(57)【要約】【課題】車両を目標軌跡に追従させる第１転舵制御と同時に別の第２転舵制御が行われる場合に、第２転舵制御を適切に実施する。【解決手段】車両制御システムは、車輪を転舵する転舵装置と、転舵装置を制御する転舵制御を行う制御装置と、を備える。転舵制御は、目標軌跡を生成し、車両を目標軌跡に追従させる第１転舵制御と、目標軌跡に依存することなく第１転舵制御から独立して行われる第２転舵制御と、を含む。第１転舵制御と第２転舵制御が同時に行われる場合、制御装置は、第１転舵制御が第２転舵制御による車輪の転舵を弱めるか否かを判定する。第１転舵制御が第２転舵制御による車輪の転舵を弱めると判定した場合、制御装置は、車両の現在の位置と現在のヨー角の少なくとも一方を起点として目標軌跡をリプランする。【選択図】図４
2020037322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される車両制御システムであって、
前記車両の車輪を転舵する転舵装置と、
前記転舵装置を制御する転舵制御を行う制御装置と
を備え、
前記転舵制御は、
目標軌跡を生成し、前記車両を前記目標軌跡に追従させる第１転舵制御と、
前記目標軌跡に依存することなく前記第１転舵制御から独立して行われる第２転舵制御と
を含み、
前記第１転舵制御と前記第２転舵制御が同時に行われる場合、前記制御装置は、前記第１転舵制御が前記第２転舵制御による前記車輪の転舵を弱めるか否かを判定し、
前記第１転舵制御が前記第２転舵制御による前記車輪の前記転舵を弱めると判定した場合、前記制御装置は、前記車両の現在の位置と現在のヨー角の少なくとも一方を起点として前記目標軌跡をリプランする
車両制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載の車両制御システムであって、
前記第１転舵制御が前記第２転舵制御による前記車輪の前記転舵を強めると判定した場合、前記制御装置は、前記目標軌跡をリプランせずに維持する
車両制御システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の車両制御システムであって、
前記制御装置は、
前記第１転舵制御の第１目標転舵方向と前記第２転舵制御の第２目標転舵方向を比較し、
前記第１目標転舵方向が前記第２目標転舵方向と逆である場合、前記第１転舵制御が前記第２転舵制御による前記車輪の前記転舵を弱めると判定する
車両制御システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両制御システムであって、
前記第２転舵制御の優先度は前記第１転舵制御よりも高い
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、車両に搭載される車両制御システムに関する。特に、本発明は、車両の車輪の転舵を制御する転舵制御を行う車両制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、目標軌跡に追従するように車両を制御する車両走行制御方法を開示している。当該方法は、車両の車体方位を検知し、目標軌跡に対する実走行軌跡の横ずれ量を測定し、検知した車体方位と横ずれ量とを関連付けて記憶する。次回走行時、記憶した車体方位と横ずれ量とに基づいて、目標軌跡の補正が行われる。
【０００３】
特許文献２は、車両と物体との衝突を回避するための車両制御を行う車両制御装置を開示している。車両制御装置は、車両の周囲の物体を検出し、検出物体と車両が衝突する可能性があるか否かを判定する。制動制御のみによって衝突を回避することができない場合、車両制御装置は、更に、衝突を回避するための操舵制御を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−０３９３６９号公報
【特許文献２】特開２０１７−０２７２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車両が目標軌跡（目標パス）に追従するように車両走行を制御する「パス追従制御（path-following control）」が知られている。このパス追従制御は、車両を目標軌跡に追従させるために車輪を転舵する転舵制御（第１転舵制御）を含む。この第１転舵制御と同時に、パス追従制御とは独立した別の転舵制御（第２転舵制御）が行われる場合を考える。この場合、パス追従制御による第１転舵制御とパス追従制御から独立した第２転舵制御とが、互いに干渉する可能性がある。特に、第１転舵制御が第２転舵制御による転舵を弱める（阻害する、相殺する）ように作用する場合、第２転舵制御の効果が低減する、すなわち、第２転舵制御に関して所望の性能が得られなくなる。
【０００６】
本発明の１つの目的は、車両を目標軌跡に追従させる第１転舵制御と同時に別の第２転舵制御が行われる場合に、第２転舵制御を適切に実施することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の観点は、車両に搭載される車両制御システムを提供する。
