CN103318184A

CN103318184A - 车辆的控制装置

Info

Publication number: CN103318184A
Application number: CN2013100906223A
Authority: CN
Inventors: 松野浩二
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2012-03-21
Filing date: 2013-03-20
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2033-03-20
Also published as: JP2013193612A; CN103318184B; US20130253756A1; DE102013102559A1; JP5639611B2; US9145142B2

Abstract

本发明涉及一种车辆的控制装置，其即使车载控制装置产生异常，也最低限度地维持必要的行驶性能，并且避免危险的行驶状态而可靠地进行安全行驶。与各控制单元（11）、（12）、（13）、（14）、（15）、（16）的异常相对应而利用对应图等选择预先设定的行驶模式，经由CAN总线（2）向实现该行驶模式的控制单元输出执行指令。此时，存储在行驶模式变更指示单元（19）中的行驶模式，是将即使该控制单元产生异常也最低限度地维持必要的行驶性能且可靠地进行车辆安全行驶的行驶状态作为行驶模式而预先存储的。

Description

车辆的控制装置

技术领域

本发明涉及一种车辆的控制装置，其在车载的控制装置中产生异常的情况下，自动地转换为适当的行驶模式。

背景技术

一般地，在搭载于车辆上的控制装置中，在该控制装置产生异常的情况下，采用下述对策，即，使由控制装置控制的附加功能中止，而维持与行驶性能有关的基本性能，或利用其他残存系统对车辆性能进行补偿。作为上述前者的例子，在日本特开2011—99394号公报（以下称为专利文献1）中公开了下述技术，即，车辆驱动力控制装置具有驱动力计算单元，其基于加速器开度和驱动力源的驱动力的关联特性而计算第1驱动力，将第1驱动力作为基准值，计算伴随经过时间的增加而逐渐减小的第2驱动力，在该车辆驱动力控制装置的结构处于故障状态的情况下，将第1驱动力作为目标驱动力。另外，作为上述后者的例子，在日本特开2006—282036号公报（以下称为专利文献2）中公开了下述技术，即，在具有抑制车体侧倾的侧倾抑制装置的车辆用悬架系统中，在由车高调整装置得到的侧倾抑制效果降低的情况下，通过使稳定杆的刚性增大而使侧倾抑制效果增加。

专利文献1：日本特开2011－99394号公报

专利文献2：日本特开2006－282036号公报

发明内容

如上述专利文献1、2中公开的技术的例子所示，如果控制装置中产生异常而使警告灯亮灯，则驾驶员可以得知哪个控制装置产生了异常，提醒驾驶员注意，但存在下述课题，即，在直至产生异常的控制装置的修理完成的期间，从车辆的驾驶操作面而言，驾驶员难以准确且立刻了解具体应该怎么做。例如，在发动机不正常而使输出下降的情况下，行驶速度也自然而然地下降，但不会想到使车间距离充分增大以避免不必要的加减速的对策，而除了尽快地进行修理之外，难以采取适当的对策，谋求使安全性进一步提高的对策。

本发明就是鉴于上述事情而提出的，其目的在于提供一种车辆的控制装置，即使车载控制装置产生异常，也可以最低限度地维持必要的行驶性能，并且避免危险的行驶状态而可靠地进行安全行驶。

本发明的车辆的控制装置，其特征在于，具有：多个控制单元，它们搭载在车辆上；异常检测单元，其检测上述多个控制单元的异常；行驶模式存储单元，其针对上述多个控制单元中的每个控制单元，将即使该控制单元产生异常也维持车辆安全行驶的行驶状态作为行驶模式而预先进行存储；以及行驶模式执行单元，其在利用上述异常检测单元检测出上述控制单元的异常的情况下，选择并执行在上述行驶模式存储单元中存储的行驶模式。

发明的效果

根据本发明的车辆控制装置，例如即使车载控制装置产生异常，也可以最低限度地维持必要的行驶性能，并且避免危险的行驶状态而可靠地进行安全行驶。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式涉及的车辆控制装置的整体说明图。

