CN102822031A

CN102822031A - 车辆控制装置

Info

Publication number: CN102822031A
Application number: CN2010800658904A
Authority: CN
Inventors: 中井浩二; 铃木隆史
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2010-03-29
Publication date: 2012-12-12
Also published as: JPWO2011121700A1; WO2011121700A1; US20130018562A1

Abstract

本发明课题在于提供一种在由于转入或能见度差而不测事态的发现延迟的可能性高的道路上的部位，通过将轮胎摩擦圆设定得较小而进行防备不测事态的行驶控制的车辆控制装置。ECU在车辆行驶的路径上的难以预料风险的地点，设定距车辆的上限速度即极限速度具有规定富余度的目标速度，并基于极限速度及目标速度而生成路径的速度模式即计划速度模式。

Description

车辆控制装置

技术领域

本发明涉及一种车辆控制装置。

背景技术

以往，开发有一种基于行驶计划来进行车辆的行驶控制的技术。

例如，在专利文献1中公开了一种如下的技术：基于包括通过使车辆的内燃机停止而使车辆减速的减速区间在内的行驶计划，进行车辆的行驶控制，即使在内燃机的不停止状态产生的情况下，也会进行考虑了燃耗的行驶计划的再设定。

另外，在专利文献2中公开了一种如下的技术：基于道路的形状、交通信息，算出车辆的推荐速度，对应于该推荐速度变化的特定点周边的道路状况来修正推荐速度，由此将详细的与道路状况适合的行驶信息向驾驶员提供。

另外，在专利文献3中公开了一种如下的技术：在车辆的弯路行驶中，考虑到驾驶员感受的安心感，在基于弯路的曲率半径及车辆受到的允许横向加速度而决定的适当车速内进行行驶控制，尤其是在能见度差的弯路以加强减速度的方式执行行驶控制。

另外，在专利文献4中公开了一种如下的技术：根据弯路的曲率来算出弯路进入时的适当车速，在行驶的车辆的车速比该适当车速大时，为了在弯路的规定距离跟前能够使车速减速，预测警报时间，不向驾驶员施加不适感地进行警报，尤其是在能见度差的弯路中使减速的警报的时间提前。

另外，在专利文献5中公开了一种如下的技术：根据车辆前方的状况，在车辆的速度比目标车速高且判断为驾驶员没有减速意图时，对驾驶员发出警报或控制促动器而使车辆减速，尤其是视线不良弯道等的能见度差的环境中，即使为低车速，也会以增大减速度的方式进行控制。

另外，在专利文献6中公开了一种如下的技术：在检测到车辆前方的弯路而该弯路为能见度差的视线不良弯道的情况下且判断为车辆的速度过大时，向驾驶员发出警报或进行车辆的发动机输出控制，由此进行减速控制。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2009-257124号公报

【专利文献2】日本特开2006-163942号公报

【专利文献3】日本特开2009-179251号公报

【专利文献4】日本特开2002-163786号公报

【专利文献5】日本特开平11-148394号公报

【专利文献6】日本特开平8-194895号公报

发明内容

然而，在专利文献1至专利文献6记载的以往的车辆控制装置中，在进行弯路中的极限速度的设定时，有时使用交通信息或进行抑制驾驶员的介入的控制，但基本上基于在车载导航系统等中使用的道路形状等静态信息来设定。因此，在该以往的车辆控制装置中，将静态信息作为车辆前方的先读取信息有效地利用，但由于路面的冻结、从卡车的车箱落下的货物等障碍物等，具有未考虑道路上产生的事态的动态信息这样的问题点。即，在该以往的车辆控制装置中，当车辆在不测事态的发现延迟的可能性高、风险高的地点（转入的弯路、能见度差的弯路等）行驶时，具有由于对所述不测事态的应对延迟而驾驶员对于行驶的富余度减少这样的问题点。

另外，在该以往的车辆控制装置中，基于道路形状等的静态信息来设定极限速度，但未考虑各驾驶员的行驶节奏的变动等，因此在由驾驶员来应对不测的事态时，还存在具有不适感的问题点。

本发明鉴于上述的情况而作出，其目的在于提供一种在由于转入或能见度差而不测事态的发现延迟的可能性高的道路上的部位，通过将轮胎摩擦圆设定得较小，而进行防备不测事态的行驶控制的车辆控制装置。

本发明涉及一种车辆控制装置，其特征在于，具备：目标速度设定机构，其在车辆行驶的路径上的难以预料风险的地点，设定距上述车辆的上限速度即极限速度具有规定富余度的目标速度；及计划速度模式生成单元，其基于上述极限速度及上述目标速度而生成上述路径的速度模式即计划速度模式。

