CN108657179A - 车辆的行驶控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的车辆的行驶控制装置在使本车辆高精度地追随目标路线的同时降低与驾驶员的操舵操作的干扰。利用扭矩转角控制切换部监视目标路线的曲率的变化，当曲率的变化率比预定的阈值小时，由扭矩控制部执行将转角变化抑制为比较缓和，不给驾驶员带来拘束感、不适感的转向控制。同时，由制驱动力控制部基于本车辆的对于目标路线的偏移量计算附加于本车辆的横摆力矩，通过第二马达和第三马达控制左右轮间的制驱动力分配，补偿转向控制中的本车辆的对于目标路线的位置偏移。另一方面，当目标路线的曲率的变化率为阈值以上时，从基于扭矩控制部的转向控制切换到由转角控制部进行的基于目标转向角与实转角的偏差的转向控制，防止本车辆从目标路线脱离。

Description

车辆的行驶控制装置
技术领域
本发明涉及以使本车辆沿着目标路线行驶的方式进行控制的车辆的行驶控制装置。
背景技术
对于汽车等车辆，通过转向控制使本车辆沿着目标路线行驶的驾驶辅助控制、自动驾驶控制的技术被开发并实用化。
例如，在专利文献1中公开了如下技术：通过转向角的反馈控制来设定第一转向力，通过基于目标转向角与车辆状态量的转向力的前馈控制来设定第二转向力，并根据行驶状况而使第一转向力与第二转向力的比率变化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-36757号公报
发明内容
技术问题
在专利文献1公开的转向控制的技术中，对于高速道路等，设置为使第一转向力的控制分担比增大，使本车辆沿着目标行驶位置行驶的辅助等级变高。然而，基于第一转向力的转向控制的辅助等级高的部分，具有由于超控而容易对驾驶员操作产生干扰，容易给驾驶员带来拘束感、不适感的问题。
对此，基于第二转向力的转向控制，虽然能够减小给驾驶员带来的拘束感、不适感，但是没有转向角的反馈的部分，由于外部干扰、车辆应答延迟等不确定因素而容易积累针对目标路线的偏差。因此，在以往的驾驶辅助中的转向控制中，难以兼顾对目标路线的追随精度和对驾驶员操作的干扰的降低。
本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种能够在使本车辆高精度地追随目标路线的同时，降低与驾驶员的操舵操作的干扰的车辆的行驶控制装置。
技术方案
本发明的一个形态的车辆的行驶控制装置进行控制以使本车辆沿目标路线行驶，该车辆的行驶控制装置具备：目标转向角计算部，其基于上述目标路线的形状计算前馈控制的目标转向角；扭矩控制部，其根据上述目标转向角计算在优先驾驶员的超控的同时，使本车辆追随上述目标路线的追随扭矩，以计算出的上述追随扭矩来控制转向***；转角控制部，其计算上述目标转向角与实转角的转角偏差，基于计算出的上述转角偏差来控制上述转向***；扭矩转角控制切换部，其基于上述目标路线的形状，对基于上述扭矩控制部进行的转向控制与基于上述转角控制部进行的转向控制进行切换；以及制驱动力控制部，其基于以消除本车辆相对于上述目标路线的偏移量的方式使本车辆行驶的反馈控制量，计算附加于本车辆的横摆力矩，基于计算出的上述横摆力矩来控制车轮的制驱动力分配。
技术效果
根据本发明，能够在使本车辆高精度地追随目标路线的同时，降低与驾驶员的操舵操作的干扰。
附图说明
图1是车辆的整体构成图。
图2是控制单元的功能模块说明图。
图3是车道的各曲率成分的说明图。
图4是本车辆的被推定车辆轨迹与目标路线的车宽度方向上的位置的偏移量的说明图。
图5是相对于目标路线的偏航角的说明图。
图6是示出控制扭矩的特性映射图的一例的说明图。
图7是示出根据目标路线与本车位置在本车辆的宽度方向上的偏移量设定的附加横摆力矩的特性映射图的一例的说明图。
