(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の進行方向を曲げるための制御を行う電動パワーステアリング制御部と、
自動車の左のタイヤを回転させる制御を行う左タイヤトルク制御部と、
自動車の右のタイヤを回転させる制御を行う右タイヤトルク制御部と、
白線検知信号に応じて自動車の進行方向を演算して進行方向を指示する出力信号を前記電動パワーステアリング制御部へ出力する自動運転回路と、
ハンドルの操作情報に基づいて自動車の進行方向を演算して進行方向を指示する出力信号を前記電動パワーステアリング制御部へ出力する手動運転回路と、
前記自動運転回路又は前記手動運転回路の異常を検出する異常検出回路と、
白線検知信号に応じて左右タイヤのトルク差を演算して前記左タイヤトルク制御部と前記右タイヤトルク制御部とに前記トルク差のある信号を出力して車両を路肩に退避させる退避運転回路とを備え、
前記異常検出回路は、
前記自動運転回路の異常を検出した場合、前記手動運転回路による手動運転と退避運転回路による退避運転とのいずれかの運転に切り替える切換指示を出力し、
前記手動運転回路の異常を検出した場合、前記自動運転回路による自動運転と退避運転回路による退避運転とのいずれかの運転に切り替える切換指示を出力する車両制御装置。
【請求項２】
前記異常検出回路は、ステアリングが固着しているか否かを検出し、ステアリングが固着している場合に、退避運転回路による退避運転に切り替える切換指示を出力する請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記異常検出回路は、運転者からの自動運転の解除指示により、手動運転回路による手動運転に切り替える切換指示を出力する、又は、運転者からの手動運転の解除指示により、自動運転回路による自動運転に切り替える切換指示を出力する請求項１又は２に記載の車両制御装置。
【請求項４】
前記退避運転回路は、前記異常検出回路の切換指示が出力される前に車両の走行状態を示す車両データを収集して、退避ルートを決定する請求項１から３いずれか１項に記載の車両制御装置。
【請求項５】
前記異常検出回路の故障を監視する監視回路を備えた請求項１から４いずれか１項に記載の車両制御装置。
【請求項６】
自動車の進行方向を曲げるための制御を行う電動パワーステアリング制御部と、
自動車の左のタイヤを回転させる制御を行う左タイヤトルク制御部と、
自動車の右のタイヤを回転させる制御を行う右タイヤトルク制御部と、
白線検知信号に応じて自動車の進行方向を演算して進行方向を指示する出力信号を前記電動パワーステアリング制御部へ出力する自動運転回路と、
白線検知信号に応じて左右タイヤのトルク差を演算して前記左タイヤトルク制御部と前記右タイヤトルク制御部とに前記トルク差のある信号を出力して車両を路肩に退避させる退避運転回路と、
前記自動運転回路による自動運転から退避運転回路による退避運転に切り替える切換回路と、
前記自動運転回路の異常を検出する異常検出回路と、
前記異常検出回路と前記退避運転回路と前記切換回路との少なくともいずれかの回路を監視する監視回路とを備えた車両制御装置。
【請求項７】
自動車の進行方向を曲げるための制御を行う電動パワーステアリング制御部と、自動車の左のタイヤを回転させる制御を行う左タイヤトルク制御部と、自動車の右のタイヤを回転させる制御を行う右タイヤトルク制御部と、白線検知信号に応じて自動車の進行方向を演算して進行方向を指示する出力信号を前記電動パワーステアリング制御部へ出力する自動運転回路と、ハンドルの操作情報に基づいて自動車の進行方向を演算して進行方向を指示する出力信号を前記電動パワーステアリング制御部へ出力する手動運転回路と、前記自動運転回路又は前記手動運転回路の異常を検出する異常検出回路と、白線検知信号に応じて左右タイヤのトルク差を演算して前記左タイヤトルク制御部と前記右タイヤトルク制御部とに前記トルク差のある信号を出力して車両を路肩に退避させる退避運転回路とを備えた車両制御装置の車両制御方法において、
前記異常検出回路は、
前記自動運転回路の異常を検出した場合、前記手動運転回路による手動運転と退避運転回路による退避運転とのいずれかの運転に切り替える切換指示を出力し、
前記手動運転回路の異常を検出した場合、前記自動運転回路による自動運転と退避運転回路による退避運転とのいずれかの運転に切り替える切換指示を出力する車両制御方法。
【請求項８】
前記監視回路は、前記異常検出回路の異常検出後の車両の退避動作中に、前記退避運転回路、前記異常検出回路および前記切換回路の少なくともいずれかの異常を検出したとき、前記車両のタイヤの回転を制限して自動車を停止させる請求項６に記載の車両制御装置。
【請求項９】
前記異常検出回路は、前記自動運転回路、前記手動運転回路および前記退避運転回路の優先順で運転を切り替える請求項１から５のいずれか１項に記載の車両制御装置。
【請求項１０】
前記異常検出回路は、前記電動パワーステアリング制御部の異常をさらに検出し、前記電動パワーステアリング制御部の異常を検出した場合、前記退避運転回路による運転に切り替える切換指示を出力する請求項１から６のいずれか１項に記載の車両制御装置。
