CN109154820B - 车辆控制***、车辆控制方法及存储介质 - Google Patents

车辆控制***、车辆控制方法及存储介质 Download PDF

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Abstract

车辆控制***具备：位置识别部，其识别车辆的位置；轨道生成部，其生成在时间序列上连续包含多个使车辆应该到达的将来的目标位置的轨道；运算基准位置设定部，其在所述轨道上的与由位置识别部识别出的车辆的位置最接近的位置设定运算基准位置；以及行驶控制部，其从所述轨道所包含的多个目标位置中提取出与从进行所述车辆的位置识别的识别时刻起经过了第一规定时间的将来时刻对应的第一目标位置，并基于从所述运算基准位置到所述第一目标位置为止的轨道的长度，来导出使车辆沿着轨道行驶时的目标速度。

Description

车辆控制***、车辆控制方法及存储介质
技术领域
本发明涉及车辆控制***、车辆控制方法及存储介质。
本申请基于2016年5月16日提出申请的日本国特愿2016-098049号主张优先权，将其内容援引于此。
背景技术
以往，已知有基于前行车的行驶轨迹来进行本车辆的速度控制和转向控制的***。该***基于目标的车间距离和本车辆与前行车辆的车间距离之差、以及行驶了规定时间的情况下的前行车辆与本车辆的速度差来进行本车辆的速度控制(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开平10-100738号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，在以往的技术中，在车辆脱离了表现行驶轨迹的轨道的情况下，有时无法合适地进行速度控制。
本发明的方案的目的之一在于提供一种能够沿着轨道精度良好地进行车辆的速度控制的车辆控制***、车辆控制方法及存储介质。
用于解决课题的方案
(1)本发明的一方案的车辆控制***具备：位置识别部，其识别车辆的位置；轨道生成部，其生成在时间序列上连续包含多个使所述车辆应该到达的将来的目标位置的轨道；运算基准位置设定部，其在所述轨道上的与由所述位置识别部识别出的所述车辆的位置最接近的位置设定运算基准位置；以及行驶控制部，其从所述轨道所包含的多个所述目标位置中提取出与从进行所述车辆的位置识别的识别时刻起经过了第一规定时间的将来时刻对应的第一目标位置，并基于从所述运算基准位置到所述第一目标位置为止的所述轨道的长度，来导出使所述车辆沿着所述轨道行驶时的目标速度。
(2)在上述(1)的方案中，可以是，所述运算基准位置设定部在所述车辆的速度为阈值以下的低速行驶的情况下设定所述运算基准位置。
(3)在上述(1)或(2)的方案中，可以是，所述运算基准位置设定部在所述车辆的位置从所述轨道分离开规定距离以上的情况下设定所述运算基准位置。
(4)在上述(1)～(3)中任一项的方案中，可以是，所述行驶控制部基于所述运算基准位置与所述车辆的位置之间的第一偏差，来修正导出的所述目标速度。
(5)在上述(1)～(4)中任一项的方案中，可以是，所述行驶控制部还基于第二目标位置与预测位置之间的第二偏差来修正所述目标速度，所述第二目标位置是与从所述识别时刻起经过了比所述第一规定时间短的第二规定时间的将来时刻对应的位置，所述预测位置是预测从所述运算基准位置开始行驶而在所述将来时刻所述车辆会到达的位置。
(6)在上述(1)～(5)中任一项的方案中，可以是，所述车辆控制***还具备执行多个驾驶模式中的任一模式的自动驾驶控制部，多个所述驾驶模式包括自动地进行至少所述车辆的速度控制的自动驾驶模式和基于所述车辆的乘客的操作来进行所述车辆的速度控制及转向控制这双方的手动驾驶模式，在由所述自动驾驶控制部执行所述自动驾驶模式的情况下，所述行驶控制部进行与所述目标速度相应的所述车辆的速度控制。
(7)在上述(6)的方案中，可以是，所述自动驾驶模式包括所述车辆的周边监视义务的程度不同的多个模式，所述自动驾驶控制部在所述车辆的速度为阈值以下的低速行驶的情况或所述车辆的位置从所述轨道分离开规定距离以上的情况下，将执行的模式变更为周边监视义务的程度更低的模式。
(8)本发明的一方案的车辆控制方法使车载计算机执行如下处理：识别车辆的位置；生成在时间序列上连续包含多个使所述车辆应该到达的将来的目标位置的轨道；在所述轨道上的与所述识别出的所述车辆的位置最接近的位置设定运算基准位置；从所述轨道所包含的多个所述目标位置中提取出与从进行所述车辆的位置识别的识别时刻起经过了第一规定时间的将来时刻对应的第一目标位置；以及基于从设定的所述运算基准位置到提取出的所述目标位置为止的所述轨道的长度，来导出使所述车辆沿着所述轨道行驶时的目标速度。
(9)本发明的一方案的存储介质存储有车辆控制程序，所述车辆控制程序使车载计算机执行如下处理：识别车辆的位置；生成在时间序列上连续包含多个使所述车辆应该到达的将来的目标位置的轨道；在所述轨道上的与所述识别出的所述车辆的位置最接近的位置设定运算基准位置；从所述轨道所包含的多个所述目标位置中提取出与从进行所述车辆的位置识别的识别时刻起经过了第一规定时间的将来时刻对应的第一目标位置；以及基于从所述运算基准位置到所述第一目标位置为止的所述轨道的长度，来导出使所述车辆沿着所述轨道行驶时的目标速度。
发明效果
根据上述(1)～(9)的方案，能够沿着轨道精度良好地进行车辆的速度控制。
附图说明
图1是示出搭载有各实施方式的车辆控制***的本车辆的构成要素的图。
图2是以第一实施方式的车辆控制***为中心的功能结构图。
图3是示出由本车位置识别部识别出本车辆相对于行驶车道的相对位置的情形的图。
图4是示出针对某区间生成的行动计划的一例的图。
图5是示出轨道生成部的结构的一例的图。
图6是示出由轨道候补生成部生成的轨道的候补的一例的图。
图7是将由轨道候补生成部生成的轨道的候补用轨道点表现的图。
图8是示出车道变更目标位置的图。
图9是示出将三台周边车辆的速度假定为恒定的情况下的速度生成模型的图。
图10是示出与控制模式对应的可否操作信息的一例的图。
图11是示出转向控制部及加减速控制部与其控制对象的关系的图。
图12是示出第一实施方式中的加减速控制部的结构的一例的图。
图13是示出第一实施方式中的加减速控制部的处理的流程的一例的流程图。
图14是示出第二实施方式中的加减速控制部的结构的一例的图。
图15是示出针对当前偏差的第一不灵敏区的一例的图。
图16是示出针对当前偏差的第一不灵敏区的另一例的图。
图17是示出针对将来偏差的第二不灵敏区的一例的图。
图18是示出针对将来偏差的第二不灵敏区的另一例的图。
图19是示出各场景下的加减速控制的一例的图。
图20是示出针对当前偏差的第一不灵敏区的另一例的图。
图21是示出针对当前偏差的第一不灵敏区的另一例的图。
图22是示出针对将来偏差的第二不灵敏区的另一例的图。
图23是示出针对将来偏差的第二不灵敏区的另一例的图。
图24是示出各场景下的加减速控制的一例的图。
图25是用于说明不灵敏区的区域尺寸的变更方法的图。
图26是用于说明不灵敏区的区域尺寸的变更方法的图。
图27是示出第二实施方式中的加减速控制部的处理的流程的一例的流程图。
图28是示出第三实施方式中的加减速控制部的结构的一例的图。
图29是示出输出增益相对于本车辆的速度发生的变化的一例的图。
图30是示出第四实施方式中的加减速控制部的结构的一例的图。
图31是用于说明运算基准位置的设定方法的图。
图32是示意性地示出运算基准位置的修正的一例的图。
图33是示意性地示出运算基准位置的修正的另一例的图。
图34是示出第四实施方式中的第五运算部的处理的流程的一例的流程图。
图35是示出第五实施方式中的加减速控制部的结构的一例的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的车辆控制***、车辆控制方法及存储介质的实施方式进行说明。
<共用结构>
图1是示出搭载有各实施方式的车辆控制***100的车辆(以下，称作本车辆M)的构成要素的图。搭载有车辆控制***100的车辆例如是二轮、三轮、四轮等的机动车，包括以柴油发动机或汽油发动机等内燃机为动力源的机动车、以电动机为动力源的电动机动车、以及同时具备内燃机及电动机的混合动力机动车等。电动机动车例如使用由二次电池、氢燃料电池、金属燃料电池、醇类燃料电池等电池放出的电力而被驱动。
如图1所示，在本车辆M搭载有探测器20-1～20-7、雷达30-1～30-6及相机40等传感器、导航装置50(路径引导装置)及车辆控制***100。
