CN105539441A - 车辆的行驶控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆的行驶控制装置。在利用自动驾驶技术执行超车控制中，即使在获取行驶环境信息时发生异常且在执行车道变更的转向系统发生异常的情况下，也能够进行准确的故障安全控制而充分确保安全性。行驶控制部(10)检测作为本车辆的行驶车道前方的超车对象的超车对象车辆而执行利用自动驾驶控制超越该超车对象车辆的超车控制。在该超车控制时，在检测到行驶环境信息获取的异常且检测到本车辆的转向系统的异常的情况下，根据检测到行驶环境信息获取单元的异常前的最后得到的行驶环境信息、超车对象车辆的信息、行驶信息和超车控制的状况使必要的替代控制工作，变更超车控制。

Description

车辆的行驶控制装置
技术领域
本发明特别涉及能够利用自动驾驶技术超越车道前方的车辆的车辆的行驶控制装置。
背景技术
近年来，对于车辆，开发并提出了为了使驾驶员的驾驶更舒适、安全地进行而利用了自动驾驶技术的多种方案。例如，在日本特开2011-162132号公报(以下，专利文献1)中公开了一种自动驾驶装置的技术，是使车辆沿着行驶中的道路行驶的进行自动驾驶控制的自动驾驶装置，以当检测到本车辆行驶的车道是超车道时，使本车辆车道变更为行驶车道的方式进行控制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-162132号公报
发明内容
技术问题
然而，在检测到本车辆的行驶车道前方的超车对象车辆而利用自动驾驶控制超越超车对象车辆的超车控制中，在自动驾驶中系统发生异常的情况下(例如，行驶环境信息的获取发生异常的情况下和/或执行车道变更的转向系统发生异常的情况下)，像上述的专利文献1所公开的自动驾驶装置的技术那样，特别需要自动回到原来的行驶车道。然而，超车控制由用于超车的车道变更、车道变更后的加速、超车加速后的向原车道进行车道变更等复杂的行驶的组合来进行，如果不执行根据系统发生异常时的超车控制的各个状况的故障安全控制，则可能无法确保充分的安全性。
本发明是鉴于上述情况而完成的，目的在于提供一种在利用自动驾驶技术执行超车控制中，即使在获取行驶环境信息时发生异常且在执行车道变更的转向系统发生异常的情况下也能够进行准确的故障安全控制而充分确保安全性的车辆的行驶控制装置。
技术方案
对于本发明的车辆的行驶控制装置的一个方式而言，具备：行驶环境信息获取单元，其获取本车辆行驶的行驶环境信息；行驶信息检测单元，其检测本车辆的行驶信息；超车控制单元，其基于上述行驶环境信息和上述行驶信息，检测作为本车辆的行驶车道前方的超车对象的超车对象车辆，并利用自动驾驶控制超越该超车对象车辆；上述超车控制单元在上述超车控制时，在检测到上述行驶环境信息获取单元的异常且检测到本车辆的转向系统的异常的情况下，根据检测到上述行驶环境信息获取单元的异常前的最后得到的上述行驶环境信息、上述超车对象车辆的信息、上述行驶信息和超车控制的状况使必要的替代控制工作，变更超车控制。
有益效果
根据本发明的车辆的行驶控制装置，在利用自动驾驶技术执行超车控制中，即使在获取行驶环境信息时发生异常且在执行车道变更的转向系统发生异常的情况下，也能够进行准确的故障安全控制而充分确保安全性。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的车辆的行驶控制装置的整体构成图。
图2是本发明的一个实施方式的超车行驶控制程序的流程图。
图3是本发明的一个实施方式的超车行驶故障安全程序的流程图。
图4是接着图3的流程图的用于超车的车道变更中的故障安全程序的流程图。
图5是接着图3的流程图的车道变更后的加速中的故障安全程序的流程图。
图6是接着图3的流程图的超车加速后的向原车道进行车道变更中的故障安全程序的流程图。
图7是本发明的一个实施方式的设定的目标减速度的特性说明图。
图8是本发明的一个实施方式的制动助力特性的变更的说明图。
图9是本发明的一个实施方式的超车行驶控制的各阶段的说明图。
图10是本发明的一个实施方式的通过车道变更后的加速中的故障安全控制回到原来的行驶车道的本车辆的说明图。
