(57)【要約】【課題】雨天後の走行の安全性を向上させる。【解決手段】操舵制御装置１は、車両の操舵力を発生する操舵力発生部に対して、操舵角速度の指示値を出力する指示出力部１１３と、ワイパーの作動速度を特定する作動速度特定部１１１と、ワイパーが作動を停止してから所定の第１時間が経過するまでの間、ワイパーが停止する前の所定の第２時間内に作動速度特定部１１１が特定した作動速度に基づいて、操舵角速度の指示値の上限値を決定する上限値決定部１１２と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の操舵力を発生する操舵力発生部に対して、操舵角速度の指示値を出力する指示出力部と、
ワイパーの作動速度を特定する作動速度特定部と、
前記ワイパーが作動を停止してから所定の第１時間が経過するまでの間、前記ワイパーが停止する前の所定の第２時間内に前記作動速度特定部が特定した作動速度に基づいて前記指示値の上限値を決定する上限値決定部と、
を有する操舵制御装置。
【請求項２】
前記上限値決定部は、前記作動速度が大きければ大きいほど前記上限値を小さくする、
請求項１に記載の操舵制御装置。
【請求項３】
前記作動速度特定部が特定した前記作動速度を記憶する記憶部をさらに有し、
前記上限値決定部は、前記作動速度特定部が特定した前記作動速度がゼロに変化してから前記第１時間が経過するまでの間は、前記記憶部に記憶された前記作動速度に基づいて前記上限値を決定する、
請求項１又は２に記載の操舵制御装置。
【請求項４】
前記上限値決定部は、前記作動速度がゼロに変化してからの時間が経過するとともに、前記上限値を大きくするように制御する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の操舵制御装置。
【請求項５】
前記車両のタイヤのスリップのしやすさを特定するスリップ特定部をさらに有し、
前記上限値決定部は、前記スリップ特定部が特定したスリップのしやすさに基づいて、前記第１時間を決定する、
請求項１から４のいずれか一項に記載の操舵制御装置。
【請求項６】
前記上限値決定部は、前記スリップ特定部が特定したスリップのしやすさにさらに基づいて、前記上限値を決定する、
請求項５に記載の操舵制御装置。
【請求項７】
前記指示出力部は、操舵角速度が前記上限値以内になるように、運転手が発生させる操舵力と反対の向きの操舵反力を前記操舵力発生部に発生させる、
請求項１から６のいずれか一項に記載の操舵制御装置。
【請求項８】
コンピュータが実行する、
車両のワイパーの作動速度を特定するステップと、
前記ワイパーが作動を停止してから所定の時間が経過するまでの間、前記ワイパーが停止する前の所定の時間内に特定した作動速度に基づいて、前記車両の操舵力を発生する操舵力発生部に対する操舵角速度の指示値の上限値を決定するステップと、
前記操舵力発生部に対して、決定した前記上限値を超えない範囲の操舵角速度の指示値を出力するステップと、
を有する操舵制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の操舵を制御する操舵制御装置及び操舵制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の操舵を自動で行う自動操舵装置が知られている。特許文献１には、ワイパーの作動速度が大きい場合に路面が濡れていると判断し、車両スピンや横転を防ぐために操舵速度の上限値を小さくする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２３３３９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ワイパーの作動速度と雨量との間には相関関係があると考えられるが、ワイパーの作動が停止した後も、しばらくの間は路面が濡れた状態が継続する可能性が高い。しかし、従来の技術では、ワイパーの作動が停止した時点で、操舵速度の上限値を、路面が濡れていない状態と同じ値に設定する。したがって、路面が濡れているにもかかわらず大きな操舵速度で自動運転がなされてしまい、車両スピンや横転等が発生するおそれがあるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、雨天後の走行の安全性を向上することができる操舵制御装置及び操舵制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様の操舵制御装置は、車両の操舵力を発生する操舵力発生部に対して、操舵角速度の指示値を出力する指示出力部と、ワイパーの作動速度を特定する作動速度特定部と、前記ワイパーが作動を停止してから所定の第１時間が経過するまでの間、前記ワイパーが停止する前の所定の第２時間内に前記作動速度特定部が特定した作動速度に基づいて前記指示値の上限値を決定する上限値決定部と、を有する。前記上限値決定部は、例えば、前記作動速度が大きければ大きいほど前記上限値を小さくする。
