WO2024252717A1

WO2024252717A1 - 車両制御装置、及び、車両制御方法

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Publication number: WO2024252717A1
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Inventors: 美樹高僧
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Abstract

本発明に係る車両制御装置によれば、その１つの態様において、車両の走行が過渡状態から定常状態へ遷移するときの前記過渡状態における目標車体横滑り角速度が所定の時間変化率になるように、目標操舵角速度、または目標加減速度のうち少なくとも一方を制御する。また、本発明に係る車両制御方法によれば、その１つの態様において、車両が旋回を開始してから定常旋回になるまでの区間において、目標操舵角速度及び目標加減速度を一定に制御する。これにより、車両走行の過渡状態における車両の接地感、安定感を向上させることができる。

Description

車両制御装置、及び、車両制御方法

　本発明は、車両制御装置、及び、車両制御方法に関する。

　特許文献１の車両用操舵装置は、ステアリングホイールで前輪を操舵する主操舵機構と、車両の走行状態に応じて前輪舵角若しくは後輪を電動機などのアクチュエータで操舵する補助操舵機構とを有し、さらに、後車軸よりも前方のある点での車体横滑り角速度を検出または推定する車体横滑り角速度演算部と、車体横滑り角速度の絶対値を減少させるようにアクチュエータを制御する制御手段とを有する。

特開２０００－２８９６３７号公報

　ところで、車体横滑り角速度の検出値または推定値の絶対値を減少させるように操舵機構が制御される場合、車両の将来的な走行状態が考慮されないことから、たとえば、道路曲率が徐々に変化する緩和区間を車両が走行する過渡状態において車両挙動の変動が発生して、車両の接地感、安定感が低下する可能性があった。

　本発明は、従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両走行の過渡状態における車両の接地感、安定感を向上させることができる、車両制御装置、及び、車両制御方法を提供することにある。

　本発明に係る車両制御装置によれば、その１つの態様において、車両の走行が過渡状態から定常状態へ遷移するときの前記過渡状態における目標車体横滑り角速度が所定の時間変化率になるように、前記車両の目標操舵角速度、または目標加減速度のうち少なくとも一方を制御する。
　また、本発明に係る車両制御方法によれば、その１つの態様において、車両が旋回を開始してから定常旋回になるまでの区間において、前記車両の目標操舵角速度及び目標加減速度を一定に制御する。

　本発明によれば、車両走行の過渡状態における車両の接地感、安定感を向上させることができる。

車両制御システムを示すブロック図である。車両走行の過渡状態を例示する線図である。操舵角速度、加減速度と、車体横滑り角速度Δβとの相関を説明するための２輪モデル図である。車体横滑り角速度Δβの制御プロセスの第１実施形態を示すフローチャートである。車体横滑り角速度Δβの制御プロセスの第２実施形態を示すフローチャートである。車体横滑り角速度Δβの制御プロセスの第３実施形態を示すフローチャートである。車体横滑り角速度Δβの制御プロセスの第３実施形態を実施するときの操舵角、前後加速度などの変化を示すタイムチャートである。車体横滑り角速度Δβの制御として目標軌道の生成を実施する車両制御装置を示すブロック図である。目標位置換算部の構成を示すブロック図である。前方注視位置での横ずれ量εをワールド座標系で示す図である。車体横滑り角速度Δβの制御プロセスの第４実施形態を示すフローチャートである。車体横滑り角速度Δβの制御プロセスの第５実施形態を実施するときの前後輪の操舵角、前後加速度などの変化を示すタイムチャートである。車体横滑り角速度Δβの制御プロセスの第５実施形態を示すフローチャートである。

　以下、本発明に係る車両制御装置、及び、車両制御方法の実施形態を、図面に基づいて説明する。
　図１は、車両１００に搭載される車両制御システム２００の一態様を示すブロック図である。

　車両１００は、左右一対の前輪１０１，１０２、及び、左右一対の後輪１０３，１０４を備えた４輪自動車である。
　車両制御システム２００は、車両１００の運動を制御する機能を有した自動運転システム若しくは運転支援システムであって、車両制御装置５００と、車両制御装置５００によって制御されるアクチュエータ部６００を備える。

　車両制御装置５００は、入力した情報に基づいて演算を行って演算結果を出力するコントロール部としてのマイクロコンピュータ５１０を備える電子制御装置である。
　マイクロコンピュータ５１０は、図示を省略したＭＰＵ（Microprocessor Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを備える。
　なお、マイクロコンピュータ５１０は、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）、プロセッサ、処理装置、演算装置などと言い換えることができる。

　アクチュエータ部６００は、車両１００の挙動を能動的に変化させるデバイスである。
　アクチュエータ部６００は、ステアバイワイヤ方式で前輪１０１，１０２を操舵する前輪操舵装置６０１、後輪１０３，１０４を操舵する後輪操舵装置６０２、車両１００の駆動力を発生する内燃機関やモータなどの駆動装置６０３、車両１００の各車輪１０１－１０４に制動力を付与する制動装置６０４、電子制御式ＬＳＤ（Limited-Slip-Differential gear）６０５を備える。

　前輪操舵装置６０１のステアバイワイヤ方式とは、運転者が操作するステアリングホイールと、転舵輪である前輪１０１，１０２とが機械的に切り離され、電気信号で前輪１０１，１０２の操舵角を制御する操舵システムである。
　なお、前輪操舵装置６０１、後輪操舵装置６０２、駆動装置６０３、制動装置６０４、及び、電子制御式ＬＳＤ６０５は、いずれも電気信号によって、操舵角、駆動力、制動力、差動制限力などの制御量を電子制御することが可能なアクチュエータを備える。ここで、本実施形態では、前輪１０１，１０２を操作する主操舵機構をステアリングホイールとしているが、これに限らず、その大きさ、形状等を任意に設定した操作デバイスであっても構わない。
　また、車両１００が駆動装置６０３としてモータを備える場合、モータで回生制動力を発生させることで、モータを制動装置として用いることが可能である。

