车辆控制装置

技术领域

本发明涉及车辆控制装置。本发明例如用于对具备防抱死制动装置并且能自动驾驶的车辆进行控制的用途。

背景技术

已知有以下防抱死控制：在判断为车轮产生了抱死倾向的情况下，控制该车轮的制动压力的增减压，由此防止车轮的抱死。此外，例如，在日本专利第2917491中记载了在防抱死控制中车轮速度传感器、车身减速度传感器等传感器发生了故障的情况下的控制。具体而言，在该控制中，根据基于故障前的传感器的输出信号推定出的眼前的路面摩擦系数来设定制动压力的增压量和增压次数，按照所设定的增压量和增压次数来使车轮的制动压力逐渐增压。

当在通过驾驶辅助或自主行驶进行的自动驾驶的控制的执行中发生防抱死制动装置的故障从而成为防抱死控制不工作的状态时，自动驾驶中的通过制动力控制进行的减速操作恐怕会变得过剩，恐怕会产生车轮抱死。

发明内容

本发明提供一种被改良为在防抱死制动装置产生了故障的情况下也能抑制自动驾驶中的过剩的减速操作的车辆控制装置。

本发明的第一方案是车辆控制装置。所述车辆控制装置具备：自动驾驶控制装置，被配置为执行车辆的自动驾驶的控制；以及防抱死制动装置，被配置为在车辆的制动时以车辆的车轮的前后方向的滑移率成为阈值以下的方式进行控制。在自动驾驶控制装置所执行的自动驾驶的控制中包括制动力控制，该制动力控制是根据不基于由驾驶员进行的减速请求而设定的目标减速度来使附加于车辆的车轮的制动力变化的控制。自动驾驶控制装置被配置为：在车辆的自动驾驶的控制的执行中检测到防抱死制动装置的故障的情况下，将在制动力控制中设定的目标减速度设为减速度上限值以下的值。

在所述第一方案中，也可以是，所述自动驾驶控制装置被配置为：在所述制动力控制的执行中检测到所述防抱死制动装置的故障，并且在检测到所述故障的时间点所设定的所述目标减速度已超过所述减速度上限值的情况下，将所述目标减速度的每单位时间的下降量设为阈值以下，使所述目标减速度下降至所述减速度上限值。

在所述第一方案中，也可以是，所述自动驾驶控制装置被配置为：制作目标行驶路线，并执行使车辆按照所述目标行驶路线自动地行驶的自动行驶控制，也可以是，所述自动驾驶控制装置被配置为：在所述自动行驶控制的执行中检测到行驶于所述车辆的前方的车辆或检测到在所述车辆的旁边的车道中行驶于所述车辆的周边的车辆的情况下，将所述目标减速度设为所述减速度上限值，开始所述制动力控制。

在所述第一方案中，也可以是，所述自动驾驶控制装置被配置为：在所述自动驾驶的控制的执行中所述目标减速度被限制为所述减速度上限值以下的情况下，所述限制在直至所述自动驾驶的控制被解除为止的期间被维持。

在所述第一方案中，也可以是，所述自动驾驶控制装置被配置为：在所述自动驾驶的控制的执行中检测到所述防抱死制动装置的故障，并且在所述自动驾驶的控制被解除之前不再检测到所述防抱死制动装置的故障的情况下，将所述减速度上限值的每单位时间的增加量设为增加阈值以下，使所述减速度上限值增加。

在所述第一方案中，也可以是，所述减速度上限值根据车辆的横向加速度、车辆的转弯状态、下坡路的坡度以及路面μ中的任一个以上来设定。

本发明的第二方案是车辆控制装置。所述车辆控制装置包括：自动驾驶控制装置，被配置为执行车辆的自动驾驶的控制；以及防抱死制动装置，被配置为在所述车辆的制动时以所述车辆的车轮的前后方向的滑移率成为已设定的阈值以下的方式进行控制。所述自动驾驶控制装置被配置为执行根据设定的目标减速度来使附加于所述车辆的车轮的制动力变化的制动力控制。所述自动驾驶控制装置被配置为：在所述车辆的自动驾驶的控制的执行中检测到所述防抱死制动装置的故障的情况下，将在所述制动力控制中设定的所述目标减速度设为减速度上限值以下的值。