【請求項１１】
白線の検知による方向情報に基づいて車両の進行方向を演算し、前記方向情報に基づいて演算した前記車両の進行方向を前記車両のステアリングに対して指示する自動運転回路と、
ハンドルの操作情報に基づいて前記車両の進行方向を演算し、前記操作情報に基づいて演算した前記車両の進行方向を前記車両の前記ステアリングに対して指示する手動運転回路と、
前記自動運転回路又は前記手動運転回路のうち少なくともいずれかの異常を検出する異常検出回路と、
前記白線の検知による方向情報に基づいて車両の退避ルートを決定し、左右の駆動タイヤのトルクに基づいて演算した左右トルク差により前記車両を前記退避ルートに退避させる曲がり制御を行う退避運転回路とを備え、
前記異常検出回路は、
前記自動運転回路の異常を検出した場合、前記手動運転回路による手動運転と退避運転回路による退避運転とのいずれかの運転に切り替える切換指示を出力し、
前記手動運転回路の異常を検出した場合、前記自動運転回路による自動運転と退避運転回路による退避運転とのいずれかの運転に切り替える切換指示を出力する車両制御装置。
【請求項１２】
白線の検知による方向情報に基づいて車両の進行方向を演算し、前記方向情報に基づいて演算した前記車両の進行方向を前記車両のステアリングに対して指示する自動運転回路と、
ハンドルの操作情報に基づいて前記車両の進行方向を演算し、前記操作情報に基づいて演算した前記車両の進行方向を前記車両の前記ステアリングに対して指示する手動運転回路と、
前記自動運転回路又は前記手動運転回路の異常を検出する異常検出回路とを備え、
前記異常検出回路は、
前記自動運転回路の異常を検出した場合、前記手動運転回路による手動運転に切り替える切換指示を出力し、
前記手動運転回路の異常を検出した場合、前記自動運転回路による自動運転に切り替える切換指示を出力する車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両制御装置及び車両制御方法に関する。特に、自動車の安全装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両制御装置は、車両前方の画像を撮像する撮像手段と、前記撮像された画像中の白線を検出する白線検出手段とを備えている。また、前記検出された白線の認識自信度を算出する認識自信度算出手段と、前記車両前方を走行する先行車を検出する先行車検出手段とを備えている。さらに、前記先行車が検出されており、且つ前記白線の認識自信度が所定値未満である場合に、前記車両を前記白線の認識自信度が所定値以上となる位置に自動的に移動させる移動制御手段とを備えている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
また、従来の電気自動車は、転舵用モータおよび操舵機構を含む操舵系の異常の検出によって、その異常による転舵不足を補うように、トルク配分手段による左右の駆動輪のモータに対するトルク指令の配分を変更するトルク配分手段を備えている。このような電気自動車では、操舵系の異常を検出する操舵系異常検出手段を設け、操舵系異常検出手段による異常の検出に応答して、その異常による転舵不足を補うように、トルク配分手段による左右の駆動輪のモータに対するトルク指令の配分を変更する異常対応トルク配分変更部を設けている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−０５１２４１号公報
【特許文献２】特開２０１２−１７６６４３号公報
【特許文献３】特開２００７−２４５８２１号公報
【特許文献４】特開２００３−０６３３７３号公報
【特許文献５】特開２０１３−００６５９５号公報
【特許文献６】特開２００３−３２７１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
走行中の自動車において、ステアリング系統あるいは制御系統に異常が発生した場合、正常にカーブを曲がる操作ができなくなる可能性がある。特に高速道路で走行中に異常が発生した場合に、走行車線で自動車を停止させることは危険であるため、走行車線外の路肩への退避制御が必要である。
【０００６】
この発明は、ステアリング系統あるいは制御系統に異常が発生したとしても、安全に車両を走行車線外へ退避させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る車両制御装置は、
車両を自動運転する自動運転回路と、
車両の手動運転に用いられる手動運転回路と、
前記自動運転回路又は前記手動運転回路の異常を検出する異常検出回路と、
車両を退避させる退避運転回路とを備え、
前記異常検出回路は、
前記自動運転回路の異常を検出した場合、前記手動運転回路による手動運転と退避運転回路による退避運転とのいずれかの運転に切り替える切換指示を出力し、