符号说明
1：行驶控制装置
10：行驶控制部(超车控制单元)
11：周边环境识别装置(行驶环境信息获取单元)
12：行驶参数检测装置(行驶信息检测单元)
13：本车位置信息检测装置(行驶环境信息获取单元)
14：车辆-车辆间通信装置(行驶环境信息获取单元)
15：道路交通信息通信装置(行驶环境信息获取单元)
16：开关组
21：发动机控制装置
22：制动控制装置
23：转向控制装置
24：显示装置
25：扬声器/蜂鸣器
具体实施方式
以下，基于附图说明本发明的实施方式。
在图1中，符号1表示车辆的行驶控制装置，在该行驶控制装置1中，在行驶控制部10上连接有周边环境识别装置11、行驶参数检测装置12、本车位置信息检测装置13、车辆-车辆间通信装置14、道路交通信息通信装置15、开关组16的各输入装置和发动机控制装置21、制动控制装置22、转向控制装置23、显示装置24、扬声器/蜂鸣器25的各输出装置。
周边环境识别装置11由具备拍摄车辆的外部环境而获取图像信息的设置在车室内的固体拍摄元件等的照相机装置(立体照相机、单眼照相机、彩色照相机等)和接收来自存在于车辆周边的立体物的反射波的雷达装置(激光雷达、毫米波雷达等)、声纳等(以上，未图示)构成。
周边环境识别装置11根据由照相机装置拍摄的图像信息，例如相对于距离信息进行公知的分组处理，通过将分组处理后的距离信息与预先设定好的三维道路形状数据和/或立体物数据等进行比较，由此在提取速度的同时提取车道划分线数据、沿道路存在的护栏、路缘石等侧壁数据、车辆等立体物数据等距离本车辆的相对位置(距离、角度)。
另外，周边环境识别装置11根据由雷达装置获取的反射波信息，在检测速度的同时检测反射的立体物所存在的位置(距离、角度)。应予说明，在本实施方式中，将可由周边环境识别装置11识别的最大距离(直到立体物的距离、车道划分线的最远距离)作为视程。如此，周边环境识别装置11被设置为行驶环境信息获取单元。
此外，在周边环境识别装置11中，例如在因照相机装置、雷达装置、声纳等的异常和/或恶劣天气等而导致周边环境识别的精度降低的情况下，将周边环境识别装置11的异常输出到行驶控制部10。
行驶参数检测装置12检测本车辆的行驶信息，具体而言，检测车速V、转向力矩Tdrv、方向盘转角θH、横摆率γ、加速器开度、节气门开度以及行驶的路面的路面坡度Ug(将爬坡方向坡度设为“+”)、路面摩擦系数推断值μe等。由此，行驶参数检测装置12被设置为行驶信息检测单元。
本车位置信息检测装置13例如是公知的导航系统，例如接收由GPS[GlobalPositioningSystem：全球定位系统]卫星发出的电波，基于该电波信息检测当前位置，在预先存储到闪存和/或CD(CompactDisc：光盘)、DVD(DigitalVersatileDisc：数字多功能光盘)、蓝光(Blu-ray；注册商标)光盘、HDD(Harddiskdrive：硬盘驱动器)等的地图数据上确定本车位置。
作为该被预先存储的地图数据，包括道路数据和设施数据。道路数据包括链接的位置信息、种类信息、节点的位置信息、种类信息以及节点与链接的连接关系的信息，即，包括道路的分支、汇合地点信息和分支道路中的最大车速信息等。设施数据具有多个针对每个设施的记录，各记录具有表示作为对象的设施的名称信息、所在位置信息、设施种类(百货公司、商店、餐馆、停车场、公园、车辆故障时的修理点、其它)信息的数据。并且，在显示地图位置上的本车位置，通过操作者输入目的地时，预先算出从出发地到目的地的路径，并显示在显示器、监视器等显示装置24，另外，通过扬声器/蜂鸣器25能够进行声音引导，由此自如地进行指引。这样，本车位置信息检测装置13被设置为行驶环境信息获取单元。
车辆-车辆间通信装置14例如由具有无线LAN等100[m]左右的通信区域的狭域无线通信装置构成，能够不通过服务器等而与其它车辆进行直接通信，进行信息的发送和接收。并且，通过与其它车辆的相互通信，从而交换车辆信息、行驶信息、交通环境信息等。作为车辆信息，具有显示车的种类(在本实施方式中，为客车、卡车、二轮车等种类)的固有信息。另外，作为行驶信息，具有车速、位置信息、刹车灯的闪烁信息、在左右转弯时发出的方向指示器的闪烁信息、在紧急停止时闪烁的危险警告的闪烁信息。此外，作为交通环境信息，包含因道路的交通拥堵信息、施工信息等的状况而变化的信息。如此，车辆-车辆间通信装置14被设置为行驶环境信息获取单元。
