制御目標演算装置
【課題】 制御対象の制御における信頼性の向上を図ることができる制御目標演算装置を提供することができる。
【解決手段】本発明は、入力値に応じた制御量を制御目標として制御対象に出力する制御目標演算装置１であって、入力値の時系列データである入力時系列データを生成する入力ＥＣＵ３と、所定の演算処理により、入力時系列データの入力値にそれぞれ対応する中間演算値を算出することで、中間演算値の時系列データである中間演算値時系列データを生成する演算ＥＣＵ４と、中間演算値時系列データの中から、第１の選択条件に従って選択値を選択すると共に、この選択値から算出した制御量を制御目標として出力する制御ＥＣＵ５と、を備え、演算ＥＣＵ４は、複数のＥＣＵ４ａ１〜４ａｍからから構成され、複数のＥＣＵ４ａ１〜４ａｍの間では、時系列データとしてデータの入出力が行われている。
【解決手段】本発明は、入力値に応じた制御量を制御目標として制御対象に出力する制御目標演算装置１であって、入力値の時系列データである入力時系列データを生成する入力ＥＣＵ３と、所定の演算処理により、入力時系列データの入力値にそれぞれ対応する中間演算値を算出することで、中間演算値の時系列データである中間演算値時系列データを生成する演算ＥＣＵ４と、中間演算値時系列データの中から、第１の選択条件に従って選択値を選択すると共に、この選択値から算出した制御量を制御目標として出力する制御ＥＣＵ５と、を備え、演算ＥＣＵ４は、複数のＥＣＵ４ａ１〜４ａｍからから構成され、複数のＥＣＵ４ａ１〜４ａｍの間では、時系列データとしてデータの入出力が行われている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御目標演算装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両を制御対象とし、道路上で目印となる地物（たとえば路側反射器）と車両との距離の計測結果に応じた車両制御量を車両に出力する道路情報検出装置が知られている（たとえば特許文献１参照）。特許文献１に記載された道路情報検出装置では、上記距離の計測時から車両制御が行われるまでの間における車両移動を加味して計測結果を補正し、車両制御量に反映させることで、車両制御における信頼性の向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９０５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した道路情報検出装置においては、車両制御量の演算処理に遅延が生じると、その間の車両移動分は車両制御量に反映されない。従って、この道路情報検出装置では、演算処理の遅延により実際の状況に合わない不適切な車両制御量が出力される場合があるため、車両制御における信頼性が十分に向上できない虞があるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、時系列データの中から第１の選択条件に従って選択値を選択し、この選択値に基づいて制御量を算出することで、制御対象の制御における信頼性の向上を図ることができる制御目標演算装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、入力値に応じた制御量を制御目標として制御対象に出力する制御目標演算装置であって、入力値の時系列データである入力時系列データを生成する入力時系列データ生成手段と、所定の演算処理により、入力時系列データの入力値にそれぞれ対応する中間演算値を算出することで、中間演算値の時系列データである中間演算値時系列データを生成する中間演算値時系列データ生成手段と、中間演算値時系列データの中から、第１の選択条件に従って選択値を選択する選択値選択手段と、選択値から算出した制御量を制御目標として出力する制御目標出力手段と、を備え、中間演算値時系列データ生成手段は、複数の演算処理部から構成され、複数の演算処理部の間では、時系列データとしてデータの入出力が行われていることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る制御目標演算装置では、複数の演算処理部の間において、時系列データとしてデータの入出力が行われ、最後に生成された中間演算値時系列データの中から、制御量の算出に用いられる選択値が第１の選択条件に従って選択される。従って、この制御目標演算装置によれば、複数の演算処理によって遅れが生じたとしても、実際に処理に要した時間に合わせて、制御目標である制御量の算出に適した選択値をフレキシブルに選択することが可能となるので、制御対象の制御における信頼性の向上を図ることができる。
【０００８】
また、入力時系列データ生成手段は、将来の入力値を含む入力時系列データを生成することが好ましい。この場合、将来の入力値に応じた将来の中間演算値を含む中間演算値時系列データの生成により、選択値の選択範囲が広くなるので、制御量の算出により適した選択値を選択することが可能になる。
【０００９】
また、選択値選択手段は、複数の種類の入力時系列データに基づいて生成された複数の種類の中間演算値時系列データの中から、第２の選択条件に従って選択データ範囲をそれぞれ選択し、制御目標出力手段は、選択データ範囲から算出した制御量を制御目標として出力することが好ましい。
【００１０】
このような構成によれば、複数の種類の入力値に応じて算出される制御量を制御目標として出力する場合に、複数の種類の中間演算値時系列データの中から、制御量の算出に用いられる選択データ範囲が第２の選択条件に従って選択される。従って、この制御目標演算装置によれば、複数の演算処理によって遅れが生じたとしても、実際に処理に要した時間に合わせて、制御量の算出に適した選択データ範囲をフレキシブルに選択することが可能となるので、制御対象の制御における信頼性の向上を図ることができる。
【００１１】
また、入力時系列データ生成手段は、処理遅延時間に応じて設定された長さの入力時系列データを生成することが好ましい。この場合、不規則に変動する処理遅延時間に応じて入力時系列データの時間的な長さを設定することで、制御演算に必要なデータの長さを確保しつつ、その短縮化を図ることが可能となり、これによって演算処理量の低減及び演算処理の迅速化を図ることができる。
【００１２】
また、制御量に応じて制御対象が制御されるタイミングである制御タイミングを算出する制御タイミング算出手段を更に備え、制御目標出力手段は、制御タイミングに基づいて制御目標を出力することを特徴とするが好ましい。このような制御タイミングには、制御対象を駆動する制御装置（アクチュエータ）が動作するタイミングである駆動タイミング、又は算出した制御量が制御装置を介して制御対象に作用するタイミングである作用タイミングが相当し、この制御タイミングにおいて適切に作用する制御量が算出されるように、選択値を選択することで、より制御精度の高い制御目標の出力が可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、制御対象の制御における信頼性の向上を図ることができる制御目標演算装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態に係る制御目標演算装置を示す構成図である。
【図２】第１の実施形態の制御目標演算装置における演算処理の流れを示す図である。
【図３】中間演算値時系列データを示す図である。
【図４】図１の入力ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図５】図１の演算ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図６】図１の制御ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図７】中間演算値時系列データと制御タイミングとの時間的関係を示す図である。
【図８】将来の算出値を含む中間演算値時系列データを示す図である。
【図９】中間演算値時系列データのセットを示す図である。
【図１０】第２の実施形態に係る制御目標演算装置を示す構成図である。
【図１１】図１０の制御目標演算装置における演算処理の流れを示す図である。
【図１２】複数の種類の中間演算値時系列データを示す図である。
【図１３】図１０の入力ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図１４】図１０の演算ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図１５】図１０の制御ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図１６】選択データ範囲の選択例を示す図である。
【図１７】中間演算値時系列データのセットを示す図である。
【図１８】第３の実施形態の制御目標演算装置における演算処理の流れを示す図である。
【図１９】第３の実施形態の制御目標演算装置における演算処理等にかかる時間を示す図である。
【図２０】第４の実施形態の制御目標演算装置における演算処理の流れを示す図である。
【図２１】第４の実施形態の制御目標演算装置における演算処理の流れの他の例を示す図である。
【図２２】第５の実施形態に係る制御目標演算装置を示す構成図である。
【図２３】図２２の画像ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図２４】図２２のレーダＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図２５】図２２の位置計算ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図２６】図２２の認識ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図２７】図２２の走行目標ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図２８】図２２の走行制御ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図２９】制御目標演算装置を備えない車両の走行制御結果を示す平面図である。
【図３０】図２２の制御目標演算装置を備えた車両の走行制御結果を示す平面図である。
【図３１】第６の実施形態に係る制御目標演算装置を示す構成図である。
【図３２】図３１のデータ管理ＥＣＵにおける入力値の変換を説明するための図である。
【図３３】図３１の入力ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図３４】図３１のデータ管理ＥＣＵのデータ保存動作を示すフローチャートである。
【図３５】図３１のデータ管理ＥＣＵのデータ出力動作を示すフローチャートである。
【図３６】図３１の制御ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図３７】図３１のアクチュエータ制御ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図３８】第７の実施形態に係る制御目標演算装置を示す構成図である。
【図３９】図３８の制御ＥＣＵにおける制御タイミングの算出を説明するための図である。
【図４０】図３８の認識ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図４１】図３８の制御ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る制御目標演算装置の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
［第１の実施形態］
【００１６】
（制御目標演算装置１の構成）
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る制御目標演算装置１は、車両（制御対象）に備えられ、車速センサなどのセンサ２からの入力値に応じた制御量を制御目標として車両制御用のアクチュエータ６に出力するものである。制御目標演算装置１は、センサ２、入力ＥＣＵ［Electric Control Unit］（入力時系列データ生成手段）３、演算ＥＣＵ（中間演算値時系列データ生成手段）４、及び制御ＥＣＵ（選択値選択手段、制御目標出力手段）５を備えている。
【００１７】
入力ＥＣＵ３、演算ＥＣＵ４、及び制御ＥＣＵ５は、それぞれ演算処理を行うＣＰＵ［Central Processing Unit］、記憶部となるＲＯＭ［Read Only Memory］及びＲＡＭ［Random Access Memory］、入力信号回路、出力信号回路、電源回路等により構成された電子制御ユニットであり、車両ＬＡＮ［Local Area Network］１０を介して電気的に接続されている。また、入力ＥＣＵ３、演算ＥＣＵ４、及び制御ＥＣＵ５は、時刻情報を取得するためのシステムタイマを共有している。
【００１８】
センサ２は、車両に備えられ、車両制御用のアクチュエータ６の制御に必要な情報（車速や車両の位置）を検出するセンサである。センサ２は、検出結果を入力ＥＣＵ３に出力する。
【００１９】
入力ＥＣＵ３は、センサ２と電気的に接続されており、センサ２から入力された検出結果を入力値として取得する。また、入力ＥＣＵ３は、システムタイマから取得した時刻情報に基づいて、入力値が入力された時刻である入力時刻を取得する。入力ＥＣＵ３は、入力値及びその入力時間を保存する。入力ＥＣＵ３は、入力値の時系列データ（入力値と入力時間とを対応付けたデータ）である入力時系列データＮを生成する。入力ＥＣＵ３は、生成した入力時系列データＮを演算ＥＣＵ４に出力する。
【００２０】
演算ＥＣＵ４は、入力ＥＣＵ３からの入力により、入力時系列データＮを取得する。演算ＥＣＵ４は、取得した入力時系列データＮに基づいて、中間演算値（入力値から制御量を算出する間の演算量）の時系列データである中間演算値時系列データＪを生成する。この演算ＥＣＵ４は、複数のＥＣＵ（演算処理部）４ａ１〜４ａｍ（ｍは２以上の自然数）から構成されている。演算ＥＣＵ４では、入力時系列データＮに対して各ＥＣＵ４ａ１〜４ａｍにおける演算処理α１〜αｍ（ｍは２以上の自然数）が順次行われることで、中間演算値時系列データＪが生成される。このとき、各ＥＣＵ４ａ１〜４ａｍにおけるデータの入出力は、時系列データの状態で行われる。演算ＥＣＵ４は、生成した中間演算値時系列データＪを制御ＥＣＵ５に出力する。
【００２１】
制御ＥＣＵ５は、演算ＥＣＵ４からの入力により、中間演算値時系列データＪを取得する。制御ＥＣＵ５は、中間演算値時系列データＪの中から、制御目標の生成に最適な値を選択値Ｋとして選択する。制御ＥＣＵ５は、この選択値Ｋに基づいて、制御目標として出力される制御量を算出する。なお、この選択値Ｋは、複数の中間演算値を含んでいても良い。
【００２２】
このとき、制御ＥＣＵ５は、予め設定された第１の選択条件に従って選択値Kを選択する。このような第１の選択条件は、種々ものが設定可能であり、たとえば各入力値の時間的ばらつきの低減、センサ特性への適合、処理遅延時間の悪影響の除去などの目的に応じて、適切なものが選択される。第１の選択条件の例としては、現在時刻を基準として現在時刻に対応するデータ範囲を選択する条件がある。この場合、図３に示すように、中間演算値時系列データJにおいて、制御ＥＣＵ５が中間演算値時系列データJを取得した時間τを基準とし、現在時刻τ＋τjから予め定められた値δＴを引いた時間τ＋τj−δＴに対応する中間演算値を選択値Ｋとして選択する。制御ＥＣＵ５は、選択値Ｋに基づいて制御量を算出し、算出した制御量を制御目標としてアクチュエータ６に出力する。
【００２３】
アクチュエータ６は、車両のステアリングを駆動するステアリングアクチュエータ７、エンジンのスロットルを駆動するスロットルアクチュエータ８、ブレーキ装置を駆動するブレーキアクチュエータ９などから構成される車両制御用のアクチュエータである。アクチュエータ６は、制御ＥＣＵ５から出力された制御量に応じて駆動制御され、これにより車両の走行制御が実現される。
【００２４】
次に、以上の構成を有する制御目標演算装置１の各ＥＣＵの動作について図面を参照して説明する。
【００２５】
（入力ＥＣＵ３の動作）
図４に示すように、入力ＥＣＵ３は、センサ２の検出結果を入力値として取得すると共に、システムタイマから取得した時刻情報に基づいて、入力値が入力された時間である入力時刻を取得する（Ｓ１１）。続いて、入力ＥＣＵ３は、入力値及びその入力時間を保存する（Ｓ１２）。その後、入力ＥＣＵ３は、入力値の時系列データである入力時系列データＮを生成する（Ｓ１３）。入力ＥＣＵ３は、生成した入力時系列データＮを演算ＥＣＵ４に出力する（Ｓ１４）。その後、処理を終了する。
【００２６】
（演算ＥＣＵ４の動作）
図５に示すように、演算ＥＣＵ４は、入力ＥＣＵ３から出力された入力時系列データＮを取得する（Ｓ２１）。その後、演算ＥＣＵ４は、入力時系列データＮに基づいて、中間演算値時系列データＪを生成する（Ｓ２２）。このとき、図２に示すように、演算ＥＣＵ４を構成するＥＣＵ４ａ１〜４ａｍでは、各ＥＣＵ間の通信処理や演算処理α１〜αｍにおいて不規則な処理遅延時間δｔ１〜δｔｍが生じる。演算ＥＣＵ４は、生成した中間演算値時系列データＪを制御ＥＣＵ５に出力する（Ｓ２３）。その後、処理を終了する。
【００２７】
（制御ＥＣＵ５の動作）
図６に示すように、制御ＥＣＵ５は、演算ＥＣＵ４からの入力により中間演算値時系列データＪを取得する（Ｓ３１）。制御ＥＣＵ５は、中間演算値時系列データJの中から、第１の選択条件に従って選択値Ｋを選択する（Ｓ３２）。制御ＥＣＵ５は、選択した選択値Ｋに基づいて、制御量を算出する（Ｓ３３）。制御ＥＣＵ５は、算出した制御量を制御目標としてアクチュエータ６に出力する（Ｓ３４）。その後、処理を終了する。
【００２８】
以上説明した制御目標演算装置１によれば、演算ＥＣＵ４を構成する各ＥＣＵ４ａ１〜４ａｍの間において、時系列データとしてデータの入出力が行われ、最後に生成された中間演算値時系列データＪの中から、制御量の算出に用いられる選択値Ｋが第１の選択条件に従って選択される。従って、この制御目標演算装置１によれば、複数の演算処理において不規則な処理遅延時間δｔ１〜δｔｍが生じたとしても、実際に処理に要した時間に合わせて、制御量の算出に適した選択値Ｋをフレキシブルに選択することが可能となるので、制御対象の制御における信頼性の向上を図ることができる。
【００２９】
具体的には、制御目標演算装置１では、図３及び図７に示すように、第１の選択条件に従って、中間演算値時系列データJの中から現在時刻より一定時間遡った時刻に対応する選択値Ｋを選択することで、処理遅延時間の影響（たとえば図７における中間演算値時系列データJの末端の時刻Ｐの時間的ばらつき）によらず、アクチュエータ６が駆動する制御タイミングＱに対して一定のタイミングの制御量を出力することが可能となるので、車両の走行制御における信頼性の向上を図ることができる。
【００３０】
なお、第１の選択条件は、上述したものに限られない。たとえば演算処理の数式にとって都合のよい組み合わせを選択する条件を第１の選択条件として採用してもよい。具体的には、車両の走行制御のための目標進路を制御目標として出力する場合を考えると、目標進路Pの時系列データ（中間演算値時系列データJに相当）は下記の式（１）で表わされ、中間演算値の中身であるP（τ）は下記の式（２）で表される。ここで、式（１）のτは時間を示す変数であり、ａ，ｂは任意の自然数である。また、式（２）のｘは、自動車の走行する平面をｘｙ座標として表した場合におけるｘ座標値であり、ｙはｙ座標値である。式（２）のｖは車速であり、flagはデータ利用可能性の判定値（０：利用可能、１：利用不能）である。
【数１】
【００３１】
この場合において、制御ＥＣＵ５は、第１の選択条件に従って、目標進路Pの時系列データの中から各時刻の走行制御量の算出に用いるべき値（選択値K）をそれぞれ選択する。ここで、時刻τ（たとえば現在時刻）を基準とした過去２回分τ−１，τ−２のデータを選択することが演算処理の数式にとって都合が良い場合、たとえば下記の式（３）に示す現在の時刻を基準として２次のFIR［Finite Impulse Response］フィルタにより基準時刻τの値P（τ）と過去２回分の値P（τ―１），P（τ―２）とを選択する条件を第１の選択条件として採用する。
【数２】
【００３２】
更には、データ利用可能性の判定値flagを考慮して、flagが０のデータの中で、基準時刻τを基準とした過去２回分のデータを選択する条件としてもよい。この場合において、下記の式（４）に示すFIRフィルタを利用することができる。また、基準時刻τのデータ範囲の中でflagが０のデータを選択する条件としてもよい。以上、第１の選択条件の例について説明したが、第１の選択条件は上述したものに限られない。第１の選択条件は、演算処理の内容や制御対象、仕様、その他種々の要因に応じて適切なものが選択される。
【数３】
【００３３】
また、本実施形態において、入力ＥＣＵ３は、将来の入力値を含む入力時系列データＮを生成する態様であってもよい。具体的には、入力ＥＣＵ３は、センサ２から入力された現在の入力値と保存された過去の入力値とに基づいて、予め定められた演算処理プログラムにより将来の入力値を推定する。入力ＥＣＵ３は、現在の入力値、保存された過去の入力値、及び推定した将来の入力値に基づいて、将来の入力値を含む入力時系列データＮを生成する。
【００３４】
このような構成によれば、図８に示すように、演算ＥＣＵ４において、将来の入力値に対応した将来の中間演算値を含む中間演算値時系列データJが生成され、選択値Ｋの選択可能範囲が広くなるので、制御内容に応じたより適切な制御量を算出することが可能になる。なお、このような第１の選択条件によるデータの選択は、中間演算値時系列データJに対して行われる場合に限られず、その他演算ＥＣＵ４における演算途中の時系列データに対して行われてもよい。
【００３５】
更に、本実施形態において、各ＥＣＵは、複数の時系列データをセットにして次のＥＣＵに出力する態様であってもよい。具体的には、入力ＥＣＵ３において、時間的に末端側が重複する複数の入力時系列データＮが生成され、これらの複数の入力時系列データＮとそれぞれの入力時系列データＮに対応する時刻τ−３〜τ＋２（τは任意の基準時刻）とをセットにして演算ＥＣＵ４に出力される。なお、入力時系列データＮに対応する時刻としては、たとえば入力時系列データＮの生成時刻などが挙げられる。
【００３６】
そして、演算ＥＣＵ４において、図９に示すように、入力ＥＣＵ３から出力された複数の入力時系列データＮとそれぞれの入力時系列データＮに対応する時刻τ−３〜τ＋２に基づいて、複数の中間演算値時系列データJ［τ−３］〜J［τ＋２］がセットとして生成される。その後、制御ＥＣＵ５において、中間演算値時系列データJ［τ−３］〜J［τ＋２］のセットの中から上述した第１の選択条件に従って選択値Ｋが選択される。なお、この場合においては、予め定められた範囲選択条件により、選択範囲Ｗを選択した後に、選択範囲Ｗの中から選択値Ｋを絞り込む態様であってもよい。そして、制御ＥＣＵ５において、選択値Kに基づき制御目標となる制御量が算出される。
【００３７】
このような構成によれば、複数の時系列データをセットにして処理することで、各種入力値の入力処理における処理遅延時間のばらつきを排除した演算結果を次のＥＣＵに出力することができるので、結果としてより制御精度の高い制御量を出力することが可能となる。
［第２の実施形態］
【００３８】
次に、第２の実施形態に係る制御目標演算装置１１について図面を参照して説明する。第２の実施形態に係る制御目標演算装置１１は、第１の実施形態と比較して、複数のセンサ２１〜２６からの入力値に応じた制御量を出力する点と、演算ＥＣＵ４１及び制御ＥＣＵ５１の機能とが主に相違する。
【００３９】
（制御目標演算装置１１の構成）
図１０及び図１１に示すように、本実施形態における制御目標演算装置１１は、Ｙａｗ／Ｇセンサ２１、画像センサ２２、レーダセンサ２３、操舵角センサ２４、車速センサ２５、及びＧＰＳ［Global Positioning System］検出部２６を備えている。更に、制御目標演算装置１１は、入力ＥＣＵ（入力時系列データ生成手段）３１〜３６、演算ＥＣＵ（中間演算値時系列データ生成手段）４１、及び制御ＥＣＵ（選択値選択手段、制御目標出力手段）５１を備えている。また、入力ＥＣＵ３１〜３６、演算ＥＣＵ４１、及び制御ＥＣＵ５１は、車両ＬＡＮ１０を介して電気的に接続されていると共に、時刻情報を取得するためのシステムタイマを共有している。