前記手動運転回路の異常を検出した場合、前記自動運転回路による自動運転と退避運転回路による退避運転とのいずれかの運転に切り替える切換指示を出力する。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、車両を走行車線外へ安全に退避させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１の車両制御装置１００の構成を示す図。
【図２】実施の形態１の車両制御装置１００の動作を示す図。
【図３】実施の形態２の車両制御装置１００の動作を示す図。
【図４】実施の形態３の車両制御装置１００の構成を示す図。
【図５】実施の形態３の車両制御装置１００の動作を示す図。
【図６】実施の形態４の車両制御装置１００の構成を示す図。
【図７】実施の形態４の車両制御装置１００の動作を示す図。
【図８】実施の形態５の車両制御装置１００の動作を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１は実施の形態１の車両制御装置１００の構成を示す図である。ここでは、手動運転と自動運転とが可能な電気自動車の車両制御装置について説明する。
【００１１】
車両制御装置１００は、自動車が曲がる角度を決定するために必要な道路の白線を検知する車載カメラ等を含んだ白線検知部１０を有する。白線検知部１０は、自動車の進行方向に関する方向情報を取得する。
また、車両制御装置１００は、運転者への警告を発する出力器１１と運転者が指示を入力する入力器１２を有する。出力器１１の好適な具体例は、ディスプレイ、ＬＥＤランプ、あるいは、スピーカ、又は、これらの組み合わせである。入力器１２の好適な具体例は、キーボード、タッチパネル、あるいは、マイク、又は、これらの組み合わせである。
【００１２】
また、車両制御装置１００は、車両の状態を制御して自動車の運転を制御する車両状態制御部２０を有する。
【００１３】
また、車両制御装置１００は、電動パワーでステアリングを制御する電動パワーステアリング制御部３０を有する。電動パワーステアリング制御部３０は、車両状態制御部２０の出力信号に応じて自動車を曲げるための制御を行う回路を有する。
【００１４】
また、車両制御装置１００は、白線検知部１０の出力信号に応じて左タイヤのトルクを制御する左タイヤトルク制御部４０と、右タイヤのトルクを制御する右タイヤトルク制御部５０とを有する。
左タイヤトルク制御部４０は、車両状態制御部２０の出力信号に応じて自動車の前輪の左のタイヤを回転させる制御を行う回路を有する。
右タイヤトルク制御部５０は、車両状態制御部２０の出力信号に応じて自動車の前輪の右のタイヤを回転させる制御を行う回路を有する。
左タイヤトルク制御部４０と右タイヤトルク制御部５０とは左右のタイヤにトルク差を生じさせて自動車の進行方向を曲げることができる。
【００１５】
車両状態制御部２０は、白線検知部１０の出力信号に応じて電動パワーステアリング制御部３０を用いて自動車が曲がる方向を演算する自動運転回路２１を有する。自動運転回路２１は、白線検知部１０が取得した方向情報に基づいて、自動車の進行方向を演算して進行方向を指示する出力信号を電動パワーステアリング制御部３０へ出力する。
【００１６】
また、車両状態制御部２０は、ハンドル１３の操作を受け付けて電動パワーステアリング制御部３０を駆動する手動運転回路２６を有する。手動運転回路２６は、車両の手動運転に用いられる回路であり、ハンドル１３の操作情報に基づいて、自動車の進行方向を演算して進行方向を指示する出力信号を電動パワーステアリング制御部３０へ出力する。
【００１７】
電動パワーステアリング制御部３０は、自動運転回路２１又は手動運転回路２６からの信号を受付けて、自動車を曲げるための制御を行う回路を有する。
【００１８】
また、車両状態制御部２０は、白線検知部１０の出力信号に応じて、左タイヤトルク制御部４０と右タイヤトルク制御部５０とを用いてカーブを曲がるために必要な左右タイヤのトルク差を演算する退避運転回路２２を有する。
【００１９】
また、車両状態制御部２０は、自動運転回路２１、手動運転回路２６及び電動パワーステアリング制御部３０の異常を検出する異常検出回路２３を有する。異常検出回路２３は、自動運転回路２１、手動運転回路２６及び電動パワーステアリング制御部３０を監視する回路である。
【００２０】
また、車両状態制御部２０は、電動パワーステアリング制御部３０の異常検出時に左タイヤトルク制御部４０、右タイヤトルク制御部５０を用いてカーブを曲がる制御に切り換える切換回路２４を有する。切換回路２４は、車両の進行方向の制御を電動パワーステアリング制御から左タイヤトルク制御、右タイヤトルク制御に切り換える回路である。
【００２１】
また、車両状態制御部２０は、退避運転回路２２、異常検出回路２３、及び、切換回路２４を監視して異常を検出する監視回路２５を有する。
【００２２】
電動パワーステアリング制御部３０と、左タイヤトルク制御部４０、右タイヤトルク制御部５０とは、独立した回路であり、電動パワーステアリング制御部３０と、左タイヤトルク制御部４０、右タイヤトルク制御部５０のいずれかの故障は他のいずれかの制御部に全く影響を及ぼすことがない。
