CN109843682A - 车辆控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆控制装置(12)，当通过自动驾驶开关(22)将自动驾驶从关闭状态切换为开启状态时，该车辆控制装置(12)按照根据自动驾驶关闭状态生成的上次的目标轨迹(St)或者根据最新的本车状态信息(Ivh)生成的预测轨迹(Pt)向自动驾驶转移，因此，当从手动驾驶向自动驾驶转移时，能够瞬时且顺利地进行转移。

Description

车辆控制装置

技术领域

本发明涉及一种适用于能够自动驾驶(包括自动驾驶辅助)的车辆的车辆控制装置。

背景技术

在美国专利申请公开第2013/0110343号公报(以下称为“US2013/0110343A1”。)中，其目的在于，提供一种在通过自动驾驶开关指示自动驾驶的执行的情况下，不会给驾驶者带来不适感，感觉上易于操作的驾驶辅助装置([0008]、摘要)。

发明内容

然而，在US2013/0110343A1所记载的驾驶辅助装置中，当在行驶中通过操作自动驾驶开关从手动驾驶切换为自动驾驶时,在该切换时之后生成自动驾驶用的行进路径([0047])。

因此，存在以下技术问题：从通过自动驾驶开关进行向自动驾驶切换的操作时开始至实际上开始车辆的自动驾驶为止需要时间，而给驾驶员等带来不适感。

还存在以下技术问题：假设在进行切换操作时立即切换为自动驾驶的情况下，由于车内通信系统的时间延迟等，到车辆行为稳定为止需要时间。

本发明是考虑这样的技术问题而完成的,其目的在于,提供一种当在行驶中从手动驾驶模式切换为自动驾驶模式时,能够瞬时且顺利地开始自动驾驶的车辆控制装置。

本发明所涉及的车辆控制装置控制能自动驾驶的车辆，具有：环境地图生成部，其根据外界识别信息和本车状态信息来生成环境地图信息；目标轨迹生成部，其根据所述本车状态信息和所述环境地图信息，按第1周期生成由对该第1周期进行分割得到的第2周期的轨迹点列构成的目标轨迹；车辆控制部，其根据所述目标轨迹来进行自动驾驶或者进行基于驾驶员操作的手动驾驶；自动/手动切换部，其切换所述自动驾驶和所述手动驾驶；和总括控制部，其控制上述各部，所述总括控制部以以下方式进行控制：在本车行驶过程中，在检测到从所述手动驾驶向所述自动驾驶切换时的所述第2周期的结束时刻之后，直到所述第1周期那么长的时间的结束时刻为止，按上次的所述目标轨迹或者按基于最新的所述本车状态信息的预测轨迹进行所述自动驾驶，在所述第1周期那么长的所述结束时刻之后，沿顺次生成的所述目标轨迹进行自动驾驶。

根据本发明，当在行驶过程中通过自动/手动切换部从手动驾驶向自动驾驶切换时，根据上次的目标轨迹或者最新的本车状态信息向自动驾驶转移，因此，当从手动驾驶向自动驾驶转换时，能够瞬时且顺利地进行转移。

在该情况下，也可以为：所述目标轨迹生成部无关于所述自动/手动切换部的切换而连续地生成所述目标轨迹，所述总括控制部以以下方式进行控制：在从所述手动驾驶向所述自动驾驶切换时，在所述第2周期的结束时刻之后直到所述第1周期那么长的时间的结束时刻为止，使用按所述第1周期计算出的所述目标轨迹的剩余部分进行所述自动驾驶，在所述第1周期那么长的时间的所述结束时刻之后，沿顺次生成的所述目标轨迹进行自动驾驶。

根据本发明，当通过自动/手动切换部从手动驾驶向自动驾驶切换时，立即向按照已经计算出的目标轨迹的自动驾驶转移，因此，当从手动驾驶向自动驾驶转移时，能够瞬时且顺利地进行转移。

另外，也可以为：所述目标轨迹生成部在由所述自动/手动切换部向所述自动驾驶进行切换时之前连续生成基于最新的所述本车状态信息的所述预测轨迹，在向所述自动驾驶切换时之后连续生成所述目标轨迹，所述总括控制部以以下方式进行控制：在从所述手动驾驶向所述自动驾驶切换时，在所述第2周期的结束时刻之后直到所述第1周期那么长的时间的结束时刻为止，按照所述预测轨迹开始自动驾驶，在所述第1周期那么长的时间的所述结束时刻之后，继续进行按照所述目标轨迹的自动驾驶。

根据本发明，当通过自动/手动切换部从手动驾驶向自动驾驶切换时按照根据最新的本车状态信息生成的预测轨迹开始自动驾驶，在此之后，按照所述目标轨迹继续自动驾驶，因此，当从手动驾驶向自动驾驶转移时，能够瞬时且顺利地进行转移。

并且，所述预测轨迹至少预计到相当于所述第1周期那么长的时间的时间延迟。这样，使通过总括控制部生成的预测轨迹至少预计到相当于第1周期那么长的时间的时间延迟，据此，在此之后，能够继续按照目标轨迹的自动驾驶。