【００４０】
Ｙａｗ／Ｇセンサ２１は、車両のヨーイング及び加速度を検出するセンサである。Ｙａｗ／Ｇセンサ２１は、入力ＥＣＵ３１と電気的に接続されている。Ｙａｗ／Ｇセンサ２１は、検出した車両のヨーイング及び加速度の情報をＹａｗ／Ｇ入力値Ａとして入力ＥＣＵ３１に出力する。画像センサ２２は、車両の周囲の画像を撮像するものである。画像センサ２２は、入力ＥＣＵ３２と電気的に接続されている。画像センサ２２は、撮像した車両周囲の画像情報を画像入力値Ｂとして入力ＥＣＵ３２に出力する。
【００４１】
レーダセンサ２３は、車両の周囲に存在する他車両などの障害物を検出するセンサである。レーダセンサ２３は、入力ＥＣＵ３３と電気的に接続されている。レーダセンサ２３は、検出した障害物の情報を障害物入力値Ｃとして入力ＥＣＵ３３に出力する。操舵角センサ２４は、ステアリングホイールの操舵角（タイヤの向き）を検出するセンサである。操舵角センサ２４は、入力ＥＣＵ３４と電気的に接続されている。操舵角センサ２４は、検出した操舵角の情報を操舵角入力値Ｄとして入力ＥＣＵ３４に出力する。
【００４２】
車速センサ２５は、車輪の回転数から車速を検出するセンサである。車速センサ２５は、入力ＥＣＵ３５と電気的に接続されている。車速センサ２５は、検出した車速の情報を車速入力値Ｅとして入力ＥＣＵ３５に出力する。ＧＰＳ検出部２６は、複数のＧＰＳ衛星からの電波を受信することで、車両の位置を検出するものである。ＧＰＳ検出部２６は、入力ＥＣＵ３６と電気的に接続されている。ＧＰＳ検出部２６は、検出した車両の位置の情報を位置入力値Ｆとして入力ＥＣＵ３６に出力する。
【００４３】
入力ＥＣＵ３１〜３６は、各種センサ２１〜２６からの入力により、各種入力値Ａ〜Ｆを取得する。また、入力ＥＣＵ３１〜３６は、システムタイマから取得した時刻情報に基づいて、各種入力値Ａ〜Ｆが入力された時刻である入力時刻をそれぞれ取得する。入力ＥＣＵ３１〜３６は、各種入力値Ａ〜Ｆ及び各種入力値Ａ〜Ｆに対応する入力時間を保存する。入力ＥＣＵ３１〜３６は、保存された現在及び過去の入力値Ａ〜Ｆに基づいて、将来の各種入力値Ａ〜Ｆを推定する。入力ＥＣＵ３１〜３６は、保存した現在及び過去の入力値Ａ〜Ｆと推定した将来の入力値Ａ〜Ｆとに基づいて、推定した将来の入力値Ａ〜Ｆをそれぞれ含む入力時系列データＮ１〜Ｎ６を生成する。入力ＥＣＵ３１〜３６は、生成した入力時系列データＮ１〜Ｎ６を演算ＥＣＵ４１に出力する。
【００４４】
演算ＥＣＵ４１は、入力ＥＣＵ３１〜３５からの入力により、入力時系列データＮ１〜Ｎ６を取得する。演算ＥＣＵ４１は、入力時系列データＮ１〜Ｎ６に基づいて、各種入力値Ａ〜Ｆに応じた中間演算値の時系列データである中間演算値時系列データＪ１〜Ｊ６を生成する。演算ＥＣＵ４１は、複数のＥＣＵ（演算処理部）４１ａ１〜ＥＣＵ４１ａｍから構成されている。演算ＥＣＵ４１では、入力時系列データＮ１〜Ｎ６に対して各ＥＣＵ４１ａ１〜４１ａｍにおける演算処理α１〜αｍが順次行われることで、中間演算値時系列データＪ１〜Ｊ６が生成される。このとき、各ＥＣＵ４１ａ１〜４１ａｍにおけるデータの入出力は、時系列データの状態で行われる。演算ＥＣＵ４１は、生成した中間演算値時系列データＪ１〜Ｊ６を制御ＥＣＵ５に出力する。
【００４５】
制御ＥＣＵ５１は、演算ＥＣＵ４１からの入力により、中間演算値時系列データＪ１〜Ｊ６を取得する。制御ＥＣＵ５１は、各種入力値Ａ〜Ｆに応じた中間演算値時系列データＪ１〜Ｊ６の中から、選択データ範囲Ｈ１〜Ｈ６（第１の実施形態における選択値Ｋのセットに相当）を種類毎に選択する（図１２参照）。
【００４６】
このとき、制御ＥＣＵ５１は、予め設定された第２の選択条件に従って選択データ範囲Ｈ１〜Ｈ６を選択する。このような第２の選択条件は、種々ものが設定可能であり、たとえば各入力値の時間的ばらつきの低減、センサ特性への適合、処理遅延時間の悪影響の除去などの目的に応じて、適切なものが選択される。第２の選択条件の例としては、現在時刻τ＋τｊにおいて、現在時刻τ＋τｊのデータセット（現在時刻τ＋τｊの前後で制御量の算出に必要な長さの範囲）に対応し、かつ次の演算処理（制御量の算出処理）の数式にとって都合がよい範囲を選択データ範囲Ｈ１〜Ｈ６として選択する条件がある。
【００４７】
制御ＥＣＵ５１は、選択データ範囲Ｈ１〜Ｈ６内の中間演算値データに基づいて、制御量を算出する。制御ＥＣＵ５１は、算出した制御量を制御目標としてアクチュエータ６に出力する。
【００４８】
次に、以上の構成を有する制御目標演算装置１１の各ＥＣＵの動作について図面を参照して説明する。
【００４９】
（入力ＥＣＵ３１〜３６の動作）
図１３に示すように、入力ＥＣＵ３１〜３６は、各種センサ２１〜２６の検出結果を入力値として取得すると共に、システムタイマから取得した時刻情報に基づいて、入力値が入力された時間である入力時刻を取得する（Ｓ４１）。続いて、入力ＥＣＵ３１〜３６は、入力値及びその入力時間を保存する（Ｓ４２）。
【００５０】
続いて、入力ＥＣＵ３１〜３６は、保存した現在及び過去の入力値Ａ〜Ｆ及び入力時刻に基づいて、将来の各種入力値を推定する（Ｓ４３）。その後、入力ＥＣＵ３１〜３６は、将来の各種入力値を含む入力時系列データＮ１〜Ｎ６をそれぞれ生成する（Ｓ４４）。入力ＥＣＵ３１〜３６は、生成した入力時系列データＮ１〜Ｎ６を演算ＥＣＵ４１にそれぞれ出力する（Ｓ４５）。その後、処理を終了する。
【００５１】
（演算ＥＣＵ４１の動作）
図１４に示すように、演算ＥＣＵ４１は、入力ＥＣＵ３１〜３６から出力された入力時系列データＮ１〜Ｎ６を取得する（Ｓ５１）。その後、演算ＥＣＵ４１は、入力時系列データＮ１〜Ｎ６に基づいて、各種入力値Ａ〜Ｆに応じた中間演算値時系列データＪ１〜Ｊ６を生成する（Ｓ５２）。このとき、図１１及び図１２に示すように、中間演算値時系列データＪ１と中間演算値時系列データＪ２との間には、演算処理に掛かる時間の差（たとえば車両のヨーイング及び加速度の演算処理に掛かる時間と画像の演算処理に掛かる時間との差）、センサからの入力タイミングの差、及び各ＥＣＵ４１ａ１〜４１ａｍにおける不規則な処理遅延時間δｔα１〜δｔαｍ，δｔβ１〜δｔβｍの差が累積的に影響して時間的なズレが生じる。同様に、各中間演算値時系列データＪ１〜Ｊ６の間においても時間的なズレが生じる。演算ＥＣＵ４１は、生成した中間演算値時系列データＪ１〜Ｊ６を制御ＥＣＵ５１に出力する（Ｓ５３）。その後、処理を終了する。
【００５２】
（制御ＥＣＵ５１の動作）
図１５に示すように、制御ＥＣＵ５１は、演算ＥＣＵ４１からの入力により、中間演算値時系列データＪ１〜Ｊ６を取得する（Ｓ６１）。制御ＥＣＵ５１は、各種入力値Ａ〜Ｆに応じた中間演算値時系列データＪ１〜Ｊ６の中から、制御量の算出に用いられる選択データ範囲Ｈ１〜Ｈ６を種類毎に選択する（Ｓ６２）。制御ＥＣＵ５１は、選択データ範囲Ｈ１〜Ｈ６内のデータに基づいて、制御量を算出する（Ｓ６３）。制御ＥＣＵ５１は、算出した制御量を制御目標としてアクチュエータ６に出力する（Ｓ６４）。その後、処理を終了する。
【００５３】
以上説明した制御目標演算装置１１によれば、複数の種類の入力値Ａ〜Ｆに基づいて制御量を制御目標として出力する場合に、複数の種類の中間演算値時系列データＪ１〜Ｊ６の中から、制御量の算出に用いられる選択データ範囲H１〜H６が第２の選択条件に従って選択される。従って、この制御目標演算装置１１によれば、複数の演算処理において不規則な処理遅延時間δｔα１〜δｔζｍが生じたとしても、実際に処理に要した時間に合わせて、制御量の算出に適した選択データ範囲H１〜H６をフレキシブルに選択することが可能となるので、制御対象の制御における信頼性の向上を図ることができる。
【００５４】
なお、第２の選択条件は、上述したものに限られない。たとえば第２の選択条件として、演算処理の数式にとって都合のよい組み合わせの選択データ範囲を選択する条件を採用してもよい。具体的には、複数の中間演算値時系列データｘ，ｙ，ｚについて、中間演算値時系列データｘは現在時刻τのデータ及び過去２回分τ−１，τ−２のデータ、中間演算値時系列データｙは過去２回目〜４回目τ−２，τ−３，τ−４のデータ、中間演算値時系列データｚは１回分将来の予測値τ＋１、現在時刻τ、及び過去１回分τを選択することが次の演算処理の数式にとって都合が良いと分かっている場合、たとえば下記の式（５）に示すFIRフィルタを第２の選択条件として採用することができる。
【数４】
【００５５】
また、演算処理の数式にとって都合のよい組み合わせとして、各種データ間の時間的ばらつきを小さくするために演算処理時に準備できているデータを選択する条件がある。具体的には、中間演算値時系列データｘ，ｙ，ｚについて、下記の表１に示すように、中間演算値時系列データｘが２回分の遅延を有し（つまり現在時刻τにおいて２回分遅い時刻τ―２のデータｘ（τ―２）が取得される）、中間演算値時系列データｙが１回分の遅延を有し、中間演算値時系列データｚは遅延なしである場合を考える。このとき、各種データ間の時間的ばらつきを小さくするように、下記の式（６）に示すFIRフィルタを第２の選択条件として採用することができる。この場合の選択データ範囲を表１のあみかけ部として示す。
【表１】
【数５】
【００５６】
次に、図１６を参照して、第２の選択条件に従って選択データ範囲を選択する場合の具体例について説明する。図１６において、黒丸は上述した各種入力値Ｂ〜Ｆを示し、横軸はタイムスタンプ（システムタイマにより各入力値に対応付けられた時刻）を示している。また、白抜きの丸は、画像入力値Ｂのうち画像のコントラストが得られていないもの、つまり演算処理の対象として有効ではない画像入力値Ｂを示している。
【００５７】
この場合、第２の選択条件に従って、まずレーダセンサ２３による障害物入力値Ｃの時系列データである入力時系列データＮ３の中から現在時刻を基準とした選択データ範囲Ｈ３が選択される。次に、画像センサ２２による画像入力値Ｂの時系列データである入力時系列データＮ２の中から時間的に選択データ範囲Ｈ３に対応する範囲である選択データ範囲Ｈ２が選択される。
【００５８】
そして、選択データ範囲Ｈ２内の画像入力値Ｂのうちコントラストの得られている画像入力値（黒塗りの丸で示された画像入力値）Ｂ１が抽出される。その後、車速センサ２５による車速入力値Ｅの時系列データである入力時系列データＮ５の中から時間的に画像入力値Ｂ１に最も近い車速入力値Ｅ１が選択データ範囲Ｈ５として選択される。同様に、操舵角センサ２４による操舵角入力値Ｄの時系列データである入力時系列データＮ４の中から時間的に画像入力値Ｂ１に最も近い操舵角入力値Ｄ１が選択データ範囲Ｈ４として選択される。また、ＧＰＳ検出部２６による位置入力値Ｆの時系列データである入力時系列データＮ６の中から時間的に画像入力値Ｂ１に最も近い位置入力値Ｆ１が選択データ範囲Ｈ６として選択される。
【００５９】
上述した手順により、演算処理の数式にとって都合のよい組み合わせとして、各種データ間の時間的ばらつきを小さくするために演算処理時に準備できているデータを選択する第２の選択条件に従って、選択データ範囲を選択することで、図１６に示すように時間的ばらつきの小さい選択データ範囲Ｈ２〜Ｈ６が取得される。このようにして選択された選択データ範囲Ｈ２〜Ｈ６に基づいて制御量を算出することにより、各種データ間の時間的ばらつきによる影響が小さく制御精度の高い制御量の出力が実現される。しかも、コントラストの得られていない不鮮明な画像入力値を使用しないので、制御対象の制御における信頼性の向上を図ることができる。
【００６０】
以上、第２の選択条件の例について説明したが、第２の選択条件は上述したものに限られない。第２の選択条件は、演算処理の内容や制御対象、仕様、その他種々の要因に応じて適切なものが選択される。また、このような第２の選択条件によるデータ範囲の選択は、制御量の算出において用いる場合に限られず、他の演算処理においても必要に応じて適切に用いられる。
【００６１】
また、図１７に示すように、本実施形態において、各ＥＣＵは複数の時系列データをセットにして次のＥＣＵに出力する態様であってもよい。この場合、入力ＥＣＵ３１は、時間的に末端側が重複する複数の入力時系列データＮ１を生成する。入力ＥＣＵ３１は、これらの複数の入力時系列データＮ１のそれぞれに入力時系列データＮ１に対応する時刻τ−３〜τ（τは任意の基準時刻）を設定する。入力ＥＣＵ３１は、これらの複数の入力時系列データＮ１［τ−３］〜Ｎ１［τ］をセットにして、演算ＥＣＵ４１に出力する。
【００６２】
演算ＥＣＵ４１は、入力ＥＣＵ３１から出力された入力時系列データＮ１［τ−３］〜Ｎ１［τ］のセットに基づいて、中間演算値時系列データＪ１［τ−３］〜Ｊ１［τ］のセットを生成する。演算ＥＣＵ４１は、生成した中間演算値時系列データＪ１［τ−３］〜Ｊ１［τ］のセットを制御ＥＣＵ５１に出力する。
【００６３】
同様にして、入力ＥＣＵ３２〜３６において、複数の入力時系列データＮ２〜Ｎ６が生成され、時刻τ−３〜τと対応付けられて入力時系列データＮ２［τ−３］〜Ｎ２［τ］，・・・，Ｎ６［τ−３］〜Ｎ６［τ］のセットとして演算ＥＣＵ４１に出力される。演算ＥＣＵ４１では、入力時系列データＮ２［τ−３］〜Ｎ２［τ］，・・・，Ｎ６［τ−３］〜Ｎ６［τ］のセットに基づいて、中間演算値時系列データＪ２［τ−３］〜Ｊ２［τ］，・・・，Ｊ６［τ−３］〜Ｊ６［τ］のセットを生成する。演算ＥＣＵ４１は、生成した中間演算値時系列データＪ２［τ−３］〜Ｊ２［τ］，・・・，Ｊ６［τ−３］〜Ｊ６［τ］のセットを制御ＥＣＵ５１に出力する。
【００６４】
制御ＥＣＵ５１は、入力ＥＣＵ３１〜３６から出力されたＪ１［τ−３］〜Ｊ１［τ］，・・・，Ｊ６［τ−３］〜Ｊ６［τ］のセットの中から、上述した第２の選択条件に従って選択データ範囲Ｈ１〜Ｈ６を選択する。これらの選択データ範囲Ｈ１〜Ｈ６は、現在時刻を基準とした同一タイミングのデータ範囲が選択される。そして、制御ＥＣＵ５１では、選択データ範囲Ｈ１〜Ｈ６内から予め定められた選択条件に従って更に選択された選択データＬ１〜Ｌ６に基づいて、制御量が算出される。
【００６５】
このような構成の制御目標演算装置１１によれば、複数の時系列データをセットにして処理することで、各種入力値の入力処理における処理遅延時間のズレやばらつきを排除して、実際に処理に要した時間に合わせた演算結果を次のＥＣＵに出力することができるので、結果としてより制御精度の高い制御量を出力することが可能となる。
［第３の実施形態］
【００６６】
次に、第３の実施形態に係る制御目標演算装置１２について図面を参照して説明する。第３の実施形態に係る制御目標演算装置１２は、第１の実施形態と比較して、制御ＥＣＵ５に入力される時系列データの長さ（時間的長さ）を処理遅延時間に応じて設定する点と、入力時系列データＮが将来の入力値を含む点とが主に相違する。
【００６７】
図１，図１８及び図１９に示すように、第３の実施形態における制御目標演算装置１２は、第１の実施形態における制御目標演算装置１と同様の構成を有している。図１８に示すｕ０（ｔ）は、時刻ｔにおけるセンサ２からの入力値を示し、ｕ１は、演算ＥＣＵ４を構成する１番目のＥＣＵ４ａ１の演算結果（演算処理α１における演算結果）の時系列データを示している。また、ｕｍは、演算ＥＣＵ４を構成するｍ番目のＥＣＵ４ａｍの演算結果（演算処理αｍにおける演算結果）の時系列データを示しており、制御ＥＣＵ５に入力される中間演算値時系列データJに相当する。ｙは、制御ＥＣＵ５からアクチュエータ６に出力される制御量を示している。
【００６８】
また、図１９に示すＴ１は、制御ＥＣＵ５における制御演算に必要な時系列範囲を示している。Ｔ２は、入力ＥＣＵ３及び演算ＥＣＵ４を構成する各ＥＣＵ４ａ１〜ＥＣＵ４ａｍにおける処理時間を示しており、Ｔ３は、各ＥＣＵ４ａ１〜ＥＣＵ４ａｍにおける処理遅延時間を示している。また、Ｔ４は、制御ＥＣＵ５における処理時間（制御演算時間）を示しており、Ｔ５は、制御ＥＣＵ５が制御量を出力してからアクチュエータ６が応答して制御量に応じた駆動動作が終了するまでの時間(制御応答時間)を示している。
【００６９】
制御目標演算装置１２における入力ＥＣＵ３は、センサ２と電気的に接続されており、センサ２から時刻ｔにおける入力値ｕ０（ｔ）を取得する。また、入力ＥＣＵ３は、システムタイマから取得した時刻情報に基づいて、入力値が入力された時刻である入力時刻を取得する。入力ＥＣＵ３は、入力された入力値及びその入力時間を保存する。
【００７０】
入力ＥＣＵ３は、保存された現在の入力値ｕ０（ｔ）及び過去の入力値ｕ０（ｔ−１）〜ｕ０（ｔ−ｊ）（ｊは任意の自然数）及び入力時刻に基づいて、将来の入力値ｕ０（ｔ＋１）〜ｕ０（ｔ＋ｉ）（ｉは任意の自然数）を推定する。そして、入力ＥＣＵ３は、推定した将来の各種入力値を含む入力時系列データＮを生成する。このとき、入力ＥＣＵ３は、ＥＣＵ４ａ１における演算処理α１に必要なデータ長さ、演算処理αにかかる時間、及びその処理遅延時間を予測し、その予測結果に応じた長さの入力時系列データＮを生成する。入力ＥＣＵ３は、生成した入力時系列データＮを演算ＥＣＵ４に出力する。
【００７１】
演算ＥＣＵ４のＥＣＵ４ａ１は、入力時系列データＮから演算処理α１における演算結果の時系列データｕ１を生成する。このとき、ＥＣＵ４ａ１は、次のＥＣＵ４ａ２における演算処理α２に必要な長さ、演算処理α２にかかる時間、及び演算処理α２における処理遅延時間を予測し、その予測結果に応じた長さの時系列データを生成する。ＥＣＵ４ａ１は、生成した時系列データをＥＣＵ４ａ２に出力する。
【００７２】
同様にして、演算ＥＣＵ４を構成するＥＣＵ４ａ２〜４ａｍ−１において演算処理α２〜αｍ−１が行われ、ＥＣＵ４ａｍ−１が生成した演算結果の時系列データｕｍ−１がＥＣＵ４ａｍに出力される。ＥＣＵ４ａｍは、次の制御ＥＣＵ５における制御量算出処理に必要なデータ長さ、制御量算出処理にかかる時間、及びその処理遅延時間を予測する。ＥＣＵ４ａｍは、長さＴＡが下記の式（７）を満たすように演算結果の時系列データｕｍ（中間演算値時系列データＪ）を生成する。ＥＣＵ４ａｍは、生成した長さＴＡの時系列データｕｍを制御ＥＣＵ５に出力する。
【数６】
【００７３】
制御ＥＣＵ５は、ＥＣＵ４ａｍからの入力により、演算結果の時系列データｕｍを取得する。制御ＥＣＵ５は、取得した演算結果の時系列データｕｍに基づいて、制御量を算出する。制御ＥＣＵ５は、算出した制御量を制御目標としてアクチュエータ６に出力する。
【００７４】
以上説明した制御目標演算装置１２では、不規則に変動する処理遅延時間に応じて次のＥＣＵに入力される時系列データの長さが設定されることで、制御演算処理に必要なデータの長さを確保しつつ、そのデータの長さの短縮化を図ることができ、これによって演算処理量の低減及び処理の迅速化を図ることができる。
【００７５】
また、下記の式（８）を満たすように演算結果の時系列データｕｍの長さＴＡを設定する態様であってもよい。この場合、制御量算出処理において処理が完了する時点での制御量についても算出することが可能になる。
【数７】
【００７６】
或いは、下記の式（９）を満たすように演算結果の時系列データｕｍの長さＴＡを設定する態様であってもよい。この場合、実際にアクチュエータ６が動作するタイミングまでの制御量を予測することで、最新のシステム状態に応じたより適切な制御量の算出が可能となる。
【数８】
【００７７】
なお、時系列データｕｍの長さＴＡについて特に式（７）〜（９）を挙げて説明したが、その他の時系列データｕ１〜ｕｍ−１についても同様の考え方によって長さを設定してもよい。
［第４の実施形態］
【００７８】
次に、第４の実施形態に係る制御目標演算装置１３について図面を参照して説明する。第４の実施形態に係る制御目標演算装置１３は、第２の実施形態と比較して、任意のセンサにおける入力値が制御ＥＣＵ５１に直接入力される点が主に相違する。
【００７９】
図１０及び図２０に示すように、本実施形態における制御目標演算装置１３は、第２の実施形態における制御目標演算装置１１と同様の構成を有している。図２０に示すｕａ０（ｔ）は、時間ｔにおけるＹａｗ／Ｇ入力値Ａを表しており、ｕｂ０（ｔ）〜ｕｆ０（ｔ）は、時間ｔにおける各種入力値Ｂ〜Ｆを表しており、下付きの０は、演算ＥＣＵ４１における演算処理を受けていないことを示している。ｕａｍは、Ｙａｗ／Ｇ入力値Ａの時系列データである入力時系列データＮ１から生成された中間演算値時系列データＪ１を表しており、下付きのｍは、演算ＥＣＵ４１における演算処理α１〜αｍを経た演算結果であることを示している。このｕａｍは、将来の算出値ｕａｍ（ｔ＋ｉ）から過去の算出値ｕａｍ（ｔ−ｊ）までの入力値を含んでいる（ｉ，ｊは任意の値）。また、δｔ１は、処理１における処理遅延時間を表し、δｔｍは、処理ｍにおける処理遅延時間を表している。また、処理１〜処理ｍにおける処理遅延時間の合計Σδｔは下記の式（１０）で表される。ｙは、制御ＥＣＵ５からアクチュエータ６に出力される制御量を表している。
【数９】
【００８０】
以下、任意のセンサの入力値としてＧＰＳ検出部２６の位置入力値Ｆが、演算ＥＣＵ４１を経ずに制御ＥＣＵ５１に直接入力される場合について説明する。なお、このような任意のセンサは、制御内容に応じて選択され、一つではなく複数であってもよい。
【００８１】
制御目標演算装置１３における入力ＥＣＵ３１〜３５は、各種センサ２１〜２５から入力された各種入力値Ａ〜Ｅ（ｕａ０〜ｕｅ０）それぞれの時系列データである入力時系列データＮ１〜Ｎ６を生成し、入力時系列データＮ１〜Ｎ６を演算ＥＣＵ４１に出力する。入力ＥＣＵ３６は、ＧＰＳ検出部２６から出力された位置入力値Ｆ（ｕｆ０）の時系列データである入力時系列データＮ６を生成する。また、入力ＥＣＵ３５は、生成した入力時系列データＮ６を演算ＥＣＵ４１に出力すると共に、ＧＰＳ検出部２６から出力された最新の位置入力値Ｆを制御ＥＣＵ５１に出力する。
【００８２】
演算ＥＣＵ４１は、入力ＥＣＵ３１〜３６より出力された入力時系列データＮ１〜Ｎ６に基づき、中間演算値時系列データＪ１〜Ｊ６を生成する。演算ＥＣＵ４１は、生成した中間演算値時系列データＪ１〜Ｊ６を制御ＥＣＵ５１に出力する。
【００８３】
制御ＥＣＵ５１は、演算ＥＣＵ４１からの入力により中間演算値時系列データＪ１〜Ｊ６を取得すると共に、入力ＥＣＵ３６からの入力により最新の位置入力値Ｆを取得する。制御ＥＣＵ５１は、各種入力値Ａ〜Ｆに応じた中間演算値時系列データＪ１〜Ｊ６の中から、上述した第２の選択条件に従って選択データ範囲Ｈ１〜Ｈ６を種類毎に選択する（図１２参照）。
【００８４】
制御ＥＣＵ５１は、選択データ範囲Ｈ１〜Ｈ６内のデータと最新の位置入力値Ｆに基づいて、制御量を算出する。制御ＥＣＵ５１は、算出した制御量を制御目標としてアクチュエータ６に出力する。
【００８５】
以上説明した制御目標演算装置１３によれば、最終演算処理を行う制御ＥＣＵ５１に対して最新の位置入力値Ｆを直接入力する構成とすることで、演算処理α１〜αｍにおける演算処理時間及び処理遅延時間の合計Σδｔに起因する入出力の時間的なズレの影響を小さくすることが可能となり、最新の状況に応じた制御量を出力することができる。このことは、例えば位置入力値Ｆに基づいて、走行制御の制御結果としての最新の車両位置を認識できるので、この最新の状況に対するフィードバック制御が可能となり、これによってオーバーシュート現象などの影響を軽減することができる。なお、制御内容に応じて、任意のセンサが制御ＥＣＵ５１にのみ接続される態様であってもよい。
【００８６】
また、本実施形態においては、図２１に示すように、任意のセンサとしてのＧＰＳ検出部２６からの位置入力値Ｆが、演算ＥＣＵ４１における演算処理α１〜αｍ及び制御ＥＣＵ５１における制御演算の処理に直接用いられる態様であってもよい。
【００８７】
この場合、各処理において、その時点で最新の位置入力値Ｆを用いた演算処理が行われるので、制御ＥＣＵ５１における最終演算処理で各処理段階における処理遅延時間を考慮する必要がなくなり、システム設計の自由度を向上させることができる。その結果、複数の入力値の個別のフィードバック、複数の入力値の相互利用などがある複雑なシステムにおいて、処理遅延時間の最小化を図ることができる。
［第５の実施形態］
【００８８】
次に、第５の実施形態に係る制御目標演算装置１演算ＥＣＵ４について図面を参照して説明する。第５の実施形態は、第１、第２、及び第４の実施形態の内容を含む具体例である。
