WO2011086684A1 - 車両制御装置 - Google Patents

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WO2011086684A1
WO2011086684A1 PCT/JP2010/050408 JP2010050408W WO2011086684A1 WO 2011086684 A1 WO2011086684 A1 WO 2011086684A1 JP 2010050408 W JP2010050408 W JP 2010050408W WO 2011086684 A1 WO2011086684 A1 WO 2011086684A1
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vehicle
target point
control
travel
target
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PCT/JP2010/050408
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喜朗 入江
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トヨタ自動車株式会社
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    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/84—Data processing systems or methods, management, administration

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle control device.
  • control for automatically driving the vehicle has been developed in order to improve the ease of driving during driving of the vehicle and reduce the burden of driving operation by the driver.
  • the travel policy of the host vehicle is determined by performing the travel plan including the travel trajectory and speed pattern of the vehicle and further including the travel trajectory of surrounding vehicles. While satisfying, it enables automatic driving that flexibly responds to changes in the surrounding environment.
  • the vehicle travels along the generated traveling locus regardless of the driving operation of the driver.
  • the generated locus and the driver's intention are In many cases, they do not always match, and in such a case, the driver also feels uncomfortable.
  • the travel plan is performed to control the travel of the vehicle, the travel trajectory according to the travel plan may be different from the driver's intention, and thus the driver may feel uncomfortable.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a vehicle control device capable of performing appropriate vehicle travel control without causing the driver to feel uncomfortable.
  • the vehicle control device performs the travel control by setting a target travel region that is a target travel region when performing vehicle travel control.
  • a target travel region that is a target travel region when performing vehicle travel control.
  • the vehicle control device when a plurality of target positions for guiding the vehicle when performing the traveling control are set on the target traveling area, and the vehicle is guided to the target position, a plurality of the target positions are And guiding the vehicles with different degrees of influence when guiding the vehicles.
  • the degree of influence refers to the weight at the time of guidance of each point when the target position (trajectory) at the time of guidance of the vehicle is decomposed into points.
  • the plurality of target positions have different influence levels when the steering control of the vehicle is performed.
  • the target travel area is set as a target trajectory that is a trajectory on which the vehicle travels, and the plurality of target positions are set to curvatures of the target trajectory at positions where the target positions are set. Accordingly, it is preferable to vary the degree of influence.
  • the plurality of target positions increase the degree of influence of the target position set in a portion close to a position where the driver is gazing.
  • the target travel area is set as a target trajectory that is a trajectory traveled by the vehicle, and the plurality of target positions are set in a portion where the curvature of the target trajectory changes. It is preferable to increase the influence of the position.
  • the plurality of target positions increase the degree of influence of the target position set far from the vehicle as the speed of the vehicle increases.
  • the influence of the target position set at a position closer to the center of the road width increases as the plurality of target positions narrow the road width of the road on which the vehicle travels. It is preferable to do.
  • a plurality of the target positions reduce the influence degree of the target positions set in a part having a high risk level.
  • the vehicle control device has an effect that appropriate vehicle travel control can be performed without causing the driver to feel uncomfortable.
  • FIG. 1 is a schematic view of a vehicle provided with a vehicle control apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a main part configuration diagram of the vehicle control device shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram in a case where an operation plan is generated according to the traveling state of the vehicle.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of the maximum speed calculated based on the skid.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of a speed pattern in which the maximum speed is corrected based on the characteristics of the actuator.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of a speed pattern corrected in consideration of fuel consumption and riding comfort.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram for extracting a guidance target point.
  • FIG. 1 is a schematic view of a vehicle provided with a vehicle control apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a main part configuration diagram of the vehicle control device shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram in a case where an operation plan is generated
  • FIG. 8A is a conceptual diagram of the case where the vehicle control is performed by the conventional vehicle control device.
  • FIG. 8B is an explanatory diagram showing a state where the control limit is approached as compared with FIG.
  • FIG. 8-3 is an explanatory diagram illustrating a state in which control is performed on the control limit during control by the conventional vehicle control device.
  • FIG. 8-4 is an explanatory diagram illustrating a state where the control limit is exceeded during control by the conventional vehicle control device.
  • FIG. 9A is a conceptual diagram when the vehicle control is performed by the vehicle control device according to the embodiment.
  • FIG. 9-2 is an explanatory diagram illustrating a state in which a control limit is detected by the vehicle control device according to the embodiment.
  • FIG. 9C is an explanatory diagram illustrating a state in which the control limit is detected by the vehicle control device according to the embodiment.
  • FIG. 9-4 is an explanatory diagram illustrating a state in which the vehicle control device according to the embodiment performs control within a control limit range.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of a modified example in the case where an entry target point is extracted.
  • FIG. 1 is a schematic view of a vehicle provided with a vehicle control apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • a vehicle 1 including a vehicle control device 2 according to the embodiment is equipped with an engine 12 that is an internal combustion engine as a power source, and can run by the power of the engine 12.
  • An automatic transmission 15, which is an example of a transmission is connected to the engine 12, and the power generated by the engine 12 can be transmitted to the automatic transmission 15.
  • This automatic transmission 15 has a plurality of gear stages with different gear ratios, and the power shifted by the automatic transmission 15 is provided as drive wheels among the wheels 5 of the vehicle 1 via a power transmission path.
  • the vehicle 1 can travel by being transmitted to the front wheels 6 as a driving force.
  • a device capable of transmitting a driving force to the front wheels 6 as driving wheels, such as the engine 12 and the automatic transmission 15, is provided as the driving device 10.
  • the automatic transmission 15 is provided with a vehicle speed sensor 16 which is a vehicle speed detection means capable of detecting the vehicle speed by detecting the rotational speed of the output shaft (not shown) of the automatic transmission 15. .
  • the drive device 10 provided as described above is provided with a clutch (not shown) that switches between transmission and interruption of power generated by the engine 12 to the front wheel 6 by switching between engagement and release. Yes.
  • the vehicle 1 is provided with an accelerator pedal 20 and a brake pedal 25 that are used when the driver performs a driving operation, and further, an accelerator opening sensor 21 and a brake sensor 26 that detect the operation amounts of these pedals. Is provided.
  • the vehicle 1 including the vehicle control device 2 is a so-called front wheel drive vehicle in which the power generated by the engine 12 is transmitted to the front wheels 6 and the front wheels 6 generate driving force.
  • the engine 12 may be a reciprocating spark ignition internal combustion engine or a reciprocating compression ignition internal combustion engine.
  • the drive device 10 may be other than an internal combustion engine as a power source, and may be an electric drive device 10 using an electric motor as a power source, or a hybrid drive device 10 using both an engine 12 and an electric motor. There may be.
  • the front wheel 6 is provided as a driving wheel and at the same time as a steering wheel. Therefore, the front wheel 6 is provided so as to be steerable by a handle 30 used when the driver performs a driving operation.
  • the handle 30 is connected to an EPS (Electric Power Steering) device 35 that is an electric power steering device, and is provided so that the front wheels 6 can be steered via the EPS device 35.
  • the EPS device 35 thus provided is provided with a rudder angle sensor 36 that is a rudder angle detecting means for detecting a rudder angle that is a rotation angle of the handle 30.
  • the steering of the front wheels 6 is provided so as to be steerable by VGRS (Variable Gear Ratio Steering) which is a gear ratio variable steering capable of changing the gear ratio of the steering according to the vehicle speed and the steering angle.
  • VGRS Very Gear Ratio Steering
  • each wheel 5 there are a wheel cylinder 51 that is operated by hydraulic pressure, and a brake disc 52 that is provided in combination with the wheel cylinder 51 and rotates integrally with the wheel 5 when the wheel 5 rotates.
  • the vehicle 1 is provided with a brake hydraulic pressure control device 50 that is connected to the wheel cylinder 51 through a hydraulic path 53 and controls the hydraulic pressure applied to the wheel cylinder 51 during a brake operation.
  • the brake hydraulic pressure control device 50 is provided such that the hydraulic pressure can be controlled independently for each wheel cylinder 51 provided in the vicinity of each wheel 5. Accordingly, the brake hydraulic pressure control device 50 is provided so that the braking force of the plurality of wheels 5 can be independently controlled.
  • a radar 60 that is an inter-vehicle distance detecting unit that detects an inter-vehicle distance from another vehicle 1 that travels ahead, and a CCD (Charge) that is an imaging unit that captures the state of the front of the vehicle 1.
  • a Coupled Device) camera 61 is provided.
  • the vehicle 1 is provided with a car navigation system 65.
  • This car navigation system 65 uses the GPS (Global Positioning System) and map information stored in the storage unit (not shown) of the car navigation system 65, so that the current position of the vehicle and the surrounding road conditions This is a device that can be recognized by the driver.
  • FIG. 2 is a block diagram of the main part of the vehicle control device shown in FIG. Among the components of the vehicle 1 provided as described above, the engine 12, the automatic transmission 15, the EPS device 35, and the brake hydraulic pressure control device 50 that constitute the drive device 10 are mounted on the vehicle 1 and the vehicle 1 It is connected to a motion control ECU (Electronic Control Unit) 70 that performs motion control, and is controlled and operated by this motion control ECU 70.
  • the motion control ECU 70 is connected to an accelerator opening sensor 21, a brake sensor 26, and a vehicle speed sensor 16, and the accelerator opening sensor 21, the brake sensor 26, and the vehicle speed sensor 16 are connected to an accelerator pedal 20 and a brake. The opening of the pedal 25 and the vehicle speed are detected and transmitted to the motion control ECU 70.
  • the radar 60, the CCD camera 61, and the car navigation system 65 are connected to an operation plan generation ECU 80 that generates an operation plan when the vehicle 1 is traveling, and information acquired by each device is transmitted to the operation plan generation ECU 80. Is done.
  • the motion control ECU 70 and the operation plan generation ECU 80 are connected to each other so that information and signals can be exchanged.
  • the hardware configurations of the motion control ECU 70 and the operation plan generation ECU 80 are known configurations including a processing unit having a CPU (Central Processing Unit) and a storage unit such as a RAM (Random Access Memory). Is omitted.
  • the motion control ECU 70 includes an engine control unit 71 that controls the operation of the engine 12, a brake control unit 72 that controls the braking force by controlling the brake hydraulic pressure control device 50, and an EPS device 35.
  • the driving plan generation ECU 80 also acquires a road shape acquisition unit 81 that acquires the shape of the road on which the vehicle 1 travels, and a travel locus calculation unit 82 that calculates a travel locus when traveling on the road acquired by the road shape acquisition unit 81.
  • a target point extracting unit 83 for extracting a target point for guiding the vehicle 1 when the vehicle 1 is driven along the traveling locus calculated by the traveling locus calculating unit 82, and a target point extracted by the target point extracting unit 83.
  • a vehicle guidance unit 84 that performs control for guiding the vehicle 1.
  • the vehicle control device 2 is configured as described above, and the operation thereof will be described below.
  • the driver operates the steering wheel 30, the accelerator pedal 20, and the brake pedal 25, so that the vehicle 1 travels according to the driving operation of the driver. Further, when the vehicle 1 is traveling normally, the clutch provided in the drive device 10 is engaged, and the power generated by the engine 12 can be transmitted to the drive wheels.
  • the vehicle control device 2 performs driving support by the driver as necessary based on the driver's intention, such as switching a changeover switch (not shown), and more ideal traveling locus. It is provided so that the vehicle 1 can run.
  • the driving support control is provided, and when the driving support control is performed, a driving plan such as generating an optimal driving locus according to the driving state of the vehicle 1 is generated.
  • the traveling control of the vehicle 1 is performed by performing cooperative control of the control for causing the vehicle 1 to travel based on the driving plan and the traveling control by the driving operation of the driver.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram in the case where an operation plan is generated according to the traveling state of the vehicle.
  • the outline of the control procedure when the driving plan is generated when the vehicle 1 travels and the travel control of the vehicle 1 is performed will be described.
  • the road alignment is recognized (step ST101).
  • the driving plan generation ECU 80 determines the shape of the road on which the vehicle 1 is traveling from image information in front of the vehicle 1 taken by the CCD camera 61 and map information used in the car navigation system 65. It is acquired by the road shape acquisition unit 81 it has.
  • the ideal travel locus and speed are calculated (step ST102).
