(57)【要約】【課題】車車間通信により得られた前車両の車輪が通過した路面の情報を自車両で利用して各車輪への駆動力の配分を行い、推定μの値が低い路面の走破性を高めることが可能な車両制御システムを提供すること。【解決手段】車車間通信により、前車両の各車輪が通過した位置座標の情報と前車両の各車輪が通過した路面の路面情報を受信して、推定μ及びレーザーレーダで検出した路面上の凹凸状態を取得する路面状態取得部１３と、乗り越しに必要な駆動力を算出する乗り越し駆動力算出部１８と、乗り越しを行わない車輪に駆動力を多く配分し、目標軌跡の走破性を確保する乗り越し駆動力配分制御部６３と、を備える車両制御システム１である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者による操作が行われなくても車両を運転制御可能な運転制御部を備える車両制御システムであって、
前記運転制御部は、
地図情報から得られた自車両の位置座標と旋回時の旋回半径とを用いて車速又は車両状態より各車輪に対する荷重を決定し、レーザーレーダによる推定μと各車輪に対する前記荷重より各車輪に対して配分される駆動力を決定する駆動力配分決定部と、
車車間通信により、前車両の各車輪が通過した位置座標の情報と前車両の各車輪が通過した路面の路面情報を受信して、推定μ及び前記レーザーレーダで検出した路面上の凹凸状態を取得する路面状態取得部と、
受信した前記路面情報から、検出した路面上の凹凸のうちの凸について乗り越し可能であると判断し、且つ、自車両の車輪がこれから描く軌跡においていずれかの前記車輪が前記凸を乗り越しすると予測した場合、乗り越しに必要な駆動力を算出する乗り越し駆動力算出部と、
路面の推定μが低く、乗り越しする前記車輪の空転が予測されるか、又は、乗り越しする前記車輪が乗り越しに必要な駆動力を満たさないと予測される場合、乗り越しを行わない前記車輪に駆動力を多く配分し、目標軌跡の走破性を確保する乗り越し駆動力配分制御部と、を備え、
前記乗り越し駆動力配分制御部は、乗り越しする前記車輪が超過スリップした場合に、超過スリップしていない前記車輪に駆動力を配分する制御を行う、車両制御システム。
【請求項２】
前記乗り越し駆動力配分制御部は、乗り越しを行わない前記車輪に駆動力を多く配分し、目標軌跡の走破性を確保する制御を、前記凸を乗り越しすると予想された前記車輪が前記凸を乗り越しする前に行う請求項１に記載の車両制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自車両または他車の走行実績のある走行情報に基づいて、運転計画生成ＥＣＵが、道路の前後方向および横方向の二次元路面μ分布マップを生成して、道路の横方向においてどの位置を走行すればよいかを計算する車両制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１の車両挙動制御装置によれば、二次元路面μ分布を使用することで、人操作アシストにおいて、人の動作に近づけることができ、ドライバの違和感を大幅に低減することを可能とする。
【０００３】
また、自車両が取得した情報を的確に破棄することにより、運転支援装置の負荷及び消費電力を抑制することを可能とする運転支援装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−０６３１０７号公報
【特許文献２】特開２０１４−０４４５８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、四輪駆動の車両の場合には、車両の走行中に、ライダ（レーザーレーダ）により車輪が通過する路面の推定μを算出することが可能であり、この推定μに基づき、車両の各車輪に対して配分される駆動力を決定する。これにより、推定μの値が低い路面の走破性を高めることが可能であるが、走破性はより高いことが好ましい。
