CN112776827A - 车辆控制系统 - Google Patents

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藤田和幸
田中信
岩本贵之
原田将弘
镰田展秀
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Toyota Motor Corp
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Abstract

本公开涉及车辆控制系统。目标轨迹生成装置生成并输出包括车辆的目标位置和目标速度的目标轨迹。第1目标轨迹以进行车辆的转向、加速和减速中的至少一方为目的。第2目标轨迹以使车辆减速、停止为目的。在不存在故障装置的情况下，车辆行驶控制装置基于第1目标轨迹执行车辆行驶控制。在存在故障装置的情况下，车辆行驶控制装置基于在故障发生前所输出的第2目标轨迹、或者从故障装置以外的目标轨迹生成装置输出的第2目标轨迹，执行车辆行驶控制并使车辆停止。

Description

车辆控制系统
技术领域
本发明涉及控制车辆的车辆控制系统。特别是，本发明涉及基于目标轨迹(trajectory)控制车辆的行驶的车辆控制系统。
背景技术
日本特开2018-024295公开了一种辅助车辆驾驶的驾驶辅助系统。驾驶辅助系统具备拍摄部、目标轨迹生成部、行驶状态取得部以及控制部。拍摄部取得包括车辆在行驶的道路(车道)的边界的图像。目标轨迹生成部基于上述图像，生成车辆在道路上应该行驶的目标轨迹。行驶状态取得部基于上述图像，取得道路上的车辆的行驶状态。控制部基于目标轨迹和行驶状态，进行用于使车辆跟随(遵循)目标轨迹的转向控制。
日本特开2009-157502公开了一种进行与车辆的行驶轨迹(前进道路、方向)有关的行驶轨迹评价的行驶轨迹评价装置。行驶轨迹评价装置生成多个预测行驶轨迹，并使用两个以上的不同的评价基准进行行驶轨迹评价。
日本特开2007-230454公开了一种设定特定物体应该采取的行驶轨迹的行驶轨迹设定装置。行驶轨迹设定装置预测包括特定物体在内的多个物体中的每一个可采取的行驶轨迹，并基于该预测结果设定特定物体的行驶轨迹。
发明内容
根据上述的日本特开2018-024295中记载的技术，基于由目标轨迹生成部生成的目标轨迹来进行转向控制。然而，在目标轨迹生成部发生了故障(失灵)的情况下，将无法生成适当的目标轨迹。没有生成适当的目标轨迹，则车辆行驶的安全很可能得不到确保。基于目标轨迹的车辆行驶控制尚有改善的余地。
本发明提供有助于确保基于目标轨迹控制车辆行驶时的安全的技术。
本发明的一个技术方案涉及一种车辆控制系统，其具备：一个或多个目标轨迹生成装置，生成并输出包括车辆的目标位置和目标速度的目标轨迹；以及车辆行驶控制装置，其接收从一个或多个目标轨迹生成装置输出的目标轨迹，基于接收到的目标轨迹执行对车辆的行驶进行控制的车辆行驶控制。第1目标轨迹是以进行车辆的转向、加速和减速中的至少一方为目的的目标轨迹。第2目标轨迹是以使车辆减速、停止为目的的目标轨迹。故障装置是一个或多个目标轨迹生成装置中的发生了故障的目标轨迹生成装置。在不存在故障装置的情况下，车辆行驶控制装置基于从一个或多个目标轨迹生成装置输出的第1目标轨迹，执行车辆行驶控制。在存在故障装置的情况下，车辆行驶控制装置基于在发生故障前从一个或多个目标轨迹生成装置输出的第2目标轨迹、或者从多个目标轨迹生成装置中的故障装置以外的目标轨迹生成装置输出的第2目标轨迹，执行车辆行驶控制并使车辆停止。
根据本发明的技术方案，目标轨迹生成装置不仅生成并输出第1目标轨迹，也生成并输出第2目标轨迹。第2目标轨迹是以使车辆减速、停止为目的的目标轨迹。在存在故障装置的情况下，车辆行驶控制装置基于故障发生前从目标轨迹生成装置输出的第2目标轨迹、或者从多个目标轨迹生成装置中的故障装置以外的目标轨迹生成装置输出的第2目标轨迹，执行车辆行驶控制。通过基于第2目标轨迹执行车辆行驶控制，车辆减速并停止。由此，确保车辆的安全。
附图说明
以下，参照附图对本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和产业意义进行说明，在附图中相同的附图标记表示相同的要素，并且其中：
图1是用于说明本发明的第1实施方式涉及的车辆控制系统的概要的概念图。
图2是概略地表示本发明的第1实施方式涉及的车辆控制系统的构成的框图。
图3是用于说明本发明的第1实施方式中的第2目标轨迹的概念图。
图4是用于说明本发明的第1实施方式涉及的车辆控制系统所进行的车辆行驶控制的概念图。
图5是表示本发明的第1实施方式涉及的车辆控制系统的目标轨迹生成装置的构成例的框图。
图6是表示本发明的第1实施方式涉及的目标轨迹生成装置中的信息取得装置以及驾驶环境信息的例子的框图。
图7是表示本发明的第1实施方式涉及的车辆控制系统的车辆行驶控制装置的构成例的框图。
图8是概要地表示本发明的第1实施方式涉及的车辆控制系统所进行的处理的流程图。
图9是概略地表示本发明的第2实施方式涉及的车辆控制系统的构成的框图。
图10是用于说明本发明的第2实施方式涉及的车辆控制系统所进行的车辆行驶控制的概念图。
图11是概略地表示本发明的第3实施方式涉及的车辆控制系统的构成的框图。
图12是用于说明本发明的第3实施方式中的退避(跛行回家)轨迹的概念图。
图13是概略地表示本发明的第4实施方式涉及的车辆控制系统的构成的框图。
图14是用于说明本发明的第4实施方式中的行驶辅助轨迹的概念图。
图15是用于说明本发明的第4实施方式中的紧急停止轨迹的概念图。
图16是用于说明本发明的第4实施方式涉及的车辆控制系统所进行的车辆行驶控制的规则(rule)的概念图。
图17是用于说明本发明的第4实施方式涉及的车辆控制系统所进行的车辆行驶控制的第1例的时间图(timing chart)。
图18是用于说明本发明的第4实施方式涉及的车辆控制系统所进行的车辆行驶控制的第2例的时间图。
图19是用于说明本发明的第4实施方式涉及的车辆控制系统所进行的车辆行驶控制的第3例的时间图。
图20是用于说明本发明的第4实施方式涉及的车辆控制系统所进行的车辆行驶控制的第4例的时间图。
图21是用于说明本发明的第4实施方式涉及的车辆控制系统所进行的车辆行驶控制的第5例的时间图。
图22是用于说明本发明的第4实施方式涉及的车辆控制系统所进行的车辆行驶控制的第6例的时间图。
图23是用于说明本发明的第4实施方式涉及的车辆控制系统所进行的车辆行驶控制的第7例的时间图。
图24是用于说明本发明的第4实施方式涉及的车辆控制系统所进行的车辆行驶控制的第8例的时间图。
图25是概略地表示本发明的第5实施方式涉及的车辆控制系统的构成的框图。
图26是用于说明本发明的第5实施方式涉及的车辆控制系统所进行的车辆行驶控制的例子的时间图。
具体实施方式
参照附图，对本发明的实施方式进行说明。
1.第1实施方式
1-1.车辆控制系统的概要
图1是用于说明第1实施方式涉及的车辆控制系统10的概要的概念图。车辆控制系统10控制车辆1。典型地，车辆控制系统10搭载于车辆1。或者，也可以为，车辆控制系统10的至少一部分配置于车辆1外部的外部装置，远程地控制车辆1。也即是说，车辆控制系统10也可以分散地配置于车辆1和外部装置。
车辆控制系统10执行对车辆1的行驶(转向、加速以及减速)进行控制的“车辆行驶控制”。特别地，车辆控制系统10基于目标轨迹TR执行车辆行驶控制。
目标轨迹TR包括车辆1行驶的道路内的车辆1的目标位置[X(t),Y(t)]以及目标速度[VX(t),VY(t)]。在图1所示的例子中，X方向是车辆1的前方方向，Y方向是与X方向正交的平面方向。但是坐标系(X,Y)不限于图1中示出的例子。目标位置[X(t),Y(t)]以及目标速度[VX(t),VY(t)]是时间t的函数。目标速度[VX(t),VY(t)]也可以按各目标位置[X(t),Y(t)]而设定。也即是说，目标位置[X(t),Y(t)]与目标速度[VX(t),VY(t)]也可以彼此相关联。车辆控制系统10执行车辆行驶控制以使得车辆1跟随这种目标轨迹TR。
