CN110654388A - 自动驾驶车辆的控制装置 - Google Patents

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牛超
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Abstract

本发明提供一种自动驾驶车辆的控制装置(50)，具有：目标转矩计算部(451)，其按照行动计划计算出四个驱动轮(1FL、1FR、1RL、1RR)的目标转矩、打滑检测部(32a)，其对四个驱动轮(1FL、1FR、1RL、1RR)的打滑状态进行检测、方向检测部(32b)，其检测车身的朝向、目标转矩修正部(453)，其对由目标转矩计算部(451)计算出的目标转矩进行修正，使得当由打滑检测部(32a)检测到第1驱动轮(1FR)的打滑状态时，使第1驱动轮(1FR)的目标转矩减小，之后，当由方向检测部(32b)检测到相对于目标行进方向的规定值(Δα1)以上的车身朝向的偏差(Δα)时，使第2驱动轮(1RR)的目标转矩增加且使第4驱动轮(1RL)的目标转矩减小、以及行驶控制部(46)，其按照由目标转矩修正部(453)修正后的目标转矩对驱动部(2)进行控制。

Description

自动驾驶车辆的控制装置
技术领域
本发明涉及一种自动驾驶车辆的控制装置。
背景技术
以往已知由四个马达各自独立地驱动作为驱动轮的前后左右四个轮的电动汽车中,在驱动轮发生打滑时，通过控制各马达的转矩，来实现从打滑状态恢复的装置。这样的装置例如记载于专利文献1中。在该专利文献1记载的装置中，当检测到任意一个驱动轮的打滑时，将打滑的驱动轮的转矩减小，并将该转矩的减小部分相加在未打滑的其他驱动轮的转矩上。
然而，当在打滑后车身的偏航角发生变化时，会损害车辆的行驶稳定性，因此优选地采取一些对策。但是，专利文献1记载的装置仅构成为对驱动轮是否打滑进行判定，并根据该判定结果来控制各马达的转矩，专利文献1记载的装置无法充分保证在打滑后车身的偏航角发生了变化时的车辆的行驶稳定性。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2015-23691号公报(JP2015-023691A)。
发明内容
本发明一技术方案为具有自动驾驶功能，并具有分别独立驱动前后左右四个驱动轮的驱动部的自动驾驶车辆的控制装置，四个驱动轮分别为第1驱动轮、与第1驱动轮在左右相同侧且前后相反侧配置的第2驱动轮、与第1驱动轮在左右相反侧且前后相同侧配置的第3驱动轮、与第1驱动轮在左右相反侧且前后相反侧配置的第4驱动轮，该自动驾驶车辆的控制装置具有：目标转矩计算部，其按照行动计划计算出四个驱动轮的目标转矩；打滑检测部，其检测四个驱动轮的打滑状态；方向检测部，其检测自动驾驶车辆的车身的朝向；行动计划生成部，其生成自动驾驶车辆的行动计划；目标转矩修正部，其对在目标转矩计算部计算出的目标转矩进行修正，使得当由打滑检测部检测到第1驱动轮的打滑状态时，使第1驱动轮的目标转矩减小，之后，由方向检测部检测到由行动计划确定的相对于目标行进方向的规定值以上的车身朝向的偏差时，使第2驱动轮的目标转矩增加且使第4驱动轮的目标转矩减小；以及行驶控制部，其按照在目标转矩修正部修正后的目标转矩对驱动部进行控制。
附图说明
本发明的目的、特征以及优点，通过与附图相关的以下实施方式的说明进一步阐明。
图1是表示应用本发明一实施方式的控制装置的自动驾驶车辆的行驶系统的概略结构的图。
图2是概略地表示对图1的自动驾驶车辆进行控制的自动驾驶车辆系统的整体结构的框图。
图3A是表示车辆在打滑时的动作的一例的图。
图3B是表示接着图3A的动作的一例的图。
图4是表示本发明一实施方式的控制装置的主要部分结构的框图。
图5是表示在图4的控制器实施的处理的一例的流程图。
图6是表示利用本发明一实施方式的控制装置进行的动作的一例的时序图。
具体实施方式
以下，参照图1～图6对本发明的实施方式进行说明。本发明一实施方式的控制装置应用于具有自动驾驶功能的自动驾驶车辆(也有只是称为车辆的情况)。首先对自动驾驶车辆的结构进行说明。