【００８９】
（制御目標演算装置１４の構成）
図２２に示すように、制御目標演算装置１４は、Ｙａｗ／Ｇセンサ２１、画像センサ２２、レーダセンサ２３、車速センサ２５、及びＧＰＳ検出部２６を備えている。更に、制御目標演算装置１４は、画像ＥＣＵ（入力時系列データ生成手段）３７、レーダＥＣＵ（入力時系列データ生成手段）３８、及び位置計算ＥＣＵ（入力時系列データ生成手段）３９を備えている。また、制御目標演算装置１４は、認識ＥＣＵ４２、走行目標ＥＣＵ（中間演算値時系列データ生成手段）４３、走行制御ＥＣＵ（選択値選択手段、制御目標出力手段）５２、エンジンＥＣＵ６１、ブレーキＥＣＵ６２、及びステアリングＥＣＵ６３を備えている。これらの各ＥＣＵは、車両ＬＡＮ１０を介して電気的に接続されている（図１０参照）。また、各ＥＣＵは、この車両ＬＡＮ１０を通じて時刻情報を取得するためのシステムタイマを共有している。
【００９０】
なお、図２２では、例に示すように、各センサ及び各ＥＣＵにおける左下の欄に当該センサ又はＥＣＵに入力される項目を示し、右下の欄に当該センサ又はＥＣＵから出力される項目を示している。
【００９１】
また、認識ＥＣＵ４２、走行目標ＥＣＵ４３、及び走行制御ＥＣＵ５２は、車速センサ２５と電気的に接続しており、車速センサ２５の車速入力値Ｅが直接入力される。本実施形態においては、画像ＥＣＵ３７、レーダＥＣＵ３８、位置計算ＥＣＵ３９と認識ＥＣＵ４２とを合わせたものが第２の実施形態における入力ＥＣＵ３１〜３６及び演算ＥＣＵ４１に相当する。
【００９２】
画像ＥＣＵ３７は、画像センサ２２と電気的に接続されている。画像ＥＣＵ３７は、画像センサ２２からの入力により、車両が周辺の画像に関する画像入力値Ｂを取得する。また、画像ＥＣＵ３７は、システムタイマから取得した時刻情報に基づいて、画像入力値Ｂが入力された時刻である入力時刻を取得する。画像ＥＣＵ３７は、画像入力値Ｂとその入力時刻とを保存する。
【００９３】
画像ＥＣＵ３７は、予め定められたコントラスト算出処理により、取得した画像入力値Ｂの画像のコントラストを算出する。画像ＥＣＵ３７は、コントラストを算出された画像入力値Ｂの時系列データ（第２の実施形態における入力時系列データＮ２に相当）を生成して認識ＥＣＵ４２に出力する。
【００９４】
レーダＥＣＵ３８は、レーダセンサ２３及び車速センサ２５と電気的に接続されている。レーダＥＣＵ３８は、レーダセンサ２３からの入力により、車両の周囲に存在する他車両などの障害物の反射点列に関する反射点列入力値Ｃを取得すると共に、車速センサ２５からの入力により、車両の速度に関する車速入力値Ｅを取得する。レーダＥＣＵ３８は、システムタイマから取得した時刻情報に基づいて、反射点列入力値Ｃ及び車速入力値Ｅの入力時刻をそれぞれ取得する。レーダＥＣＵ３８は、反射点列入力値Ｃ、車速入力値Ｅ、及び入力時刻を保存する。
【００９５】
また、レーダＥＣＵ３８は、保存した反射点列入力値Ｃの現在及び過去のデータに基づいて将来の反射点列入力値Ｃを推定すると共に、保存した車速入力値Ｅの現在及び過去のデータに基づいて将来の車速入力値Ｅを推定する。
【００９６】
レーダＥＣＵ３８は、将来の反射点列入力値Ｃを含む反射点列入力値Ｃの時系列データ（第２の実施形態における入力時系列データＮ３に相当）を生成すると共に、将来の車速入力値Ｅを含む車速入力値Ｅの時系列データ（第２の実施形態における入力時系列データＮ５に相当）を生成する。レーダＥＣＵ３８は、生成した反射点列入力値Ｃの時系列データ及び車速入力値Ｅの時系列データに基づいて、予め定められた演算処理により、反射点列に関する時系列データを生成する。レーダＥＣＵ３８は、生成した反射点列に関する時系列データを認識ＥＣＵ４２に出力する。
【００９７】
位置計算ＥＣＵ３９は、Ｙａｗ／Ｇセンサ２１、車速センサ２５、及びＧＰＳ検出部２６と電気的に接続されている。位置計算ＥＣＵ３９は、Ｙａｗ／Ｇセンサ２１からの入力により、車両のヨーイング及び加速度に関するＹａｗ／Ｇ入力値Ａを取得する。また、位置計算ＥＣＵ３９は、車速センサ２５からの入力により、車両の速度に関する車速入力値Ｅを取得すると共に、ＧＰＳ検出部２６からの入力により、車両の位置に関する位置入力値Ｆを取得する。また、位置計算ＥＣＵ３９は、システムタイマから取得した時刻情報に基づいて、Ｙａｗ／Ｇ入力値Ａ、車速入力値Ｅ、及び位置入力値Ｆの入力時刻をそれぞれ取得する。
【００９８】
位置計算ＥＣＵ３９は、Ｙａｗ／Ｇ入力値Ａ、車速入力値Ｅ、位置入力値Ｆ及びそれぞれの入力値に対応する入力時刻を保存する。位置計算ＥＣＵ３９は、保存したＹａｗ／Ｇ入力値Ａ、車速入力値Ｅ、及び位置入力値Ｆの現在及び過去のデータに基づいて、将来のＹａｗ／Ｇ入力値Ａ、車速入力値Ｅ、及び位置入力値Ｆをそれぞれ推定する。
【００９９】
位置計算ＥＣＵ３９は、将来のＹａｗ／Ｇ入力値Ａを含むＹａｗ／Ｇ入力値Ａの時系列データ（第２の実施形態における入力時系列データＮ１に相当）を生成する。また、位置計算ＥＣＵ３９は、将来の車速入力値Ｅを含む車速入力値Ｅの時系列データを生成すると共に、将来の位置入力値Ｆを含む位置入力値Ｆの時系列データ（第２の実施形態における入力時系列データＮ６に相当）を生成する。
【０１００】
位置計算ＥＣＵ３９は、生成したＹａｗ／Ｇ入力値Ａ、車速入力値Ｅ、位置入力値Ｆの時系列データに基づいて、予め定められた演算処理により、車両の位置及び車両の向き（方位）に関する時系列データを生成する。位置計算ＥＣＵ３９は、生成した車両の位置及び向きに関する時系列データを認識ＥＣＵ４２、走行目標ＥＣＵ４３、及び走行制御ＥＣＵ５２に出力する。
【０１０１】
認識ＥＣＵ４２は、画像ＥＣＵ３７、レーダＥＣＵ３８、位置計算ＥＣＵ３９、及び車速センサ２５から入力された時系列データに基づいて、車両周辺の障害物と車両との関係を認識する。具体的には、認識ＥＣＵ４２は、画像ＥＣＵ３７からの入力により、画像入力値Ｂの時系列データを取得する。また、認識ＥＣＵ４２は、レーダＥＣＵ３８からの入力により、反射点列に関する時系列データを取得すると共に、位置計算ＥＣＵ３９からの入力により、車両の位置及び向きに関する時系列データを取得する。更に、認識ＥＣＵ４２は、車速センサ２５から最新の車速入力値Ｅを取得する。
【０１０２】
認識ＥＣＵ４２は、取得した各種時系列データ及び車速入力値Ｅに基づいて、予め定められた演算処理により、障害物の種類（歩行者、他車両、建物など）、障害物の形状や大きさ、障害物の位置、障害物と車両との相対速度、及び障害物の移動方向を認識し、それぞれの時系列データを生成する。認識ＥＣＵ４２は、生成した障害物認識に関する時系列データを走行目標ＥＣＵ４３に出力する。
【０１０３】
走行目標ＥＣＵ４３は、認識ＥＣＵ４２、位置計算ＥＣＵ３９、及び車速センサ２５から入力されたデータに基づいて、進路などの車両の走行目標を算出する。具体的には、走行目標ＥＣＵ４３は、認識ＥＣＵ４２からの入力により障害物認識に関する時系列データを取得する。また、走行目標ＥＣＵ４３は、位置計算ＥＣＵ３９からの入力により車両の位置及び向きに関する時系列データを取得すると共に、車速センサ２５からの入力により最新の車速入力値Ｅを取得する。
【０１０４】
走行目標ＥＣＵ４３は、取得した各種時系列データ及び車速入力値Ｅに基づいて、予め定められた演算処理により、車両の走行制御における目標進路、目標方位、目標速度、目標時刻、及び走行制御に掛かる信頼度についてそれぞれ時系列データ（第２の実施形態における中間演算値時系列データに相当）を生成する。走行目標ＥＣＵ４３は、生成した走行目標に関する時系列データを走行制御ＥＣＵ５２に出力する。
【０１０５】
走行制御ＥＣＵ５２は、走行目標ＥＣＵ４３、位置計算ＥＣＵ３９、及び車速センサ２５から入力されたデータに基づいて、車両の制御対象（エンジン、ブレーキ、ステアリング）の制御量を算出する。具体的には、走行制御ＥＣＵ５２は、走行目標ＥＣＵ４３からの入力により走行目標に関する時系列データを取得する。また、走行目標ＥＣＵ４３は、位置計算ＥＣＵ３９からの入力により車両の位置及び向きに関する最新の時系列データを取得すると共に、車速センサ２５からの入力により最新の車速入力値Ｅを取得する。
【０１０６】
走行制御ＥＣＵ５２は、取得した各種時系列データの中から、予め設定された第２の選択条件に従って選択データ範囲を選択する。走行制御ＥＣＵ５２は、選択した選択データ範囲内のデータ及び車速入力値Ｅに基づいて、予め定められた演算処理により、車両のエンジンに対する制御量である車両のエンジン出力値を算出する。同様にして、走行制御ＥＣＵ５２は、ブレーキに対する制御量であるブレーキの油圧値、及びステアリングに対する制御量である目標操舵角をそれぞれ算出する。
【０１０７】
走行制御ＥＣＵ５２は、算出したエンジン出力値を制御目標としてエンジンＥＣＵ６１に出力する。また、走行制御ＥＣＵ５２は、算出したブレーキの油圧値を制御目標としてブレーキＥＣＵ６２に出力すると共に、算出した目標操舵角を制御目標としてステアリングＥＣＵ６３に出力する。
【０１０８】
エンジンＥＣＵ６１は、走行制御ＥＣＵ５２から出力されたエンジン出力値に基づいて、スロットルアクチュエータ８に出力する燃料噴射量を演算する。エンジンＥＣＵ６１は、燃料噴射量の演算結果に応じてスロットルアクチュエータ８を制御することで、車両のエンジン出力を制御する。
【０１０９】
ブレーキＥＣＵ６２は、走行制御ＥＣＵ５２から出力されたブレーキの油圧値に基づいて、各ホイールのブレーキアクチュエータ９に出力する油圧値を演算する。ブレーキＥＣＵ６２は、油圧値の演算結果に応じて各ホイールのブレーキアクチュエータ９を制御することで、車両を減速させる。
【０１１０】
ステアリングＥＣＵ６３は、走行制御ＥＣＵ５２から出力された目標操舵角に基づいて、ステアリングアクチュエータ７に出力するモータ角度を演算する。ブレーキＥＣＵ６２は、モータ角度の演算結果に応じてステアリングアクチュエータ７を制御することで、車両の向きを制御する。
【０１１１】
次に、以上の構成を有する制御目標演算装置１４の各ＥＣＵにおける動作について図面を参照して説明する。
【０１１２】
（画像ＥＣＵ３７の動作）
図２３に示すように、画像ＥＣＵ３７は、画像センサ２２からの入力により、車両が周辺の画像に関する画像入力値Ｂを取得すると共に、システムタイマから取得した時刻情報に基づいて、画像入力値Ｂが入力された時刻である入力時刻を取得する（Ｓ７１）。画像ＥＣＵ３７は、画像ＥＣＵ３７は、画像入力値Ｂとその入力時刻とを保存する（Ｓ７２）。
【０１１３】
次に、画像ＥＣＵ３７は、取得した画像入力値Ｂの画像のコントラストを算出する（Ｓ７３）。画像ＥＣＵ３７は、コントラストを算出された画像入力値Ｂの時系列データを生成して認識ＥＣＵ４２に出力する（Ｓ７４）。その後、処理を終了する。
【０１１４】
（レーダＥＣＵ３８の動作）
図２４に示すように、レーダＥＣＵ３８は、レーダセンサ２３及び車速センサ２５からの入力により、反射点列入力値Ｃ及び車速入力値Ｅを取得すると共に、システムタイマから取得した時刻情報に基づいて、反射点列入力値Ｃ及び車速入力値Ｅの入力時刻をそれぞれ取得する（Ｓ８１）。
【０１１５】
次に、レーダＥＣＵ３８は、反射点列入力値Ｃ、車速入力値Ｅ、及び入力時刻を保存する（Ｓ８２）。レーダＥＣＵ３８は、保存した反射点列入力値Ｃの現在及び過去のデータに基づいて将来の反射点列入力値Ｃを推定すると共に、保存した車速入力値Ｅの現在及び過去のデータに基づいて将来の車速入力値Ｅを推定する（Ｓ８３）。
【０１１６】
続いて、レーダＥＣＵ３８は、将来の入力値を含む反射点列入力値Ｃの時系列データ及び車速入力値Ｅの時系列データを生成する（Ｓ８４）。レーダＥＣＵ３８は、生成した反射点列入力値Ｃの時系列データ及び車速入力値Ｅの時系列データに基づいて、反射点列に関する時系列データを生成する（Ｓ８５）。レーダＥＣＵ３８は、生成した反射点列に関する時系列データを認識ＥＣＵ４２に出力する（Ｓ８６）。その後、処理を終了する。
【０１１７】
（位置計算ＥＣＵ３９の動作）
図２５に示すように、位置計算ＥＣＵ３９は、Ｙａｗ／Ｇセンサ２１、車速センサ２５、及びＧＰＳ検出部２６からの入力により、Ｙａｗ／Ｇ入力値Ａ、車速入力値Ｅ、及び位置入力値Ｆを取得すると共に、システムタイマから取得した時刻情報に基づいて、Ｙａｗ／Ｇ入力値Ａ、車速入力値Ｅ、及び位置入力値Ｆの入力時刻をそれぞれ取得する（Ｓ９１）。
【０１１８】
位置計算ＥＣＵ３９は、Ｙａｗ／Ｇ入力値Ａ、車速入力値Ｅ、位置入力値Ｆ及びそれぞれの入力値に対応する入力時刻を保存する（Ｓ９２）。その後、位置計算ＥＣＵ３９は、保存したＹａｗ／Ｇ入力値Ａ、車速入力値Ｅ、及び位置入力値Ｆの現在及び過去のデータに基づいて、将来のＹａｗ／Ｇ入力値Ａ、車速入力値Ｅ、及び位置入力値Ｆをそれぞれ推定する（Ｓ９３）。
【０１１９】
続いて、位置計算ＥＣＵ３９は、将来のＹａｗ／Ｇ入力値Ａを含むＹａｗ／Ｇ入力値Ａの時系列データ、将来の車速入力値Ｅを含む車速入力値Ｅの時系列データ、及び将来の位置入力値Ｆを含む位置入力値Ｆの時系列データを生成する（Ｓ９４）。
【０１２０】
位置計算ＥＣＵ３９は、生成したＹａｗ／Ｇ入力値Ａ、車速入力値Ｅ、位置入力値Ｆの時系列データに基づいて、車両の位置及び車両の向きに関する時系列データを生成する（Ｓ９５）。位置計算ＥＣＵ３９は、生成した車両の位置及び向きに関する時系列データを認識ＥＣＵ４２、走行目標ＥＣＵ４３、及び走行制御ＥＣＵ５２に出力する（Ｓ９６）。その後、処理を終了する。
【０１２１】
（認識ＥＣＵ４２の動作）
図２６に示すように、認識ＥＣＵ４２は、画像ＥＣＵ３７、レーダＥＣＵ３８、位置計算ＥＣＵ３９、及び車速センサ２５からの入力により、画像入力値Ｂの時系列データ、障害物に関する時系列データ、車両の位置及び向きに関する時系列データ、及び最新の車速入力値Ｅを取得する（Ｓ１０１）。
【０１２２】
認識ＥＣＵ４２は、取得した各種時系列データ及び車速入力値Ｅに基づいて、障害物の種類、障害物の形状や大きさ、障害物の位置、障害物と車両との相対速度、及び障害物の移動方向を認識し、それぞれの時系列データを生成する（Ｓ１０２）。認識ＥＣＵ４２は、生成した障害物認識に関する時系列データを走行目標ＥＣＵ４３に出力する（Ｓ１０３）。その後、処理を終了する。
【０１２３】
（走行目標ＥＣＵ４３の動作）
図２７に示すように、走行目標ＥＣＵ４３は、認識ＥＣＵ４２、位置計算ＥＣＵ３９、及び車速センサ２５からの入力により、障害物認識に関する時系列データ、車両の位置及び向きに関する時系列データ、及び最新の車速入力値Ｅを取得する（Ｓ１１１）。
【０１２４】
走行目標ＥＣＵ４３は、取得した各種時系列データ及び車速入力値Ｅに基づいて、車両の走行制御における目標進路、目標方位、目標速度、目標時刻、及び走行制御に掛かる信頼度についてそれぞれ時系列データを生成する（Ｓ１１２）。走行目標ＥＣＵ４３は、生成した走行目標に関する時系列データを走行制御ＥＣＵ５２に出力する（Ｓ１１３）。その後、処理を終了する。
【０１２５】
（走行制御ＥＣＵ５２の動作）
図２８に示すように、走行制御ＥＣＵ５２は、走行目標ＥＣＵ４３、位置計算ＥＣＵ３９、及び車速センサ２５からの入力により、走行目標に関する時系列データ、車両の位置及び向きに関する最新の時系列データ、及び最新の車速入力値Ｅを取得する（Ｓ１２１）。
【０１２６】
走行制御ＥＣＵ５２は、取得した各種時系列データの中から、予め設定された第２の選択条件に従って選択データ範囲を選択する（Ｓ１２２）。走行制御ＥＣＵ５２は、選択した選択データ範囲内のデータ及び車速入力値Ｅに基づいて、車両のエンジンに対する制御量である車両のエンジン出力値を算出する。同様にして、走行制御ＥＣＵ５２は、ブレーキに対する制御量であるブレーキの油圧値、及びステアリングに対する制御量である目標操舵角をそれぞれ算出する（Ｓ１２３）。
【０１２７】
走行制御ＥＣＵ５２は、算出した制御量を制御目標としてエンジンＥＣＵ６１、ブレーキＥＣＵ６２、及びステアリングＥＣＵ６３に出力する（Ｓ１２４）。その後、処理を終了する。
【０１２８】
以上説明した制御目標演算装置１４によれば、各種入力値から車両の走行制御のための制御量（エンジン出力値、ブレーキの油圧値、目標操舵角）を算出する演算処理において、複数の演算処理において不規則な処理遅延時間が生じたとしても、第２の実施形態で述べたように、実際に処理に要した時間に合わせて、それぞれの制御量の算出に適した選択データ範囲をフレキシブルに選択することが可能となるので、車両の走行制御における信頼性の向上を図ることができる。
【０１２９】
また、この制御目標演算装置１４によれば、第４の実施形態で述べたように、最終演算処理を行う制御ＥＣＵ５１に対して最新の車速入力値Ｅを直接入力する構成とすることで、車速入力値Ｅについて演算処理時間に起因する入出力の時間的なズレの影響を小さくすることが可能となり、最新の状況に応じた制御量を出力することができる。このことは、現在の状況に対するフィードバック制御を可能とするので、結果としてオーバーシュート現象などの影響を軽減することができる。
【０１３０】
また、この制御目標演算装置１４においても、第３の実施形態に示すように、次のＥＣＵに入力される時系列データの長さを処理遅延時間に応じて設定することができる。この場合、次のＥＣＵにおける演算処理に必要なデータの長さを確保しつつ、そのデータの長さの短縮化を図ることができ、これによって演算処理量の低減及び処理の迅速化が図られる。
【０１３１】
次に、制御目標演算装置１４を用いた場合の車両の走行制御の結果について図２９及び図３０を参照して説明する。図２９は、制御目標演算装置１４を備えない車両における走行制御の結果を示す図である。
【０１３２】
図２９に示す車両Ａは、制御目標演算装置１４を備えていない車両である。この車両Ａは、道路状況に応じて車両を走行制御する走行制御機能を有している。この車両Ａでは、制御目標演算装置１４を備えていないため、走行制御における演算処理の処理遅延時間などに起因して制御遅れが発生し、走行制御の目標進路と走行制御の結果との間にずれが生じやすい。
【０１３３】
具体的には、図２９に示すように、初期位置M０に位置する車両Ａが進路上の駐車車両Ｂを回避するため、左側の車線Ｒ１から右側の車線Ｒ２にレーンチェンジを行う場合を考える。この車両Ａでは、初期位置M０において、各種センサから入力された入力値から車両Ａの現在位置や車両Bとの距離などの道路状況を認識し、この認識結果に基づいてレーンチェンジのための目標進路Ｐ１を算出する。
【０１３４】
このとき、目標進路Ｐ１の算出開始時から算出終了時までの間には、目標進路Ｐ１の算出にかかる演算処理時間や処理遅延時間などによる時間差があるため、走行中の車両Aの位置M０から変化する。位置M１は、目標進路Ｐ１の算出終了時における車両Aの位置である。この位置M１は、目標進路Ｐ１の算出開始時から算出終了時までの間に受けた強風などの外乱により、目標進路Ｐ１から車幅方向にδＰずれた位置となっている。その結果、車両Aでは、初期位置M０から走行制御されるように算出された目標進路Ｐ１の走行制御が目標進路Ｐ１からずれた位置M１から開始される。
【０１３５】
また、車両Aでは、各種センサからの入力により、車両Aの位置がM１となったことが認識されると、この認識結果に基づいて位置M１からレーンチェンジするための新たな目標進路Ｐ２が算出される。このとき、目標進路Ｐ１を算出する場合と同様に、車両Aは、目標進路Ｐ２の算出終了時までに位置M１から位置M２に移動する。この位置M２は、先の位置M１における目標進路Ｐ１に沿った走行制御の影響で、目標進路Ｐ２からずれた位置となる。その結果、車両Aでは、位置M１から走行制御されるように算出された目標進路Ｐ２の走行制御が目標進路Ｐ２からずれた位置M２から開始される。
【０１３６】
同様にして、位置M２から走行制御されるように算出された目標進路Ｐ３の走行制御が位置M３から開始され、位置M３から走行制御されるように算出された目標進路Ｐ４の走行制御が位置M４から開始される。このように、制御目標演算装置１４を備えていない車両Ａにおいては、従来のように、目標進路の算出開始時と算出終了時との時間差による道路状況の変化が考慮されていないため、外乱などを切っ掛けとして累積的な制御遅れが発生し、走行制御における目標進路P１と走行制御の結果（図２９の車両位置M２〜M4）との間に大きなずれが生じる場合がある。
【０１３７】
図３０は、制御目標演算装置１４を備えた車両における走行制御の結果を示す図である。図３０に示す車両Cは、道路状況に応じて車両を走行制御する走行制御機能を有すると共に、本実施形態の制御目標演算装置１４を備える車両である。この車両Cでは、制御目標演算装置１４によって処理遅延時間の影響を排除した適切な制御量を車両制御用のアクチュエータに出力することができるので、制御精度及び信頼性の高い走行制御を実現することができる。
【０１３８】
具体的には、図３０に示すように、初期位置Ｑ０に位置する車両Cが進路上の駐車車両Ｂを回避するため、左側の車線Ｒ１から右側の車線Ｒ２にレーンチェンジを行う場合を考える。このとき、車両Cでは、各種センサ２１〜２３，２５，２６から入力された入力値に基づいて、認識ＥＣＵ４２により車両Ａの現在位置や車両Bとの距離などの道路状況が将来の道路状況も含む時系列データとして認識される。そして、走行目標ＥＣＵ４３により、認識ＥＣＵ４２の認識結果に基づいた走行目標が時系列データ（中間演算値時系列データ）として算出され、走行制御ＥＣＵ５２によりレーンチェンジにかかる走行制御目標となる目標進路Ｐ１１が時系列データとして算出される。
【０１３９】
このとき、目標進路Ｐ１１の算出開始時から算出終了時までの間には、目標進路Ｐ１１の算出にかかる演算処理時間や処理遅延時間などによる時間差があるため、走行中の車両Aの位置は初期位置Ｑ０から変化する。位置Ｑ１は、目標進路Ｐ１１の算出終了時における車両Aの位置である。この位置Ｑ１は、目標進路P１１の算出開始時から算出終了時までの間に受けた強風などの外乱により、目標進路P１１から車幅方向にδＰずれた位置となっている。
【０１４０】
この車両Ｃでは、目標進路P１１が時系列データとして算出されているので、目標進路P１１の算出開始時から算出終了時までの時間差による道路状況の変化（車両Ｃの位置の変化）の影響が小さくなるように、目標進路P１１の時系列データの中から走行制御に用いる制御量を選択することができる。従って、外乱により目標進路P１１からずれた位置Ｑ１から走行制御が開始される場合であっても、上述した車両Ａの場合と比べてより精度の高い走行制御が実現される。
【０１４１】
また、車両Ｃでは、各種センサ２１，２５，２６からの入力により、車両Cの位置がＱ１となったことが認識されると、この認識結果に基づいて位置Ｑ１からレーンチェンジするための新たな目標進路Ｐ１２が算出される。このとき、目標進路Ｐ１１を算出する場合と同様に、車両Ｃは、目標進路Ｐ１２の算出終了時までに位置Ｑ1から目標進路P１２上の位置Ｑ２に移動する。車両Ｃでは、目標進路Ｐ１２の走行制御が目標進路P１２上の位置Ｑ２から適切に開始される。
【０１４２】
同様にして、位置Ｑ２において算出が開始された目標進路Ｐ１３の走行制御が位置Ｑ３から開始され、位置Ｑ３において算出が開始された目標進路Ｐ１４の走行制御が位置Ｑ４から開始される。このように、制御目標演算装置１４を備えた車両Cにおいては、目標進路の算出開始時から算出終了時までの時間差による道路状況の変化を考慮した走行制御が行われるので、外乱の影響が適切に軽減され、これによって走行制御における信頼性の向上が実現される。
［第６の実施形態］
【０１４３】
次に、第６の実施形態に係る制御目標演算装置１５について図面を参照して説明する。第６の実施形態に係る制御目標演算装置１５は、第２の実施形態と比較して、複数の入力値の全てがデータ管理ＥＣＵ４４に入力されて集中管理される点と、実際に車両が走行制御されるタイミングである制御タイミングに基づいて制御量が算出される点が主に異なる。
【０１４４】
（制御目標演算装置１５の構成）
図３１に示すように、本実施形態における制御目標演算装置１５は、Ｙａｗ／Ｇセンサ２１、画像センサ２２、レーダセンサ２３、操舵角センサ２４、車速センサ２５、及びＧＰＳ検出部２６を備えている。更に、制御目標演算装置１５は、入力ＥＣＵ（入力時系列データ生成手段）７１〜７６、データ管理ＥＣＵ（中間演算値時系列データ生成手段）４４、制御ＥＣＵ（選択値選択手段、制御目標出力手段）５３、及びアクチュエータ制御ＥＣＵ６４を備えている。また、データ管理ＥＣＵ４４、制御ＥＣＵ５３、及びアクチュエータ制御ＥＣＵ６４は、車両ＬＡＮ１０を介して電気的に接続されていると共に、時刻情報を取得するためのシステムタイマを共有している。