探测器20-1～20-7例如是测定相对于照射光的散射光来测定距对象的距离的LIDAR(Light Detection and Ranging或Laser Imaging Detection and Ranging)。例如，探测器20-1安装于前格栅等，探测器20-2及探测器20-3安装于车身的侧面、车门上后视镜、前照灯内部、侧灯附近等。探测器20-4安装于行李箱盖等，探测器20-5及探测器20-6安装于车身的侧面、尾灯内部等。上述的探测器20-1～20-6例如在水平方向上具有150度左右的检测区域。另外，探测器20-7安装于车顶等。
探测器20-7例如在水平方向上具有360度的检测区域。
雷达30-1及雷达30-4例如是进深方向的检测区域比其他雷达宽的长距离毫米波雷达。另外，雷达30-2、30-3、30-5、30-6是进深方向的检测区域比雷达30-1及雷达30-4窄的中距离毫米波雷达。
以下，在不特别区分探测器20-1～20-7的情况下，简记为“探测器20”，在不特别区分雷达30-1～30-6的情况下，简记为“雷达30”。雷达30例如通过FM-CW(FrequencyModulated Continuous Wave)方式来检测物体。
相机40例如是利用了CCD(Charge Coupled Device)、CMOS(Complementary MetalOxide Semiconductor)等固体摄像元件的数码相机。相机40安装于前风窗玻璃上部、车室内后视镜背面等。相机40例如周期性地反复拍摄本车辆M的前方。相机40也可以是包括多个相机的立体摄影机。
需要说明的是，图1所示的结构只是一例，也可以省略结构的一部分，还可以进一步追加其他的结构。
<第一实施方式>
图2是以第一实施方式的车辆控制***100为中心的功能结构图。
在本车辆M搭载有包括探测器20、雷达30及相机40等的检测器件DD、导航装置50、通信装置55、车辆传感器60、显示装置62、扬声器64、内容播放装置66、操作器件70、操作检测传感器72、切换开关80、车辆控制***100、驱动力输出装置200、转向装置210及制动装置220。
这些装置、设备通过CAN(Controller Area Network)通信线等多路通信线、串行通信线、无线通信网等而互相连接。
需要说明的是，技术方案中的车辆控制***不是仅指“车辆控制***100”，也可以包括车辆控制***100以外的结构(检测器件DD等)。
导航装置50具有GNSS(Global Navigation Satellite System)接收机、地图信息(导航地图)、作为用户界面发挥功能的触摸面板式显示装置、扬声器、话筒等。导航装置50利用GNSS接收机来确定本车辆M的位置，并导出从该位置到由用户指定的目的地为止的路径。
由导航装置50导出的路径向车辆控制***100的目标车道决定部110提供。本车辆M的位置也可以通过利用了车辆传感器60的输出的INS(Inertial Navigation System)来确定或补充。
另外，在车辆控制***100正在执行手动驾驶模式时，导航装置50关于到达目的地的路径而利用声音、导航显示来进行引导。
需要说明的是，用于确定本车辆M的位置的结构也可以与导航装置50相独立地设置。
另外，导航装置50例如也可以通过用户所拥有的智能手机、平板终端等终端装置的功能来实现。在该情况下，在终端装置与车辆控制***100之间利用无线或有线的通信来进行信息的收发。
通信装置55例如进行利用了蜂窝网、Wi-Fi网、Bluetooth(注册商标)、DSRC(Dedicated Short Range Communication)等的无线通信。
车辆传感器60包括检测车速的车速传感器、检测加速度的加速度传感器、检测绕铅垂轴的角速度的横摆角速度传感器、检测本车辆M的朝向的方位传感器等。车辆传感器60是“检测部”的一例。
显示装置62例如是在仪表板的各部分、与副驾驶座或后部座位对置的任意部位等安装的LCD(Liquid Crystal Display)、有机EL(Electroluminescence)显示装置等。另外，显示装置62也可以是向前风窗玻璃或其他车窗投射图像的HUD(Head Up Display)。另外，在显示装置62是触摸面板的情况下，显示装置62检测对面板的触摸操作。扬声器64将信息以声音的形式输出。
内容播放装置66例如包括DVD(Digital Versatile Disc)播放装置、CD(CompactDisc)播放装置、电视接收机、各种引导图像的生成装置等。由内容播放装置66播放的各种内容信息也可以经由显示装置62、扬声器64而输出。
操作器件70例如包括油门踏板、转向盘、制动踏板、变速杆等。在操作器件70安装有检测驾驶员的操作的有无、操作量的操作检测传感器72。
操作检测传感器72例如包括油门开度传感器、转向转矩传感器、制动传感器、档位传感器等。操作检测传感器72将作为检测结果的油门开度、转向转矩、制动踩踏量、档位等向行驶控制部160输出。
需要说明的是，也可以取代于此而将操作检测传感器72的检测结果直接向驱动力输出装置200、转向装置210或制动装置220输出。
切换开关80是由车辆乘客操作的开关。切换开关80接受车辆乘客的操作，生成将由行驶控制部160控制的控制模式指定为自动驾驶模式和手动驾驶模式中的任一方的控制模式指定信号，并向切换控制部150输出。
如上所述，自动驾驶模式是指在驾驶员不进行操作(或者，与手动驾驶模式相比操作量小或操作频率低)的状态下行驶的驾驶模式。更具体而言，自动驾驶模式是指基于行动计划来控制驱动力输出装置200、转向装置210及制动装置220中的一部分或全部的驾驶模式。
另外，切换开关80也可以除了接受切换自动驾驶模式的操作之外，还接受各种操作。例如，在从车辆控制***100侧输出的信息经由显示装置62向车辆乘客进行了提示的情况下，切换开关80也可以接受对此的响应操作等。
在说明车辆控制***100之前，对驱动力输出装置200、转向装置210及制动装置220进行说明。
驱动力输出装置200将用于使车辆行驶的行驶驱动力(转矩)向驱动轮输出。例如在本车辆M是以内燃机为动力源的机动车的情况下，驱动力输出装置200具备发动机、变速器及控制发动机的发动机ECU(Electronic Control Unit)。另外，在本车辆M是以电动机为动力源的电动机动车的情况下，驱动力输出装置200具备行驶用马达及控制行驶用马达的马达ECU。另外，在本车辆M是混合动力机动车的情况下，驱动力输出装置200具备发动机、变速器、发动机ECU、行驶用马达及马达ECU。
在驱动力输出装置200仅包括发动机的情况下，发动机ECU按照从后述的行驶控制部160输入的信息来调整发动机的节气门开度、档级等。
在驱动力输出装置200仅包括行驶用马达的情况下，马达ECU按照从行驶控制部160输入的信息来调整向行驶用马达提供的PWM信号的占空比。
在驱动力输出装置200包括发动机及行驶用马达的情况下，发动机ECU及马达ECU按照从行驶控制部160输入的信息来互相协调地控制行驶驱动力。
转向装置210例如具备转向ECU和电动马达。
电动马达例如使力作用于齿条-小齿轮机构来变更转向轮的朝向。
转向ECU按照从车辆控制***100输入的信息、或者输入的转向盘转向角或转向转矩的信息来驱动电动马达，使转向轮的朝向变更。
制动装置220例如是具备制动钳、向制动钳传递液压的液压缸、使液压缸产生液压的电动马达、以及制动控制部的电动伺服制动装置。
电动伺服制动装置的制动控制部按照从行驶控制部160输入的信息来控制电动马达，使得与制动操作相应的制动转矩向各车轮输出。
电动伺服制动装置也可以具备将通过制动踏板的操作而产生的液压经由主液压缸向液压缸传递的机构作为备用。
需要说明的是，制动装置220不限于上述说明的电动伺服制动装置，也可以是电子控制式液压制动装置。电子控制式液压制动装置按照从行驶控制部160输入的信息来控制致动器，来将主液压缸的液压向液压缸传递。
另外，制动装置220也可以包括由驱动力输出装置200中能够包含的行驶用马达实现的再生制动器。该再生制动器利用由驱动力输出装置90中能够包含的行驶用马达发电产生的电力。
[车辆控制***]
以下，对车辆控制***100进行说明。车辆控制***100例如由一个以上的处理器或具有同等功能的硬件来实现。车辆控制***100也可以是将CPU(Central ProcessingUnit)等处理器、存储装置及通信接口通过内部总线连接而成的ECU(Electronic ControlUnit)或MPU(Micro-Processing Unit)等组合而成的结构。
返回图2，车辆控制***100例如具备目标车道决定部110、自动驾驶控制部120、行驶控制部160及存储部190。
自动驾驶控制部120例如具备自动驾驶模式控制部130、本车位置识别部140、外界识别部142、行动计划生成部144、轨道生成部146及切换控制部150。