【０００６】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、車車間通信により得られた前車両の車輪が通過した路面の情報を自車両で利用して各車輪への駆動力の配分を行い、推定μの値が低い路面の走破性を高めることが可能な車両制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）  本発明は、運転者による操作が行われなくても車両を運転制御可能な運転制御部（例えば、後述の自動運転制御部１１）を備える車両制御システム（例えば、後述の車両制御システム１）であって、前記運転制御部は、地図情報から得られた自車両の位置座標と旋回時の旋回半径とを用いて車速又は車両状態より各車輪に対する荷重を決定し、レーザーレーダ（例えば、後述のライダ２３）による推定μと各車輪に対する前記荷重より各車輪に対して配分される駆動力を決定する駆動力配分決定部（例えば、後述の駆動力配分決定部１２）と、車車間通信により、前車両の各車輪が通過した位置座標の情報と前車両の各車輪が通過した路面の路面情報を受信して、推定μ及び前記レーザーレーダで検出した路面上の凹凸状態を取得する路面状態取得部（例えば、後述の路面状態取得部１３）と、受信した前記路面情報から、検出した路面上の凹凸のうちの凸について乗り越し可能であると判断し、且つ、自車両の車輪がこれから描く軌跡においていずれかの前記車輪が前記凸を乗り越しすると予測した場合、乗り越しに必要な駆動力を算出する乗り越し駆動力算出部（例えば、後述の乗り越し駆動力算出部１８）と、路面の推定μが低く、乗り越しする前記車輪の空転が予測されるか、又は、乗り越しする前記車輪が乗り越しに必要な駆動力を満たさないと予測される場合、乗り越しを行わない前記車輪に駆動力を多く配分し、目標軌跡の走破性を確保する乗り越し駆動力配分制御部（例えば、後述のＡＷＤ６３）と、を備え、前記乗り越し駆動力配分制御部は、乗り越しする前記車輪が超過スリップした場合に、超過スリップしていない前記車輪に駆動力を配分する制御を行う、車両制御システムである。
【０００８】
（２）  （１）の車両制御システムにおいて、前記乗り越し駆動力配分制御部は、乗り越しを行わない前記車輪に駆動力を多く配分し、目標軌跡の走破性を確保する制御を、前記凸を乗り越しすると予想された前記車輪が前記凸を乗り越しする前に行うことが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、車車間通信により得られた前車両の車輪が通過した路面の情報を自車両で利用して各車輪への駆動力の配分を行い、推定μの値が低い路面の走破性を高めることが可能な車両制御システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両制御システムの構成を示す図である。
【図２】運転制御部による駆動力配分制御の処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る車両制御システム１の構成を示す図である。本実施形態に係る車両制御システム１が搭載される車両は、例えば、四輪駆動可能な電気自動車で構成される。本実施形態に係る車両制御システム１は、後段で詳述するように、車両の運転を自動的に制御可能な構成を有し、国土交通省が規定するレベル３相当の自動運転を可能としている。
【００１３】
図１に示されるように、車両制御システム１は、ＥＣＵ１０と、外界センシング装置２０と、ＨＭＩ（Human  Machine  Interface）３０と、ナビゲーション装置４０と、車両センサ５０と、ＥＰＳ（Electric  Power  Steering）６１と、ＶＳＡ（Vehicle  Stability  Assist）６２と、ＡＷＤ（All-Wheel-Drive）６３と、ＥＳＢ（Electric  Servo  Brake）６４と、駆動力出力装置７１と、ブレーキ装置７２と、ステアリング装置７３と、を備える。
【００１４】
外界センシング装置２０は、カメラ２１と、レーダ（Radar）２２と、ライダ（Lidar）２３と、を備える。
【００１５】
