを乗り越え、車両１が急加速する。一方、本実施の形態によれば、必要な第２駆動力Ｆ２が推定され、推定された第２駆動力Ｆ２で車両１が駆動される。従って、車両１の急加速を抑制することが可能となる。
【００４４】
車両１の急加速を抑制するために、駆動力をゆっくりと増加させることも考えられる。しかしながら、その場合、第２車輪５−２が動き出すまでの停止時間が長くなる。つまり、駆動力が増加しているにもかかわらず車両１が動かない時間が長くなる。このことは、駆動装置にかかる負荷の増大、燃費の悪化、騒音の増大、等を招く。一方、本実施の形態によれば、必要な第２駆動力Ｆ２が推定されているため、駆動力を速やかに第２駆動力Ｆ２まで増加させることができる。このことは、駆動装置にかかる負荷の軽減、燃費の向上、騒音の軽減、等に寄与する。
【００４５】
以下、本実施の形態に係る車両走行支援装置１０について更に詳しく説明する。
【００４６】
２．車両走行支援装置の具体例
図７は、本実施の形態に係る車両走行支援装置１０の構成例を示すブロック図である。車両走行支援装置１０は、センサ群３０、走行装置５０、及び制御装置７０を備えている。
【００４７】
センサ群３０は、車両状態センサ３１及び周辺状況センサ３２を含んでいる。
【００４８】
車両状態センサ３１は、車両１の状態を検出する。車両１の状態としては、車輪速、車速、加速度（前後加速度、横加速度、上下加速度）、舵角、サスペンションストローク量、等が例示される。車両状態センサ３１は、車輪速センサ、車速センサ、各種加速度センサ、舵角センサ、ストロークセンサ、等を含んでいる。上下加速度センサやストロークセンサは、例えば、各車輪５の位置に設けられる。車両状態センサ３１は、車両１の位置及び方位を計測するＧＰＳ（Global Positioning System）装置を含んでいてもよい。
【００４９】
周辺状況センサ３２は、車両１の周辺の状況を検出する。例えば、周辺状況センサ３２は、カメラ、ソナー、ライダー（LIDAR: Laser Imaging Detection and Ranging）、等を含んでいる。周辺状況センサ３２を用いることによって、車両１の周囲の空間や物体を認識することができる。
【００５０】
走行装置５０は、駆動装置５１、制動装置５２、転舵装置５３、及び変速装置５４を含んでいる。駆動装置５１は、駆動力を発生させる動力源である。駆動装置５１としては、エンジン、電動機、インホイールモータが例示される。制動装置５２は、制動力を発生させる。転舵装置５３は、車輪５を転舵する。例えば、転舵装置５３は、パワーステアリング（EPS: Electric Power Steering）装置を含んでいる。
【００５１】
制御装置７０は、プロセッサ７１及び記憶装置７２を備えるマイクロコンピュータである。制御装置７０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも呼ばれる。記憶装置７２には、制御プログラムが格納される。プロセッサ７１が記憶装置７２に格納された制御プログラムを実行することにより、制御装置７０による各種処理が実現される。
【００５２】
例えば、制御装置７０（プロセッサ７１）は、走行装置５０の動作を制御することによって、車両走行制御を行う。車両走行制御は、駆動力制御、制動力制御、操舵制御、及びギア制御を含んでいる。駆動力制御は、駆動装置５１を通して行われる。制動力制御は、制動装置５２を通して行われる。操舵制御は、転舵装置５３を通して行われる。ギア制御は、変速装置５４を通して行われる。制御装置７０と走行装置５０は、図１で示された「車両走行制御装置２００」を構成していると言える。
【００５３】
また、制御装置７０は、各種情報処理を行う。具体的には、制御装置７０（プロセッサ７１）は、各種情報を取得し、取得した情報を記憶装置７２に格納する。そして、制御装置７０は、記憶装置７２から必要な情報を読み出して、各種情報処理を行う。
【００５４】
図８は、本実施の形態において用いられる各種情報の例を示すブロック図である。記憶装置７２には、走行状態情報３００、段差位置情報４００、及び駆動制御情報５００が格納されている。走行状態情報３００は、車両１の走行状態を示す。段差位置情報４００は、車両１の走行経路上の段差ＤＬの位置を示す。駆動制御情報５００は、段差通過に関連する駆動力制御において用いられる情報である。以下、各種情報の取得及び利用について詳しく説明する。
【００５５】
３．走行状態情報３００
制御装置７０は、車両１の走行状態を示す走行状態情報３００を取得する。図８に示されるように、走行状態情報３００は、車両状態情報３１０、周辺状況情報３２０、走行制御情報３３０、目標情報３４０、及び車両位置情報３５０を含んでいる。
【００５６】
３−１．車両状態情報３１０
車両状態情報３１０は、車両１の状態を示す。制御装置７０は、車両状態センサ３１による検出結果に基づいて車両状態情報３１０を取得する。車両１の状態としては、車輪速、車速、加速度（前後加速度、横加速度、上下加速度）、舵角、サスペンションストローク量、等が例示される。上下加速度及びサスペンションストローク量については、各車輪５の位置における値が算出される。
