JP2023111387A - 走行軌道生成装置、車両用制御装置及び走行軌道生成プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】走行軌道の生成に要する制御負荷が高くなることを抑制できる走行軌道生成装置、車両用制御装置及び走行軌道生成プログラムを提供する。【解決手段】制御装置１００は、アクチュエータ４１，５１，６１の作動によって車両１０が到達可能な範囲を示す車両１０のアベイラビリティを演算するアベイラビリティ演算部１０３と、現在位置よりも車両１０の前方の走路に沿って車両１０を走行させるための走行軌道である第１走行軌道を、アベイラビリティの範囲内で生成する軌道生成部１０４と、を備える。軌道生成部１０４は、走路がカーブを含むときに、走路に沿った第１走行軌道をアベイラビリティの範囲内で生成できなくなる場合には、当該カーブの手前に目標位置を設定し、当該目標位置に車両１０を停止させるための走行軌道である第２走行軌道をアベイラビリティの範囲内で生成する。【選択図】図１

Description

本発明は、走行軌道生成装置、車両用制御装置及び走行軌道生成プログラムに関する。

特許文献１には、車両の自動走行制御を実施する車両用制御装置が記載されている。車両用制御装置は、現在位置から目的地までの経路情報に基づいて標準軌道を生成する軌道生成部と、生成された標準軌道に基づいて車両の走行に関するアクチュエータを制御する制御部と、を備える。軌道生成部は、上記標準軌道だけではなく、車両の現在位置から車両を安全に停止できる最寄りの位置までの安全軌道も生成している。

そして、制御部は、標準軌道に基づく自動走行制御を継続できなくなる場合には、標準軌道に基づく自動走行制御を安全軌道に基づく自動走行制御に切り替える。この場合、車両用制御装置は、安全軌道に沿って車両を走行させ、安全な位置で車両を停止させることができる。

独国特許出願公開第１０２０１３２１３１７１号明細書

上記の車両用制御装置は、自動走行制御を実施する間、標準軌道及び安全軌道の双方を生成し続ける。この点で、車両用制御装置の制御負荷が高くなりやすい。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する走行軌道生成装置は、車両の走行に関わるアクチュエータを作動させることによって前記車両を自動走行させる際の前記車両の走行軌道を生成する走行軌道生成装置であって、前記アクチュエータの作動によって前記車両が到達可能な範囲を示す前記車両のアベイラビリティを演算するアベイラビリティ演算部と、現在位置よりも前記車両の前方の走路に沿って前記車両を走行させるための前記走行軌道である第１走行軌道を、前記アベイラビリティの範囲内で生成する軌道生成部と、を備え、前記軌道生成部は、前記走路がカーブを含むときに、前記走路に沿った前記第１走行軌道を前記アベイラビリティの範囲内で生成できなくなる場合には、当該カーブの手前に目標位置を設定し、当該目標位置に前記車両を停止させるための前記走行軌道である第２走行軌道を前記アベイラビリティの範囲内で生成する。

車両の自動走行中に、車両の走行に関わるアクチュエータが正常に作動しなくなると、車両のアベイラビリティの範囲が狭くなる。この場合、走行軌道生成装置は、車両の前方の走路に沿う第１走行軌道をアベイラビリティの範囲内で生成できなくなる。そこで、走行軌道生成装置は、第１走行軌道を生成できなくなる場合には、カーブの手前に設定した目標位置に車両を停止させるための第２走行軌道を、そのときの車両のアベイラビリティの範囲内で生成する。すると、車両は、第２走行軌道に従って目標位置まで自動走行した後に停止する。こうして、走行軌道生成装置は、車両が走路から逸脱して走行したり、車両がカーブの途中で停止したりすることを抑制できる。また、走行軌道生成装置は、車両を停止させるための第２走行軌道が必要になった場合に限って第２走行軌道を生成する。このため、走行軌道生成装置は、第１走行軌道及び第２走行軌道の双方を常時生成するわけではないため、走行軌道の生成に要する制御負荷が高くなることを抑制できる。

上記課題を解決する車両用制御装置は、上述した走行軌道生成装置と、前記走行軌道生成装置の前記軌道生成部によって生成された前記走行軌道に基づき、前記アクチュエータに対する指令値を算出し、前記指令値を前記アクチュエータの制御部に出力することによって前記車両を自動走行させる指令部と、を備える。