【０１４５】
入力ＥＣＵ７１〜７６は、各種センサ２１〜２６からの入力により、各種入力値Ａ〜Ｆを取得する。また、入力ＥＣＵ７１〜７６は、システムタイマから取得した時刻情報に基づいて、各種入力値Ａ〜Ｆが入力された時刻である入力時刻をそれぞれ取得する。入力ＥＣＵ７１〜７６は、各種入力値Ａ〜Ｆ及び各種入力値Ａ〜Ｆに対応する入力時刻を保存する。入力ＥＣＵ７１〜７６は、各種入力値Ａ〜Ｆ及び入力時刻をデータ管理ＥＣＵ４４に出力する。
【０１４６】
データ管理ＥＣＵ４４は、入力ＥＣＵ７１〜７６から入力された各種入力値Ａ〜Ｆ及び各種入力値Ａ〜Ｆにそれぞれ対応する入力時刻を管理するものである。データ管理ＥＣＵ４４は、入力ＥＣＵ７１〜７６からの入力により、各種入力値Ａ〜Ｆ及び各種入力値Ａ〜Ｆに対応する入力時刻を取得する。データ管理ＥＣＵ４４は、各種入力値Ａ〜Ｆ及び各種入力値Ａ〜Ｆに対応する入力時刻を保存する。
【０１４７】
また、データ管理ＥＣＵ４４は、後述する制御ＥＣＵ５３からデータ要求信号が入力されると、このデータ要求信号に基づいて制御ＥＣＵ５３から要求されたデータの種類及び要求対象時刻（制御タイミング）を認識する（図３２参照）。データ管理ＥＣＵ４４は、保存されている各種入力値Ａ〜Ｆの中から、要求された種類の入力値（たとえば図３２に示す障害物入力値Ｃ以外の各種入力値Ａ，Ｂ，Ｄ〜Ｆ）を取得する。そして、データ管理ＥＣＵ４４は、予め定められた変換処理によって、取得した種類の入力値の値が要求対象時刻における値（Ａｃ，Ｂｃ，Ｄｃ，Ｅｃ，Ｆｃ）となるように変換する。データ管理ＥＣＵ４４は、要求対象時刻における値に変換された変換入力値を制御ＥＣＵ５３に出力する。
【０１４８】
制御ＥＣＵ５３は、取得した各種データに基づいて制御量を算出し、アクチュエータ６を制御するアクチュエータ制御ＥＣＵ６４に対して制御量を出力するものである。制御ＥＣＵ５３は、システムタイマから時刻情報を取得する。また、制御ＥＣＵ５３とアクチュエータ制御ＥＣＵ６４とは、共有する動作クロックによって同期をとっている。制御ＥＣＵ５３は、動作クロックにより、制御ＥＣＵ５３から出力された制御量がアクチュエータ制御ＥＣＵ６４に入力される入力タイミングを認識する。同様に、制御ＥＣＵ５３は、動作クロックにより、アクチュエータ制御ＥＣＵ６４によるアクチュエータ６の駆動タイミング（後述するアクチュエータ制御ＥＣＵ６４におけるＤ／Ａ変換のタイミング）を認識する。
【０１４９】
また、制御ＥＣＵ５３は、入力ＥＣＵ７６から位置入力値Ｆを直接入力されている。制御ＥＣＵ５３は、アクチュエータ６の駆動タイミングと位置入力値Ｆの変化（車両の位置の変化）とに基づいて、アクチュエータ６の駆動タイミングから実際に車両が走行制御されるまでの応答遅れを算出する。
【０１５０】
制御ＥＣＵ５３は、上述した時刻情報、入力タイミング、駆動タイミング、及び応答遅れに基づき、制御ＥＣＵ５３が出力する制御量に従って実際に車両が走行制御されるタイミングである制御タイミングを算出する。制御ＥＣＵ５３は、この制御タイミングに実行される制御量の算出に必要な入力値を得るためのデータ要求信号をデータ管理ＥＣＵ４４に出力する。
【０１５１】
制御ＥＣＵ５３は、データ管理ＥＣＵ４４からの入力により、制御タイミングに対応するように変換された変換入力値を取得する。制御ＥＣＵ５３は、取得した変換入力値に基づいて、制御量を算出する。制御ＥＣＵ５３は、算出した制御量をアクチュエータ制御ＥＣＵ６４に出力する。
【０１５２】
このとき、制御ＥＣＵ５３は、算出した制御タイミングから逆算される制御量出力タイミング（制御ＥＣＵ５３がアクチュエータ制御ＥＣＵ６４に制御量を出力するタイミング）よりも早く制御量の出力が可能となった場合には、この制御量出力タイミングまで待ってから制御量の出力を行う。その結果、制御量が制御量出力タイミングより早く出力されることで、算出した制御タイミングと実際に車両が走行制御されるタイミングとの間にズレが生じることを防止することが可能となるので、車両の制御精度の向上を図ることができる。
【０１５３】
アクチュエータ制御ＥＣＵ６４は、制御ＥＣＵ５３から入力された制御量に基づいて、車両制御用のアクチュエータ６を駆動制御するものである。アクチュエータ制御ＥＣＵ６４は、制御ＥＣＵ５３からの入力により制御量を取得する。アクチュエータ制御ＥＣＵ６４は、取得した制御量に対してＤ／Ａ変換（デジタル／アナログ変換）を行う。アクチュエータ制御ＥＣＵ６４は、Ｄ／Ａ変換した制御量に対してＶ−Ｉ変換（電圧電流変換）を行う。アクチュエータ制御ＥＣＵ６４は、Ｖ−Ｉ変換した制御量をソレノイドやモータに供給することで、制御量に応じたアクチュエータ６の駆動制御を行う。
【０１５４】
次に、制御目標演算装置１５における各ＥＣＵの動作について図面を参照して説明する。
【０１５５】
（入力ＥＣＵ７１〜７６の動作）
図３３に示すように、入力ＥＣＵ７１〜７６は、各種センサ２１〜２６からの入力により、各種入力値Ａ〜Ｆを取得すると共に、システムタイマから取得した時刻情報に基づいて、各種入力値Ａ〜Ｆが入力された時刻である入力時刻をそれぞれ取得する（Ｓ１３１）。入力ＥＣＵ７１〜７６は、取得した各種入力値Ａ〜Ｆ及び各種入力値Ａ〜Ｆに対応する入力時間を保存する（Ｓ１３２）。入力ＥＣＵ７１〜７６は、各種入力値Ａ〜Ｆ及び入力時間をデータ管理ＥＣＵ４４に出力する（Ｓ１３３）。その後、処理を終了する。
【０１５６】
（データ管理ＥＣＵ４４の動作）
図３４に示すように、データ管理ＥＣＵ４４は、入力ＥＣＵ７１〜７６からの入力により、各種入力値Ａ〜Ｆ及び各種入力値Ａ〜Ｆに対応する入力時間を取得する（Ｓ１４１）。データ管理ＥＣＵ４４は、各種入力値Ａ〜Ｆ及び各種入力値Ａ〜Ｆに対応する入力時間を保存する（Ｓ１４２）。その後、処理を終了する。
【０１５７】
図３２及び図３５に示すように、データ管理ＥＣＵ４４は、制御ＥＣＵ５３からデータ要求信号が入力された場合、このデータ要求信号に基づいて制御ＥＣＵ５３から要求されたデータの種類及び要求対象時刻を認識する（Ｓ１５１）。この要求対象時刻は、現在時刻をτ、データ管理ＥＣＵ４４の変換処理やデータ管理ＥＣＵ４４及び制御ＥＣＵ５３間の通信にかかる遅延時間をδ１、アクチュエータ６の駆動タイミングから実際に車両が走行制御されるまでの応答遅れやジッタ等による遅延時間をδ２とした場合に、τ＋δ１＋δ２で表される。
【０１５８】
データ管理ＥＣＵ４４は、保存されている各種入力値Ａ〜Ｆの中から、要求された種類の入力値を取得する。データ管理ＥＣＵ４４は、予め定められた変換処理によって、取得した種類の入力値が要求対象時刻における値となるように変換する（Ｓ１５２）。データ管理ＥＣＵ４４は、要求対象時刻における値に変換された変換入力値を制御ＥＣＵ５３に出力する（Ｓ１５３）。このとき、データ管理ＥＣＵ４４から出力された変換入力値を制御ＥＣＵ５３が取得する時刻は、τ＋δ１で表される。その後、データ管理ＥＣＵ４４は、処理を終了する。
【０１５９】
（制御ＥＣＵ５３の動作）
図３６に示すように、制御ＥＣＵ５３は、システムタイマから時刻情報を取得する（Ｓ１６１）。続いて、制御ＥＣＵ５３は、動作クロックにより、制御ＥＣＵ５３から出力された制御量がアクチュエータ制御ＥＣＵ６４に入力される入力タイミング及びアクチュエータ制御ＥＣＵ６４によるアクチュエータ６の駆動タイミングを認識する（Ｓ１６２）。更に、制御ＥＣＵ５３は、入力ＥＣＵ７６から位置入力値Ｆの変化とアクチュエータ６の駆動タイミングとに基づいて、アクチュエータ６の駆動タイミングから実際に車両が走行制御されるまでの応答遅れを算出する（Ｓ１６３）。
【０１６０】
制御ＥＣＵ５３は、上述した時刻情報、入力タイミング、駆動タイミング、及び応答遅れに基づいて、実際に車両が走行制御される制御タイミングを算出する（Ｓ１６４）。制御ＥＣＵ５３は、制御タイミングに対応する制御量を算出するために、当該制御量の算出に必要な入力値の種類と制御タイミング（要求対象時刻）とをデータ要求信号としてデータ管理ＥＣＵ４４に出力する（Ｓ１６５）。
【０１６１】
制御ＥＣＵ５３は、データ管理ＥＣＵ４４からの入力により、変換入力値を取得する（Ｓ１６６）。制御ＥＣＵ５３は、取得した変換入力値に基づいて、制御量を算出する（Ｓ１６７）。制御ＥＣＵ５３は、算出した制御量をアクチュエータ制御ＥＣＵ６４に出力する（Ｓ１６８）。その後、処理を終了する。
【０１６２】
（アクチュエータ制御ＥＣＵ６４の動作）
図３７に示すように、アクチュエータ制御ＥＣＵ６４は、制御ＥＣＵ５３からの入力により、制御量を取得する（Ｓ１７１）。アクチュエータ制御ＥＣＵ６４は、取得した制御量に対してＤ／Ａ変換を行う（Ｓ１７２）。アクチュエータ制御ＥＣＵ６４は、Ｄ／Ａ変換した制御量に対してＶ−Ｉ変換を行う（Ｓ１７３）。アクチュエータ制御ＥＣＵ６４は、Ｖ−Ｉ変換した制御量に応じたアクチュエータ６の駆動制御を行う（Ｓ１７４）。その後、処理を終了する。
【０１６３】
以上説明した制御目標演算装置１５によれば、実際に制御が実行される制御タイミングにおける入力値に変換した値に基づいて制御量が算出されるので、制御量の算出における処理遅延時間の影響を排除することが可能となり、精度の高い制御目標を出力することができる。具体的には、データ管理ＥＣＵ４４の変換処理やＥＣＵ間の通信時間による遅延時間δ１及びアクチュエータ６の駆動タイミングから実際に車両が走行制御されるまでの応答遅れやジッタ等による遅延時間δ２を現在時刻τに加えた時刻τ＋δ１＋δ２を要求対象時刻（制御タイミング）とすることで、実際の制御タイミングにおける入力値を利用した制御が実現され、制御精度の向上を図ることができる。
【０１６４】
また、このように制御タイミングを算出することで、制御タイミングに基づいて制御目標を出力することができるだけではなく、アクチュエータ６までの通信遅延を考慮して、算出した制御目標を調整することも可能となる。更に、このような制御目標は、入力時系列データに基づいて算出されたものにかぎられず、車速センサ２５から入力された車速入力値Ｅから直接的にエンジン出力値（制御目標）が算出されて、出力されても良い。
［第７の実施形態］
【０１６５】
次に、第７の実施形態に係る制御目標演算装置１６について図面を参照して説明する。第７の実施形態に係る制御目標演算装置１６は、第２の実施形態と比較して、制御量の演算処理にかかる演算処理時間のうち想定される最も遅い時間（ワースト値）に基づいて、制御量を算出する点が主に異なる。
【０１６６】
（制御目標演算装置１６の構成）
図３８に示すように、本実施形態における制御目標演算装置１６は、Ｙａｗ／Ｇセンサ２１、画像センサ２２、レーダセンサ２３、操舵角センサ２４、車速センサ２５、及びＧＰＳ検出部２６を備えている。更に、制御目標演算装置１６は、入力ＥＣＵ（入力時系列データ生成手段）３１〜３６、認識ＥＣＵ（中間演算値時系列データ生成手段）４５、制御ＥＣＵ（選択値選択手段、制御目標出力手段）５４、及びアクチュエータ制御ＥＣＵ６４を備えている。また、入力ＥＣＵ３１〜３６、認識ＥＣＵ４５、制御ＥＣＵ５４、及びアクチュエータ制御ＥＣＵ６４は、車両ＬＡＮ１０を介して電気的に接続されていると共に、時刻情報を取得するためのシステムタイマを共有している。なお、入力ＥＣＵ３１〜３６及びアクチュエータ制御ＥＣＵ６４については、上述した第２及び第６の実施形態における入力ＥＣＵ及びアクチュエータ制御ＥＣＵと同じものであるため説明を省略する。
【０１６７】
認識ＥＣＵ４５は、入力ＥＣＵ３１〜３６から入力された入力時系列データＮ１〜Ｎ６に基づいて、車両周辺の道路状況（たとえば障害物の有無や障害物の位置）を認識するものである。具体的には、認識ＥＣＵ４５は、入力ＥＣＵ３１〜３６からの入力により入力時系列データＮ１〜Ｎ６を取得すると共に、システムタイマから時刻情報を取得する。認識ＥＣＵ４５は、入力時系列データＮ１〜Ｎ６に基づいて、車両周辺の道路状況を認識する。
【０１６８】
認識ＥＣＵ４５は、道路状況の認識結果及びその認識結果に対応する時刻（たとえば入力値データから道路状況を認識した時刻）を保存する。認識ＥＣＵ４５は、保存した現在及び過去の認識結果に基づいて、将来における道路状況の認識結果を推定する。認識ＥＣＵ４５は、推定した将来の認識結果と保存した現在及び過去の認識結果とに基づいて、推定した将来の認識結果を含む道路状況の認識結果の時系列データを生成する。認識ＥＣＵ４５は、生成した認識結果の時系列データ及び入力時系列データＮ１〜Ｎ６を制御ＥＣＵ５４に出力する。
【０１６９】
制御ＥＣＵ５４は、取得した各種データに基づいて制御量を算出し、算出した制御量をアクチュエータ制御ＥＣＵ６４に出力するものである。制御ＥＣＵ５４は、認識ＥＣＵ４５からの入力により、認識結果の時系列データ及び入力時系列データＮ１〜Ｎ６を取得する。また、制御ＥＣＵ５４は、システムタイマから時刻情報を取得する。
【０１７０】
この制御ＥＣＵ５４とアクチュエータ制御ＥＣＵ６４とは、共有する動作クロックによって同期をとっている。制御ＥＣＵ５３は、動作クロックにより、制御ＥＣＵ５４から出力された制御量がアクチュエータ制御ＥＣＵ６４に入力される入力タイミングを認識する。同様に、制御ＥＣＵ５４は、動作クロックにより、アクチュエータ制御ＥＣＵ６４によるアクチュエータ６の駆動タイミングを認識する。
【０１７１】
また、制御ＥＣＵ５４は、入力ＥＣＵ３６から位置入力値Ｆを直接入力されている。制御ＥＣＵ５４は、アクチュエータ６の駆動タイミングと位置入力値Ｆの変化とに基づいて、アクチュエータ６の駆動タイミングから実際に車両が走行制御されるまでの応答遅れを算出する。制御ＥＣＵ５４は、上述した時刻情報、入力タイミング、駆動タイミング、及び応答遅れに基づいて、制御ＥＣＵ５４の出力する制御量により実際に車両が走行制御されるタイミングである制御タイミングを算出する。この制御タイミングは、制御ＥＣＵ５４の制御量算出処理において想定される最も大きな遅延が生じた場合を考慮して算出される。
【０１７２】
ここで、図３９に示す矢印ａは、制御ＥＣＵ５４における制御量算出処理が遅延なくに終了した場合における処理進行状態を示している。矢印ａが示すように、制御量算出処理が遅延なくに終了した場合、制御量算出処理の終了タイミングτＳ１に算出された制御量が制御ＥＣＵ５４からアクチュエータ制御ＥＣＵ６４に出力されると、実際に車両が走行制御される制御タイミングはτＳ３となる。一方、図３９に示す矢印ｂは、制御量算出処理において想定される最も大きな遅延が生じた場合における処理進行状態を示している。矢印ｂが示すように、制御量算出処理に遅延が生じた場合、制御量算出処理の終了タイミングτＳ２はτＳ１より遅れたタイミングとなる。この終了タイミングτＳ２において制御量が制御ＥＣＵ５４からアクチュエータ制御ＥＣＵ６４に出力されると、制御タイミングはτＳ３より遅れたタイミングτＳ４となる。制御ＥＣＵ５４は、上述した時刻情報、入力タイミング、駆動タイミング、及び応答遅れに基づいて、想定される最も大きな遅延が生じた場合における制御タイミングτＳ４を算出する。
【０１７３】
制御ＥＣＵ５４は、入力時系列データＮ１〜Ｎ６の中から、算出された制御タイミングτＳ４において最適な制御量を算出するように予め設定された第２の選択条件に従って、選択データ範囲Ｕ１〜Ｕ６を選択する。具体的には、図３９に示すように、制御ＥＣＵ５４は、各種センサ２１〜２６におけるセンサディレイ（実際の状況を入力値として検出するまでにかかる時間）δＡ〜δＦを考慮して、データ選択の基準となる基準時刻τ以前の制御データ時刻τ１におけるデータ範囲を選択データ範囲Ｕ１〜Ｕ６として選択する。この選択データ範囲Ｕ１〜Ｕ６に含まれる入力値の数や制御データ時刻τ１に対する時間的範囲は、たとえば次の演算処理に用いる数式にとって都合が良いように適切に選択される。
【０１７４】
制御ＥＣＵ５４は、選択した選択データ範囲Ｕ１〜Ｕ６内の入力値データと道路状況の認識結果の時系列データとに基づいて、制御量を算出する。制御ＥＣＵ５４は、算出した制御量をアクチュエータ制御ＥＣＵ６４に出力する。このとき、制御ＥＣＵ５４は、図３９に示す矢印ａのように制御量算出処理に遅延が無い場合や多少の遅延が生じた場合であっても、制御量の出力するタイミングがτＳ２となるように出力を待つ。その結果、制御量がτＳ２より早いタイミング出力されることで、算出した制御タイミングτＳ４と実際に車両が走行制御されるタイミングとの間にズレが生じることを防止することが可能となるので、車両の制御精度の向上を図ることができる。
【０１７５】
次に、制御目標演算装置１５における認識ＥＣＵ４５及び制御ＥＣＵ５４の動作について図面を参照して説明する。
【０１７６】
（認識ＥＣＵ４５の動作）
図４０に示すように、認識ＥＣＵ４５は、入力ＥＣＵ３１〜３６からの入力により入力時系列データＮ１〜Ｎ６を取得すると共に、システムタイマから時刻情報を取得する（Ｓ１８１）。認識ＥＣＵ４５は、入力時系列データＮ１〜Ｎ６の中に基づいて、車両周辺の道路状況を認識する（Ｓ１８２）。
【０１７７】
続いて、認識ＥＣＵ４５は、道路状況の認識結果及びその認識結果に対応する時刻を保存する（Ｓ１８３）。認識ＥＣＵ４５は、保存した現在及び過去の認識結果に基づいて、将来における道路状況の認識結果を推定する（Ｓ１８４）。認識ＥＣＵ４５は、推定した将来の認識結果と保存した現在及び過去の認識結果とに基づいて、推定した将来の認識結果を含む道路状況の認識結果の時系列データを生成する（Ｓ１８５）。認識ＥＣＵ４５は、生成した認識結果の時系列データ及び入力時系列データＮ１〜Ｎ６を制御ＥＣＵ５４に出力する（Ｓ１８６）。その後、処理を終了する。
【０１７８】
（制御ＥＣＵ５４の動作）
図４１に示すように、制御ＥＣＵ５４は、システムタイマから時刻情報を取得する（Ｓ１９１）。次に、制御ＥＣＵ５３は、動作クロックにより、制御ＥＣＵ５４から出力された制御量がアクチュエータ制御ＥＣＵ６４に入力される入力タイミングを認識すると共に、アクチュエータ制御ＥＣＵ６４によるアクチュエータ６の駆動タイミングを認識する（Ｓ１９２）。続いて、制御ＥＣＵ５４は、アクチュエータ６の駆動タイミングと位置入力値Ｆの変化とに基づいて、アクチュエータ６の駆動タイミングから実際に車両が走行制御されるまでの応答遅れを算出する（Ｓ１９３）。
【０１７９】
その後、制御ＥＣＵ５４は、上述した時刻情報、入力タイミング、駆動タイミング、及び応答遅れに基づき、想定される最も大きな遅延が生じた場合における制御タイミングτＳ４を算出する（Ｓ１９４）。制御ＥＣＵ５４は、入力時系列データＮ１〜Ｎ６の中から、算出された制御タイミングτＳ４において最適な制御量を算出するように定められた第２の選択条件に従って、選択データ範囲Ｕ１〜Ｕ６を選択する（Ｓ１９５）。
【０１８０】
制御ＥＣＵ５４は、選択した選択データ範囲Ｕ１〜Ｕ６内の入力値データと道路状況の認識結果の時系列データとに基づいて、制御量を算出する（Ｓ１９６）。制御ＥＣＵ５４は、算出した制御量をアクチュエータ制御ＥＣＵ６４に出力する（Ｓ１９７）。その後、処理を終了する。
【０１８１】
以上説明した制御目標演算装置１６によれば、実際に走行制御が実行される制御タイミングτＳ４において処理遅延時間の影響が小さい最適な制御量を算出するように選択データ範囲Ｕ１〜Ｕ６を選択することで、制御量の算出における処理遅延時間の影響を排除することが可能となるので、制御精度の高い走行制御が実現できる。
【０１８２】
具体的には、図３０に示すように、初期位置Ｑ０に位置する車両Ｃが進路上の駐車車両Ｂを回避するため、左側の車線Ｒ１から右側の車線Ｒ２にレーンチェンジを行う場合を考える。制御目標演算装置１６を備えた車両Ｃでは、制御ＥＣＵ５４において実際に車両が走行制御されるタイミングのうち最も大きな遅延が生じた場合の制御タイミングτＳ４を算出する。そして、入力値時系列データＮ１〜Ｎ６の中から、算出された制御タイミングτＳ４において最適な制御量を算出するように定められた第２の選択条件に従って、選択データ範囲Ｕ１〜Ｕ６を選択する。
【０１８３】
制御ＥＣＵ５４は、これらの選択データ範囲Ｕ１〜Ｕ６内の入力値データに基づいて、制御タイミングτＳ４における制御量（目標進路Ｐ１１を構成する目標地点の一つ）を算出する。制御ＥＣＵ５４は、算出した制御量をアクチュエータ制御ＥＣＵ６４に出力する。このとき、制御ＥＣＵ５４は、制御量算出処理に遅延が無い場合や多少の遅延が生じた場合であっても、制御量の出力するタイミングがτＳ２となるように出力を待つことで、制御タイミングをτＳ４に合わせる。
【０１８４】
このように、制御目標演算装置１６を備えた車両Cでは、制御ＥＣＵ５４において制御演算処理に遅延が無い場合や多少の遅延が生じた場合であっても、制御量の出力するタイミングがτＳ２となるように出力を待つことで、算出した制御タイミングτＳ４と実際に車両が走行制御されるタイミングとの間にズレが生じることを防止することが可能となるので、車両の制御精度の向上を図ることができる。更に、制御ＥＣＵ５４において、制御タイミングτＳ４において最適な制御量を算出するように定められた第２の選択条件に従って選択された選択データ範囲Ｕ１〜Ｕ６に基づいて制御量を算出することで、制御量の算出における処理遅延時間の影響を排除することが可能となるので、制御精度の高い走行制御が実現できる。その結果、強風などの外乱により、車両Ｃの位置が目標進路P１１から車幅方向にδＰずれた位置Ｑ１となった場合であっても、高精度な走行制御により外乱による影響が修正されて目標進路P１１上に戻る可能性が高くなるので、これによって走行制御における信頼性の向上が実現される。
【０１８５】
以上、本発明の好適な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ものではない。たとえば制御対象は車両に限られず、航空機やロボットなど種々の移動体に適用することができる。
【０１８６】
また、上記第１〜第７の実施形態の内容は、制御対象や制御内容に応じて適切に組み合わせて実施される。
【符号の説明】
【０１８７】
１，１１〜１６…制御目標演算装置、３，３１〜３６…入力ＥＣＵ３(入力時系列データ生成手段)、３７・・・画像ＥＣＵ(入力時系列データ生成手段)、３８・・・レーダＥＣＵ(入力時系列データ生成手段)、３９・・・位置計算ＥＣＵ(入力時系列データ生成手段)、４，４１…演算ＥＣＵ(中間演算値時系列データ生成手段)、４ａ１〜４ａｍ，４１ａ１〜４１ａｍ…ＥＣＵ（演算処理部）、４３・・・走行目標ＥＣＵ(中間演算値時系列データ生成手段)、４４・・・データ管理ＥＣＵ(中間演算値時系列データ生成手段)、４５・・・認識ＥＣＵ（中間演算値時系列データ生成手段)、５…制御ＥＣＵ(制御目標出力手段)、５１，５３，５４・・・制御ＥＣＵ（選択値選択手段、制御目標出力手段）、５２・・・走行制御ＥＣＵ（選択値選択手段、制御目標出力手段）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御目標演算装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両を制御対象とし、道路上で目印となる地物（たとえば路側反射器）と車両との距離の計測結果に応じた車両制御量を車両に出力する道路情報検出装置が知られている（たとえば特許文献１参照）。特許文献１に記載された道路情報検出装置では、上記距離の計測時から車両制御が行われるまでの間における車両移動を加味して計測結果を補正し、車両制御量に反映させることで、車両制御における信頼性の向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９０５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した道路情報検出装置においては、車両制御量の演算処理に遅延が生じると、その間の車両移動分は車両制御量に反映されない。従って、この道路情報検出装置では、演算処理の遅延により実際の状況に合わない不適切な車両制御量が出力される場合があるため、車両制御における信頼性が十分に向上できない虞があるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、時系列データの中から第１の選択条件に従って選択値を選択し、この選択値に基づいて制御量を算出することで、制御対象の制御における信頼性の向上を図ることができる制御目標演算装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、入力値に応じた制御量を制御目標として制御対象に出力する制御目標演算装置であって、入力値の時系列データである入力時系列データを生成する入力時系列データ生成手段と、所定の演算処理により、入力時系列データの入力値にそれぞれ対応する中間演算値を算出することで、中間演算値の時系列データである中間演算値時系列データを生成する中間演算値時系列データ生成手段と、中間演算値時系列データの中から、第１の選択条件に従って選択値を選択する選択値選択手段と、選択値から算出した制御量を制御目標として出力する制御目標出力手段と、を備え、中間演算値時系列データ生成手段は、複数の演算処理部から構成され、複数の演算処理部の間では、時系列データとしてデータの入出力が行われていることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る制御目標演算装置では、複数の演算処理部の間において、時系列データとしてデータの入出力が行われ、最後に生成された中間演算値時系列データの中から、制御量の算出に用いられる選択値が第１の選択条件に従って選択される。従って、この制御目標演算装置によれば、複数の演算処理によって遅れが生じたとしても、実際に処理に要した時間に合わせて、制御目標である制御量の算出に適した選択値をフレキシブルに選択することが可能となるので、制御対象の制御における信頼性の向上を図ることができる。