【００５７】
車両状態センサ３１がＧＰＳ装置を含んでいる場合、車両状態情報３１０は、ＧＰＳ装置によって得られる車両１の位置情報を含んでいてもよい。
【００５８】
３−２．周辺状況情報３２０
周辺状況情報３２０は、車両１の周辺の状況を示す。制御装置７０は、周辺状況センサ３２による検出結果に基づいて周辺状況情報３２０を取得する。例えば、周辺状況情報３２０は、カメラにより得られた撮像情報を含む。また、周辺状況情報３２０は、ソナーやライダーによって計測される周辺物体（例：壁）に関する物体情報を含む。物体情報は、周辺物体の相対位置（距離）を示す。物体情報は、相対速度を示していてもよい。
【００５９】
周辺状況センサ３２によって、車両１の近くの段差ＤＬが検出される場合もある。その場合、周辺状況情報３２０は、検出された段差ＤＬの相対位置を示す情報を含んでいてもよい。
【００６０】
３−３．走行制御情報３３０
走行制御情報３３０は、制御装置７０（車両走行制御装置２００）によって制御される走行装置５０の制御量を示す。例えば、走行制御情報３３０は、制御装置７０によって制御される駆動力及び制動力を示す。
【００６１】
３−４．目標情報３４０
図９は、目標情報３４０を説明するための概念図である。制御装置７０（車両走行制御装置２００）は、車両１を動かして目標停止位置ＰＴに停止させる車両誘導制御を行うことができる。車両誘導制御は、例えば、車両１を所望の駐車位置に駐車する際に利用される。このような車両誘導制御が行われる場合、目標停止位置ＰＴを示す情報として目標情報３４０が作成される。
【００６２】
目標停止位置ＰＴは、手動あるいは制御装置７０によってあらかじめ設定される。例えば、制御装置７０は、上記の周辺状況情報３２０に基づいて、適切な目標停止位置ＰＴを自動的に決定する。あるいは、制御装置７０は、周辺状況情報３２０に基づいて、車両１の周囲の空間及び物体を示す情報をＨＭＩ（Human Machine Interface）に表示する。車両１のユーザは、表示された情報を参照して、所望の目標停止位置ＰＴを指定する。
【００６３】
目標停止位置ＰＴの設定後、制御装置７０は、車両１の現在位置から目標停止位置ＰＴに向かう目標経路ＴＰを生成してもよい。目標経路ＴＰは、例えば、目標停止位置ＰＴを原点とする座標系において定義される。目標経路ＴＰが生成された場合、目標情報３４０は、目標停止位置ＰＴと目標経路ＴＰを示す。制御装置７０（車両走行制御装置２００）は、目標経路ＴＰに沿って車両１が走行するように車両走行制御を行う。
【００６４】
３−５．車両位置情報３５０
図１０は、車両位置情報３５０を説明するための概念図である。車両位置情報３５０は、車両１及び各車輪５の位置を示す。車両１及び各車輪５の位置は、所定の座標系において定義される。例えば、所定の座標系として、上記の目標停止位置ＰＴを原点Ｏとする座標系が用いられる。但し、所定の座標系はそれに限定されない。
【００６５】
図１０において、車両位置ＰＶ［ｘ、ｚ、θ］は、車両１の位置を表す。例えば、車両位置ＰＶとして、左後輪５ＲＬと右後輪５ＲＲの中間位置が用いられる。車輪位置Ｐｆｌ、Ｐｆｒ、Ｐｒｌ、及びＰｒｒは、左前輪５ＦＬ、右前輪５ＦＲ、左後輪５ＲＬ、及び右後輪５ＲＲのそれぞれの位置である。ホイールベースＬｈ及びトレッド長Ｔｒは、既知パラメータである。車両位置ＰＶと既知パラメータを用いて、車輪位置Ｐｆｌ、Ｐｆｒ、Ｐｒｌ、及びＰｒｒのそれぞれは、次の式（１）〜（４）で表される。
【００６６】
【数１】
2020015439.tif 000003
【００６７】
【数２】
2020015439.tif 000004
【００６８】
【数３】
2020015439.tif 000005
【００６９】
【数４】
2020015439.tif 000006
【００７０】
制御装置７０は、車両状態情報３１０に基づいて、車両位置ＰＶ及び各車輪位置Ｐｆｌ、Ｐｆｒ、Ｐｒｌ、及びＰｒｒを演算、更新する。具体的には、車両状態情報３１０は、舵角及び車輪速を含んでいる。制御装置７０は、舵角及び車輪速に基づいて、車両１の移動量を算出し、車両位置ＰＶを逐次算出、更新することができる。車両位置ＰＶが更新されると、上記の式（１）〜（４）に従って、各車輪位置Ｐｆｌ、Ｐｆｒ、Ｐｒｌ、及びＰｒｒも更新される。
【００７１】
他の例として、車両状態情報３１０がＧＰＳ装置によって得られる車両１の位置情報を含んでいる場合、制御装置７０は、その位置情報を利用してもよい。更に他の例として、制御装置７０は、周辺状況情報３２０で示される物体（例：壁）との相対位置に基づいて、車両位置ＰＶを算出、更新してもよい。
【００７２】
３−６．走行状態取得装置１００
図７に示されるように、センサ群３０及び制御装置７０は、「走行状態取得装置１００」を構成していると言える。
【００７３】
４．段差位置情報４００
段差位置情報４００は、車両１の走行経路上の段差ＤＬの位置を示す。このような段差位置情報４００は、車両走行制御にとって有用である。以下、段差位置情報４００の取得方法の例を説明する。
