JP2014008927A - 制御装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】設計効率を向上させることを実現できる制御装置を提供する。
【解決手段】車両位置及び姿勢角を次元とする要求を含む制御要求を出力する複数の制御要求手段（５１，５２，５３）より出力された制御要求を入力し、いずれか一つの制御要求手段に係る制御要求を１つ選択して出力する調停手段（２１）と、調停手段により出力された制御要求を入力し、ヨーレートを次元とした制御要求に変換し、ヨーレート制御を実現するヨーレート制御装置（４０，６１，６２）へ出力する第一の変換手段（２２）と、を備えるように制御装置を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の制御要求を調停する制御装置に関するものである。

従来、車両のヨーレートを制御するための装置として、下記の特許文献１が知られている。これは、車両の横方向運動を変化させることができる装置の作動について、目標のヨーモーメントを発生させるために必要な作動量を演算し、その装置へ出力することで実現している。

特開２００８−９４２１４号公報

ところで、車両の横方向運動を制御する運転支援装置の制御目的が、ヨーレートの次元ではなく、車両位置と姿勢角（車両の向き）との次元である場合がある。そのような運転支援装置の具体例としては、自動車庫入れシステムや渋滞追尾システム等が挙げられる。これらのように車両位置と姿勢角とを制御目的とする運転支援装置（制御要求装置）から、ヨーレートを次元とする制御要求を入力する装置に対して制御要求を行うためには、制御要求の次元を車両位置と姿勢角とからヨーレートへ変換する必要がある。すなわち、この変換を行う変換部を付属制御部として運転支援装置毎（制御要求装置毎）に用意する必要がある。

ここで図７を用いて具体的に説明する。車両位置と姿勢角とを制御目的とする複数の位置姿勢制御要求装置１０１，１１１，１２１は、車両位置と姿勢角とからなる制御要求からヨーレートを次元とする制御要求（ヨーレート制御要求）へ変換するための位置姿勢要求変換部１０２，１１２，１２２を付属制御部として備える。そして、位置姿勢要求変換部１０２，１１２，１２２はヨーレート制御要求をヨーレート制御要求調停部１４１へ出力する。また、横風対応装置のような制御目的がヨーレートであるヨーレート制御要求装置１３１も、ヨーレート制御要求をヨーレート制御要求調停部１４１へ出力する。このように複数のヨーレート制御要求を受けたヨーレート制御要求調停部１４１は、その中のいずれか一つのヨーレート制御要求を選択し、ヨーレート要求変換部１５１へ出力する。ヨーレート要求変換部１５１は、ヨーレート制御要求をアシストトルク制御要求と制動トルク制御要求に変換し、それぞれをステアリング制御装置１６１とブレーキ制御装置１７１へ出力する。

また、ステアリング制御装置１６１は、現在とり得るアシストトルクの範囲を示す可能アシストトルク範囲の情報を、位置姿勢制御要求装置１０１，１１１，１２１の付属制御部である可能位置姿勢範囲変換部１０３，１１３，１２３と、ヨーレート制御要求装置１３１の付属制御部である可能ヨーレート範囲変換部１３３とへ出力する。また、ブレーキ制御装置１７１は、現在とり得る制動トルクの範囲を示す可能制動トルク範囲の情報を、位置姿勢制御要求装置１０１，１１１，１２１の付属制御部である可能位置姿勢範囲変換部１０３，１１３，１２３と、ヨーレート制御要求装置１３１の付属制御部である可能ヨーレート範囲変換部１３３とへ出力する。

可能位置姿勢範囲変換部１０３，１１３，１２３は、可能アシストトルク範囲と可能制動トルク範囲を受けて、現在とり得る車両位置の範囲と姿勢角の範囲に変換し、位置姿勢制御要求装置１０１，１１１，１２１へ出力する。

可能ヨーレート範囲変換部１３３は、可能アシストトルク範囲と可能制動トルク範囲を受けて、現在とり得るヨーレートの範囲に変換し、ヨーレート制御装置１３１へ出力する。

したがって、従来の設計手法では、ヨーレート以外の次元を制御目的とする運転支援装置（制御要求装置）の数に応じて変換部の数を設けなければならなかった。すなわち、運転支援装置（制御要求装置）の数を変更すると変換部の数も変更しなければならないため、設計効率が悪いという問題があった。

本発明は、こうした問題にかんがみてなされたものであり、設計効率を向上させることを実現できる制御装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の制御装置は、車両位置及び姿勢角を次元とする要求を含む制御要求を出力する複数の制御要求手段より出力された前記制御要求を入力し、いずれか一つの制御要求手段に係る前記制御要求を１つ選択して出力する調停手段と、前記調停手段により出力された制御要求を入力し、ヨーレートを次元とした制御要求に変換し、ヨーレート制御を実現するヨーレート制御装置へ出力する第一の変換手段と、を備える。