根据本发明的所述第一方案和所述第二方案，在检测到防抱死制动装置的故障的情况下，自动驾驶下的制动力控制中的目标减速度被限制为减速度上限值以下。由此，在防抱死制动装置存在故障的情况下，也是过剩的减速操作被抑制，能避免车轮抱死。

附图说明

以下，参照附图，对本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义进行说明，其中，相同的附图标记表示相同的元件，其中：

图1是表示本发明的实施方式1的车辆控制系统和应用了该车辆控制系统的车辆的构成例的图。

图2是表示本发明的实施方式1的自动驾驶控制装置所执行的控制例程的流程图。

图3是表示由本发明的实施方式2的车辆控制系统进行的控制的概要的图。

图4是表示本发明的实施方式2的自动驾驶控制装置所执行的控制例程的流程图。

图5是表示本发明的实施方式3的自动驾驶控制装置所执行的控制例程的流程图。

图6是示意性地表示在本发明的实施方式4的自动驾驶控制中设定的减速度上限值与横向加速度、转弯、下坡路的坡度的关系的图。

图7是示意性地表示在本发明的实施方式4的自动驾驶控制中设定的减速度上限值与路面μ的关系的图。

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。需要说明的是，在各图中，对相同或相当的部分标注相同的附图标记并简化或省略其说明。

1.第一实施方式

1－1.自动驾驶控制的概要

本实施方式的车辆控制系统是被配置为能执行使车辆自动地行驶的自动驾驶控制的车辆控制装置。本实施方式的自动驾驶控制是驾驶辅助控制或自主行驶控制，通过本实施方式的自动驾驶控制，例如在SAE(Society of Automotive Engineers：汽车工程师协会)的等级定义中为二级以上的自动驾驶等级被实现。

自动驾驶控制基于车辆的行驶计划来进行。行驶计划被制定为使车辆沿着到目的地的最佳路线遵守交通规则安全地行驶。在行驶计划中包括维持当前的行驶车道、进行车道变更等动作。在自动驾驶控制中，以行驶计划为基础来生成目标行驶路线，该目标行驶路线是车辆最终应该采取的行驶轨道。在自动驾驶控制中，为了使车辆追随目标行驶路线，计算车辆与目标行驶路线之间的偏差(横向偏差、横摆角偏差、速度偏差等)，对车辆的转向、制动或驱动进行控制使得该偏差减小。

1－2.车辆控制系统的构成和功能

图1是表示本实施方式的车辆控制系统10和应用了该车辆控制系统10的车辆1的构成例的图。车辆1具备：车辆控制系统10；车载传感器20，向车辆控制系统10输入信息；以及车辆致动器30，通过从车辆控制系统10输出的信号进行动作。

车载传感器20包括自主传感器21、车辆状态传感器22以及GPS传感器23。自主传感器21是获取与车辆1的周边环境相关的信息的传感器，例如包括摄像机、毫米波雷达、LiDAR(Light Detection And Ranging：激光雷达)等传感器。基于由自主传感器21得到的信息来进行存在于车辆1的周边的先行车等物体的感测、感测到的物体相对于车辆1的相对位置、相对速度的计测以及感测到的物体的形状的识别等处理。车辆状态传感器22是获取与车辆1的运动相关的信息的传感器，例如包括车轮速度传感器、加速度传感器、横摆角速度传感器、转向角传感器、行程传感器等传感器。GPS(Global Positioning System：全球定位系统)传感器23用于获取与车辆1的当前位置相关的信息。

