(57)【要約】【課題】車両の走行を支援する車両の制御装置を提供する。【解決手段】車両９０の制御装置１００は、アクチュエータを制御することによって目標軌跡に基づいて車両９０を走行させる。制御装置１００は、目標軌跡を生成して当該目標軌跡上の点を目標位置として設定する走行支援部１０を備えている。制御装置１００は、走行支援部１０と通信可能な制動制御部２０を備えている。制動制御部２０は、走行支援部１０から受信した目標位置に車両９０を追従させる制御量を算出する処理を実行する。制動制御部２０は、制御量に基づいた駆動をアクチュエータに指示する処理を実行する。【選択図】図１
2020179778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータを制御することによって目標軌跡に基づいて車両を走行させる車両の制御装置であって、
前記目標軌跡を生成して当該目標軌跡上の点を目標位置として設定する設定部と、
前記設定部と通信する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記設定部から受信した前記目標位置に前記車両を追従させる制御量を算出する処理と、
前記制御量に基づいた駆動を前記アクチュエータに指示する処理と、を実行する
車両の制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記アクチュエータの駆動に伴う前記車両の運動状態量に基づいて、前記車両の現在位置を起点に該車両を走行させた際に該車両が到達可能な範囲として可動範囲を算出する処理と、
該可動範囲と前記目標位置とに基づいて、前記車両の位置が前記目標軌跡から乖離するか否かを判定する処理と、
前記車両の位置が前記目標軌跡から乖離すると判定したときに、前記目標軌跡の再生成を前記設定部に要求する処理と、を実行し、
前記設定部は、前記制御部から前記目標軌跡の再生成が要求されたときに、前記目標軌跡を再生成する
請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記目標位置に向けて前記車両を走行させた際における前記車両が到達する位置と当該目標位置とのずれの予測値である予測逸脱量を、前記可動範囲を用いて導出して、前記予測逸脱量の大きさが予測逸脱閾値よりも大きいとき、前記車両の位置が前記目標軌跡から乖離すると判定する
請求項２に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車両の走行を支援する車両の制御装置が開示されている。この制御装置は、互いに情報の送受信が可能な２つのＥＣＵを備えている。２つのＥＣＵのうち、一方は走行制御を行う運転制御ＥＣＵであり、他方は運転計画ＥＣＵである。運転計画ＥＣＵは、目標軌跡（特許文献１では、「走行軌跡」と記載。）を生成する走行軌跡演算部と、目標軌跡から目標点を抽出する目標点抽出部と、目標点に車両を誘導するための制御量を算出する車両誘導部と、を有している。車両誘導部によって算出された制御量が運転制御ＥＣＵに送信されると、運転制御ＥＣＵは、受信した制御量に基づいた車両制御を行う。これによって、目標軌跡に基づいて車両を走行させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０８６６８４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されている制御装置では、目標軌跡の生成、目標点の抽出および制御量の算出が運転計画ＥＣＵで行われることになる。そのため、運転計画ＥＣＵの制御負荷が増大することが懸念される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための車両の制御装置は、アクチュエータを制御することによって目標軌跡に基づいて車両を走行させる車両の制御装置であって、前記目標軌跡を生成して当該目標軌跡上の点を目標位置として設定する設定部と、前記設定部と通信する制御部と、を備え、前記制御部は、前記設定部から受信した前記目標位置に前記車両を追従させる制御量を算出する処理と、前記制御量に基づいた駆動を前記アクチュエータに指示する処理と、を実行することをその要旨とする。
【０００６】
上記構成によれば、制御量の算出が、設定部ではなく制御部で行われる。そのため、制御量の算出が設定部で行われる場合と比較し、設定部の制御負荷の増大を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】車両の制御装置の一実施形態と、同制御装置の制御対象である車両と、を示すブロック図。
【図２】同制御装置によって認識される車両周辺の環境を示す模式図。
【図３】同制御装置が目標軌跡に基づいて車両を走行させる際の車両の走行経路を示す模式図。
【図４】同制御装置が目標軌跡を生成する際に実行する処理の流れを示すフローチャート。
