CN110626344A - 车辆的控制装置 - Google Patents

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冈田祐树
宫田和典
坂上恭平
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Abstract

本发明提供一种可顺利地越过车辙，并可确保车辆的良好的行驶性能的车辆的控制装置。所述车辆的控制装置是包括控制对于多个车轮(Wf1、Wf2、Wr1、Wr2)的来自驱动源(203)的驱动力的分配的驱动力分配控制部件(250、210)的车辆(1)的控制装置，其包括：路面信息取得部件(12)，取得车辆(1)的行进方向的前方的路面信息；以及有无车辙判定部件(150)，根据由路面信息取得部件(12)所取得的路面信息，进行在车辆(1)的行进方向的前方的路面上是否存在车辙的有无车辙判定；且当由有无车辙判定部件(150)所进行的判定已在有车辙与无车辙之间变化时，驱动力分配控制部件(250、210)进行变更对于多个车轮(Wf1、Wf2、Wr1、Wr2)的驱动力的分配的控制。

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，且特别涉及一种包括控制对于多个车轮的来自驱动源的驱动力的分配的驱动力分配控制部件的车辆的控制装置。
背景技术
之前，例如如专利文献1所示，存在一种包括自动驾驶控制部的车辆的控制装置，所述自动驾驶控制部以使本车辆沿着至目的地为止的路径行驶的方式自动地控制本车辆的加减速及操舵中的至少一者。
在如上所述的自动驾驶控制中，当在车辆正在行驶的路面上有车辙时，有时根据车辆的行驶路径，从正在沿着所述车辙行驶的状态进行通过左转或右转等的前进道路变更，在此情况下从车辙中脱离。在此情况下，当从车辙中脱离时必须越过车辙(的边缘)，但尤其在具备控制对于各车轮的来自驱动源的驱动力的分配的功能的车辆中，当如所述那样越过车辙时，若分配至各车轮中的驱动力并非适当的分配，则存在无法顺利地越过车辙的担忧等对车辆的良好的行驶性能产生影响的担忧。尤其，当车辙为形成在雪上路面上的车辙时，伴随前进道路变更而脱离车辙的情况有很多，因此理想的是此时谋求驱动力分配的最佳化。另外，除车辆从正在沿着所述车辙行驶的状态脱离车辙的情况以外，当从在无车辙的地方行驶的状态进入车辙时也可能产生所述问题点。进而，所述问题点并不限定于自动驾驶控制的情况，在利用手动驾驶的车辆的行驶时也可能产生相同的问题。
另外，针对与车辙相关的车辆的行驶，在专利文献2中公开有一种检测道路的车辙并避开此车辙来行驶的车辆用自动操舵装置。另外，在专利文献3中公开有一种车辆控制装置，其具备当在转弯处的内侧探测到车辙时，以车辆的内轮在探测到的转弯处的内侧的车辙上行驶的方式修正目标车辆动作量的功能。
但是，在所述专利文献的任一者中均无关于当正在沿着车辙行驶的车辆通过前进道路变更等而脱离车辙时或进入车辙时，进行对于各车轮的驱动力分配的控制的公开。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1：日本专利特开2017-146819号公报
专利文献2：日本专利特开2001-260921号公报
专利文献3：日本专利特开2014-184747号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
本发明是鉴于所述方面而成，其目的在于提供一种在脱离车辙时或进入车辙时可顺利地越过所述车辙，并可确保车辆的良好的行驶性能的车辆的控制装置。
[解决问题的技术手段]
为了达成所述目的，本发明的车辆的控制装置是包括控制对于多个车轮Wf1、Wf2、Wr1、Wr2的来自驱动源203的驱动力的分配的驱动力分配控制部件250、210的车辆1的控制装置，其包括：路面信息取得部件12，取得车辆1的行进方向的前方的路面信息；以及有无车辙判定部件150，根据由路面信息取得部件12所取得的路面信息，进行在车辆1的行进方向的前方的路面上是否存在车辙的有无车辙判定；且当由有无车辙判定部件150所进行的判定已在有车辙与无车辙之间变化时，驱动力分配控制部件250、210进行变更对于多个车轮Wf1、Wf2、Wr1、Wr2的驱动力的分配的控制。
根据本发明的车辆的控制装置，当由有无车辙判定部件所进行的判定已在有车辙与无车辙之间变化时，驱动力分配控制部件进行变更对于多个车轮的驱动力的分配的控制，由此在车辆从正在沿着车辙行驶的状态脱离车辙的情况、或从外面进入车辙的情况下，使对于各车轮的驱动力的分配变成适当的分配，由此可顺利地越过车辙，并可确保车辆的良好的行驶性能。
另外，在所述车辆的控制装置中，也可以设为包括通过车辆1的驾驶者的操作来指示所述车辆的行进方向的方向指示器84，且有无车辙判定部件150根据由驾驶者所进行的方向指示器84的操作来进行有无车辙判定。
根据所述结构，有无车辙判定部件根据由驾驶者所进行的方向指示器的操作来进行有无车辙判定，由此可事先掌握车辆的行进方向，并可正确地进行在行进方向的前方的路面上是否存在车辙的判断。因此，可更顺利地越过车辙。
另外，在所述车辆的控制装置中，也可以设为包括具有从外部取得信息来确定车辆1的位置，并导出从所述位置至目的地为止的路径的功能的导航装置13a，且有无车辙判定部件150根据导航装置13a所导出的车辆1的行驶路径来进行有无车辙判定。
