CN107444399A - 车辆的行驶控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种车辆的行驶控制装置。在具备自动驾驶功能的车辆中,在驾驶员进行转向操作时,以在不给驾驶员带来不舒适感的情况下抑制车辆的侧倾方向和/或横摆方向的不稳定行为的方式进行驾驶辅助,另外,在驾驶员没有进行转向操作的情况下,使最适于抑制不稳定行为的执行器动作而迅速抑制车辆的不稳定行为。在自动驾驶状态下,通过执行以下两种控制中的至少一方来抑制本车辆的不稳定行为,其一是检测本车辆的侧倾方向和横摆方向的不稳定行为,并检测驾驶员的方向盘的保持状态,根据本车辆的不稳定行为和驾驶员的方向盘保持状态的检测结果校正转向角,其二是选择规定的车轮附加制动力。
Description
技术领域
本发明涉及在具有自动驾驶功能的车辆中适当地抑制侧倾方向和/或横摆方向上的不稳定行为的车辆的行驶控制装置。
背景技术
以往,开发了在车辆中抑制侧倾方向和/或横摆方向的不稳定行为的各种技术并得到了实用化。例如,在日本特开2006-298210号公报(以下,称为专利文献1)中公开了一种车辆的侧倾运动稳定化控制装置的技术,其获取表示侧倾运动的横向加速度,并且获取表示侧倾运动的转向角速度,基于包括转向角速度的特性来判定侧倾增大趋势,基于判定为车辆处于侧倾增大趋势时的横向加速度,利用制动力控制或驱动力控制来抑制侧倾增大趋势。另外,例如,在日本特开平10-44954号公报(以下,称为专利文献2)中公开了一种车辆的转向控制装置的技术,其基于车速和转向角运算作用于车辆的基准横摆率,检测作用于车辆的实际横摆率,基于横向加速度运算推断横摆率,基于基准横摆率和实际横摆率进行车辆的转向控制,基于实际横摆率与推断横摆率的偏差使转向控制中止。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-298210号公报
专利文献2:日本特开平10-44954号公报
发明内容
技术问题
然而,上述的专利文献1、专利文献2所公开的技术最多也就是辅助驾驶员驾驶的技术,为了抑制车辆的侧倾方向和/或横摆方向的不稳定行为,本来,驾驶员操作方向盘来修正车辆行为能够更适当地实现车辆行为的稳定化。另外,近年来,出于实现车辆的安全性、便利性的提高的目的而开发了自动驾驶功能,并逐渐得到了实用化,但是在这样的自动驾驶中,同样地,对方向盘进行转向控制而抑制不稳定行为能够更适当地实现车辆行为的稳定化。然而,在具有自动驾驶功能的车辆中,驾驶员有时操作方向盘,在这样的驾驶员进行转向操作的状况下,在通过转向控制实现了车辆行为的稳定性的提高的情况下,驾驶员的转向操作与自动驾驶功能的转向控制可能发生干扰,反而给驾驶员带来不舒适感。
本发明是鉴于上述情况而完成的,目的在于提供一种车辆的行驶控制装置,其在具备自动驾驶功能的车辆中,在驾驶员进行转向操作时,以在不给驾驶员带来不舒适感的情况下抑制车辆的侧倾方向和/或横摆方向的不稳定行为的方式进行驾驶辅助,另外,在驾驶员没有进行转向操作的情况下,使最适于抑制不稳定行为的执行器动作而能够迅速抑制车辆的不稳定行为。
技术方案
本发明的车辆的行驶控制装置的一个方式的车辆的行驶控制装置,其具备获取本车辆行驶的行驶环境信息的行驶环境信息获取机构以及检测本车辆的行驶信息的行驶信息检测机构,并且基于上述行驶环境信息和上述本车辆的行驶信息执行自动驾驶控制,所述车辆的行驶控制装置具备:不稳定行为检测机构,其检测本车辆的侧倾方向和横摆方向中的至少一方的不稳定行为;方向盘保持状态检测机构,其检测驾驶员的方向盘的保持状态;第一不稳定行为抑制机构,其通过校正转向角来抑制上述检测到的本车辆的不稳定行为;第二不稳定行为抑制机构,其通过选择规定的车轮附加制动力来抑制上述检测到的本车辆的不稳定行为;以及车辆行为控制机构,其根据上述本车辆的不稳定行为和上述驾驶员的方向盘保持状态的检测结果使上述第一不稳定行为抑制机构和上述第二不稳定行为抑制机构自如动作。
发明效果
根据本发明的车辆的行驶控制装置,在具备自动驾驶功能的车辆中,在驾驶员进行转向操作的情况下,以在不给驾驶员带来不舒适感的情况下抑制车辆的侧倾方向和/或横摆方向的不稳定行为的方式进行驾驶辅助,另外,在驾驶员没有进行转向操作的情况下,使最适于抑制不稳定行为的执行器动作而能够迅速抑制车辆的不稳定行为。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的车辆的行驶控制装置的整体结构图。
图2是本发明的一个实施方式的自动驾驶控制中的侧倾方向车辆行为控制程序的流程图。