【図５】同制御装置が目標軌跡を生成する際に実行する処理の流れを示すフローチャート。
【図６】同制御装置が目標軌跡に基づいて車両を走行させる際に実行する処理の流れを示すフローチャート。
【図７】車両が目標軌跡から乖離するか否かを判定するために同制御装置が実行する処理の流れを示すフローチャート。
【図８】目標軌跡から乖離した車両と、比較例の制御装置によって再生成される目標軌跡を示す模式図。
【図９】車両の可動範囲に基づいて車両が目標軌跡から乖離することを予測する例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、車両の制御装置の一実施形態について、図１〜図９を参照して説明する。
図１は、車両の制御装置１００と、制御装置１００の制御対象である車両９０と、を示している。
【０００９】
車両９０は、車両９０に駆動力を付与する内燃機関９１を備えている。車両９０は、車両９０に制動力を付与する制動装置９２を備えている。車両９０は、車両９０の車輪の舵角を変更するステアリング装置９３を備えている。
【００１０】
車両９０は、車両９０の周辺の環境を監視する周辺監視装置８１を備えている。周辺監視装置８１としては、たとえば、カメラ、レーダーまたはレーザー光を用いた検出装置等を用いることができる。周辺監視装置８１は、異なる種類の検出装置を組み合わせて構成されていてもよい。周辺監視装置８１は、道路形状の取得および車線の認識を行う。また、周辺監視装置８１は、車両９０周辺に存在する障害物の大きさや位置情報を取得する。障害物としては、たとえば、他の車両、歩行者、ガードレールおよび壁を挙げることができる。周辺監視装置８１が取得した情報は、制御装置１００に入力される。
【００１１】
車両９０は、位置情報取得装置８２を備えている。位置情報取得装置８２は、車両９０の現在位置として自車位置ＣＰを検出する機能を有している。たとえば、位置情報取得装置８２は、地図情報が記憶されている地図情報記憶部と、ＧＰＳ衛星から送信される情報の受信装置と、によって構成することができる。位置情報取得装置８２が取得した自車位置ＣＰは、制御装置１００に入力される。
【００１２】
車両９０は、各種センサを備えている。図１には、各種センサの例として、車輪速センサ８８と、ヨーレート加速度センサ８９と、を示している。
図１に示すように、車両９０が備える各種センサからの検出信号は、制御装置１００に入力される。
【００１３】
制御装置１００は、車輪速センサ８８からの検出信号に基づいて、車輪速度ＶＷを算出する。制御装置１００は、車輪速度ＶＷに基づいて車速ＶＳを算出する。制御装置１００は、ヨーレート加速度センサ８９からの検出信号に基づいて、ヨーレートＹｒを算出する。また、制御装置１００は、ヨーレート加速度センサ８９からの検出信号に基づいて、車両９０に付与されている加速度として車両加速度Ｇを算出する。
【００１４】
制御装置１００は、車輪速度ＶＷと車速ＶＳとに基づいて、車両９０の各車輪についてスリップ量を算出する。制御装置１００は、算出したスリップ量に基づいて、車両９０が走行している路面のμ値を推定する。
【００１５】
制御装置１００は、車両９０の走行を制御する走行制御系として、機関制御部３０と舵角制御部４０と制動制御部２０とを備えている。機関制御部３０と舵角制御部４０と制動制御部２０とは、それぞれが通信可能に接続されているＥＣＵである。なお、「ＥＣＵ」は、「Electronic Control Unit」の略記である。
【００１６】
機関制御部３０は、内燃機関９１が有するアクチュエータを駆動させて内燃機関９１を制御する。内燃機関９１が有するアクチュエータは、燃料噴射弁、点火装置、およびスロットルバルブ等である。
【００１７】
舵角制御部４０は、ステアリング装置９３が有するアクチュエータを駆動させて車両９０の舵角を制御する。
制動制御部２０は、機能部として、軌跡追従制御部２１と運動制御部２２とを有している。運動制御部２２は、制動装置９２が有するアクチュエータを駆動させて車両９０に付与される制動力を制御する。さらに、運動制御部２２は、機関制御部３０および舵角制御部４０に対して、内燃機関９１およびステアリング装置９３の駆動を指示することによって車両９０を走行させることができる。
【００１８】
軌跡追従制御部２１は、後述する走行支援部１０とともに車両９０の走行を支援する走行制御を実行する。軌跡追従制御部２１は、自車位置ＣＰを起点に車両９０を走行させた際に車両９０が到達可能な範囲として可動範囲ＰＡを算出する処理を実行する。可動範囲ＰＡは、車両９０の車両特性が記憶された車両モデルに基づいて算出される。車両モデルは、制動制御部２０に記憶されている。車両モデルは、たとえば、前後の車輪間における距離であるホイールベース、左右の車輪間における距離であるトレッド、車両９０の重量、舵角の最大角度、および車速ＶＳの最大速度等を含んでいる。軌跡追従制御部２１は、こうした車両モデルに基づいて、車両９０が有するアクチュエータを駆動させた場合の当該駆動に伴う車両９０の運動状態量を推定することによって可動範囲ＰＡを算出する。可動範囲ＰＡの算出には、車両９０の現在の状態および路面のμ値も用いられる。車両９０の現在の状態は、たとえば、車速ＶＳ、ヨーレートＹｒ、車両加速度Ｇおよび舵角等を含んでいる。