根据所述结构，有无车辙判定部件根据导航装置所导出的车辆的行驶路径来进行有无车辙判定，由此可事先掌握车辆的行进方向，并可正确地进行在行进方向的前方的路面上是否存在车辙的判断。因此，可更顺利地越过车辙。
另外，在所述车辆的控制装置中，也可以设为包括进行自动地控制车辆1的加减速与操舵的至少任一者的自动驾驶控制的自动驾驶控制部110，且有无车辙判定部件150根据自动驾驶控制部110所决定的车辆1的行驶路径来进行有无车辙判定。
根据所述结构，有无车辙判定部件根据自动驾驶控制部所决定的车辆的行驶路径来进行有无车辙判定，由此可事先掌握车辆的行进方向，并可正确地进行在行进方向的前方的路面上是否存在车辙的判断。因此，可更顺利地越过车辙。
另外，在所述车辆的控制装置中，也可以设为驱动力分配控制部件250、210可在二轮驱动状态与四轮驱动状态下切换车辆1的驱动力的分配，且当由有无车辙判定部件150所进行的判定已在有车辙与无车辙之间变化时，进行在二轮驱动状态与四轮驱动状态下切换驱动力的分配的控制。
根据所述结构，当由有无车辙判定部件所进行的判定已在有车辙与无车辙之间变化时，进行在二轮驱动状态与四轮驱动状态下切换驱动力的分配的控制，由此可确保车辆为了越过车辙而需要的驱动力。
另外，在所述车辆的控制装置中，也可以设为路面信息取得部件12包括拍摄车辆1的行进方向前方的路面的图像的摄像部件，且有无车辙判定部件150根据由摄像部件所拍摄的图像来进行有无车辙判定。
根据所述结构，有无车辙判定部件根据由摄像部件所拍摄的图像来进行有无车辙判定，由此可更正确地进行有无车辙的判定。因此，可更顺利地越过车辙，并可确保车辆的良好的行驶性能。
另外，所述括号内的符号是为了参考而表示后述的实施方式中的对应的构成元件的附图参照编号的符号。
[发明的效果]
根据本发明的车辆的控制装置，可顺利地越过车辙，并可确保车辆的良好的行驶性能。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的车辆的控制装置的功能结构图。
图2是表示车辆的驱动装置的结构的概略图。
图3是表示车辙行驶控制装置的功能结构的框图。
图4是用于说明车辙行驶控制的顺序的流程图。
图5是表示车辙行驶控制中的各值的变化的时序图。
[符号的说明]
1：车辆(本车辆)
12：外部状况取得部(路面信息取得部件)
13：路径信息取得部
14：行驶状态取得部
15：乘员(驾驶者)辨别部
26：行驶位置取得部
28：车速取得部
30：横摆率取得部
32：操舵角取得部
34：行驶轨道取得部
42：偏差取得部
44：修正部
52：目标值设定部
54：目标轨道设定部
56：加减速指令部
58：操舵指令部
60：换挡装置
63：换挡位置传感器
70：油门踏板
71：油门开度传感器
72：刹车踏板
73：刹车踏量传感器
74：驾驶盘
75：转向操舵角传感器
80：切换开关
82：报告装置
84：方向指示器
90：驱动装置
92：转向装置
94：刹车装置
100：控制装置
110：自动驾驶控制部
112：本车位置识别部
114：外界识别部
116：行动计划生成部
118：目标行驶状态设定部
120：行驶控制部
140：存储部
142：地图信息
144：路径信息
146：行动计划信息
150：有无车辙判定部(有无车辙判定部件)
203：发动机(驱动源)
204：自动变速器
205：前差
206、206：前驱动轴
207：传动轴
208：后差单元
209、209：后驱动轴
210：前后扭矩分配用离合器
219：后差
220：驱动扭矩传递路径
230：油压回路
250：控制单元
300：车辙行驶控制装置
241：发动机ECU
242：马达ECU
具体实施方式
以下，参照随附附图对本发明的实施方式进行说明。图1是搭载在车辆1中的控制装置100的功能结构图。使用此图对控制装置100的结构进行说明。搭载所述控制装置100的车辆1例如为四轮的汽车，包括将柴油发动机或汽油发动机等内燃机作为动力源的汽车、或将电动机作为动力源的电动汽车、兼具内燃机及电动机的混合动力汽车等。另外，所述电动汽车例如使用由二次电池、氢燃料电池、金属燃料电池、乙醇燃料电池等电池放电的电力来驱动。
控制装置100包括：外部状况取得部12、路径信息取得部13、行驶状态取得部14等用于取入来自车辆1的外部的各种信息的部件。另外，包括：油门踏板70、刹车踏板72、及驾驶盘(方向盘)74、切换开关80等操作器件，油门开度传感器71、刹车踏量传感器(刹车开关)73、及转向操舵角传感器(或转向扭矩传感器)75等操作检测传感器，报告装置(输出部)82，以及乘员辨别部(车内相机)15。另外，作为用于进行车辆1的驱动或操舵的装置，包括驱动装置90、转向装置92、及刹车装置94，并且包括用于控制这些装置的控制装置100。这些装置或机器利用控制器局域网(Controller Area Network，CAN)通信线等多重通信线或串行通信线，通过无线通信网等而相互连接。另外，例示的操作器件只是一例，也可以将按钮、拨号盘式开关、图形用户接口(Graphical User Interface，GUI)开关等搭载在车辆1中。
外部状况取得部12以取得车辆1的外部状况，例如行驶道路的车道或车辆周边的物体等车辆周边的环境信息的方式构成。外部状况取得部12例如包括：各种相机(单眼相机、立体相机、红外线相机等)或各种雷达(毫米波雷达、微波雷达、激光雷达等)等。另外，也可以使用将由相机所获得的信息与由雷达所获得的信息整合的融合传感器(fusionsensor)。
