JP7300068B2 - 車両制御装置、車両制御方法、及び車両制御システム - Google Patents

Description

本発明は、車両制御装置、車両制御方法、及び車両制御システムに関する。

特許文献１の車両制御装置は、車両の速度Ｖｓが所定値以下である低速走行状態において、レーン情報と車両の姿勢の関係から車両の目標舵角を生成する目標舵角生成部と、前記目標舵角に合わせる車両の舵角制御を行う舵角制御部を備える。

特開２０１８－５８４８３号公報

ところで、車両の自動運転において、走行目標に車両を追従させるための横加速度指令を舵角指令に変換する舵角制御を行う場合、車両の速度が低速であるほど舵角指令が大きくなる。
このため、車両の速度が低速であって走行目標に対するずれが大きいと、舵角指令が大きくなって舵角制御のオーバーシュートが発生することで、舵角が振れて車両が蛇行する可能性があった。

本発明は、従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両の速度が低速であるときに舵角が振れて車両が蛇行することを抑制できる、車両制御装置、車両制御方法、及び車両制御システムを提供することにある。

本発明によれば、その１つの態様において、自車と前記自車の走行目標との横方向の差あるいは旋回方向の差に関する物理量を取得し、前記自車の速度に関する物理量を取得し、前記横方向の差あるいは旋回方向の差に関する物理量を減らすフィードバック制御であり、かつ前記速度が小さくなるにつれて舵角制御量が大きくなるように制御するための第１舵角制御指令を取得し、前記第１舵角制御指令における前記速度に対する舵角制御量の大きさに対して、前記速度に対する舵角制御量が小さくなるように制御するための第２舵角制御指令を取得し、前記速度に関する物理量が所定閾値より大きい場合、前記第１舵角制御指令を出力し、前記速度に関する物理量が前記所定閾値または前記所定閾値より小さい場合、前記第２舵角制御指令を出力する。

本発明によれば、車両の速度が低速であるときに舵角が振れて車両が蛇行することを抑制できる。

車両制御システムのブロック図である。 先行車両に車輪を向ける制御手法を説明するための図である。 目標点に車輪を向ける制御手法を説明するための図である。 モデル予測制御のブロック図である。 予測時間ＥＴと速度Ｖとの相関図である。 制御手法による舵角の振れの違いを示すタイムチャートである。 高応答で舵角制御した場合の舵角変化を示すタイムチャートである。 低応答で舵角制御した場合の舵角変化を示すタイムチャートである。 前方注視時間Ｔｐと速度Ｖとの相関図である。 前方注視距離Ｌｐと速度Ｖとの相関図である。 横加速度指令の演算に用いるパラメータを説明するための図である。 速度Ｖによる制御手法の切り替えを示すタイムチャートである。 速度Ｖ及び舵角制御量による制御手法の切り替えを示すタイムチャートである。 車両が停車するときの制御手法の選択を示すタイムチャートである。

以下、本発明に係る車両制御装置、車両制御方法、及び車両制御システムの実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、車両制御システム１００の一態様を示すブロック図である。
車両制御システム１００は、４輪自動車などの車両２００が備えるシステムであって、車両２００（換言すれば、自車）が走行目標である目標軌道に沿って走行するように、車両２００の舵角を制御するシステムである。

車両制御システム１００は、外界認識部３００、自動運転制御装置４００、車両制御装置５００、電子制御パワーステアリング装置６００、車両運動検出部７００を有する。
自動運転制御装置４００及び車両制御装置５００は、入力した情報に基づいて演算を行って演算結果を出力するマイクロコンピュータ４００Ａ，５００Ａを主体とする電子制御装置である。
マイクロコンピュータ４００Ａ，５００Ａは、ＭＰＵ（Microprocessor Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを備える。

自動運転制御装置４００（詳細には、マイクロコンピュータ４００Ａ）は、外界認識部３００から取得した外界情報に基づき、車両２００の目標軌道、換言すれば、自車の走行目標を演算して出力する。
車両制御装置５００（詳細には、マイクロコンピュータ５００Ａ）は、自動運転制御装置４００から目標軌道の情報を取得し、また、車両運動検出部７００から車両２００の運動状態に関する情報を取得する。

そして、車両制御装置５００は、取得した情報に基づき車両２００を目標軌道に追従して走行させるための舵角制御指令を演算し、演算した舵角制御指令を電子制御パワーステアリング装置６００へ出力する。
つまり、車両制御装置５００は、入力した情報に基づいて演算した結果を舵角制御指令として電子制御パワーステアリング装置６００へ出力するコントロール部としての機能を備える。

電子制御パワーステアリング装置６００は、車両２００の前輪２１０Ｌ，２１０Ｒの角度を変えることで車両２００の進行方向を変える、操舵装置である。
電子制御パワーステアリング装置６００は、前輪２１０Ｌ，２１０Ｒの角度を変えるモータなどの操舵アクチュエータ６０１と、操舵アクチュエータ６０１を制御する操舵コントロールユニット６０２とを備える。
操舵コントロールユニット６０２は、車両制御装置５００から取得した舵角制御指令に基づき操舵アクチュエータ６０１を制御して、舵角制御指令に応じた舵角あるいは操舵トルクを実現させる。

外界認識部３００は、ステレオカメラ３１０、ナビゲーションシステム３２０、車車間通信装置３３０、レーダ３４０を備える。
ステレオカメラ３１０は、車両２００（換言すれば、自車）の周囲の対象物を検出・識別し、対象物までの距離などを求める。

ナビゲーションシステム３２０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信部３２１及び地図データベース３２２を備え、車両２００の現在位置の情報、目的地までの経路の情報などを取得する。
ＧＰＳ受信部３２１は、ＧＰＳ衛星から信号を受信することにより、車両２００の位置の緯度及び経度を測定する。

地図データベース３２２は、車両２００が搭載する記憶装置内に形成したデータベースであって、地図情報は、道路位置，道路形状，交差点位置などの情報を含む。
車車間通信装置３３０は、車両同士の無線通信によって、他の車両から、道路交通情報や他車の挙動情報などを取得する装置である。

レーダ３４０は、車両２００の前方障害物の検出、更に、前方障害物までの距離や前方障害物の速度の測定を行ない、前方障害物に関する情報として出力する。
なお、外界認識部３００は、レーザ光を用いるセンサであるLiDAR（Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging）や、路車間通信装置などを備えることができる。
路車間通信装置は、車両２００の情報を路側機に送信し、カーブや交差点などの道路交通情報を路側機から受信する装置である。

車両運動検出部７００は、ヨーレートセンサ７１０、車輪速／車速センサ７２０などを備える。
ヨーレートセンサ７１０は、車両２００のヨーレートに関する物理量を検出する。

また、車輪速／車速センサ７２０は、車両２００の各車輪の回転速度に関する物理量、及び／または、車両２００の速度に関する物理量を検出し、車両２００の速度Ｖを示す信号を出力する。
なお、車両運動検出部７００は、車両２００の前後加速度、横加速度、上下加速度などのいずれかに関する物理量を検出するセンサを含むことができる。