  • This calculation is performed by the travel locus calculation unit 82 of the operation plan generation ECU 80 using a shortest travel locus optimization algorithm that is preset and stored in the storage unit of the operation plan generation ECU 80.
  • this shortest travel locus optimization algorithm first, it is a travel line that can travel efficiently by reducing acceleration / deceleration as much as possible when traveling on this road from the road shape acquired by the road shape acquisition unit 81.
  • An ideal travel locus is calculated. For example, if there is a curve on the road, the ideal travel locus at the position of the curve is the ideal travel locus based on the out-in-out trajectory that is generally the ideal travel locus when traveling on a curve. calculate.
  • an ideal travel locus capable of efficiently traveling the plurality of curves is calculated in consideration of the plurality of curves comprehensively.
  • the ideal travel locus calculated in this way is a target travel region that is a target travel region when performing the travel control of the vehicle 1, and is set as a target locus that is a trajectory on which the vehicle 1 travels.
  • the ideal traveling locus may be a locus other than out-in / out even when traveling on a curve, for example, a locus that maintains the center of the lane.
  • the ideal travel locus it is preferable to appropriately calculate an appropriate locus according to the road on which the vehicle 1 is currently traveling and other situations.
  • the curvature of the curve in the ideal travel locus is calculated, and the friction force of the wheel 5 is limited to the resultant force of the front, rear, left and right friction forces in consideration of the friction coefficient ⁇ of the road surface.
  • the upper limit value of the speed is set so that it falls within the range of the friction circle, which is a circle indicating.
  • the frictional force of the wheel 5 tends to increase in the lateral direction as the road curvature increases, and easily exceeds the limit of the friction circle.
  • the maximum speed limits the upper speed limit as the curve curvature is higher.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of the maximum speed calculated based on the skid.
  • the ideal travel locus is divided into fixed minute intervals (distances), and when traveling along this ideal travel locus, the maximum speed at which the vehicle can travel without causing skidding Is calculated for each minute interval.
  • the speed of the vehicle 1 is V
  • the maximum speed of the vehicle 1 and V 2 and the lateral acceleration of the vehicle 1 and Ay
  • the acceleration of gravity g the friction coefficient between the wheel 5 and the road surface
  • ⁇ the radius when the vehicle 1 turns
  • R the following equation which is an equation of motion generally used in the field of vehicle 1 driving control dynamics: Calculate using (1).
  • the maximum speed when the vehicle travels along the ideal travel locus it is calculated for a predetermined distance in the traveling direction of the traveling road or a distance corresponding to the vehicle speed. For this reason, when there are a plurality of curves on the road within this distance, the maximum speed when the vehicle travels along the ideal travel locus including the plurality of curves is calculated.
  • the maximum speed calculated in this way is shown as the relationship between the travel distance in the traveling direction based on the current position on the road and the maximum speed at each travel distance. While the vehicle 1 is traveling, the position on the road changes as the vehicle 1 moves. Therefore, the relationship between the travel distance and the maximum speed based on the current position is also updated as appropriate.
  • the road surface friction coefficient ⁇ used when the maximum speed is calculated by the travel locus calculation unit 82 is based on the slip rate of the wheel 5 when a driving force or a braking force is applied to the wheel 5, the vehicle speed sensor 16, or each wheel 5. Is calculated based on a wheel speed sensor (not shown) that detects the rotational speed of the vehicle, and the friction coefficient ⁇ of the road surface that is currently traveling is calculated based on the slip ratio, and the storage unit of the operation plan generation ECU 80 Remember me.
  • the maximum speed during traveling is set by calculating using the friction coefficient ⁇ of the road surface.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of a speed pattern in which the maximum speed is corrected based on the characteristics of the actuator.
  • the engine 12, the automatic transmission 15, the brake, etc. which are provided as actuators that generate driving force and braking force during traveling of the vehicle 1 and adjust the magnitude of these forces.
  • a simple speed pattern In other words, by controlling the engine 12 provided as an actuator when the vehicle 1 travels, the maximum speed calculated based on the skid based on the maximum acceleration or deceleration that can be actually generated is corrected. I do.
  • the maximum travel speed that can be achieved by the vehicle 1 including the vehicle control device 2 according to the embodiment is calculated by the travel locus calculation unit 82 without causing a side slip when traveling along the ideal travel locus.
  • the acceleration and deceleration used when calculating the maximum speed that can be achieved in this way are the maximum acceleration and deceleration values due to the performance of the actuator when the actuator is operated, and the acceleration and deceleration with respect to the friction coefficient ⁇ of the road surface.
  • the maximum speed value is stored in advance in the storage unit of the operation plan generation ECU 80.
  • the travel locus calculation unit 82 acquires, from the storage unit of the driving plan generation ECU 80, the maximum acceleration and deceleration values for the driving state and the road surface friction coefficient ⁇ in each part during the travel of the ideal travel locus. The maximum speed is corrected based on the maximum value of deceleration, and a realizable speed pattern is calculated.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of a speed pattern corrected in consideration of fuel consumption and ride comfort.
  • the speed pattern that can be realized by the actuator may be further corrected.
  • a speed pattern that reduces the speed change when traveling along an ideal travel locus may be calculated, and the travel control of the vehicle 1 may be performed based on the speed pattern.
  • a speed pattern is calculated when the vehicle travels on an ideal travel locus by wavelike travel, which is travel control in which driving force is repeatedly turned on and off.
  • a guidance target point is extracted on the trajectory of the calculation result (step ST103).
  • the guidance target point is a point that is set as a target position for guiding the vehicle 1 when traveling control of the vehicle 1 is performed. That is, the guidance target point is a point that is located on the ideal travel locus and becomes a target when the vehicle 1 is guided for the purpose of traveling the vehicle 1 along the ideal travel locus. Further, a plurality of guidance target points are set on the ideal travel locus by varying the importance of the guidance target point and by varying the degree of influence when the vehicle 1 is guided to the guidance target point. After calculating the ideal travel locus and the speed pattern, the target point extraction unit 83 of the operation plan generation ECU 80 extracts this guidance target point.
  • the influence degree refers to the weight at the time of guidance of each point when the vehicle 1 is guided to the guidance target point.
  • the influence degree determined according to the positional relationship between the target position and the host vehicle may be given to the target position.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram for extracting a guidance target point.
  • the road is divided according to a predetermined rule.
  • a predetermined rule As an example of extracting a guidance target point by dividing a road, as shown in FIG. 7, when the angle of the curve is 180 ° or more, as shown in FIG. Dividing the road 90 into two blocks.
  • an important target point 93a that is an important guidance target point 93 is extracted from the plurality of guidance target points 93.
  • the important target point 93a is a point obtained by solving a dynamic model that realizes traveling in the shortest time of the road 90 from which the guidance target point 93 is extracted.
  • the important target point 93a is located on the ideal traveling locus 91, and the ideal traveling locus 91 is This is an important point when traveling in the shortest time. For this reason, when the road on which the ideal travel locus 91 is calculated has a curve as shown in FIG. 7, the ideal travel locus 91 is an out-in-out travel locus. This is set to the in-side part, which is an important part when traveling along the trajectory.
  • This important target point 93a is an important point when traveling on the ideal travel locus 91 in the shortest time as described above, and is important when efficiently turning the vehicle 1 while suppressing unnecessary consumption of kinetic energy. It is a point on the ideal travel locus 91. Therefore, when the vehicle 1 travels along the ideal travel locus 91, by passing the important target point 93a, the burden on the wheels 5 can be reduced, and the road 90 from which the ideal travel locus 91 is derived can be shortened in a short time. It is possible to make it pass.
  • the important target point 93a when the important target point 93a is passed, the burden on the wheel 5 can be reduced in this way. Therefore, when the vehicle 1 travels along the ideal travel locus 91, the important target point 93a. The degree of safety when the vehicle 1 is traveling is maximized. For these reasons, the important target point 93a, which is one of the plurality of guide target points 93, is set with a higher degree of influence when the vehicle 1 is guided than the other guide target points 93. To do.
  • the important target point 93a will be described in detail.
  • the center of gravity moves forward and the surface pressure of the front wheels 6 increases, so that the turning performance increases.
  • the center of gravity moves backward. Since the surface pressure of the front wheel 6 is lowered, the turning performance is reduced.
  • the portion closer to the inside becomes the important target point 93a.
  • the guidance target points 93 other than the important target point 93a are extracted.
  • a point that makes it easy to guide the vehicle 1 to the important target point 93a is extracted. For example, when traveling on a curve as shown in FIG. 7, if the important target point 93a is set to the in-side portion on the out-in-out traveling locus, the vehicle 1 is guided to the important target point 93a.
  • the approach target point 93b which is another guidance target point 93 that is easy to be located, is located on the approach locus to the important target point 93a from before the important target point 93a can be seen.
  • the approach target point 93b is set to the out side portion on the out-in-out travel locus on the near side of the important target point 93a in the travel direction of the vehicle 1. That is, the approach target point 93b is extracted as a point set on the near side of the important target point 93a on the ideal travel locus 91 set as the out-in-out travel locus.
  • the intersection of the traveling path 92 and the ideal travel locus 91 of the traveling vehicle 1 is extracted as the entry target point 93b.
  • the yaw rate of the vehicle 1 is set to ⁇
  • the current vehicle speed is set to V
  • the steering angle is set to ⁇
  • the yaw rate ⁇ of the vehicle 1 is calculated by the following equation (2) when the stability factor of the vehicle 1 is kh, the steering gear ratio is N, and the wheel base is I.
  • ⁇ V ⁇ / ((1 + khV 2 ) ⁇ NI) (2)
  • the position (X, Y) of the vehicle 1 with respect to the elapsed time can be calculated in the case of continuing traveling in the current traveling state, and therefore, the position (X, Y) of the vehicle 1 with respect to the elapsed time is indicated.
  • a portion where the traveling path 92 of the vehicle 1 that can be crossed with the ideal travel locus 91 is extracted as the entry target point 93b.
  • the vehicle 1 is then guided toward the guidance target point 93 (step ST104).
  • the guidance of the vehicle 1 is performed by the vehicle guidance unit 84 included in the operation plan generation ECU 80.
  • the vehicle guidance unit 84 guides the vehicle 1, the driver obtains the difference between the current position (X, Y) of the vehicle 1 and the guidance target point 93 and makes the difference zero.
  • the motion control ECU 70 controls each part of the vehicle 1.
  • the approach target point 93b which is the guidance target point 93 located on the near side in the traveling direction of the vehicle 1, and the current position of the vehicle 1 are determined.
  • the difference is obtained by the vehicle guiding unit 84.
  • the vehicle guiding unit 84 obtains a vehicle speed and a steering angle that can reduce the difference, and compares the vehicle speed with the driving force generated by the driving operation of the driver and the steering angle by the driving operation of the driver.
  • the control amount to be added to the control amount by the driving operation of the driver is calculated so that the vehicle speed and the steering angle can be reduced so that the difference between the current position of the vehicle 1 and the entry target point 93b can be reduced.
  • the vehicle guiding unit 84 transmits this control amount to the motion control ECU 70.
  • the motion control ECU 70 performs control to add a predetermined control amount to the control amount based on the driving operation of the driver by controlling each part of the vehicle 1 based on the control amount transmitted from the vehicle guiding unit 84. In this case, control is performed so as to reduce the uncomfortable feeling given to the driver as much as possible.
  • the vehicle speed is set so as not to exceed the speed assumed by the driver by the driving operation, and the vehicle speed by the driving operation of the driver is determined by the current position and azimuth of the vehicle 1 and the ideal travel.
  • the vehicle speed is higher than the vehicle speed at which the difference between the current position of the vehicle 1 and the entry target point 93b can be reduced when the speed at the entry target point 93b in the speed pattern of the trajectory 91 is comprehensively determined.
  • the engine control unit 71 included in the motion control ECU 70 controls the engine 12 to reduce the power generated by the engine 12, or the brake control unit 72 included in the motion control ECU 70 controls the brake hydraulic pressure control device 50.
  • the driving force is reduced to the extent that the driver does not feel uncomfortable, and the vehicle speed is reduced.
  • the drive device 10 is a hybrid drive device 10 that uses both the engine 12 and an electric motor, and regenerative braking is possible at the time of deceleration, adjustment is performed using regenerative braking when adjusting the vehicle speed. May be.