【０００７】
操舵制御装置は、前記作動速度特定部が特定した前記作動速度を記憶する記憶部をさらに有し、前記上限値決定部は、前記作動速度特定部が特定した前記作動速度がゼロに変化してから前記第１時間が経過するまでの間は、前記記憶部に記憶された前記作動速度に基づいて前記上限値を決定してもよい。
【０００８】
前記上限値決定部は、前記作動速度がゼロに変化してからの時間が経過するとともに、前記上限値を大きくするように制御してもよい。
【０００９】
操舵制御装置は、前記車両のタイヤのスリップのしやすさを特定するスリップ特定部をさらに有し、前記上限値決定部は、前記スリップ特定部が特定したスリップのしやすさに基づいて、前記第１時間を決定してもよい。
【００１０】
前記上限値決定部は、前記スリップ特定部が特定したスリップのしやすさにさらに基づいて、前記上限値を決定してもよい。
【００１１】
前記指示出力部は、操舵角速度が前記上限値以内になるように、運転手が発生させる操舵力と反対の向きの操舵反力を前記操舵力発生部に発生させてもよい。
【００１２】
本発明の第２の態様の操舵制御方法は、コンピュータが実行する、車両のワイパーの作動速度を特定するステップと、前記ワイパーが作動を停止してから所定の時間が経過するまでの間、前記ワイパーが停止する前の所定の時間内に特定した作動速度に基づいて、前記車両の操舵力を発生する操舵力発生部に対する操舵角速度の指示値の上限値を決定するステップと、前記操舵力発生部に対して、決定した前記上限値を超えない範囲の操舵角速度の指示値を出力するステップと、を有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、雨天後の走行の安全性を向上することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】操舵制御装置の動作の概要について説明するための図である。
【図２】操舵制御装置の構成を示す図である。
【図３】操舵制御装置が操舵角速度の指示値の上限値を決定する動作のフローチャートである。
【図４】変形例に係る操舵制御装置の構成を示す図である。
【図５】上限値決定部がスリップ比を用いて上限値を決定する動作について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［操舵制御装置の概要］
操舵制御装置は車両に搭載されており、ステアリングを制御することで車両を自動操舵することができる装置である。操舵制御装置は、ワイパーの作動速度が大きいほど雨が強く降っており路面が滑りやすい状態にあるという特性を利用して、ワイパーの作動速度が大きければ大きいほど操舵角速度の指示値の上限値（以下、「操舵角速度の上限値」又は「上限値」という場合がある）を小さくするという特徴を有する。このようにすることで、路面が滑りやすい状態にある場合に車両のスピンや横転を防止できる。
【００１６】
さらに、操舵制御装置は、ワイパーが作動を停止してから所定の第１時間（例えば、１０分）が経過するまでの間、ワイパーが停止する前の所定の第２時間（例えば、１分）内のワイパーの作動速度が大きければ大きいほど、操舵角速度の指示値の上限値を小さくする。このようにすることで、操舵制御装置は、雨が止んでワイパーの作動が停止した後にも、ワイパーが作動していた時の作動速度に基づいて路面の滑りやすさを推定して操舵角速度を適正な範囲にすることができるので、雨が止んだ後にも車両のスピンや横転をしにくい範囲の操舵角速度で車両を操舵することができる。
【００１７】
図１は、操舵制御装置の動作の概要について説明するための図である。図１における横軸は、ワイパーが作動し始めてからの経過時間を示している。縦軸は、ワイパーの作動速度と操舵角速度の上限値を示している。図中の実線はワイパーの作動速度が変化する様子を示しており、図中の一点鎖線は、操舵角速度の上限値が変化する様子を示している。
【００１８】
