CN111433094A - 车辆控制装置 - Google Patents

车辆控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111433094A
CN111433094A CN201880068198.3A CN201880068198A CN111433094A CN 111433094 A CN111433094 A CN 111433094A CN 201880068198 A CN201880068198 A CN 201880068198A CN 111433094 A CN111433094 A CN 111433094A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vehicle
lane
travel route
speed
target
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201880068198.3A
Other languages
English (en)
Inventor
后藤多加志
多田健太
大村博志
细田浩司
立畑哲也
中上隆
西條友马
川原康弘
片山翔太
原田翔次
山本勇气
福井聪一郎
礒本和典
铃木慧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Publication of CN111433094A publication Critical patent/CN111433094A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/08—Active safety systems predicting or avoiding probable or impending collision or attempting to minimise its consequences
    • B60W30/095—Predicting travel path or likelihood of collision
    • B60W30/0953—Predicting travel path or likelihood of collision the prediction being responsive to vehicle dynamic parameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/025—Active steering aids, e.g. helping the driver by actively influencing the steering system after environment evaluation
    • B62D15/0265—Automatic obstacle avoidance by steering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/08—Active safety systems predicting or avoiding probable or impending collision or attempting to minimise its consequences
    • B60W30/095—Predicting travel path or likelihood of collision
    • B60W30/0956—Predicting travel path or likelihood of collision the prediction being responsive to traffic or environmental parameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/10—Path keeping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/14—Adaptive cruise control
    • B60W30/143—Speed control
    • B60W30/146—Speed limiting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/14—Adaptive cruise control
    • B60W30/16—Control of distance between vehicles, e.g. keeping a distance to preceding vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/14—Adaptive cruise control
    • B60W30/16—Control of distance between vehicles, e.g. keeping a distance to preceding vehicle
    • B60W30/165—Automatically following the path of a preceding lead vehicle, e.g. "electronic tow-bar"
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/08—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to drivers or passengers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/08—Interaction between the driver and the control system
    • B60W50/082—Selecting or switching between different modes of propelling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W60/00—Drive control systems specially adapted for autonomous road vehicles
    • B60W60/001—Planning or execution of driving tasks
    • B60W60/0011—Planning or execution of driving tasks involving control alternatives for a single driving scenario, e.g. planning several paths to avoid obstacles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W60/00—Drive control systems specially adapted for autonomous road vehicles
    • B60W60/001—Planning or execution of driving tasks
    • B60W60/0015—Planning or execution of driving tasks specially adapted for safety
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16—Anti-collision systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W2050/0001—Details of the control system
    • B60W2050/0019—Control system elements or transfer functions
    • B60W2050/0028—Mathematical models, e.g. for simulation
    • B60W2050/0031—Mathematical model of the vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/215—Selection or confirmation of options
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2554/00—Input parameters relating to objects
    • B60W2554/20—Static objects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2554/00—Input parameters relating to objects
    • B60W2554/40—Dynamic objects, e.g. animals, windblown objects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2554/00—Input parameters relating to objects
    • B60W2554/80—Spatial relation or speed relative to objects
    • B60W2554/801—Lateral distance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2554/00—Input parameters relating to objects
    • B60W2554/80—Spatial relation or speed relative to objects
    • B60W2554/802—Longitudinal distance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2554/00—Input parameters relating to objects
    • B60W2554/80—Spatial relation or speed relative to objects
