CN105722738A - 移动体的驱动控制装置 - Google Patents

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Abstract

在基于目标停止位置或目标车间距离控制再生制动力的情况下，如果仅靠再生制动执行停车或者确保车间距离，则存在给驾驶者造成不自然感的可能，因此为了促使驾驶者操作制动踏板，通过让驾驶者自己调整减速度来减少驾驶者的不自然感，对驾驶者不操作油门踏板和制动踏板时由电动机产生的再生减速度进行控制，使其小于在上述目标停止位置停止所需的减速度或者处于上述目标车间距离时与前方车的相对速度为零所需的减速度。

Description

移动体的驱动控制装置
技术领域
本发明涉及利用了外界识别传感器的电动车辆的再生控制方法。
背景技术
近年来开发了通过发动机和电动机(motor)进行驱动来行驶的电动车辆。
在该电动车辆中，在加速时通过电动机进行发动机的转矩辅助，或者仅通过电动机进行加速，在减速时，通过电动机发电来回收能量。由此，能够在电动机的能源效率差的区域，利用电动机进行辅助，或者仅使用电动机来提高能源效率，将减速时回收的能量用于加速时能够改善油耗。
此外，还提出了用于碰撞时的冲击减轻或者降低驾驶者的驾驶负担的、利用了外界识别装置的自动制动控制和自动车速控制装置。在该自动制动控制装置中，利用外界识别装置检测到障碍物的距离或车间距离、相对速度，根据该检测结果计算合适的减速度，自动地进行减速，能够调整减速度。
其中，提出了如专利文献1的再生制动控制装置的基于档位(shiftposition)、车速、障碍物等来控制再生制动力的方法。专利文献1中的特征在于包括，松开油门时，基于之前的车速、松油门速度、路面坡度、车重、与前方障碍物的相对位置关系和路面的摩擦系数的至少其中一个来决定目标制动力的单元和基于目标制动力来控制再生制动力的单元。通过专利文献1，在能够产生与发动机制动力相当的再生制动力的电动机式车辆中，可实现能够利用该再生制动力来应对车辆行驶阻力变动的、或在制动操作之前需要较大的制动力时能够产生较大的发动机制动力的车辆。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平9-37407号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在专利文献1中，虽然控制目标再生制动力，但对于作为目标的停止位置产生怎样的再生制动力并没有记载。而且，直到目标停止位置的行驶区间中，对于是仅利用再生制动力减速还是并用由脚刹产生的摩擦制动力并没有记载。(此外，以下将再生制动力导致的减速度称为再生减速度。)
作为其结果，在确定了作为目标的停止位置的情况下，需考虑能够仅利用再生制动力在目标停止位置停止的情况、仅利用再生制动力在目标停止位置之前停止的情况、或需要并用摩擦制动力的情况等各种状况，存在给驾驶者造成不自然感的可能。此外，在与前方车之间的车间距离控制中，也需考虑能够仅利用再生制动力保持目标车间距离的情况、仅利用再生制动力在目标车间距离之前完成减速的情况、或需要并用摩擦制动力的情况等各种状况，存在给驾驶者造成不自然感的可能。此外，在利用外界识别装置能够识别目标停止位置的情况、不能识别的情况下再生制动力发生变化时也存在给驾驶者造成不自然感的可能。
用于解决课题的技术方案
本发明的特征在于：根据车辆的目标停止位置计算再生制动力，进行控制来将由再生制动力产生的再生减速度保持在不能停止于目标停止位置的大小或者不能确保目标车间距离的大小。
发明效果
本发明的再生制动控制装置通过将再生制动力保持在不能停止于目标停止位置的大小或者不能确保目标车间距离的大小，来促使驾驶者操作制动踏板，通过让驾驶者自己调整减速度来减少驾驶者的不自然感。
附图说明
图1是表示搭载了本发明的驱动控制装置的车辆结构的图。