自動運転制御装置４００は、軌道生成部４１０としての機能をソフトウェアとして備える。
軌道生成部４１０は、外界認識部３００から取得した情報、つまり、自車位置や自車周囲の物体の情報などに基づき自車周辺の状況を認識し、認識結果に基づき車両２００の走行経路の目標である目標軌道（換言すれば、走行目標）を生成する。
ここで、軌道生成部４１０は、車両２００の前方の認識結果から車両２００を通過させる目標点を設定し、係る目標点の情報を目標軌道に関する情報として出力する。

車両制御装置５００は、目標点保持・変更部５１０，軌道追従制御部５２０，アクチュエータ制御部５３０としての機能をソフトウェアとして備える。
目標点保持・変更部５１０は、自動運転制御装置４００の軌道生成部４１０から目標点の情報を取得し、また、車両運動検出部７００から車両運動に関する情報、詳しくは、車両２００のヨーレート、速度に関する物理量の情報を取得する。

また、目標点保持・変更部５１０は、速度，ヨーレートなどの車両運動に関する情報に基づく所謂デッドレコニングによって車両２００の位置を推定する自己位置推定部５１１を備える。
そして、目標点保持・変更部５１０は、目標点の情報を軌道生成部４１０から所定時間間隔で取得して蓄積することで、時系列に取得した複数の目標点からなる目標軌道を認識する。

ここで、目標点保持・変更部５１０は、目標点を、目標点を取得したときの車両座標系を基準座標系とする２次元座標上の点として記憶する。
上記の基準座標系は、目標点保持・変更部５１０が目標点の情報を取得したときの車両２００の位置を原点とし、車両２００の前後軸方向をｘ軸、車両２００の幅方向をｙ軸とする。

軌道追従制御部５２０は、目標点保持・変更部５１０から取得した目標軌道に関する情報に基づき、目標軌道に車両２００を追従させるための横加速度指令などの車両挙動指令を演算する。
そして、軌道追従制御部５２０は、演算した車両挙動指令の信号をアクチュエータ制御部５３０に出力する。

アクチュエータ制御部５３０は、軌道追従制御部５２０から取得した車両挙動指令を、舵角あるいは操舵トルクの指令である舵角制御指令に変換し、舵角制御指令を電子制御パワーステアリング装置６００に出力する。
電子制御パワーステアリング装置６００の操舵コントロールユニット６０２は、アクチュエータ制御部５３０から舵角制御指令を取得し、取得した舵角制御指令に基づき操舵アクチュエータ６０１を制御する。

軌道追従制御部５２０は、目標軌道に車両２００を追従させるための舵角制御指令を取得する制御手法（換言すれば、制御手段）として、複数の制御手法５２１ａ，５２１ｂ，５２１ｃ・・・を備える。
また、軌道追従制御部５２０は、制御手法５２１ａ，５２１ｂ，５２１ｃ・・・のうちのいずれかの制御手法を選択する制御切り替え部５２２を備える。

制御切り替え部５２２は、目標点位置判断部５２３から目標点の位置判断の結果を示す情報を取得し、また、車輪速／車速センサ７２０から車両２００の速度Ｖに関する物理量の情報を取得する。
そして、制御切り替え部５２２は、取得した情報に基づき、舵角制御指令を定めるのに用いる制御手法、換言すれば、各制御手法がそれぞれ定める舵角制御指令のうちのいずれかを選択する。

ここで、制御手法５２１ａ，５２１ｂ，５２１ｃ・・・は、速度Ｖに対する舵角制御量の大きさが相互に異なるように舵角制御指令を取得する、第１制御手法及び第２制御手法を少なくとも含む。
第１制御手法は、車両２００と車両２００の走行目標との横方向の差あるいは旋回方向の差に関する物理量を減らすフィードバック制御であり、かつ、車両２００の速度Ｖが低くなるにつれて舵角制御量が大きくなるように制御するための第１舵角制御指令を取得する。
また、第２制御手法は、上記の第１舵角制御指令における速度Ｖに対する舵角制御量の大きさに対して、速度Ｖに対する舵角制御量が小さくなるように制御するための第２舵角制御指令を取得する。

制御切り替え部５２２は、速度Ｖに関する物理量が所定閾値より大きい場合、第１制御手法を選択し、速度Ｖに関する物理量が前記所定閾値または前記所定閾値より小さい場合、第２制御手法を選択する。
換言すれば、制御切り替え部５２２は、速度Ｖが所定閾値Ｖthより高い場合（Ｖ＞Ｖth）、第１舵角制御指令を出力し、速度Ｖが所定閾値Ｖthまたは所定閾値Ｖthより低い場合（Ｖ≦Ｖth）、第２舵角制御指令を出力する。

なお、所定閾値Ｖthは、例えば２０km/h程度の速度であり、速度Ｖが所定閾値Ｖthより高い状態（Ｖ＞Ｖth）は、車両２００の中・高速走行状態である。
また、速度Ｖが所定閾値Ｖthまたは所定閾値Ｖthより低い状態（Ｖ≦Ｖth）は、車両２００の低速走行状態であって、低速走行状態は、速度Ｖが零から増加する車両２００が発進するとき、及び、速度Ｖが零にまで低下する車両２００が停車するときを含む。

以下では、軌道追従制御部５２０における、複数の制御手法５２１ａ，５２１ｂ，５２１ｃ・・・の内容、及び、制御切り替え部５２２による制御手法（換言すれば、舵角制御指令）の選択処理の態様を、詳細に説明する。
［第１実施形態］
軌道追従制御部５２０は、第１制御手法として、目標軌道に車両２００を追従させるための横加速度指令（換言すれば、左右加速度指令）を舵角制御指令に変換させる制御手法を備え、また、第２制御手法として、目標点に車輪を向ける舵角を舵角制御指令として取得する制御手法を備える。

以下で、目標軌道に車両２００を追従させるための横加速度指令を舵角制御指令に変換させる制御手法の内容を、詳細に説明する。
軌道追従制御部５２０は、例えば、前方注視点における目標軌道に対する車両２００の逸脱量である横偏差Yerr及び角度偏差θerrや、前方注視点における目標軌道の曲率など情報を取得し、これらの情報に基づき偏差Yerr，θerrを減らすように横加速度指令Ygcmdを演算する。

そして、アクチュエータ制御部５３０は、軌道追従制御部５２０から取得した横加速度指令Ygcmdを、舵角制御指令としての舵角指令θcmdに変換し、舵角指令θcmdの信号を電子制御パワーステアリング装置６００の操舵コントロールユニット６０２に送信する。
なお、前方注視点は、例えば、車両２００の速度Ｖと前方注視時間Ｔｐとに基づく前方注視距離Ｌｐ（Ｌｐ＝Ｔｐ・Ｖ）だけ、車両２００の前方に離れた位置である。

ここで、アクチュエータ制御部５３０は、数式１にしたがって横加速度指令Ygcmdを舵角指令θcmdに変換する。
なお、数式１において、Ａstはスタビリティファクタ、Ｌwbはホイールベース、Ｇoaは操舵角と実舵角との比であるオーバーオールギア比である。

つまり、舵角指令θcmdは、目標軌道からの車両２００の逸脱量が大きく横加速度指令Ygcmdが大きくなるほど大きくなる。
また、横加速度指令Ygcmdを舵角指令θcmdに変換する処理において、舵角指令θcmdは速度Ｖの２乗に反比例し、速度Ｖが低いときほど舵角指令θcmdは大きくなる。