なお、「車両位置及び姿勢角を次元とする要求」における「車両位置」は、絶対位置を基準とした位置であってもよいし、現在位置を基準とした位置であってもよい。また、「車両位置及び姿勢角を次元とする要求」における「姿勢角」は、車両の進行方向（向き）を示す角度であり、絶対方向を基準とした回転角度であってもよいし、現在の方向を基準とした回転角度であってもよい。

このように、本発明の制御装置は、車両位置及び姿勢角を次元とする要求を含む制御要求を第一の変換手段がヨーレートを次元とする制御要求に変換する前に、複数の制御要求手段からの車両位置及び姿勢角を次元とする要求を含む制御要求を調整手段が調停する。このため、車両位置及び姿勢角を次元とする要求を含む制御要求を出力する制御要求手段毎に、ヨーレートを次元とする制御要求へ変換する変換手段を用意する必要がない。

つまり、本発明の制御装置によれば、制御要求手段の数に関係なく変換手段の数を一定とすることができる。したがって、設計効率を向上させることができる。
具体的な数字を挙げて説明する。従来、車両位置及び姿勢角を次元とする要求を含む制御要求を出力する制御要求手段がＮ個（Ｎ≧２）存在する場合、変換手段を合計Ｎ個用意するとともに、調停手段を１個用意する必要があった。つまり、Ｎ＋１個（最低でも３個）の手段が必要であり、車両位置及び姿勢角を次元とする制御要求を出力する制御要求手段の数Ｎが増えれば、必要な手段の数も増加する。

これに対し、本発明の制御装置では、制御要求手段の数に関係なく、調停手段及び変換手段の２つの手段を用意すればよい。このため、Ｎ≧２であれば、必要な手段の数を従来の構成より少なくすることができる。したがって、設計効率を向上させることができる。

ところで、制御要求手段により出力される制御要求としては、ヨーレート制御装置で実現可能な制御範囲外の制御を要求するものも存在し得る。このため、ヨーレート制御装置が、当該ヨーレート制御装置により実現可能な制御範囲を表す可能範囲情報を出力可能なものであれば、その可能範囲情報に基づき、ヨーレート制御装置に入力される前に制御要求をあらかじめ調整しておくことが好ましい。

そこで、例えば請求項２に記載の制御装置では、前記第一の変換手段は、前記変換した制御要求が前記可能範囲情報の表す範囲外の制御を要求するものである場合には、その範囲内に収まるように調整して出力する。

このような制御装置によれば、制御範囲外の制御を要求する制御要求がヨーレート制御装置に入力されることを軽減することができる。ヨーレート制御装置においては、制御範囲外の制御を要求する制御要求が入力されると、要求どおりに制御を実現できなかったことを次の制御タイミング以降で検出して修正するといった処理が必要になることが考えられるが、請求項２に記載の制御装置によれば、常に現タイミングで修正することが可能となるため、制御応答性が向上するという効果も期待できる。

また、第一の変換手段による調整に加え、調停手段も調整を行うようにしてもよい。すなわち、請求項３に記載の制御装置のように、前記可能範囲情報を入力し、実現可能な車両位置及び姿勢角の範囲を表す可能範囲情報に変換して出力する第二の変換手段をさらに備えるように構成する。そして、前記調停手段は、前記第二の変換手段により出力された可能範囲情報を入力し、前記選択した制御要求がその可能範囲情報の表す範囲外の制御を要求するものである場合には、その範囲内に収まるように調整して出力する。

このような制御装置によれば、制御範囲外の制御を要求する制御要求が制御装置に入力されることをさらに軽減することができる。

実施形態の制御プラットフォームの概略構成を表すブロック図である。 車両の位置と姿勢角を説明するための説明図である。 位置姿勢制御要求調停部で実行される処理を表すフローチャートである。 位置姿勢制御要求調停部に入力される制御要求の時間的変化の一例と選択される制御要求とを表すタイムチャートである。 位置姿勢要求変換部の内部動作を説明するためのブロック図である。 移動偏差と可変ゲインの対応関係を表す説明図である。 従来技術の制御プラットフォームの概略構成を表すブロック図である。

以下、本発明が適用された実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。また下記の実施形態のうち、両立し得る構成については、組み合わせることができる。また、下記の説明で用いる符号を特許請求の範囲にも適宜使用しているが、各請求項に係る発明の理解を容易にする目的で使用しており、各請求項に係る発明の技術的範囲を限定する意図ではないことを念のため付言しておく。