    • B60W2554/804—Relative longitudinal speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/20—Steering systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2754/00—Output or target parameters relating to objects
    • B60W2754/10—Spatial relation or speed relative to objects
    • B60W2754/50—Relative longitudinal speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/08—Active safety systems predicting or avoiding probable or impending collision or attempting to minimise its consequences
    • B60W30/09—Taking automatic action to avoid collision, e.g. braking and steering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/10—Path keeping
    • B60W30/12—Lane keeping

Abstract

本发明是一种车辆控制装置(100)，其特征在于，具有：周边物标检测部(10b)；目标行驶路径算出部(10c)；修正行驶路径算出部(10f)，该修正行驶路径算出部对该目标行驶路径进行修正；以及自动转向操纵控制部(10e)，该自动转向操纵控制部在判断出车道脱离的可能性时进行辅助以在车道内行驶，修正行驶路径算出部构成为，在检测到应回避的周边物标时设定相对于周边物标的允许相对速度的上限界线，并且构成为基于上限界线、评价函数以及制约条件来算出修正行驶路径，在由自动转向操纵控制部判断为存在本车辆脱离车道的可能性的情况下，目标行驶路径算出部设定向存在相对于车道的中央脱离的可能性的一侧进行了偏移的目标行驶路径。

Description

车辆控制装置
技术领域
本发明涉及车辆控制装置，尤其涉及对由驾驶员进行的车辆驾驶进行辅助的车辆控制装置。
背景技术
在日本特开2010-155545号公报(专利文献1)中记载有一种车辆控制装置。该车辆控制装置构成为，在紧急回避障碍物时，根据那时的车速来选择制动回避(仅制动操作)和转向操纵回避(仅转向操作)中的任一个，并使用最优化处理来进行目标行驶路径计算。在该车辆控制装置中，当选择制动回避时，仅对纵向(车辆前后方向)的运动简化计算条件。另外，当选择转向操纵回避时，仅对横向(车辆宽度方向)的运动简化计算条件。这样，在该技术中，当紧急时计算负荷被减轻，因此能够既确保较高的计算精度，又缩短计算时间。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-155545号公报
然而，在专利文献1记载的发明中，障碍物的回避通过制动回避或转向操纵回避中的任一个来进行，因此存在由车辆控制装置执行的车辆控制与驾驶员当前正在进行的驾驶操作不一致的情况，在这样的情况下，存在给驾驶员带来强烈的违和感的问题。
发明内容
本发明为了解决这样的问题而做出，其目的在于，提供一种如下的车辆控制装置：在由车辆控制装置正在执行各种模式下的驾驶辅助的状态下不易给驾驶员带来违和感。
为了解决上述的课题，本发明是对车辆的驾驶进行辅助的车辆控制装置，其特征在于，具有：周边物标检测部，该周边物标检测部检测周边物标以及本车的行驶车道；目标行驶路径算出部，该目标行驶路径算出部算出车辆的目标行驶路径；修正行驶路径算出部，该修正行驶路径算出部算出对由该目标行驶路径算出部算出的目标行驶路径进行修正后的修正行驶路径；以及自动转向操纵控制部，该自动转向操纵控制部在判断为存在本车辆脱离车道的可能性时，对车辆的转向操纵进行辅助以使得车辆在车道内行驶，修正行驶路径算出部构成为，在由周边物标检测部检测到应回避的周边物标的情况下对周边物标设定车辆能够行驶的允许相对速度的上限界线(日文：ライン)，并且构成为基于上限界线、规定的评价函数以及规定的制约条件算出修正行驶路径，在由自动转向操纵控制部判断为存在本车辆脱离车道的可能性的情况下，目标行驶路径算出部设定向存在相对于车道的中央脱离的可能性的一侧进行了偏移的目标行驶路径。
根据这样构成的本发明，在由周边物标检测部检测到应回避的周边物标的情况下，修正行驶路径算出部对周边物标设定车辆能够行驶的允许相对速度的上限界线。另外，修正行驶路径算出部基于该上限界线、规定的评价函数以及规定的制约条件来算出修正行驶路径。这样，修正行驶路径算出部具备规定的制约条件，因此能够以较少的计算量而从可设定的多个修正行驶路径之中算出适当的路径。并且，在由自动转向操纵控制部判断为存在本车辆脱离车道的可能性的情况下，目标行驶路径算出部设定向存在相对于车道的中央脱离的可能性的一侧进行了偏移的目标行驶路径。这样，在存在车辆从车道脱离的可能性的情况下，设定向脱离侧进行了偏移而得的目标行驶路径，因此，即使在本车辆从车道发生了脱离的情况下，也能够不给驾驶员带来违和感而回归到设定于脱离侧的附近的目标行驶路径。
在本发明中，优选的是，在由自动转向操纵控制部判断为不存在本车辆脱离车道的可能性的情况下，目标行驶路径算出部将目标行驶路径设定于车道的中央。
根据这样构成的本发明，在不存在脱离车道的可能性的情况下将目标行驶路径设定于车道的中央，因此能够给予在车道上行驶的驾驶员安心感。
在本发明中，优选的是，不论有无本车辆脱离车道的可能性，修正行驶路径算出部都设定行驶中的车道的外侧的区域作为制约条件。
根据这样构成的本发明，与车道脱离的可能性无关，都设定行驶中的车道的外侧的区域作为制约条件，因此除了紧急的碰撞回避的情况等以外，修正行驶路径都被设定于行驶中的车道内，能够避免不必要的车道脱离。
在本发明中，优选的是，在执行了针对对面车的转向操纵回避控制的情况下，自动转向操纵控制部判断为存在本车辆脱离车道的可能性。
根据这样构成的本发明，在执行了针对对面车的转向操纵回避控制时，判断为存在脱离车道的可能性，因此，即使在为了回避对面车而脱离了车道的情况下，也能够毫无违和感地使本车辆回归到车道内。
在本发明中，优选的是，在执行了针对后方或侧方的转向操纵回避控制的情况下，自动转向操纵控制部判断为存在本车辆脱离车道的可能性。
根据这样构成的本发明，在执行了针对后方或侧方的转向操纵回避控制时，判断为存在脱离车道的可能性，因此，即使在为了进行针对后方或侧方的转向操纵回避而脱离了车道的情况下，也能够毫无违和感地使本车辆回归到车道内。
在本发明中，优选的是，在执行了车道或道路的脱离回避控制的情况下，自动转向操纵控制部判断为存在本车辆脱离车道的可能性。
根据这样构成的本发明，在执行了车道或道路的脱离回避控制时，判断为存在脱离车道的可能性，因此即使在回避车道或道路的脱离之后回归到车道内的情况下，也不会给驾驶员带来违和感。
根据本发明的车辆控制装置，能够在执行各种模式下的驾驶辅助的状态下不易给驾驶员带来违和感。
附图说明
图1A是基于本发明的实施方式的车辆控制装置的结构图。
图1B是表示基于本发明的实施方式的车辆控制装置的驾驶员操作部的详情的图。
图2是基于本发明的实施方式的车辆控制装置的控制框图。
图3是通过基于本发明的实施方式的车辆控制装置来计算的第一行驶路径的说明图。
图4是通过基于本发明的实施方式的车辆控制装置来计算的第二行驶路径的说明图。
图5是通过基于本发明的实施方式的车辆控制装置来计算的第三行驶路径的说明图。
图6是通过在基于本发明的实施方式的车辆控制装置中修正行驶路径来回避障碍物的说明图。
图7是表示在基于本发明的实施方式的车辆控制装置中回避障碍物时障碍物与车辆之间的交错速度的允许上限值与间距的关系的说明图。
图8是基于本发明的实施方式的车辆控制装置中的行驶路径修正处理的说明图。
图9是基于本发明的实施方式的车辆控制装置中的车辆模型的说明图。
图10是基于本发明的实施方式的车辆控制装置中的驾驶辅助控制的处理流程。
图11是用于对基于本发明的实施方式的车辆控制装置的修正行驶路径算出部所使用的制约条件等进行设定的流程图。
图12是表示在基于本发明的实施方式的车辆控制装置中修正后的行驶路径应满足的针对行驶路径的制约条件的图。
图13是表示在基于本发明的实施方式的车辆控制装置中修正后的行驶路径应满足的针对行驶路径的制约条件的图。
图14是表示在基于本发明的实施方式的车辆控制装置中修正后的行驶路径应满足的针对行驶路径的制约条件的图。
图15是表示在基于本发明的实施方式的车辆控制装置中修正后的行驶路径应满足的针对行驶路径的制约条件的图。
图16是表示在基于本发明的实施方式的车辆控制装置中修正后的行驶路径应满足的针对行驶路径的制约条件的图。
图17是表示在基于本发明的实施方式的车辆控制装置中修正后的行驶路径应满足的针对行驶参数的制约条件的图。
图18是表示由基于本发明的实施方式的车辆控制装置的修正行驶路径算出部算出的、满足制约条件的最佳的修正行驶路径的一个例子的图。
具体实施方式
以下，参照附图来对基于本发明的实施方式的车辆控制装置进行说明。首先，参照图1和图2来对车辆控制装置的结构进行说明。图1A是车辆控制装置的结构图，图1B是表示驾驶员操作部的详情的图，图2是车辆控制装置的控制框图。
本实施方式的车辆控制装置100构成为，通过多个驾驶辅助模式来对搭载有该车辆控制装置100的车辆1(参照图3等)提供各不相同的驾驶辅助控制。驾驶员能够从多个驾驶辅助模式选择所希望的驾驶辅助模式。
如图1A所示，车辆控制装置100搭载于车辆1，具备：车辆控制运算部(ECU)10、多个传感器及开关、多个控制系统、以及用于进行关于驾驶辅助模式的用户输入的驾驶员操作部35。多个传感器及开关包括：车载摄像机21、毫米波雷达22、对车辆的行为进行检测的多个行为传感器(车速传感器23、加速度传感器24、横摆角速度传感器25)及对驾驶员的行为进行检测的多个行为传感器(转向操纵角传感器26、油门传感器27、制动传感器28)、定位系统29、导航系统30。另外，多个控制系统包括发动机控制系统31、制动控制系统32、转向控制系统33。
如图1B所示，驾驶员操作部35以驾驶员能够操作的方式设置于车辆1的车室内，作为用于从多个驾驶辅助模式选择所希望的驾驶辅助模式的模式设定操作部发挥功能。在驾驶员操作部35设置有用于设定速度限制模式的ISA开关36a、用于设定前车跟随模式的TJA开关36b以及用于设定自动速度控制模式的ACC开关36c。并且，在驾驶员操作部35还具备距离设定开关37a和车速设定开关37b，其中，该距离设定开关37a用于设定前车跟随模式中的车间距离，该车速设定开关37b用于设定自动速度控制模式等中的车速。
