CN111527015A

CN111527015A - 车辆控制装置

Info

Publication number: CN111527015A
Application number: CN201880083699.9A
Authority: CN
Inventors: 粟根梨绘; 大村博志; 立畑哲也
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2017-12-28
Filing date: 2018-12-27
Publication date: 2020-08-11
Also published as: EP3715204A4; US20200317192A1; EP3715204A1; JP2019119256A; WO2019131903A1; JP6525413B1

Abstract

本发明提供一种如下的车辆控制装置：减轻车辆控制装置的计算负荷，并且不易给驾驶员带来违和感。本发明是一种车辆控制装置(100)，其特征在于，具有：障碍物检测部(10a)；目标行驶路径算出部(10c)；修正行驶路径算出部(10d)，该修正行驶路径算出部算出对目标行驶路径进行修正后的修正行驶路径；主控制部(10f)；备用控制部(10e)；以及输出调整部(10g)，该输出调整部将目标转向角和目标加速度/减速度作为控制信号而输出，修正行驶路径算出部构成为针对障碍物设定本车辆能够行驶的允许相对速度的上限界线，并且构成为基于上限界线、规定的评价函数以及规定的制约条件来算出修正行驶路径，在无法算出满足制约条件的修正行驶路径的情况下，将由备用控制部算出的目标转向角和目标加速度/减速度作为控制信号而输出。

Description

车辆控制装置

技术领域

本发明涉及车辆控制装置，尤其涉及对由驾驶员进行的车辆驾驶进行辅助的车辆控制装置。

背景技术

在日本特开2010-155545号公报(专利文献1)中记载有一种车辆控制装置。该车辆控制装置构成为，在紧急回避障碍物时，根据那时的与其他车辆的车间距离来选择制动回避(仅制动操作)和转向操纵回避(仅转向操作)中的任一个，并使用最优化处理来进行目标行驶路径计算。在该车辆控制装置中，当选择制动回避时，仅对纵向(车辆前后方向)的运动简化计算条件。另外，当选择转向操纵回避时，仅对横向(车辆宽度方向)的运动简化计算条件。这样，在该技术中，当紧急时计算负荷被减轻，因此能够既确保较高的计算精度，又缩短计算时间。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-155545号公报

然而，在专利文献1记载的发明中，障碍物的回避被限制为制动回避和转向操纵回避中的任一者，因此存在通过车辆控制装置来选择的车辆的行驶路径未必成为适当的路径的情况，在这样的情况下，存在给驾驶员带来强烈的违和感的问题。

发明内容

本发明为了解决这样的问题而做出，其目的在于，提供一种如下的车辆控制装置：减轻车辆控制装置的计算负荷，并且不易给驾驶员带来违和感。

为了解决上述的课题，本发明是对由驾驶员进行的车辆驾驶进行辅助的车辆控制装置，其特征在于，具有：障碍物检测部，该障碍物检测部检测障碍物；目标行驶路径算出部，该目标行驶路径算出部算出本车辆的目标行驶路径；修正行驶路径算出部，该修正行驶路径算出部算出对由该目标行驶路径算出部算出的目标行驶路径进行修正后的修正行驶路径；主控制部，该主控制部计算用于在由该修正行驶路径算出部算出的修正行驶路径上行驶的目标转向角(日文：蛇角)和目标加速度/减速度；备用控制部，该备用控制部计算用于在由目标行驶路径算出部算出的目标行驶路径上行驶的目标转向角和目标加速度/减速度；以及输出调整部，该输出调整部将由主控制部算出的目标转向角和目标加速度/减速度、或由备用控制部算出的目标转向角和目标加速度/减速度作为控制信号而输出，修正行驶路径算出部构成为，在由障碍物检测部检测到应回避的障碍物的情况下设定在本车辆通过障碍物的侧方时能够允许的相对速度的上限，并且构成为基于相对速度的上限、规定的评价函数以及规定的制约条件算出修正行驶路径，在无法通过修正行驶路径算出部算出满足制约条件的修正行驶路径的情况下，输出调整部将由备用控制部算出的目标转向角和目标加速度/减速度作为控制信号而输出。

根据这样构成的本发明，在由障碍物检测部检测到应回避的障碍物的情况下，修正行驶路径算出部设定在本车辆通过障碍物的侧方时能够允许的相对速度的上限。另外，修正行驶路径算出部基于该相对速度的上限、规定的评价函数以及规定的制约条件而对目标行驶路径进行修正来算出修正行驶路径。主控制部计算用于在由修正行驶路径算出部算出的修正行驶路径上行驶的目标转向角和目标加速度/减速度。这样，主控制部计算用于在对目标行驶路径进行了修正而得的修正行驶路径上行驶的目标转向角和目标加速度/减速度，因此能够减轻车辆控制装置的计算负荷。并且，在无法通过修正行驶路径算出部来算出满足制约条件的修正行驶路径的情况下，输出调整部将由备用控制部算出的目标转向角和目标加速度/减速度作为控制信号而输出。因此，即使在无法得到满足制约条件的修正行驶路径的情况下，本车辆也会基于由备用控制部算出的目标转向角和目标加速度/减速度而在目标行驶路径上行驶，因此能够减少由于驾驶辅助而给驾驶员带来的违和感。

在本发明中，优选的是，制约条件设定于本车辆正在行驶的车道的外侧的区域。

根据这样构成的本发明，在本车辆正在行驶的车道的外侧的区域设定有制约条件，因此能够避免在通过车道的外侧的修正行驶路径上行驶，并且能够通过备用控制部来使本车辆在对驾驶员而言违和感较少的目标行驶路径上行驶。

在本发明中，优选的是，还具有能够选择多个驾驶辅助模式的驾驶辅助模式设定部，作为本车辆能够行驶的区域，根据所选择的驾驶辅助模式而设定有不同的制约条件。

根据这样构成的本发明，作为本车辆能够行驶的区域，根据所选择的驾驶辅助模式而设定有不同的制约条件，因此能够根据驾驶辅助模式来求出适当的修正行驶路径。另外，在无法得到满足该制约条件的修正行驶路径的情况下，也能够通过备用控制部来使车辆在给驾驶员带来的违和感较少的目标行驶路径上行驶。

在本发明中，优选的是，在制约条件中包含与本车辆的运动相关的行驶参数。

根据这样构成的本发明，与本车辆的运动相关的行驶参数包含在制约条件中，因此，能够排除即使是可通行的行驶路径但在本车辆的运动上也难以实现的行驶路径。另外，在无法得到满足该制约条件的修正行驶路径的情况下，也能够通过备用控制部来使车辆在给驾驶员带来的违和感较少的目标行驶路径上行驶。

在本发明中，优选的是，在行驶参数中包含本车辆的加速度、本车辆的横摆角速度、或本车辆的转向操纵角。

根据这样构成的本发明，在作为制约条件的行驶参数中包含本车辆的加速度、本车辆的横摆角速度、或本车辆的转向操纵角，因此，能够排除即使是可通行的行驶路径但本车辆的加速度等也会变得过大的行驶路径。另外，在无法得到满足该制约条件的修正行驶路径的情况下，也能够通过备用控制部来使车辆在给驾驶员带来的违和感较少的目标行驶路径上行驶。

在本发明中，优选的是，为了避免在目标行驶路径上行驶的本车辆进入到不满足相对速度的上限的区域，备用控制部仅变更目标加速度/减速度。

由于目标行驶路径未进行针对应回避的障碍物的行驶路径修正，因此若在目标行驶路径上持续行驶，则本车辆会超越相对速度的上限。根据如上述那样构成的本发明，为了避免本车辆进入到不满足相对速度的上限的区域，算出在目标行驶路径上行驶的本车辆的加速度/减速度，因此能够既减轻车辆控制装置的计算负荷，又不给驾驶员带来强烈的违和感地回避碰撞。

