CN113727897A - 车辆的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆的控制装置。车辆(90)的控制装置(100)通过控制车辆(90)的致动器而使车辆(90)基于跟随路径行驶。控制装置(100)具备获取在车辆(90)行驶的道路中车辆(90)能够通行的道路宽度的宽度信息获取部(15)。控制装置(100)具备基于获取的道路宽度来创建跟随路径的轨迹跟随控制部(21)。轨迹跟随控制部(21)导出使车辆(90)沿着跟随路径行驶的控制量。

Description

车辆的控制装置

技术领域

本发明涉及车辆的控制装置。

背景技术

在专利文献1中，公开了辅助车辆的行驶的车辆的控制装置。控制装置生成目标轨迹作为进行车辆的行驶控制时的目标，并将车辆控制为使车辆跟随目标轨迹。

专利文献1：国际公开第2011/086684号

若在车辆按照使车辆跟随目标轨迹的方式行驶时车辆受到外部环境的影响，则车辆有时从目标轨迹偏离。作为外部环境的影响，列举车辆受到侧风、车辆的车轮通过路面上的台阶等。

发明内容

用于解决上述课题的车辆的控制装置是通过控制车辆的致动器而使车辆基于目标路径行驶的车辆的控制装置，其主旨在于，具备：宽度信息获取部，获取在上述车辆行驶的道路中上述车辆能够通行的道路宽度；路径创建部，基于获取的上述道路宽度来创建上述目标路径；以及控制部，导出使上述车辆沿着上述目标路径行驶的控制量，并基于该控制量使上述致动器驱动。

基于上述结构，能够使车辆跟随考虑到获取的道路宽度的目标路径。因此，即使在车辆受到外部环境的影响的情况下，也能够使该车辆在车辆能够通行的范围内行驶。

附图说明

图1是表示车辆的控制装置的一实施方式和作为该控制装置的控制对象的车辆的框图。

图2是表示由该控制装置识别的车辆周边的环境的示意图。

图3是表示在该控制装置生成目标轨迹时执行的处理的流程的流程图。

图4是表示在该控制装置生成目标轨迹时执行的处理的流程的流程图。

图5是表示在该控制装置使车辆基于目标轨迹行驶时执行的处理的流程的流程图。

图6是表示在该控制装置使车辆基于目标轨迹行驶时的车辆的行驶路径的示意图。

图7是表示该控制装置在控制量的计算中使用的反馈控制的增益与道路宽度的关系的图。

图8是表示为了判定车辆是否从目标轨迹偏离而由该控制装置执行的处理的流程的流程图。

图9是表示从目标轨迹偏离的车辆与由比较例的控制装置再生成的目标轨迹的示意图。

图10是表示基于车辆的可动范围来预测车辆从目标轨迹偏离的例子的示意图。

图11是表示变更例的控制装置在控制量的计算中使用的修正项与道路宽度的关系的图。

图12是表示变更例的控制装置在控制量的计算中使用的修正项与道路宽度的关系的图。

图13是表示其它变更例的控制装置的框图。

具体实施方式

以下，参照图1～图10，对车辆的控制装置的一实施方式进行说明。

图1示出车辆的控制装置100和作为控制装置100的控制对象的车辆90。

车辆90具备对车辆90赋予驱动力的内燃机91。车辆90具备对车辆90施加制动力的制动装置92。车辆90具备变更车辆90的车轮的转向角的转向装置93。

车辆90具备监视车辆90的周边的环境的周边监视装置81。作为周边监视装置81，例如能够使用使用了相机、雷达或者激光的检测装置等。也可以将不同种类的检测装置组合来构成周边监视装置81。周边监视装置81进行道路形状的获取以及车道的识别。另外，周边监视装置81获取存在于车辆90周边的障碍物的大小、位置信息。作为障碍物，例如能够列举其它车辆、行人、护栏以及墙壁。周边监视装置81获取的信息被输入至控制装置100。

车辆90具备位置信息获取装置82。位置信息获取装置82具有检测本车位置CP作为车辆90的当前位置的功能。例如，位置信息获取装置82能够由存储有地图信息的地图信息存储部和从GPS卫星发送的信息的接收装置构成。位置信息获取装置82获取的本车位置CP被输入至控制装置100。

车辆90具备各种传感器。在图1中，作为各种传感器的例子，示出车轮速度传感器88和横摆率加速度传感器89。

如图1所示，来自车辆90所具备的各种传感器的检测信号被输入至控制装置100。

控制装置100基于来自车轮速度传感器88的检测信号来计算车轮速度VW。控制装置100基于车轮速度VW来计算车速VS。控制装置100基于来自横摆率加速度传感器89的检测信号来计算横摆率Yr。另外，控制装置100基于来自横摆率加速度传感器89的检测信号来计算车辆加速度G作为赋予给车辆90的加速度。

控制装置100基于车轮速度VW和车速VS针对车辆90的各车轮计算滑移量。控制装置100基于计算出的滑移量来推定车辆90行驶的路面的μ值。

控制装置100具备发动机控制部30、转向角控制部40以及制动控制部20作为控制车辆90的行驶的行驶控制系统。发动机控制部30、转向角控制部40以及制动控制部20是分别连接成能够通信的ECU。此外，“ECU”是“Electronic Control Unit”的缩写。

发动机控制部30使内燃机91所具有的致动器驱动来控制内燃机91。内燃机91所具有的致动器是燃料喷射阀、点火装置以及节流阀等。

转向角控制部40使转向装置93所具有的致动器驱动来控制车辆90的转向角。

制动控制部20具有轨迹跟随控制部21和运动控制部22作为功能部。运动控制部22使制动装置92所具有的致动器驱动来控制赋予给车辆90的制动力。并且，运动控制部22能够通过对发动机控制部30以及转向角控制部40指示内燃机91以及转向装置93的驱动而使车辆90行驶。