另外，外部状况取得部12具有监视车辆1的行进方向的前方的路面的前方路面监视装置12a。即，前方路面监视装置12a检测沿着车辆1的行进方向(前进方向或后退方向)的方向的前方的路面状况。前方路面监视装置12a例如可包括电荷耦合器件(Charge CoupledDevice，CCD)相机等摄像装置、毫米波雷达、使用激光或红外线等的雷达、使用可听区域的声波或超声波的声纳等。另外，当包括CCD相机等摄像装置时，也可以进而包括通过对拍摄车辆1的行进方向的前方所得的图像数据进行分析来检测车辆1的行进方向的前方的路面状况的图像识别装置等。
作为车辆1的行进方向的前方的路面状况，除车辆1行驶的道路的直线或曲线等形状或行驶车道以外，前方路面监视装置12a可检测路面上的车辙的有无或状态等。此处所述的车辙是指由正在路面上行驶的车辆的车轮所形成的痕迹或凹陷。在所述车辙中，例如包含已形成在积雪的道路上的车轮的痕迹或凹陷。或者，也包含因大型车辆等车辆在由柏油或混凝土所形成的铺设路上行驶多次而由摩擦所刮出的车轮的痕迹或凹陷。除此以外，在车辙中也包含已形成在砂石路或泥土路上的车轮的痕迹或凹陷等。
车辙例如由前方路面监视装置12a利用以下的方法来检测。例如，前方路面监视装置12a所具有的雷达一边左右地进行扫描，一边对从车辆1起规定距离前方的固定范围的路面照射激光。由此，在由前方路面监视装置12a所具有的相机所拍摄的前方道路的图像中捕捉由从车辆1起规定距离前方的路面所反射的激光的横切线。此处，当在路面上无车辙而平坦时，激光的反射光作为直线的横切线而被观测。另一方面，当在路面上有车辙时，激光反射光的横断线因车辙部分而弯曲或变得不连续。如此，前方路面监视装置12a可检测有无车辙。另外，检测车辙的具体的方法并不限定于所述方法，也可以是其他方法。例如，也可以仅根据由CCD相机等摄像部件所拍摄的图像来进行判断。
路径信息取得部13包含导航装置13a。导航装置13a具有全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)接收机或地图信息(导航地图)、作为用户接口发挥功能的触摸屏式显示装置、扬声器、麦克风等。导航装置通过GNSS接收机来确定车辆1的位置，并导出从所述位置至由用户所指定的目的地为止的路径。由导航装置13a所导出的路径作为路径信息144而保存在存储部140中。车辆1的位置也可以通过利用行驶状态取得部14的输出的惯性导航系统(Inertial Navigation System，INS)来确定或补充。另外，当控制装置100正在执行手动驾驶模式时，导航装置13a通过声音或导航显示来对至目的地的路径进行引导。另外，用于确定车辆1的位置的结构也可以独立于导航装置13a来设置。另外，导航装置13a例如也可以通过用户所持有的智能手机或平板终端等终端装置的一功能来实现。在此情况下，在终端装置与控制装置100之间，通过利用无线或有线的通信来进行信息的收发。
行驶状态取得部14以取得车辆1的当前的行驶状态的方式构成。行驶状态取得部14包括：行驶位置取得部26、车速取得部28、横摆率(yaw rate)取得部30、操舵角取得部32、以及行驶轨道取得部34。
行驶位置取得部26以取得作为行驶状态之一的车辆1的行驶位置及车辆1的姿势(行进方向)的方式构成。行驶位置取得部26包括各种定位装置，例如接收从卫星或路上装置所发送的电磁波来取得位置信息(纬度、经度、高度、坐标等)的装置(全球定位系统(Global Positioning System，GPS)接收机、GNSS接收机、信标接收机等)、或陀螺传感器、或加速度传感器等。车辆1的行驶位置是以车辆1的特定部位为基准来测定。
车速取得部28以取得作为行驶状态之一的车辆1的速度(称为车速)的方式构成。车速取得部28例如包括设置在一个以上的车轮上的速度传感器等。
横摆率取得部30以取得作为行驶状态之一的车辆1的横摆率的方式构成。横摆率取得部30例如包括横摆率传感器等。
操舵角取得部32以取得作为行驶状态之一的操舵角的方式构成。操舵角取得部32例如包括设置在转向轴(steering shaft)上的操舵角传感器等。此处，根据所取得的操舵角，也取得操舵角速度及操舵角加速度。
行驶轨道取得部34以取得作为行驶状态之一的车辆1的实际行驶轨道的信息(实际行驶轨道)的方式构成。实际行驶轨道包含车辆1实际上已行驶的轨道(轨迹)，也可以包含即将行驶的预定的轨道，例如已行驶的轨道(轨迹)的行进方向前侧的延长线。行驶轨道取得部34包括存储器。存储器存储实际行驶轨道中所包含的一连串的点列的位置信息。另外，延长线可通过计算机等来预测。
作为操作检测传感器的油门开度传感器71、刹车踏量传感器73、转向操舵角传感器75将作为检测结果的油门开度、刹车踏量、转向操舵角输出至控制装置100中。
切换开关80是由车辆1的乘员来操作的开关。切换开关80接受乘员的操作，并根据已接受的操作内容进行驾驶模式(例如，自动驾驶模式及手动驾驶模式)的切换。例如，切换开关80根据乘员的操作内容，生成指定车辆1的驾驶模式的驾驶模式指定信号，并将其输出至控制装置100中。