图8是示出根据目标路线与本车位置在本车辆的宽度方向上的偏移量设定的附加横摆力矩的特性映射图的一例的说明图。
图9是示出根据目标路线的行进方向与本车辆的行进方向的角度的偏移量设定的附加横摆力矩的特性映射图的一例的说明图。
图10是示出目标路线追随控制的程序处理的流程图。
图11是示出基于扭矩控制的对目标路线的追随行驶的说明图。
图12是示出基于转角控制的防止从目标路线逃离的说明图。
符号说明
1…本车辆2…驱动***3…转向***17…第二马达18…第三马达26…第二马达控制部27…第三马达控制部39…电动动力转向装置40…转向控制部41…行驶环境识别装置50…控制单元50a…行驶路径信息获取部50b…目标转向角计算部50c…扭矩控制部50d…转角控制部50e…扭矩转角控制切换部50f…制驱动力控制部
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施方式。
在图1中，符号1表示本车辆，符号2表示本车辆1的驱动***，符号3表示本车辆1的转向***。驱动***2是能够进行四轮驱动的构成，具备由引擎11、离合器机构12、第一马达13、变速器14、减速装置15、驱动轮(左前轮16fl、右前轮16fr)构成的前轮驱动力传送路径，以及由第二马达17、第三马达18、减速装置(左减速装置19rl、右减速装置19rr)和驱动轮(左后轮20rl、右后轮20rr)构成的后轮驱动力传送路径。
在前轮驱动力传送路径中，引擎11和第一马达13的驱动力经由变速器14和减速装置15被传送到前侧的驱动轮(左前轮16fl、右前轮16fr)。另外，在后轮驱动力传送路径中，第二马达17的驱动力经由右减速装置19rr被传送到右后轮20rr，第三马达18的驱动力经由左减速装置19rl被传送到左后轮20rl。
第一马达13由蓄积在电池装置21的电力而被驱动，另外，通过引擎11的输出转矩旋转而发电，发电而得的电力蓄积在电池装置21。第二马达17和第三马达18通过电池装置21的蓄电电力以及由第一马达13发电而得的电力中的至少一方的电力而被驱动。
电池装置21的状态被电池控制部24监视。电池控制部24检测电池装置21的电压和电流来计算电池的充电状态(State of charge:SOC)，并控制电池装置21的充电状态。
引擎控制部22基于从控制单元50输出的引擎扭矩指令值来控制节气门开度，由此控制引擎11的扭矩。变速器控制部23基于从控制单元50输出的变速指令值来控制变速器14的变速比。应予说明，如后所述，控制单元50是作为以使本车辆1沿着目标路线行驶的方式进行控制的行驶控制装置的中心的装置。
第一马达控制部25、第二马达控制部26以及第三马达控制部27基于从控制单元50输出的第一马达扭矩指令值、第二马达扭矩指令值以及第三马达扭矩指令值分别控制第一马达13、第二马达17以及第三马达18的扭矩。
另一方面，本车辆1的转向***3从方向盘31延伸出有转向轴31a，转向轴31a的前端通过由万向节32a以及连接轴32b构成的连接部32而与从转向齿轮箱34突出的副齿轮轴35连结。
横拉杆36fl从转向齿轮箱34朝向左前轮16fl延伸出，另一方面，横拉杆36fr从转向齿轮箱34朝向右前轮16fr延伸出。横拉杆36fl、36fr的横拉杆端头经由转向节臂37fl、37fr与旋转地支撑各侧的车轮16fl、16fr的桥壳38fl、38fr连结。
另外，在本车辆1的转向***3设置有作为与通过驾驶员的转向输入独立地自由设定转向角的转向装置的电动动力转向(EPS：Electric Power Steering)装置39。该EPS装置39是通过动力转向用马达对周知的齿条助力型等动力转向机构进行驱动的装置，通过未图示的动力转向用马达驱动部进行驱动。动力转向用马达驱动部基于来自于转向控制部40的信号而被控制。