图2是本发明的一个实施方式涉及的车辆控制装置的安全控制程序的流程图。

图3是表示本发明的一个实施方式涉及的产生异常的多个车辆控制和行驶模式的关系的例子的说明图。

图4是本发明的一个实施方式涉及的节气门开度限制模式的说明图。

标号的说明

1 控制装置

2 CAN总线

11 发动机控制单元（控制单元、异常检测单元）

12 传动装置控制单元（控制单元、异常检测单元）

13 制动器控制单元（控制单元、异常检测单元）

14 转向控制单元（控制单元、异常检测单元）

15 悬架控制单元（控制单元、异常检测单元）

16 乘客保护控制单元（控制单元、异常检测单元）

17 巡航控制单元

18 碰撞防止控制单元

19 行驶模式变更指示单元（行驶模式存储单元、行驶模式执行单元）

19a 行驶模式选择开关（选择单元）

19b 显示部（通知单元）

具体实施方式

下面，基于附图对本发明的实施方式进行说明。

在图1中，标号1表示车辆的控制装置，其构成为，利用CAN（Controller Area Network）通信的通信总线（CAN总线）2连接，共用由各控制单元（发动机控制单元11、传动装置控制单元12、制动器控制单元13、转向控制单元14、悬架控制单元15、乘客保护控制单元16、巡航控制单元17、碰撞防止控制单元18、行驶模式变更指示单元19）发出的信号、及由未图示的传感器或开关类检测出的信号等，该传感器或开关类与该各控制单元11、12、13、14、15、16、17、18、19连接。

发动机控制单元11是公知的控制单元，其例如基于吸入空气量Ga、节气门开度θth、发动机水温Tw、进气温度TA、氧气浓度、曲轴角θCA、加速器开度θACC及其他车辆信息，对车辆的发动机（未图示）进行燃料喷射控制、点火定时控制、电子控制节气门阀的控制等主要的控制。另外，发动机控制单元11具有故障诊断功能，在发动机控制单元11中使用的输入信号的传感器、开关类产生异常的情况下，或无法获得与预先设定的输入信号相对应的输出信号的情况下，判定发动机控制单元11本身产生异常，在检测出该发动机控制单元11本身的异常的情况下，设置发动机控制单元异常标记FE（FE=1），由CAN总线2发送。这样，发动机控制单元11作为控制单元、异常检测单元而设置。

传动装置控制单元12是公知的控制单元，其例如基于抑制开关位置、车速V、节气门开度θth及其他车辆信息，进行自动设定自动变速器（未图示）的变速档的变速控制等。另外，传动装置控制单元12具有故障诊断功能，在传动装置控制单元12中使用的输入信号的传感器、开关类产生异常的情况下，或无法获得与预先设定的输入信号相对应的输出信号的情况下，判定传动装置控制单元12本身产生异常，在检测出传动装置控制单元12本身的异常的情况下，设置传动装置控制单元异常标记FT（FT=1），由CAN总线2发送。这样，传动装置控制单元12作为控制单元、异常检测单元而设置。

制动器控制单元13是公知的控制单元，其例如基于制动器开关、四轮的车轮速度ωfl、ωfr、ωrl、ωrr、方向盘转角θH、偏航率γ及其他车辆信息，可以独立于驾驶员的制动器操作而控制4轮的制动器装置（未图示），进行公知的侧滑防止控制等。此外，该制动器控制单元13的侧滑防止控制，由驾驶员自由地接通、关闭。另外，制动器控制单元13具有故障诊断功能，在制动器控制单元13中使用的输入信号的传感器、开关类产生异常的情况下，或无法获得与预先设定的输入信号相对应的输出信号的情况下，判定制动器控制单元13本身产生异常，在检测出制动器控制单元13本身的异常的情况下，设置制动器控制单元异常标记FB（FB=1），由CAN总线2发送。这样，制动器控制单元13作为控制单元、异常检测单元而设置。