并且，优选为，具有蓄电装置，该蓄电装置向该车辆控制装置供给电力，在所述蓄电装置的剩余电量在阈值剩余电量以上的情况下，所述车辆控制部根据所述目标轨迹开始所述自动驾驶，在所述蓄电装置的剩余电量低于所述阈值剩余电量的情况下，所述车辆控制部根据所述预测轨迹来开始自动驾驶。

在所述蓄电装置的剩余电量在阈值剩余电量以上，电力有富余的情况下，在行驶过程中始终生成目标轨迹，在所述蓄电装置的剩余电量低于所述阈值剩余电量，电力没有富余的情况下，禁止始终生成目标轨迹而生成预测轨迹，因此，能够进行与蓄电装置的剩余电量对应的自动驾驶。另外，在切换时，与按照最新的预测轨迹进行自动驾驶相比，按最新的目标轨迹进行自动驾驶能够使车辆的轨迹更平滑。

附图说明

图1是搭载有本实施方式所涉及的车辆控制装置的车辆的概略结构框图。

图2是环境地图的示例图。

图3是用于说明第1实施例的车辆控制装置的动作的流程图。

图4是用于说明第1实施例的车辆控制装置的动作的时序图。

图5是用于说明第2实施例的车辆控制装置的动作的流程图。

图6是用于说明第2实施例的车辆控制装置的动作的时序图。

具体实施方式

下面，在本发明所涉及的车辆控制装置与搭载有该车辆控制装置的车辆的关系方面列举优选的实施方式，且边参照附图边对本发明所涉及的车辆控制装置进行说明。

[车辆10的结构]

图1是表示搭载有该实施方式所涉及的车辆控制装置12的车辆(还称为本车或者本车辆。)10的概略结构的框图。

车辆10包括车辆控制装置12，除了该车辆控制装置12之外，还具有分别通过通信线而与该车辆控制装置12连接的输入装置和输出装置、向这些输入输出装置和车辆控制装置12供给电力(电源)的二次电池即蓄电装置124。

作为所述输入装置而具有外界传感器14、导航装置16、车辆传感器18、通信装置20、自动驾驶开关(自动驾驶SW)22、连接于操作设备24的操作检测传感器26和电力控制装置120。

作为所述输出装置而具有驱动未图示的车轮的驱动力装置28、对所述车轮进行操舵的操舵装置30和对所述车轮进行制动的制动装置32。另外，导航装置16或通信装置20还能够作为输入输出装置(人机接口、收发机)来使用。

[连接于车辆控制装置12的输入输出装置等的结构]

外界传感器14具有获取车辆10的外界(前方、后方、侧方等周围360゜)信息的多个摄像头33和多个雷达34，且将获取到的车辆10的外界信息输出给车辆控制装置12。外界传感器14还可以具有多个LIDAR(光探测和测距)。

导航装置16使用卫星定位装置等来检测、确定车辆10的当前位置,并且作为用户接口而具有触摸屏式的显示器、扬声器和麦克风，计算从当前位置或者用户指定的位置至所指定的目的地的路径，且将该路径输出给车辆控制装置12。由导航装置16计算出的路径被作为路径信息而存储在存储装置40的路径信息存储部44中。

车辆传感器18包括检测车辆10的速度(车速)的速度(车速)传感器、检测加速度的加速度传感器、检测横向加速度(横G)的横向加速度传感器、检测车辆10绕垂直轴的角速度的偏航角速率传感器、检测车辆10的朝向的方位传感器、检测车辆10的倾斜的倾斜传感器等，将各检测信号输出给车辆控制装置12。这些检测信号按照后述的每一运算周期Toc作为本车状态信息Ivh被存储在存储装置40的本车状态信息存储部46中。

通信装置20与路侧设备、其他车辆和服务器等进行通信，接收或者发送与交通信号灯等有关的信息、与其他车辆有关的信息、及探测信息和更新地图信息等。另外，地图信息除了被存储于导航装置16之外，还作为地图信息被存储于存储装置40的地图信息存储部42。

操作设备24包括加速踏板、方向盘(handle)、制动踏板、换挡杆和方向指示器操作杆等。在操作设备24中安装有操作检测传感器26，该操作检测传感器26检测有无由驾驶员进行的操作、操作量、操作位置。

操作检测传感器26将加速器踩踏(开度)量、方向盘操作(操舵)量、制动器踩踏量、挡位、右左转弯方向等作为检测结果输出给车辆控制部110。

自动驾驶开关(自动/手动切换部)22例如被设置于仪表板，是驾驶员等用户为了切换非自动驾驶模式(手动驾驶模式)和自动驾驶模式而手动(manual)操作的按钮开关。

在本实施方式中，设定为每当按压自动驾驶开关22时切换自动驾驶模式和非自动驾驶模式，但为了可靠地确认驾驶员的自动驾驶意思，例如还能够设定为当按压2次时从非自动驾驶模式切换为自动驾驶模式，当按压1次时从自动驾驶模式切换为非自动驾驶模式。