以上のように、目標軌道に車両２００を追従させるための横加速度指令を舵角制御指令に変換させる制御手法は、車両２００と目標軌道との横方向の差である横偏差Yerrに関する物理量、あるいは、車両２００と目標軌道との旋回方向の差である角度偏差θerrに関する物理量を減らすフィードバック制御であって、かつ、速度Ｖが低くなるにつれて舵角制御量が大きくなるように制御するための舵角指令θcmd（換言すれば、第１舵角制御指令）を取得する。

次に、目標点に車輪を向ける舵角を舵角制御指令として取得する制御手法の内容を、詳細に説明する。
軌道追従制御部５２０は、目標点に車輪を向ける舵角を舵角制御指令として取得する制御手法において、車両２００を先行車両に追従させる場合と、車両２００が単独で走行する場合とで、異なる目標点を選定する。

図２は、車両２００を先行車両８００に追従させるときの目標点の選定を示す。
この場合、軌道追従制御部５２０は、自車の前方を走行する先行車両８００の後端中央８１０を、追従制御の目標点（換言すれば、走行目標）として選定する。
そして、軌道追従制御部５２０は、先行車両８００の後端中央８１０に向けて自車の車輪が向く舵角制御指令となるように舵角指令θcmd2を取得する。

詳細には、車両２００から前方の先行車両８００までの距離をｘ、車両２００の先行車両８００に対する横ずれ量をｙとしたときに、軌道追従制御部５２０は、前輪２１０Ｌ，２１０Ｒを先行車両８００の後端中央８１０に向けるための舵角指令θcmd2を、数式２にしたがって演算する。

一方、図３は、車両２００が単独で走行するとき、換言すれば、車両２００の前方を走行する先行車両８００が存在しないあるいは所定以上に遠いときの目標点の選定を示す。
この場合、軌道追従制御部５２０は、目標軌道を形成する複数の目標点のうち、車両２００の前方で車両２００から最も近い目標点を、前輪２１０Ｌ，２１０Ｒを向ける目標点として選定する。

そして、軌道追従制御部５２０は、先行車両８００の後端中央８１０を目標点とする場合と同様にして、車両２００から最も近い目標点に車輪（詳細には、前輪２１０Ｌ，２１０Ｒ）を向ける舵角指令θcmd2を演算する。
アクチュエータ制御部５３０は、軌道追従制御部５２０から舵角指令θcmd2を取得した場合、係る舵角指令θcmd2をそのまま電子制御パワーステアリング装置６００の操舵コントロールユニット６０２に送信する。

次に、目標軌道に車両２００を追従させるための横加速度指令を舵角制御指令に変換させる第１制御手法と、目標点に車輪を向ける舵角を舵角制御指令として取得する第２制御手法との切り替え処理、つまり、制御切り替え部５２２の処理内容を詳細に説明する。
制御切り替え部５２２は、車両２００が発進するときや停車するときで、かつ、目標軌道が遠いときや無いときに、車両２００が目標軌道に乗るようになるまでは、目標点に車輪を向ける舵角を舵角制御指令として取得する第２制御手法を選択し、車両制御装置５００は、舵角制御指令として舵角指令θcmd2（換言すれば、第２舵角制御指令）を出力する。
一方、制御切り替え部５２２は、第２制御手法の選択条件が成立しないときは、目標軌道に車両２００を追従させるための横加速度指令を舵角制御指令に変換させる第１制御手法を選択し、車両制御装置５００は、舵角制御指令として舵角指令θcmdを出力する。

ここで、車両２００が発進するときや停車するときは、車両２００の速度Ｖに関する物理量が所定閾値または前記所定閾値より小さい場合である。
また、目標軌道が遠いときや無いときなどに車両２００が目標軌道に乗るようになるまで間は、横方向の差あるいは旋回方向の差に関する物理量（詳細には、横偏差Yerrあるいは角度偏差θerr）が、所定値よりも大きいあるいは得られない場合である。

つまり、目標点に車輪を向ける第２制御手法（換言すれば、舵角指令θcmd2）が選択される条件は、横加速度指令を舵角制御指令に変換させる第１制御手法を実施したときに、第１制御手法による舵角指令θcmdが大きくなって舵角制御のオーバーシュートが発生する蓋然性が高い条件である。
また、目標点に車輪を向ける第２制御手法が選択される条件は、第２制御手法による舵角指令θcmd2が、横加速度指令を舵角制御指令に変換する第１制御手法による舵角指令θcmdより小さくなる条件でもある。

そこで、軌道追従制御部５２０は、車両２００が発進するときや停車するときで、かつ、目標軌道が遠いときや無いときには、第１制御手法に代えて第２制御手法を選択することで、舵角制御量を小さく抑え、オーバーシュートの発生を抑止する。
つまり、車両２００が発進するときや停車するときで、かつ、目標軌道が遠いときや無いときに、軌道追従制御部５２０が、第１制御手法によって横加速度指令Ygcmdから舵角指令θcmdを求めると、目標軌道からの車両２００の逸脱量が大きく、かつ、車両２００の速度Ｖが低い状況であるため、舵角指令θcmdが大きくなる。
そして、舵角指令θcmdが大きいと、舵角制御のオーバーシュートが発生して舵角が振れ、車両２００が蛇行する可能性がある。

これに対し、車両２００が発進するときや停車するときで、かつ、目標軌道が遠いときや無いときに、第２制御手法によって取得される舵角指令θcmd2は、第１制御手法によって横加速度指令Ygcmdから求まる舵角指令θcmdに比べて小さく、舵角指令θcmd2に基づく舵角制御においては、舵角制御のオーバーシュートが発生することが抑止される。
そこで、車両制御装置５００は、車両２００が発進するときや停車するときで、かつ、目標軌道が遠いときや無いとき、つまり、車両２００の速度Ｖが低くかつ目標軌道からの逸脱量が大きいとき、第２制御手法による舵角指令θcmd2を舵角制御指令として出力することで、舵角制御のオーバーシュートの発生を抑止して、オーバーシュートに伴う舵角の振れ、車両２００の蛇行を抑制する。

一方、車両２００の速度Ｖが所定閾値Ｖthまたは所定閾値Ｖthより低くかつ目標軌道からの逸脱量が所定値より大きいという第２制御手法の選択条件を満たさない場合、軌道追従制御部５２０は、目標軌道に車両２００を追従させるための横加速度指令を舵角制御指令に変換させる第１制御手法を選択することで、車両２００の目標軌道への追従性を高める。
これにより、車両制御装置５００は、車両２００の低速走行状態では、舵角制御のオーバーシュートによる舵角の振れ及び車両２００の蛇行を抑制し、車両２００の中・高速走行状態では、車両２００を目標軌道に応答よく追従させることができる。

［第２実施形態］
次に、目標点に車輪を向ける舵角を舵角制御指令として取得する第２制御手法とは異なる制御手法によって、低速走行状態での舵角制御のオーバーシュートを抑止する第２実施形態を説明する。
第２実施形態において、車両制御装置５００は、横加速度指令を舵角制御指令に変換させる制御手法の応答性を速度Ｖに応じて切り替え、低速走行状態のときに中・高速走行状態のときよりも応答性を低くすることで、車両２００が発進するときや停車するときなどの低速走行状態において舵角制御のオーバーシュートによる舵角の振れ、車両２００の蛇行が発生することを抑止する。