另外，本发明中，优选的是，上述目标速度设定单元在上述地点的上述极限速度的绝对值比规定值小时，设定距该极限速度具有比上述规定富余度小的上述富余度的上述目标速度。

【发明效果】

根据本发明，在车辆行驶的路径上的难以预料风险的地点，设定距车辆的上限速度即极限速度具有规定富余度的目标速度，基于极限速度及目标速度来生成路径的速度模式即计划速度模式，因此通过将动态风险高的地点的轮胎力等的余量设定得较大，而起到残留有可应对因路面冻结、落下物的存在等引起的不测事态的轮胎力这样的效果。

另外，根据本发明，在车辆行驶的路径上的难以预料风险的地点的极限速度的绝对值比规定值小时，设定距该极限速度具有比规定富余度小的富余度的目标速度，因此起到在要求节奏慢的行驶时能够消除由于大余量的设定而产生的不适感这样的效果。

附图说明

图1是表示本实施方式的ECU的结构的框图。

图2是表示本实施方式的行驶计划制成处理的一例的流程图。

图3是表示本实施方式的道路曲率与轮胎储备强度之间的关系的一例的图。

图4是表示本实施方式的轮胎储备强度与摩擦圆之间的关系的一例的图。

图5是表示本实施方式的车辆行驶的路径上的轮胎储备强度模式的一例的图。

图6是表示本实施方式的车辆行驶的路径上的计划行驶线路的一例的图。

图7是表示本实施方式的车辆行驶的路径上的弯路的计划速度模式的一例的图。

图8是表示本实施方式的车辆行驶的路径上的弯路的计划加减速度模式的一例的图。

图9是表示本实施方式的车辆行驶的路径上的计划轮胎储备强度模式的一例的图。

具体实施方式

以下，基于附图，详细说明本发明的车辆控制装置的实施方式。需要说明的是，并未通过本实施方式来限定本发明。

[1.结构]

参照图1，说明本实施方式的ECU（电子控制单元）的结构。图1是表示本实施方式的ECU的结构的框图。

在图1中，标号1是能够控制驱动力等的搭载于车辆的ECU（包括本发明的车辆控制装置），标号2是车速传感器，标号3是对车辆的驱动力进行控制的驱动力控制机构，标号4是输出装置。在图1中，标号1a是轮胎储备强度设定部，标号1b是行驶线路生成部，标号1c是目标速度设定部，标号1d是计划速度模式生成部，标号1e是计划轮胎储备强度算出部，标号1f是车辆行驶控制部，标号1g是行驶节奏测定部，标号1h是注意部。

轮胎储备强度设定部1a基于不测事态的发现延迟的可能性，来设定车辆行驶的路径上的地点的轮胎储备强度。这里，轮胎储备强度也可以是从轮胎的摩擦力的极限值减去行驶时所需的轮胎的摩擦力而得到的值相对于轮胎的摩擦力的极限值（即，摩擦圆的外周）的比例。而且，轮胎储备强度设定部1a也可以基于使用道路曲率而设定的不测事态的发现延迟的可能性，来设定车辆行驶的路径上的地点的轮胎储备强度，其中该道路曲率是基于预先存储于车辆的地图数据（例如，包含使用于车载导航系统等的地图上的关于道路的道路形状数据在内的地图数据等）的道路曲率。而且，轮胎储备强度设定部1a也可以使用以由ECU1取得的驾驶员的行驶节奏为基础的轮胎的摩擦圆的平均即行驶节奏摩擦圆，来设定车辆行驶的路径上的地点的轮胎储备强度。

行驶线路生成部1b生成车辆行驶的路径内（道路宽度内）的轨迹即目标轨迹（计划行驶线路）。这里，行驶线路生成部1b也可以基于预先存储于车辆的轨迹来生成作为车辆行驶的路径内的轨迹的计划行驶线路。而且，行驶线路生成部1b也可以生成作为通过车辆行驶的路径内的车道中央的轨迹的计划行驶线路。而且，行驶线路生成部1b也可以在车辆行驶的路径内的弯路生成实现OUT－IN－OUT那样的轨迹且在弯路以外生成通过车道中央的轨迹即计划行驶线路。这里，OUT－IN－OUT是在弯路入口通过比车道中央靠外方、在弯路中间通过比车道中央靠内方、在弯路出口通过比车道中央靠外方那样的轨迹。