目标车道决定部110、自动驾驶控制部120的各部分、以及行驶控制部160中的一部分或全部通过处理器执行程序(软件)来实现。另外，它们中的一部分或全部也可以由LSI(Large Scale Integration)或ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等硬件来实现，还可以通过软件与硬件的组合来实现。
在存储部190中例如保存高精度地图信息192、目标车道信息194、行动计划信息196、与控制模式对应的可否操作信息198等信息。
存储部190由ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、HDD(HardDisk Drive)、闪存器等实现。处理器所执行的程序可以预先保存于存储部190，也可以经由车载互联网设备等从外部装置下载。
另外，程序也可以通过将保存有该程序的可移动型存储介质装配于未图示的驱动装置而安装于存储部190。
另外，车辆控制***100也可以由多个计算机装置分散化。
目标车道决定部110例如由MPU实现。目标车道决定部110将从导航装置50提供的路径分割成多个区段(例如，在车辆行进方向上每隔100[m]进行分割)，并参照高精度地图信息192而按区段决定目标车道。目标车道决定部110例如进行在从左侧起的第几条车道上行驶这样的决定。例如在路径中存在分支部位、汇合部位等的情况下，目标车道决定部110决定目标车道，以使本车辆M能够在用于向分支目的地行进的合理的行驶路径上行驶。由目标车道决定部110决定出的目标车道作为目标车道信息194而存储于存储部190。
高精度地图信息192是精度比导航装置50所具有的导航地图高的地图信息。高精度地图信息192例如包括车道的中央的信息、车道的边界的信息等。
另外，高精度地图信息192也可以包括道路信息、交通限制信息、住所信息(住所、邮编)、设施信息、电话号码信息等。
道路信息包括高速道路、收费道路、国道、都道府县道这样的表示道路的类别的信息、道路的车道数、各车道的宽度、道路的坡度、道路的位置(包括经度、纬度、高度的三维坐标)、车道的弯道的曲率、车道的汇合点及分支点的位置、设置于道路的标识等信息。
交通限制信息包括因施工、交通事故、拥堵等而封锁了车道这样的信息。
自动驾驶模式控制部130决定自动驾驶控制部120所实施的自动驾驶的模式。本实施方式中的自动驾驶的模式包括以下的模式。需要说明的是，以下只是一例，自动驾驶的模式的数量、种类可以任意决定。
[模式A]
模式A是自动驾驶的程度最高的模式。在正在实施模式A的情况下，自动地进行复杂的汇合控制等所有的车辆控制，因此车辆乘客无需监视本车辆M的周边和状态。即，在模式A下，车辆乘客不承担周边监视义务。
[模式B]
模式B是次于模式A地自动驾驶的程度较高的模式。在正在实施模式B的情况下，原则上自动地进行所有的车辆控制，但根据场景而向车辆乘客委托本车辆M的驾驶操作。因而，车辆乘客需要监视本车辆M的周边和状态。即，在模式B下，车辆乘客承担周边监视义务。
[模式C]
模式C是次于模式B地自动驾驶的程度较高的模式。在正在实施模式C的情况下，车辆乘客需要进行与场景相应的对于切换开关80的确认操作。在模式C下，例如将车道变更的时机向车辆乘客通知，在车辆乘客进行了对切换开关80指示车道变更的操作的情况下，进行自动的车道变更。因而，车辆乘客需要监视本车辆M的周边和状态。即，在模式C下，车辆乘客承担周边监视义务。
自动驾驶模式控制部130基于车辆乘客对切换开关80的操作、由行动计划生成部144决定出的事件、由轨道生成部146决定出的行驶形态等，来决定自动驾驶的模式。
与由自动驾驶模式控制部130决定出的自动驾驶的模式相关的信息向输出控制部155通知。对于自动驾驶的模式，也可以设定与本车辆M的检测器件DD的性能等相应的极限。例如，在检测器件DD的性能低的情况下，也可以不实施模式A。
不管在哪个模式下，都能够通过对切换开关80的操作而切换为手动驾驶模式(超控)。
自动驾驶控制部120的本车位置识别部140基于保存于存储部190的高精度地图信息192和从探测器20、雷达30、相机40、导航装置50或车辆传感器60输入的信息，来识别本车辆M正在行驶的车道(行驶车道)、以及本车辆M相对于行驶车道的相对位置。
本车位置识别部140例如通过将从高精度地图信息192识别出的道路划分线的图案(例如实线与虚线的排列)与从由相机40拍摄到的图像识别出的本车辆M的周边的道路划分线的图案进行比较，来识别行驶车道。
在该识别中，也可以加进从导航装置50取得的本车辆M的位置、由INS处理的处理结果。
图3是示出由本车位置识别部140识别本车辆M相对于行驶车道L1的相对位置的情形的图。本车位置识别部140例如将本车辆M的基准点G(例如重心)从行驶车道中央CL的偏离OS及本车辆M的行进方向相对于将行驶车道中央CL相连而成的线所成的角度θ作为本车辆M相对于行驶车道L1的相对位置而识别。
需要说明的是，本车位置识别部140也可以取代于此而将本车辆M的基准点相对于本车道L1的任一侧端部的位置等作为本车辆M相对于行驶车道的相对位置而识别。由本车位置识别部140识别出的本车辆M的相对位置向目标车道决定部110提供。
外界识别部142基于从探测器20、雷达30、相机40等输入的信息来识别周边车辆的位置、速度、加速度等状态。
周边车辆例如是指在本车辆M的周边行驶且与本车辆M同向行驶的车辆。周边车辆的位置可以通过其他车辆的重心、角部等代表点来表示，也可以通过由其他车辆的轮廓表现出的区域来表示。
周边车辆的“状态”可以包括基于上述各种设备的信息而掌握的周边车辆的加速度、是否正在进行车道变更(或者是否要进行车道变更)。
另外，外界识别部142也可以除了识别周边车辆之外，还识别护栏、电线杆、驻车车辆、行人及其他物体的位置。
行动计划生成部144设定自动驾驶的开始地点和/或自动驾驶的目的地。自动驾驶的开始地点可以是本车辆M的当前位置，也可以是进行了指示自动驾驶的操作的地点。行动计划生成部144在该开始地点与自动驾驶的目的地之间的区间内生成行动计划。需要说明的是，不限于此，行动计划生成部144也可以针对任意的区间生成行动计划。
行动计划例如由依次执行的多个事件构成。事件例如包括使本车辆M减速的减速事件、使本车辆M加速的加速事件、使本车辆M以不脱离行驶车道的方式行驶的行车道保持事件、使行驶车道变更的车道变更事件、使本车辆M赶超前行车辆的赶超事件、在分支点处使本车辆M变更为期望的车道或者使本车辆M以不脱离当前行驶车道的方式行驶的分支事件、在用于向主线汇合的汇合车道中使本车辆M加减速并使行驶车道变更的汇合事件、在自动驾驶的开始地点从手动驾驶模式转变为自动驾驶模式或者在自动驾驶的预定结束地点从自动驾驶模式转变为手动驾驶模式的交接事件等。
行动计划生成部144在由目标车道决定部110决定出的目标车道发生切换的部位处设定车道变更事件、分支事件或汇合事件。
表示由行动计划生成部144生成的行动计划的信息作为行动计划信息196而保存于存储部190。
图4是示出针对某区间生成的行动计划的一例的图。如图4所示，行动计划生成部144生成为了使本车辆M在目标车道信息194所表示的目标车道上行驶所需的行动计划。需要说明的是，行动计划生成部144也可以根据本车辆M的状况变化而不拘泥于目标车道信息194地动态变更行动计划。
例如，在车辆行驶中由外界识别部142识别出的周边车辆的速度超过了阈值或者在与本车道相邻的车道上行驶的周边车辆的移动方向朝向了本车道方向的情况下，行动计划生成部144变更在本车辆M预定行驶的驾驶区间设定的事件。
例如，在以在行车道保持事件之后执行车道变更事件的方式设定有事件的情况下，在通过外界识别部142的识别结果而判明了在该行车道保持事件中有车辆从车道变更目的地的车道后方以阈值以上的速度行进过来的情况下，行动计划生成部144也可以将继行车道保持事件之后的事件从车道变更事件变更为减速事件、行车道保持事件等。其结果是，即使在外界的状态产生了变化的情况下，车辆控制***100也能够使本车辆M安全地自动行驶。
图5是示出轨道生成部146的结构的一例的图。轨道生成部146例如具备行驶形态决定部146A、轨道候补生成部146B及评价-选择部146C。
行驶形态决定部146A例如在实施行车道保持事件时，决定定速行驶、追随行驶、低速追随行驶、减速行驶、弯道行驶、障碍物躲避行驶等中的任一行驶形态。
在该情况下，在本车辆M的前方不存在其他车辆的情况下，行驶形态决定部146A将行驶形态决定为定速行驶。
另外，在相对于前行车辆进行追随行驶的情况下，行驶形态决定部146A将行驶形态决定为追随行驶。
另外，在拥堵场景等情况下，行驶形态决定部146A将行驶形态决定为低速追随行驶。
另外，在由外界识别部142识别出前行车辆的减速的情况、实施停车或驻车等事件的情况下，行驶形态决定部146A将行驶形态决定为减速行驶。