图1A所示的ECU10由具备CPU、存储各种程序的存储器和输入输出装置等的计算机构成。ECU10构成为，能够基于从驾驶员操作部35接收到的驾驶辅助模式选择信号、设定车速信号以及从多个传感器和开关接收到的信号，而对发动机控制系统31、制动控制系统32、转向控制系统33分别输出用于使发动机系统、制动系统、转向系统适当地工作的请求信号。
车载摄像机21对车辆1的周围进行摄像，并输出拍摄到的图像数据。ECU10基于图像数据而确定对象物(例如车辆、行人、道路、区划线(车道边界线、白线、黄线)、交通信号、交通标志、停止线、交叉路口、障碍物等)。并且，在本实施方式中，作为车载摄像机21，还具备对正在驾驶车辆时的驾驶员进行摄像的车室内摄像机。此外，ECU10可以通过交通基础设施或车车间通信等而经由车载通信设备从外部取得对象物的信息。
毫米波雷达22是对对象物(特别是前车、停车车辆、行人、障碍物等)的位置以及速度进行测量的测量装置，毫米波雷达22朝向车辆1的前方发送电波(发送波)，并接收发送波被对象物反射而产生的反射波。并且，毫米波雷达22基于发送波和接收波来对车辆1与对象物之间的距离(例如车间距离)、对象物相对于车辆1的相对速度进行测量。此外，在本实施方式中，也可以构成为，代替毫米波雷达22而使用激光雷达或超声波传感器等来对与对象物的距离、相对速度进行测量。另外，也可以使用多个传感器来构成位置以及速度测量装置。
车速传感器23检测车辆1的绝对速度。
加速度传感器24检测车辆1的加速度(前后方向的纵向加速度、横向的横向加速度)。此外，加速度包括增速侧(正)以及减速侧(负)。
横摆角速度传感器25检测车辆1的横摆角速度。
转向操纵角传感器26检测车辆1的方向盘的旋转角度(转向操纵角)。
油门传感器27检测油门踏板的踏入量。
制动传感器28检测制动踏板的踏入量。
定位系统29是GPS系统和/或陀螺仪系统，检测车辆1的位置(当前车辆位置信息)。
导航系统30在内部存储有地图信息，能够向ECU10提供地图信息。ECU10基于地图信息以及当前车辆位置信息来确定在车辆1的周围(特别是行进方向前方)存在的道路、交叉路口、交通信号、建筑物等。地图信息也可以存储于ECU10内。
发动机控制系统31是对车辆1的发动机进行控制的控制器。在需要使车辆1加速或减速的情况下，ECU10对发动机控制系统31输出请求变更发动机输出的发动机输出变更请求信号。
制动控制系统32是用于对车辆1的制动装置进行控制的控制器。在需要使车辆1减速的情况下，ECU10对制动控制系统32输出请求对车辆1产生制动力的制动请求信号。
转向控制系统33是对车辆1的转向装置进行控制的控制器。在需要变更车辆1的行进方向的情况下，ECU10对转向控制系统33输出请求变更转向操纵方向的转向操纵方向变更请求信号。
如图2所示，ECU10具备单个CPU，该单个CPU作为输入处理部10a、周边物标检测部10b、目标行驶路径算出部10c、驾驶意志判断部10d、自动转向操纵控制部10e以及修正行驶路径算出部10f发挥功能。此外，在本实施方式中，构成为单个CPU执行多个上述功能，但不限于此，能够构成为多个CPU执行这些功能。
输入处理部10a构成为对从各传感器、驾驶员操作部35以及摄像机21输入的输入信息进行处理。该输入处理部10a作为图像分析部发挥功能，该图像分析部对拍摄了行驶路面的摄像机21的图像进行分析，检测本车辆正在行驶的行驶车道(车道的两侧的区划线)。
周边物标检测部10b构成为基于来自毫米波雷达22、摄像机21等的输入信息来检测周边物标。
目标行驶路径算出部10c构成为，基于来自毫米波雷达22、作为车载摄像机21的车室外摄像机、各传感器等的输入信息来算出车辆的目标行驶路径。
驾驶意志判断部10d构成为基于由作为车载摄像机21的车室内摄像机拍摄到的图像来判断驾驶员的驾驶意志的有无。即，驾驶意志判断部10d对由车室内摄像机拍摄到的驾驶员的图像进行图像分析，并基于该图像分析来判断驾驶员是否未打瞌睡、是否未东张西望。在驾驶员没有打瞌睡等的情况下，能够将由驾驶员对方向盘、油门的操作判断为基于驾驶员意志的操作(有驾驶意志)。
自动转向操纵控制部10e构成为，基于车载摄像机21、毫米波雷达22等的检测信号来判断是否存在本车辆脱离车道的可能性，并且在判断为存在脱离的可能性的情况下对车辆的转向操纵进行辅助以使得车辆在车道内行驶。即，在使针对对面车的转向操纵回避(OCP：On Coming Prevention)、针对物标从后侧方接近的转向操纵回避(BSP：Blind SpotPrevention)或者针对从车道/道路脱离的转向操纵回避(LDP、RDP：Lane/Road DeparturePrevention)进行了工作时，自动转向操纵控制部10e向控制系统(转向控制系统33)输送请求信号，对车辆的转向操纵进行辅助以使得车辆在车道内行驶。
修正行驶路径算出部10f构成为对由目标行驶路径算出部10c算出的目标行驶路径进行修正而算出修正行驶路径。例如，在由周边物标检测部10b检测到应回避的周边物标的情况下，修正行驶路径算出部10f对周边物标设定车辆能够行驶的允许相对速度的上限界线，并对由目标行驶路径算出部10c计算出的目标行驶路径进行修正以使其满足该上限界线。
并且，修正行驶路径算出部10f从满足车辆能够行驶的允许相对速度的上限界线的行驶路径之中选择满足规定的制约条件的行驶路径。并且，修正行驶路径算出部10f构成为，从所选择的行驶路径之中将规定的评价函数最小的行驶路径确定为最佳的修正行驶路径。即，修正行驶路径算出部10f基于上限界线、规定的评价函数以及规定的制约条件来算出修正行驶路径。另外，在本实施方式中，用于确定最佳的修正行驶路径的制约条件根据所选择的驾驶辅助模式、驾驶员的驾驶状况而适当设定。
为了在由修正行驶路径算出部10f确定的最佳的修正行驶路径上行驶，ECU10至少对发动机控制系统31、制动控制系统32和转向控制系统33中的任一个或多个生成并输出请求信号。
接下来，对基于本实施方式的车辆控制装置100所具备的驾驶辅助模式进行说明。在本实施方式中，作为驾驶辅助模式，具备四个模式。即，具备：速度限制模式、前车跟随模式、自动速度控制模式以及基本控制模式，其中，该速度限制模式通过操作ISA开关36a来执行，是一种驾驶员转向操纵模式；该前车跟随模式通过操作TJA开关36b来执行，是一种自动转向操纵模式；该自动速度控制模式通过操作ACC开关36c来执行，是一种驾驶员转向操纵模式；该基本控制模式在未选择任何驾驶辅助模式的情况下执行。
<前车跟随模式>
前车跟随模式基本上是自动转向操纵模式，该自动转向操纵模式一边在车辆1与前车之间维持与车速相应的规定的车间距离，一边使车辆1跟随前车行驶，前车跟随模式伴有由车辆控制装置100进行的自动的转向控制、速度控制(发动机控制、制动控制)、障碍物回避控制(速度控制以及转向控制)。
在前车跟随模式中，根据可否检测出车道两端部以及有无前车来进行不同的转向控制以及速度控制。在此，车道两端部是指车辆1行驶的车道的两端部(白线等区划线、道路边缘、路缘石、中央隔离带、护栏等)，是与相邻的车道、人行道等的边界。作为行驶路端部检测部的ECU10根据由作为车载摄像机21的车室外摄像机拍摄到的图像数据来检测该车道两端部。另外，也可以根据导航系统30的地图信息来检测车道两端部。然而，例如在车辆1不是在铺修好的道路而是在不存在车道的平原上行驶的情况、或者从车载摄像机21读取图像数据不良等情况下可能产生无法检测车道两端部的情况。
此外，在上述实施方式中，将ECU10设为了行驶路端部检测部，但不限于此，既可以由作为行驶路端部检测部的车载摄像机21检测车道两端部，也可以由作为行驶路端部检测部的车载摄像机21与ECU10协作地检测车道两端部。
另外，在本实施方式中，作为前车检测部的ECU10根据车载摄像机21的图像数据以及毫米波雷达22的测量数据来检测前车。具体而言，根据车载摄像机21的图像数据而将在前方行驶的其他车辆检测为行驶车。并且，在本实施方式中，根据毫米波雷达22的测量数据而在车辆1与其他车辆的车间距离为规定距离(例如400～500m)以下的情况下将该其他车辆检测为前车。
此外，在上述实施方式中，将ECU10设为了前车检测部，但不限于此，可以是作为前车检测部的车载摄像机21检测在前方行驶的其他车辆，也可以是除了ECU10之外车载摄像机21以及毫米波雷达22构成前车检测部的一部分。
此外，在前车跟随模式中，无论有无前车、可否检测出车道两端部，在由周围物标检测部10b检测到应回避的周围物标的情况下，都修正目标行驶路径，自动地回避障碍物(周边物标)。
＜自动速度控制模式＞
另外，自动速度控制模式是一种驾驶员转向操纵模式，该驾驶员转向操纵模式进行速度控制，以维持使用车速设定开关37b而由驾驶员预先设定的规定的设定车速(恒定速度)，自动速度控制模式伴有由车辆控制装置100进行的自动的速度控制(发动机控制或制动控制)，但不进行转向控制。在该自动速度控制模式中，车辆1以维持设定车速的方式行驶，但能够通过驾驶员对油门踏板的踏入而超过设定车速进行增速。另外，在驾驶员进行了制动操作的情况下，驾驶员的意愿优先，从设定车速减速。另外，在已追上前车的情况下进行速度控制，以便一边维持与车速相应的车间距离一边跟随前车，当前车不再存在时，再次进行速度控制以返回到设定车速。
＜速度限制模式＞
另外，速度限制模式是一种驾驶员转向操纵模式，该驾驶员转向操纵模式进行速度控制以使得车辆1的车速不超过基于速度标志的限制速度或由驾驶员设定的设定速度，速度限制模式伴有由车辆控制装置100进行的自动的速度控制(发动机控制)。限制速度既可以通过ECU10对由车载摄像机21拍摄到的速度标志、路面上的速度显示的图像数据进行图像识别处理来确定，也可以通过来自外部的无线通信来接收。在速度限制模式中，即使在驾驶员踏入了油门踏板以超过限制速度的情况下，车辆1也仅增速至限制速度。
＜基本控制模式＞
另外，基本控制模式是在未通过驾驶员操作部35来选择任何驾驶辅助模式时的模式(关闭模式)，不进行基于车辆控制装置100的自动的转向控制以及速度控制。但是，构成为，执行针对对面车的转向操纵回避(OCP：On Coming Prevention)、针对物标从后侧方接近的转向操纵回避(BSP：Blind Spot Prevention)、针对从车道/道路脱离的转向操纵回避(LDP、RDP：Lane/Road Departure Prevention)。在存在车辆1与对面车等碰撞的可能性的情况下，执行这些控制，回避碰撞。另外，这些碰撞回避在前车跟随模式、自动速度控制模式、速度限制模式中也同样地被执行。此外，关于BSP以及LDP、RDP，也能够构成为在基本控制模式中不执行。