目标速度设定部1c在车辆行驶的路径上的难以预料风险的地点，设定距车辆的上限速度即极限速度具有规定富余度的目标速度。这里，目标速度设定部1c也可以在车辆行驶的路径上的不测事态的发现延迟的可能性高的地点（转入的地点、能见度差的地点等），以轮胎的摩擦圆减小的方式设定距极限速度具有富余度的目标速度。而且，目标速度设定部1c也可以在车辆行驶的路径上的难以预料风险的地点的极限速度的绝对值比规定值小时，设定距该极限速度具有比规定富余度小的富余度的目标速度。而且，目标速度设定部1c也可以在车辆行驶的路径上的难以预料风险的地点的轮胎的摩擦圆比一定值小时，设定距该极限速度具有比规定富余度小的富余度的目标速度。而且，目标速度设定部1c也可以使用预先存储于车辆的极限速度，在车辆行驶的路径上的难以预料风险的地点，设定目标速度。这里，极限速度也可以是满足如下速度的一部分或全部的速度：在车辆行驶的路径上的地点，设定成不超过道路曲率越高的部分越减小的轮胎的摩擦圆的极限的速度、由使制动器、发动机及变速器动作的促动器能够实现的速度、以及法定速度。而且，规定富余度也可以基于由轮胎储备强度设定部1a设定的轮胎储备强度来设定。

计划速度模式生成部1d基于以极限速度及目标速度为基础的计划速度而生成路径的速度模式即计划速度模式。这里，计划速度模式生成部1d进而也可以基于根据计划速度算出的加减速度即计划加减速度来生成计划加减速度模式。这里，计划速度也可以在设定有目标速度的路径上的地点采用目标速度，在该地点以外的地点采用极限速度。

这里，计划速度模式生成部1d进而也可以生成为了改善燃耗而利用了空驶（滑行）的计划加减速度模式。这里，空驶是不局限于混合动力系统而反复进行发动机的接通-断开而进行行驶的模式，是在发动机接通时蓄积动能（例如，速度能量等）而在发动机断开时使用动能使车辆前进的行驶。而且，计划速度模式生成部1d进而也可以以尽可能使用制动而能够实现预先取得的路径上的应减速位置（红灯信号、暂时停止、弯路、交通拥堵等）的上限速度的方式设定发动机的接通/断开的时间、及发动机接通时的输出，由此生成利用了空驶的计划速度模式。由此，制动产生的能量损失减少，能够减少移动所需的能量消耗。而且，计划速度模式生成部1d进而也可以不仅基于前一个弯路而且基于该弯路前方的弯路即前方的多个弯路的计划速度来生成计划加减速度模式。由此，能够减少无用的加速及制动。

计划轮胎储备强度算出部1e在车辆行驶的路径上的地点，算出以计划速度、计划加减速度及计划行驶线路的曲率（计划曲率）为基础的轮胎储备强度作为计划轮胎储备强度。

车辆行驶控制部1f通过控制驱动力控制机构3，按照由计划速度模式生成部1d生成的计划速度模式及计划加减速度模式、以及由计划轮胎储备强度算出部1e算出的计划轮胎储备强度，使车辆在由行驶线路生成部1b生成的目标轨迹（计划行驶线路）上行驶。这里，车辆行驶控制部1f也可以在按照利用了空驶的计划速度模式来使车辆行驶时，为了在发动机断开时减少摩擦损失，控制驱动力控制机构3，将离合器或行星齿轮等中的发动机输出轴与驱动轮断开。而且，车辆行驶控制部1f也可以在按照利用了空驶的计划速度模式来使车辆行驶时，控制驱动力控制机构3，并控制发动机接通时的输出，由此来变更计划速度模式的波形（振幅、振幅中心、周期等）。

行驶节奏测定部1g测定车辆行驶时的驾驶员的行驶节奏，在车辆行驶的路径上的地点，取得基于该行驶节奏的轮胎的摩擦圆的平均作为行驶节奏摩擦圆。行驶节奏测定部1g也可以基于由车速传感器2检测到的车速，测定车辆行驶时的驾驶员的行驶节奏。

注意部1h当在车辆行驶的路径上车速超过计划速度时，对驾驶员进行减速的注意提醒。这里，注意部1h也可以当在车辆行驶的路径上由车速传感器2检测到的车速超过计划速度时，经由输出装置4来对驾驶员进行减速的注意提醒。而且，注意部1h也可以通过经由输出装置4输出声音输出数据来对驾驶员进行减速的注意提醒。而且，注意部1h还可以通过经由输出装置4输出显示输出数据来对驾驶员进行减速的注意提醒。

[2.动作]