车辆致动器30包括：转向致动器31，对车轮进行转向；驱动致动器32，对车辆1进行驱动；以及制动致动器33，对车辆1进行制动。在转向致动器31中例如包括动力转向系统、线控转向式转向系统、后轮转向系统。在驱动致动器32中例如包括发动机、EV(ElectricVehicle：电动汽车)系统、混合动力系统。在制动致动器33中例如包括液压制动器、电力再生制动器。液压制动器具备制动钳、转子、衬块以及液压配管等。再生制动器具备电动机等。

车辆控制系统10具备自动驾驶控制装置100、转向ECU(Electronic ControlUnit：电子控制单元)201、驱动ECU202以及制动ECU203。这些控制装置(100、201～203)是分别独立的ECU，至少具备处理器和存储装置。存储装置包括主存储装置和辅助存储装置。在自动驾驶控制装置100与各ECU201～203之间，经由CAN(Controller Area Network：控制器局域网络)通信、以太网(注册商标)标准的通信等有线通信、无线通信来进行需要的信息的输入输出。

自动驾驶控制装置100负责车辆1的自动驾驶的管理和控制。在自动驾驶控制装置100所具备的存储装置中存储有能由处理器执行的自动驾驶控制程序和与该自动驾驶控制程序关联的各种数据。自动驾驶控制程序由处理器执行，由此，处理器从车载传感器20获取传感器信息，识别地图上的车辆1的位置，并且识别车辆1的周边的状况。处理器基于地图上的车辆1的位置和车辆1的周边的状况来生成自动驾驶中的车辆1的目标行驶路线，并以车辆1追随目标行驶路线的方式决定车辆1的转向量、驱动量以及制动量。

转向ECU201控制车辆的转向致动器31。驱动ECU202控制驱动致动器32。制动ECU203控制制动致动器33。在自动驾驶控制进行干预的情况下，转向ECU201、驱动ECU202、制动ECU203分别接受来自自动驾驶控制装置100的控制信号，对车辆1的转向动作、驱动动作以及制动动作进行控制。

制动ECU203具备防抱死制动装置(以下，称为“ABS”。ABS是Anti－lock BrakingSystem(防抱死制动系统)的缩写)204。ABS204执行用于在车辆1的制动时防止车轮的抱死的防抱死控制。具体而言，ABS204根据推定车身速度和车轮速度运算车轮的前后方向的滑移率，并在滑移率超过了阈值的情况下使制动力下降。即，例如，在制动致动器是液压制动器的情况下，对车轮的制动液压进行减压。

1－3.ABS的故障时的控制的概要

在本实施方式中，在自动驾驶控制装置100所执行的自动驾驶的控制中包括制动力控制，该制动力控制是根据不基于由驾驶员进行的减速请求而设定的目标减速度来使附加于车辆的车轮的制动力变化的控制。

此外，在自动驾驶控制装置100所执行的控制中包括在自动驾驶中检测到ABS204的故障的情况下的故障时控制。具体而言，在车辆1的自动驾驶控制中感测到ABS204的故障的情况下，在自动驾驶中设定的目标减速度被限制为减速度上限值以下。即，自动驾驶控制中的目标减速度被设为按照自动驾驶的控制程序运算出的目标减速度的运算值和减速度上限值中的、较小的一方的减速度。在此，减速度上限值是为了防止车轮的抱死而预先设定的值。此外，在不处于自动驾驶控制的执行中的情况下，不设置减速度的上限值。

1－4.具体的控制动作

图2是将本实施方式的自动驾驶控制装置100所执行的具体的控制的例程表示为流程图的图。以下，使用图2的流程图来对自动驾驶控制装置所执行的ABS204的故障时控制具体地进行说明。图2的控制例程以一定的控制间隔反复执行。

在图2的处理中，首先，在步骤S1中，判别是否处于车辆1的自动驾驶控制的执行中。在步骤S1中判别为处于车辆1的自动驾驶控制的执行中的情况下，接着，处理进入S2。

在步骤S2中，判别是否感测到ABS204的故障或故障履历的标志是否为启用(ON)。故障履历的标志是在诊断为ABS204的故障的情况下通过后述的处理被设为启用并且在自动驾驶被解除了时被设为关闭(OFF)的标志。