接着，参照图3至图5来对通过基于本实施方式的车辆控制装置100计算出的多个行驶路径进行说明。图3至图5分别是第一行驶路径～第三行驶路径的说明图。在本实施方式中构成为，ECU10所具备的目标行驶路径算出部10c在时间上反复计算以下的第一行驶路径R1～第三行驶路径R3(例如每0.1秒)。在本实施方式中，ECU10基于传感器等的信息来计算从当前时点起直至经过规定期间(例如3秒)为止的期间的行驶路径。行驶路径Rx(x＝1、2、3)根据行驶路径上的车辆1的目标位置(Px_k)以及目标速度(Vx_k)来确定(k＝0、1、2、……、n)。而且，在各目标位置上，除了目标速度以外，还对多个变量(加速度、加速度变化量、横摆角速度、转向操纵角、车辆角度等)确定目标值。
此外，图3至图5中的行驶路径(第一行驶路径～第三行驶路径)不考虑与车辆1进行行驶的行驶路上或行驶路周边的物标(停车车辆、行人等障碍物)相关的周边物标检测信息而基于行驶路的形状、前车的行驶轨迹、车辆1的行驶行为以及设定车速来计算。这样，在本实施方式中，周边物标的信息不被考虑在计算中，因此能够将这些多个行驶路径的整体的计算负荷抑制得较低。
以下，为了容易理解，对在车辆1行驶于由直线区间5a、弯道区间5b、直线区间5c构成的道路5上的情况下计算的各行驶路径进行说明。道路5由左右的车道5L、5R构成。假设在当前时点上车辆1正在行驶于直线区间5a的车道5L上。
(第一行驶路径)
如图3所示，第一行驶路径R1以按照道路5的形状而使车辆1维持作为行驶路的车道5L内的行驶的方式设定规定期间的量。详细而言，第一行驶路径R1被设定为：在直线区间5a、5c，车辆1维持车道5L的中央附近的行驶；在弯道区间5b，车辆1在车道5L的宽度方向中央的内侧或里侧(弯道区间的曲率半径L的中心O侧)行驶。
目标行驶路径算出部10c执行由车载摄像机21拍摄到的车辆1周围的图像数据的图像识别处理，检测车道两端部6L、6R。如上所述，车道两端部是区划线(白线等)、路肩等。进一步地，目标行驶路径算出部10c基于检测到的车道两端部6L、6R来算出车道5L的车道宽度W以及弯道区间5b的曲率半径L。另外，也可以从导航系统30的地图信息取得车道宽度W以及曲率半径L。进一步地，目标行驶路径算出部10c从图像数据读取速度标志S或显示于路面上的限制速度。此外，也可以如上所述通过来自外部的无线通信来取得限制速度。
在直线区间5a、5c，目标行驶路径算出部10c以车辆1的宽度方向中央部(例如重心位置)通过车道两端部6L、6R的宽度方向的中央部的方式设定第一行驶路径R1的多个目标位置P1_k。
另一方面，在弯道区间5b中，目标行驶路径算出部10c在弯道区间5b的长度方向的中央位置P1_c处将从车道5L的宽度方向中央位置向里侧的位移量Ws设定为最大。该位移量Ws基于曲率半径L、车道宽度W、车辆1的宽度尺寸D(存储于ECU10的存储器的规定值)来计算。然后，目标行驶路径算出部10c以平滑地连接弯道区间5b的中央位置P1_c和直线区间5a、5c的宽度方向中央位置的方式设定第一行驶路径R1的多个目标位置P1_k。此外，在进入到弯道区间5b的前后，也可以在直线区间5a、5c的里侧设定第一行驶路径R1。
第一行驶路径R1的各目标位置P1_k处的目标速度V1_k在原则上被设定为驾驶员通过驾驶员操作部35的车速设定开关37b而设定的速度、或者由系统100预先设定的规定的设定车速(恒定速度)。然而，在该设定车速超过从速度标志S等取得的限制速度、或者根据弯道区间5b的曲率半径L而规定的限制速度的情况下，行驶路径上的各目标位置P1_k的目标速度V1_k被限制为两个限制速度中的更低速的限制速度。并且，目标行驶路径算出部10c根据车辆1的当前的行为状态(即车速、加速度、横摆角速度、转向操纵角、横向加速度等)来适当地修正目标位置P1_k和目标车速V1_k。例如，在当前车速与设定车速大不相同的情况下，修正目标车速以使得车速接近于设定车速。
(第二行驶路径)
另外，如图4所示，第二行驶路径R2以追随前车3的行驶轨迹的方式设定规定期间的量。目标行驶路径算出部10c基于车载摄像机21的图像数据、毫米波雷达22的测量数据和由车速传感器23测量出的车辆1的车速，来连续不断地计算车辆1所行驶的车道5L上的前车3的位置及速度，并将它们作为前车轨迹信息进行存储，目标行驶路径算出部10c基于该前车轨迹信息而将前车3的行驶轨迹设定为第二行驶路径R2(目标位置P2_k、目标速度V2_k)。
(第三行驶路径)
另外，如图5所示，第三行驶路径R3根据取决于驾驶员的车辆1的当前驾驶状态而设定规定期间的量。即，第三行驶路径R3基于根据车辆1的当前的行驶行为而推定的位置以及速度来设定。
目标行驶路径算出部10c基于车辆1的转向操纵角、横摆角速度以及横向加速度来计算规定期间量的第三行驶路径R3的目标位置P3_k。但是，在检测出车道两端部的情况下，目标行驶路径算出部10c对目标位置P3_k进行修正，以使得计算出的第三行驶路径R3不与车道端部接近或交叉。
另外，目标行驶路径算出部10c基于车辆1的当前的车速、加速度来计算规定期间量的第三行驶路径R3的目标速度V3_k。此外，在目标速度V3_k超过从速度标志S等取得的限制速度的情况下，可以对目标速度V3_k进行修正以使其不超过限制速度。
接着，对基于本实施方式的车辆控制装置100中的驾驶辅助模式与行驶路径的关系进行说明。在本实施方式中构成为，当驾驶员对驾驶员操作部35进行操作而选择一个驾驶辅助模式时，根据所选择的驾驶辅助模式来选择行驶路径。
在选择前车跟随模式时，若已检测出车道两端部，则无论有无前车，都应用第一行驶路径。在该情况下，通过车速设定开关37b来设定的设定车速成为目标速度。
另一方面，当选择前车跟随模式时，在未检测出车道两端部而检测出前车的情况下，应用第二行驶路径。在该情况下，根据前车的车速来设定目标速度。另外，当选择前车跟随模式时，在未检测出车道两端部、也未检测出前车的情况下，应用第三行驶路径。
另外，当选择自动速度控制模式时，应用第三行驶路径。自动速度控制模式是如上述那样自动地执行速度控制的模式，通过设定车速输入部37来设定的设定车速成为目标速度。另外，基于驾驶员对方向盘的操作来执行转向控制。
另外，当选择速度限制模式时也应用第三行驶路径。速度限制模式也是如上述那样自动地执行速度控制的模式，目标速度在限制速度以下的范围内根据驾驶员对油门踏板的踏入量而设定。另外，基于驾驶员对方向盘的操作来执行转向控制。
另外，当选择基本控制模式(关闭模式)时应用第三行驶路径。基本控制模式基本上与在速度限制模式中未设定限制速度的状态相同。
接着，参照图6至图9来对在基于本实施方式的ECU10的修正行驶路径算出部10f中执行的行驶路径修正处理进行说明。图6是通过修正行驶路径来回避障碍物的说明图。图7是表示回避障碍物时的障碍物与车辆之间的交错速度的允许上限值与间距的关系的说明图，图8是行驶路径修正处理的说明图，图9是车辆模型的说明图。
在图6中，车辆1正在行驶于行驶路(车道)7上，即将与行驶中或停车中的车辆3交错而超过车辆3。
一般而言，在与道路上或道路附近的障碍物(例如前车、停车车辆、行人等)交错时(或者超过时)，车辆1的驾驶员在与行进方向正交的横向上在车辆1与障碍物之间保持规定的间距或间隔(横向距离)，且减速至车辆1的驾驶员感到安全的速度。具体而言，为了回避前车突然变更行进道路、从障碍物的死角出来行人或者停车车辆的门打开这样的危险，间距越小，相对于障碍物的相对速度就被设定得越小。
另外，一般而言，当正在从后方接近前车时，车辆1的驾驶员会根据沿着行进方向的车间距离(纵向距离)来调整速度(相对速度)。具体而言，在车间距离大时，将接近速度(相对速度)维持得较大，但当车间距离变小时，接近速度被设为低速。并且，在规定的车间距离上两车辆之间的相对速度成为零。这在前车是停车车辆时也是同样的。
这样，驾驶员一边考虑障碍物和车辆1之间的距离(包括横向距离和纵向距离)与相对速度的关系，一边以不存在危险的方式驾驶车辆1。
因此，在本实施方式中，如图6所示，车辆1构成为，对由车辆1检测的障碍物(例如停车车辆3)，在障碍物的周围(遍及横向区域、后方区域以及前方区域)或者至少在障碍物与车辆1之间设定对关于车辆1的行进方向上的相对速度的允许上限值进行规定的二维分布(速度分布区域40)。在速度分布区域40中，在障碍物的周围的各点设定有相对速度的允许上限值Vlim。在本实施方式中，在所有的驾驶辅助模式中都实施行驶路径的修正，以使得车辆1相对于障碍物的相对速度不会超过速度分布区域40内的允许上限值Vlim。
正如由图6所知的，速度分布区域40在原则上被设定为，距障碍物的横向距离以及纵向距离越小(越接近障碍物)，相对速度的允许上限值越小。另外，在图6中，为了容易理解，示出了将具有相同的允许上限值的点连结起来的等相对速度线。等相对速度线a、b、c、d分别相当于允许上限值Vlim为0km/h、20km/h、40km/h、60km/h。在本例中，各等相对速度区域被设定为大致矩形。这样，在由周边物标检测部10b检测到应回避的障碍物(周边物标)的情况下，修正行驶路径算出部10f对障碍物设定有车辆能够行驶的允许相对速度的上限界线。然后，对由目标行驶路径算出部10c计算出的目标行驶路径进行修正以使其满足该上限界线。
此外，速度分布区域40也可以不一定遍及障碍物的整周而设定，只要至少在障碍物的后方以及存在车辆1的障碍物的横向的一侧(在图6中为车辆3的右侧区域)设定即可。
如图7所示，当车辆1以某一绝对速度行驶时，在障碍物的横向上设定的允许上限值Vlim在间距X为D0(安全距离)为止是0(零)km/h，在D0以上呈二次函数增加(Vlim＝k(X-D0)2，其中，X≥D0)。即，为了确保安全，在间距X为D0以下时，车辆1的相对速度为零。另一方面，在间距X为D0以上时，间距越大，车辆1被允许以越大的相对速度交错。
在图7的例子中，障碍物的横向上的允许上限值由Vlim＝f(X)＝k(X-D0)2定义。此外，k是与Vlim相对于X的变化程度相关联的增益系数，依赖于障碍物的种类等而设定。另外，D0也依赖于障碍物的种类等而设定。
此外，在本实施方式中，虽然Vlim被定义成为X的二次函数，但不限于此，也可以用其他函数(例如一次函数等)来定义。另外，虽然参照图7而对障碍物的横向的允许上限值Vlim进行了说明，但能够对包含障碍物的纵向在内的所有的径向同样地进行设定。那时，系数k、安全距离D0能够根据来自障碍物的方向来设定。
此外，速度分布区域40能够基于各种参数来设定。作为参数，例如能够考虑车辆1与障碍物的相对速度、障碍物的种类、车辆1的行进方向、障碍物的移动方向以及移动速度、障碍物的长度、车辆1的绝对速度等。即，能够基于这些参数来选择系数k以及安全距离D0。