車両用制御装置は、上述した走行軌道生成装置と同等の作用効果を得ることができる。
上記課題を解決する走行軌道生成プログラムは、車両の走行に関わるアクチュエータを作動させることによって前記車両を自動走行させる際の前記車両の走行軌道を生成する走行軌道生成プログラムであって、前記アクチュエータの作動によって前記車両が到達可能な範囲を示す前記車両のアベイラビリティを演算するアベイラビリティ演算処理と、現在位置よりも前記車両の前方の走路に沿って前記車両を走行させるための前記走行軌道である第１走行軌道を、前記アベイラビリティの範囲内で生成する第１軌道生成処理と、前記走路がカーブを含む場合であって、かつ、前記第１軌道生成処理にて前記走路に沿った前記第１走行軌道を生成できない場合において、当該カーブの手前に目標位置を設定し、当該目標位置に前記車両を停止させるための前記走行軌道である第２走行軌道を前記アベイラビリティの範囲内で生成する第２軌道生成処理と、を前記車両のコンピュータに実行させる。

走行軌道生成プログラムは、上述した走行軌道生成装置と同等の作用効果を得ることができる。

図１は、一実施形態に係る車両用制御装置を備える車両の概略図である。 図２は、車両のアベイラビリティの範囲を示す模式図である。 図３は、車両を自動走行させるために、制御装置が実施する処理の流れを示すフローチャートである。 図４は、車両を自動走行させるための走行軌道を示す模式図である。 図５は、車両を自動走行させるための走行軌道を示す模式図である。 図６は、車両を自動走行させるための走行軌道を示す模式図である。

以下、走行軌道生成装置、車両用制御装置（以下、「制御装置」という。）及び走行軌道生成プログラムの一実施形態を図面に従って説明する。
＜車両の構成＞
図１に示すように、車両１０は、複数の車輪２０と、車輪２０と同数の摩擦ブレーキ３０と、制動装置４０と、駆動装置５０と、転舵装置６０と、検出系７０と、監視系８０と、ナビゲーション装置９０と、制御装置１００と、を備えている。

摩擦ブレーキ３０は、車輪２０に制動力を発生させる制動機構である。摩擦ブレーキ３０は、回転体３１と、摩擦材３２と、ホイールシリンダ３３と、を備えている。ホイールシリンダ３３内の液圧であるＷＣ圧が発生すると、摩擦材３２が車輪２０と一体に回転する回転体３１に押し付けられる。これにより、車輪２０に制動力が付与される。すなわち、ＷＣ圧が高いほど摩擦材３２を回転体３１に押し付ける力が大きくなり、結果として、制動力が大きくなる。

制動装置４０は、複数の摩擦ブレーキ３０のホイールシリンダ３３にブレーキ液を供給する制動アクチュエータ４１と、制動アクチュエータ４１を制御する制動制御部４２と、を備えている。制動制御部４２は、制動アクチュエータ４１を制御することにより、複数のホイールシリンダ３３内のＷＣ圧を調整する。すなわち、制動制御部４２は、複数のホイールシリンダ３３内のＷＣ圧を調整することにより、車両１０に付与される制動力を調整する。車両１０に付与される制動力とは、複数の車輪２０に付与される制動力の総和である。こうした点で、制動アクチュエータ４１は車両１０の走行に関わる「アクチュエータ」の一例であり、制動制御部４２は「アクチュエータの制御部」の一例である。

駆動装置５０は、車両１０の動力源として機能するモータジェネレータ５１と、モータジェネレータ５１を制御する駆動制御部５２と、を備えている。モータジェネレータ５１の駆動力を車輪２０に伝達することにより、車両１０が走行する。こうした点で、モータジェネレータ５１は車両１０の走行に関わる「アクチュエータ」の一例であり、駆動制御部５２は「アクチュエータの制御部」の一例である。

転舵装置６０は、車輪２０の転舵角を調整する転舵アクチュエータ６１と、転舵アクチュエータ６１を制御する転舵制御部６２と、を備えている。転舵アクチュエータ６１の出力によって車輪２０の転舵角が調整されると、車両１０が旋回する。こうした点で、転舵アクチュエータ６１は車両１０の走行に関わる「アクチュエータ」の一例であり、転舵制御部６２は「アクチュエータの制御部」の一例である。なお、転舵装置６０は、前輪の転舵角を調整する前輪用の転舵アクチュエータ及び後輪の転舵角を調整する後輪用の転舵アクチュエータの少なくとも一方を備えていればよい。

以降の説明では、制動アクチュエータ４１が車両１０に付与する制動力の調整範囲及び調整速度などを「制動アクチュエータ４１の性能」という。また、モータジェネレータ５１が車両１０に付与する駆動力の調整範囲及び調整速度などを「モータジェネレータ５１の性能」という。さらに、転舵アクチュエータ６１による車輪２０の転舵角の調整範囲及び調整速度などを「転舵アクチュエータ６１の性能」という。