自动驾驶模式是在驾驶员没有对加速踏板、方向盘、制动踏板等操作设备24进行操作的状态下车辆10在车辆控制装置12的控制下行驶的驾驶模式，是车辆控制装置12根据行动计划(后述的目标轨迹St或者预测轨迹Pt)来控制驱动力装置28、操舵装置30和制动装置32的一部分或者全部的驾驶模式。

另外，当在自动驾驶模式中驾驶员开始操作加速踏板、方向盘、制动踏板等操作设备24时，自动驾驶模式被自动解除，切换为非自动驾驶模式(手动驾驶模式)。

在此，在手动驾驶模式中也能够实施公知的ACC(Adaptive Cruise Control:自适应巡航控制)功能、LKAS(Lane Keep Assist System:车道保持辅助系统)功能等、一定的驾驶辅助功能。

另外，所述的自动驾驶开关22可以是触摸式，也可以为语音输入方式等。

驱动力装置28由驱动力ECU和发动机和/或驱动马达等车辆10的驱动源构成。驱动力装置28按照从车辆控制部110输入的车辆控制值Cvh生成用于使车辆10行驶的行驶驱动力(扭矩)，并将该行驶驱动力通过变速器或者直接传递给车轮。

操舵装置30由EPS(电动助力转向系统)ECU和EPS装置构成。操舵装置30按照从车辆控制部110输入的车辆控制值Cvh来改变车轮(转向轮)的朝向。

制动装置32例如是并用液压式制动器的电动伺服制动器，由制动ECU和制动执行机构构成。

制动装置32按照从车辆控制部110输入的车辆控制值Cvh信息对车轮进行制动。

另外，车辆10的操舵还能够通过改变对左右车轮的扭矩分配或制动力分配来实现。

电力控制装置120包括检测蓄电装置124的剩余电量SOC的剩余电量传感器122，且将剩余电量SOC输出给总括控制部70。

[车辆控制装置12的结构]

车辆控制装置12由1个或者多个ECU(电子控制单元)构成，除了各种功能实现部之外，还具有存储装置40等。另外，在该实施方式中，功能实现部是通过CPU(中央处理单元)执行存储于存储装置40的程序来实现功能的软件功能部，但还能够通过由集成电路等构成的硬件功能部来实现。

车辆控制装置12除了存储装置40和作为功能实现部(功能实现模块)的车辆控制部110之外，还由外界识别部51、识别结果接收部52、环境地图生成部(还称为局部环境地图生成部。)54、目标轨迹生成部73、对上述各部进行总括控制且控制任务同步的总括控制部(任务同步模块)70构成。

在车辆控制装置12中，外界识别部51同时生成由静态(不发生变化或不移动)的外界识别信息Iprs和动态(有发生变化或者移动的可能性)的外界识别信息Iprd构成的外界识别信息Ipr。

当生成静态的外界识别信息Iprs时，外界识别部51参照来自车辆控制部110的本车状态信息Ivh，并且根据来自外界传感器14中的摄像头33等的外界信息(图像信息)，识别该位置的车辆10两侧(右侧和左侧)的车道标识线(白线等)，并且识别至交叉路口等停车线为止的距离(位于距停车线还差几米(m)的位置。)、和可行驶区域(不考虑车道标识线而除护栏和缘石之外的平面区域)等，生成为外界识别信息Iprs且将其发送(输出)给识别结果接收部52。

当生成动态的外界识别信息Iprd时，外界识别部51参照所述本车状态信息Ivh，还根据来自摄像头33等的外界信息，识别障碍物(包括泊车车辆和停车车辆)、交通参与者(人、其他车辆)、和交通信号灯的灯色{青色(绿色)、黄色(橙色)、红色}等，生成为外界识别信息Iprd且将其发送(输出)给识别结果接收部52。

外界识别部51在小于运算周期Toc的时间识别外界识别信息Ipr(Ipr＝Iprs+Iprsd)，且将其发送(输出)给识别结果接收部52。

在该情况下，识别结果接收部52响应于来自总括控制部70的运算指令Aa，将从外界识别部51接收到的外界识别信息Ipr(Ipr＝Iprs+Iprd)在运算周期Toc内输出给总括控制部70。

总括控制部70将外界识别信息Ipr(Ipr＝Iprs+Iprd)存储在存储装置40中。

在此，运算周期(还称为基准周期或者基准运算周期。)Toc是车辆控制装置12中的基准的运算周期，例如被设定为数10ms左右的值。

环境地图生成部54响应于来自总括控制部70的运算指令Ab，参照(汇集)本车状态信息Ivh和外界识别信息Ipr，在运算周期Toc内生成环境地图信息(还称为局部环境地图信息。)Iem且将其输出给总括控制部70。

环境地图信息Iem大致是将本车状态信息Ivh与外界识别信息Ipr合成得到的信息。环境地图信息Iem被存储于存储装置40的环境地图信息存储部47。

图2表示作为环境地图信息Iem而存储的、作为一例的环境地图(还称为局部环境地图。)Lmap。

在此，本车状态信息Ivh是从车辆控制部110得到的信息，基本上由偏移量(位置)OS、中心线CL与车辆10的车头方向nd之间所成的角即姿势角(还称为方位角。)θz、速度vs、加速度va、行驶路线的曲率ρ、偏航角速率γ和操舵角δst等构成，其中所述偏移量OS是车辆10的基准点Bp、例如后轮车轴的中点从车道L(由右侧车道标识线Lmr和左侧车道标识线Lml来划分。)的中心线(假想线)CL偏移的偏移量(位置)。偏移量OS也可以是从基准位置(任意)起算的坐标{x(行驶道路的方向即纵向)，y(与行驶道路正交的方向即横向)}。