  • the driver is prompted to adjust the steering angle.
  • Prompt or control VGRS For example, when prompting the driver to adjust the steering angle, the VGRS control unit 74 of the motion control ECU 70 controls the VGRS control unit 74 to control the VGRS so that the steering angle is in a desired direction.
  • the driver is urged through the handle 30 to change the steering angle from the current steering angle.
  • the driver operates the steering wheel in the direction in which the rotational torque is applied, so that the actual steering angle becomes close to the steering angle at which the difference between the current position of the vehicle 1 and the entry target point 93b can be reduced.
  • the driving force of the vehicle 1 is controlled or the driver is prompted to perform a driving operation, whereby the current position and the entry target point 93b are set.
  • the vehicle travels in a direction in which the difference approaches zero and is guided to the entry target point 93b.
  • the vehicle 1 has reached the ideal travel locus 91.
  • the ideal travel locus 91 is a locus that can efficiently travel on the traveling road 90.
  • the ideal travel locus 91 is a travel locus that facilitates traveling on the traveling road 90. For this reason, when the vehicle 1 reaches the ideal travel locus 91, the driver is more likely to perform a driving operation to maintain the travel on the ideal travel locus 91. The possibility of traveling is increased.
  • the motion control ECU 70 performs travel control of the vehicle 1 based on the speed pattern calculated by the operation plan generation ECU 80. That is, as in the case where the vehicle 1 is guided to the entry target point 93b, the engine control unit 71 controls the engine 12 or the brake control unit 72 controls the brake hydraulic pressure control device 50 to perform traveling control. .
  • the vehicle 1 When the vehicle 1 reaches the entry target point 93b, the vehicle 1 can easily travel along the ideal travel locus 91. However, the vehicle 1 does not reach the entry target point 93b or passes through the entry target point 93b. When the vehicle does not travel along the travel locus 91, the vehicle 1 is not subjected to guidance control more than necessary, and travel control according to the driving operation of the driver is performed.
  • the vehicle guiding unit 84 performs control for guiding the vehicle 1 to the important target point 93a.
  • the influence of the steering control of the vehicle 1 and the control of the vehicle speed is increased more reliably than in the case of guiding to the entry target point 93b. To pass.
  • the vehicle guiding unit 84 performs the driving operation of the driver.
  • control for separately adding a control amount to guide the vehicle 1 is not performed. For this reason, the vehicle 1 travels based on the driving operation of the driver.
  • the vehicle 1 continues to maintain the traveling state.
  • the difference between the current position of the vehicle 1 and the important target point 93a is zero.
  • the control of each part of the vehicle 1 by the motion control ECU 70 is added to the travel control by the driving operation of the driver.
  • the vehicle 1 is guided to the important target point 93a by controlling the engine 12 and the EPS device 35 by the motion control ECU 70 as in the case of guiding the vehicle 1 to the entry target point 93b.
  • the control is performed so that the difference between the current position of the vehicle 1 and the important target point 93a becomes zero more reliably than when the vehicle 1 is guided to the entry target point 93b.
  • the power generated by the engine 12 is reduced or the brake hydraulic pressure control is performed.
  • the braking force is generated by controlling the device 50, the upper limit of the control amount in that case is made larger than that in the case of guiding to the entry target point 93b.
  • the EPS device 35 controls the steering wheel.
  • the driver is prompted to change the steering angle, but the upper limit of the control amount in that case is made larger than that in the case of guiding to the approach target point 93b.
  • the upper limit of the control amount applied to the travel control by the driving operation is made larger than when the vehicle 1 is guided to the guidance target point 93 other than the important target point 93a.
  • the actual travel control of the vehicle 1 increases the allowable amount that deviates from the travel control by the driving operation, or increases the amount that prompts the driver to change the travel control.
  • the vehicle 1 is easier to go to the important target point 93a regardless of the driver's intention than when the vehicle 1 is guided to the guiding target point 93 other than the important target point 93a, and passes through the important target point 93a. It becomes easy.
  • FIG. 8-1 is a conceptual diagram in the case of running control of a vehicle with a conventional vehicle control device.
  • FIG. 8B is an explanatory diagram showing a state where the control limit is approached as compared with FIG.
  • FIG. 8-3 is an explanatory diagram illustrating a state in which control is performed on the control limit during control by the conventional vehicle control device.
  • FIG. 8-4 is an explanatory diagram illustrating a state where the control limit is exceeded during control by the conventional vehicle control device.
  • the driving control of the vehicle 1 by the conventional vehicle control device is shown as a behavior 95 of the vehicle 1 as a sphere, a control range 96 as a hemisphere, and a control limit 97 as a hemisphere.
  • the behavior 95 of the vehicle 1 is controlled so as to be located inside the control range 96 (FIG. 8-1). In this state, for example, when the vehicle 1 travels on a curve, the load on the wheel 5 increases, and the behavior 95 of the vehicle 1 approaches the control limit 97 (FIG. 8-2).
  • the traveling control of the vehicle 1 by the conventional vehicle control device the traveling control is performed according to the current traveling state of the vehicle 1, and thus when the behavior 95 of the vehicle 1 reaches the control limit 97, the vehicle 1 is There is no room for 95 control. Therefore, the behavior 95 of the vehicle 1 exceeds the control limit 97, and the control is likely to fail (FIG. 8-4).
  • FIG. 9-1 is a conceptual diagram when the vehicle control is performed by the vehicle control device according to the embodiment.
  • FIG. 9-2 is an explanatory diagram illustrating a state in which a control limit is detected by the vehicle control device according to the embodiment.
  • FIG. 9C is an explanatory diagram illustrating a state in which the control limit is detected by the vehicle control device according to the embodiment.
  • FIG. 9-4 is an explanatory diagram illustrating a state in which the vehicle control device according to the embodiment performs control within a control limit range.
  • the guidance target points 93 other than the important target point 93a.
  • control is performed so that the behavior 95 of the vehicle 1 is positioned inside the control range 96 (FIG. 9A).
  • control is performed so that the behavior 95 of the vehicle 1 is positioned inside the control range 96 in this way. Even in this case, the control limit 97 is detected by extracting the important target point 93a. (FIG. 9-2).
  • the important target point 93a is a guided target point that can improve the safety of the vehicle 1.
  • the important target point 93a is a guidance target point 93 that can improve the safety level when the vehicle 1 is traveling, and even if there is a traveling state with a low control limit 97, the important target point 93a
  • the behavior 95 of the vehicle 1 becomes difficult to approach the control limit 97 (FIG. 9-3).
  • the vehicle control apparatus 2 described above sets a plurality of guidance target points 93 on the ideal travel locus 91 and travels along the ideal travel locus 91 when the vehicle 1 travels along the ideal travel locus 91. Since control is not performed and the vehicle 1 is only guided to the guidance target point 93, the vehicle 1 can be brought close to a desired traveling state without causing the driver to feel uncomfortable. As a result, appropriate traveling control of the vehicle 1 can be performed without causing the driver to feel uncomfortable.
  • a plurality of guidance target points 93 set on the ideal travel locus 91 are set, and the importance target points 93a and the entry target points 93b, which are the plurality of guidance target points 93, have different degrees of influence when guiding the vehicle 1.
  • the approach target point 93b has a low influence when guiding the vehicle 1, and therefore forced guidance is performed even when the travel route when guiding to the approach target point 93b is different from the driver's intention.
  • traveling control is performed while allowing traveling that does not pass through the entry target point 93b.
  • the degree of influence at the time of guidance is high.
  • the vehicle 1 when the vehicle 1 is guided to the important target point 93a and the vehicle 1 travels through the important target point 93a, the vehicle 1 travels along the ideal travel locus 91. It is possible to travel with an ideal travel locus when passing through the road 90. As a result, appropriate travel control of the vehicle 1 can be performed without causing the driver to feel uncomfortable.
  • the ideal target point 93a is more surely ideal when the vehicle 1 travels in the vicinity of the important target point 93a.
  • the vehicle can travel along the travel locus 91.
  • the important target point 93a is an important point when the vehicle 1 travels efficiently on the road 90 on which the vehicle 1 is traveling. Therefore, when the driver passes near the important target point 93a, the driver Makes it easy to go to the important target point 93a by his / her own intention while paying attention to the important target point 93a. Even if the driver does not perform the driving operation toward the important target point 93a, the driver is forced to drive The person is difficult to remember.
  • the entry target point 93b is a guidance target point 93 that is easy to guide when the vehicle 1 is guided to the important target point 93a, and the entry target point 93b is used when the vehicle 90 travels efficiently. This is an important point, and it is easy for the driver to watch. Therefore, even if the vehicle 1 is guided to the approach target point 93b as in the case of the important target point 93a, the driver does not feel uncomfortable. For this reason, by extracting the entry target point 93b and guiding the vehicle 1 to the entry target point 93b, the vehicle 1 can be more easily guided to the important target point 93a.
  • the entry target point 93b is a point for preparation for guiding the vehicle 1 to the important target point 93a.
  • the traveling control of the vehicle 1 can be performed more reliably without causing the driver to feel uncomfortable.
  • the important target point 93a is an important point when traveling on the ideal travel locus 91 in the shortest time.
  • the loss of driving force and the burden on the wheels 5 are reduced. Can do.
  • the vehicle 1 travels along the ideal travel locus 91, it is possible to improve the fuel efficiency and the safety level when the vehicle travels by passing through the important target point 93a.
  • the ideal travel locus 91 is a travel locus that aims to improve safety performance
  • the vehicle 1 travels along the ideal travel locus 91 by passing the important target point 93a, so that an emergency by expanding the safety margin
  • the avoidance ability can be improved, and a smooth and safe turning can be performed.
  • appropriate traveling control of the vehicle 1 can be performed more reliably.
  • the vehicle control device 2 when the vehicle 1 is guided to the entry target point 93b, the vehicle control device 2 does not reach the entry target point 93b, or passes through the entry target point 93b and from the ideal travel locus 91. When it deviates, the traveling control according to the driving operation of the driver is performed. In such a case, the entry target point 93b may be extracted again. In this case, the entry target point 93b is extracted by the target point extraction unit 83 of the operation plan generation ECU 80 as in the case where the entry target point 93b that the guided vehicle 1 did not reach is extracted. The intersection of the travel path 92 and the ideal travel locus 91 is extracted as the entry target point 93b.
  • the vehicle guidance part 84 will guide the vehicle 1 toward this approach target point 93b.
  • the vehicle guiding unit 84 determines whether or not the route on which the vehicle 1 is traveling is the ideal traveling locus 91. If the traveling route is not the ideal traveling locus 91, the vehicle 1 is ideal.
  • the approach target point 93b may be extracted until the vehicle travels along the travel locus 91, and the vehicle 1 may be guided toward the extracted approach target point 93b with a relatively low degree of influence.
  • the entry target point 93b is extracted as an entry target point 93b, which is an intersection point between the traveling path 92 of the vehicle 1 that is traveling and the ideal travel locus 91.
  • 93b may be extracted by other methods.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of a modified example in the case where an entry target point is extracted.
  • the approach target point 93b may be extracted based on a forward gaze distance that is a distance when the driver gazes ahead while the vehicle 1 is traveling.
  • the driver often watches the position ahead of a predetermined time.
  • the forward gaze distance L L ⁇ t
  • the forward gaze distance L is calculated by multiplying the current vehicle speed V and the predetermined time ⁇ t, and the approach target point 93b is calculated in this way.
  • a point where a perpendicular is drawn from the tip to the ideal travel locus 91 may be set as the entry target point 93b. That is, as shown in FIG. 10, an intersection point between the front end portion 100 of the front gaze distance L and the entry target point 93b in a predetermined range in front of the vehicle 1 may be extracted as the entry target point 93b.
  • the front end portion 100 of the front gazing distance L is a portion that is easy for the driver to watch while the vehicle 1 is traveling, and is easy for the driver himself to make a target in the traveling direction when driving the vehicle 1. For this reason, by extracting the intersection of the front-end
  • the vehicle 1 is provided with eye recognition means such as an eye camera (not shown) that can recognize the driver's line of sight, and a driver gaze model that can estimate the driver's line of sight according to the driving operation of the driver. If it is, the intersection of the line extending in the direction of the driver's line of sight and the ideal travel locus 91 may be extracted as the entry target point 93b.