图2是说明本发明的主要结构要素与信号流程的图。
图3是表示本发明的驱动控制装置的流的图。
图4是表示本发明的控制方法的图。
图5是表示本发明的控制方法的图。
图6是表示本发明的控制方法的图。
图7是表示本发明的控制方法的图。
图8是表示本发明的控制方法的图。
具体实施方式
以下，基于附图说明本发明的实施方式。
图1是搭载了本发明的实施方式的制动支援装置的车辆的结构。此外，本实施例以乘用车的车辆进行说明，但对于商用车或建筑机械等驾驶者操作的移动体本发明也可适用。
作为驾驶者的操作量检测单元，车辆中配备方向盘的操舵角传感器2、转向灯操纵杆3、油门踏板24、油门踏板操作量传感器4、制动踏板25、制动踏板操作量传感器5，将与驾驶者的操作量相应的信号传递到控制器1。
此外，控制器1与导航装置6连接，从导航装置6获取所设定的路线、地图信息、地图上的本车位置、本车方向、周围的道路信息(信号灯位置、停车线位置、车道宽度、车道数目、车道的曲线信息、道路标记线宽度、道路标记线数目、道路标记线的曲线信息、限速、汽车专用道与一般道路的区分、分叉路的有无等)。导航装置6具有与车外通信的功能，可获取例如信号灯颜色信息、信号灯改变颜色的时刻的信息、从车辆看不见的其它车辆的位置相关的信息等。
此外，在车辆中，作为检测车辆的运动状态的单元，在车辆前后方的左右配备车轮速度传感器7fL、7fR、7rL、7rR、车辆举动传感器8将与车辆的运动信息相应的信号传递到控制器1。车辆举动传感器8可检测前后加速度、横向加速度、偏航率(yawrate)。
此外，在车辆中，作为检测本车周围的外界环境的单元，配备前方摄像机10f、前方雷达11f、后方摄像机10r、后方雷达11r，将本车周围的道路标记线和障碍物等信息传递到控制器1。前方摄像机10f具有作为获取本车周围的图像的图像获取单元和基于获取图像中的道路标记线或路面边界来识别车道的车道识别单元的功能。前方摄像机10f识别信号灯位置、停车线位置、信号灯颜色、可否左转右转的显示、白线等道路标记线、路肩等路面边界，输出其与本车的位置关系、本车车道或相邻车道的道路标记线之间的宽度、左右的路面边界之间的宽度、道路标记线和路面边界的种类。与道路标记线和路面边界相关的道路信息具有本车前方的多个位置上的信息。并且对于本车的后方和侧方，也具有多个位置上的道路信息。道路标记线的种类为线、猫眼道钉(Cat’sEye)、虫点道钉(BottsDots)等种类、线的颜色、线的种类(实线、虚线、点划线、影线)等。路面边界的类别为路肩的端部、排水沟、路缘石、护栏、壁面、堤防等。
此外，前方摄像机10f识别其它车辆和行人等障碍物，输出其与本车的位置关系和相对速度。前方雷达11f识别其它车辆和行人等障碍物，输出其与本车的位置关系和相对速度。前方雷达11f具有能够以良好精度识别比前方摄像机10f更远的障碍物的特征。
另一方面，前方摄像机10f具有比前方雷达11f检测角度更大、能够判别障碍物的种类的特征。
此外，车辆中配备发动机21、电动机22，控制器1基于驾驶者的操作量和外界环境，对这些驱动装置进行驱动请求。在车辆需要加速的情况下，对发动机21和电动机22进行加速请求，在车辆需要减速的情况下，对发动机21和电动机22进行减速请求。电动机22为例如与后轮连接的交流同步电动机装置，接收到制动请求时对后轮施加制动力，对车辆施加再生制动力。通过电动机22的再生制动，车辆的动能被作为电能存储在未图示的蓄电池中，该电能在电动机驱动时被再次利用。此外，车辆配备摩擦制动装置23，将驾驶者对制动踏板25的操作力通过未图示的制动液、刹车片、刹车盘传递到车轮，将摩擦制动力作用于车辆。摩擦制动装置23通过刹车片和刹车盘将车辆的动能转换成热能，释放到车外。
此外，车辆中配备用于向驾驶者进行信息提供的信息提供单元26，根据行驶支持的种类通过图像显示、声音、警告灯等提供支持信息。信息提供单元26例如为内置扬声器的监视装置，可不仅设置在一个地方，可设置在多个位置。