轨迹跟随控制部21与后述的行驶辅助部10一起执行辅助车辆90的行驶的行驶控制。轨迹跟随控制部21执行计算可动范围PA作为在以本车位置CP为起点使车辆90行驶时车辆90能够到达的范围的处理。基于存储有车辆90的车辆特性的车辆模型来计算可动范围PA。车辆模型存储于制动控制部20。车辆模型例如包含前后的车轮间的距离亦即轴距、左右的车轮间的距离亦即轮距、车辆90的重量、转向角的最大角度以及车速VS的最大速度等。轨迹跟随控制部21通过基于这样的车辆模型来推定使车辆90所具有的致动器驱动的情况下的伴随该驱动的车辆90的运动状态量来计算可动范围PA。可动范围PA的计算也使用车辆90的当前的状态以及路面的μ值。车辆90的当前的状态例如包含车速VS、横摆率Yr、车辆加速度G以及转向角等。

控制装置100能够执行辅助车辆的行驶的行驶控制。在行驶控制中，控制装置100控制车辆90的行驶，使得车辆90跟随所生成的目标轨迹TL行驶。

控制装置100具备行驶辅助部10作为与行驶控制相关的ECU。行驶辅助部10与制动控制部20可通信地连接。行驶辅助部10具有外部信息合成部11、自由空间提取部12、目标轨迹生成部13、目标位置选择部14以及宽度信息获取部15作为功能部。

使用图2，对行驶辅助部10所具有的各功能部进行说明。图2示出车辆90行驶的道路70的一个例子。在道路70存在障碍物78以及其它车辆79。

外部信息合成部11将周边监视装置81获取的信息合成以掌握道路70上的环境。外部信息合成部11将与道路70有关的信息和位置信息获取装置82获取的本车位置CP合成，以掌握车辆90的周边的环境。即，外部信息合成部11将道路70的形状、障碍物78以及其它车辆79等的信息和本车位置CP合成，如图2所示，创建掌握在道路70上车辆90、障碍物78以及其它车辆79的位置关系的信息。

自由空间提取部12基于由外部信息合成部11合成的掌握在道路70上车辆90、障碍物78以及其它车辆79的位置关系的信息，提取车辆90行驶的道路70中的车辆90能够行驶的区域作为自由空间71。在图2中，作为以虚线围起的区域而例示出自由空间71。

目标轨迹生成部13生成用于在行驶控制中使车辆90行驶的目标轨迹TL。如图2所示，目标轨迹生成部13生成目标轨迹TL，以使得车辆90能够通过自由空间71。目标轨迹生成部13在生成目标轨迹TL时，使用制动控制部20的轨迹跟随控制部21计算的可动范围PA。可动范围PA的一个例子如图10所示。图10示出车辆90行驶于道路70的情形。在图10中，以点划线示出表示车辆90的可动范围PA的范围的左分界线PAL和右分界线PAR。左分界线PAL表示在前进的车辆90左转弯的情况下能够到达的范围与不能够到达的范围的分界线。右分界线PAR表示在前进的车辆90右转弯的情况下能够到达的范围与不能够到达的范围的分界线。即，左分界线PAL与右分界线PAR之间是可动范围PA。

目标位置选择部14从目标轨迹生成部13生成的目标轨迹TL中的比本车位置CP更靠车辆90的前方的部分选择目标位置TP。目标位置TP被为用于在行驶控制中引导车辆90的目标。在执行行驶控制期间中，目标位置选择部14基于本车位置CP以及可动范围PA等重复进行目标位置TP的选择。

如图2所示，宽度信息获取部15基于目标轨迹TL和自由空间71，计算在比本车位置CP更靠车辆90的前方的道路70中与车辆90能够行驶的区域的宽度有关的信息作为道路宽度Wi。例如，道路宽度Wi是在与目标轨迹TL和车辆90的上下方向双方正交的方向上从自由空间71的一端到另一端的长度。在图2中示出四个道路宽度Wi的例子。在图2所示的例子中，示出在自由空间71内不存在障碍物的位置上的道路宽度Wi作为第一道路宽度Wi1。另外，在图2中示出跟随目标轨迹TL行驶的车辆90通过其它车辆79的侧方时的道路宽度Wi作为第二道路宽度Wi2。并且，示出车辆90通过其它车辆79与障碍物78之间时的道路宽度Wi作为第三道路宽度Wi3。另外，示出车辆90通过障碍物78的侧方时的道路宽度Wi作为第四道路宽度Wi4。宽度信息获取部15并不限于获取图2所例示的四个道路宽度Wi，在目标轨迹TL上的多个地点获取各地点的道路宽度Wi。

对控制装置100执行的行驶控制的一个例子进行说明。在行驶控制中，作为用于使车辆90沿着目标轨迹生成部13生成的目标轨迹TL行驶的路径而计算跟随路径FT。由轨迹跟随控制部21计算跟随路径FT。例如，当车辆90在目标轨迹TL上行驶的情况下，跟随路径FT被计算为目标轨迹TL上的路径。基于跟随路径FT，由轨迹跟随控制部21计算用于使车辆90沿着跟随路径FT行驶的控制量Ac。通过基于控制量Ac控制车辆90，从而车辆90沿着跟随路径FT行驶。由此，车辆90的行驶被控制为跟随目标轨迹TL。

轨迹跟随控制部21将宽度信息获取部15获取的道路宽度Wi使用于跟随路径FT的计算。轨迹跟随控制部21使用道路宽度Wi作为在车辆90的横方向上车辆90能够通行的范围。即，轨迹跟随控制部21针对从目标轨迹TL上选择的目标位置TP，使用道路宽度Wi作为在与车辆90的上下方向以及目标轨迹TL双方正交的方向上允许本车位置CP的偏离的范围。因此，在车辆90从目标轨迹TL偏离的情况下，例如如图6所示，计算使车辆90在道路宽度Wi的范围内行驶并且使本车位置CP逐渐接近目标轨迹TL那样的跟随路径FT。即，轨迹跟随控制部21计算跟随路径FT，并导出在道路宽度Wi的范围内使车辆跟随目标轨迹TL的跟随控制量作为控制量Ac。制动控制部20基于控制量Ac执行由运动控制部22指示致动器的驱动的跟随控制。