根据本发明的车辆控制装置，能够减轻车辆控制装置中的计算负荷，并且不易给驾驶员带来违和感。

附图说明

图1A是基于本发明的实施方式的车辆控制装置的结构图。

图1B是表示基于本发明的实施方式的车辆控制装置的驾驶员操作部的详情的图。

图2是基于本发明的实施方式的车辆控制装置的控制框图。

图3是通过基于本发明的实施方式的车辆控制装置来计算的第一行驶路径的说明图。

图4是通过基于本发明的实施方式的车辆控制装置来计算的第二行驶路径的说明图。

图5是通过基于本发明的实施方式的车辆控制装置来计算的第三行驶路径的说明图。

图6是通过在基于本发明的实施方式的车辆控制装置中修正行驶路径来回避障碍物的说明图。

图7是表示在基于本发明的实施方式的车辆控制装置中回避障碍物时障碍物与车辆之间的交错速度的允许上限值与间距的关系的说明图。

图8是基于本发明的实施方式的车辆控制装置中的车辆模型的说明图。

图9是表示在基于本发明的实施方式的车辆控制装置中修正后的行驶路径应满足的针对行驶路径的制约条件的图。

图10是表示在基于本发明的实施方式的车辆控制装置中修正后的行驶路径应满足的针对行驶路径的制约条件的图。

图11是表示在基于本发明的实施方式的车辆控制装置中修正后的行驶路径应满足的针对行驶路径的制约条件的图。

图12是表示在基于本发明的实施方式的车辆控制装置中修正后的行驶路径应满足的针对行驶路径的制约条件的图。

图13是表示在基于本发明的实施方式的车辆控制装置中修正后的行驶路径应满足的针对行驶参数的制约条件的图。

图14是表示在基于本发明的实施方式的车辆控制装置中根据来自车室外摄像机以及其他各传感器的输入信息而通过ECU来计算目标转向角以及目标加速度/减速度的工序的流程图。

图15是表示在基于本发明的实施方式的车辆控制装置中以不越过允许相对速度的上限界线(日文：ライン)的方式生成的行驶路径之中不存在满足规定的制约条件的行驶路径的情况的一个例子的图。

图16是表示在基于本发明的实施方式的车辆控制装置中因周边车辆的行驶而不能算出修正行驶路径的情况的一个例子的图。

图17是表示在基于本发明的实施方式的车辆控制装置中存在多个评价函数的极值的情况的一个例子的图。

图18是表示在基于本发明的实施方式的车辆控制装置中前方雷达以及车室外摄像机没有异常而后方雷达发生了故障的情况的图。

具体实施方式

以下，参照附图来对基于本发明的实施方式的车辆控制装置进行说明。首先，参照图1和图2来对车辆控制装置的结构进行说明。图1A是车辆控制装置的结构图，图1B是表示驾驶员操作部的详情的图，图2是车辆控制装置的控制框图。

本实施方式的车辆控制装置100构成为，通过多个驾驶辅助模式来对搭载有该车辆控制装置100的车辆1(参照图3等)提供各不相同的驾驶辅助控制。驾驶员能够从多个驾驶辅助模式选择所希望的驾驶辅助模式。

如图1A所示，车辆控制装置100搭载于车辆1，具备车辆控制运算部(ECU)10、多个传感器及开关、多个控制系统、以及用于进行关于驾驶辅助模式的用户输入的驾驶员操作部35。多个传感器及开关包括：作为前方摄像机的车室外摄像机20和车室内摄像机21、毫米波雷达22、对车辆的行为进行检测的多个行为传感器(车速传感器23、加速度传感器24、横摆角速度传感器25)及对驾驶员的行为进行检测的多个行为传感器(转向操纵角传感器26、油门传感器27、制动传感器28)、定位系统29、导航系统30。另外，多个控制系统包括发动机控制系统31、制动控制系统32和转向控制系统33。

如图1B所示，驾驶员操作部35以驾驶员能够操作的方式设置于车辆1的车室内，作为用于从多个驾驶辅助模式选择所希望的驾驶辅助模式的驾驶辅助模式设定部发挥功能。在驾驶员操作部35设置有用于设定速度限制模式的ISA开关36a、用于设定前车跟随模式的TJA开关36b以及用于设定自动速度控制模式的ACC开关36c。并且，在驾驶员操作部35还具备距离设定开关37a和车速设定开关37b，其中，该距离设定开关37a用于设定前车跟随模式中的车间距离，该车速设定开关37b用于设定自动速度控制模式等中的车速。

图1A所示的ECU10由具备CPU、存储各种程序的存储器和输入输出装置等的计算机构成。ECU10构成为，能够基于从驾驶员操作部35接收到的驾驶辅助模式选择信号、设定车速信号以及从多个传感器和开关接收到的信号，而对发动机控制系统31、制动控制系统32、转向控制系统33分别输出用于使发动机系统、制动系统、转向系统适当地工作的请求信号。

车室外摄像机20对车辆1的前方进行摄像，并输出拍摄到的图像数据。ECU10基于图像数据而确定对象物(例如车辆、行人、道路、区划线(车道边界线、白线、黄线)、交通信号、交通标志、停止线、交叉路口、障碍物等)。另外，还能够设置对车辆1的侧方、后方进行摄像的车室外摄像机。并且，在本实施方式中，车辆还具备对驾驶时的驾驶员进行摄像的车室内摄像机21。此外，ECU10可以通过交通基础设施或车车间通信等而经由车载通信设备从外部取得对象物的信息。

毫米波雷达22是对对象物(特别是前车、停车车辆、行人、障碍物等)的位置以及速度进行测量的测量装置，毫米波雷达22朝向车辆1的前方发送电波(发送波)，并接收发送波被对象物反射而产生的反射波。并且，毫米波雷达22基于发送波和接收波来对车辆1与对象物之间的距离(例如车间距离)、对象物相对于车辆1的相对速度进行测量。此外，在本实施方式中，作为毫米波雷达22，具备：对车辆1的前方的对象物进行检测的前方雷达、对侧方的对象物进行检测的侧方雷达、以及对车辆1的后方的对象物进行检测的后方雷达。另外，也可以构成为，代替毫米波雷达22而使用激光雷达或超声波传感器等来对与对象物的距离、相对速度进行测量。另外，也可以使用多个传感器来构成位置以及速度测量装置。

车速传感器23检测车辆1的绝对速度。

加速度传感器24检测车辆1的加速度(前后方向的纵向加速度、横向的横向加速度)。此外，加速度包括增速侧(正)以及减速侧(负)。

横摆角速度传感器25检测车辆1的横摆角速度。

转向操纵角传感器26检测车辆1的方向盘的旋转角度(转向操纵角)。

油门传感器27检测油门踏板的踏入量。

制动传感器28检测制动踏板的踏入量。

定位系统29是GPS系统和/或陀螺仪系统，检测车辆1的位置(当前车辆位置信息)。

导航系统30在内部存储有地图信息，能够向ECU10提供地图信息。ECU10基于地图信息以及当前车辆位置信息来确定在车辆1的周围(特别是行进方向前方)存在的道路、交叉路口、交通信号、建筑物等。地图信息也可以存储于ECU10内。

发动机控制系统31是对车辆1的发动机进行控制的控制器。在需要使车辆1加速或减速的情况下，ECU10对发动机控制系统31输出请求变更发动机输出以获得目标加速度/减速度的发动机输出变更请求信号。

制动控制系统32是用于对车辆1的制动装置进行控制的控制器。在需要使车辆1减速的情况下，ECU10对制动控制系统32输出请求对车辆1产生制动力以获得目标加速度/减速度的制动请求信号。

转向控制系统33是对车辆1的转向装置进行控制的控制器。在需要变更车辆1的行进方向的情况下，ECU10对转向控制系统33输出请求变更转向操纵方向以获得目标转向角的转向操纵方向变更请求信号。

如图2所示，ECU10具备单个CPU，该单个CPU作为输入处理部10a、对象物标选择部10b、目标行驶路径算出部10c、修正行驶路径算出部10d、备用控制部10e、主控制部10f以及输出调整部10g发挥功能。此外，在本实施方式中，构成为单个CPU执行多个上述功能，但不限于此，能够构成为多个CPU执行这些功能。

输入处理部10a构成为对从车室外摄像机20及其他各传感器、驾驶员操作部35输入的输入信息进行处理。该输入处理部10a作为图像分析部发挥功能，该图像分析部对拍摄了行驶路面的车室外摄像机20的图像进行分析，检测本车辆正在行驶的行驶车道(车道的两侧的区划线)。另外，输入处理部10a构成为，基于来自毫米波雷达22等传感器的输入信号、车室外摄像机20的图像的分析来识别作为存在于本车辆周围的障碍物的周边物标。因此，输入处理部10a作为检测障碍物的障碍物检测部发挥功能。在本实施方式中，输入处理部10a构成为基于所输入的信息而将大约35种对象物识别为周边物标。