图2是与本发明的实施方式的制动支援装置相关的、主要说明结构要素和信号流的图。道路状态获取部51是从前方摄像机10f、前方雷达11f、导航装置6的至少其中之一获取信号灯位置、停车线位置、信号灯颜色、可否左转右转的显示、车道位置、车道曲率、车道宽度、车道数目等信息的运算部。目标停止位置运算部52基于来自道路状态获取部51的信息(特别是前方车的位置、停车线的位置)来计算车辆应停的位置(以下称为目标停止位置)和到它的距离。驾驶者意图获取部53是通过来自油门踏板操作量传感器4、制动踏板操作量传感器5或未图示的行驶模式设定开关的信息来获取与驾驶者操作相关的信息的运算部。减速意图判断部54是基于来自驾驶者意图获取部53的信息来判断驾驶者是否有减速的意图的运算部。例如，在脚离开油门踏板时判断为有减速意图。目标速度/目标加速度运算部55基于到目标停止位置的距离、驾驶者的减速意图、车辆的运动状态，来计算在目标停止位置的目标速度、到在目标停止位置停止为止的减速度。车辆运动控制部56基于来自目标加速度运算部55的目标减速度来控制车辆运动。具体地，对电动机22给予再生转矩，向车辆施加制动力。
接着，针对本发明的实施方式的动作，利用图3和图4进行说明。图3是执行再生制动控制的流程图，图4是直到停车线33为止的再生制动控制的例子。
在步骤s1中，从各种传感器获取停车线33的位置等道路信息、驾驶者的操作信息、速度等车辆运动信息。
在步骤s2中，基于停车线33的位置等道路信息，求出如图4所示的目标停止位置X、本车31到停车线的距离L(目标停止距离L)。步骤s3中，通过驾驶者的操作量信息，进行驾驶者是否允许自动减速的介入的判断。如果驾驶者松开油门踏板，则认为有允许自动减速的意图，进入步骤s4。如果判断为驾驶者没有允许意图，则结束控制。
在步骤s4中，根据目标停止距离L计算直到目标停止位置X的目标减速度Gx。
在步骤s5中判断是否需要再生制动。如果步骤s4中求出的目标减速度Gx比规定的下限减速度Gxmin大，则判断为需要基于再生制动的减速，进入步骤s6。另一方面，如果在下限减速度Gxmin之下，则判断为行驶阻力的程度的减速已足够，不实施再生制动，结束控制。
在步骤s6中，为了能够产生步骤s5导出的目标减速度Gx，具体地，驱动电动机22来给予车辆制动力。
这些处理中，以停车线的位置作为基准位置求出目标减速度Gx，但目标停止位置X并不限定于停车线，也可基于信号灯的位置、交叉路口的位置、前方车的位置为基准位置来求出目标减速度Gx。
图5表示实施本发明时的速度和加速度的变化。如图4所示，在目标停止位置X前松开油门踏板且未操作制动踏板时，根据目标停止距离L、速度V来计算出目标减速度Gx，产生减速度。
计算目标减速度Gx时，假定到目标停止位置X以一定的减速度停止的停止减速度Gxs从
Gxs＝V2/(2L)
求出。即，如果以停止减速度Gxs持续减速，则能够停止在目标停止位置X。接着，设定目标减速度Gx，使得未踩下制动踏板时仅基于再生制动的目标减速度Gx满足：
Gx＜Gxs
这样，通过将目标减速度Gx设定得比停止减速度小，无法仅靠再生制动的减速度在目标停止位置X停止，因此能够促使驾驶者操作制动踏板。
为了设定Gx，仅靠再生制动进行减速的情况下，通过目标停止位置时的目标速度Vs根据下式设定。
Gx＝(V2－Vs2)/(2L)
通过将目标速度Vs设定得比0大，目标减速度Gx必然比停止减速度Gxs小，能够促使驾驶者操作制动踏板。
如果速度V的变化假定为停止减速度Gxs下的减速，则如图5(b)的速度变化所示，在目标停止位置X停车。另一方面，对于仅靠再生制动的减速度，如图5(a)的速度变化所示，在目标停止位置X的速度Vs比0大。
如果驾驶者有在目标停止位置X停止的意图，驾驶者在再生制动的减速度Gx的基础上通过操作制动踏板来利用摩擦制动产生减速度的不足量ΔGx。由此，能够通过再生制动和摩擦制动的并用在目标停止位置停车。