图2是概略地表示本实施方式涉及的车辆控制系统10的构成的框图。车辆控制系统10具备目标轨迹生成装置100以及车辆行驶控制装置200。目标轨迹生成装置100和车辆行驶控制装置200既可以是物理上分开的装置，也可以是相同的装置。在目标轨迹生成装置100和车辆行驶控制装置200是物理上分开的装置的情况下，它们通过通信来交换所需的信息。
目标轨迹生成装置100生成上述的目标轨迹TR。更详细而言，目标轨迹生成装置100取得表示车辆1的驾驶环境的驾驶环境信息150。驾驶环境信息150例如包含地图信息、表示车辆1的位置和方位的位置信息、表示车辆1周围的状况的周边状况信息等。目标轨迹生成装置100基于驾驶环境信息150决定车辆1的行驶计划(plan)，并生成为了实现该行驶计划所需的目标轨迹TR。作为行驶计划，包括维持当前的行驶车道、进行车道变更(变道)、避开障碍物、减速而停止等。典型地，目标轨迹生成装置100在每个恒定周期(cycle)反复生成目标轨迹TR、即更新目标轨迹TR。而且，目标轨迹生成装置100将生成(更新)得到的目标轨迹TR输出到车辆行驶控制装置200。
车辆行驶控制装置200执行控制车辆1的行驶(转向、加速以及减速)的车辆行驶控制。特别地，车辆行驶控制装置200接收从目标轨迹生成装置100输出的目标轨迹TR，基于接收到的目标轨迹TR执行车辆行驶控制。典型地，车辆行驶控制装置200执行车辆行驶控制以使得车辆1跟随目标轨迹TR。为此，车辆行驶控制装置200计算车辆1与目标轨迹TR之间的偏差(横向偏差、偏航角偏差、速度偏差等)，进行车辆行驶控制以使得该偏差减小。
根据本实施方式，使用两种目标轨迹TR、即“第1目标轨迹TR1”和“第2目标轨迹TR2”。第1目标轨迹TR1是以进行车辆1的转向、加速和减速中的至少一方为目的的目标轨迹TR。例如，第1目标轨迹TR1是用于使车辆1继续沿着行驶车道自动驾驶的目标轨迹TR。另一方面，第2目标轨迹TR2是以使车辆1减速、停止为目的的目标轨迹TR。
图3是用于说明第2目标轨迹TR2的概念图。横轴表示时间t，纵轴表示目标速度[VX(t),VY(t)]。如图3所示，目标速度[VX(t),VY(t)]随着时间t的经过而减小，并最终变为零。通过基于这种第2目标轨迹TR2执行车辆行驶控制，车辆1减速并停止。此外，第2目标轨迹TR2也可以除了减速还要求转向。例如，第2目标轨迹TR2也可以生成为，使车辆1退避到路肩而停止。
目标轨迹生成装置100生成并输出第1目标轨迹TR1和第2目标轨迹TR2。车辆行驶控制装置200接收并保持第1目标轨迹TR1和第2目标轨迹TR2。而且，车辆行驶控制装置200基于第1目标轨迹TR1和第2目标轨迹TR2中的至少一方执行车辆行驶控制。
特别地，根据本实施方式，车辆行驶控制装置200根据目标轨迹生成装置100是否发生了故障，分别使用第1目标轨迹TR1和第2目标轨迹TR2。目标轨迹生成装置100发生了故障的状态是指没有从目标轨迹生成装置100输出适当的目标轨迹TR的状态。例如，目标轨迹生成装置100发生了故障时，目标轨迹TR的生成(更新)以及输出停止。或者，即使生成并输出了目标轨迹TR，该目标轨迹TR也是不适当的。
首先，考虑目标轨迹生成装置100为正常(没有出故障)的情况。在该情况下，目标轨迹生成装置100生成并输出第1目标轨迹TR1以及第2目标轨迹TR2。车辆行驶控制装置200基于第1目标轨迹TR1执行车辆行驶控制。也即是说，车辆行驶控制装置200执行车辆行驶控制以使得车辆1跟随第1目标轨迹TR1。
接着，参照图4，考虑目标轨迹生成装置100发生了故障的情况。以下，将发生了故障的目标轨迹生成装置100称为“故障装置100F”。发生故障后，没从故障装置100F输出适当的目标轨迹TR。得不到适当的目标轨迹TR，则车辆行驶的安全很可能得不到确保。
于是，根据本实施方式，在存在故障装置100F的情况下，使用故障发生前的适当的第2目标轨迹TR2。也即是说，车辆行驶控制装置200基于故障发生前从目标轨迹生成装置100输出的第2目标轨迹TR2，执行车辆行驶控制。通过基于第2目标轨迹TR2执行车辆行驶控制，车辆1减速并停止。由此，确保车辆1的安全。
第2目标轨迹TR2也可以说是目标轨迹生成装置100防备发生故障而生成的“遗嘱”。车辆行驶控制装置200预先接收并保持故障发生前从目标轨迹生成装置100输出的遗嘱。在目标轨迹生成装置100发生了故障的情况下，车辆行驶控制装置200执行预先接收到的遗嘱，使车辆1停止。由此，确保车辆1的安全。
车辆1的驾驶环境每时每刻都在变化。在目标轨迹生成装置100发生了故障的情况下，优选尽量使用新的第2目标轨迹TR2。而另一方面，目标轨迹生成装置100何时发生故障是事先不得而知的。因此，优选目标轨迹生成装置100至少“持续地”更新并输出第2目标轨迹TR2。在此，“持续地”是指包括“始终地”和“间歇地”两方的概念。例如，第2目标轨迹TR2的输出也可以在极短时间内中断。即使在该情况下，长期而言，第2目标轨迹TR2的输出也可以说是持续的。
优选为，车辆行驶控制装置200基于故障发生前最后从目标轨迹生成装置100输出的最新的第2目标轨迹TR2，执行车辆行驶控制。由于使用反映了最新的驾驶环境的最新的第2目标轨迹TR2，因此能够更适当地使车辆1停止。
但是，不一定需要使用最新的第2目标轨迹TR2。例如，即使在使用在最新的第2目标轨迹的一个周期前生成的第2目标轨迹TR2的情况下，也可能会获得足够的效果。车辆行驶控制装置200具有用于将从目标轨迹生成装置100输出的第2目标轨迹TR2保持一定期间的存储装置。在目标轨迹生成装置100发生了故障的情况下，车辆行驶控制装置200使用在故障发生前输出的第2目标轨迹TR2中的比较新的第2目标轨迹，执行车辆行驶控制。由此，能够使车辆1停止，确保安全。
以下，进一步对本实施方式涉及的车辆控制系统10进行详细说明。
1-2.构成例
1-2-1.目标轨迹生成装置100
图5是表示本实施方式涉及的目标轨迹生成装置100的构成例的框图。目标轨迹生成装置100具备信息取得装置110、控制装置120以及输入输出接口130。
信息取得装置110取得表示车辆1的驾驶环境的驾驶环境信息150。
图6是表示信息取得装置110以及驾驶环境信息150的例子的框图。信息取得装置110具备地图信息取得装置111、位置信息取得装置112、车辆状态传感器113、周边状况传感器114以及通信装置115。驾驶环境信息150包含地图信息151、位置信息152、车辆状态信息153、周边状况信息154以及发布(分发)信息155。
地图信息取得装置111取得地图信息151。地图信息151表示车道配置和/或道路形状。地图信息取得装置111从地图数据库(database)取得所需的区域的地图信息151。地图数据库既可以存储在搭载于车辆1的预定的存储装置中，也可以存储在车辆1的外部的管理服务器中。在后者的情况下，地图信息取得装置111与管理服务器进行通信，取得所需的地图信息151。
位置信息取得装置112取得表示车辆1的位置和方位的位置信息152。例如，位置信息取得装置112包括计测车辆1的位置和方位的GPS(Global Positioning System，全球定位系统)装置。位置信息取得装置112也可以进行周知的自身位置推定处理(localization)，提高位置信息152的精度。
车辆状态传感器113取得表示车辆1的状态的车辆状态信息153。例如，车辆状态传感器113包括车速传感器、偏航率(yaw rate)传感器、加速度传感器以及舵角(转向角)传感器等。车速传感器检测车速(车辆1的速度)。偏航率传感器检测车辆1的偏航率。加速度传感器检测车辆1的加速度(横向加速度、前后加速度、上下加速度)。舵角传感器检测车辆1的转向角(转舵角)。