換言すれば、軌道追従制御部５２０は、横加速度指令を舵角制御指令に変換させる制御手法であって、応答性が相互に異なる複数の制御手法を備え、制御切り替え部５２２は、低速走行状態のときに中・高速走行状態のときよりも応答性が低い制御手法を選択することで、低速走行状態において舵角制御のオーバーシュートによる舵角の振れ、車両２００の蛇行が発生することを抑止する。
係る制御手法の設定においては、標準の応答性に設定された高応答の第１制御手法で取得される第１舵角制御指令に対し、応答性を標準より低下させた低応答の第２制御手法で取得される第２舵角制御指令は、速度Ｖに対する舵角制御量が第１舵角制御指令より小さくなるように制御するための舵角制御指令になる。

以下では、横加速度指令を舵角制御指令に変換させる制御手法の応答性を切り替える方法、換言すれば、電子制御パワーステアリング装置６００の応答性が低くなる舵角制御指令を取得する方法を、具体的に説明する。
車両制御装置５００が、目標軌道に車両２００を追従させる舵角制御にモデル予測制御を用いる場合、モデル予測制御における予測時間を切り替えることによって、舵角制御の応答性を切り替えることができる。

電子制御パワーステアリング装置６００のアクチュエータには応答遅れがあり、また、前輪２１０Ｌ，２１０Ｒの舵角の変化に対する車両２００の向きの変化などにも応答遅れがある。
ここで、車両制御装置５００は、モデル予測制御を用いて舵角制御指令を演算することで、上記の応答遅れによる無駄時間によって車両２００の目標軌道への追従性が低下することを抑止できる。

図４は、車両制御装置５００が、モデル予測制御を用いて舵角制御指令を演算する場合における機能を概念的に示すブロック図である。
車両制御装置５００は、車両モデル５５０（換言すれば、予測モデル）、制御部５６０、先読み補償部５７０を備える。

そして、車両制御装置５００は、所定の予測時間後の応答を予測し、予測区間における追従誤差を小さくする舵角制御指令を探索する先読み補償を実施する。
ここで、車両制御装置５００は、モデル予測制御における予測時間を長く変更することで、舵角制御の応答性を低くすることができる。

そこで、車両制御装置５００は、車両２００の速度Ｖが所定閾値Ｖthまたは所定閾値Ｖthより低い（Ｖ≦Ｖth）低速走行状態のときに、車両２００の速度Ｖが低くなるにつれて予測時間を長くすることで舵角制御の応答性を低くし、車両２００が発進するときや停車するときなどの低速走行状態で舵角制御がオーバーシュートすることを抑止する。
つまり、車両制御装置５００がモデル予測制御における予測時間を変更する処理は、舵角制御の応答性（換言すれば、電子制御パワーステアリング装置６００の応答性）を切り替えるための制御手法の切り替えに相当する。

横加速度指令を舵角制御指令に変換する制御手法では、速度Ｖが低くなるほど舵角制御指令が大きくなって舵角制御のオーバーシュートが発生し易くなる。
したがって、車両制御装置５００が、車両２００の低速走行状態において、車両２００の速度Ｖが低くなるにつれて予測時間を長くして、車両２００の速度Ｖが低くなるにつれて舵角制御の応答性を低くすれば、低速走行状態において、応答性が過剰に低くなることを抑制しつつ舵角制御のオーバーシュートの発生を抑止できる。

図５は、車両２００の速度Ｖに応じてモデル予測制御における予測時間を変える処理における、予測時間ＥＴと速度Ｖとの相関の一態様を示す線図である。
車両制御装置５００は、図５の特性、換言すれば、車両２００の速度Ｖから予測時間ＥＴを求めるテーブルあるいは関数に基づき、速度Ｖに応じて予測時間ＥＴを可変に設定し、設定した予測時間ＥＴを用いてモデル予測制御を実施する。

図５において、車両２００の速度Ｖが所定閾値Ｖth（例えば、Ｖth＝２０km/h）より高い中・高速走行状態のとき、予測時間は所定時間ＥＴ１に設定され、予測時間ＥＴ＝所定時間ＥＴ１としたモデル予測制御、つまり、第１制御手法によって第１舵角制御指令が取得される。
一方、車両２００の速度Ｖが所定閾値Ｖthまたは所定閾値Ｖthより低い低速走行状態のとき、予測時間ＥＴは所定時間ＥＴ１以上に設定され、かつ、車両２００の速度Ｖが所定閾値Ｖthより低くなるにつれて予測時間ＥＴは徐々により長い時間に変更され、予測時間ＥＴ＞所定時間ＥＴ１としたモデル予測制御、つまり、第２制御手法によって第２舵角制御指令が取得される。

ここで、予測時間ＥＴが所定時間ＥＴ１であるときに求められる舵角制御指令における車両２００の速度Ｖに対する舵角制御量の大きさに比べて、予測時間ＥＴを所定時間ＥＴ１より長くするほど、求められる舵角制御指令における車両２００の速度Ｖに対する舵角制御量の大きさは小さくなる。
したがって、車両制御装置５００がモデル予測制御における予測時間ＥＴを低速走行状態において速度Ｖが低くなるにつれて長くすれば、各速度条件において舵角制御量が十分に小さく抑えられ、舵角制御のオーバーシュートの発生が抑止される。

図６は、低速走行状態で、予測時間ＥＴを所定時間ＥＴ１としたときに求められる舵角制御量（つまり、第１制御手法での舵角制御指令）と、予測時間ＥＴを所定時間ＥＴ１より長くしたときに求められる舵角制御量（つまり、第２制御手法での舵角制御指令）とを示す。
目標軌道に対する偏差に対する舵角制御量の振れ幅は、予測時間ＥＴを所定時間ＥＴ１より長くして応答性を低くしたときに、予測時間ＥＴを所定時間ＥＴ１として応答性を高くしたときに比べて小さくなる。

ここで、車両制御装置５００は、車両２００の速度Ｖが所定閾値Ｖthまたは所定閾値Ｖthより低い低速走行状態を継続している場合、予測時間ＥＴを所定時間ＥＴ１より長くして求めた舵角制御指令（換言すれば、低応答の第２制御手法による第２舵角制御指令）の出力を継続することで、舵角制御量の振れを小さく抑える。
例えば、車両２００が発進した後に低速走行状態を保持するような状況の場合、車両制御装置５００は、応答性を低くした制御手法を継続的に用いて、換言すれば、予測時間ＥＴを所定時間ＥＴ１より長くして求めた舵角制御指令の出力を継続して、舵角制御を実施する。

図７は、速度Ｖに応じた予測時間ＥＴの変更、つまり、速度Ｖに応じた応答性の変更を実施せず、低速走行状態でも中・高速走行状態と同じ予測時間ＥＴを用いたモデル予測制御で舵角制御指令を求めた場合における、車両２００が発進するときの速度Ｖ及び舵角制御量の変化を示すタイムチャートである。
この場合、車両２００が発進するときである低速走行状態で、高い応答性で舵角制御が実施される結果、舵角制御量の振れが大きくなってオーバーシュートが発生する。