前記車両制御システムは、
前記車両の車輪を転舵する転舵装置と、
前記転舵装置を制御する転舵制御を行う制御装置と
を備える。
前記転舵制御は、
目標軌跡を生成し、前記車両を前記目標軌跡に追従させる第１転舵制御と、
前記目標軌跡に依存することなく前記第１転舵制御から独立して行われる第２転舵制御と
を含む。
前記第１転舵制御と前記第２転舵制御が同時に行われる場合、前記制御装置は、前記第１転舵制御が前記第２転舵制御による前記車輪の転舵を弱めるか否かを判定する。
前記第１転舵制御が前記第２転舵制御による前記車輪の前記転舵を弱めると判定した場合、前記制御装置は、前記車両の現在の位置と現在のヨー角の少なくとも一方を起点として前記目標軌跡をリプランする。
【０００８】
第２の観点は、第１の観点に加えて、次の特徴を更に有する。
前記第１転舵制御が前記第２転舵制御による前記車輪の前記転舵を強めると判定した場合、前記制御装置は、前記目標軌跡をリプランせずに維持する。
【０００９】
第３の観点は、第１又は第２の観点に加えて、次の特徴を更に有する。
前記制御装置は、
前記第１転舵制御の第１目標転舵方向と前記第２転舵制御の第２目標転舵方向を比較し、
前記第１目標転舵方向が前記第２目標転舵方向と逆である場合、前記第１転舵制御が前記第２転舵制御による前記車輪の前記転舵を弱めると判定する。
【００１０】
第４の観点は、第１乃至第３の観点のいずれか１つに加えて、次の特徴を更に有する。
前記第２転舵制御の優先度は前記第１転舵制御よりも高い。
【発明の効果】
【００１１】
車両制御システムは、第１転舵制御と第２転舵制御が同時に行われる場合、第１転舵制御が第２転舵制御による転舵を弱めるか否かを判定する。第１転舵制御が第２転舵制御による転舵を弱めると判定した場合、車両制御システムは、車両の現在の位置と現在のヨー角の少なくとも一方を起点として目標軌跡をリプランする。このリプラン処理によって、車両を目標軌跡に追従させる第１転舵制御による転舵量が抑制される。その結果、第２転舵制御に対する第１転舵制御の影響が抑制され、第２転舵制御が適切に行われることになる。すなわち、第２転舵制御に関して所望の性能が得られることになる。
【００１２】
また、第１転舵制御が第２転舵制御による転舵を弱める場合であっても、第１転舵制御が終了させられるわけではない。車両制御システムは、第１転舵制御を終了する代わりに、目標軌跡をリプランし、第１転舵制御を継続する。従って、第２転舵制御の終了後においても、第１転舵制御が引き続き行われ、第１転舵制御によるパス追従効果が引き続き得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両制御システムによるパス追従制御を説明するための概念図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る車両制御システムによるパス追従制御における転舵制御を説明するための概念図である。
【図３】第１転舵制御と第２転舵制御との間の干渉の一例として、第１転舵制御と第２転舵制御が互いに弱め合う場合を示す概念図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る車両制御システムによる目標軌跡のリプランを説明するための概念図である。
【図５】図４で示された例の場合の第１転舵制御と第２転舵制御を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】第１転舵制御と第２転舵制御との間の干渉の他の例として、第１転舵制御と第２転舵制御が互いに強め合う場合を示す概念図である。
【図７】図６で示された例の場合の第１転舵制御と第２転舵制御を説明するためのタイミングチャートである。
【図８】本発明の実施の形態に係る車両制御システムの構成例を概略的に示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る車両制御システムにおける情報取得装置及び運転環境情報の例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る車両制御システムの制御装置の機能構成例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る車両制御システムの制御装置による転舵制御を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態に係る車両制御システムの制御装置による転舵制御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】
【００１４】
添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
１．概要