道路交通信息通信装置15，即所谓的道路交通信息通信系统(VICS：VehicleInformationandCommunicationSystem：注册商标)，是利用FM多路广播和/或道路上的发射机，实时接收堵车或事故、施工、所需要的时间、停车场的道路交通信息，并将该接收到的交通信息显示在上述预先存储的地图数据上的装置。如此，道路交通信息通信装置15被设置为行驶环境信息获取单元。
开关组16是驾驶员的驾驶辅助控制的开关组，例如由如下开关构成，即，以对速度进行预先设定的规定速度进行行驶控制的开关，或者用于将与前行车的车间距离、车间时间维持在预先设定好的规定值而进行跟随控制的开关、将行驶车道维持在设定车道而进行行驶控制的车道保持控制的开关、进行防止从行驶车道脱离的控制的车道脱离防止控制的开关、执行对前行车辆(超车对象车辆)进行超车控制的超车控制执行许可开关、用于执行使这些所有的控制协调进行的自动驾驶控制的开关、设定这些各控制所必需的车速、车间距离、车间时间、限制速度等的开关、或者解除这些各控制的开关等。
发动机控制装置21例如是基于吸入空气量、节气门开度、发动机水温、吸气温度、氧浓度、曲轴转角、加速器开度、其它车辆信息进行针对车辆的发动机(未图示)的燃料喷射控制、点火时间控制、电子控制节气阀的控制等主要控制的公知的控制单元。
制动控制装置22进行例如具备液压单元和电动助力器的制动系统(均未图示)的控制。这里，液压单元能够使四轮的制动装置与驾驶员的制动操作独立地工作，制动控制装置22例如基于制动器开关、四轮的车轮速度、方向盘转角θH、横摆率γ、其它车辆信息，通过液压单元进行公知的ABS(AntilockBrakeSystem)功能和/或使车辆行为稳定的防止侧滑的控制功能等对车辆施加横摆力矩的横摆力矩控制(偏航制动控制)。对于这样的液压单元，制动控制装置22在从行驶控制部10输入各轮的制动力的指示值的情况下，能够根据该制动力计算各轮的制动液压，产生用于进行车辆的自动减速和施加横摆力矩的偏航制动控制的制动力。另外，制动控制装置22在从行驶控制部10输入信号，以便执行降低在自动驾驶超车控制时的系统异常(获取行驶环境信息的异常且本车辆的转向系统的异常)时的车辆的横摆率γ的偏航制动控制的情况下，将车辆固有的稳定系数A变更为(预先设定的比通常值大的值Af)，使用该稳定系数Af计算目标横摆率γt，基于该目标横摆率γt执行降低横摆率γ的偏航制动控制。
另外，电动助力器基本上利用电动马达的推力辅助制动踏板踏力。该电动助力器能够用滚珠丝杠等将电动马达产生的马达转矩变换成辅助推力，使辅助推力作用于主缸活塞。对于这样的电动助力器，制动控制装置22在从行驶控制部10输入制动力的指示值的情况下，能够根据该制动力计算辅助推力，产生用于进行自动减速控制的制动力。另外，在从行驶控制部10输入电动助力器的特性的变更指令的情况下，与通常时的特性相比，制动控制装置22将根据驾驶员的制动操作即制动踏板踏力产生的制动力的特性向使相对于制动踏板踏力的制动力产生的响应性和制动力值提高的方向变更指令，根据该变更后的特性产生制动力。
转向控制装置23是例如基于车速、转向力矩、方向盘转角、横摆率、其它车辆信息，利用设置在车辆的转向系统的电动功率转向马达(未图示)控制辅助力矩的公知的控制装置。另外，转向控制装置23构成为能够进行上述的将行驶车道维持在设定车道而进行行驶控制的车道保持控制、进行防止从行驶车道脱离的控制的车道脱离防止控制，并且算出这些车道保持控制、车道脱离防止控制所必需的转向角，或者利用行驶控制部10计算转向力矩并将其输入到转向控制装置23，根据所输入的控制量驱动控制电动功率转向马达。另外，在转向控制装置23中，检测包括转向机构的转向系统、转向力矩传感器、方向盘转角传感器等的异常，通过行驶控制部10监视这些异常状态的发生。