在控制单元50连接有行驶环境识别装置41、导航***42、检测车速V的车速传感器43、检测转向角δ的转向角传感器44等传感器、开关，其中，行驶环境识别装置41由相机装置(立体相机、单眼相机、彩色相机等)、雷达装置(激光雷达、毫米波雷达等)、声纳等构成，检测本车辆所行驶的行驶环境信息，识别行驶环境；导航***42检测本车位置信息(纬度·经度、移动方向等)，进行将本车辆位置显示于地图信息以及进行至目的地的路线引导车速传感器43检测车速V、转向角传感器44检测转向角δ。
行驶环境识别装置41，例如，在由立体相机构成的情况下，该立体相机由以一定间隔安装在车室内的天花板前方，从不同的视点对车外的对象进行立体拍摄的一组相机，和对来自于该相机的图像数据进行处理的立体图像处理装置构成。
行驶环境识别装置41的立体图像处理装置中的，来自于相机的图像数据的处理，例如如下进行。首先，针对由相机拍摄出的本车辆的行进方向的一组立体图像对，从对应的位置的偏移量求出距离信息，并生成距离图像。
对于白线等车道区划线的数据识别，基于白线与路面相比亮度高的常识，评价道路的宽度方向的亮度变化来在图像平面上确定图像平面中的左右车道区划线的位置。该车道区划线在实际空间上的位置(x，y，z)基于图像平面上的位置(i，j)和与该位置相关地算出的视差，即，基于距离信息由公知的坐标换算式算出。将本车辆的位置设定为基准的实际空间的坐标系，在本实施方式中，将相机的中央正下方的路面设定为原点，将车长方向(距离方向)设定为z轴，车宽方向设定为x轴，车高方向设定为y轴(参见图3至图5)。此时，在道路平坦的情况下，x-z平面(y＝0)与路面一致。
另外，行驶环境识别装置41基于表示三维的距离分布的距离图像的数据，根据公知的分组化(grouping)处理，与预先存储的三维道路形状数据、立体物数据等进行比较，提取沿着道路存在的护栏、路边石、中央隔离带等的侧壁数据、车辆等的立体物数据。在立体物数据中求出到立体物的距离和该距离随时间的变化(相对于本车辆的相对速度)。
另外，导航***42是公知的***，例如，接收来自于GPS(Global PositioningSystem：全球定位***)卫星的电波信号来获取车辆的位置信息(纬度、经度)，并从传感器43获取车速，另外，通过地磁传感器或陀螺仪传感器等获取移动方向信息。并且，导航***42具备生成用于实现导航功能的路径信息的导航ECU，以及存储地图信息(供应商数据和预定进行了更新的数据)的地图数据库(以上均没有图示)，导航***42将信息从报知装置(未图示)输出。
导航ECU将到使用者所指定的目的地的路径信息与地图图像重合而在报知装置显示，并且基于检测出的车辆的位置、速度、行驶方向等信息，将车辆的当前位置与报知装置上的地图图像重叠地显示。另外，在地图数据库存储有节点数据、设施数据等构成道路地图所需的信息。节点数据是与构成地图图像的道路的位置以及形状相关的数据，例如包括：包含道路(车道)的宽度方向中心点、道路的分歧点(交叉点)的道路上的点(节点)的坐标(纬度、经度)，包括有该节点的道路的方向、种类(例如，高速道路、干线道路、城市道路等信息)、该节点处的道路的类型(直线区间、圆弧区间(圆弧曲线部)、回旋曲线区间(平缓曲线部))和曲线曲率(或半径)的数据。
并且，控制单元50基于来自于上述各传感器41～44的各输入信号，执行行驶辅助控制，行驶辅助控制基于本车辆1的行驶环境信息来设定本车辆1行驶的目标路线，并使本车辆1沿着目标路线的形状行驶。对该目标路线的行驶辅助控制通过并列执行基于转向***3的EPS装置39的转向控制、和根据驱动***2的第二马达17和第三马达18的横摆力矩控制来实现。
基于EPS装置39的转向控制执行根据方向盘的转向而使本车辆的行进方向沿着目标路线的方向进行指向的前馈控制。对目标路线的转向角根据目标路线的几何学上的形状和车辆的特性唯一地确定，因此对目标路线的转向控制通过方向盘31的动作，车辆在自此以后如何动作可以说是通过视觉上、感觉上传达到驾驶员的人机界面(Human MachineInterface：HMI)的要素来实现。
具体地，控制单元50基于代表目标路线的形状的曲率κ来计算前馈控制的目标转向角δtff，并基于该目标转向角δtff来控制EPS装置39。该基于EPS装置39的转向控制在目标路线的曲线比较平缓的通常行驶时，执行抑制与驾驶员操作之间的干扰而使超控时的操舵感优先的方向盘扭矩的控制(以下记为“扭矩控制”)。另外，在判定为目标路线为急弯，在扭矩控制中响应性不够的情况下，切换为从扭矩控制反馈实转角，而使实转角与目标转向角δtff一致的转向控制(以下记为“转角控制”)。
另一方面，基于第二马达17和第三马达18的横摆力矩控制执行对本车辆针对目标路线的位置偏移进行校正的反馈控制。由于对目标转向角δtff的转向控制而导致本车辆位置从目标路线偏移，原因有外部干扰、车辆的响应延迟等不确定因素，在早期阶段由基于横摆力矩的反馈控制来减少该位置偏移。
该基于横摆力矩的反馈控制相对于具有HMI的要素的转向控制，将信息传达到驾驶员的必要性小，即使传达到驾驶员也只是带来烦扰的情况较多。因此，基于横摆力矩的反馈控制是针对转向控制在后台执行的控制。
具体地，控制单元50以消除本车辆1的针对目标路线的偏移量的方式来计算使本车辆1行驶的反馈控制量，并基于该反馈控制量来计算附加于本车辆1的横摆力矩Mz。并且，经由第二马达17和第三马达18来控制基于横摆力矩Mz的左右轮间的制驱动力分配。
为了实现以上的控制功能，如图2所示，控制单元50具备行驶路径信息获取部50a、目标转向角计算部50b、扭矩控制部50c、转角控制部50d、扭矩转角控制切换部50e和制驱动力控制部50f。
行驶路径信息获取部50a基于从上述的各传感器41～44输入的各信号来识别本车辆行驶的车道，并设定目标路线。在本实施方式中，将行驶车道的中央设定为目标路线。行驶路径信息获取部50a如上所述，基于识别出的车道区划线的位置信息和目标路线的位置信息，例如如下计算目标路线的曲率κ、预先设定的前方注视点(位置)处的本车辆1的宽度方向上的目标路线与本车位置的偏移量Δx、目标路线的行进方向与本车辆1的行进方向的角度的偏移量θt。
如图3所示，目标路线的曲率κ能够通过以下的(1)式计算。在该(1)式中，κl是基于左车道区划线的曲率成分，κr是基于右车道区划线的曲率成分。
κ＝(κl+κr)/2…(1)
这些左右车道区划线的曲率成分κl、κr，具体地，如图3所示那样，对于分别构成左右车道区划线的点，通过由二阶最小二乘法计算出的二次项的系数来确定。例如，在以x＝A·z2+B·z+C的二次式对车道区划线进行拟合的情况下，2·A的值用作曲率成分。需要说明的是，这些车道区划线的曲率成分κl、κr也可以是各自的车道区划线的曲率。
另外，预先设定的前方注视点(位置)处的本车辆1的宽度方向上的目标路线与本车位置的偏移量Δx如图4所示，例如，能够通过以下的(2)式计算。在该(2)式中，xv为车辆的前方注视点(位置)(0，zv)的z坐标处的推定车辆轨迹的x坐标、xl为前方注视点(0，zv)的z坐标处的左车道区划线的x坐标、xr为前方注视点(0，zv)的z坐标处的右车道区划线的x坐标。
Δx＝(xl+xr)/2－xv…(2)
作为前方注视点(0，zv)的前方注视距离(z坐标)的zv，在本实施方式中，通过zv＝tc·V计算。这里，tc是预先设定的预估时间，例如，设定为1.2sec。因此，xv在基于车辆的行驶状态使用车辆的规格、车辆固有的稳定系数As等的情况下，例如，能够通过以下的(3)式计算。这里，(3)式中的Lw为轴距。
xv＝(1/2)·(1/(1+As·V2))·(δ/Lw)·(tc·V)2…(3)
需要说明的是，上述的xv能够使用车速V和横摆率γ，通过以下的(4)式计算，或者也能够基于图像信息通过以下的(5)式计算。