図１は、本発明の実施の形態に係る車両制御システム１０によるパス追従制御を説明するための概念図である。車両制御システム１０は、車両１に搭載されており、車両１の走行を制御する車両走行制御を行う。車両制御システム１０は、車両１の自動運転を制御する自動運転システムであってもよい。
【００１６】
パス追従制御は、車両走行制御の一種である。パス追従制御において、車両制御システム１０は、車両１の目標軌跡（目標パス）ＴＰを生成し、車両１が目標軌跡ＴＰに追従するように車両１の走行を制御する。
【００１７】
ここで、座標系（Ｘ，Ｙ）について定義する。図１に示される例では、原点Ｏは、車両１の中心である。Ｘ方向は車両１の前方方向であり、Ｙ方向はＸ方向と直交する平面方向である。但し、座標系（Ｘ，Ｙ）は、図１で示された例に限られない。
【００１８】
目標軌跡ＴＰは、あるタイミングにおける座標系（Ｘ，Ｙ）において定義される。原点ＯからＹ方向に位置する目標軌跡ＴＰ上の点Ａを考える。このとき、横偏差Ｅｄは、原点Ｏと点Ａとの間の距離、すなわち、車両１と目標軌跡ＴＰとの間の距離である。ヨー角偏差（方位角偏差）θｄは、点Ａにおける目標軌跡ＴＰの接線ＴＬと車両１の前方方向との間の角である。
【００１９】
車両制御システム１０は、車両１の位置方位情報や目標軌跡ＴＰに基づいて、車両１と目標軌跡ＴＰとの間の横偏差Ｅｄ及びヨー角偏差θｄを算出する。そして、車両制御システム１０は、横偏差Ｅｄ及びヨー角偏差θｄに基づき、車両１が目標軌跡ＴＰに追従するように車両１の走行を制御する。例えば、車両制御システム１０は、横偏差Ｅｄ及びヨー角偏差θｄが減少するように車両１の走行を制御する。
【００２０】
図２は、パス追従制御における転舵制御を説明するための概念図である。車両１を目標軌跡ＴＰに追従させるパス追従制御は、車両１の車輪を転舵する転舵制御（操舵制御）と、車両１を加減速する加減速制御と、を含む。例えば、図２に示されるように車両１が目標軌跡ＴＰから逸脱した場合、車両制御システム１０は、車両１を目標軌跡ＴＰに近づけるために転舵制御を行う。このようなパス追従制御による転舵制御、すなわち、車両１を目標軌跡ＴＰに追従させるための転舵制御を、以下「第１転舵制御」と呼ぶ。
【００２１】
更に、本実施の形態に係る車両制御システム１０は、パス追従制御による第１転舵制御とは異なる「第２転舵制御」も行う。第２転舵制御は、目標軌跡ＴＰに依存することなく、第１転舵制御から独立して行われる転舵制御である。第２転舵制御としては、車両１と物体との衝突の回避を支援する「衝突回避制御」、車両１の走行車線からの逸脱の防止を支援する「車線逸脱防止制御」、等が挙げられる。これら衝突回避制御や車線逸脱防止制御の優先度は、第１転舵制御よりも高い。
【００２２】
ここで、第１転舵制御（パス追従制御）と第２転舵制御が同時に行われる場合を考える。この場合、第１転舵制御と第２転舵制御とが互いに干渉する可能性がある。第１転舵制御と第２転舵制御との間の干渉としては、第１転舵制御と第２転舵制御が互いに弱め合う場合と、第１転舵制御と第２転舵制御が互いに強め合う場合とが考えられる。
【００２３】
図３は、干渉の一例として、第１転舵制御と第２転舵制御が互いに弱め合う場合を示している。図３に示される例では、第２転舵制御は、車両１と物体との衝突の回避を支援する衝突回避制御である。
【００２４】
例えば、図３に示されるように、目標軌跡ＴＰ上を走行している車両１の前方に障害物が存在している。車両制御システム１０は、その障害物を認識すると、車両１が障害物に衝突するか否かを判定する。車両１が障害物に衝突すると判定した場合、車両制御システム１０は、障害物を回避するために第２転舵制御を行う。具体的には、車両制御システム１０は、車両１がレーン境界ＢＲの方に移動するように第２転舵制御を行う。この第２転舵制御の目標転舵方向（以下、「第２目標転舵方向Ｄ２」と呼ぶ）は、目標軌跡ＴＰからレーン境界ＢＲに向かう方向である。
【００２５】
第２転舵制御によって車両１がレーン境界ＢＲの方向に移動すると、車両１が目標軌跡ＴＰから逸脱する。車両１が目標軌跡ＴＰから逸脱すると、車両制御システム１０は、車両１を目標軌跡ＴＰに近づけるために第１転舵制御を行う。この第１転舵制御の目標転舵方向（以下、「第１目標転舵方向Ｄ１」と呼ぶ）は、目標軌跡ＴＰに向かう方向である。
【００２６】
第１転舵制御の第１目標転舵方向Ｄ１は、第２転舵制御の第２目標転舵方向Ｄ２の反対である。すなわち、第１転舵制御は、第２転舵制御による転舵を弱める（阻害する、相殺する）ように作用する。従って、第２転舵制御の効果が低減する。言い換えれば、第２転舵制御に関して所望の性能が得られなくなる。例えば、障害物を回避するための車両挙動が緩慢になる。このことは、衝突回避の観点から好ましくない。
【００２７】
そこで、本実施の形態は、車両１を目標軌跡に追従させる第１転舵制御と同時に別の第２転舵制御が行われる場合に、第２転舵制御を適切に実施することができる技術を提供する。
【００２８】