【００７４】
４−１．第１の例
制御装置７０は、走行状態情報３００に基づいて、いずれかの車輪５が段差ＤＬを通過したことを検出し、また、段差ＤＬを通過した車輪５を特定する。
【００７５】
図１１は、段差通過の検出方法の一例を説明するための概念図である。横軸は時間を表し、縦軸は各車輪５の位置における上下加速度を表している。上下加速度は、車両状態情報３１０から得られる。ある車輪５の位置における上下加速度が判定閾値Ｇｔｈを超えた場合、制御装置７０は、当該車輪５が段差ＤＬを通過したと判定する。このように、上下加速度を参照することによって、いずれかの車輪５が段差ＤＬを通過したことを検出し、且つ、段差ＤＬを通過した車輪５を特定することができる。上下加速度の代わりに、あるいは、上下加速度と共に、ストローク量が考慮されてもよい。
【００７６】
他の例として、制御装置７０は、車両状態情報３１０で示される車速や前後加速度の変化に基づいて、段差通過を検出してもよい。更に他の例として、制御装置７０は、周辺状況情報３２０で示されるカメラ画像の視界の変化に基づいて、段差通過を検出し、且つ、段差ＤＬを通過した車輪５を特定してもよい。
【００７７】
尚、車輪５が段差ＤＬを乗り上げる場合だけでなく、車輪５が段差ＤＬを乗り下げる場合も考えられる。乗り上げか乗り下げかは、車速の変化、あるいは、カメラ画像の視界の変化に基づいて識別可能である。
【００７８】
段差ＤＬを通過した車輪５を特定すると、制御装置７０は、車両位置情報３５０に基づいて、当該車輪５が段差ＤＬを通過した際の車輪位置を取得する。車輪５が段差ＤＬを通過した際の車輪位置は、以下「通過位置」と呼ばれる。例えば、車輪５が段差ＤＬに接触したタイミングにおける車輪位置が、通過位置として用いられる。他の例として、通過期間における車輪位置の平均が、通過位置として用いられてもよい。
【００７９】
制御装置７０は、以上に説明された方法によって、少なくとも２つの異なる車輪５に関する通過位置を取得する。２つの車輪５は、異なるタイミングで段差ＤＬを通過してもよいし、同時に段差ＤＬを通過してもよい。
【００８０】
図１２は、２つの車輪５ａ、５ｂのそれぞれの通過位置Ｐａ、Ｐｂを示している。第１通過位置Ｐａ［ｘａ，ｚａ］は、車輪５ａの通過位置である。第２通過位置Ｐｂ［ｘｂ，ｚｂ］は、車輪５ｂの通過位置である。第１通過位置Ｐａと第２通過位置Ｐｂは、互いに異なる位置である。第１通過位置Ｐａと第２通過位置Ｐｂの情報は、記憶装置７２に格納される。そして、制御装置７０は、第１通過位置Ｐａと第２通過位置Ｐｂとを結ぶ線の位置を、段差ＤＬの位置として推定する。上記の所定の座標系における段差ＤＬの位置は、次の式（５）で表される。
【００８１】
【数５】
2020015439.tif 000007
【００８２】
このように、第１の例によれば、制御装置７０は、２つの車輪５ａ、５ｂが段差ＤＬを通過したことを検出し、第１通過位置Ｐａと第２通過位置Ｐｂに基づいて段差ＤＬの位置を推定する。車輪５が段差ＤＬを実際に通過した通過位置を用いることによって、段差ＤＬの位置を精度良く推定することができる。
【００８３】
４−２．第２の例
周辺状況センサ３２（例えばライダー）によって、段差ＤＬが検出される場合も考えられる。その場合、周辺状況情報３２０は、検出された段差ＤＬの相対位置情報を含む。第２の例によれば、制御装置７０は、周辺状況情報３２０に含まれる段差ＤＬの相対位置情報に基づいて、所定の座標系における段差ＤＬの位置を算出する。第２の例の場合、２つの車輪５ａ、５ｂが段差ＤＬを通過しなくても、段差ＤＬの位置を取得することが可能となる。
【００８４】
４−３．段差位置推定装置
制御装置７０は、「段差位置推定装置」を構成していると言える。段差位置推定装置は、走行状態情報３００に基づいて、車両１の走行経路上の段差ＤＬの位置を推定し、段差位置情報４００を取得する。
【００８５】
より詳細には、第１の例の場合、段差位置推定装置は、走行状態情報３００に基づいて、２つの車輪５ａ、５ｂが段差ＤＬを通過したことを検出する。更に、段差位置推定装置は、車両位置情報３５０に基づいて、段差ＤＬを通過する際の車輪５ａ、５ｂのそれぞれの車輪位置を第１通過位置Ｐａ及び第２通過位置Ｐｂとして取得する。そして、段差位置推定装置は、第１通過位置Ｐａと第２通過位置Ｐｂとを結ぶ線の位置を、段差ＤＬの位置として推定する。
【００８６】
第２の例の場合、段差位置推定装置は、周辺状況情報３２０に基づいて、段差ＤＬの位置を推定する。
【００８７】
５．段差通過に関連する駆動力制御
次に、段差通過に関連する駆動力制御について説明する。駆動力制御においては、図８で示された駆動制御情報５００が取得され、利用される。駆動制御情報５００は、基準情報５１０及び第２駆動力情報５２０を含んでいる。
【００８８】
５−１．第１の例
図１３は、段差通過に関連する駆動力制御の第１の例を示すフローチャートである。第１の例では、既出の図３及び図４で示された場合、すなわち、第１車輪５−１が段差ＤＬに到達して停止する場合を考える。