  • eye recognition means such as an eye camera (not shown) that can recognize the driver's line of sight, and a driver gaze model that can estimate the driver's line of sight according to the driving operation of the driver. If it is, the intersection of the line extending in the direction of the driver's line of sight and the ideal travel locus 91 may be extracted as the entry target point 93b.
  • the driver turns his / her eyes on a target point when the vehicle 1 travels, particularly when traveling toward a curve.
  • the vehicle 1 can be guided without a sense of incongruity and appropriate without giving the driver a sense of incongruity
  • the traveling control of the vehicle 1 can be performed.
  • the guidance target point 93 extracts the important target point 93a and the entry target point 93b, but the guidance target point 93 uses other target points as the guidance target points. You may extract as 93.
  • a plurality of guidance target points 93 are set on the ideal travel locus 91, and if the degree of influence at the time of guiding the vehicle 1 is different among the plurality of guidance target points 93, other than the important target points 93a and the entry target points 93b.
  • the target point may be extracted as the guidance target point 93.
  • the guidance target point 93 may be set in this part. That is, a portion where the driver can easily watch, such as a portion where the curvature changes, can be easily set as a target point when the vehicle 1 is traveling. For this reason, the guidance target point 93 is extracted on the ideal traveling locus 91 set in such an easy-to-gaze portion on the road 90 on which the vehicle 1 is traveling, and the vehicle 1 is guided to the guidance target point 93. Thus, it is possible to guide without a sense of incongruity.
  • the influence is given according to the curvature of the ideal travel locus 91 at the position where the guidance target point 93 is set. It is preferable to vary the degree. That is, it is preferable to increase the forcing force when the vehicle 1 is guided to the guidance target point 93 as the curvature of the ideal travel locus 91 where the guidance target point 93 is set increases.
  • a plurality of guidance target points 93 it is preferable to increase the degree of influence of the guidance target points 93 set in the portion where the curvature of the ideal travel locus 91 changes. That is, when a plurality of guidance target points 93 are extracted, when the vehicle 1 is guided to the guidance target point 93 in which the curvature of the ideal travel locus 91 is set to a change part, such as a part connected to a curve from a straight line of the road 90. It is preferable to make the forcing force relatively high.
  • a portion with a high curvature is more likely to cause skidding when the vehicle 1 is traveling, and the risk of the vehicle 1 is increased. Further, a portion with a changing curvature also changes the behavior of the traveling vehicle 1. Therefore, the degree of danger becomes high. For this reason, the safety
  • the traveling control of the vehicle 1 can be performed more reliably without causing the driver to feel uncomfortable.
  • the road width decreases as the road width of the road 90 on which the vehicle 1 travels decreases. It is preferable to increase the degree of influence of the guidance target point 93 set at a position closer to the center. In this way, when the road width is narrow, by increasing the influence of the guidance target point 93 near the center of the road width, the forcing force when guiding the vehicle 1 is increased, and the road is closer to the center of the road width. Since the vehicle 1 can be guided, the safety when the vehicle 1 is traveling can be further increased.
  • the guidance target point 93 is set on a generally ideal travel locus, such as setting the guidance target point 93 on an out-in-out locus.
  • the vehicle 1 travels, in addition to changes in the curvature and curvature of the curve, the vehicle 1 travels close to the shoulder of the road 90, the road surface freezes, etc.
  • the degree of risk changes depending on the driving state, such as the coefficient ⁇ changes or the proximity of another vehicle such as another vehicle. For this reason, when a high risk state is detected, for example, when another vehicle is detected by the radar 60 or the like, the plurality of guide target points 93 are set to the guide target points 93 set in these high risk portions. It is preferable to lower the degree of importance of the vehicle and reduce the degree of influence when the vehicle 1 is guided to the guidance target point 93.
  • the clutch when the driving force is turned off during wave driving.
  • the drive device 10 is provided with a planetary gear (not shown), by switching the operation of this planetary gear, it is possible to switch between transmission and shutoff of power between the engine 12 and the drive wheel side, When the driving force is turned off during the wave running, the operation of the planetary gear may be switched. In this way, the means for switching between transmission and interruption of power between the engine 12 and the drive wheel side can cut off the rotation of the drive wheel side and the engine 12 when the driving force is turned off during wave running. As long as it is provided, the form is not limited.
  • the stabilizer 40 that connects the left and right suspension units of the vehicle 1 is provided with a stabilizer actuator 45 that can adjust the transmission rate when the vertical movement of the wheel 5 is transmitted between the left and right wheels 5.
  • the vehicle 1 may be guided by adjusting.
  • the stabilizer actuator 45 By controlling the stabilizer actuator 45, the load applied to the left and right wheels 5 and the front and rear wheels 5 can be adjusted, and the turning force of the vehicle 1 with respect to the steering angle changes. It can be turned. As a result, the vehicle 1 can be guided to the guidance target point 93.
  • the ideal travel locus 91 is calculated as a locus that can travel efficiently on the road 90, it may be calculated based on a viewpoint other than efficiency. For example, a travel trajectory with a low degree of danger and capable of safe travel may be calculated as the ideal travel trajectory 91.