［構成の説明］
図１は、制御プラットフォーム１０の概略構成を表すブロック図である。
この制御プラットフォーム１０は、走行中における車両の位置及び姿勢角を制御するための制御要求を出力する複数の位置姿勢制御要求装置（運転支援装置）５１〜５３とヨーレートを制御するための制御要求を出力するヨーレート制御要求装置５４とを備える車両において用いられるものである。そして、それら複数の位置姿勢制御要求装置５１〜５３とヨーレート制御要求装置５４により出力される複数の制御要求を入力（受信）し、それらを調停した上で、ヨーレートの制御を実現するステアリング制御装置６１及びブレーキ制御装置６２へ出力する。

ここで、複数の位置姿勢制御要求装置５１〜５３は、「位置」と「姿勢角」とを制御目的の次元とする制御要求（位置姿勢制御要求）を出力する装置である。図２に示すように、「位置」は、一例として車両の重心位置であり、グローバル座標（Ｘ，Ｙ）である。過去の基準時点における位置からの相対座標などでもよい。また、「姿勢角」は、一例としてグローバル座標のＸ軸と車両の前進方向とがなす角θである。過去の基準時点の位置における車両の前進方向からの角でもよい。位置姿勢制御要求装置５１〜５３は、これら「位置」と「姿勢角」とを組にした「位置姿勢角」を含む「位置姿勢制御要求」を出力する。

なお、位置姿勢制御要求装置５１〜５３は、位置姿勢制御要求装置５１〜５３側の観点から許容できる許容最大ヨーレートと許容最小ヨーレートとについても、位置姿勢制御要求に含めて出力する。また、位置姿勢制御要求装置５１〜５３の具体例としては、自動車庫入れシステム、渋滞追尾システム、走行レーン維持システム等が考えられる。

一方、ヨーレート制御要求装置５４は、「ヨーレート」を制御目的の次元とする制御要求（ヨーレート制御要求）を出力する装置である。ヨーレート制御要求装置５４の具体例としては、横風対応システム、横滑り防止システム等が考えられる。なお、ヨーレート制御要求装置５４も、ヨーレート制御要求装置５４側の観点から許容できる許容最大ヨーレートと許容最小ヨーレートとをヨーレート制御要求に含めて出力する。

説明を図１に戻し、また、制御プラットフォーム１０は、位置姿勢制御プラットフォーム２０と、ヨーレート制御プラットフォーム４０とに大別される。
位置姿勢制御プラットフォーム２０は、位置姿勢制御要求調停部２１と、位置姿勢要求変換部２２と、可能位置姿勢範囲変換部２３とを備えている。

位置姿勢制御要求調停部２１は、複数の位置姿勢制御要求を入力（受信）可能であって、これらの位置姿勢制御要求を調停して出力する。具体的には、位置姿勢制御要求調停部２１は、各位置姿勢制御要求装置５１〜５３からの複数の位置姿勢制御要求を入力し、調停戦略要求に基づき選択した１つの位置姿勢制御要求を、可能位置姿勢範囲変換部２３からの可能位置姿勢範囲内に収まるよう変更して出力する。なお、調停戦略要求は、車両内外の状況や乗員の状態などに基づき調停戦略（１つの制御要求を選択する方法）を変更することを想定したものであるが、本実施形態では、後述するように、安全系の位置姿勢制御要求装置からの位置姿勢制御要求が存在する場合には安全系の位置姿勢制御要求装置からの位置姿勢制御要求を選択し、存在しない場合には要求移動量が最大のものを選択するようにしている。

位置姿勢要求変換部２２は、位置姿勢制御要求を別の制御次元であるヨーレート制御要求に変換する。具体的には、位置姿勢制御要求調停部２１により調停された位置姿勢制御要求に基づきフィードフォワード（ＦＦ）制御とフィードバック（ＦＢ）制御とを行い、ヨーレート制御プラットフォーム４０からの後述する可能ヨーレート範囲内に収まるようなヨーレート制御要求に変換して出力する。

可能位置姿勢範囲変換部２３は、可能ヨーレート範囲を可能位置姿勢範囲に変換する。具体的には、可能位置姿勢範囲変換部２３は、ヨーレート制御プラットフォーム４０により出力された可能ヨーレート範囲、車両諸元（あらかじめ記憶されている情報）、現在位置（センサにより検出された情報）、現在姿勢角（センサにより検出された情報）から、実現可能な位置及び姿勢角の範囲を算出し、これを可能位置姿勢範囲として出力する。

ヨーレート制御プラットフォーム４０は、ヨーレート制御要求調停部４１と、ヨーレート要求変換部４２と、可能ヨーレート範囲変換部４３とを備えている。
ヨーレート制御要求調停部４１は、複数のヨーレート制御要求を入力（受信）可能であって、これらのヨーレート制御要求を調停して出力する。具体的には、ヨーレート制御要求調停部４１は、位置姿勢制御プラットフォーム２０及びヨーレート制御要求装置５４からの複数のヨーレート制御要求を入力し、調停戦略要求に基づき選択した１つのヨーレート制御要求を、可能ヨーレート範囲変換部４３からの可能ヨーレート範囲内に収まるよう変更して出力する。