对象物标选择部10b构成为从在输入处理部10a中识别出的多个周边物标之中选择与本车辆的驾驶辅助有关的对象物标。例如，存在于本车辆的行进方向上的周边车辆或道路交通标志、人行横道、行人等被对象物标选择部10b选择为对象物标。在本实施方式中，对象物标选择部10b构成为从由输入处理部10a识别出的大约35种对象物之中选择5个左右的对象物作为对象物标。由对象物标选择部10b选择的对象物标根据本车辆的行驶状态、所设定的驾驶辅助模式而变更。

目标行驶路径算出部10c构成为，基于来自毫米波雷达22、车室外摄像机21及其他各传感器等的输入信息来算出车辆的目标行驶路径。

修正行驶路径算出部10d构成为对由目标行驶路径算出部10c算出的目标行驶路径进行修正而算出修正行驶路径。例如，修正行驶路径算出部10d对由对象物标选择部10b选择的应回避的对象物标设定车辆能够行驶的允许相对速度的上限界线，并对由目标行驶路径算出部10c算出的目标行驶路径进行修正以使其满足该上限界线。

并且，修正行驶路径算出部10d从满足车辆能够行驶的允许相对速度的上限界线的行驶路径之中选择满足规定的制约条件的行驶路径。并且，修正行驶路径算出部10d构成为，从所选择的行驶路径之中将规定的评价函数最小的行驶路径确定为最佳的修正行驶路径。即，修正行驶路径算出部10d基于上限界线、规定的评价函数以及规定的制约条件来算出修正行驶路径。另外，在本实施方式中，用于确定最佳修正行驶路径的制约条件根据所选择的驾驶辅助模式、驾驶员的驾驶状况而设定不同的条件。

主控制部10f算出用于在由修正行驶路径算出部10d算出的修正行驶路径上行驶的目标转向角以及目标加速度/减速度。另外，备用控制部10e算出用于在由目标行驶路径算出部10c算出的目标行驶路径上行驶的目标转向角以及目标加速度/减速度。

输出调整部10g将由主控制部10f算出的目标转向角以及目标加速度/减速度、或由备用控制部10e算出的目标转向角以及目标加速度/减速度作为控制信号而输出。

ECU10至少对发动机控制系统31、制动控制系统32和转向控制系统33中的任意一个或多个输出请求信号，以实现从输出调整部10g输出的目标加速度/减速度、目标转向角。

接下来，对基于本实施方式的车辆控制装置100所具备的驾驶辅助模式进行说明。在本实施方式中，作为驾驶辅助模式，具备四个模式。即，具备：速度限制模式、前车跟随模式、自动速度控制模式以及基本控制模式，其中，该速度限制模式通过操作ISA开关36a来执行，是一种驾驶员转向操纵模式；该前车跟随模式通过操作TJA开关36b来执行，是一种自动转向操纵模式；该自动速度控制模式通过操作ACC开关36c来执行，是一种驾驶员转向操纵模式；该基本控制模式在未选择任何驾驶辅助模式的情况下执行。

<前车跟随模式>

前车跟随模式基本上是自动转向操纵模式，该自动转向操纵模式一边在车辆1与前车之间维持与车速相应的规定的车间距离，一边使车辆1跟随前车行驶，前车跟随模式伴有由车辆控制装置100进行的自动的转向控制、速度控制(发动机控制、制动控制)、障碍物回避控制(速度控制以及转向控制)。

在前车跟随模式中，根据可否检测出车道两端部以及有无前车来进行不同的转向控制以及速度控制。在此，车道两端部是指车辆1行驶的车道的两端部(白线等区划线、道路边缘、路缘石、中央隔离带、护栏等)，是与相邻的车道、人行道等的边界。ECU10所具备的输入处理部10a根据由车室外摄像机20拍摄到的图像数据来检测该车道两端部。另外，也可以根据导航系统30的地图信息来检测车道两端部。然而，例如在车辆1不是在铺修好的道路而是在不存在车道的平原上行驶的情况、或从车室外摄像机20读取图像数据不良等情况下可能产生无法检测车道两端部的情况。

另外，在本实施方式中，作为前车检测部的ECU10根据车室外摄像机20的图像数据以及毫米波雷达22中的前方雷达的测量数据来检测前车。具体而言，根据车室外摄像机20的图像数据而将在前方行驶的其他车辆检测为行驶车。并且，在本实施方式中，根据毫米波雷达22的测量数据而在车辆1与其他车辆的车间距离为规定距离(例如400～500m)以下的情况下将该其他车辆检测为前车。

此外，在前车跟随模式中，无论有无前车、可否检测出车道两端部，在由输入处理部10a检测到应回避的周围物标的情况下，都修正目标行驶路径，自动地回避障碍物(周边物标)。

＜自动速度控制模式＞

另外，自动速度控制模式是一种驾驶员转向操纵模式，该驾驶员转向操纵模式进行速度控制，以维持使用车速设定开关37b而由驾驶员预先设定的规定的设定车速(恒定速度)，自动速度控制模式伴有由车辆控制装置100进行的自动的速度控制(发动机控制或制动控制)，但不进行转向控制。在该自动速度控制模式中，车辆1以维持设定车速的方式行驶，但能够通过驾驶员对油门踏板的踏入而超过设定车速进行增速。另外，在驾驶员进行了制动操作的情况下，驾驶员的意愿优先，从设定车速减速。另外，在已追上前车的情况下进行速度控制，以便一边维持与车速相应的车间距离一边跟随前车，当前车不再存在时，再次进行速度控制以返回到设定车速。

＜速度限制模式＞

另外，速度限制模式是一种驾驶员转向操纵模式，该驾驶员转向操纵模式进行速度控制以使得车辆1的车速不超过基于速度标志的限制速度或由驾驶员设定的设定速度，速度限制模式伴有由车辆控制装置100进行的自动的速度控制(发动机控制)。限制速度既可以通过ECU10对由车室外摄像机20拍摄到的速度标志、路面上的速度显示的图像数据进行图像识别处理来确定，也可以通过来自外部的无线通信来接收。在速度限制模式中，即使在驾驶员踏入了油门踏板以超过限制速度的情况下，车辆1也仅增速至限制速度。

＜基本控制模式＞

另外，基本控制模式是在未通过驾驶员操作部35来选择任何驾驶辅助模式时的模式(关闭模式)，不进行基于车辆控制装置100的自动的转向控制以及速度控制。但是，在存在车辆1与对面车等碰撞的可能性的情况下执行回避碰撞的控制。另外，这些碰撞回避在前车跟随模式、自动速度控制模式、速度限制模式中也同样地被执行。

接着，参照图3至图5来对通过基于本实施方式的车辆控制装置100算出的多个行驶路径进行说明。图3至图5分别是第一行驶路径～第三行驶路径的说明图。在本实施方式中构成为，ECU10所具备的目标行驶路径算出部10c在时间上反复计算以下的第一行驶路径R1～第三行驶路径R3(例如每0.1秒)。在本实施方式中，ECU10基于传感器等的信息来计算从当前时间起直至经过规定期间(例如3秒)为止的期间的行驶路径。行驶路径Rx(x＝1、2、3)根据行驶路径上的车辆1的目标位置(Px_k)以及目标速度(Vx_k)来确定(k＝0、1、2、……、n)。而且，在各目标位置上，除了目标速度以外，还对多个变量(加速度、加速度变化量、横摆角速度、转向操纵角、车辆角度等)确定目标值。

此外，图3至图5中的行驶路径(第一行驶路径～第三行驶路径)不考虑与车辆1进行行驶的行驶路上或行驶路周边的物标(停车车辆、行人等障碍物)相关的周边物标检测信息而基于行驶路的形状、前车的行驶轨迹、车辆1的行驶行为以及设定车速来计算。这样，在本实施方式中，周边物标的信息不被考虑在计算中，因此能够将这些多个行驶路径的整体的计算负荷抑制得较低。

以下，为了容易理解，对在车辆1行驶于由直线区间5a、弯道区间5b、直线区间5c构成的道路5上的情况下计算的各行驶路径进行说明。道路5由左右的车道5_L、5_R构成。假设在当前时间车辆1正在行驶于直线区间5a的车道5_L上。

(第一行驶路径)