另外，本实施方式的车辆1包括通过驾驶者经由换挡杆来操作的换挡装置60。在换挡装置60中的换挡杆(未图示)的位置上，如图1所示，例如有P(停车)、R(后退行驶)、N(空挡)、D(自动变速模式(普通模式)中的前进行驶)、S(运动模式中的前进行驶)等。在换挡装置60的附近设置换挡位置传感器63。换挡位置传感器63检测由驾驶者操作的换挡杆的位置。由换挡位置传感器63所检测到的换挡位置的信息被输入控制装置100中。另外，在手动驾驶模式中，由换挡位置传感器63所检测到的换挡位置的信息被直接输出至驱动装置90(AT-电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)242)中。
报告装置82是可输出信息的各种装置。报告装置82例如向车辆1的乘员输出用于催促从自动驾驶模式朝手动驾驶模式的转变的信息。作为报告装置82，例如可使用扬声器、振动器、显示装置、及发光装置等中的至少一个。
乘员辨别部15例如包括可对车辆1的车厢内进行拍摄的车内相机。所述车内相机例如可为利用CCD或互补金属氧化物半导体(Complementary Metal OxideSemiconductor，CMOS)等固体摄像元件的数码相机、或与近红外光源进行了组合的近红外相机等。控制装置100可取得由车内相机所拍摄的图像，并根据图像中所包含的车辆1的驾驶者的脸的图像，辨别当前的车辆1的驾驶者。
另外，车辆1包括方向指示器(winker)84。虽然省略详细的图示，但方向指示器84具有左侧(左转方向)或右侧(右转方向)的方向指示灯、用于使方向指示灯闪烁的操作杆、及方向指示灯的驱动电路(未图示)。方向指示器84在车辆的行驶模式为手动驾驶模式时，通过由驾驶者进行的操作杆的操作所指示的方向的方向指示灯进行闪烁。
在本实施方式的车辆1中，如图2所示，驱动装置90包括作为驱动源的发动机203与控制所述发动机203的FI-ECU(Electronic Control Unit)241、及自动变速器204与控制所述自动变速器204的AT-ECU242来构成。另外，除此以外，在车辆1为将电动机(马达)作为动力源的电动汽车的情况下，作为驱动装置90，可以包括行驶用马达及控制行驶用马达的马达ECU。在车辆1为混合动力汽车的情况下，可以包括发动机与发动机ECU、及行驶用马达与马达ECU。在如本实施方式那样，驱动装置90包括发动机203及自动变速器204来构成的情况下，FI-ECU241及AT-ECU242按照从后述的行驶控制部120输入的信息，控制发动机203的节气门开度或自动变速器204的换挡级等，并输出用于车辆1进行行驶的行驶驱动力(扭矩)。另外，当驱动装置90仅包含行驶用马达时，马达ECU按照从行驶控制部120输入的信息，调整对行驶用马达提供的脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)信号的占空比，并输出所述行驶驱动力。另外，当驱动装置90包含发动机及行驶用马达时，FI-ECU及马达ECU两者按照从行驶控制部120输入的信息，相互协调地控制行驶驱动力。
转向装置92例如包括电动马达。电动马达例如使力作用于齿条与齿轮(rack andpinion)机构上来变更转舵轮的方向。转向装置92按照从行驶控制部120输入的信息，使电动马达驱动来变更转舵轮的方向。
刹车装置94例如是包括刹车卡钳、朝刹车卡钳中传递油压的汽缸、使汽缸中产生油压的电动马达、及制动控制部的电动伺服刹车装置。电动伺服刹车装置的制动控制部按照从行驶控制部120输入的信息来控制电动马达，并将输出对应于制动操作的制动力的刹车扭矩(制动力输出装置)输出至各车轮中。电动伺服刹车装置可包括将通过刹车踏板72的操作所产生的油压经由主汽缸而传递至汽缸中的机构作为备用元件。另外，刹车装置94并不限定于以上所说明的电动伺服刹车装置，也可以是电子控制式油压刹车装置。电子控制式油压刹车装置按照从行驶控制部120输入的信息来控制致动器，并将主汽缸的油压传递至汽缸中。另外，当驱动装置90包括行驶用马达时，刹车装置94也可以包含利用所述行驶用马达的再生刹车。
继而，对控制装置100进行说明。控制装置100包括：自动驾驶控制部110、行驶控制部120、以及存储部140。自动驾驶控制部110包括：本车位置识别部112、外界识别部114、行动计划生成部116、以及目标行驶状态设定部118。自动驾驶控制部110的各部、行驶控制部120的一部分或全部通过中央处理器(Central Processing Unit，CPU)等处理器执行程序来实现。另外，它们中的一部分或全部也可以通过大规模集成电路(Large ScaleIntegration，LSI)或专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)等硬件来实现。另外，存储部140通过只读存储器(Read Only Memory，ROM)或随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)、闪存等来实现。处理器执行的程序可事先保存在存储部140中，也可以经由车载互联网设备等而从外部装置下载。另外，程序也可以通过将保存有此程序的可携式存储介质安装在未图示的驱动装置中而安装在存储部140中。另外，控制装置100也可以是通过多个计算机装置来被分散化。由此，可针对车辆1的车载计算机，使所述硬件功能部与包含程序等的软件协作来实现本实施方式中的各种处理。