在目标减速度Gx设定得比停止减速度Gxs(＝V2/(2L))小的情况下，可继续使用松开油门踏板时的速度V和停止距离L，但并不限定于松开油门踏板的时刻。即，通过根据时刻变化的V和L来依次计算出停止减速度Gxs，将该时刻的目标减速度Gx设定为比停止减速度Gxs小，能够使驾驶者认识到仅靠再生制动不能在目标停止位置停车。
接着，图6表示根据外界信息更细致地调整减速度大小的情况的控制例子。图4的说明中假定了在停车线上的停车，在带信号灯的停车线的情况下，是否在停车线上停车随信号灯的颜色而不同。此外，即使某时刻的信号灯为红色，如果能够预测本车经过信号灯的时刻将变成绿色，则无须在停车线停止。因此，通过根据在停车线停止的概率(可信度)来改变减速度，能够更接近驾驶者的驾驶操作，能够减少再生制动控制的不自然感。
信号灯的颜色或颜色的变化不一定能够利用所有的外界传感器检测出。前方摄像机10f若为黑白摄像机，即使能够检测出信号灯的位置、与信号灯的距离，也难以进行颜色检测。此外，前方摄像机10f若为彩色摄像机，则能够进行颜色检测。进一步地，具有通信功能的导航装置6若能获取与信号灯的颜色变化时刻相关的信息，则能够根据本车速度和信号灯变化的时刻信息，判断是否能够保持本车当前速度而通过交叉路口。
图6中，使目标减速度Gx根据如下三种模式而变化，即(a)虽然能够检测出信号灯的位置、但颜色的信息未知的情况，(b)虽然能够检测出信号灯的位置和颜色、但无法检测出颜色的变化时刻的情况，(c)在信号灯的位置、颜色信息的基础上还能够检测出变化时刻的情况。
虽然能够检测出信号灯的位置、但颜色的信息未知的情况下的速度和减速度的变化如图6-(a)所示。颜色信息未知的情况下，可认为应停止的情况和无须停止的情况的概率大致各一半左右。此时，通过使用较弱的目标减速度Gx，提高对驾驶者操作的依赖度。
虽然能够检测出信号灯的位置和颜色、但无法检测出颜色的变化时刻的情况下的速度和减速度的变化如图6-(b)所示。若能判别信号灯的颜色为红色，则可认为应停止的概率比无须停止的概率高，因此设定较强的目标减速度Gx，确保较大的再生量。
在信号灯的位置、颜色信息的基础上还能够检测出变化时刻的情况下的速度和减速度的变化如图6-(c)所示。由于能够基本可靠地预测出在信号灯下停车，因此若判定为需要停车，则设定为比上述(a)和(b)的情况更大的目标减速度Gx，实施强的再生制动。
在这些根据信号灯颜色来改变目标减速度Gx的情况下，通过将其大小设定得比停止减速度Gxs小，来促使驾驶者进行操作。此外，通过根据信号灯的信息来推算应停止的概率，调节目标减速度Gx，能够减少驾驶者的不自然感。
接着，图7表示根据外界信息来调整减速度的大小的其它控制例子。如图7的左图所示，在本车31的前方有停止车辆(前方车32)的情况下，如果该车辆停车在本车车道中央，则本车31也需要减速并停车，使得不与其碰撞。然而，若如图7的右图所示的，如果前方的停止车辆停车在偏离本车车道的位置上，则本车31不需要减速。这样，本车31是否应针对前方车辆而停车，不仅因与前方车的距离，而且因与本车道的的偏离量Y而变化。
如图7的左图所示，在判断为高概率需要停车的情况下，如图6-(c)所示，实施较强的再生制动，实现再生量的增加。另一方面，如图7的右图所示，在停车的必要性较低的情况下，如图6-(a)所示，保持较弱的再生制动，减少驾驶者的不自然感。
接着，利用图8表示根据外界信息来调整减速度的大小的其它控制例子。图8中，前方摄像机10f或前方雷达11f能够检测本车前方以速度Va行驶中的前方车32，由于本车速度V更快(V＞Va)，因此为接近前方车32的状态。
假定为以目标车间距离D追随行驶，本车的目标速度以与前方车相同的Va为目标。若令减速的同时接近的时候的减速度为车间距确保减速度Gxc，令其为一定值，则可从
Gxc＝(V2－Va2)/(2L)