图3是接续图2的流程图。
图4是接续图3的流程图。
图5是本发明的一个实施方式的自动制动控制程序的流程图。
图6是本发明的一个实施方式的自动驾驶控制中的横摆方向车辆行为控制程序的流程图。
图7是表示本发明的一个实施方式的侧倾校正横向加速度感应增益的特性的一个例子的图。
图8是表示本发明的一个实施方式的侧倾校正车速感应增益的特性的一个例子的图。
图9是表示本发明的一个实施方式的侧倾校正转向角感应增益的特性的一个例子的图。
图10是表示本发明的一个实施方式的侧倾校正横摆率变化感应增益的特性的一个例子的图,图10(a)表示左转向时的侧倾校正横摆率变化感应增益的特性的一个例子,图10(b)表示右转向时的侧倾校正横摆率变化感应增益的特性的一个例子。
图11是表示本发明的一个实施方式的侧倾校正行车道横向位置增益的特性的一个例子的图,图11(a)表示左转向时的侧倾校正行车道横向位置增益的特性的一个例子,图11(b)表示右转向时的侧倾校正行车道横向位置增益的特性的一个例子。
图12是本发明的一个实施方式的行车道状况侧倾校正增益的说明图,图12(a)是表示行车道状况侧倾校正增益的特性的一个例子的图,图12(b)是行车道凹部的说明图,图12(c)是行车道凸部的说明图。
图13是表示本发明的一个实施方式的横摆校正车速感应增益的特性的一个例子的图。
图14是表示在本发明的一个实施方式的转向过度趋势时设定的横摆校正行车道横向位置增益的特性的一个例子的图。
图15是表示在本发明的一个实施方式的转向不足趋势时设定的横摆校正行车道横向位置增益的特性的一个例子的图。
图16是本发明的一个实施方式的防止转向过度趋势和转向不足趋势的说明图。
符号说明
1:行驶控制装置
10:行驶控制部(不稳定行为检测机构、方向盘保持状态检测机构、第一不稳定行为抑制机构、第二不稳定行为抑制机构、车辆行为控制机构)
11:周围环境识别装置(行驶环境信息获取机构)
12:行驶参数检测装置(行驶信息检测机构)
13:本车位置信息检测装置(行驶环境信息获取机构)
14:车车间通信装置(行驶环境信息获取机构)
15:道路交通信息通信装置(行驶环境信息获取机构)
16:开关组
21:发动机控制装置
22:制动控制装置(车辆行为控制机构)
23:转向控制装置
24:显示装置
25:扬声器·蜂鸣器
具体实施方式
以下,基于附图说明本发明的实施方式。
在图1中,符号1表示车辆的行驶控制装置,在该行驶控制装置1中,在行驶控制部10连接有:周围环境识别装置11、行驶参数检测装置12、本车位置信息检测装置13、车车间通信装置14、道路交通信息通信装置15、开关组16的各输入装置;以及发动机控制装置21、制动控制装置22、转向控制装置23、显示装置24、扬声器·蜂鸣器25的各输出装置。
周围环境识别装置11由拍摄车辆的外部环境而获取图像信息的设置于车厢内的具备固态拍摄元件等的摄影装置(立体摄影机、单目摄影机、彩色摄影机等)、存在于车辆周围的接收来自立体物的反射波的雷达装置(激光雷达、毫米波雷达等)、声纳等(以上,未图示)构成。
周围环境识别装置11基于由摄影装置拍摄的图像信息,例如对距离信息进行公知的分组处理,通过与预先设定了进行分组处理后的距离信息的三维道路形状数据、立体物数据等进行比较,与速度一起提取行车道划分线数据、沿着道路存在的护栏、路边石等侧壁数据、车辆(前行车辆、对向车辆、并行车辆、停车车辆)等立体物(障碍物)距本车辆的相对位置(距离、角度)数据等。在行车道划分线数据中,提取行车道划分线的形状、行车道宽度、行车道宽度方向上的本车位置数据、行车道的在本车前后方向上的凹凸信息(参照图12(b)、图12(c))等。
另外,周围环境识别装置11基于由雷达装置获取到的反射波信息,与速度一起检测反射的立体物所存在的位置(距离、角度)。这样,周围环境识别装置11被设置为行驶环境信息获取机构。
行驶参数检测装置12检测本车辆的行驶信息,具体而言,是车速(也包括各车轮的车轮速度)、前后加速度、横向加速度、转向扭矩、转向角、前右侧悬架行程、前左侧悬架行程、横摆率、加速器开度、节气门开度、以及行驶路面的路面坡度、路面摩擦系数推断值、制动踏板开关的ON-OFF、加速踏板开关的ON-OFF、转向信号开关的ON-OFF、危险警示灯开关的ON-OFF等。这样,行驶参数检测装置12被设置为行驶信息检测机构。