此外，例如以车辆90受到外部环境的影响为主要原因而会产生执行行驶控制时的车辆90从目标轨迹TL的偏离。作为外部环境的影响，列举冻结或者车辙等路面状态、或者侧风等。

使用图3以及图4，对控制装置100的行驶辅助部10生成目标轨迹TL并选择目标轨迹TL上的目标位置TP时的处理的流程进行说明。

图3所示的处理例程是用于开始目标轨迹TL的生成的处理例程。在进行行驶控制时，按照每个规定的周期反复执行本处理例程。

当开始本处理例程时，首先在步骤S101中，行驶辅助部10的外部信息合成部11合成车辆90的外部信息。具体而言，外部信息合成部11将周边监视装置81和从位置信息获取装置82获取的信息合成。行驶辅助部10基于由外部信息合成部11合成的信息来掌握车辆90行驶的道路等的信息。之后，使处理移至步骤S102。

在步骤S102中，自由空间提取部12基于在步骤S101中由外部信息合成部11合成的信息来提取自由空间71。之后，使处理移至步骤S103。

在步骤S103中，宽度信息获取部15计算比本车位置CP更靠车辆90的前方的道路70中的道路宽度Wi。之后，使处理移至步骤S104。

在步骤S104中，行驶辅助部10判断比车辆90的当前位置更靠前方的目标轨迹TL是否已经生成完毕。在还未生成目标轨迹TL的情况下(S104：“否”)，使处理移至步骤S105。在步骤S105中，行驶辅助部10输出第一再生成触发TGR1。第一再生成触发TGR1是行驶辅助部10对目标轨迹生成部13请求目标轨迹TL的生成的信号。若输出第一再生成触发TGR1，则本处理例程结束。

另一方面，在步骤S104的处理中，在比车辆90的当前位置更靠前方的目标轨迹TL已经生成完毕的情况下(S104：“是”)，使处理移至步骤S106。在步骤S106中，行驶辅助部10判定基于目标轨迹TL行驶的车辆90是否能够在自由空间71行驶。在目标轨迹TL不超出自由空间71的区域的情况下，行驶辅助部10判定为车辆90能够在自由空间71行驶。在车辆90能够在自由空间71行驶的情况下(S106：“是”)，本处理例程结束。

另一方面，在目标轨迹TL超出自由空间71的区域的情况下，行驶辅助部10判定为车辆90不能够在自由空间71行驶。在车辆90不能够在自由空间71行驶的情况下(S106：“否”)，使处理移至步骤S105。在步骤S105中，行驶辅助部10输出第一再生成触发TGR1。即，行驶辅助部10对目标轨迹生成部13请求目标轨迹TL的再生成。如果输出第一再生成触发TGR1，则本处理例程结束。

图4所示的处理例程是用于选择目标位置TP的处理例程。在进行行驶控制时，按照每个规定的周期反复执行本处理例程。

当开始本处理例程时，首先在步骤S201中，行驶辅助部10获取由制动控制部20计算的可动范围PA。之后，使处理移至步骤S202。

在步骤S202中，由目标轨迹生成部13判定是否检测到第一再生成触发TGR1或者第二再生成触发TGR2。详细后述，但第二再生成触发TGR2是通过由制动控制部20执行的处理而从制动控制部20输出至行驶辅助部10的信号。在检测到第一再生成触发TGR1的情况下(S202：“是”)，使处理移至步骤S203。在检测到第二再生成触发TGR2的情况下(S202：“是”)，也使处理移至步骤S203。另外，在检测到第一再生成触发TGR1和第二再生成触发TGR2双方的情况下，也使处理移至步骤S203。

在步骤S203中，目标轨迹生成部13生成目标轨迹TL。当生成目标轨迹TL时，使处理移至步骤S204，行驶辅助部10将完成触发TGC输出至制动控制部20。完成触发TGC是传递目标轨迹TL的生成完成的信号。当输出完成触发TGC时，使处理移至步骤S205。

另一方面，在步骤S202的处理中未检测到第一再生成触发TGR1以及第二再生成触发TGR2的任何一个的情况下(S202：“否”)，使处理移至步骤S205。即，在未检测到第一再生成触发TGR1以及第二再生成触发TGR2的任何一个的情况下，不执行步骤S203以及步骤S204的处理。

在步骤S205中，目标位置选择部14从目标轨迹TL上选择目标位置TP。目标位置选择部14基于本车位置CP和可动范围PA从目标轨迹TL上提取可动范围PA内的点，并选择该提取出的点作为目标位置TP。当可动范围PA内的目标轨迹TL上的点存在多个的情况下，选择多个点中的任意一个点作为目标位置TP。若选择了目标位置TP，则本处理例程结束。

使用图5，对控制装置100的制动控制部20执行的处理的流程进行说明。图5所示的处理例程是用于计算跟随路径FT以及控制量Ac的处理例程。在进行行驶控制时，按照每个规定的周期反复执行本处理例程。

当开始本处理例程时，首先在步骤S301中，制动控制部20从行驶辅助部10获取信息。制动控制部20获取本车位置CP、目标位置选择部14选择的目标位置TP以及宽度信息获取部15计算的道路宽度Wi作为信息。之后，使处理移至步骤S302。在步骤S302中，制动控制部20的轨迹跟随控制部21保持已经存储的目标位置TP的历史，并且新存储在步骤S301中获取的目标位置TP。之后，使处理移至步骤S303。

在步骤S303中，轨迹跟随控制部21执行再生成判定处理。关于再生成判定处理的内容，使用图8进行后述。若结束再生成判定处理，则使处理移至步骤S304。

在步骤S304中，轨迹跟随控制部21判定是否检测到完成触发TGC。完成触发TGC从行驶辅助部10输出至制动控制部20。在检测到完成触发TGC的情况下(S304：“是”)，使处理移至步骤S305。