另外，在本实施方式中，障碍物包括车辆、行人、自行车、崖、沟、坑、落下物等。并且，车辆可以按汽车、卡车、摩托车来区分。行人可以按成人、儿童、团体来区分。
如图6所示，当车辆1正在行驶于行驶路7上时，内置于车辆1的ECU10中的周边物标检测部10b基于来自车载摄像机21的图像数据来检测障碍物(车辆3)。此时，确定障碍物的种类(在该情况下为车辆、行人)。
另外，周边物标检测部10b基于毫米波雷达22的测量数据以及车速传感器23的车速数据来算出障碍物(车辆3)相对于车辆1的位置和相对速度以及绝对速度。此外，障碍物的位置包括沿着车辆1的行进方向的x方向位置(纵向距离)和沿着与行进方向正交的横向的y方向位置(横向距离)。
内置于ECU10的修正行驶路径算出部10f对检测到的所有障碍物(图6的情况下为车辆3)分别设定速度分布区域40。然后，修正行驶路径算出部10f进行行驶路径的修正以使得车辆1的速度不超过速度分布区域40的允许上限值Vlim。伴随着障碍物的回避，修正行驶路径算出部10f对根据驾驶员所选择的驾驶辅助模式而应用的目标行驶路径进行修正。
即，当车辆1在目标行驶路径上行驶时，在某一目标位置处目标速度超过由速度分布区域40规定的允许上限值的情况下，不变更目标位置而使目标速度降低(图6的路径Rc1)、不变更目标速度而将目标位置变更到迂回路径上以使得目标速度不超过允许上限值(图6的路径Rc3)、或者变更目标位置和目标速度双方(图6的路径Rc2)。
例如，图6示出了所计算出的目标行驶路径R是以60km/h(目标速度)行驶于行驶路7的宽度方向的中央位置(目标位置)的路径的情况。在该情况下，虽然在前方存在停车车辆3作为障碍物，但是如上所述，在目标行驶路径R的计算阶段，为了降低计算负荷，并未考虑该障碍物。
当在目标行驶路径R上行驶时，车辆1依次横穿速度分布区域40的等相对速度线d、c、c、d。即，以60km/h行驶的车辆1进入到等相对速度线d(允许上限值Vlim＝60km/h)的内侧的区域。因此，修正行驶路径算出部10f以将目标行驶路径R的各目标位置处的目标速度限制为允许上限值Vlim以下的方式对目标行驶路径R进行修正，生成修正后的目标行驶路径Rc1。即，在修正后的目标行驶路径Rc1中，目标速度随着接近车辆3而逐渐降低至小于40km/h以在各目标位置处目标车速成为允许上限值Vlim以下，其后，随着远离车辆3而目标速度逐渐增加至原来的60km/h。
另外，目标行驶路径Rc3是如下的路径：被设定为，不变更目标行驶路径R的目标速度(60km/h)而因此在等相对速度线d(相当于相对速度60km/h)的外侧行驶。修正行驶路径算出部10f为了维持目标行驶路径R的目标速度而对目标行驶路径R进行修正以变更目标位置使得目标位置位于等相对速度线d上或其外侧，来生成目标行驶路径Rc3。因此，目标行驶路径Rc3的目标速度被维持在作为目标行驶路径R的目标速度的60km/h。
另外，目标行驶路径Rc2是变更了目标行驶路径R的目标位置和目标速度双方的路径。在目标行驶路径Rc2中，目标速度不维持在60km/h，随着接近车辆3而逐渐降低，其后，随着远离车辆3而逐渐增加到原来的60km/h。
如目标行驶路径Rc1那样不变更目标行驶路径R的目标位置而仅变更目标速度的修正伴有速度控制，但能够应用于不伴有转向控制的驾驶辅助模式(例如自动速度控制模式、速度限制模式、基本控制模式)。
另外，如目标行驶路径Rc3那样不变更目标行驶路径R的目标速度而仅变更目标位置的修正能够应用于伴有转向控制的驾驶辅助模式(例如前车跟随模式)。
另外，如目标行驶路径Rc2那样同时变更目标行驶路径R的目标位置和目标速度的修正能够应用于伴有速度控制以及转向控制的驾驶辅助模式(例如前车跟随模式)。
接着，如图8所示，内置于ECU10的修正行驶路径算出部10f基于传感器信息等来从可设定的修正行驶路径之中确定最佳的修正行驶路径。即，修正行驶路径算出部10f基于规定的评价函数和规定的制约条件来从可设定的修正行驶路径之中确定最佳的修正行驶路径。
ECU10将评价函数J、制约条件以及车辆模型已存储于存储器内。修正行驶路径算出部10f在确定最佳的修正行驶路径时，在满足制约条件以及车辆模型的范围内算出评价函数J最小的最佳的修正行驶路径(最优化处理)。
评价函数J具有多个评价因子。本例的评价因子例如是用来评价目标行驶路径与修正行驶路径的差异的、关于速度(纵向以及横向)、加速度(纵向以及横向)、加速度变化量(纵向以及横向)、横摆角速度、相对于车道中心的横向位置、车辆角度、转向操纵角、其他软制约的函数。
在评价因子中包含与车辆1的纵向的行为相关的评价因子(纵向评价因子：纵向的速度、加速度、加速度变化量等)、和与车辆1的横向的行为相关的评价因子(横向评价因子：横向的速度、加速度、加速度变化量、横摆角速度、相对于车道中心的横向位置、车辆角度、转向操纵角等)。
具体而言，评价函数J由下式描述：
Figure BDA0002457568990000161
式中，Wk(Xk-Xrefk)2是评价因子，Xk是修正行驶路径的与评价因子相关的物理量，Xrefk是目标行驶路径(修正前)的与评价因子相关的物理量，Wk是评价因子的权重值(例如0≤Wk≤1)(其中，k＝1～n)。因此，本实施方式的评价函数J相当于如下的值：对于n个评价因子的物理量，对修正行驶路径的物理量与目标行驶路径(修正前)的物理量的差的平方之和进行加权，再遍及规定期间(例如N＝3秒)的行驶路径长度而进行合计。
制约条件是修正行驶路径需要满足的条件，根据制约条件来缩减应评价的修正行驶路径，由此能够减少基于评价函数J的最优化处理所需的计算负荷，能够缩短计算时间。此外，正如后文所述，应用的制约条件根据所设定的驾驶辅助模式、由驾驶意志判断部10d判断出的驾驶员的驾驶意志而变更。
车辆模型是规定车辆1的物理运动的模型，用以下的运动方程式来描述。在本例中，该车辆模型是图9所示的两轮模型。通过利用车辆模型来规定车辆1的物理运动，能够算出降低了行驶时的违和感的修正行驶路径，并且能够使基于评价函数J的最优化处理尽早收敛。
Figure BDA0002457568990000162
Figure BDA0002457568990000163
在图9以及式(1)、(2)中，m为车辆1的质量，I为车辆1的横摆惯性力矩，I为车轮基座，lf为车辆重心点与前车轴之间的距离，lr为车辆重心点与后车轴之间的距离，Kf表示前轮每一个轮的轮胎侧偏刚度，Kr表示后轮每一个轮的轮胎侧偏刚度，V为车辆1的车速，δ为前轮的实际转向角，β为车辆重心点的侧滑角，r为车辆1的横摆角速度，θ是车辆1的横摆角，y是车辆1相对于绝对空间的横向位移，t是时间。
这样，修正行驶路径算出部10f基于目标行驶路径、制约条件、车辆模型等而从多个行驶路径之中算出评价函数J最小的最佳修正行驶路径。
接着，参照图10至图18来对本实施方式的车辆控制装置100中的驾驶辅助控制的处理流程进行说明。图10是驾驶辅助控制的处理流程。
ECU10每隔规定时间(例如0.1秒)重复执行图10的处理流程。首先，ECU10(输入处理部10c)执行信息取得处理(S11)。在信息取得处理中，ECU10从定位系统29以及导航系统30取得当前车辆位置信息以及地图信息(S11a)，从车载摄像机21、毫米波雷达22、车速传感器23、加速度传感器24、横摆角速度传感器25、驾驶员操作部35等取得传感器信息(S11b)，从转向操纵角传感器26、油门传感器27、制动传感器28等取得开关信息(S11c)。
接着，ECU10(输入处理部10c)使用在信息取得处理(S11)中取得的各种信息来执行规定的信息检测处理(S12)。在信息检测处理中，ECU10根据当前车辆位置信息、地图信息和传感器信息，来检测与车辆1的周围以及前方区域中的行驶路形状有关的行驶路信息(直线区间以及弯道区间的有无、各区间长度、弯道区间的曲率半径、车道宽度、车道两端部位置、车道数、交叉路口的有无、由弯道曲率规定的限制速度等)、行驶限制信息(限制速度、红色信号等)、前车轨迹信息(前车的位置以及速度)(S12a)。
另外，ECU10根据开关信息来检测与由驾驶员进行的车辆操作相关的车辆操作信息(转向操纵角、油门踏板踏入量、制动踏板踏入量等)(S12b)，并且，根据开关信息以及传感器信息来检测与车辆1的行为相关的行驶行为信息(车速、纵向加速度、横向加速度、横摆角速度等)(S12c)。
接着，ECU10(行驶路径控制部10a)基于通过计算而得到的信息来执行行驶路径控制处理(S13)。行驶路径控制处理包括行驶路径计算处理(S13a)、行驶路径修正/最优化处理(S13b)、请求信号生成处理(S13c)。
在行驶路径计算处理(S13a)中，如上所述，计算第一行驶路径、第二行驶路径以及第三行驶路径。
在行驶路径修正/最优化处理(S13b)中，ECU10基于周边物标等(例如图6所示的停车车辆3)来修正目标行驶路径，并且基于规定的评价函数和规定的制约条件来从所算出的修正行驶路径之中确定最佳的修正行驶路径。
在请求信号生成处理(S13c)中，ECU10根据所选择的驾驶辅助模式来生成向相应的控制系统(发动机控制系统31、制动控制系统32、转向控制系统33)输出的请求信号，以使得车辆1在最终计算出的行驶路径上行驶。具体而言，ECU10根据发动机的目标控制量、制动器的目标控制量、转向操纵的目标控制量来生成请求信号(发动机请求信号、制动请求信号、转向请求信号)，而这些目标控制量由计算出的目标行驶路径(最佳行驶路径)确定。
并且，ECU10基于所生成的请求信号而向发动机控制系统31、制动控制系统32以及转向控制系统33输出请求信号(系统控制处理：S14)。
接着，参照图11至图18来对图10的行驶路径修正/最优化处理(S13b)的详细的处理流程进行说明。图11是用于设定修正行驶路径算出部10f所使用的制约条件等的流程图。另外，图12至图16是表示修正后的行驶路径应满足的针对行驶路径的制约条件的图。图17是表示修正后的行驶路径应满足的针对行驶参数的制约条件的图。图18是表示由修正行驶路径算出部10f计算出的、满足制约条件的最佳的修正行驶路径的一个例子的图。
如以下说明的那样，由目标行驶路径算出部10c计算出的目标行驶路径由修正行驶路径算出部10f修正为满足各种制约条件，生成修正行驶路径。另外，在无法算出同时满足所应用的所有制约条件的行驶路径的情况下，优先应用与安全行驶有关的制约条件来生成修正行驶路径。