本车位置信息检测装置13例如是公知的导航***,例如接收从GPS[GlobalPositioning System:全球定位***]卫星发出的电波,基于该电波信息、利用加速度传感器和陀螺仪、随着轮胎旋转的车速信号等的自主导航的信息来检测当前位置,在预先存储到闪存、CD(Compact Disc:高密度光盘)、DVD(Digital Versatile Disc:数字多功能光盘)、蓝光(Blu-ray;注册商标)盘、HDD(Hard disk drive:硬盘驱动器)等的地图数据上确定出本车位置。
作为该预先存储的地图数据,具有道路数据和设施数据。道路数据包含:链接的位置信息、种类信息;节点的位置信息、种类信息;弯道曲率(弯道半径)信息;以及节点与链接的连接关系的信息,即,交叉路口信息、道路的分支、汇合地点信息和叉道中的最大车速信息等。设施数据针对每个设施具有多个记录,各记录具有表示作为对象的设施的名称信息、所在位置信息、设施种类(百货公司、商店、餐馆、停车场、公园、车辆故障时的修理地点的区别)信息的数据。并且,如果显示地图位置上的本车位置,操作者输入目的地,则按照规定地运算从出发地到目的地的路径,并显示在显示器、监视器等显示装置24上,另外,利用扬声器·蜂鸣器25进行声音引导而变得感应自如。这样,本车位置信息检测装置13被设置为行驶环境信息获取机构。
车车间通信装置14例如由具有无线LAN等100[m]左右的通信区域的窄域无线通信装置构成,不借由服务器等而与其他车辆进行直接通信,能够进行信息的发送和接收。并且,通过与其他车辆的相互通信来交换车辆信息、行驶信息、交通环境信息等。作为车辆信息,有表示车辆种类(在本方式中为乘用车、卡车、二轮车等种类)的固有信息。另外,作为行驶信息,有车速、位置信息、制动灯的点亮信息、左右转时发出的方向指示器的闪烁信息、在紧急停止时闪烁的危险警示灯的闪烁信息。此外,作为交通环境信息,包含根据道路的交通拥堵信息、施工信息等状况而变化的信息。这样,车车间通信装置14被设置为行驶环境信息获取机构。
道路交通信息通信装置15是所谓的道路交通信息通信***(VICS:VehicleInformation and Communication System:注册商标),成为从FM多路广播、道路上的发射器实时接收交通拥堵或事故、施工、所需时间、停车场的道路交通信息,并将该接收到的交通信息显示在上述的预先存储的地图数据上的装置。这样,道路交通信息通信装置15被设置为行驶环境信息获取机构。
开关组16是有关驾驶员的驾驶辅助控制的开关组,例如由如下开关等构成:以预先设定了速度的恒定速度进行行驶控制的开关、或者用于将与前行车辆的行车间距、车头时距维持在预先设定的恒定值而进行追随控制的开关;将行驶行车道维持在设定行车道而进行行驶控制的行车道保持控制的开关;进行防止脱离行驶行车道的控制的行车道脱离防止控制的开关;执行前行车辆(超车对象车辆)的超车控制的超车控制执行许可开关;用于执行协调地进行这些全部控制的自动驾驶控制的开关;设定这些各个控制所需要的车速、行车间距、车头时距、限制速度等的开关、或者解除这些各个控制的开关。
发动机控制装置21是基于例如吸入空气量、节气门开度、发动机水温、吸气温度、氧浓度、曲轴角、加速器开度、其他车辆信息,进行针对车辆的发动机(未图示)的燃料喷射控制、点火时期控制、电子控制节流阀的控制等主要控制的公知的控制单元。另外,发动机控制装置21构成为,在驱动轮产生规定的滑移的情况下,执行例如以使轮胎的滑移率成为预先设定的目标滑移率的方式使驱动力降低(扭矩下降)的公知的牵引力控制。并且,发动机控制装置21在车辆处于自动驾驶状态时,在从行驶控制部10向上述各自动驾驶控制(防止与障碍物等碰撞的碰撞防止控制、定速行驶控制、追随行驶控制、行车道保持控制、行车道脱离防止控制、其他超车控制等)输入所需要的加速度(要求加速度)的情况下,基于该要求加速度运算驱动扭矩(自动驾驶要求扭矩),进行将该自动驾驶要求扭矩作为目标扭矩的发动机控制。
制动控制装置22是基于例如制动开关、四个轮的车轮速度、转向角、横摆率、其他车辆信息,能够与驾驶员的制动操作独立地控制四轮的制动装置(未图示),且进行公知的ABS控制、作为利用各车轮的制动驱动力差对车辆附加横摆力矩而控制车辆的转向运动的第二不稳定行为抑制机构的防侧滑控制等控制对车辆附加的横摆力矩的横摆制动控制的公知的控制单元。
另外,在车辆处于自动驾驶状态时,制动控制装置22在从行驶控制部10向上述各自动驾驶控制(防止与障碍物等碰撞的碰撞防止控制、定速行驶控制、追随行驶控制、行车道保持控制、行车道脱离防止控制、其他超车控制等)输入需要的减速度(要求减速度)的情况下,基于该要求减速度设定各轮制动器的车轮液压缸的目标液压,进行制动控制。