如图3所示，第一行驶路径R1以按照道路5的形状而使车辆1维持作为行驶路的车道5_L内的行驶的方式设定规定期间的量。详细而言，第一行驶路径R1被设定为：在直线区间5a、5c，车辆1维持车道5_L的中央附近的行驶；在弯道区间5b，车辆1在车道5_L的宽度方向中央的内侧或里侧(弯道区间的曲率半径L的中心O侧)行驶。

目标行驶路径算出部10c执行由车室外摄像机20拍摄到的车辆1周围的图像数据的图像识别处理，检测车道两端部6_L、6_R。如上所述，车道两端部是区划线(白线等)、路肩等。进一步地，目标行驶路径算出部10c基于检测到的车道两端部6_L、6_R来算出车道5_L的车道宽度W以及弯道区间5b的曲率半径L。另外，也可以从导航系统30的地图信息取得车道宽度W以及曲率半径L。进一步地，目标行驶路径算出部10c从图像数据读取速度标志S或显示于路面上的限制速度。此外，也可以如上所述通过来自外部的无线通信来取得限制速度。

在直线区间5a、5c，目标行驶路径算出部10c以车辆1的宽度方向中央部(例如重心位置)通过车道两端部6_L、6_R的宽度方向的中央部的方式设定第一行驶路径R1的多个目标位置P1_k。

另一方面，在弯道区间5b中，目标行驶路径算出部10c在弯道区间5b的长度方向的中央位置P1_c处将从车道5_L的宽度方向中央位置向里侧的位移量Ws设定为最大。该位移量Ws基于曲率半径L、车道宽度W、车辆1的宽度尺寸D(存储于ECU10的存储器的规定值)来计算。然后，目标行驶路径算出部10c以平滑地连接弯道区间5b的中央位置P1_c和直线区间5a、5c的宽度方向中央位置的方式设定第一行驶路径R1的多个目标位置P1_k。此外，在进入到弯道区间5b的前后，也可以在直线区间5a、5c的里侧设定第一行驶路径R1。

第一行驶路径R1的各目标位置P1_k处的目标速度V1_k在原则上被设定为驾驶员通过驾驶员操作部35的车速设定开关37b而设定的速度、或由车辆控制装置100预先设定的规定的设定车速(恒定速度)。然而，在该设定车速超过从速度标志S等取得的限制速度、或根据弯道区间5b的曲率半径L而规定的限制速度的情况下，行驶路径上的各目标位置P1_k的目标速度V1_k被限制为两个限制速度中的更低速的限制速度。并且，目标行驶路径算出部10c根据车辆1的当前的行为状态(即车速、加速度、横摆角速度、转向操纵角、横向加速度等)来适当地修正目标位置P1_k和目标车速V1_k。例如，在当前车速与设定车速大不相同的情况下，修正目标车速以使得车速接近于设定车速。

(第二行驶路径)

另外，如图4所示，第二行驶路径R2以追随前车3的行驶轨迹的方式设定规定期间的量。目标行驶路径算出部10c基于车室外摄像机20的图像数据、毫米波雷达22的测量数据和由车速传感器23测量出的车辆1的车速，来连续不断地计算车辆1所行驶的车道5_L上的前车3的位置及速度，并将它们作为前车轨迹信息进行存储，目标行驶路径算出部10c基于该前车轨迹信息而将前车3的行驶轨迹设定为第二行驶路径R2(目标位置P2_k、目标速度V2_k)。

(第三行驶路径)

另外，如图5所示，第三行驶路径R3根据取决于驾驶员的车辆1的当前的驾驶状态而设定规定期间的量。即，第三行驶路径R3基于根据车辆1的当前的行驶行为而推定的位置以及速度来设定。

目标行驶路径算出部10c基于车辆1的转向操纵角、横摆角速度以及横向加速度来计算规定期间量的第三行驶路径R3的目标位置P3_k。但是，在检测出车道两端部的情况下，目标行驶路径算出部10c对目标位置P3_k进行修正，以使得算出的第三行驶路径R3不与车道端部接近或交叉。

另外，目标行驶路径算出部10c基于车辆1的当前的车速、加速度来计算规定期间量的第三行驶路径R3的目标速度V3_k。此外，在目标速度V3_k超过从速度标志S等取得的限制速度的情况下，可以对目标速度V3_k进行修正以使其不超过限制速度。

接着，对基于本实施方式的车辆控制装置100中的驾驶辅助模式与行驶路径的关系进行说明。在本实施方式中构成为，当驾驶员对驾驶员操作部35进行操作而选择一个驾驶辅助模式时，根据所选择的驾驶辅助模式来选择行驶路径。

在选择前车跟随模式时，若已检测出车道两端部，则无论有无前车，都应用第一行驶路径。在该情况下，通过车速设定开关37b来设定的设定车速成为目标速度。

另一方面，当选择前车跟随模式时，在未检测出车道两端部而检测出前车的情况下，应用第二行驶路径。在该情况下，根据前车的车速来设定目标速度。另外，当选择前车跟随模式时，在未检测出车道两端部、也未检测出前车的情况下，应用第三行驶路径。

另外，当选择自动速度控制模式时，应用第三行驶路径。自动速度控制模式是如上述那样自动地执行速度控制的模式，通过设定车速输入部37来设定的设定车速成为目标速度。另外，基于驾驶员对方向盘的操作来执行转向控制。

另外，当选择速度限制模式时也应用第三行驶路径。速度限制模式也是如上述那样自动地执行速度控制的模式，目标速度在限制速度以下的范围内根据驾驶员对油门踏板的踏入量而设定。另外，基于驾驶员对方向盘的操作来执行转向控制。

另外，当选择基本控制模式(关闭模式)时应用第三行驶路径。基本控制模式基本上与在速度限制模式中未设定限制速度的状态相同。

接着，参照图6至图8来对在基于本实施方式的ECU10的修正行驶路径算出部10d中执行的行驶路径修正处理进行说明。图6是通过修正行驶路径来回避障碍物的说明图。图7是表示回避障碍物时的障碍物与车辆之间的交错速度的允许上限值与间距的关系的说明图，图8是车辆模型的说明图。

在图6中，车辆1正在行驶于行驶路(车道)7上，即将与行驶中或停车中的车辆3交错而超过车辆3。

一般而言，在与道路上或道路附近的障碍物(例如前车、停车车辆、行人等)交错时(或超过时)，车辆1的驾驶员在与行进方向正交的横向上在车辆1与障碍物之间保持规定的间距或间隔(横向距离)，且减速至车辆1的驾驶员感到安全的速度。具体而言，为了回避前车突然变更行进道路、从障碍物的死角出来行人或停车车辆的门打开这样的危险，间距越小，相对于障碍物的相对速度就被设定得越小。

另外，一般而言，当正在从后方接近前车时，车辆1的驾驶员会根据沿着行进方向的车间距离(纵向距离)来调整速度(相对速度)。具体而言，在车间距离大时，将接近速度(相对速度)维持得较大，但当车间距离变小时，接近速度被设为低速。并且，在规定的车间距离上两车辆之间的相对速度成为零。这在前车是停车车辆时也是同样的。

这样，驾驶员一边考虑障碍物和车辆1之间的距离(包括横向距离和纵向距离)与相对速度的关系，一边以不存在危险的方式驾驶车辆1。

因此，在本实施方式中，如图6所示，车辆1构成为，对由车辆1检测的障碍物(例如停车车辆3)，在障碍物的周围(遍及横向区域、后方区域以及前方区域)或至少在障碍物与车辆1之间设定对关于车辆1的行进方向上的相对速度的允许上限值进行规定的二维分布(速度分布区域40)。在速度分布区域40中，在障碍物的周围的各点设定有相对速度的允许上限值V_lim。在本实施方式中，在所有的驾驶辅助模式中都实施行驶路径的修正，以使得车辆1相对于障碍物的相对速度不会超过速度分布区域40内的允许上限值V_lim。

正如由图6所知的，速度分布区域40在原则上被设定为，距障碍物的横向距离以及纵向距离越小(越接近障碍物)，相对速度的允许上限值越小。另外，在图6中，为了容易理解，示出了将具有相同的允许上限值的点连结起来的等相对速度线。等相对速度线a、b、c、d分别相当于允许上限值V_lim为0km/h、20km/h、40km/h、60km/h。在本例中，各等相对速度区域被设定为大致矩形。这样，在由输入处理部10a识别出应回避的障碍物(周边物标)并由对象物标选择部10b进行了选择的情况下，修正行驶路径算出部10d对障碍物设定车辆能够行驶的允许相对速度的上限界线。然后，对由目标行驶路径算出部10c算出的目标行驶路径进行修正以使其满足该上限界线。