计算出。即，如果以车间距确保减速度Gxc持续减速，则能够在规定时间内的经过时间后以目标车间距离D追随行驶。接着，设定目标减速度Gx，使得不踩下制动踏板时仅靠再生制动的目标减速度Gx满足：
Gx＜Gxc
这样，通过将目标减速度Gx设定得比车间距确保减速度Gxc小，仅靠再生制动的减速度会越过目标车间距离D而接近前方车，因此能够促使驾驶者操作制动踏板。
通过利用信息提示单元26将上述再生减速度Gx的大小向驾驶者提示，能够进一步地减少驾驶者的不自然感。此外，通过显示在目标停止位置的目标速度Vs，能够向驾驶者提示控制器1的意图。此外，尽管控制器1假定驾驶者的制动踏板操作，但在驾驶者未进行制动踏板操作的情况下，通过声音或警告灯向驾驶者警告。由此，能够更可靠地促使驾驶者的制动踏板操作。
此外，进行符合驾驶者个性的控制对于不自然感的减少也是有效的。例如，如果用于启动车辆系统的钥匙中有个人认证的功能，则能够基于个人认证的结果，学习各驾驶者的驾驶模式，来调整再生减速度。由此，能够减少再生减速度的强弱导致的不自然感。
如上所述，通过采用本发明的实施方式，根据停止位置或前方车等外界环境来调整由再生制动产生的减速度，将其设定得比在目标停止位置停止的减速度或确保目标车间距离的减速度小。由此，能够促使驾驶者操作制动踏板，能够把停车动作或减速度的微调交给驾驶者，能够提供减少驾驶者的不自然感的再生制动控制装置。
附图记号说明
1…控制器
2…操舵角传感器
3…转向灯操纵杆
4…油门踏板操作量传感器
5…制动踏板操作量传感器
6…导航装置
7fL、7fR、7rL、7rR…车轮速度传感器
8…车辆举动传感器
10f…前方摄像机
10r…后方摄像机
11f…前方雷达
11r…后方雷达
21…发动机
22…电动机
23…摩擦制动装置
2…油门踏板
25…制动踏板
26…信息提示单元
31…本车
32…前方车
33…停车线
51…道路状态获取部
52…目标停止位置运算部
53…驾驶者意图获取部
54…减速意图判断部
55…目标加速度运算部
56…车辆运动控制部。

Claims (5)

1.一种车辆(移动体)的驱动控制装置，其特征在于，包括：
响应驾驶者的制动踏板操作来将移动体的动能作为热能释放的摩擦制动装置；
将车辆的动能再生为电能的电动机；
检测车辆应停止的位置或与前方车的车间距离的外界识别传感器；和
计算车辆的目标停止位置或目标车间距离的目标位置运算单元，
对驾驶者不操作油门踏板和制动踏板时由电动机产生的再生减速度进行控制，使其小于在所述目标停止位置停止所需的减速度或者处于所述目标车间距离时与前方车的相对速度为零所需的减速度。
2.一种车辆(移动体)的驱动控制装置，其特征在于，包括：
响应驾驶者的制动踏板操作来将移动体的动能作为热能释放的摩擦制动装置；
将车辆的动能再生为电能的电动机；
检测车辆应停止的位置或与前方车的车间距离的外界识别传感器；和
计算车辆的目标停止位置或目标车间距离的目标位置运算单元，
在驾驶者不操作油门踏板和制动踏板的状态下，在由电动机产生再生减速度时，将所述目标停止位置上的车辆速度或者处于目标车间距离时与前方车的相对速度控制为大于零的速度。
3.如权利要求1或2所述的车辆(移动体)的驱动控制装置，其特征在于：
控制再生制动力，使得驾驶者应在目标停止位置停止的概率越高，则由电动机产生的再生减速度越大或者停止位置上的速度越小。
4.如权利要求3所述的车辆(移动体)的驱动控制装置，其特征在于：
控制再生制动力，使得能够识别信号灯颜色时比无法识别信号灯颜色时由电动机产生的再生减速度大或者停止位置上的速度小。
5.如权利要求3所述的车辆(移动体)的驱动控制装置，其特征在于：
控制再生制动力，使得所述前方车相对于车辆的左右方向的位置偏离量越小，进行控制来使目标停止位置上的速度高，则由电动机产生的再生减速度越大或者停止位置上的速度越小。
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