図１（ａ）においては、作動速度と操舵角速度との関係の傾向をわかりやすくするために、ワイパーの作動速度が直線的に変化する例を示している。図１（ａ）において、時刻Ｔ１までの間、ワイパーの作動速度が大きくなるにつれて操舵角速度の上限値が小さくなっている。したがって、ワイパーの作動速度が大きくなり、路面の濡れ度合いが大きくなるにつれて、操舵角速度が抑制されることがわかる。
【００１９】
時刻Ｔ２を過ぎると、ワイパーの作動速度が小さくなっており、時刻Ｔ３でワイパーの作動が停止している。時刻Ｔ１を過ぎて、ワイパーの作動速度が小さくなっても、操舵角速度の上限値は、ワイパーが停止した時刻Ｔ３よりも後の時刻Ｔ４までは最小値に維持されている。このように、操舵制御装置は、まだ路面の濡れ度合いが大きい時刻Ｔ１から時刻Ｔ４までの間において、操舵角速度を抑制することができるので、雨が止んだ後にも安全な運転を実現することができる。
【００２０】
その後、時刻Ｔ４を過ぎると、操舵制御装置は、操舵角速度の上限値を徐々に大きくする。操舵制御装置は、例えば、操舵角速度の上限値を増大させる速度、すなわち上限値の単位時間当たりの変化量を、ワイパーの作動速度と作動時間との乗算値に基づいて決定する。このようにすることで、操舵制御装置は、過去に大量の雨が降っており、路面が乾いた状態になるまでに長時間を要する場合、操舵角速度の上限値を緩やかに大きくし、過去に少量の雨が降っただけであり、路面が短時間で乾いた状態になる場合は、操舵角速度の上限値を急激に大きくすることができる。その結果、操舵制御装置は、路面の状態に適した操舵角速度の上限値を設定できる。
【００２１】
図１（ｂ）は、ワイパーの作動速度が段階的に増減する場合の例を示している。ワイパーの作動速度が増加している間は、ワイパーの作動速度が大きくなるにつれて、操舵角速度の上限値が段階的に小さくなっている。これに対して、ワイパーが停止した後の時刻Ｔ４を過ぎてから、上限値が直線的に大きくなっている。このように、操舵制御装置は、操舵角速度の上限値を小さくする場合に、ワイパーの作動速度に合わせて段階的に上限値を変化させ、操舵角速度の上限値を大きくする場合に、直線的に上限値を変化させてもよい。
以下、操舵制御装置１の構成及び動作について詳細に説明する。
【００２２】
［操舵制御装置１の構成］
図２は、操舵制御装置１の構成を示す図である。操舵制御装置１は、制御部１１と、記憶部１２とを有する。
制御部１１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）である。制御部１１は、記憶部１２に記憶されたプログラムを実行することにより、作動速度特定部１１１、上限値決定部１１２及び指示出力部１１３として機能する。
【００２３】
記憶部１２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びハードディスク等の記憶媒体を有する。記憶部１２は、制御部１１が実行するプログラムを記憶している。また、記憶部１２は、ワイパーの速度と操舵角速度の指示値の上限値との関係を記憶している。さらに、記憶部１２は、作動速度特定部１１１が特定した作動速度を、時刻に関連付けて一時的に記憶する。
【００２４】
作動速度特定部１１１は、ワイパーの作動速度を特定する。作動速度特定部１１１は、例えば、ワイパーの作動速度を運転手が設定するための操作部の設定状態を示す情報を取得し、取得した情報に基づいて、ワイパーの作動速度を特定する。
【００２５】
上限値決定部１１２は、作動速度特定部１１１が特定したワイパーの作動速度に基づいて、指示出力部１１３が操舵力発生部（不図示）に出力する指示値の上限値を決定し、決定した上限値を指示出力部１１３に通知する。指示出力部１１３は、操舵力発生部に対して、上限値決定部１１２から通知された上限値を上回らない範囲の大きさの操舵角速度の指示値を出力する。操舵力発生部は、例えば車輪の向きを動かすための操舵力を発生することができるアクチュエータを有しており、指示出力部１１３から入力される指示値に基づいてアクチュエータを動作させることで、車輪の向きを変化させる。
【００２６】
上限値決定部１１２は、例えば、ワイパーが作動を停止してから所定の時間が経過するまでの間、ワイパーが停止する前の所定の時間内に作動速度特定部１１１が特定した作動速度が大きければ大きいほど、操舵力発生部に対する操舵角速度の指示値の上限値を小さくするように制御する。具体的には、上限値決定部１１２は、作動速度特定部１１１が特定した作動速度がゼロに変化してから所定の第１時間（例えば１０分）が経過するまでの間は、記憶部１２に記憶された作動速度に基づいて上限値を決定する。
【００２７】