図４は、本実施の形態の特徴を説明するための概念図である。時刻ｔｓより前、車両制御システム１０は、車両１が目標軌跡ＴＰ（０）に追従するようにパス追従制御を行っている。時刻ｔｓにおいて、第２転舵制御が開始する。第２転舵制御の第２目標転舵方向Ｄ２は、目標軌跡ＴＰ（０）から離れる方向である。
【００２９】
時刻ｔｓの後の時刻ｔ１において、車両１は、Ｐ（ｔ１）に位置しており、目標軌跡ＴＰ（０）から逸脱している。車両制御システム１０は、車両１を目標軌跡ＴＰ（０）に追従させる第１転舵制御が第２転舵制御による転舵を弱めると判定する。この場合、車両制御システム１０は、車両１の現在位置Ｐ（ｔ１）を起点として、目標軌跡ＴＰをリプランする。つまり、目標軌跡ＴＰは、元の目標軌跡ＴＰ（０）から、現在位置Ｐ（ｔ１）を起点とする目標軌跡ＴＰ（１）に更新される。このリプラン処理によって、横偏差Ｅｄがゼロにリセットされる。従って、第１転舵制御による転舵量が抑制される。その結果、第２転舵制御に対する第１転舵制御の影響が抑制され、第２転舵制御が適切に行われることになる。
【００３０】
その後も同様に、車両制御システム１０は、第１転舵制御が第２転舵制御による転舵を弱めるか否かを判定する。第１転舵制御が第２転舵制御による転舵を弱めると判定するたびに、車両制御システム１０は、リプラン処理を行い、車両１の現在位置Ｐ（ｔｋ）を起点とする目標軌跡ＴＰ（ｋ）を生成する。
【００３１】
例えば、車両制御システム１０は、一定期間毎に、車両１の位置や走行状態に関する情報を取得する。情報を取得するタイミングは、サンプリングタイミングである。そのサンプリングタイミング毎に、車両制御システム１０は、第１転舵制御が第２転舵制御による転舵を弱めるか否かを判定する。これにより、効果的に、第２転舵制御に対する第１転舵制御の影響を抑制することが可能となる。
【００３２】
図５は、図４で示された例の場合の第１転舵制御と第２転舵制御を説明するためのタイミングチャートである。図５には、横偏差Ｅｄ、第１目標舵角θ１、及び第２目標舵角θ２のそれぞれの時間変化が示されている。第１目標舵角θ１は、第１転舵制御に要求される目標舵角である。第２目標舵角θ２は、第２転舵制御に要求される目標舵角である。目標舵角の符号（正負）は、目標転舵方向によって変わる。第１目標舵角θ１と第２目標舵角θ２とで符号が異なることは、第１目標転舵方向Ｄ１と第２目標転舵方向Ｄ２が反対であることを意味する。
【００３３】
時刻ｔｓにおいて第２転舵制御が開始し、時刻ｔｅにおいて第２転舵制御が終了する。時刻ｔｓから時刻ｔｅまでの期間、第１転舵制御と第２転舵制御が同時に作動する。その期間、車両制御システム１０は、車両１の現在位置を起点として目標軌跡ＴＰをリプランする。このリプラン処理によって、横偏差Ｅｄはゼロにリセットされる。従って、第１転舵制御に要求される第１目標舵角θ１が抑えられる。その結果、第２転舵制御に対する第１転舵制御の影響が抑制される。
【００３４】
尚、図５には、比較例として、リプラン処理が行われない場合も点線で示されている。リプラン処理が行われない場合、第１転舵制御と第２転舵制御が互いに弱め合い、所望の転舵性能が得られなくなる。
【００３５】
上述の例では、車両制御システム１０は、車両１の現在の位置を起点として、目標軌跡ＴＰをリプランする。他の例として、車両制御システム１０は、車両１の現在のヨー角（方位、姿勢）を起点として、目標軌跡ＴＰをリプランしてもよい。このリプラン処理によって、ヨー角偏差θｄがゼロにリセットされる。従って、同様の効果が得られる。当然、車両制御システム１０は、車両１の現在の位置及び現在のヨー角を起点として、目標軌跡ＴＰをリプランしてもよい。
【００３６】
以上に説明されたように、本実施の形態に係る車両制御システム１０は、第１転舵制御と第２転舵制御が同時に行われる場合、第１転舵制御が第２転舵制御による転舵を弱めるか否かを判定する。第１転舵制御が第２転舵制御による転舵を弱めると判定した場合、車両制御システム１０は、車両１の現在の位置と現在のヨー角の少なくとも一方を起点として、目標軌跡ＴＰをリプランする。このリプラン処理によって、車両１を目標軌跡ＴＰに追従させる第１転舵制御による転舵量が抑制される。その結果、第２転舵制御に対する第１転舵制御の影響が抑制され、第２転舵制御が適切に行われることになる。すなわち、第２転舵制御に関して所望の性能が得られることになる。
【００３７】
また、本実施の形態によれば、第１転舵制御が第２転舵制御による転舵を弱める場合であっても、第１転舵制御が終了させられるわけではない。車両制御システム１０は、第１転舵制御を終了する代わりに、目標軌跡ＴＰをリプランして第１転舵制御を継続する。従って、第２転舵制御の終了後においても、第１転舵制御が引き続き行われ、第１転舵制御（パス追従制御）によるパス追従効果が引き続き得られる。
【００３８】
図６は、干渉の他の例として、第１転舵制御と第２転舵制御が互いに強め合う場合を示している。図６に示される例では、第２転舵制御は、車両１の走行車線からの逸脱の防止を支援する車線逸脱防止制御である。
【００３９】