显示装置24例如是监视器、显示器、报警灯等对驾驶员进行视觉上的警告、通知的装置。另外，扬声器/蜂鸣器25是对驾驶员进行听觉上的警告、通知的装置。并且，这些显示装置24、扬声器/蜂鸣器25在车辆的各种装置发生异常的情况下向驾驶员适当地产生警报。
并且，行驶控制部10基于来自上述各装置11～16的各输入信号检测作为本车辆的行驶车道前方的超车对象的超车对象车辆，利用自动驾驶控制执行超越该超车对象车辆的超车控制。在该超车控制时，在检测到行驶环境信息获取的异常且检测到本车辆的转向系统的异常的情况下，根据检测到行驶环境信息获取单元异常前的最后得到的行驶环境信息、超车对象车辆的信息、行驶信息和超车控制的状况使必要的替代控制工作，改变超车控制。
具体而言，在检测到超车对象车辆而从行驶车道变更到超车车道时，在检测到行驶环境信息获取的异常且检测到本车辆的转向系统的异常的情况下，中止从行驶车道变更到超车道，在前轮转向角δf不是近似于0的情况下，执行降低车辆的横摆率γ的偏航制动控制。
另外，在检测到超车对象车辆而从行驶车道变更到超车道后，进行超车行驶时，在检测到行驶环境信息获取的异常且检测到本车辆的转向系统的异常的情况下，在根据行驶环境信息获取异常前的最后检测到的行驶环境信息能够判断为可安全地向车道变更前的行驶车道进行车道变更的情况下，使利用制动力对车辆施加横摆力矩的偏航制动控制工作而回到车道变更前的行驶车道，根据最后检测到的行驶环境信息的视程执行减速控制。
此外，在检测到超车对象车辆而从行驶车道变更到超车道后，进行超车行驶时，在检测到行驶环境信息获取的异常且检测到本车辆的转向系统的异常的情况下，根据行驶环境信息获取异常前的最后检测到的行驶环境信息判断为在原来的行驶车道存在超车对象车辆的情况下，根据该超车对象车辆的车速执行减速控制，在后退到假定超车对象车辆的后方的预定的相对位置后，使利用制动力对车辆施加横摆力矩的偏航制动控制工作而回到车道变更前的行驶车道，根据最后检测到的行驶环境信息的视程执行减速控制。
另外，在检测到超车对象车辆而从行驶车道变更到超车道后，结束超车行驶而车道变更到原来的行驶车道时，在检测到行驶环境信息获取的异常且检测到本车辆的转向系统的异常的情况下，使利用制动力对车辆施加横摆力矩的偏航制动控制工作而车道变更到原来的行驶车道。这样，行驶控制部10被设置为超车控制单元。
在本实施方式的行驶控制部10中，如图2的流程图和图9所示，以超车开始车道变更阶段P1、超车加速前半段P2、超车加速后半段P3、向原车道的车道变更阶段P4这四个阶段执行超车行驶控制，以下，对各阶段的行驶控制进行说明。
图2是表示整个超车行驶控制的程序的流程图，首先，在步骤(以下，简称为“S”)101中，执行图9的超车开始车道变更阶段P1。应予说明，行驶控制部10在执行超车开始车道变更阶段P1期间设定超车开始车道变更阶段执行标志Fp1(Fp1＝1)。
在本实施方式中，作为一个例子，将行驶距离设为x方向，将横向移动量(车道变更宽度)设为y方向的二维坐标上，由微积分(∫d3y/dx3)最小轨迹的标准化多项式求出在将本车辆进行车道变更时的车辆轨迹。
在该情况下，满足y(0)＝0、y(1)＝1、dy(0)/dx＝d2y(0)/dx2＝0、dy(1)/dx＝d2y(1)/dx2＝0，得到以下的(1)式。
y＝6·x5-15·x4+10·x3…(1)
对该(1)式进行微分处理，得到以下的(2)、(3)、(4)式。
dy/dx＝30·(x4-2·x3+x2)…(2)
d2y/dx2＝60·(2·x3-3·x2+x)…(3)
d3y/dx3＝60·(6·x2-6·x+1)…(4)
其中，通过上述的(4)式，在对d3y/dx3＝0时的x进行逆运算时，得到以下的(5)式。
x(d3y/dx3＝0)＝(3±31/2)/6…(5)
由该x的值，利用(3)式计算d2y/dx2，将该标准化曲率值设为横加速度的最大值的绝对值|(d2y/dx2)max|，得到以下的(6)的值。
|(d2y/dx2)max|＝10·31/2/3≈5.77…(6)