周边状况传感器114识别(检测)车辆1的周围的状况。例如，周边状况传感器114包括摄像头(camera)、激光雷达(LIDAR：Laser Imaging Detection and Ranging)和雷达(radar)中的至少一方。周边状况信息154表示由周边状况传感器114得到的识别结果。例如，周边状况信息154包含与由周边状况传感器114识别到的目标物有关的目标物信息。作为目标物，例如有周边车辆、行人、路侧物、障碍物、白线(区划线)等。目标物信息包含有相对于车辆1的目标物的相对位置以及相对速度的信息。
通信装置115与车辆1的外部进行通信。例如，通信装置115与车辆1外部的外部装置经由通信网络进行通信。通信装置115也可以与周围的基础设施之间进行V2I通信(路车间通信)。通信装置115也可以与周边车辆之间进行V2V通信(车车间通信)。发布信息155是通过通信装置115获得的信息。例如，发布信息155包含周边车辆的信息和/或道路交通信息。
此外，信息取得装置110的一部分也可以包括在车辆行驶控制装置200中。也即是说，目标轨迹生成装置100与车辆行驶控制装置200也可以共享信息取得装置110的一部分。在该情况下，目标轨迹生成装置100与车辆行驶控制装置200相互交换所需的信息。
重新参照图5，输入输出接口130与车辆行驶控制装置200以可通信的方式连接。例如，输入输出接口130包括通信装置。
控制装置120(控制器)是进行各种处理的信息处理装置。例如，控制装置120是微型计算机。控制装置120也被称为ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)。控制装置120具备处理器121和存储装置122。
存储装置122中存储各种信息。作为存储装置122，例如有易失性存储器、非易失性存储器等。
处理器121执行计算机程序。计算机程序被存储于存储装置122、或者被记录于计算机可读取的记录介质。控制装置120(处理器121)的功能通过处理器121执行计算机程序来实现。
控制装置120反复从信息取得装置110取得驾驶环境信息150。所取得的驾驶环境信息150存储于存储装置122。
另外，控制装置120基于驾驶环境信息150决定车辆1的行驶计划，并生成为了实现该行驶计划所需的目标轨迹TR。作为行驶计划，包括维持当前的行驶车道、进行车道变更、避开障碍物、减速而停止等。典型地，控制装置120在每个恒定周期反复生成目标轨迹TR、即更新目标轨迹TR。所生成的目标轨迹TR(第1目标轨迹TR1、第2目标轨迹TR2)存储于存储装置122。
再者，控制装置120将生成(更新)得到的目标轨迹TR经由输入输出接口130输出到车辆行驶控制装置200。
1-2-2.车辆行驶控制装置200
图7是表示本实施方式涉及的车辆行驶控制装置200的构成例的框图。车辆行驶控制装置200具备行驶状态取得装置210、控制装置220、输入输出接口230以及行驶装置240。
行驶状态取得装置210取得表示车辆1的行驶状态的行驶状态信息250。作为行驶状态，例如有车辆1的位置、方位、车速、偏航率、加速度、转向角(转舵角)等。例如，行驶状态取得装置210利用GPS装置，取得表示车辆1的位置和方位的位置信息。行驶状态取得装置210也可以进行周知的自身位置推定处理，提高位置信息的精度。另外，行驶状态取得装置210包括车速传感器、偏航率传感器、加速度传感器以及舵角传感器等。此外，行驶状态取得装置210的至少一部分也可以与上述的目标轨迹生成装置100的信息取得装置110是共同的。
输入输出接口230与目标轨迹生成装置100以可通信的方式连接。例如，输入输出接口230包括通信装置。
行驶装置240包括转向装置241、驱动装置242以及制动装置243。转向装置241使车辆1的车轮转向。例如，转向装置241包括动力转向(EPS：Electric Power Steering)装置。驱动装置242是产生驱动力的动力源。作为驱动装置242，例如有发动机、电动机、轮毂电机(in-wheel motor)等。制动装置243产生制动力。
控制装置220(控制器)是进行各种处理的信息处理装置。例如，控制装置220是微型计算机。控制装置220也被称为ECU。控制装置220具备处理器221以及存储装置222。
存储装置222中存储各种信息。作为存储装置222，例如有易失性存储器、非易失性存储器等。
处理器221执行计算机程序。计算机程序被存储于存储装置222、或者被记录于计算机可读取的记录介质。控制装置220(处理器221)的功能通过处理器221执行计算机程序来实现。
例如，控制装置220执行控制车辆1的转向、加速以及减速的“车辆行驶控制”。控制装置220通过控制行驶装置240的动作(操作)来进行车辆行驶控制。具体而言，控制装置220通过控制转向装置241的动作，控制车辆1的转向(转舵)。另外，控制装置220通过控制驱动装置242的动作，控制车辆1的加速。另外，控制装置220通过控制制动装置243的动作，控制车辆1的减速。
另外，控制装置220反复从行驶状态取得装置210取得行驶状态信息250。所取得的行驶状态信息250存储于存储装置222。
另外，控制装置220经由输入输出接口230接收从目标轨迹生成装置100输出的目标轨迹TR。接收到的目标轨迹TR(第1目标轨迹TR1、第2目标轨迹TR2)存储于存储装置222。也可以为，在目标轨迹TR被更新后，过去的目标轨迹TR(尤其是过去的第2目标轨迹TR2)也还在存储装置222中保持一定期间。
再者，控制装置220基于目标轨迹TR执行上述的车辆行驶控制。具体而言，控制装置220执行车辆行驶控制以使得车辆1跟随目标轨迹TR。为此，控制装置220基于目标轨迹TR和行驶状态信息250，计算车辆1与目标轨迹TR之间的偏差。作为偏差，例如有横向偏差(Y方向偏差)、偏航角偏差(方位角偏差)以及速度偏差。而且，控制装置220进行车辆行驶控制以使得车辆1与目标轨迹TR之间的偏差减小。通过这种车辆行驶控制，车辆1以跟随目标轨迹TR的方式行驶。
例如，使用转向装置241的转向控制如下。控制装置220计算为了使车辆1与目标轨迹TR之间的偏差减小所需的目标偏航率。实际偏航率包含于行驶状态信息250。控制装置220根据目标偏航率与实际偏航率的差量、即偏航率偏差，计算目标转向角。偏航率偏差越大，目标转向角也变得越大。实际转向角包含于行驶状态信息250。控制装置220进行转向装置241的反馈控制以使得实际转向角与目标转向角一致。
1-3.故障检测方法的例子
作为目标轨迹生成装置100的故障，例如有如下这些。
[输入(Input)的故障]由于信息取得装置110(传感器)的异常或者故障，无法适当地取得生成目标轨迹TR所需的驾驶环境信息150。
[运算处理的故障]由于控制装置120的异常或者故障，生成目标轨迹TR的运算处理没有正常地运行(启动、工作)。
[运算结果的故障]生成的目标轨迹TR没有满足预定的必要条件。
[输出(Output)的故障]由于输入输出接口130的输出功能的异常或者故障，没有从目标轨迹生成装置100正常地输出目标轨迹TR。
目标轨迹生成装置100具有自诊断功能。自诊断功能例如对如下项目进行检查。
[项目1]控制装置120是否在正常地动作(例如处理器121的运算周期是否在正常范围内)
[项目2]信息取得装置110的各传感器是否在正常动作(例如传感周期、检测数据数量、检测数据值是否在正常范围内)
[项目3]控制装置120是否成功接收到驾驶环境信息150(例如接收周期和/或数据量是否在正常范围内)
[项目4]目标轨迹TR的运算结果是否正常(例如数据量和/或数据值是否在正常范围内)