在步骤S1或步骤S2的判定结果为否判定的情况下，即，在当前不处于自动驾驶控制的执行中的情况下，或者在未感测到ABS204的故障，并且故障履历的标志为关闭的情况下，接着，进入步骤S10。

在步骤S10中，ABS204的故障履历的标志被设为关闭。接着，进入步骤S11，不对目标减速度设定限制值，在自动驾驶控制中运算出的目标减速度的运算值被采用为目标减速度。即，被设为能原样利用自动驾驶控制装置100按照自动驾驶的控制程序运算出的目标减速度的状态。之后，本次的处理暂时结束。

另一方面，在步骤S2中判别为感测到ABS204的故障或故障履历的标志为启用的情况下，接着，处理进入步骤S20。在步骤S20中，故障履历的标志被设为启用。

接着，在步骤S21中，自动驾驶控制中的目标减速度被限制为减速度上限值以下。即，在自动驾驶控制中的减速控制中，选择在自动驾驶控制中运算出的目标减速度的运算值和减速度上限值中的较小的一方，并将该较小的一方用于自动驾驶控制中的减速控制。之后，本次的处理暂时结束。

如以上说明的那样，根据本实施方式的车辆控制系统10，在ABS204发生了故障的情况下，对自动驾驶控制的减速度设置限制。由此，自动驾驶中的过剩的减速操作被抑制，能防止车轮抱死。

1－5.故障时控制的其他构成例

在本实施方式中，对在诊断为ABS204的故障的情况下对自动驾驶控制中的目标减速度施加限制的情况进行了说明。但是，例如，在车辆1搭载有EBD(Electronic Brakeforce Distribution：电子制动力分配)装置和VSC(Vehicle Stability Control：车辆稳定性控制)装置等系统的情况下，也可以采用以下构成：在参照这些系统的故障诊断而检测到故障的情况下，将减速度上限值设定为目标减速度。

此外，在ABS204的故障是由制动ECU203的电源故障引起的故障的情况下，无法将ABS204的故障通知给自动驾驶控制装置100。在该情况下，作为其他判定手段，例如，也可以采用以下构成：通过参照电源失效的检测结果来检测ABS204的故障，执行故障时控制。此外，例如，也可以采用以下构成：参照来自制动ECU203的接收中断的检测结果来检测ABS204的故障，执行故障时控制。不限于这些，即使在无法通过自动驾驶控制装置100来检测ABS204的故障的情况下，如果能通过参照其他检测结果来检测ABS204的故障，则也可以采用与之相应地执行故障时控制的构成。

此外，在本实施方式中，构成为：在自动驾驶控制的执行中一旦感测到ABS204的故障，则故障履历的标志被设为启用，对目标减速度的基于减速度上限值的限制被维持，直至自动驾驶控制被解除为止。但是，不限于该构成，例如，也可以采用以下构成：在自动驾驶控制的执行中不再感测到ABS204的故障的情况下，使减速度上限值以逐渐变大的方式变化，最终解除基于减速度上限值的限制。

在此，使减速度上限值逐渐变大是指在每单位时间的增加量不超过增加阈值的范围内使减速度上限值变大。这包括使减速度上限值呈增函数增加的情况和使减速度上限值呈阶段性增加的情况这两者。作为阶段性的增加，例如有按在自动驾驶控制中运算出目标减速度的每个控制周期各增加一定的增加量这样的方法。

或者，也可以采用以下构成：在自动驾驶控制被解除之前不再检测到ABS204的故障的情况下，在不处于减速控制中的情况下，立即解除基于减速度上限值的限制，能将在自动驾驶控制中运算出的目标减速度的运算值原样采用为目标减速度。但是，在该情况下，理想的是采用以下构成：在不再检测到ABS204的故障的时间点处于通过自动驾驶控制进行的减速控制中的情况下，维持将目标减速度限制为减速度上限值以下的故障时控制，在减速控制结束之后，解除基于减速度上限值的限制。