首先，在图11的步骤S21中，通过自动转向操纵控制部10e来判断针对对面车的转向操纵回避(OCP)、针对物标从后侧方接近的转向操纵回避(BSP)、或者针对从车道/道路脱离的转向操纵回避(LDP、RDP)中的某一个是否处于工作中。在某一个转向操纵回避控制正在执行中的情况下，判断为具有脱离车道的可能性，处理进入步骤S22，在步骤S22中，如图12所示，目标行驶路径算出部10c在车辆1行驶中的车道的脱离侧的区划线的内侧30cm的位置设定目标行驶路径R。另外，作为修正行驶路径算出部10f所使用的制约条件，设定行驶中的车道的外侧的区域A(图12的斜线区域)。
在图12所示的例子中，通过针对对面车的转向操纵回避(OCP)，自动地向左侧进行了转向操纵。因此，目标行驶路径R被设定在车道左侧的区划线的内侧30cm的位置。即，目标行驶路径R被设定于向存在相对于车道两侧的区划线的中央脱离的可能性的一侧进行了偏移的位置。另一方面，在由自动转向操纵控制部10e判断为不存在脱离车道的可能性并已检测出车道的情况下，如后述的图13所示，目标行驶路径R被设定于车道中央。
另外，如图12所示，制约条件被设定为车辆1的两侧的区划线的外侧的区域A。通过这样设定制约条件，从而修正行驶路径算出部10f在车辆1不侵入到区域A的范围内修正目标行驶路径R。另一方面，即使在由自动转向操纵控制部10e判断为不存在脱离车道的可能性的情况下，修正行驶路径算出部10f也将车辆1的两侧的区划线的外侧的区域设定为制约条件(例如图13)。
另一方面，在未执行任何的转向操纵回避控制的情况下，处理从步骤S21进入S23，在步骤S23中，判断驾驶辅助模式是否已被设定为前车跟随模式(TJA)。在已被设定为前车跟随模式的情况下进入步骤S24，在未设定为前车跟随模式的情况下进入步骤S29。在步骤S24中，判断是否由对车载摄像机21的图像进行了分析的输入处理部10a(图像分析部)已检测出车道。如以下说明的那样，在本实施方式的车辆控制装置中，根据通过作为模式设定操作部的驾驶员操作部37而设定的转向操纵模式(是否是前车跟随模式)来变更制约条件，并且根据是否已检测出车道来变更制约条件。
在已检测出车道的情况下进入步骤S25，在步骤S25中，如图13所示那样设定目标行驶路径以及制约条件。即，在作为自动转向操纵模式的前车跟随模式正在被执行中且已检测出车道的情况下，目标行驶路径算出部10c在车道两侧的区划线的中央设定目标行驶路径R，修正行驶路径算出部10f将检测出的车道(两侧的区划线的外侧的区域A(图13的斜线区域))设定作为制约条件。即，在已检测出车道的情况下，即使正在执行前车跟随模式，也将目标行驶路径R设定于车道的中央，在车道的外侧的区域A设定制约条件。通过这样设定制约条件，从而修正行驶路径算出部10f在车辆1不侵入到区域A的范围内修正目标行驶路径R。
另一方面，在未检测出车道的情况下，处理从步骤S24进入S26，在步骤S26中，根据车载摄像机21的图像数据以及毫米波雷达22的测量数据来判断是否检测出前车。在步骤S26中检测出前车的情况下进入步骤S27，在未检测出前车的情况下进入步骤S28。
在步骤S27中，如图14所示，设定目标行驶路径R以及制约条件。即，在前车跟随模式中未检测出车道且已检测出前行车辆的情况下，将前车3的行驶轨迹设定为目标行驶路径R。并且，将以本车辆在该目标行驶路径R(前行车辆的行驶轨迹)上进行了行驶的情况下的推定行驶路径为中心的、与本车宽度相比位于外侧的区域A设定为制约条件。这样，将在本车在与前车3的行驶轨迹同一路径上进行了行驶的情况下本车所通过的区域的外侧设定为制约条件。通过这样设定制约条件，从而修正行驶路径算出部10f在车辆1不侵入到区域A的范围内修正目标行驶路径R。
另一方面，在步骤S26中未检测出前车的情况下，处理进入步骤S28，在步骤S28中，如图15所示那样设定目标行驶路径R以及制约条件。即，在前车跟随模式中未检测出车道以及前行车辆的情况下，将推定行驶路径设定为目标行驶路径R，而该推定行驶路径被推定为在基于驾驶员意志的当前驾驶状况继续的情况下车辆进行行驶，并将以该推定行驶路径为中心而与本车宽度相比位于外侧的区域A设定为制约条件。即，在未检测出前行车辆的情况下，设定以由目标行驶路径算出部10c计算出的目标行驶路径R为基准的制约条件。通过这样设定制约条件，从而修正行驶路径算出部10f在车辆1不侵入到区域A的范围内修正目标行驶路径R。
另一方面，在步骤S23中判断为驾驶辅助模式未被设定为前车跟随模式(TJA)的情况下，进入步骤S29。在步骤S29中，通过驾驶意志判断部10d来判断驾驶员是否具有驾驶意志且是否由车载摄像机21检测出车道。即，驾驶意志判断部10d对由搭载于车辆1的车室内拍摄用的车载摄像机21拍摄到的驾驶员的图像进行分析，判断驾驶员是否未打瞌睡、是否未东张西望等。驾驶意志判断部10d在驾驶员未打瞌睡等的情况下判定为驾驶员具有驾驶意志。在驾驶员具有驾驶意志且已检测出车道的情况下，进入步骤S30，在除此以外的情况下进入步骤S31。如以下说明的那样，在本实施方式的车辆控制装置中，根据由驾驶意志判断部10d判断出的驾驶意志的有无来变更制约条件，并且根据是否检测出车道来变更制约条件。
在步骤S30中，如图16所示那样设定目标行驶路径R以及制约条件。即，在除前车跟随模式以外的控制模式中驾驶员具有驾驶意志且已检测出车道的情况下，将推定行驶路径设定为目标行驶路径R，而该推定行驶路径被推定为在基于驾驶员意志的当前驾驶状况继续的情况下车辆进行行驶。在图16所示的例子中，车辆1在车道内根据驾驶员的意志而正在行驶于靠近车道中央的左侧的区划线的位置，如果继续该驾驶状况，则推定为车辆1会持续在靠近左侧的区划线的位置行驶。因此，将作为被推定的行驶路径的靠近车道中央的左侧的区划线的位置设定为目标行驶路径R。并且，将区域A设定为制约条件，该区域A是以该推定行驶路径为中心而与本车宽度相比位于外侧且与车道两侧的区划线相比位于外侧的区域。通过这样设定制约条件，从而修正行驶路径算出部10f在车辆1不侵入到区域A的范围内修正目标行驶路径R。
另一方面，在步骤S29中驾驶员没有驾驶意志或者未检测出车道的情况下，处理进入步骤S31。在步骤S31中，如图15所示那样设定目标行驶路径R以及制约条件。如上所述，在图15中，将推定行驶路径设定为目标行驶路径R，而该推定行驶路径被推定为在基于驾驶员意志的当前驾驶状况继续的情况下车辆进行行驶，并将以该推定行驶路径为中心而与本车宽度相比位于外侧的区域A设定为制约条件。
接着，参照图17来对修正后的行驶路径应满足的与行驶参数相关的制约条件进行说明。
如上所述，ECU10的目标行驶路径算出部10c算出目标行驶路径R，该目标行驶路径R由修正行驶路径算出部10f修正为满足上述各制约条件(图12至图16)。除此之外，修正行驶路径算出部10f对目标行驶路径R进行修正以使其还满足图17所示的行驶参数。即，即使修正后的行驶路径满足了图12至图16所示的制约条件，也不能采用对于本车辆1的运动性能难以实现的行驶路径、或者会给车辆的乘员带来不适感的行驶路径。因此，在本实施方式中，对与车辆的加速度等相关的行驶参数也设置了制约条件。
即，如图17所示，在本实施方式中，在前车跟随模式(TJA)中，本车的前后加速度被限制在±3m/s2以内，本车的横向加速度被限制在±4m/s2以内，本车的前后加加速度被限制在±5m/s3以内，本车的横向加加速度被限制在±2m/s3以内，本车的转向操纵角被限制在±90rad以内，本车的转向操纵角速度被限制在±90rad/s以内，本车的横摆角速度被限制在±10rad/s以内。这样，在作为自动转向操纵模式的前车跟随模式中，制约条件作为行驶参数的绝对值而给出，通过在行驶参数上设置这样的制约条件，从而防止了较大的G(加速度)作用于车辆的乘员而带来不适感。
另一方面，在自动速度控制模式(ACC)中，本车的前后加速度被限制在当前值的±2m/s2以内，本车的横向加速度被限制在当前值的±1m/s2以内，本车的前后加加速度被限制在当前值的±2m/s3以内，本车的横向加加速度被限制在当前值的±1m/s3以内，本车的转向操纵角被限制在当前值的±30rad以内，本车的转向操纵角速度被限制在当前值的±30rad/s以内，本车的横摆角速度被限制在当前值的±2rad/s以内。这样，在作为驾驶员转向操纵模式的自动速度控制模式中，制约条件作为行驶参数从当前值起的变动幅度而给出，通过在行驶参数上设置这样的制约条件而防止了车辆急剧加减速等。
接着，参照图18来对由修正行驶路径算出部10f算出的最佳的修正行驶路径的一个例子进行说明。
在图18所示的例子中，在本车辆1中设定有前车跟随模式(TJA)，另外，不使针对对面车的转向操纵回避(OCP)等工作。并且，通过车载摄像机21已检测出行驶车道。因此，在图11的流程图中，处理按照步骤S21→S23→S24→S25的顺序进行，在步骤S25中，将目标行驶路径R设定在检测出的车道的中央。
然而，在前方停有车辆3，ECU10的周边物标检测部10b检测车辆3作为应回避的周边物标，在车辆3的周围设定本车辆1能够行驶的允许相对速度的上限界线(在图18的例子中的界线a：允许相对速度0(零))。在图18所示的例子中，若本车辆1持续在目标行驶路径R上行驶，则本车辆1就会侵入到相对于车辆3的允许相对速度0的界线a内。
因此，ECU10的修正行驶路径算出部10f对先前设定的目标行驶路径R进行修正，以使得本车辆1不侵入到线a内。此时，对于修正后的行驶路径，作为制约条件，应用(1)本车辆1不侵入到车道两侧的区划线的外侧的区域A(图18的斜线区域)、以及(2)行驶参数不超过对图17的TJA控制中设定的值的范围。修正行驶路径算出部10f将满足这些制约条件的行驶路径中的、上述的评价函数J最小的路径计算为修正行驶路径Rc。此时，应计算评价函数J的值的行驶路径根据各制约条件已被缩减，因此能够以较少的计算量来算出最佳的修正行驶路径。
根据本发明的实施方式的车辆控制装置100，在由周边物标检测部10b检测到应回避的周边物标的情况下，修正行驶路径算出部10f对周边物标设定车辆1能够行驶的允许相对速度的上限界线(图6的界线a～d)。另外，修正行驶路径算出部10f基于该上限界线、规定的评价函数J以及规定的制约条件来算出修正行驶路径Rc。这样，修正行驶路径算出部10f具备规定的制约条件，因此能够以较少的计算量而从可设定的多个修正行驶路径Rc之中算出适当的路径。并且，在由自动转向操纵控制部10e判断为存在本车辆1脱离车道的可能性的情况下(图11的步骤S21→S22)，目标行驶路径算出部10f设定向存在相对于车道的中央脱离的可能性的一侧进行了偏移的目标行驶路径R。这样，在存在车辆1从车道脱离的可能性的情况下，设定向脱离侧进行了偏移而得的目标行驶路径R，因此，即使在本车辆1从车道发生了脱离的情况下，也能够不给驾驶员带来违和感而回归到设定于脱离侧的附近的目标行驶路径R(车道内)。
另外，根据本实施方式的车辆控制装置100，在不存在脱离车道的可能性的情况下(图11的步骤S21→S23)，将目标行驶路径R设定于车道的中央(图13)，因此能够给予在车道上行驶的驾驶员安心感。