转向控制单元14是公知的控制单元，其例如基于车速V、转向操纵扭矩Ts、方向盘转角θH、偏航率γ及其他车辆信息，对由设置在车辆的转向操纵系统中的电动动力转向电动机（未图示）产生的辅助扭矩进行控制。另外，转向控制单元14具有故障诊断功能，在转向控制单元14中使用的输入信号的传感器、开关类产生异常的情况下，或无法获得与预先设定的输入信号相对应的输出信号的情况下，判定转向控制单元14本身产生异常，在检测出转向控制单元14本身的异常的情况下，设置转向控制单元异常标记FST（FST=1），由CAN总线2发送。这样，转向控制单元14作为控制单元、异常检测单元而设置。

悬架控制单元15是公知的控制单元，其例如基于车速V、方向盘转角θH、四轮的弹簧上方的上下加速度（d²zsfl/dt²）、（d²zsfr/dt²）、（d²zsrl/dt²）、（d²zsrr/dt²）、四轮的弹簧下方的上下加速度（d²zufl/dt²）、（d²zufr/dt²）、（d²zurl/dt²）、（d²zurr/dt²）及其他车辆信息，对减振器（未图示）的衰减力进行控制，该减振器夹装在车体侧和车轮侧之间，可自由改变衰减力特性。另外，悬架控制单元15具有故障诊断功能，在悬架控制单元15中使用的输入信号的传感器、开关类产生异常的情况下，或无法获得与预先设定的输入信号相对应的输出信号的情况下，判定悬架控制单元15本身产生异常，在检测出悬架控制单元15本身的异常的情况下，设置悬架控制单元异常标记FSU（FSU=1）并由CAN总线2发送。这样，悬架控制单元15作为控制单元、异常检测单元而设置。

乘客保护控制单元16例如基于车速V、前后加速度Gx及其他车辆信息，对驾驶席及副驾驶席等的三点式安全带装置（未图示）的公知的预张紧功能（在车辆受到强烈碰撞的紧急时刻，使安全带瞬时收紧而对乘员进行约束的功能）、或载荷限制功能（使施加在安全带上的载荷维持规定载荷而容许安全带从伸缩器拉出的功能）、以及碰撞时的气囊装置进行控制。另外，乘客保护控制单元16具有故障诊断功能，在乘客保护控制单元16中使用的输入信号的传感器、开关类产生异常的情况下，或无法获得与预先设定的输入信号相对应的输出信号的情况下，判定乘客保护控制单元16本身产生异常，在检测出乘客保护控制单元16本身的异常的情况下，设置乘客保护控制单元异常标记FSA（FSA=1）并由CAN总线2发送。这样，乘客保护控制单元16作为控制单元、异常检测单元而设置。

巡航控制单元17例如基于来自照相机（单眼或立体式）的图像信息、由激光雷达探测的与包含前方车辆在内的前方障碍物的距离信息、车速V、来自与巡航控制单元有关的开关（由驾驶员增减设定车速的开关、由驾驶员设定与前方车辆的车间时间（将与前方车辆的车间距离除以本车车速V后的时间））的信号及其他车辆信息，如公知所示，在不存在包含前方车辆在内的前方障碍物的情况下，以驾驶员选择的设定车速执行定速行驶，在存在前方车辆的情况下，以驾驶员选择的车间时间相对于前方车辆进行追随行驶。

碰撞防止控制单元18例如基于来自照相机（单眼或立体式）的图像信息、由激光雷达探测的与包含前方车辆在内的前方障碍物的距离信息、车速V及其他车辆信息，如公知所示，在检测出包含前方车辆在内的前方障碍物的情况下，计算该前方障碍物和本车辆的碰撞剩余时间（将从本车辆至前方障碍物的距离除以前方障碍物和本车辆的相对速度后的时间）TTC，在该碰撞剩余时间TTC比阈值小的情况下，向驾驶员进行警告或执行自动制动。

行驶模式变更指示单元19输入来自行驶模式选择开关19a的信息及上述各控制单元11、12、13、14、15、16的异常标记FE、FT、FB、FST、FSU、FSA。并且按照后述的安全控制程序，与上述各控制单元11、12、13、14、15、16的异常相对应，选择预先利用对应图等设定的行驶模式，经由CAN总线2向使该行驶模式实现的控制单元输出执行指令。此时，存储在行驶模式变更指示单元19中的行驶模式，是将即使该控制单元产生异常也可以最低限度地维持必要的行驶性能且可靠地进行车辆安全行驶的行驶状态作为行驶模式而预先存储的。