カメラ２１は、自車両の任意の箇所に少なくとも一つ設けられ、自車両の周囲を撮像して画像情報を取得する。カメラ２１は、単眼カメラ又はステレオカメラであり、例えばＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラが用いられる。
【００１６】
レーダ２２は、自車両の任意の箇所に少なくとも一つ設けられ、自車両の周囲に存在する物体の位置（距離及び方位）を検出する。具体的には、レーダ２２は、車両の周囲にミリ波等の電磁波を照射し、照射された電磁波が物体によって反射された反射波を検出することで、物体の位置を検出する。
【００１７】
ライダ２３（レーザーレーダ）は、自車両の任意の箇所に少なくとも一つ設けられ、自車両の周囲に存在する物体の位置（距離及び方位）や性質を検出する。具体的には、ライダ２３は、車両の周囲にミリ波よりも短波長の電磁波（紫外光、可視光、近赤外光等の電磁波）をパルス状に照射し、照射された電磁波が物体によって散乱された散乱波を検出することで、レーダ２２よりも遠距離に存在する物体の位置及び性質を検出する。
【００１８】
外界センシング装置２０は、先進運転支援システムＡＤＡＳ（Advanced  Driver  Assistance  Systems）として機能する。具体的には、外界センシング装置２０は、センサフュージョン技術によって、上述のカメラ２１、レーダ２２及びライダ２３等で取得された各情報を総合的に評価し、より正確な情報を後段で詳述するＥＣＵ１０に出力する。
【００１９】
ＨＭＩ３０は、運転者等に各種情報を提示するとともに、運転者等による入力操作を受け付けるインターフェースである。ＨＭＩ３０は、例えば、いずれも図示しない表示装置と、シートベルト装置と、ハンドルタッチセンサと、ドライバモニタカメラと、各種操作スイッチ等を備える。
【００２０】
表示装置は、例えば画像を表示するとともに運転者等による操作を受け付けるタッチパネル式表示装置である。シートベルト装置は、例えばシートベルトプリテンショナーを含んで構成され、例えば車両故障等により運転者の意志によらずに自動運転から手動運転への切り替えが実行される際に、シートベルトを振動させて運転者に報知、警告する。ハンドルタッチセンサは、車両のステアリングホイールに設けられ、ステアリングホイールに対する運転者の接触及び運転者がステアリングホイールを握る圧力を検出する。ドライバモニタカメラは、運転者の顔及び上半身を撮像する。各種操作スイッチは、例えば自動運転の開始及び停止を指示するＧＵＩ式又は機械式の自動運転切替スイッチ等を含んで構成される。また、ＨＭＩ３０は、外部との通信機能を有する各種通信装置を含んでいてよい。
【００２１】
通信部３１は、ＥＣＵ１０により演算が行われ出力された結果を情報として送信するように構成されている。具体的には、通信部３１は送受信装置を有している。前車両の送受信装置の送信部は、ＥＣＵ１０による演算結果の情報、例えば、前車両の各車輪が通過した位置座標の情報と前車両の各車輪が通過した路面の路面情報（路面の推定μや路面上の凹凸状態）を送信する。自車両の送受信装置の受信部は、前車両が送信した位置座標の情報と路面情報（路面の推定μや路面上の凹凸状態）を受信し、自車両のＥＣＵ１０に出力する。
【００２２】
ナビゲーション装置４０は、ＧＮＳＳ（Global  Navigation  Satellite  System）受信部４１と、経路決定部４２と、ナビ記憶部４３と、を備える。また、ナビゲーション装置４０は、運転者等がナビゲーション装置４０を利用するための表示装置やスピーカ、操作スイッチ等を、上述のＨＭＩ３０内に備える。
【００２３】
ＧＮＳＳ受信部４１は、ＧＮＳＳ衛星からの受信信号に基づいて、車両の位置を特定する。ただし、後段で詳述する車両センサ５０からの取得情報により、車両の位置を特定してもよい。
【００２４】
経路決定部４２は、例えばＧＮＳＳ受信部４１により特定された自車両の位置から、運転者等により入力された目的地までの経路を、後段で詳述するナビ記憶部４３に記憶された地図情報を参照して決定する。この経路決定部４２により決定された経路は、上述のＨＭＩ３０内の表示装置やスピーカ等により運転者等に経路案内される。