此外，速度分布区域40也可以不一定遍及障碍物的整周而设定，只要至少在障碍物的后方以及存在车辆1的障碍物的横向的一侧(在图6中为车辆3的右侧区域)设定即可。

如图7所示，当车辆1以某一绝对速度行驶时，在障碍物的横向上设定的允许上限值V_lim在间距X为D₀(安全距离)为止是0(零)km/h，在D₀以上呈二次函数增加(V_lim＝k(X-D₀)²，其中，X≥D₀)。即，为了确保安全，在间距X为D₀以下时，车辆1的相对速度为零。另一方面，在间距X为D₀以上时，间距越大，车辆1被允许以越大的相对速度交错。

在图7的例子中，障碍物的横向上的允许上限值由V_lim＝f(X)＝k(X-D₀)²定义。此外，k是与V_lim相对于X的变化程度相关联的增益系数，依赖于障碍物的种类等而设定。另外，D₀也依赖于障碍物的种类等而设定。

此外，在本实施方式中，虽然V_lim被定义成为X的二次函数，但不限于此，也可以用其他函数(例如一次函数等)来定义。另外，虽然参照图7而对障碍物的横向的允许上限值V_lim进行了说明，但能够对包含障碍物的纵向在内的所有的径向同样地进行设定。那时，系数k、安全距离D₀能够根据来自障碍物的方向来设定。

此外，速度分布区域40能够基于各种参数来设定。作为参数，例如能够考虑车辆1与障碍物的相对速度、障碍物的种类、车辆1的行进方向、障碍物的移动方向以及移动速度、障碍物的长度、车辆1的绝对速度等。即，能够基于这些参数来选择系数k以及安全距离D₀。

另外，在本实施方式中，障碍物包括车辆、行人、自行车、悬崖、沟渠、洞口、坠落物等。并且，车辆可以按汽车、卡车、摩托车来区分。行人可以按成人、儿童、集体来区分。

如图6所示，当车辆1正在行驶于行驶路7上时，内置于车辆1的ECU10中的输入处理部10a基于来自车室外摄像机20的图像数据来检测障碍物(车辆3)。此时，确定障碍物的种类(在该情况下为车辆、行人)。

另外，输入处理部10a基于毫米波雷达22的测量数据以及车速传感器23的车速数据来算出障碍物(车辆3)相对于车辆1的位置和相对速度以及绝对速度。此外，障碍物的位置包括沿着车辆1的行进方向的x方向位置(纵向距离)和沿着与行进方向正交的横向的y方向位置(横向距离)。

内置于ECU10的修正行驶路径算出部10d对检测到的所有障碍物(图6的情况下为车辆3)分别设定速度分布区域40。然后，修正行驶路径算出部10d进行行驶路径的修正以使得车辆1的速度不超过速度分布区域40的允许上限值V_lim。伴随着对障碍物的回避，修正行驶路径算出部10d对根据驾驶员所选择的驾驶辅助模式而应用的目标行驶路径进行修正。

即，当车辆1在目标行驶路径上行驶时，在某一目标位置处目标速度超过由速度分布区域40规定的允许上限值的情况下，不变更目标位置而使目标速度降低(图6的路径Rc1)、不变更目标速度而将目标位置变更到迂回路径上以使得目标速度不超过允许上限值(图6的路径Rc3)、或变更目标位置和目标速度双方(图6的路径Rc2)。

例如，图6示出了所算出的目标行驶路径R是以60km/h(目标速度)行驶于行驶路7的宽度方向的中央位置(目标位置)的路径的情况。在该情况下，虽然在前方存在停车车辆3作为障碍物，但是如上所述，在目标行驶路径R的计算阶段，为了降低计算负荷，并未考虑该障碍物。

当在目标行驶路径R上行驶时，车辆1依次横穿速度分布区域40的等相对速度线d、c、c、d。即，以60km/h行驶的车辆1进入到等相对速度线d(允许上限值V_lim＝60km/h)的内侧的区域。因此，修正行驶路径算出部10d以将目标行驶路径R的各目标位置处的目标速度限制为允许上限值V_lim以下的方式对目标行驶路径R进行修正，生成修正后的目标行驶路径Rc1。即，在修正后的目标行驶路径Rc1中，目标速度随着接近车辆3而逐渐降低至小于40km/h以在各目标位置处目标车速成为允许上限值V_lim以下，其后，随着远离车辆3而目标速度逐渐增加至原来的60km/h。

另外，目标行驶路径Rc3是如下的路径：被设定为，不变更目标行驶路径R的目标速度(60km/h)而因此在等相对速度线d(相当于相对速度60km/h)的外侧行驶。修正行驶路径算出部10d为了维持目标行驶路径R的目标速度而对目标行驶路径R进行修正以变更目标位置使得目标位置位于等相对速度线d上或其外侧，生成目标行驶路径Rc3。因此，目标行驶路径Rc3的目标速度被维持在作为目标行驶路径R的目标速度的60km/h。

另外，目标行驶路径Rc2是变更了目标行驶路径R的目标位置和目标速度双方的路径。在目标行驶路径Rc2中，目标速度不维持在60km/h，随着接近车辆3而逐渐降低，其后，随着远离车辆3而逐渐增加到原来的60km/h。

如目标行驶路径Rc1那样不变更目标行驶路径R的目标位置而仅变更目标速度的修正伴有速度控制，但能够应用于不伴有转向控制的驾驶辅助模式(例如自动速度控制模式、速度限制模式、基本控制模式)。

另外，如目标行驶路径Rc3那样不变更目标行驶路径R的目标速度而仅变更目标位置的修正能够应用于伴有转向控制的驾驶辅助模式(例如前车跟随模式)。

另外，如目标行驶路径Rc2那样同时变更目标行驶路径R的目标位置和目标速度的修正能够应用于伴有速度控制以及转向控制的驾驶辅助模式(例如前车跟随模式)。

接着，内置于ECU10的修正行驶路径算出部10d基于传感器信息等来从可设定的修正行驶路径之中确定最佳的修正行驶路径。即，修正行驶路径算出部10d基于规定的评价函数和规定的制约条件来从可设定的修正行驶路径之中确定最佳的修正行驶路径。

ECU10将评价函数J、制约条件以及车辆模型已存储于存储器内。修正行驶路径算出部10d在确定最佳的修正行驶路径时，在满足制约条件以及车辆模型的范围内算出评价函数J具有极值的最佳的修正行驶路径(最优化处理)。

评价函数J具有多个评价因子。本例的评价因子例如是用来评价对目标行驶路径进行了修正的多个行驶路径的好坏的、关于速度(纵向以及横向)、加速度(纵向以及横向)、加速度变化量(纵向以及横向)、横摆角速度、相对于车道中心的横向位置、车辆角度、转向操纵角、其他软制约的函数。

在评价因子中包含与车辆1的纵向的行为相关的评价因子(纵向评价因子：纵向的速度、加速度、加速度变化量等)、和与车辆1的横向的行为相关的评价因子(横向评价因子：横向的速度、加速度、加速度变化量、横摆角速度、相对于车道中心的横向位置、车辆角度、转向操纵角等)。

在本实施方式中，评价函数J由下式描述：

式中，W_k(X_k-X_refk)²是评价因子，X_k是修正行驶路径的与评价因子相关的物理量，X_refk是目标行驶路径(修正前)的与评价因子相关的物理量，W_k是评价因子的权重值(例如0≤W_k≤1)(其中，k＝1～n)。因此，本实施方式的评价函数J相当于如下的值：对于n个评价因子的物理量，对修正行驶路径的物理量与目标行驶路径(修正前)的物理量的差的平方之和进行加权，再遍及规定期间(例如N＝3秒)的行驶路径长度而进行合计。

在本实施方式中，对目标行驶路径进行了修正而得的行驶路径的评价越高，则评价函数J具有越小的值，因此，评价函数J成为极小值的行驶路径被修正行驶路径算出部10d计算为最佳的修正行驶路径。