2.第二实施方式

实施方式2的车辆1和车辆控制系统10的构成与在图1中说明过的实施方式1的构成相同。在感测到ABS204的故障的时间点自动驾驶控制的目标减速度已经超过减速度上限值的情况下，实施方式2的车辆控制系统10执行与实施方式1的控制不同的控制。

图3是表示处于自动驾驶控制中且感测到ABS204的故障的时间点的目标减速度已超过减速度上限值的情况下的减速度的控制例的图。在图3所示的例子中，在自动驾驶控制中的时间点t1已感测到ABS204的故障。在该时间点，自动驾驶控制中的目标减速度已经超过减速度上限值。在这样的情况下，在本实施方式中，如图3的例子所示，被控制为：从检测到故障的时间点t1起开始目标减速度的下降，在直至目标减速度下降至减速度上限值的时间点t2为止的期间，目标减速度逐渐下降。

需要说明的是，“逐渐变小”是指以每单位时间的目标减速度的下降量成为规定的阈值以下的方式使目标减速度下降。这包括使目标减速度呈减函数减小的情况和使目标减速度呈阶段性减小的情况。在呈阶段性减小的方法中，例如有以在自动驾驶控制中运算出目标减速度的每个控制周期的目标减速度的下降量成为规定值的方式使目标减速度下降的方法。

图4是表示在本实施方式中自动驾驶控制装置100所执行的控制例程的流程图。除了在图2的控制例程的步骤S20与S21之间具有步骤S201～S203的处理这一点之外，图4的控制例程与图2的控制例程相同。

具体而言，在步骤S20中故障履历的标志被设为启用之后，在步骤S201中，判别当前的自动驾驶中的目标减速度是否为减速度上限值以下。需要说明的是，在此，当前车辆1未减速的情况、即减速度为0以下的情况也包括在当前的减速度小于减速度上限值的情况中。在步骤S201中判别为当前的目标减速度为减速度上限值以下的情况下，处理进入步骤S21，目标减速度被限制为减速度上限值以下。

另一方面，在步骤S201中判别为当前的目标减速度大于减速度上限值的情况下，接着，处理进入步骤S202。在步骤S202中，自动驾驶中的目标减速度趋向减速度上限值逐渐降低。

接着，在步骤S203中，判别目标减速度是否成为减速度上限值以下。在步骤S203中判别为目标减速度大于减速度上限值的情况下，处理返回步骤S202，持续进行使目标减速度下降的处理。在直至在步骤S203中目标减速度被判别为减速度上限值以下为止的期间，持续进行步骤S202的处理和步骤S203的判定处理。在步骤S203中目标减速度被判别为减速度上限值以下的情况下，处理进入步骤S21，目标减速度被限制为减速度上限值以下。

如以上说明的那样，根据实施方式2的车辆控制系统10，在自动驾驶中减速度已经大于减速度上限值的状态下感测到ABS204的故障的情况下，也能防止减速度急剧下降，也能使减速度缓慢地变化。

3.第三实施方式

实施方式3的车辆1的构成与图1所示的实施方式1的车辆1的构成相同。实施方式3的自动驾驶控制装置100能执行使车辆1按照目标行驶路线自动地行驶的自动行驶控制。自动驾驶控制装置100在自动行驶控制中获取由自主传感器21获取到的车辆1的周边信息，并在感测到行驶于车辆1的前方的车辆的情况下判定为有先行车。此外，在感测到行驶于车辆1所行驶的车道的旁边的车道的车辆1的周边的车辆的情况下，判定为有先行旁边车道车。

然后，在作出有先行车或先行旁边车道车的判定，并且在自动驾驶控制中感测到ABS204的故障的情况下，无论当前是否处于减速控制中，都将目标减速度设为减速度上限值来开始车辆1的减速控制。