一方、図８は、低速走行状態において中・高速走行状態に比べて予測時間ＥＴを長くして応答性を低下させた場合における、車両２００が発進するときの速度Ｖ及び舵角制御量の変化を示すタイムチャートである。
このとき、舵角指令が大きくなってオーバーシュートが発生し易い低速走行状態であるものの、モデル予測制御の予測時間を長くして応答性を低く設定してあるから、オーバーシュートの発生が抑止され、舵角の振れが十分に小さく抑えられる。

［第３実施形態］
以下では、舵角制御の応答性を速度Ｖに応じて切り替える方法の別の態様として、前方注視点の設定を速度Ｖに応じて変更することで応答性を切り替える第３実施形態を説明する。
第３実施形態において、車両制御装置５００は、前方注視点での目標軌道に対する車両２００の逸脱量（詳しくは、横偏差Yerrあるいは角度偏差θerr）に基づき横加速度指令Ygcmdを演算し、横加速度指令Ygcmdを舵角指令θcmdに変換する制御手法において、前方注視点の設定、つまり、前方注視距離を速度Ｖに応じて変更して舵角制御の応答性を切り替える。

前方注視点を定める前方注視距離Ｌｐは、一般的に、車両２００の速度Ｖと予め設定された前方注視時間Ｔｐとに基づき、前方注視距離Ｌｐ＝Ｔｐ・Ｖとして算出される。
したがって、前方注視距離Ｌｐは、速度Ｖが高くなるにつれてより長い距離となり、前方注視点は、速度Ｖが高くなるほど自車からより遠い位置になる。

ここで、前方注視距離Ｌｐが長くなるほど舵角制御の応答性は低くなる。
前方注視点での逸脱量に基づく横加速度指令Ygcmdの演算においては、例えば、横偏差Yerrに相当する横変位を前方注視距離Ｌｐだけ走行して得られればよいことになる。

このため、前方注視距離Ｌｐが長いほど同じ逸脱量に対する横加速度指令Ygcmdは小さくなり、結果的に、前方注視距離Ｌｐが長くなるほど舵角制御の応答性が低くなって、逸脱量に対する舵角制御量は小さくなる。
したがって、前方注視距離Ｌｐ＝Ｔｐ・Ｖとして算出される一般的な前方注視距離Ｌｐの下では、速度Ｖが低くなるほど前方注視距離Ｌｐは短くなって舵角制御の応答性は高くなる。

しかし、横加速度指令Ygcmdを舵角指令θcmdに変換する制御手法においては、速度Ｖが低いほど舵角制御指令が大きくなってオーバーシュートが発生する可能性がある。
そこで、車両制御装置５００は、低速走行状態において、一般的な前方注視距離Ｌｐの設定とは逆に、速度Ｖが低くなるにつれて前方注視距離Ｌｐを長くして、舵角制御の応答性を速度Ｖが低くなるほど低くすることで、舵角制御指令が大きくなってオーバーシュートが発生することを抑止する。

つまり、車両制御装置５００の軌道追従制御部５２０は、横加速度指令Ygcmdを舵角指令θcmdに変換する制御手法として、速度Ｖが低くなるほど前方注視距離Ｌｐを短くする（換言すれば、前方注視距離Ｌｐ＝Ｔｐ・Ｖを用いる）第１制御手法と、速度Ｖが低くなるにつれて前方注視距離Ｌｐを長くする第２制御手法とを備える。
そして、制御切り替え部５２２は、中・高速走行状態では第１制御手法を選択し、低速走行状態では第２制御手法を選択する。

低速走行状態では速度Ｖが低くなるにつれて前方注視距離Ｌｐを長くする方法としては、前方注視距離Ｌｐの演算に用いる前方注視時間Ｔｐを速度Ｖに応じて変更する方法や、速度Ｖが低くなるにつれて前方注視距離Ｌｐが長くなるように、低速走行状態で用いる前方注視距離Ｌｐを予め速度Ｖ毎に割り付けておく方法などがある。
図９は、前方注視時間Ｔｐを速度Ｖに応じて変更する場合における、車両２００の速度Ｖと前方注視時間Ｔｐとの相関の一態様を示す線図である。

図９において、車両２００の速度Ｖが所定閾値Ｖthまたは所定閾値Ｖthより低い（Ｖ≦Ｖth）低速走行状態のとき、速度Ｖが低くなるにつれて前方注視時間Ｔｐを長くし、車両２００の速度Ｖが所定閾値Ｖthより高い中・高速走行状態のときは、車両２００の速度Ｖが所定閾値Ｖthであるときの前方注視時間Ｔｐを保持する。
軌道追従制御部５２０は、図９の特性、換言すれば、車両２００の速度Ｖから前方注視時間Ｔｐを求めるテーブルあるいは関数にしたがって設定した前方注視時間Ｔｐを用いて前方注視距離Ｌｐ（Ｌｐ＝Ｔｐ・Ｖ）を算出する。

このように、車両制御装置５００は、低速走行状態のときに速度Ｖが低くなるにつれて前方注視時間Ｔｐを長くすることで、前方注視距離Ｌｐを速度Ｖが低くなるにつれて長くすることができる。
そして、車両制御装置５００は、前方注視距離Ｌｐに基づき設定した前方注視点で目標軌道に対する逸脱量を求めることで、舵角制御の応答性を速度Ｖが低くなるにつれて低くする。
これによって、車両制御装置５００は、車両２００が発進するときなどの低速走行状態において舵角が十分に小さく抑え、オーバーシュートによる舵角の振れや車両２００の蛇行を抑制する。

図１０は、低速走行状態で用いる前方注視距離Ｌｐを予め速度Ｖ毎に割り付けておく場合における、車両２００の速度Ｖと前方注視距離Ｌｐとの相関の一態様を示す線図である。
車両制御装置５００は、車両２００の速度Ｖが所定閾値Ｖthまたは所定閾値Ｖthより低い（Ｖ≦Ｖth）低速走行状態のとき、車両２００の速度Ｖが低くなるにつれて前方注視距離Ｌｐを長く設定する。

つまり、車両制御装置５００は、車両２００が低速走行状態であるとき、Ｌｐ＝Ｔｐ・Ｖとして設定する前方注視距離Ｌｐに代えて、図１０の特性、換言すれば、車両２００の速度Ｖから前方注視距離Ｌｐを求めるテーブルあるいは関数にしたがって設定した前方注視距離Ｌｐを採用する。
そして、車両制御装置５００は、上記のようにして前方注視距離Ｌｐを決定することで、速度Ｖが低くなるにつれて舵角制御の応答性を低くし、これによって、車両２００が発進するときなどの低速走行状態において舵角を十分に小さく抑えて、オーバーシュートによる舵角の振れや車両２００の蛇行を抑制する。