另外，在由外界识别部142识别出本车辆M来到了弯路的情况下，行驶形态决定部146A将行驶形态决定为弯道行驶。
另外，在由外界识别部142在本车辆M的前方识别出障碍物的情况下，行驶形态决定部146A将行驶形态决定为障碍物躲避行驶。
另外，行驶形态决定部146A在实施车道变更事件、赶超事件、分支事件、汇合事件、交接事件等的情况下，决定与各事件相应的行驶形态。
轨道候补生成部146B基于由行驶形态决定部146A决定出的行驶形态来生成轨道的候补。图6是示出由轨道候补生成部146B生成的轨道的候补的一例的图。图6示出了在本车辆M从车道L1向车道L2进行车道变更的情况下生成的轨道的候补。
轨道候补生成部146B将如图6所示的轨道例如决定为在将来的每个规定时间时本车辆M的基准位置G(例如重心、后轮轴中心)应该到达的目标位置(轨道点K)的集合。在本实施方式中，作为一例，将将来的规定时间的间隔设为1秒来进行说明。
图7是将由轨道候补生成部146B生成的轨道的候补用轨道点K表现的图。轨道点K的间隔越宽，则本车辆M的速度越快，轨道点K的间隔越窄，则本车辆M的速度越慢。因此，在想要加速的情况下，轨道候补生成部146B将轨道点K的间隔逐渐扩大，在想要减速的情况下，轨道候补生成部146B将轨道点K的间隔逐渐缩窄。
这样，由于轨道点K包含速度成分，所以轨道候补生成部146B需要对轨道点K分别赋予目标速度。目标速度可以根据由行驶形态决定部146A决定出的行驶形态来决定。
在此，对进行车道变更(包括分支)的情况下的目标速度的决定方法进行说明。
轨道候补生成部146B首先设定车道变更目标位置(或汇合目标位置)。车道变更目标位置作为与周边车辆之间的相对位置来设定，其决定“在哪些周边车辆之间进行车道变更”。轨道候补生成部146B以车道变更目标位置为基准而着眼于三台周边车辆，决定进行车道变更的情况下的目标速度。
图8是示出车道变更目标位置TA的图。
在图8中，L1表示本车道，L2表示相邻车道。
在此，将在与本车辆M相同的车道上在本车辆M的紧前方行驶的周边车辆定义为前行车辆mA，将在车道变更目标位置TA的紧前方行驶的周边车辆定义为前方基准车辆mB，将在车道变更目标位置TA的紧后方行驶的周边车辆定义为后方基准车辆mC。
本车辆M为了移动至车道变更目标位置TA的侧方而需要进行加减速，但此时必须避免追上前行车辆mA。因而，轨道候补生成部146B预测三台周边车辆的将来的状态，以不会与各周边车辆发生干涉或接触的方式决定目标速度。
图9是示出将三台周边车辆的速度假定为恒定的情况下的速度生成模型的图。在图9中，从点mA、mB及mC延伸出的直线表示假定为各周边车辆进行了定速行驶的情况下的行进方向上的位移。本车辆M必须在车道变更完成的点CP处位于前方基准车辆mB与后方基准车辆mC之间，且在此以前比前行车辆mA靠后。在这样的制约之下，轨道候补生成部146B导出多个直到车道变更完成为止的目标速度的时间序列图案。并且，通过将目标速度的时间序列图案应用于样条曲线等的模型而导出多个如图7所示的轨道的候补。
需要说明的是，三台周边车辆的运动图案不限于如图9所示的恒定速度，也可以以恒定加速度、恒定加加速度(跃度)为前提来进行预测。
评价-选择部146C对由轨道候补生成部146B生成的轨道的候补例如在计划性和安全性这两个观点上进行评价，选择向行驶控制部160输出的轨道。从计划性的观点来看，例如，在对于已经生成的计划(例如行动计划)的追随性高且轨道的全长短的情况下，轨道被评价得高。例如，在希望向右方向进行车道变更的情况下，一度向左方向进行车道变更后再返回这样的轨道成为低的评价。从安全性的观点来看，例如，在各轨道点处，本车辆M与物体(周边车辆等)的距离越远，加减速度、转向盘转向角的变化量等越小，则评价得越高。
切换控制部150基于从切换开关80输入的信号而将自动驾驶模式与手动驾驶模式相互切换。另外，切换控制部150基于对操作器件70的指示加速、减速或转向的操作，从自动驾驶模式切换为手动驾驶模式。例如，切换控制部150在从操作器件70输入的信号所表示的操作量超过了阈值的状态持续了基准时间以上的情况下，从自动驾驶模式切换为手动驾驶模式(超控)。另外，切换控制部150也可以在通过超控而切换为手动驾驶模式后，在规定时间的期间没有检测出对操作器件70的操作的情况下，恢复为自动驾驶模式。
输出控制部155当被自动驾驶控制部120通知了自动驾驶的模式的信息时，参照可否操作信息198，并根据自动驾驶的模式的类别来控制导航装置50、显示装置62、内容播放装置66、切换开关80等用户界面装置。
图10是示出可否操作信息198的一例的图。图10所示的可否操作信息198具有“手动驾驶模式”、“自动驾驶模式”作为驾驶模式的项目。另外，作为“自动驾驶模式”，具有上述的“模式A”、“模式B”及“模式C”等。
另外，可否操作信息198具有对导航装置50的操作即“导航操作”、对内容播放装置66的操作即“内容播放操作”、对显示装置62的操作即“仪表板操作”等作为用户界面装置的项目。
输出控制部155通过基于从自动驾驶控制部120取得的模式的信息并参照可否操作信息198，来判定许可使用的用户界面装置和不许可使用的用户界面装置。另外，输出控制部155基于判定结果来控制可否接受由车辆乘客对用户界面装置的操作。
例如，在车辆控制***100所执行的驾驶模式是手动驾驶模式的情况下，车辆乘客例如操作油门踏板、制动踏板、变速杆及转向盘等操作器件70。
另外，在车辆控制***100所执行的驾驶模式是自动驾驶模式的模式B、模式C等的情况下，车辆乘客承担本车辆M的周边监视义务。
在这样的情况下，为了防止由车辆乘客的驾驶以外的行动(例如用户界面装置的操作等)导致注意散漫(驾驶员分心)，输出控制部155以不接受对用户界面装置的一部分或全部的操作的方式进行控制。此时，输出控制部155可以为了使车辆乘客进行本车辆M的周边监视，而使显示装置62通过图像等来显示由外界识别部142识别出的本车辆M的周边车辆的存在、该周边车辆的状态，并且使导航装置50、显示装置62、切换开关80等接受与本车辆M行驶时的场景相应的确认操作。
另外，在驾驶模式是自动驾驶的模式A的情况下，输出控制部155放宽驾驶员分心的限制，进行如下控制：接受车辆乘客对之前不接受操作的用户界面装置进行的操作。
例如，输出控制部155使显示装置62显示影像，或者使扬声器64输出声音，或者使内容播放装置66从DVD等播放内容。
需要说明的是，内容播放装置66播放的内容除了包括保存于DVD等的内容之外，例如也可以包括电视节目等与娱乐、休闲相关的各种内容。
另外，上述的图10所示的“内容播放操作”也可以意味着与这样的娱乐、休闲相关的内容操作。
另外，在从模式A向模式B或模式C转移的情况下，即，在进行车辆乘客的周边监视义务增加的自动驾驶的模式的变更的情况下，输出控制部155使用户界面装置输出规定的信息。
规定的信息是表示周边监视义务增加的信息、表示对用户界面装置的操作允许度变低(操作受到限制)的信息。
需要说明的是，规定的信息不限于这些信息，例如也可以是催促车辆乘客为交接控制做准备的信息。
如上所述，输出控制部155通过例如在驾驶模式从上述的模式A向模式B或模式C转移的规定时间前或本车辆M达到规定速度前对车辆乘客报知警告等，能够在合适的时机向车辆乘客通知使车辆乘客承担本车辆M的周边监视义务。
其结果是，能够向车辆乘客提供向自动驾驶切换的准备期间。
行驶控制部160包括转向控制部162和加减速控制部164。行驶控制部160控制驱动力输出装置200、转向装置210及制动装置220，以使本车辆M按照预定的时刻通过由轨道生成部146生成的轨道。
图11是示出转向控制部162及加减速控制部164与其控制对象的关系的图。
转向控制部162基于由轨道生成部146生成的轨道和由本车位置识别部140识别出的本车辆M的位置(本车位置)，来控制转向装置210。例如，转向控制部162基于与由轨道生成部146生成的轨道所包含的轨道点K(i)对应的转向角
Figure GDA0001856650860000181
从车辆传感器60取得的车速(或加速度、跃度)、绕铅垂轴的角速度(横摆角速度)等信息来决定转向盘转向角，以使车轮产生该转向盘转向角量的位移的方式决定转向装置210中的电动马达的控制量。
加减速控制部164基于由车辆传感器60检测出的本车辆M的速度v及加速度α和由轨道生成部146生成的轨道，来控制驱动力输出装置200及制动装置220。
[加减速控制]
图12是示出第一实施方式中的加减速控制部164的结构的一例的图。
加减速控制部164例如具备第一运算部165、第二运算部166、第三运算部167、第四运算部168、减法运算器169及减法运算器170、比例积分控制部171、比例控制部172、第一输出调整部173、第二输出调整部174、第三输出调整部175、加法运算器176及加法运算器177。