图5是表示本实施方式的自动驾驶控制装置100所执行的控制例程的流程图。除了在步骤S20与步骤S21之间具有步骤S300和S301的处理这一点之外，图5的控制例程与图2的控制例程相同。

在图5的控制例程中，在步骤S20中故障履历的标志被设为启用之后，在步骤S300中，判别是否感测到先行车或先行旁边车道车。在步骤S300中未感测到先行车或先行旁边车道车的情况下，处理进入步骤S21，目标减速度被限制为减速度上限值以下。

另一方面，在步骤S300中判别为感测到先行车或先行旁边车道车的情况下，接着，处理进入步骤S301。在步骤S301中，自动驾驶控制的目标减速度被设定为减速度上限值，立即开始减速。之后，本次的处理暂时结束。

根据实施方式3的控制，在自动驾驶控制中并且ABS204处于故障中的状态下感测到行驶于车辆1的周边的车辆的情况下，立即开始减速。通过这样尽快地进行减速，能防止车轮抱死，并且能减少碰撞的危险性，能进一步提高自动驾驶的安全性。

4.实施方式4

本实施方式的车辆1具有与在图1中说明过的实施方式1的车辆1相同的构成。就本实施方式中的ABS204的故障时控制而言，除了被配置为不将对自动驾驶控制的目标减速度设定的减速度上限值设为一定的常数而是根据横向加速度来设定该减速度上限值这一点之外，与实施方式1～3中的任一个控制相同。

图6是示意性地表示在本实施方式中设定的减速度上限值与横向加速度的关系的图。如图6所示，在本实施方式中，与横向加速度小的情况相比，在横向加速度大的情况下，减速度上限值被设定得小。在此，减速度上限值可以如图6所示的那样被设定为减速度上限值根据横向加速度呈函数变小。此外，横向加速度与减速度上限值的关系也可以通过映射图等来定义。在该情况下，横向加速度与减速度上限值的关系被设定为：在横向加速度属于某个范围的情况下设定的减速度上限值大于在横向加速度属于比该范围大的其他范围的情况下设定的减速度上限值。

在横向加速度大的情况下，在转弯的后内轮容易发生由载荷减少(load loss)引起的车轮抱死。因此，通过根据横向加速度来减小减速度上限值，能更有效地避免车轮抱死的发生。此外，在横向加速度小的情况下，通过减速度上限值被设定得大，能使目标减速度适当地增加。

此外，同样地，也可以检测转弯状态并根据转弯状态来使减速度上限值变化。在该情况下，也与横向加速度的情况同样地，与转弯小的情况相比，在转弯大的情况下，减速度上限值被设定得小。

此外，同样地，在正行驶于下坡路的情况下，也可以根据下坡路的坡度来使减速度上限值变化。在下坡路时，在坡度大的情况下，在制动时后载荷容易减少，容易发生车轮抱死。因此，与图6所示的情况同样地，与坡度小的情况相比，在坡度大的情况下，减速度上限值被设定得小。由此，有效地抑制车轮抱死的发生。

此外，在车辆控制系统具有推定路面μ的单元的情况下，也可以采用根据路面μ来使减速度上限值变化的构成。在该情况下，如图7所示，与路面μ小的情况相比，在路面μ大的情况下，减速度上限值被设定得大。

如以上那样，通过使减速度上限值根据车辆的驾驶状态、路面的状态来变化，能更可靠地防止车轮抱死，并且能执行适当的减速控制。

需要说明的是，在以上的实施方式中提及了各要素的个数、数量、量、范围等数值的情况下，除了特别明示的情况、在原理上明显地确定为该数值的情况之外，本发明并不限定于该所提及的数值。此外，就在本实施方式中说明的构造等而言，除了特别明示的情况、在原理上明显地确定为该构造等的情况之外，在本发明中不一定是必须的。