ヨーレート要求変換部４２は、ヨーレート制御要求を、ステアリングアシストトルク要求及び制動トルク要求に変換するものであり、ヨーレート制御要求調停部４１により調停されたヨーレート制御要求に基づきＦＦ制御とＦＢ制御とを行い、ステアリングアシストトルク要求及び制動トルク要求に変換して出力する。具体的には、ステアリングアシストトルク要求をステアリング制御装置６１へ出力し、制動トルク要求をブレーキ制御装置６２へ出力する。

可能ヨーレート範囲変換部４３は、可能ステアリングアシストトルク範囲及び可能制動トルク範囲を可能ヨーレート範囲に変換する。具体的には、可能ヨーレート範囲変換部４３は、ステアリング制御装置６１により出力された可能ステアリングアシストトルク範囲、ブレーキ制御装置６２により出力された可能制動トルク範囲、車両諸元（あらかじめ記憶されている情報）及び現在ヨーレート（センサにより検出された情報）から、実現可能なヨーレートの範囲を算出し、これを可能ヨーレート範囲として出力する。

すなわち、ステアリング制御装置６１は、ヨーレート要求変換部４２により定期的に（数ｍｓｅｃ周期で）出力されるステアリングアシストトルク要求に従い、要求されたステアリングアシストトルクが実現されるようにステアリングアシスト力を制御するが、制御可能な範囲を超える要求については実現することができない。そこで、ステアリング制御装置６１は、実現可能なステアリングアシストトルクの範囲（上限値及び下限値）を、可能ステアリングアシストトルク範囲として出力する。これと同様に、ブレーキ制御装置６２も、実現可能な制動車軸トルクの範囲（上限値及び下限値）を、可能制動トルク範囲として出力する。

そして、可能ヨーレート範囲変換部４３は、ステアリング制御装置６１により出力された可能ステアリングアシストトルク範囲、ブレーキ制御装置６２により出力された可能制動トルク範囲、車両諸元及び現在ヨーレートを入力し、これらの情報に基づき実現可能なヨーレートの範囲を算出する。そして、算出した範囲を可能ヨーレート範囲として、ヨーレート制御要求調停部４１、位置姿勢制御プラットフォーム２０の位置姿勢要求変換部２２及び可能位置姿勢範囲変換部２３並びにヨーレート制御要求装置５４へ出力する。これにより、ヨーレート制御要求装置５４では、可能ヨーレート範囲変換部４３からの可能加ヨーレート範囲に基づく要求ヨーレートを算出することが可能となる。

また、可能位置姿勢範囲変換部２３は、ヨーレート制御プラットフォーム４０の可能ヨーレート範囲変換部４３により出力された可能ヨーレート範囲、車両諸元及び現在位置及び現在姿勢角を入力し、これらの情報に基づき実現可能な車両位置及び姿勢角の範囲を算出する。そして、算出した範囲を可能位置姿勢範囲として、位置姿勢制御要求調停部２１、及び位置姿勢制御要求装置５１〜５３へ出力する。これにより、位置姿勢制御要求装置５１〜５３では、可能位置姿勢範囲変換部２３からの可能位置姿勢範囲に基づく要求位置姿勢を算出することが可能となる。

また、本実施形態の制御プラットフォーム１０は、マイクロコンピュータ（具体的には、車両に搭載される電子制御装置（ＥＣＵ））によって構成されている。そして、位置姿勢制御プラットフォーム２０及びヨーレート制御プラットフォーム４０は、マイクロコンピュータがプログラムを実行することにより発揮する機能（モジュール）として実現される。このため、具体的なハードウェア構成は特に限定されない。例えば、位置姿勢制御プラットフォーム２０及びヨーレート制御プラットフォーム４０を共通の（１つの）ＥＣＵで構成することも可能であり、また、それぞれ別々のＥＣＵの機能で構成することも可能である。ちなみに、位置姿勢制御要求装置５１〜５３も、マイクロコンピュータがプログラム（アプリケーション）を実行することにより発揮する機能として実現されるものであり、具体的なハードウェア構成は特に限定されない。

［動作の説明］
次に、制御プラットフォーム１０の動作に関し、特徴的な部分について説明する。
（１）位置姿勢制御プラットフォーム２０の位置姿勢制御要求調停部２１
位置姿勢制御要求調停部２１が実行する調停処理について、図３を用いて説明する。位置姿勢制御要求調停部２１は、位置姿勢制御要求装置５１〜５３からの複数の位置姿勢制御要求を入力したことを契機に（調停を行うべきタイミングで）この処理を開始する。この処理は、位置姿勢制御要求調停部２１が内蔵する不揮発性記憶手段が記憶するプログラムに基づいて実行される。