[项目5]是否从输入输出接口130正常地输出了目标轨迹TR(例如发送周期和/或数据量是否在正常范围内)
在对于任何项目检测到异常的情况下，自诊断功能判定为在目标轨迹生成装置100中发生了故障。当判定为发生了故障时，自诊断功能经由专用信号线将错误(error)信号输出到外部。车辆行驶控制装置200通过接收该错误信号，能够识别目标轨迹生成装置100中发生了故障。
1-4.处理流程
图8是概要地表示本实施方式涉及的车辆控制系统10所进行的处理的流程图。
在步骤S100中，目标轨迹生成装置100取得驾驶环境信息150。而且，目标轨迹生成装置100基于驾驶环境信息150生成(更新)目标轨迹TR。再者，目标轨迹生成装置100将生成(更新)得到的目标轨迹TR输出到车辆行驶控制装置200。
在步骤S200中，车辆行驶控制装置200接收从目标轨迹生成装置100输出的目标轨迹TR。车辆行驶控制装置200将接收到的目标轨迹TR存储于存储装置222。
在步骤S300中，车辆行驶控制装置200判定目标轨迹生成装置100是否发生了故障。例如，车辆行驶控制装置200判定是否从目标轨迹生成装置100输出了上述的错误信号。在目标轨迹生成装置100没有发生故障、也即是说不存在故障装置100F的情况下(步骤S300：否)，处理前进至步骤S400。另一方面，在目标轨迹生成装置100发生了故障、也即是说存在故障装置100F的情况下(步骤S300：是)，处理前进至步骤S500。
在步骤S400中，车辆行驶控制装置200基于第1目标轨迹TR1执行车辆行驶控制。也即是说，车辆行驶控制装置200执行车辆行驶控制以使得车辆1跟随第1目标轨迹TR1。
在步骤S500中，车辆行驶控制装置200基于第2目标轨迹TR2执行车辆行驶控制。也即是说，车辆行驶控制装置200执行车辆行驶控制以使得车辆1跟随第2目标轨迹TR2。由此，车辆1减速并停止。
1-5.效果
如上所述，根据本实施方式，目标轨迹生成装置100不仅生成并输出第1目标轨迹TR1，也生成并输出第2目标轨迹TR2。第2目标轨迹TR2是以使车辆1减速、停止为目的的目标轨迹TR。在存在故障装置100F的情况下，车辆行驶控制装置200基于故障发生前从目标轨迹生成装置100输出的第2目标轨迹TR2，执行车辆行驶控制。通过基于第2目标轨迹TR2执行车辆行驶控制，车辆1减速并停止。由此，确保车辆1的安全。这有助于提高车辆控制系统10的可靠性。
2.第2实施方式
在第2实施方式中，存在多个目标轨迹生成装置100。适当省略与第1实施方式重复的说明。
2-1.车辆控制系统
图9是概略地表示第2实施方式涉及的车辆控制系统10的构成的框图。车辆控制系统10具备多个目标轨迹生成装置100-A、100-B以及车辆行驶控制装置200。
目标轨迹生成装置100-A、100-B各自的构成与在第1实施方式中说明的目标轨迹生成装置100的构成(参照图5、图6)是同样的。
对于目标轨迹生成装置100-A，将在第1实施方式中说明的驾驶环境信息150、目标轨迹TR、第1目标轨迹TR1以及第2目标轨迹TR2分别改称为驾驶环境信息150-A、目标轨迹TR-A、第1目标轨迹TR1-A以及第2目标轨迹TR2-A。目标轨迹生成装置100-A基于驾驶环境信息150-A，生成并输出目标轨迹TR-A(TR1-A、TR2-A)。
对于目标轨迹生成装置100-B，将在第1实施方式中说明的驾驶环境信息150、目标轨迹TR、第1目标轨迹TR1以及第2目标轨迹TR2分别改称为驾驶环境信息150-B、目标轨迹TR-B、第1目标轨迹TR1-B以及第2目标轨迹TR2-B。目标轨迹生成装置100-B基于驾驶环境信息150-B，生成并输出目标轨迹TR-B(TR1-B、TR2-B)。
车辆行驶控制装置200的构成与第1实施方式中的构成是同样的(参照图7)。
2-2.车辆行驶控制
车辆行驶控制装置200接收从目标轨迹生成装置100-A输出的目标轨迹TR-A(TR1-A、TR2-A)。另外，车辆行驶控制装置200接收从目标轨迹生成装置100-B输出的目标轨迹TR-B(TR1-B、TR2-B)。车辆行驶控制装置200将接收到的目标轨迹TR(TR1-A、TR2-A、TR1-B、TR2-B)存储于存储装置222。而且，车辆行驶控制装置200基于至少一个目标轨迹TR执行车辆行驶控制。
首先，考虑目标轨迹生成装置100-A、100-B全部正常、即不存在故障装置100F的情况。在该情况下，车辆行驶控制装置200基于第1目标轨迹TR1-A、TR1-B中的至少一方，执行车辆行驶控制。例如，在输出了第1目标轨迹TR1-A但没有输出第1目标轨迹TR1-B的情况下，车辆行驶控制装置200基于第1目标轨迹TR1-A执行车辆行驶控制。
作为另一例，在输出了第1目标轨迹TR1-A、TR1-B双方的情况下，车辆行驶控制装置200选择第1目标轨迹TR1-A、TR1-B中的一方，基于选择出的一方执行车辆行驶控制。或者，车辆行驶控制装置200也可以通过将第1目标轨迹TR1-A、TR1-B组合从而决定最终的目标轨迹TR，并基于该目标轨迹TR执行车辆行驶控制。
接着，参照图10，考虑目标轨迹生成装置100-A、100-B中的一方出现了故障、即存在故障装置100F的情况。在图10所示的例子中，目标轨迹生成装置100-A成为了故障装置100F。发生故障后，不会从作为故障装置100F的目标轨迹生成装置100-A输出适当的目标轨迹TR-A(TR1-A、TR2-A)。在该情况下，车辆行驶控制装置200基于第2目标轨迹TR2-A、TR2-B中的某一个执行车辆行驶控制，使车辆1停止。
例如，车辆行驶控制装置200基于故障发生前从目标轨迹生成装置100-A输出的第2目标轨迹TR2-A，执行车辆行驶控制。或者，车辆行驶控制装置200基于从故障装置100F以外的目标轨迹生成装置100-B输出的第2目标轨迹TR2-B，执行车辆行驶控制。不论在哪一情况下，都基于适当的第2目标轨迹TR2来执行车辆行驶控制，因此车辆1减速并停止。由此，确保车辆1的安全。
2-3.效果
如上所述，根据本实施方式，在存在故障装置100F的情况下，车辆行驶控制装置200基于故障发生前从目标轨迹生成装置100-A输出的第2目标轨迹TR2、或者从故障装置100F以外的目标轨迹生成装置100-B输出的第2目标轨迹TR2-B，执行车辆行驶控制。不论在哪一情况下，都基于适当的第2目标轨迹TR2来执行车辆行驶控制，因此车辆1减速并停止。由此，确保车辆1的安全。这有助于提高车辆控制系统10的可靠性。
3.第3实施方式
第3实施方式是上述的第1实施方式的具体例子。适当省略与第1实施方式重复的说明。
3-1.车辆控制系统
图11是概略地表示第3实施方式涉及的车辆控制系统10的构成的框图。车辆控制系统10具备自动驾驶控制装置100-D以及车辆行驶控制装置200。
自动驾驶控制装置100-D是生成车辆1的自动驾驶中所需的目标轨迹TR的目标轨迹生成装置100。作为此处的自动驾驶，假定以驾驶员可以不必100％集中于驾驶作为前提的自动驾驶(例如所谓的等级3以上的自动驾驶)。
自动驾驶控制装置100-D的构成与在第1实施方式中说明的目标轨迹生成装置100的构成(参照图5、图6)是同样的。对于自动驾驶控制装置100-D，将在第1实施方式中说明的驾驶环境信息150以及目标轨迹TR分别改称为驾驶环境信息150-D以及目标轨迹TR-D。
自动驾驶控制装置100-D基于驾驶环境信息150-D，生成并输出目标轨迹TR-D。目标轨迹TR-D包括以下说明的“自动驾驶轨迹TR1-D”和“退避轨迹TR2-D”这两种。
3-1-1.自动驾驶轨迹TR1-D
自动驾驶轨迹TR1-D是以进行车辆1的自动驾驶为目的的第1目标轨迹TR1。也即是说，自动驾驶轨迹TR1-D以为了车辆1的自动驾驶而进行转向、加速和减速中的至少一方为目的。