即，如以下(1)式所示，本车状态信息Ivh是后述的轨迹点列Pj{参照(2)式}的、在该时间点的最新信息。

Ivh＝Ivh(x，y，θz，vs，va，ρ，γ，δst)…(1)

Pj

＝Pj(x，y，θz，vs，va，ρ，γ，δst)t＝1，2，…T

…(2)

另外，对轨迹点列Pj进行修正直到后述的候选轨迹点列Pcj(x，y，θz，vs，va，ρ，γ，δst)t＝1，2，…T得到肯定评价为止，形成作为输出轨迹的轨迹点列Pj(x，y，θz，vs，va，ρ，γ，δst)t＝1，2，…T。t与运算周期Toc的整数分之一(也可以根据速度vs而改变。)单位时间对应，1与最初的点对应，T与第1秒(sec)的点等所生成的轨迹的时间长度对应。

图2中，车道L(右侧车道标识线Lmr和左侧车道标识线Lml)是由外界识别部51根据来自摄像头33的图像信息识别(公知的车道标识线检测、俯瞰变换和曲线近似处理)出的外界识别信息Ipr。

这样，环境地图信息Iem(环境地图Lmap)是合并本车状态信息Ivh和外界识别信息Ipr而生成的、以本车10正行驶的方向的本车位置为基准而示出道路(车道标识线Lm)等的周边状况(本车周边状况)的信息。

返回到图1，目标轨迹生成部73响应于来自总括控制部70的运算指令Ae，参照环境地图信息Iem(包括动态的外界识别信息Iprd和静态的外界识别信息Iprs。)、本车状态信息Ivh、存储在地图信息存储部42中的道路地图(弯道的曲率等)，以运算周期Toc生成与本车辆10的车辆动态对应的目标轨迹St，且将其输出给总括控制部70，同时输出给车辆控制部110。目标轨迹St作为轨迹信息It被存储在轨迹信息存储部48中。

这样一来，目标轨迹生成部73以运算周期Toc生成与接下来行驶的相对较短的时间(短的距离)、例如1秒左右的行驶时间对应的目标轨迹(称为1sec轨迹。)St。

按照每一运算周期Toc，根据大致沿车道标识线的中心线CL的纵向的位置x、横向的位置y、姿势角θz、速度vs、加速度va、操舵角δst(车辆10的舵角δ能够通过对方向盘的操舵角δst考虑齿轮齿数比来计算。)等，生成作为车辆指令值的轨迹点列Pj(x，y，θz，vs，va，δst){参照上述(2)式。}来作为目标轨迹St。

通过目标轨迹生成部73按照每一运算周期Toc生成多个候选轨迹点列Pcj(运算周期：Toc/5左右)，如在后面叙述的那样，进一步由目标轨迹生成部73根据车辆动态等对所生成的候选轨迹点列Pcj的轨迹进行评价之后，根据评价结果，如果需要则对所生成的候选轨迹点列Pcj进行修正，生成与目标轨迹St相应的作为输出轨迹的轨迹点列Pj。

另外，在后述的第2实施例中，当从手动驾驶模式切换为自动驾驶模式时，目标轨迹生成部73向车辆控制部110输出由基于最新的本车状态信息Ivh的预测轨迹Pt构成的轨迹点列Pj。

车辆控制部110以使车辆10沿输入的目标轨迹St(或者预测轨迹Pt)、即按运算周期Toc/5左右(将运算周期Toc分割为5部分的5分频)的周期生成且输入的轨迹点列Pj行驶的方式，将轨迹点列Pj转换为车辆控制值Cvh且将其输出给驱动力装置28、操舵装置30和制动装置32。

[实施方式的动作说明]

[第1实施例]：St生成模式(目标轨迹生成模式)

[基于流程图的第1实施例的说明]

参照图3的流程图对基本上如以上那样构成的车辆控制装置12的第1实施例的动作详细地进行说明。另外，流程图所涉及的程序的执行主体是车辆控制装置12的总括控制部70。

该第1实施例所涉及的St生成模式(目标轨迹生成模式)与后述的第2实施例所涉及的Pt生成模式(预测轨迹生成模式)相比较，用于非自动驾驶时的运算的电力消耗量大，因此，例如在由剩余电量传感器122检测到的蓄电装置124的剩余电量SOC比阈值剩余电量SOCth大(SOC＞SOCth)的情况下，执行该第1实施例所涉及的St生成模式。

在步骤S1中，总括控制部70向识别结果接收部52发送请求接收外界识别信息Ipr的运算指令Aa。

在该情况下，外界识别部51在低于运算周期Toc的时间，根据来自外界传感器14中的摄像头33的外界信息(图像信息)，识别车辆10两侧(右侧和左侧)的车道标识线Lm(Lmr、Lml)，并且生成至交叉路口等的停车线的位置和可行驶区域(除护栏和缘石以外的区域)等静态的外界识别信息Iprs，且将其发送给识别结果接收部52。