具体的には、まずＳ１０５で、入力した複数の位置姿勢制御要求の中に安全系の位置姿勢制御要求装置からの要求が存在するか否かを判定する。なお、安全系のものであるか否かといった位置姿勢制御要求装置の種別は、位置姿勢制御要求装置の性質（位置姿勢制御要求装置により実現される運転支援が安全性に与える影響など）に基づきあらかじめ決められている。

そして、Ｓ１０５で、安全系の位置姿勢制御要求装置からの位置姿勢制御要求が存在すると判定した場合には、Ｓ１１０へ移行し、入力した位置姿勢制御要求のうち優先度の高い位置姿勢制御要求装置からのものを選択する。本実施形態では、優先度が「高」又は「低」の２段階に設定されている。なお、優先度はこれに限定されるものではなく、例えば３段階以上に設定してもよい。

一方、Ｓ１０５で、安全系の位置姿勢制御要求装置からの位置姿勢制御要求が存在しないと判定した場合には、Ｓ１０７へ移行し、入力した位置姿勢制御要求のうち、要求移動量が最大のものを選択する。その後、Ｓ１１５へ移行する。「要求移動量」というのは、要求位置から求めるが、要求位置が絶対座標の場合は、位置姿勢制御要求調停部２１が記憶している前回の要求位置からの距離を計算することによって求め、要求位置が相対位置の場合は、原点（前回の位置）からの間の距離を計算することによって求める。

Ｓ１１５では、Ｓ１０７又はＳ１１０で選択（調停）された位置姿勢制御要求における要求姿勢角と前回の要求姿勢角との差分の絶対値が、予め定められた設定値を超えているか否かを判定する。ここでいう「設定値」というのは、この値以上の姿勢角の変化が一制御単位で要求されると車両の安定性や乗員の快適性などの観点で問題が生ずる値である。また、前回の要求姿勢角については、位置姿勢制御要求調停部２１が記憶している。

そして、Ｓ１１５で、今回の要求姿勢角と前回の要求姿勢角との差分の絶対値が設定値よりも大きいと判定した場合には、Ｓ１２０へ移行し、今回の要求姿勢角をなまし処理する（急激な変化を防ぐためにフィルタ処理を行い、前回の要求姿勢角から今回の要求姿勢角へ徐々に変化させる）。その後、Ｓ１２５へ移行する。

一方、Ｓ１１５で、今回の要求姿勢角と前回の要求姿勢角との差分の絶対値が設定値よりも大きくない（設定値以下である）と判定した場合には、Ｓ１２０をスキップして（なまし処理せずに）Ｓ１２５へ移行する。

Ｓ１２５では、今回の要求姿勢角（なまし処理した場合にはなまし処理後の要求姿勢角）が、可能位置姿勢範囲変換部２３から受け取った可能姿勢角範囲の上限値よりも大きいか否かを判定する。

そして、Ｓ１２５で、要求姿勢角が可能姿勢角範囲の上限値よりも大きいと判定した場合には、Ｓ１３０へ移行し、その可能姿勢角範囲の上限値を要求姿勢角に設定して、Ｓ１４５へ処理を移行する。つまり、要求姿勢角を可能姿勢角範囲内の上限値に収まるように調整する。

一方、Ｓ１２５で、要求姿勢角が可能姿勢角範囲の上限値よりも大きくない（上限値以下である）と判定した場合には、Ｓ１３５へ移行し、今回の要求姿勢角（なまし処理した場合にはなまし処理後の要求姿勢角）が、可能位置姿勢範囲変換部２３からの可能姿勢角範囲の下限値よりも小さいか否かを判定する。

そして、Ｓ１３５で、要求姿勢角が可能姿勢角範囲の下限値よりも小さいと判定した場合には、Ｓ１４０へ移行し、その可能姿勢角範囲の下限値を要求姿勢角に設定して、Ｓ１４５へ処理を移行する。つまり、要求姿勢角を可能姿勢角範囲内の下限値に収まるように調整する。

一方、Ｓ１３５で、要求姿勢角が可能姿勢角範囲の下限値よりも小さい（下限値以上である）と判定した場合には、Ｓ１４０をスキップしてＳ１４５へ移行する。
Ｓ１４５では、Ｓ１１０又はＳ１１５で選択（調停）された位置姿勢制御要求における要求移動量が、予め定められた設定値を超えているか否かを判定する。ここでいう「設定値」というのは、この値以上の移動量が一制御単位で要求されると車両の安定性や乗員の快適性などの観点で問題が生ずる値である。

そして、Ｓ１４５で、要求移動量が設定値よりも大きいと判定した場合には、Ｓ１５０へ移行し、要求移動量をなまし処理する（急激な変化を防ぐためにフィルタ処理を行い、要求移動量へ徐々に変化させる）。その後、Ｓ１５５へ移行する。