图1是表示应用本实施方式的控制装置的自动驾驶车辆100的行驶驱动系统的概略结构的图。车辆100不仅能够以不需要驾驶员进行驾驶操作的自动驾驶模式行驶，还能够以由驾驶员进行驾驶操作的手动驾驶模式行驶。如图1所示，车辆100构成为前后左右的四个车轮1、即左右的前轮1FL、1FR和左右的后轮1RL、1RR二者作为驱动轮的四轮驱动车辆。以下也有将四个驱动轮1FL、1FR、1RL、1RR分别称为左前轮、右前轮、左后轮、右后轮的情况。
各驱动轮1上分别连接有马达(电动马达)2。各马达2经由逆变器3与蓄电池4连接，并由从蓄电池4供给的电力分别被驱动。另一方面，当马达2由外力驱动时，在马达2发电，并蓄电于蓄电池4中。这样，通过与各驱动轮1相对应地设置马达2，能够相互独立地驱动各驱动轮1。另外，由控制器(图2)控制逆变器3，由此来控制马达2的驱动。
在驾驶席设有由驾驶员进行旋转操作的转向盘5。与转向盘5一体旋转的转向轴6的一端部与转向盘5连结，转向轴6的另一端部与例如齿轮齿条式的转向齿轮箱7连结。转向齿轮箱7的齿条根据转向盘5的操作而向左右移动，由此前侧的驱动轮1FL、1FR向左右转向。
在转向齿轮箱7安装有转向执行器8。转向执行器8例如由电动马达构成，利用转向执行器8的驱动能够使转向齿轮箱7的齿条向左右移动。由此，不依靠驾驶员的转向操作能够使前侧的驱动轮1FL、1FR转向。在转向轴6安装有转向操纵执行器9。转向操纵执行器9例如由电动马达构成，能够利用转向操纵执行器9的驱动针对驾驶员的转向操作施加反作用力。转向盘5的操作量越大，则转向操纵执行器9向驾驶员施加越大的操作反作用力。
图2是概略地表示本实施方式的车辆控制系统101的整体结构的框图，主要示出与自动驾驶有关的结构。如图2所示，车辆控制系统101主要具有控制器40以及分别与控制器40可通信地连接的外部传感器组31、内部传感器组32、输入/输出装置33、GPS装置34、地图数据库35、导航装置36、通信单元37、行驶用执行器AC。
外部传感器组31是对作为车辆100的周边状况的外部状况进行检测的多个传感器(外部传感器)的总称。例如，外部传感器组31包括：激光雷达、雷达以及摄像机等，其中，激光雷达测定与对于车辆100全方位的照射光的散射光，来测定从车辆100到周边障碍物的距离，雷达通过照射电磁波并检测反射波来检测车辆100周边的其他车辆、障碍物等，摄像机搭载于车辆100，具有CCD、CMOS等摄像元件，并拍摄车辆100的周边(前方、后方以及侧方)。
内部传感器组32是对车辆100的行驶状态进行检测的多个传感器(内部传感器)的总称。例如，内部传感器组32包括：检测车辆100的车速的车速传感器、分别检测车辆100前后方向的加速度和左右方向的加速度(横向加速度)的加速度传感器、检测节气门阀的开度(节气门开度)的节气门开度传感器等。内部传感器组32中还包括检测手动驾驶模式下的驾驶员的驾驶操作，例如加速踏板的操作、制动踏板的操作、转向盘5的操作等的传感器。
输入/输出装置33是从驾驶员输入指令、向驾驶员输出信息的装置的总称。例如，输入/输出装置33包括：供驾驶员通过对操作构件进行操作而输入各种指令的各种开关、供驾驶员通过语音输入指令的话筒、借助显示图像向驾驶员提供信息的显示部、通过语音向驾驶员提供信息的扬声器等。各种开关中包括指示进行自动驾驶模式和手动驾驶模式中的任一个的手动/自动切换开关。
手动/自动切换开关例如构成为供驾驶员能够进行手动操作的开关，根据开关操作输出向使自动驾驶功能有效化的自动驾驶模式或使自动驾驶功能无效化的手动驾驶模式切换的模式切换指令。还能够不依靠手动/自动切换开关的操作地指示从手动驾驶模式向自动驾驶模式的切换或从自动驾驶模式向手动驾驶模式的切换。即，还能够在由驾驶员进行了规定的操作时、规定的行驶条件成立时，自动地将驾驶模式切换为手动驾驶模式或自动驾驶模式。
GPS装置34具有接收来自多个GPS卫星的定位信号的GPS接收机GPS传感器)，根据由GPS接收机接收到的信号来测定车辆100的绝对位置(纬度、经度等)。
地图数据库35是存储在导航装置36中使用的一般性地图信息的装置，例如由硬盘构成。地图信息中包括：道路的位置信息、道路形状(曲率等)的信息、十字路口、岔路口的位置信息。另外，存储于地图数据库35中的地图信息与存储于控制器40的存储部42中的高精度地图信息不同。