＜検出系＞
検出系７０は、車両１０の走行中に変化する車両１０の状態を検出する。検出系７０は、車両１０の状態を検出する複数のセンサを含んでいる。例えば、検出系７０は、車輪速度センサ７１、前後加速度センサ７２、横加速度センサ７３及びヨーレートセンサ７４を含んでいる。車輪速度センサ７１は車輪２０の回転速度を車輪速度として検出する。前後加速度センサ７２は車両１０の前後加速度を検出する。横加速度センサ７３は車両１０の横加速度を検出する。ヨーレートセンサ７４は車両１０のヨーレートを検出する。検出系７０は、検出結果に応じた信号を制御装置１００に出力する。

＜監視系＞
監視系８０は、車両１０の外部の状況を監視する。例えば、監視系８０は、撮像装置８１と、レーダー８２と、ＧＰＳ受信機８３と、を有している。撮像装置８１は、車両１０の外部を撮像する。撮像装置８１は、車両１０の進行方向に存在する他車両及び障害物を検出する。レーダー８２は、車両１０から他車両までの距離、車両１０から障害物までの距離及び車両１０から歩行者までの距離などを検出する。ＧＰＳ受信機８３は、車両１０の現在位置を取得する。監視系８０は、監視結果に応じた情報を制御装置１００に出力する。

＜ナビゲーション装置＞
ナビゲーション装置９０は、地図データを記憶している。地図データは、道路網の情報、道路網を構築する道路の形状及び制限速度に関する情報、当該道路に隣接する退避エリアＥＰＢに関する情報などを含んでいる。退避エリアＥＰＢは、車両１０を安全に停止させることのできるエリアである。退避エリアＥＰＢは、例えば、停車帯、非常駐車帯、待避所及び駐車場などである。ナビゲーション装置９０は、車載のナビゲーション装置であってもよいし、スマートフォンなどの携帯端末上で動作するアプリであってもよい。ナビゲーション装置９０は、制御装置１００に地図データに基づく情報を出力する。

＜車両の制御構成＞
制御装置１００は、ＣＰＵ及びメモリを有している。メモリには、ＣＰＵが実行する複数のプログラムが記憶されている。すなわち、ＣＰＵは、プログラムを実行する「コンピュータ」に対応する。ＣＰＵがプログラムを実行することにより、制御装置１００は、複数の機能部として機能する。制御装置１００は、複数の機能部として、走路決定部１０１と、走路形状取得部１０２と、アベイラビリティ演算部１０３と、軌道生成部１０４と、指令部１０５と、を備える。本実施形態において、走路形状取得部１０２とアベイラビリティ演算部１０３と軌道生成部１０４とを含んで、「走行軌道生成装置」が構成されている。

＜走路決定部＞
走路決定部１０１は、ナビゲーション装置９０から提供される地図データに基づいて、出発地から目的地までに車両１０が走行する走路である計画走路を決定する。つまり、本実施形態において、車両１０は、走路決定部１０１が決定した計画走路に従って自動走行する。

＜走路形状取得部＞
走路形状取得部１０２は、ナビゲーション装置９０から提供される地図データに基づいて、走路決定部１０１によって決定された計画走路の走路形状を取得する。走路形状は、少なくとも走路の幅及び走路の曲率に関する情報を含んでいることが好ましい。走路形状取得部１０２は、自動走行中の車両１０の現在位置に基づき、車両１０の前方の走路形状を取得する。この場合、走路形状取得部１０２は、少なくとも監視系８０によって監視可能なエリアに存在する走路形状を取得できればよい。

＜アベイラビリティ演算部＞
アベイラビリティ演算部１０３は、制動アクチュエータ４１、モータジェネレータ５１及び転舵アクチュエータ６１の作動によって車両１０が単位時間内に到達可能な範囲を示す車両１０のアベイラビリティを演算する。

図２は、走行中の車両１０のアベイラビリティの範囲を模式的に示している。図２に示すように、車両１０の進行方向に進むにつれて、車両１０の幅方向に車両１０のアベイラビリティの範囲が広がっている。車両１０のアベイラビリティの範囲は、制動アクチュエータ４１、モータジェネレータ５１及び転舵アクチュエータ６１の性能によって変化する。例えば、制動アクチュエータ４１及び転舵アクチュエータ６１の性能が高いほど、車両１０のアベイラビリティの範囲は車両１０の幅方向に広くなる。また、モータジェネレータ５１の性能が高いほど、車両１０のアベイラビリティの範囲は車両１０の前方に広くなる。