自动驾驶控制装置100-D基于驾驶环境信息150-D，生成自动驾驶中的车辆1的行驶计划。行驶计划包括维持当前的行驶车道行驶、进行车道变更、避开障碍物等。而且，自动驾驶控制装置100-D生成车辆1为了按照行驶计划行驶所需的第1目标轨迹TR1作为自动驾驶轨迹TR1-D。
例如，自动驾驶控制装置100-D生成用于维持当前的行驶车道行驶的自动驾驶轨迹TR1-D。更详细而言，自动驾驶控制装置100-D基于地图信息151和位置信息152，识别车辆1正在行驶的行驶车道，取得车辆1前方的行驶车道的配置形状。或者，自动驾驶控制装置100-D也可以基于周边状况信息154，识别行驶车道的区划线(白线)，并识别车辆1前方的行驶车道的配置形状。而且，自动驾驶控制装置100-D基于车辆1前方的行驶车道的配置形状，生成用于维持行驶车道行驶的自动驾驶轨迹TR1-D。
作为另一例，自动驾驶控制装置100-D也可以生成用于车道变更的自动驾驶轨迹TR1-D。更详细而言，自动驾驶控制装置100-D基于地图信息151、位置信息152以及目的地，计划为了到达目的地而进行车道变更。而且，自动驾驶控制装置100-D基于地图信息151、位置信息152、车辆状态信息153以及周边状况信息154(其他车辆的状况)等，生成用于实现车道变更的自动驾驶轨迹TR1-D。用于车道变更的自动驾驶轨迹TR1-D至少要求转向。
作为又一例，自动驾驶控制装置100-D也可以生成用于避免车辆1与周围物体的碰撞的自动驾驶轨迹TR1-D。更详细而言，自动驾驶控制装置100-D基于周边状况信息154，识别车辆1前方的回避对象(例如周边车辆、行人)。再者，自动驾驶控制装置100-D基于车辆状态信息153和周边状况信息154，预测车辆1和回避对象的各自的将来位置，计算车辆1与回避对象碰撞的可能性。在车辆1与回避对象碰撞的可能性在阈值以上的情况下，自动驾驶控制装置100-D基于车辆状态信息153和周边状况信息154，生成用于避撞的自动驾驶轨迹TR1-D。用于避撞的自动驾驶轨迹TR1-D要求转向和减速中的至少一方。
自动驾驶控制装置100-D在每个恒定周期反复生成自动驾驶轨迹TR1-D、即更新自动驾驶轨迹TR1-D。优选为，自动驾驶控制装置100-D“持续地”更新并输出自动驾驶轨迹TR1-D。在此，“持续地”是指包括“始终地”和“间歇地”两方的概念。例如，自动驾驶轨迹TR1-D的输出也可以在极短时间内中断。即使在该情况下，长期而言，自动驾驶轨迹TR1-D的输出也可以说是持续的。
3-1-2.退避轨迹TR2-D
图12是用于说明退避轨迹TR2-D的概念图。退避轨迹TR2-D是以使车辆1减速、停止为目的的第2目标轨迹TR2。特别地，退避轨迹TR2-D是以使车辆1退避到安全的停车区域为目的的第2目标轨迹TR2。
在图12所示的例子中，退避轨迹TR2-D使车辆1退避、停止于路肩。可停车区间内的路肩的位置例如预先登记于地图信息151。或者，基于周边状况信息154，也能够检测出可停车的路肩。也即是说，自动驾驶控制装置100-D基于地图信息151和周边状况信息154中的至少一方，识别可停车的路肩。而且，自动驾驶控制装置100-D生成用于使车辆1退避、停止于路肩的退避轨迹TR2-D。退避轨迹TR2-D要求转向以及减速。
自动驾驶控制装置100-D在每个恒定周期反复生成退避轨迹TR2-D、即更新退避轨迹TR2-D。优选为，自动驾驶控制装置100-D“持续地”更新并输出退避轨迹TR2-D。在此，“持续地”是指包括“始终地”和“间歇地”两方的概念。例如，退避轨迹TR2-D的输出也可以在极短时间内中断。即使在该情况下，长期而言，退避轨迹TR2-D的输出也可以说是持续的。
3-2.车辆行驶控制
车辆行驶控制装置200接收从自动驾驶控制装置100-D输出的自动驾驶轨迹TR1-D以及退避轨迹TR2-D。车辆行驶控制装置200将接收到的自动驾驶轨迹TR1-D以及退避轨迹TR2-D存储于存储装置222。而且，车辆行驶控制装置200基于自动驾驶轨迹TR1-D或者退避轨迹TR2-D执行车辆行驶控制。
首先，考虑自动驾驶控制装置100-D为正常、即不存在故障装置100F的情况。在该情况下，车辆行驶控制装置200基于自动驾驶轨迹TR1-D执行车辆行驶控制。也即是说，车辆行驶控制装置200执行车辆行驶控制以使得车辆1跟随自动驾驶轨迹TR1-D。由此，实现所期望的自动驾驶。
接着，考虑自动驾驶控制装置100-D发生了故障、即存在故障装置100F的情况(参照图4)。在该情况下，不能进行之后的自动驾驶。于是，车辆行驶控制装置200基于故障发生前从自动驾驶控制装置100-D输出的退避轨迹TR2-D，执行车辆行驶控制。例如，车辆行驶控制装置200基于故障发生前最后从自动驾驶控制装置100-D输出的退避轨迹TR2-D，执行车辆行驶控制。由此，车辆1停止在安全的位置。即，车辆1的安全得以确保。
3-3.效果
如上所述，根据本实施方式，在自动驾驶控制装置100-D发生了故障的情况下，车辆行驶控制装置200基于故障发生前被输出的退避轨迹TR2-D执行车辆行驶控制。由此，能够在变为不能自动驾驶的状况下迅速使车辆1停止。其结果，车辆1的安全得以确保。这有助于提高车辆控制系统10的可靠性。
4.第4实施方式
第4实施方式是上述的第2实施方式的具体例子。适当省略与已出现的实施方式重复的说明。
4-1.车辆控制系统
图13是概略地表示第4实施方式涉及的车辆控制系统10的构成的框图。车辆控制系统10具备自动驾驶控制装置100-D、行驶辅助控制装置100-G以及车辆行驶控制装置200。
自动驾驶控制装置100-D与上述的第3实施方式中说明的装置相同。
行驶辅助控制装置100-G是生成用于“行驶辅助控制”的目标轨迹TR的目标轨迹生成装置100。行驶辅助控制对车辆1的行驶进行辅助。更详细而言，行驶辅助控制以车辆1的行驶安全性的提高或者车辆1的举动的稳定化为目的，控制车辆1的转向、加速和减速中的至少一方。作为这种行驶辅助控制，例如有避撞控制、车道偏离抑制控制、车辆稳定控制等。避撞控制辅助避免车辆1与周围物体(回避对象)的碰撞。车道偏离抑制控制抑制车辆1从行驶车道偏离。车辆稳定控制抑制车辆急转(spin)等的不稳定举动。行驶辅助控制也可以说是用于降低风险的控制。
行驶辅助控制装置100-G的构成与在第1实施方式中说明的目标轨迹生成装置100的构成(参照图5、图6)是同样的。对于行驶辅助控制装置100-G，将在第1实施方式中说明的驾驶环境信息150以及目标轨迹TR分别改称为驾驶环境信息150-G以及目标轨迹TR-G。此外，自动驾驶控制装置100-D的信息取得装置110与行驶辅助控制装置100-G的信息取得装置110也可以局部地共同化。
行驶辅助控制装置100-G基于驾驶环境信息150-G，生成并输出目标轨迹TR-G。目标轨迹TR-G包括以下说明的“行驶辅助轨迹TR1-G”和“紧急停止轨迹TR2-G”这两种。
4-1-1.行驶辅助轨迹TR1-G
行驶辅助轨迹TR1-G是用于行驶辅助控制的第1目标轨迹TR1。也即是说，行驶辅助轨迹TR1-G是以车辆1的行驶安全性的提高或者车辆1的举动的稳定化为目的的第1目标轨迹TR1。
行驶辅助控制并非始终运行，而是根据需要运行。也即是说，仅在预定的运行条件成立时，行驶辅助控制才运行。行驶辅助控制装置100-G基于驾驶环境信息150-G，判定预定的运行条件是否成立。在预定的运行条件成立的情况下，行驶辅助控制装置100-G生成并输出行驶辅助轨迹TR1-G。
图14表示了行驶辅助轨迹TR1-G的例子。在此，作为行驶辅助控制的一例，考虑避撞控制。行驶辅助控制装置100-G基于周边状况信息154，识别车辆1前方的回避对象(例如周边车辆、行人)。再者，行驶辅助控制装置100-G基于车辆状态信息153和周边状况信息154，预测车辆1和回避对象的各自的将来位置，计算车辆1与回避对象碰撞的可能性。避撞控制的运行条件是车辆1与回避对象碰撞的可能性在阈值以上。