另外，使用上述的横加速度的最大值(d2y/dx2)max，记载为车道变更时的最大横加速度(d2Y/dt2)max_c(预先设定的值)时，将车道变更必要的行驶距离记为L，将车道变更宽度记为W，得到以下的(7)式。
(d2y/dx2)max·W/(L/V)2＝(d2Y/dt2)max_c…(7)
对于行驶距离L求解该(7)式，得到以下的(8)式。
L＝(5.77·W·V2/(d2Y/dt2)max_c)1/2…(8)
通过该(8)式，对于超车开始车道变更阶段P1所必需的距离L1，将此时的车速V记为V1，由以下的(9)式求出。
L1＝(5.77·W·V12/(d2Y/dt2)max_c)1/2…(9)
另外，将推断的本车辆的x方向的标准化的行驶距离记为xe，
xe＝(∫V·dt)/L…(10)。
目标横摆率γt、车速V和横加速度(d2y/dx2)的关系由以下的(11)式表示，所以目标横摆率γt使用上述的(3)式而得到以下的(12)式。
γt·V＝(d2y/dx2)·W/(L/V)2…(11)
γt＝60·(2·xe3-3·xe2+xe)·W·V/L2…(12)
通过将该目标横摆率γt代入到以下的目标方向盘转角θHt的关系式((13)式)而求出控制所必需的(被输出到转向控制装置23)目标方向盘转角θHt。
θHt＝γt·n/Gγ…(13)
这里，n为转向齿轮比，Gγ为横摆率增益，横摆率增益Gγ例如可通过以下的(14)式算出。
Gγ＝(1/(1+A·V2))·(V/l)…(14)
这里，A为车辆固有的稳定系数，l为轴距。
这样，在S101的超车开始车道变更阶段P1中，由上述的(13)式算出目标方向盘转角θHt而进行自动转向控制，进行上述的(9)式的距离L1的行驶。应予说明，计算目标方向盘转角θHt所必需的车速V、距离L分别使用V1、L1。
另外，在本实施方式中，示出了一个由微积分最小轨迹的标准化多项式示出本车辆进行车道变更时的车辆轨迹的例子，但并不限于此，另外也可以由曲线的函数等进行近似。
在S101结束超车开始车道变更阶段P1，结束车道变更，之后在S102中执行图9的超车加速前半段P2。应予说明，行驶控制部10在执行超车加速前半段P2的期间设定超车加速前半段执行标志Fp2(Fp2＝1)。
该超车加速前半段P2是在超车道上加速追赶超车对象车辆直到大致并行的行驶控制，在超车加速前半段P2的行驶距离L2例如可通过以下的(15)式计算。
L2＝(1/(2·(d2X/dt2)t))·(V22-V12)…(15)
这里，V2是超车加速后的目标车速，例如是将超车对象车辆的车速Vf和预先设定好的预定速度(即，超车时的(目标)相对速度)ΔV相加得到的值(Vf+ΔV)、和限制速度Vlim(预先设定好的限制速度、或者上述的各输入信号识别的道路的限制速度)中的较小的值。
另外，(d2X/dt2)t是目标超车加速度，例如按以下的(16)式设定。
(d2X/dt2)t＝min((d2X/dt2)0-Kg·Ug，μe·g)…(16)
这里，min表示选择((d2X/dt2)0-Kg·Ug)和(μe·g)中的较小的一方的最小函数，(d2X/dt2)0表示预先设定好的超车加速度的基准值，Kg表示路面坡度系数，g表示重力加速度。
在S102结束超车加速前半段P2时，进入S103，执行图9的超车加速后半段P3。应予说明，行驶控制部10在执行超车加速后半段P3的期间设定超车加速后半段执行标志Fp3(Fp3＝1)。
该超车加速后半段P3是为了在超车道与超车对象车辆大致并行后向原车道进行车道变更而加速的行驶控制，在超车加速后半段P3的行驶距离L3例如可通过以下的(17)式计算。
L3＝(Lp-(1/(2·(d2X/dt2)t))·(V2-V1)2)·V2/(V2-V1)…(17)
这里，Lp是将与超车对象车辆的车间距离与作为超车后的目标的车间距离相加而得到的值。
在S103结束超车加速后半段P3时，进入S104，执行图9的向原车道的车道变更阶段P4。应予说明，行驶控制部10在执行向原车道的车道变更阶段P4的期间设定向原车道的车道变更阶段执行标志Fp4(Fp4＝1)。