例えば、図６に示されるように、目標軌跡ＴＰ上を走行している車両１に対して横風が当たり、車両１がレーン境界ＢＲの方に流される。車両１が目標軌跡ＴＰから逸脱すると、車両制御システム１０は、車両１を目標軌跡ＴＰに近づけるために第１転舵制御を行う。この第１転舵制御の第１目標転舵方向Ｄ１は、目標軌跡ＴＰに向かう方向である。
【００４０】
また、車両制御システム１０は、レーン境界ＢＲが車両１に接近したことを検知すると、車線逸脱を防止するために第２転舵制御を行う。具体的には、車両制御システム１０は、車両１がレーン境界ＢＲから離れてレーン中央の方に戻るように第２転舵制御を行う。この第２転舵制御の第２目標転舵方向Ｄ２は、レーン境界ＢＲから目標軌跡ＴＰに向かう方向である。つまり、第２目標転舵方向Ｄ２は、上記の第１目標転舵方向Ｄ１と同じである。
【００４１】
このように、図６に示される例では、第１転舵制御と第２転舵制御が同時に作動するとき、それら第１転舵制御と第２転舵制御が互いに強め合う。言い換えれば、第１転舵制御は、第２転舵制御による転舵を強めるように作用する。この場合、車両制御システム１０は、目標軌跡ＴＰをリプランすることなく、そのまま維持する。第１転舵制御と第２転舵制御が互いに強め合う結果、車両１は俊敏に目標軌跡ＴＰの方に戻る。つまり、第２転舵制御の応答性能が向上すると共に、第１転舵制御の追従性能が向上する。
【００４２】
図７は、図６で示された例の場合の第１転舵制御と第２転舵制御を説明するためのタイミングチャートである。図７のフォーマットは、既出の図５と同じである。
【００４３】
時刻ｔｗにおいて、車両１に対して横風が当たり、車両１がレーン境界ＢＲの方に流される。その結果、横偏差Ｅｄが増大し、それに応じて第１目標舵角θ１も増大する。
【００４４】
その後、時刻ｔｓにおいて第２転舵制御が開始する。第１転舵制御と第２転舵制御が同時に作動するが、それら第１転舵制御と第２転舵制御は互いに強め合う。従って、車両制御システム１０は、目標軌跡ＴＰをリプランすることなく、そのまま維持する。第１転舵制御と第２転舵制御が互いに強め合う結果、第２転舵制御の応答性能が向上すると共に、第１転舵制御の追従性能が向上する。
【００４５】
尚、図７には、比較例として、リプラン処理が行われる場合も点線で示されている。リプラン処理が行われる場合、横偏差Ｅｄがゼロにリセットされるため、第１転舵制御による転舵が抑制されてしまう。従って、第１転舵制御の追従性能の向上及び第２転舵制御の応答性能の向上という効果が得られなくなる。
【００４６】
以下、本実施の形態に係る車両制御システム１０について更に詳しく説明する。
【００４７】
２．車両制御システム
図８は、本実施の形態に係る車両制御システム１０の構成例を概略的に示すブロック図である。車両制御システム１０は、車両１に搭載されており、車両１の走行を制御する。車両制御システム１０は、車両１の自動運転を制御する自動運転システムであってもよい。図８に示されるように、車両制御システム１０は、情報取得装置２０、走行装置４０、及び制御装置５０を備えている。
【００４８】
情報取得装置２０は、車両制御システム１０による車両走行制御に必要な情報を取得する。車両走行制御に必要な情報は、車両１の運転環境を示す情報であり、以下「運転環境情報３０」と呼ばれる。情報取得装置２０は、運転環境情報３０を定期的に取得する。情報取得装置２０が運転環境情報３０を取得するタイミングがサンプリングタイミングである。
【００４９】
図９は、情報取得装置２０及び運転環境情報３０の例を示すブロック図である。情報取得装置２０は、地図情報取得装置２１、位置情報取得装置２２、認識センサ２３、及び車両状態センサ２４を備えている。運転環境情報３０は、地図情報３１、位置情報３２、周辺状況情報３３、及び車両状態情報３４を含んでいる。
【００５０】
地図情報取得装置２１は、レーン配置、レーン形状、等を示す地図情報３１を取得する。例えば、地図情報取得装置２１は、地図データベースから、必要なエリアの地図情報３１を取得する。地図データベースは、車両１に搭載されている所定の記憶装置に格納されていてもよいし、車両１の外部の管理サーバに格納されていてもよい。後者の場合、地図情報取得装置２１は、通信を介して、管理サーバの地図データベースから必要な地図情報３１を取得する。
【００５１】
位置情報取得装置２２は、車両１の位置及び方位を示す位置情報３２を取得する。例えば、位置情報取得装置２２は、車両１の位置及び方位を計測するＧＰＳ（Global Positioning System）装置を含んでいる。位置情報取得装置２２は、更に、車両１の周囲の白線を検出するセンサを含んでいてもよい。検出された白線の配置と地図情報３１で示されるレーン配置とを対比することによって、車両１の位置及び方位を精度良く算出することができる。
【００５２】