在步骤S305中，轨迹跟随控制部21重置存储的目标位置TP的历史。轨迹跟随控制部21从行驶辅助部10重新获取目标位置TP。然后，轨迹跟随控制部21获取并存储车辆90行驶的路径的历史。在步骤S304的处理中检测到完成触发TGC意味着已再生成目标轨迹TL。即，在已再生成目标轨迹TL的情况下，在步骤S305的处理中，轨迹跟随控制部21消除在再生成目标轨迹TL以前存储的目标位置TP。而且，轨迹跟随控制部21获取基于再生成的目标轨迹TL所选择的最新的目标位置TP。之后，使处理移至步骤S306。

另一方面，在步骤S304的处理中未检测到完成触发TGC的情况下(S304：“否”)，使处理移至步骤S306。即，在未检测到完成触发TGC的情况下，不执行步骤S305的处理。

在步骤S306中，轨迹跟随控制部21基于道路宽度Wi来计算使车辆90沿着目标轨迹TL行驶的跟随路径FT。之后，使处理移至步骤S307，轨迹跟随控制部21计算用于使车辆90按照跟随路径FT行驶的控制量Ac。即，计算对内燃机91的控制量、对转向装置93的控制量以及对制动装置92的控制量作为控制量Ac。若计算出控制量Ac，则本处理例程结束。

当由轨迹跟随控制部21计算出控制量Ac时，制动控制部20的运动控制部22执行对车辆90的各致动器指示基于控制量Ac的驱动的处理。即，制动控制部20基于对制动装置92的控制量来控制制动装置92的致动器。发动机控制部30基于对内燃机91的控制量来控制内燃机91的致动器。转向角控制部40基于对转向装置93的控制量来控制转向装置93的致动器。

使用图6以及图7，对跟随路径FT以及控制量Ac进行说明。

图6示出通过执行行驶控制而车辆90行驶于道路70时的情形。由目标轨迹生成部13根据道路70的形状生成目标轨迹TL。由目标位置选择部14选择目标轨迹TL上的点作为目标位置TP。在图6所示的例子中，车辆90从目标轨迹TL偏离。如图6所示，轨迹跟随控制部21将跟随路径FT计算为使车辆90在道路宽度Wi的范围内行驶并且使本车位置CP逐渐接近目标轨迹TL的路径。换言之，跟随路径FT是从目标轨迹TL偏离的车辆90在道路宽度Wi的范围内通过目标位置TP的侧方的路径。

轨迹跟随控制部21在执行如图6所示那样在道路宽度Wi的范围内使车辆90跟随目标轨迹TL的跟随控制时，将跟随路径FT创建为道路宽度Wi越窄则越促使车辆90急转弯的路径。即，轨迹跟随控制部21创建道路宽度Wi越窄则越迅速地减小本车位置CP与目标轨迹TL的偏离程度的路径作为跟随路径FT。当创建了跟随路径FT时，轨迹跟随控制部21计算用于使车辆90按照跟随路径FT行驶的控制量Ac。例如，轨迹跟随控制部21通过将本车位置CP与目标轨迹TL的偏离程度作为输入的反馈控制来计算控制量Ac。在图7中示出该反馈控制中的反馈控制的增益与道路宽度Wi的关系。如图7所示，道路宽度Wi越窄则反馈控制的增益设定得越大。因此，道路宽度Wi越窄则控制量Ac计算得越大，从而越促使车辆90急转弯。

图8示出图5中的步骤S303的再生成判定处理的处理例程。

当开始本处理例程时，首先在步骤S401中，轨迹跟随控制部21计算本车位置CP与目标位置TP的距离作为脱离量Ao。脱离量Ao是表示车辆90相对于目标轨迹TL的偏离程度的值。例如，在车辆90的行进方向上相对于目标轨迹TL在右侧的区域存在本车位置CP的情况下，脱离量Ao被计算为正值。在该情况下，车辆90越从目标轨迹TL偏离则脱离量Ao越大。另一方面，在车辆90的行进方向上相对于目标轨迹TL在左侧的区域存在本车位置CP的情况下，脱离量Ao被计算为负值。在该情况下，车辆90越从目标轨迹TL偏离则脱离量Ao越小。若计算出脱离量Ao，则使处理移至步骤S402。

在步骤S402中，轨迹跟随控制部21计算可动范围PA。若计算出可动范围PA，则使处理移至步骤S403。

在步骤S403中，轨迹跟随控制部21基于本车位置CP和可动范围PA来计算预测路径PT。预测路径PT是可动范围PA的范围内的路径。预测路径PT例如计算为使可动范围PA与目标轨迹TL的交点最接近目标位置TP那样的路径。在该情况下，在目标位置TP位于可动范围PA内时，计算连接本车位置CP与目标位置TP的路径作为预测路径PT。另一方面，在目标位置TP位于可动范围PA外的情况下，计算沿着左分界线PAL或者右分界线PAR的路径作为预测路径PT。之后，使处理移至步骤S404。

在步骤S404中，轨迹跟随控制部21基于目标轨迹TL和预测路径PT来计算预测脱离量Apo。轨迹跟随控制部21计算预测路径PT最远离目标轨迹TL的位置上的目标轨迹TL与预测路径PT的偏离量作为预测脱离量Apo。预测脱离量Apo是车辆90相对于目标轨迹TL的偏离程度的预测值。在车辆90的行进方向上相对于目标轨迹TL在右侧的区域包含预测路径PT的情况下，预测脱离量Apo被计算为正值。在该情况下，预测的偏离程度越大则预测脱离量Apo越大。另一方面，在车辆90的行进方向上相对于目标轨迹TL在左侧的区域包含预测路径PT的情况下，预测脱离量Apo被计算为负值。在该情况下，预测的偏离程度越大则预测脱离量Apo越小。若计算出预测脱离量Apo，则使处理移至步骤S405。