对于上述向原车道的车道变更阶段P4而言，是在超车道上超越超车对象车辆后，直到车道变更到原车道为止所执行的控制。并且，在上述向原车道的车道变更阶段P4的行驶距离L4例如由微积分最小轨迹的标准化多项式求出时，通过上述的(8)式，利用以下的(18)式算出。
L4＝(5.77·W·V22/(d2Y/dt2)max_c)1/2…(18)
另外，控制所必需的(被输出到转向控制装置23)目标方向盘转角θHt根据上述的(13)式算出，车速V、距离L分别作为V4、L4而算出。因此，在本实施方式的行驶控制部10执行的超车控制中的行驶距离Lr为L1+L2+L3+L4。
接下来，基于图3～图6的流程图对如上所述执行的超车控制中检测到行驶环境信息获取的异常且检测到本车辆的转向系统的异常时的故障安全控制进行说明。
首先，在S201中，判定是否为自动驾驶状态，在判定为自动驾驶状态的情况下进入S202，在判定为不是自动驾驶状态的情况下退出程序。
在S202中，判定是否为超车行驶控制状态，在判定为超车行驶控制状态的情况下进入S203，在判定为不是超车行驶控制状态的情况下退出程序。
在S203中，判定是否为检测到行驶环境信息获取的异常且检测到本车辆的转向系统的异常，在检测到行驶环境信息获取的异常且检测到本车辆的转向系统的异常的情况下进入S204，在行驶环境信息获取和本车辆的转向系统中的任一个正常的情况下退出程序。
进入S204时，通过显示装置24或扬声器/蜂鸣器25警报行驶环境信息获取异常且本车辆的转向系统异常。
接着，进入S205，判定是否为超车开始车道变更阶段P1(是否Fp1＝1)。在该判定结果为超车开始车道变更阶段P1的情况下(Fp1＝1的情况下)，跳转到图4的S301，在不是超车开始车道变更阶段P1的情况下(Fp1＝0的情况下)进入S206。
在S206中，判定是否为超车加速前半段P2(Fp2＝1)或超车加速后半段P3(Fp3＝1)。在该判定结果是Fp2＝1或Fp3＝1的情况下跳转到图5的S401，在不是Fp2＝1和Fp3＝1中的任一个的情况下进入S207。
在S207中，判定是否是向原车道的车道变更阶段P4(是否Fp4＝1)。在该判定结果是向原车道的车道变更阶段P4的情况下(Fp4＝1的情况下)跳转到图6的S501，在不是向原车道的车道变更阶段P4的情况下(Fp4＝0的情况下)退出程序。
在上述的S205中，对判定为超车开始车道变更阶段P1(Fp1＝1)而进入图4的流程图的情况进行说明。
首先，在S301中，利用显示装置24或扬声器/蜂鸣器25通知中止通过自动驾驶进行的超车行驶的车道变更，进入S302，中止通过自动驾驶进行的超车行驶的车道变更。
接着，进入S303，判定前轮转向角δf(＝θH/n)是否近似于0。
在该S303的判定结果是前轮转向角δf近似于0的情况下，直接退出程序，在前轮转向角δf不是近似于0的情况下进入S304，向制动控制装置22输出信号，以执行将车辆固有的稳定系数A变更到(比通常值大的值Af(转向不足的方向))而降低横摆率γ的偏航制动控制。由此，制动控制装置22执行降低横摆率γ的偏航制动控制，进行使车辆行为稳定的控制。
具体而言，制动控制装置22例如利用以下的(19)式算出目标横摆率γt，以车体的横摆率γ成为该目标横摆率γt的方式进行偏航制动控制。
γt＝(1/(1+Af·V2))·(V/l)·(θH/n)··(19)
接下来，在上述的S206中，对判定为超车加速前半段P2(Fp2＝1)或超车加速后半段P3(Fp3＝1)而进入图5的流程图的情况进行说明。
首先，在S401中，利用显示装置24或扬声器/蜂鸣器25通知中止通过自动驾驶进行的超车行驶的加速，进入S402，中止通过自动驾驶进行的超车行驶的加速。
接下来，进入S403，根据行驶环境信息获取异常前的最后检测到的行驶环境信息，判定在原车道是否存在超车对象车辆，在能够判断为原车道上不存在超车对象车辆，能够安全地向车道变更前的行驶车道进行车道变更的情况下跳转到S406。
另一方面，在S403的判定结果是在原车道上存在超车对象车辆的情况下进入S404。
在S404中，在本车辆的车速V低于超车对象车辆的车速Vf之前，以预定的(预先设定好的)减速度进行减速，在本车辆的车速V低于超车对象车辆的车速Vf时进入S405。应予说明，超车对象车辆的车速Vf是最后检测到的值，本车辆的车速V是时时刻刻检测到的值。