具体地说，在本实施方式中，如图3所示，作为行驶模式，设定“节气门开度限制”、“车间距离扩大”、“车速限制”、“侧滑防止控制关闭无效”这四种行驶模式。

在这里，“节气门开度限制”的行驶模式，是对发动机控制单元11进行指示的行驶模式，例如如图4所示，成为下述模式，即，在发动机控制中的电子控制节气门阀的控制中，使节气门开度θth相对于加速器开度θACC的特性与通常特性相比降低，或者使节气门开度θth相对于加速器开度θACC的变化比率变更为平缓的特性。

该“节气门开度限制”的行驶模式是考虑下述情况而选择设定的，即，在传动装置控制单元12产生异常的情况（FT=1的情况）下，在变速档的选择等存在异常时，如果发动机输出过高，则难以实现设计的加减速，难以确保安全性。

另外，该“节气门开度限制”的行驶模式是考虑下述情况而选择设定的，即，在乘客保护控制单元16产生异常的情况（FSA=1的情况）下，认为安全带装置或气囊装置存在异常，在车辆碰撞时无法正常地进行乘客保护时，抑制车辆的加速而确保安全性。

此外，“节气门开度限制”的行驶模式，在执行该模式的发动机控制单元11本身存在异常的情况（FE=1的情况）下，由于无法进行该行驶模式本身，因而不会被选择设定。

“车间距离扩大”的行驶模式，是对巡航控制单元17、碰撞防止控制单元18进行指示的行驶模式，对于巡航控制单元17产生校正指令，以使与前方车辆的车间时间比由驾驶员选择的车间时间长，对于碰撞防止控制单元18，产生将与碰撞剩余时间TTC进行对比的阈值校正为更长的阈值的指令。即，校正为与前方车辆的车间距离变长，相对于障碍物的制动定时变得更早。

由此，在发动机控制单元11产生异常的情况（FE=1情况）下，校正为与前方车辆的车间距离变长，相对于障碍物的制动定时变得更早，从而即使产生过大的加速也安全。

另外，在传动装置控制单元12产生异常的情况（FT=1的情况）下，校正为与前方车辆的车间距离变长，相对于障碍物的制动定时变得更早，从而即使如在由异常的变速档产生过大的加速的情况下，及无法以设计的变速档实现期待的加速的情况下等，产生难以进行回避行驶的状况，也确保安全性。

并且，在制动器控制单元13产生异常（FB=1的情况）而无法充分地发挥减速性能的情况下、转向控制单元14产生异常（FST=1）而无法由转向操纵躲避障碍物的情况下、以及在乘客保护控制单元16产生异常（FSA=1的情况）而认为在车辆碰撞时无法正常地进行乘客保护的情况下，也校正为与前方车辆的车间距离变长，相对于障碍物的制动定时变得更早，从而确保安全性。

另外，“车速限制”的行驶模式，是对巡航控制单元17及发动机控制单元11进行指示的行驶模式，对于巡航控制单元17产生校正指令，以降低驾驶员为了实现匀速行驶而选择的设定车速的上限值，对于发动机控制单元11产生校正指令，以使速度限制器的上限值降低。

由此，在传动装置控制单元12产生异常的情况下（FT=1的情况下），事先防止由异常的变速档产生过大的加速的情况，以及即使产生向高速档的变速也事先防止成为高车速，因而确保安全性。另外，在制动器控制单元13产生异常（FB=1的情况）而无法充分地发挥减速性能的情况下，在转向控制单元14产生异常（FST=1）而无法由转向操纵躲避障碍物的情况下，在悬架控制单元15产生异常（FSU=1的情况）而无法适当控制侧倾刚性等的情况下，以及在乘客保护控制单元16产生异常（FSA=1的情况）而认为在车辆碰撞时无法正常地进行乘客保护的情况下，也将车速抑制得较低而确保安全性。