［第４実施形態］
以下では、舵角制御の応答性を速度Ｖに応じて切り替える方法の別の態様として、横偏差Yerrあるいは角度偏差θerrに基づき横加速度指令Ygcmdを演算するときに用いる補償器の特性、換言すれば、横偏差Yerrあるいは角度偏差θerrに対する応答を、速度Ｖに応じて変更することで、舵角制御の応答性を切り替える第４実施形態を説明する。
第４実施形態において、車両制御装置５００は、横加速度指令Ygcmdの演算に用いる補償器の特性を異ならせた複数の制御手法、換言すれば、補償器の特性が異なることで横偏差Yerrなどに対する横加速度指令Ygcmd（引いては、舵角制御量）の応答性が異なる複数の制御手法を備え、車両２００の速度Ｖに応じてこれらの制御手法のいずれかを選択する。

図１１は、車両制御装置５００が、横加速度指令Ygcmdの演算に用いる変数の一態様を説明するための図である。
図１１において、ｘ軸は車両２００の前後方向、ｙ軸は車両２００の横方向であり、前方注視点での車両中心からｙ軸方向に位置する目標軌道上の点Ｐと、車両中心との距離を横偏差Yerrとする。

また、点Ｐにおける目標軌道の接線方向と車両２００の前後軸（ｘ軸）とがなす角度を角度偏差θerr、点Ｐでの目標軌道の曲率半径を曲率半径Ｒ（曲率＝１／Ｒ）とする。
ここで、車両制御装置５００は、横偏差Yerr，角度偏差θerr，曲率半径Ｒ及び速度Ｖに基づき、横偏差Yerr及び角度偏差θerrを減らすための横加速度指令Ygcmdを、例えば、数式３にしたがって算出する。

車両制御装置５００は、車両２００が低速走行状態のときに、速度Ｖが低くなるにつれて、数式３の各補償器Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３を小さくする、つまり、横偏差Yerr，角度偏差θerr及び曲率１／Ｒに対する横加速度指令Ygcmdのゲインを、速度Ｖが低くなるにつれて小さくして応答性を低くする。

また、車両制御装置５００は、角度偏差及び曲率を用いずに横偏差のみから横加速度指令Ygcmdを求める場合も、速度Ｖが低くなるにつれて補償器Ｇを小さくして応答性を低くすることができる。
例えば、車両制御装置５００は、前方注視点を１点に設定して、係る前方注視点での横偏差Yerrに基づき数式４にしたがって横加速度指令Ygcmdを求めることができる。
また、車両制御装置５００は、前方注視点を相互に車両２００からの距離が異なる２点に設定し、それぞれの前方注視点での横偏差Yerr1，Yerr2に基づき数式５にしたがって横加速度指令Ygcmdを求めることができる。

なお、数式５において、横偏差Yerr1は、車両２００に近い側の前方注視点での横偏差であり、横偏差Yerr2は、車両２００から遠い側の前方注視点での横偏差である。

車両制御装置５００は、低速走行状態において速度Ｖが低くなるにつれて、数式４の補償器Ｇ、あるいは、数式５の補償器Ｇ１，Ｇ２を小さくする、つまり、横偏差Yerr、あるいは、横偏差Yerr1，Yerr2に対する横加速度指令Ygcmdのゲインを小さくして応答性を低くすることができる。
このように、車両制御装置５００は、横加速度指令Ygcmdの演算に用いる補償器の大きさを速度Ｖに応じて変えて、速度Ｖが低くなるにつれて舵角制御の応答性を低くすることで、車両２００が発進するときなどの低速走行状態において舵角を十分に小さく抑え、オーバーシュートによる舵角の振れや車両２００の蛇行を抑制する。

なお、速度Ｖに応じて特性を変える補償器をゲイン補償に限定するものではなく、車両制御装置５００は、例えば位相補償を行って横加速度指令Ygcmdを求める場合、位相補償の特性を速度Ｖに応じて変化させて舵角制御量の応答性を変えることが可能である。
更に、車両制御装置５００は、横加速度指令Ygcmdを求めるのに用いる補償器の全てについて速度Ｖに応じて特性を可変とする処理に代えて、補償器のうちの一部について特性を変更したり、補償器毎に変更度合いを異ならせたりすることができる。

［第５実施形態］
次に、舵角制御指令（換言すれば、制御手法）の切り替えタイミングの一態様を、第５実施形態として説明する。
図１２は、速度Ｖが所定閾値Ｖthより大きくなったタイミングで、第２制御手法から第１制御手法に切り替えるとき、換言すれば、第２舵角制御指令から第１舵角制御指令に切り替えるときの、切り替えタイミング及び切り替えに伴う舵角制御指令の変化を示すタイムチャートである。

図１２において、第２制御手法は、第１制御手法に比べて低応答の低速走行状態用の制御手法であり、第１制御手法は、第２制御手法に比べて高応答の中・高速走行状態用の制御手法である。
なお、低応答の第２制御手法は、目標点に車輪を向ける舵角指令を求める制御手法を含む。

図１２に示す制御手法の切り替えでは、車両制御装置５００は、車両２００の発進加速に伴って時刻ｔ１で速度Ｖが所定閾値Ｖthより高くなると、低応答の第２制御手法から高応答の第１制御手法に切り替えタイミングを判断し、時刻ｔ２で低応答の第２制御手法から高応答の第１制御手法に切り替えを実施する。
換言すれば、車両制御装置５００は、低速走行状態から中・高速走行状態に切り替わったタイミングで、第２制御手法による第２舵角制御指令から第１制御手法による第１舵角制御指令に切り替える。
なお、車両制御装置５００は、第１制御手法を選択する中・高速走行状態で、速度Ｖが所定閾値Ｖthになったタイミングで、第１制御手法から第２制御手法への切り替えを実施することができる。

上記のように、車両制御装置５００は、速度Ｖと所定閾値Ｖthとの比較によって判断したタイミングで制御手法を切り替えることができ、係る切り替え判断は、速度Ｖと所定閾値Ｖthとの比較処理であるため、車両制御装置５００の演算負荷が低い。
但し、速度Ｖと所定閾値Ｖthとの比較によって制御手法を切り替える場合、切り替えタイミングによっては、切り替え前の制御手法による舵角制御指令での舵角制御量と切り替え後の制御手法による舵角制御指令での舵角制御量との差が大きくなって、舵角を急激に変化させてしまう場合がある。

［第６実施形態］
以下では、制御手法の切り替えに伴って舵角が急激に変化することを抑止できる、制御手法の切り替え方法を、第６実施形態として説明する。
第６実施形態において、車両制御装置５００は、速度Ｖの条件に加え、第１舵角制御指令の舵角制御量の大きさと第２舵角制御指令の舵角制御量の大きさとが交わるタイミングで切り替えを実施することで、切り替えに伴う舵角の急激な変化を抑止する。
詳細には、車両制御装置５００は、速度Ｖに関する切り替え条件が成立した後、第１舵角制御指令の舵角制御量の大きさと第２舵角制御指令の舵角制御量の大きさとが一致するのを待って、切り替えを実施する。

図１３は、舵角制御量の大きさが交わるタイミングでの切り替えの様子を示すタイムチャートであって、第２制御手法から第１制御手法に切り替える場合を示す。
車両制御装置５００は、時刻ｔ１のときに速度Ｖが所定閾値Ｖth2より高くなり、低応答の第２制御手法から高応答の第１制御手法への切り替え条件を満たしても、切り替え前後の制御手法による舵角制御指令での舵角制御量に所定以上の乖離がある場合は、制御手法の切り替えを実施せずに待機する。