在S405中，比较超车对象车辆与本车辆的车间距离LD(＝∫(Vf-V)·dt)以及通过预先实验、计算等设定好的阈值LDt，在超车对象车辆与本车辆的车间距离LD为接近阈值LDt的距离(LD＜LDt)的情况下回到S404，在超车对象车辆与本车辆的车间距离LD是阈值LDt以上的长的距离(LD≥LDt)的情况下进入S406。应予说明，将超车对象车辆与本车辆的车间距离LD同阈值LDt之间的关系示于图10。
在从S403或者S405进入S406时，由于行驶环境信息获取的异常、转向系统的异常而通知车道变更到原来的行驶车道，此外，产生提醒后续车辆存在的注意的警报。
接着，进入S407，例如根据上述的(13)式等计算目标方向盘转角θHt。
接下来，进入S408，例如根据以下的(20)式计算偏航制动控制的目标横摆力矩Mzt。
Mzt＝(2·l·Kf·Kr)/(Kf+Kr)·(θHt/n)··(20)
这里，Kf为前轮的等效侧偏力，Kr为后轮的等效侧偏力。
接下来，进入S409，根据行驶环境信息获取异常前的最后检测到的行驶环境信息中的视程，例如参照图7所示的目标减速度(d2X/dt2)t的图谱而设定目标减速度(d2X/dt2)t。在该图7的目标减速度(d2X/dt2)t的图谱中，根据最后得到的视程的信息设定随着本车辆行驶而变高的目标减速度(d2X/dt2)t。即，在行驶环境信息获取和转向系统发生异常的情况下，根据继续行驶的距离进行大幅度减速，实现车辆的停止，可靠地确保车辆的安全。应予说明，由于在从视程的距离长的状况下目标减速度(d2X/dt2)t为0，所以通过减速不会阻碍利用车辆的偏航制动控制进行的车道变更。
接下来，进入S410时，利用以下的(21)式～(24)式计算各轮的制动力(旋转内侧前轮的制动力Ffi、旋转外侧前轮的制动力Ffo、旋转内侧后轮的制动力Fri、旋转外侧后轮的制动力Fro)，并输出到制动控制装置22。
Ffi＝(drx/2)·Fx+dry·Fy…(21)
Ffo＝(drx/2)·Fx-dry·Fy…(22)
Fri＝((1-drx)/2)·Fx+(1-dry)·Fy…(23)
Fro＝((1-drx)/2)·Fx-(1-dry)·Fy…(24)
这里，Fx是对应于目标减速度(d2X/dt2)t的制动力的总和，将车辆质量记为m，利用以下的(25)式计算。
Fx＝-m·(d2X/dt2)t…(25)
另外，Fy是对应于目标横摆力矩Mzt的左右轮制动力差的总和，将胎面记为d，利用以下的(26)式计算。
Fy＝Mzt/d…(26)
此外，drx为减速度控制的前后制动力分配比(前轮侧制动力/总制动力)，dry为横摆力矩控制的前后轴分配比(前轴的横摆力矩/总横摆力矩)。
然后，进入S411，对于制动控制装置22，与通常时的特性相比，将根据驾驶员的制动操作即制动踏板踏力产生的制动力的特性向使相对于制动踏板踏力的制动力产生的响应性和制动力值提高的方向(参照图8)变更指令。这是用于可靠地避免在没有行驶环境信息的区域中的碰撞的处理。应予说明，由于在系统发生异常而进行通知、警报的瞬间驾驶员可能会急忙进行紧急制动，所以在最后检测的视程范围内，可以采用通常的电动助力器的特性。
在上述的S207中，对判定为向原车道的车道变更阶段P4(Fp4＝1)而进入图6的流程图的情况进行说明。
首先，在S501中，通过偏航制动控制执行向超车行驶的原车道的车道变更，利用显示装置24或扬声器/蜂鸣器25进行通知。
接着，进入S502，例如根据上述的(13)式等计算目标方向盘转角θHt。
接下来，进入S503，例如根据上述的(20)式计算偏航制动控制的目标横摆力矩Mzt。
接着，进入S504，例如，通过上述的(21)式～(24)式计算各轮的制动力(旋转内侧前轮的制动力Ffi、旋转外侧前轮的制动力Ffo、旋转内侧后轮的制动力Fri、旋转外侧后轮的制动力Fro)，并输出到制动控制装置22。这里，在S504中算出的各轮的制动力为Fx＝0。