同时，外界识别部51根据来自摄像头33、雷达34和未图示的LIDAR等的外界信息，生成障碍物(包括泊车车辆和停车车辆)、交通参与者(人、其他车辆)、和交通信号灯的灯色等动态的外界识别信息Iprd，且将其发送给识别结果接收部52。

因此，在步骤S2中，静态的外界识别信息Iprs(例如，主要是车道标识线、停车线，缘石等道路标线)和动态的外界识别信息Iprd(例如，主要是交通信号灯灯色、交通参与者)作为外界识别信息Ipr，由总括控制部70通过识别结果接收部52与运算指令Aa同步地获取到，且被存储在存储装置40中。

在步骤S3中，与运算周期Toc同步，总括控制部70向环境地图生成部54发送外界识别信息Ipr和本车状态信息Ivh，并且发送请求生成环境地图信息Iem的运算指令Ab。

与该运算指令Ab同步，环境地图生成部54在运算周期Toc内将本车状态信息Ivh与外界识别信息Ipr合并(merge)，生成图3所示的包含环境地图Lmap的环境地图信息Iem，且将其发送给总括控制部70。

据此，在步骤S4中，总括控制部70获取环境地图信息Iem，且将其存储在存储装置40中。

接着，在步骤S5中，与运算周期Toc同步，总括控制部70向目标轨迹生成部73发送外界识别信息Ipr、本车状态信息Ivh和环境地图信息Iem，并且发送请求生成目标轨迹St的运算指令Ae。

与该运算指令Ae同步，目标轨迹生成部73将上次输出的目标轨迹St设定为初始值(初始位置)，以该初始值(初始位置)为基准，参照本车状态信息Ivh和环境地图信息Iem生成按运算周期Toc的1/5的周期(对运算周期Toc进行5分频)的候选轨迹点列Pcj，该候选轨迹点列Pcj包含车辆10的基准点Bp(图2)的车头方向(纵向x)nd和与车头方向nd正交的方向(横向y)的位置坐标(x，y)。

目标轨迹生成部73将生成的候选轨迹点列Pcj的轨迹与环境地图信息Iem对照，一边考虑车辆动态，一边评价例如在交通信号灯的灯色为青色(绿灯)的情况下是否能通过交叉路口、在交通信号灯的灯色为红色(红灯)的情况下是否能在交叉路口近前的停车线停车等，且对候选轨迹点列Pcj进行修正直到评价结果为肯定的评价为止，由此生成作为输出轨迹的轨迹点列Pj。生成的轨迹点列Pj被发送给总括控制部70和车辆控制部110。

在步骤S6中，总括控制部70获取由该轨迹点列Pj构成的目标轨迹St和更新后的更新计数器的计数值，且将其作为轨迹信息It存储在轨迹信息存储部48中。

接着，在步骤S7中，总括控制部70判定是否设定为自动驾驶开关22为接通状态的自动驾驶模式。

在设定为自动驾驶开关22为断开状态的非自动驾驶模式(步骤S7：否)的情况下，重复步骤S1之后的目标轨迹St的生成处理。

在设定为自动驾驶开关22为接通状态的自动驾驶模式(步骤S7：是)的情况下，在步骤S8中，向车辆控制部110发送自动驾驶开始指令Adcom，据此，车辆10瞬时且顺利地切换为自动驾驶模式{还称为从非自动驾驶模式向自动驾驶模式转换(转移)。}。

然后，在该步骤S8中，从目标轨迹生成部73向车辆控制部110输出在步骤S6中生成的由上次的轨迹点列Pj构成的目标轨迹St。据此，从车辆控制部110向致动器27(驱动力装置28、操舵装置30和制动装置32)输出与目标轨迹St的轨迹点列Pj对应的车辆控制值Cvh，开始甚至继续基于目标轨迹St的自动驾驶。

[基于时序图的第1实施例的说明]

参照图4的时序图对从非自动驾驶模式向自动驾驶模式转换的转换动作进行说明。

图4中，在时间点t0，通过驾驶员等对自动驾驶开关22的操作来从手动驾驶模式(自动驾驶：关闭状态)切换为自动驾驶模式(自动驾驶：开启状态)。

在时间点t0之前的时间点t-4{图4中，最左端的时间点即运算周期Toc(＝第1周期)的开始时间}，总括控制部70通过车辆控制部110接收本车状态信息Ivh。

在从时间点t-4开始的运算周期Toc开始附近，总括控制部70向目标轨迹生成部73发送请求生成目标轨迹St的运算指令Ae(对应于步骤S5)。

响应于该运算指令Ae，目标轨迹生成部73在运算周期Toc内的大致Toc×(1/5)内的时间生成由轨迹点列Pj构成的目标轨迹St且将其输出给总括控制部70和车辆控制部110。

这样一来，在没有切换为自动驾驶模式的手动驾驶模式时的时间点t-4、t-3、t-2和时间点t-1也进行由轨迹点列Pj构成的目标轨迹St的生成，且将生成的目标轨迹St发送给车辆控制部110。