导航装置36是搜索到达由驾驶员输入的目的地的道路上的目标路线并进行按照目标路线的引导的装置。通过输入/输出装置33进行目的地的输入和按照目标路线的引导。还能够不通过输入/输出装置33而自动设定目的地。根据由GPS装置34测定到的自车辆的当前位置和存储于地图数据库35中的地图信息来计算目标路线。
通信单元37利用包含互联网线路等无线通信网的网络与未图示的各种服务器进行通信，定期或者在任意时机从服务器获取地图信息和交通信息等。获取的地图信息被输出到地图数据库35、存储部42，进而更新地图信息。获取的交通信息中包括交通堵塞信息、信号从红变绿的剩余时间等信号信息。
执行器AC是用于使与车辆100的行驶动作相关的各种设备工作的行驶用执行器。执行器AC中包括：分别驱动四个驱动轮1的马达2、使制动装置工作的制动用执行器以及使前侧的驱动轮1FL、1FR转向的转向用执行器(转向执行器8)等。另外，经由逆变器3来控制马达2，但在图2中省略了逆变器3的图示。
控制器40包括电子控制单元(ECU)。另外，能够将马达控制用ECU、转向控制用ECU等功能不同的多个ECU分开设置，但图2中为了方便，示出控制器40作为这些ECU的集合。控制器40包含具有进行与行驶控制相关的处理的CPU(微处理器)等运算部41和RAM、ROM、硬盘等存储部42以及输入输出接口等未图示的其他周边电路的计算机而构成。
在存储部42中存储包含车道的中央位置信息、车道位置的边界信息等高精度的详细地图信息。更具体地说，道路信息、交通管制信息、住所信息、设施信息、电话号码信息等作为地图信息进行存储。道路信息中包括：表示高速公路、收费道路、国道等道路类别的信息、道路的车道数、各车道的宽度、道路的坡度、道路的三维坐标位置、车道的拐弯处的曲率、车道的汇合点和分岔点的位置、道路标识等信息。交通管制信息中包括：车道由于施工等被限制行驶或者禁止通行的信息等。存储部42中还存储在各种控制的程序、在程序中使用的阈值等信息。
运算部41具有自车位置识别部43、外界识别部44、行动计划生成部45、行驶控制部46作为主要与自动行驶相关的功能性结构。
自车位置识别部43根据由GPS装置34获取的车辆100的位置信息和地图数据库35的地图信息来识别出地图上的车辆100的位置(自车位置)。也可以使用存储于存储部42中的地图信息(建筑物的形状等信息)和由外部传感器组31检测到的车辆100的周边信息来识别出自车位置，由此，能够高精度地识别出自车位置。另外，在能够由设置于道路上或道路旁边的外部的传感器来测定自车位置时，还能够通过借助通信单元37与该传感器进行通信，来高精度地识别出自车位置。
外界识别部44根据来自激光雷达、雷达、摄像机等外部传感器组31的信号来识别车辆100周围的外部状况。例如，识别在车辆100周边行驶的周边车辆(前方车辆、后方车辆)的位置、速度、加速度、在车辆100周围停车或驻车的周边车辆的位置以及其他物体的位置、状态等。其他物体中包括：标识、信号器、道路的边界线、停止线、建筑物、栏杆、电线杆、广告牌、行人、自行车等。其他物体的状态中包括：信号器的颜色(红、绿、黄)、行人、自行车的移动速度、朝向等。
行动计划生成部45例如根据由导航装置36计算出的目标路线、由自车位置识别部43识别出的自车位置、由外界识别部44识别出的外部状况，生成从当前时刻开始经过规定时间为止的车辆100的行驶轨迹(目标轨迹)。当目标路线上存在作为目标轨迹的候补的多个轨迹时，行动计划生成部45从中选择遵守法律且满足高效、安全地行驶等基准的最合适的轨迹，并将所选择的轨迹作为目标轨迹。然后，行动计划生成部45生成与所生成的目标轨迹相对应的行动计划。
行动计划中包括：在从当前时刻开始经过规定时间T(例如5秒)为止的期间内，每单位时间Δt(例如0.1秒)设定的行驶计划数据，即与每单位时间Δt的时刻相对应设定的行驶计划数据。行驶计划数据包括每单位时间Δt的车辆100的位置数据和车辆状态的数据。位置数据例如为表示道路上的二维坐标位置的目标点的数据，车辆状态的数据为表示车速的车速数据和表示车辆100的朝向的方向数据等。每单位时间Δt对行驶计划进行更新。