转向控制装置23是基于例如车速、转向扭矩、转向角、横摆率、其他车辆信息,控制由设置于车辆的转向***的电动转向马达(未图示)产生的辅助扭矩的公知的控制装置。另外,转向控制装置23能够进行将上述行驶行车道维持在设定行车道而进行行驶控制的行车道保持控制、进行防止从行驶行车道脱离的脱离防止控制的行车道脱离防止控制、协调地执行这些的自动驾驶转向控制,通过行驶控制部10运算这些行车道保持控制、行车道脱离防止控制、自动驾驶转向控制所需要的转向角或者转向扭矩而将其输入到转向控制装置23,根据所输入的控制量来驱动控制电动转向马达。
显示装置24例如是监视器、显示器、警示灯等对驾驶员进行视觉上的警示、通知的装置。另外,扬声器·蜂鸣器25是对驾驶员进行听觉上的警告、通知的装置。
行驶控制部10基于来自上述各装置11~16的各输入信号,协调地进行防止与障碍物等碰撞的碰撞防止控制、定速行驶控制、追随行驶控制、行车道保持控制、行车道脱离防止控制、其他超车控制等而执行自动驾驶控制等。行驶控制部10在车辆处于自动驾驶状态时,检测本车辆的侧倾方向和横摆方向中的至少一方的不稳定行为,检测驾驶员的方向盘的保持状态。并且,通过执行根据本车辆的不稳定行为和驾驶员的方向盘保持状态的检测结果校正转向角、以及选择预定的车轮而施加制动力中的至少一方,从而抑制本车辆的不稳定行为。这样,行驶控制部10构成为具有作为不稳定行为检测机构、方向盘保持状态检测机构、第一不稳定行为抑制机构、第二不稳定行为抑制机构、车辆行为控制机构的功能。
接下来,基于图2~图4说明利用行驶控制部10执行的自动驾驶控制中的侧倾方向车辆行为控制程序。
首先,在步骤(以下简称为“S”)101中,判定车辆是否处于自动驾驶状态,在没有处于自动驾驶状态的情况下,进入后述的S137的自动制动控制,在处于自动驾驶状态的情况下,进入S102。
如果进入S102,则执行驾驶员的方向盘的保持状态的检测处理。具体而言,在转向扭矩超过预先通过实验、计算等设定了的阈值的情况下,判定为驾驶员正在保持方向盘。或者,在检测到转向扭矩超过预先通过实验、计算等设定了的阈值并且作为转向的频率分析的结果、以预先通过实验、计算等设定了的频率以上的频率进行转向的情况下,判定为驾驶员正在保持方向盘。
接着,进入S103,判定驾驶员是否正在保持方向盘,在驾驶员正在保持方向盘的情况下,进入后述的S137的自动制动控制,在驾驶员没有保持方向盘(松手)的情况下,进入S104。
如果进入S104,则基于由前右侧悬架行程传感器检测到的前右侧悬架行程STr和由前左侧悬架行程传感器检测到的前左侧悬架行程STl,例如如以下所示地执行转向方向和侧倾的倾斜方向的判定。
·在STr>STc且STr-STl>ΔSTc的情况下,侧倾为左倾斜,转弯内侧为右,因此判定为右(以下,符号记为“-”)转向状态。这里,STc、ΔSTc是预先通过实验、计算等而设定的阈值。
·在STl>STc且STl-STr>ΔSTc的情况下,侧倾为右倾斜,转弯内侧为左。因此判定为左(以下,符号记为“+”)转向状态。
接下来,进入S105,判定侧倾是否为左倾斜,在侧倾为左倾斜的情况下,进入S106,判定侧倾是否为右倾斜。
在该S106的判定结果是判定为侧倾为右倾斜的情况下(即,即使在S105中判定为左倾斜,在S106中判定为右倾斜的情况下),进入S107,以不进行侧倾校正的方式将侧倾校正执行增益Gs设定为“0”,进入S112。即,该侧倾校正执行增益Gs与后述的校正角度相乘而成为决定校正角度的方向的增益。
在S106的判定的结果是判定为侧倾不为右倾斜的情况下,进入S108,将侧倾校正执行增益Gs设定为“+1”,进入S112。
另一方面,在上述S105的判定的结果是判定为侧倾不是左倾斜的情况下(即,判定为右倾斜的情况下),进入S109,判定侧倾是否为右倾斜。
在S109中,在判定为侧倾不是右倾斜的情况下(即,即使在S105中判定为右倾斜,在S109中没有判定为右倾斜的情况下),进入S110,以不进行侧倾校正的方式将侧倾校正执行增益Gs设定为“0”,进入S112。
相反,在S109判定为侧倾是右倾斜的情况下,进入S111,将侧倾校正执行增益Gs设定为“-1”,进入S112。
如果在S107、S108、S110、S111中设定侧倾校正执行增益Gs而进入S112,则根据由右前轮车轮速度传感器检测到的右前轮车轮速度Vfr和由左前轮车轮速度传感器检测到的左前轮车轮速度Vfl执行平均车速Vave(=(Vfr+Vfl)/2)的计算。
然后,进入S113,针对右前轮,执行从右前轮车轮速度Vfr中减去了平均车速Vave而得到的值的绝对值|Vfr-Vave|与通过预实验、计算等设定的阈值Vc之间的比较。