在步骤S405中，轨迹跟随控制部21判定脱离量Ao的大小是否大于第一脱离阈值Tho1。另外，在步骤S405中，轨迹跟随控制部21判定预测脱离量Apo的大小是否大于第二脱离阈值Tho2。在脱离量Ao的大小为第一脱离阈值Tho1以下、且预测脱离量Apo的大小为第二脱离阈值Tho2以下的情况下(S405：“否”)，本处理例程结束。

另一方面，在步骤S405的处理中，在脱离量Ao的大小大于第一脱离阈值Tho1的情况下(S405：“是”)，使处理移至步骤S406。另外，在预测脱离量Apo的大小大于第二脱离阈值Tho2的情况下(S405：“是”)，也使处理移至步骤S406。在步骤S406中，轨迹跟随控制部21将第二再生成触发TGR2输出至行驶辅助部10。第二再生成触发TGR2是轨迹跟随控制部21对目标轨迹生成部13请求目标轨迹TL的再生成的信号。若输出第二再生成触发TGR2，则结束本处理例程。

此外，第一脱离阈值Tho1以及第二脱离阈值Tho2分别被设定为由行驶辅助部10计算出的值。行驶辅助部10基于车辆90行驶的道路70的形状来设定图10中以双点划线所示的脱离允许区域72作为允许车辆90从目标轨迹TL脱离的区域。行驶辅助部10基于脱离允许区域72来设定第一脱离阈值Tho1以及第二脱离阈值Tho2。

另外，第一脱离阈值Tho1被设定为大于预测脱离阈值亦即第二脱离阈值Tho2的值。在图8所示的处理的流程中，在预测脱离量Apo的大小为第二脱离阈值Tho2以下的情况下，不输出第二再生成触发TGR2。然而，在车辆90比预测大地从目标轨迹TL偏离而脱离量Ao大幅高于预测脱离量Apo的情况下，若脱离量Ao的大小大于第一脱离阈值Tho1，则输出第二再生成触发TGR2。

对本实施方式的作用以及效果进行说明。

在控制装置100中，由轨迹跟随控制部21将跟随路径FT计算为使车辆90在道路宽度Wi的范围内行驶并且使本车位置CP缓缓接近目标轨迹TL的路径。此时，考虑道路宽度Wi来计算跟随路径FT。而且，通过使车辆90按照该跟随路径FT行驶，从而能够考虑到道路宽度Wi来使车辆90跟随目标轨迹TL。因此，即使在因外部环境的影响而车辆90从目标轨迹TL偏离的情况下，也能够使车辆90在道路70中的车辆90能够通行的范围内行驶。

在控制装置100中，由制动控制部20与目标轨迹TL一起获取作为车辆90能够通行的范围的道路宽度Wi。即，制动控制部20能够掌握道路70中的车辆90能够通行的范围。因此，能够在制动控制部20侧创建跟随路径FT，并使车辆90按照该跟随路径FT行驶。因此，在车辆90从目标轨迹TL偏离的情况下，能够不伴随目标轨迹TL的再生成而仅通过由制动控制部20进行的跟随控制来继续行驶控制。

此处，在车辆90从目标轨迹TL偏离的情况下，考虑创建连接在该时刻所选择的目标位置TP与本车位置CP的路径作为跟随路径FT的情况。在该情况下，若目标位置TP与本车位置CP的距离过近，则在使车辆90按照跟随路径FT行驶时使车辆90急转弯，有可能给车辆90的乘客带来不快感。对于这点，在控制装置100中，计算逐渐减小目标轨迹TL与车辆90的位置的偏离程度这样的路径作为跟随路径FT。即，并不创建连接在计算跟随路径FT的时刻所选择的目标位置TP与本车位置CP的路径作为跟随路径FT。由此，在车辆90从目标轨迹TL偏离的情况下，能够抑制车辆90伴随较急的转弯而朝向目标位置TP。

此外，在控制装置100中，考虑到道路宽度Wi来创建跟随路径FT。即，创建道路宽度Wi越窄则越促使车辆90急转弯这样的路径作为跟随路径FT。而且，通过使车辆90按照这样的跟随路径FT行驶，从而即使道路宽度Wi较窄，也能够使车辆90不从道路70脱离地行驶。另一方面，在道路宽度Wi较宽的情况下，创建跟随路径FT，以使得目标轨迹TL与车辆90的位置的偏离程度缓慢地变小。而且，通过使车辆90按照这样的跟随路径FT行驶，从而抑制跟随控制中的车辆90的运动量的急剧的变化。其结果是，难以给车辆90的乘客带来不快感。

并且，在控制装置100中，在创建跟随路径FT时所获取的道路宽度Wi越窄，则计算控制量Ac时的反馈控制的增益设定得越大。而且，该增益越大则控制量Ac越容易变大。因此，在由于道路宽度Wi较窄而创建促使车辆90急转弯这样的跟随路径FT的情况下，增大反馈控制的增益，控制量Ac容易变大。通过基于这样的控制量Ac来驱动车辆的致动器，从而容易使车辆90按照跟随路径FT行驶。即，能够实现沿着该跟随路径FT的车辆行驶。

另一方面，在由于道路宽度Wi较宽而创建促使车辆90缓慢的转弯这样的跟随路径FT的情况下，若反馈控制的增益较大，则控制量Ac有时过大。在该情况下，当基于该控制量Ac使致动器驱动时，有可能产生控制量Ac反复增减那样的波动。对于这点，在控制装置100中，道路宽度Wi越宽则反馈控制的增益设定得越小。即，控制量Ac难以变大。由此，在使车辆90按照跟随路径FT行驶时，能够抑制波动的产生。

此外，即使在目标轨迹TL与车辆90的位置未偏离的情况下，起因于道路宽度Wi的变化，也生成车辆90的转弯量变多这样的目标轨迹TL。即使在这样的情况下，通过道路宽度Wi越窄则越增大反馈控制的增益，从而也容易使车辆90按照该目标轨迹TL行驶。