車両１０のアベイラビリティの範囲は、走行中の車両１０の走行速度、前後加速度、横加速度及びヨーレートなどの車両１０の状態量によっても変化する。例えば、車両１０の走行速度が低速であるほど、車両１０のアベイラビリティの範囲は車両１０の幅方向に広くなる。また、車両１０に横加速度及びヨーレートが発生している状況下では、車両１０の右前方に広がる範囲及び車両１０の左前方に広がる範囲が非対称になる。こうして、アベイラビリティ演算部１０３は、制動アクチュエータ４１、モータジェネレータ５１及び転舵アクチュエータ６１が現時点で発揮できる性能と現時点での車両１０の状態量とに基づいて、車両１０のアベイラビリティを演算する。

＜軌道生成部＞
軌道生成部１０４は、車両１０を自動走行させる際の車両１０の走行軌道を所定の制御サイクル毎に生成する。詳しくは、軌道生成部１０４は、計画走路に沿って車両１０を走行させるための走行軌道である第１走行軌道Ｔｒ１及び車両１０を安全に停止させるための走行軌道である第２走行軌道Ｔｒ２の何れかを生成する。軌道生成部１０４は、走行軌道を生成する際に、以下の複数の条件が成立しているか否かを判定する。

第１条件は、車両１０の現在位置よりも車両１０の前方の走路に沿った走行軌道を生成するための条件である。言い換えれば、第１条件は、車両１０の前方の走路のレーンから逸脱しない走行軌道を生成するための条件である。第１条件において、車両１０の前方の走路は、計画走路に従って車両１０がこれから走行する走路を意味している。軌道生成部１０４は、走路形状取得部１０２が取得した走路形状に基づいて、第１条件が成立しているか否かを判定する。

第２条件は、車両１０が自動走行可能な走行軌道を生成するための条件である。軌道生成部１０４は、アベイラビリティ演算部１０３が演算した車両１０のアベイラビリティに基づいて、第２条件が成立しているか否かを判定する。つまり、軌道生成部１０４は、走行軌道が車両１０のアベイラビリティの範囲内で生成できているか否かを判定する。

第３条件は、他車両及び障害物などの車両１０の走行を妨げる物体が存在しない走行軌道を生成するための条件である。軌道生成部１０４は、監視系８０から出力される情報に基づいて、車両１０の走行を妨げる物体と接触することなく車両１０が走行できる走行可能範囲を取得する。そして、軌道生成部１０４は、走行可能範囲に基づいて、第３条件が成立しているか否かを判定する。つまり、軌道生成部１０４は、走行軌道が走行可能範囲内で生成できているか否かを判定する。

そして、軌道生成部１０４は、第１条件、第２条件及び第３条件の何れをも満たす第１走行軌道Ｔｒ１を生成する。つまり、現在位置よりも車両１０の前方の走路に沿って車両１０を走行させるための第１走行軌道Ｔｒ１を、車両１０のアベイラビリティの範囲内で生成する。第１走行軌道Ｔｒ１は、第１条件を満たす走行軌道である点で、計画走路に沿った走行軌道である。

ところで、車両１０が第１走行軌道Ｔｒ１に基づき自動走行する際には、車両１０のアベイラビリティが大きく変動したり、車両１０の走行を妨げる物体が車両１０の前方の走路上に発生したりする場合がある。その結果、軌道生成部１０４は、３つの条件を満たす第１走行軌道Ｔｒ１を生成することができなくなる場合がある。言い換えれば、制御装置１００は、車両１０を目的地に向けて安全に自動走行させることができなくなる場合がある。

そこで、軌道生成部１０４は、３つの条件を満たす第１走行軌道Ｔｒ１を生成できなくなる場合には、現在位置よりも前方に目標位置Ｐｔを設定する。このとき、軌道生成部１０４は、車両１０の現在位置の前方に退避エリアＥＰＢが存在する場合には、退避エリアＥＰＢ内に目標位置Ｐｔを設定し、現在位置の前方に退避エリアＥＰＢが存在しない場合には、走路内に目標位置Ｐｔを設定する。ただし、車両１０がカーブの手前を自動走行中の場合には、軌道生成部１０４は、カーブの手前に目標位置Ｐｔを設定する。なお、走路がカーブに該当するか否かは、走路の曲率が所定の判定値以上か否かで判定すればよい。つまり、走路の曲率が判定値以上の場合、走路がカーブに該当すると判定され、走路の曲率が判定値未満の場合、走路がカーブに該当しないと判定される。

そして、軌道生成部１０４は、目標位置Ｐｔで車両１０を停止させるための第２走行軌道Ｔｒ２であって、第２条件及び第３条件を満たす第２走行軌道Ｔｒ２を生成する。つまり、軌道生成部１０４は、他車両及び障害物などの物体と交錯しない走行軌道であって、目標位置Ｐｔに向かう走行軌道を車両１０のアベイラビリティの範囲内で生成する。第２走行軌道Ｔｒ２は、第１条件を満たさない走行軌道である点で、計画走路から外れた走行軌道となり得る。