在该比较的结果是|Vfr-Vave|>Vc的情况下,判定为右前轮抬起而进入S114~S117,在|Vfr-Vave|≤Vc的情况下,判定为右前轮处于接触地面的状态而进入S118~S121。
首先,如果由于|Vfr-Vave|>Vc而判定为右前轮抬起而进入S114,则设定侧倾校正横向加速度感应增益Ggyr。
例如,如图7所示,以由横向加速度传感器检测到的实际的横向加速度的绝对值|Gy|越大则校正值变得越小的方式,预先通过实验、计算以曲线图等来设定该侧倾校正横向加速度感应增益Ggyr。
在S114之后进入S115,设定侧倾校正车速感应增益Gvr。
例如,如图8所示,以由车速传感器检测到的车速V越大则校正值变得越小的方式,预先通过实验、计算以曲线图等设定该侧倾校正车速感应增益Gvr。
在S115之后进入S116,设定侧倾校正转向角感应增益Gδr。
例如,如图9所示,以由转向角传感器检测到的实际的转向角的绝对值|δ|越大则校正值变得越小的方式,预先通过实验、计算以曲线图等来设定该侧倾校正转向角感应增益Gδr。
在S116之后进入S117,设定侧倾校正横摆率变化感应增益Gγr。在该情况下,由于右前轮在上述S113中被判定为抬起,所以认为不考虑来自接地路面的横摆率的变化也没有问题,所以将Gγr设定为1。
另一方面,在S113中,如果判定为|Vfr-Vave|≤Vc,判定为右前轮处于接触地面的状态而进入S118,则与S114同样地设定侧倾校正横向加速度感应增益Ggyr。以与上述S114中说明的特性同样的、图7所示的曲线图等来设定该侧倾校正横向加速度感应增益Ggyr。
接着,进入S119,与S115同样地设定侧倾校正车速感应增益Gvr。也以与上述S115中说明的特性同样的、图8所示的曲线图等来设定该侧倾校正车速感应增益Gvr。
接下来,进入S120,与S116同样地设定侧倾校正转向角感应增益Gδr。也以与上述的S116中说明的特性同样的、图9所示的曲线图等来设定该侧倾校正转向角感应增益Gδr。
接着,进入S121,设定侧倾校正横摆率变化感应增益Gγr。在该情况下,由于右前轮在上述S113中被判定为接触地面,所以考虑到来自路面的影响,参照在左转向时(参照图10(a))和右转向时(参照图10(b))大致左右对称的特性的曲线图进行设定。即,在修正转向的方向中,在该方向上横摆率变化的情况下,在该方向上横摆率的变化越大,则使侧倾校正横摆率变化感应增益Gγr越小的方式进行设定。在图10(a)的例子中,在向左方向转向时,在左方向上横摆率变化的情况下,以在该方向上横摆率的变化越大,则使侧倾校正横摆率变化感应增益Gγr越小的方式进行设定。相反,在图10(b)的例子中,在向右方向转向时,在右方向上横摆率变化的情况下,以在该方向上横摆率的变化越大,则使侧倾校正横摆率变化感应增益Gγr越小的方式进行设定。
在上述S114~S117或者S118~S121中,在设定了侧倾校正横向加速度感应增益Ggyr、侧倾校正车速感应增益Gvr、侧倾校正转向角感应增益Gδr、侧倾校正横摆率变化感应增益Gγr之后,进入S122,例如利用以下的(1)式算出与右前轮的侧倾状况对应的修正转向角Δθfr。
Δθfr=Gs·Ggyr·Gvr·Gδr·Gγr···(1)
然后,进入S123,针对左前轮,执行从左前轮车轮速度Vfl中减去了平均车速Vave而得到的值的绝对值|Vfl-Vave|与预先通过实验、计算等设定的阈值Vc之间的比较。
在该比较的结果是|Vfl-Vave|>Vc的情况下,判定为左前轮抬起而进入S124~S127,在|Vfl-Vave|≤Vc的情况下,判定为左前轮处于接触地面的状态而进入S128~S131。
首先,如果由于|Vfl-Vave|>Vc而判定为左前轮抬起而进入S124,则与S114同样地设定侧倾校正横向加速度感应增益Ggyr。以与上述S114中说明的特性同样的、图7所示的曲线图等来设定该侧倾校正横向加速度感应增益Ggyr。
接着,进入S125,与S115同样地设定侧倾校正车速感应增益Gvr。也以与上述S115中说明的特性同样的、图8所示的曲线图等来设定该侧倾校正车速感应增益Gvr。
接下来,进入S126,与S116同样地设定侧倾校正转向角感应增益Gδr。也以与上述S116中说明的特性同样的、图9所示的曲线图等来设定该侧倾校正转向角感应增益Gδr。
接着,如果进入S127,则设定侧倾校正横摆率变化感应增益Gγr。
在该S127中,与上述S117同样地,由于左前轮在上述S123中被判定为抬起,所以认为不考虑来自接地路面的横摆率的变化也没有问题,因此将Gγr设定为1。