　車両制御装置５００のマイクロコンピュータ５１０は、目標位置情報認識部５１１、車両情報認識部５１２、β角速度要求値算出部５１３、過渡領域検知部５１４、制御量算出部５１５の各機能部をアプリケーションプログラムとして備える。
　目標位置情報認識部５１１は、車両１００の前方の目標位置（換言すれば、前方注視位置）に関する情報、詳しくは、目標位置での車両１００の目標速度である目標車速、目標位置での目標曲率、目標位置までの到達時間（換言すれば、前方注視位置時間ＰＴ）、目標位置までの距離（換言すれば、前方注視位置距離ＰＤ）などの情報を出力する。
　なお、前方注視位置は、車両１００の進行方向に沿って所定距離だけ車両１００の前方の位置に設定され、所定距離は、一定値、または、車速Ｖが高くなるにつれて増加する距離である。

　目標位置情報認識部５１１は、たとえば、車両１００の緯度及び経度を測定するＧＰＳ（Global Positioning System）受信部、地図情報のデータベース、路車間通信及び／または車車間通信を行う無線通信装置、車両１００の周囲の画像情報を取得するカメラ、車両１００の周囲の物体を検出するレーダやLiDAR（Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging）などからの信号を取得し、取得した信号に基づいて目標位置に関する情報を認識する。

　車両情報認識部５１２は、たとえば、車両１００のヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ、車両１００の横加速度を検出する横加速度センサ、前輪及び後輪の操舵角（換言すれば、タイヤ角）を検出する操舵角センサ、車両１００の車輪１０１－１０４それぞれの回転速度を検出する車輪速センサなどの車両状態を検出するセンサからの信号を取得する。
　そして、車両情報認識部５１２は、これらのセンサの出力に基づき、車両１００の運動状態に関する情報であるヨーレイト、横加速度、前後輪の操舵角、車速（換言すれば、車体速）を認識し、認識した車両情報の信号を出力する。

　β角速度要求値算出部５１３、過渡領域検知部５１４、及び、制御量算出部５１５は、車体横滑り角速度Δβの制御を実行するための機能部である。
　車体横滑り角速度Δβの制御は、後で詳細に説明するように、車両１００の走行が過渡状態から定常状態へ遷移するときの前記過渡状態における目標車体横滑り角速度Δβ_tgが所定の時間変化率になるように、車両１００の目標操舵角速度、または目標加減速度のうち少なくとも一方を制御する。

　換言すれば、車体横滑り角速度Δβの制御は、過渡状態において、将来的な車体横滑り角速度Δβが所定の時間変化率になるように、車体横滑り角速度Δβに関与する操舵角速度または加減速度を事前に計画し、計画にそって操舵角または車速を変化させることで、過渡状態での車体横滑り角速度Δβの時間変化率を制御するものである。
　このように、車両制御装置５００は、車両走行の過渡状態での車体横滑り角速度Δβの時間変化率を制御することで、車両挙動の変動を抑止し、車両１００の接地感、安定感を向上させる。

　なお、車体横滑り角速度Δβの制御が実施される過渡状態は、車体横滑り角βが変化する状態であって、車両１００が道路の緩和区間を走行する旋回過渡状態や、車両１００が車線変更などのために進路を変更する状態などが含まれる。
　また、車体横滑り角β［rad］は、車両１００の進行方向と車体の左右中心軸とがなす角度であり、車体横滑り角速度Δβ［rad／s］は、車体横滑り角βの時間微分値、つまり、車体横滑り角βの１階微分値）である。
　さらに、車体横滑り角加速度ΔΔβ［rad／s²］は、車体横滑り角速度Δβの時間微分値、つまり、車体横滑り角βの２階微分値であり、車体横滑り角速度Δβの時間変化率に相当する。

　β角速度要求値算出部５１３は、目標位置情報認識部５１１から、目標車速、目標位置での目標曲率、目標位置までの到達時間（換言すれば、前方注視位置時間ＰＴ）の信号を取得する。
　そして、β角速度要求値算出部５１３は、取得した目標位置に関する信号に基づいて、将来的な目標車体横滑り角速度Δβ_tgを定め、目標車体横滑り角速度Δβ_tgの信号を出力する。

　なお、目標車体横滑り角速度Δβ_tgは、目標位置まで一定値（換言すれば、車体横滑り角加速度ΔΔβがゼロ）となるように定めることができ、係る一定の車体横滑り角速度Δβは、目標操舵角速度を一定、または、目標加減速度を一定に制御することで実現させることができる。
　但し、目標位置まで一定値を維持する目標車体横滑り角速度Δβ_tgに限定されず、目標車体横滑り角速度Δβ_tgは、車両走行の過渡状態における車両１００の接地感、安定感を向上させ得る範囲内で任意に設定することができる。

　過渡領域検知部５１４は、目標位置情報認識部５１１から、目標車速、目標位置での目標曲率、目標位置までの到達時間（換言すれば、前方注視位置時間ＰＴ）、目標位置までの距離（換言すれば、前方注視位置距離ＰＤ）の信号を取得し、さらに、車両情報認識部５１２から、ヨーレイト、横加速度、前後輪の操舵角、車速の信号を取得する。
　そして、過渡領域検知部５１４は、取得した目標位置に関する信号及び車両情報の信号に基づいて、車両１００の走行状態が車体横滑り角速度Δβの制御を実行する過渡状態であるか否かを判断し、車体横滑り角速度Δβの制御のオンオフを指示する信号を出力する。

　制御量算出部５１５は、β角速度要求値算出部５１３から目標車体横滑り角速度Δβ_tgの信号を取得し、過渡領域検知部５１４から車体横滑り角速度Δβの制御のオンオフを指示する信号（換言すれば、過渡状態であるか否かの判断結果を示す信号）を取得する。
　そして、制御量算出部５１５は、過渡領域検知部５１４から車体横滑り角速度Δβの制御の実施を指示する信号を取得したときに、目標車体横滑り角速度Δβ_tgに基づく、目標操舵角、目標回転速度（換言すれば、目標車輪速）の信号をアクチュエータ部６００に出力する。
　つまり、車両制御装置５００は、車両前方の経路情報に基づいて、車体横滑り角速度Δβを所定の時間変化率とするための車両運動計画を生成し、生成した車両運動計画に基づき、操舵角や車速を制御する。