自动驾驶控制部110按照来自切换开关80的信号的输入，切换驾驶模式来进行控制。作为驾驶模式，有自动地控制车辆1的加减速及操舵的驾驶模式(自动驾驶模式)，或者根据对于油门踏板70或刹车踏板72等操作器件的操作来控制车辆1的加减速，并根据对于驾驶盘74等操作器件的操作来控制操舵的驾驶模式(手动驾驶模式)，但并不限定于此。作为其他驾驶模式，例如也可以包含自动地控制车辆1的加减速及操舵中的一者，并根据对于操作器件的操作来控制另一者的驾驶模式(半自动驾驶模式)。另外，当在以下的说明中称为“自动驾驶”时，除所述自动驾驶模式以外，也包含半自动驾驶模式。
另外，当实施手动驾驶模式时，自动驾驶控制部110停止动作，来自操作检测传感器的输入信号可被输出至行驶控制部120中，也可以被直接供给至驱动装置90(FI-ECU241或AT-ECU242)、转向装置92、或刹车装置94中。
自动驾驶控制部110的本车位置识别部112根据已被保存在存储部140中的地图信息142，及从外部状况取得部12、路径信息取得部13、或行驶状态取得部14输入的信息，识别车辆1正在行驶的车道(行驶车道)、及相对于行驶车道的车辆1的相对位置。地图信息142例如为精度比路径信息取得部13所具有的导航地图高的地图信息，包含车道的中央的信息或车道的边界的信息等。更具体而言，在地图信息142中包含道路信息或交通管制信息、住址信息(住址·邮政编码)、设施信息、电话号码信息等。在道路信息中包含表示高速道路、收费道路、国道、都道府县道路等道路的类别的信息，或道路的车道数、各车道的宽度、道路的坡度、道路的位置(包含经度、纬度、高度的三维坐标)、车道的转弯处的曲率、车道的合流及分流点的位置、设置在道路上的标记等信息。在交通管制信息中包含车道因工程或交通事故、拥堵等而被封锁等信息。
本车位置识别部112例如将车辆1的基准点(例如重心)的从行驶车道中央的偏离、及车辆1的行进方向的相对于连接行驶车道中央的线形成的角度作为相对于行驶车道的车辆1的相对位置来识别。另外，作为替代，本车位置识别部112也可以将相对于本车道的任一侧端部的车辆1的基准点的位置等作为相对于行驶车道的车辆1的相对位置来识别。
外界识别部114根据从外部状况取得部12等输入的信息，识别周边车辆的位置、及速度、加速度等状态。本实施方式中的周边车辆是指在车辆1的周边行驶的其他车辆，且为朝与车辆1相同的方向行驶的车辆。周边车辆的位置可由车辆1的重心或角等代表点表示，也可以由利用车辆1的轮廓来表达的区域表示。周边车辆的“状态”也可以包含根据所述各种机器的信息，是否正在进行周边车辆的加速度变更、车道变更(或是否正欲进行车道变更)。另外，除周边车辆以外，外界识别部114也可以识别护栏或电线杆、驻车车辆、行人等物体的位置。
行动计划生成部116设定自动驾驶的开始地点、自动驾驶的结束预定地点、和/或自动驾驶的目的地。自动驾驶的开始地点可以是车辆1的当前位置，也可以是由车辆1的乘员进行了指示自动驾驶的操作的地点。行动计划生成部116在所述开始地点与结束预定地点之间的区间、或开始地点与自动驾驶的目的地之间的区间内生成行动计划。另外，并不限定于此，行动计划生成部116也可以针对任意的区间生成行动计划。
行动计划例如包含依次执行的多个事件。在事件中，例如包括：使车辆1减速的减速事件或使车辆1加速的加速事件、使车辆1以不脱离行驶车道的方式行驶的车道保持事件、变更行驶车道的车道变更事件、使车辆1超过前行车辆的超车事件、在分流点变更成所期望的车道或使车辆1以脱离当前的行驶车道的方式行驶的分流事件、在用于朝主干道合流的合流车道上使车辆1加减速并变更行驶车道的合流事件等。例如，当在收费道路(例如高速道路等)上存在交叉路口(分流点)时，控制装置100以使车辆1朝目的地的方向行进的方式变更车道、或维持车道。因此，行动计划生成部116在参照地图信息142而在已判明路径上存在交叉路口的情况下，在从当前的车辆1的位置(坐标)至所述交叉路口的位置(坐标)为止之间，设定用于将车道变更成可朝目的地的方向行进的所期望的车道的车道变更事件。另外，由行动计划生成部116所生成的表示行动计划的信息作为行动计划信息146而保存在存储部140中。
目标行驶状态设定部118以如下方式构成：根据由行动计划生成部116所决定的行动计划与由外部状况取得部12、路径信息取得部13、及行驶状态取得部14所取得的各种信息，设定车辆1的作为目标的行驶状态即目标行驶状态。目标行驶状态设定部118包含目标值设定部52与目标轨道设定部54。另外，目标行驶状态设定部118也包含偏差取得部42、修正部44。
目标值设定部52以设定车辆1作为目标的行驶位置(纬度、经度、高度、坐标等)的信息(也简称为目标位置)、车速的目标值信息(也简称为目标车速)、横摆率的目标值信息(也简称为目标横摆率)的方式构成。目标轨道设定部54以如下方式构成：根据由外部状况取得部12所取得的外部状况、及由路径信息取得部13所取得的行驶路径信息，设定车辆1的目标轨道的信息(也简称为目标轨道)。目标轨道包含每单位时间的目标位置的信息。使车辆1的姿势信息(行进方向)与各目标位置建立对应。另外，也可以使车速、加速度、横摆率、横向G值、操舵角、操舵角速度、操舵角加速度等目标值信息与各目标位置建立对应。所述目标位置、目标车速、目标横摆率、目标轨道是表示目标行驶状态的信息。
偏差取得部42以如下方式构成：根据由目标行驶状态设定部118所设定的目标行驶状态、及由行驶状态取得部14所取得的实际行驶状态，取得相对于目标行驶状态的实际行驶状态的偏差。