その後、車両制御装置５００は、時刻ｔ２のときに、切り替え前後の制御手法による舵角制御指令での舵角制御量の差が所定値を下回ったこと、換言すれば、両制御手法による舵角制御量の大きさが交わったことを判断すると、第２制御手法から第１制御手法への切り替え、換言すれば、第２舵角制御指令から第１舵角制御指令への乗り継ぎを実施する。
このように、速度Ｖの条件に加え、両制御手法による舵角制御量の大きさが交わったことを条件として、制御手法の切り替えが行われれば、制御手法の違いによる舵角制御量の違いが略無い状態で切り替えが行われることになるので、制御手法の切り替えに伴う舵角の急激な変化を抑止することができる。

図１３は、第２制御手法から第１制御手法への切り替えを示すが、車両制御装置５００は、第１制御手法から第２制御手法への切り替えにおいても、速度Ｖの条件が成立した後、両制御手法による舵角制御量の大きさが交わったことを判断すると、第１制御手法から第２制御手法への切り替えを実施することができる。
そして、この場合も制御手法の切り替えに伴う舵角の急激な変化を抑止することができる。

なお、万が一、両制御手法による舵角制御量の大きさが交わらないまま、速度Ｖが所定閾値Ｖth1より高くなった場合、車両制御装置５００は、第２制御手法から第１制御手法への切り替え、換言すれば、第２舵角制御指令から第１舵角制御指令への乗り継ぎを実施する。
このように、両制御手法による舵角制御量の大きさが交わらない場合においても、車両制御装置５００が車速Ｖの条件で制御手法を切り替えることで、目標軌道への追従性が低下することを抑止できる。

［第７実施形態］
上記実施形態において、車両制御装置５００は、速度Ｖの低下に伴って第１制御手法から第２制御手法に切り替えるが、車両２００が発進するときにのみ第２制御手法を用い、速度Ｖの低下に伴う第１制御手法から第２制御手法への切り替えを実施しない。
以下では、係る制御手法の切り替え処理を、第７実施形態として説明する。

第７実施形態において、車両制御装置５００は、車両２００が発進した後、車両２００の速度Ｖが所定閾値Ｖthより大きくなり、舵角制御指令を第２舵角制御指令から第１舵角制御指令へと切り替えた場合（換言すれば、制御手法を低応答の第２制御手法から高応答の第１制御手法へと切り替えた場合）、その後、車両２００が停車するまでは、速度Ｖが所定閾値Ｖthまたは所定閾値Ｖthより小さくなったとしても第１舵角制御指令の出力（換言すれば、高応答の第１制御手法の選択）を継続する。
つまり、車両制御装置５００は、同じ低速域であっても、車両２００が発進するときには、低応答の第２制御手法による第２舵角制御指令を用いて舵角制御を実施し、車両２００が停車するときには、高応答の第１制御手法による第１舵角制御指令を用いて舵角制御を実施する。

図１４は、車両２００が停車するときの制御手法（換言すれば、舵角制御指令）の選択を示すタイムチャートである。
車両制御装置５００は、車両２００の発進から速度Ｖが所定閾値Ｖthより高くなるまでの低速走行状態では、低応答の第２制御手法を選択し、第２制御手法を選択している状態で速度Ｖが所定閾値Ｖthより高くなると高応答の第１制御手法に切り替える。
そして、図１４は、車両制御装置５００が、車両２００の発進加速に伴って高応答の第１制御手法に切り替えた後の状態を示す。

図１４において、車両２００は、時刻ｔ１から減速を開始して時刻ｔ３で停車し、減速途中の時刻ｔ２で速度Ｖが所定閾値Ｖthを横切る。
しかし、車両制御装置５００は、時刻ｔ２で速度Ｖが所定閾値Ｖthを横切って低下して低速走行状態になっても、低応答の第２制御手法には戻さずに、高応答の第１制御手法の選択、換言すれば、第１制御手法による第１舵角制御指令の出力を継続し、停車するまでの過程において高応答の第１制御手法で舵角制御を行う。
そして、車両制御装置５００は、車両２００が停車した後に発進するときには低応答の第２制御手法に切り替え、車両２００の発進から速度Ｖが所定閾値Ｖthを横切って増加するまでの間において、低応答の第２制御手法で舵角制御を行う。

係る制御手法の切り替え処理によれば、速度Ｖが所定閾値Ｖthを横切って上昇した後に車両２００を停車させるときは、高応答の第１制御手法で舵角制御が行われるため、車両２００を停車させるときの目標軌道への追従応答を高くでき、車両２００を安全に停車させることができる。
また、車両２００が停車した後に発進するとき、車両制御装置５００は、低応答の第２制御手法を選択することで、舵角制御のオーバーシュートの発生を抑止して、舵角の振れが発生することを抑制する。

上記実施形態で説明した各技術的思想は、矛盾が生じない限りにおいて、適宜組み合わせて使用することができる。
また、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。

例えば、第７実施形態において、車両制御装置５００は、速度Ｖが所定閾値Ｖthを横切って上昇した後に車両２００を停車させるとき、一律に高応答の第１制御手法を維持するが、速度Ｖの低下速度、つまり、負の加速度に応じて低応答の第２制御手法への切り替えを実施することができる。
詳細には、車両制御装置５００は、高応答の第１制御手法を維持した低速走行状態のときに、速度Ｖの低下速度が閾値より小さい緩減速であるか、速度Ｖの低下速度が前記閾値より大きい急減速であるかを判別する。

そして、車両制御装置５００は、緩減速のときは高応答の第２制御手法から低応答の第１制御手法に戻し、急減速のときは高応答の第２制御手法の選択を維持する。
係る構成によれば、車両２００が急停車するときに目標軌道への追従応答を維持して、車両２００を安全に停車させることができ、また、減速後に低速走行状態を継続する場合に、舵角の振れが発生することを抑止できる。

また、車両制御装置５００は、制御手法の切り替え判断のために速度Ｖと比較する所定閾値Ｖthを、車両２００の加速度あるいは負の加速度に応じて変更することができる。
詳細には、車両制御装置５００は、車両２００が急発進するときで発進加速における加速度が大きいときや、車両２００が急停車するときで負の加速度が大きいときに、加速度あるいは負の加速度が小さいときに比べて、所定閾値Ｖthを低く変更することができる。

このように、所定閾値Ｖthを、加速度あるいは負の加速度に応じて変更すれば、車両２００が急発進するときは速やかに高応答の第１制御手法に切り換わり、また、車両２００が急停車するときは、高応答の第１制御手法を継続させることができる。
したがって、舵角制御のオーバーシュートによる舵角の振れを抑制しつつ、高応答の第１制御手法を可及的に広く適用できる。
なお、所定閾値Ｖthを低く変更する処理は、所定閾値Ｖthを零に設定することを含む。

また、車両制御装置５００は、車両２００が低速走行状態であって目標軌道が遠いときや無いときは、目標点に車輪を向ける制御手法を選択し、車両２００が低速走行状態であっても目標軌道まで比較的に近いときは、偏差に応じて横加速度指令を求める制御手法であって低応答に設定した制御手法を選択し、中・高速走行状態のときには、偏差に応じて横加速度指令を求める制御手法であって高応答に設定した制御手法を選択することができる。
また、車両制御装置５００は、偏差に応じて横加速度指令を求める制御手法において、横加速度指令を求めるのに使用する偏差のデータを偏差の検出値よりも小さく補正することで、低応答の制御手法とすることができる。