【００２５】
ナビ記憶部４３は、高精度な地図情報ＭＰＵ（Map  Position  Unit）を記憶する。地図情報としては、例えば、道路の種別、道路の車線数、非常駐車帯の位置、車線の幅員、道路の勾配、道路の位置、車線カーブの曲率、車線の合流及び分岐ポイント位置、道路標識等の情報、交差点の位置情報、信号機の有無情報、停止線の位置情報、渋滞情報、他車情報等が含まれる。
【００２６】
なお、ナビゲーション装置４０は、例えば、スマートフォンやタブレット端末等の端末装置により構成されてもよい。また、ナビゲーション装置４０は、いずれも図示しない各種セルラー網、車載専用通信ユニットＴＣＵ（Telematics  Communication  Unit）等を備え、クラウドサーバ等との間で送受信可能となっている。これにより、車両位置情報等が外部に送信される他、上述の地図情報が随時更新される。
【００２７】
車両センサ５０は、自車両の各種挙動を検出するための複数のセンサを備える。例えば、車両センサ５０は、自車両の速度（車速）を検出する車速センサと、自車両の各車輪の速度を検出する車輪速センサと、自車両の加減速度を検出する前後加速度センサと、自車両の横加速度を検出する横加速度センサと、自車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサと、自車両の向きを検出する方位センサと、自車両の勾配を検出する勾配センサ等を備える。
【００２８】
また、車両センサ５０は、各種操作デバイスの操作量を検出する複数のセンサを備える。例えば、車両センサ５０は、アクセルペダルの踏込（開度）量を検出するアクセルペダルセンサと、ステアリングホイールの操作量（操舵角）を検出する舵角センサと、操舵トルクを検出するトルクセンサと、ブレーキペダルの踏込量を検出するブレーキペダルセンサと、シフトレバーの位置を検出するシフトセンサ等を備える。
【００２９】
ＥＰＳ６１は、いわゆる電動パワーステアリング装置である。ＥＰＳ６１は、図示しないＥＰＳ・ＥＣＵを備え、後段で詳述するＥＣＵ１０から出力される制御指令に従って、後述のステアリング装置７３を制御することにより、車輪（操舵輪）の向きを変更する。
【００３０】
ＶＳＡ６２は、いわゆる車両挙動安定化制御装置である。ＶＳＡ６２は、図示しないＶＳＡ・ＥＣＵを備え、制動操作時における車輪のロックを防ぐＡＢＳ機能と、加速時等における車輪の空転を防ぐＴＣＳ（トラクションコントロールシステム）機能と、旋回時の横すべり等を抑制する機能と、自車両の衝突時に運転者の制動操作に関わらず緊急制動制御を行う機能と、を有する。ＶＳＡ６２は、これらの機能を実現するために、後述のＥＳＢ６４で発生した制動液圧を調整することにより、車両の挙動安定化を支援する。
【００３１】
具体的には、ＶＳＡ６２は、上述の車速センサ、舵角センサ、ヨーレートセンサ及び横加速度センサにより検出される車速、操舵角、ヨーレート及び横加速度等に基づいて、後述のブレーキ装置７２を制御する。具体的には、前後左右の車輪ごとのブレーキシリンダにブレーキ液圧を供給する液圧ユニットを制御することにより、各車輪の制動力を個別に制御して走行安定性を向上させる。
【００３２】
ＡＷＤ６３は、いわゆる四輪駆動力自在制御システムであり、駆動力配分制御部として機能する。即ち、ＡＷＤ６３は、図示しないＡＷＤ・ＥＣＵを備え、前後輪と後輪左右の駆動力配分を自在に制御する。具体的には、ＡＷＤ６３は、車速センサ、舵角センサ、ヨーレートセンサ及び横加速度センサにより検出される車速、操舵角、ヨーレート及び横加速度等に基づいて、前後左右駆動力配分ユニット内の電磁クラッチや、駆動モータ等を制御することにより、前後左右の車輪間での駆動力の配分を変更する。
【００３３】