  • the target for performing the traveling control of the vehicle 1 in this manner may be calculated other than the trajectory. That is, an area having a predetermined range, not a trajectory represented by a line, may be calculated as a target travel area that is a target travel area when the travel control of the vehicle 1 is performed. In this case, a plurality of guidance target points 93 are set on the target travel area, and the degree of influence in guiding the vehicle 1 is varied. As a result, the vehicle 1 can be guided to the target travel area and travel in the target travel area within a range that does not give the driver a sense of incongruity, and appropriate travel control of the vehicle 1 can be performed.
  • the vehicle control device is useful for a vehicle that can further apply desired travel control to the travel control by the driving operation of the driver, and particularly according to the road on which the vehicle travels. Suitable for vehicles with appropriate control.

Abstract

　運転者に違和感を与えることなく適切な車両１の走行制御を行うために、車両１の走行制御を行う際の目標となる走行軌跡である理想走行軌跡９１を設定し、理想走行軌跡９１上には、走行制御を行う際に車両１を誘導する誘導目標点９３を複数設定し、車両１を誘導目標点９３に誘導する場合には、複数の誘導目標点９３で互いに車両１を誘導する際における影響度を異ならせて誘導する。これにより、理想走行軌跡９１上において重要度が低い部分は誘導目標点９３の影響度を低くして車両１を誘導することにより、強制力が小さい状態での誘導になるため、運転者に違和感を与えることなく誘導することができる。また、理想走行軌跡９１上において重要度が高い部分は誘導目標点９３の影響度を高くして車両１を誘導することにより、大きい強制力で誘導するため、適切な車両１の走行制御を行うことができる。

Description

車両制御装置
　本発明は、車両制御装置に関するものである。
　従来の車両制御装置では、車両の走行時における運転の容易性を向上させたり、運転者による運転操作の負担を軽減したりするために、車両を自動走行させる制御が開発されている。例えば、特許文献１に記載された走行制御計画生成システムでは、車両の走行軌跡や速度パターンを含み、さらに、周囲の車両の走行軌跡を含んで走行計画を行うことにより、自車両の走行方針を満足しつつ、周辺環境の状況変化に柔軟に対応した自動走行を可能としている。
特開２００８－１２９８０４号公報
　しかしながら、このように走行軌跡等に基づいて自動走行の制御を行った場合、車両は運転者の運転操作とは関係なく、生成した走行軌跡に沿って走行をするため、運転者に違和感を与える場合がある。また、車両の自動運転ではなく、運転者の運転操作による走行と、走行軌跡等を生成することにより行う走行計画制御との協調制御を行う場合も、生成する軌跡と運転者の意思とは、必ずしも一致しない場合が多く、このような場合にも、やはり運転者に違和感を与える。このように、走行計画を行って車両の走行制御を行う場合、走行計画による走行軌跡と、運転者の意思とは異なる場合があるため、運転者に違和感を与える場合があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、運転者に違和感を与えることなく適切な車両の走行制御を行うことのできる車両制御装置を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係る車両制御装置は、車両の走行制御を行う際の目標となる走行領域である目標走行領域を設定して前記走行制御を行う車両制御装置において、前記目標走行領域上には、前記走行制御を行う際に前記車両を誘導する目標位置を複数設定し、前記車両を前記目標位置に誘導する場合には、複数の前記目標位置で互いに前記車両を誘導する際における影響度を異ならせて誘導することを特徴とする。ここで、影響度とは、車両の誘導時の目標位置（軌跡）を点に分解した場合の各点の誘導時の重みをいう。
　また、上記車両制御装置において、複数の前記目標位置は、前記車両の操舵の制御を行う場合における前記影響度を異ならせることが好ましい。
　また、上記車両制御装置において、前記目標走行領域は、前記車両が走行する軌跡である目標軌跡として設定し、複数の前記目標位置は、前記目標位置が設定される位置における前記目標軌跡の曲率に応じて前記影響度を異ならせることが好ましい。
　また、上記車両制御装置において、複数の前記目標位置は、運転者が注視している位置に近い部分に設定される前記目標位置の前記影響度を高くすることが好ましい。
　また、上記車両制御装置において、前記目標走行領域は、前記車両が走行する軌跡である目標軌跡として設定し、複数の前記目標位置は、前記目標軌跡の曲率が変化する部分に設定される前記目標位置の前記影響度を高くすることが好ましい。
　また、上記車両制御装置において、複数の前記目標位置は、前記車両の速度が高くなるに従って、前記車両の遠方に設定される前記目標位置の前記影響度を高くすることが好ましい。
　また、上記車両制御装置において、複数の前記目標位置は、前記車両が走行する道路の路幅が狭くなるに従って、前記路幅の中央寄りの位置に設定される前記目標位置の前記影響度を高くすることが好ましい。
　また、上記車両制御装置において、複数の前記目標位置は、危険度が高い部分に設定される前記目標位置の前記影響度を低くすることが好ましい。
　本発明に係る車両制御装置は、運転者に違和感を与えることなく適切な車両の走行制御を行うことができる、という効果を奏する。
図１は、本発明の実施形態に係る車両制御装置が設けられた車両の概略図である。 図２は、図１に示す車両制御装置の要部構成図である。 図３は、車両の走行状態に応じて運転計画を生成する場合における説明図である。 図４は、横滑りに基づいて算出した最高速度についての説明図である。 図５は、アクチュエータの特性に基づいて最高速度の補正を行った速度パターンについての説明図である。 図６は、燃費や乗り心地を考慮して補正を行った速度パターンについての説明図である。 図７は、誘導目標点を抽出する場合における説明図である。 図８－１は、従来の車両制御装置で車両の走行制御を行う場合の概念図である。 図８－２は、図８－１よりも制御限界に近付いた状態を示す説明図である。 図８－３は、従来の車両制御装置での制御時に制御限界上で制御を行っている状態を示す説明図である。 図８－４は、従来の車両制御装置での制御時に制御限界を超えた状態を示す説明図である。 図９－１は、実施形態に係る車両制御装置で車両の走行制御を行う場合の概念図である。 図９－２は、実施形態に係る車両制御装置で制御限界を検出する状態を示す説明図である。 図９－３は、実施形態に係る車両制御装置で制御限界を検出した状態を示す説明図である。 図９－４は、実施形態に係る車両制御装置で制御限界の範囲内で制御を行う状態を示す説明図である。 図１０は、進入目標点を抽出する場合における変形例の説明図である。
　以下に、本発明に係る車両制御装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
　〔実施形態〕
　図１は、本発明の実施形態に係る車両制御装置が設けられた車両の概略図である。実施形態に係る車両制御装置２を備える車両１は、内燃機関であるエンジン１２が動力源として搭載され、エンジン１２の動力によって走行可能になっている。このエンジン１２には変速装置の一例である自動変速機１５が接続されており、エンジン１２が発生した動力は、自動変速機１５に伝達可能になっている。この自動変速機１５は、変速比が異なるギア段を複数有しており、自動変速機１５で変速した動力は動力伝達経路を介して、車両１が有する車輪５のうち駆動輪として設けられる左右の前輪６へ駆動力として伝達されることにより、車両１は走行可能になっている。これらのように、エンジン１２や自動変速機１５等、駆動輪である前輪６に駆動力を伝達可能な装置は、駆動装置１０として設けられている。
　このうち、自動変速機１５には、当該自動変速機１５の出力軸（図示省略）の回転速度を検出することを介して車速を検出可能な車速検出手段である車速センサ１６が設けられている。また、これらのように設けられる駆動装置１０には、係合と解放とを切り替えることにより、エンジン１２で発生した動力の前輪６への伝達と遮断とを切り替えるクラッチ（図示省略）が設けられている。
　また、車両１には、運転者が運転操作をする際に用いるアクセルペダル２０及びブレーキペダル２５が備えられており、さらに、これらのペダルの操作量を検出するアクセル開度センサ２１及びブレーキセンサ２６が設けられている。
　なお、実施形態に係る車両制御装置２を備える車両１は、エンジン１２で発生した動力が前輪６に伝達され、前輪６で駆動力を発生する、いわゆる前輪駆動車となっているが、車両１は、後輪７で駆動力を発生する後輪駆動や、全ての車輪５で駆動力を発生する四輪駆動など、前輪駆動以外の駆動形式であってもよい。また、エンジン１２は、レシプロ式の火花点火内燃機関であってもよく、レシプロ式の圧縮点火内燃機関であってもよい。また、駆動装置１０は、動力源として内燃機関以外を使用してもよく、動力源として電動機を用いる電気式の駆動装置１０や、エンジン１２と電動機との双方を用いるハイブリッド式の駆動装置１０であってもよい。
　前輪６は駆動輪として設けられると同時に操舵輪としても設けられており、このため前輪６は、運転者が運転操作を行う際に用いるハンドル３０によって操舵可能に設けられている。このハンドル３０は、電動パワーステアリング装置であるＥＰＳ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）装置３５に接続されており、ＥＰＳ装置３５を介して、前輪６を操舵可能に設けられている。また、このように設けられるＥＰＳ装置３５には、ハンドル３０の回転角度である舵角を検出する舵角検出手段である舵角センサ３６が設けられている。さらに、前輪６の操舵は、車速と舵角とに応じてステアリングのギア比を変更することができるギア比可変ステアリングであるＶＧＲＳ（Ｖａｒｉａｂｌｅ　Ｇｅａｒ　Ｒａｔｉｏ　Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）により、操舵可能に設けられている。
　また、各車輪５の近傍には、油圧によって作動するホイールシリンダ５１と、このホイールシリンダ５１と組みになって設けられると共に車輪５の回転時には車輪５と一体となって回転するブレーキディスク５２とが設けられている。さらに、車両１には、ホイールシリンダ５１と油圧経路５３によって接続され、ブレーキ操作時に、ホイールシリンダ５１に作用させる油圧を制御するブレーキ油圧制御装置５０が設けられている。このブレーキ油圧制御装置５０は、各車輪５の近傍に設けられる各ホイールシリンダ５１に対して、それぞれ独立して油圧の制御が可能に設けられている。これによりブレーキ油圧制御装置５０は、複数の車輪５の制動力をそれぞれ独立して制御可能に設けられている。
　また、車両１の前端には、前方を走行する他の車両１との車間距離を検出する車間距離検出手段であるレーダー６０と、車両１の前方の状態を撮像する撮像手段であるＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）カメラ６１と、が設けられている。また、車両１には、カーナビゲーションシステム６５が設けられている。このカーナビゲーションシステム６５は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）と、カーナビゲーションシステム６５の記憶部（図示省略）に記憶された地図情報とを用いることにより、現在の自車の位置と、周辺の道路状況を運転者が認識することができる装置となっている。
　図２は、図１に示す車両制御装置の要部構成図である。これらのように設けられる車両１の各構成装置のうち、駆動装置１０を構成するエンジン１２や自動変速機１５、ＥＰＳ装置３５、ブレーキ油圧制御装置５０は、車両１に搭載されると共に車両１の運動制御を行う運動制御ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）７０に接続されており、この運動制御ＥＣＵ７０により制御されて作動する。また、この運動制御ＥＣＵ７０には、アクセル開度センサ２１やブレーキセンサ２６、車速センサ１６が接続されており、これらのアクセル開度センサ２１やブレーキセンサ２６、車速センサ１６は、アクセルペダル２０やブレーキペダル２５の開度、車速を検出して運動制御ＥＣＵ７０に伝達する。