在时间点t0，通过操作自动驾驶开关22来切换为自动驾驶模式(自动驾驶：开启状态)。

在该时间点t0，由于已确保了在时间点t-2附近上一次生成的目标轨迹St，因此能够瞬时且顺利地从手动驾驶向自动驾驶转移。

另外，在开始自动驾驶后的时间点t1，目标轨迹生成部73从总括控制部70接收到已开始自动驾驶模式，在接着的时间点t2，将目标轨迹生成部73在变为自动驾驶模式之后生成的目标轨迹St输出给车辆控制部110。

这样，在该第1实施例中，在没有开始自动驾驶模式的状态(时间点t0以前)下，也由目标轨迹生成部73根据环境地图信息Iem和最新的本车状态信息Ivh连续进行由轨迹点列Pj构成的目标轨迹St的生成。其结果，即使存在通信延迟、运算时间延迟，也将该期间的由轨迹点列Pj构成的目标轨迹St发送给车辆控制部110，因此，当在行驶中从手动驾驶向自动驾驶转移时，车辆10能够瞬时且顺利地开始自动驾驶。

[第2实施例]：Pt生成模式(预测轨迹生成模式)

[基于流程图的第2实施例的说明]

该第2实施例所涉及的Pt生成模式(预测轨迹生成模式)与上述的第1实施例所涉及的St生成模式(目标轨迹生成模式)相比较，用于非自动驾驶时的运算的电力消耗量小，因此，例如在由剩余电量传感器122检测到的蓄电装置124的剩余电量SOC在阈值剩余电量SOCth以下(SOC≦SOCth)的情况下执行该第2实施例所涉及的Pt生成模式。

在步骤S11中，总括控制部70将最新的本车状态信息Ivh发送给目标轨迹生成部73，由该目标轨迹生成部73生成预测轨迹Pt。将生成的预测轨迹Pt发送给车辆控制部110。

在该情况下，与运算周期Toc同步，按照每一运算周期Toc，生成规定时间Tpt的、例如运算周期Toc×3(Tpt＝3×Toc)那么长的时间的预测轨迹Pt。

预测轨迹Pt是根据最新的车辆状态的本车状态信息Ivh，尤其是根据速度vs、加速度Va和操舵角δst，对考虑到通信延迟和运算时间的延迟的规定时间Tpt(通过实验甚至模拟求得。)之后的本车状态进行线性预测且将预测到的本车状态连接起来的轨迹，因此，虽然在预测到的时间点预测轨迹Pt成为与最新的本车状态信息Ivh一致的轨迹，但不是由使用环境地图信息Iem的车辆10能向前行进的轨迹点列Pj构成的目标轨迹St，因此，需注意：随着时间经过，预测轨迹Pt偏离实际的车辆10的车辆状态(在此，称为理想轨迹Pideal。)。

接着，在步骤S12中，总括控制部70判定是否设定为自动驾驶开关22为接通状态的自动驾驶模式。

在设定为自动驾驶开关22为断开状态的非自动驾驶模式(步骤S12：否)的情况下，重复步骤S11的预测轨迹Pt的生成处理。这样，通过按照每一运算周期Toc进行预测轨迹Pt的生成处理，至少在生成预测轨迹Pt的时间点，预测轨迹Pt被重置为与模范驾驶员等的行驶轨迹一致的理想轨迹pideal。

在总括控制部70设定为自动驾驶开关22为接通状态的自动驾驶模式(步骤S12：是)的情况下，即使蓄电装置124的剩余电量SOC在阈值剩余电量SOCth以下，在步骤S13中也解除该限制，并且分别向识别结果接收部52、环境地图生成部54、目标轨迹生成部73发送运算指令Aa、Ab、Ae。

在步骤S14中，通过向车辆控制部110发送自动驾驶开始指令Adcom，车辆10切换为自动驾驶模式(还称为从非自动驾驶模式向自动驾驶模式转换。)。

据此，车辆控制部110通过向致动器27(驱动力装置28，操舵装置30和制动装置32)输出与根据最新的本车状态信息Ivh预测到的预测轨迹Pt(在步骤S11中已生成。)对应的车辆控制值Cvh，能够从手动驾驶瞬时且顺利地向自动驾驶转换。

接着，在步骤S15中，确认是否已生成基于步骤S13中的运算指令Aa、Ab、Ae的发送的目标轨迹St，到生成目标轨迹St为止按照预测轨迹Pt继续自动驾驶(步骤S15：否)，在生成目标轨迹St(步骤S15：是)之后，进行基于目标轨迹St的自动驾驶。

[基于时序图的第2实施例的说明]

参照图6的时序图，对从非自动驾驶模式向自动驾驶模式的转换动作进行说明。另外，在图6的时序图中，对与图4的时序图所示的时间点对应的时间点标注同一标记。

在此，图6中，下侧的时序图是表示预测轨迹Pt从理想轨迹Pideal偏移的偏移量(偏差)的概念图。

图6中，在时间点t0，通过操作自动驾驶开关22切换为自动驾驶模式(自动驾驶：开启状态)(对应于步骤S12为是)。

在该情况下，在时间点t-4、时间点t-3、时间点t-2、和时间点t-1分别生成预测轨迹Pt(t-4)、预测轨迹Pt(t-3)、预测轨迹Pt(t-2)和预测轨迹Pt(t-1)。