　図２は、車体横滑り角速度Δβの制御が実行される過渡領域である緩和区間が設定されたカーブ路を示す図である。
　図２の道路は、円弧区間（換言すれば、定常旋回区間）と直線区間との間に、緩和区間（詳細には、クロソイド区間）が設定されている。
　円弧区間は、曲率ρ、つまり、旋回半径Ｒが一定の区間であり、緩和区間は、距離（換言すれば、曲線長）に応じて曲率ρが一定の割合で変化する区間である。

　したがって、図２の道路を車両１００が走行する場合、直線区間及び円弧区間では車両１００は定常状態となり、緩和区間では車両１００は車体横滑り角βが変化する過渡状態となる。
　そして、車両制御装置５００は、車両１００が緩和区間を走行する過渡状態であるとき、詳細には、第１緩和区間から円弧区間へ遷移するときの第１緩和区間、または、第２緩和区間から直線区間に遷移するときの第２緩和区間において、車体横滑り角速度Δβの制御を実行する。

　ここで、車両制御装置５００は、車両１００が緩和区間を走行する過渡状態で、たとえば、車体横滑り角速度Δβが一定値を維持するように、換言すれば、車体横滑り角速度Δβの時間微分値である目標車体横滑り角加速度ΔΔβがゼロを維持するように、車両１００の目標操舵角速度、または目標加減速度のうち少なくとも一方を制御することができる。
　そして、車両制御装置５００は、緩和区間における車体横滑り角加速度ΔΔβをゼロ、換言すれば、車体横滑り角速度Δβを一定値とする場合、緩和区間での目標操舵角速度、または目標加減速度を一定に設定する。

　車両１００の走行の過渡状態で、車体横滑り角速度Δβの変動が大きいと、車両挙動の変動が発生することで、車両の接地感、安定感が低下し、乗員の安心感を損ねる場合がある。
　そこで、車両制御装置５００は、過渡状態の初期の第１走行状態での初期車体横滑り角β_in（現状値）から、過渡状態から定常状態に遷移する第２走行状態での目標車体横滑り角β_tg（予測値）に至るまでの過程において、車体横滑り角βを一定の角速度で変化させるように、過渡状態の初期から定常状態に遷移するまでの間での操舵角速度、加減速度を事前に計画する。

　つまり、車両制御装置５００は、初期車体横滑り角β_inと目標車体横滑り角β_tgに基づいて、車体横滑り角βが一定角速度で変化して車体横滑り角加速度ΔΔβがゼロとなる目標車体横滑り角速度Δβ_tgを求め、この目標車体横滑り角速度Δβ_tgで車体横滑り角βが変化するように、目標操舵角速度または目標加減速度を設定する。
　これにより、車両１００の走行の過渡状態での車体横滑り角速度Δβの変動が抑止され、車両の接地感、安定感が向上する。

　ここで、過渡状態の初期の第１走行状態とは、たとえば、車両１００が旋回を開始するときであり、図２の道路では、車両１００が直線区間から緩和区間に入って操舵角の切り増しが開始されるときである。
　この場合、過渡状態から定常状態に遷移する第２走行状態とは、たとえば、車両１００が旋回を開始した後に、定常旋回になるときであり、図２の道路では、車両１００が緩和区間から円弧区間に入る最大曲率のときである。

　また、過渡状態の初期の第１走行状態とは、たとえば、車両１００が定常旋回を終了した後、操舵角の増減または加減速を開始するときであり、図２の道路では、車両１００が円弧区間から緩和区間に入って操舵角の切り戻しが開始されるときである。
　この場合、過渡状態から定常状態に遷移する第２走行状態とは、たとえば、車両１００が定常旋回を終了した後、車両１００が直進する状態であり、図２の道路では、車両１００が緩和区間から直線区間に入って車体横滑り角βがゼロに戻るときである。

　以下では、β角速度要求値算出部５１３、過渡領域検知部５１４、制御量算出部５１５の作用機能を詳細に説明する。
　過渡領域検知部５１４は、車両情報認識部５１２から、ヨーレイト、横加速度、前後輪の操舵角、車輪速などの車両１００の運動状態に関する情報を取得し、さらに、目標位置情報認識部５１１から、目標車速、目標曲率、前方注視位置までの時間、前方注視位置までの距離などの前方注視位置に関する情報を取得する。

　そして、過渡領域検知部５１４は、取得した各種情報に基づき、現時点での車体横滑り角速度Δβを求め、さらに、前方注視位置での目標横加速度αy_tgを求める。
　ここで、過渡領域検知部５１４は、現時点での車体横滑り角速度Δβがゼロでなく、かつ、目標横加速度αy_tgと現時点での横加速度αy_acとの差がゼロでないときに、車両１００が過渡状態であると判断し、車体横滑り角速度Δβの制御の実施を指令する信号を、制御量算出部５１５に出力する。

　前方注視位置での曲率の情報を、道路形状情報として取得するか、若しくは、第２走行状態における目標コースからの横ずれ量から取得できると、定常円での遠心力なしの状態での横加速度αy_tg、ヨーレイトγ_tg、車体横滑り角β_tgは、数式１に示すようにして求められる。
　なお、前方注視位置での曲率の情報は、円弧区間手前の緩和区間であれば最大曲率の情報である。

　したがって、過渡領域検知部５１４は、前方注視位置での曲率から演算した定常状態での目標横加速度αy_tgと現在の横加速度αy_acとを比較することで、将来的に曲率ρが大きくなって車体横滑り角βが増大する状況、または、将来的に曲率ρが小さくなって車体横滑り角βが減少する状況を検知できる。
　さらに、過渡領域検知部５１４は、現時点での車体横滑り角速度Δβがゼロでない場合、車両１００が過渡状態になっていることを検知でき、今後の車体横滑り角βの変化に対処するために、車体横滑り角速度Δβの制御の実施を指令する。