图9示出由比较例的控制装置进行行驶控制的车辆90。比较例的控制装置不具备计算预测脱离量Apo的结构。因此，在比较例的控制装置中，在车辆90从目标轨迹TL偏离且脱离量Ao的大小大于阈值时，再生成目标轨迹TL。换言之，当车辆90的从目标轨迹TL的实际偏离程度不变大时，不再生成目标轨迹TL。因此，为了抑制车辆90越过道路70的分界线，有可能再生成促使车辆90的急转弯那样的轨迹作为目标轨迹TL。为了抑制这样的车辆90的急转弯，期望相对于道路70的宽度限制脱离允许区域72。在图9所示的例子中，相对于道路70的宽度将比一半窄的宽度的区域设定为脱离允许区域72。在图9中，以虚线示出从目标轨迹TL偏离并离开脱离允许区域72的车辆90。在比较例的控制装置中，当判定为车辆90离开了脱离允许区域72时，为了继续行驶控制而再生成目标轨迹TL’。即，当判定为车辆90离开了脱离允许区域72时，即使在车辆90没有达到越过道路70的分界线的状况的情况下，也设定再生成的目标轨迹TL’。然后，车辆90的行驶被控制为车辆90跟随再生成的目标轨迹TL’。

图10示出由本实施方式的控制装置100进行行驶控制的车辆90。在图10中，以虚线示出在车辆90的行进方向上向相对于目标轨迹TL向右侧脱离的车辆90。此时，计算沿着由轨迹跟随控制部21计算出的可动范围PA的左分界线PAL的路径作为预测路径PT。在图10中，以点划线示出左分界线PAL。在该情况下，如图10所示，在图8的步骤S404的处理中由轨迹跟随控制部21计算的预测脱离量Apo小于第二脱离阈值Tho2。因此，不输出第二再生成触发TGR2，不请求目标轨迹TL的再生成(S405：“否”)。保持目标轨迹TL，车辆90被控制为跟随从目标轨迹TL选择的目标位置TP。

然而，在以道路70的路面的μ值较低等为主要原因而车辆90难以转弯的情况下，与μ值较高而容易使车辆90转弯的情况相比较，可动范围PA变窄。在图10中，将道路70的路面的μ值较低的情况下的左分界线图示为左分界线PAL’。在该情况下，计算沿着左分界线PAL’的路径作为预测路径PT。在该情况下，由于预测脱离量Apo大于第二脱离阈值Tho2，所以预测车辆90离开脱离允许区域72。即，在步骤S404的处理中，由轨迹跟随控制部21计算的预测脱离量Apo大于第二脱离阈值Tho2。因此，输出第二再生成触发TGR2，请求目标轨迹TL的再生成(S406)。由此，再生成目标轨迹TL(S203)。车辆90被控制为跟随从再生成的目标轨迹TL选择的目标位置TP。

如以上那样，在控制装置100中，能够使用基于可动范围PA所计算的预测脱离量Apo来预测车辆90是否离开脱离允许区域72。因此，根据控制装置100，也可以不如比较例的控制装置的情况那样将脱离允许区域72设定得较窄。其结果是，与比较例的控制装置相比，即使车辆90从目标轨迹TL偏离，也难以请求目标轨迹TL的再生成。即，在控制装置100中，在即使不再生成目标轨迹TL也能够使车辆90跟随目标轨迹TL的情况下，不请求目标轨迹TL的再生成。根据控制装置100，能够减少请求目标轨迹TL的再生成的频率，并且将车辆90控制为跟随目标轨迹TL。

此处，在再生成目标轨迹TL的情况下，伴随目标轨迹TL的再生成而车辆90的行驶控制的连续性容易中断。为了使行驶控制的连续性持续，优选再生成目标轨迹TL，以使得在再生成目标轨迹TL前后车辆的运动量没有较大变化。因此，当目标轨迹TL的再生成的频率较高时，目标轨迹TL容易变为择一的，容易通过行驶控制限制车辆90行驶的路径的自由。根据控制装置100，通过抑制目标轨迹TL的重新创建的频率的增大，能够抑制在行驶控制中使车辆90行驶的路径的选择的宽度变窄。

在行驶控制的执行中车辆90从目标轨迹TL偏离而需要目标轨迹TL的再生成的情况下，再生成目标轨迹TL的定时越晚，能够设定为目标轨迹TL的路径的选择的宽度越窄。对于这点，根据控制装置100，能够使用基于可动范围PA所计算的预测脱离量Apo来预测车辆90是否离开脱离允许区域72。因此，能够在车辆90实际离开脱离允许区域72之前请求目标轨迹TL的再生成。其结果是，与在车辆90实际离开脱离允许区域72之后请求目标轨迹TL的再生成的情况相比较，能够抑制再生成目标轨迹TL的定时的延迟。因此，能够设定为目标轨迹TL的路径的选择的宽度难以变窄。

然而，在计算在行驶控制中将车辆90引导至目标位置TP的控制量Ac时，要求考虑车辆特性。因此，在控制装置100中，制动控制部20具备存储有车辆特性的车辆模型。而且，在控制装置100中，制动控制部20的轨迹跟随控制部21进行可动范围PA的计算。即，在具备车辆模型的ECU亦即制动控制部20中，使用车辆模型来计算可动范围PA。因此，根据控制装置100，与必须通过ECU间的收发另外获取车辆特性的情况相比较，能够高效地计算可动范围PA。

以下，对上述实施方式中的事项与上述“发明内容”一栏中记载的事项的对应关系进行记载。

轨迹跟随控制部21与“基于获取的上述道路宽度来创建上述目标路径的路径创建部”对应。具有轨迹跟随控制部21和运动控制部22的制动控制部20与“导出使上述车辆沿着上述目标路径行驶的控制量，并基于该控制量使上述致动器驱动的控制部”对应。跟随路径FT与“目标路径”对应。