【００２３】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
次に、図２は、車両制御装置１００の車両制御方法の動作説明図である。
【００２４】
＜＜車両制御方法の概略動作＞＞
実施の形態１の車両制御装置１００の車両制御方法の概略動作は以下のとおりである。
（１）高速道路の自動運転において、自動運転回路２１及び電動パワーステアリング制御部３０による電動パワーステアリングの制御に関する部分に異常が発生してカーブを曲がれない場合、異常検出回路２３が電動パワーステアリングの異常を検知する。
（２）異常検出回路２３が電動パワーステアリングの異常を検知した場合、異常検出回路２３は手動運転か退避運転かを判断する。
（３）退避運転の場合、退避運転回路２２がカーブの白線と自車の進行方向の相対角度を予測する。そして、退避運転回路２２が車両速度とステアリング状態と左右トルク差を計測し、路肩への退避ルートを設定する。
（４）また、退避運転回路２２は、路面とタイヤの摩擦係数の影響等による左右トルク差による車両の進行方向量を学習し、左右トルク差による進行方向の曲がり制御によって路肩への車線変更を実施する。
このようにして、退避運転回路２２は、パワーステアリングの異常発生時に左右トルク差による曲がり制御により車両を安全に路肩へ退避する。
【００２５】
＜＜車両制御方法の詳細動作＞＞
以下、図２を用いて、車両制御装置１００の車両制御方法の詳細動作について説明する。
【００２６】
前提として、自動車は、自動運転と手動運転とが可能であるものとする。
ここで、自動運転とは、運転者がハンドルとアクセルとブレーキを使用する必要がない自動車の自律的運転をいうが、この実施の形態では、運転者が少なくともハンドルを使用しないで走行している自律的運転をいう。
また、手動運転とは、運転者がハンドルとアクセルとブレーキを使用する必要がある自動車のマニュアル運転をいうが、この実施の形態では、運転者が少なくともハンドルを使用して走行しているマニュアル運転をいう。
【００２７】
自動運転ステップＳ１０．
自動車は高速道路を自動運転で走行している。
白線検知部１０は車載カメラで得た道路の情報を車両状態制御部２０に出力する。
自動運転中は、自動運転回路２１が、白線検知部１０の出力信号に応じて電動パワーステアリング制御部３０を用いて自動車が曲がる方向を演算して、車両の進行方向を決定するので、運転者はハンドル１３を操作する必要がない。
【００２８】
故障判定ステップＳ１１．
自動車が高速道路を自動運転で走行している場合、異常検出回路２３は、自動運転回路２１及び電動パワーステアリング制御部３０に異常がないか常時監視している。
【００２９】
自動運転回路２１あるいは電動パワーステアリング制御部３０に異常がない場合は、自動運転回路２１は、白線検知部１０から入力した信号を用いて自動車が曲がる方向を演算し、電動パワーステアリング制御部３０に演算結果を出力する。電動パワーステアリング制御部３０は、自動運転回路２１から入力した信号に基づいて自動車を制御する。
自動運転回路２１あるいは電動パワーステアリング制御部３０の異常を異常検出回路２３が検出した場合、減速ステップＳ１２の動作に進む。
【００３０】
減速ステップＳ１２．
異常検出回路２３は、自動運転回路２１又は電動パワーステアリング制御部３０に異常が検出された場合、車両の速度を減速させるトルク信号を左タイヤトルク制御部４０と右タイヤトルク制御部５０とに出力する。以後、他車との車間距離が保てる限りこの減速処理は継続し、車両は徐々に速度を落としていく。
【００３１】
警告ステップＳ１３．
異常検出回路２３は、自動運転回路２１又は電動パワーステアリング制御部３０に異常が検出された場合、異常が検出されたことと、異常の内容とを出力器１１に出力して運転者に警告する。さらに、自動車のハザードランプを点滅させる警告信号１４を出力する。例えば、異常検出回路２３は、「自動運転中に異常が発見されました。減速いたします。自動運転を解除しますか？」という警告を出力器１１に出力する。
【００３２】
固着判定ステップＳ１４．
異常検出回路２３は、図示していないセンサを用いてステアリングが固着してステアリングが回転しないという固着故障であるか判定する。ステアリングが固着している場合は、自動運転も手動運転もできない。ステアリングが固着していなければ、自動運転と手動運転とが可能である。固着故障ではない場合、解除判定ステップＳ１５へ進む。
【００３３】
解除判定ステップＳ１５．
異常検出回路２３は、運転者から自動運転を解除する解除指示があるかをチェックする。運転者は、警告ステップＳ１３での警告に基づき、入力器１２から、自動運転を解除する解除指示を入力することができる。解除指示は、タッチパネルのボタン選択により行うことができる。あるいは、「解除する」という音声入力でもよい。あるいは、運転者のハンドル１３の操作を検知して解除指示とみなしてもよい。
異常検出回路２３は、解除指示がある場合は、運転者からの解除指示を優先させるために解除ステップＳ１６へ進む。