需要说明的是，这些结构中的一部分或全部也可以包含于轨道生成部146(尤其是轨道候补生成部146B)。
以下，结合流程图来对图12所示的加减速控制部164中的各结构的处理内容进行说明。图13是示出第一实施方式中的加减速控制部164的处理的流程的一例的流程图。在以下的说明中，各种位置以某时间点(例如当前时刻ti)下的本车辆M的位置为基准，本车辆M的行进方向侧的位置作为正值来处理，行进方向的相反方向侧的位置作为负值来处理。
首先，第一运算部165基于由轨道生成部146生成的轨道所包含的多个轨道点K之间的距离，导出使本车辆M沿着轨道行驶时的目标速度。例如，第一运算部165从轨道所包含的多个轨道点K中提取出在从当前时刻ti到经过n秒钟的时间为止的期间本车辆M应该到达的轨道点K(i)～轨道点K(i+n)，将包含这些轨道点K(i)～K(i+n)的轨道的路径长度除以n秒钟的时间来导出平均速度(步骤S100)。该平均速度作为包含轨道点K(i)～K(i+n)的轨道上的本车辆M的目标速度来处理。n秒钟的时间是“第一规定时间”的一例。
第二运算部166从由轨道生成部146生成的轨道所包含的多个轨道点K中提取出与当前时刻ti对应的轨道点K(i)。
第三运算部167提取出与从当前时刻ti经过了比n秒钟的时间短的规定时间(例如1秒)的时刻ti+1对应的轨道点K(i+1)。从当前时刻ti起比n秒钟的时间短的规定时间是“第二规定时间”的一例。
第四运算部168基于由本车位置识别部140识别出的本车位置Pact(i)和由车辆传感器60检测出的本车辆M的速度v及加速度α，导出预测在从当前时刻ti经过了1秒的时刻ti+1下本车辆M会到达的预测位置Ppre(i+1)(步骤S102)。例如，第四运算部168基于以下的数学式(1)来导出预测位置Ppre(i+1)。式中的t是时刻ti与时刻ti+1的差量的时间。即，式中的t相当于轨道点K的时间间隔(采样时间)。
Figure GDA0001856650860000191
减法运算器169导出从由第二运算部166提取出的轨道点K(i)减去本车位置Pact(i)而得到的偏差(以下，称作当前偏差)(步骤S104)。并且，减法运算器169将导出的当前偏差向比例积分控制部171输出。
当前偏差是“第一偏差”的一例。
减法运算器170导出从由第三运算部167提取出的轨道点K(i+1)减去由第四运算部168导出的预测位置Ppre(i+1)而得到的偏差(以下，称作将来偏差)(步骤S106)。然后，减法运算器170将导出的将来偏差向比例控制部172输出。将来偏差是“第二偏差”的一例。
比例积分控制部171对由减法运算器169输出的当前偏差乘以规定的比例增益，并且对当前偏差的时间积分值乘以规定的积分增益。然后，比例积分控制部171通过将乘以比例增益后的当前偏差与乘以积分增益后的当前偏差的时间积分值进行相加，来导出使本车辆M从本车位置Pact(i)向轨道点K(i)接近的速度的修正量(以下，称作第一修正量)作为操作量(步骤S108)。通过这样加入积分项，能够以使当前偏差接近零的方式修正目标速度。其结果是，加减速控制部164能够使当前时刻ti的本车位置Pact(i)更接近与当前时刻ti对应的目标位置即轨道点K(i)。
比例控制部172对由减法运算器170输出的将来偏差乘以规定的比例增益，来导出在1秒后的时间点使本车辆M从预测位置Ppre(i+1)接近轨道点K(i+1)这样的速度的修正量(以下，称作第二修正量)作为操作量(步骤S110)。这样，比例控制部172进行允许包含不确定的要素的将来偏差的比例控制。
第一输出调整部173例如是对由比例积分控制部171导出的第一修正量施加限制的滤波电路。例如，第一输出调整部173以使第一修正量所示的速度不增加15km/h以上或不减小15km/h以上的方式对第一修正量进行过滤(步骤S112)。
第二输出调整部174例如是对由比例控制部172导出的第二修正量施加限制的滤波电路。例如，与第一输出调整部173同样，第二输出调整部174以使第二修正量所示的速度不增加15km/h以上或不减小15km/h以上的方式对第二修正量进行过滤(步骤S114)。
需要说明的是，在由第一输出调整部173进行的过滤的速度限制及由第二输出调整部174进行的过滤的速度限制的一方或双方中，速度的增加时的限制和减少时的限制也可以不同。
加法运算器176将由第一输出调整部173调整后的第一修正量与由第二输出调整部174调整后的第二修正量相加，将这些修正量相加而得到的第三修正量向第三输出调整部175输出。
第三输出调整部175例如是对由加法运算器176输出的第三修正量施加限制的滤波电路。例如，第三输出调整部175以使第三修正量所示的速度不增加5km/h以上或不减小5km/h以上的方式对第三修正量进行过滤(步骤S116)。
加法运算器177对由第一运算部165导出的平均速度加上由第三输出调整部175调整后的第三修正量，从而作为从当前时刻ti起的n秒期间的本车辆M的目标速度而输出(步骤S118)。由此，加减速控制部164根据目标速度来决定驱动力输出装置200及制动装置220的控制量。
通过该控制，能够抑制加减速频繁发生。例如，在不使用由本车位置识别部140识别出的本车位置Pact(i)和多个轨道点K中的与进行了本车辆M的位置识别的时刻(识别时刻，例如当前时刻ti)对应的轨道点K(i)之间的当前偏差来修正目标速度的情况下，会仅以第二修正量即在1秒后的时间点使本车辆M从预测位置Ppre(i+1)接近轨道点K(i+1)这样的速度的修正量来修正目标速度。在该情况下，有可能因传感器误差等而产生相对于各轨道点K始终越过或始终追不上这样的稳态的偏置(偏差)。另外，由于仅以包含不确定的要素的将来偏差来修正目标速度，所以有时会产生频繁的加减速。
相对于此，在本实施方式中，由于通过使用了当前偏差的第一修正量和第二修正量这双方来修正目标速度，所以能够减小相对于轨道点K的偏置。更详细而言，由于比例积分控制部171通过进行当前偏差的时间积分来导出第一修正量，所以能够使当前时刻ti的本车位置Pact(i)更接近与当前时刻ti对应的目标位置即轨道点K(i)。另外，通过比例控制部172进行比例控制，能够在一定程度上允许包含不确定的要素的将来偏差。其结果是，能够抑制加减速频繁发生。
根据以上说明的第一实施方式，通过使用由本车位置识别部140识别出的本车位置Pact(i)和多个轨道点K中的与进行了本车辆M的位置识别的时刻(识别时刻，例如当前时刻ti)对应的轨道点K(i)之间的当前偏差来修正目标速度，能够抑制加减速频繁发生。其结果，能够减少乘客的不适感。
另外，根据上述的第一实施方式，通过进一步使用与从当前时刻ti经过了比n秒钟的时间短的规定时间(例如1秒)的时刻ti+1对应的轨道点K(i+1)和预测在从当前时刻ti经过了1秒的时刻ti+1本车辆M会到达的预测位置Ppre(i+1)之间的将来偏差来修正目标速度，能够进一步抑制加减速频繁发生。
<第二实施方式>
以下，对第二实施方式进行说明。在第二实施方式中，与第一实施方式不同点在于，为了抑制加减速频繁进行，对将来偏差及当前偏差中的任一方或双方分别设定不灵敏区DZ。不灵敏区DZ是指为了使与各偏差相应的修正量降低而设置的区域。以下，以该不同点为中心进行说明。
图14是示出第二实施方式中的加减速控制部164A的结构的一例的图。加减速控制部164A例如在上述的第一实施方式中的加减速控制部164的结构的基础上，进一步具备比例积分增益调整部180和比例增益调整部181。
比例积分增益调整部180对当前偏差设定第一不灵敏区DZ1，在由减法运算器169导出的当前偏差处于第一不灵敏区DZ1内的情况下，与当前偏差不处于第一不灵敏区DZ1内的情况相比，使比例积分控制部171中的比例增益及积分增益的一方或双方降低。“增益的降低”是指使正值的增益接近零或负值或者使负值的增益接近零或正值。
图15及图16是示出针对当前偏差的第一不灵敏区DZ1的一例的图。
如图15及图16所示的例子那样，第一不灵敏区DZ1可以仅设定于当前偏差的正侧(与本车位置Pact(i)相比轨道点K(i)为前方的一侧)、或者偏向正侧地设定。
“偏向正侧”例如是指第一不灵敏区DZ1的区域的重心等存在于当前偏差的正侧。
在图15的例子中，将当前偏差从零到阈值Th1(正值)为止的区域设定为第一不灵敏区DZ1。
另外，在图16的例子中，将从阈值Th2(负值)到阈值Th1(正值)为止的区域设定为第一不灵敏区DZ1。
如图15及图16所示，在第一不灵敏区DZ1中，比例增益、积分增益取零。因此，若当前偏差处于第一不灵敏区DZ1内，则由比例积分控制部171导出的第一修正量成为零或零左右。