また、乗り越し駆動力配分制御部として機能するＡＷＤ６３は、後段で詳述するように、例えば、車輪が路面の凹凸のうちの凸を乗り越えようとするときに、路面の推定μが低く、乗り越しする当該車輪の空転が予測されるか、又は、乗り越しする車輪が乗り越しに必要な駆動力を満たさないと予測される場合に、乗り越しを行わない他の車輪に駆動力を多く配分する。また、ＡＷＤ６３は、乗り越しする車輪が超過スリップした場合に、超過スリップしていない他の車輪に駆動力を配分する制御を行う。
【００３４】
ＥＳＢ６４は、図示しないＥＳＢ・ＥＣＵを備え、後段で詳述するＥＣＵ１０から出力される制御指令に従って後述のブレーキ装置７２を制御することで、車輪に制動力を発生させる。
【００３５】
駆動力出力装置７１は、自車両の駆動源である電動機等で構成される。駆動力出力装置７１は、後段で詳述するＥＣＵ１０から出力される制御指令に従って自車両が走行するための走行駆動力（トルク）を生成し、トランスミッションを介して各車輪に伝達する。
【００３６】
ブレーキ装置７２は、例えば油圧式ブレーキを併用する電動サーボブレーキで構成される。ブレーキ装置７２は、後段で詳述するＥＣＵ１０から出力される制御指令に従って車輪を制動する。
【００３７】
ステアリング装置７３は、上述のＥＰＳ６１により制御されて、車輪（操舵輪）の向きを変更する。
【００３８】
次に、本実施形態に係る車両制御システム１が備えるＥＣＵ１０について詳しく説明する。
図１に示すように、ＥＣＵ１０は、自動運転制御部１１と、駆動力配分決定部１２と、路面状態取得部１３とμ推定部１４と、記憶部１５と、最大摩擦力算出部１６と、駆動力取得部１７と、乗り越し駆動力算出部１８とを備える。
【００３９】
自動運転制御部１１は、第１ＣＰＵ１１１と、第２ＣＰＵ１１２と、を含んで構成される。
【００４０】
第１ＣＰＵ１１１は、外界認識部１１３と、自車位置認識部１１４と、行動計画生成部１１５と、異常判定部１１６と、を含んで構成される。
【００４１】
外界認識部１１３は、上述の外界センシング装置２０により取得される各種情報に基づいて、外界の物体（認識対象物）を認識するとともにその位置を認識する。具体的には、外界認識部１１３は、障害物、道路形状、信号機、ガードレール、電柱、周辺車両（速度や加速度等の走行状態、駐車状態含む）、レーンマーク、歩行者等を認識するとともにそれらの位置を認識する。
【００４２】
自車位置認識部１１４は、上述のナビゲーション装置４０により測定される自車両の位置情報と、上述の車両センサ５０により検出される各種センサ情報とに基づいて、自車両の現在位置と姿勢を認識する。具体的には、自車位置認識部１１４は、地図情報とカメラ２１により取得された画像とを比較することにより、自車両が走行している走行車線を認識するとともに、該走行車線に対する自車両の相対位置及び姿勢を認識する。
【００４３】
行動計画生成部１１５は、自車両が目的地等に到達するまでの自動運転の行動計画を生成する。詳しくは、行動計画生成部１１５は、上述の外界認識部１１３で認識された外界情報と上述の自車位置認識部１１４で認識された自車位置情報とに基づいて、自車両の状況及び周辺状況に対応しつつ、上述の経路決定部４２で決定された経路を走行できるように、自動運転の行動計画を生成する。
【００４４】
具体的には、行動計画生成部１１５は、自車両が将来走行する目標軌道を生成する。より具体的には、行動計画生成部１１５は、目標軌道の候補を複数生成し、安全性と効率性の観点から、その時点での最適な目標軌道を選択する。また、行動計画生成部１１５は、後段で詳述する異常判定部１１６において、乗員又は自車両が異常状態であると判定された場合には、例えば、自車両を安全な位置（非常駐車帯、路側帯、路肩、パーキングエリア等）に停車させる行動計画を生成する。
【００４５】
異常判定部１１６は、運転者及び自車両のうち少なくとも一方が異常状態であるか否かを判定する。運転者の異常状態とは、例えば体調悪化であり、乗員が寝ている状態や、病気等により意識不明な状態を含む。また、自車両の異常状態とは、自車両の故障等である。
【００４６】