【０００８】
また、入力時系列データ生成手段は、将来の入力値を含む入力時系列データを生成することが好ましい。この場合、将来の入力値に応じた将来の中間演算値を含む中間演算値時系列データの生成により、選択値の選択範囲が広くなるので、制御量の算出により適した選択値を選択することが可能になる。
【０００９】
また、選択値選択手段は、複数の種類の入力時系列データに基づいて生成された複数の種類の中間演算値時系列データの中から、第２の選択条件に従って選択データ範囲をそれぞれ選択し、制御目標出力手段は、選択データ範囲から算出した制御量を制御目標として出力することが好ましい。
【００１０】
このような構成によれば、複数の種類の入力値に応じて算出される制御量を制御目標として出力する場合に、複数の種類の中間演算値時系列データの中から、制御量の算出に用いられる選択データ範囲が第２の選択条件に従って選択される。従って、この制御目標演算装置によれば、複数の演算処理によって遅れが生じたとしても、実際に処理に要した時間に合わせて、制御量の算出に適した選択データ範囲をフレキシブルに選択することが可能となるので、制御対象の制御における信頼性の向上を図ることができる。
【００１１】
また、入力時系列データ生成手段は、処理遅延時間に応じて設定された長さの入力時系列データを生成することが好ましい。この場合、不規則に変動する処理遅延時間に応じて入力時系列データの時間的な長さを設定することで、制御演算に必要なデータの長さを確保しつつ、その短縮化を図ることが可能となり、これによって演算処理量の低減及び演算処理の迅速化を図ることができる。
【００１２】
また、制御量に応じて制御対象が制御されるタイミングである制御タイミングを算出する制御タイミング算出手段を更に備え、制御目標出力手段は、制御タイミングに基づいて制御目標を出力することを特徴とするが好ましい。このような制御タイミングには、制御対象を駆動する制御装置（アクチュエータ）が動作するタイミングである駆動タイミング、又は算出した制御量が制御装置を介して制御対象に作用するタイミングである作用タイミングが相当し、この制御タイミングにおいて適切に作用する制御量が算出されるように、選択値を選択することで、より制御精度の高い制御目標の出力が可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、制御対象の制御における信頼性の向上を図ることができる制御目標演算装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態に係る制御目標演算装置を示す構成図である。
【図２】第１の実施形態の制御目標演算装置における演算処理の流れを示す図である。
【図３】中間演算値時系列データを示す図である。
【図４】図１の入力ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図５】図１の演算ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図６】図１の制御ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図７】中間演算値時系列データと制御タイミングとの時間的関係を示す図である。
【図８】将来の算出値を含む中間演算値時系列データを示す図である。
【図９】中間演算値時系列データのセットを示す図である。
【図１０】第２の実施形態に係る制御目標演算装置を示す構成図である。
【図１１】図１０の制御目標演算装置における演算処理の流れを示す図である。
【図１２】複数の種類の中間演算値時系列データを示す図である。
【図１３】図１０の入力ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図１４】図１０の演算ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図１５】図１０の制御ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図１６】選択データ範囲の選択例を示す図である。
【図１７】中間演算値時系列データのセットを示す図である。
【図１８】第３の実施形態の制御目標演算装置における演算処理の流れを示す図である。
【図１９】第３の実施形態の制御目標演算装置における演算処理等にかかる時間を示す図である。
【図２０】第４の実施形態の制御目標演算装置における演算処理の流れを示す図である。
【図２１】第４の実施形態の制御目標演算装置における演算処理の流れの他の例を示す図である。
【図２２】第５の実施形態に係る制御目標演算装置を示す構成図である。
【図２３】図２２の画像ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図２４】図２２のレーダＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図２５】図２２の位置計算ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図２６】図２２の認識ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図２７】図２２の走行目標ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図２８】図２２の走行制御ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図２９】制御目標演算装置を備えない車両の走行制御結果を示す平面図である。
【図３０】図２２の制御目標演算装置を備えた車両の走行制御結果を示す平面図である。
【図３１】第６の実施形態に係る制御目標演算装置を示す構成図である。
【図３２】図３１のデータ管理ＥＣＵにおける入力値の変換を説明するための図である。
【図３３】図３１の入力ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図３４】図３１のデータ管理ＥＣＵのデータ保存動作を示すフローチャートである。
【図３５】図３１のデータ管理ＥＣＵのデータ出力動作を示すフローチャートである。
【図３６】図３１の制御ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図３７】図３１のアクチュエータ制御ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図３８】第７の実施形態に係る制御目標演算装置を示す構成図である。
【図３９】図３８の制御ＥＣＵにおける制御タイミングの算出を説明するための図である。
【図４０】図３８の認識ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図４１】図３８の制御ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る制御目標演算装置の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
［第１の実施形態］
【００１６】
（制御目標演算装置１の構成）
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る制御目標演算装置１は、車両（制御対象）に備えられ、車速センサなどのセンサ２からの入力値に応じた制御量を制御目標として車両制御用のアクチュエータ６に出力するものである。制御目標演算装置１は、センサ２、入力ＥＣＵ［Electric Control Unit］（入力時系列データ生成手段）３、演算ＥＣＵ（中間演算値時系列データ生成手段）４、及び制御ＥＣＵ（選択値選択手段、制御目標出力手段）５を備えている。
【００１７】
入力ＥＣＵ３、演算ＥＣＵ４、及び制御ＥＣＵ５は、それぞれ演算処理を行うＣＰＵ［Central Processing Unit］、記憶部となるＲＯＭ［Read Only Memory］及びＲＡＭ［Random Access Memory］、入力信号回路、出力信号回路、電源回路等により構成された電子制御ユニットであり、車両ＬＡＮ［Local Area Network］１０を介して電気的に接続されている。また、入力ＥＣＵ３、演算ＥＣＵ４、及び制御ＥＣＵ５は、時刻情報を取得するためのシステムタイマを共有している。
【００１８】
センサ２は、車両に備えられ、車両制御用のアクチュエータ６の制御に必要な情報（車速や車両の位置）を検出するセンサである。センサ２は、検出結果を入力ＥＣＵ３に出力する。
【００１９】
入力ＥＣＵ３は、センサ２と電気的に接続されており、センサ２から入力された検出結果を入力値として取得する。また、入力ＥＣＵ３は、システムタイマから取得した時刻情報に基づいて、入力値が入力された時刻である入力時刻を取得する。入力ＥＣＵ３は、入力値及びその入力時間を保存する。入力ＥＣＵ３は、入力値の時系列データ（入力値と入力時間とを対応付けたデータ）である入力時系列データＮを生成する。入力ＥＣＵ３は、生成した入力時系列データＮを演算ＥＣＵ４に出力する。
【００２０】
演算ＥＣＵ４は、入力ＥＣＵ３からの入力により、入力時系列データＮを取得する。演算ＥＣＵ４は、取得した入力時系列データＮに基づいて、中間演算値（入力値から制御量を算出する間の演算量）の時系列データである中間演算値時系列データＪを生成する。この演算ＥＣＵ４は、複数のＥＣＵ（演算処理部）４ａ１〜４ａｍ（ｍは２以上の自然数）から構成されている。演算ＥＣＵ４では、入力時系列データＮに対して各ＥＣＵ４ａ１〜４ａｍにおける演算処理α１〜αｍ（ｍは２以上の自然数）が順次行われることで、中間演算値時系列データＪが生成される。このとき、各ＥＣＵ４ａ１〜４ａｍにおけるデータの入出力は、時系列データの状態で行われる。演算ＥＣＵ４は、生成した中間演算値時系列データＪを制御ＥＣＵ５に出力する。
【００２１】
制御ＥＣＵ５は、演算ＥＣＵ４からの入力により、中間演算値時系列データＪを取得する。制御ＥＣＵ５は、中間演算値時系列データＪの中から、制御目標の生成に最適な値を選択値Ｋとして選択する。制御ＥＣＵ５は、この選択値Ｋに基づいて、制御目標として出力される制御量を算出する。なお、この選択値Ｋは、複数の中間演算値を含んでいても良い。
【００２２】
このとき、制御ＥＣＵ５は、予め設定された第１の選択条件に従って選択値Kを選択する。このような第１の選択条件は、種々ものが設定可能であり、たとえば各入力値の時間的ばらつきの低減、センサ特性への適合、処理遅延時間の悪影響の除去などの目的に応じて、適切なものが選択される。第１の選択条件の例としては、現在時刻を基準として現在時刻に対応するデータ範囲を選択する条件がある。この場合、図３に示すように、中間演算値時系列データJにおいて、制御ＥＣＵ５が中間演算値時系列データJを取得した時間τを基準とし、現在時刻τ＋τjから予め定められた値δＴを引いた時間τ＋τj−δＴに対応する中間演算値を選択値Ｋとして選択する。制御ＥＣＵ５は、選択値Ｋに基づいて制御量を算出し、算出した制御量を制御目標としてアクチュエータ６に出力する。
【００２３】
アクチュエータ６は、車両のステアリングを駆動するステアリングアクチュエータ７、エンジンのスロットルを駆動するスロットルアクチュエータ８、ブレーキ装置を駆動するブレーキアクチュエータ９などから構成される車両制御用のアクチュエータである。アクチュエータ６は、制御ＥＣＵ５から出力された制御量に応じて駆動制御され、これにより車両の走行制御が実現される。
【００２４】
次に、以上の構成を有する制御目標演算装置１の各ＥＣＵの動作について図面を参照して説明する。
【００２５】
（入力ＥＣＵ３の動作）
図４に示すように、入力ＥＣＵ３は、センサ２の検出結果を入力値として取得すると共に、システムタイマから取得した時刻情報に基づいて、入力値が入力された時間である入力時刻を取得する（Ｓ１１）。続いて、入力ＥＣＵ３は、入力値及びその入力時間を保存する（Ｓ１２）。その後、入力ＥＣＵ３は、入力値の時系列データである入力時系列データＮを生成する（Ｓ１３）。入力ＥＣＵ３は、生成した入力時系列データＮを演算ＥＣＵ４に出力する（Ｓ１４）。その後、処理を終了する。
【００２６】
（演算ＥＣＵ４の動作）
図５に示すように、演算ＥＣＵ４は、入力ＥＣＵ３から出力された入力時系列データＮを取得する（Ｓ２１）。その後、演算ＥＣＵ４は、入力時系列データＮに基づいて、中間演算値時系列データＪを生成する（Ｓ２２）。このとき、図２に示すように、演算ＥＣＵ４を構成するＥＣＵ４ａ１〜４ａｍでは、各ＥＣＵ間の通信処理や演算処理α１〜αｍにおいて不規則な処理遅延時間δｔ１〜δｔｍが生じる。演算ＥＣＵ４は、生成した中間演算値時系列データＪを制御ＥＣＵ５に出力する（Ｓ２３）。その後、処理を終了する。
【００２７】
（制御ＥＣＵ５の動作）
図６に示すように、制御ＥＣＵ５は、演算ＥＣＵ４からの入力により中間演算値時系列データＪを取得する（Ｓ３１）。制御ＥＣＵ５は、中間演算値時系列データJの中から、第１の選択条件に従って選択値Ｋを選択する（Ｓ３２）。制御ＥＣＵ５は、選択した選択値Ｋに基づいて、制御量を算出する（Ｓ３３）。制御ＥＣＵ５は、算出した制御量を制御目標としてアクチュエータ６に出力する（Ｓ３４）。その後、処理を終了する。
【００２８】
以上説明した制御目標演算装置１によれば、演算ＥＣＵ４を構成する各ＥＣＵ４ａ１〜４ａｍの間において、時系列データとしてデータの入出力が行われ、最後に生成された中間演算値時系列データＪの中から、制御量の算出に用いられる選択値Ｋが第１の選択条件に従って選択される。従って、この制御目標演算装置１によれば、複数の演算処理において不規則な処理遅延時間δｔ１〜δｔｍが生じたとしても、実際に処理に要した時間に合わせて、制御量の算出に適した選択値Ｋをフレキシブルに選択することが可能となるので、制御対象の制御における信頼性の向上を図ることができる。
【００２９】
具体的には、制御目標演算装置１では、図３及び図７に示すように、第１の選択条件に従って、中間演算値時系列データJの中から現在時刻より一定時間遡った時刻に対応する選択値Ｋを選択することで、処理遅延時間の影響（たとえば図７における中間演算値時系列データJの末端の時刻Ｐの時間的ばらつき）によらず、アクチュエータ６が駆動する制御タイミングＱに対して一定のタイミングの制御量を出力することが可能となるので、車両の走行制御における信頼性の向上を図ることができる。
【００３０】
なお、第１の選択条件は、上述したものに限られない。たとえば演算処理の数式にとって都合のよい組み合わせを選択する条件を第１の選択条件として採用してもよい。具体的には、車両の走行制御のための目標進路を制御目標として出力する場合を考えると、目標進路Pの時系列データ（中間演算値時系列データJに相当）は下記の式（１）で表わされ、中間演算値の中身であるP（τ）は下記の式（２）で表される。ここで、式（１）のτは時間を示す変数であり、ａ，ｂは任意の自然数である。また、式（２）のｘは、自動車の走行する平面をｘｙ座標として表した場合におけるｘ座標値であり、ｙはｙ座標値である。式（２）のｖは車速であり、flagはデータ利用可能性の判定値（０：利用可能、１：利用不能）である。
【数１】
【００３１】
この場合において、制御ＥＣＵ５は、第１の選択条件に従って、目標進路Pの時系列データの中から各時刻の走行制御量の算出に用いるべき値（選択値K）をそれぞれ選択する。ここで、時刻τ（たとえば現在時刻）を基準とした過去２回分τ−１，τ−２のデータを選択することが演算処理の数式にとって都合が良い場合、たとえば下記の式（３）に示す現在の時刻を基準として２次のFIR［Finite Impulse Response］フィルタにより基準時刻τの値P（τ）と過去２回分の値P（τ―１），P（τ―２）とを選択する条件を第１の選択条件として採用する。
【数２】
【００３２】
更には、データ利用可能性の判定値flagを考慮して、flagが０のデータの中で、基準時刻τを基準とした過去２回分のデータを選択する条件としてもよい。この場合において、下記の式（４）に示すFIRフィルタを利用することができる。また、基準時刻τのデータ範囲の中でflagが０のデータを選択する条件としてもよい。以上、第１の選択条件の例について説明したが、第１の選択条件は上述したものに限られない。第１の選択条件は、演算処理の内容や制御対象、仕様、その他種々の要因に応じて適切なものが選択される。
【数３】
【００３３】
また、本実施形態において、入力ＥＣＵ３は、将来の入力値を含む入力時系列データＮを生成する態様であってもよい。具体的には、入力ＥＣＵ３は、センサ２から入力された現在の入力値と保存された過去の入力値とに基づいて、予め定められた演算処理プログラムにより将来の入力値を推定する。入力ＥＣＵ３は、現在の入力値、保存された過去の入力値、及び推定した将来の入力値に基づいて、将来の入力値を含む入力時系列データＮを生成する。
【００３４】
このような構成によれば、図８に示すように、演算ＥＣＵ４において、将来の入力値に対応した将来の中間演算値を含む中間演算値時系列データJが生成され、選択値Ｋの選択可能範囲が広くなるので、制御内容に応じたより適切な制御量を算出することが可能になる。なお、このような第１の選択条件によるデータの選択は、中間演算値時系列データJに対して行われる場合に限られず、その他演算ＥＣＵ４における演算途中の時系列データに対して行われてもよい。
【００３５】
更に、本実施形態において、各ＥＣＵは、複数の時系列データをセットにして次のＥＣＵに出力する態様であってもよい。具体的には、入力ＥＣＵ３において、時間的に末端側が重複する複数の入力時系列データＮが生成され、これらの複数の入力時系列データＮとそれぞれの入力時系列データＮに対応する時刻τ−３〜τ＋２（τは任意の基準時刻）とをセットにして演算ＥＣＵ４に出力される。なお、入力時系列データＮに対応する時刻としては、たとえば入力時系列データＮの生成時刻などが挙げられる。
【００３６】
そして、演算ＥＣＵ４において、図９に示すように、入力ＥＣＵ３から出力された複数の入力時系列データＮとそれぞれの入力時系列データＮに対応する時刻τ−３〜τ＋２に基づいて、複数の中間演算値時系列データJ［τ−３］〜J［τ＋２］がセットとして生成される。その後、制御ＥＣＵ５において、中間演算値時系列データJ［τ−３］〜J［τ＋２］のセットの中から上述した第１の選択条件に従って選択値Ｋが選択される。なお、この場合においては、予め定められた範囲選択条件により、選択範囲Ｗを選択した後に、選択範囲Ｗの中から選択値Ｋを絞り込む態様であってもよい。そして、制御ＥＣＵ５において、選択値Kに基づき制御目標となる制御量が算出される。
【００３７】
このような構成によれば、複数の時系列データをセットにして処理することで、各種入力値の入力処理における処理遅延時間のばらつきを排除した演算結果を次のＥＣＵに出力することができるので、結果としてより制御精度の高い制御量を出力することが可能となる。
［第２の実施形態］
【００３８】
次に、第２の実施形態に係る制御目標演算装置１１について図面を参照して説明する。第２の実施形態に係る制御目標演算装置１１は、第１の実施形態と比較して、複数のセンサ２１〜２６からの入力値に応じた制御量を出力する点と、演算ＥＣＵ４１及び制御ＥＣＵ５１の機能とが主に相違する。
【００３９】
（制御目標演算装置１１の構成）
図１０及び図１１に示すように、本実施形態における制御目標演算装置１１は、Ｙａｗ／Ｇセンサ２１、画像センサ２２、レーダセンサ２３、操舵角センサ２４、車速センサ２５、及びＧＰＳ［Global Positioning System］検出部２６を備えている。更に、制御目標演算装置１１は、入力ＥＣＵ（入力時系列データ生成手段）３１〜３６、演算ＥＣＵ（中間演算値時系列データ生成手段）４１、及び制御ＥＣＵ（選択値選択手段、制御目標出力手段）５１を備えている。また、入力ＥＣＵ３１〜３６、演算ＥＣＵ４１、及び制御ＥＣＵ５１は、車両ＬＡＮ１０を介して電気的に接続されていると共に、時刻情報を取得するためのシステムタイマを共有している。
【００４０】
Ｙａｗ／Ｇセンサ２１は、車両のヨーイング及び加速度を検出するセンサである。Ｙａｗ／Ｇセンサ２１は、入力ＥＣＵ３１と電気的に接続されている。Ｙａｗ／Ｇセンサ２１は、検出した車両のヨーイング及び加速度の情報をＹａｗ／Ｇ入力値Ａとして入力ＥＣＵ３１に出力する。画像センサ２２は、車両の周囲の画像を撮像するものである。画像センサ２２は、入力ＥＣＵ３２と電気的に接続されている。画像センサ２２は、撮像した車両周囲の画像情報を画像入力値Ｂとして入力ＥＣＵ３２に出力する。
【００４１】
レーダセンサ２３は、車両の周囲に存在する他車両などの障害物を検出するセンサである。レーダセンサ２３は、入力ＥＣＵ３３と電気的に接続されている。レーダセンサ２３は、検出した障害物の情報を障害物入力値Ｃとして入力ＥＣＵ３３に出力する。操舵角センサ２４は、ステアリングホイールの操舵角（タイヤの向き）を検出するセンサである。操舵角センサ２４は、入力ＥＣＵ３４と電気的に接続されている。操舵角センサ２４は、検出した操舵角の情報を操舵角入力値Ｄとして入力ＥＣＵ３４に出力する。
【００４２】
車速センサ２５は、車輪の回転数から車速を検出するセンサである。車速センサ２５は、入力ＥＣＵ３５と電気的に接続されている。車速センサ２５は、検出した車速の情報を車速入力値Ｅとして入力ＥＣＵ３５に出力する。ＧＰＳ検出部２６は、複数のＧＰＳ衛星からの電波を受信することで、車両の位置を検出するものである。ＧＰＳ検出部２６は、入力ＥＣＵ３６と電気的に接続されている。ＧＰＳ検出部２６は、検出した車両の位置の情報を位置入力値Ｆとして入力ＥＣＵ３６に出力する。
【００４３】
入力ＥＣＵ３１〜３６は、各種センサ２１〜２６からの入力により、各種入力値Ａ〜Ｆを取得する。また、入力ＥＣＵ３１〜３６は、システムタイマから取得した時刻情報に基づいて、各種入力値Ａ〜Ｆが入力された時刻である入力時刻をそれぞれ取得する。入力ＥＣＵ３１〜３６は、各種入力値Ａ〜Ｆ及び各種入力値Ａ〜Ｆに対応する入力時間を保存する。入力ＥＣＵ３１〜３６は、保存された現在及び過去の入力値Ａ〜Ｆに基づいて、将来の各種入力値Ａ〜Ｆを推定する。入力ＥＣＵ３１〜３６は、保存した現在及び過去の入力値Ａ〜Ｆと推定した将来の入力値Ａ〜Ｆとに基づいて、推定した将来の入力値Ａ〜Ｆをそれぞれ含む入力時系列データＮ１〜Ｎ６を生成する。入力ＥＣＵ３１〜３６は、生成した入力時系列データＮ１〜Ｎ６を演算ＥＣＵ４１に出力する。
【００４４】
演算ＥＣＵ４１は、入力ＥＣＵ３１〜３５からの入力により、入力時系列データＮ１〜Ｎ６を取得する。演算ＥＣＵ４１は、入力時系列データＮ１〜Ｎ６に基づいて、各種入力値Ａ〜Ｆに応じた中間演算値の時系列データである中間演算値時系列データＪ１〜Ｊ６を生成する。演算ＥＣＵ４１は、複数のＥＣＵ（演算処理部）４１ａ１〜ＥＣＵ４１ａｍから構成されている。演算ＥＣＵ４１では、入力時系列データＮ１〜Ｎ６に対して各ＥＣＵ４１ａ１〜４１ａｍにおける演算処理α１〜αｍが順次行われることで、中間演算値時系列データＪ１〜Ｊ６が生成される。このとき、各ＥＣＵ４１ａ１〜４１ａｍにおけるデータの入出力は、時系列データの状態で行われる。演算ＥＣＵ４１は、生成した中間演算値時系列データＪ１〜Ｊ６を制御ＥＣＵ５に出力する。