接下来，参照图2至图9，说明通过上述的结构的ECU1进行的行驶计划制成处理的一例。图2是表示本实施方式中的行驶计划制成处理的一例的流程图。

如图2所示，轮胎储备强度设定部1a基于使用预先存储于车辆的道路形状数据中包含的道路曲率等而设定的不测事态的发现延迟的可能性，来设定车辆行驶的路径上的地点的轮胎储备强度（%）（步骤SA-1）。这里，轮胎储备强度设定部1a也可以使用以由行驶节奏测定部1g取得的驾驶员的行驶节奏为基础的轮胎的摩擦圆的平均即行驶节奏摩擦圆，来设定车辆行驶的路径上的地点的轮胎储备强度。

这里，参照图3至图5，说明本实施方式中的轮胎储备强度的一例。图3是表示本实施方式的道路曲率与轮胎储备强度之间的关系的一例的图。图4是表示本实施方式的轮胎储备强度与摩擦圆之间的关系的一例的图。图5是表示本实施方式的车辆行驶的路径的轮胎储备强度模式的一例的图。

如图3所示，轮胎储备强度设定部1a将道路曲率作为不测事态的发现延迟的可能性的参数适用，在曲率为1/15以上时，设定成使轮胎储备强度增加12%。

另外，如图4所示，轮胎储备强度设定部1a根据不测事态的发现延迟的可能性而将轮胎储备强度连续变化地设定。即，轮胎储备强度设定部1a在不测事态能够提前发现的能见度良好的地点，距表示轮胎的抓地极限的摩擦圆的外周（轮胎极限）具有小的轮胎力的富余，将其内侧的圆内作为在行驶计划中使用的摩擦圆，基于该摩擦圆来设定该地点的轮胎储备强度。另一方面，轮胎储备强度设定部1a在需要紧急转向或紧急制动的不测事态的发现延迟的能见度差的地点，距轮胎极限具有大的轮胎力的富余，将其内侧的圆内作为在行驶计划中使用的摩擦圆，基于该摩擦圆来设定该地点的轮胎储备强度。

并且，如图5所示，将车辆行驶的路径上的各地点的由轮胎储备强度设定部1a设定的轮胎储备强度（有控制）表示作为轮胎储备强度模式。即，有控制的轮胎储备强度在能见度差的部分设定得比以极限速度行驶时的轮胎储备强度（无控制）大，在能见度良好的部分设定得比无控制小。

返回图2，行驶线路生成部1b基于预先存储于车辆的轨迹而生成作为车辆行驶的路径内（道路宽度内）的轨迹的计划行驶线路（步骤SA-2）。这里，行驶线路生成部1b也可以生成作为通过车辆行驶的路径内的车道中央的轨迹的计划行驶线路。而且，行驶线路生成部1b还可以在车辆行驶的路径内的弯路生成实现OUT－IN－OUT的轨迹，而在弯路以外生成通过车道中央的轨迹即计划行驶线路。

这里，参照图6，说明本实施方式中的车辆行驶的路径上的计划行驶线路的一例。图6是表示本实施方式的车辆行驶的路径上的计划行驶线路的一例的图。

如图6所示，行驶线路生成部1b基于预先存储于车辆的轨迹，在车辆行驶的路径上，生成在路径上的各地点取得不使驾驶性能受损的曲率（计划曲率K）（1/m）的轨迹即计划行驶线路（按照行驶顺序进行打轮、保持方向、追加转向、保持方向、及回轮的轨迹）。

再次返回图2，目标速度设定部1c在车辆行驶的路径上的难以预料风险的地点的能见度差的部分，基于由轮胎储备强度设定部1a设定的轮胎储备强度，以轮胎的摩擦圆减小的方式，设定距预先存储于车辆的极限速度具有富余度的目标速度（步骤SA-3）。这里，目标速度设定部1c也可以在车辆行驶的路径上的难以预料风险的地点的极限速度的绝对值比规定值小时，设定距该极限速度具有比规定富余度小的富余度的目标速度。而且，目标速度设定部1c也可以在车辆行驶的路径上的难以预料风险的地点的轮胎的摩擦圆比一定值小时，设定距该极限速度具有比规定富余度小的富余度的目标速度。

并且，计划速度模式生成部1d基于以极限速度及目标速度为基础的计划速度（Vx）（km/h）而生成计划速度模式，基于根据计划速度而算出的加减速度即计划加减速度（Ax）（m/s²）来生成计划加减速度模式（步骤SA-4）。

这里，参照图7及图8，说明车辆行驶的路径上的弯路的计划速度模式及计划加减速度模式的一例。图7是表示本实施方式的车辆行驶的路径上的弯路的计划速度模式的一例的图。图8是表示本实施方式的车辆行驶的路径上的弯路的计划加减速度模式的一例的图。