具体的には、異常判定部１１６は、上述のドライバモニタカメラで取得された画像を解析することで、運転者の異常状態を判定する。また、異常判定部１１６は、例えば自車両の故障等により運転者の意志によらずに自動運転から手動運転に強制的に切り替えられたときに、表示、音声あるいはシートベルトの振動等により運転者に対して警告を所定回数以上通知したにも拘わらず、運転者の手動運転操作が検出されない場合には、運転者が異常状態であると判定する。運転者の手動運転操作は、上述のハンドルタッチセンサ、アクセルペダルセンサ、ブレーキペダルセンサ等により検出される。
【００４７】
また、異常判定部１１６は、上述の車両センサ５０等で取得された各種センサ情報に基づいて、自車両の故障の有無を検知し、故障が検知された場合には自車両が異常状態であると判定する。
【００４８】
第２ＣＰＵ１１２は、車両制御部１１７を含んで構成される。この第２ＣＰＵ１１２を構成する車両制御部１１７には、上述の第１ＣＰＵ１１１で取得された外界情報、自車位置情報、行動計画及び異常情報が入力される。
【００４９】
車両制御部１１７は、上述の自動運転切替スイッチから入力される自動運転開始／停止信号に応じて、自動運転を開始／停止させる。また、車両制御部１１７は、行動計画生成部１１５で生成された目標軌道に沿って目標速度で自車両が走行するように、上述のＥＰＳ６１、ＶＳＡ６２、ＡＷＤ６３及びＥＳＢ６４等を介して、駆動力出力装置７１、ブレーキ装置７２及びステアリング装置７３を制御する。
【００５０】
駆動力配分決定部１２は、ＧＮＳＳ受信部４１によってＧＮＳＳ衛星からの受信信号に基づいて特定された自車両の位置とナビ記憶部４３に記憶された地図情報とから得られた自車両の位置座標と、自車両の旋回時の旋回半径と、を用いて、車速、又は、加速度等の走行状態や駐車状態含む車両状態より、各車輪に対する荷重を決定する。そして、ライダ２３により得られた推定μと各車輪に対する荷重とにより、各車輪に対して配分される駆動力を決定する。
【００５１】
路面状態取得部１３は、通信部３１の送受信装置の受信部によって受信された、前車両が送信した位置座標の情報と、前車両が送信した推定μ及びライダ２３で検出した路面上の凹凸状態を含む路面情報を取得する。
【００５２】
μ推定部１４は、自車両が走行する路面の摩擦係数μを推定する。μ推定部１４は、自車両が自動運転制御中であるか手動運転制御中であるかに拘わらず、自車両の走行中において摩擦係数μを所定周期ごとに推定する。具体的な摩擦係数μの推定方法としては、例えば、車速センサにより取得される車速と、車輪速センサにより取得される車輪の車輪速とに基づいて、摩擦係数μを推定する。あるいは、車速センサにより取得される車速と、舵角センサにより取得される舵角と、ヨーレートセンサにより取得されるヨーレートとに基づいて、摩擦係数μを推定する。ただし、μ推定方法はこれらに限定されるものではない。
【００５３】
最大摩擦力算出部１６は、上述のμ推定部１４で推定された摩擦係数μに基づいて、自車両の車輪と路面間の最大摩擦力を算出する。具体的には、μ推定部１４で推定された摩擦係数μに基づいて、予め記憶された摩擦係数μと摩擦円の大きさとの関係を参照することにより、摩擦円を決定する。これにより、車輪に超過スリップが発生しない最大摩擦力が算出される。
【００５４】
ここで、車両は、高μ状態の乾燥路面においても常に駆動輪に微小なスリップを発生させながら走行しているとみなすこともできる。そこで、本実施形態における「超過スリップ」とは、このような微小なスリップを除外するものである。
【００５５】
記憶部１５は、自動運転制御中において、上述のμ推定部１４で推定された摩擦係数μと、該推定された摩擦係数μに基づいて上述の最大摩擦力算出部１６で算出された最大摩擦力と、を記憶する。より詳しくは、記憶部１５は、例えば車輪が路面の凹凸のうちの凸を乗り越えようとする直前に推定された摩擦係数μ及び最大摩擦力を記憶する。
【００５６】
駆動力取得部１７は、車両の要求駆動力を算出して取得する。具体的には、駆動力取得部１７は、上述の車速センサにより取得される車速、アクセルペダルセンサにより取得されるアクセルペダルの操作量及びブレーキペダルセンサにより取得されるブレーキペダルの操作量等に基づいて、予め記憶されたマップ等を用いて、出力軸から出力される要求駆動力を取得する。