并且，“侧滑防止控制关闭无效”行驶模式，是对由驾驶员自由地接通、关闭侧滑防止控制的制动器控制单元13进行指示的行驶模式，在执行该“侧滑防止控制关闭无效”行驶模式时，由驾驶员选择的侧滑防止控制的关闭无效，执行由侧滑防止控制进行的安全行驶。

利用该“侧滑防止控制关闭无效”行驶模式，在转向控制单元14产生异常（FST=1）而无法由转向操纵躲避障碍物的情况下，在悬架控制单元15产生异常（FSU=1的情况）而无法适当地控制侧倾刚性等的情况下，以及在乘客保护控制单元16产生异常（FSA=1的情况）而认为在车辆碰撞时无法正常地进行乘客保护的情况下，通过侧滑防止控制，适当地附加车辆的偏航力矩而确保安全性。此外，在制动器控制单元13产生异常的情况（FB=1的情况）下，由于担心无法利用制动器控制单元13适当地执行侧滑防止控制，因此不执行“侧滑防止控制关闭无效”行驶模式。这样，行驶模式变更指示单元19构成为，具有作为行驶模式存储单元、行驶模式执行单元的功能。

此外，这些用于安全行驶的“节气门开度限制”、“车间距离扩大”、“车速限制”、“侧滑防止控制关闭无效”这四种行驶模式构成为，可以利用与行驶模式变更指示单元19连接的行驶模式选择开关19a，由驾驶员任意地选择设定。此时，在由驾驶员任意地选择设定行驶模式时，在控制单元存在异常的情况下，优先设定并执行针对该控制单元的异常选择设定的行驶模式。即，行驶模式选择开关19a作为选择单元而设置。

另外，在行驶模式变更指示单元19上连接作为通知单元的显示部19b。该显示部19b例如在多功能显示器等显示器上显示与上述图3相同的画面，通过使当前选择的行驶模式和产生异常的控制单元亮灯，而通知当前车辆的状态。

例如，在“发动机控制”、“传动装置控制”、“制动器控制”、“转向控制”、“悬架控制”、“乘客保护控制”的栏内均没有亮灯，仅在“车间距离扩大”的栏内存在亮灯的情况下，表示驾驶员选择了“车间距离扩大”行驶模式。此外，在驾驶员未选择行驶模式的情况下，行驶模式的区域成为全部熄灯状态。另外，在“悬架控制”与“车速限制”、“侧滑防止控制关闭无效”相交叉的区域存在亮灯的情况下，意味着悬架控制单元15存在异常，控制装置1选择设定“车速限制”、“侧滑防止控制关闭无效”。

利用该显示部19b，驾驶员可以瞬时了解当前的车辆控制单元的异常，以及为什么会成为当前的行驶状态，作为从产生异常开始直至修理为止期间的驾驶参考，驾驶员可以在驾驶操作中有效地利用。由此，即使车载控制装置产生异常，也可以最低限度地维持必要的行驶性能，并且避免危险的行驶状态而可靠地进行安全行驶。

下面，利用图2的流程图对由行驶模式变更指示单元19执行的安全控制程序进行说明。

首先，在步骤（下面简称为“S”）101中，读入驾驶员利用行驶模式选择开关19a选择的行驶模式。

然后，前进至S102中，作为失效信息而读入来自各控制单元11、12、13、14、15、16的异常标记FE、FT、FB、FST、FSU、FSA。

然后，前进至S103中，参照如图3所示的预先设定的对应图，读入与设置了异常标记FE、FT、FB、FST、FSU、FSA的控制单元相对应的行驶模式。

然后，前进至S104中，判定异常标记FE、FT、FB、FST、FSU、FSA中的任一个是否存在失效（是否设置了异常标记），在所有的异常标记均无失效的情况下，前进至S105中，在存在由驾驶员选择的行驶模式的情况下，向上述控制单元输出与所选择的行驶模式相对应的指令并执行该行驶模式，并且在显示部19b中使驾驶员选择的行驶模式亮灯。另外，在不存在驾驶员选择的行驶模式的情况下，不进行行驶模式的设定，并且，对于显示部19b也不进行行驶模式的亮灯。