【００３４】
解除受付ステップＳ１６．
異常検出回路２３は、運転者からの自動運転を解除する解除指示を受付ける。例えば、異常検出回路２３は、「自動運転を解除しました。手動運転してください。」というメッセージを出力器１１に出力する。
【００３５】
切換ステップＳ１７．
異常検出回路２３は、解除指示に基づき、自動運転回路２１による自動運転をキャンセルして、ハンドル１３による手動運転に切り替える。異常検出回路２３は、自動運転回路２１による走行をキャンセルして、手動運転回路２６による手動運転に切換える信号を切換回路２４に出力する。切換回路２４は、自動運転回路２１の動作を停止させ、手動運転回路２６を起動する。
【００３６】
手動運転ステップＳ１８．
運転者は、ハンドル１３の操作を開始し、車両の走行を続行する。手動運転回路２６は、ハンドル１３の操作を受付けて、ステアリングを駆動させる信号を電動パワーステアリング制御部３０へ出力する。
【００３７】
通知ステップＳ２１．
異常検出回路２３は、固着判定ステップＳ１４で固着故障であると判定した場合、固着故障が検出されたため車両を路肩に退避させるメッセージを出力器１１に出力して運転者に退避の通知をする。例えば、異常検出回路２３は、「ステアリングが固着していますので、手動運転ができません。車両を強制的に路肩に退避させます。」というメッセージを出力器１１に出力する。
【００３８】
通知ステップＳ２２．
異常検出回路２３は、解除判定ステップＳ１５で、解除指示がないと判定した場合、解除指示がないため車両を路肩に退避させるメッセージを出力器１１に出力して運転者に退避の通知をする。例えば、異常検出回路２３は、「自動運転の解除指示がありませんので、車両を強制的に路肩に退避させます。」というメッセージを出力器１１に出力する。
【００３９】
切換指示ステップＳ２３．
通知ステップＳ２１又は通知ステップＳ２２の通知後、異常検出回路２３は、自動運転回路２１による走行をキャンセルして、退避運転回路２２による退避運転に切換える信号を切換回路２４に出力する。
【００４０】
切換ステップＳ３１．
切換回路２４は、自動運転回路２１の動作を停止させ、退避運転回路２２を起動する。すなわち、切換回路２４は、自動運転回路２１による自動運転から退避運転回路２２による退避運転に切換える。
【００４１】
車両データ収集ステップＳ４１．
退避運転回路２２は、車両速度、ステアリング状態、左右トルク差による車両の進行方向を、車両の走行状態を示す車両データとして収集する。車両速度は図示していない速度センサから取得する。ステアリング状態は、電動パワーステアリング制御部３０から取得する。左右トルクは、左タイヤトルク制御部４０、右タイヤトルク制御部５０から取得する。
また、車載カメラに基づいて、白線、走行車線、近接車両、路肩、中央分離帯の情報を走行データとして取得する。
【００４２】
予測ステップＳ４２．
退避運転回路２２は、白線と進行方向の相対角度を、白線検知部１０から取得した白線方向から計算する。白線と進行方向の相対角度を計算する理由は、現在の相対角度をもとにしてトルク差τを演算するためである。さらに、退避運転回路２２は、今後白線と進行方向の相対角度がどうなるかを予測する。退避運転回路２２は、白線と進行方向の相対角度の予測により車両の進行方向の維持又は変更を決定する。
【００４３】
退避ルート決定ステップＳ４３．
退避運転回路２２は、白線と進行方向の相対角度と車両データと走行データとに基づいて退避ルートを決定する。ここで退避ルートとは、車両の現在位置から路肩までの走行ルートをいう。
【００４４】
トルク差計算ステップＳ４４．
退避運転回路２２は、退避ルートに基づいて、左右タイヤのトルク差を計算する。
すなわち、退避運転回路２２は白線検知部１０から入力した信号を用いて白線と進行方向の相対角度を計算し、車両データと走行データとに基づいて、路肩に退避するために必要なトルク差τを演算する。
退避運転回路２２は、白線と進行方向の相対角度と車両データと走行データとをリアルタイムに取得し、トルク差τは、最新の相対角度と車両データと走行データとに基づいて計算される。具体的には、トルク差τは、白線と進行方向の相対角度、車速、車間距離、走行路線、減速状態、路肩位置などにより計算される。トルク差τは時々刻々変化する。
また、退避運転回路２２は、路面とタイヤの摩擦係数の影響による左右トルク差による車両の進行方向量を学習しながら、トルク差τを演算する。
また、退避運転回路２２は、路面状態、天候状態、タイヤ摩耗状態、車両重量、積載重量、搭乗人数、道路傾斜角度、道路カーブ率なども図示していない各種センサから取得あるいは学習して、トルク差τを演算する。
【００４５】
トルク指示ステップＳ４５．
退避運転回路２２は、左タイヤトルク制御部４０及び右タイヤトルク制御部５０に演算結果を出力する。例えば、退避運転回路２２は、左に曲がりたい場合では、退避運転回路２２は左タイヤトルク制御部４０にαのトルクを出力し、右タイヤトルク制御部５０にα＋τのトルクを出力する。ここで、αとは、減速中の現在の車速に対応したトルク値である。