并且，根据本实施方式的车辆控制装置100，与车道脱离的可能性无关，作为制约条件，都设定行驶中的车道的外侧的区域(图12、图13的区域A)，因此除了紧急的碰撞回避的情况等以外，修正行驶路径Rc都被设定于行驶中的车道内，能够避免不必要的车道脱离。
另外，根据本实施方式的车辆控制装置100，在执行了针对对面车的转向操纵回避控制(OCP)时，判断为存在脱离车道的可能性(图11的步骤S21→S22)，因此，即使在为了回避对面车而脱离了车道的情况下，也能够毫无违和感地使本车辆1回归到车道内。
并且，根据本实施方式的车辆控制装置100，在执行了针对后方或侧方的转向操纵回避控制(BSP)时，判断为存在脱离车道的可能性(图11的步骤S21→S22)，因此，即使在为了进行针对后方或侧方的转向操纵回避而脱离了车道的情况下，也能够毫无违和感地使本车辆回归到车道内。
另外，根据本实施方式的车辆控制装置100，在执行了车道或道路的脱离回避控制(LDP，RDP)时，判断为存在脱离车道的可能性(图11的步骤S21→S22)，因此即使在回避车道或道路的脱离之后回归到车道内的情况下，也不会给驾驶员带来违和感。
以上，对本发明的优选的实施方式进行了说明，但能够对上述的实施方式施加各种变更。特别是，在上述的实施方式中，作为自动转向操纵模式而设定了前车跟随模式(TJA)，作为驾驶员转向操纵模式而设定了自动速度控制模式(ACC)，但也能够将其他控制模式设定为自动转向操纵模式或驾驶员转向操纵模式。另外，在上述的实施方式中，在自动速度控制模式中不执行自动转向操纵，但也能够按如下方式构成本发明：在回避紧急的危险等规定的情况下即使是自动速度控制模式也执行自动转向操纵。
符号说明
1 车辆
10 车辆控制运算部(ECU)
10a 输入处理部(图像分析部)
10b 周边物标检测部
10c 目标行驶路径算出部
10d 驾驶意志判断部
10e 自动转向操纵控制部
10f 修正行驶路径算出部
21 车载摄像机
22 毫米波雷达
23 车速传感器
24 加速度传感器
25 横摆角速度传感器
26 转向操纵角传感器
27 油门传感器
28 制动传感器
29 定位系统
30 导航系统
31 发动机控制系统
32 制动控制系统
33 转向控制系统
35 驾驶员操作部(模式设定操作部)
36a ISA开关
36b TJA开关
36c ACC开关
37a 距离设定开关
37b 车速设定开关
40 速度分布区域
100 车辆控制装置

Claims (6)

1.一种车辆控制装置，对车辆的驾驶进行辅助，其特征在于，具有：
周边物标检测部，该周边物标检测部检测周边物标以及本车的行驶车道；
目标行驶路径算出部，该目标行驶路径算出部算出车辆的目标行驶路径；
修正行驶路径算出部，该修正行驶路径算出部算出对由该目标行驶路径算出部算出的所述目标行驶路径进行修正后的修正行驶路径；以及
自动转向操纵控制部，该自动转向操纵控制部在判断为存在本车辆脱离车道的可能性时，对车辆的转向操纵进行辅助以使得车辆在车道内行驶，
所述修正行驶路径算出部构成为，在由所述周边物标检测部检测到应回避的周边物标的情况下对周边物标设定车辆能够行驶的允许相对速度的上限界线，并且构成为基于所述上限界线、规定的评价函数以及规定的制约条件算出所述修正行驶路径，
在由所述自动转向操纵控制部判断为存在本车辆脱离车道的可能性的情况下，所述目标行驶路径算出部设定向存在相对于车道的中央脱离的可能性的一侧进行了偏移的目标行驶路径。
2.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于，
在由所述自动转向操纵控制部判断为不存在本车辆脱离车道的可能性的情况下，所述目标行驶路径算出部将目标行驶路径设定于车道的中央。
3.根据权利要求1或2所述的车辆控制装置，其特征在于，
不论有无本车辆脱离车道的可能性，所述修正行驶路径算出部都设定行驶中的车道的外侧的区域作为所述制约条件。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆控制装置，其特征在于，
在执行了针对对面车的转向操纵回避控制的情况下，所述自动转向操纵控制部判断为存在本车辆脱离车道的可能性。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆控制装置，其特征在于，
在执行了针对后方或侧方的转向操纵回避控制的情况下，所述自动转向操纵控制部判断为存在本车辆脱离车道的可能性。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆控制装置，其特征在于，
在执行了车道或道路的脱离回避控制的情况下，所述自动转向操纵控制部判断为存在本车辆脱离车道的可能性。
CN201880068198.3A 2017-10-24 2018-10-16 车辆控制装置 Pending CN111433094A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-204846 2017-10-24
JP2017204846A JP6573224B2 (ja) 2017-10-24 2017-10-24 車両制御装置
PCT/JP2018/038455 WO2019082734A1 (ja) 2017-10-24 2018-10-16 車両制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111433094A true CN111433094A (zh) 2020-07-17

Family

ID=66247369

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880068198.3A Pending CN111433094A (zh) 2017-10-24 2018-10-16 车辆控制装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20210188356A1 (zh)
EP (1) EP3699051A4 (zh)
JP (1) JP6573224B2 (zh)
CN (1) CN111433094A (zh)
WO (1) WO2019082734A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111619560A (zh) * 2020-07-29 2020-09-04 北京三快在线科技有限公司 车辆控制方法及装置

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11351989B2 (en) 2018-04-11 2022-06-07 Hyundai Motor Company Vehicle driving controller, system including the same, and method thereof
EP3552913B1 (en) 2018-04-11 2021-08-18 Hyundai Motor Company Apparatus and method for controlling to enable autonomous system in vehicle
US10843710B2 (en) 2018-04-11 2020-11-24 Hyundai Motor Company Apparatus and method for providing notification of control authority transition in vehicle
US11173910B2 (en) 2018-04-11 2021-11-16 Hyundai Motor Company Lane change controller for vehicle system including the same, and method thereof
US11548509B2 (en) 2018-04-11 2023-01-10 Hyundai Motor Company Apparatus and method for controlling lane change in vehicle
US11334067B2 (en) 2018-04-11 2022-05-17 Hyundai Motor Company Apparatus and method for providing safety strategy in vehicle
EP3552901A3 (en) 2018-04-11 2020-04-29 Hyundai Motor Company Apparatus and method for providing safety strategy in vehicle
EP3552902A1 (en) * 2018-04-11 2019-10-16 Hyundai Motor Company Apparatus and method for providing a driving path to a vehicle
EP3569460B1 (en) 2018-04-11 2024-03-20 Hyundai Motor Company Apparatus and method for controlling driving in vehicle
US11597403B2 (en) 2018-04-11 2023-03-07 Hyundai Motor Company Apparatus for displaying driving state of vehicle, system including the same and method thereof
CN110239518B (zh) * 2019-05-20 2023-09-01 福瑞泰克智能系统有限公司 一种车辆横向位置控制方法及装置
WO2020237207A1 (en) * 2019-05-23 2020-11-26 Systomix, Inc. Apparatus and method for processing vehicle signals to compute a behavioral hazard measure
JP7188325B2 (ja) * 2019-08-27 2022-12-13 トヨタ自動車株式会社 運転支援装置
JP7047824B2 (ja) * 2019-09-12 2022-04-05 トヨタ自動車株式会社 車両制御装置
KR102172091B1 (ko) * 2019-09-26 2020-10-30 현대모비스 주식회사 운전자 보조 시스템의 조향 오류 보정 장치 및 방법