より具体的には、上限値決定部１１２は、ワイパーが作動を停止してから所定の第１時間が経過するまでの間、記憶部１２に時刻に関連付けて記憶されたゼロより大きい作動速度のうち、ワイパーが停止した時点よりも前の所定の第２時間（例えば１分）の間に最も大きかった作動速度に基づいて上限値を決定する。このようにすることで、上限値決定部１１２は、雨が止んでワイパーが停止したとしても、ワイパーが停止する前のワイパーの作動速度に基づいて操舵角速度の上限値を設定できるので、車両は、雨が止んだ後であっても路面が濡れている間の走行の安全性を確保することができる。
【００２８】
上限値決定部１１２は、ワイパーが停止した時点よりも前の所定の時間内の最大の作動速度の代わりに、所定の時間内の作動速度の平均値や中間値等の統計値に基づいて上限値を決定してもよい。このようにすることで、上限値決定部１１２が上限値を決定する際に、降雨量の変動の影響を受けにくくなるので、適切な上限値に決定しやすくなる。
【００２９】
雨が止んだ後には、路面は徐々に乾燥して車両が滑りにくくなる。そこで、上限値決定部１１２は、作動速度がゼロに変化してからの時間が経過するとともに、上限値を大きくするように制御してもよい。このようにすることで、上限値決定部１１２は、路面が乾燥するにつれて上限値を大きくすることができるので、車両は、路面の状態に適した操舵角速度の範囲で走行することが可能になる。
【００３０】
［操舵制御装置１の動作のフローチャート］
図３は、操舵制御装置１が操舵角速度の指示値の上限値を決定する動作のフローチャートである。
作動速度特定部１１１は、車両の走行中、ワイパーが作動しているかどうかを監視する（Ｓ１１）。作動速度特定部１１１は、ワイパーが作動していることを検出すると（Ｓ１１においてＹＥＳ）、ワイパーの作動速度を特定し、特定した作動速度を上限値決定部１１２に通知する。また、作動速度特定部１１１は、特定した作動速度を定期的に記憶部１２に記憶させる。
【００３１】
続いて、上限値決定部１１２は、通知された作動速度に基づいて、操舵角速度の指示値の上限値を決定する（Ｓ１２）。上限値決定部１１２は、決定した上限値を指示出力部１１３に通知し、指示出力部１１３は、上限値を上回らない範囲の指示値を操舵力発生部に入力する。
【００３２】
上限値決定部１１２は、ワイパーの作動速度が変化したことを検出すると（Ｓ１３においてＹＥＳ）、変化した後の作動速度に基づく値に、操舵角速度の指示値の上限値を変更する（Ｓ１４）。上限値決定部１１２は、変更後の上限値を指示出力部１１３に通知する。
【００３３】
その後、上限値決定部１１２は、ワイパーが停止したことを検出すると（Ｓ１５においてＹＥＳ）、ワイパーが停止してから所定の第１時間が経過したかどうかを判定する（Ｓ１６）。上限値決定部１１２は、ステップＳ１６において所定の第１時間が経過していないと判定した場合（Ｓ１６においてＮＯ）、ワイパーが停止する前の作動速度を記憶部１２から取得し、操舵角速度の指示値の上限値を、取得した作動速度に対応する上限値に更新する（Ｓ１７）。
【００３４】
上限値決定部１１２は、ステップＳ１６において所定の第１時間が経過したと判定した場合（Ｓ１６においてＹＥＳ）、ワイパーが作動していない状態における通常の値である基準値に上限値を戻す。このようにすることで、上限値決定部１１２は、ワイパーが停止してから十分な時間が経過して路面が乾いた状態になった場合に、操舵角速度を大きくすることができる。
操舵制御装置１は、エンジンが停止するまでの間（Ｓ１９においてＮＯ）、ステップＳ１１からＳ１８までの処理を繰り返す。
【００３５】
（変形例１）
操舵制御装置１は、路面の滑りやすさにさらに基づいて操舵角速度の指示値の上限値を決定することで、より適切な値に上限値を設定することができる。操舵制御装置１は、例えば、タイヤの回転角速度と車両の走行速度（以下、車速という）とに基づいてタイヤのスリップ比を特定することにより、路面の滑りやすさを特定する。
【００３６】
図４は、変形例に係る操舵制御装置１の構成を示す図である。図４に示す操舵制御装置１は、制御部１１がスリップ特定部１１４としても機能する点で、図２に示した操舵制御装置１と異なり、他の点で同じである。以下、主に、相違点に係るスリップ特定部１１４について説明する。
【００３７】
スリップ特定部１１４は、車両のタイヤのスリップのしやすさを特定する。具体的には、スリップ特定部１１４は、タイヤに装着されたセンサにより検出されたタイヤの回転角速度ω（rad/s）、記憶部１２に記憶されているタイヤの有効半径Ｒ（m）、及び車両に装着された加速度センサにより検出された車速ｖ（m/s）に基づいて、スリップ比Ｓを特定する。スリップ特定部１１４は、車両の駆動時のスリップ比Ｓを、Ｓ＝（ｖ−Ｒω）÷Ｒωにより算出することができる。スリップ特定部１１４は、算出したスリップ比Ｓを上限値決定部１１２に通知する。