【００１９】
制御装置１００は、車両の走行を支援する走行制御を実行することができる。制御装置１００は、走行制御では、生成した目標軌跡ＴＬに車両９０が追従して走行するように車両９０の走行を制御する。
【００２０】
制御装置１００は、走行制御に関わるＥＣＵとして走行支援部１０を備えている。走行支援部１０は、制動制御部２０と通信可能に接続されている。走行支援部１０は、機能部として、外部情報合成部１１とフリースペース抽出部１２と目標軌跡生成部１３と目標位置選択部１４とを有している。
【００２１】
図２を用いて走行支援部１０が有する各機能部について説明する。図２は、車両９０が走行する道路７０の一例を示している。道路７０には、障害物７８および他車両７９が存在している。
【００２２】
外部情報合成部１１は、周辺監視装置８１が取得した情報を合成して道路７０上の環境を把握する。外部情報合成部１１は、道路７０に関する情報と位置情報取得装置８２が取得した自車位置ＣＰとを合成して、車両９０の周辺の環境を把握する。すなわち、外部情報合成部１１は、道路７０の形状、障害物７８および他車両７９等の情報と、自車位置ＣＰと、を合成して、図２に示すように、道路７０上において車両９０と障害物７８と他車両７９との位置関係を把握する情報を作成する。
【００２３】
フリースペース抽出部１２は、外部情報合成部１１によって合成された道路７０上において車両９０と障害物７８と他車両７９との位置関係を把握する情報に基づいて、車両９０が走行する道路７０における車両９０が走行可能な領域をフリースペース７１として抽出する。図２には、破線で囲まれた領域としてフリースペース７１が例示されている。
【００２４】
目標軌跡生成部１３は、走行制御において車両９０を走行させるための目標軌跡ＴＬを生成する。目標軌跡生成部１３は、図２に示すように、車両９０がフリースペース７１を通過できるように目標軌跡ＴＬを生成する。目標軌跡生成部１３は、目標軌跡ＴＬを生成する際に、制動制御部２０の軌跡追従制御部２１が算出する可動範囲ＰＡを用いる。図２には、車両９０の可動範囲ＰＡを例示する左境界線ＰＡＬと右境界線ＰＡＲとが一点鎖線で示されている。左境界線ＰＡＬは、前進する車両９０が左旋回する場合に到達可能な範囲と到達不可能な範囲との境界線を示している。右境界線ＰＡＲは、前進する車両９０が右旋回する場合に到達可能な範囲と到達不可能な範囲との境界線を示している。すなわち、左境界線ＰＡＬと右境界線ＰＡＲとの間が可動範囲ＰＡである。
【００２５】
目標位置選択部１４は、目標軌跡生成部１３が生成した目標軌跡ＴＬのうち、自車位置ＣＰよりも車両９０の前方の部分から目標位置ＴＰを選択する。目標位置ＴＰは、走行制御において車両９０を誘導するための目標として設定される。目標位置選択部１４は、走行制御が実行されている間、自車位置ＣＰおよび可動範囲ＰＡ等に基づいて、目標位置ＴＰの選択を繰り返す。
【００２６】
図３を用いて、制御装置１００が実行する走行制御の一例について説明する。図３は、走行制御の実行によって道路７０を車両９０が走行する際の様子を示している。目標軌跡ＴＬは、図３に示すように、目標軌跡生成部１３によって道路７０の形状に応じて生成される。走行制御では、目標軌跡ＴＬから選択された目標位置ＴＰに車両９０を誘導する追従経路ＦＴが算出される。追従経路ＦＴは、軌跡追従制御部２１によって算出される。たとえば、車両９０が目標軌跡ＴＬ上を走行している場合には、追従経路ＦＴは、目標軌跡ＴＬ上の経路として算出される。追従経路ＦＴに基づいて、車両９０を追従経路ＦＴに沿って走行させるための制御量Ａｃが軌跡追従制御部２１によって算出される。制御量Ａｃに基づいて車両９０が制御されることによって、追従経路ＦＴに沿って車両９０が走行する。これによって、目標軌跡ＴＬに追従するように車両９０の走行が制御される。
【００２７】
図３に示す例では、目標軌跡ＴＬから車両９０が乖離している。たとえば、外部環境の影響を車両９０が受けることを要因として、走行制御が実行されているときに目標軌跡ＴＬから車両９０が乖離することがある。外部環境による影響としては、凍結または轍等の路面状態、または横風等が挙げられる。追従経路ＦＴの一例として図３に矢印で示す追従経路ＦＴは、目標軌跡ＴＬから車両９０が乖離している場合に、車両９０を目標軌跡ＴＬに近づけて目標位置ＴＰに誘導する経路として算出されている。
【００２８】
図４および図５を用いて、制御装置１００の走行支援部１０が目標軌跡ＴＬを生成して目標軌跡ＴＬ上の目標位置ＴＰを選択する際の処理の流れについて説明する。