制约条件是修正行驶路径需要满足的条件，根据制约条件来缩减应评价的修正行驶路径，由此能够减少基于评价函数J的最优化处理所需的计算负荷，能够缩短计算时间。

车辆模型是规定车辆1的物理运动的模型，用以下的运动方程式来描述。在本例中，该车辆模型是图8所示的两轮模型。通过利用车辆模型来规定车辆1的物理运动，能够算出降低了行驶时的违和感的修正行驶路径，并且能够使基于评价函数J的最优化处理尽早收敛。

在图8以及式(1)、(2)中，m为车辆1的质量，I为车辆1的横摆惯性力矩，I为车轮基座，l_f为车辆重心点与前车轴之间的距离，l_r为车辆重心点与后车轴之间的距离，K_f表示前轮每一个轮的轮胎侧偏刚度，K_r表示后轮每一个轮的轮胎侧偏刚度，V为车辆1的车速，δ为前轮的实际转向角，β为车辆重心点的侧滑角，r为车辆1的横摆角速度，θ为车辆1的横摆角，y为车辆1相对于绝对空间的横向位移，t是时间。

这样，修正行驶路径算出部10d基于目标行驶路径、制约条件、车辆模型等而从多个行驶路径之中算出评价函数J最小的最佳修正行驶路径。

接着，参照图9至图13来说明针对修正行驶路径的制约条件。图9至图12是表示修正后的行驶路径应满足的针对行驶路径的制约条件的图。图13是表示修正后的行驶路径应满足的针对行驶参数的制约条件的图。

由目标行驶路径算出部10c算出的目标行驶路径由修正行驶路径算出部10d基于本车辆相对于周边物标能够行驶的允许相对速度的上限界线(图6)、上述的评价函数J以及以下说明的制约条件而进行修正，算出修正行驶路径。即，算出如下的行驶路径作为最佳的修正行驶路径：该形式路径是以不越过相对于周边物标的允许相对速度的上限界线的方式进行了变更的行驶路径中的、满足各制约条件并且评价函数的值最小的形式路径。

如图9所示，例如在作为自动转向操纵模式的前车跟随模式正在被执行中且由车室外摄像机20已检测出车道的情况下，目标行驶路径算出部10c将目标行驶路径R设定于车道两侧的划分线的中央，修正行驶路径算出部10d设定检测出的车道(两侧的区划线的外侧的区域A(图9的斜线区域))作为制约条件。即，在已检测出车道的情况下，即使正在执行前车跟随模式，也将目标行驶路径R设定于车道的中央，将制约条件设定于车道的外侧的区域A。通过这样设定制约条件，从而修正行驶路径算出部10d在车辆1不侵入到区域A的范围内修正目标行驶路径R。

另一方面，如图10所示，在前车跟随模式中未检测出车道且已检测出前行车辆的情况下，将前车3的行驶轨迹设定为目标行驶路径R。并且，将以本车辆在该目标行驶路径R(前行车辆的行驶轨迹)上进行了行驶的情况下的推定行驶路径为中心的、与本车宽度相比靠外侧的区域A设定为制约条件。这样，将在本车在与前车3的行驶轨迹同一路径上进行了行驶的情况下本车所通过的区域的外侧设定为制约条件。通过这样设定制约条件，从而修正行驶路径算出部10d在车辆1不侵入到区域A的范围内修正目标行驶路径R。

并且，如图11所示，在前车跟随模式中未检测出车道以及前行车辆的情况下，将推定行驶路径设定为目标行驶路径R，而该推定行驶路径被推定为在基于驾驶员意志的当前驾驶状况继续的情况下车辆进行行驶，并将以该推定行驶路径为中心而与本车宽度相比靠外侧的区域A设定为制约条件。即，在未检测出前行车辆的情况下，设定以由目标行驶路径算出部10c算出的目标行驶路径R为基准的制约条件。通过这样设定制约条件，从而修正行驶路径算出部10d在车辆1不侵入到区域A的范围内修正目标行驶路径R。

另外，如图12所示，在除前车追随模式以外的控制模式中已检测出车道的情况下，将推定行驶路径设定为目标行驶路径R，而该推定行驶路径被推定为在基于驾驶员意志的当前驾驶状况继续的情况下车辆进行行驶。在图12所示的例子中，车辆1在车道内根据驾驶员的意志而正在行驶于与车道中央的左侧的区划线靠近的位置，如果继续该驾驶状况，则推定为车辆1会持续在与左侧的区划线靠近的位置行驶。因此，将作为被推定的行驶路径的与车道中央的左侧的区划线靠近的位置设定为目标行驶路径R。并且，将区域A设定为制约条件，该区域A是以该推定行驶路径为中心而与本车宽度相比靠外侧且与车道两侧的区划线相比靠外侧的区域。通过这样设定制约条件，从而修正行驶路径算出部10d在车辆1不侵入到区域A的范围内修正目标行驶路径R。

接着，参照图13来对修正后的行驶路径应满足的与行驶参数相关的制约条件进行说明。

如上所述，ECU10的目标行驶路径算出部10c算出目标行驶路径R，该目标行驶路径R被修正行驶路径算出部10d修正为满足上述各制约条件(图9至图12)。除此之外，修正行驶路径算出部10f对目标行驶路径R进行修正以使其还满足图13所示的行驶参数的限制值作为制约条件。即，即使修正后的行驶路径满足了图9至图12所示的制约条件，也不能采用对于本车辆1的运动性能难以实现的行驶路径、或给车辆的乘员带来不适感的行驶路径。因此，在本实施方式中，对车辆的加速度等与本车辆的运动相关的行驶参数也设置了制约条件。

即，如图13所示，在本实施方式中，在前车跟随模式(TJA)中，本车的前后加速度被限制在±3m/s²以内，本车的横向加速度被限制在±4m/s²以内，本车的前后加加速度被限制在±5m/s³以内，本车的横向加加速度被限制在±2m/s³以内，本车的转向操纵角被限制在±90deg以内，本车的转向操纵角速度被限制在±90deg/s以内，本车的横摆角速度被限制在±10deg/s以内。这样，在作为自动转向操纵模式的前车跟随模式中，制约条件作为行驶参数的绝对值而给出，通过在行驶参数上设置这样的制约条件，从而防止了较大的G(加速度)作用于车辆的乘员而带来不适感。

接着，参照图14对通过ECU10进行的目标转向角以及目标加速度/减速度的计算工序进行说明。图14是表示基于来自车室外摄像机20及其他各传感器的输入信息而通过ECU10来计算目标转向角以及目标加速度/减速度的工序的流程图。基于该图14所示的流程图的处理在驾驶辅助控制的执行中以规定的时间间隔反复执行。在本实施方式中，图14所示的流程图的处理每隔大约0.1秒来执行，该大约0.1秒是更新目标行驶路径、修正行驶路径的时间间隔。

首先，在图14的步骤S1中，基于来自车室外摄像机20及其他各传感器的输入信息来检测车辆1正在行驶的行驶路的信息、车辆状态的信息。该步骤S1中的处理主要由ECU10的输入处理部10a执行。作为行驶路的信息，主要根据由车室外摄像机20拍摄到的图像来检测车辆1正在行驶的车道的宽度、以及是直线道路还是弯曲的道路等与道路形状相关的信息。另外，作为车辆状态的信息，检测由车速传感器23测量出的当前车速、由转向操纵角传感器26测量出的当前的转向操纵角、由油门传感器27测量出的油门踏板的踏入量等。

接着，在步骤S2中，主要基于来自毫米波雷达22、车室外摄像机20的输入信息来检测(识别)存在于车辆1的周边的物标的信息。在本实施方式中，在步骤S2中检测的物标是存在于车辆1在生成目标行驶路径的大约3秒以内有可能到达的范围的物标，检测前车、行人、障碍物、交通信号、道路交通标志、人行横道等。该步骤S2中的物标检测处理也主要由ECU10的输入处理部10a执行。

并且，在步骤S2中，从检测到的周边物标之中选择行驶路径的算出所需的对象物标。从该周边物标选择对象物标的处理主要由ECU10的对象物标选择部10b执行。

另外，在未输入来自与ECU10连接的车室外摄像机20和其他任一个传感器的检测信号的情况下、或在包括车室外摄像机20在内的各传感器的检测信号相互间的检测信号之间没有匹配性的情况下，输入处理部10a推定为某个传感器存在异常。例如，在位于应由毫米波雷达20中的前方雷达和侧方雷达检测出的位置的物标仅由一个雷达检测出的情况、或尽管基于车室外摄像机20的图像而已检测出障碍物的存在但与之对应的对象物均未被任何毫米波雷达22检测出的情况等下，推定为包括车室外摄像机20在内的某个传感器存在异常。