比例增益调整部181对将来偏差设定第二不灵敏区DZ2，在由减法运算器170导出的将来偏差处于第二不灵敏区DZ2内的情况下，与将来偏差不处于第二不灵敏区DZ2内的情况相比，使比例控制部172中的比例增益降低。
图17及图18是示出针对将来偏差的第二不灵敏区DZ2的一例的图。
如图17及图18所示的例子那样，第二不灵敏区DZ2与第一不灵敏区DZ1同样地仅设定于将来偏差的正侧，或者偏向正侧地设定。
在图17的例子中，将将来偏差从零到阈值Th1(正值)为止的区域设定为第二不灵敏区DZ2。
另外，在图18的例子中，将从阈值Th2(负值)到阈值Th1(正值)为止的区域设定为第二不灵敏区DZ2。
如图17及图18所示，在第二不灵敏区DZ2中，比例增益取零。因此，若将来偏差处于第二不灵敏区DZ2内，则由比例控制部172导出的第二修正量成为零或零左右。
需要说明的是，上述的第一不灵敏区DZ1和第二不灵敏区DZ2的区域的大小可以互不相同，也可以是第一不灵敏区DZ1和第二不灵敏区DZ2的任一方仅设定于偏差的正侧且另一方偏向正侧地设定。
图19是示出各场景下的加减速控制的一例的图。图19(a)表示当前偏差不处于第一不灵敏区DZ1内的一个场景。另外，图19(b)表示当前偏差处于第一不灵敏区DZ1内的一个场景。
不管在哪个场景下，与当前时刻t0下的本车位置Pact(0)相比，轨道点K(0)都位于前方。即，本车辆M在当前时刻t0下没有到达应该到达的轨道点K(0)。
因而，加减速控制部164需要控制驱动力输出装置200来使本车辆M加速。
例如，在图19(a)所示的场景下，由于当前偏差处于第一不灵敏区DZ1外，所以第一修正量与平均速度相加，本车辆M从当前的平均速度加速。
另一方面，在图19(b)所示的场景下，由于当前偏差处于第一不灵敏区DZ1内，所以第一修正量减小。在该情况下，容易不进行加速控制而维持由第一运算部165导出的平均速度。通过这样的处理，能够抑制本车辆M在未到达轨道点K(0)的情况下频繁加速。
另外，在上述的例子中，说明了在与本车位置Pact(i)相比轨道点K(i)处于前方的情况下对偏差设定不灵敏区DZ的情况，但也可以在与本车位置Pact(i)相比轨道点K(i)处于后方的情况下对偏差设定不灵敏区DZ。
图20及图21是示出针对当前偏差的第一不灵敏区DZ1的另一例的图。
如图20及图21所示的例子那样，第一不灵敏区DZ1可以仅设定于当前偏差的负侧(与本车位置Pact(i)相比轨道点K(i)处于后方的一侧)或偏向负侧地设定。
在图20的例子中，将当前偏差从阈值Th3(负值)到零为止的区域设定为第一不灵敏区DZ1。
另外，在图21的例子中，将从阈值Th3(负值)到阈值Th4(正值)为止的区域设定为第一不灵敏区DZ1。
图22及图23是示出针对将来偏差的第二不灵敏区DZ2的另一例的图。
如图22及图23所示的例子那样，第二不灵敏区DZ2可以仅设定于将来偏差的负侧或偏向负侧地设定。
在图22的例子中，将将来偏差从阈值Th3(负值)到零为止的区域设定为第二不灵敏区DZ2。
另外，在图23的例子中，将从阈值Th3(负值)到阈值Th4(正值)为止的区域设定为第二不灵敏区DZ2。
在上述的例子中也是，第一不灵敏区DZ1和第二不灵敏区DZ2的区域的大小可以互不相同，也可以是第一不灵敏区DZ1和第二不灵敏区DZ2的任一方仅设定于偏差的负侧且另一方偏向负侧地设定。
图24是示出各场景下的加减速控制的一例的图。图24(a)表示当前偏差不处于第一不灵敏区DZ1内的一个场景。另外，图24(b)表示当前偏差处于第一不灵敏区DZ1内的一个场景。
不管在哪个场景下，与当前时刻t0下的本车位置Pact(0)相比，轨道点K(0)都位于后方。即，本车辆M在当前时刻t0下超过了应该到达的轨道点K(0)。因而，加减速控制部164需要控制驱动力输出装置200来使本车辆M减速。
例如，在图24(a)所示的场景下，由于当前偏差处于第一不灵敏区DZ1外，所以第一修正量与平均速度相加，本车辆M从当前的平均速度减速。
另一方面，在图24(b)所示的场景下，由于当前偏差处于第一不灵敏区DZ1内，所以第一修正量减小。在该情况下，容易不进行减速控制而维持由第一运算部165导出的平均速度。通过这样的处理，能够抑制在本车辆M超过了轨道点K(0)的情况下频繁减速。
[不灵敏区的区域变更处理]
另外，上述的比例积分增益调整部180也可以基于前行车辆及后续车辆中的一方或双方与本车辆M的车间距离，来变更对当前偏差设定的第一不灵敏区DZ1的区域尺寸，所述前行车辆是由外界识别部142识别出状态的周边车辆中的在本车辆M的紧前方行驶的车辆，所述后续车辆是由外界识别部142识别出状态的周边车辆中的在本车辆M的紧后方行驶的车辆。
另外，比例增益调整部181也可以基于在本车辆M的紧前方行驶的前行车辆及在本车辆M的紧后方行驶的后续车辆中的一方或双方与本车辆M的车间距离，来变更对将来偏差设定的第二不灵敏区DZ2的区域尺寸。
图25及图26是用于说明不灵敏区DZ的区域尺寸的变更方法的图。
如图25所示，在与本车位置Pact(i)相比轨道点K(i)处于前方的情况下，比例积分增益调整部180或比例增益调整部181分别使设定的不灵敏区DZ的正侧的阈值Th1根据与后续车辆的车间距离变宽而在正侧增大，且根据与后续车辆的车间距离变窄而在正侧减小。由此，在与后续车辆的车间距离缩短了的情况下，加减速控制部164考虑到安全而缩窄不灵敏区DZ，由此能够使加速频繁进行。另外，在与后续车辆的车间距离拉开了的情况下，加减速控制部164扩宽不灵敏区DZ，由此能够使加速的频率降低。
另外，如图26所示，在与本车位置Pact(i)相比轨道点K(i)处于后方的情况下，比例积分增益调整部180或比例增益调整部181分别使设定的不灵敏区DZ的负侧的阈值Th3根据与前行车辆的车间距离变宽而在负侧增大，且根据与前行车辆的车间距离变窄而在负侧减小。由此，在与前行车辆的车间距离缩短了的情况下，加减速控制部164考虑到安全而缩窄不灵敏区DZ，由此能够使减速频繁进行。另外，在与前行车辆的车间距离拉开了的情况下，加减速控制部164扩宽不灵敏区DZ，由此能够使减速的频率降低。
图27是示出第二实施方式中的加减速控制部164A的处理的流程的一例的流程图。首先，第一运算部165从轨道所包含的多个轨道点K中提取出在从当前时刻ti到经过n秒钟的时间的期间本车辆M应该到达的轨道点K(i)～K(i+n)，并将包含这些轨道点K(i)～K(i+n)的轨道的路径长度除以n秒钟的时间来导出平均速度(步骤S200)。
接着，第四运算部168基于由本车位置识别部140识别出的本车位置Pact(i)和由车辆传感器60检测出的本车辆M的速度v及加速度α，来导出预测在从当前时刻ti经过了1秒的时刻ti+1本车辆M会到达的预测位置Ppre(i+1)(步骤S202)。
接着，减法运算器169导出从由第二运算部166提取出的轨道点K(i)减去本车位置Pact(i)而得到的当前偏差(步骤S204)。接着，减法运算器170导出从由第三运算部167提取出的轨道点K(i+1)减去由第四运算部168导出的预测位置Ppre(i+1)而得到的将来偏差(步骤S206)。
接着，比例积分增益调整部180判定当前偏差是否处于第一不灵敏区DZ1内(步骤S208)，在当前偏差处于第一不灵敏区DZ1内的情况下，使比例积分控制部171中的比例增益及积分增益的一方或双方降低(步骤S210)。另一方面，在当前偏差不处于第一不灵敏区DZ1内的情况下，比例积分增益调整部180使处理移向S212。
接着，比例积分控制部171对由减法运算器169输出的当前偏差乘以规定的比例增益，并且对当前偏差的时间积分值乘以规定的积分增益，并将它们相加，由此导出第一修正量(步骤S212)。接着，第一输出调整部173对第一修正量进行过滤(步骤S214)。
接着，比例增益调整部181判定将来偏差是否处于第二不灵敏区DZ2内(步骤S216)，在将来偏差处于第二不灵敏区DZ2内的情况下，使比例控制部172中的比例增益降低(步骤S218)。另一方面，在将来偏差不处于第二不灵敏区DZ2内的情况下，比例增益调整部181使处理移向S220。
接着，比例控制部172通过对由减法运算器170输出的将来偏差乘以规定的比例增益来导出第二修正量(步骤S220)。接着，第二输出调整部174对第二修正量进行过滤(步骤S222)。
接着，第三输出调整部175对将第一修正量与第二修正量相加而得到的第三修正量进行过滤(步骤S224)。接着，加法运算器177对由第一运算部165导出的平均速度加上由第三输出调整部175调整后的第三修正量，从而作为从当前时刻ti起的n秒间的本车辆M的目标速度而输出(步骤S226)。由此，本流程图的处理结束。
根据以上说明的第二实施方式，由于对将来偏差及当前偏差的任一方或双方设定不灵敏区DZ，所以能够进一步抑制频繁的加减速的发生。其结果是，能够既考虑车辆的安全又使乘客的不适感减少。