在避撞控制的运行条件成立的情况下，行驶辅助控制装置100-G生成用于避撞控制的行驶辅助轨迹TR1-G。如图14所示，用于避撞控制的行驶辅助轨迹TR1-G为了避免与回避对象的碰撞而要求车辆1的转向和减速中的至少一方。
作为行驶辅助控制的另一例，考虑车道偏离抑制控制。例如，车辆1在行驶车道内摇晃并接近行驶车道的区划线(白线)时，车道偏离抑制控制以使车辆1回到行驶车道的中央的方式进行转向。为此，行驶辅助控制装置100-G基于周边状况信息154，识别车辆1正在行驶的行驶车道的区划线，并监测车辆1与区划线之间的距离。车道偏离抑制控制的第1运行条件是车辆1与行驶车道的区划线之间的距离变得小于预定的距离阈值。在该第1运行条件成立的情况下，行驶辅助控制装置100-G生成要求使车辆1回到行驶车道的中央那样的转向的行驶辅助轨迹TR1-G。
另外，车道偏离抑制控制在预测到车辆1可能拐不过前方的弯道的情况下，使车辆1减速。为此，行驶辅助控制装置100-G基于地图信息151和位置信息152，取得车辆1前方的道路形状。而且，行驶辅助控制装置100-G基于该道路形状和车辆状态信息153(车速等)，判定车辆1是否能不偏离行驶车道而拐过前方的弯道。此时，行驶辅助控制装置100-G也可以将路面状态(路面摩擦系数)考虑在内来进行判定。路面状态能够通过利用车辆状态信息153(车速、轮速)或者周边状况信息154(拍摄信息等)的周知技术来推定。车道偏离抑制控制的第2运行条件是车辆1无法不偏离行驶车道而拐过前方的弯道。在该第2运行条件成立的情况下，行驶辅助控制装置100-G生成为了抑制在前方的弯道上的车道偏离而要求车辆1减速的行驶辅助轨迹TR1-G。
在运行条件成立期间，行驶辅助控制装置100-G也可以在每个恒定周期反复生成行驶辅助轨迹TR1-G，即也可以更新行驶辅助轨迹TR1-G。
4-1-2.紧急停止轨迹TR2-G
图15是用于说明紧急停止轨迹TR2-G的概念图。紧急停止轨迹TR2-G是以使车辆1减速、停止为目的的第2目标轨迹TR2。特别地，紧急停止轨迹TR2-G是以使车辆1迅速在当前的行驶车道内停止为目的的第2目标轨迹TR2。在图15所示的例子中，紧急停止轨迹TR2-G使车辆1不进行转向而迅速在当前的行驶车道内停止。
行驶辅助控制装置100-G在每个恒定周期反复生成紧急停止轨迹TR2-G、即更新紧急停止轨迹TR2-G。优选为，行驶辅助控制装置100-G“持续地”更新并输出紧急停止轨迹TR2-G。在此，“持续地”是指包括“始终地”和“间歇地”两方的概念。例如，紧急停止轨迹TR2-G的输出也可以在极短时间内中断。即使在该情况下，长期而言，紧急停止轨迹TR2-G的输出也可以说是持续的。
4-2.车辆行驶控制
车辆行驶控制装置200接收从自动驾驶控制装置100-D输出的自动驾驶轨迹TR1-D以及退避轨迹TR2-D。另外，车辆行驶控制装置200接收从行驶辅助控制装置100-G输出的紧急停止轨迹TR2-G。再者，在行驶辅助控制的运行条件成立的情况下，车辆行驶控制装置200接收从行驶辅助控制装置100-G输出的行驶辅助轨迹TR1-G。车辆行驶控制装置200将接收到的目标轨迹TR(TR1-D、TR2-D、TR1-G、TR2-G)存储于存储装置222。而且，车辆行驶控制装置200基于至少一个目标轨迹TR执行车辆行驶控制。
图16是用于说明本实施方式中的车辆行驶控制的规则的概念图。
＜与无效化有关的规则＞
在自动驾驶控制装置100-D发生了故障的情况下，使自动驾驶轨迹TR1-D无效。即使自动驾驶控制装置100-D从故障恢复到正常，自动驾驶轨迹TR1-D也仍然是无效的。在行驶辅助控制的运行条件成立而输出了行驶辅助轨迹TR1-G的情况下，使退避轨迹TR2-D无效。在行驶辅助控制装置100-G发生了故障的情况下，使自动驾驶轨迹TR1-D以及退避轨迹TR2-D无效。
＜与优先级(优先顺位)有关的规则＞
自动驾驶轨迹TR1-D、退避轨迹TR2-D以及紧急停止轨迹TR2-G的优先级按此顺序从高到低。也即是说，自动驾驶轨迹TR1-D的优先级最高，紧急停止轨迹TR2-G的优先级最低。
在自动驾驶轨迹TR1-D为有效的情况下，基于自动驾驶轨迹TR1-D来执行车辆行驶控制。在自动驾驶轨迹TR1-D被无效了的情况下，基于优先级下一高的退避轨迹TR2-D来执行车辆行驶控制。在自动驾驶轨迹TR1-D和退避轨迹TR2-D都被无效了的情况下，基于紧急停止轨迹TR2-G来执行车辆行驶控制。
＜与调解(调停)有关的规则＞
在行驶辅助控制的运行条件成立而输出了行驶辅助轨迹TR1-G的情况下，在行驶辅助轨迹TR1-G与其他目标轨迹TR(TR1-D或者TR2-G)之间进行调解。
对于转向控制，行驶辅助轨迹TR1-G最优先。也即是说，基于行驶辅助轨迹TR1-G来执行转向控制。
对于减速控制，要求最高的减速度的目标轨迹TR优先。例如，在行驶辅助轨迹TR1-G要求比较高的减速度(例如－1.0G)且自动驾驶轨迹TR1-D要求比较低的减速度(例如－0.5G)的情况下，行驶辅助轨迹TR1-G较优先。相反，在自动驾驶轨迹TR1-D要求比较高的减速度(例如－1.0G)且行驶辅助轨迹TR1-G要求比较低的减速度(例如－0.5G))的情况下，自动驾驶轨迹TR1-D较优先。
车辆行驶控制装置200也可以将调解的结果通知给自动驾驶控制装置100-D以及行驶辅助控制装置100-G。
以下，对遵照上述的规则的车辆行驶控制的各种例子进行说明。
4-3.车辆行驶控制的各种例子
4-3-1.第1例
图17是用于说明本实施方式涉及的车辆行驶控制的第1例的时间图。
在第1例中，自动驾驶控制装置100-D和行驶辅助控制装置100-G双方都正常、即不存在故障装置100F。自动驾驶控制装置100-D生成(更新)并输出自动驾驶轨迹TR1-D和退避轨迹TR2-D。行驶辅助控制装置100-G生成(更新)并输出紧急停止轨迹TR2-G。行驶辅助控制的运行条件不成立，行驶辅助控制装置100-G没有输出行驶辅助轨迹TR1-G。以下，将这种状态称为“第1状态”。
在第1状态下，自动驾驶轨迹TR1-D的优先级最高。由此，车辆行驶控制装置200基于自动驾驶轨迹TR1-D执行车辆行驶控制。也即是说，车辆行驶控制装置200执行车辆行驶控制以使得车辆1跟随自动驾驶轨迹TR1-D。
4-3-2.第2例
图18是用于说明本实施方式涉及的车辆行驶控制的第2例的时间图。适当省略与上述的第1例重复的说明。
在上述的第1状态下，行驶辅助控制的运行条件成立。行驶辅助控制装置100-G生成并输出行驶辅助轨迹TR1-G。以下，将该状态称为“第2状态”。
在图18所示的例子中，时刻t1～时刻t2的期间相当于第2状态。行驶辅助控制装置100-G将行驶辅助控制的开始和结束通知给车辆行驶控制装置200以及自动驾驶控制装置100-D。车辆行驶控制装置200通过该通知，识别行驶辅助控制的运行。此外，在行驶辅助控制的运行期间，自动驾驶控制装置100-D也生成(更新)并输出自动驾驶轨迹TR1-D和退避轨迹TR2-D。
在第2状态下，车辆行驶控制装置200按照上述的无效化规则，使退避轨迹TR2-D无效。而且，车辆行驶控制装置200基于自动驾驶轨迹TR1-D和行驶辅助轨迹TR1-G，执行车辆行驶控制。更详细而言，车辆行驶控制装置200按照上述的调解规则在自动驾驶轨迹TR1-D与行驶辅助轨迹TR1-G之间进行调解，并按照调解结果执行车辆行驶控制。
4-3-3.第3例
图19是用于说明本实施方式涉及的车辆行驶控制的第3例的时间图。适当省略与已出现的例子重复的说明。
在上述的第1状态下，自动驾驶控制装置100-D发生故障，也即是说自动驾驶控制装置100-D成为故障装置100F。以下，将该状态称为“第3状态”。
在图19所示的例子中，时刻t1～时刻t2的期间相当于第3状态。自动驾驶控制装置100-D检测自身的故障，将错误信号输出到车辆行驶控制装置200以及行驶辅助控制装置100-G。车辆行驶控制装置200根据错误信号，识别自动驾驶控制装置100-D的故障。