如图7所示，计划速度模式（有控制）在车辆行驶的路径上的从弯路的中间到出口之间的能见度差的部分及其前后，与极限速度模式（无控制）相比，成为低速。另一方面，计划速度模式（有控制）中还具有如下部分：在车辆行驶的路径上的从弯路的入口到中间之间能见度比较良好的部分，与极限速度模式（无控制）相比，虽然微小但成为高速。

另外，如图8所示，计划加减速度模式（有控制）在车辆行驶的路径上的从弯路的中间到出口之间的能见度差的部分的紧前，与极限加减速度模式（无控制）相比，减速度变大。

再次返回图2，计划轮胎储备强度算出部1e在车辆行驶的路径上的地点，算出考虑不测事态的发现延迟的可能性而在车辆行驶时需要的轮胎储备强度、以计划速度（Vx）、计划加减速度（Ax）及计划曲率（K）为基础的轮胎储备强度作为计划轮胎储备强度（%）（步骤SA-5）。这里，计划轮胎储备强度算出部1e也可以基于下述的数学式来算出计划轮胎储备强度。

【数学式1】

计划轮胎储备强度

(%) = \sqrt{A_{x}^{2} + V_{x}^{2} * K}

这里，参照图9，说明本实施方式的车辆行驶的路径上的计划轮胎储备强度模式的一例。图9是表示本实施方式中的车辆行驶的路径上的计划轮胎储备强度模式的一例的图。

如图9所示，计划轮胎储备强度（有控制）在车辆行驶的路径上的从弯路的中间到出口之间的能见度差的部分及其前后，比基于极限速度等算出的轮胎储备强度（无控制）高。

需要说明的是，ECU1也可以基于由上述行驶计划制成处理取得的计划行驶线路、计划速度、计划加减速度、及计划轮胎储备强度来制成车辆的行驶计划。

[3.本实施方式的总结]

如以上说明所示，在本实施方式中，在车辆行驶的路径上的难以预料风险的地点，设定距车辆的上限速度即极限速度具有规定富余度的目标速度，并基于极限速度及目标速度而生成路径的速度模式即计划速度模式。换言之，在本实施方式中，在不测事态的发现延迟的可能性高的地点，生成将轮胎的摩擦圆设定得较小的速度模式。由此，能够使路径上的动态风险高的地点的轮胎力的余量比其他的地点大，能够生成保留有可应对不测事态的轮胎力的行驶计划。

另外，在本实施方式中，在车辆行驶的路径上的难以预料风险的地点的极限速度的绝对值比规定值小时，设定距该极限速度具有比规定富余度小的富余度的目标速度。由此，在轮胎的摩擦圆比一定值小且余量充分的地点，在车辆以慢速行驶时，能够消除不适感。

并且，在本实施方式中，测定车辆行驶时的驾驶员的行驶节奏，在车辆行驶的路径上的地点，取得以该行驶节奏为基础的轮胎的摩擦圆的平均作为行驶节奏摩擦圆。由此，能够制成接近驾驶员的通常的行驶节奏而且在风险高的地点余量大的行驶计划。而且，基于该行驶计划来使车辆行驶，从而能够进行不使驾驶员感觉到不适感的驾驶辅助。

并且，在本实施方式中，当在车辆行驶的路径上车速超过计划速度时，对驾驶员进行减速的注意提醒。由此，在车辆超过计划速度而进行行驶时，能够向驾驶员催促注意提醒。

【工业实用性】

如以上所述，本发明的车辆控制装置在汽车制造产业中有用，尤其适合通过以防备不测事态的轮胎管理控制技术等为基础的行驶计划来执行车辆的行驶控制的情况。

【标号说明】

1ECU

1a轮胎储备强度设定部

1b行驶线路生成部

1c目标速度设定部

1d计划速度模式生成部

1e计划轮胎储备强度算出部

1f车辆行驶控制部

1g行驶节奏测定部

1h注意部

2车速传感器

3驱动力控制机构

4输出装置

Claims

1.一种车辆控制装置，其特征在于，具备：

目标速度设定单元，其在车辆行驶的路径上的难以预料风险的地点，设定距上述车辆的上限速度即极限速度具有规定富余度的目标速度；及

计划速度模式生成单元，其基于上述极限速度及上述目标速度而生成上述路径的速度模式即计划速度模式。

2.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于，

上述目标速度设定单元在上述地点的上述极限速度的绝对值比规定值小时，设定距该极限速度具有比上述规定富余度小的上述富余度的上述目标速度。