修正部44以对应于由偏差取得部42所取得的偏差，修正目标行驶状态的方式构成。具体而言，偏差变得越大，使由目标行驶状态设定部118所设定的目标行驶状态越接近由行驶状态取得部14所取得的实际行驶状态来设定新的目标行驶状态。
行驶控制部120以控制车辆1的行驶的方式构成。具体而言，以使车辆1的行驶状态与由目标行驶状态设定部118所设定的目标行驶状态、或由修正部44所设定的新的目标行驶状态一致或接近的方式输出行驶控制的指令值。行驶控制部120包含加减速指令部56与操舵指令部58。
加减速指令部56以进行车辆1的行驶控制中的加减速控制的方式构成。具体而言，加减速指令部56根据由目标行驶状态设定部118或修正部44所设定的目标行驶状态(目标加减速度)与实际行驶状态(实际加减速度)，对用于使车辆1的行驶状态与目标行驶状态一致的加减速度指令值进行运算。
操舵指令部58以进行车辆1的行驶控制中的操舵控制的方式构成。具体而言，操舵指令部58根据由目标行驶状态设定部118或修正部44所设定的目标行驶状态与实际行驶状态，对用于使车辆1的行驶状态与目标行驶状态一致的操舵角速度指令值进行运算。
图2是表示车辆1所包括的驱动装置90的结构的概略图。如此图所示，本实施方式的车辆1的驱动装置90包括：发动机(驱动源)203，横放地搭载在车辆1的前部；自动变速器204，与发动机203一体地设置；以及驱动扭矩传递路径220，用于将来自发动机203的驱动扭矩传递至前左右轮(以下，称为“前轮”)Wf1、Wf2及后左右轮(以下，称为“后轮”)Wr1、Wr2中。
发动机203的输出轴(未图示)经由自动变速器204，前差速器(以下称为“前差”)205，左右的前驱动轴206、前驱动轴206而与作为主驱动轮的左右的前轮Wf1、前轮Wf2连结。进而，发动机203的输出轴经由自动变速器204，前差205，传动轴207，后差速器单元(reardifferential unit)(以下称为“后差单元”)208，左右的后驱动轴209、后驱动轴209而与作为副驱动轮的左右的后轮Wr1、后轮Wr2连结。
在后差单元208中，设置有用于对左右的后驱动轴209、后驱动轴209分配驱动扭矩的后差速器(rear differential)(以下，称为“后差”)219，及用于连接·切断从传动轴207至后差219的驱动扭矩传递路径的前后扭矩分配用离合器(驱动力分配控制部件)210。前后扭矩分配用离合器210是用于控制在驱动扭矩传递路径220中对后轮Wr1、后轮Wr2分配的驱动扭矩的油压式离合器。另外，包括用于对前后扭矩分配用离合器210供给液压油的油压回路230、及作为用于控制利用油压回路230的供给油压的控制部件的四轮驱动(4WheelDrive，4WD)·ECU(驱动力分配控制部件)250。控制单元250包含微型计算机等。
4WD·ECU250通过控制利用油压回路230的供给油压，而控制通过前后扭矩分配用离合器210来分配至后轮Wr1、后轮Wr2中的驱动力。由此，进行将前轮Wf1、前轮Wf2作为主驱动轮，将后轮Wr1、后轮Wr2作为副驱动轮的驱动控制。
即，当前后扭矩分配用离合器210已被解除(切断)时，传动轴207的旋转不被传递至后差219侧，发动机203的扭矩全部被传递至前轮Wf1、前轮Wf2中，由此变成前轮驱动(2WD)状态。另一方面，当前后扭矩分配用离合器210已被紧固(连接)时，传动轴207的旋转被传递至后差219侧，由此发动机203的扭矩被分配至前轮Wf1、前轮Wf2与后轮Wr1、后轮Wr2两者中而变成四轮驱动(4WD)状态。4WD·ECU250根据用于检测车辆的行驶状态的各种检测部件(未图示)的检测，对分配至后轮Wr1、后轮Wr2中的驱动力及对应于其的朝前后扭矩分配用离合器210中的油压供给量进行运算，并且将基于所述运算结果的驱动信号输出至前后扭矩分配用离合器210中。由此，控制前后扭矩分配用离合器210的紧固力，而控制分配至后轮Wr1、后轮Wr2中的驱动力。
[手动驾驶控制的概要]
在车辆1中，当选择了手动驾驶模式时，不经由自动驾驶控制部110，而由驾驶者根据现有的操作进行车辆1的控制(加减速及操舵的控制)。在所述手动驾驶模式中，作为操作检测传感器的油门开度传感器71的检测信息被直接输入控制驱动装置90的发动机203及自动变速器204的控制部(未图示)中，所述控制部根据所述检测信息来控制发动机203及自动变速器204。另外，根据刹车踏量传感器73的检测信息来控制刹车装置94。由此，控制车辆的加减速。另外，根据转向操舵角传感器75的检测信息来控制转向装置92。由此，进行车辆1的操舵。
[自动驾驶控制的概要]
在车辆1中，当通过由驾驶者所进行的切换开关80的操作而选择了自动驾驶模式时，自动驾驶控制部110进行车辆1的自动驾驶控制。在所述自动驾驶控制中，自动驾驶控制部110根据从外部状况取得部12、路径信息取得部13、行驶状态取得部14等所取得的信息，或由本车位置识别部112及外界识别部114所识别的信息，掌握车辆1的当前的行驶状态(实际行驶轨道或行驶位置等)。目标行驶状态设定部118根据由行动计划生成部116所生成的行动计划，设定车辆1的作为目标的行驶状态即目标行驶状态(目标轨道或目标位置)。偏差取得部42取得相对于目标行驶状态的实际行驶状态的偏差。行驶控制部120在由偏差取得部42取得偏差的情况下，以使车辆1的行驶状态与目标行驶状态一致或接近的方式进行行驶控制。
修正部44根据由行驶位置取得部26所取得的行驶位置来修正目标轨道或目标位置。行驶控制部120根据由车速取得部所取得的车速等，进行利用驱动装置90及刹车装置94的车辆1的加减速控制，以使车辆1追随新的目标轨道或目标位置。