図４に示す処理ルーチンは、目標軌跡ＴＬの生成を開始するための処理ルーチンである。本処理ルーチンは、走行制御が行われているとき、所定の周期毎に繰り返し実行される。
【００２９】
本処理ルーチンが開始されると、まずステップＳ１０１において、走行支援部１０の外部情報合成部１１は、車両９０の外部情報を合成する。具体的には、外部情報合成部１１は、周辺監視装置８１と位置情報取得装置８２から取得した情報を合成する。走行支援部１０は、外部情報合成部１１によって合成された情報に基づいて、車両９０が走行する道路等の情報を把握する。その後、処理がステップＳ１０２に移行される。
【００３０】
ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１において外部情報合成部１１によって合成された情報に基づいてフリースペース抽出部１２がフリースペース７１を抽出する。その後、処理がステップＳ１０４に移行される。
【００３１】
ステップＳ１０４では、走行支援部１０は、車両９０の現在位置よりも前方の目標軌跡ＴＬが既に生成済みであるか否かを判定する。目標軌跡ＴＬを未だ生成していない場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、処理がステップＳ１０５に移行される。ステップＳ１０５では、走行支援部１０は、第１再生成トリガＴＧＲ１を出力する。第１再生成トリガＴＧＲ１は、目標軌跡生成部１３に対して目標軌跡ＴＬの生成を走行支援部１０が要求する信号である。第１再生成トリガＴＧＲ１が出力されると、本処理ルーチンが終了される。
【００３２】
一方、ステップＳ１０４の処理において車両９０の現在位置よりも前方の目標軌跡ＴＬが既に生成済みである場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、処理がステップＳ１０６に移行される。ステップＳ１０６では、走行支援部１０は、目標軌跡ＴＬに基づいて走行される車両９０がフリースペース７１を走行可能であるか否かを判定する。走行支援部１０は、目標軌跡ＴＬがフリースペース７１の領域からはみ出さない場合には、車両９０がフリースペース７１を走行可能であると判定する。車両９０がフリースペース７１を走行可能である場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、本処理ルーチンが終了される。
【００３３】
一方で、走行支援部１０は、目標軌跡ＴＬがフリースペース７１の領域からはみ出す場合には、車両９０がフリースペース７１を走行できないと判定する。車両９０がフリースペース７１を走行できない場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、処理がステップＳ１０５に移行される。ステップＳ１０５では、走行支援部１０は、第１再生成トリガＴＧＲ１を出力する。すなわち、走行支援部１０は、目標軌跡生成部１３に対して目標軌跡ＴＬの再生成を要求する。第１再生成トリガＴＧＲ１が出力されると、本処理ルーチンが終了される。
【００３４】
図５に示す処理ルーチンは、目標位置ＴＰを選択するための処理ルーチンである。本処理ルーチンは、走行制御が行われているとき、所定の周期毎に繰り返し実行される。
本処理ルーチンが開始されると、まずステップＳ２０１において、走行支援部１０は、制動制御部２０によって算出される可動範囲ＰＡを取得する。その後、処理がステップＳ２０２に移行される。
【００３５】
ステップＳ２０２では、第１再生成トリガＴＧＲ１または第２再生成トリガＴＧＲ２が検出されるか否かが目標軌跡生成部１３によって判定される。詳しくは後述するが、第２再生成トリガＴＧＲ２は、制動制御部２０で実行される処理を通じて制動制御部２０から走行支援部１０に出力される信号である。第１再生成トリガＴＧＲ１が検出される場合（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、処理がステップＳ２０３に移行される。第２再生成トリガＴＧＲ２が検出される場合にも（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、処理がステップＳ２０３に移行される。また、第１再生成トリガＴＧＲ１と第２再生成トリガＴＧＲ２との双方が検出される場合にも処理がステップＳ２０３に移行される。
【００３６】
ステップＳ２０３では、目標軌跡生成部１３は、目標軌跡ＴＬを生成する。目標軌跡ＴＬが生成されると、処理がステップＳ２０４に移行され、走行支援部１０が完了トリガＴＧＣを制動制御部２０に出力する。完了トリガＴＧＣは、目標軌跡ＴＬの生成が完了したことを伝達する信号である。完了トリガＴＧＣが出力されると、処理がステップＳ２０５に移行される。
【００３７】
一方、ステップＳ２０２の処理において第１再生成トリガＴＧＲ１および第２再生成トリガＴＧＲ２のいずれも検出されない場合には（Ｓ２０２：ＮＯ）、処理がステップＳ２０５に移行される。すなわち、第１再生成トリガＴＧＲ１および第２再生成トリガＴＧＲ２がいずれも検出されない場合には、ステップＳ２０３およびステップＳ２０４の処理が実行されない。