另一方面,如果在S123中判定为|Vfl-Vave|≤Vc,判定为左前轮处于接触地面的状态而进入S128,则与S114同样地设定侧倾校正横向加速度感应增益Ggyr。以与上述S114中说明的特性同样的、图7所示的曲线图等来设定该侧倾校正横向加速度感应增益Ggyr。
接着,进入S129,与S115同样地设定侧倾校正车速感应增益Gvr。也以与上述S115中说明的特性同样的、图8所示的曲线图等来设定该侧倾校正车速感应增益Gvr。
接下来,进入S130,与S116同样地设定侧倾校正转向角感应增益Gδr。也以与上述S116中说明的特性同样的、图9所示的曲线图等来设定该侧倾校正转向角感应增益Gδr。
接着,进入S131,设定侧倾校正横摆率变化感应增益Gγr。此时,由于左前轮在上述S123中被判定为接触地面,所以与上述S121同样地,考虑到来自路面的影响,参照在左转向时(参照图10(a))和右转向时(参照图10(b))大致对称的特性的曲线图进行设定。
在上述S124~S127或者S128~S131中,在设定了侧倾校正横向加速度感应增益Ggyr、侧倾校正车速感应增益Gvr、侧倾校正转向角感应增益Gδr、侧倾校正横摆率变化感应增益Gγr之后,进入S132,例如利用以下的(2)式算出与左前轮的侧倾状况对应的修正转向角Δθfl。
Δθfl=Gs·Ggyr·Gvr·Gδr·Gγr···(2)
接着,进入S133,设定侧倾校正横向位置增益Gpr。
如图11所示,参照根据从转向方向和利用周围环境识别装置11的图像信息求出的本车辆在行车道内的宽度方向的横向位置而预先通过实验、计算等求出的曲线图等来设定该侧倾校正横向位置增益Gpr。
具体而言,在左转向时(参照图11(a))和右转向时(参照图11(b)),以行车道中央为中心轴,设定成大致左右对称的特性的曲线图。并且,在左转向的情况下(参照图11(a)),越靠左行驶时,以修正转向变小的方式将侧倾校正横向位置增益Gpr设定得越小,以便通过修正转向而不发生从左行车道划分线脱离的行车道脱离。同样地,在右转向的情况下(参照图11(b)),越靠右行驶时,以修正转向变小的方式将侧倾校正横向位置增益Gpr设定得越小,以便通过修正转向而不发生从右行车道划分线脱离的行车道脱离。
在S133中设定了侧倾校正横向位置增益Gpr之后,进入S134,设定行车道状况侧倾校正增益Gir。
如图12所示,参照根据从周围环境识别装置11的图像信息求出的行进路上的预先设定的前方注视距离(例如,(车速×设定时间)的距离)中的凹凸状况而预先通过实验、计算等求出的曲线图(图12(a))等来设定该行车道状况侧倾校正增益Gir。
即,认为在路面凹陷的部位(图12(b))、路面突出的部位(图12(c))容易发生侧倾,另外,特别是在路面突出的部位中,与路面凹陷的部位相比,直接受到突出的路面的凸起的影响而发生大的侧倾,因此将行车道状况侧倾校正增益Gir设定为较大的值。
在S134中设定了行车道状况侧倾校正增益Gir之后,进入S135,例如利用以下的(3)式,算出转向角侧倾校正量Δθr,将其输出到转向控制装置23,校正当前的转向角。
·右修正转向角时···
Δθr=Gpr·Gir·(Δθfr)···(3)
·左修正转向角时···
Δθr=Gpr·Gir·(Δθfl)···(3)
然后,进入S136时,例如利用以下的(4)式判定车辆的侧倾方向的不稳定行为是否收敛。
|STr-STl|≤STc···(4)
这里,STc是预先通过实验、计算等求出的侧倾方向车辆行为的收敛判定值。
并且,在能够判定为上述(4)式成立,而侧倾方向的车辆不稳定行为逐渐收敛的情况下,退出程序。
相反,在上述(4)式不成立的情况下,且在判定为侧倾方向的车辆不稳定行为没有逐渐收敛的情况下,进入S137,执行自动制动控制,退出程序。
应予说明,在本实施方式中,为了算出用于修正侧倾方向的车辆不稳定行为的转向角侧倾校正量Δθr,使用侧倾校正横向加速度感应增益Ggyr、侧倾校正车速感应增益Gvr、侧倾校正转向角感应增益Gδr、侧倾校正横摆率变化感应增益Gγr、侧倾校正横向位置增益Gpr、行车道状况侧倾校正增益Gir,但也可以不使用所有的这些来求出转向角侧倾校正量Δθr,而是选择性地使用任一个或者多个增益来求出转向角侧倾校正量Δθr。
接下来,利用图5的流程图说明在上述S137中执行的自动制动控制程序。
首先,在S201中,利用车辆的运动模型,例如利用以下(5)式算出目标横摆率γt。
γt=(1/(1+T·s))·Gγδ·δ···(5)
这里,T为时间常数,s为拉普拉斯算子,Gγδ为横摆率定常增益,时间常数T、横摆率定常增益Gγδ例如利用以下的(6)、(7)式运算。