左タイヤトルク制御部４０及び右タイヤトルク制御部５０は、退避運転回路２２から入力した信号に基づいて自動車を制御する。すなわち、左タイヤトルク制御部４０及び右タイヤトルク制御部５０は、左右トルク差による進行方向の曲がり制御によって路肩への車線変更を実施する。
【００４６】
路肩判定ステップＳ４６．
退避運転回路２２は、白線検知部１０から入力した信号又は走行データを用いて車両が車線を変更して路肩に到達したか判定する。車両が路肩に到達していない場合、車両が路肩に到達するまで、退避運転回路２２は、トルク差計算ステップＳ４４とトルク指示ステップＳ４５とを繰り返す。
【００４７】
退避完了ステップＳ４７．
車両が路肩に到達した場合、退避運転回路２２は、左右トルク差無しの走行にして車両を路肩に停止させる。
【００４８】
車両が左側にある路肩に単純に退避される場合のトルクの値は以下のようになる。
（１）車線を変更して左側にある路肩に向かうために、退避運転回路２２は左タイヤトルク制御部４０にαのトルクを出力し、右タイヤトルク制御部５０にα＋τのトルクを出力する。
（２）車線を横切っている際には、直進すればよいので、退避運転回路２２はトルク差を０に設定する。
（３）車線を横切って路肩に入る場合は、退避運転回路２２は左タイヤトルク制御部４０にβのトルクを出力し、右タイヤトルク制御部５０にβ−τのトルクを出力する。ここで、βとは、減速中の現在の車速に対応したトルク値であり、減速ステップＳ１２の減速処理が継続しているので、α＞βである。
（４）車両が路肩に到達した場合、まっすぐな路肩であれば路肩内を直進すればよいので、退避運転回路２２はトルク差を０に設定する。カーブしている路肩であれば路肩の白線に沿って走行できるように退避運転回路２２は、トルク差を設定する。
実際の退避では、退避運転回路２２は、白線と進行方向の相対角度、車速、車間距離、走行路線、減速状態、路肩位置、学習結果などによりトルク差τを時々刻々変化させる。
【００４９】
監視回路２５の動作について説明する。
監視回路２５は、退避運転回路２２、異常検出回路２３、及び、切換回路２４を常時監視しており、退避運転回路２２、異常検出回路２３、及び、切換回路２４のいずれかから異常を検出した場合、出力器１１に対して警告メッセージを出力する。あるいは、警告信号１５により、図示していない車内警告灯を点灯させる等の処置を行い、運転者に退避運転回路２２、異常検出回路２３、又は、切換回路２４の異常を通知する。
【００５０】
監視回路２５は、手動運転中又は自動運転中でも、退避運転回路２２、異常検出回路２３、及び、切換回路２４の異常を常時監視している。監視回路２５は、手動運転中又は自動運転中に、退避運転回路２２、異常検出回路２３、及び、切換回路２４のいずれかから異常を検出した場合でも、手動運転回路２６又は自動運転回路２１による運転が正常である限り、車両は正常に運転できる。このため、監視回路２５は、手動運転中又は自動運転中に、異常を検出した場合でも、単に異常を通知すればよい。例えば、監視回路２５は、「運転中に安全運転機構の異常が発生しましたが、運転に支障はありません。運転を継続してください。」というメッセージを出力器１１に出力する。
【００５１】
しかし、監視回路２５が、異常検出回路２３の異常検出後の車両の退避動作中に、退避運転回路２２、異常検出回路２３、及び、切換回路２４のいずれかから異常を検出した場合、車両を安全に退避できるとは限らない。このような場合、監視回路２５は、「車両の退避中に異常が発生しました。運転が継続できません。車両を停止させます。」というメッセージを出力器１１に出力する。かつ、監視回路２５は、左タイヤトルク制御部４０及び右タイヤトルク制御部５０にエラー信号を出力する。左タイヤトルク制御部４０及び右タイヤトルク制御部５０は、エラー信号を検知した場合、ゲート遮断することによりタイヤの回転を制限して、自動車を適切に停止させる安全処理をする。
【００５２】
実施の形態１では、以下の３種の運転機構を有している。
（１）自動運転回路２１及び電動パワーステアリング制御部３０による自動運転機構。
（２）手動運転回路２６及び電動パワーステアリング制御部３０によるによる手動運転機構。
（３）退避運転回路２２、左タイヤトルク制御部４０及び右タイヤトルク制御部５０による安全運転機構。
異常検出回路２３は、自動運転機構、手動運転機構、安全運転機構の順で優先度をつけて、車両の運転を行わせる回路である。
【００５３】
＊＊＊実施の形態１の効果の説明＊＊＊
実施の形態１によれば、自動運転機構が故障しても、手動運転機構と安全運転機構とがあるので、安全性が向上する。
実施の形態１によれば、自動運転機構に異常が発生してカーブを曲がれない場合においても、手動運転機構により運転を継続できるようになる。このように、自動運転機構と手動運転機構とによる２重化運転機構により、安全性が向上する。
【００５４】
実施の形態１によれば、自動運転機構に異常が発生してカーブを曲がれない場合においても、退避運転回路２２による安全運転機構により路肩に退避できるようになる。このように、自動運転機構と安全運転機構とによる２重化運転機構により、安全性が向上する。