JP7163934B2 (ja) * 2020-01-17 2022-11-01 株式会社デンソー 先行車判別装置、先行車判別方法、および先行車判別プログラム
DE102020202964A1 (de) * 2020-03-09 2021-09-09 Continental Automotive Gmbh Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Sicherheit von Fahrfunktionen.
JP7287317B2 (ja) * 2020-03-10 2023-06-06 いすゞ自動車株式会社 操舵制御装置
JP2021146905A (ja) * 2020-03-19 2021-09-27 本田技研工業株式会社 制御装置、制御方法およびプログラム
JP7391293B2 (ja) * 2020-04-17 2023-12-05 マツダ株式会社 車両制御装置
CN111674405A (zh) * 2020-05-12 2020-09-18 坤泰车辆系统（常州）有限公司 自动驾驶系统车道居中辅助功能使用Bezier曲线进行路径预测的方法
CN111674404A (zh) * 2020-05-12 2020-09-18 坤泰车辆系统（常州）有限公司 自动驾驶系统车道居中辅助功能使用b样条曲线进行路径预测的方法
KR20220026656A (ko) * 2020-08-25 2022-03-07 현대모비스 주식회사 차량의 주행 제어 시스템 및 방법
KR102444675B1 (ko) * 2021-06-24 2022-09-20 (주)뷰런테크놀로지 주변 객체의 차로 변경 예측 장치 및 방법
CN114882711A (zh) * 2022-04-29 2022-08-09 浙江海康科技有限公司 一种工程车驾驶情况监测系统
US20240025435A1 (en) * 2022-07-20 2024-01-25 Denso Corporation V2-based roll-over alert in an intersection

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010208583A (ja) * 2009-03-12 2010-09-24 Toyota Motor Corp 走行支援装置
EP2648172A1 (en) * 2010-11-30 2013-10-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Target status determination device for movable object, and program
DE102013017212A1 (de) * 2013-10-16 2015-04-16 Audi Ag Kraftfahrzeug und Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeugs
US20150210279A1 (en) * 2014-01-29 2015-07-30 Continental Automotive Systems, Inc. System for accommodating a pedestrian during autonomous vehicle operation
CN105667509A (zh) * 2015-12-30 2016-06-15 苏州安智汽车零部件有限公司 一种用于汽车自适应巡航控制系统的弯道控制系统及方法
US20160200317A1 (en) * 2013-08-20 2016-07-14 Audi Ag Device and method for controlling a motor vehicle
US20170210382A1 (en) * 2016-01-26 2017-07-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle collision avoidance assist system

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3319229B2 (ja) * 1995-07-03 2002-08-26 トヨタ自動車株式会社 車両走行制御装置
DE102005003274A1 (de) * 2005-01-25 2006-07-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Vermeidung und/oder Minderung der Folgen von Kollisionen beim Ausweichen vor Hindernissen
JP5125745B2 (ja) * 2008-05-12 2013-01-23 トヨタ自動車株式会社 運転支援装置、運転支援方法
JP5206404B2 (ja) 2008-12-26 2013-06-12 トヨタ自動車株式会社 車両制御装置および車両制御方法
JP5737197B2 (ja) * 2012-01-20 2015-06-17 トヨタ自動車株式会社 車両の走行軌跡制御装置
WO2016024318A1 (ja) * 2014-08-11 2016-02-18 日産自動車株式会社 車両の走行制御装置及び方法
US9229453B1 (en) * 2014-08-29 2016-01-05 GM Global Technology Operations LLC Unified motion planner for autonomous driving vehicle in avoiding the moving obstacle
WO2016194168A1 (ja) * 2015-06-03 2016-12-08 日産自動車株式会社 走行制御装置及び方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010208583A (ja) * 2009-03-12 2010-09-24 Toyota Motor Corp 走行支援装置
EP2648172A1 (en) * 2010-11-30 2013-10-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Target status determination device for movable object, and program
US20160200317A1 (en) * 2013-08-20 2016-07-14 Audi Ag Device and method for controlling a motor vehicle
DE102013017212A1 (de) * 2013-10-16 2015-04-16 Audi Ag Kraftfahrzeug und Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeugs
US20150210279A1 (en) * 2014-01-29 2015-07-30 Continental Automotive Systems, Inc. System for accommodating a pedestrian during autonomous vehicle operation
CN105667509A (zh) * 2015-12-30 2016-06-15 苏州安智汽车零部件有限公司 一种用于汽车自适应巡航控制系统的弯道控制系统及方法
US20170210382A1 (en) * 2016-01-26 2017-07-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle collision avoidance assist system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111619560A (zh) * 2020-07-29 2020-09-04 北京三快在线科技有限公司 车辆控制方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019077292A (ja) 2019-05-23
JP6573224B2 (ja) 2019-09-11
EP3699051A1 (en) 2020-08-26
WO2019082734A1 (ja) 2019-05-02
US20210188356A1 (en) 2021-06-24
EP3699051A4 (en) 2021-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111433094A (zh) 车辆控制装置
CN111247045A (zh) 车辆控制装置
JP6573222B2 (ja) 車両制御装置
CN110053619B (zh) 车辆控制装置
CN110650877B (zh) 车辆控制装置
JP6525402B2 (ja) 車両制御装置
JP6525413B1 (ja) 車両制御装置
JP6525401B2 (ja) 車両制御装置
CN111712414A (zh) 车辆控制装置
WO2018101254A1 (ja) 車両制御装置
JP6647681B2 (ja) 車両制御装置
WO2019159724A1 (ja) 車両制御装置
JP6376523B2 (ja) 車両制御装置
CN111770864A (zh) 车辆控制装置
CN111032468A (zh) 车辆控制装置
JP2018203108A (ja) 車両制御装置
JP6572948B2 (ja) 車両制御装置
JP6376522B2 (ja) 車両制御装置
JP6525415B1 (ja) 車両制御装置
JP6572949B2 (ja) 車両制御装置
JP6376520B2 (ja) 車両制御装置
JP6525414B1 (ja) 車両制御装置
JP6525416B1 (ja) 車両制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20200717

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication