CN110155029A - 车辆的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆的控制装置,能够在从自动驾驶模式向手动驾驶模式切换时,通过转换到适当的变速挡,而避免车辆的加速度急剧地变化。控制装置(100)具有切换控制部(130),当在基于自动驾驶模式的车辆行驶中存在解除该自动驾驶模式而切换为手动驾驶模式的自动驾驶解除请求时,该切换控制部(130)将车辆的行驶模式从自动驾驶模式切换为手动驾驶模式,在从自动驾驶模式切换为手动驾驶模式时,切换控制部(130)进行将自动变速器(TM)的变速挡设定为预先确定的规定富余驱动力的范围内的最高速挡侧的变速挡的变速挡设定控制。

Description

车辆的控制装置
技术领域
本发明涉及车辆的控制装置,尤其涉及能够切换自动驾驶模式与手动驾驶模式的车辆的控制装置。
背景技术
以往,例如,如专利文献1所示,存在如下车辆的控制装置:该车辆的控制装置具有自动驾驶控制部,所述自动驾驶控制部自动控制本车辆的加减速和转向中的至少一方,使得本车辆沿着到达目的地的路径行驶。该车辆的控制装置根据车辆乘员(驾驶员)对切换单元(例如切换开关)的操作而进行自动驾驶模式与手动驾驶模式的切换控制。
在上述那样的从自动驾驶模式向手动驾驶模式的切换请求时,以往,没有进行与此时的车辆的驱动力、油门开度等对应的适当的变速挡(齿轮级)的设定。因此,在从自动驾驶模式切换向手动驾驶模式时,由于进行手动驾驶模式下的自动变速器的变速控制,因此,有时会产生变速挡转换时的变速震动。此外,在车辆的乘员(驾驶员)接管车辆的操作时,例如有时油门踏板的踩下操作的操作量等并不是适当的操作量。因此,尤其是在驾驶员进行了油门踏板的急剧的踩下操作的情况下等,由于车辆的驱动力变得过大,因此,有时会产生车辆急剧地加速、车速急剧增加或者与前方车辆之间的间隔变短等不良情况。
专利文献1:日本特开2017-146819号公报
发明内容
本发明是鉴于上述内容而完成的,其目的在于提供一种车辆的控制装置,能够在从自动驾驶模式切换向手动驾驶模式时,通过进行适当的变速挡的设定,而避免车辆的加速度急剧地变化。
为了达成上述目的,本发明的车辆的控制装置(100)能够切换并进行自动驾驶模式和手动驾驶模式,该自动驾驶模式是自动控制车辆(1)的转向和加减速中的至少加减速的模式,该手动驾驶模式是根据乘员的操作来控制所述车辆(1)的转向和加减速中的至少加减速的模式,该车辆的控制装置(100)的特征在于,所述车辆具备有级式的自动变速器(TM),该有级式的自动变速器(TM)对基于从驱动源(EG)传递的驱动力实现的旋转进行变速并将其输出至驱动轮侧,所述控制装置(100)具有切换控制部(130),当在基于所述自动驾驶模式的所述车辆的行驶中存在解除该自动驾驶模式而切换为所述手动驾驶模式的自动驾驶解除请求时,该切换控制部(130)将所述车辆的行驶模式从所述自动驾驶模式切换为手动驾驶模式,所述切换控制部(130)在从所述自动驾驶模式切换为所述手动驾驶模式时进行将所述自动变速器(TM)的变速挡设定为预先确定的规定富余驱动力的范围内的最高速挡侧的变速挡的变速挡设定控制。
根据本发明的车辆的控制装置,在从自动驾驶模式切换向手动驾驶模式时,通过进行将自动变速器(TM)的变速挡设定为预先确定的规定富余驱动力的范围内的最高速挡侧的变速挡的变速挡设定控制,能够将转换到手动驾驶模式时的车辆的驱动力的变化抑制为更小的变化。因此,即使是存在乘员急剧地踩下油门踏板的踩下操作等的情况下,也能够防止车辆的驱动力变得过大,因此,不会产生车速急剧地增加或者与前方车辆之间的间隔变短等不良情况。
此外,在本发明的上述车辆的控制装置中,可以采用如下结构:自存在从所述自动驾驶模式向所述手动驾驶模式的切换请求时起,所述切换控制部(130)保持将所述自动变速器(TM)的变速挡设定为所述最高速挡侧的变速挡的状态,直到经过规定时间为止。
根据该结构,即使在进行了从自动驾驶模式向手动驾驶模式的切换操作之后乘员急剧地踩下了油门踏板,也避免了车辆急剧地加速,因此,能够更有效地抑制在从自动驾驶模式向手动驾驶模式切换时由于车辆的驱动力急剧地变化而导致的不良情况。
此外,在本发明的上述车辆的控制装置中,可以是,该车辆的控制装置具有油门操作件(70),所述乘员利用该油门操作件(70)进行对油门开度的操作,所述切换控制部(130)以所述油门开度的基于所述乘员对所述油门操作件(70)的操作的变化的速度小于第1规定值为条件,将所述自动变速器(TM)的变速挡设定为所述最高速挡侧的变速挡。
根据该结构,在乘员有意地快速操作了油门操作件的情况下,油门开度的变化的速度为第1规定值以上,由此,能够不进行将自动变速器的变速挡设定为最高速挡侧的变速挡的变速挡设定控制,因此,能够根据乘员的意图而适当地(快速)提高车辆的加速度。因此,在向手动驾驶模式切换时,能够进行恰当地反映了车辆的乘员(驾驶员)的意思的驱动力的控制。
或者,可以是,所述切换控制部(130)以所述油门开度的基于所述乘员对所述油门操作件(70)的操作的变化量小于第2规定值为条件,将所述自动变速器(TM)的变速挡设定为所述最高速挡侧的变速挡。
根据该结构,在乘员有意地大幅操作油门操作件的情况下,油门开度的变化量为第2规定值以上,由此,能够不进行将自动变速器的变速挡设定为最高速挡侧的变速挡的变速挡设定控制,因此,能够根据乘员的意图而适当地(大幅度)提高车辆的加速度。因此,在向手动驾驶模式切换时,能够进行更恰当地反映了车辆的乘员(驾驶员)的意思的驱动力的控制。
此外,在本发明的上述车辆的控制装置中,可以是,所述切换控制部(130)以在所述自动驾驶模式时所述车辆的控制中未请求所述车辆的减速为条件,将所述自动变速器(TM)的变速挡设定为所述最高速挡侧的变速挡。
当在自动驾驶模式时车辆的控制中请求了车辆的减速的情况下,如果进行上述变速挡设定控制,则变速挡转换为更高速挡侧的变速挡,由此,可能无法确保必要的减速度。因此,这里,在进行上述的变速挡设定控制时,通过以在自动驾驶模式时车辆的控制下未请求车辆的减速为条件,在请求了车辆的减速的情况下,避免了向高速挡侧的变速挡的转换(升挡),由此,在从自动驾驶模式切换向手动驾驶模式时,能够确保车辆的减速度。
此外,在本发明的上述车辆的控制装置中,可以是,所述切换控制部(130)以所述自动驾驶模式时所述车辆的控制中油门开度不是全闭为条件,将所述自动变速器(TM)的变速挡设定为所述最高速挡侧的变速挡。
在自动驾驶模式时所述车辆的控制中油门开度为全闭的情况下,认为可以判断为无需使车辆的驱动力增加或者无需使车辆急剧地加速。因此,这里,在进行上述的变速挡设定控制时,以在自动驾驶模式时车辆的控制中油门开度不是全闭为条件。
此外,在本发明的上述车辆的控制装置中,可以是,该车辆的控制装置具有驾驶模式切换用的操作件(80),通过所述乘员对该驾驶模式切换用的操作件(80)的操作来进行所述自动驾驶模式与所述手动驾驶模式的切换操作,在通过所述乘员对所述驾驶模式切换用的操作件(80)的操作而进行了从所述自动驾驶模式向所述手动驾驶模式的切换操作的情况下,所述切换控制部(130)判断为存在所述自动驾驶解除请求。
根据本发明的车辆的控制装置,在从自动驾驶模式切换向手动驾驶模式时,通过进行适当的变速挡的设定,能够避免车辆的加速度急剧地变化。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的车辆的控制装置的功能结构图。
图2是示出车辆的行驶驱动力输出装置(驱动装置)的结构的示意图。
图3是示出第1实施方式中的从自动驾驶模式切换向手动驾驶模式时的车辆的控制装置的动作的流程图。
图4是示出车辆的车速与各变速挡的驱动力之间的关系的图。
图5是示出车辆的油门踏板开度与各变速挡的驱动力之间的关系的图。
图6是示出第2实施方式中的从自动驾驶模式切换向手动驾驶模式时的车辆的控制装置的动作的流程图。
标号说明
1:车辆(本车辆);12:外部状况取得部;13:路径信息取得部;14:行驶状态取得部;26:行驶位置取得部;28:车速取得部;30:横摆率取得部;32:转向角取得部;34:行驶轨道取得部;42:偏差取得部;44:修正部;52:目标值设定部;54:目标轨道设定部;55:换挡图;56:加减速指令部;58:转向指令部;60:换挡装置;70:油门踏板(操作件);71:油门开度传感器;72:制动踏板(操作件);73:制动踏下量传感器;74:方向盘(操作件);75:方向盘转向角传感器;80:切换开关(操作件);90:行驶驱动力输出装置(驱动装置);92:转向装置;94:制动装置;100:车辆控制装置;110:自动驾驶控制部;112:本车位置识别部;114:外界识别部;116:行动计划生成部;118:目标行驶状态设定部;120:行驶控制部;130:切换控制部;140:存储部;142:地图信息;144:路径信息;146:行动计划信息;201:曲轴转速传感器;202:输入轴转速传感器;203:输出轴转速传感器;205:换挡位置传感器;206:节气门开度传感器;221:曲轴;EG:发动机(驱动源);TC:变矩器;TM:自动变速器。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
<第1实施方式>
图1是搭载于车辆的控制装置100的功能结构图。使用该图对车辆1的控制装置100的结构及功能进行说明。搭载有该控制装置10的车辆(本车辆)1例如是二轮或三轮、四轮等汽车,包括以柴油发动机或汽油发动机等内燃机作为动力源的汽车、以电动机作为动力源的电动车、以及兼具内燃机和电动机的混合动力车等。此外,使用例如由二次电池、氢燃料电池、金属燃料电池、乙醇燃料电池等电池释放的电力来驱动上述电动车。
车辆控制装置100具备外部状况取得部12、路径信息取得部13、行驶状态取得部14等、用于取入来自车辆的外部的各种信息的单元。此外,车辆1具备:油门踏板70、制动踏板72、方向盘74以及切换开关80等操作件;油门开度传感器71、制动踏下量传感器(制动开关)73以及方向盘转向角传感器(或转向转矩传感器)75等操作检测传感器;和通知装置(输出部)82。此外,作为用于进行车辆的驱动或转向的装置,具备行驶驱动力输出装置(驱动装置)90、转向装置92以及制动装置94,并且具备用于控制这些装置的车辆控制装置100。这些装置和设备通过CAN(Controller Area Network:控制器区域网络)通信线路等多路通信线路或串行通信线路、无线通信网等彼此连接。另外,例示的操作件只是一例,也可以在车辆上搭载按钮、拨盘开关、GUI(Graphical User Interface:图形用户界面)开关等。
外部状况取得部12构成为取得车辆的外部状况、例如行驶道路的行车线或车辆周围的物体等车辆周围的环境信息。外部状况取得部12具备例如各种摄像头(单镜头摄像头、立体摄像头、红外摄像头等)以及各种雷达(毫米波雷达、微波雷达、激光雷达等)等。此外,还可以使用综合由摄像头获得的信息和由雷达获得的信息的融合传感器。
路径信息取得部13包括导航装置。导航装置具有GNSS(Global NavigationSatellite System:全球导航卫星***)接收器以及地图信息(导航地图)、作为用户界面发挥功能的触摸面板式显示装置、扬声器以及麦克风等。导航装置借助GNSS接收器确定车辆的位置,并导出从该位置到达由用户指定的目的地的路径。由导航装置导出的路径作为路径信息144存储在存储部140中。也可以利用使用了行驶状态取得部14的输出的INS(Inertial Navigation System:惯性导航***)来确定或补充车辆的位置。此外,当车辆控制装置100执行手动驾驶模式时,导航装置利用语音或导航显示对到达目的地的路径进行引导。另外,也可以与导航装置独立地设置用于确定车辆的位置的结构。此外,导航装置例如也可以通过用户拥有的智能电话或平板终端等终端装置的一个功能来实现。该情况下,通过无线或有线通信在终端装置与车辆控制装置100之间进行信息的发送和接收。
行驶状态取得部14构成为取得车辆的当前的行驶状态。行驶状态取得部14包括行驶位置取得部26、车速取得部28、横摆率取得部30、转向角取得部32和行驶轨道取得部34。
行驶位置取得部26构成为取得作为行驶状态之一的车辆的行驶位置和车辆的姿态(行进方向)。行驶位置取得部26具备接收从各种定位装置、例如卫星或路上装置发送的电磁波而取得位置信息(纬度、经度、高度、坐标等)的装置(GPS接收器、GNSS接收器、信标接收器等)、陀螺仪传感器以及加速度传感器等。以车辆的特定部位为基准来测定车辆的行驶位置。
车速取得部28构成为取得作为行驶状态之一的车辆的速度(称为车速)。车速取得部28具备例如设置于一个以上的车轮上的速度传感器等。
横摆率取得部30构成为取得作为行驶状态之一的车辆的横摆率。横摆率取得部30具备例如横摆率传感器等。
转向角取得部32构成为取得作为行驶状态之一的转向角。转向角取得部32具备例如设置于转向轴上的转向角传感器等。这里,还根据所取得的转向角来取得转向角速度和转向角加速度。
行驶轨道取得部34构成为取得作为行驶状态之一的车辆的实际行驶轨道的信息(实际行驶轨道)。实际行驶轨道包括车辆实际行驶的轨道(轨迹),也可以包括此后要行驶的预定的轨道、例如所行驶的轨道(轨迹)的行进方向前侧的延长线。行驶轨道取得部34具备存储器。存储器存储在实际行驶轨道中包含的一连串点列的位置信息。此外,可以利用计算机等来预测延长线。
作为操作检测传感器的油门开度传感器71、制动踏下量传感器73、方向盘转向角传感器75将作为检测结果的油门开度、制动踏下量和转向角输出至车辆控制装置100。
切换开关80是由车辆的乘员操作的开关。切换开关80受理乘员的操作。切换开关80根据乘员的操作内容生成指定车辆的驾驶模式的驾驶模式指定信号,并将其输出至车辆控制装置100。如后述那样,车辆控制装置100的切换控制部130根据切换开关80所受理的操作内容(驾驶模式指定信号的内容)进行驾驶模式(例如,自动驾驶模式和手动驾驶模式)的切换。
此外,本实施方式的车辆具备由驾驶员经由变速杆操作的换挡装置60。如图1所示,作为换挡装置60中变速杆(未图示)的位置,存在例如P(停车)、R(后退行驶)、N(空挡)、D(自动变速模式(普通模式)下的前进行驶)、S(运动模式下的前进行驶)等。在换挡装置60附近设有换挡位置传感器205。换挡位置传感器205检测由驾驶员操作的变速杆的位置。由换挡位置传感器205检测到的换挡位置的信息被输入到车辆控制装置100。另外,在手动驾驶模式下,由换挡位置传感器205检测到的换挡位置的信息被直接输出到行驶驱动力输出装置90(AT-ECU5)。
通知装置82是能够输出信息的各种装置。通知装置82例如向车辆1的乘员输出用于促使从自动驾驶模式转换到手动驾驶模式的信息。例如使用扬声器、振动器、显示装置以及发光装置等中的至少一个作为通知装置82。
在本实施方式的车辆中,如图2所示,行驶驱动力输出装置(驱动装置)90构成为具备发动机EG和控制该发动机EG的FI-ECU(Electronic Control Unit:电子控制单元)4、以及自动变速器TM和控制该自动变速器TM的变矩器TC等的AT-ECU5。另外,除此以外,在车辆是以电动机作为动力源的电动车时,作为行驶驱动力输出装置90,可以具备行驶用马达和控制行驶用马达的马达ECU。当车辆是混合动力车时,可以具备发动机和发动机ECU以及行驶用马达和马达ECU。在如本实施方式那样,行驶驱动力输出装置90由发动机EG和自动变速器TM构成时,FI-ECU 4和AT-ECU 5按照从后述的行驶控制部120输入的信息来控制发动机EG的节气门开度以及自动变速器TM的变速级等,并输出车辆行驶用的行驶驱动力(转矩)。此外,当行驶驱动力输出装置90仅包括行驶用马达时,马达ECU按照从行驶控制部120输入的信息来调整提供给行驶用马达的PWM信号的占空比,并输出上述行驶驱动力。此外,当行驶驱动力输出装置90包括发动机和行驶用马达时,FI-ECU和马达ECU双方按照从行驶控制部120输入的信息彼此协作控制行驶驱动力。
转向装置92例如具备电动马达。电动马达例如通过使力作用于齿条齿轮机构而变更转向轮的方向。转向装置92按照从行驶控制部120输入的信息驱动电动马达,以变更转向轮的方向。
制动装置94例如是电动伺服制动装置,其具备制动钳、向制动钳传递液压的缸、使缸产生液压的电动马达以及制动控制部。电动伺服制动装置的制动控制部按照从行驶控制部120输入的信息控制电动马达,输出与制动操作对应的制动力的制动转矩(制动力输出装置)被输出至各车轮。电动伺服制动装置可以具备将通过制动踏板72的操作产生的液压经由主缸传递至缸的机构作为备用。另外,制动装置94不限于上述说明的电动伺服制动装置,也可以是电子控制式液压制动装置。电子控制式液压制动装置按照从行驶控制部120输入的信息控制致动器,将主缸的液压传递至缸。此外,当行驶驱动力输出装置90具备行驶用马达时,制动装置94也可以包括基于该行驶用马达的再生制动器。
接下来,对车辆控制装置100进行说明。车辆控制装置100具备自动驾驶控制部110、行驶控制部120、切换控制部130和存储部140。自动驾驶控制部110具备本车位置识别部112、外界识别部114、行动计划生成部116和目标行驶状态设定部118。自动驾驶控制部110的各部、行驶控制部120的一部分或全部通过由CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)等处理器执行程序来实现。此外,这些中的一部分或全部也可以通过LSI(LargeScale Integration:大规模集成电路)或ASIC(Application Specific IntegratedCircuit:专用集成电路)等硬件来实现。此外,存储部140通过ROM(Read Only Memory:只读存储器)或RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)、HDD(Hard Disk Drive:硬盘驱动器)、闪速存储器等来实现。处理器所执行的程序可以预先保存在存储部140中,也可以经由车载因特网设备等从外部装置下载。此外,也可以通过将保存有该程序的可移动式存储介质安装于未图示的驱动装置而将程序安装在存储部140中。此外,车辆控制装置100也可以通过将多个计算机装置分散而构成。由此,对于车辆的车载计算机,通过使上述硬件功能部和由程序等构成的软件协作,能够实现本实施方式中的各种处理。
自动驾驶控制部110在按照来自切换开关80的信号的输入而通过切换控制部130进行了驾驶模式的切换的情况下,进行与该切换后的驾驶模式对应的控制。作为驾驶模式,有自动控制车辆的加减速和转向的驾驶模式(自动驾驶模式)、以及基于对油门踏板70、制动踏板72等操作件的操作来控制车辆的加减速并基于对方向盘74等操作件的操作来控制转向的驾驶模式(手动驾驶模式),但是不限于此。作为其它驾驶模式,例如还可以包括自动控制车辆的加减速和转向中的一方并基于对操作件的操作来控制另一方的驾驶模式(半自动驾驶模式)。另外,在以下说明中,称为“自动驾驶”时,除了包括上述自动驾驶模式之外,还包括半自动驾驶模式。
另外,在实施手动驾驶模式时,自动驾驶控制部110停止动作,来自操作检测传感器的输入信号可以被输出至行驶控制部120,也可以直接提供给行驶驱动力输出装置90(FI-ECU或AT-ECU)、转向装置92或制动装置94。
自动驾驶控制部110的本车位置识别部112根据保存在存储部140中的地图信息142和从外部状况取得部12、路径信息取得部13或行驶状态取得部14输入的信息来识别车辆1正在行驶的车道(行驶车道)以及车辆相对于行驶车道的相对位置。地图信息142例如是比路径信息取得部13所具有的导航地图更高精度的地图信息,包括车道中央的信息或车道边界的信息等。更具体来说,地图信息142包括道路信息、交通管制信息、住所信息(地址、邮政编码)、设施信息、电话号码信息等。道路信息包括表示高速公路、收费公路、国道、都道府县道等道路的类别的信息、道路的车道数、各车道的宽度、道路的坡度、道路的位置(包括经度、纬度、高度的三维坐标)、车道拐弯的曲率、车道的汇合和分支点的位置、道路上设置的标识等信息。交通管制信息包括因施工或交通事故、交通拥堵等而封锁车道等的信息。
本车位置识别部112例如识别车辆的基准点(例如重心)从行驶车道中央的偏离以及与连接车辆的行进方向上的行驶车道中央的线所成的角度作为车辆相对于行驶车道的相对位置。另外,取而代之,本车位置识别部112也可以将车辆的基准点相对于本车道的任意一个侧端部的位置等识别为车辆相对于行驶车道的相对位置。
外界识别部114根据从外部状况取得部12等输入的信息来识别周围车辆的位置以及速度、加速度等的状态。本实施方式中的周围车辆是指在车辆的周围行驶的其它车辆,并且是向与车辆相同的方向行驶的车辆。周围车辆的位置可以由车辆的重心或角部等代表点来表示,也可以由以车辆的轮廓表现的区域来表示。周围车辆的“状态”也可以包括是否根据上述各种设备的信息进行了周围车辆的加速度、车道的变更(或者是否要进行车道变更)。此外,外界识别部114除了识别周围车辆之外,还可以识别护栏、电线杆、停放车辆、行人及其它物体的位置。
行动计划生成部116设定自动驾驶的开始地点、自动驾驶的预定结束地点和/或自动驾驶的目的地。自动驾驶的开始地点可以是车辆的当前位置,也可以是由车辆的乘员进行了指示自动驾驶的操作的地点。行动计划生成部116在该开始地点与预定结束地点之间的区间、或开始地点与自动驾驶的目的地之间的区间中生成行动计划。另外,不限于此,行动计划生成部116也可以对任意区间生成行动计划。
行动计划例如由要依次执行的多个事件构成。事件例如包括使车辆减速的减速事件、使车辆加速的加速事件、使车辆以不脱离行驶车道的方式行驶的车道保持事件、变更行驶车道的车道变更事件、使车辆超越前方行驶车辆的超车事件、在分支点变更为期望的车道或使车辆以不脱离当前的行驶车道的方式行驶的分支事件、在用于汇合到主路的汇合车道使车辆加减速以变更行驶车道的汇合事件等。例如,当在收费道路(例如高速公路等)上存在交叉点(分支点)时,控制装置100为了使车辆向目的地的方向行进而变更车道或者维持车道。因此,当行动计划生成部116参照地图信息142明确在路径上存在交叉点时,在从当前的车辆的位置(坐标)到该交叉点的位置(坐标)之间设定用于将车道变更为能够向目的地方向行进的期望的车道的车道变更事件。另外,表示由行动计划生成部116生成的行动计划的信息被作为行动计划信息146保存在存储部140中。
目标行驶状态设定部118构成为根据由行动计划生成部116确定的行动计划以及由外部状况取得部12、路径信息取得部13和行驶状态取得部14取得的各种信息来设定车辆的作为目标的行驶状态即目标行驶状态。目标行驶状态设定部118包括目标值设定部52和目标轨道设定部54。此外,目标行驶状态设定部118还包括偏差取得部42和修正部44。
目标值设定部52构成为设定车辆作为目标的行驶位置(纬度、经度、高度、坐标等)的信息(也简称为目标位置。)、车速的目标值信息(也简称为目标车速。)、横摆率的目标值信息(也简称为目标横摆率。)。目标轨道设定部54构成为根据由外部状况取得部12取得的外部状况和由路径信息取得部13取得的行驶路径信息来设定车辆的目标轨道的信息(也简称为目标轨道。)。目标轨道包括每单位时间的目标位置的信息。各目标位置与车辆1的姿态信息(行进方向)相对应。此外,各目标位置也可以与车速、加速度、横摆率、横向G、转向角、转向角速度、转向角加速度等目标值信息相对应。上述目标位置、目标车速、目标横摆率、目标轨道是表示目标行驶状态的信息。
偏差取得部42构成为根据由目标行驶状态设定部118设定的目标行驶状态和由行驶状态取得部14取得的实际行驶状态,取得实际行驶状态相对于目标行驶状态的偏差。
修正部44构成为根据由偏差取得部42取得的偏差来修正目标行驶状态。具体而言,偏差越大,越将新的目标行驶状态设定成:使由目标行驶状态设定部118设定的目标行驶状态接近由行驶状态取得部14取得的实际行驶状态。
行驶控制部120构成为控制车辆的行驶。具体而言,行驶控制部120输出行驶控制的指令值,使得车辆的行驶状态与由目标行驶状态设定部118设定的目标行驶状态、或由修正部44设定的新的目标行驶状态一致或接近。行驶控制部120包括加减速指令部56和转向指令部58。
加减速指令部56构成为进行车辆的行驶控制中的加减速控制。具体而言,加减速指令部56根据由目标行驶状态设定部118或修正部44设定的目标行驶状态(目标加减速度)和实际行驶状态(实际加减速度)来运算出用于使车辆的行驶状态与目标行驶状态一致的加减速度指令值。
转向指令部58构成为进行车辆的行驶控制中的转向控制。具体而言,转向指令部58根据由目标行驶状态设定部118或修正部44设定的目标行驶状态和实际行驶状态来运算出用于使车辆的行驶状态与目标行驶状态一致的转向角速度指令值。
切换控制部130根据来自切换开关80的信号(驾驶模式指定信号)的内容进行驾驶模式的切换。此外,在从自动驾驶模式切换向手动驾驶模式时,等规定的条件成立时,切换控制部130进行将自动变速器TM的变速挡转换为满足预先确定的规定富余驱动力的范围内的最高速挡侧的变速挡的控制(参照后述的图3~图5)。
图2是示出车辆所具备的行驶驱动力输出装置(驱动装置)90的结构的示意图。如该图所示,本实施方式的车辆的行驶驱动力输出装置90具有作为驱动源的内燃机(发动机)EG和经由带锁止离合器的变矩器TC而与发动机EG连接的自动变速器TM。自动变速器TM是对基于从发动机EG传递的驱动力实现的旋转进行变速并将其输出至驱动轮侧的变速器,且是能够设定前进行驶用的多个变速挡和后退行驶用的一个变速挡的有级式自动变速器。此外,行驶驱动力输出装置90具备:FI-ECU(燃料喷射控制装置)4,其对发动机EG进行电子控制;AT-ECU(自动变速控制装置)5,其对包括变矩器TC的自动变速器TM进行电子控制;以及液压控制装置6,其按照AT-ECU 5的控制对变矩器TC的旋转驱动和锁止控制、以及自动变速器TM所具备的多个摩擦接合机构的连结(接合)和释放进行液压控制。
发动机EG的旋转输出被输出至曲轴(发动机EG的输出轴)221,并经由变矩器TC被传递至自动变速器TM的输入轴227。
设置有检测曲轴221(发动机EG)的转速Ne的曲轴转速传感器201。此外,设置有检测输入轴227的转速(自动变速器TM的输入轴转速)Ni的输入轴转速传感器202。此外,设置有检测输出轴228的转速(自动变速器TM的输出轴转速)No的输出轴转速传感器203。根据由各传感器201~203检测到的转速数据Ne、Ni和No计算出的车速数据被提供给AT-ECU 5。此外,发动机转速数据Ne被提供给FI-ECU(燃料喷射控制装置)4。此外,设置有检测发动机EG的节气门开度TH的节气门开度传感器206。节气门开度TH的数据被提供给FI-ECU 4。
此外,控制自动变速器TM的AT-ECU 5具有换挡图(变速特性)55,该换挡图55根据由车速传感器检测到的车速和由油门开度传感器71检测到的油门开度而确定了自动变速器TM中能够设定的变速挡的区域。换挡图55包括按每个变速挡而设定的升挡线和降挡线,并且预先准备了特性不同的多种换挡图。在自动变速器TM的变速控制中,AT-ECU 5按照从这些多种换挡图中选择的换挡图来进行对自动变速器TM的变速挡进行切换的控制。
[自动驾驶控制的概要]
在车辆中,当通过驾驶员对切换开关80的操作选择了自动驾驶模式时,自动驾驶控制部110进行车辆的自动驾驶控制。在该自动驾驶控制中,自动驾驶控制部110根据从外部状况取得部12、路径信息取得部13、行驶状态取得部14等取得的信息、或者由本车位置识别部112和外界识别部114识别出的信息,掌握车辆的当前的行驶状态(实际行驶轨道和行驶位置等)。目标行驶状态设定部118根据由行动计划生成部116生成的行动计划来设定车辆的作为目标的行驶状态即目标行驶状态(目标轨道和目标位置)。偏差取得部42取得实际行驶状态相对于目标行驶状态的偏差。当由偏差取得部42取得了偏差时,行驶控制部120进行行驶控制,使得车辆的行驶状态与目标行驶状态一致或接近。
修正部44根据由行驶位置取得部26取得的行驶位置来修正目标轨道或目标位置。行驶控制部120根据由车速取得部取得的车速等通过行驶驱动力输出装置90和制动装置94进行的车辆的加减速控制,使得车辆跟随新的目标轨道或目标位置。
此外,修正部44根据由行驶位置取得部26取得的行驶位置来修正目标轨道。行驶控制部120根据由转向角取得部32取得的转向角速度进行转向装置92的转向控制,使得车辆跟随新的目标轨道。
[驾驶模式切换时的变速挡设定控制]
而且,在本实施方式的车辆控制装置100中,在从自动驾驶模式切换向手动驾驶模式时,进行将自动变速器TM的变速挡设定为预先确定的规定富余驱动力的范围内的最高速挡侧的变速挡的控制(以下,将该控制称为“变速挡设定控制”。)。以下,对该变速挡设定控制进行说明。
图3是示出第1实施方式中的从自动驾驶模式切换向手动驾驶模式时的车辆控制装置100的动作的流程图。另外,图3中的步骤S1~S9的处理每隔规定间隔而重复执行。
在图3所示的处理中,切换控制部130在进行着车辆的自动驾驶控制时,判定是否存在从自动驾驶模式向手动驾驶模式的切换请求、即是否存在来自切换开关80的信号的输入(步骤S1)。即,在本实施方式中,在通过车辆1的乘员(驾驶员)对切换开关80的操作而进行了从自动驾驶模式向手动驾驶模式的切换操作的情况下,判断为存在从自动驾驶模式向手动驾驶模式的切换请求(自动驾驶解除请求)。其结果为,当不存在来自切换开关80的信号的输入的情况下(步骤S1中为否),切换控制部130继续实施自动驾驶模式,在自动驾驶模式中选择由自动驾驶控制部110选择的变速挡(步骤S2)。
另一方面,当存在来自切换开关80的信号的输入的情况下(步骤S1中为是),切换控制部130判定由油门开度传感器71检测到的油门开度的变化的速度、即乘员踩下油门踏板70的踩下速度是否大于规定的规定值(第1规定值)(步骤S3)。在乘员踩下油门踏板70的踩下速度大于规定的规定值(第1规定值)的情况下(步骤S3中为是),转移到步骤S9的处理。
在步骤S9中,切换控制部130执行手动驾驶模式下的自动变速器TM的自动变速控制。
另一方面,在乘员踩下油门踏板70的踩下速度小于规定的规定值的情况下(步骤S3中为否),切换控制部130判定由油门开度传感器71检测到的油门开度的变化量、即乘员踩下油门踏板70的踩下量是否大于规定的规定值(第2规定值)(步骤S4)。在乘员踩下油门踏板70的踩下量大于规定的规定值(第2规定值)的情况下(步骤S4中为是),转移到步骤S9的处理。
在乘员踩下油门踏板70的踩下量小于规定的规定值的情况下(步骤S4中为否),切换控制部130在进行了变速挡的升挡(在齿轮挡为N挡的情况下,从N挡切换为N+1挡以上的变速挡(高速齿轮挡))的情况下,判定升挡后的变速挡时的富余驱动力是否大于规定富余驱动力(步骤S5)。
图4是示出车辆的车速V与各变速挡(齿轮挡)的驱动力之间的关系的图(行驶性能曲线图)。在图4中,横轴表示车辆的速度(车速V),纵轴表示驱动力。如图4所示,越是自动变速器TM的变速挡中的低速侧的变速挡,则驱动力越大,越是自动变速器TM的变速挡中的高速侧的变速挡,则驱动力越小。具体而言,第1速的变速挡的驱动力最大,第2速的变速挡的驱动力小于第1速的变速挡的驱动力。第3速的变速挡的驱动力小于第2速的变速挡的驱动力,第4速的变速挡的驱动力小于第3速的变速挡的驱动力,第5速的变速挡的驱动力小于第4速的变速挡的驱动力。第6速的变速挡的驱动力最小。但是,在第1速的变速挡时,车速V最慢(即最高速度最小),在第6速的变速挡时,车速V最快(即最高速度最大)。
由发动机EG产生的转矩在从驱动轮传递到路面之前经由自动变速器TM等而放大并变化为车辆的驱动力。表示该驱动力与速度(车速V)之间的关系的曲线图是行驶性能曲线图。该图表示某个变速挡时的驱动力与某个坡度时的行驶阻力之间的关系。行驶阻力是通过将“滚动阻力”、“空气阻力”以及“爬坡阻力”相加而得的。而且,将驱动力与行驶阻力之差称为富余驱动力。当存在该富余驱动力的情况下,意味着车辆能够进一步加速。
在图4所示的例子中,在实施自动驾驶模式时(在基于自动驾驶模式的变速控制中),处于第4速的变速挡。在该情况下,富余驱动力(驱动力与行驶阻力之差)较大。其结果为,当乘员踩下了车辆的油门踏板时,在转换为了基于手动驾驶模式的变速控制时,车辆可能急剧地加速。因此,在本实施方式中,为了在从自动驾驶模式切换向手动驾驶模式时减小富余驱动力,切换控制部130使自动变速器TM的变速挡升挡(转换为高速侧的变速挡)。在图4所示的例子中,从第4速的变速挡转换为第5速的变速挡。第5速的变速挡时的富余驱动力小于第4速的变速挡时的富余驱动力。
规定富余驱动力是指预先确定的富余驱动力。在富余驱动力极小的情况下或者不存在富余驱动力的情况下,即使乘员踩下油门踏板70想要使车辆加速,也无法得到适当的加速度,因此,可能无法将乘员对油门踏板70的操作恰当地反映到车辆的驱动力的控制中或者无法使车速成为恰当的车速。因此,在本实施方式中,为了在升挡后也确保最低限的富余驱动力(规定富余驱动力),构成为:在步骤S5中判定升挡后的情况下的变速挡时的富余驱动力是否大于规定富余驱动力,并以富余驱动力大于规定富余驱动力为条件来执行升挡。
在步骤S5中,切换控制部130根据路面的坡度等计算行驶阻力。此外,切换控制部130通过取驱动力与行驶阻力之差来计算富余驱动力。而且,切换控制部130判定如上述那样计算出的富余驱动力是否大于规定富余驱动力。另外,切换控制部130也可以基于事先的测试等根据某车速和某油门开度(或者节气门开度)时的坡度数据等来计算行驶阻力。
返回图3的说明,切换控制部130判定在从自动驾驶模式切换向手动驾驶模式时,在基于自动驾驶控制部110的自动驾驶控制中是否进行了车辆的减速的请求(是否存在减速请求)(步骤S6)。其结果为,当在自动驾驶控制中进行了车辆的减速的请求的情况下(步骤S6中为是),转移到步骤S9的处理。
另一方面,当在自动驾驶控制中未进行车辆的减速的请求的情况下(步骤S6中为否),切换控制部130判定自进行从自动驾驶模式向手动驾驶模式的切换操作(乘员对切换开关80的操作)时起是否经过了规定时间(步骤S7)。在判定为未经过规定时间的情况下(步骤S7中为否),切换控制部130选择能够实现驱动的高速齿轮挡(预先确定的规定富余驱动力的范围内的最高速挡侧的变速挡)作为自动变速器TM的变速挡(步骤S8)。由此,自进行从自动驾驶模式向手动驾驶模式的切换操作时起直至经过规定时间为止,选择(设定为)该高速齿轮挡,并保持转换为该齿轮挡的状态。
另一方面,在判定为自进行从自动驾驶模式向手动驾驶模式的切换操作时起经过了规定时间的情况下(步骤S7中为是),转移到步骤S9的处理。
在步骤S9中,如已经叙述的那样,切换控制部130执行手动驾驶模式下的自动变速器TM的自动变速控制。
图5是示出车辆的油门踏板开度与各变速挡的驱动力之间的关系的图。在图5中,横轴表示油门踏板70的开度,纵轴表示驱动力。如图5所示,越是自动变速器TM的变速挡中的低速侧的变速挡,驱动力相对于油门踏板70的开度的曲线的倾斜(驱动力增益)越大,越是自动变速器TM的变速挡中的高速侧的变速挡,则驱动力相对于油门踏板70的开度的曲线的倾斜越小。因此,在从自动驾驶模式切换向手动驾驶模式时,切换控制部130进行变速挡的升挡,从而,即使在乘员过度踩下了油门踏板70的情况下,也能够将加速度的变化抑制为较小。
另外,切换控制部130将表示在步骤S2、S8、S9的处理中选择的变速挡的指令信号经由行驶控制部120输出到行驶驱动力输出装置90的AT-ECU5。AT-ECU5根据指令信号执行自动变速器TM的变速控制。
如以上说明的那样,在基于本实施方式的车辆控制装置100的变速挡设定控制中,在从自动驾驶模式切换向手动驾驶模式时,切换控制部130进行将自动变速器TM的变速挡转换为预先确定的规定富余驱动力的范围内的最高速挡侧的变速挡的控制,因此,即使在乘员急剧地踩下了油门踏板70的情况下,也能够避免车辆的加速度急剧地变化。
此外,在本实施方式中,自进行从自动驾驶模式向手动驾驶模式的切换操作时起直至经过规定时间为止,切换控制部130保持转换为最高速挡侧的变速挡的状态,因此,即使在进行了从自动驾驶模式向手动驾驶模式的切换操作之后乘员踩下油门踏板70,也可避免车辆急剧地加速,能够更有效地抑制在从自动驾驶模式向手动驾驶模式切换时由于车辆的驱动力急剧地变化而导致的不良情况。
此外,在本实施方式中,切换控制部130以乘员踩下油门踏板70的踩下速度小于第1规定值为条件,而转换到规定富余驱动力的范围内的最高速挡侧的变速挡,因此,在乘员有意地快速踩下了油门踏板70的情况下,能够提高车辆的加速度。因此,在向手动驾驶模式切换时,能够进行恰当地反映了车辆的乘员(驾驶员)的意思的驱动力的控制。
此外,在本实施方式中,切换控制部130以乘员踩下油门踏板70的踩下量小于第2规定值为条件,而转换为规定富余驱动力的范围内的最高速挡侧的变速挡,因此,在乘员有意地大幅踩下油门踏板70的情况下,能够提高加速度。因此,在向手动驾驶模式切换时,能够进行恰当地反映了车辆的乘员(驾驶员)的意思的驱动力的控制。
此外,在本实施方式中,切换控制部130以在自动驾驶控制中未请求车辆的减速为条件,而转换为规定富余驱动力的范围内的最高速挡侧的变速挡,因此,在需要减速的状况下,能够避免由于向高速挡侧的变速挡的转换(升挡)而导致减速度下降。
<第2实施方式>
接下来,对本发明的第2实施方式进行说明。另外,在第2实施方式的说明和对应的附图中,对与第1实施方式相同或相当的结构部分标记相同的标号,并在以下内容中省略该部分的详细说明。此外,对于在以下内容中进行说明的事项以外的事项以及图示以外的事项,与第1实施方式相同。
图6是示出本发明的第2实施方式中的从自动驾驶模式切换向手动驾驶模式时的车辆的控制装置100的动作的流程图。另外,图6中的步骤S1、步骤S15以及S16的处理以外的处理与第1实施方式的图3中说明的处理相同,因此,这里省略重复的说明。
在上述第1实施方式中,由于乘员对切换开关80进行了操作而在步骤S1中判断为存在从自动驾驶向手动驾驶的切换请求,而在第2实施方式中,在自动驾驶模式下的车辆的行驶中,通过乘员(驾驶员)对油门踏板70等操作件进行了操作,而在步骤S1中判断为存在从自动驾驶向手动驾驶的切换请求。
即,在实施了自动驾驶控制时(选择了自动驾驶模式时),乘员通过对油门踏板70或制动踏板72等操作件进行操作,能够比基于自动驾驶控制的动作优先地执行基于该操作件的操作的动作。将该控制称为超控控制。因此,在第2实施方式中,以存在该超控控制为条件而判断为存在从自动驾驶模式向手动驾驶模式的切换请求。
而且,在图6中的步骤S15中,切换控制部130判定升挡时的富余驱动力是否大于请求驱动力。这里所说的请求驱动力是车辆的乘员(驾驶员)所请求的驱动力,是根据乘员踩下油门踏板70的踩下操作而计算出的驱动力。其结果为,在判定为升挡时的富余驱动力小于请求驱动力的情况下(步骤S15中为否),转移到步骤S9的处理。在判定为升挡时的富余驱动力大于请求驱动力的情况下(步骤S15中为是),切换控制部130判定自动驾驶控制中的油门开度(节气门开度)是否为全闭(步骤S16)。其结果为,在判定为自动驾驶控制中的油门开度为全闭的情况下(步骤S16中为是),转移到步骤S9的处理。另一方面,在判定为自动驾驶控制中的油门开度不是全闭的情况下(步骤S16中为否),转移到步骤S7的处理。
如上所述,在本实施方式中,切换控制部130以判定为升挡时的富余驱动力大于请求驱动力为条件,而转换为该请求驱动力的范围内的最高速挡侧的变速挡。根据该结构,仅在能够输出请求驱动力时进行升挡,因此,与第1实施方式的情况同样地,能够避免车辆急剧地加速。此外,切换控制部130以自动驾驶控制中的油门开度不是全闭为条件,而转换为请求驱动力的范围内的最高速挡侧的变速挡。在自动驾驶模式时的车辆的控制中油门开度为全闭的情况下,可以判断为无需使车辆的驱动力增加或者无需使车辆急剧地加速。因此,这里,在进行上述的变速挡设定控制时,以在自动驾驶模式时车辆的控制中油门开度不是全闭为条件。
此外,在本实施方式中,当在自动驾驶模式时的车辆的行驶中执行超控控制时,自动驾驶控制时的加速度的等级例如为等级“10”的程度,当基于乘员踩下油门踏板70的踩下操作的加速度的请求是自动驾驶控制时加速度的等级以下的请求(例如加速度的等级为等级“2”的程度)的情况下,切换控制部130能够将自动变速器TM的变速挡设定为更高速挡侧的变速挡(进行升挡),以抑制加速度的急剧变化。此外,在执行了超控控制时,自动驾驶控制时加速度的等级例如为等级“2”的程度,即使在基于乘员踩下油门踏板70的踩下操作的加速度的请求为自动驾驶控制时加速度的等级以上的请求(例如加速度的等级为等级“4”的程度)的情况下,切换控制部130也能够将自动变速器TM的变速挡设定为更高速挡侧的变速挡(进行升挡),以抑制加速度的急剧变化。
上文中,对本发明的实施方式进行了说明,本发明并不限定于上述实施方式,能够在权利要求书和说明书以及附图所记述的技术思想的范围内进行各种变形。
另外,在上述实施方式中,切换控制部130是与自动驾驶控制部110和行驶控制部120分开的结构,但也可以是自动驾驶控制部110或者行驶控制部120内的结构。

Claims (7)

1.一种车辆的控制装置,该车辆的控制装置能够切换并进行自动驾驶模式和手动驾驶模式,该自动驾驶模式是自动控制车辆的转向和加减速中的至少加减速的模式,该手动驾驶模式是根据乘员的操作来控制所述车辆的转向和加减速中的至少加减速的模式,该车辆的控制装置的特征在于,
所述车辆具备有级式的自动变速器,该有级式的自动变速器对基于从驱动源传递的驱动力实现的旋转进行变速并将其输出至驱动轮侧,
所述控制装置具有切换控制部,当在基于所述自动驾驶模式的所述车辆的行驶中存在解除该自动驾驶模式而切换为所述手动驾驶模式的自动驾驶解除请求时,该切换控制部将所述车辆的行驶模式从所述自动驾驶模式切换为手动驾驶模式,
所述切换控制部在从所述自动驾驶模式切换为所述手动驾驶模式时进行将所述自动变速器的变速挡设定为预先确定的规定富余驱动力的范围内的最高速挡侧的变速挡的变速挡设定控制。
2.根据权利要求1所述的车辆的控制装置,其特征在于,
自存在从所述自动驾驶模式向所述手动驾驶模式的切换请求时起,所述切换控制部保持将所述自动变速器的变速挡设定为所述最高速挡侧的变速挡的状态,直到经过规定时间为止。
3.根据权利要求1或2所述的车辆的控制装置,其特征在于,
该车辆的控制装置具有油门操作件,所述乘员利用该油门操作件进行对油门开度的操作,
所述切换控制部以所述油门开度的基于所述乘员对所述油门操作件的操作的变化的速度小于第1规定值为条件,将所述自动变速器的变速挡设定为所述最高速挡侧的变速挡。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的车辆的控制装置,其特征在于,
该车辆的控制装置具有油门操作件,所述乘员利用该油门操作件进行对油门开度的操作,
所述切换控制部以所述油门开度的基于所述乘员对所述油门操作件的操作的变化量小于第2规定值为条件,将所述自动变速器的变速挡设定为所述最高速挡侧的变速挡。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的车辆的控制装置,其特征在于,
所述切换控制部以在所述自动驾驶模式时所述车辆的控制中未请求所述车辆的减速为条件,将所述自动变速器的变速挡设定为所述最高速挡侧的变速挡。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的车辆的控制装置,其特征在于,
所述切换控制部以所述自动驾驶模式时所述车辆的控制中油门开度不是全闭为条件,将所述自动变速器的变速挡设定为所述最高速挡侧的变速挡。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的车辆的控制装置,其特征在于,
该车辆的控制装置具有驾驶模式切换用的操作件,通过所述乘员对该驾驶模式切换用的操作件的操作来进行所述自动驾驶模式与所述手动驾驶模式的切换操作,
在通过所述乘员对所述驾驶模式切换用的操作件的操作而进行了从所述自动驾驶模式向所述手动驾驶模式的切换操作的情况下,所述切换控制部判断为存在所述自动驾驶解除请求。
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