【００３８】
上限値決定部１１２は、ワイパーの作動速度とともに、スリップ特定部１１４が特定したスリップのしやすさ、すなわちスリップ比Ｓにさらに基づいて、上限値を決定する。このようにすることで、上限値決定部１１２は、タイヤの状態と路面の状態とに基づいて定まるスリップのしやすさに応じて適切な上限値を指示出力部１１３に通知することが可能になる。例えば、上限値決定部１１２は、スリップ比が所定の値よりも小さく、ほとんどスリップしていない状態になると、操舵角速度の指示値の上限値を大きくする。上限値決定部１１２は、ワイパーの作動が停止してから所定の時間が経過した時点でスリップ比Ｓを算出し、算出したスリップ比Ｓに基づいて、操舵角速度の指示値の上限値を基準値に戻すかどうかを判定してもよい。
【００３９】
図５は、上限値決定部１１２がスリップ比を用いて上限値を決定する動作について説明するための図である。図５（ａ）は、図１と同一の内容を示している。図５（ｂ）は、ワイパーの作動が停止した時刻Ｔ３から所定の時間が経過した時刻Ｔ５において操舵角速度の上限値が変化する様子を示している。図５（ｂ）では、時刻Ｔ５において、上限値決定部１１２が、スリップ比Ｓが所定の値よりも小さいと判定したことにより、操舵角速度の上限値が基準値に戻っている。このように、上限値決定部１１２がスリップ比Ｓをさらに用いて操舵角速度の上限値を決定することにより、ワイパーが停止した後に、より適切な値に操舵角速度の上限値を設定することが可能になる。
【００４０】
なお、上限値決定部１１２は、スリップ特定部１１４が特定したスリップのしやすさに基づいて、ワイパーが作動を停止した後に、ワイパーが作動していた間の作動速度に基づいて操舵角速度の指示値の上限値を決定する第１時間の長さを決定してもよい。上限値決定部１１２は、例えば、スリップしにくい状態であると判定した場合、スリップしやすい状態であると判定した場合に比べて、第１時間を短くする。このようにすることで、上限値決定部１１２は、ワイパーが停止してから適切な時間が経過した後に、操舵角速度の上限値を基準値に戻すことができる。
【００４１】
（変形例２）
以上においては、車両が自動運転をする場合について説明したが、操舵制御装置は、運転手が車両を運転している間に操舵力発生部に対して操舵角速度の指示値を出力してもよい。この場合、操舵力発生部は、例えば、運転手による操舵を補助するためのパワーアシスト力を発生したり、車両が車線を逸脱しないように操舵反力を発生したりする。
【００４２】
上限値決定部１１２は、運転手が操舵する際の操舵角速度が指示値の上限値を超えないように、パワーアシスト力又は操舵反力の大きさを操舵力発生部に指示する。例えば、上限値決定部１１２は、操舵角速度が上限値に近づいていることを検出すると、パワーアシスト力を発生する油圧を下げてパワーアシスト力を小さくするように操舵力発生部に指示することで、操舵角速度が上限値を超えないようにする。また、上限値決定部１１２は、車線を逸脱するおそれがある場合に、操舵角速度が上限値以内になるように、運転手が発生させる操舵力と反対の向きの操舵反力を操舵力発生部に発生させる。
【００４３】
［操舵制御装置１による効果］
以上説明したように、本実施形態に係る操舵制御装置１は、ワイパーが作動を停止してから所定の第１時間が経過するまでの間、ワイパーが停止する前の所定の第２時間内に作動速度特定部１１１が特定した作動速度が大きければ大きいほど、指示値の上限値を小さくするように制御する。このようにすることで、操舵制御装置１は、雨が止んでワイパーが停止した状態であっても路面が濡れて滑りやすくなっている場合に、操舵角速度が大きくなり過ぎないようにできるので、雨天後の走行の安全性を向上することができる。
【００４４】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００４５】
１  操舵制御装置
１１  制御部
１２  記憶部
１１１  作動速度特定部
１１２  上限値決定部
１１３  指示出力部
１１４  スリップ特定部
【図１】
2018024354.tif 000003
【図２】
2018024354.tif 000004
【図３】
2018024354.tif 000005
【図４】
2018024354.tif 000006
【図５】
2018024354.tif 000007