xv＝(1/2)·(γ/V)·(V·tc)2…(4)
xv＝(1/2)·κ·(V·tc)2…(5)
需要说明的是，在将tc设定为0的情况下，如图4中所示，Δx成为与作为在当前时刻的目标路线与本车辆1的位置的偏移量的xi相同的值。在该情况下，例如可以从对于由图像信息得出的车道区划线的各点，通过二阶最小二乘法计算出的常数项(即，利用x＝A·z2+B·z+C式来拟合车道区划线时的C的值)来计算Δx。
并且，目标路线的行进方向与本车辆1的行进方向的角度的偏移量θt，如图5所示，例如，能够通过以下的(6)式计算。这里，(6)式中的θtl是本车辆1的针对左车道区划线的倾斜度，θtr是本车辆1的针对右车道区划线的倾斜度(参见图5)。
θt＝(θtl+θtr)/2…(6)
需要说明的是，这些θtl、θtr，例如可以从对于由图像信息得出的车道区划线的各点通过二阶最小二乘法算出的一次项的系数(即，利用x＝A·z2+B·z+C式来拟合车道区划线时的B的值)计算。
如此，算出的目标路线的曲率κ输出到目标转向角计算部50b和扭矩转角控制切换部50e。另外，预先设定的前方注视点(位置)处的本车辆1的宽度方向上的目标路线与本车位置的偏移量Δx、目标路线的行进方向与本车辆1的行进方向的角度的偏移量θt输出到制驱动力控制部50f。
目标转向角计算部50b基于从行驶路径信息获取部50a输出的目标路线的曲率κ，例如通过以下的(7)式计算前馈控制相对于目标路线的曲率的目标转向角δtff。该目标转向角δtff输出到扭矩控制部50c和转角控制部50d。这里，(7)式中的Gff是通过预先的试验和/或模拟等设定的前馈控制增益。
δtff＝Gff·κ…(7)
扭矩控制部50c基于由目标转向角计算部50b算出的目标转向角δtff来计算实现该目标转向角δtff的EPS装置39的控制扭矩Tff。该控制扭矩Tff是在优先驾驶员的超控的同时用于使本车辆追随目标路线的追随扭矩，是能够将转向维持在不给驾驶员带来不适感的角速度的扭矩。
该控制扭矩Tff例如参照如图6所示的映射图来计算。即，针对目标转向角δtff，在从车辆的规格、车辆固有的特性和/或行驶状态等推定的自回正扭矩呈大致线性地变化的区域，通过实验和/或模拟等预先计算超控时不给驾驶员带来拘束感、不适感的追随扭矩，并作成映射图。并且，参照该映射图将目标转向角δtff变换为控制扭矩Tff。在由扭矩转角控制切换部50e指示执行扭矩控制时，控制扭矩Tff输出到转向控制部40。
转向控制部40将来自于扭矩控制部50c的控制扭矩Tff与预定的扭矩-电流转换增益相乘等而变换为EPS装置39的动力转向用马达的电流指示值，以变换出的电流指示值来驱动动力转向用马达。据此，向转向***3赋予预定的方向盘扭矩，能够使在本车辆的行进方向沿目标路线平缓地追随的同时，还实现驾驶员超控时的操舵感和亲和性高的转向控制。
转角控制部50d计算目标转向角δtff与由转向角传感器44检测出的实转角δr的偏差(转角偏差)δdev，在由扭矩转角控制切换部50e指示从扭矩控制向转角控制进行切换时，以消除转角偏差δdev的方式通过EPS装置39进行转角控制。在该转角控制中，例如，如以下的(8)式所示，基于偏差δdev来计算转角控制扭矩Tfb，并将该转角控制扭矩Tfb输出到转向控制部40。
Tfb＝Kp·δdev+Kd·dδdev/dt+Ki·∫δdevdt…(8)
(8)式所示的转角控制扭矩Tfb是用于通过基于转角偏差δdev的反馈控制，从而使实转角δr与目标转向角δtff一致的操舵扭矩，由以通过预先实验和/或模拟等设定为最佳的比例增益Kp、微分增益Kd、以及积分增益Ki为基础的PID控制来计算。在基于该转角控制扭矩Tfb的转向控制中，存在超控时与驾驶员操作产生干扰而成为大的反作用力的情况。