　また、レーダー６０、ＣＣＤカメラ６１、カーナビゲーションシステム６５は、車両１の走行時における運転計画を生成する運転計画生成ＥＣＵ８０に接続されており、各装置で取得した情報は、運転計画生成ＥＣＵ８０に伝達される。また、これらの運動制御ＥＣＵ７０と運転計画生成ＥＣＵ８０とは、互いに接続され、情報や信号のやり取りが可能になっている。これらの運動制御ＥＣＵ７０及び運転計画生成ＥＣＵ８０のハード構成は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等を有する処理部や、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶部等を備えた公知の構成であるため、説明は省略する。
　これらのＥＣＵのうち、運動制御ＥＣＵ７０は、エンジン１２の運転制御を行うエンジン制御部７１と、ブレーキ油圧制御装置５０を制御することにより制動力の制御を行うブレーキ制御部７２と、ＥＰＳ装置３５の制御を行う舵角制御部７３と、車速と舵角とに応じて舵角に対する前輪６の操舵の比率を調節することにより、ＶＧＲＳの制御を行うＶＧＲＳ制御部７４と、を有している。
　また、運転計画生成ＥＣＵ８０は、車両１が走行する道路の形状を取得する道路形状取得部８１と、道路形状取得部８１で取得した道路を走行する場合における走行軌跡を演算する走行軌跡演算部８２と、走行軌跡演算部８２で算出した走行軌跡に沿って車両１を走行させる場合において車両１を誘導する目標点を抽出する目標点抽出部８３と、目標点抽出部８３で抽出した目標点に車両１を誘導する制御を行う車両誘導部８４と、を有している。
　この実施形態に係る車両制御装置２は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。車両１の通常の走行時は、運転者がハンドル３０やアクセルペダル２０、ブレーキペダル２５を操作することにより、車両１は運転者の運転操作に応じて走行をする。また、この車両１の通常の走行時は、駆動装置１０に設けられているクラッチは係合しており、エンジン１２で発生した動力を駆動輪に対して伝達可能な状態になっている。
　また、この実施形態に係る車両制御装置２は、切替スイッチ（図示省略）を切り替える等、運転者の意思に基づいて必要に応じて運転者による運転の支援を行い、より理想的な走行軌跡で車両１を走行させることが可能に設けられている。即ち、運転支援制御を行うことが可能に設けられており、この運転支援制御を行う場合には、車両１の走行状態に応じた最適な走行軌跡を生成するなどの運転計画を生成し、この運転計画に基づいて車両１を走行させる制御と、運転者の運転操作による走行制御との協調制御を行うことにより、車両１の走行制御を行う。
　図３は、車両の走行状態に応じて運転計画を生成する場合における説明図である。車両１の走行時における運転計画を生成して車両１の走行制御を行う場合における制御の手順の概略について説明をすると、まず、道路線形認識を行う（ステップＳＴ１０１）。この道路の線形認識は、ＣＣＤカメラ６１によって撮影した車両１の前方の画像情報や、カーナビゲーションシステム６５で用いられる地図情報より、車両１が走行している道路の形状を、運転計画生成ＥＣＵ８０が有する道路形状取得部８１で取得する。
　次に、理想走行軌跡と速度とを演算する（ステップＳＴ１０２）。この演算は、予め設定されて運転計画生成ＥＣＵ８０の記憶部に記憶されている最短走行軌跡最適化アルゴリズムを用いて、運転計画生成ＥＣＵ８０が有する走行軌跡演算部８２で演算する。この最短走行軌跡最適化アルゴリズムでは、まず、道路形状取得部８１で取得した道路形状より、この道路を走行する際に、極力加減速を低減して、効率良く走行することのできる走行ラインである理想走行軌跡を算出する。例えば、道路にカーブがある場合には、カーブの位置における理想走行軌跡は、カーブを走行する場合において一般的に理想とされる走行軌跡であるアウトインアウトの軌跡に基づいて、理想走行軌跡を算出する。また、理想走行軌跡を算出する道路にカーブが複数含まれている場合には、複数のカーブを総合的に考慮して、この複数のカーブを効率良く走行できる理想走行軌跡を算出する。このようにして算出する理想走行軌跡は、車両１の走行制御を行う際の目標となる走行領域である目標走行領域となっており、車両１が走行する軌跡である目標軌跡として設定される。
　なお、理想走行軌跡は、カーブを走行する場合でもアウトインアウト以外の軌跡であってもよく、例えば、車線の中央を維持する軌跡であってもよい。理想走行軌跡は、車両１が現在走行している道路や、その他の状況に応じて適切な軌跡を適宜算出するのが好ましい。
　理想走行軌跡を算出したら、次に、この理想走行軌跡中のカーブの曲率を算出し、路面の摩擦係数μ等を考慮して、車輪５の摩擦力が、前後左右の摩擦力の合力の限界を示す円である摩擦円の範囲内になるように、速度の上限値を設定する。車輪５の摩擦力は、道路の曲率が高くなるに従って横方向の摩擦力が大きくなり易く、摩擦円の限界を超え易くなるため、カーブを走行する際の速度の上限値、つまり、カーブでの最高速度は、カーブの曲率が高い部分ほど、上限速度を制限する。換言すると、カーブの曲率が高い場合には摩擦円の限界を超え易くなり、横滑りが発生し易くなるため、カーブでも横滑りが発生しないように、理想走行軌跡上の各地点での最高速度を設定する。
　図４は、横滑りに基づいて算出した最高速度についての説明図である。このように最高速度を設定する場合は、例えば、理想走行軌跡を一定の微小間隔（距離）に分割し、この理想走行軌跡に沿って走行した際に、横滑りが発生することなく走行できる最高速度を、微小間隔ごとに算出する。ここで、車両１の走行状態に応じた最高速度を算出する場合には、車両１の速度をＶとし、車両１の最高速度をＶ２とし、車両１の横加速度をＡｙとし、重力加速度をｇとし、車輪５と路面との摩擦係数をμとし、車両１の旋回時の半径をＲとした場合において、車両１の走行制御力学の分野で一般的に用いられる運動方程式である下記の式（１）を用いて算出する。理想走行軌跡に沿って走行した場合における最高速度を算出する場合には、この式（１）を用いて微小間隔ごとに算出する。
Ｖ２＝Ａｙ×Ｒ＝μ×ｇ×Ｒ・・・（１）
　このように、理想走行軌跡に沿って走行した場合における最高速度を算出する場合は、走行中の道路の進行方向における所定の距離、または、車速に応じた距離分、算出する。このため、この距離内の道路にカーブが複数存在する場合には、この複数のカーブを含めて、理想走行軌跡に沿って走行した場合における最高速度を算出する。このように算出した最高速度は、道路上における現在の位置を基準とする進行方向への走行距離と、走行距離ごとの地点における最高速度との関係として示される。車両１の走行中は、道路上における位置は、車両１が移動することによって変化するため、この現在の位置を基準とする走行距離と最高速度との関係も、適宜更新される。
　なお、走行軌跡演算部８２で最高速度を算出する際に用いる路面の摩擦係数μは、車輪５に駆動力や制動力を付与した場合における車輪５のスリップ率を車速センサ１６や、各車輪５の回転速度を検出する車輪速センサ（図示省略）等に基づいて算出し、さらに現在走行をしている路面の摩擦係数μを、このスリップ率に基づいて算出して運転計画生成ＥＣＵ８０の記憶部で記憶する。曲率を算出した道路を走行する際における最高速度を算出する場合には、この路面の摩擦係数μを用いて算出し、走行時における最高速度を設定する。
　図５は、アクチュエータの特性に基づいて最高速度の補正を行った速度パターンについての説明図である。次に、車両１の走行時における駆動力や制動力を発生し、これらの力の大きさを調節するアクチュエータとして設けられているエンジン１２や自動変速機１５、ブレーキ等を制御することによって実現可能な速度パターンを設定する。つまり、車両１を走行させる際のアクチュエータとして設けられるエンジン１２等を制御することにより、実際に発生させることのできる加速度や減速度の最大値に基づいて、横滑りに基づいて算出した最高速度の補正を行う。これにより、理想走行軌跡の走行時に横滑りが発生することなく、実施形態に係る車両制御装置２を備える車両１で実現可能な最高速度を、走行軌跡演算部８２で算出する。
　このように実現可能な最高速度を算出する際に用いられる加速度や減速度は、アクチュエータを作動させた際におけるアクチュエータの性能による加速度や減速度の最大値、及び路面の摩擦係数μに対する加速度や減速度の最大値が予め運転計画生成ＥＣＵ８０の記憶部に記憶されている。走行軌跡演算部８２は、理想走行軌跡の走行時における各部分での走行状態や路面の摩擦係数μに対する加速度や減速度の最大値を運転計画生成ＥＣＵ８０の記憶部より取得し、取得した加速度や減速度の最大値に基づいて最高速度の補正を行い、実現可能な速度パターンを算出する。
　図６は、燃費や乗り心地を考慮して補正を行った速度パターンについての説明図である。なお、このようにアクチュエータで実現可能な速度パターンを算出することにより、本実施形態に係る車両制御装置２を備える車両１で理想走行軌跡を走行する際に実現可能な速度パターンを得ることができるが、燃費の向上を図る場合には、このアクチュエータで実現可能な速度パターンをさらに補正してもよい。例えば、図６に示すように、理想走行軌跡で走行する際に速度変化が少なくするような速度パターンを算出し、この速度パターンに基づいて車両１の走行制御を行ってもよい。この場合、駆動力のＯＮとＯＦＦとを繰り返す走行制御である波状走行で理想走行軌跡を走行する際における速度パターンを算出する。
　次に、演算結果の軌跡上で誘導目標点を抽出する（ステップＳＴ１０３）。ここで、誘導目標点とは、車両１の走行制御を行う際に車両１を誘導する目標位置として設定される点である。即ち、誘導目標点は、理想走行軌跡上に位置し、車両１を理想走行軌跡に沿って走行させることを目的として車両１を誘導させる場合における目標となる点となっている。また、誘導目標点は、誘導目標点の重要度を異ならせ、車両１を誘導目標点に誘導する際における影響度を異ならせて、理想走行軌跡上に複数設定する。理想走行軌跡と速度パターンを算出したら、次に、運転計画生成ＥＣＵ８０が有する目標点抽出部８３で、この誘導目標点を抽出する。なお、ここで影響度とは、車両１を誘導目標点に誘導する際における各点の誘導時の重みをいう。また、目標位置と自車両の位置関係に応じて定まる影響度は、当該目標位置に付与されていてもよい。
　図７は、誘導目標点を抽出する場合における説明図である。誘導目標点を抽出する場合は、まず道路を所定のルールに従って道路を分割する。道路を分割して誘導目標点を抽出する場合の一例として、図７を用いて説明すると、図７に示すように、カーブの角度が１８０°以上である場合には、カーブを９０°毎に分割して、道路９０を２つのブロックに分ける。
　道路９０を分割したら、まず、複数の誘導目標点９３のうち、重要な誘導目標点９３である重要目標点９３ａを抽出する。この重要目標点９３ａは、誘導目標点９３を抽出する道路９０の最短時間での走行を実現する力学モデルを解くと得られる点であり、理想走行軌跡９１上に位置し、理想走行軌跡９１を最短時間で走行する場合に重要となる点である。このため、理想走行軌跡９１を算出した道路が、図７のようなカーブの場合は、理想走行軌跡９１はアウトインアウトの走行軌跡になるので、重要目標点９３ａは、このようにアウトインアウトの軌跡で走行を行う場合において重要な部分である、イン側の部分に設定される。
　この重要目標点９３ａは、このように理想走行軌跡９１を最短時間で走行する場合に重要な点であり、運動エネルギの不必要な消費を抑制し、効率よく車両１を旋回させる際に重要となる理想走行軌跡９１上の点となっている。従って、理想走行軌跡９１に沿って車両１を走行させる場合には、重要目標点９３ａを通過させることにより、車輪５への負担の軽減と、理想走行軌跡９１を導出した道路９０を短時間で通過させることとを、両立することができる。
　また、重要目標点９３ａを通過させた場合は、このように車輪５への負担を軽減することができるため、車両１が理想走行軌跡９１に沿って走行する場合には、この重要目標点９３ａを通過させることにより、車両１の走行時における安全度が最大化する。これらのため、複数の誘導目標点９３のうちの１つの誘導目標点９３である重要目標点９３ａは、車両１を誘導する際における影響度を、他の誘導目標点９３よりも高くして設定する。
　重要目標点９３ａについて具体的に説明すると、車両１の減速時は、重心が前方に移動して前輪６の面圧が高くなるため、旋回性能が高くなり、加速時には重心が後方に移動して前輪６の面圧が低くなるため、旋回性能は低減する。このため、例えば、カーブが図７に示すような単独のカーブの場合には、カーブから抜け出る際に、直線的、或いは大きな曲率で抜け出ることを可能とするために、カーブの後半側におけるカーブの内側寄りの部分が、重要目標点９３ａになる。図７に示すようなカーブを走行する場合には、この重要目標点９３ａを通過することにより、短時間で、且つ、安全度が最大化した状態で走行することができる。
　このように、誘導目標点９３のうち、重要目標点９３ａを抽出したら、次に、重要目標点９３ａ以外の誘導目標点９３を抽出する。この重要目標点９３ａ以外の誘導目標点９３を抽出する場合には、車両１を重要目標点９３ａに誘導し易くなる点を抽出する。例えば、図７に示すようなカーブを走行する場合において、重要目標点９３ａがアウトインアウトの走行軌跡上のイン側の部分に設定された場合には、車両１を重要目標点９３ａに誘導し易くなる他の誘導目標点９３である進入目標点９３ｂは、重要目標点９３ａが見える手前から重要目標点９３ａへの進入軌跡上に位置させるのが好ましい。このため、進入目標点９３ｂは、車両１の走行方向における重要目標点９３ａの手前側の、アウトインアウトの走行軌跡上のアウト側の部分に設定する。即ち、進入目標点９３ｂは、アウトインアウトの走行軌跡で設定された理想走行軌跡９１上における、重要目標点９３ａの手前側に設定する点として抽出する。
　この進入目標点９３ｂを抽出する場合には、例えば、走行中の車両１の進行経路９２と理想走行軌跡９１との交点を進入目標点９３ｂとして抽出する。このように進入目標点９３ｂを抽出する場合において、走行中の車両１の進行経路９２を求める場合は、まず、車両１のヨーレートをγとし、現在の車速をＶとし、操舵角をδとし、車両１のスタビリティファクタをｋｈとし、ステアリングギア比をＮとし、ホイールベースをＩとした場合における下記の式（２）によって、車両１のヨーレートγを算出する。
γ＝Ｖδ／（（１＋ｋｈＶ２）×ＮＩ）・・・（２）
　次に、算出したヨーレートγを用いて、時間をｔとし、時間ｔにおける車両１の位置（Ｘ、Ｙ）を計算する時の計算開始時点での車両１の方位角をθとした場合における下記の式（３）によって、経過時間に対する車両１の位置（Ｘ、Ｙ）を算出する。