行动计划生成部45通过将从当前时刻开始经过规定时间T为止的每单位时间Δt的位置数据按照时间顺序连接起来，生成目标轨迹。此时，根据目标轨迹上的每单位时间Δt的各目标点的车速(目标车速)，计算出每单位时间Δt的加速度(目标加速度)。即，行动计划生成部45计算出目标车速和目标加速度。另外，还可以设为由行驶控制部46计算出目标加速度。
行驶控制部46根据驾驶模式(自动驾驶模式、手动驾驶模式)对执行器AC进行控制。例如在自动驾驶模式下，行驶控制部46对各执行器AC进行控制，以使车辆100按照行动计划生成部45生成的目标轨迹行驶。更具体地来说，行驶控制部46考虑到在自动驾驶模式下由道路坡度等决定的行驶阻力，计算出用于获得由行动计划生成部45计算出的每单位时间Δt的目标加速度的要求驱动力。并且，例如对执行器AC进行反馈控制，以使由内部传感器组32检测到的实际加速度成为目标加速度。即，对执行器AC进行控制，以使自车辆以目标车速和目标加速度行驶。另一方面，在手动驾驶模式下，行驶控制部46根据由内部传感器组32获取的来自驾驶员的行驶指令(加速器开度等)对各执行器AC进行控制。
然而，例如在以自动驾驶在积雪、结冰道路等摩擦系数低且不均匀的倾斜面进行上坡行驶时，当任一个驱动轮1打滑(空转)时，车身的朝向有可能倾斜。图3A、图3B是表示这一示例的图。图中的箭头FL1、FR1、RL1、RR1分别表示左前轮1FL、右前轮1FR、左后轮1RL、右后轮1RR的各马达2的驱动转矩的大小。如图3A所示，在车辆100向箭头A(前方)直行行驶中，例如当右前轮1FR打滑时，如图3B的箭头B所示，车辆100有可能向右侧倾斜。为了迅速地解除这种倾斜使车辆100向目标轨迹上的行进方向(箭头A)行驶，本实施方式如下构成自动驾驶车辆的控制装置。
图4是表示本实施方式的控制装置50的主要部分结构的框图。该控制装置50为对车辆100的行驶动作进行控制的装置，其构成图2的车辆控制系统101的一部分。
如图4所示，控制装置50具有控制器40以及分别与控制器40连接的手动/自动切换开关33a、四个转速传感器32a(图中仅示出一个)、偏航传感器32b、四个马达2(图中仅示出一个)、转向执行器8。另外，经由逆变器3来控制各马达2，但图4中省略了逆变器3的图示。
手动/自动切换开关33a构成图2的输入/输出装置33的一部分。转速传感器32a分别与各驱动轮1FL、1FR、1RL、1RR相对应而设置，是对各驱动轮1FL、1FR、1RL、1RR的转速分别进行检测的检测器，其构成图2的内部传感器组32的一部分。偏航传感器32b是对偏离车辆100(车身)的重心绕铅垂轴旋转的基准线的旋转角(偏航角)、即车辆100的朝向进行检测的检测器，例如能够由摄像机构成。基准线与车辆100的目标行进方向一致，若偏航角为0°，则车辆100朝向目标行进方向。另外，还能够根据来自检测车辆100(车身)的重心绕铅垂轴旋转的旋转角速度(横摆角速度)的角速度传感器的信号来求出偏航角。
控制器40具有目标转矩计算部451、判定部452、目标转矩修正部453以及行驶控制部46作为主要功能性结构。目标转矩计算部451、判定部452、目标转矩修正部453例如构成图2的行动计划生成部45的一部分。
目标转矩计算部451计算出用于获得由行动计划生成部45计算得出的要求驱动力的各驱动轮1FL、1FR、1RL、1RR的目标转矩。即，由各驱动轮1FL、1FR、1RL、1RR的目标转矩的总和来获得要求驱动力，因此目标转矩计算部451根据要求驱动力计算出目标转矩。在这种情况下，由行动计划生成部45生成直线上的目标轨迹时，将各驱动轮1FL、1FR、1RL、1RR的目标转矩例如设定为相互相等的值。目标转矩的设定不限于此，例如还可以将前侧的驱动轮1FL、1FR的目标转矩设为比后侧的驱动轮1RL、1RR的目标转矩大规定的比例。在由行动计划生成部45生成的目标轨迹不是直线而是曲线时，目标转矩计算部451以左右的驱动轮1(例如左前轮1FL和右前轮1FR)的转矩产生差的方式计算出目标转矩。