转向控制部40将来自于转角控制部50d的控制扭矩Tfb与预定的扭矩-电流转换增益相乘等而变换为EPS装置39的动力转向用马达的电流指示值，以变换出的电流指示值来驱动动力转向用马达。据此，向转向***3的动力转向机构赋予与目标转向角δtff和实转角δr的偏差对应的扭矩，能够使本车辆可靠地追随目标路线而防止从目标路线脱离。
扭矩转角控制切换部50e对代表目标路线形状的曲率κ进行监视，基于曲率κ对利用扭矩控制部50c的转向控制和利用转角控制部50d的转向控制选择性地进行切换。在本实施方式中，将目标路线的曲率κ的变化率(曲率变化率)Δκ与预定的阈值κH比较来对扭矩控制和转角控制进行切换。阈值κH是对于扭矩控制的控制扭矩Tff，预先通过实验和/或模拟等求出成为对目标路线的追随界限的曲率变化率Δκ所得的值，例如，作为每个控制扭矩Tff的表格值而保持在控制单元50内。
并且，扭矩转角控制切换部50e在Δκ＜κH的情况下，向扭矩控制部50c指示执行扭矩控制，并且向转角控制部50d指示停止转角控制，另一方面，在成为Δκ≥κH的情况下，向扭矩控制部50c指示停止扭矩控制，并且向转角控制部50d指示执行转角控制，由此将转向控制从扭矩控制切换到转角控制。
即，基于扭矩控制部50c的扭矩控制将在使本车辆沿着目标路线行驶时的转角变化抑制为比较缓和，不给驾驶员带来拘束感、不适感，然而当目标路线的弯道急剧地变化时，有未及时控制而从目标路线脱离的隐患。因此，在正在执行扭矩控制时，曲率κ的变化率Δκ为阈值κH以上的情况下，立即从扭矩控制切换到转角控制，防止从目标路线脱离。
需要说明的是，在本实施方式中，根据目标路线的曲率κ的变化率Δκ对扭矩控制和转角控制进行切换，但也可以以目标路线的曲率κ来对扭矩控制和转角控制进行切换。
另外，即使在目标路线不急剧变化而前方存在障碍物这样的情况等，校正目标路线，并切换到向经校正的路线的转角控制。在向校正路线的转角控制中，例如，基于本车辆相对于障碍物的横摆角以及到与障碍物接触为止的预测时间，计算为了避开障碍物所需的横摆率，并基于该横摆率对目标转向角进行校正。在本车辆可能向车道区划线外脱离的场合也相同。
制驱动力控制部50f基于从行驶路径信息获取部50a输入的本车辆的相对于目标路线的偏移量来计算附加于本车辆1的横摆力矩。该横摆力矩是对转向的前馈控制中的本车辆的相对于目标路线的位置偏移进行补偿的力矩，基于目标路线与本车位置在本车辆的宽度方向上的偏移量Δx、由作用于本车辆的外部干扰产生的目标路线与本车位置在本车辆的宽度方向上的偏移量(Δx的积分值)、以及目标路线的行进方向与本车辆的行进方向的角度的偏移量θt中的至少一个来计算。
在本实施方式中，例如，通过以下的(9)式来计算附加于本车辆1的横摆力矩Mz。
Mz＝Mzx+Mzix+Mzθ…(9)
这里，Mzx是根据预先设定的前方注视点(位置)处的本车辆1的宽度方向上的目标路线与本车位置的偏移量Δx设定的附加横摆力矩，例如，根据通过预先实验和/或模拟等利用图7的映射图所示的特性来进行设定。
另外，Mzix是根据由作用于本车辆的外部干扰产生的目标路线与本车位置在本车辆的宽度方向上的偏移量设定的附加横摆力矩，例如，通过预先实验和/或模拟等利用图8的映射图所示的特性来进行设定。需要说明的是，在本实施方式中，由作用于本车辆的外部干扰产生的目标路线与本车位置在本车辆的宽度方向上的偏移量，例如，通过积分「∫(Δx)dt」的Δx来计算。
并且，Mzθ是根据目标路线的行进方向与本车辆的行进方向的角度的偏移量θt设定的附加横摆力矩，例如，通过预先实验和/或模拟等利用图9的映射图所示的特性来进行设定。
制驱动力控制部50f基于由前述的(9)式算出的附加于本车辆1的横摆力矩Mz(逆时针方向记为“+”)，例如，通过以下的(10)、(11)式计算在第三马达18产生的马达扭矩Trl和在第二马达17产生的马达扭矩Trr。在(10)、(11)式中，rt为车轮半径、d为轮距。