　β角速度要求値算出部５１３は、初期車体横滑り角β_inと目標車体横滑り角β_tgと目標車体横滑り角β_tgの位置までの到達予測時間とに基づき、初期車体横滑り角β_inから目標車体横滑り角β_tgにまで車体横滑り角βが一定角速度で変化するときの車体横滑り角速度Δβを、目標車体横滑り角速度Δβ_tgとして求め、目標車体横滑り角速度Δβ_tgの信号を制御量算出部５１５に出力する。
　なお、目標車体横滑り角速度Δβ_tgが一定値であることは、目標車体横滑り角加速度ΔΔβ_tgがゼロであることに相当する。

　制御量算出部５１５は、過渡領域検知部５１４が車両１００の過渡状態を判断して車体横滑り角速度Δβの制御の実施を指令する信号を出力するときに、目標車体横滑り角速度Δβ_tgで車体横滑り角βを変化させるための制御目標をアクチュエータ部６００に出力する。
　詳細には、制御量算出部５１５は、目標車体横滑り角速度Δβ_tgで車体横滑り角βを変化させるための目標操舵角速度にしたがった目標操舵角、目標車体横滑り角速度Δβ_tgで車体横滑り角βを変化させるための目標加減速度にしたがった目標回転角速度（換言すれば、目標車輪速）を求め、目標操舵角の信号及び目標回転角速度の信号をアクチュエータ部６００に出力する。
　ここで、目標車体横滑り角速度Δβ_tgが一定値である場合、目標操舵角、目標加減速度は一定となる。

　次に、操舵角速度、加減速度を制御することで、車体横滑り角速度Δβを制御できることを、図３の２輪モデルを参照しつつ説明する。
　なお、γはヨーレイト、βｆは前輪横滑り角、βｒは後輪横滑り角、Ｌはホイールベース、Ｌｆは重心から前輪軸までの距離、Ｌｒは重心から後輪軸までの距離、ｍは車重、Ｙｆは前輪横力、Ｙｒは後輪横力である。

　横加速度αｙは、車体横滑り角速度Δβ、ヨーレイトγ、車速Ｖに基づき、数式２によって求められる。

　一方、前輪横滑り角βｆ、後輪横滑り角βｒは、数式３にしたがって求められる。

　ここで、ヨーレイトγは、前輪横滑り角βｆ、後輪横滑り角βｒを用いて表すと数式４になり、車体横滑り角βは、前輪横滑り角βｆ、後輪横滑り角βｒを用いて表すと数式５になる。

　そして、数式４、数式５をそれぞれ微分すると、数式６、数式７となる。

　また、車両の運動方程式から、数式８が成立する。なお、数式８において、Ｉzは慣性モーメントである。

　そして、２自由度運動を前輪横滑り角βｆ、後輪横滑り角βｒで表現する運動方程式は、前輪操舵角をδ、後輪操舵角をδrとし、前後輪のコーナリング係数をＣf、Ｃrとしたときに、数式９となる。

　数式７に示したように、車体横滑り角速度Δβは、前輪横滑り角速度Δβｆ及び後輪横滑り角速度Δβｒに応じて変化する。
　また、数式９に示したように、前輪横滑り角速度Δβｆ及び後輪横滑り角速度Δβｒは、前輪操舵角δ、後輪操舵角δr、及び車速Ｖによって変わる。

　したがって、車両制御装置５００は、前輪操舵角δ、後輪操舵角δr、車速Ｖを制御することで、過渡状態における車体横滑り角速度Δβを制御でき、さらに、目標操舵角速度、目標加減速度を制御することで、目標車体横滑り角β_tgに向けて車体横滑り角βが変化するときの目標車体横滑り角速度Δβ_tgを所定の時間変化率に制御することができる。
　そして、車両制御装置５００が、車両１００の走行の過渡状態における目標車体横滑り角速度Δβ_tgを所定の時間変化率に制御することで、過渡状態において車両挙動の変動が発生することを抑止し、車両１００の接地感、安定感が向上する。

　以下では、車両制御装置５００（詳細には、マイクロコンピュータ５１０）が実行する、車体横滑り角速度Δβの制御のプロセスを説明する。
　図４は、車両制御装置５００が、過渡状態において目標車体横滑り角速度Δβ_tgが一定になるように、前後輪の目標操舵角速度を制御するときの制御プロセスを示すフローチャートである。

　車両制御装置５００は、ステップＳ２１で、車両１００の経路情報から、前方注視位置での目標車速、道路曲率、前方注視位置までの距離、時間の情報を取得する。
　次いで、車両制御装置５００は、ステップＳ２２で、車両１００の前方注視位置、つまり、最大曲率の位置での目標車速、曲率、前方注視位置までの時間から、前方注視位置での横加速度αyを目標横加速度αy_tgとして算出する。
　また、車両制御装置５００は、ステップＳ２２で、前方注視位置での車体横滑り角βである目標車体横滑り角β_tgを、目標横加速度αy_tgと目標車速に基づき算出する。

　なお、車両制御装置５００は、車両１００の前方の道路形状の情報を取得できる場合、前方のカーブの最大曲率位置を特定し、最大曲率の情報から目標横加速度αy_tg及び目標車体横滑り角β_tgを求める。
　最大曲率位置は、車両１００が緩和区間を経て円弧区間を走行する場合、緩和区間の終点であって、最大曲率は円弧区間の曲率である。
　また、車両制御装置５００は、車両１００がカーブの出口に向けて走行している場合、換言すれば、車両１００が直線区間手前の緩和区間を走行している場合、目標車体横滑り角β_tg及び目標横加速度αy_tgをゼロとする。

　さらに、車両制御装置５００は、ステップＳ２３で、現時点での車体横滑り角速度Δβを、車速Ｖの検出値、及び、横加速度αyの検出値（換言すれば、現時点での横加速度αy_ac）に基づいて算出する。
　そして、車両制御装置５００は、ステップＳ２４で、車両１００の過渡状態を判断する第１条件として、目標横加速度αy_tgと現時点での横加速度αy_acとの差Dαyの絶対値が所定値THαy（THαy＞０）以上であるか否かを判断する。