【００８９】
５−１−１．ステップＳ１０
車両走行制御装置２００は、走行状態情報３００に基づいて、いずれかの車輪５が段差ＤＬによって停止したことを検出する。例えば、駆動力が発生しているにもかかわらず車両１が動いていない場合、車両走行制御装置２００は、いずれかの車輪５が段差ＤＬによって停止したと判定する。
【００９０】
車両走行制御装置２００は、段差ＤＬを乗り越えるために駆動力を増加させる。このとき、車両１の急加速を抑制するために、駆動力を徐々に増加させてもよい。ここでの駆動力の増加率は、上述の第１増加率である。
【００９１】
駆動力の増加により、車輪５が段差ＤＬを乗り越える。車両走行制御装置２００は、走行状態情報３００に基づいて、車輪５が段差ＤＬを乗り越えたことを検出し、また、段差ＤＬを乗り越えた車輪５を特定する（図１１、セクション４の第１の例４−１を参照）。尚、ここで特定された車輪５が、第１車輪５−１である。
【００９２】
５−１−２．ステップＳ２０
第１車輪５−１が段差ＤＬを乗り越えると、車両走行制御装置２００は、走行状態情報３００に基づいて、基準情報５１０を取得する。取得された基準情報５１０は、記憶装置７２に格納される。
【００９３】
基準情報５１０は、ステップＳ１０において特定された第１車輪５−１を示す。単一の第１車輪５−１が段差ＤＬを通過した場合、基準情報５１０は、その単一の第１車輪５−１を示す。２つの第１車輪５−１が同時に段差ＤＬを通過した場合、基準情報５１０は、それら２つの第１車輪５−１を示す。
【００９４】
また、基準情報５１０は、ステップＳ１０において第１車輪５−１が段差ＤＬを通過した通過位置を含む。車両走行制御装置２００は、車両位置情報３５０に基づいて、通過位置を取得することができる（セクション４の第１の例４−１を参照）。
【００９５】
更に、基準情報５１０は、ステップＳ１０において第１車輪５−１が段差ＤＬを乗り越えるために要した第１駆動力Ｆ１を含む。車両走行制御装置２００は、走行制御情報３３０に基づいて、第１駆動力Ｆ１を取得することができる。
【００９６】
５−１−３．ステップＳ３０
車両走行制御装置２００は、少なくとも２つの第１車輪５−１が段差ＤＬを通過するまで、上記のステップＳ１０、Ｓ２０を繰り返す。２つの第１車輪５−１は、異なるタイミングで段差ＤＬを通過してもよいし、同時に段差ＤＬを通過してもよい。
【００９７】
２つの第１車輪５−１が段差ＤＬを通過した後、車両走行制御装置２００は、図１２で示された方法によって、段差ＤＬの位置を推定し、段差位置情報４００を取得する。具体的には、２つの第１車輪５−１が、図１２で示された車輪５ａ、５ｂに相当する。基準情報５１０は、車輪５ａ、５ｂのそれぞれの第１通過位置Ｐａ及び第２通過位置Ｐｂを含んでいる。車両走行制御装置２００は、第１通過位置Ｐａと第２通過位置Ｐｂとを結ぶ線の位置を、段差ＤＬの位置として推定する（セクション４の第１の例４−１を参照）。取得された段差位置情報４００は、記憶装置７２に格納される。
【００９８】
５−１−４．ステップＳ４０
続いて、車両走行制御装置２００は、基準情報５１０に基づいて、第２車輪５−２が段差ＤＬを乗り越えるために必要な第２駆動力Ｆ２を推定する。好適には、車両走行制御装置２００は、第２車輪５−２が段差ＤＬに到達する前に、第２駆動力Ｆ２を推定する。
【００９９】
第２駆動力Ｆ２の推定を説明するために、「第１荷重Ｗ１」と「第２荷重Ｗ２」について考える。第１荷重Ｗ１は、段差ＤＬを同時に通過する第１車輪５−１にかかる荷重である。第１荷重Ｗ１は、段差ＤＬを同時に通過する第１車輪５−１の数（第１車輪数Ｎ１）に依存する。Ｎ１＝２の場合の第１荷重Ｗ１は、当然、Ｎ１＝１の場合の第１荷重Ｗ１よりも大きい。同様に、第２荷重Ｗ２は、段差ＤＬを同時に通過する第２車輪５−２にかかる荷重である。第２荷重Ｗ２は、段差ＤＬを同時に通過する第２車輪５−２の数（第２車輪数Ｎ２）に依存する。
【０１００】
第１駆動力Ｆ１と第１荷重Ｗ１との間には相関関係がある。同様に、第２駆動力Ｆ２と第２荷重Ｗ２との間には相関関係がある。そして、第１荷重Ｗ１、第２荷重Ｗ２、第１駆動力Ｆ１、及び第２駆動力Ｆ２の間には、次の式（６）で表される関係が存在する。
【０１０１】
【数６】
2020015439.tif 000008
【０１０２】
式（６）において、第１質量Ｍ１は、第１荷重Ｗ１と等価な質量である（Ｗ１＝Ｍ１×ｇ，ｇ＝重力加速度）。第２質量Ｍ２は、第２荷重Ｗ２と等価な質量である（Ｗ２＝Ｍ２×ｇ）。第１質量Ｍ１と第２質量Ｍ２との比率は、第１荷重Ｗ１と第２荷重Ｗ２との比率と同じである。式（６）に示されるように、第２駆動力Ｆ２は、第１駆動力Ｆ１及び第１荷重Ｗ１と第２荷重Ｗ２との比率に基づいて算出可能である。
【０１０３】
上述の通り、基準情報５１０は、ステップＳ１０において特定された第１車輪５−１と第１駆動力Ｆ１を示している。従って、車両走行制御装置２００は、基準情報５１０に基づいて、第１荷重Ｗ１と第１駆動力Ｆ１を取得することができる。
【０１０４】