在第3状态下，车辆行驶控制装置200按照上述的无效化规则，使自动驾驶轨迹TR1-D无效。而且，车辆行驶控制装置200按照上述的优先级规则，基于退避轨迹TR2-D执行车辆行驶控制。
但是，在自动驾驶控制装置100-D发生了故障的期间，不会适当地更新、输出退避轨迹TR2-D。由此，车辆行驶控制装置200基于故障发生前从自动驾驶控制装置100-D输出的退避轨迹TR2-D，执行车辆行驶控制。例如，车辆行驶控制装置200基于故障发生前最后从自动驾驶控制装置100-D输出的退避轨迹TR2-D，执行车辆行驶控制。由此，车辆1停止在安全的位置。
此外，在自动驾驶控制装置100-D从故障恢复到正常的时刻t2以后，自动驾驶轨迹TR1-D也仍然是无效的。
4-3-4.第4例
图20是用于说明本实施方式涉及的车辆行驶控制的第4例的时间图。适当省略与已出现的例子重复的说明。
在上述的第3状态下，进而，行驶辅助控制装置100-G也发生故障，也即是说自动驾驶控制装置100-D和行驶辅助控制装置100-G双方都成为故障装置100F。以下，将该状态称为“第4状态”。
在图20所示的例子中，时刻t2以后的期间相当于第4状态。行驶辅助控制装置100-G检测自身的故障，将错误信号输出到车辆行驶控制装置200以及自动驾驶控制装置100-D。车辆行驶控制装置200根据错误信号，识别行驶辅助控制装置100-G的故障。
在第4状态下，车辆行驶控制装置200按照上述的无效化规则，使自动驾驶轨迹TR1-D以及退避轨迹TR2-D无效。而且，车辆行驶控制装置200按照上述的优先级规则，基于紧急停止轨迹TR2-G执行车辆行驶控制。
但是，在行驶辅助控制装置100-G发生了故障的期间，不会适当地更新、输出紧急停止轨迹TR2-G。由此，车辆行驶控制装置200基于故障发生前从行驶辅助控制装置100-G输出的紧急停止轨迹TR2-G，执行车辆行驶控制。例如，车辆行驶控制装置200基于故障发生前最后从行驶辅助控制装置100-G输出的紧急停止轨迹TR2-G，执行车辆行驶控制。由此，车辆1停止。
4-3-5.第5例
图21是用于说明本实施方式涉及的车辆行驶控制的第5例的时间图。适当省略与已出现的例子重复的说明。
在上述的第3状态下，进而，行驶辅助控制的运行条件成立。行驶辅助控制装置100-G生成并输出行驶辅助轨迹TR1-G。以下，将该状态称为“第5状态”。在图21所示的例子中，时刻t2以后的期间相当于第5状态。
在第5状态下，车辆行驶控制装置200按照上述的无效化规则，使退避轨迹TR2-D无效。而且，车辆行驶控制装置200按照上述的优先级规则，基于紧急停止轨迹TR2-G执行车辆行驶控制。
此时，也输出了行驶辅助轨迹TR1-G。由此，车辆行驶控制装置200基于从行驶辅助控制装置100-G输出的行驶辅助轨迹TR1-G和紧急停止轨迹TR2-G，执行车辆行驶控制。更详细而言，车辆行驶控制装置200按照上述的调解规则在行驶辅助轨迹TR1-G与紧急停止轨迹TR2-G之间进行调解，并按照调解结果执行车辆行驶控制。虽然是否进行转向控制要取决于行驶辅助轨迹TR1-G，但至少要执行减速控制，因此车辆1停止。
4-3-6.第6例
图22是用于说明本实施方式涉及的车辆控制系统所进行的车辆行驶控制的第6例的时间图。适当省略与已出现的例子重复的说明。
在上述的第1状态下，行驶辅助控制装置100-G发生故障，也即是说行驶辅助控制装置100-G成为故障装置100F。以下，将该状态称为“第6状态”。在图22所示的例子中，时刻t1以后的期间相当于第6状态。
在第6状态下，车辆行驶控制装置200按照上述的无效化规则，使自动驾驶轨迹TR1-D以及退避轨迹TR2-D无效。而且，车辆行驶控制装置200按照上述的优先级规则，基于紧急停止轨迹TR2-G执行车辆行驶控制。
但是，在行驶辅助控制装置100-G发生了故障的期间，不会适当地更新、输出紧急停止轨迹TR2-G。由此，车辆行驶控制装置200基于故障发生前从行驶辅助控制装置100-G输出的紧急停止轨迹TR2-G，执行车辆行驶控制。例如，车辆行驶控制装置200基于故障发生前最后从行驶辅助控制装置100-G输出的紧急停止轨迹TR2-G，执行车辆行驶控制。由此，车辆1停止。
4-3-7.第7例
图23是用于说明本实施方式涉及的车辆行驶控制的第7例的时间图。适当省略与已出现的例子重复的说明。
在上述的第2状态下，自动驾驶控制装置100-D发生故障，也即是说自动驾驶控制装置100-D成为故障装置100F。以下，将该状态称为“第7状态”。在图23所示的例子中，时刻t2以后的期间相当于第7状态。
在第7状态下，车辆行驶控制装置200按照上述的无效化规则，使自动驾驶轨迹TR1-D无效。另外，由于行驶辅助控制的运行在继续，因此退避轨迹TR2-D仍然是无效的。由此，车辆行驶控制装置200按照上述的优先级规则，基于紧急停止轨迹TR2-G执行车辆行驶控制。
此时，也输出了行驶辅助轨迹TR1-G。由此，车辆行驶控制装置200基于从行驶辅助控制装置100-G输出的行驶辅助轨迹TR1-G和紧急停止轨迹TR2-G，执行车辆行驶控制。更详细而言，车辆行驶控制装置200按照上述的调解规则在行驶辅助轨迹TR1-G与紧急停止轨迹TR2-G之间进行调解，并按照调解结果执行车辆行驶控制。虽然是否进行转向控制要取决于行驶辅助轨迹TR1-G，但至少会执行减速控制，因此车辆1停止。
4-3-8.第8例
图24是用于说明本实施方式涉及的车辆行驶控制的第8例的时间图。适当省略与已出现的例子重复的说明。
在上述的第2状态下，行驶辅助控制装置100-G发生故障，也即是说行驶辅助控制装置100-G成为故障装置100F。以下，将该状态称为“第8状态”。在图24所示的例子中，时刻t2以后的期间相当于第8状态。
在第8状态下，车辆行驶控制装置200按照上述的无效化规则，使自动驾驶轨迹TR1-D以及退避轨迹TR2-D无效。而且，车辆行驶控制装置200按照上述的优先级规则，基于紧急停止轨迹TR2-G执行车辆行驶控制。
但是，在行驶辅助控制装置100-G发生了故障的期间，不会适当地更新、输出紧急停止轨迹TR2-G。由此，车辆行驶控制装置200基于故障发生前从行驶辅助控制装置100-G输出的紧急停止轨迹TR2-G，执行车辆行驶控制。例如，车辆行驶控制装置200基于故障发生前最后从行驶辅助控制装置100-G输出的紧急停止轨迹TR2-G，执行车辆行驶控制。由此，车辆1停止。
另外，车辆行驶控制装置200保持有在故障发生前从行驶辅助控制装置100-G输出的行驶辅助轨迹TR1-G。发生故障后，车辆行驶控制装置200也可以将该行驶辅助轨迹TR1-G也考虑在内，以前馈(feedforward)的方式完成行驶辅助控制。也即是说，在第8状态下，车辆行驶控制装置200也可以基于故障发生前从行驶辅助控制装置100-G输出的行驶辅助轨迹TR1-G以及紧急停止轨迹TR2-G，执行车辆行驶控制。更详细而言，车辆行驶控制装置200按照上述的调解规则在行驶辅助轨迹TR1-G与紧急停止轨迹TR2-G之间进行调解，并按照调解结果执行车辆行驶控制。由此，至少执行减速控制，车辆1停止。
4-4.效果
如上所述，根据本实施方式，在存在故障装置100F的情况下，车辆行驶控制装置200基于退避轨迹TR2-D或者紧急停止轨迹TR2-G，执行车辆行驶控制。具体而言，在自动驾驶控制装置100-D发生了故障的情况下，车辆行驶控制装置200基于故障发生前被输出的退避轨迹TR2-D、或者从正常的行驶辅助控制装置100-G输出的紧急停止轨迹TR2-G，执行车辆行驶控制。另外，在行驶辅助控制装置100-G发生了故障的情况下，车辆行驶控制装置200基于故障发生前被输出的紧急停止轨迹TR2-G，执行车辆行驶控制。由此，车辆1迅速地停止，车辆1的安全得以确保。这有助于提高车辆控制系统10的可靠性。
5.第5实施方式