　ここで、差Dαyが所定値THαy以上であって、前方注視位置に向けた過渡状態が予測される場合、車両制御装置５００は、ステップＳ２５以降に進む。
　一方、差Dαyが所定値THαy以上であるという過渡判定の第１条件が成立していない場合、車両制御装置５００は、車体横滑り角速度Δβの制御を実施することなく、本ルーチンを終了させる。

　車両制御装置５００は、ステップＳ２５で、現時点の車体横滑り角β（換言すれば、初期車体横滑り角β_in）から目標車体横滑り角β_tgにまで、目標車体横滑り角速度Δβ_tgで車体横滑り角βを変化させるための目標操舵角速度Δδ_tgを求める。
　ここで、車両制御装置５００は、目標車体横滑り角速度Δβ_tgを過渡状態で一定値とする場合、現時点の操舵角から目標車体横滑り角β_tgのときの目標操舵角にまで一定角速度で変化させる目標操舵角速度Δδ_tgを算出する。
　換言すれば、車両制御装置５００は、過渡状態での目標操舵角速度Δδ_tgを一定値に設定することで、過渡状態での目標車体横滑り角速度Δβ_tgを一定値とする。

　次いで、車両制御装置５００は、ステップＳ２６で、車両１００の過渡状態を判断する第２条件として、現時点での車体横滑り角速度Δβが所定値以下であるか否か、たとえば、現時点での車体横滑り角速度Δβがゼロであるか否かを判断する。
　つまり、車両制御装置５００は、ステップＳ２６で、車体横滑り角βが変化している状態であるか、車体横滑り角βが一定値を維持する状態であるかを判断する。
　ここで、車体横滑り角速度Δβがゼロでなく、車両１００の走行が、車体横滑り角βが変化する過渡状態になっている場合、車両制御装置５００は、ステップＳ２７に進んで、ステップＳ２５で求めた目標操舵角速度Δδ_tgにそって操舵角を変化させる制御を実行する。

　詳細には、車両制御装置５００は、ステップＳ２７で、目標操舵角速度Δδ_tgに基づき操舵角速度ゲインを定め、前輪操舵装置６０１、後輪操舵装置６０２それぞれに操舵角速度ゲインに基づく操舵制御電流を出力する。
　なお、車両制御装置５００は、車体横滑り角速度Δβの制御において、前輪操舵装置６０１と後輪操舵装置６０２とのうちの前輪操舵装置６０１のみを制御対象とすることができる。

　上記のように、車両制御装置５００は、ステップＳ２５で目標操舵角速度Δδ_tgの算出処理を行った後に、ステップＳ２６での車体横滑り角速度Δβの判定、換言すれば、車体横滑り角速度Δβの制御の開始判定を行う。
　これにより、横加速度に関する第１条件が車体横滑り角速度Δβに関する第２条件に先行して成立した時点から、制御の開始に備えて目標操舵角速度Δδ_tgの算出処理が繰り返されることになり、制御開始が判定されたときの制御量の演算周期遅れが防がれる。

　一方、車体横滑り角速度Δβがゼロであって車両１００の走行が定常状態である場合、車両制御装置５００は、車体横滑り角速度Δβの制御を実施することなく、本ルーチンを終了させる。
　つまり、車両１００の前方に過渡領域が存在するものの、車両１００が過渡領域に入っていない場合、たとえば、車両１００が緩和区間手前の直線区間を走行している場合、車両制御装置５００は、過渡状態になるまでの間、目標操舵角速度Δδ_tgの算出処理を繰り返して待機する。
　以上のように、車両制御装置５００は、図４のフローチャートに示したプロセスを実施することで、緩和区間での走行などの過渡状態で、一定の目標操舵角速度Δδ_tgに沿って操舵角を変化させ、過渡状態での車体横滑り角速度Δβの変動を抑止する。

　図５は、車両制御装置５００が、車両制御装置５００が、過渡状態において車体横滑り角速度Δβが一定になるように、車両１００の目標加減速度を制御するときの制御プロセスを示すフローチャートである。
　図５のフローチャートのステップＳ３１からステップＳ３４までの各ステップでは、図４のフローチャートのステップＳ２１からステップＳ２４までの各ステップと同様な処理が実施されるので、ここでの詳細な説明は省略する。

　車両制御装置５００は、ステップＳ３４において差Dαyが所定値THαy以上であると判断すると、ステップＳ３５に進む。
　そして、車両制御装置５００は、ステップＳ３５で、現時点の車体横滑り角β（換言すれば、初期車体横滑り角β_in）から目標車体横滑り角β_tgにまで、目標車体横滑り角速度Δβ_tgで車体横滑り角βを変化させるための目標加減速度AD_tgを求める。

　ここで、車両制御装置５００は、目標車体横滑り角速度Δβ_tgを過渡状態で一定値とする場合、現時点の車速から目標車体横滑り角β_tgのときの目標車速にまで一定の加減速度で変化させる目標加減速度AD_tgを算出する。
　換言すれば、車両制御装置５００は、過渡状態での目標加減速度AD_tgを一定値に設定することで、過渡状態での目標車体横滑り角速度Δβ_tgを一定値とする。

　次いで、車両制御装置５００は、ステップＳ３６で、ステップＳ２６と同様に、現時点での車体横滑り角速度Δβがゼロであるか否かを判断する。
　そして、車両制御装置５００は、ステップＳ３６で、現時点での車体横滑り角速度Δβがゼロでないと判断すると、ステップＳ３７に進む。

　車両制御装置５００は、ステップＳ３７で、ステップＳ３５で求めた目標加減速度AD_tgにそって車速を変化させる制御を実行する。
　詳細には、車両制御装置５００は、ステップＳ３７で、目標加減速度AD_tgに基づき回転速度ゲインを定める。
　そして、車両制御装置５００は、加速時であれば、駆動装置６０３に回転速度ゲインに基づく駆動制御電流を出力し、減速時であれば、制動装置６０４に回転速度ゲインに基づく制動制御電流を出力する。
　以上のように、車両制御装置５００は、図５のフローチャートに示したプロセスを実施することで、緩和区間での走行などの過渡状態で、一定の目標加減速度AD_tgに沿って車速（車輪速）を変化させ、過渡状態での車体横滑り角速度Δβの変動を抑止する。