第２荷重Ｗ２については、次の通りである。まず、車両走行制御装置２００は、第１車輪５−１の後に段差ＤＬに到達する第２車輪５−２を推定する。具体的には、車両走行制御装置２００は、走行状態情報３００と段差位置情報４００に基づいて、第２車輪５−２を推定する。車両位置情報３５０は、各車輪５の最新の車輪位置を示している。車両状態情報３１０は、舵角及び車輪速を示している。段差位置情報４００は、段差ＤＬの位置を示している。それら情報に基づいて、第１車輪５−１の後に別の車輪５が段差ＤＬに到達しそうなことを検知することができる。その別の車輪５が第２車輪５−２である。
【０１０５】
目標経路ＴＰが設定されている場合、車両走行制御装置２００は、目標経路ＴＰに沿って車両１が走行するように車両走行制御を行う。この場合、車両走行制御装置２００は、目標経路ＴＰ（目標情報３４０）も考慮して、第２車輪５−２を推定してもよい。
【０１０６】
段差ＤＬを同時に通過する第２車輪５−２の数（第２車輪数Ｎ２）は、１個である場合もあるし、２個である場合もある。第２荷重Ｗ２は、段差ＤＬを同時に通過する第２車輪５−２にかかる荷重である。車両走行制御装置２００は、走行状態情報３００と段差位置情報４００に基づいて、第２車輪５−２と第２荷重Ｗ２を推定することができる。
【０１０７】
そして、車両走行制御装置２００は、上記式（６）に従って、第２駆動力Ｆ２を算出する。つまり、車両走行制御装置２００は、第１駆動力Ｆ１及び第１荷重Ｗ１と第２荷重Ｗ２との比率に基づいて、第２駆動力Ｆ２を推定する。第２駆動力情報５２０は、推定された第２駆動力Ｆ２を示す。第２駆動力情報５２０は、記憶装置７２に格納される。
【０１０８】
５−１−５．ステップＳ５０
第１車輪５−１の後に第２車輪５−２が段差ＤＬを通過する際、車両走行制御装置２００は、第２駆動力情報５２０で示される第２駆動力Ｆ２を発生させる（図３、図４参照）。
【０１０９】
図３で示された例では、時刻ｔ２ａにおいて、第２車輪５−２が段差ＤＬに到達して停止する。車両走行制御装置２００は、駆動力を“速やか”に第２駆動力Ｆ２まで上げる。ここでの駆動力の増加率は、上述の第１増加率よりも高い第２増加率である。時刻ｔ２ｂにおいて、第２車輪５−２が動き出し、段差ＤＬに乗り上げ始める。時刻ｔ２ｃにおいて、第２車輪５−２は段差ＤＬを乗り越える。駆動力を速やかに第２駆動力Ｆ２まで上げることができるため、第２通過期間Ｔ２は第１通過期間Ｔ１よりも短い。
【０１１０】
図４で示された例では、車両走行制御装置２００は、第２車輪５−２が段差ＤＬに到達する前の時刻ｔ２ｐから、駆動力を増加させる。例えば、第２車輪５−２が段差ＤＬの手前の所定範囲に入ったとき、車両走行制御装置２００は、駆動力の増加を開始する。第２車輪５−２の最新位置は、車両位置情報３５０から得られる。段差ＤＬの位置は、段差位置情報４００から得られる。
【０１１１】
尚、第２車輪５−２が段差ＤＬを通過する際のショックを緩和するために、車両走行制御装置２００は、第２車輪５−２が段差ＤＬに到達するまでに、車両１を十分に減速してもよい。
【０１１２】
５−２．第２の例
第２の例では、図５及び図６で示された場合、すなわち、第１車輪５−１が停止することなく段差ＤＬを通過する場合を考える。フローチャートは、上記の第１の例の場合と同じである（図１３参照）。第１の例の場合と重複する説明は、適宜省略される。
【０１１３】
５−２−１．ステップＳ１０
第１車輪５−１は、停止することなく段差ＤＬを通過する。車両走行制御装置２００は、走行状態情報３００に基づいて、車輪５が段差ＤＬを通過したことを検出し、また、段差ＤＬを通過した車輪５を特定する（図１１、セクション４の第１の例４−１を参照）。ここで特定された車輪５が、第１車輪５−１である。
【０１１４】
５−２−２．ステップＳ２０
第１車輪５−１が段差ＤＬを通過すると、車両走行制御装置２００は、走行状態情報３００に基づいて、基準情報５１０を取得する。第２の例では、基準情報５１０は、第１駆動力Ｆ１を含まない。基準情報５１０は、第１駆動力Ｆ１の代わりに、第１車輪５−１が段差ＤＬを通過する際の走行状態の変化を示す。
【０１１５】
例えば、第１車輪５−１が段差ＤＬを通過する際、車速（運動エネルギー）が変化する。車速は、車両状態情報３１０から得られる。車両走行制御装置２００は、車両状態情報３１０に基づいて、第１車輪５−１が段差ＤＬを通過する際の車速（運動エネルギー）の変化を取得する。
【０１１６】
５−２−３．ステップＳ３０
車両走行制御装置２００は、第１の例の場合と同様に、段差ＤＬの位置を推定し、段差位置情報４００を取得する。
【０１１７】
５−２−４．ステップＳ４０
第１の例の場合と同様に、車両走行制御装置２００は、走行状態情報３００と段差位置情報４００に基づいて、第２車輪５−２と第２荷重Ｗ２を推定する。また、車両走行制御装置２００は、基準情報５１０に基づいて、第２駆動力Ｆ２を推定する。
【０１１８】
第２の例では、車両走行制御装置２００は、まず、基準情報５１０で示される走行状態の変化に基づいて、段差ＤＬの高さｈを推定する。段差ＤＬが大きくなるほど走行状態の変化も大きくなるため、走行状態の変化から段差ＤＬの高さｈを推定することができる。