预测轨迹Pt在生成的时间点被重置为理想轨迹Pideal而与理想轨迹Pideal一致，但与理想轨迹Pideal的偏差从生成的时间点开始随着时间经过而变大。

当在时间点t0开始自动驾驶时，在至适用目标轨迹St的时间点t2为止的从时间点t0到时间点t2的期间，适用预测轨迹Pt(t-1)，继续基于该预测轨迹Pt(t-1)的自动驾驶。

在时间点t1附近，总括控制部70向识别结果接收部52、环境地图生成部54和目标轨迹生成部73分别发送请求生成外界识别信息Ipr的运算指令Aa、请求生成环境地图信息Iem的运算指令Ab、和请求生成目标轨迹St的运算指令Ae(对应于步骤S13)。

按照这些请求，目标轨迹生成部73将即将到达时间点t2之前生成的目标轨迹St发送给总括控制部70和车辆控制部110。

据此，在时间点t2之后，车辆10的预测轨迹Pt切换为接近理想轨迹Pideal的目标轨迹St。

这样，在该第2实施例中，在没有开始自动驾驶模式的状态下，也由目标轨迹生成部73根据最新的本车状态信息Ivh连续地进行预测轨迹Pt的生成。其结果，即使存在通信延迟、运算时间延迟，也将该期间的预测轨迹Pt发送给车辆控制部110，因此，当在行驶中从手动驾驶向自动驾驶转移时，车辆10能够瞬时且顺利地开始自动驾驶。

[总结]

如以上说明的那样，根据上述的实施方式，控制能自动驾驶的车辆10的车辆控制装置12具有：环境地图生成部(局部环境地图生成部)54，其根据外界识别信息Ipr和本车状态信息Ivh来生成环境地图信息(局部环境地图信息)Iem；目标轨迹生成部73，其根据本车状态信息Ivh和环境地图信息Iem，按运算周期(第1周期)Toc生成由对该运算周期(第1周期)Toc进行分割得到的第2周期(Toc/5)的轨迹点列Pj构成的目标轨迹St；车辆控制部110，其根据目标轨迹St进行自动驾驶或进行基于驾驶员操作的手动驾驶；作为自动/手动切换部的自动驾驶开关22，其切换所述自动驾驶和所述手动驾驶；和总括控制部70，其对上述各部进行控制。

在该情况下，总括控制部70以以下方式进行控制：在本车10行驶过程中，在检测到从所述手动驾驶向所述自动驾驶切换时的第2周期(Toc/5)的结束时刻(图4、图6的时间点t0)之后，直到运算周期(第1周期)Toc那么长的时间的结束时刻(图4、图6的时间点t2)为止按上次的目标轨迹St或者按基于最新的本车状态信息Ivh的预测轨迹Pt进行自动驾驶，在运算周期(第1周期)Toc那么长的时间的结束时刻(时间点t2)之后，沿顺次生成的目标轨迹St继续自动驾驶。

根据该实施方式，当在行驶中操作自动驾驶开关22而从手动驾驶(自动驾驶关闭状态)切换为自动驾驶(自动驾驶开启状态)时，按照根据自动驾驶关闭状态生成的上次的目标轨迹St或者基于最新的本车状态信息Ivh生成的预测轨迹Pt来向自动驾驶转移，因此，当从手动驾驶向自动驾驶转移时，能够瞬时且顺利地进行转移。

在该情况下，当目标轨迹生成部73构成为无关自动和手动的切换而连续地生成目标轨迹St(图3、图4)时，总括控制部70也可以以以下方式进行控制：在从手动驾驶向自动驾驶切换时，在第2周期(Toc/5)的结束时刻(时间点t0)之后直到与运算周期(第1周期＝Toc)相应(与Toc相应的)的结束时刻(时间点t2)为止，使用按所述运算周期(第1周期)Toc计算出的目标轨迹St的剩余部分进行自动驾驶，在与运算周期(第1周期、Toc)相应(与Toc相应的)的结束时刻(时间点t2)之后，沿顺次生成的目标轨迹St进行自动驾驶。

这样，当从手动驾驶向自动驾驶切换时，立即向按照已经计算出的目标轨迹St的自动驾驶转移，因此当从手动驾驶向自动驾驶转移时，能够瞬时且顺利地进行转移。

另外，当目标轨迹生成部73构成为在向自动驾驶切换的时间之前连续生成基于最新的本车状态信息Ivh的预测轨迹Pt，在向自动驾驶切换的时间之后连续地生成目标轨迹St(图5、图6)时，总括控制部70也可以以以下方式进行控制：在从手动驾驶向自动驾驶切换时，在第2周期(Toc/5)的结束时刻之后直到与运算周期(第1周期、Toc)相应(与Toc相应)的结束时刻(时间点t2)为止，按照根据最新的本车状态信息Ivh生成的预测轨迹Pt开始自动驾驶，在与运算周期(第1周期、Toc)相应(与Toc相应)的结束时刻(时间点t2)之后，继续按照目标轨迹St的自动驾驶。