接下来，进入S505，对于制动控制装置22，与通常时的特性相比，将根据驾驶的制动操作即制动踏板踏力产生的制动力的特性向使相对于制动踏板踏力的制动力产生的响应性和制动力值提高的方向(参照图8)变更指令。应予说明，由于在系统发生异常而进行通知、警报的瞬间驾驶员可能会急忙进行紧急制动器，所以在最后检测的视程范围内，可以采用通常的电动助力器的特性。
这样，根据本实施方式，行驶控制部10检测作为本车辆的行驶车道前方的超车对象的超车对象车辆，执行利用自动驾驶控制超越该超车对象车辆的超车控制。在该超车控制时，在检测到行驶环境信息获取的异常且检测到本车辆的转向系统的异常的情况下，根据检测到行驶环境信息获取单元的异常前的最后得到的行驶环境信息和超车对象车辆的信息、行驶信息、超车控制的状况(具体而言，用于超车的车道变更时、车道变更后的加速时、超车加速后的向原车道进行车道变更时的各种状况)使必要的替代控制工作，变更超车控制。因此，在利用自动驾驶技术执行超车控制中，即使行驶环境信息的获取发生异常且执行车道变更的转向系统发生异常的情况下，也能够进行准确的故障安全控制而充分确保安全性。

Claims (6)

1.一种车辆的行驶控制装置，具备：
行驶环境信息获取单元，其获取本车辆行驶的行驶环境信息；
行驶信息检测单元，其检测本车辆的行驶信息；以及
超车控制单元，其基于所述行驶环境信息和所述行驶信息，检测作为本车辆的行驶车道前方的超车对象的超车对象车辆，并利用自动驾驶控制超越该超车对象车辆；其特征在于，
所述超车控制单元在所述超车控制时，在检测到所述行驶环境信息获取单元的异常且检测到本车辆的转向系统的异常的情况下，根据检测到所述行驶环境信息获取单元的异常前的最后得到的所述行驶环境信息、所述超车对象车辆的信息、所述行驶信息和超车控制的状况，使替代控制工作，变更超车控制。
2.根据权利要求1所述的车辆的行驶控制装置，其特征在于，所述超车控制单元在检测到所述超车对象车辆而从行驶车道向超车道进行车道变更时，在检测到所述行驶环境信息获取单元的异常且检测到本车辆的转向系统的异常的情况下，中止从所述行驶车道向超车道进行车道变更，并且在转向角不是近似于0的情况下，执行利用制动力降低车辆的横摆率的偏航制动控制。
3.根据权利要求1或2所述的车辆的行驶控制装置，其特征在于，所述超车控制单元在检测到所述超车对象车辆而从行驶车道向超车道进行车道变更后，在超车行驶时，在检测到所述行驶环境信息获取单元的异常且检测到本车辆的转向系统的异常的情况下，能够根据所述行驶环境信息获取单元异常前的最后检测到的行驶环境信息判断为可安全地向车道变更前的行驶车道进行车道变更的情况下，使利用制动力对车辆施加横摆力矩的偏航制动控制工作并回到所述车道变更前的行驶车道，根据所述最后检测到的行驶环境信息的视程执行减速控制。
4.根据权利要求1或2所述的车辆的行驶控制装置，其特征在于，所述超车控制单元在检测到所述超车对象车辆而从行驶车道向超车道进行车道变更后，在超车行驶时，在检测到所述行驶环境信息获取单元的异常且检测到本车辆的转向系统的异常的情况下，根据所述行驶环境信息获取单元异常前的最后检测到的行驶环境信息判断为在原来的行驶车道上存在所述超车对象车辆的情况下，根据该超车对象车辆的车速执行减速控制，后退到假定所述超车对象车辆的后方的预定的相对位置后，使利用制动力对车辆施加横摆力矩的偏航制动控制工作并回到所述车道变更前的行驶车道，根据所述最后检测到的行驶环境信息的视程执行减速控制。
5.根据权利要求1或2所述的车辆的行驶控制装置，其特征在于，所述超车控制单元在检测到所述超车对象车辆而从行驶车道向超车道进行车道变更后，在结束超车行驶而向原来的行驶车道进行车道变更时，在检测到所述行驶环境信息获取单元的异常且检测到本车辆的转向系统的异常的情况下，使利用制动力对车辆施加横摆力矩的偏航制动控制工作并向所述原来的行驶车道进行车道变更。
6.根据权利要求1或2所述的车辆的行驶控制装置，其特征在于，所述超车控制单元在所述超车控制时，在检测到所述行驶环境信息获取单元的异常且检测到本车辆的转向系统的异常的情况下，变更通过驾驶员进行的制动操作产生的制动力的特性。
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