なお、車両１０がカーブを走行中に、第１走行軌道Ｔｒ１を生成できなくなる場合、軌道生成部１０４は、現在位置からなるべく近い位置に目標位置Ｐｔを設定することが好ましい。軌道生成部１０４は、カーブ内に目標位置Ｐｔを設定してもよいし、カーブに隣接する退避エリアＥＰＢが存在していれば、当該退避エリアＥＰＢ内に目標位置Ｐｔを設定してもよい。

＜指令部＞
指令部１０５は、軌道生成部１０４によって生成された走行軌道に基づき、制動アクチュエータ４１、モータジェネレータ５１及び転舵アクチュエータ６１を駆動するための指令値を算出する。そして、指令部１０５は、指令値を制動制御部４２、駆動制御部５２及び転舵制御部６２に出力する。こうして、車両１０は、第１走行軌道Ｔｒ１又は第２走行軌道Ｔｒ２に沿って自動走行することが可能となる。

次に、図３を参照して、制御装置１００のＣＰＵが実施する処理の流れについて説明する。本処理は、計画走路が決定された後に所定の制御サイクル毎に実施される処理である。言い換えれば、車両１０が自動走行中であるときに繰り返し実施される処理である。

図３に示すように、ＣＰＵは、ＧＰＳ受信機８３の出力信号に基づいて、車両１０の現在位置を取得する（Ｓ１１）。続いて、ＣＰＵは、ナビゲーション装置９０の出力する情報に基づいて、車両１０の現在位置よりも前方の走路形状を取得する（Ｓ１２）。その後、ＣＰＵは、監視系８０の出力する情報に基づいて、車両１０が走行可能な走行可能範囲を取得する（Ｓ１３）。続いて、ＣＰＵは、アクチュエータが現時点で発揮できる性能と車両１０の現時点での状態量とに基づいて、車両１０のアベイラビリティを演算する（Ｓ１４）。

ＣＰＵは、ステップＳ１２～Ｓ１４で取得又は演算した情報に基づいて、第１条件、第２条件及び第３条件の３つの条件を満たす第１走行軌道Ｔｒ１を生成可能か否かを判定する（Ｓ１５）。３つの条件を満たす第１走行軌道Ｔｒ１を生成可能と判定した場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、すなわち、目的地に向かう車両１０の自動走行を継続できる場合、ＣＰＵは、３つの条件を満たす第１走行軌道Ｔｒ１を生成する（Ｓ１６）。続いて、ＣＰＵは、生成した走行軌道に基づき、制動アクチュエータ４１、モータジェネレータ５１及び転舵アクチュエータ６１に対する指令値を算出する（Ｓ１７）。その後、ＣＰＵは、制動制御部４２、駆動制御部５２及び転舵制御部６２に指令値を出力する（Ｓ１８）。これにより、ＣＰＵは、車両１０に付与される制動力、車両１０に付与される駆動力及び車輪２０の転舵角を調整できる。言い換えれば、走行軌道に基づいて、車両１０の走行制御が実施される。

ステップＳ１５において、３つの条件を満たす第１走行軌道Ｔｒ１を生成できないと判定した場合（Ｓ１５：ＮＯ）、すなわち、目的地に向かう車両１０の自動走行を継続できない場合、ＣＰＵは、第２走行軌道Ｔｒ２のための目標位置Ｐｔを設定する（Ｓ１９）。

ステップＳ１９において、ＣＰＵは、車両１０の前方にカーブが存在しているか否かを判定する。ＣＰＵは、車両１０の前方にカーブが存在している場合であって、車両１０が直線状をなす走路を走行中の場合、当該カーブの手前に目標位置Ｐｔを設定する。ＣＰＵは、車両１０の前方にカーブが存在していない場合であって、車両１０が直線状をなす走路を走行中の場合、車両１０の前方に目標位置Ｐｔを設定する。一方、ＣＰＵは、車両１０の前方にカーブが存在していない場合であって、車両１０がカーブを走行中の場合、車両１０が走行中のカーブ内に目標位置Ｐｔを設定する。

また、ＣＰＵは、車両１０の前方に退避エリアＥＰＢが存在しているか否かを判定する。車両１０の前方に退避エリアＥＰＢが存在している場合、ＣＰＵは、退避エリアＥＰＢ内に目標位置Ｐｔを設定する。一方、車両１０の前方に退避エリアＥＰＢが存在していない場合、ＣＰＵは、走路内に目標位置Ｐｔを設定する。