另外，目标轨迹生成部13与“基于上述车辆的周边信息来生成目标主路径的主路径生成部”对应。目标轨迹TL与“目标主路径”对应。

本实施方式能够如以下那样变更并实施。本实施方式及以下的变更例能够在技术上不矛盾的范围内相互组合并实施。

·在上述实施方式中，图3～图5以及图8所示的处理的流程是与行驶控制有关的处理的一个例子。如果获取道路宽度Wi，执行使车辆90按照在道路宽度Wi的范围内跟随目标轨迹TL的方式行驶的行驶控制，则也可以通过与在上述实施方式中所说明的处理的流程不同的处理的流程执行各种处理。即使在该情况下，也与上述实施方式同样地，即使车辆90受到外部环境的影响也能够在道路70中的车辆90能够通行的范围使车辆90行驶。

·在上述实施方式中，将与目标轨迹TL正交的方向上的从自由空间71的一端到另一端的长度设为道路宽度Wi。道路宽度Wi也可以是包含与目标轨迹TL正交的方向上的自由空间71的一端的位置和自由空间71的另一端的位置的位置信息。即使在使用由位置信息构成的道路宽度Wi的情况下，与上述实施方式同样地，也能够识别车辆90能够通行的范围，并能够起到与上述实施方式相同的效果。

·在上述实施方式中，轨迹跟随控制部21计算在道路宽度Wi的范围内使车辆90跟随目标轨迹TL的跟随路径FT。也可以取而代之，由目标轨迹生成部13生成考虑到与道路70的宽度有关的信息亦即道路宽度Wi的目标轨迹TL。在该情况下，每当获取的道路宽度Wi改变时，依次更新目标轨迹TL即可。而且，轨迹跟随控制部21将跟随路径计算为连接从目标轨迹TL选择的目标位置TP与本车位置CP的路径。在这样的结构中，与上述实施方式同样地，也能够在道路宽度Wi的范围内使车辆90沿着目标轨迹TL行驶。此外，在这种情况下，目标轨迹生成部13与“基于获取的上述道路宽度来创建上述目标路径的路径创建部”对应。目标轨迹TL与“目标路径”对应。

·在上述实施方式中，根据跟随路径FT的计算时刻的道路宽度Wi来使反馈控制的增益可变，但也可以将该增益固定为规定值。

·在上述实施方式中，关于控制量Ac的计算，构成为通过道路宽度Wi越窄则越增大反馈控制的增益，从而道路宽度Wi越窄则越容易使车辆90急转弯。为了道路宽度Wi越窄则越容易使车辆90急转弯，例如也可以采用以下那样的控制量Ac的计算处理。

轨迹跟随控制部21基于本车位置CP与目标轨迹TL的偏离程度、和使车辆90接近目标轨迹TL时施加于车辆90的运动量来计算控制量Ac。并且，轨迹跟随控制部21基于道路宽度Wi来变更将偏离程度反映到控制量Ac的比重和将运动量反映到控制量Ac的比重。具体而言，轨迹跟随控制部21计算基于对偏离程度乘以第一修正项We1而得的第一控制量与对运动量乘以第二修正项We2而得的第二控制量的和的值作为控制量Ac。

图11例示出道路宽度Wi与第一修正项We1的关系。第一修正项We1是道路宽度Wi越窄则越大而道路宽度Wi越宽则越小的值。因此，道路宽度Wi越窄，则将偏离程度反映到控制量Ac的比重越大。

图12例示出道路宽度Wi与第二修正项We2的关系。第二修正项We2是道路宽度Wi越窄则越小而道路宽度Wi越宽则越大的值。因此，道路宽度Wi越窄，则将运动量反映到控制量Ac的比重越小。

在车辆90能够通行的道路宽度Wi较窄时，与道路宽度Wi较宽时相比较，车辆90容易越过道路70的分界线。根据上述结构，由于道路宽度Wi越窄则第一修正项We1越大，因此第一控制量容易变大。其结果是，能够道路宽度Wi越窄则越促使车辆90急转弯，以便消除偏离程度。由此能够提前使车辆90接近目标轨迹TL。

另一方面，在道路宽度Wi较宽的情况下，有可能车辆90从目标轨迹TL大幅地偏离。在该情况下，由于道路宽度Wi越宽则第一修正项We1越小，因此第一控制量难以变大。其结果是，能够使车辆90缓慢地接近目标轨迹TL。但是，由于道路宽度Wi越宽则第二修正项We2越大，因此在运动量较大时，能够增大控制量Ac。

·在采用将基于上述第一控制量与第二控制量的和的值作为控制量Ac的处理的情况下，如果使第一修正项We1根据道路宽度Wi可变，则也可以不使第二修正项We2可变。同样地，如果使第二修正项We2根据道路宽度Wi可变，则也可以不使第一修正项We1可变。在将第一修正项We1或者第二修正项We2的任意一方设为规定的值的情况下，也能够基于道路宽度Wi来变更将偏离程度反映到控制量Ac的比重、和将运动量反映到控制量Ac的比重。

·在上述实施方式中，行驶辅助部10具备目标轨迹生成部13以及目标位置选择部14。行驶辅助部10并不必须具备生成目标轨迹TL的功能部亦即目标轨迹生成部13、和选择目标位置TP的功能部亦即目标位置选择部14。

例如，如图13所示，控制装置200也可以具有具备目标轨迹生成部13和目标位置选择部14的制动控制部120。此外，在图13所示的控制装置200中，对与上述实施方式相同的结构附加与上述实施方式相同的附图标记。

·在上述实施方式中，也可以不将轨迹跟随控制部21设置于制动控制部20，而设置于行驶辅助部10。在该情况下，可动范围PA以及跟随路径FT的计算所需的各种信息从制动控制部20输出至行驶辅助部10。