１００…車両制御システム、２００…車両、３００…外界認識部、４００…自動運転制御装置（走行目標取得部）、５００…車両制御装置（コントロール部）、６００…電子制御パワーステアリング装置（操舵装置）、７００…車両運動検出部

Claims (15)

1. 入力した情報に基づいて演算した結果を舵角制御指令として操舵装置へ出力するコントロール部を備える車両制御装置であって、
   前記コントロール部は、
   自車と前記自車の走行目標との横方向の差あるいは旋回方向の差に関する物理量を取得し、
   前記自車の速度に関する物理量を取得し、
   前記横方向の差あるいは旋回方向の差に関する物理量を減らすフィードバック制御であり、かつ前記速度が小さくなるにつれて舵角制御量が大きくなるように制御するための第１舵角制御指令を取得し、
   前記第１舵角制御指令における前記速度に対する舵角制御量の大きさに対して、前記速度に対する舵角制御量が小さくなるように制御するための第２舵角制御指令を取得し、
   前記速度に関する物理量が所定閾値より大きい場合、前記第１舵角制御指令を出力し、
   前記速度に関する物理量が前記所定閾値または前記所定閾値より小さい場合、前記第２舵角制御指令を出力する、
   車両制御装置。
2. 請求項１に記載の車両制御装置であって、
   前記コントロール部は、
   前記第１舵角制御指令と前記第２舵角制御指令との切り替えを、前記速度に関する物理量の条件に加え、前記第１舵角制御指令の舵角制御量の大きさと、前記第２舵角制御指令の舵角制御量の大きさと、が交わるタイミングで行う、
   車両制御装置。
3. 請求項１に記載の車両制御装置であって、
   前記コントロール部は、
   前記横方向の差あるいは旋回方向の差に関する物理量が、所定値より大きいあるいは得られない場合、前記第２舵角制御指令を出力する、
   車両制御装置。
4. 請求項３に記載の車両制御装置であって、
   前記コントロール部は、
   前記走行目標を前記自車の前方を走行する先行車両の後端中央とし、
   前記先行車両の後端中央に向けて前記自車の車輪が向く舵角制御指令となるように前記第２舵角制御指令を取得する、
   車両制御装置。
5. 請求項３に記載の車両制御装置であって、
   前記コントロール部は、
   前記走行目標を前記自車の前方の最も近い目標点とし、
   前記最も近い目標点に向けて前記自車の車輪が向く舵角制御指令となるように前記第２舵角制御指令を取得する、
   車両制御装置。
6. 請求項１に記載の車両制御装置であって、
   前記コントロール部は、
   前記速度に関する物理量が前記所定閾値または前記所定閾値より小さい場合、前記自車の速度に関する物理量が小さくなるにつれて、前記操舵装置の応答性が低くなる舵角制御指令となるように前記第２舵角制御指令を取得する、
   車両制御装置。
7. 請求項６に記載の車両制御装置であって、
   前記コントロール部は、
   前記自車の速度に関する物理量が小さくなるにつれて、前記自車の前方の予測時間を長くすることで、前記操舵装置の応答性が低くなる舵角制御指令となるようにする、
   車両制御装置。
8. 請求項６に記載の車両制御装置であって、
   前記コントロール部は、
   前記自車の速度に関する物理量が小さくなるにつれて、前記自車の前方の注視時間を長くすることで、前記操舵装置の応答性が低くなる舵角制御指令となるようにする、
   車両制御装置。
9. 請求項６に記載の車両制御装置であって、
   前記コントロール部は、
   前記自車の速度に関する物理量が小さくなるにつれて、前記自車の前方の注視距離を長くすることで、前記操舵装置の応答性が低くなる舵角制御指令となるようにする、
   車両制御装置。
10. 請求項６に記載の車両制御装置であって、
    前記コントロール部は、
    前記自車の速度に関する物理量が小さくなるにつれて、前記横方向の差あるいは旋回方向の差に関する物理量に対する応答が小さくなるようにすることで、前記操舵装置の応答性が低くなる舵角制御指令となるようにする、
    車両制御装置。
11. 請求項１に記載の車両制御装置であって、
    前記コントロール部は、
    前記速度に関する物理量が前記所定閾値より大きくなったタイミングで、前記第１舵角制御指令に切り替える、
    車両制御装置。
12. 請求項１に記載の車両制御装置であって、
    前記コントロール部は、
    前記自車が発進した後、前記自車の速度に関する物理量が前記所定閾値より大きくなり、前記舵角制御指令が、前記第２舵角制御指令から前記第１舵角制御指令へと切り替わった場合、
    前記自車が停車するまでは、前記速度に関する物理量が前記所定閾値または前記所定閾値より小さくなったとしても前記第１舵角制御指令の出力を継続する、
    車両制御装置。
13. 請求項１に記載の車両制御装置であって、
    前記コントロール部は、
    前記速度に関する物理量が前記所定閾値または前記所定閾値よりも小さい低速走行状態を継続している場合は、前記第２舵角制御指令の出力を継続する、
    車両制御装置。
14. 車両制御方法であって、
    自車と前記自車の走行目標との横方向の差あるいは旋回方向の差に関する物理量を取得し、
    前記自車の速度に関する物理量を取得し、
    前記横方向の差あるいは旋回方向の差に関する物理量を減らすフィードバック制御であり、かつ前記速度が小さくなるにつれて舵角制御量が大きくなるように制御するための第１舵角制御指令を取得し、
    前記第１舵角制御指令における前記速度に対する舵角制御量の大きさに対して、前記速度に対する舵角制御量が小さくなるように制御するための第２舵角制御指令を取得し、
    前記速度に関する物理量が所定閾値より大きい場合、前記第１舵角制御指令を出力し、
    前記速度に関する物理量が前記所定閾値または前記所定閾値より小さい場合、前記第２舵角制御指令を出力する、
    車両制御方法。
15. 自車の走行目標を取得する走行目標取得部と、
    コントロール部であって、
    前記自車と前記走行目標との横方向の差あるいは旋回方向の差に関する物理量を取得し、
    前記自車の速度に関する物理量を取得し、
    前記横方向の差あるいは旋回方向の差に関する物理量を減らすフィードバック制御であり、かつ前記速度が小さくなるにつれて舵角制御量が大きくなるように制御するための第１舵角制御指令を取得し、
    前記第１舵角制御指令における前記速度に対する舵角制御量の大きさに対して、前記速度に対する舵角制御量が小さくなるように制御するための第２舵角制御指令を取得し、
    前記速度に関する物理量が所定閾値より大きい場合、前記第１舵角制御指令を出力し、
    前記速度に関する物理量が前記所定閾値または前記所定閾値より小さい場合、前記第２舵角制御指令を出力する、
    前記コントロール部と、
    前記コントロール部から出力された前記第１舵角制御指令又は前記第２舵角制御指令を取得する操舵装置と、
    を備える、車両制御システム。

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