【０１１９】
例えば、走行状態の変化は、車速（運動エネルギー）の変化である。エネルギー保存則から、次の関係式（７）が成り立つ。
【０１２０】
【数７】
2020015439.tif 000009
【０１２１】
式（７）において、Ｍは、車両１の全質量である。Ｍ１は、第１車輪５−１に関する上述の第１荷重Ｗ１と等価な第１質量である（Ｗ１＝Ｍ１×ｇ，ｇ＝重力加速度）。Ｖｓは、第１車輪５−１が段差ＤＬを通過した後の車速である。Ｖｏは、第１車輪５−１が段差ＤＬを通過する前の車速である。Ｃは、エネルギー散逸による補正係数である。乗り上げ段差の場合、補正係数Ｃは−１以下である（Ｃ≦−１）。乗り下げ段差の場合、補正係数Ｃは１以上である（Ｃ≧１）。式（７）から、次の式（８）が得られる。
【０１２２】
【数８】
2020015439.tif 000010
【０１２３】
車両走行制御装置２００は、式（８）に従って、段差ＤＬの高さｈを推定する。つまり、車両走行制御装置２００は、第１荷重Ｗ１と車速の変化に基づいて、段差ＤＬの高さｈを推定する。更に、車両走行制御装置２００は、段差ＤＬの高さｈと第２荷重Ｗ２に基づいて、第２車輪５−２が段差ＤＬを乗り越えるために必要な第２駆動力Ｆ２を推定する。
【０１２４】
図１４は、第２駆動力Ｆ２の推定方法を説明するための概念図である。図１４において、第２車輪５−２は、駆動力Ｆによって、高さｈの段差ＤＬを乗り上げている。Ｍ２は、第２車輪５−２に関する上述の第２荷重Ｗ２と等価な第２質量である（Ｗ２＝Ｍ２×ｇ，ｇ＝重力加速度）。ｒは、第２車輪５−２の動半径である。ψは、通過開始点（接触点）からの第２車輪５−２の回転角である。ζは、路面の勾配であり、加速度センサから算出される。Ｍｏは、第２車輪５−２以外の車輪５−Ｘにかかる荷重と等価な質量である。ＤＡは、第２車輪５−２が進んでいる方向である。この場合、方向ＤＡの加速度Ａ、車両１の質量Ｍ（Ｍ＝Ｍ２＋Ｍｏ）、及び駆動力Ｆを用いて、運動方程式は次の式（９）で表される。
【０１２５】
【数９】
2020015439.tif 000011
2020015439.tif 000012
【０１２６】
式（９）から、次の式（１０）が得られる。
【０１２７】
【数１０】
2020015439.tif 000013
2020015439.tif 000014
【０１２８】
角度φについては、次の式（１１）、（１２）が成り立つ。
【０１２９】
【数１１】
2020015439.tif 000015
【０１３０】
【数１２】
2020015439.tif 000016
【０１３１】
角度ψは、次の式（１３）で表される。ここで、ｓは、通過開始点（接触点）からの第２車輪５−２の中心の移動距離である。
【０１３２】
【数１３】
2020015439.tif 000017
【０１３３】
式（１０）〜（１３）から、次の式（１４）、（１５）が得られる。
【０１３４】
【数１４】
2020015439.tif 000018
【０１３５】
【数１５】
2020015439.tif 000019
【０１３６】
式（１４）、（１５）に示されるように、駆動力Ｆは、加速度Ａ、段差ＤＬの高さｈ、及び第２荷重Ｗ２（第２質量Ｍ２）に依存している。車両走行制御装置２００は、式（１４）、（１５）を用いて、第２車輪５−２が段差ＤＬを乗り越えるために必要な第２駆動力Ｆ２を推定する。加速度Ａは、所望の値に設定される。例えば、加速度Ａがゼロの場合、第２車輪５−２が段差ＤＬを通過する際に加減速は発生しない。
【０１３７】
５−２−５．ステップＳ５０
第１の例の場合と同様に、車両走行制御装置２００は、第２車輪５−２が段差ＤＬを通過する際、第２駆動力情報５２０で示される第２駆動力Ｆ２を発生させる。
【０１３８】
５−３．第３の例
図１５は、段差通過に関連する駆動力制御の第３の例を示すフローチャートである。ステップＳ１において、車両走行制御装置２００は、周辺状況情報３２０に基づいて、段差位置情報４００を取得する（セクション４の第２の例４−２を参照）。第３の例の場合、上述のステップＳ３０は不要であり、基準情報５１０から通過位置が省略されてもよい。その他のステップＳ１０、Ｓ２０、Ｓ４０、及びＳ５０は、上述の第１あるいは第２の例と同じである。
【０１３９】
５−４．第４の例
車輪５が段差ＤＬを通過した場合、車両走行制御装置２００は、段差ＤＬの高さｈを考慮して、車両位置情報３５０で与えられる車両位置ＰＶを補正してもよい。段差ＤＬの高さｈは、上記の式（８）によって算出される。また、車輪５が段差ＤＬを通過した場合、車両走行制御装置２００は、目標経路ＴＰを再生成してもよい。これらの処理は、上述の第１〜第３の例のいずれにも適用可能である。
【０１４０】
６．段差通過中止処理