·在上述实施方式中，示出例如如图10那样目标轨迹TL被设定为通过道路70的中央的例子。在目标轨迹TL被生成为通过道路70的中央的情况下，第一脱离阈值Tho1以及第二脱离阈值Th o2在车辆90的行进方向上相对于目标轨迹TL在右侧与左侧分别大小相等。

另一方面，也存在目标轨迹TL被设定为不通过道路70的中央的情况。在该情况下，第一脱离阈值Tho1以及第二脱离阈值Tho2在车辆90的行进方向上相对于目标轨迹TL在右侧与靠左侧大小不同。因此，根据车辆90相对于目标轨迹TL向左右的哪一方脱离来使用对应的脱离阈值。通过使用适当的脱离阈值来进行与脱离量Ao或者预测脱离量Apo的比较，不管目标轨迹TL通过的位置，都能够判定是否需要目标轨迹TL的再生成。

·在上述实施方式中，基于第一再生成触发TGR1或者第二再生成触发TGR2的检测，请求目标轨迹生成部13再生成目标轨迹TL。请求目标轨迹TL的再生成的结构并不限定于触发信号的输出。例如，也可以采用在请求目标轨迹TL的再生成时将再生成请求标志设为开启，在再生成请求标志为开启时，由目标轨迹生成部13再生成目标轨迹TL的结构。

·在上述实施方式中，例示出具备内燃机91的车辆90。车辆90的驱动源并不限于内燃机91。例如，车辆90也可以是以电动发电机以及内燃机91作为驱动源的混合动力车辆。另外，车辆90也可以是仅以马达作为驱动源的电动汽车。

对能够从上述实施方式以及变更例掌握的技术思想进行记载。

(A)一种通过控制致动器而使车辆基于目标轨迹行驶的车辆的控制装置，

具备：行驶辅助部，具有掌握上述车辆的周边的环境的外部信息合成部；以及控制部，与上述行驶辅助部进行通信，

上述控制部具有：

目标轨迹生成部，基于从上述行驶辅助部获取的上述车辆的周边的环境来生成上述目标轨迹；以及

目标坐标选择部，将该目标轨迹上的点设定为目标位置。

(B)上述控制部执行计算使上述车辆跟随上述目标位置的控制量的处理。

(C)上述控制部执行对上述致动器指示基于上述控制量的驱动的处理。

(D)上述控制部执行以下处理：

基于伴随上述致动器的驱动的上述车辆的运动状态量，计算可动范围作为以上述车辆的当前位置为起点使该车辆行驶时该车辆能够到达的范围的处理；

基于该可动范围和上述目标位置来判定上述车辆的位置是否从上述目标轨迹偏离的处理；以及

在判定为上述车辆的位置从上述目标轨迹偏离时，请求上述目标轨迹生成部再生成上述目标轨迹的处理，

在从上述控制部请求上述目标轨迹的再生成时，上述目标轨迹生成部再生成上述目标轨迹。

(E)上述控制部使用上述可动范围来导出使上述车辆朝向上述目标位置行驶时的上述车辆到达的位置与该目标位置的偏差的预测值亦即预测脱离量，在上述预测脱离量的大小大于预测脱离阈值时，判定为上述车辆的位置从上述目标轨迹偏离。

以下，对上述实施方式中的事项与上述技术思想中的事项的对应关系进行记载。

制动控制部20和“与上述行驶辅助部进行通信的控制部”对应。轨迹跟随控制部21执行“计算控制量的处理”。运动控制部22执行“对上述致动器指示基于上述控制量的驱动的处理”。并且，轨迹跟随控制部21执行“计算可动范围的处理”、“判定上述车辆的位置是否从上述目标轨迹偏离的处理”以及“请求上述目标轨迹生成部再生成上述目标轨迹的处理”。另外，轨迹跟随控制部21计算“使上述车辆朝向上述目标位置行驶时的上述车辆到达的位置与该目标位置的偏差的预测值亦即预测脱离量”作为预测脱离量Apo。在上述预测脱离量的大小大于预测脱离阈值时，轨迹跟随控制部21判定为上述车辆的位置从上述目标轨迹偏离。

Claims (5)

1.一种车辆的控制装置，是通过控制车辆的致动器而使车辆基于目标路径行驶的车辆的控制装置，具备：

宽度信息获取部，获取在上述车辆行驶的道路中上述车辆能够通行的道路宽度；

路径创建部，基于获取的上述道路宽度来创建上述目标路径；以及

控制部，导出使上述车辆沿着上述目标路径行驶的控制量，并基于该控制量使上述致动器驱动。

2.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其中，

具备主路径生成部，基于上述车辆的周边信息来生成目标主路径，

上述控制部执行跟随控制，在上述跟随控制中，导出在上述道路宽度的范围内使上述车辆跟随上述目标主路径的跟随控制量作为上述控制量，以指示上述跟随控制量下的上述致动器的驱动，

在上述道路宽度的范围内使上述车辆跟随上述目标主路径的上述跟随控制中，上述路径创建部创建上述目标路径作为上述车辆行驶的路径。

3.根据权利要求2所述的车辆的控制装置，其中，

在上述跟随控制中使上述车辆的位置接近上述目标主路径时，上述路径创建部将上述目标路径创建为上述道路宽度越窄则越促使上述车辆急转弯的路径。

4.根据权利要求2或3所述的车辆的控制装置，其中，

在上述跟随控制中，上述控制部通过将上述车辆的位置与上述目标主路径的偏离程度作为输入的反馈控制来导出上述跟随控制量，

上述道路宽度越窄，则上述反馈控制的增益越大。

5.根据权利要求2或3所述的车辆的控制装置，其中，

在上述跟随控制中，上述控制部基于上述车辆的位置与上述目标主路径的偏离程度、以及使上述车辆接近上述目标主路径时施加于上述车辆的运动量来导出上述跟随控制量，

上述控制部在导出上述跟随控制量时，上述道路宽度越窄，则越增大使上述偏离程度反映到上述跟随控制量的比重。

Images