続いて、ＣＰＵは、第２条件及び第３条件を満たす第２走行軌道Ｔｒ２であって目標位置Ｐｔで車両１０を停止させるための第２走行軌道Ｔｒ２を生成する（Ｓ２０）。その後、ＣＰＵは、ステップＳ１８に処理を移行する。

ところで、ステップＳ１９で設定した目標位置Ｐｔによっては、第２条件及び第３条件を満たす第２走行軌道Ｔｒ２を生成できない場合がある。例えば、ステップＳ２０において、車両１０の現在位置からカーブの入り口までの距離が制動距離未満であると、ＣＰＵは、カーブの手前の位置を目標位置Ｐｔとする第２走行軌道Ｔｒ２を車両１０のアベイラビリティの範囲内で生成できない可能性がある。また、ステップＳ２０において、転舵アクチュエータ６１に異常が発生していると、ＣＰＵは、退避エリアＥＰＢ内を目標位置Ｐｔとする第２走行軌道Ｔｒ２を車両１０のアベイラビリティの範囲内で生成できなくなる可能性がある。

このような場合には、ＣＰＵは、設定し直した目標位置Ｐｔに基づき第２走行軌道Ｔｒ２を生成すればよい。つまり、ＣＰＵは、第２条件及び第３条件を満たす第２走行軌道Ｔｒ２であって目標位置Ｐｔで車両１０を停止させるための第２走行軌道Ｔｒ２を生成できるまで、ステップＳ１９，Ｓ２０の処理を繰り返し実施すればよい。こうした点で、ステップＳ２０において、車両１０がカーブの手前を走行している場合であっても、車両１０のアベイラビリティによっては、当該カーブ内に目標位置Ｐｔが設定される場合もあり得る。

以上説明した処理において、ステップＳ１４の処理は「アベイラビリティ演算処理」に相当し、ステップＳ１６の処理は「第１軌道生成処理」に相当し、ステップＳ１９，Ｓ２０の処理は「第２軌道生成処理」に相当している。

また、本実施形態において、制動アクチュエータ４１、モータジェネレータ５１及び転舵アクチュエータ６１に対する電力の供給経路は冗長的に構成されることが好ましい。同様に、制御装置１００と検出系７０、監視系８０及びナビゲーション装置９０との間の通信経路並びに制御装置１００と制動制御部４２、駆動制御部５２及び転舵制御部６２との間の通信経路は冗長的に構成されることが好ましい。

＜本実施形態の作用及び効果＞
以下、図４～図６を参照して、第１走行軌道Ｔｒ１又は第２走行軌道Ｔｒ２に基づき車両１０を自動走行させる場合について説明する。図４～図６に示す道路は、何れも走行車線及び対向車線を有する片道一車線の道路である。図４及び図５は、車両１０がカーブの手前を自動走行中である状態を示し、図６は、車両１０がカーブを自動走行中である状態を示している。

図４～図６に一点鎖線で示すように、３つの条件を満たす第１走行軌道Ｔｒ１が生成される場合には、車両１０は、第１走行軌道Ｔｒ１に沿って自動走行する。つまり、車両１０は、カーブを含む走路に沿って自動走行できる。

ここで、転舵アクチュエータ６１の不調により、転舵アクチュエータ６１の性能が低下する場合を想定する。この場合、車輪２０の転舵角の調整範囲が低下することに起因して、車両１０のアベイラビリティの範囲が狭くなる。すると、３つの条件を満たす第１走行軌道Ｔｒ１を生成することが不可能となる。その結果、図４～図６に一点鎖線で示すように、第２走行軌道Ｔｒ２が第１走行軌道Ｔｒ１の代わりに生成される。そして、車両１０は、第２走行軌道Ｔｒ２に沿って自動走行した後に目標位置Ｐｔで停止する。

図４に示すように、車両１０の現在位置からカーブまでの間の走路に隣接する退避エリアＥＰＢが存在する場合には、当該退避エリアＥＰＢ内を目標位置Ｐｔとする第２走行軌道Ｔｒ２が生成される。こうして、車両１０は、カーブの手前の退避エリアＥＰＢ内に停止する。その結果、停止した車両１０が後続車両の走行の妨げになることが抑制される。

図５に示すように、車両１０の現在位置からカーブまでの間の走路に隣接する退避エリアＥＰＢが存在しない場合には、カーブの手前の走路内を目標位置Ｐｔとする第２走行軌道Ｔｒ２が生成される。この場合、目標位置Ｐｔは、走路の路肩寄りの位置であることが好ましい。こうして、車両１０は、カーブの手前の走路内に停止する。その結果、停止した車両１０が後続車両の走行の妨げになることが抑制される。なお、ここでいう「退避エリアＥＰＢが存在しない場合」とは、実際に退避エリアＥＰＢが存在しない場合と、実際には退避エリアＥＰＢは存在するものの監視系８０などの情報から退避エリアＥＰＢの存在を確認できない場合と、を含む。