【００３８】
ステップＳ２０５では、目標位置選択部１４は、目標軌跡ＴＬ上から目標位置ＴＰを選択する。目標位置選択部１４は、自車位置ＣＰと可動範囲ＰＡとに基づいて、目標軌跡ＴＬ上から可動範囲ＰＡ内の点を抽出して、当該抽出した点を目標位置ＴＰとして選択する。可動範囲ＰＡ内における目標軌跡ＴＬ上の点が複数存在している場合には、複数の点のうちいずれか一つの点が目標位置ＴＰとして選択される。目標位置ＴＰが選択されると、本処理ルーチンが終了される。
【００３９】
図６および図７を用いて、制御装置１００の制動制御部２０が実行する処理の流れについて説明する。
図６に示す処理ルーチンは、追従経路ＦＴおよび制御量Ａｃを算出するための処理ルーチンである。本処理ルーチンは、走行制御が行われているとき、所定の周期毎に繰り返し実行される。
【００４０】
本処理ルーチンが開始されると、まずステップＳ３０１において、制動制御部２０が走行支援部１０から情報を取得する。制動制御部２０は、自車位置ＣＰと、目標位置選択部１４が選択する目標位置ＴＰと、を情報として取得する。その後、処理がステップＳ３０２に移行される。ステップＳ３０２では、制動制御部２０の軌跡追従制御部２１は、既に記憶されている目標位置ＴＰの履歴を保持しつつステップＳ３０１において取得した目標位置ＴＰを新たに記憶する。その後、処理がステップＳ３０３に移行される。
【００４１】
ステップＳ３０３では、軌跡追従制御部２１は、再生成判定処理を実行する。再生成判定処理の内容については、図７を用いて後述する。再生成判定処理が終了されると、処理がステップＳ３０４に移行される。
【００４２】
ステップＳ３０４では、軌跡追従制御部２１は、完了トリガＴＧＣが検出されているか否かを判定する。完了トリガＴＧＣは、走行支援部１０から制動制御部２０に出力されたものである。完了トリガＴＧＣが検出されている場合（Ｓ３０４：ＹＥＳ）、処理がステップＳ３０５に移行される。
【００４３】
ステップＳ３０５では、軌跡追従制御部２１は、記憶している目標位置ＴＰの履歴をリセットする。軌跡追従制御部２１は、走行支援部１０から目標位置ＴＰを再取得する。さらに、軌跡追従制御部２１は、車両９０が走行した経路の履歴を取得して記憶する。ステップＳ３０４の処理において完了トリガＴＧＣを検出したということは、目標軌跡ＴＬが再生成されたことを意味する。すなわち、軌跡追従制御部２１は、目標軌跡ＴＬが再生成された場合、ステップＳ３０５の処理において、目標軌跡ＴＬが再生成される以前に記憶していた目標位置ＴＰを消去する。そして、軌跡追従制御部２１は、再生成された目標軌跡ＴＬに基づいて選択された最新の目標位置ＴＰを取得する。その後、処理がステップＳ３０６に移行される。
【００４４】
一方、ステップＳ３０４の処理において完了トリガＴＧＣが検出されていない場合（Ｓ３０４：ＮＯ）、処理がステップＳ３０６に移行される。すなわち、完了トリガＴＧＣが検出されていない場合には、ステップＳ３０５の処理が実行されない。
【００４５】
ステップＳ３０６では、軌跡追従制御部２１は、自車位置ＣＰと目標位置ＴＰとを結ぶ経路を、車両９０を目標位置ＴＰに向かわせるための追従経路ＦＴとして算出する。すなわち、追従経路ＦＴは、追従経路ＦＴを算出する時点の自車位置ＣＰを始点として目標位置ＴＰを終点とする経路である。その後、処理がステップＳ３０７に移行される。
【００４６】
ステップＳ３０７では、軌跡追従制御部２１は、追従経路ＦＴに従って車両９０を走行させるための制御量Ａｃを算出する。すなわち、内燃機関９１に対する制御量、ステアリング装置９３に対する制御量、および、制動装置９２に対する制御量が制御量Ａｃとして算出される。制御量Ａｃが算出されると、本処理ルーチンが終了される。
【００４７】
軌跡追従制御部２１によって制御量Ａｃが算出されると、制動制御部２０の運動制御部２２は、制御量Ａｃに基づいた駆動を車両９０の各アクチュエータに指示する処理を実行する。すなわち、制動制御部２０は、制動装置９２に対する制御量に基づいて制動装置９２のアクチュエータを制御する。機関制御部３０は、内燃機関９１に対する制御量に基づいて内燃機関９１のアクチュエータを制御する。舵角制御部４０は、ステアリング装置９３に対する制御量に基づいてステアリング装置９３のアクチュエータを制御する。
【００４８】
図７は、上記ステップＳ３０３の再生成判定処理の処理ルーチンを示している。
本処理ルーチンが開始されると、まずステップＳ４０１において、軌跡追従制御部２１は、自車位置ＣＰと目標位置ＴＰとの距離を逸脱量Ａｏとして算出する。逸脱量Ａｏは、目標軌跡ＴＬに対する車両９０の乖離度合いを示す値である。逸脱量Ａｏは、たとえば、車両９０の進行方向において目標軌跡ＴＬに対して右側の領域に自車位置ＣＰが存在する場合には、正の値として算出される。この場合、車両９０が目標軌跡ＴＬから乖離するほど逸脱量Ａｏが大きくなる。一方、車両９０の進行方向において目標軌跡ＴＬに対して左側の領域に自車位置ＣＰが存在する場合には、逸脱量Ａｏは、負の値として算出される。この場合、車両９０が目標軌跡ＴＬから乖離するほど逸脱量Ａｏが小さくなる。逸脱量Ａｏが算出されると、処理がステップＳ４０２に移行される。