这样，以当从手动驾驶向自动驾驶切换时按照根据最新的本车状态信息Ivh生成的预测轨迹Pt开始自动驾驶，在此之后按照目标轨迹St继续自动驾驶的方式进行控制，因此，当从手动驾驶向自动驾驶转移时，能够瞬时且顺利地进行转移。

另外，预测轨迹Pt至少预计到相当于运算周期(第1周期、Toc)的时间的时间延迟，据此，在此之后，能够继续按照目标轨迹St的自动驾驶。

在该实施方式中，还具有向车辆控制装置12供给电力的蓄电装置124。在蓄电装置124的剩余电量SOC在阈值剩余电量SOCth以上的情况下，车辆控制部110根据目标轨迹St开始所述自动驾驶，在剩余电量SOC低于阈值剩余电量SOCth的情况下，车辆控制部110根据预测轨迹Pt来开始自动驾驶。

这样，在蓄电装置124的剩余电量SOC在阈值剩余电量SOCth以上，电力有富余的情况下，在行驶过程中始终生成目标轨迹St，在蓄电装置124的剩余电量SOC低于阈值剩余电量SOCth，电力没有富余的情况下，禁止始终生成目标轨迹St，因此，能够进行与蓄电装置124的剩余电量SOC对应的自动驾驶。另外，在切换时，与按基于最新的本车状态信息Ivh的预测轨迹Pt进行自动驾驶相比，按最新的目标轨迹St进行自动驾驶能够使车辆轨迹更平滑。

另外，本发明并不限定于上述实施方式，当然能够根据本说明书的记载内容而采用各种结构。

Claims (5)

1.一种车辆控制装置(12)，其特征在于，具有：

环境地图生成部(54)，其根据外界识别信息(Ipr)和本车状态信息(Ivh)来生成环境地图信息(Iem)；

目标轨迹生成部(73)，其根据所述本车状态信息(Ivh)和所述环境地图信息(Iem)，按第1周期生成由对该第1周期进行分割得到的第2周期的轨迹点列构成的目标轨迹(St)；

车辆控制部(110)，其根据所述目标轨迹(St)来进行自动驾驶或者进行基于驾驶员操作的手动驾驶；

自动/手动切换部，其切换所述自动驾驶和所述手动驾驶；和

总括控制部(70)，其控制上述各部，

所述总括控制部(70)以以下方式进行控制：

在本车行驶过程中，在检测到从所述手动驾驶向所述自动驾驶切换时的所述第2周期的结束时刻之后，直到所述第1周期那么长的时间的结束时刻为止，按上次的所述目标轨迹(St)或者按基于最新的所述本车状态信息(Ivh)的预测轨迹(Pt)进行所述自动驾驶，在所述第1周期那么长的时间的所述结束时刻之后，沿顺次生成的所述目标轨迹(St)进行自动驾驶。

2.根据权利要求1所述的车辆控制装置(12)，其特征在于，

所述目标轨迹生成部(73)无关于所述自动/手动切换部的切换而连续地生成所述目标轨迹(St)，

所述总括控制部(70)以以下方式进行控制：

在从所述手动驾驶向所述自动驾驶切换时，在所述第2周期的结束时刻之后直到所述第1周期那么长的时间的结束时刻为止，使用按所述第1周期计算出的所述目标轨迹(St)的剩余部分进行所述自动驾驶，在所述第1周期那么长的时间的所述结束时刻之后，沿顺次生成的所述目标轨迹(St)进行自动驾驶。

3.根据权利要求1所述的车辆控制装置(12)，其特征在于，

所述目标轨迹生成部(73)在由所述自动/手动切换部向所述自动驾驶进行切换时之前连续生成基于最新的所述本车状态信息(Ivh)的所述预测轨迹(Pt)，在向所述自动驾驶切换时之后连续生成所述目标轨迹(St)，

所述总括控制部(70)以以下方式进行控制：

在从所述手动驾驶向所述自动驾驶切换时，在所述第2周期的结束时刻之后直到所述第1周期那么长的时间的结束时刻为止，按照所述预测轨迹(Pt)开始自动驾驶，在所述第1周期那么长的时间的所述结束时刻之后，继续进行按照所述目标轨迹(St)的自动驾驶。

4.根据权利要求3所述的车辆控制装置(12)，其特征在于，

所述预测轨迹(Pt)至少预计到相当于所述第1周期那么长的时间的时间延迟。

5.根据权利要求1所述的车辆控制装置(12)，其特征在于，

具有蓄电装置(124)，该蓄电装置(124)向该车辆控制装置(12)供给电力，

在所述蓄电装置(124)的剩余电量在阈值剩余电量以上的情况下，所述车辆控制部(110)根据所述目标轨迹(St)开始所述自动驾驶，在所述蓄电装置(124)的剩余电量低于所述阈值剩余电量的情况下，所述车辆控制部(110)根据所述预测轨迹(Pt)来开始自动驾驶。