【００５７】
乗り越し駆動力算出部１８は、自車両において受信した前車両の路面情報から、自車両において検出した路面上の凹凸のうちの凸について乗り越し可能であると判断し、且つ、自車両の車輪がこれから描く軌跡においていずれかの車輪が当該凸を乗り越しすると予測した場合には、乗り越しに必要な駆動力を算出する。
【００５８】
次に、以上の構成を備える本実施形態の車両制御システム１で実行される制御であって、車輪が路面の凹凸のうちの凸を乗り越えようとするときの運転制御について、図２を参照して詳しく説明する。
【００５９】
ここで、図２は、運転制御部による駆動力配分制御の処理の手順を示すフローチャートである。図２に示される運転制御処理は、自動運転制御中において所定の周期で繰り返し実行される。
【００６０】
ステップＳ１では、駆動力配分決定部１２は、ＧＮＳＳ受信部４１によってＧＮＳＳ衛星からの受信信号に基づいて特定された自車両の位置とナビ記憶部４３に記憶された地図情報とから得られた自車両の位置座標と、自車両の旋回時の旋回半径と、を用いて、車速、又は、加速度等の走行状態や駐車状態含む車両状態より、各車輪に対する荷重を決定する。そして、駆動力配分決定部１２は、ライダ２３により得られた推定μと各車輪に対する荷重とにより、各車輪に対して配分される駆動力を決定する。決定後、ステップＳ２に進む。
【００６１】
ステップＳ２では、路面状態取得部１３は、通信部３１の送受信装置の受信部によって受信された、前車両が送信した位置座標の情報と、前車両が送信した推定μ及びライダ２３で検出した路面上の凹凸状態を含む路面情報を取得する。取得後、ステップＳ３に進む。
【００６２】
ステップＳ３では、乗り越し駆動力算出部１８は、自車両において受信した前車両の路面情報から、前車両において検出した路面上の凹凸のうちの凸について乗り越し可能であると判断し、且つ、自車両の車輪がこれから描く軌跡においていずれかの車輪が当該凸を乗り越しするか否か予想する。具体的には、自車両の車速、又は、加速度等の走行状態や駐車状態含む車両状態と、自車両の位置座標と、前車両の位置座標と、に基づき、この予想を行う。この予想がＹＥＳであれば、ステップＳ４に進み、ＮＯであれば本処理を終了する。
【００６３】
ステップＳ４では、ステップＳ３において乗り越しすると予想した凸の乗り越しに必要な駆動力を算出する。具体的には、ステップＳ１で推定された摩擦係数μ推定値（推定μ）に基づいて、自車両の車輪と路面間の最大摩擦力（摩擦円）を算出する。この際、ステップＳ２で取得された前車両からの推定μを用いて、算出値を補正する。そして、ステップＳ１で推定された摩擦係数μ推定値と、ステップＳ４で算出された最大摩擦力算出値を記憶する。乗り越し駆動力算出部１８は、推定μ及び最大摩擦力算出値に基づき、凸の乗り越しに必要な駆動力を算出する。前車と車輪軌跡が同じ場合、自車両の車輪径と受信した凸の高さの情報とにより、凸回りのモーメントから凸乗り越え輪に必要な凸乗り越え駆動力が算出できるためである。算出後、ステップＳ５に進む。
【００６４】
ステップＳ５では、ステップＳ４で算出した凸の乗り越しに必要な駆動力に基づき、ＡＷＤ６３は、車輪が路面の凸を乗り越えようとするときに、路面の推定μが低く、乗り越しする当該車輪の空転が予測されるか、又は、乗り越しする車輪が乗り越しに必要な駆動力を満たさないと予測されるか否かの判断を行う。この判断がＹＥＳであれば、ステップＳ６に進み、ＮＯであれば、ステップＳ７に進む。
【００６５】
ステップＳ６では、ＡＷＤ６３は、凸の乗り越しを行わない他の車輪に、凸の乗り越しを行う車輪よりも多く駆動力を配分する制御を行う。
具体的には、ステップＳ４において凸乗り越え車輪に必要な凸乗り越え駆動力が算出できるため、あらかじめ各車輪垂直荷重と推定μとから自車両の各車輪駆動力に必要な凸乗り越え駆動力を求め、駆動力を超過スリップが予想される点より手前で配分させることで凸乗り越えを可能にする。制御を行った後、ステップＳ７に進む。