接着，在步骤S3中，基于在步骤S1中检测出的行驶路信息、车辆状态信息以及在步骤S2中检测、所选择的对象物标的信息来算出目标行驶路径(图3至图5)。该步骤S3中的目标行驶路径的算出主要由ECU10的目标行驶路径算出部10c执行。如上所述，目标行驶路径是根据所设定的驾驶辅助模式而设定的行驶路径，在目标行驶路径的算出中不考虑由对象物标选择部10b选择的前车、行人、障碍物等。然而，在本实施方式中，在对象物标为交通信号或人行横道的情况下，在目标行驶路径的算出中考虑这些对象物标。具体而言，在车辆1正在接近红灯或人行横道的情况下，也能够算出目标行驶路径以使车辆的行驶速度降低。

进一步，在步骤S4中，基于在步骤S3中已算出的目标行驶路径以及在步骤S2中检测、所选择的对象物标的信息来修正目标行驶路径，算出修正行驶路径。该步骤S4中的修正行驶路径的算出主要由ECU10的修正行驶路径算出部10d执行。此外，在目标行驶路径上不存在应回避的障碍物等的情况下，不执行目标行驶路径的修正，目标行驶路径与修正行驶路径相同。

在目标行驶路径上存在应回避的障碍物等物标的情况下，为了避免与该物标的碰撞，对物标设定车辆1能够行驶的允许相对速度的上限界线(图6)。进一步，修正行驶路径算出部10d以不超过允许相对速度的上限界线的方式生成多个行驶路径(例如图6的Rc1～Rc3)，并且从这些行驶路径之中排除不满足规定的制约条件(例如图9至图13)的行驶路径。进一步，对未被排除而剩余的各行驶路径计算评价函数J，算出与该评价函数J的值的极值(极小值)对应的行驶路径作为修正行驶路径。

此外，在目标行驶路径复杂的情况、或存在多个障碍物的情况、存在许多条应计算评价函数J的行驶路径的情况等下，修正行驶路径的算出的计算负荷变大。在计算负荷大而无法在规定的时间内算出修正行驶路径的情况下，算出修正行驶路径的步骤S4的处理会在中途被停止。在本实施方式中，步骤S4中的修正行驶路径的算出处理在设定为0.1秒以下的规定的限制时间内未完成计算的情况下被中止，0.1秒是执行图14的流程图的时间周期。

并且，在如图15所示那样以不越过允许相对速度的上限界线的方式生成的行驶路径之中不存在满足规定的制约条件的行驶路径的情况下，在步骤S4中不算出修正行驶路径。即，在图15所示的例子中，虽然本车辆1的目标行驶路径设定于行驶中的车道的中央，但由于在前方停有车辆3，因此若直接在目标行驶路径上行驶则会与车辆3碰撞，因此需要对目标行驶路径进行修正。

在此，图15所示的速度分布区域40是能够允许的相对速度的上限为零的界线(允许相对速度的上限界线)。因此，无论如何使速度降低，都不允许本车辆1进入到图15的速度分布区域40的内侧的行驶路径。因此，修正行驶路径算出部10d要算出修正行驶路径以使得本车辆1不进入到速度分布区域40的内侧，但若采用不进入到速度分布区域40的路径，则本车辆1会进入到进入已被制约条件所限制的区域A。在这样的情况下，无法算出满足制约条件的修正行驶路径。

另外，也存在如图16所示的例子那样因周边车辆的行驶而不能算出修正行驶路径的情况。图16表示如下的例子：在行驶在目标行驶路径(由于没有障碍物等，因此修正行驶路径也相同)上的本车辆1的正前方，周边车辆3突然变更车道而接近。在这样的情况下，有时因周边车辆3的行驶而导致本车辆1偶发性地进入到相对于周边车辆3的允许相对速度的上限界线的内侧。例如为如下的情况：尽管与变更车道而来到正前方的周边车辆3之间的相对速度为20km/h，但本车辆1的前端进入到了允许相对速度20km/h的界线的内侧。尽管修正行驶路径算出部10d构成为算出修正行驶路径以使得本车辆1不会进入到允许相对速度的上限界线的内侧，但在因周边车辆的行驶而导致突发性地进入到不满足上限界线的区域的情况下，在该时间不能够算出修正行驶路径。

并且，在如图17所示的例子那样存在多个评价函数J的极值的情况下，也有时难以算出修正行驶路径。在图17所示的例子中，在本车辆1正在行驶的车道的大致中央存在障碍物42，为了回避该障碍物42，本车辆1既可以通过障碍物42的右侧，也可以通过障碍物42的左侧。在这样的状况下，评价函数J具有与通过障碍物42的右侧的行驶路径和通过障碍物42的左侧的行驶路径这两个行驶路径对应的两个极值(极小值)。在这样的情况下，当两个极值的值相同时，难以算出最适当的一个修正行驶路径。另外，在评价函数J的值具有两个以上的极值的情况下，也存在无法通过评价函数J来适当地评价行驶路径的可能性。

接着，在步骤S5中，通过ECU10的主控制部10f以及备用控制部10e来计算目标转向角以及目标加速度/减速度。即，主控制部10f算出用于在步骤S4中算出的修正行驶路径上行驶的目标转向角以及目标加速度/减速度。另一方面，备用控制部10e算出用于在步骤S3中算出的目标行驶路径上行驶的目标转向角以及目标加速度/减速度。此外，在目标行驶路径上存在障碍物等的情况下，备用控制部10e为了避免与该障碍物的碰撞而变更目标加速度/减速度(进行减速)。另外，也能够按如下的方式构成备用控制部10e：算出目标加速度/减速度，以使得即使在目标行驶路径上进行了行驶的情况下本车辆也不进入到不满足相对于障碍物(周边物标)的允许相对速度的上限界线的区域。但是，备用控制部10e不执行用于避免与障碍物碰撞的目标转向角的变更，目标转向角主要以沿着目标行驶路径行驶为目的而被算出。

在图14所示的流程图中，在步骤S3中算出目标行驶路径，在步骤S4中算出修正行驶路径，在步骤S5中分别算出用于分别在目标行驶路径以及修正行驶路径上行驶的目标转向角以及目标加速度/减速度，但也能够通过一个或多个CPU来对这些处理中的一部分或全部并行地进行处理。或者，也可以适当调换这些处理的顺序。

接着，在步骤S6中计算修正行驶路径的可靠度。在如上所述在步骤S2中推定为车室外摄像机20或其他任一个传感器等存在异常的情况下，能够说算出的修正行驶路径的可靠度低。另外，在步骤S4中未在规定的限制时间内完成用于算出修正行驶路径的计算而计算在中途被停止的情况下，也能够说算出的修正行驶路径的可靠度低。并且，在步骤S4中以不越过允许相对速度的上限界线的方式生成的行驶路径之中不存在满足规定的制约条件的行驶路径的情况下，也能够视为修正行驶路径的可靠度低。

并且，在本实施方式中，在步骤S4中算出的评价函数J具有多个极值的情况下，也评价为修正行驶路径的可靠度低。然而，即使在评价函数J的极值存在多个的情况下，当评价最高的极值比其他极值评价高规定值以上时，也能够将与评价最高的极值对应的行驶路径作为可靠度高的修正行驶路径。即，虽然存在多个评价函数J的极值，但最小的极小值的值显著地小，比第二小的极小值的值小规定值以上，在这种情况下，也能够将与最小的极小值对应的修正行驶路径作为可靠度高的修正行驶路径。相反，在评价函数J的评价最高的极小值是规定的评价值以下的低评价的情况下，即使极小值为单个，也能够将与该极小值对应的修正行驶路径作为可靠度低的修正行驶路径。即，即使在评价函数J的极值为一个的情况下，但当评价函数J在该极小值下的绝对值大(评价低)时，也能够将与该极值对应的行驶路径作为可靠度低的修正行驶路径。