另外，根据第二实施方式，由于基于与前行车辆或后续车辆的车间距离来变更不灵敏区DZ的区域，所以能够效率良好地抑制频繁的加减速的发生。
<第三实施方式>
以下，对第三实施方式进行说明。在第三实施方式中，与第一实施方式及第三实施方式不同点在于，在本车辆M的速度小的情况下调整第三修正量的输出增益。
以下，以该不同点为中心进行说明。
图28是示出第三实施方式中的加减速控制部164B的结构的一例的图。加减速控制部164B例如具备第一运算部165、第二运算部166、第三运算部167、第四运算部168、减法运算器169及减法运算器170、比例积分控制部171、比例控制部172、第一输出调整部173、第二输出调整部174、加法运算器176及加法运算器177、第三增益调整部183、乘法运算器184。
本车辆M的速度v越降低，则第三增益调整部183使用于调整将第一修正量与第二修正量相加而得到的第三修正量的输出增益越降低。
乘法运算器184将由第三增益调整部183调整后的输出增益与由加法运算器176输出的第三修正量相乘，并向加法运算器177输出。
图29是示出输出增益相对于本车辆M的速度v发生的变化的一例的图。如图29所示，若本车辆M的速度v为速度阈值Vth以下，则根据速度v的降低而输出增益在1以下的范围内降低。因而，在本车辆M逐渐减速而停车这样的情况下，第三修正量逐渐减小，因此能够进一步抑制加减速的发生。
根据以上说明的第三实施方式，由于根据本车辆M的速度的降低而使第三修正量降低，所以例如在本车辆M停车时能够抑制频繁的加减速的发生。
由此，能够进行顺畅的停车。另外，根据第三实施方式，由于根据本车辆M的速度的增加使第三修正量增加，所以能够使本车辆M从停止状态顺畅地加速。其结果是，能够使乘客的不适感减少。
<第四实施方式>
以下，对第四实施方式进行说明。在第四实施方式中，与第一实施方式～第三实施方式不同点在于，在规定的情况下在轨道上设定成为基准的位置(以下，运算基准位置)，并基于该运算基准位置来进行加减速控制。以下，以该不同点为中心进行说明。
图30是示出第四实施方式中的加减速控制部164C的结构的一例的图。加减速控制部164C例如在上述的第一实施方式中的加减速控制部164的结构的基础上进一步具备第五运算部185。第五运算部185例如具备需要设定与否判定部185A和运算基准位置设定部185B。
需要设定与否判定部185A判定是否需要由后述的运算基准位置设定部185B进行规定的处理。
例如，在本车辆M的速度v为在上述的图29中例示的速度阈值Vth以下的情况下，需要设定与否判定部185A预料在低速行驶时当前偏差、将来偏差会变大而使运算基准位置设定部185B进行规定的处理。
另外，需要设定与否判定部185A也可以在从由轨道生成部146生成的轨道或轨道所包含的任意的轨道点K到当前时刻ti下的本车位置Pact(i)为止的距离分离开了规定距离以上的情况下，判断为本车辆M脱离了轨道而使运算基准位置设定部185B进行规定的处理。
运算基准位置设定部185B基于当前时刻ti下的本车位置Pact(i)，在由轨道生成部146生成的轨道上设定运算基准位置VP(i)。
图31是用于说明运算基准位置VP(i)的设定方法的图。
如图31所示，例如，运算基准位置设定部185B将与从当前时刻ti经过了1秒的时刻ti+1对应的轨道点K(i+1)设定为暂定目标位置Pint。
暂定目标位置Pint是在从本车位置Pact(i)向轨道上返回时暂时作为目标位置而参照的位置。
并且，运算基准位置设定部185B导出与轨道相切的多条切线中的在与轨道相切的切点处与通过本车位置Pact(i)的垂线相交的切线，并在该切线上的与垂线相交的交点(切点)设定运算基准位置VP(i)，其中，所述轨道是将直到暂定目标位置Pint为止的各轨道点K之间用平滑的曲线(例如样条曲线等)相连而成的轨道。
然后，运算基准位置设定部185B将设定的运算基准位置VP(i)向第一运算部165、第二运算部166及第四运算部168输出。
接受到该情况，第一运算部165将输出的运算基准位置VP(i)作为与当前时刻ti对应的轨道点K(i)来处理，将包含该运算基准位置VP(i)～K(i+n)的轨道的路径长度除以n秒钟的时间来导出平均速度。
另外，第二运算部166将输出的运算基准位置VP(i)作为提取出的轨道点K(i)来处理。
另外，第四运算部168基于运算基准位置VP(i)而导出预测位置Ppre(i+1)。
由此，即使在本车辆M脱离了轨道的情况下，加减速控制部164C也会将脱离后的位置投影到轨道上，因此能够导出考虑了相对于轨道的位置偏移的平均速度、当前偏差、将来偏差。
另外，运算基准位置设定部185B也可以将与从当前时刻ti经过了j(j＞1)秒的时刻ti+j对应的轨道点K(i+j)设定为暂定目标位置Pint。
在该情况下，运算基准位置设定部185B也可以取代上述的运算基准位置VP(i)的设定方法，而例如导出与轨道相切的多条切线中的在与轨道相切的切点处与通过本车位置Pact(i)的垂线相交的切线，并将和该切线上的与垂线相交的交点(切点)最接近的轨道点K设定为运算基准位置VP(i)。
例如，在上述的图31的例子中将轨道点K(i+2)设定为暂定目标位置Pint的情况下，运算基准位置设定部185B将轨道点K(i)及轨道点K(i+1)中的更接近交点的轨道点K(i)设定为运算基准位置VP(i)。
[运算基准位置的修正处理]
运算基准位置设定部185B也可以将在轨道上设定的运算基准位置VP(i)基于与对应于当前时刻ti的轨道点K(i)的位置关系来进行修正。
图32是示意性地示出运算基准位置VP(i)的修正的一例的图。例如，如图32(a)所示，在与本车位置Pact(i)对应的运算基准位置VP(i)被设定于比轨道点K(i)靠后方的位置的情况下，也可以如图32(b)所示那样将运算基准位置VP(i)变更为与轨道点K(i)相同的位置或比轨道点K(i)靠前方侧的位置。由此，平均速度、当前偏差变小，因此能够抑制目标速度急剧增加，防止本车辆M的紧急加速。
另外，运算基准位置设定部185B也可以将在轨道上设定的运算基准位置VP(i)基于与暂定目标位置Pint(例如下一时刻的轨道点K(i+1))的位置关系来进行修正。
图33是示意性地示出运算基准位置VP(i)的修正的另一例的图。例如，如图33(a)所示，在轨道上，以暂定目标位置Pint为基准而设定有能够设定运算基准位置VP(i)的极限位置LIM。运算基准位置设定部185B例如在将运算基准位置VP(i)设定于比极限位置LIM靠后方侧的位置的情况下，也可以如图33(b)所示那样将运算基准位置VP(i)变更为与极限位置LIM相同的位置或比极限位置LIM靠前方侧的位置。
图34是示出第四实施方式中的第五运算部185的处理的流程的一例的流程图。
首先，需要设定与否判定部185A判定本车辆M是否脱离了轨道(步骤S300)。
在本车辆M未脱离轨道的情况下，需要设定与否判定部185A判定本车辆M的速度v是否为速度阈值Vth以下(步骤S302)。
在本车辆M的速度v不为速度阈值Vth以下的情况下，加减速控制部164C结束本流程图的处理。
需要说明的是，S300的处理及S302的处理中的任一方也可以被省略。
另一方面，在本车辆M脱离了轨道的情况或本车辆M的速度v为速度阈值Vth以下的情况下，运算基准位置设定部185B基于当前时刻ti下的本车位置Pact(i)，在由轨道生成部146生成的轨道上设定运算基准位置VP(i)(步骤S304)。
接着，运算基准位置设定部185B判定所设定的运算基准位置VP(i)是否位于比轨道点K(i)靠后方的位置(步骤S306)。
在运算基准位置VP(i)位于比轨道点K(i)靠后方的位置的情况下，运算基准位置设定部185B将运算基准位置VP(i)修正为与轨道点K(i)相同的位置或比轨道点K(i)靠前方侧的位置(步骤S308)。
另一方面，在运算基准位置VP(i)不位于比轨道点K(i)靠后方的位置的情况下，运算基准位置设定部185B结束本流程图的处理。
由此，第一运算部165、第二运算部166、第四运算部168在由运算基准位置设定部185B设定了运算基准位置VP(i)的情况下，基于该运算基准位置VP(i)进行各种运算处理，在未设定运算基准位置VP(i)的情况下，基于当前时刻ti下的本车位置Pact(i)进行各种运算处理。
[运算基准位置VP(i)设定后的处理]
以下，对由运算基准位置设定部185B设定了运算基准位置VP(i)的情况下的各运算部的处理进行说明。
第一运算部165将包括运算基准位置VP(i)～轨道点K(i+n)的轨道的路径长度除以n秒钟的时间来导出平均速度。第二运算部166将运算基准位置VP(i)作为提取出的轨道点K(i)来处理。由此，减法运算器169将从与当前时刻ti对应的轨道点K(i)减去运算基准位置VP(i)而得到的在车辆行进方向上的偏差作为当前偏差而导出。