另外，修正部44根据由行驶位置取得部26所取得的行驶位置来修正目标轨道。行驶控制部120根据由操舵角取得部32所取得的操舵角速度，进行利用转向装置92的操舵控制，以使车辆1追随新的目标轨道。
[车辙行驶用控制]
而且，在本实施方式的车辆1的控制装置100中，在所述自动驾驶模式或手动驾驶模式中的车辆1的行驶中，进行在车辆1的行进方向的前方的路面上是否存在车辙的判定，当所述判定已在“有车辙”与“无车辙”之间变化时，由前后扭矩分配用离合器210进行变更前轮Wf1、前轮Wf2与后轮Wr1、后轮Wr2的驱动力分配的控制(以下，称为“车辙行驶控制”)。以下，对用于所述车辙行驶控制的结构及控制的详细情况进行说明。
本实施方式的车辆1包括用于进行所述车辙行驶控制的车辙行驶控制装置300。图3是表示车辙行驶控制装置300的概略结构的框图。如此图所示，车辙行驶控制装置300包括如下部件来构成：外部状况取得部(路面信息取得部件)12，取得车辆1的行进方向的前方的路面信息；有无车辙判定部150，根据由外部状况取得部12所取得的路面信息，进行在车辆1的行进方向的前方的路面上是否存在车辙的有无车辙判定；4WD·ECU(驱动力分配控制部件)250，根据由有无车辙判定部150进行的有车辙或无车辙的判定，进行前后扭矩分配用离合器210的控制；以及前后扭矩分配用离合器(驱动力分配控制部件)210，根据来自4WD·ECU250的控制信号，进行分配至前轮Wf1、前轮Wf2与后轮Wr1、后轮Wr2中的驱动力(扭矩)的控制。所述外部状况取得部12如上所述是图1中所示的包含包括相机或雷达的前方路面监视装置12a的结构，有无车辙判定部150是作为图1中所示的控制装置100的功能的一部分来构成。
图4是用于说明车辙行驶控制的顺序的流程图。使用此图的流程图对车辙行驶控制的顺序进行说明。此处，首先将车辆1的驱动力的分配为2WD(前轮驱动)分配(步骤ST1-1)，车辆1正以此状态在车辙中行驶(正在沿着车辙行驶)(步骤ST1-2)作为条件，进行在车辆1的行进方向的前方的路面上是否有车辙(行驶中的车辙是否进一步继续)的判定(有无车辙判定)(步骤ST1-3)。所述有无车辙判定根据由前方路面监视装置12a所取得的车辆1的行进方向的前方的路面信息来进行。在其结果是无车辙的判定的情况(否(NO))下，重复所述有无车辙判定的步骤ST1-3，在其结果是有车辙的判定的情况(是(YES))下，继续判断车辆1的行驶模式是否为自动驾驶模式(步骤ST1-4)。若其结果是自动驾驶模式(是)，则继续判断当在自动驾驶控制部110所决定的车辆1的行驶路径上行驶时，是否有越过探测到的车辙的必要(步骤ST1-5)。具体而言，例如在车辆1正在沿着大致直线状的车辙进行直进行驶的情况下，当已判明在自动驾驶模式的行驶路径中进行左转或右转等行进道路变更，由此从车辙中脱离时，判断有越过车辙的必要。另一方面，当已判明在自动驾驶模式的行驶路径中继续进行直进行驶，由此沿着车辙继续行驶时，判断无越过车辙的必要。在其结果是判断有越过车辙的必要的情况(是)下，经由4WD·ECU250来控制前后扭矩分配用离合器210，由此将车辆1的驱动力的分配从2WD分配切换成4WD分配(步骤ST1-6)。另一方面，在判断无越过车辙的必要的情况(否)下，返回至步骤ST1-3，重复有无车辙的判定。
另一方面，当在之前的步骤ST1-4中判断并非自动驾驶模式时(否)，继续根据由车辆1的驾驶者所进行的方向指示器84的操作，判断是否有越过探测到的车辙的必要(步骤ST1-7)。例如在车辆1正在沿着大致直线状的车辙进行直进行驶的情况下，当已判明通过由驾驶者所进行的方向指示器84的操作来进行左转或右转等行进道路变更，由此从车辙中脱离时，判断有越过车辙的必要。另一方面，当已判明不进行由驾驶者所进行的方向指示器84的操作而继续进行直进行驶，由此沿着车辙继续行驶时，判断无越过车辙的必要。在其结果是判断有越过车辙的必要的情况(是)下，将车辆1的驱动力的分配从2WD分配切换成4WD分配(步骤ST1-6)。另一方面，在判断无越过车辙的必要的情况(否)下，继续根据导航装置13a所导出的车辆1的行驶路径，判断是否有越过探测到的车辙的必要(步骤ST1-8)。例如在车辆1正在沿着大致直线状的车辙进行直进行驶的情况下，当已判明根据导航装置13a所导出的车辆1的行驶路径进行左转或右转等行进道路变更，由此从车辙中脱离时，判断有越过车辙的必要。另一方面，当已判明根据导航装置13a所导出的车辆1的行驶路径继续进行直进行驶，由此沿着车辙继续行驶时，判断无越过车辙的必要。在其结果是判断有越过车辙的必要的情况(是)下，将车辆1的驱动力的分配从2WD分配切换成4WD分配(步骤ST1-6)。另一方面，在判断无越过车辙的必要的情况(否)下，返回至步骤ST1-3，重复有无车辙的判定。
图5是表示所述车辙行驶控制中的各值的变化的时序图。在此图的时序图(图表)中，表示相对于经过时间t的车辙越过探测的有无、及驱动力分配控制中的2WD分配与4WD分配的变化。在此图的时序图中，在时刻t1处车辙越过探测从“无”车辙越过变化成“有”车辙越过，由此利用驱动力分配控制的驱动力分配从之前的2WD分配变化成4WD分配。由此，在4WD行驶状态下进行车辙的越过。其后，若车辙越过探测因车辙越过结束而在时刻t2处变成“无”，则利用驱动力分配控制的驱动力分配从4WD分配变化成2WD分配。如所述时序图所示，当车辙越过探测的有无已改变时，利用驱动力分配控制的驱动力分配在2WD分配与4WD分配之间变化。由此，可顺利地越过车辙。