【００４９】
ステップＳ４０２では、軌跡追従制御部２１は、可動範囲ＰＡを算出する。可動範囲ＰＡが算出されると、処理がステップＳ４０３に移行される。
ステップＳ４０３では、軌跡追従制御部２１は、自車位置ＣＰと可動範囲ＰＡとに基づいて、予測経路ＰＴを算出する。予測経路ＰＴは、可動範囲ＰＡの範囲内における経路である。予測経路ＰＴは、たとえば、可動範囲ＰＡと目標軌跡ＴＬとの交点を目標位置ＴＰに最も近づけるような経路として算出される。この場合、目標位置ＴＰが可動範囲ＰＡ内に位置するときには、自車位置ＣＰと目標位置ＴＰとを結ぶ経路が予測経路ＰＴとして算出される。一方、目標位置ＴＰが可動範囲ＰＡ外に位置する場合、左境界線ＰＡＬまたは右境界線ＰＡＲに沿った経路が予測経路ＰＴとして算出される。その後、処理がステップＳ４０４に移行される。
【００５０】
ステップＳ４０４では、軌跡追従制御部２１は、目標軌跡ＴＬと予測経路ＰＴとに基づいて、予測逸脱量Ａｐｏを算出する。軌跡追従制御部２１は、予測経路ＰＴが目標軌跡ＴＬから最も離れる位置における目標軌跡ＴＬと予測経路ＰＴとの乖離量を予測逸脱量Ａｐｏとして算出する。予測逸脱量Ａｐｏは、目標軌跡ＴＬに対する車両９０の乖離度合いの予測値である。予測逸脱量Ａｐｏは、車両９０の進行方向において目標軌跡ＴＬに対して右側の領域に予測経路ＰＴが含まれる場合には、正の値として算出される。この場合、予測される乖離度合いが大きいほど予測逸脱量Ａｐｏが大きくなる。一方、車両９０の進行方向において目標軌跡ＴＬに対して左側の領域に予測経路ＰＴが含まれる場合には、予測逸脱量Ａｐｏは、負の値として算出される。この場合、予測される乖離度合いが大きいほど予測逸脱量Ａｐｏが小さくなる。予測逸脱量Ａｐｏが算出されると、処理がステップＳ４０５に移行される。
【００５１】
ステップＳ４０５では、軌跡追従制御部２１は、逸脱量Ａｏの大きさが第１逸脱閾値Ｔｈｏ１よりも大きいか否かを判定する。また、ステップＳ４０５では、軌跡追従制御部２１は、予測逸脱量Ａｐｏの大きさが第２逸脱閾値Ｔｈｏ２よりも大きいか否かを判定する。逸脱量Ａｏの大きさが第１逸脱閾値Ｔｈｏ１以下であり、且つ、予測逸脱量Ａｐｏの大きさが第２逸脱閾値Ｔｈｏ２以下である場合（Ｓ４０５：ＮＯ）、本処理ルーチンが終了される。
【００５２】
一方、ステップＳ４０５の処理において、逸脱量Ａｏの大きさが第１逸脱閾値Ｔｈｏ１よりも大きい場合には（Ｓ４０５：ＹＥＳ）、処理がステップＳ４０６に移行される。また、予測逸脱量Ａｐｏの大きさが第２逸脱閾値Ｔｈｏ２よりも大きい場合にも（Ｓ４０５：ＹＥＳ）、処理がステップＳ４０６に移行される。ステップＳ４０６では、軌跡追従制御部２１は、第２再生成トリガＴＧＲ２を走行支援部１０に出力する。第２再生成トリガＴＧＲ２は、目標軌跡生成部１３に対して目標軌跡ＴＬの再生成を軌跡追従制御部２１が要求する信号である。第２再生成トリガＴＧＲ２が出力されると、本処理ルーチンが終了される。
【００５３】
なお、第１逸脱閾値Ｔｈｏ１および第２逸脱閾値Ｔｈｏ２は、走行支援部１０によって算出された値にそれぞれ設定されている。走行支援部１０は、車両９０が走行する道路７０の形状に基づいて、車両９０が目標軌跡ＴＬから逸脱することを許容する領域として図９に二点鎖線で示すような逸脱許容領域７２を設定する。走行支援部１０は、逸脱許容領域７２に基づいて第１逸脱閾値Ｔｈｏ１および第２逸脱閾値Ｔｈｏ２を設定する。
【００５４】
また、第１逸脱閾値Ｔｈｏ１は、予測逸脱閾値である第２逸脱閾値Ｔｈｏ２よりも大きい値として設定される。図７に示す処理の流れでは、予測逸脱量Ａｐｏの大きさが第２逸脱閾値Ｔｈｏ２以下である場合には第２再生成トリガＴＧＲ２が出力されない。しかし、車両９０が予測よりも大きく目標軌跡ＴＬから乖離して逸脱量Ａｏが予測逸脱量Ａｐｏを大きく上回った場合には、逸脱量Ａｏの大きさが第１逸脱閾値Ｔｈｏ１よりも大きくなると、第２再生成トリガＴＧＲ２が出力される。
【００５５】
本実施形態の作用及び効果について説明する。