【００４５】
制御ＥＣＵ５１は、演算ＥＣＵ４１からの入力により、中間演算値時系列データＪ１〜Ｊ６を取得する。制御ＥＣＵ５１は、各種入力値Ａ〜Ｆに応じた中間演算値時系列データＪ１〜Ｊ６の中から、選択データ範囲Ｈ１〜Ｈ６（第１の実施形態における選択値Ｋのセットに相当）を種類毎に選択する（図１２参照）。
【００４６】
このとき、制御ＥＣＵ５１は、予め設定された第２の選択条件に従って選択データ範囲Ｈ１〜Ｈ６を選択する。このような第２の選択条件は、種々ものが設定可能であり、たとえば各入力値の時間的ばらつきの低減、センサ特性への適合、処理遅延時間の悪影響の除去などの目的に応じて、適切なものが選択される。第２の選択条件の例としては、現在時刻τ＋τｊにおいて、現在時刻τ＋τｊのデータセット（現在時刻τ＋τｊの前後で制御量の算出に必要な長さの範囲）に対応し、かつ次の演算処理（制御量の算出処理）の数式にとって都合がよい範囲を選択データ範囲Ｈ１〜Ｈ６として選択する条件がある。
【００４７】
制御ＥＣＵ５１は、選択データ範囲Ｈ１〜Ｈ６内の中間演算値データに基づいて、制御量を算出する。制御ＥＣＵ５１は、算出した制御量を制御目標としてアクチュエータ６に出力する。
【００４８】
次に、以上の構成を有する制御目標演算装置１１の各ＥＣＵの動作について図面を参照して説明する。
【００４９】
（入力ＥＣＵ３１〜３６の動作）
図１３に示すように、入力ＥＣＵ３１〜３６は、各種センサ２１〜２６の検出結果を入力値として取得すると共に、システムタイマから取得した時刻情報に基づいて、入力値が入力された時間である入力時刻を取得する（Ｓ４１）。続いて、入力ＥＣＵ３１〜３６は、入力値及びその入力時間を保存する（Ｓ４２）。
【００５０】
続いて、入力ＥＣＵ３１〜３６は、保存した現在及び過去の入力値Ａ〜Ｆ及び入力時刻に基づいて、将来の各種入力値を推定する（Ｓ４３）。その後、入力ＥＣＵ３１〜３６は、将来の各種入力値を含む入力時系列データＮ１〜Ｎ６をそれぞれ生成する（Ｓ４４）。入力ＥＣＵ３１〜３６は、生成した入力時系列データＮ１〜Ｎ６を演算ＥＣＵ４１にそれぞれ出力する（Ｓ４５）。その後、処理を終了する。
【００５１】
（演算ＥＣＵ４１の動作）
図１４に示すように、演算ＥＣＵ４１は、入力ＥＣＵ３１〜３６から出力された入力時系列データＮ１〜Ｎ６を取得する（Ｓ５１）。その後、演算ＥＣＵ４１は、入力時系列データＮ１〜Ｎ６に基づいて、各種入力値Ａ〜Ｆに応じた中間演算値時系列データＪ１〜Ｊ６を生成する（Ｓ５２）。このとき、図１１及び図１２に示すように、中間演算値時系列データＪ１と中間演算値時系列データＪ２との間には、演算処理に掛かる時間の差（たとえば車両のヨーイング及び加速度の演算処理に掛かる時間と画像の演算処理に掛かる時間との差）、センサからの入力タイミングの差、及び各ＥＣＵ４１ａ１〜４１ａｍにおける不規則な処理遅延時間δｔα１〜δｔαｍ，δｔβ１〜δｔβｍの差が累積的に影響して時間的なズレが生じる。同様に、各中間演算値時系列データＪ１〜Ｊ６の間においても時間的なズレが生じる。演算ＥＣＵ４１は、生成した中間演算値時系列データＪ１〜Ｊ６を制御ＥＣＵ５１に出力する（Ｓ５３）。その後、処理を終了する。
【００５２】
（制御ＥＣＵ５１の動作）
図１５に示すように、制御ＥＣＵ５１は、演算ＥＣＵ４１からの入力により、中間演算値時系列データＪ１〜Ｊ６を取得する（Ｓ６１）。制御ＥＣＵ５１は、各種入力値Ａ〜Ｆに応じた中間演算値時系列データＪ１〜Ｊ６の中から、制御量の算出に用いられる選択データ範囲Ｈ１〜Ｈ６を種類毎に選択する（Ｓ６２）。制御ＥＣＵ５１は、選択データ範囲Ｈ１〜Ｈ６内のデータに基づいて、制御量を算出する（Ｓ６３）。制御ＥＣＵ５１は、算出した制御量を制御目標としてアクチュエータ６に出力する（Ｓ６４）。その後、処理を終了する。
【００５３】
以上説明した制御目標演算装置１１によれば、複数の種類の入力値Ａ〜Ｆに基づいて制御量を制御目標として出力する場合に、複数の種類の中間演算値時系列データＪ１〜Ｊ６の中から、制御量の算出に用いられる選択データ範囲H１〜H６が第２の選択条件に従って選択される。従って、この制御目標演算装置１１によれば、複数の演算処理において不規則な処理遅延時間δｔα１〜δｔζｍが生じたとしても、実際に処理に要した時間に合わせて、制御量の算出に適した選択データ範囲H１〜H６をフレキシブルに選択することが可能となるので、制御対象の制御における信頼性の向上を図ることができる。
【００５４】
なお、第２の選択条件は、上述したものに限られない。たとえば第２の選択条件として、演算処理の数式にとって都合のよい組み合わせの選択データ範囲を選択する条件を採用してもよい。具体的には、複数の中間演算値時系列データｘ，ｙ，ｚについて、中間演算値時系列データｘは現在時刻τのデータ及び過去２回分τ−１，τ−２のデータ、中間演算値時系列データｙは過去２回目〜４回目τ−２，τ−３，τ−４のデータ、中間演算値時系列データｚは１回分将来の予測値τ＋１、現在時刻τ、及び過去１回分τを選択することが次の演算処理の数式にとって都合が良いと分かっている場合、たとえば下記の式（５）に示すFIRフィルタを第２の選択条件として採用することができる。
【数４】
【００５５】
また、演算処理の数式にとって都合のよい組み合わせとして、各種データ間の時間的ばらつきを小さくするために演算処理時に準備できているデータを選択する条件がある。具体的には、中間演算値時系列データｘ，ｙ，ｚについて、下記の表１に示すように、中間演算値時系列データｘが２回分の遅延を有し（つまり現在時刻τにおいて２回分遅い時刻τ―２のデータｘ（τ―２）が取得される）、中間演算値時系列データｙが１回分の遅延を有し、中間演算値時系列データｚは遅延なしである場合を考える。このとき、各種データ間の時間的ばらつきを小さくするように、下記の式（６）に示すFIRフィルタを第２の選択条件として採用することができる。この場合の選択データ範囲を表１のあみかけ部として示す。
【表１】
【数５】
【００５６】
次に、図１６を参照して、第２の選択条件に従って選択データ範囲を選択する場合の具体例について説明する。図１６において、黒丸は上述した各種入力値Ｂ〜Ｆを示し、横軸はタイムスタンプ（システムタイマにより各入力値に対応付けられた時刻）を示している。また、白抜きの丸は、画像入力値Ｂのうち画像のコントラストが得られていないもの、つまり演算処理の対象として有効ではない画像入力値Ｂを示している。
【００５７】
この場合、第２の選択条件に従って、まずレーダセンサ２３による障害物入力値Ｃの時系列データである入力時系列データＮ３の中から現在時刻を基準とした選択データ範囲Ｈ３が選択される。次に、画像センサ２２による画像入力値Ｂの時系列データである入力時系列データＮ２の中から時間的に選択データ範囲Ｈ３に対応する範囲である選択データ範囲Ｈ２が選択される。
【００５８】
そして、選択データ範囲Ｈ２内の画像入力値Ｂのうちコントラストの得られている画像入力値（黒塗りの丸で示された画像入力値）Ｂ１が抽出される。その後、車速センサ２５による車速入力値Ｅの時系列データである入力時系列データＮ５の中から時間的に画像入力値Ｂ１に最も近い車速入力値Ｅ１が選択データ範囲Ｈ５として選択される。同様に、操舵角センサ２４による操舵角入力値Ｄの時系列データである入力時系列データＮ４の中から時間的に画像入力値Ｂ１に最も近い操舵角入力値Ｄ１が選択データ範囲Ｈ４として選択される。また、ＧＰＳ検出部２６による位置入力値Ｆの時系列データである入力時系列データＮ６の中から時間的に画像入力値Ｂ１に最も近い位置入力値Ｆ１が選択データ範囲Ｈ６として選択される。
【００５９】
上述した手順により、演算処理の数式にとって都合のよい組み合わせとして、各種データ間の時間的ばらつきを小さくするために演算処理時に準備できているデータを選択する第２の選択条件に従って、選択データ範囲を選択することで、図１６に示すように時間的ばらつきの小さい選択データ範囲Ｈ２〜Ｈ６が取得される。このようにして選択された選択データ範囲Ｈ２〜Ｈ６に基づいて制御量を算出することにより、各種データ間の時間的ばらつきによる影響が小さく制御精度の高い制御量の出力が実現される。しかも、コントラストの得られていない不鮮明な画像入力値を使用しないので、制御対象の制御における信頼性の向上を図ることができる。
【００６０】
以上、第２の選択条件の例について説明したが、第２の選択条件は上述したものに限られない。第２の選択条件は、演算処理の内容や制御対象、仕様、その他種々の要因に応じて適切なものが選択される。また、このような第２の選択条件によるデータ範囲の選択は、制御量の算出において用いる場合に限られず、他の演算処理においても必要に応じて適切に用いられる。
【００６１】
また、図１７に示すように、本実施形態において、各ＥＣＵは複数の時系列データをセットにして次のＥＣＵに出力する態様であってもよい。この場合、入力ＥＣＵ３１は、時間的に末端側が重複する複数の入力時系列データＮ１を生成する。入力ＥＣＵ３１は、これらの複数の入力時系列データＮ１のそれぞれに入力時系列データＮ１に対応する時刻τ−３〜τ（τは任意の基準時刻）を設定する。入力ＥＣＵ３１は、これらの複数の入力時系列データＮ１［τ−３］〜Ｎ１［τ］をセットにして、演算ＥＣＵ４１に出力する。
【００６２】
演算ＥＣＵ４１は、入力ＥＣＵ３１から出力された入力時系列データＮ１［τ−３］〜Ｎ１［τ］のセットに基づいて、中間演算値時系列データＪ１［τ−３］〜Ｊ１［τ］のセットを生成する。演算ＥＣＵ４１は、生成した中間演算値時系列データＪ１［τ−３］〜Ｊ１［τ］のセットを制御ＥＣＵ５１に出力する。
【００６３】
同様にして、入力ＥＣＵ３２〜３６において、複数の入力時系列データＮ２〜Ｎ６が生成され、時刻τ−３〜τと対応付けられて入力時系列データＮ２［τ−３］〜Ｎ２［τ］，・・・，Ｎ６［τ−３］〜Ｎ６［τ］のセットとして演算ＥＣＵ４１に出力される。演算ＥＣＵ４１では、入力時系列データＮ２［τ−３］〜Ｎ２［τ］，・・・，Ｎ６［τ−３］〜Ｎ６［τ］のセットに基づいて、中間演算値時系列データＪ２［τ−３］〜Ｊ２［τ］，・・・，Ｊ６［τ−３］〜Ｊ６［τ］のセットを生成する。演算ＥＣＵ４１は、生成した中間演算値時系列データＪ２［τ−３］〜Ｊ２［τ］，・・・，Ｊ６［τ−３］〜Ｊ６［τ］のセットを制御ＥＣＵ５１に出力する。
【００６４】
制御ＥＣＵ５１は、入力ＥＣＵ３１〜３６から出力されたＪ１［τ−３］〜Ｊ１［τ］，・・・，Ｊ６［τ−３］〜Ｊ６［τ］のセットの中から、上述した第２の選択条件に従って選択データ範囲Ｈ１〜Ｈ６を選択する。これらの選択データ範囲Ｈ１〜Ｈ６は、現在時刻を基準とした同一タイミングのデータ範囲が選択される。そして、制御ＥＣＵ５１では、選択データ範囲Ｈ１〜Ｈ６内から予め定められた選択条件に従って更に選択された選択データＬ１〜Ｌ６に基づいて、制御量が算出される。
【００６５】
このような構成の制御目標演算装置１１によれば、複数の時系列データをセットにして処理することで、各種入力値の入力処理における処理遅延時間のズレやばらつきを排除して、実際に処理に要した時間に合わせた演算結果を次のＥＣＵに出力することができるので、結果としてより制御精度の高い制御量を出力することが可能となる。
［第３の実施形態］
【００６６】
次に、第３の実施形態に係る制御目標演算装置１２について図面を参照して説明する。第３の実施形態に係る制御目標演算装置１２は、第１の実施形態と比較して、制御ＥＣＵ５に入力される時系列データの長さ（時間的長さ）を処理遅延時間に応じて設定する点と、入力時系列データＮが将来の入力値を含む点とが主に相違する。
【００６７】
図１，図１８及び図１９に示すように、第３の実施形態における制御目標演算装置１２は、第１の実施形態における制御目標演算装置１と同様の構成を有している。図１８に示すｕ０（ｔ）は、時刻ｔにおけるセンサ２からの入力値を示し、ｕ１は、演算ＥＣＵ４を構成する１番目のＥＣＵ４ａ１の演算結果（演算処理α１における演算結果）の時系列データを示している。また、ｕｍは、演算ＥＣＵ４を構成するｍ番目のＥＣＵ４ａｍの演算結果（演算処理αｍにおける演算結果）の時系列データを示しており、制御ＥＣＵ５に入力される中間演算値時系列データJに相当する。ｙは、制御ＥＣＵ５からアクチュエータ６に出力される制御量を示している。
【００６８】
また、図１９に示すＴ１は、制御ＥＣＵ５における制御演算に必要な時系列範囲を示している。Ｔ２は、入力ＥＣＵ３及び演算ＥＣＵ４を構成する各ＥＣＵ４ａ１〜ＥＣＵ４ａｍにおける処理時間を示しており、Ｔ３は、各ＥＣＵ４ａ１〜ＥＣＵ４ａｍにおける処理遅延時間を示している。また、Ｔ４は、制御ＥＣＵ５における処理時間（制御演算時間）を示しており、Ｔ５は、制御ＥＣＵ５が制御量を出力してからアクチュエータ６が応答して制御量に応じた駆動動作が終了するまでの時間(制御応答時間)を示している。
【００６９】
制御目標演算装置１２における入力ＥＣＵ３は、センサ２と電気的に接続されており、センサ２から時刻ｔにおける入力値ｕ０（ｔ）を取得する。また、入力ＥＣＵ３は、システムタイマから取得した時刻情報に基づいて、入力値が入力された時刻である入力時刻を取得する。入力ＥＣＵ３は、入力された入力値及びその入力時間を保存する。
【００７０】
入力ＥＣＵ３は、保存された現在の入力値ｕ０（ｔ）及び過去の入力値ｕ０（ｔ−１）〜ｕ０（ｔ−ｊ）（ｊは任意の自然数）及び入力時刻に基づいて、将来の入力値ｕ０（ｔ＋１）〜ｕ０（ｔ＋ｉ）（ｉは任意の自然数）を推定する。そして、入力ＥＣＵ３は、推定した将来の各種入力値を含む入力時系列データＮを生成する。このとき、入力ＥＣＵ３は、ＥＣＵ４ａ１における演算処理α１に必要なデータ長さ、演算処理αにかかる時間、及びその処理遅延時間を予測し、その予測結果に応じた長さの入力時系列データＮを生成する。入力ＥＣＵ３は、生成した入力時系列データＮを演算ＥＣＵ４に出力する。
【００７１】
演算ＥＣＵ４のＥＣＵ４ａ１は、入力時系列データＮから演算処理α１における演算結果の時系列データｕ１を生成する。このとき、ＥＣＵ４ａ１は、次のＥＣＵ４ａ２における演算処理α２に必要な長さ、演算処理α２にかかる時間、及び演算処理α２における処理遅延時間を予測し、その予測結果に応じた長さの時系列データを生成する。ＥＣＵ４ａ１は、生成した時系列データをＥＣＵ４ａ２に出力する。
【００７２】
同様にして、演算ＥＣＵ４を構成するＥＣＵ４ａ２〜４ａｍ−１において演算処理α２〜αｍ−１が行われ、ＥＣＵ４ａｍ−１が生成した演算結果の時系列データｕｍ−１がＥＣＵ４ａｍに出力される。ＥＣＵ４ａｍは、次の制御ＥＣＵ５における制御量算出処理に必要なデータ長さ、制御量算出処理にかかる時間、及びその処理遅延時間を予測する。ＥＣＵ４ａｍは、長さＴＡが下記の式（７）を満たすように演算結果の時系列データｕｍ（中間演算値時系列データＪ）を生成する。ＥＣＵ４ａｍは、生成した長さＴＡの時系列データｕｍを制御ＥＣＵ５に出力する。
【数６】
【００７３】
制御ＥＣＵ５は、ＥＣＵ４ａｍからの入力により、演算結果の時系列データｕｍを取得する。制御ＥＣＵ５は、取得した演算結果の時系列データｕｍに基づいて、制御量を算出する。制御ＥＣＵ５は、算出した制御量を制御目標としてアクチュエータ６に出力する。
【００７４】
以上説明した制御目標演算装置１２では、不規則に変動する処理遅延時間に応じて次のＥＣＵに入力される時系列データの長さが設定されることで、制御演算処理に必要なデータの長さを確保しつつ、そのデータの長さの短縮化を図ることができ、これによって演算処理量の低減及び処理の迅速化を図ることができる。
【００７５】
また、下記の式（８）を満たすように演算結果の時系列データｕｍの長さＴＡを設定する態様であってもよい。この場合、制御量算出処理において処理が完了する時点での制御量についても算出することが可能になる。
【数７】
【００７６】
或いは、下記の式（９）を満たすように演算結果の時系列データｕｍの長さＴＡを設定する態様であってもよい。この場合、実際にアクチュエータ６が動作するタイミングまでの制御量を予測することで、最新のシステム状態に応じたより適切な制御量の算出が可能となる。
【数８】
【００７７】
なお、時系列データｕｍの長さＴＡについて特に式（７）〜（９）を挙げて説明したが、その他の時系列データｕ１〜ｕｍ−１についても同様の考え方によって長さを設定してもよい。
［第４の実施形態］
【００７８】
次に、第４の実施形態に係る制御目標演算装置１３について図面を参照して説明する。第４の実施形態に係る制御目標演算装置１３は、第２の実施形態と比較して、任意のセンサにおける入力値が制御ＥＣＵ５１に直接入力される点が主に相違する。
【００７９】
図１０及び図２０に示すように、本実施形態における制御目標演算装置１３は、第２の実施形態における制御目標演算装置１１と同様の構成を有している。図２０に示すｕａ０（ｔ）は、時間ｔにおけるＹａｗ／Ｇ入力値Ａを表しており、ｕｂ０（ｔ）〜ｕｆ０（ｔ）は、時間ｔにおける各種入力値Ｂ〜Ｆを表しており、下付きの０は、演算ＥＣＵ４１における演算処理を受けていないことを示している。ｕａｍは、Ｙａｗ／Ｇ入力値Ａの時系列データである入力時系列データＮ１から生成された中間演算値時系列データＪ１を表しており、下付きのｍは、演算ＥＣＵ４１における演算処理α１〜αｍを経た演算結果であることを示している。このｕａｍは、将来の算出値ｕａｍ（ｔ＋ｉ）から過去の算出値ｕａｍ（ｔ−ｊ）までの入力値を含んでいる（ｉ，ｊは任意の値）。また、δｔ１は、処理１における処理遅延時間を表し、δｔｍは、処理ｍにおける処理遅延時間を表している。また、処理１〜処理ｍにおける処理遅延時間の合計Σδｔは下記の式（１０）で表される。ｙは、制御ＥＣＵ５からアクチュエータ６に出力される制御量を表している。
【数９】
【００８０】
以下、任意のセンサの入力値としてＧＰＳ検出部２６の位置入力値Ｆが、演算ＥＣＵ４１を経ずに制御ＥＣＵ５１に直接入力される場合について説明する。なお、このような任意のセンサは、制御内容に応じて選択され、一つではなく複数であってもよい。
【００８１】
制御目標演算装置１３における入力ＥＣＵ３１〜３５は、各種センサ２１〜２５から入力された各種入力値Ａ〜Ｅ（ｕａ０〜ｕｅ０）それぞれの時系列データである入力時系列データＮ１〜Ｎ６を生成し、入力時系列データＮ１〜Ｎ６を演算ＥＣＵ４１に出力する。入力ＥＣＵ３６は、ＧＰＳ検出部２６から出力された位置入力値Ｆ（ｕｆ０）の時系列データである入力時系列データＮ６を生成する。また、入力ＥＣＵ３５は、生成した入力時系列データＮ６を演算ＥＣＵ４１に出力すると共に、ＧＰＳ検出部２６から出力された最新の位置入力値Ｆを制御ＥＣＵ５１に出力する。
【００８２】
演算ＥＣＵ４１は、入力ＥＣＵ３１〜３６より出力された入力時系列データＮ１〜Ｎ６に基づき、中間演算値時系列データＪ１〜Ｊ６を生成する。演算ＥＣＵ４１は、生成した中間演算値時系列データＪ１〜Ｊ６を制御ＥＣＵ５１に出力する。
【００８３】
制御ＥＣＵ５１は、演算ＥＣＵ４１からの入力により中間演算値時系列データＪ１〜Ｊ６を取得すると共に、入力ＥＣＵ３６からの入力により最新の位置入力値Ｆを取得する。制御ＥＣＵ５１は、各種入力値Ａ〜Ｆに応じた中間演算値時系列データＪ１〜Ｊ６の中から、上述した第２の選択条件に従って選択データ範囲Ｈ１〜Ｈ６を種類毎に選択する（図１２参照）。
【００８４】
制御ＥＣＵ５１は、選択データ範囲Ｈ１〜Ｈ６内のデータと最新の位置入力値Ｆに基づいて、制御量を算出する。制御ＥＣＵ５１は、算出した制御量を制御目標としてアクチュエータ６に出力する。
【００８５】
以上説明した制御目標演算装置１３によれば、最終演算処理を行う制御ＥＣＵ５１に対して最新の位置入力値Ｆを直接入力する構成とすることで、演算処理α１〜αｍにおける演算処理時間及び処理遅延時間の合計Σδｔに起因する入出力の時間的なズレの影響を小さくすることが可能となり、最新の状況に応じた制御量を出力することができる。このことは、例えば位置入力値Ｆに基づいて、走行制御の制御結果としての最新の車両位置を認識できるので、この最新の状況に対するフィードバック制御が可能となり、これによってオーバーシュート現象などの影響を軽減することができる。なお、制御内容に応じて、任意のセンサが制御ＥＣＵ５１にのみ接続される態様であってもよい。
【００８６】
また、本実施形態においては、図２１に示すように、任意のセンサとしてのＧＰＳ検出部２６からの位置入力値Ｆが、演算ＥＣＵ４１における演算処理α１〜αｍ及び制御ＥＣＵ５１における制御演算の処理に直接用いられる態様であってもよい。
【００８７】
この場合、各処理において、その時点で最新の位置入力値Ｆを用いた演算処理が行われるので、制御ＥＣＵ５１における最終演算処理で各処理段階における処理遅延時間を考慮する必要がなくなり、システム設計の自由度を向上させることができる。その結果、複数の入力値の個別のフィードバック、複数の入力値の相互利用などがある複雑なシステムにおいて、処理遅延時間の最小化を図ることができる。
［第５の実施形態］
【００８８】
次に、第５の実施形態に係る制御目標演算装置１演算ＥＣＵ４について図面を参照して説明する。第５の実施形態は、第１、第２、及び第４の実施形態の内容を含む具体例である。
【００８９】
（制御目標演算装置１４の構成）
図２２に示すように、制御目標演算装置１４は、Ｙａｗ／Ｇセンサ２１、画像センサ２２、レーダセンサ２３、車速センサ２５、及びＧＰＳ検出部２６を備えている。更に、制御目標演算装置１４は、画像ＥＣＵ（入力時系列データ生成手段）３７、レーダＥＣＵ（入力時系列データ生成手段）３８、及び位置計算ＥＣＵ（入力時系列データ生成手段）３９を備えている。また、制御目標演算装置１４は、認識ＥＣＵ４２、走行目標ＥＣＵ（中間演算値時系列データ生成手段）４３、走行制御ＥＣＵ（選択値選択手段、制御目標出力手段）５２、エンジンＥＣＵ６１、ブレーキＥＣＵ６２、及びステアリングＥＣＵ６３を備えている。これらの各ＥＣＵは、車両ＬＡＮ１０を介して電気的に接続されている（図１０参照）。また、各ＥＣＵは、この車両ＬＡＮ１０を通じて時刻情報を取得するためのシステムタイマを共有している。
【００９０】
なお、図２２では、例に示すように、各センサ及び各ＥＣＵにおける左下の欄に当該センサ又はＥＣＵに入力される項目を示し、右下の欄に当該センサ又はＥＣＵから出力される項目を示している。
【００９１】
また、認識ＥＣＵ４２、走行目標ＥＣＵ４３、及び走行制御ＥＣＵ５２は、車速センサ２５と電気的に接続しており、車速センサ２５の車速入力値Ｅが直接入力される。本実施形態においては、画像ＥＣＵ３７、レーダＥＣＵ３８、位置計算ＥＣＵ３９と認識ＥＣＵ４２とを合わせたものが第２の実施形態における入力ＥＣＵ３１〜３６及び演算ＥＣＵ４１に相当する。
【００９２】
画像ＥＣＵ３７は、画像センサ２２と電気的に接続されている。画像ＥＣＵ３７は、画像センサ２２からの入力により、車両が周辺の画像に関する画像入力値Ｂを取得する。また、画像ＥＣＵ３７は、システムタイマから取得した時刻情報に基づいて、画像入力値Ｂが入力された時刻である入力時刻を取得する。画像ＥＣＵ３７は、画像入力値Ｂとその入力時刻とを保存する。
【００９３】
画像ＥＣＵ３７は、予め定められたコントラスト算出処理により、取得した画像入力値Ｂの画像のコントラストを算出する。画像ＥＣＵ３７は、コントラストを算出された画像入力値Ｂの時系列データ（第２の実施形態における入力時系列データＮ２に相当）を生成して認識ＥＣＵ４２に出力する。
【００９４】
レーダＥＣＵ３８は、レーダセンサ２３及び車速センサ２５と電気的に接続されている。レーダＥＣＵ３８は、レーダセンサ２３からの入力により、車両の周囲に存在する他車両などの障害物の反射点列に関する反射点列入力値Ｃを取得すると共に、車速センサ２５からの入力により、車両の速度に関する車速入力値Ｅを取得する。レーダＥＣＵ３８は、システムタイマから取得した時刻情報に基づいて、反射点列入力値Ｃ及び車速入力値Ｅの入力時刻をそれぞれ取得する。レーダＥＣＵ３８は、反射点列入力値Ｃ、車速入力値Ｅ、及び入力時刻を保存する。
【００９５】
また、レーダＥＣＵ３８は、保存した反射点列入力値Ｃの現在及び過去のデータに基づいて将来の反射点列入力値Ｃを推定すると共に、保存した車速入力値Ｅの現在及び過去のデータに基づいて将来の車速入力値Ｅを推定する。
【００９６】