第5实施方式是上述的第4实施方式的变形例。适当省略与第4实施方式重复的说明。
图25是概略地表示第5实施方式涉及的车辆控制系统10的构成的框图。在第5实施方式中，省略退避轨迹TR2-D。也即是说，自动驾驶控制装置100-D仅生成并输出自动驾驶轨迹TR1-D。
图26是用于说明本实施方式涉及的车辆行驶控制的一例的时间图。在上述的第1状态下，自动驾驶控制装置100-D发生故障，也即是说自动驾驶控制装置100-D成为故障装置100F。以下，将该状态称为“第9状态”。在图26所示的例子中，时刻t1～时刻t2的期间相当于第9状态。
在第9状态下，车辆行驶控制装置200按照上述的无效化规则，使自动驾驶轨迹TR1-D无效。而且，车辆行驶控制装置200基于从行驶辅助控制装置100-G输出的紧急停止轨迹TR2-G，执行车辆行驶控制。由此，车辆1停止。与上述的图19中示出的第3状态相比，可知由于不存在退避轨迹TR2-D，因此使用了紧急停止轨迹TR2-G来代替退避轨迹TR2-D。
其他状态下的车辆行驶控制与第4实施方式的情况是同样的(参照图17～18、图20～24)。
根据第5实施方式，也能获得与第4实施方式的情况同样的效果。

Claims (17)

1.一种车辆控制系统，是控制车辆的车辆控制系统，其特征在于，具备：
一个或多个目标轨迹生成装置，生成并输出包括所述车辆的目标位置和目标速度的目标轨迹；以及
车辆行驶控制装置，其接收从所述一个或多个目标轨迹生成装置输出的所述目标轨迹，基于接收到的所述目标轨迹，执行对所述车辆的行驶进行控制的车辆行驶控制，
第1目标轨迹是以进行所述车辆的转向、加速和减速中的至少一方为目的的所述目标轨迹，
第2目标轨迹是以使所述车辆减速、停止为目的的所述目标轨迹，
故障装置是所述一个或多个目标轨迹生成装置中的发生了故障的目标轨迹生成装置，
在不存在所述故障装置的情况下，所述车辆行驶控制装置基于从所述一个或多个目标轨迹生成装置输出的所述第1目标轨迹，执行所述车辆行驶控制，
在存在所述故障装置的情况下，所述车辆行驶控制装置基于在发生所述故障前从所述一个或多个目标轨迹生成装置输出的所述第2目标轨迹、或者从所述多个目标轨迹生成装置中的所述故障装置以外的目标轨迹生成装置输出的所述第2目标轨迹，执行所述车辆行驶控制并使所述车辆停止。
2.根据权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于，
所述一个或多个目标轨迹生成装置持续地更新并输出所述第2目标轨迹。
3.根据权利要求2所述的车辆控制系统，其特征在于，
在存在所述故障装置的情况下，所述车辆行驶控制装置基于在发生所述故障前最后从所述一个或多个目标轨迹生成装置输出的所述第2目标轨迹，执行所述车辆行驶控制并使所述车辆停止。
4.根据权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于，
所述一个或多个目标轨迹生成装置包括生成并输出自动驾驶轨迹和退避轨迹的自动驾驶控制装置，
所述自动驾驶轨迹是以进行所述车辆的自动驾驶为目的的所述第1目标轨迹，
所述退避轨迹是以使所述车辆减速、停止为目的的所述第2目标轨迹，
在不存在所述故障装置的情况下，所述车辆行驶控制装置基于从所述自动驾驶控制装置输出的所述自动驾驶轨迹，执行所述车辆行驶控制，
在所述自动驾驶控制装置成为了所述故障装置的情况下，所述车辆行驶控制装置基于在发生所述故障前从所述自动驾驶控制装置输出的所述退避轨迹，执行所述车辆行驶控制并使所述车辆停止。
5.根据权利要求4所述的车辆控制系统，其特征在于，
所述自动驾驶控制装置持续地更新并输出所述退避轨迹。
6.根据权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于，
所述多个目标轨迹生成装置包括：
至少生成并输出自动驾驶轨迹的自动驾驶控制装置；以及
生成并输出行驶辅助轨迹和紧急停止轨迹的行驶辅助控制装置，
所述自动驾驶轨迹是以进行所述车辆的自动驾驶为目的的所述第1目标轨迹，
所述行驶辅助轨迹是以所述车辆的行驶安全性的提高或者所述车辆的举动的稳定化为目的的所述第1目标轨迹，
所述紧急停止轨迹是以使所述车辆减速、停止为目的的所述第2目标轨迹，
所述行驶辅助控制装置判定预定运行条件是否成立，在所述预定运行条件成立的情况下生成并输出所述行驶辅助轨迹，
在第1状态下，所述车辆行驶控制装置基于所述自动驾驶轨迹，执行所述车辆行驶控制，所述第1状态是如下状态：不存在所述故障装置，从所述自动驾驶控制装置输出所述自动驾驶轨迹，并且，没有从所述行驶辅助控制装置输出所述行驶辅助轨迹，
在第2状态下，所述车辆行驶控制装置基于所述自动驾驶轨迹和所述行驶辅助轨迹，执行所述车辆行驶控制，所述第2状态是如下状态：不存在所述故障装置，从所述自动驾驶控制装置输出所述自动驾驶轨迹，并且，所述预定运行条件成立从而从所述行驶辅助控制装置输出所述行驶辅助轨迹。
7.根据权利要求6所述的车辆控制系统，其特征在于，
所述自动驾驶控制装置还生成并输出退避轨迹，所述退避轨迹是以使所述车辆减速、停止为目的的所述第2目标轨迹。
8.根据权利要求7所述的车辆控制系统，其特征在于，
所述自动驾驶控制装置持续地更新并输出所述退避轨迹。
9.根据权利要求7或8所述的车辆控制系统，其特征在于，
在所述自动驾驶控制装置在所述第1状态下成为了所述故障装置的第3状态下，所述车辆行驶控制装置基于在发生所述故障前从所述自动驾驶控制装置输出的所述退避轨迹，执行所述车辆行驶控制并使所述车辆停止。
10.根据权利要求9所述的车辆控制系统，其特征在于，
在所述行驶辅助控制装置在所述第3状态下也成为了所述故障装置的第4状态下，所述车辆行驶控制装置基于在发生所述故障前从所述行驶辅助控制装置输出的所述紧急停止轨迹，执行所述车辆行驶控制并使所述车辆停止。
11.根据权利要求9所述的车辆控制系统，其特征在于，
在所述预定运行条件在所述第3状态下成立从而从所述行驶辅助控制装置输出所述行驶辅助轨迹的第5状态下，所述车辆行驶控制装置基于从所述行驶辅助控制装置输出的所述行驶辅助轨迹和所述紧急停止轨迹，执行所述车辆行驶控制并使所述车辆停止。
12.根据权利要求6至8中任一项所述的车辆控制系统，其特征在于，
在所述行驶辅助控制装置在所述第1状态下成为了所述故障装置的第6状态下，所述车辆行驶控制装置基于在发生所述故障前从所述行驶辅助控制装置输出的所述紧急停止轨迹，执行所述车辆行驶控制并使所述车辆停止。
13.根据权利要求6至8中任一项所述的车辆控制系统，其特征在于，
在所述自动驾驶控制装置在所述第2状态下成为了所述故障装置的第7状态下，所述车辆行驶控制装置基于从所述行驶辅助控制装置输出的所述行驶辅助轨迹和所述紧急停止轨迹，执行所述车辆行驶控制并使所述车辆停止。
14.根据权利要求6至8中任一项所述的车辆控制系统，其特征在于，
在所述行驶辅助控制装置在所述第2状态下成为了所述故障装置的第8状态下，所述车辆行驶控制装置基于在发生所述故障前从所述行驶辅助控制装置输出的所述紧急停止轨迹，执行所述车辆行驶控制并使所述车辆停止。
15.根据权利要求14所述的车辆控制系统，其特征在于，
在所述第8状态下，所述车辆行驶控制装置基于在发生所述故障前从所述行驶辅助控制装置输出的所述行驶辅助轨迹和所述紧急停止轨迹，执行所述车辆行驶控制并使所述车辆停止。
16.根据权利要求6所述的车辆控制系统，其特征在于，
在所述自动驾驶控制装置在所述第1状态下成为了所述故障装置的第9状态下，所述车辆行驶控制装置基于从所述行驶辅助控制装置输出的所述紧急停止轨迹，执行所述车辆行驶控制并使所述车辆停止。
17.根据权利要求6至16中任一项所述的车辆控制系统，其特征在于，
所述行驶辅助控制装置持续地更新并输出所述紧急停止轨迹。
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