一方、Ｓ１４５で、要求移動量が設定値よりも大きくない（設定値以下である）と判定した場合には、Ｓ１５０をスキップして（なまし処理せずに）Ｓ１５５へ移行する。
Ｓ１５５では、要求移動量（なまし処理した場合にはなまし処理後の要求移動量）が、可能位置姿勢範囲変換部２３からの可能位置範囲より求まる移動量範囲の上限値よりも大きいか否かを判定する。

そして、Ｓ１５５で、要求移動量が可能位置範囲より求まる移動量範囲の上限値よりも大きいと判定した場合には、Ｓ１６０へ移行し、可能位置範囲における、現在位置から要求位置の方向の最遠位置を要求位置に設定して、本処理（調停処理）を終了する。つまり、要求位置を可能要求位置範囲内に収まるように調整する。

一方、Ｓ１５５で、要求移動量が可能位置範囲より求まる移動量範囲の上限値よりも大きくない（上限値以下である）と判定した場合には、Ｓ１６５へ移行し、今回の要求移動量（なまし処理した場合にはなまし処理後の要求移動量）が、可能位置姿勢範囲変換部２３からの可能位置範囲より求まる移動量範囲の下限値よりも小さいか否かを判定する。

そして、Ｓ１６５で、要求移動量が可能位置範囲より求まる移動量範囲の下限値よりも小さいと判定した場合には、Ｓ１７０へ移行し、可能位置範囲における、現在位置から要求位置方向の最近位置を要求位置に設定して、本処理（調停処理）を終了する。つまり、要求位置を可能位置範囲内に収まるように調整する。

一方、Ｓ１６５で、要求移動量が可能位置範囲より求まる移動量範囲の下限値よりも小さい（下限値以上である）と判定した場合には、そのまま本処理（調停処理）を終了する。

ここで、図４を用いて、位置姿勢制御要求調停部２１に入力される位置姿勢制御要求のうち、姿勢角に注目し、出力される要求姿勢角の時間的変化の一例を説明する。
図４（ａ）は、時間的変化の一例を表すタイムチャートである（横軸は時間、縦軸は姿勢角を表す）。このタイムチャートにおいて、実線及び一点鎖線で示すラインは、安全系の位置姿勢制御要求装置からの要求姿勢角であり、二点鎖線で示すラインは、安全系以外の位置姿勢制御要求装置からの要求姿勢角である。また、破線で示す２本のラインは、可能姿勢角範囲の上限値及び下限値である。なお、この例では、一点鎖線で示す姿勢角の制御要求が途中で終了する。

図４（ｂ）は、図４（ａ）に示した例における調停結果を太線で示したものであり、次の（Ａ）〜（Ｃ）の特徴が表れている。
（Ａ）入力した複数の制御要求の中に安全系の位置姿勢制御要求装置からの姿勢角制御要求が存在する場合には、安全系の位置姿勢制御要求装置からの姿勢角制御要求であって、優勢度が最大のものを選択する。図に示す例では、一点鎖線で示される姿勢角制御要求が優先的に選択され、制御要求が続く限り選択が続く。なお、この内容は、前述したＳ１０５〜Ｓ１１０の処理に対応する。

（Ｂ）調停された要求姿勢角と前回の要求姿勢角との差分の絶対値が設定値よりも大きくなった場合には、調停された要求姿勢角をなまし処理する。図に示す例では、一点鎖線で示す姿勢角制御要求が終了することにより実線で示す姿勢角制御要求が選択されるが、差分が大きく変化が急激になってしまうため、なまし処理により変化を和らげる。なお、この内容は、前述したＳ１１５，Ｓ１２０の処理に対応する。

（Ｃ）調停された要求姿勢角が可能姿勢角範囲を超えた場合には飽和処理を行い、要求姿勢角を可能姿勢角範囲内に収める。図に示す例では、可能姿勢角範囲の上限値が低下することにより実線で示す制御要求の要求姿勢角がこれを上回るが、出力される要求姿勢角は可能姿勢角範囲の上限値に調整される。なお、この内容は、前述したＳ１２５〜Ｓ１４０の処理に対応する。

（２）位置姿勢制御プラットフォーム２０の位置姿勢要求変換部２２
次に、位置姿勢制御プラットフォーム２０の位置姿勢要求変換部２２の内部動作について説明する。各部は、位置姿勢要求変換部２２が内蔵する不揮発性記憶手段が記憶するプログラムに基づいて実現される。

図５は、位置姿勢要求変換部２２の内部動作を説明するためのブロック図である。
車両参照モデル部７１では、位置姿勢制御要求調停部２１から入力された位置姿勢制御要求における要求位置及び要求姿勢角のそれぞれについて、ヨーレート制御プラットフォーム４０の周波数応答特性と同等程度にフィルタ処理を施す。