レーダＥＣＵ３８は、将来の反射点列入力値Ｃを含む反射点列入力値Ｃの時系列データ（第２の実施形態における入力時系列データＮ３に相当）を生成すると共に、将来の車速入力値Ｅを含む車速入力値Ｅの時系列データ（第２の実施形態における入力時系列データＮ５に相当）を生成する。レーダＥＣＵ３８は、生成した反射点列入力値Ｃの時系列データ及び車速入力値Ｅの時系列データに基づいて、予め定められた演算処理により、反射点列に関する時系列データを生成する。レーダＥＣＵ３８は、生成した反射点列に関する時系列データを認識ＥＣＵ４２に出力する。
【００９７】
位置計算ＥＣＵ３９は、Ｙａｗ／Ｇセンサ２１、車速センサ２５、及びＧＰＳ検出部２６と電気的に接続されている。位置計算ＥＣＵ３９は、Ｙａｗ／Ｇセンサ２１からの入力により、車両のヨーイング及び加速度に関するＹａｗ／Ｇ入力値Ａを取得する。また、位置計算ＥＣＵ３９は、車速センサ２５からの入力により、車両の速度に関する車速入力値Ｅを取得すると共に、ＧＰＳ検出部２６からの入力により、車両の位置に関する位置入力値Ｆを取得する。また、位置計算ＥＣＵ３９は、システムタイマから取得した時刻情報に基づいて、Ｙａｗ／Ｇ入力値Ａ、車速入力値Ｅ、及び位置入力値Ｆの入力時刻をそれぞれ取得する。
【００９８】
位置計算ＥＣＵ３９は、Ｙａｗ／Ｇ入力値Ａ、車速入力値Ｅ、位置入力値Ｆ及びそれぞれの入力値に対応する入力時刻を保存する。位置計算ＥＣＵ３９は、保存したＹａｗ／Ｇ入力値Ａ、車速入力値Ｅ、及び位置入力値Ｆの現在及び過去のデータに基づいて、将来のＹａｗ／Ｇ入力値Ａ、車速入力値Ｅ、及び位置入力値Ｆをそれぞれ推定する。
【００９９】
位置計算ＥＣＵ３９は、将来のＹａｗ／Ｇ入力値Ａを含むＹａｗ／Ｇ入力値Ａの時系列データ（第２の実施形態における入力時系列データＮ１に相当）を生成する。また、位置計算ＥＣＵ３９は、将来の車速入力値Ｅを含む車速入力値Ｅの時系列データを生成すると共に、将来の位置入力値Ｆを含む位置入力値Ｆの時系列データ（第２の実施形態における入力時系列データＮ６に相当）を生成する。
【０１００】
位置計算ＥＣＵ３９は、生成したＹａｗ／Ｇ入力値Ａ、車速入力値Ｅ、位置入力値Ｆの時系列データに基づいて、予め定められた演算処理により、車両の位置及び車両の向き（方位）に関する時系列データを生成する。位置計算ＥＣＵ３９は、生成した車両の位置及び向きに関する時系列データを認識ＥＣＵ４２、走行目標ＥＣＵ４３、及び走行制御ＥＣＵ５２に出力する。
【０１０１】
認識ＥＣＵ４２は、画像ＥＣＵ３７、レーダＥＣＵ３８、位置計算ＥＣＵ３９、及び車速センサ２５から入力された時系列データに基づいて、車両周辺の障害物と車両との関係を認識する。具体的には、認識ＥＣＵ４２は、画像ＥＣＵ３７からの入力により、画像入力値Ｂの時系列データを取得する。また、認識ＥＣＵ４２は、レーダＥＣＵ３８からの入力により、反射点列に関する時系列データを取得すると共に、位置計算ＥＣＵ３９からの入力により、車両の位置及び向きに関する時系列データを取得する。更に、認識ＥＣＵ４２は、車速センサ２５から最新の車速入力値Ｅを取得する。
【０１０２】
認識ＥＣＵ４２は、取得した各種時系列データ及び車速入力値Ｅに基づいて、予め定められた演算処理により、障害物の種類（歩行者、他車両、建物など）、障害物の形状や大きさ、障害物の位置、障害物と車両との相対速度、及び障害物の移動方向を認識し、それぞれの時系列データを生成する。認識ＥＣＵ４２は、生成した障害物認識に関する時系列データを走行目標ＥＣＵ４３に出力する。
【０１０３】
走行目標ＥＣＵ４３は、認識ＥＣＵ４２、位置計算ＥＣＵ３９、及び車速センサ２５から入力されたデータに基づいて、進路などの車両の走行目標を算出する。具体的には、走行目標ＥＣＵ４３は、認識ＥＣＵ４２からの入力により障害物認識に関する時系列データを取得する。また、走行目標ＥＣＵ４３は、位置計算ＥＣＵ３９からの入力により車両の位置及び向きに関する時系列データを取得すると共に、車速センサ２５からの入力により最新の車速入力値Ｅを取得する。
【０１０４】
走行目標ＥＣＵ４３は、取得した各種時系列データ及び車速入力値Ｅに基づいて、予め定められた演算処理により、車両の走行制御における目標進路、目標方位、目標速度、目標時刻、及び走行制御に掛かる信頼度についてそれぞれ時系列データ（第２の実施形態における中間演算値時系列データに相当）を生成する。走行目標ＥＣＵ４３は、生成した走行目標に関する時系列データを走行制御ＥＣＵ５２に出力する。
【０１０５】
走行制御ＥＣＵ５２は、走行目標ＥＣＵ４３、位置計算ＥＣＵ３９、及び車速センサ２５から入力されたデータに基づいて、車両の制御対象（エンジン、ブレーキ、ステアリング）の制御量を算出する。具体的には、走行制御ＥＣＵ５２は、走行目標ＥＣＵ４３からの入力により走行目標に関する時系列データを取得する。また、走行目標ＥＣＵ４３は、位置計算ＥＣＵ３９からの入力により車両の位置及び向きに関する最新の時系列データを取得すると共に、車速センサ２５からの入力により最新の車速入力値Ｅを取得する。
【０１０６】
走行制御ＥＣＵ５２は、取得した各種時系列データの中から、予め設定された第２の選択条件に従って選択データ範囲を選択する。走行制御ＥＣＵ５２は、選択した選択データ範囲内のデータ及び車速入力値Ｅに基づいて、予め定められた演算処理により、車両のエンジンに対する制御量である車両のエンジン出力値を算出する。同様にして、走行制御ＥＣＵ５２は、ブレーキに対する制御量であるブレーキの油圧値、及びステアリングに対する制御量である目標操舵角をそれぞれ算出する。
【０１０７】
走行制御ＥＣＵ５２は、算出したエンジン出力値を制御目標としてエンジンＥＣＵ６１に出力する。また、走行制御ＥＣＵ５２は、算出したブレーキの油圧値を制御目標としてブレーキＥＣＵ６２に出力すると共に、算出した目標操舵角を制御目標としてステアリングＥＣＵ６３に出力する。
【０１０８】
エンジンＥＣＵ６１は、走行制御ＥＣＵ５２から出力されたエンジン出力値に基づいて、スロットルアクチュエータ８に出力する燃料噴射量を演算する。エンジンＥＣＵ６１は、燃料噴射量の演算結果に応じてスロットルアクチュエータ８を制御することで、車両のエンジン出力を制御する。
【０１０９】
ブレーキＥＣＵ６２は、走行制御ＥＣＵ５２から出力されたブレーキの油圧値に基づいて、各ホイールのブレーキアクチュエータ９に出力する油圧値を演算する。ブレーキＥＣＵ６２は、油圧値の演算結果に応じて各ホイールのブレーキアクチュエータ９を制御することで、車両を減速させる。
【０１１０】
ステアリングＥＣＵ６３は、走行制御ＥＣＵ５２から出力された目標操舵角に基づいて、ステアリングアクチュエータ７に出力するモータ角度を演算する。ブレーキＥＣＵ６２は、モータ角度の演算結果に応じてステアリングアクチュエータ７を制御することで、車両の向きを制御する。
【０１１１】
次に、以上の構成を有する制御目標演算装置１４の各ＥＣＵにおける動作について図面を参照して説明する。
【０１１２】
（画像ＥＣＵ３７の動作）
図２３に示すように、画像ＥＣＵ３７は、画像センサ２２からの入力により、車両が周辺の画像に関する画像入力値Ｂを取得すると共に、システムタイマから取得した時刻情報に基づいて、画像入力値Ｂが入力された時刻である入力時刻を取得する（Ｓ７１）。画像ＥＣＵ３７は、画像ＥＣＵ３７は、画像入力値Ｂとその入力時刻とを保存する（Ｓ７２）。
【０１１３】
次に、画像ＥＣＵ３７は、取得した画像入力値Ｂの画像のコントラストを算出する（Ｓ７３）。画像ＥＣＵ３７は、コントラストを算出された画像入力値Ｂの時系列データを生成して認識ＥＣＵ４２に出力する（Ｓ７４）。その後、処理を終了する。
【０１１４】
（レーダＥＣＵ３８の動作）
図２４に示すように、レーダＥＣＵ３８は、レーダセンサ２３及び車速センサ２５からの入力により、反射点列入力値Ｃ及び車速入力値Ｅを取得すると共に、システムタイマから取得した時刻情報に基づいて、反射点列入力値Ｃ及び車速入力値Ｅの入力時刻をそれぞれ取得する（Ｓ８１）。
【０１１５】
次に、レーダＥＣＵ３８は、反射点列入力値Ｃ、車速入力値Ｅ、及び入力時刻を保存する（Ｓ８２）。レーダＥＣＵ３８は、保存した反射点列入力値Ｃの現在及び過去のデータに基づいて将来の反射点列入力値Ｃを推定すると共に、保存した車速入力値Ｅの現在及び過去のデータに基づいて将来の車速入力値Ｅを推定する（Ｓ８３）。
【０１１６】
続いて、レーダＥＣＵ３８は、将来の入力値を含む反射点列入力値Ｃの時系列データ及び車速入力値Ｅの時系列データを生成する（Ｓ８４）。レーダＥＣＵ３８は、生成した反射点列入力値Ｃの時系列データ及び車速入力値Ｅの時系列データに基づいて、反射点列に関する時系列データを生成する（Ｓ８５）。レーダＥＣＵ３８は、生成した反射点列に関する時系列データを認識ＥＣＵ４２に出力する（Ｓ８６）。その後、処理を終了する。
【０１１７】
（位置計算ＥＣＵ３９の動作）
図２５に示すように、位置計算ＥＣＵ３９は、Ｙａｗ／Ｇセンサ２１、車速センサ２５、及びＧＰＳ検出部２６からの入力により、Ｙａｗ／Ｇ入力値Ａ、車速入力値Ｅ、及び位置入力値Ｆを取得すると共に、システムタイマから取得した時刻情報に基づいて、Ｙａｗ／Ｇ入力値Ａ、車速入力値Ｅ、及び位置入力値Ｆの入力時刻をそれぞれ取得する（Ｓ９１）。
【０１１８】
位置計算ＥＣＵ３９は、Ｙａｗ／Ｇ入力値Ａ、車速入力値Ｅ、位置入力値Ｆ及びそれぞれの入力値に対応する入力時刻を保存する（Ｓ９２）。その後、位置計算ＥＣＵ３９は、保存したＹａｗ／Ｇ入力値Ａ、車速入力値Ｅ、及び位置入力値Ｆの現在及び過去のデータに基づいて、将来のＹａｗ／Ｇ入力値Ａ、車速入力値Ｅ、及び位置入力値Ｆをそれぞれ推定する（Ｓ９３）。
【０１１９】
続いて、位置計算ＥＣＵ３９は、将来のＹａｗ／Ｇ入力値Ａを含むＹａｗ／Ｇ入力値Ａの時系列データ、将来の車速入力値Ｅを含む車速入力値Ｅの時系列データ、及び将来の位置入力値Ｆを含む位置入力値Ｆの時系列データを生成する（Ｓ９４）。
【０１２０】
位置計算ＥＣＵ３９は、生成したＹａｗ／Ｇ入力値Ａ、車速入力値Ｅ、位置入力値Ｆの時系列データに基づいて、車両の位置及び車両の向きに関する時系列データを生成する（Ｓ９５）。位置計算ＥＣＵ３９は、生成した車両の位置及び向きに関する時系列データを認識ＥＣＵ４２、走行目標ＥＣＵ４３、及び走行制御ＥＣＵ５２に出力する（Ｓ９６）。その後、処理を終了する。
【０１２１】
（認識ＥＣＵ４２の動作）
図２６に示すように、認識ＥＣＵ４２は、画像ＥＣＵ３７、レーダＥＣＵ３８、位置計算ＥＣＵ３９、及び車速センサ２５からの入力により、画像入力値Ｂの時系列データ、障害物に関する時系列データ、車両の位置及び向きに関する時系列データ、及び最新の車速入力値Ｅを取得する（Ｓ１０１）。
【０１２２】
認識ＥＣＵ４２は、取得した各種時系列データ及び車速入力値Ｅに基づいて、障害物の種類、障害物の形状や大きさ、障害物の位置、障害物と車両との相対速度、及び障害物の移動方向を認識し、それぞれの時系列データを生成する（Ｓ１０２）。認識ＥＣＵ４２は、生成した障害物認識に関する時系列データを走行目標ＥＣＵ４３に出力する（Ｓ１０３）。その後、処理を終了する。
【０１２３】
（走行目標ＥＣＵ４３の動作）
図２７に示すように、走行目標ＥＣＵ４３は、認識ＥＣＵ４２、位置計算ＥＣＵ３９、及び車速センサ２５からの入力により、障害物認識に関する時系列データ、車両の位置及び向きに関する時系列データ、及び最新の車速入力値Ｅを取得する（Ｓ１１１）。
【０１２４】
走行目標ＥＣＵ４３は、取得した各種時系列データ及び車速入力値Ｅに基づいて、車両の走行制御における目標進路、目標方位、目標速度、目標時刻、及び走行制御に掛かる信頼度についてそれぞれ時系列データを生成する（Ｓ１１２）。走行目標ＥＣＵ４３は、生成した走行目標に関する時系列データを走行制御ＥＣＵ５２に出力する（Ｓ１１３）。その後、処理を終了する。
【０１２５】
（走行制御ＥＣＵ５２の動作）
図２８に示すように、走行制御ＥＣＵ５２は、走行目標ＥＣＵ４３、位置計算ＥＣＵ３９、及び車速センサ２５からの入力により、走行目標に関する時系列データ、車両の位置及び向きに関する最新の時系列データ、及び最新の車速入力値Ｅを取得する（Ｓ１２１）。
【０１２６】
走行制御ＥＣＵ５２は、取得した各種時系列データの中から、予め設定された第２の選択条件に従って選択データ範囲を選択する（Ｓ１２２）。走行制御ＥＣＵ５２は、選択した選択データ範囲内のデータ及び車速入力値Ｅに基づいて、車両のエンジンに対する制御量である車両のエンジン出力値を算出する。同様にして、走行制御ＥＣＵ５２は、ブレーキに対する制御量であるブレーキの油圧値、及びステアリングに対する制御量である目標操舵角をそれぞれ算出する（Ｓ１２３）。
【０１２７】
走行制御ＥＣＵ５２は、算出した制御量を制御目標としてエンジンＥＣＵ６１、ブレーキＥＣＵ６２、及びステアリングＥＣＵ６３に出力する（Ｓ１２４）。その後、処理を終了する。
【０１２８】
以上説明した制御目標演算装置１４によれば、各種入力値から車両の走行制御のための制御量（エンジン出力値、ブレーキの油圧値、目標操舵角）を算出する演算処理において、複数の演算処理において不規則な処理遅延時間が生じたとしても、第２の実施形態で述べたように、実際に処理に要した時間に合わせて、それぞれの制御量の算出に適した選択データ範囲をフレキシブルに選択することが可能となるので、車両の走行制御における信頼性の向上を図ることができる。
【０１２９】
また、この制御目標演算装置１４によれば、第４の実施形態で述べたように、最終演算処理を行う制御ＥＣＵ５１に対して最新の車速入力値Ｅを直接入力する構成とすることで、車速入力値Ｅについて演算処理時間に起因する入出力の時間的なズレの影響を小さくすることが可能となり、最新の状況に応じた制御量を出力することができる。このことは、現在の状況に対するフィードバック制御を可能とするので、結果としてオーバーシュート現象などの影響を軽減することができる。
【０１３０】
また、この制御目標演算装置１４においても、第３の実施形態に示すように、次のＥＣＵに入力される時系列データの長さを処理遅延時間に応じて設定することができる。この場合、次のＥＣＵにおける演算処理に必要なデータの長さを確保しつつ、そのデータの長さの短縮化を図ることができ、これによって演算処理量の低減及び処理の迅速化が図られる。
【０１３１】
次に、制御目標演算装置１４を用いた場合の車両の走行制御の結果について図２９及び図３０を参照して説明する。図２９は、制御目標演算装置１４を備えない車両における走行制御の結果を示す図である。
【０１３２】
図２９に示す車両Ａは、制御目標演算装置１４を備えていない車両である。この車両Ａは、道路状況に応じて車両を走行制御する走行制御機能を有している。この車両Ａでは、制御目標演算装置１４を備えていないため、走行制御における演算処理の処理遅延時間などに起因して制御遅れが発生し、走行制御の目標進路と走行制御の結果との間にずれが生じやすい。
【０１３３】
具体的には、図２９に示すように、初期位置M０に位置する車両Ａが進路上の駐車車両Ｂを回避するため、左側の車線Ｒ１から右側の車線Ｒ２にレーンチェンジを行う場合を考える。この車両Ａでは、初期位置M０において、各種センサから入力された入力値から車両Ａの現在位置や車両Bとの距離などの道路状況を認識し、この認識結果に基づいてレーンチェンジのための目標進路Ｐ１を算出する。
【０１３４】
このとき、目標進路Ｐ１の算出開始時から算出終了時までの間には、目標進路Ｐ１の算出にかかる演算処理時間や処理遅延時間などによる時間差があるため、走行中の車両Aの位置M０から変化する。位置M１は、目標進路Ｐ１の算出終了時における車両Aの位置である。この位置M１は、目標進路Ｐ１の算出開始時から算出終了時までの間に受けた強風などの外乱により、目標進路Ｐ１から車幅方向にδＰずれた位置となっている。その結果、車両Aでは、初期位置M０から走行制御されるように算出された目標進路Ｐ１の走行制御が目標進路Ｐ１からずれた位置M１から開始される。
【０１３５】
また、車両Aでは、各種センサからの入力により、車両Aの位置がM１となったことが認識されると、この認識結果に基づいて位置M１からレーンチェンジするための新たな目標進路Ｐ２が算出される。このとき、目標進路Ｐ１を算出する場合と同様に、車両Aは、目標進路Ｐ２の算出終了時までに位置M１から位置M２に移動する。この位置M２は、先の位置M１における目標進路Ｐ１に沿った走行制御の影響で、目標進路Ｐ２からずれた位置となる。その結果、車両Aでは、位置M１から走行制御されるように算出された目標進路Ｐ２の走行制御が目標進路Ｐ２からずれた位置M２から開始される。
【０１３６】
同様にして、位置M２から走行制御されるように算出された目標進路Ｐ３の走行制御が位置M３から開始され、位置M３から走行制御されるように算出された目標進路Ｐ４の走行制御が位置M４から開始される。このように、制御目標演算装置１４を備えていない車両Ａにおいては、従来のように、目標進路の算出開始時と算出終了時との時間差による道路状況の変化が考慮されていないため、外乱などを切っ掛けとして累積的な制御遅れが発生し、走行制御における目標進路P１と走行制御の結果（図２９の車両位置M２〜M4）との間に大きなずれが生じる場合がある。
【０１３７】
図３０は、制御目標演算装置１４を備えた車両における走行制御の結果を示す図である。図３０に示す車両Cは、道路状況に応じて車両を走行制御する走行制御機能を有すると共に、本実施形態の制御目標演算装置１４を備える車両である。この車両Cでは、制御目標演算装置１４によって処理遅延時間の影響を排除した適切な制御量を車両制御用のアクチュエータに出力することができるので、制御精度及び信頼性の高い走行制御を実現することができる。
【０１３８】
具体的には、図３０に示すように、初期位置Ｑ０に位置する車両Cが進路上の駐車車両Ｂを回避するため、左側の車線Ｒ１から右側の車線Ｒ２にレーンチェンジを行う場合を考える。このとき、車両Cでは、各種センサ２１〜２３，２５，２６から入力された入力値に基づいて、認識ＥＣＵ４２により車両Ａの現在位置や車両Bとの距離などの道路状況が将来の道路状況も含む時系列データとして認識される。そして、走行目標ＥＣＵ４３により、認識ＥＣＵ４２の認識結果に基づいた走行目標が時系列データ（中間演算値時系列データ）として算出され、走行制御ＥＣＵ５２によりレーンチェンジにかかる走行制御目標となる目標進路Ｐ１１が時系列データとして算出される。
【０１３９】
このとき、目標進路Ｐ１１の算出開始時から算出終了時までの間には、目標進路Ｐ１１の算出にかかる演算処理時間や処理遅延時間などによる時間差があるため、走行中の車両Aの位置は初期位置Ｑ０から変化する。位置Ｑ１は、目標進路Ｐ１１の算出終了時における車両Aの位置である。この位置Ｑ１は、目標進路P１１の算出開始時から算出終了時までの間に受けた強風などの外乱により、目標進路P１１から車幅方向にδＰずれた位置となっている。
【０１４０】
この車両Ｃでは、目標進路P１１が時系列データとして算出されているので、目標進路P１１の算出開始時から算出終了時までの時間差による道路状況の変化（車両Ｃの位置の変化）の影響が小さくなるように、目標進路P１１の時系列データの中から走行制御に用いる制御量を選択することができる。従って、外乱により目標進路P１１からずれた位置Ｑ１から走行制御が開始される場合であっても、上述した車両Ａの場合と比べてより精度の高い走行制御が実現される。
【０１４１】
また、車両Ｃでは、各種センサ２１，２５，２６からの入力により、車両Cの位置がＱ１となったことが認識されると、この認識結果に基づいて位置Ｑ１からレーンチェンジするための新たな目標進路Ｐ１２が算出される。このとき、目標進路Ｐ１１を算出する場合と同様に、車両Ｃは、目標進路Ｐ１２の算出終了時までに位置Ｑ1から目標進路P１２上の位置Ｑ２に移動する。車両Ｃでは、目標進路Ｐ１２の走行制御が目標進路P１２上の位置Ｑ２から適切に開始される。
【０１４２】
同様にして、位置Ｑ２において算出が開始された目標進路Ｐ１３の走行制御が位置Ｑ３から開始され、位置Ｑ３において算出が開始された目標進路Ｐ１４の走行制御が位置Ｑ４から開始される。このように、制御目標演算装置１４を備えた車両Cにおいては、目標進路の算出開始時から算出終了時までの時間差による道路状況の変化を考慮した走行制御が行われるので、外乱の影響が適切に軽減され、これによって走行制御における信頼性の向上が実現される。
［第６の実施形態］
【０１４３】
次に、第６の実施形態に係る制御目標演算装置１５について図面を参照して説明する。第６の実施形態に係る制御目標演算装置１５は、第２の実施形態と比較して、複数の入力値の全てがデータ管理ＥＣＵ４４に入力されて集中管理される点と、実際に車両が走行制御されるタイミングである制御タイミングに基づいて制御量が算出される点が主に異なる。
【０１４４】
（制御目標演算装置１５の構成）
図３１に示すように、本実施形態における制御目標演算装置１５は、Ｙａｗ／Ｇセンサ２１、画像センサ２２、レーダセンサ２３、操舵角センサ２４、車速センサ２５、及びＧＰＳ検出部２６を備えている。更に、制御目標演算装置１５は、入力ＥＣＵ（入力時系列データ生成手段）７１〜７６、データ管理ＥＣＵ（中間演算値時系列データ生成手段）４４、制御ＥＣＵ（選択値選択手段、制御目標出力手段）５３、及びアクチュエータ制御ＥＣＵ６４を備えている。また、データ管理ＥＣＵ４４、制御ＥＣＵ５３、及びアクチュエータ制御ＥＣＵ６４は、車両ＬＡＮ１０を介して電気的に接続されていると共に、時刻情報を取得するためのシステムタイマを共有している。
【０１４５】
入力ＥＣＵ７１〜７６は、各種センサ２１〜２６からの入力により、各種入力値Ａ〜Ｆを取得する。また、入力ＥＣＵ７１〜７６は、システムタイマから取得した時刻情報に基づいて、各種入力値Ａ〜Ｆが入力された時刻である入力時刻をそれぞれ取得する。入力ＥＣＵ７１〜７６は、各種入力値Ａ〜Ｆ及び各種入力値Ａ〜Ｆに対応する入力時刻を保存する。入力ＥＣＵ７１〜７６は、各種入力値Ａ〜Ｆ及び入力時刻をデータ管理ＥＣＵ４４に出力する。
【０１４６】
データ管理ＥＣＵ４４は、入力ＥＣＵ７１〜７６から入力された各種入力値Ａ〜Ｆ及び各種入力値Ａ〜Ｆにそれぞれ対応する入力時刻を管理するものである。データ管理ＥＣＵ４４は、入力ＥＣＵ７１〜７６からの入力により、各種入力値Ａ〜Ｆ及び各種入力値Ａ〜Ｆに対応する入力時刻を取得する。データ管理ＥＣＵ４４は、各種入力値Ａ〜Ｆ及び各種入力値Ａ〜Ｆに対応する入力時刻を保存する。
【０１４７】
また、データ管理ＥＣＵ４４は、後述する制御ＥＣＵ５３からデータ要求信号が入力されると、このデータ要求信号に基づいて制御ＥＣＵ５３から要求されたデータの種類及び要求対象時刻（制御タイミング）を認識する（図３２参照）。データ管理ＥＣＵ４４は、保存されている各種入力値Ａ〜Ｆの中から、要求された種類の入力値（たとえば図３２に示す障害物入力値Ｃ以外の各種入力値Ａ，Ｂ，Ｄ〜Ｆ）を取得する。そして、データ管理ＥＣＵ４４は、予め定められた変換処理によって、取得した種類の入力値の値が要求対象時刻における値（Ａｃ，Ｂｃ，Ｄｃ，Ｅｃ，Ｆｃ）となるように変換する。データ管理ＥＣＵ４４は、要求対象時刻における値に変換された変換入力値を制御ＥＣＵ５３に出力する。
【０１４８】
制御ＥＣＵ５３は、取得した各種データに基づいて制御量を算出し、アクチュエータ６を制御するアクチュエータ制御ＥＣＵ６４に対して制御量を出力するものである。制御ＥＣＵ５３は、システムタイマから時刻情報を取得する。また、制御ＥＣＵ５３とアクチュエータ制御ＥＣＵ６４とは、共有する動作クロックによって同期をとっている。制御ＥＣＵ５３は、動作クロックにより、制御ＥＣＵ５３から出力された制御量がアクチュエータ制御ＥＣＵ６４に入力される入力タイミングを認識する。同様に、制御ＥＣＵ５３は、動作クロックにより、アクチュエータ制御ＥＣＵ６４によるアクチュエータ６の駆動タイミング（後述するアクチュエータ制御ＥＣＵ６４におけるＤ／Ａ変換のタイミング）を認識する。
【０１４９】
また、制御ＥＣＵ５３は、入力ＥＣＵ７６から位置入力値Ｆを直接入力されている。制御ＥＣＵ５３は、アクチュエータ６の駆動タイミングと位置入力値Ｆの変化（車両の位置の変化）とに基づいて、アクチュエータ６の駆動タイミングから実際に車両が走行制御されるまでの応答遅れを算出する。
【０１５０】
制御ＥＣＵ５３は、上述した時刻情報、入力タイミング、駆動タイミング、及び応答遅れに基づき、制御ＥＣＵ５３が出力する制御量に従って実際に車両が走行制御されるタイミングである制御タイミングを算出する。制御ＥＣＵ５３は、この制御タイミングに実行される制御量の算出に必要な入力値を得るためのデータ要求信号をデータ管理ＥＣＵ４４に出力する。