Trl＝－(rt/d)·ΔMz…(10)
Trr＝+(rt/d)·ΔMz…(11)
并且，制驱动力控制部50f将马达扭矩Trl输出到第三马达控制部27，并且将马达扭矩Trr输出到第二马达控制部26，左右轮间的制驱动力分配经由第二马达17和第三马达18控制。据此，产生对转向的前馈控制中的本车辆的相对于目标路线的位置偏移进行补偿的横摆力矩，能够确保对于目标路线的追随精度。
需要说明的是，基于制驱动力控制部50f的左右轮间的制驱动力分配控制主要是以扭矩控制来实施转向控制的状态为对象，但在转向控制从扭矩控制切换到转角控制的情况下，也可以实施左右轮间的制驱动力分配控制，通常，还可以作为对于转向控制的后台控制来执行。
接着，使用图10的流程图来对由控制单元50执行的目标路线追随控制的程序处理进行说明。
在该目标路线追随控制的程序处理，在最初的步骤S100中，作为行驶路径信息获取部50a的处理，识别本车辆行驶的车道，将行驶车道的中央设定为目标路线。行驶路径信息获取部50a基于识别出的车道区划线的位置信息和目标路线的位置信息，通过前述的(1)式计算目标路线的曲率κ，通过(2)式计算预先设定的前方注视点(位置)处的本车辆1的宽度方向上的目标路线与本车位置的偏移量Δx，通过(6)式计算目标路线的行进方向与本车辆1的行进方向的角度的偏移量θt。
然后，在步骤S100中设定了目标路线之后，并列执行步骤S101以后的有关基于EPS装置39的转向控制的处理，以及步骤S201以后的有关基于第二马达17和第三马达18的横摆力矩控制的处理。这里，先对步骤S101以后的有关转向控制的处理进行说明，接着对有关横摆力矩控制的处理进行说明。
作为转向控制的处理，首先，在步骤S101中，作为目标转向角计算部50b的处理，基于前述的(7)式计算前馈控制目标转向角δtff。接着，从步骤S101进入步骤S102，作为扭矩转角控制切换部50e的处理，将目标路线的曲率κ的曲率变化率Δκ与通过预先实验和/或模拟等设定的阈值κH进行比较，根据该比较结果来指示对于扭矩控制部50c的扭矩控制和转角控制部50d的转角控制的执行/停止。
即，步骤S102中的曲率变化率Δκ和阈值κH的比较的结果为曲率变化率Δκ比阈值κH小(Δκ＜κH)的情况下，从步骤S102进入步骤S103，作为扭矩控制部50c的处理，从目标转向角δtff计算控制扭矩Tff(参见图6)。然后，在步骤S104，以扭矩控制来执行基于EPS装置39的转向控制。
另一方面，在步骤S102中，在曲率变化率Δκ为阈值κH以上(Δκ≥κH)的情况下，从步骤S102进入步骤S105，作为转角控制部50d的处理，计算目标转向角δtff与由转向角传感器44检测出的实转角δr的偏差δdev。然后，在步骤S106，通过前述的(8)式来计算基于偏差δdev的控制扭矩Tfb，将该控制扭矩Tfb输出到转向控制部40，由此以转角控制执行基于EPS装置39的转向控制。
相对于以上的转向控制，在基于第二马达17、第三马达18的横摆力矩控制中，在步骤S201，作为制驱动力控制部50f的处理，通过前述的(9)式计算附加于本车辆1的横摆力矩Mz。
接着，进入步骤S202，制驱动力控制部50f通过前述的(10)、(11)式计算在第三马达18产生的马达扭矩Trl，以及在第二马达17产生的马达扭矩Trr的制驱动扭矩。然后，在步骤S203中，通过将马达扭矩Trl、Trr输出到第三马达控制部27、第二马达控制部26，从而执行基于马达控制的横摆力矩控制。
图11示出目标路线的曲率变化小，通过方向盘的扭矩控制与横摆力矩控制从而使本车辆1沿着目标路线L行驶的情况。在该情况下，优先驾驶员超控时的操舵感，将本车辆1的转向的动作抑制得较小(方向盘的操作状态S1→S2→S3→S4)，本车辆1的针对目标路线L的位置偏移以通过附加于本车辆1的横摆力矩Mz而降低的方式进行控制。