判定部452判定是否进行修正车辆100的朝向的控制(车辆姿势修正控制)。具体地说，首先基于来自转速传感器32a的信号，判定是否有打滑的驱动轮1。即，当驱动轮1打滑时，该驱动轮1由于空转转速相对于其他的驱动轮1急剧上升。因此，在存在转速急剧上升的驱动轮1时，例如与其他的驱动轮1的转速差为规定值以上时，判定部452判定该驱动轮1为打滑状态。
在检测到了打滑状态后，判定部452进一步判定是否由偏航传感器32b检测到了规定值Δα1以上的车身的偏航角的变化(偏航偏差Δα)。这是车辆100的朝向是否相对于目标行进方向每单位时间发生了规定角度(例如5°左右)以上的变化的判定，适当地设定规定值Δα1，以使能够进行该判定。当由偏航传感器32b检测到规定值Δα1以上的偏航偏差Δα时，判定部452判定需要进行车辆姿势修正控制。
当由判定部452判定为存在打滑的驱动轮1时，目标转矩修正部453使该驱动轮1(也称为打滑轮)的目标转矩减小。例如，将打滑轮的目标转矩设为0。进一步地，由于检测到规定值Δα1以上的偏航偏差Δα而判定部452判定为需要进行车辆姿势修正控制时，使位于打滑轮的对角的驱动轮1，即与打滑轮左右相反侧且前后相反侧的驱动轮1的目标转矩减小，例如减小至0。进一步地，使与打滑轮左右相同侧且前后相反侧的驱动轮1的目标转矩增加。在这种情况下，例如偏航偏差Δα越大，则目标转矩增加的程度越大。
当由判定部452判定为不需要车辆姿势修正控制时，行驶控制部46根据各驱动轮1的目标转矩对各马达2的驱动转矩进行控制，以使各驱动轮1输出由目标转矩计算部451计算出的目标转矩。当由判定部452判定为需要进行车辆姿势修正控制时，行驶控制部46根据各驱动轮1的目标转矩对各马达2的驱动转矩进行控制，以使各驱动轮1输出由目标转矩修正部453修正后的目标转矩。此时，行驶控制部46进一步向转向执行器8输出控制信号，使驱动轮1向与产生偏航偏差Δα的方向相反的方向(图3B的示例中为左方向)转向。这种情况下，例如偏航偏差Δα越大，则转向角越大。
当由判定部452判定为需要进行车辆姿势修正控制时，行驶控制部46首先向转向执行器8输出控制信号，使驱动轮1向与产生偏航偏差Δα的方向相反的方向转向，之后，根据由目标转矩修正部453修正后的目标转矩对各马达2的驱动转矩进行控制。此时，还可以根据转向角来调整驱动转矩，以使车辆100能够以目标车速进行行驶。例如，还可以根据转向角计算出转弯阻力，并根据转弯阻力来调整各马达2的驱动转矩。
图5是表示按照预先存储于存储部42的程序在图4的控制器40的CPU实施的处理的一例的流程图。该流程图所示的处理，例如当由手动/自动切换开关33a指示为自动驾驶模式时开始，以规定周期反复进行。
首先，在S1(S：处理步骤)，计算出各驱动轮1FL、1FR、1RL、1RR的目标转矩。接下来，在S2，根据来自转速传感器32a的信号，判定是否有打滑状态的驱动轮1。当S2为肯定(S2：是)时进入S3，否定(S2：否)时越过S3～S6进入S7。在S3中，将在S2判定为打滑状态的驱动轮1(打滑轮)的目标转矩设为0。
接下来，在S4，根据来自偏航传感器32b的信号，判定偏航偏差Δα是否为规定值Δα1以上。当S4为肯定(S4：是)时进入S5，否定(S4：否)时越过S5、S6进入S7。在S5中，向转向执行器8输出控制信号，使驱动轮1向与产生偏航偏差Δα的方向相反的方向转向。
接下来，在S6，对位于打滑轮的对角的驱动轮1和与打滑轮左右相同侧且前后相反侧的驱动轮1的目标转矩进行修正。具体地说，将位于打滑轮的对角的驱动轮1的目标转矩设为0，并使与打滑轮左右相同侧且前后相反侧的驱动轮1的目标转矩增加。接下来，在S7，向逆变器3输出控制信号，对各马达2的驱动转矩进行控制。即，在S6修正了目标转矩的情况下，将各马达2的驱动转矩控制为修正后的目标转矩，而在未修正的情况下，将各马达2的驱动转矩控制为在S1计算出的目标转矩。
另外，S6中的对目标转矩的修正持续至偏航偏差Δα成为规定值以下(例如0)。即，省略了图示，但在S4为肯定后，在反复的程序中取代S4的处理，判定偏航偏差Δα是否成为了规定值以下，直至该判定为肯定为止，进行S5的转向指令的处理和S6的目标转矩修正的处理。