図６に示すように、車両１０がカーブを走行中に第１走行軌道Ｔｒ１が生成できなくなる場合には、車両１０の現在位置から近い位置を目標位置Ｐｔとする第２走行軌道Ｔｒ２が生成される。この場合、目標位置Ｐｔは、走路の路肩寄りの位置であることが好ましい。その結果、車両１０は、速やかに停止する。なお、車両１０がカーブの手前を走行中に第１走行軌道Ｔｒ１が生成できなくなる場合であって、カーブの手前の位置を目標位置Ｐｔとする第２走行軌道Ｔｒ２を生成できない場合に、図６に示すような第２走行軌道Ｔｒ２が生成されることもある。

以上、転舵アクチュエータ６１の不調によってアベイラビリティの範囲が狭くなることで３つの条件を満たす第１走行軌道Ｔｒ１を生成できなくなる事例について説明した。他の要因によって、３つの条件を満たす第１走行軌道Ｔｒ１を生成できない場合についても同様である。

制御装置１００は、目的地に向けて車両１０が安全に自動走行できる場合には計画走路に応じた第１走行軌道Ｔｒ１のみを生成する。そして、制御装置１００は、目的地に向けて車両１０が安全に自動走行できなくなる場合には、車両１０を安全に停止させるための第２走行軌道Ｔｒ２を第１走行軌道Ｔｒ１に代えて生成する。したがって、制御装置１００は、目的地に向けた車両１０の自動走行を継続できなくなる場合には、なるべく安全な位置に車両１０を停止させることができる。また、制御装置１００は、第１走行軌道Ｔｒ１を生成できない場合に限って第２走行軌道Ｔｒ２を生成するようにしているため、第１走行軌道Ｔｒ１及び第２走行軌道Ｔｒ２の双方を常に生成する場合と比較して、制御負荷を軽減することができる。

＜変更例＞
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・車輪２０と路面との間の摩擦係数が小さい場合には、車輪２０と路面との間の摩擦係数が大きい場合よりも、車両１０のアベイラビリティの範囲が狭くなりやすい。そこで、アベイラビリティ演算部１０３は、車輪２０と路面との間の摩擦係数を用いて車両１０のアベイラビリティを演算してもよい。例えば、制御装置１００は、撮像装置８１が撮像した路面の画像に基づいて車輪２０と路面との間の摩擦係数を推定してもよい。

・軌道生成部１０４は、退避エリアＥＰＢに関する情報を取得しなくてもよい。この場合、軌道生成部１０４は、３つの条件を満たす第１走行軌道Ｔｒ１を生成できなくなる場合、車両１０の前方の走路内を目標位置Ｐｔとする第２走行軌道Ｔｒ２を生成すればよい。

・軌道生成部１０４は、３つの条件を満たす第１走行軌道Ｔｒ１を生成できなくなる場合、退避エリアＥＰＢ及び走路の境界上に目標位置Ｐｔを設定してもよい。この場合、車両１０は、退避エリアＥＰＢ及び走路に跨って停止する。例えば、転舵アクチュエータ６１の不調により、車両１０のアベイラビリティの範囲が低下している場合には、退避エリアＥＰＢ及び走路の境界上に目標位置Ｐｔが設定される可能性がある。

・制御装置１００は、車両１０がカーブを走行中である状況下において、３つの条件を満たす第１走行軌道Ｔｒ１を生成できなくなる場合には、目標位置Ｐｔを設定することなく、車両１０の制動を速やかに開始させるための第２走行軌道Ｔｒ２を生成してもよい。言い換えれば、制御装置１００は、制動を最優先する第２走行軌道Ｔｒ２を生成してもよい。

・例えば、右輪及び左輪に付与する駆動力の大きさに差を設けたり、右輪及び左輪に付与する制動力の大きさに差を設けたりすると、車両１０にヨーモーメントが発生する。そこで、制御装置１００は、転舵アクチュエータ６１が発揮できる性能の低下に応じた車両１０のアベイラビリティの範囲の縮小を、制動アクチュエータ４１及びモータジェネレータ５１の作動で補ってもよい。