（Ｘ、Ｙ）＝（∫Ｖｃｏｓ（γｔ＋θ）ｄｔ、∫Ｖｓｉｎ（γｔ＋θ）ｄｔ）・・（３）
　これにより、現在の走行状態で走行を継続する場合における、経過時間に対する車両１の位置（Ｘ、Ｙ）を算出することができるので、この経過時間に対する車両１の位置（Ｘ、Ｙ）で示すことのできる車両１の進行経路９２と、理想走行軌跡９１とが交差する部分を、進入目標点９３ｂとして抽出する。
　目標点抽出部８３で誘導目標点９３を抽出したら、次に、誘導目標点９３に向けて車両１を誘導する（ステップＳＴ１０４）。この車両１の誘導は、運転計画生成ＥＣＵ８０が有する車両誘導部８４で行う。車両誘導部８４で車両１の誘導を行う場合には、現時点での車両１の位置（Ｘ、Ｙ）と、誘導目標点９３との差を求め、その差分が零になるように、運転者の運転操作による走行制御に加え、運動制御ＥＣＵ７０で車両１の各部の制御を行う。
　この制御について具体的に説明すると、まず、複数の誘導目標点９３のうち、車両１の走行方向における手前側に位置する誘導目標点９３である進入目標点９３ｂと現在の車両１の位置との差を、車両誘導部８４で求める。次に、車両誘導部８４は、その差を小さくできる車速や操舵角を求め、運転者の運転操作によって発生する駆動力による車速や、運転者の運転操作による操舵角と比較する。この比較により、現在の車両１の位置と進入目標点９３ｂとの差を小さくできる車速や操舵角になるように、運転者の運転操作による制御量に加える制御量を算出する。加える制御量を算出したら、車両誘導部８４は、この制御量を、運動制御ＥＣＵ７０に伝達する。
　運動制御ＥＣＵ７０は、車両誘導部８４から伝達された制御量に基づいて車両１の各部を制御することにより、運転者の運転操作に基づく制御量に、所定の制御量を加える制御を行う。この場合、運転者に与える違和感を極力低減するように制御する。この制御では、車速については、運転者が運転操作によって想定している速度以上の速度にはならないようにし、運転者の運転操作による車速が、現在の車両１の位置と方位角、及び理想走行軌跡９１の速度パターンにおける進入目標点９３ｂでの速度とを総合して判断した場合に、現在の車両１の位置と進入目標点９３ｂとの差を小さくすることができる車速よりも高い場合に、駆動力を低減する。この場合、運動制御ＥＣＵ７０が有するエンジン制御部７１でエンジン１２を制御することによってエンジン１２で発生する動力を低減させたり、運動制御ＥＣＵ７０が有するブレーキ制御部７２でブレーキ油圧制御装置５０を制御することによって制動力を発生させたりすることにより、運転者に違和感を与えない程度に駆動力を低減し、車速を低下させる。なお、駆動装置１０が、エンジン１２と電動機との双方を用いるハイブリッド式の駆動装置１０であり、減速時には回生制動が可能な場合には、車速を調節する際に、回生制動を使用して調節してもよい。
　また、運転者の運転操作による操舵角が、現在の車両１の位置と進入目標点９３ｂとの差を小さくできる操舵角とは異なっている場合には、操舵角を調節するように運転者に促したり、ＶＧＲＳを制御したりする。例えば、操舵角を調節するように運転者に促す場合は、運動制御ＥＣＵ７０が有する舵角制御部７３でＶＧＲＳ制御部７４を制御して、操舵角を変化させたい方向になる様、ＶＧＲＳを制御することにより、操舵角を現在の操舵角から変化させるように、ハンドル３０を介して運転者に促す。これにより運転者は、回転トルクが付与された方向にハンドル操作を行うため、実際の操舵角が、現在の車両１の位置と進入目標点９３ｂとの差を小さくできる操舵角に近くなる。
　このように、運動制御ＥＣＵ７０で車両１の各部を制御した場合、車両１は駆動力が制御されたり、運転者が運転操作を促されたりすることによって、現在の位置と進入目標点９３ｂとの差分が零に近付く方向に走行し、進入目標点９３ｂに誘導される。この誘導により、車両１が進入目標点９３ｂに到達した場合には、車両１は理想走行軌跡９１上に到達したことになる。この理想走行軌跡９１は、走行中の道路９０を効率良く走行することができる軌跡であり、換言すると、走行中の道路９０を走行し易い走行軌跡になっている。このため、車両１が理想走行軌跡９１上に到達した場合は、運転者は理想走行軌跡９１上の走行を維持しようとする運転操作を行う可能性が高くなり、車両１は理想走行軌跡９１上を走行する可能性が高くなる。
　車両１がこのように理想走行軌跡９１上を走行する場合には、運動制御ＥＣＵ７０は、運転計画生成ＥＣＵ８０で算出した速度パターンに基づいて車両１の走行制御を行う。即ち、車両１を進入目標点９３ｂに誘導する場合と同様に、エンジン制御部７１でエンジン１２を制御したり、ブレーキ制御部７２でブレーキ油圧制御装置５０を制御したりすることにより走行制御を行う。
　車両１が進入目標点９３ｂに到達した場合は、車両１は理想走行軌跡９１に沿って走行し易くなるが、進入目標点９３ｂに到達しなかったり、進入目標点９３ｂを通り過ぎたりすることにより理想走行軌跡９１に沿って走行しない場合は、必要以上に車両１の誘導制御は行わず、運転者の運転操作に応じた走行制御を行う。
　車両１が進入目標点９３ｂに到達し、理想走行軌跡９１に沿って走行し続けた場合や、理想走行軌跡９１以外の走行経路を走行することにより、車両１が重要目標点９３ａに近付いた場合は、車両誘導部８４は、車両１を重要目標点９３ａに誘導する制御を行う。この場合、重要目標点９３ａに対しては、進入目標点９３ｂに誘導する場合よりも、車両１の操舵の制御や車速の制御を行う場合における影響度を高くすることにより、より確実に車両１が通過するようにする。
　具体的に説明すると、車両１が理想走行軌跡９１に沿って走行することにより、運転者による運転操作によって車両１が重要目標点９３ａに向かう場合には、車両誘導部８４は運転者の運転操作による走行制御に対して、車両１を誘導するために別途制御量を加える制御は行わない。このため、車両１は、運転者の運転操作に基づいた走行を行い、この運転操作によって理想走行軌跡９１に沿って走行をした場合には、その走行状態を維持し続ける。
　これに対し、車両１が理想走行軌跡９１に沿って走行しておらず、重要目標点９３ａに向かっていない場合には、現時点での車両１の位置と重要目標点９３ａとの差分が零になるように、運転者の運転操作による走行制御に、運動制御ＥＣＵ７０での車両１の各部の制御を加える。この制御は、進入目標点９３ｂに対して車両１を誘導する場合と同様に、運動制御ＥＣＵ７０でエンジン１２やＥＰＳ装置３５を制御することにより、車両１を重要目標点９３ａに誘導するが、この場合は、車両１を進入目標点９３ｂに誘導する場合よりも、現時点での車両１の位置と重要目標点９３ａとの差分が、より確実に零になるように制御を行う。
　例えば、車速が、現時点での車両１の位置と重要目標点９３ａとの差分を零にするのに適した速度よりも速い場合には、エンジン１２で発生する動力を低下させたり、ブレーキ油圧制御装置５０を制御することによって制動力を発生させたりするが、その場合における制御量の上限を、進入目標点９３ｂに誘導する場合よりも大きくする。
　また、運転者の運転操作による操舵角が、現時点での車両１の位置と重要目標点９３ａとの差分を零にするのに適した操舵角と異なっている場合には、ＥＰＳ装置３５からハンドル３０に回転トルクを付与することによって、操舵角を変化させるように運転者に促したりするが、その場合における制御量の上限を、進入目標点９３ｂに誘導する場合よりも大きくする。
　つまり、車両１を重要目標点９３ａに誘導する場合には、車両１を重要目標点９３ａ以外の誘導目標点９３に誘導する場合よりも、運転操作による走行制御に加える制御量の上限を大きくすることにより、車両１の実際の走行制御が、運転操作による走行制御から乖離する許容量を大きくしたり、運転者に走行制御を変えるように促す量を増加させたりする。これにより、車両１は、車両１を重要目標点９３ａ以外の誘導目標点９３に誘導する場合よりも、運転者の意思に関わらず重要目標点９３ａに向かい易くなり、重要目標点９３ａを通過し易くなる。
　図８－１は、従来の車両制御装置で車両の走行制御を行う場合の概念図である。図８－２は、図８－１よりも制御限界に近付いた状態を示す説明図である。図８－３は、従来の車両制御装置での制御時に制御限界上で制御を行っている状態を示す説明図である。図８－４は、従来の車両制御装置での制御時に制御限界を超えた状態を示す説明図である。次に、従来の車両制御装置での車両１の走行制御と、実施形態に係る車両制御装置２での車両１の走行制御との違いについて説明する。従来の車両制御装置による車両１の走行制御を、図８－１～図８－４に示すように、車両１の挙動９５を球で示し、制御範囲９６を半球で示し、制御限界９７を半球の縁部とした場合における概念図で説明すると、通常の走行状態の場合は、車両１の挙動９５が制御範囲９６の内側に位置するように制御する（図８－１）。この状態で、例えば車両１がカーブを走行する場合には、車輪５への負荷が大きくなり、車両１の挙動９５は制御限界９７に近付く（図８－２）。
　ここで、例えば、カーブの曲率が大きくなるなど、車輪５への負荷がより大きくなる状況の場合には、制御限界９７は低くなり、車両１の挙動９５は制御限界９７に到達し易くなる（図８－３）。従来の車両制御装置による車両１の走行制御では、車両１の現在の走行状態に応じて走行制御を行うので、このように車両１の挙動９５が制御限界９７に到達した場合、車両１は挙動９５の制御に余裕が無い状態になっている。このため、車両１の挙動９５は制御限界９７を超え、制御が破綻し易くなる（図８－４）。
　図９－１は、実施形態に係る車両制御装置で車両の走行制御を行う場合の概念図である。図９－２は、実施形態に係る車両制御装置で制御限界を検出する状態を示す説明図である。図９－３は、実施形態に係る車両制御装置で制御限界を検出した状態を示す説明図である。図９－４は、実施形態に係る車両制御装置で制御限界の範囲内で制御を行う状態を示す説明図である。従来の車両制御装置での車両１の走行制御に対し、実施形態に係る車両制御装置２での車両１の走行制御では、通常の走行状態の場合は、重要目標点９３ａ以外の誘導目標点９３に車両１を誘導することにより、車両１の挙動９５が制御範囲９６の内側に位置するように制御する（図９－１）。通常の走行状態の場合は、このように車両１の挙動９５が制御範囲９６の内側の位置するように制御するが、この場合でも、重要目標点９３ａを抽出することにより、制御限界９７を検出する（図９－２）。
　車両１が重要目標点９３ａの付近を走行する場合は、車両１を強制的に重要目標点９３ａに誘導するが、重要目標点９３ａは、車両１の安全性を向上させることのできる誘導目標点９３になっている。即ち、重要目標点９３ａは、車両１の走行時における安全度を向上させることができる誘導目標点９３になっており、制御限界９７が低い走行状態が存在する場合でも、この重要目標点９３ａに車両１を誘導することにより、車両１の挙動９５は制御限界９７に近付き難くなる（図９－３）。
　車両１の走行制御時に、制御限界９７が低い走行状態が存在する場合でも、このように車両１を重要目標点９３ａに誘導することにより、車両１の挙動９５が制御限界９７に近付くことを抑制でき、車両１の挙動９５を大きく乱すことなく、通常の制御状態に戻すことができる（図９－４）。
　以上の車両制御装置２は、理想走行軌跡９１上に複数の誘導目標点９３を設定し、車両１を理想走行軌跡９１に沿って走行させる場合には、完全に理想走行軌跡９１に沿わせる走行制御は行わず、車両１を誘導目標点９３に誘導するのみであるので、運転者に違和感を与えることなく、車両１を所望の走行状態に近付けることができる。この結果、運転者に違和感を与えることなく適切な車両１の走行制御を行うことができる。
　また、理想走行軌跡９１上に設定する誘導目標点９３は複数設定し、複数の誘導目標点９３である重要目標点９３ａと進入目標点９３ｂとで、車両１を誘導する際における影響度を異ならせている。このうち、進入目標点９３ｂは、車両１を誘導する際における影響度が低いため、進入目標点９３ｂに誘導する際の走行経路が運転者の意思とは異なる場合でも、強制的な誘導は行わず、進入目標点９３ｂを通過しない走行も許容して走行制御を行う。これに対し、重要目標点９３ａに車両１を誘導する場合には、誘導する際における影響度が高いため、進入目標点９３ｂに誘導する場合よりも強制的に誘導する。このように車両１を重要目標点９３ａに誘導し、車両１が重要目標点９３ａを通過して走行する場合は、車両１は理想走行軌跡９１に沿って走行することになるため、走行中の道路９０を通過する場合における理想的な走行軌跡で走行することができる。これらの結果、運転者に違和感を与えることなく適切な車両１の走行制御を行うことができる。
　また、重要目標点９３ａは、車両１の操舵の制御を行う場合における影響度を進入目標点９３ｂよりも高くするので、車両１が重要目標点９３ａの付近を走行する場合に、より確実に理想走行軌跡９１に沿って走行させることができる。また、この重要目標点９３ａは、車両１が走行中の道路９０を効率よく走行する際に重要な点となっているため、運転者が重要目標点９３ａ付近を通過する場合には、運転者は重要目標点９３ａを注視して自らの意思で重要目標点９３ａに向かい易くなっており、運転者が重要目標点９３ａに向かう運転操作を行っていない場合に強制的に誘導しても、運転者は違和感を覚え難くなっている。従って、車両１が重要目標点９３ａを通過する場合には、道路９０を効率よく走行することができ、車輪５への負担や駆動力のロスを低減することができるため、車両１の操舵の制御を行う場合における影響度を高くして重要目標点９３ａに誘導しても、運転者は快適な運転を行うことができる。この結果、運転者に違和感を与えることなく適切な車両１の走行制御を行うことができる。
　また、進入目標点９３ｂは、車両１を重要目標点９３ａに誘導する際に誘導し易くなる誘導目標点９３になっており、また、進入目標点９３ｂは、道路９０を効率よく走行する際に重要な点であり、運転者が注視し易くなっているため、重要目標点９３ａと同様に車両１を進入目標点９３ｂに誘導しても、運転者は違和感を覚え難くなっている。このため、進入目標点９３ｂを抽出して車両１を進入目標点９３ｂに誘導することにより、より容易に車両１を重要目標点９３ａに誘導することができる。また、この進入目標点９３ｂは、車両１を重要目標点９３ａに誘導するための準備の点であり、重要目標点９３ａよりも重要度が低いため、運転者が進入目標点９３ｂから外れる運転操作を行っている場合でも、車両１を強制的に進入目標点９３ｂには誘導しない。このため、運転者が違和感を覚えることを抑制できる。この結果、より確実に、運転者に違和感を与えることなく適切な車両１の走行制御を行うことができる。