　図６は、車両制御装置５００が、車両制御装置５００が、過渡状態において車体横滑り角速度Δβが一定になるように、目標操舵角速度と目標加減速度との両方を制御するときの制御プロセスを示すフローチャートである。
　図６のフローチャートのステップＳ４１からステップＳ４４までの各ステップでは、図４のフローチャートのステップＳ２１からステップＳ２４までの各ステップと同様な処理が実施されるので、ここでの詳細な説明は省略する。

　車両制御装置５００は、ステップＳ４４において差Dαyが所定値THαy以上であると判断すると、ステップＳ４５の処理とステップＳ４６の処理とを並行して実施する。
　車両制御装置５００は、ステップＳ４５では、ステップＳ２５と同様にして目標操舵角速度Δδ_tgを求め、ステップＳ４６では、ステップＳ３５と同様にして目標加減速度AD_tgを求める。

　次いで、車両制御装置５００は、ステップＳ４７で、ステップＳ２６と同様に、現時点での車体横滑り角速度Δβがゼロであるか否かを判断する。
　そして、車両制御装置５００は、ステップＳ４７で、現時点での車体横滑り角速度Δβがゼロでないと判断すると、ステップＳ４８に進む。

　車両制御装置５００は、ステップＳ４８で、ステップＳ２７と同様に、目標操舵角速度Δδ_tgに基づき操舵角速度ゲインを定め、前輪操舵装置６０１、後輪操舵装置６０２それぞれに操舵角速度ゲインに基づく操舵制御電流を出力する。
　さらに、車両制御装置５００は、ステップＳ４８で、ステップＳ３７と同様に、目標加減速度AD_tgに基づき回転速度ゲインを定め、加速時であれば、駆動装置６０３に回転速度ゲインに基づく駆動制御電流を出力し、減速時であれば、制動装置６０４に回転速度ゲインに基づく制動制御電流を出力する。
　以上のように、車両制御装置５００は、図６のフローチャートに示したプロセスを実施することで、緩和区間での走行などの過渡状態で、一定の目標操舵角速度Δδ_tgに基づき操舵角を変化させ、かつ、一定の目標加減速度AD_tgに沿って車速（車輪速）を変化させ、過渡状態での車体横滑り角速度Δβの変動を抑止する。

　図７のタイムチャートは、車両１００が、直線区間→緩和区間→円弧区間→緩和区間→直線区間のカーブ路を走行するときの、前輪操舵角、車輪回転速度、車体横滑り角β、横加速度、前後加速度の変化を例示する。
　なお、図７の実線は、車両制御装置５００が車体横滑り角速度Δβの制御（詳細には、目標操舵角速度及び目標加減速度を一定とする制御）を実施した状態を示し、図７の点線は、車体横滑り角速度Δβの制御を実施しない状態を示す。

　車体横滑り角速度Δβの制御が実施されない場合は、車両１００が緩和区間を走行する過渡状態において、操舵角速度や加減速度の変化に伴って車体横滑り角βが不安定に動き、車両１００の接地感、安定感を低下させる。
　これに対し、車体横滑り角速度Δβの制御が実施される場合は、過渡状態で目標操舵角速度及び目標加減速度（換言すれば、目標前後加速度）が一定に制御されることで、車体横滑り角βが一定の角速度Δβで変化し、過渡状態における車両１００の接地感、安定感が向上する。

　ところで、車両制御装置５００は、目標車体横滑り角速度Δβ_tgが所定の時間変化率になるような車両１００の目標位置に基づいて車両１００の目標軌道を生成することができる。
　つまり、車両制御装置５００は、目標車体横滑り角速度Δβ_tgが所定の時間変化率になるような目標操舵角速度Δδ_tg、または、目標加減速度AD_tgを組み込んだ目標軌道を生成し、係る目標軌道をトレースするようにアクチュエータ部６００を制御することができる。

　図８は、車体横滑り角速度Δβの制御として目標軌道の生成を実施する車両制御装置５００を示すブロック図である。
　図８に示す車両制御装置５００は、図１に示した車両制御装置５００が備えるβ角速度要求値算出部５１３に代えて、目標位置換算部５１６を有する。
　目標位置換算部５１６は、車体横滑り角速度Δβ_tgを組み込んだ目標車両位置を求める機能部である。

　図９は、目標位置換算部５１６における信号伝達経路を詳細に示すブロック線図である。
　また、図１０は、前方注視位置での車両１００の目標軌道からの横ずれ量εをワールド座標系で示す図である。
　ここで、横ずれ量εは、下式にしたがって求められる。
　ε＝ｙ＋Ｌφ－ｙ_OL

　そして、目標位置換算部５１６は、横ずれ量εを舵角δに換算し、車体横滑り角β、ヨーレイトγを数式１０、数式１１にしたがって求める。

　さらに、目標位置換算部５１６は、車体横滑り角β、ヨーレイトγから、数式１２、数式１３にしたがって、前方向車両速度、横方向車両速度を求める。

　そして、目標位置換算部５１６は、目標車体横滑り角速度Δβ_tgを付加して、目標車両位置を表す前方向車両位置ｘ及び横方向車両位置ｙを、数式１４、数式１５にしたがって求め、この目標車両位置の情報（詳細には、前方向車両位置ｘ及び横方向車両位置ｙ）を目標軌道に関する情報として、制御量算出部５１５に出力する。
　制御量算出部５１５は、取得した目標車両位置を通過するように、アクチュエータ部６００を制御する。

　図１１は、目標車体横滑り角速度Δβ_tgを加味して目標軌道を計画する場合の制御プロセスを示すフローチャートである。
　図１１のフローチャートのステップＳ５１からステップＳ５４までの各ステップでは、図４のフローチャートのステップＳ２１からステップＳ２４までの各ステップと同様な処理が実施されるので、ここでの詳細な説明は省略する。