認識センサ２３は、車両１の周囲の状況を認識（検出）する。例えば、認識センサ２３は、カメラ、ライダー（LIDAR: Laser Imaging Detection and Ranging）、及びレーダを含んでいる。周辺状況情報３３は、認識センサ２３による認識結果を示す。例えば、周辺状況情報３３は、認識センサ２３によって認識された白線に関する白線情報を含む。また、周辺状況情報３３は、認識センサ２３によって認識された物標に関する物標情報を含む。物標としては、周辺車両、障害物、路側物、等が例示される。物標情報は、物標の大きさ、車両１に対する物標の相対位置及び相対速度、等を示す。
【００５３】
車両状態センサ２４は、車両１の状態を示す車両状態情報３４を取得する。例えば、車両状態センサ２４は、車速センサ、車輪速センサ、ヨーレートセンサ、横Ｇセンサ、及び舵角センサを含んでいる。車速センサは、車両１の速度を検出する。車輪速センサは、各車輪の車輪速を検出する。ヨーレートセンサは、車両１のヨーレートを検出する。横Ｇセンサは、車両１の横加速度を検出する。舵角センサは、車両１の操舵角を検出する。
【００５４】
再度図８を参照して、走行装置４０は、転舵装置４１、駆動装置４２、及び制動装置４３を含んでいる。転舵装置４１は、車両１の車輪を転舵する。例えば、転舵装置４１は、パワーステアリング（EPS: Electric Power Steering）装置を含んでいる。パワーステアリング装置の動作を制御することによって、車両１の車輪を転舵することができる。駆動装置４２は、駆動力を発生させる動力源である。駆動装置４２としては、エンジンや電動機が例示される。制動装置４３は、制動力を発生させる。
【００５５】
制御装置５０は、プロセッサ５１及び記憶装置５２を備えるマイクロコンピュータである。制御装置５０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも呼ばれる。記憶装置５２には、制御プログラムが格納される。プロセッサ５１が記憶装置５２に格納された制御プログラムを実行することにより、制御装置５０による各種処理が実現される。
【００５６】
特に、制御装置５０は、車両１の走行を制御する車両走行制御を行う。車両走行制御は、車両１の転舵を制御する転舵制御（操舵制御）と、車両１の加減速を制御する加減速制御とを含む。制御装置５０は、転舵装置４１を制御することによって転舵制御を行うことができる。また、制御装置５０は、駆動装置４２及び制動装置４３を制御することによって加減速制御を行うことができる。車両走行制御は、情報取得装置２０によって取得される運転環境情報３０に基づいて行われる。運転環境情報３０は、記憶装置５２に格納され、記憶装置５２から適宜読み出され使用される。
【００５７】
以下、制御装置５０による転舵制御について、更に詳しく説明する。
【００５８】
３．制御装置による転舵制御
図１０は、本実施の形態に係る車両制御システム１０の制御装置５０の機能構成例を示すブロック図である。制御装置５０は、機能ブロックとして、第１転舵制御部１００、第２転舵制御部２００、制御統合部３００、及び干渉判定部４００を備えている。これら機能ブロックは、制御装置５０のプロセッサ５１が記憶装置５２に格納された制御プログラムを実行することにより実現される。以下、各機能ブロックについて詳しく説明する。
【００５９】
３−１．第１転舵制御部１００
第１転舵制御部１００は、第１転舵制御（パス追従制御）を行う。つまり、第１転舵制御部１００は、目標軌跡ＴＰを生成し、車両１が目標軌跡ＴＰに追従するように車輪の転舵を制御する。より詳細には、第１転舵制御部１００は、目標軌跡生成部１１０と第１制御量算出部１２０を含んでいる。
【００６０】
目標軌跡生成部１１０は、運転環境情報３０（特に地図情報３１と位置情報３２）に基づいて、目標軌跡ＴＰを生成する。目標軌跡ＴＰの算出方法としては、様々なものが提案されている。本実施の形態における目標軌跡ＴＰの算出方法は、特に限定されない。
【００６１】
第１制御量算出部１２０は、目標軌跡ＴＰと運転環境情報３０に基づいて、第１転舵制御に必要な転舵制御量を算出する。第１転舵制御に必要な転舵制御量を、以下「第１制御量」と呼ぶ。第１制御量算出部１２０は、第１制御量を制御統合部３００に出力する。
【００６２】
例えば、第１制御量算出部１２０は、目標軌跡ＴＰ及び位置情報３２（位置、方位）に基づいて、車両１と目標軌跡ＴＰとの間の横偏差Ｅｄ及びヨー角偏差θｄを算出する。また、第１制御量算出部１２０は、横偏差Ｅｄ、ヨー角偏差θｄ、及び車両状態情報３４（車速、ヨーレート）に基づいて、車両１を目標軌跡ＴＰに追従させるために必要な目標ヨーレートを算出する。更に、第１制御量算出部１２０は、ヨーレートと目標ヨーレートとの差分であるヨーレート偏差に応じて目標舵角（第１目標舵角θ１）を算出する。また、第１制御量算出部１２０は、車両状態情報３４から実舵角を取得する。そして、第１制御量算出部１２０は、実舵角と目標舵角の差に応じたモータ電流指令値を算出する。第１制御量算出部１２０は、モータ電流指令値を第１制御量として制御統合部３００に出力する。
【００６３】
３−２．第２転舵制御部２００