ノイズフィルタ部７２では、車速センサ等から入力される実位置姿勢から、外乱ノイズを除去するフィルタ処理を施す。なお、実位置及び実姿勢角についてそれぞれ処理が施される。

可変ゲイン決定器７３では、ヨーレート制御の分解能（制御周期）以上に細かくヨーレート制御要求することにより制御が収束しなくなることを防ぐ目的で、車両参照モデル部７１からの要求位置とノイズフィルタ部７２からの実位置との移動量偏差に応じた可変ゲインを決定する。具体的には、例えば図６に示すように、移動量偏差がしきい値ΔＬ１未満の場合には可変ゲインをαに決定し、しきい値ΔＬ２（＞ΔＬ１）以上の場合にはβに決定し、しきい値ΔＬ１以上ΔＬ２未満の場合にはαとβとの間で直線補間される値に決定する。なお、要求姿勢角についても同様に可変ゲインを求める。

フィードフォワード（ＦＦ）制御器７４では、車両参照モデル部７１からの要求位置及び要求姿勢角を比例ゲイン倍したものに基づき要求ヨーレートを算出してＦＦ要求ヨーレートとして出力する。

フィードバック（ＦＢ）制御器７５では、車両参照モデル部７１からの要求位置とノイズフィルタ部７２からの実位置との偏差を、可変ゲイン決定器７３で決定された可変ゲイン倍する。また、車両参照モデル部７１からの要求姿勢角とノイズフィルタ部７２からの実姿勢角との偏差を、可変ゲイン決定器７３で決定された可変ゲイン倍する。そして、これらの値にＦＢ制御（例えばＰＩＤ制御）を実施して要求ヨーレートを算出し、ＦＢ要求ヨーレートとして出力する。

ただし、次の（１），（２）の場合には、ＰＩＤ制御の積分処理に対して下記の例外処理を実施する。
（１）後述のヨーレート制限器７６の制限処理状態がオン状態の場合、積分処理を停止して直前の積分値を保持する。その後、再びオフ状態になったら、その保持値を初期値として積分処理を再開する。

（２）可変ゲインがαの場合、積分処理を停止して積分値を０にする。その後、再び可変ゲインがα以外の値になったら、０を初期値として積分処理を再開する。なお、αの値を０に設定してもよい。

ヨーレート制限器７６では、ＦＦ要求ヨーレートとＦＢ要求ヨーレートとの和（以下「制限前要求ヨーレート」という。）が、位置姿勢制御要求調停部２１から入力された位置姿勢制御要求に含まれる許容最小ヨーレートと許容最大ヨーレートとの間、及び、可能ヨーレート範囲変換部４３から入力された可能ヨーレート範囲に収まるように制限を加える。具体的には、次のような処理を施す。なお、ＭＡＸ（Ａ，Ｂ）とは、Ａ及びＢのうち大きい方の値を意味し、ＭＩＮ（Ａ，Ｂ）とは、Ａ及びＢのうち小さい方の値を意味する。

制限前要求ヨーレート＜ＭＡＸ（許容最小ヨーレート，可能ヨーレート範囲の下限値）の場合には、要求ヨーレート＝ＭＡＸ（許容最小ヨーレート，可能ヨーレート範囲の下限値）とし、制限処理状態＝オン状態とする。

ＭＡＸ（許容最小ヨーレート，可能ヨーレート範囲の下限値）≦制限前要求ヨーレート≦ＭＩＮ（許容最大ヨーレート，可能ヨーレート範囲の上限値）の場合には、要求ヨーレート＝制限前要求ヨーレートとし、制限処理状態＝オフ状態とする。

制限前要求ヨーレート＞ＭＩＮ（許容最大ヨーレート，可能ヨーレート範囲の上限値）の場合には、要求ヨーレート＝ＭＩＮ（許容最大ヨーレート，可能ヨーレート範囲の下限値）とし、制限処理状態＝オン状態とする。

このようにして算出した要求ヨーレートを、ヨーレート制御要求としてヨーレート制御プラットフォーム４０に出力する。
［実施形態の効果］
以上説明したように、本実施形態の制御プラットフォーム１０では、複数の位置姿勢制御要求装置５１〜５３からの位置姿勢制御要求を位置姿勢制御プラットフォーム２０が調停して１つのヨーレート制御要求に変換する。このため、位置姿勢制御要求装置以外に用意する必要のある制御部（制御ブロック）を、制御要求装置の数によらず一定にすることができる。この結果、設計効率を向上させることができる。