图6是表示由本实施方式的控制装置50进行的动作的一例的时序图。在图6中，示出车辆100在上坡直行行驶时的车轮速度、偏航角、偏航偏差以及各驱动轮1的驱动力随着时间经过而变化的一例。更具体地说，图6的特性f1、f2分别是打滑的驱动轮1(例如右前轮1FR)和未打滑的驱动轮1(例如左前轮1FL、左后轮1RL、右后轮1RR)的车轮速度的特性。特性f3、f4分别是能够根据行动计划计算出的目标偏航角和由偏航传感器32b检测出的实际偏航角的特性。特性f5是目标偏航角与实际偏航角之差、即偏航偏差Δα的特性。特性f6、f7分别是左前轮1FL、右前轮1FR的驱动力的特性，特性f8、f9分别是左后轮1RL、右后轮1RR的驱动力的特性。
在直行行驶时，目标偏航角为0°。如图6所示，在时刻t1当右前轮1FR打滑时(特性f1)，如特性f7所示，右前轮1FR的驱动力成为0(S3)。由于右前轮1FR打滑，实际偏航角增加(特性f4)，如特性f5所示，当在时刻t2偏航偏差Δα成为规定值Δα1以上时，如特性f8所示，左后轮1RL的驱动力成为0，并且如特性f9所示，右后轮1RR的驱动力增加(S6)。此时，省略了图示，但前侧的驱动轮1FL、1FR向左侧转向(S5)。
由此，偏航偏差Δα减小，且车辆姿势修正为车辆100朝向目标行进方向。在时刻t3，当偏航偏差Δα变为0时，如特性f7所示，右前轮1FR的驱动力增加，并且如特性f8所示，左后轮1RL的驱动力增加，且如特性f9所示，右后轮1RR的驱动力减少。在时刻t4，各驱动轮1FL、1FR、1RL、1RR的驱动力返回原状态，左右的驱动力没有差异。另外，还可以在偏航偏差Δα变为0之前，随着偏航偏差Δα的减小，使左右的驱动力之差逐渐变小。例如，还可以设定成在偏航偏差Δα成为0的时刻，使左右的驱动力之差成为0。
采用本实施方式能够起到如下的作用效果。
(1)车辆100具有自动驾驶功能，并具有分别独立驱动前后左右四个驱动轮1FL、1FR、1RL、1RR的马达2。该自动驾驶车辆的控制装置50具有：目标转矩计算部451，其按照行动计划计算出四个驱动轮1FL、1FR、1RL、1RR的目标转矩；转速传感器32a，其对四个驱动轮1FL、1FR、1RL、1RR的打滑状态进行检测；偏航传感器32b，其对车身的偏航角的变化进行检测；目标转矩修正部453，其对由目标转矩计算部451计算出的目标转矩进行修正，以使当由转速传感器32a检测到例如右前轮1FR的打滑状态时，使该打滑轮1FR的目标转矩减小，之后，当由偏航传感器32b检测到规定值Δα1以上的车身的偏航角的变化(偏航偏差Δα)时，使与打滑轮1FR在左右相同侧且前后相反侧配置的右后轮1RR的目标转矩增加，且使与打滑轮1FR在左右相反侧且前后相反侧配置的左后轮1RL的目标转矩减小；以及行驶控制部46，其按照由目标转矩修正部453修正后的目标转矩对马达2进行控制(图4)。
由此，例如在右前轮1FR打滑后偏航角从在行动计划生成部45生成的、由行动计划确定的车辆100的目标行进方向产生了规定值Δα1以上的变化时，其他的驱动轮1RL、1RR的驱动转矩被修正，并且直行行驶时的前侧的驱动轮1FL、1FR的左右的驱动转矩以及后侧的驱动轮1RL、1RR的左右的驱动转矩分别产生差异。因此，能够容易地将车辆100的姿势(朝向)返回到原来的位置，能够在打滑后充分保证车身的偏航角发生了变化时的车辆100的行驶稳定性。还有，即使驱动轮1发生了打滑，也会有车辆100的姿势不发生变化的情况，在这种情况下，由于偏航偏差Δα低于规定值Δα1而不对驱动转矩进行修正，因此能够使车辆100的行为比较稳定。
(2)车辆100还具有转向执行器8，其使驱动轮1FL、1FR转向(图4)。行驶控制部46在由转速传感器32a例如检测到右前轮1FR的打滑状态后，当由偏航传感器32b检测到规定值Δα1以上的偏航偏差Δα时，根据由偏航传感器32b检测到的车身的偏航角的变化，进一步对转向执行器8进行控制。这样，能够通过同时进行转向，在车辆100的偏航角发生规定值Δα1以上的变化时，迅速地使车辆100恢复到原来的姿势。
(3)目标转矩修正部453在由转速传感器32a检测到例如右前轮1FR的打滑状态时，使右前轮1FR的目标转矩减小为0，之后，在由偏航传感器32b检测到规定值Δα1以上的偏航偏差Δα时，使右后轮1RR的目标转矩增加，并使左后轮1RL的目标转矩减小为0。由此，能够根据打滑轮1FR的位置对其他的驱动轮1RL、1RR的驱动转矩适当地进行修正，使车辆100朝向目标行进方向。