另一方面，在目标路线的曲率变化大，判断为不能及时进行对目标路线的追随控制的情况下，如图12所示，转向控制从扭矩控制切换到转角控制。即，基于扭矩控制的目标路线的追随性能以方向盘状态S11→S12为界限时，切换为转角控制，方向盘被大程度转舵，以使本车辆1回归到目标路线L(方向盘状态S13)。本车辆1回归到目标路线以后，成为对基于扭矩控制和横摆力矩控制的目标路线L的通常的追随行驶(方向盘状态S14)。
如此，在本发明的实施方式中，基于本车辆1的行驶环境信息来设定本车辆1行驶的目标路线，并列执行控制本车辆1的转向***的转向控制，以及基于车轮(左右轮间)的制驱动力分配的横摆力矩控制，以使本车辆1沿着目标路线行驶。
此时，在目标路线的曲率变化较小的通常行驶时，针对沿着目标路径的形状的前馈控制的目标转向角，以基于考虑了驾驶员的超控的操舵扭矩进行的扭矩控制来执行转向***，在目标路线的曲率变化变大的情况下，切换到基于反馈控制进行的转角控制，反馈控制是基于目标转向角与实转角的偏差的控制。
据此，在通常行驶时，在对目标转向角的扭矩控制中降低与驾驶员操作的干扰，并且能够利用基于以车轮的制驱动力差产生的横摆力矩的反馈控制在早期阶段校正车辆位置相对于目标路线的偏移，并能够在使本车辆高精度地追随目标路线的同时，降低与驾驶员的操舵操作的干扰。并且，在目标路线的曲率变化变大的情况下，由于切换到基于根据目标转向角与实转角的偏差的反馈控制进行的转角控制，因此能够防止从目标路线脱离而确保安全。
需要说明的是，在本实施方式中，以具备引擎和三个电动马达的混合动力车为例进行了说明，但并不限定于此，例如，在四轮具备轮毂电机的电动汽车或其他形式的混合动力车等中，只要是能够根据左右轮间的制驱动力差将横摆力矩附加于车辆的车辆，当然就能够应用本发明。

Claims (4)

1.一种车辆的行驶控制装置，其特征在于，进行控制以使本车辆沿目标路线行驶，所述车辆的行驶控制装置具备：
目标转向角计算部，其基于所述目标路线的形状计算前馈控制的目标转向角；
扭矩控制部，其根据所述目标转向角计算在优先驾驶员的超控的同时，使本车辆追随所述目标路线的追随扭矩，以计算出的所述追随扭矩来控制转向***；
转角控制部，其计算所述目标转向角与实转角的转角偏差，基于计算出的所述转角偏差来控制所述转向***；
扭矩转角控制切换部，其基于所述目标路线的形状，对基于所述扭矩控制部进行的转向控制与基于所述转角控制部进行的转向控制进行切换；以及
制驱动力控制部，其基于以消除本车辆相对于所述目标路线的偏移量的方式使本车辆行驶的反馈控制量，计算附加于本车辆的横摆力矩，基于计算出的所述横摆力矩来控制车轮的制驱动力分配。
2.如权利要求1所记载的车辆的行驶控制装置，其特征在于，
所述扭矩转角控制切换部基于所述目标路线的曲率，选择性地对基于所述扭矩控制部进行的转向控制与基于所述转角控制部进行的转向控制进行切换。
3.如权利要求2所记载的车辆的行驶控制装置，其特征在于，
所述扭矩转角控制切换部将所述曲率的变化率与预定的阈值进行比较，在所述曲率的变化率比所述阈值小的情况下，执行基于所述扭矩控制部进行的转向控制而停止基于所述转角控制部进行的转向控制；在所述曲率的变化率为所述阈值以上的情况下，停止基于所述扭矩控制部进行的转向控制而执行基于所述转角控制部进行的转向控制。
4.如权利要求1至3任一项所记载的车辆的行驶控制装置，其特征在于，
所述制驱动力控制部将在所述目标路线与本车位置在本车辆的宽度方向上的偏移量、由作用于本车辆的外部干扰产生的所述目标路线与本车位置在本车辆的宽度方向上的偏移量、所述目标路线的行进方向与本车辆的行进方向的角度的偏移量中的至少一个作为对于所述目标路线的偏移量来计算所述横摆力矩。
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