【０１５１】
制御ＥＣＵ５３は、データ管理ＥＣＵ４４からの入力により、制御タイミングに対応するように変換された変換入力値を取得する。制御ＥＣＵ５３は、取得した変換入力値に基づいて、制御量を算出する。制御ＥＣＵ５３は、算出した制御量をアクチュエータ制御ＥＣＵ６４に出力する。
【０１５２】
このとき、制御ＥＣＵ５３は、算出した制御タイミングから逆算される制御量出力タイミング（制御ＥＣＵ５３がアクチュエータ制御ＥＣＵ６４に制御量を出力するタイミング）よりも早く制御量の出力が可能となった場合には、この制御量出力タイミングまで待ってから制御量の出力を行う。その結果、制御量が制御量出力タイミングより早く出力されることで、算出した制御タイミングと実際に車両が走行制御されるタイミングとの間にズレが生じることを防止することが可能となるので、車両の制御精度の向上を図ることができる。
【０１５３】
アクチュエータ制御ＥＣＵ６４は、制御ＥＣＵ５３から入力された制御量に基づいて、車両制御用のアクチュエータ６を駆動制御するものである。アクチュエータ制御ＥＣＵ６４は、制御ＥＣＵ５３からの入力により制御量を取得する。アクチュエータ制御ＥＣＵ６４は、取得した制御量に対してＤ／Ａ変換（デジタル／アナログ変換）を行う。アクチュエータ制御ＥＣＵ６４は、Ｄ／Ａ変換した制御量に対してＶ−Ｉ変換（電圧電流変換）を行う。アクチュエータ制御ＥＣＵ６４は、Ｖ−Ｉ変換した制御量をソレノイドやモータに供給することで、制御量に応じたアクチュエータ６の駆動制御を行う。
【０１５４】
次に、制御目標演算装置１５における各ＥＣＵの動作について図面を参照して説明する。
【０１５５】
（入力ＥＣＵ７１〜７６の動作）
図３３に示すように、入力ＥＣＵ７１〜７６は、各種センサ２１〜２６からの入力により、各種入力値Ａ〜Ｆを取得すると共に、システムタイマから取得した時刻情報に基づいて、各種入力値Ａ〜Ｆが入力された時刻である入力時刻をそれぞれ取得する（Ｓ１３１）。入力ＥＣＵ７１〜７６は、取得した各種入力値Ａ〜Ｆ及び各種入力値Ａ〜Ｆに対応する入力時間を保存する（Ｓ１３２）。入力ＥＣＵ７１〜７６は、各種入力値Ａ〜Ｆ及び入力時間をデータ管理ＥＣＵ４４に出力する（Ｓ１３３）。その後、処理を終了する。
【０１５６】
（データ管理ＥＣＵ４４の動作）
図３４に示すように、データ管理ＥＣＵ４４は、入力ＥＣＵ７１〜７６からの入力により、各種入力値Ａ〜Ｆ及び各種入力値Ａ〜Ｆに対応する入力時間を取得する（Ｓ１４１）。データ管理ＥＣＵ４４は、各種入力値Ａ〜Ｆ及び各種入力値Ａ〜Ｆに対応する入力時間を保存する（Ｓ１４２）。その後、処理を終了する。
【０１５７】
図３２及び図３５に示すように、データ管理ＥＣＵ４４は、制御ＥＣＵ５３からデータ要求信号が入力された場合、このデータ要求信号に基づいて制御ＥＣＵ５３から要求されたデータの種類及び要求対象時刻を認識する（Ｓ１５１）。この要求対象時刻は、現在時刻をτ、データ管理ＥＣＵ４４の変換処理やデータ管理ＥＣＵ４４及び制御ＥＣＵ５３間の通信にかかる遅延時間をδ１、アクチュエータ６の駆動タイミングから実際に車両が走行制御されるまでの応答遅れやジッタ等による遅延時間をδ２とした場合に、τ＋δ１＋δ２で表される。
【０１５８】
データ管理ＥＣＵ４４は、保存されている各種入力値Ａ〜Ｆの中から、要求された種類の入力値を取得する。データ管理ＥＣＵ４４は、予め定められた変換処理によって、取得した種類の入力値が要求対象時刻における値となるように変換する（Ｓ１５２）。データ管理ＥＣＵ４４は、要求対象時刻における値に変換された変換入力値を制御ＥＣＵ５３に出力する（Ｓ１５３）。このとき、データ管理ＥＣＵ４４から出力された変換入力値を制御ＥＣＵ５３が取得する時刻は、τ＋δ１で表される。その後、データ管理ＥＣＵ４４は、処理を終了する。
【０１５９】
（制御ＥＣＵ５３の動作）
図３６に示すように、制御ＥＣＵ５３は、システムタイマから時刻情報を取得する（Ｓ１６１）。続いて、制御ＥＣＵ５３は、動作クロックにより、制御ＥＣＵ５３から出力された制御量がアクチュエータ制御ＥＣＵ６４に入力される入力タイミング及びアクチュエータ制御ＥＣＵ６４によるアクチュエータ６の駆動タイミングを認識する（Ｓ１６２）。更に、制御ＥＣＵ５３は、入力ＥＣＵ７６から位置入力値Ｆの変化とアクチュエータ６の駆動タイミングとに基づいて、アクチュエータ６の駆動タイミングから実際に車両が走行制御されるまでの応答遅れを算出する（Ｓ１６３）。
【０１６０】
制御ＥＣＵ５３は、上述した時刻情報、入力タイミング、駆動タイミング、及び応答遅れに基づいて、実際に車両が走行制御される制御タイミングを算出する（Ｓ１６４）。制御ＥＣＵ５３は、制御タイミングに対応する制御量を算出するために、当該制御量の算出に必要な入力値の種類と制御タイミング（要求対象時刻）とをデータ要求信号としてデータ管理ＥＣＵ４４に出力する（Ｓ１６５）。
【０１６１】
制御ＥＣＵ５３は、データ管理ＥＣＵ４４からの入力により、変換入力値を取得する（Ｓ１６６）。制御ＥＣＵ５３は、取得した変換入力値に基づいて、制御量を算出する（Ｓ１６７）。制御ＥＣＵ５３は、算出した制御量をアクチュエータ制御ＥＣＵ６４に出力する（Ｓ１６８）。その後、処理を終了する。
【０１６２】
（アクチュエータ制御ＥＣＵ６４の動作）
図３７に示すように、アクチュエータ制御ＥＣＵ６４は、制御ＥＣＵ５３からの入力により、制御量を取得する（Ｓ１７１）。アクチュエータ制御ＥＣＵ６４は、取得した制御量に対してＤ／Ａ変換を行う（Ｓ１７２）。アクチュエータ制御ＥＣＵ６４は、Ｄ／Ａ変換した制御量に対してＶ−Ｉ変換を行う（Ｓ１７３）。アクチュエータ制御ＥＣＵ６４は、Ｖ−Ｉ変換した制御量に応じたアクチュエータ６の駆動制御を行う（Ｓ１７４）。その後、処理を終了する。
【０１６３】
以上説明した制御目標演算装置１５によれば、実際に制御が実行される制御タイミングにおける入力値に変換した値に基づいて制御量が算出されるので、制御量の算出における処理遅延時間の影響を排除することが可能となり、精度の高い制御目標を出力することができる。具体的には、データ管理ＥＣＵ４４の変換処理やＥＣＵ間の通信時間による遅延時間δ１及びアクチュエータ６の駆動タイミングから実際に車両が走行制御されるまでの応答遅れやジッタ等による遅延時間δ２を現在時刻τに加えた時刻τ＋δ１＋δ２を要求対象時刻（制御タイミング）とすることで、実際の制御タイミングにおける入力値を利用した制御が実現され、制御精度の向上を図ることができる。
【０１６４】
また、このように制御タイミングを算出することで、制御タイミングに基づいて制御目標を出力することができるだけではなく、アクチュエータ６までの通信遅延を考慮して、算出した制御目標を調整することも可能となる。更に、このような制御目標は、入力時系列データに基づいて算出されたものにかぎられず、車速センサ２５から入力された車速入力値Ｅから直接的にエンジン出力値（制御目標）が算出されて、出力されても良い。
［第７の実施形態］
【０１６５】
次に、第７の実施形態に係る制御目標演算装置１６について図面を参照して説明する。第７の実施形態に係る制御目標演算装置１６は、第２の実施形態と比較して、制御量の演算処理にかかる演算処理時間のうち想定される最も遅い時間（ワースト値）に基づいて、制御量を算出する点が主に異なる。
【０１６６】
（制御目標演算装置１６の構成）
図３８に示すように、本実施形態における制御目標演算装置１６は、Ｙａｗ／Ｇセンサ２１、画像センサ２２、レーダセンサ２３、操舵角センサ２４、車速センサ２５、及びＧＰＳ検出部２６を備えている。更に、制御目標演算装置１６は、入力ＥＣＵ（入力時系列データ生成手段）３１〜３６、認識ＥＣＵ（中間演算値時系列データ生成手段）４５、制御ＥＣＵ（選択値選択手段、制御目標出力手段）５４、及びアクチュエータ制御ＥＣＵ６４を備えている。また、入力ＥＣＵ３１〜３６、認識ＥＣＵ４５、制御ＥＣＵ５４、及びアクチュエータ制御ＥＣＵ６４は、車両ＬＡＮ１０を介して電気的に接続されていると共に、時刻情報を取得するためのシステムタイマを共有している。なお、入力ＥＣＵ３１〜３６及びアクチュエータ制御ＥＣＵ６４については、上述した第２及び第６の実施形態における入力ＥＣＵ及びアクチュエータ制御ＥＣＵと同じものであるため説明を省略する。
【０１６７】
認識ＥＣＵ４５は、入力ＥＣＵ３１〜３６から入力された入力時系列データＮ１〜Ｎ６に基づいて、車両周辺の道路状況（たとえば障害物の有無や障害物の位置）を認識するものである。具体的には、認識ＥＣＵ４５は、入力ＥＣＵ３１〜３６からの入力により入力時系列データＮ１〜Ｎ６を取得すると共に、システムタイマから時刻情報を取得する。認識ＥＣＵ４５は、入力時系列データＮ１〜Ｎ６に基づいて、車両周辺の道路状況を認識する。
【０１６８】
認識ＥＣＵ４５は、道路状況の認識結果及びその認識結果に対応する時刻（たとえば入力値データから道路状況を認識した時刻）を保存する。認識ＥＣＵ４５は、保存した現在及び過去の認識結果に基づいて、将来における道路状況の認識結果を推定する。認識ＥＣＵ４５は、推定した将来の認識結果と保存した現在及び過去の認識結果とに基づいて、推定した将来の認識結果を含む道路状況の認識結果の時系列データを生成する。認識ＥＣＵ４５は、生成した認識結果の時系列データ及び入力時系列データＮ１〜Ｎ６を制御ＥＣＵ５４に出力する。
【０１６９】
制御ＥＣＵ５４は、取得した各種データに基づいて制御量を算出し、算出した制御量をアクチュエータ制御ＥＣＵ６４に出力するものである。制御ＥＣＵ５４は、認識ＥＣＵ４５からの入力により、認識結果の時系列データ及び入力時系列データＮ１〜Ｎ６を取得する。また、制御ＥＣＵ５４は、システムタイマから時刻情報を取得する。
【０１７０】
この制御ＥＣＵ５４とアクチュエータ制御ＥＣＵ６４とは、共有する動作クロックによって同期をとっている。制御ＥＣＵ５３は、動作クロックにより、制御ＥＣＵ５４から出力された制御量がアクチュエータ制御ＥＣＵ６４に入力される入力タイミングを認識する。同様に、制御ＥＣＵ５４は、動作クロックにより、アクチュエータ制御ＥＣＵ６４によるアクチュエータ６の駆動タイミングを認識する。
【０１７１】
また、制御ＥＣＵ５４は、入力ＥＣＵ３６から位置入力値Ｆを直接入力されている。制御ＥＣＵ５４は、アクチュエータ６の駆動タイミングと位置入力値Ｆの変化とに基づいて、アクチュエータ６の駆動タイミングから実際に車両が走行制御されるまでの応答遅れを算出する。制御ＥＣＵ５４は、上述した時刻情報、入力タイミング、駆動タイミング、及び応答遅れに基づいて、制御ＥＣＵ５４の出力する制御量により実際に車両が走行制御されるタイミングである制御タイミングを算出する。この制御タイミングは、制御ＥＣＵ５４の制御量算出処理において想定される最も大きな遅延が生じた場合を考慮して算出される。
【０１７２】
ここで、図３９に示す矢印ａは、制御ＥＣＵ５４における制御量算出処理が遅延なくに終了した場合における処理進行状態を示している。矢印ａが示すように、制御量算出処理が遅延なくに終了した場合、制御量算出処理の終了タイミングτＳ１に算出された制御量が制御ＥＣＵ５４からアクチュエータ制御ＥＣＵ６４に出力されると、実際に車両が走行制御される制御タイミングはτＳ３となる。一方、図３９に示す矢印ｂは、制御量算出処理において想定される最も大きな遅延が生じた場合における処理進行状態を示している。矢印ｂが示すように、制御量算出処理に遅延が生じた場合、制御量算出処理の終了タイミングτＳ２はτＳ１より遅れたタイミングとなる。この終了タイミングτＳ２において制御量が制御ＥＣＵ５４からアクチュエータ制御ＥＣＵ６４に出力されると、制御タイミングはτＳ３より遅れたタイミングτＳ４となる。制御ＥＣＵ５４は、上述した時刻情報、入力タイミング、駆動タイミング、及び応答遅れに基づいて、想定される最も大きな遅延が生じた場合における制御タイミングτＳ４を算出する。
【０１７３】
制御ＥＣＵ５４は、入力時系列データＮ１〜Ｎ６の中から、算出された制御タイミングτＳ４において最適な制御量を算出するように予め設定された第２の選択条件に従って、選択データ範囲Ｕ１〜Ｕ６を選択する。具体的には、図３９に示すように、制御ＥＣＵ５４は、各種センサ２１〜２６におけるセンサディレイ（実際の状況を入力値として検出するまでにかかる時間）δＡ〜δＦを考慮して、データ選択の基準となる基準時刻τ以前の制御データ時刻τ１におけるデータ範囲を選択データ範囲Ｕ１〜Ｕ６として選択する。この選択データ範囲Ｕ１〜Ｕ６に含まれる入力値の数や制御データ時刻τ１に対する時間的範囲は、たとえば次の演算処理に用いる数式にとって都合が良いように適切に選択される。
【０１７４】
制御ＥＣＵ５４は、選択した選択データ範囲Ｕ１〜Ｕ６内の入力値データと道路状況の認識結果の時系列データとに基づいて、制御量を算出する。制御ＥＣＵ５４は、算出した制御量をアクチュエータ制御ＥＣＵ６４に出力する。このとき、制御ＥＣＵ５４は、図３９に示す矢印ａのように制御量算出処理に遅延が無い場合や多少の遅延が生じた場合であっても、制御量の出力するタイミングがτＳ２となるように出力を待つ。その結果、制御量がτＳ２より早いタイミング出力されることで、算出した制御タイミングτＳ４と実際に車両が走行制御されるタイミングとの間にズレが生じることを防止することが可能となるので、車両の制御精度の向上を図ることができる。
【０１７５】
次に、制御目標演算装置１５における認識ＥＣＵ４５及び制御ＥＣＵ５４の動作について図面を参照して説明する。
【０１７６】
（認識ＥＣＵ４５の動作）
図４０に示すように、認識ＥＣＵ４５は、入力ＥＣＵ３１〜３６からの入力により入力時系列データＮ１〜Ｎ６を取得すると共に、システムタイマから時刻情報を取得する（Ｓ１８１）。認識ＥＣＵ４５は、入力時系列データＮ１〜Ｎ６の中に基づいて、車両周辺の道路状況を認識する（Ｓ１８２）。
【０１７７】
続いて、認識ＥＣＵ４５は、道路状況の認識結果及びその認識結果に対応する時刻を保存する（Ｓ１８３）。認識ＥＣＵ４５は、保存した現在及び過去の認識結果に基づいて、将来における道路状況の認識結果を推定する（Ｓ１８４）。認識ＥＣＵ４５は、推定した将来の認識結果と保存した現在及び過去の認識結果とに基づいて、推定した将来の認識結果を含む道路状況の認識結果の時系列データを生成する（Ｓ１８５）。認識ＥＣＵ４５は、生成した認識結果の時系列データ及び入力時系列データＮ１〜Ｎ６を制御ＥＣＵ５４に出力する（Ｓ１８６）。その後、処理を終了する。
【０１７８】
（制御ＥＣＵ５４の動作）
図４１に示すように、制御ＥＣＵ５４は、システムタイマから時刻情報を取得する（Ｓ１９１）。次に、制御ＥＣＵ５３は、動作クロックにより、制御ＥＣＵ５４から出力された制御量がアクチュエータ制御ＥＣＵ６４に入力される入力タイミングを認識すると共に、アクチュエータ制御ＥＣＵ６４によるアクチュエータ６の駆動タイミングを認識する（Ｓ１９２）。続いて、制御ＥＣＵ５４は、アクチュエータ６の駆動タイミングと位置入力値Ｆの変化とに基づいて、アクチュエータ６の駆動タイミングから実際に車両が走行制御されるまでの応答遅れを算出する（Ｓ１９３）。
【０１７９】
その後、制御ＥＣＵ５４は、上述した時刻情報、入力タイミング、駆動タイミング、及び応答遅れに基づき、想定される最も大きな遅延が生じた場合における制御タイミングτＳ４を算出する（Ｓ１９４）。制御ＥＣＵ５４は、入力時系列データＮ１〜Ｎ６の中から、算出された制御タイミングτＳ４において最適な制御量を算出するように定められた第２の選択条件に従って、選択データ範囲Ｕ１〜Ｕ６を選択する（Ｓ１９５）。
【０１８０】
制御ＥＣＵ５４は、選択した選択データ範囲Ｕ１〜Ｕ６内の入力値データと道路状況の認識結果の時系列データとに基づいて、制御量を算出する（Ｓ１９６）。制御ＥＣＵ５４は、算出した制御量をアクチュエータ制御ＥＣＵ６４に出力する（Ｓ１９７）。その後、処理を終了する。
【０１８１】
以上説明した制御目標演算装置１６によれば、実際に走行制御が実行される制御タイミングτＳ４において処理遅延時間の影響が小さい最適な制御量を算出するように選択データ範囲Ｕ１〜Ｕ６を選択することで、制御量の算出における処理遅延時間の影響を排除することが可能となるので、制御精度の高い走行制御が実現できる。
【０１８２】
具体的には、図３０に示すように、初期位置Ｑ０に位置する車両Ｃが進路上の駐車車両Ｂを回避するため、左側の車線Ｒ１から右側の車線Ｒ２にレーンチェンジを行う場合を考える。制御目標演算装置１６を備えた車両Ｃでは、制御ＥＣＵ５４において実際に車両が走行制御されるタイミングのうち最も大きな遅延が生じた場合の制御タイミングτＳ４を算出する。そして、入力値時系列データＮ１〜Ｎ６の中から、算出された制御タイミングτＳ４において最適な制御量を算出するように定められた第２の選択条件に従って、選択データ範囲Ｕ１〜Ｕ６を選択する。
【０１８３】
制御ＥＣＵ５４は、これらの選択データ範囲Ｕ１〜Ｕ６内の入力値データに基づいて、制御タイミングτＳ４における制御量（目標進路Ｐ１１を構成する目標地点の一つ）を算出する。制御ＥＣＵ５４は、算出した制御量をアクチュエータ制御ＥＣＵ６４に出力する。このとき、制御ＥＣＵ５４は、制御量算出処理に遅延が無い場合や多少の遅延が生じた場合であっても、制御量の出力するタイミングがτＳ２となるように出力を待つことで、制御タイミングをτＳ４に合わせる。
【０１８４】
このように、制御目標演算装置１６を備えた車両Cでは、制御ＥＣＵ５４において制御演算処理に遅延が無い場合や多少の遅延が生じた場合であっても、制御量の出力するタイミングがτＳ２となるように出力を待つことで、算出した制御タイミングτＳ４と実際に車両が走行制御されるタイミングとの間にズレが生じることを防止することが可能となるので、車両の制御精度の向上を図ることができる。更に、制御ＥＣＵ５４において、制御タイミングτＳ４において最適な制御量を算出するように定められた第２の選択条件に従って選択された選択データ範囲Ｕ１〜Ｕ６に基づいて制御量を算出することで、制御量の算出における処理遅延時間の影響を排除することが可能となるので、制御精度の高い走行制御が実現できる。その結果、強風などの外乱により、車両Ｃの位置が目標進路P１１から車幅方向にδＰずれた位置Ｑ１となった場合であっても、高精度な走行制御により外乱による影響が修正されて目標進路P１１上に戻る可能性が高くなるので、これによって走行制御における信頼性の向上が実現される。
【０１８５】
以上、本発明の好適な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ものではない。たとえば制御対象は車両に限られず、航空機やロボットなど種々の移動体に適用することができる。
【０１８６】
また、上記第１〜第７の実施形態の内容は、制御対象や制御内容に応じて適切に組み合わせて実施される。
【符号の説明】
【０１８７】
１，１１〜１６…制御目標演算装置、３，３１〜３６…入力ＥＣＵ３(入力時系列データ生成手段)、３７・・・画像ＥＣＵ(入力時系列データ生成手段)、３８・・・レーダＥＣＵ(入力時系列データ生成手段)、３９・・・位置計算ＥＣＵ(入力時系列データ生成手段)、４，４１…演算ＥＣＵ(中間演算値時系列データ生成手段)、４ａ１〜４ａｍ，４１ａ１〜４１ａｍ…ＥＣＵ（演算処理部）、４３・・・走行目標ＥＣＵ(中間演算値時系列データ生成手段)、４４・・・データ管理ＥＣＵ(中間演算値時系列データ生成手段)、４５・・・認識ＥＣＵ（中間演算値時系列データ生成手段)、５…制御ＥＣＵ(制御目標出力手段)、５１，５３，５４・・・制御ＥＣＵ（選択値選択手段、制御目標出力手段）、５２・・・走行制御ＥＣＵ（選択値選択手段、制御目標出力手段）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力値に応じた制御量を制御目標として制御対象に出力する制御目標演算装置であって、
前記入力値の時系列データである入力時系列データを生成する入力時系列データ生成手段と、
所定の演算処理により、前記入力時系列データの前記入力値にそれぞれ対応する中間演算値を算出することで、前記中間演算値の時系列データである中間演算値時系列データを生成する中間演算値時系列データ生成手段と、
前記中間演算値時系列データの中から、第１の選択条件に従って選択値を選択する選択値選択手段と、
前記選択値から算出した前記制御量を制御目標として出力する制御目標出力手段と、
を備え、
前記中間演算値時系列データ生成手段は、複数の演算処理部から構成され、前記複数の演算処理部の間では、時系列データとしてデータの入出力が行われていることを特徴とする制御目標演算装置。
【請求項２】
前記入力時系列データ生成手段は、将来の入力値を含む前記入力時系列データを生成することを特徴とする請求項１に記載の制御目標演算装置。
【請求項３】
前記選択値選択手段は、複数の種類の前記入力時系列データに基づいて生成された複数の種類の中間演算値時系列データの中から、第２の選択条件に従って選択データ範囲をそれぞれ選択し、
前記制御目標出力手段は、前記選択データ範囲から算出した前記制御量を制御目標として出力することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の制御目標演算装置。
【請求項４】
前記入力時系列データ生成手段は、処理遅延時間に応じて設定された長さの前記入力時系列データを生成することを特徴とする請求項１〜請求項３のうち何れか一項に記載の制御目標演算装置。
【請求項５】
前記制御量に応じて前記制御対象が制御されるタイミングである制御タイミングを算出する制御タイミング算出手段を更に備え、
前記制御目標出力手段は、前記制御タイミングに基づいて制御目標を出力することを特徴とする請求項１に記載の制御目標演算装置。
【請求項１】
入力値に応じた制御量を制御目標として制御対象に出力する制御目標演算装置であって、
前記入力値の時系列データである入力時系列データを生成する入力時系列データ生成手段と、
所定の演算処理により、前記入力時系列データの前記入力値にそれぞれ対応する中間演算値を算出することで、前記中間演算値の時系列データである中間演算値時系列データを生成する中間演算値時系列データ生成手段と、
前記中間演算値時系列データの中から、第１の選択条件に従って選択値を選択する選択値選択手段と、
前記選択値から算出した前記制御量を制御目標として出力する制御目標出力手段と、
を備え、
前記中間演算値時系列データ生成手段は、複数の演算処理部から構成され、前記複数の演算処理部の間では、時系列データとしてデータの入出力が行われていることを特徴とする制御目標演算装置。
【請求項２】
前記入力時系列データ生成手段は、将来の入力値を含む前記入力時系列データを生成することを特徴とする請求項１に記載の制御目標演算装置。
【請求項３】
前記選択値選択手段は、複数の種類の前記入力時系列データに基づいて生成された複数の種類の中間演算値時系列データの中から、第２の選択条件に従って選択データ範囲をそれぞれ選択し、
前記制御目標出力手段は、前記選択データ範囲から算出した前記制御量を制御目標として出力することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の制御目標演算装置。
【請求項４】
前記入力時系列データ生成手段は、処理遅延時間に応じて設定された長さの前記入力時系列データを生成することを特徴とする請求項１〜請求項３のうち何れか一項に記載の制御目標演算装置。
【請求項５】
前記制御量に応じて前記制御対象が制御されるタイミングである制御タイミングを算出する制御タイミング算出手段を更に備え、
前記制御目標出力手段は、前記制御タイミングに基づいて制御目標を出力することを特徴とする請求項１に記載の制御目標演算装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【公開番号】特開２０１１−２０４７０（Ｐ２０１１−２０４７０Ａ）
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６４６４０（Ｐ２００９−１６４６４０）
【出願日】平成２１年７月１３日（２００９．７．１３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１３日（２００９．７．１３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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