第四运算部168基于运算基准位置VP(i)和由车辆传感器60检测出的本车辆M的速度v及加速度α，导出预测在从当前时刻ti经过了1秒的时刻ti+1本车辆M会到达的的预测位置Ppre(i+1)。
根据以上说明的第四实施方式，第五运算部185在由轨道生成部146生成的轨道上的与由本车位置识别部140识别出的本车辆M的位置最接近的位置设定运算基准位置VP(i)，第一运算部165从轨道所包含的多个轨道点K中提取出与从当前时刻ti经过了n秒钟的时间(第一规定时间)的将来时刻对应的轨道点K(i+n)，并基于从运算基准位置VP(i)到轨道点K(i+n)为止的轨道的长度来导出使本车辆M沿着轨道行驶时的目标速度。因而，例如即使在本车辆M脱离了轨道的情况或本车辆M的速度成为速度阈值Vth以下而当前偏差、将来偏差变大的情况下，也能够沿着轨道精度良好地进行车辆的速度控制。
<第五实施方式>
以下，对第五实施方式进行说明。在第五实施方式中，与第一实施方式～第四实施方式不同点在于，不进行运算基准位置VP(i)的修正处理而对输出的目标速度设置限制。以下，以该不同点为中心进行说明。
图35是示出第五实施方式中的加减速控制部164D的结构的一例的图。
加减速控制部164D例如在上述的第四实施方式中的加减速控制部164的结构的基础上进一步具备第四增益调整部186和乘法运算器187。
取代运算基准位置设定部185B进行运算基准位置VP(i)的修正，本车辆M的速度v越降低，则第四增益调整部186使用于调整由加法运算器177输出的目标速度的输出增益越降低。
乘法运算器187将由第四增益调整部186调整后的输出增益与由加法运算器177输出的目标速度相乘并输出。由此，例如，在运算基准位置VP(i)设定于比轨道点K(i)靠后方的位置且从运算基准位置VP(i)到n秒后的轨道点K(i+n)的距离比实际行驶的距离长的情况下，能够抑制本车辆M以必要程度以上的程度加速。
<第六实施方式>
以下，对第六实施方式进行说明。在第六实施方式中，与第一实施方式～第五实施方式不同点在于，在本车辆M脱离了轨道的情况或本车辆M的速度v成为了速度阈值Vth以下的情况下，变更行动计划中的事件或者将执行的自动驾驶模式切换为其他自动驾驶模式或手动驾驶模式。以下，以该不同点为中心进行说明。
第六实施方式中的自动驾驶模式控制部130在本车辆M脱离了轨道的情况或本车辆M的速度v成为了速度阈值Vth以下的情况下，将当前执行的自动驾驶的模式变更为自动驾驶的程度更低的模式。
例如，在正在执行没有周边监视义务的模式A的情况下，自动驾驶模式控制部130将执行的自动驾驶模式变更为模式B或模式C。
由此，会使车辆乘客承担周边监视义务，因此能够促进车辆乘客的注意朝向本车辆M的周边。其结果是，车辆乘客能够识别出本车辆M正在脱离轨道地行驶，能够通过适当操作切换开关80而手动驾驶本车辆M。
另外，也可以取代上述事件的变更，第六实施方式中的行动计划生成部144在本车辆M脱离了轨道的情况或本车辆M的速度v成为了速度阈值Vth以下的情况下，将当前的事件变更为不需要加减速控制的(或加减速控制的必要性低)的事件。
例如，行动计划生成部144在当前的事件是车道变更事件的情况下，将该车道变更事件变更为行车道保持事件等。此时，行车道保持事件中的行驶形态被决定为没有加速及减速的定速行驶。由此，即使在偏差变大的状况下也容易维持自动驾驶模式。
另外，第六实施方式中的切换控制部150不依赖于切换开关80的操作地，在本车辆M脱离了轨道的情况或本车辆M的速度v成为了速度阈值Vth以下的情况下，可以通过将自动驾驶模式切换为手动驾驶模式而将本车辆M的操作权移交给车辆乘客。
以上，虽然使用实施方式对用于实施本发明的方式进行了说明，但本发明不受这些实施方式的任何限定，能够在不脱离本发明的主旨的范围内施加各种变形及替换。
附图标记说明：
20...探测器，30...雷达，40...相机，DD...检测器件，50...导航装置，55...通信装置，60...车辆传感器，62...显示装置，64...扬声器，70...操作器件，72...操作检测传感器，80...切换开关，100...车辆控制***，110...目标车道决定部，120...自动驾驶控制部，130...自动驾驶模式控制部，140...本车位置识别部，142...外界识别部，144...行动计划生成部，146...轨道生成部，146A...行驶形态决定部，146B...轨道候补生成部，146C...评价-选择部，150...切换控制部，160...行驶控制部，162...转向控制部，164...加减速控制部，165...第一运算部，166...第二运算部，167...第三运算部，168...第四运算部，169、170...减法运算器，171...比例积分控制部，172...比例控制部，173...第一输出调整部，174...第二输出调整部，175...第三输出调整部，176、177...加法运算器，185...第五运算部，185A...需要设定与否判定部，185B...运算基准位置设定部，190...存储部，200...驱动力输出装置，210...转向装置，220...制动装置，M...本车辆。

Claims (9)

1.一种车辆控制***，其中，
所述车辆控制***具备：
位置识别部，其识别车辆的位置；
轨道生成部，其生成在时间序列上连续包含多个使所述车辆应该到达的将来的目标位置的轨道；
运算基准位置设定部，其在所述轨道上的与由所述位置识别部识别出的所述车辆的位置最接近的位置设定运算基准位置；以及
行驶控制部，其从所述轨道所包含的多个所述目标位置中提取出与从进行所述车辆的位置识别的识别时刻起经过了第一规定时间的将来时刻对应的第一目标位置，并基于从所述运算基准位置到所述第一目标位置为止的所述轨道的长度，来导出使所述车辆沿着所述轨道行驶时的目标速度。
2.根据权利要求1所述的车辆控制***，其中，
所述运算基准位置设定部在所述车辆的速度为阈值以下的低速行驶的情况下设定所述运算基准位置。
3.根据权利要求1或2所述的车辆控制***，其中，
所述运算基准位置设定部在所述车辆的位置从所述轨道分离开规定距离以上的情况下设定所述运算基准位置。
4.根据权利要求1所述的车辆控制***，其中，
所述行驶控制部基于所述运算基准位置与所述车辆的位置之间的第一偏差，来修正导出的所述目标速度。
5.根据权利要求1所述的车辆控制***，其中，
所述行驶控制部还基于第二目标位置与预测位置之间的第二偏差来修正所述目标速度，所述第二目标位置是与从所述识别时刻起经过了比所述第一规定时间短的第二规定时间的将来时刻对应的位置，所述预测位置是预测从所述运算基准位置开始行驶而在所述将来时刻所述车辆会到达的位置。
6.根据权利要求1所述的车辆控制***，其中，
所述车辆控制***还具备执行多个驾驶模式中的任一模式的自动驾驶控制部，多个所述驾驶模式包括自动地进行至少所述车辆的速度控制的自动驾驶模式和基于所述车辆的乘客的操作来进行所述车辆的速度控制及转向控制这双方的手动驾驶模式，
在由所述自动驾驶控制部执行所述自动驾驶模式的情况下，所述行驶控制部进行与所述目标速度相应的所述车辆的速度控制。
7.根据权利要求6所述的车辆控制***，其中，
所述自动驾驶模式包括所述车辆的周边监视义务的程度不同的多个模式，
所述自动驾驶控制部在所述车辆的速度为阈值以下的低速行驶的情况或所述车辆的位置从所述轨道分离开规定距离以上的情况下，将执行的自动驾驶的模式变更为自动驾驶的程度更低的模式。
8.一种车辆控制方法，其中，
所述车辆控制方法使车载计算机执行如下处理：
识别车辆的位置；
生成在时间序列上连续包含多个使所述车辆应该到达的将来的目标位置的轨道；
在所述轨道上的与所述识别出的所述车辆的位置最接近的位置设定运算基准位置；
从所述轨道所包含的多个所述目标位置中提取出与从进行所述车辆的位置识别的识别时刻起经过了第一规定时间的将来时刻对应的第一目标位置；以及
基于从所述运算基准位置到所述第一目标位置为止的所述轨道的长度，来导出使所述车辆沿着所述轨道行驶时的目标速度。
9.一种存储介质，其中，
所述存储介质存储有车辆控制程序，所述车辆控制程序使车载计算机执行如下处理：
识别车辆的位置；
生成在时间序列上连续包含多个使所述车辆应该到达的将来的目标位置的轨道；
在所述轨道上的与所述识别出的所述车辆的位置最接近的位置设定运算基准位置；
从所述轨道所包含的多个所述目标位置中提取出与从进行所述车辆的位置识别的识别时刻起经过了第一规定时间的将来时刻对应的第一目标位置；以及
基于从所述运算基准位置到所述第一目标位置为止的所述轨道的长度，来导出使所述车辆沿着所述轨道行驶时的目标速度。
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