・制御装置１００は、ＣＰＵとＲＯＭとを備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。すなわち、装置は、以下（ａ）～（ｃ）の何れかの構成であればよい。（ａ）コンピュータプログラムに従って各種処理を実行する一つ以上のプロセッサを備えていること。プロセッサは、ＣＰＵ並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭなどのメモリを含んでいる。メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコード又は指令を格納している。メモリ、すなわちコンピュータ可読媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含んでいる。（ｂ）各種処理を実行する一つ以上の専用のハードウェア回路を備えていること。専用のハードウェア回路としては、例えば、特定用途向け集積回路、すなわちＡＳＩＣ又はＦＰＧＡを挙げることができる。なお、ＡＳＩＣは、「Application Specific Integrated Circuit」の略記である。ＦＰＧＡは、「Field Programmable Gate Array」の略記である。（ｃ）各種処理の一部をコンピュータプログラムに従って実行するプロセッサと、各種処理のうちの残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備えていること。

１０…車両
４０…制動装置
４１…制動アクチュエータ（アクチュエータの一例）
４２…制動制御部（制御部の一例）
５０…駆動装置
５１…モータジェネレータ（アクチュエータの一例）
５２…駆動制御部（制御部の一例）
６０…転舵装置
６１…転舵アクチュエータ（アクチュエータの一例）
６２…転舵制御部（制御部の一例）
７０…検出系
８０…監視系
９０…ナビゲーション装置
１００…制御装置（車両用制御装置）
１０１…走路決定部
１０２…走路形状取得部
１０３…アベイラビリティ演算部
１０４…軌道生成部
１０５…指令部
Ｔｒ１…第１走行軌道
Ｔｒ２…第２走行軌道

Claims (6)

1. 車両の走行に関わるアクチュエータを作動させることによって前記車両を自動走行させる際の前記車両の走行軌道を生成する走行軌道生成装置であって、
   前記アクチュエータの作動によって前記車両が到達可能な範囲を示す前記車両のアベイラビリティを演算するアベイラビリティ演算部と、
   現在位置よりも前記車両の前方の走路に沿って前記車両を走行させるための前記走行軌道である第１走行軌道を、前記アベイラビリティの範囲内で生成する軌道生成部と、を備え、
   前記軌道生成部は、前記走路がカーブを含むときに、前記走路に沿った前記第１走行軌道を前記アベイラビリティの範囲内で生成できなくなる場合には、当該カーブの手前に目標位置を設定し、当該目標位置に前記車両を停止させるための前記走行軌道である第２走行軌道を前記アベイラビリティの範囲内で生成する
   走行軌道生成装置。
2. 前記走路に隣接するエリアであってかつ前記車両を停止させることのできるエリアを退避エリアとしたとき、
   前記軌道生成部は、前記走路がカーブを含むときに、前記走路に沿った前記第１走行軌道を前記アベイラビリティの範囲内で生成できなくなる状況下において、前記現在位置から当該カーブまでの間に前記退避エリアが存在する場合には、前記退避エリア内に前記目標位置を設定する
   請求項１に記載の走行軌道生成装置。
3. 前記軌道生成部は、前記走路がカーブを含むときに、前記走路に沿った前記第１走行軌道を前記アベイラビリティの範囲内で生成できなくなる場合には、当該カーブよりも手前の前記走路内に前記目標位置を設定する
   請求項１に記載の走行軌道生成装置。
4. 前記軌道生成部は、前記車両がカーブを走行中であるときに、前記走路に沿った前記第１走行軌道を前記アベイラビリティの範囲内で生成できなくなる場合には、前記車両を停止させる前記第２走行軌道を前記アベイラビリティの範囲内で生成する
   請求項１～請求項３の何れか一項に記載の走行軌道生成装置。
5. 請求項１～請求項４の何れか一項に記載の走行軌道生成装置と、
   前記走行軌道生成装置の前記軌道生成部によって生成された前記走行軌道に基づき、前記アクチュエータに対する指令値を算出し、前記指令値を前記アクチュエータの制御部に出力することによって前記車両を自動走行させる指令部と、を備える
   車両用制御装置。
6. 車両の走行に関わるアクチュエータを作動させることによって前記車両を自動走行させる際の前記車両の走行軌道を生成する走行軌道生成プログラムであって、
   前記アクチュエータの作動によって前記車両が到達可能な範囲を示す前記車両のアベイラビリティを演算するアベイラビリティ演算処理と、
   現在位置よりも前記車両の前方の走路に沿って前記車両を走行させるための前記走行軌道である第１走行軌道を、前記アベイラビリティの範囲内で生成する第１軌道生成処理と、
   前記走路がカーブを含む場合であって、かつ、前記第１軌道生成処理にて前記走路に沿った前記第１走行軌道を生成できない場合において、当該カーブの手前に目標位置を設定し、当該目標位置に前記車両を停止させるための前記走行軌道である第２走行軌道を前記アベイラビリティの範囲内で生成する第２軌道生成処理と、を前記車両のコンピュータに実行させる
   走行軌道生成プログラム。

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