第２転舵制御部２００は、運転環境情報３０に基づいて、第２転舵制御を行う。第２転舵制御は、目標軌跡ＴＰに依存することなく、第１転舵制御から独立して行われる。第２転舵制御としては、衝突回避制御、車線逸脱防止制御、等が挙げられる。そのような第２転舵制御の優先度は、第１転舵制御よりも高い。
【００６４】
第２転舵制御部２００は、条件判定部２１０と第２制御量算出部２２０を含んでいる。条件判定部２１０は、運転環境情報３０に基づいて、第２転舵制御の作動条件が成立するか否かを判定する。
【００６５】
例えば、衝突回避制御の場合、条件判定部２１０は、周辺状況情報３３（物標情報）と車両状態情報３４（車速、舵角、等）に基づいて、車両１が物体に衝突する可能性が高いか否かを判定する。車両１が物体に衝突する可能性が高いと判定した場合、条件判定部２１０は、衝突を回避するために第２転舵制御を行うことを決定する。
【００６６】
他の例として、車線逸脱防止制御の場合、条件判定部２１０は、周辺状況情報３３（白線情報）と車両状態情報３４（車速、舵角、等）に基づいて、車両１が走行車線から逸脱する可能性が高いか否かを判定する。車両１が走行車線から逸脱する可能性が高いと判定した場合、条件判定部２１０は、車線逸脱を防止するために第２転舵制御を行うことを決定する。
【００６７】
第２制御量算出部２２０は、運転環境情報３０に基づいて、第２転舵制御に必要な転舵制御量を算出する。第２転舵制御に必要な転舵制御量を、以下「第２制御量」と呼ぶ。第２制御量算出部２２０は、第２制御量を制御統合部３００に出力する。
【００６８】
例えば、第２制御量算出部２２０は、運転環境情報３０に基づいて、第２転舵制御に必要な目標ヨーレートを算出する。更に、第２制御量算出部２２０は、ヨーレートと目標ヨーレートとの差分であるヨーレート偏差に応じて目標舵角（第２目標舵角θ２）を算出する。また、第２制御量算出部２２０は、車両状態情報３４から実舵角を取得する。そして、第２制御量算出部２２０は、実舵角と目標舵角の差に応じたモータ電流指令値を算出する。第２制御量算出部２２０は、モータ電流指令値を第１制御量として制御統合部３００に出力する。
【００６９】
３−３．制御統合部３００
制御統合部３００は、第１転舵制御部１００から第１制御量を受け取り、第２転舵制御部２００から第２制御量を受け取る。制御統合部３００は、第１制御量と第２制御量を統合して、転舵制御量を算出する。例えば、制御統合部３００は、第１制御量と第２制御量を足し合わせて、転舵制御量を算出する。そして、制御統合部３００は、転舵制御量に従って転舵装置４１の動作を制御する。
【００７０】
３−４．干渉判定部４００
干渉判定部４００は、第１転舵制御部１００から、第１転舵制御の作動状態及び制御パラメータに関する情報を受け取る。また、干渉判定部４００は、第２転舵制御部２００から、第２転舵制御の作動状態及び制御パラメータに関する情報を受け取る。まず、干渉判定部４００は、第１転舵制御と第２転舵制御が同時に行われるか否かを判定する。
【００７１】
第１転舵制御と第２転舵制御が同時に行われる場合、干渉判定部４００は、第１転舵制御が第２転舵制御による転舵を弱めるか否かを判定する。例えば、干渉判定部４００は、第１転舵制御の第１目標転舵方向Ｄ１と第２転舵制御の第２目標転舵方向Ｄ２を比較する。第１目標転舵方向Ｄ１は、第１転舵制御部１００によって算出される第１目標舵角θ１から分かる。第２目標転舵方向Ｄ２は、第２転舵制御部２００によって算出される第２目標舵角θ２から分かる。第１目標転舵方向Ｄ１と第２目標転舵方向Ｄ２が逆である場合、干渉判定部４００は、第１転舵制御が第２転舵制御による転舵を弱めると判定する。
【００７２】
第１転舵制御が第２転舵制御による転舵を弱めると判定した場合、干渉判定部４００は、目標軌跡生成部１１０にリプラン処理を実行するよう指示する。目標軌跡生成部１１０は、車両１の現在の位置と現在のヨー角（方位、姿勢）の少なくとも一方を起点として、目標軌跡ＴＰをリプランする。第１転舵制御部１００は、リプラン後の目標軌跡ＴＰに基づいて第１転舵制御を継続する。
【００７３】
一方、第１転舵制御が第２転舵制御による転舵を強めると判定した場合、干渉判定部４００は、リプラン処理の実行を指示しない。目標軌跡ＴＰはそのまま維持される。
【００７４】
３−５．処理フロー
図１１及び図１２は、本実施の形態に係る車両制御システム１０の制御装置５０による転舵制御を示すフローチャートである。図１１及び図１２に示されるフローは、運転環境情報３０を取得するサンプリングタイミング毎に実行される。
【００７５】
図１１は、第２転舵制御部２００による処理フローを示している。
【００７６】
ステップＳ２００において、第２転舵制御部２００は、第２転舵制御が作動中か否かを判定する。第２転舵制御が作動中の場合（ステップＳ２００；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２２０に進む。一方、第２転舵制御が作動中ではない場合（ステップＳ２００；Ｎｏ）、処理はステップＳ２１０に進む。
【００７７】