T=(m·Lf·V)/(2·L·CPr)···(6)
Gγδ=1/(1+A0·V2)·V/L···(7)
这里,m为车辆质量,Lf为前轴与重心之间的距离,L为轴距,CPr为后等效侧抗刚度(リア等価コーナリングパワー),A0为车辆固有的稳定系数。
接着,进入S202,利用以下(8)式运算横摆率偏差Δγ。
Δγ=γ-γt···(8)
接下来,进入S203,判定横摆率偏差的绝对值|Δγ|是否为预先通过实验、计算等求出的阈值γDc1以下(|Δγ|≤γDc1)。该γDc1成为判断是否对车辆附加横摆力矩的不灵敏区的阈值,在|Δγ|≤γDc1的情况下,当前的车辆行为为大致中性转向趋势,判定为不需要对车辆附加横摆力矩而退出程序。
在|Δγ|>γDc1的情况下,进入S204,判定车辆是否处于转向过度趋势。在本实施方式中,例如,通过比较目标横摆率的绝对值|γt|与实际横摆率的绝对值|γ|进行判定,在目标横摆率的绝对值|γt|小于实际横摆率的绝对值|γ|的情况下判定为车辆处于转向过度趋势。在因|γt|<|γ|而判定为转向过度时,进入S205,例如根据横摆率偏差Δγ算出制动力FB,选择转弯外侧车轮,另外,算出与检测到的侧倾角和车速对应的制动力,对制动控制装置22进行指示以附加制动力。
相反,在S204中,如果因|γt|>|γ|而没有判定为转向过度,即,转向不足趋势,则进入S206,例如根据横摆率偏差Δγ算出制动力FB,选择转弯内侧车轮,另外,算出与检测到的侧倾角和车速对应的制动力,对制动控制装置22进行指示以附加制动力。
接下来,利用图6说明由行驶控制部10执行的自动驾驶控制中的横摆方向车辆行为控制程序。
首先,在S301中,判定车辆是否处于自动驾驶状态,在没有处于自动驾驶状态的情况下,进入S137(与上述侧倾方向车辆行为控制程序相同)的自动制动控制,在处于自动驾驶状态的情况下,进入S302。
如果进入S302,则执行驾驶员的方向盘的保持状态(与上述侧倾方向车辆行为控制程序的S102相同)的检测处理。
接着,进入S303,判定驾驶员是否正在保持方向盘,在驾驶员正在保持方向盘的情况下,进入S137的自动制动控制,在驾驶员没有保持方向盘(松手)的情况下,进入S304。
如果进入S304,则例如利用上述(5)式运算目标横摆率γt。
接着,进入S305,利用上述(8)式运算横摆率偏差Δγ。
接下来,进入S306,判定横摆率偏差的绝对值|Δγ|是否为预先通过实验、计算等求出的阈值γDc2以下(|Δγ|≤γDc2)。该γDc2成为不灵敏区的阈值,在|Δγ|≤γDc2的情况下,判定为当前的车辆行为为大致中性转向趋势,无需对车辆附加横摆力矩而退出程序。
在|Δγ|>γDc2的情况下,进入S307,判定车辆是否处于转向过度趋势。在本实施方式中,例如如上所述,通过比较目标横摆率的绝对值|γt|与实际横摆率的绝对值|γ|来判定,在目标横摆率的绝对值|γt|小于实际横摆率的绝对值|γ|的情况下判定为车辆处于转向过度趋势。
并且,在S307中,如果因|γt|<|γ|而判定为转向过度,则进入S308,设定转向角横摆校正基本量Δθoγ。例如,参照预先通过实验、计算等设定的与车速对应的曲线图来设定横摆校正车速感应增益Gvγ(参照图13),利用以下的(9)式算出该转向角横摆校正基本量Δθoγ。
Δθoγ=Gvγ·|Δγ|···(9)
然后,进入S309,设定横摆校正行车道横向位置增益Gpγ。如图14所示,参照根据从周围环境识别装置11的图像信息求出的本车辆在行车道内的宽度方向的横向位置而预先通过实验、计算等求出的曲线图等来设定该横摆校正行车道横向位置增益Gpγ。具体而言,在车辆处于转向过度趋势的情况下,在靠近转弯外侧行驶的情况下,在进行应该修正转向过度趋势的校正的情况下(参照图16的转向过度),为了防止从转弯外侧脱离行车道,越从行车道中央靠近转弯外侧行驶,将控制量设定得越小。
接着,进入S310,例如利用以下(10)式算出转向角横摆校正量Δθγ,向减小该转向角横摆校正量Δθγ的方向将其输出到转向控制装置23,校正当前的转向角。
Δθγ=Gpγ·Δθoγ···(10)
另一方面,在上述S307中,如果因|γt|>|γ|而判定为没有转向过度,即,判定为转向不足趋势,则进入S311,设定转向角横摆校正基本量Δθoγ。例如,参照预先通过实验、计算等设定的与车速对应的曲线图来设定横摆校正车速感应增益Gvγ(参照图13),并且利用上述(9)式算出该转向角横摆校正基本量Δθoγ。