次に、車両走行制御装置２００が段差ＤＬの通過を中止する場合を考える。車両走行制御装置２００は、目標停止位置ＰＴに向かって車両１が走行するように車両走行制御を行う。このとき、走行経路上の段差ＤＬの位置と目標停止位置ＰＴとの関係に依っては、ある車輪５が段差ＤＬを通過すると、車両１が目標停止位置ＰＴを超過してしまう場合がある。その場合、車両走行制御装置２００は、当該車輪５が段差ＤＬを通過しないように、あらかじめ「段差通過中止処理」を行う。段差ＤＬの通過を防止するか否かの判定の対象となる車輪５は、以下「対象車輪」と呼ばれる。
【０１４１】
６−１．第１の例
図１６は、段差通過中止処理の第１の例を説明するための概念図である。第１車輪５−１は既に段差ＤＬを通過しており、第２車輪５−２は未だ段差ＤＬに到達していない。本例では、第２車輪５−２が対象車輪である。
【０１４２】
車両走行制御装置２００は、第２車輪５−２が段差ＤＬを通過すると車両１（車両位置ＰＶ）が目標停止位置ＰＴを超過するか否かを判定する。具体的には、第１車輪５−１が段差ＤＬを通過した後、上述のステップＳ３０によって段差ＤＬの位置が推定され、段差位置情報４００が得られる。車両位置ＰＶと第２車輪５−２の位置は、車両位置情報３５０によって与えられる。これら段差位置情報４００と車両位置情報３５０に基づいて、第２車輪５−２が段差ＤＬを通過すると車両位置ＰＶが目標停止位置ＰＴを超過するか否かを判定することができる。
【０１４３】
例えば、車両走行制御装置２００は、段差位置情報４００と車両位置情報３５０に基づいて、第２車輪５−２が段差ＤＬを通過するときの車両位置ＰＶを予測する。予測された車両位置ＰＶは、以下「予測車両位置ＰＶｐ」と呼ばれる。予測車両位置ＰＶｐが目標停止位置ＰＴを超過している場合、車両走行制御装置２００は、第２車輪５−２が段差ＤＬを通過すると車両位置ＰＶが目標停止位置ＰＴを超過すると判定する。また、段差通過のために駆動力が増加している場合、第２車輪５−２が段差ＤＬを乗り越えた後直ぐに車両１を停止させることができるとは限らない。従って、予測車両位置ＰＶｐが目標停止位置ＰＴの手前の所定範囲内にある場合も、車両走行制御装置２００は、第２車輪５−２が段差ＤＬを通過すると車両位置ＰＶが目標停止位置ＰＴを超過すると判定する。
【０１４４】
第２車輪５−２が段差ＤＬを通過すると車両位置ＰＶが目標停止位置ＰＴを超過すると判定した場合、車両走行制御装置２００は、第２車輪５−２が段差ＤＬを通過しないように、目標停止位置ＰＴを手前に変更する。その後、車両走行制御装置２００は、車両１を変更後の目標停止位置ＰＴまで移動させる。車両１は、目標停止位置ＰＴで停止し、目標停止位置ＰＴを超過することはない。従って、例えば、車両１が壁等に衝突することが防止される。
【０１４５】
図１７は、段差通過中止処理の第１の例を示すフローチャートである。ステップＳ１０〜Ｓ３０は、図１３で示されたものと同様である。第１車輪５−１が段差ＤＬを通過し、車両走行制御装置２００は、基準情報５１０と段差位置情報４００を取得する。
【０１４６】
ステップＳ１００において、車両走行制御装置２００は、走行状態情報３００と段差位置情報４００に基づいて、第２車輪５−２を推定する。そして、車両走行制御装置２００は、段差位置情報４００と車両位置情報３５０に基づいて、第２車輪５−２（対象車輪）が段差ＤＬを通過すると車両１（車両位置ＰＶ）が目標停止位置ＰＴを超過するか否かを判定する。
【０１４７】
車両１が目標停止位置ＰＴを超過しないと判定された場合（ステップＳ１００；Ｎｏ）、処理はステップＳ４０に進む。ステップＳ４０、Ｓ５０は、図１３で示されたものと同様である。ステップＳ５０の後、処理は、ステップＳ６０に進む。ステップＳ６０において、車両走行制御装置２００は、車両走行制御を行い、車両１を目標停止位置ＰＴまで移動させ、車両１を目標停止位置ＰＴで停止させる。そして、車両支援制御は終了する。
【０１４８】
一方、車両１が目標停止位置ＰＴを超過すると判定された場合（ステップＳ１００；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０において、車両走行制御装置２００は、第２車輪５−２が段差ＤＬを通過しないように、目標停止位置ＰＴを手前に変更する。その後、処理は、ステップＳ４０、Ｓ５０をスキップして、ステップＳ６０に進む。ステップＳ６０において、車両走行制御装置２００は、車両１を変更後の目標停止位置ＰＴまで移動させる。車両１は、目標停止位置ＰＴで停止し、目標停止位置ＰＴを超過することはない。従って、例えば、車両１が壁等に衝突することが防止される。
【０１４９】
６−２．第２の例
図１８は、段差通過中止処理の第２の例を示すフローチャートである。図１７で示された第１の例と重複する説明は適宜省略される。ステップＳ１００において車両１が目標停止位置ＰＴを超過すると判定された場合（ステップＳ１００；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１２０に進む。
【０１５０】