　車両制御装置５００は、ステップＳ５４において差Dαyが所定値THαy以上であると判断すると、ステップＳ５５に進む。
　車両制御装置５００は、ステップＳ５５で、目標車体横滑り角速度Δβ_tgを組み込んだ目標車両位置を算出する。
　係る目標車両位置は、前述したように、図８に示した目標位置換算部５１６によって数式１４、数式１５にしたがい求められる。

　次いで、車両制御装置５００は、ステップＳ５６で、目標車体横滑り角速度Δβ_tgを組み込んだ目標車両位置に車両１００を追従させるための各デバイスの目標値となる制御量を算出する。
　そして、車両制御装置５００は、ステップＳ５７で、現時点での車体横滑り角速度Δβがゼロであるか否かを判断することで、車両１００が、過渡状態になっているか否かを判断する。
　ここで、現時点での車体横滑り角速度Δβがゼロでない場合、車両制御装置５００は、ステップＳ５８に進み、ステップＳ５６で求めた制御量に基づき、制駆動力を制御し、また、前後輪の操舵角を制御することで、目標車体横滑り角速度Δβ_tgを組み込んだ目標車両位置に車両１００を追従させる。

　このように、車両制御装置５００は、目標車体横滑り角速度Δβ_tgを組み込んだ軌道を計画することによって、換言すれば、目標車体横滑り角速度Δβ_tgを実現できるように目標軌道を修正することで、たとえば、目標車体横滑り角速度Δβ_tgが一定となる過渡走行を実現でき、車両走行の過渡状態における車両１００の接地感、安定感を向上させることができる。
　なお、目標車体横滑り角速度Δβ_tgを一定値とする場合、目標車体横滑り角速度Δβ_tgを組み込んだ目標軌道は、過渡領域で目標操舵角速度及び目標加減速度が一定となる目標軌道となる。

　ところで、車両制御装置５００が実施する車体横滑り角速度Δβの制御は、過渡状態における目標車体横滑り角速度Δβ_tgを一定値とする制御、つまり、過渡状態における目標車体横滑り角加速度ΔΔβ_tgをゼロとする制御に限定されない。
　図１２は、過渡状態において一定値ではない目標車体横滑り角速度Δβ_tgの一例を示すタイムチャートである。

　図１２に示す例では、目標車体横滑り角速度Δβ_tgは、過渡領域の当初、詳細には、車両１００が直進区間から緩和区間に進入した当初、及び、円弧区間から緩和区間に進入した当初において、車体横滑り角βが、車体が旋回外向きとなる側に一定角速度で変化するように設定される。
　その後、目標車体横滑り角速度Δβ_tgは、車体横滑り角βが、ある角度で変化方向が反転してゼロに戻り、車体が旋回内向きとなる側で、最大曲率での車体横滑り角βに向けて一定角速度で変化するように設定される。

　つまり、図１２に示す例では、目標車体横滑り角速度Δβ_tgは、過渡領域の当初において、前方注視位置での車体横滑り角βに向かう方向とは逆方向に設定され、その後、前方注視位置での車体横滑り角βに向かう方向に反転する。
　車体横滑り角βを、車両１００が過渡領域に進入した時点から前方注視位置での車体横滑り角βに向けて変化させる場合よりも、一旦、車体横滑り角βを車体が旋回外向きとなる側に変化させてから、前方注視位置での車体横滑り角βに向けて変化させる方が、車両１００の接地感をより高めることができる。

　なお、車両１００が直進区間から緩和区間に進入した当初は、図１２に点線で示したように、車体横滑り角速度Δβの制御を実施しない場合でも、車体横滑り角βは車体が旋回外向きとなる側に一時的に変化する。
　ここで、車両１００が直進区間から緩和区間に進入した当初における目標車体横滑り角速度Δβ_tgは、車体が旋回外向きとなる側での車体横滑り角βの大きさが、車体横滑り角速度Δβの制御を実施しない場合よりも大きくならないように設定され、さらに、車体横滑り角βがゼロに戻ってからは、最大曲率での車体横滑り角βに向けて一定角度で変化させるように設定される。
　係る目標車体横滑り角速度Δβ_tgの設定によって、過渡状態での車体横滑り角βの変化を制御することで、車両の接地感、安定感をより一層向上させることができる。

　なお、車両制御装置５００は、過渡当初において逆方向へ車体横滑り角βを変化させるときの目標車体横滑り角速度Δβ_tgや目標期間などを、曲率の変化率や車速などに応じて可変設定することができる。
　また、車体横滑り角βをゼロから最大曲率での車体横滑り角βに向けて変化させるときの目標車体横滑り角速度Δβ_tgは一定値に限定されず、所定範囲内での角速度の変化は許容される。

　車両制御装置５００は、車体が旋回外向きとなる側へ車体横滑り角βを変化させるときに、前後加速度を下げる制御や、後輪１０３，１０４を逆位相に操舵する制御を実施することで、車体が旋回外向きとなる側での車体横滑り角βの変化を制御することができる。
　また、マイクロコンピュータ５１０は、左右輪の間での制駆動力の差を制御することで、車両１００に発生する回頭モーメントを制御し、車体が旋回外向きとなる側での車体横滑り角βの変化を制御することができる。

　図１３は、車両制御装置５００が、過渡状態における目標車体横滑り角速度Δβ_tgが、図１２に例示したような所定の時間変化率になるように、前後輪の目標操舵角速度や目標加減速度などを制御するときの制御プロセスを示すフローチャートである。
　図１３のフローチャートのステップＳ６１からステップＳ６４までの各ステップでは、図４のフローチャートのステップＳ２１からステップＳ２４までの各ステップと同様な処理が実施されるので、ここでの詳細な説明は省略する。

　車両制御装置５００は、ステップＳ６４で、目標横加速度αy_tgと現時点での横加速度αy_acとの差が所定以上であるという過渡判定条件が成立していると判断すると、ステップＳ６５での処理とステップＳ６６での処理とを並行して実行する。
　車両制御装置５００は、ステップＳ６５で、目標車体横滑り角速度Δβ_tgがたとえば図１２に例示したような所定の時間変化率になるように、前方注視位置に向けての目標操舵角速度Δδ_tgを時系列に算出する。
　ここで、図１２に示した例では、過渡当初に後輪１０３，１０４の操舵角を逆位相とするような目標操舵角速度Δδ_tgが算出される。