また、この制御プラットフォーム１０では、位置姿勢制御要求調停部２１が、入力した複数の位置姿勢制御要求の中に安全系の位置姿勢制御要求装置からの制御要求が存在する場合には、安全系の位置制御要求装置からのものを選択する。このため、安全性を損なわない調停を実現することができる。

加えて、この制御プラットフォーム１０では、位置姿勢制御要求調停部２１が、調停された位置姿勢制御要求と前回の位置姿勢制御要求との差分の絶対値が設定値よりも大きくなった場合には、調停された制御要求をなまし処理するようにしている。このため、位置制御要求により要求される制御が急激に変化してしまうことを防ぐことができる。

また、位置姿勢制御要求調停部２１では、前記選択した制御要求が、可能位置姿勢範囲変換部２３より出力される可能位置姿勢範囲外の制御を要求するものである場合には、その範囲内に収まるように調整して出力する。

さらに加えて、位置姿勢要求変換部２２では、変換した制御要求が、可能ヨーレート範囲変換部４３より出力される可能ヨーレート範囲外の制御を要求するものである場合には、その範囲内に収まるように調整して出力する。

このため、ステアリング制御装置６１及びブレーキ制御装置６２が受け付けない制御要求がこれら装置に入力され、要求どおりに制御を実現できなかったことを次の制御タイミング以降で検出して修正するといった処理が必要になることを軽減でき、制御応答性が向上するという効果が期待できる。

［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

（１）上記実施形態では、複数の制御要求から１つを選択するという調停方法を例示したが、調停方法はこれに限定されるものではなく、例えば、すべての制御要求の平均値を調停値として出力するといった方法も可能である。

（２）ステアリング制御装置６１へはアシスト制御要求ではなく、操舵制御要求がなされるようになっていてもよい。すなわち、ステアリング制御装置６１は、要求された操舵角が実現されるように操舵角を制御するようになっていてもよい。また、ステアリング制御装置６１及びブレーキ制御装置６２の少なくとも一方に変えて、又は、これらにさらに加えて、他の制御装置（例えば、左右トルク配分制御装置等）が設けられ、その装置に適した制御要求が入力されるようになっていてもよい。

１０…制御プラットフォーム、２０…位置姿勢制御プラットフォーム、２１…位置姿勢制御要求調停部、２２…位置姿勢要求変換部、２３…可能位置姿勢範囲変換部、４０…ヨーレート制御プラットフォーム、４１…ヨーレート制御要求調停部、４２…ヨーレート要求変換部、４３…可能ヨーレート範囲変換部、５１，５２，５３…位置姿勢制御要求装置、５４…ヨーレート制御要求装置、６１…ステアリング制御装置、６２…ブレーキ制御装置、７１…車両参照モデル部、７２…ノイズフィルタ部、７３…可変ゲイン決定器、７４…ＦＦ制御器、７５…ＦＢ制御器、７６…ヨーレート制限器。

Claims (6)

1. 車両位置及び姿勢角を次元とする要求を含む制御要求を出力する複数の制御要求手段（５１，５２，５３）より出力された前記制御要求を入力し、いずれか一つの制御要求手段に係る前記制御要求を１つ選択して出力する調停手段（２１）と、
   前記調停手段により出力された制御要求を入力し、ヨーレートを次元とした制御要求に変換し、ヨーレート制御を実現するヨーレート制御装置（４０，６１，６２）へ出力する第一の変換手段（２２）と、
   を備えることを特徴とする制御装置（２０）。
2. 請求項１に記載の制御装置において、
   前記ヨーレート制御装置は、当該ヨーレート制御装置により実現可能な制御範囲を表す可能範囲情報を出力することができ、
   前記第一の変換手段は、前記変換した制御要求が前記可能範囲情報の表す範囲外の制御を要求するものである場合には、その範囲内に収まるように調整して出力すること、
   を特徴とする制御装置。
3. 請求項２に記載の制御要求調整装置において、
   前記可能範囲情報を入力し、実現可能な車両位置及び姿勢角の範囲を表す可能範囲情報に変換して出力する第二の変換手段（２３）をさらに備え、
   前記調停手段は、前記第二の変換手段により出力された可能範囲情報を入力し、前記選択した制御要求がその可能範囲情報の表す範囲外の制御を要求するものである場合には、その範囲内に収まるように調整して出力すること、
   を特徴とする制御装置。
4. 請求項３に記載の制御装置において、
   前記第二の変換手段は、変換した可能範囲情報を、前記制御要求手段へ送信すること、
   を特徴とする制御装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の制御装置において、
   前記調停手段は、選択した制御要求と前回選択した制御要求との差が大きいと判定した場合には、出力する制御要求を、前回選択した制御要求から今回選択した制御要求へ徐々に変化させること、
   を特徴とする制御装置。
6. コンピュータを、請求項１〜５のいずれかに記載の制御装置を構成する前記各手段として機能させるためのプログラム。