【００５５】
実施の形態１によれば、自動運転機構と手動運転機構との両方に異常が発生してカーブを曲がれない場合においても、退避運転回路２２による安全運転機構により路肩に退避できるようになる。このように、自動運転機構と手動運転機構と安全運転機構とによる３重化運転機構により、安全性が向上する。
【００５６】
また、実施の形態１によれば、電動パワーステアリングを用いた運転機構による進行方向制御とタイヤトルク差を用いた運転機構による進行方向制御とを独立させているので、安全性が向上する。
また、実施の形態１によれば、異常検出回路２３と監視回路２５とを独立させて設けており、安全監視機構が２重化されているため、安全性が向上する。
【００５７】
また、実施の形態１によれば、左タイヤトルク制御部４０及び右タイヤトルク制御部５０という独立した駆動制御ユニット２つを用いて退避制御を実現しているため、安全に関連する部分が少なくなり、安全性が向上する。左タイヤトルク制御部４０及び右タイヤトルク制御部５０の一方が故障してトルクの制御ができない場合でも、他方のトルクを制御することによりトルク差τを実現することができる。
【００５８】
また、実施の形態１によれば、ブレーキシステム、ディファレンシャルギア、あるいは、ステアリングの操舵角などのメカニカルな構造で左右トルク差を実現しているのではなく、独立した２つの駆動制御ユニットを用いてで左右トルク差を実現しているため、異常検知が容易になり、安全性が向上する。
【００５９】
また、実施の形態１の車両制御装置１００は、電動パワーステアリング制御部３０と左タイヤトルク制御部４０と右タイヤトルク制御部５０とを有する車両に対して適用することができ、電気自動車又はハイブリッド自動車に好適に搭載することができる。
【００６０】
また、実施の形態１の車両制御装置１００は、自動車に限らず車輪を有し道路上を走る車両に適用することができる。特に、実施の形態１の車両制御装置１００は、タイヤをモータで回転させる車両に対して好適に搭載することができる。
【００６１】
＊＊＊他の構成の説明＊＊＊
実施の形態１で説明した各部、各回路は、ハードウエアだけで構成されていてもよいし、プロセッサとプログラムで構成されていてもよい。あるいは、各部、各回路は、ハードウエア、ファームウエア、ソフトウエアの組み合わせで構成されていてもよい。
【００６２】
監視回路２５は、異常検出回路２３と退避運転回路２２と切換回路２４とのすべてを監視いていなくてもよく、異常検出回路２３と退避運転回路２２と切換回路２４との少なくともいずれかひとつの回路の故障を監視している場合でも構わない。
【００６３】
実施の形態１で説明した監視回路２５に対して異常検出回路２３と切換回路２４と同じ機能を追加してもよい。監視回路２５が異常検出回路２３又は切換回路２４の異常を検出した場合には、監視回路２５が異常検出回路２３又は切換回路２４の代わりに異常検出回路２３又は切換回路２４の動作を全て実施してもよい。異常検出回路２３と切換回路２４とが監視回路２５により２重化されるのでさらに安全性が向上する。
【００６４】
図２の固着判定ステップＳ１４と解除判定ステップＳ１５との実行順序を逆にしてもよい。解除判定ステップＳ１５を先に実行して、解除指示が入力された場合は、固着判定ステップＳ１４を実行しなくてもよいので処理速度が向上する。
【００６５】
実施の形態２．
＊＊＊構成の説明＊＊＊
実施の形態２の車両制御装置１００の構成は、図１に示した実施の形態１の車両制御装置１００の構成と同じである。
【００６６】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図３は実施の形態２の車両制御装置１００の車両制御方法を示す図である。実施の形態２の車両制御方法は、図２に示した実施の形態１の車両制御方法の車両データ収集ステップＳ４１と予測ステップＳ４２と退避ルート決定ステップＳ４３との動作開始タイミングを変更したものである。
実施の形態２の車両制御方法では、故障判定ステップＳ１１で、異常検出回路２３が自動運転回路２１及び電動パワーステアリング制御部３０の異常を検出すると、異常検出回路２３は、切換回路２４を介して退避運転回路２２を起動する。退避運転回路２２は、車両データ収集ステップＳ４１と予測ステップＳ４２と退避ルート決定ステップＳ４３との動作を開始する。退避ルート決定ステップＳ４３が終了した場合、退避運転回路２２は、切換ステップＳ３１による切換回路２４からの切換指示を待ち、トルク差計算ステップＳ４４を開始する。
【００６７】
＊＊＊実施の形態２の効果の説明＊＊＊
実施の形態２によれば、退避運転回路２２は、故障の検出と同時に車両データ収集ステップＳ４１と予測ステップＳ４２と退避ルート決定ステップＳ４３との動作を開始するので、退避運転回路２２への切換指示と同時に車両の物理的退避が開始できる。
このように、実施の形態２によれば、異常検出回路２３と退避運転回路２２とが同時に並列動作するので、処理時間が短縮でき、安全性が向上する。
【００６８】