ステップＳ１２０において、車両走行制御装置２００は、第２車輪５−２が段差ＤＬを通過する前に制動力を発生させて、車両１を停止させる。言い換えれば、車両走行制御装置２００は、制動制御を介入させ、車両１を強制的に停止させる。目標停止位置ＰＴは維持されても破棄されてもよい。いずれの場合であっても、ステップＳ４０〜Ｓ６０は行われない。車両１は、目標停止位置ＰＴに到達する前に停止する。そして、車両支援制御は終了する。これによっても、第１の例と同様の効果が得られる。
【０１５１】
６−３．第３の例
第１車輪５−１が段差ＤＬを通過しなくても、段差ＤＬの位置が推定される場合がある（図１５、セクション５の第３の例５−３を参照）。その場合、第１車輪５−１が段差ＤＬを通過すると車両１が目標停止位置ＰＴを超過するか否かを判定することもできる。つまり、第１車輪５−１も対象車輪となり得る。
【０１５２】
図１９は、段差通過中止処理を一般化して示すフローチャートである。ステップＳ２００において、段差位置推定装置は、段差位置情報４００を取得する。ステップＳ２１０において、車両走行制御装置２００は、段差位置情報４００と車両位置情報３５０に基づいて、対象車輪が段差ＤＬを通過すると車両１が目標停止位置ＰＴを超過するか否かを判定する。
【０１５３】
車両１が目標停止位置ＰＴを超過しないと判定された場合（ステップＳ２１０；Ｎｏ）、処理はステップＳ２２０に進む。ステップＳ２２０において、対象車輪が段差ＤＬを通過する。
【０１５４】
一方、車両１が目標停止位置ＰＴを超過すると判定された場合（ステップＳ２１０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２３０に進む。ステップＳ２３０において、車両走行制御装置２００は、対象車輪が段差ＤＬを通過しないように、目標停止位置ＰＴを手前に変更する。あるいは、車両走行制御装置２００は、対象車輪が段差ＤＬを通過する前に制動力を発生させて、車両１を停止させる。
【０１５５】
７．段差の乗り下げ
図２０は、車輪５が段差ＤＬを乗り下げる場合を示している。乗り上げか乗り下げかは、車速の変化、あるいは、カメラ画像の視界の変化に基づいて識別可能である。車両走行制御装置２００は、走行状態情報３００に基づいて、いずれかの車輪５が段差ＤＬを乗り下げたことを検出し、また、段差ＤＬを通過した車輪５を特定する。特定された車輪５が、第１車輪５−１である。また、車両走行制御装置２００は、乗り上げの場合と同様の手法で、段差ＤＬの位置を推定し、第２車輪５−２を推定する。
【０１５６】
第２車輪５−２が段差ＤＬを通過する際のショックを緩和するために、車両走行制御装置２００は、第２車輪５−２が段差ＤＬに到達するまでに、車両１を十分に減速してもよい。また、乗り下げ後に直ぐに制動力を発生させることができるように、車両走行制御装置２００は、第２車輪５−２が段差ＤＬに到達する前に、ブレーキ圧を予備加圧してもよい。また、車両走行制御装置２００は、第２車輪５−２が段差ＤＬを下っている最中に制動力制御を行ってもよい。
【符号の説明】
【０１５７】
１      車両
５      車輪
５−１  第１車輪（先行輪）
５−２  第２車輪（後続輪）
１０      車両走行支援装置
３０      センサ群
３１      車両状態センサ
３２      周辺状況センサ
５０      走行装置
５１      駆動装置
５２      制動装置
５３      転舵装置
５４      変速装置
７０      制御装置
７１      プロセッサ
７２      記憶装置
１００      走行状態取得装置
２００      車両走行制御装置
３００      走行状態情報
３１０      車両状態情報
３２０      周辺状況情報
３３０      走行制御情報
３４０      目標情報
３５０      車両位置情報
４００      段差位置情報
５００      駆動制御情報
５１０      基準情報
５２０      第２駆動力情報
ＤＬ      段差
【図１】
2020015439.tif 000020
【図２】
2020015439.tif 000021
【図３】
2020015439.tif 000022
【図４】
2020015439.tif 000023
【図５】
2020015439.tif 000024
【図６】
2020015439.tif 000025
【図７】
2020015439.tif 000026
【図８】
2020015439.tif 000027
【図９】
2020015439.tif 000028
【図１０】
2020015439.tif 000029
【図１１】
2020015439.tif 000030
【図１２】
2020015439.tif 000031
【図１３】
2020015439.tif 000032
【図１４】
2020015439.tif 000033
【図１５】
2020015439.tif 000034
【図１６】
2020015439.tif 000035
【図１７】
2020015439.tif 000036
【図１８】
2020015439.tif 000037
【図１９】
2020015439.tif 000038
【図２０】
2020015439.tif 000039