　また、車両制御装置５００は、ステップＳ６６で、目標車体横滑り角速度Δβ_tgがたとえば図１２に例示したような所定の時間変化率になるように、前方注視位置に向けての目標加減速度AD_tgを時系列に算出する。
　なお、車両制御装置５００は、前述したように、過渡当初において車体が旋回外向きとなる側へ車体横滑り角βを変化させるために、左輪と右輪との間における制駆動力差の制御や電子制御式ＬＳＤの制御で回頭モーメントを発生させることができる。

　車両制御装置５００は、目標操舵角速度Δδ_tg、目標加減速度AD_tgを算出すると、ステップＳ６７に進み、現時点での車体横滑り角速度Δβがゼロであるか否かを判断する。
　ここで、車体横滑り角速度Δβがゼロでなく、車両１００の走行が過渡状態になっている場合、車両制御装置５００は、ステップＳ６８に進んで、車体横滑り角速度Δβの制御を実行する。

　車両制御装置５００は、ステップＳ６８で、そのときの目標加減速度AD_tgに基づき車輪の回転速度ゲインを定め、駆動装置６０３、制動装置６０４それぞれに制駆動制御電流を出力し、また、そのときの目標操舵角速度Δδ_tgに基づき操舵角速度ゲインを定め、前輪操舵装置６０１、後輪操舵装置６０２それぞれに操舵制御電流を出力する。
　一方、車体横滑り角速度Δβがゼロであって車両１００の走行が定常状態である場合、つまり、過渡状態になる前の定常状態である場合、車両制御装置５００は、車体横滑り角速度Δβの制御を実施することなく、本ルーチンを終了させる。
　上記のように、車両制御装置５００は、目標車体横滑り角速度Δβ_tgが一定値ではない所定の時間変化率となるように目標操舵角速度や目標加減速度を制御することで、一定値とする場合よりもさらに車両の接地感、安定感を向上させることが可能になる。

　上記実施形態で説明した各技術的思想は、矛盾が生じない限りにおいて、適宜組み合わせて使用することができる。
　また、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。

　たとえば、車両制御装置５００は、車速Ｖが所定速度（たとえば、所定速度＝４０km/h）を超えていることを、車体横滑り角速度Δβの制御の実施条件として付加することができる。
　上記の車速Ｖの条件は、車体横滑り角速度Δβの制御を、接地感、安定感の向上に寄与できる中高車速域で実施させるためのものであり、車速Ｖの条件を付加することで、低車速域で実効性のない制御が無用に実施されることを抑止できる。

　車両１００が、駆動装置６０３として内燃機関を備える場合、車両制御装置５００は、目標加減速度に応じてスロットル開度を制御することができる。
　また、車両１００は、車両１００が直線区間から緩和区間に入ったときと、円弧区間から緩和区間に入ったときとのいずれか一方で、車体横滑り角速度Δβの制御を実施することができる。

　１００…車両、５００…車両制御装置、５１０…マイクロコンピュータ（コントロール部）、５１３…β角速度要求値算出部、５１４…過渡領域検知部、５１５…制御量算出部、６００…アクチュエータ部、６０１…前輪操舵装置、６０２…後輪操舵装置、６０３…駆動装置、６０４…制動装置

Claims

　車両制御装置であって、
　前記車両制御装置が備えるコントロール部は、
　車両の走行が過渡状態から定常状態へ遷移するときの前記過渡状態における目標車体横滑り角速度が所定の時間変化率になるように、前記車両の目標操舵角速度、または目標加減速度のうち少なくとも一方を制御する、
　車両制御装置。
　請求項１に記載の車両制御装置であって、
　前記所定の時間変化率はゼロである、
　車両制御装置。
　請求項２に記載の車両制御装置であって、
　前記コントロール部は、
　前記目標操舵角速度を一定、または前記目標加減速度を一定に制御する、
　車両制御装置。
　請求項３に記載の車両制御装置であって、
　前記コントロール部は、
　前記過渡状態の初期の前記車両の走行を示す第１走行状態での前記車両の速度と前記車両の横加速度に基づいて、初期車体横滑り角を取得し、
　前記第１走行状態から前記車両の走行が前記定常状態に遷移する第２走行状態での前記車両の目標速度と前記車両の目標横加速度に基づいて、目標車体横滑り角を取得し、
　前記初期車体横滑り角と前記目標車体横滑り角に基づいて前記目標車体横滑り角速度を求める、
　車両制御装置。
　請求項４に記載の車両制御装置であって、
　前記第１走行状態は、前記車両が旋回を開始するときの状態であり、
　前記第２走行状態は、前記車両が旋回を開始した後に、定常旋回になるときの状態である、
　車両制御装置。
　請求項４に記載の車両制御装置であって、
　前記第１走行状態は、前記車両が定常旋回を終了した後、前記車両の操舵角を増減または加減速を開始するときの状態であり、
　前記第２走行状態は、前記車両が定常旋回を終了した後、前記車両が直進する状態である、
　車両制御装置。
　請求項４に記載の車両制御装置であって、
　前記コントロール部は、
　車体横滑り角速度がゼロでなく、かつ、前記目標横加速度と前記横加速度に差がある場合に、前記制御を実行する、
　車両制御装置。
　請求項１に記載の車両制御装置であって、
　前記コントロール部は、
　前記目標操舵角速度及び前記目標加減速度の両方を制御する、
　車両制御装置。
　請求項１に記載の車両制御装置であって、
　前記コントロール部は、
　前記目標車体横滑り角速度が所定の時間変化率になるような前記車両の目標位置に基づいて前記車両の目標軌道を生成する、
　車両制御装置。
　車両に設けられたコントロール部が実行する車両制御方法であって、
　前記コントロール部は、
　前記車両が旋回を開始してから定常旋回になるまでの区間において、前記車両の目標操舵角速度及び目標加減速度を一定に制御する、
　車両制御方法。