ステップＳ２１０において、第２転舵制御部２００は、第２転舵制御の作動条件が成立するか否かを判定する。作動条件が成立する場合（ステップＳ２１０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２２０に進む。一方、作動条件が成立しない場合（ステップＳ２１０；Ｎｏ）、今回のサイクルにおける処理は終了する。
【００７８】
ステップＳ２２０において、第２転舵制御部２００は、第２転舵制御に必要な第２制御量を算出する。そして、第２転舵制御部２００は、第２制御量を制御統合部３００に出力する。
【００７９】
ステップＳ２３０において、第２転舵制御部２００は、第２転舵制御の終了条件が成立するか否かを判定する。終了条件が成立する場合（ステップＳ２３０；Ｙｅｓ）、第２転舵制御部２００は第２転舵制御を終了する。一方、終了条件が成立しない場合（ステップＳ２３０；Ｎｏ）、今回のサイクルにおける処理は終了する。
【００８０】
図１２は、第１転舵制御部１００、制御統合部３００、及び干渉判定部４００による処理フローを示している。
【００８１】
ステップＳ１００において、第１転舵制御部１００は、目標軌跡ＴＰを生成するタイミングか否かを判定する。例えば、目標軌跡ＴＰは、所定の期間毎に定期的に生成される。目標軌跡ＴＰを生成するタイミングである場合（ステップＳ１００；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１１０に進む。それ以外の場合（ステップＳ１００；Ｎｏ）、処理はステップＳ１２０に進む。
【００８２】
ステップＳ１１０において、第１転舵制御部１００は、新たな目標軌跡ＴＰを生成する。その後、処理はステップＳ１２０に進む。
【００８３】
ステップ１２０において、第１転舵制御部１００は、第１転舵制御に必要な第１制御量を算出する。その後、処理はステップＳ４００に進む。
【００８４】
ステップＳ４００において、干渉判定部４００は、第２転舵制御（図１１参照）が作動中か否かを判定する。言い換えれば、干渉判定部４００は、第１転舵制御と第２転舵制御が同時に行われるか否かを判定する。第２転舵制御が作動中の場合（ステップＳ４００；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４１０に進む。それ以外の場合（ステップＳ４００；Ｎｏ）、処理はステップＳ３００に進む。
【００８５】
ステップＳ４１０において、干渉判定部４００は、第１転舵制御が第２転舵制御による転舵を弱めるか否かを判定する。第１転舵制御が第２転舵制御による転舵を弱める場合（ステップＳ４１０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１３０に進む。一方、第１転舵制御が第２転舵制御による転舵を強める場合（ステップＳ４１０；Ｎｏ）、処理はステップＳ３００に進む。
【００８６】
ステップＳ１３０において、第１転舵制御部１００は、車両１の現在の位置と現在のヨー角の少なくとも一方を起点として、目標軌跡ＴＰをリプランする。その後、処理はステップＳ１４０に進む。
【００８７】
ステップＳ１４０において、第１転舵制御部１００は、リプラン後の目標軌跡ＴＰに基づいて、第１転舵制御に必要な第１制御量を算出する。その後、処理はステップＳ３００に進む。
【００８８】
ステップＳ３００において、制御統合部３００は、第１制御量と第２制御量を統合して、転舵制御量を算出する。そして、制御統合部３００は、転舵制御量に従って転舵装置４１の動作を制御する。
【符号の説明】
【００８９】
１    車両
１０    車両制御システム
２０    情報取得装置
２１    地図情報取得装置
２２    位置情報取得装置
２３    認識センサ
２４    車両状態センサ
３０    運転環境情報
３１    地図情報
３２    位置情報
３３    周辺状況情報
３４    車両状態情報
４０    走行装置
４１    転舵装置
４２    駆動装置
４３    制動装置
５０    制御装置
１００    第１転舵制御部
１１０    目標軌跡生成部
１２０    第１制御量算出部
２００    第２転舵制御部
２１０    条件判定部
２２０    第２制御量算出部
３００    制御統合部
４００    干渉判定部
【図１】
2020037322.tif 000003
【図２】
2020037322.tif 000004
【図３】
2020037322.tif 000005
【図４】
2020037322.tif 000006
【図５】
2020037322.tif 000007
【図６】
2020037322.tif 000008
【図７】
2020037322.tif 000009
【図８】
2020037322.tif 000010
【図９】
2020037322.tif 000011
【図１０】
2020037322.tif 000012
【図１１】
2020037322.tif 000013
【図１２】
2020037322.tif 000014