【００６６】
ステップＳ７では、ＡＷＤ６３は、いずれかの車輪が超過スリップしたか否かの判断を行う。この判断がＹＥＳであれば、ステップＳ８に進み、ＮＯであれば、本処理を終了する。
【００６７】
ステップＳ８では、ＡＷＤ６３は、超過スリップしていない他の車輪に、超過スリップしている車輪よりも多く駆動力を配分する制御を行う。ただし、旋回半径から必要とされる車両のヨーモーメントは守る配分とする制御を行う。制御を行った後、本処理を終了する。
【００６８】
以上説明した本実施形態に係る車両制御システムによれば、以下の効果が奏される。
【００６９】
本実施形態に係る車両制御システム１の自動運転制御部１１は、車車間通信により、前車両の各車輪が通過した位置座標の情報と前車両の各車輪が通過した路面の路面情報を受信して、推定μ及びレーザーレーダで検出した路面上の凹凸状態を取得する路面状態取得部１３と、受信した路面情報から、検出した路面上の凹凸のうちの凸について乗り越し可能であると判断し、且つ、自車両の車輪がこれから描く軌跡においていずれかの車輪が凸を乗り越しすると予測した場合、乗り越しに必要な駆動力を算出する乗り越し駆動力算出部１８と、路面の推定μが低く、乗り越しする車輪の空転が予測されるか、又は、乗り越しする車輪が乗り越しに必要な駆動力を満たさないと予測される場合、乗り越しを行わない車輪に駆動力を多く配分し、目標軌跡の走破性を確保する乗り越し駆動力配分制御部としてのＡＷＤ６３と、を備える。
これにより、前車両の情報を自車両で受信することにより、自車両が凸を乗り越しする前に、乗り越しを行わない車輪に駆動力を多く配分することが可能となる。
【００７０】
また本実施形態では、乗り越し駆動力配分制御部としてのＡＷＤ６３は、乗り越しを行わない車輪に駆動力を多く配分し、目標軌跡の走破性を確保する制御を、凸を乗り越しすると予想された車輪が凸を乗り越しする前に行う。
これにより、自車両が凸を乗り越しする前に、凸により超過スリップ状態になる前に予め準備することができるため、自車両において凸を乗り越しする車輪が超過スリップ等することを抑えることが可能となる。この結果、車両が不安定な挙動になることを防ぐことが可能となり、目標軌跡の走破性を確保することが可能となる。
【００７１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
【００７２】
例えば上記実施形態では、車両制御システム１を搭載する車両として電気自動車両を例に挙げて説明したが、エンジン車両やハイブリッド車両、燃料電池車両等に車両制御システム１を搭載してもよく、また、二輪車であってもよい。また、例えば上記実施形態では、車両制御システム１は、車両の運転を自動的に制御可能な構成を有し、国土交通省が規定するレベル３相当の自動運転を可能としていたが、これに限定されない。例えば、国土交通省が規定するレベル１相当の自動運転を可能としていなくてもよい。従って、車両において、自動運転制御可能でなくても、車両の速度を変える加速をしたり、車両の向きを変えたりする等の、広義の運転制御が可能であればよい。
また、上記実施形態では、ライダ２３により推定μが得られたが、この構成に限定されない。ライダ２３以外の手段により推定μを得てもよい。
また、前車両と自車両の重心位置での軌跡が同じでも、車格が大きく異なる場合等で車輪軌跡が一致しない場合は、自車両のライダ２３から取得できるμ情報と路面情報に基づいて、ステップＳ１、ステップＳ３〜ステップＳ８と同様の処理を行えばよい。
【符号の説明】
【００７３】
１  車両制御システム
１１  自動運転制御部
１２  駆動力配分決定部
１３  路面状態取得部
１８  乗り越し駆動力算出部
２３  ライダ（レーザーレーダ）
６３  ＡＷＤ（乗り越し駆動力配分制御部）
【図１】
2020044939.tif 000003
【図２】
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