上述实施方式能够变更为各种形式。以下对变形例进行说明。在上述实施方式中，对右前轮1FR打滑的例子进行了说明，但第1驱动轮还可以是右前轮1FR以外的驱动轮。因此，在判定为需要进行车辆姿势修正控制时，使目标转矩增加的第2驱动轮(与第1驱动轮在左右同一侧且前后相反侧配置的驱动轮)可以是右后轮1RR以外的驱动轮，使目标转矩减小的第4驱动轮(与第1驱动轮在左右相反侧且前后相反侧配置的驱动轮)可以是左后轮1RL以外的驱动轮。还有，第3驱动轮(与第1驱动轮在左右相反侧且前后相同侧配置的驱动轮)可以是左前轮1FL以外的驱动轮。
在上述实施方式中，在检测到第1驱动轮的打滑状态时将第1驱动轮的目标转矩成为了0，但若是使目标转矩减小的话，目标转矩可设为比0大或比0小。还有，当判定需要进行车辆姿势修正控制时，将第4驱动轮的目标转矩成为了0，但若是使第4驱动轮的目标转矩减小的话，目标转矩可设为比0大或比0小。即，对由目标转矩计算部计算出的目标转矩进行修正的目标转矩修正部的构成并不限于以上所述。修正了目标转矩时(例如第四驱动轮的目标转矩变小)，也可以由行驶控制部46对应于目标转矩使制动装置工作。
在上述实施方式中，由转速传感器32a检测车辆100的打滑状态，但打滑检测部的构成并不限于此。在上述实施方式中，由偏航传感器32b检测车辆100的偏航角，但若是对车辆的朝向进行检测的话，还能使用其他的方向检测部。例如，还能够将横摆角速度传感器作为方向检测部来使用。在上述实施方式中，利用转向执行器8使前侧的左右驱动轮1FL、1FR转向，但若是使四个驱动轮1FL、1FR、1RL、1RR中的至少两个转向的话，转向部的构成可以是任何形式。在上述实施方式(图5)中，当判定为需要进行车辆姿势修正控制时，在进行了驱动轮1FL、1FR的转向后对目标转矩进行了修正，但还可以在修正了目标转矩后进行转向。还可以不进行转向仅进行对目标转矩的修正。
在上述实施方式中，将分别与四个驱动轮1连接的四个马达2作为驱动部使用了，但驱动部的构成并不限于此。还可以将驱动部构成为收纳于车轮内部的轮内马达。在上述实施方式中，将车辆进行上坡行驶作为例子进行了说明，但本发明还能够应用于平地行驶等。
本发明还能够作为具有自动驾驶功能并具有分别独立驱动前后左右四个驱动轮的驱动部的自动驾驶车辆的控制方法来使用。
既能够任意组合上述实施方式和变形例的一个或者多个，也能够彼此组合各变形例。
采用本发明，能够充分确保在自动驾驶车辆打滑后车身的偏航角发生了变化时的车辆的行驶稳定性。
以上，就本发明的优选实施方式进行了说明，本领域技术人员应理解为能够不脱离后述权利要求书的公开范围地进行各种修改和变更。

Claims (7)

1.一种自动驾驶车辆的控制装置，为具有自动驾驶功能并具有分别独立驱动前后左右四个驱动轮(1FL、1FR、1RL、1RR)的驱动部(2)的自动驾驶车辆(100)的控制装置，
所述四个驱动轮(1FL、1FR、1RL、1RR)为第1驱动轮(1FR)、与所述第1驱动轮(1FR)在左右相同侧且前后相反侧配置的第2驱动轮(1RR)、与所述第1驱动轮(1FR)在左右相反侧且前后相同侧配置的第3驱动轮(1FL)、与所述第1驱动轮(1FR)在左右相反侧且前后相反侧配置的第4驱动轮(1RL)，
其特征在于，该自动驾驶车辆的控制装置具有：
目标转矩计算部(451)，其按照行动计划计算出所述四个驱动轮(1FL、1FR、1RL、1RR)的目标转矩；
打滑检测部(32a)，其对所述四个驱动轮(1FL、1FR、1RL、1RR)的打滑状态进行检测；
方向检测部(32b)，其对所述自动驾驶车辆(100)的车身的朝向进行检测；
行动计划生成部(45)，其生成所述自动驾驶车辆(100)的行动计划；
目标转矩修正部(453)，其对由所述目标转矩计算部(451)计算出的目标转矩进行修正，使得当由所述打滑检测部(32a)检测到所述第1驱动轮(1FR)的打滑状态时，使所述第1驱动轮(1FR)的目标转矩减小，之后，当由所述方向检测部(32b)检测到由所述行动计划确定的相对于目标行进方向的规定值(Δα1)以上的所述车身朝向的偏差(Δα)时，使所述第2驱动轮(1RR)的目标转矩增加且使所述第4驱动轮(1RL)的目标转矩减小；以及