図８は、比較例の制御装置によって走行制御が行われる車両９０を示している。比較例の制御装置は、予測逸脱量Ａｐｏを算出する構成を備えていない。このため、比較例の制御装置では、車両９０が目標軌跡ＴＬから乖離して逸脱量Ａｏの大きさが閾値よりも大きくなると、目標軌跡ＴＬが再生成されることとなる。換言すれば、車両９０の目標軌跡ＴＬからの実際の乖離度合いが大きくならないと、目標軌跡ＴＬが再生成されない。このため、車両９０が道路７０の境界線を越えることを抑制するために、車両９０の急旋回を促すような軌跡が目標軌跡ＴＬとして再生成される虞がある。このような車両９０の急旋回を抑制するためには、逸脱許容領域７２を道路７０の幅に対して制限することが望ましい。図８に示す例では、道路７０の幅に対して半分よりも狭い幅の領域が逸脱許容領域７２として設定されている。図８には、目標軌跡ＴＬから乖離して逸脱許容領域７２の外に出た車両９０を破線で示している。比較例の制御装置では、逸脱許容領域７２の外に車両９０が出たと判定されると、走行制御を継続するために目標軌跡ＴＬ´が再生成される。すなわち、逸脱許容領域７２の外に車両９０が出たと判定されると車両９０が道路７０の境界線を越える状況に至らない場合であっても、再生成された目標軌跡ＴＬ´が設定される。そして、再生成された目標軌跡ＴＬ´に車両９０が追従するように車両９０の走行が制御される。
【００５６】
図９は、本実施形態の制御装置１００によって走行制御が行われる車両９０を示している。図９には、車両９０の進行方向において目標軌跡ＴＬに対して右側に逸脱した車両９０を破線で示している。このとき、軌跡追従制御部２１によって算出された可動範囲ＰＡの左境界線ＰＡＬに沿った経路が予測経路ＰＴとして算出されているとする。図９には、左境界線ＰＡＬを一点鎖線で示している。この場合、図７のステップＳ４０４の処理において軌跡追従制御部２１によって算出される予測逸脱量Ａｐｏは、図９に示すように第２逸脱閾値Ｔｈｏ２よりも小さい。このため、第２再生成トリガＴＧＲ２が出力されず、目標軌跡ＴＬの再生成は要求されない（Ｓ４０５：ＮＯ）。目標軌跡ＴＬが保持され、車両９０は、目標軌跡ＴＬから選択された目標位置ＴＰに追従するように制御される。
【００５７】
ところで、道路７０の路面のμ値が低いことなどを要因として車両９０が旋回しにくい場合、μ値が高く車両９０を旋回させやすい場合と比較して、可動範囲ＰＡが狭くなる。図９には、道路７０の路面のμ値が低い場合の左境界線が左境界線ＰＡＬ´として図示されている。この場合、左境界線ＰＡＬ´に沿った経路が予測経路ＰＴとして算出される。この場合、予測逸脱量Ａｐｏが第２逸脱閾値Ｔｈｏ２よりも大きいため、車両９０が逸脱許容領域７２の外に出ることが予測される。すなわち、ステップＳ４０４の処理において軌跡追従制御部２１によって算出される予測逸脱量Ａｐｏが第２逸脱閾値Ｔｈｏ２よりも大きくなる。このため、第２再生成トリガＴＧＲ２が出力されて、目標軌跡ＴＬの再生成が要求される（Ｓ４０６）。これによって、目標軌跡ＴＬが再生成される（Ｓ２０３）。車両９０は、再生成された目標軌跡ＴＬから選択された目標位置ＴＰに追従するように制御される。
【００５８】
以上のように、制御装置１００では、可動範囲ＰＡに基づいて算出する予測逸脱量Ａｐｏを用いて、車両９０が逸脱許容領域７２の外に出るか否かを予測することができる。このため、制御装置１００によれば、比較例の制御装置の場合のように逸脱許容領域７２を狭く設定しなくてもよい。その結果、比較例の制御装置と比して、車両９０が目標軌跡ＴＬから乖離しても目標軌跡ＴＬの再生成が要求されにくくなる。すなわち、制御装置１００では、目標軌跡ＴＬを再生成しなくても目標軌跡ＴＬに車両９０を追従させることが可能である場合には、目標軌跡ＴＬの再生成が要求されないのである。制御装置１００によれば、目標軌跡ＴＬの再生成が要求される頻度を少なくしつつ、目標軌跡ＴＬに追従するように車両９０を制御することができる。
【００５９】
ここで、目標軌跡ＴＬが再生成された場合、目標軌跡ＴＬの再生成に伴って車両９０の走行制御の連続性が途切れやすい。走行制御の連続性を持続するためには、目標軌跡ＴＬが再生成される前後で車両の運動量が大きく変わらないように、目標軌跡ＴＬを再生成することが好ましい。このため、目標軌跡ＴＬの再生成の頻度が高いと、目標軌跡ＴＬが択一的になりやすく、走行制御によって車両９０が走行する経路の自由が制限されやすくなる。制御装置１００によれば、目標軌跡ＴＬの再作成の頻度の増大を抑制することによって、走行制御において車両９０を走行させる経路の選択の幅が狭くなることを抑制できる。
【００６０】
走行制御の実行中に車両９０が目標軌跡ＴＬから乖離して目標軌跡ＴＬの再生成が必要となった場合、目標軌跡ＴＬが再生成されるタイミングが遅いほど、目標軌跡ＴＬとして設定されうる経路の選択の幅が狭くなる。この点、制御装置１００によれば、可動範囲ＰＡに基づいて算出する予測逸脱量Ａｐｏを用いて、車両９０が逸脱許容領域７２の外に出るか否かを予測することができる。このため、車両９０が実際に逸脱許容領域７２の外に出る前に目標軌跡ＴＬの再生成を要求することができる。その結果、車両９０が実際に逸脱許容領域７２の外に出てから目標軌跡ＴＬの再生成が要求される場合と比較して、目標軌跡ＴＬが再生成されるタイミングの遅延を抑制できる。したがって、目標軌跡ＴＬとして設定されうる経路の選択の幅が狭くなりにくい。
【００６１】