如以上所说明那样，在本实施方式的车辆的控制装置中，当由有无车辙判定部150所进行的判定已在有车辙与无车辙之间变化时，作为驱动力分配控制部件的4WD·ECU250及前后扭矩分配用离合器210进行变更车辆1的前轮Wf1、前轮Wf2与后轮Wr1、后轮Wr2的驱动力分配的控制。由此，在车辆1从正在沿着车辙行驶的状态脱离车辙的情况、或从外面进入车辙的情况下，可使对于前轮Wf1、前轮Wf2与后轮Wr1、后轮Wr2的驱动力分配变成适当的分配，而可顺利地越过车辙，因此可确保车辆1的良好的行驶性能。
另外，在此情况下，当车辆1的行驶模式为手动驾驶模式时，也可以设为根据由驾驶者所进行的方向指示器84的操作来进行有无车辙判定。或者，也可以设为根据导航装置13a所取得的车辆1的行驶路径来进行有无车辙判定。根据这些方法，在手动驾驶模式中，可事先掌握车辆1的行进方向，并可正确地进行在行进方向的前方的路面上是否存在车辙的判断。因此，可更顺利地越过车辙。
另一方面，当车辆1的行驶模式为自动驾驶模式时，根据自动驾驶控制部110所决定的车辆1的行驶路径来进行有无车辙判定，由此可事先掌握车辆1的行进方向，并可正确地进行在行进方向的前方的路面上是否存在车辙的判断。因此，可更顺利地越过车辙。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于所述实施方式，可在权利要求、及说明书与附图中记载的技术思想的范围内进行各种变形。例如，实施所述车辙行驶控制时的自动驾驶模式是自动地控制车辆1的操舵角与加减速度两者的驾驶模式，但除此以外，实施车辙行驶控制时的驾驶模式也可以是仅自动地控制车辆1的加减速度的半自动驾驶模式。在此情况下，与手动驾驶模式的情况同样地，可设为根据由驾驶者所进行的方向指示器84的操作或导航装置13a所取得的路径来进行有无车辙判断。
另外，在所述实施方式中，表示了车辆1的驱动装置90进行通过前后扭矩分配用离合器210来将发动机3的驱动力分配至前轮Wf1、前轮Wf2与后轮Wr1、后轮Wr2中的前后分配控制的结构，但本发明的由车辆1的驱动装置90所进行的对于多个车轮的驱动力的分配控制的形态并不限定于此，除此以外，例如在可进行对于车辆的左车轮与右车轮的驱动力的分配(左右分配控制)的结构中，也可以是进行将来自驱动源的驱动力分配至左车轮与右车轮中的控制。
另外，在所述实施方式中，对在进行前后分配控制的情况下，进行将仅对于前轮Wf1、前轮Wf2的驱动力分配(2WD状态)与对于前轮Wf1、Wf2及后轮Wr1、后轮Wr2的驱动力分配(4WD状态)切换的控制的情况进行了说明，但除完全地切换2WD状态与4WD状态以外，也可以是进行使对于后轮Wr1、后轮Wr2的驱动力的分配量(比例)变化的控制。

Claims (6)

1.一种车辆的控制装置，其是包括控制对于多个车轮的来自驱动源的驱动力的分配的驱动力分配控制部件的车辆的控制装置，其特征在于包括：
路面信息取得部件，取得所述车辆的行进方向的前方的路面信息；以及
有无车辙判定部件，根据由所述路面信息取得部件所取得的路面信息，进行在所述车辆的行进方向的前方的路面上是否存在车辙的有无车辙判定；且
当由所述有无车辙判定部件所进行的判定已在有车辙与无车辙之间变化时，所述驱动力分配控制部件进行变更对于多个所述车轮的所述驱动力的分配的控制。
2.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其特征在于包括：
方向指示器，通过所述车辆的驾驶者的操作来指示所述车辆的行进方向；且
所述有无车辙判定部件根据由所述驾驶者所进行的所述方向指示器的操作来进行所述有无车辙判定。
3.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其特征在于包括：
导航装置，具有从外部取得信息来确定所述车辆的位置，并导出从所述位置至目的地为止的路径的功能；且
所述有无车辙判定部件根据所述导航装置所导出的所述车辆的行驶路径来进行所述有无车辙判定。
4.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其特征在于包括：
自动驾驶控制部，进行自动地控制所述车辆的加减速与操舵的至少任一者的自动驾驶控制；且
所述有无车辙判定部件根据所述自动驾驶控制部所决定的所述车辆的行驶路径来进行所述有无车辙判定。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆的控制装置，其特征在于，
所述驱动力分配控制部件能够在二轮驱动状态与四轮驱动状态下切换所述车辆的驱动力的分配，且
当由所述有无车辙判定部件所进行的判定已在有车辙与无车辙之间变化时，进行在所述二轮驱动状态与所述四轮驱动状态下切换所述驱动力的分配的控制。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆的控制装置，其特征在于，
所述路面信息取得部件包括拍摄所述车辆的行进方向前方的路面的图像的摄像部件，且
所述有无车辙判定部件根据由所述摄像部件所拍摄的图像来进行所述有无车辙判定。
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