行驶控制部(46)，其按照由所述目标转矩修正部(453)修正后的目标转矩对所述驱动部(2)进行控制。
2.根据权利要求1所述的自动驾驶车辆的控制装置，其特征在于，
所述自动驾驶车辆(100)还具有：
转向部(8)，其使所述四个驱动轮(1FL、1FR、1RL、1RR)中的至少两个驱动轮(1FL、1FR)转向，
在由所述打滑检测部(32a)检测到了所述第1驱动轮(1FR)的打滑状态后，由所述方向检测部(32b)检测到相对于所述目标行进方向的所述规定值(Δα1)以上的所述车身朝向的偏差(Δα)时，所述行驶控制部(46)根据由所述方向检测部(32b)检测到的所述车身朝向，进一步对所述转向部(8)进行控制。
3.根据权利要求2所述的自动驾驶车辆的控制装置，其特征在于，
所述行驶控制部(46)对所述转向部(8)进行控制，以使由所述方向检测部(32b)检测到的所述车身朝向的偏差(Δα)越大则转向角越大。
4.根据权利要求1～3的任一项所述的自动驾驶车辆的控制装置，其特征在于，
所述目标转矩修正部(453)对由所述目标转矩计算部(451)计算出的目标转矩进行修正，使得当由所述打滑检测部(32a)检测到所述第1驱动轮(1FR)的打滑状态时，使所述第1驱动轮(1FR)的目标转矩减小为0，之后，当由所述方向检测部(32b)检测到相对于所述目标行进方向的所述规定值(Δα1)以上的所述车身的朝向的偏差(Δα)时，使所述第2驱动轮(1RR)的目标转矩增加，并使所述第4驱动轮(1RL)的目标转矩减少为0。
5.根据权利要求1～4的任一项所述的自动驾驶车辆的控制装置，其特征在于，
所述目标转矩修正部(453)对由所述目标转矩计算部(451)计算出的目标转矩进行修正，以使由所述方向检测部(32b)检测到的所述车身朝向的偏差(Δα)越大，使所述第2驱动轮(1RR)的目标转矩越增加。
6.根据权利要求1～5的任一项所述的自动驾驶车辆的控制装置，其特征在于，
目标转矩修正部(453)对由所述目标转矩计算部(451)计算出的目标转矩进行修正，使得当由所述打滑检测部(32a)检测到所述第1驱动轮(1FR)的打滑状态时，使所述第1驱动轮(1FR)的目标转矩减小，之后，当由所述方向检测部(32b)检测到相对于目标行进方向的所述规定值(Δα1)以上的所述车身朝向的偏差(Δα)时，使所述第2驱动轮(1RR)的目标转矩增加且使所述第4驱动轮(1RL)的目标转矩减少，直至使所述车身朝向的偏差(Δα)成为0。
7.一种自动驾驶车辆的控制方法，为具有自动驾驶功能并具有分别独立驱动前后左右的四个驱动轮(1FL、1FR、1RL、1RR)的驱动部(2)的自动驾驶车辆(100)的控制方法，
所述四个驱动轮(1FL、1FR、1RL、1RR)为第1驱动轮(1FR)、与所述第1驱动轮(1FR)在左右相同侧且前后相反侧配置的第2驱动轮(1RR)、与所述第1驱动轮(1FR)在左右相反侧且前后相同侧配置的第3驱动轮(1FL)、与所述第1驱动轮(1FR)在左右相反侧且前后相反侧配置的第4驱动轮(1RL)，
其特征在于，该自动驾驶车辆的控制方法，包括以下步骤：
按照行动计划计算出所述四个驱动轮(1FL、1FR、1RL、1RR)的目标转矩的步骤；
对所述四个驱动轮(1FL、1FR、1RL、1RR)的打滑状态进行检测的步骤；
对所述自动驾驶车辆(100)的车身的朝向进行检测的步骤；
生成所述自动驾驶车辆(100)的行动计划的步骤；
对在计算出所述目标转矩的步骤中计算出的目标转矩进行修正，使得当在对所述打滑状态进行检测的步骤中检测到所述第1驱动轮(1FR)的打滑状态时，使所述第1驱动轮(1FR)的目标转矩减小，之后，当在对所述车辆的朝向进行检测的步骤中检测到由所述行动计划确定的相对于目标行进方向的规定值(Δα1)以上的所述车身朝向的偏差(Δα)时，使所述第2驱动轮(1RR)的目标转矩增加且使所述第4驱动轮(1RL)的目标转矩减小的步骤；以及
按照所述修正后的目标转矩对所述驱动部(2)进行控制的步骤。
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