ところで、走行制御において車両９０を目標位置ＴＰに誘導する制御量Ａｃを算出する際には、車両特性を考慮することが求められる。このため、制御装置１００では、制動制御部２０は、車両特性が記憶された車両モデルを備えている。そして、制御装置１００では、制動制御部２０の軌跡追従制御部２１が可動範囲ＰＡの算出を行う。すなわち、車両モデルを備えているＥＣＵである制動制御部２０において、車両モデルを用いて可動範囲ＰＡが算出される。このため、制御装置１００によれば、車両特性をＥＣＵ間の送受信によって別途取得しなければならない場合と比較して、可動範囲ＰＡを効率よく算出することができる。
【００６２】
また、制御装置１００では、走行支援部１０が目標軌跡生成部１３と目標位置選択部１４とを有している。そして、走行支援部１０と通信可能な制動制御部２０において、可動範囲ＰＡの算出、制御量Ａｃの算出、およびアクチュエータの駆動指示が行われる。このため、仮に走行支援部１０において制御量Ａｃが算出される場合と比して、走行支援部１０の演算負荷を軽減することができる。
【００６３】
以下、上記実施形態における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係を記載する。
走行支援部１０は、「前記目標軌跡を生成して当該目標軌跡上の点を目標位置として設定する設定部」に対応する。制動制御部２０は、「前記設定部と通信する制御部」に対応する。
【００６４】
また、制動制御部２０の軌跡追従制御部２１は、「制御量を算出する処理」を実行する。制動制御部２０の運動制御部２２は、「前記制御量に基づいた駆動を前記アクチュエータに指示する処理」を実行する。さらに、軌跡追従制御部２１は、「可動範囲を算出する処理」と、「前記車両の位置が前記目標軌跡から乖離するか否かを判定する処理」と、「前記目標軌跡の再生成を前記設定部に要求する処理」を実行する。また、軌跡追従制御部２１は、「前記目標位置に向けて前記車両を走行させた際における前記車両が到達する位置と当該目標位置とのずれの予測値である予測逸脱量」を予測逸脱量Ａｐｏとして算出する。軌跡追従制御部２１は、前記予測逸脱量の大きさが予測逸脱閾値よりも大きいとき、前記車両の位置が前記目標軌跡から乖離すると判定する。
【００６５】
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、たとえば図９のように目標軌跡ＴＬが道路７０の中央を通過するように設定されている例を示している。目標軌跡ＴＬが道路７０の中央を通過するように生成されている場合、第１逸脱閾値Ｔｈｏ１および第２逸脱閾値Ｔｈｏ２は、車両９０の進行方向において目標軌跡ＴＬに対して右側と左側とでそれぞれ大きさが等しい。
【００６６】
一方で、目標軌跡ＴＬが道路７０の中央を通らないように設定される場合もある。この場合、第１逸脱閾値Ｔｈｏ１および第２逸脱閾値Ｔｈｏ２は、車両９０の進行方向において目標軌跡ＴＬに対して右側と左側とで大きさが異なる。このため、目標軌跡ＴＬに対して左右のどちらに車両９０が逸脱するかによって、対応する逸脱閾値を用いる。適当な逸脱閾値を用いて逸脱量Ａｏまたは予測逸脱量Ａｐｏとの比較を行うことによって、目標軌跡ＴＬが通過する位置にかかわらず、目標軌跡ＴＬの再生成が必要であるか否かを判定することができる。
【００６７】
・上記実施形態では、第１再生成トリガＴＧＲ１または第２再生成トリガＴＧＲ２の検出に基づいて、目標軌跡ＴＬの再生成が目標軌跡生成部１３に要求される。目標軌跡ＴＬの再生成を要求する構成は、トリガ信号の出力に限定されるものではない。たとえば、目標軌跡ＴＬの再生成を要求する際に再生成要求フラグをオンにして、再生成要求フラグがオンであるときに目標軌跡生成部１３によって目標軌跡ＴＬが再生成される構成を採用してもよい。
【００６８】
・上記実施形態では、内燃機関９１を備える車両９０を例示している。車両９０の駆動源は、内燃機関９１に限られるものではない。たとえば、車両９０は、モータジェネレータおよび内燃機関９１を駆動源とするハイブリッド車両でもよい。また、車両９０は、モータのみを駆動源とする電気自動車でもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１０…走行支援部、１１…外部情報合成部、１２…フリースペース抽出部、１３…目標軌跡生成部、１４…目標位置選択部、２０…制動制御部、２１…軌跡追従制御部、２２…運動制御部、３０…機関制御部、４０…舵角制御部、７０…道路、７１…フリースペース、７２…逸脱許容領域、７８…障害物、７９…他車両、８１…周辺監視装置、８２…位置情報取得装置、８８…車輪速センサ、８９…ヨーレート加速度センサ、９０…車両、９１…内燃機関、９２…制動装置、９３…ステアリング装置、１００…制御装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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