実施の形態３．
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図４は、実施の形態３の車両制御装置１００の構成を示す図である。実施の形態３の車両制御装置１００の構成は、図１に示した実施の形態１の車両制御装置１００の構成から、ハンドル１３と手動運転回路２６を削除したものである。
【００６９】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図５は実施の形態３の車両制御装置１００の車両制御方法を示す図である。
実施の形態３の車両制御方法は、図２に示した実施の形態１の車両制御方法の固着判定ステップＳ１４から手動運転ステップＳ１８と、通知ステップＳ２１と、通知ステップＳ２２とを削除したものである。
実施の形態３の車両制御方法では、自動運転機構に異常が発生してカーブを曲がれない場合、退避運転回路２２による安全運転機構により路肩に退避する。
【００７０】
＊＊＊実施の形態３の効果の説明＊＊＊
実施の形態３によれば、自動運転機構に異常が発生してカーブを曲がれない場合においても、退避運転回路２２による安全運転機構により路肩に退避できるようになる。このように、自動運転機構と安全運転機構とによる２重化運転機構により、安全性が向上する。
実施の形態３によれば、運転者からの解除指示を待つ必要がないので、異常検出と同時に退避処理を開始することができ、安全性が向上する。
【００７１】
実施の形態４．
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図６は、実施の形態４の車両制御装置１００の構成を示す図である。実施の形態４の車両制御装置１００の構成は、図１に示した実施の形態１の車両制御装置１００の構成から、自動運転回路２１を削除したものである。
【００７２】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図７は実施の形態３の車両制御装置１００の車両制御方法を示す図である。
実施の形態４の車両制御方法は、図５示した実施の形態３の車両制御方法の自動運転ステップＳ１０を手動運転ステップＳ１８に替えたものである。
実施の形態４の車両制御方法では、手動運転機構に異常が発生してカーブを曲がれない場合、退避運転回路２２による安全運転機構により路肩に退避する。
【００７３】
＊＊＊実施の形態４の効果の説明＊＊＊
実施の形態４によれば、手動運転機構に異常が発生してカーブを曲がれない場合においても、退避運転回路２２による安全運転機構により路肩に退避できるようになる。このように、手動運転機構と安全運転機構とによる２重化運転機構により、安全性が向上する。
実施の形態４によれば、運転者からの解除指示を待つ必要がないので、異常検出と同時に退避処理を開始することができ、安全性が向上する。
【００７４】
実施の形態５．
＊＊＊構成の説明＊＊＊
実施の形態５の車両制御装置１００の構成は、図１に示した実施の形態１の車両制御装置１００の構成と同じである。
【００７５】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図８は実施の形態５の車両制御装置１００の車両制御方法を示す図である。実施の形態８の車両制御方法は、図１に示した実施の形態１の車両制御方法の自動運転ステップＳ１０と手動運転ステップＳ１８とを入れ替え、固着判定ステップＳ１４と通知ステップＳ２１を削除したものである。
実施の形態５の車両制御方法では、解除指示ステップＳ１５で、運転者から手動運転を解除する指示がある場合、手動運転を解除して自動運転回路２１による自動運転機構で運転を継続する。また、解除指示ステップＳ１５で、運転者から手動運転を解除する指示がない場合、退避運転回路２２による安全運転機構により路肩に退避する。
【００７６】
＊＊＊実施の形態５の効果の説明＊＊＊
実施の形態５によれば、手動運転機構に異常が発生した場合でも、自動運転機構と安全運転機構とによる３重化運転機構により、安全性が向上する。
【符号の説明】
【００７７】
１０  白線検知部、１１  出力器、１２  入力器、１３  ハンドル、１４  警告信号、１５  警告信号、２０  車両状態制御部、２１  自動運転回路、２２  退避運転回路、２３  異常検出回路、２４  切換回路、２５  監視回路、２６  手動運転回路、３０  電動パワーステアリング制御部、４０  左タイヤトルク制御部、５０  右タイヤトルク制御部、１００  車両制御装置。
【図１】
0006640614.tif 000002
【図２】
0006640614.tif 000003
【図３】
0006640614.tif 000004
【図４】
0006640614.tif 000005
【図５】
0006640614.tif 000006
【図６】
0006640614.tif 000007
【図７】
0006640614.tif 000008
【図８】
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