另一方面，在上述S104中，异常标记FE、FT、FB、FST、FSU、FSA中的某一个存在失效（设置了异常标记）的情况下，前进至S106中，参照图3的对应图，以由驾驶员选择的行驶模式为优先，选择与失效（设置了异常标记）的控制单元相对应的行驶模式，向上述控制单元输出与该选择的行驶模式相对应的指令并执行该行驶模式，并且，使显示部19b的对应的异常控制单元和选择的行驶模式的部分亮灯。

这样，根据本发明的实施方式，与各控制单元11、12、13、14、15、16的异常相对应而利用对应图等选择预先设定的行驶模式，经由CAN总线2向实现该行驶模式的控制单元输出执行指令。此时，由于存储在行驶模式变更指示单元19中的行驶模式，是将即使该控制单元产生异常也最低限度地维持必要的行驶性能且可靠地进行车辆安全行驶的行驶状态作为行驶模式而预先存储的，因此，即使车载控制装置产生异常，也可以最低限度地维持必要的行驶性能，并且避免危险的行驶状态而可靠地进行安全行驶。另外，根据本发明的实施方式，利用显示部19b，驾驶员可以瞬时地了解当前的车辆控制单元的异常，以及为什么会成为当前的行驶状态，作为从产生异常开始直至修理为止期间的驾驶参考，驾驶员可以在驾驶操作中有效地利用。

此外，在本发明的实施方式中，以作为检测异常的控制单元，使用发动机控制单元11、传动装置控制单元12、制动器控制单元13、转向控制单元14、悬架控制单元15、乘客保护控制单元16这6个控制单元的例子进行了说明，但并不限于此，也可以增加前后驱动力分配控制单元、左右驱动力分配控制单元等其他控制单元而使用本发明。另外，这些控制单元并不限于本申请的6个控制单元的组合，也可以与车辆的规格相对应而使用大于或等于两个的多个其他控制单元的组合。

Claims

1.一种车辆的控制装置，其特征在于，具有：

多个控制单元，它们搭载在车辆上；

异常检测单元，其检测上述多个控制单元的异常；

行驶模式存储单元，其针对上述多个控制单元中的每个控制单元，将即使该控制单元产生异常也维持车辆安全行驶的行驶状态作为行驶模式而预先进行存储；以及

行驶模式执行单元，其在利用上述异常检测单元检测出上述控制单元的异常的情况下，选择并执行在上述行驶模式存储单元中存储的行驶模式。

2.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其特征在于，

具有通知单元，其对利用上述异常检测单元检测出的异常的控制单元、和利用上述行驶模式执行单元选择并执行的行驶模式进行通知。

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，

具有选择单元，其使驾驶员自由地选择在上述行驶模式存储单元中存储的行驶模式。

4.根据权利要求1或2所述的车辆的控制装置，其特征在于，

上述多个控制单元是下述控制单元中的任意几个：控制发动机的发动机控制单元、控制自动变速器的变速器控制单元、控制制动器的制动器控制单元、控制动力转向的转向控制单元、控制悬架的刚性的悬架控制单元、以及控制安全带及气囊的乘客保护控制单元。

5.根据权利要求1或2所述的车辆的控制装置，其特征在于，

在上述行驶模式存储单元中存储的行驶模式是下述行驶模式中的任意几个：

节气门开度限制模式，在该模式下，抑制相对于加速器开度增加的节气门开度增加；

车间距离扩大模式，在该模式下，将追随行驶控制中的设定车间距离校正得较长，该追随行驶控制是将与前方车辆的车间距离保持为设定车间距离而进行追随行驶的控制；

车速限制模式，在该模式下，将以设定车速进行自动行驶控制的定速行驶控制中的上述设定车速校正得较低；以及

侧滑防止控制关闭无效模式，在该模式下，将可自由选择接通、关闭的侧滑防止控制的关闭选择自动解除。