然后,进入S312,设定横摆校正行车道横向位置增益Gpγ。如图15所示,参照根据从周围环境识别装置11的图像信息求出的本车辆在行车道内的宽度方向的横向位置而预先通过实验、计算等求出的曲线图等来设定该横摆校正行车道横向位置增益Gpγ。具体而言,在车辆处于转向不足趋势的情况下,在靠近转弯内侧行驶时,在进行应该修正转向不足趋势的校正的情况下(参照图16的转向不足),为了防止从转向外侧脱离行车道,越从行车道中央靠近转弯内侧行驶,将控制量设定得越小。
接着,进入S313,例如利用上述(10)式运算转向角横摆校正量Δθγ,向增大该转向角横摆校正量Δθγ的方向将其输出到转向控制装置23,校正当前的转向角。
在上述S310或者S313中,在向转向控制装置23输出转向角横摆校正量Δθγ之后,进入S314,再次利用上述(5)式算出目标横摆率γt。
接着,进入S315,利用上述(8)式运算横摆率偏差Δγ。
然后,进入S316,判定横摆率偏差的绝对值|Δγ|是否为预先通过实验、计算等求出的阈值γDcc以下(|Δγ|≤γDcc)。这里,阈值γDcc是预先通过实验、计算等求出的横摆方向的车辆行为的收敛判定值。
在该S316的判定的结果是|Δγ|≤γDcc的情况下,判定为横摆方向的车辆的不稳定行为收敛,退出程序。
相反,在|Δγ|>γDcc的情况下,在判定为横摆方向的车辆的不稳定行为没有收敛的情况下,进入S137,执行自动制动控制而退出程序。
由此,根据本发明的实施方式,在车辆处于自动驾驶状态下,通过执行如下两个控制中的至少一方来抑制本车辆的不稳定行为,其一是检测本车辆的侧倾方向和横摆方向中的至少一方的不稳定行为,并检测驾驶员的方向盘的保持状态,从而根据本车辆的不稳定行为和驾驶员的方向盘保持状态的检测结果校正转向角,其二是选择规定的车轮附加制动力。因此,在具备自动驾驶功能的车辆中,在驾驶员正在进行转向操作的情况下,能够在不给驾驶员带来不舒适感的情况下,以抑制车辆的侧倾方向和/或横摆方向的不稳定行为的方式进行驾驶辅助,另外,在驾驶员没有进行转向操作的情况下,能够使最适于抑制不稳定行为的执行器动作而迅速抑制车辆的不稳定行为。
Claims (6)
1.一种车辆的行驶控制装置,其特征在于,具备获取本车辆行驶的行驶环境信息的行驶环境信息获取机构和检测本车辆的行驶信息的行驶信息检测机构,并且基于所述行驶环境信息和所述本车辆的行驶信息执行自动驾驶控制,所述车辆的行驶控制装置具备:
不稳定行为检测机构,其检测本车辆的侧倾方向和横摆方向中的至少一方的不稳定行为;
方向盘保持状态检测机构,其检测驾驶员的方向盘保持状态;
第一不稳定行为抑制机构,其对转向角进行校正来抑制检测到的本车辆的所述不稳定行为;
第二不稳定行为抑制机构,其选择预定的车轮附加制动力来抑制检测到的本车辆的所述不稳定行为;以及
车辆行为控制机构,其根据本车辆的所述不稳定行为和所述驾驶员的方向盘保持状态的检测结果使所述第一不稳定行为抑制机构和所述第二不稳定行为抑制机构自如动作。
2.根据权利要求1所述的车辆的行驶控制装置,其特征在于,在检测到车辆处于驾驶员保持方向盘的状态的情况下,所述车辆行为控制机构不使所述第一不稳定行为抑制机构动作而是使所述第二不稳定行为抑制机构动作来抑制检测到的本车辆的所述不稳定行为。
3.根据权利要求1或2所述的车辆的行驶控制装置,其特征在于,在无法使所述第一不稳定行为抑制机构动作而抑制本车辆的所述不稳定行为的情况下,所述车辆行为控制机构除了使所述第一不稳定行为抑制机构动作以外还使所述第二不稳定行为抑制机构动作来抑制本车辆的所述不稳定行为。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的车辆的行驶控制装置,其特征在于,在检测到的本车辆的所述不稳定行为是侧倾方向的不稳定行为的情况下,
所述第一不稳定行为抑制机构至少根据侧倾转向的方向、车轮的抬起和接触地面的状态以及所述本车辆的行驶信息来算出所述转向角的校正量。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的车辆的行驶控制装置,其特征在于,在检测到的本车辆的所述不稳定行为是横摆方向的不稳定行为的情况下,
所述第一不稳定行为抑制机构对利用车辆模型得到的目标转向行为与实际的转向行为进行比较,并算出所述转向角的校正量,以使所述目标转向行为与实际的转向行为一致。
6.根据权利要求4或5所述的车辆的行驶控制装置,其特征在于,所述第一不稳定行为抑制机构根据由所述行驶环境信息获取机构获取到的行车道信息进一步校正所述转向角的校正量。
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