接着，在步骤S7中，判断在步骤S4中算出的修正行驶路径是否是可靠度高且适当的行驶路径。在判断为修正行驶路径是适当的行驶路径的情况下进入步骤S8，在判断为不是适当的行驶路径的情况下，进入步骤S9。在步骤S8中，将由主控制部10f算出的、用于在修正行驶路径上行驶的目标转向角以及目标加速度/减速度作为控制信号而从ECU10输出，然后结束图14所示的流程图的一次处理。

在本实施方式中，在推定为车室外摄像机20或其他任一个传感器等存在异常的情况、计算在中途被停止的情况、以及不存在满足制约条件的行驶路径的情况中的任一情况下，都判断为修正行驶路径不是适当的行驶路径。或者，也能够按如下方式构成本发明：对传感器等的异常的程度、在计算被中止之前所算出的行驶路径的评价函数J的值、制约条件的偏离的程度等进行评分，并根据该分数来判断修正行驶路径是否适当。

在步骤S7中判断为修正行驶路径不是适当的行驶路径的情况下，进入步骤S9，判断毫米波雷达22中的前方雷达以及车室外摄像机20是否存在异常。在前方雷达以及车室外摄像机20没有异常的情况下，进入步骤S10，将由备用控制部10e算出的、用于在目标行驶路径上行驶的目标转向角以及目标加速度/减速度作为控制信号而从ECU10输出，然后结束图14所示的流程图的一次处理。

这样，在即使是前方雷达以及车室外摄像机20没有异常的情况但在其他传感器上推定出异常的情况下，也不采用由主控制部10f算出的、用于在修正行驶路径上行驶的目标转向角以及目标加速度/减速度。即，这是因为，如在图18示出一例那样，即使是毫米波雷达22中的前方雷达以及车室外摄像机20没有异常而算出了修正行驶路径的情况，但在后方雷达发生了故障的情况下，当在本车辆1回避了正在停车的前方的车辆3之后恢复到车道内的原来的行驶位置时，也无法充分地确认安全。

另一方面，在步骤S9中推定为前方雷达以及车室外摄像机20中的某一个存在异常的情况下，进入步骤S11。在步骤S11中，输出调整部10g不执行基于主控制部10f以及备用控制部10e的任何控制，并将传感器存在异常、不能进行基于主控制部10f以及备用控制部10e的控制的意思通知给驾驶员，然后结束图14所示的流程图的一次处理。即，在推定为前方雷达以及车室外摄像机20中的某一个存在异常的情况下，对于算出的目标行驶路径，可靠性也不充分，因此也不执行基于备用控制部10e的控制。

根据本发明的实施方式的车辆控制装置100，主控制部10f计算用于在对目标行驶路径(图3～图5)进行了修正而得的修正行驶路径(图6)上行驶的目标转向角以及目标加速度/减速度，因此能够减轻车辆控制装置100的计算负荷。并且，在无法通过修正行驶路径算出部10d来算出满足制约条件(图9～图13)的修正行驶路径的情况(图15)下，输出调整部10g将由备用控制部10e算出的目标转向角以及目标加速度/减速度作为控制信号而输出。因此，即使在无法得到满足制约条件的修正行驶路径的情况下，本车辆也会基于由备用控制部10e算出的目标转向角以及目标加速度/减速度而在目标行驶路径上行驶，因此能够减少由于驾驶辅助而给驾驶员带来的违和感。

另外，根据本实施方式的车辆控制装置100，在本车辆1正在行驶的车道的外侧的区域设定有制约条件(图9)，因此能够避免在通过车道的外侧的修正行驶路径上行驶，并且能够通过备用控制部10e来使本车辆1在对驾驶员而言违和感较少的目标行驶路径上行驶。

并且，根据本实施方式的车辆控制装置100，作为本车辆1能够行驶的区域，根据所选择的驾驶辅助模式而设定有不同的制约条件(图9～图13)，因此能够根据驾驶辅助模式来求出适当的修正行驶路径。另外，在无法得到满足该制约条件的修正行驶路径的情况下，也能够通过备用控制部10e来使车辆在给驾驶员带来的违和感较少的目标行驶路径上行驶。

另外，根据本实施方式的车辆控制装置100，与本车辆1的运动相关的行驶参数包含在制约条件(图13)中，因此，能够排除即使是可通行的行驶路径但在本车辆1的运动上也难以实现的行驶路径。另外，在无法得到满足该制约条件的修正行驶路径的情况下，也能够通过备用控制部10e来使车辆在给驾驶员带来的违和感较少的目标行驶路径上行驶。

并且，根据本实施方式的车辆控制装置100，在作为制约条件的行驶参数中包含本车辆1的加速度、本车辆的横摆角速度、或本车辆的转向操纵角(图13)，因此，能够排除即使是可通行的行驶路径但本车辆1的加速度等也会变得过大的行驶路径。另外，在无法得到满足该制约条件的修正行驶路径的情况下，也能够通过备用控制部10e来使车辆在给驾驶员带来的违和感较少的目标行驶路径上行驶。

另外，根据本实施方式的车辆控制装置100，为了避免本车辆1进入到不满足允许相对速度的上限界线(图6)的区域，算出在目标行驶路径上行驶的本车辆1的加速度/减速度，因此能够既减轻车辆控制装置100的计算负荷，又不给驾驶员带来强烈的违和感地回避碰撞。

以上，对本发明的优选的实施方式进行了说明，但能够对上述的实施方式施加各种变更。

符号说明

1 车辆

10 车辆控制运算部(ECU)

10a 输入处理部(障碍物检测部)

10b 对象物标选择部

10c 目标行驶路径算出部

10d 修正行驶路径算出部

10e 备用控制部

10f 主控制部

10g 输出调整部

20 车室外摄像机

21 车室内摄像机(前方摄像机)

22 毫米波雷达(前方雷达)

23 车速传感器

24 加速度传感器

25 横摆角速度传感器

26 转向操纵角传感器

27 油门传感器

28 制动传感器

29 定位系统

30 导航系统

31 发动机控制系统

32 制动控制系统

33 转向控制系统

35 驾驶员操作部(驾驶辅助模式设定部)

36a ISA开关

36b TJA开关

36c ACC开关

37a 距离设定开关

37b 车速设定开关

40 速度分布区域

100 车辆控制装置

Claims

1.一种车辆控制装置，对由驾驶员进行的车辆驾驶进行辅助，其特征在于，具有：

障碍物检测部，该障碍物检测部检测障碍物；

目标行驶路径算出部，该目标行驶路径算出部算出本车辆的目标行驶路径；

修正行驶路径算出部，该修正行驶路径算出部算出对由该目标行驶路径算出部算出的所述目标行驶路径进行修正后的修正行驶路径；

主控制部，该主控制部计算用于在由该修正行驶路径算出部算出的所述修正行驶路径上行驶的目标转向角和目标加速度/减速度；

备用控制部，该备用控制部计算用于在由所述目标行驶路径算出部算出的所述目标行驶路径上行驶的目标转向角和目标加速度/减速度；以及

输出调整部，该输出调整部将由所述主控制部算出的目标转向角和目标加速度/减速度、或由所述备用控制部算出的目标转向角和目标加速度/减速度作为控制信号而输出，

所述修正行驶路径算出部构成为，在由所述障碍物检测部检测到应回避的障碍物的情况下设定在本车辆通过障碍物的侧方时能够允许的相对速度的上限，并且构成为基于所述相对速度的上限、规定的评价函数以及规定的制约条件算出所述修正行驶路径，

在无法通过所述修正行驶路径算出部算出满足所述制约条件的修正行驶路径的情况下，所述输出调整部将由所述备用控制部算出的目标转向角和目标加速度/减速度作为控制信号而输出。

2.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于，

所述制约条件设定于本车辆正在行驶的车道的外侧的区域。

3.根据权利要求1或2所述的车辆控制装置，其特征在于，

还具有能够选择多个驾驶辅助模式的驾驶辅助模式设定部，作为本车辆能够行驶的区域，根据所选择的驾驶辅助模式而设定有不同的制约条件。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆控制装置，其特征在于，

在所述制约条件中包含与本车辆的运动相关的行驶参数。

5.根据权利要求4所述的车辆控制装置，其特征在于，

在所述行驶参数中包含本车辆的加速度、本车辆的横摆角速度、或本车辆的转向操纵角。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的车辆控制装置，其特征在于，

为了避免在目标行驶路径上行驶的本车辆进入到不满足所述相对速度的上限的区域，所述备用控制部仅变更目标加速度/减速度。