　また、重要目標点９３ａは、理想走行軌跡９１を最短時間で走行する場合に重要な点であり、重要目標点９３ａを通過させることにより、駆動力のロスや車輪５への負担を軽減することができる。このため、車両１が理想走行軌跡９１に沿って走行する場合には、この重要目標点９３ａを通過することにより、燃費の向上や車両走行時の安全度の向上を図ることができる。特に、理想走行軌跡９１が、安全性能向上を狙った走行軌跡である場合には、車両１に重要目標点９３ａを通過させて理想走行軌跡９１に沿って走行させることにより、安全余裕拡大による緊急回避能力を向上させることができ、また、スムーズで安心感のある旋回を行うことができる。これらの結果、より確実に、適切な車両１の走行制御を行うことができる。
　なお、実施形態に係る車両制御装置２では、車両１を進入目標点９３ｂに誘導した際に、進入目標点９３ｂに到達しなかった場合や、進入目標点９３ｂを通過して理想走行軌跡９１から外れた場合には、運転者の運転操作に応じた走行制御を行っているが、このような場合には、再び進入目標点９３ｂを抽出してもよい。この場合における進入目標点９３ｂの抽出は、誘導した車両１が到達しなかった進入目標点９３ｂを抽出した場合と同様に、運転計画生成ＥＣＵ８０が有する目標点抽出部８３で、走行中の車両１の進行経路９２と理想走行軌跡９１との交点を進入目標点９３ｂとして抽出する。このように、再び進入目標点９３ｂを抽出したら、車両誘導部８４で、車両１をこの進入目標点９３ｂに向けて誘導する。これらのように、車両１が走行している経路が理想走行軌跡９１であるか否かを車両誘導部８４で判定し、走行中の経路が理想走行軌跡９１ではない場合は、車両１が理想走行軌跡９１に沿って走行するまで、進入目標点９３ｂを抽出し、抽出した進入目標点９３ｂに向けて、比較的低い影響度で車両１を誘導してもよい。
　また、実施形態に係る車両制御装置２では、進入目標点９３ｂは、走行中の車両１の進行経路９２と理想走行軌跡９１との交点を進入目標点９３ｂとして抽出しているが、進入目標点９３ｂは、これ以外の手法で抽出してもよい。図１０は、進入目標点を抽出する場合における変形例の説明図である。進入目標点９３ｂは、例えば、車両１の走行中に運転者が前方を注視する場合における距離である前方注視距離に基づいて抽出してもよい。ここで、一般的に運転者は、所定時間先の位置を注視する場合が多いので、前方注視距離は、前方注視距離をＬとし、車速をＶとし、所定時間をΔｔとした場合、前方注視距離Ｌ＝ＶΔｔで示すことができる。所定時間Δｔは、予め設定することができるので、前方注視距離Ｌは、現在の車速Ｖと所定時間Δｔとを乗じることによって算出し、進入目標点９３ｂは、このように算出した前方注視距離Ｌとし、その先端から理想走行軌跡９１に垂線を下ろした点を進入目標点９３ｂとしてもよい。つまり、図１０に示すように、車両１前方の所定の範囲における前方注視距離Ｌの先端部１００と進入目標点９３ｂとの交点を、進入目標点９３ｂとして抽出してもよい。
　前方注視距離Ｌの先端部１００は、車両１の走行時に運転者が注視し易く、車両１の運転操作をする際に運転者自身が進行方向の目標にし易い部分になっている。このため、この前方注視距離Ｌの先端部１００と理想走行軌跡９１との交点を進入目標点９３ｂとして抽出し、車両１を、このように抽出した進入目標点９３ｂに誘導することにより、違和感なく、車両１を理想走行軌跡９１に誘導することができる。これにより、運転者に違和感を与えることなく適切な車両１の走行制御を行うことができる。
　また、車両１に運転者の目線を認識することのできるアイカメラ（図示省略）や、運転者の運転操作に応じて運転者の目線を推定可能な運転者注視モデル等の目線認識手段が設けられている場合には、運転者の目線の方向に伸ばした線と理想走行軌跡９１との交点を進入目標点９３ｂとして抽出してもよい。一般的に運転者は、車両の走行時、特にカーブに向かっていく場合には、車両１を進行させる際における目標点に目線を向ける。従って、運転者の目線の方向と理想走行軌跡９１との交点を進入目標点９３ｂとして抽出して車両１を誘導することにより、違和感なく誘導することができ、運転者に違和感を与えることなく適切な車両１の走行制御を行うことができる。
　また、実施形態に係る車両制御装置２では、誘導目標点９３は、重要目標点９３ａと進入目標点９３ｂとを抽出しているが、誘導目標点９３は、これら以外の目標点を誘導目標点９３として抽出してもよい。誘導目標点９３は、理想走行軌跡９１上に複数設定され、複数の誘導目標点９３で、車両１を誘導する際における影響度が異なっていれば、重要目標点９３ａと進入目標点９３ｂ以外の目標点を誘導目標点９３として抽出してもよい。
　また、運転者は、カーブの部分を走行する場合には、カーブの曲率が変化する部分や、カーブの初端、即ち、直線から曲線への変わり目の部分に注視し易くなっているため、これらの部分に誘導目標点９３を設定してもよい。即ち、曲率が変化する部分など運転者が注視し易い部分は、運転者は車両１の走行時における目標点にし易くなっている。このため、車両１が走行中の道路９０における、このような注視し易い部分に設定される理想走行軌跡９１上に誘導目標点９３を抽出し、この誘導目標点９３に車両１を誘導することにより、違和感なく誘導することができる。
　また、このように道路９０のカーブに設定される理想走行軌跡９１上に誘導目標点９３を抽出する場合には、誘導目標点９３が設定される位置における理想走行軌跡９１の曲率に応じて影響度を異ならせるのが好ましい。つまり、誘導目標点９３が設定される理想走行軌跡９１の曲率が高くなるに従って、車両１を誘導目標点９３に誘導する際における強制力を高くするのが好ましい。
　また、誘導目標点９３を複数抽出する場合には、理想走行軌跡９１の曲率が変化する部分に設定される誘導目標点９３の影響度を高くするのが好ましい。つまり、誘導目標点９３を複数抽出する場合には、道路９０の直線からカーブにつながる部分など、理想走行軌跡９１の曲率が変化部分に設定される誘導目標点９３に車両１を誘導する際における強制力を、相対的に高くするのが好ましい。
　曲率が高い部分は、車両１の走行時に横滑りが発生し易くなるなど、車両１の走行時における危険度が高くなり、また、曲率が変化する部分も、走行中の車両１の挙動が変化するため危険度が高くなる。このため、このような部分に設定される誘導目標点９３に車両１を誘導する際における強制力を高めることにより、車両１の走行時における安全性を、より高くすることができる。これらの結果、運転者に違和感を与えることなく、より確実に適切な車両１の走行制御を行うことができる。
　また、車両１の速度が速い場合には、遅い場合よりも、運転者の注視点は遠方になるため、車両１の走行時における運転者の目標点は、遅い場合よりも遠方になる。このため、誘導目標点９３を複数抽出する場合には、車速が高くなるに従って、車両１の遠方に設定される誘導目標点９３の影響度を高くするのが好ましい。これにより、車両１の遠方に設定される誘導目標点９３に車両１を誘導する際における強制力を高めることができるので、運転者の運転意思に近い状態で車両１を誘導することができる。この結果、より確実に、運転者に違和感を与えることなく適切な車両１の走行制御を行うことができる。
　また、路幅が狭い場合、車両１は道路９０の路肩付近など道路の端を走行し易くなり、危険度が高くなるため、車両１が走行する道路９０の路幅が狭くなるに従って、路幅の中央寄りの位置に設定される誘導目標点９３の影響度を高くすることが好ましい。このように、路幅が狭い場合には路幅の中央寄りの誘導目標点９３の影響度を高くすることにより、車両１を誘導する際の強制力を高くして、路幅の中央寄りに車両１を誘導することができるため、車両１の走行時における安全性を、より高くすることができる。反対に、路幅が広い場合には、例えばカーブを走行する場合にはアウトインアウトの軌跡上に誘導目標点９３を設定するなど、一般的に理想とされる走行軌跡上に誘導目標点９３を設定することにより、効率よく車両１を走行させることができる。これらの結果、運転者に違和感を与えることなく、より確実に適切な車両１の走行制御を行うことができる。
　また、車両１の走行時には、カーブの曲率の大きさや曲率が変化する以外に、車両１が走行する位置が道路９０の路肩に近かったり、路面が凍結するなどして摩擦係数μが低かったり摩擦係数μが変化したり、他の車両など他の交通手段に近かったりするなど、走行状態に応じて危険度が変化する。このため、レーダー６０等によって他の車両を検出するなど、危険度が高い状態を検知した場合には、複数の誘導目標点９３は、これらの危険度が高い部分に設定される誘導目標点９３の重要度を低くし、車両１を誘導目標点９３に誘導する際における影響度を低くするのが好ましい。これにより、車両１を理想走行軌跡９１に沿って走行させる際に、この危険度が高い部分に設定される誘導目標点９３へ車両１を誘導する場合における強制力が低くなるため、運転者が、これらの危険度が高い部分を回避する運転操作を行っている場合に、この危険度が高い部分に強制的に誘導することを抑制することができる。また、このように危険度に応じて、車両１を誘導目標点９３に誘導する際における影響度を異ならせて車両１を誘導目標点９３に誘導することにより、危険度が高い走行状態の回避と、理想的な走行軌跡で走行させる制御との両立を、スムーズに行うことができる。この結果、運転者に違和感を与えることなく、より確実に適切な車両１の走行制御を行うことができる。
　また、波状走行時において駆動力をＯＦＦにする場合には、クラッチを解放するのが好ましい。また、駆動装置１０には遊星歯車（図示省略）が設けられる場合には、この遊星歯車の動作を切り替えることにより、エンジン１２と駆動輪側との動力の伝達と遮断との切り替えを可能にし、波状走行時に駆動力をＯＦＦにする場合には、遊星歯車の動作を切り替えることにより実現してもよい。このように、エンジン１２と駆動輪側との動力の伝達と遮断とを切り替える手段は、波状走行時に駆動力をＯＦＦにする際に、駆動輪側とエンジン１２との回転を遮断することができるように設けられていれば、その形態は問わない。
　また、車両１を誘導目標点９３に誘導する場合は、車速を制御したり、ＶＧＲＳを制御したりする以外の手法を用いて行ってもよい。例えば、車両１の左右のサスペンションユニット同士を接続するスタビライザー４０に、左右の車輪５間で車輪５の上下方向の動きを伝達する際における伝達率を調節可能なスタビライザーアクチュエータ４５を設け、この伝達率を調節することにより車両１を誘導してもよい。スタビライザーアクチュエータ４５を制御することにより、左右の車輪５や前後の車輪５に付与される荷重を調節することができ、操舵角に対する車両１の旋回力が変化するため、実際の旋回力を所望の旋回力にすることができる。これにより、車両１を誘導目標点９３に誘導することができる。
　また、理想走行軌跡９１は、道路９０を効率良く走行できる軌跡として算出しているが、効率以外の観点に基づいて算出してもよい。例えば、危険度が低く、安全な走行を行うことができる走行軌跡を、理想走行軌跡９１として算出してもよい。また、このように車両１の走行制御を行う目標は、軌跡以外を算出してもよい。即ち、線で表されるような軌跡ではなく、所定の範囲を有する領域を、車両１の走行制御を行う際の目標となる走行領域である目標走行領域として算出してもよい。この場合、誘導目標点９３は、この目標走行領域上に複数設定し、車両１を誘導する際における影響度を異ならせる。これにより、運転者に違和感を与えることが無い範囲内で車両１を目標走行領域に誘導して目標走行領域内を走行させることができ、適切な車両１の走行制御を行うことができる。
　以上のように、本発明に係る車両制御装置は、運転者の運転操作による走行制御に対して、さらに所望の走行制御を加えることができる車両に有用であり、特に、走行する道路に応じて適切な制御を加える車両に適している。
　１　車両
　２　車両制御装置
　５　車輪
　１０　駆動装置
　１２　エンジン
　１５　自動変速機
　５０　ブレーキ油圧制御装置
　６５　カーナビゲーションシステム
　７０　運動制御ＥＣＵ
　８０　運転計画生成ＥＣＵ
　９０　道路
　９１　理想走行軌跡
　９２　進行経路
　９３　誘導目標点
　９３ａ　重要目標点
　９３ｂ　進入目標点

Claims (8)

  1. 　車両の走行制御を行う際の目標となる走行領域である目標走行領域を設定して前記走行制御を行う車両制御装置において、
    　前記目標走行領域上には、前記走行制御を行う際に前記車両を誘導する目標位置を複数設定し、
    　前記車両を前記目標位置に誘導する場合には、複数の前記目標位置で互いに前記車両を誘導する際における影響度を異ならせて誘導することを特徴とする車両制御装置。
  2. 　複数の前記目標位置は、前記車両の操舵の制御を行う場合における前記影響度を異ならせる請求項１に記載の車両制御装置。
  3. 　前記目標走行領域は、前記車両が走行する軌跡である目標軌跡として設定し、
    　複数の前記目標位置は、前記目標位置が設定される位置における前記目標軌跡の曲率に応じて前記影響度を異ならせる請求項１に記載の車両制御装置。
  4. 　複数の前記目標位置は、運転者が注視している位置に近い部分に設定される前記目標位置の前記影響度を高くする請求項１に記載の車両制御装置。
  5. 　前記目標走行領域は、前記車両が走行する軌跡である目標軌跡として設定し、
    　複数の前記目標位置は、前記目標軌跡の曲率が変化する部分に設定される前記目標位置の前記影響度を高くする請求項１に記載の車両制御装置。
  6. 　複数の前記目標位置は、前記車両の速度が高くなるに従って、前記車両の遠方に設定される前記目標位置の前記影響度を高くする請求項１に記載の車両制御装置。
  7. 　複数の前記目標位置は、前記車両が走行する道路の路幅が狭くなるに従って、前記路幅の中央寄りの位置に設定される前記目標位置の前記影響度を高くする請求項１に記載の車両制御装置。
  8. 　複数の前記目標位置は、危険度が高い部分に設定される前記目標位置の前記影響度を低くする請求項１に記載の車両制御装置。
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