CN110893881B - 车辆用控制系统及车辆的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及车辆用控制系统及车辆的控制方法,使切换车辆所具备的摄像机时的车辆的行驶举动稳定化。车辆用控制系统是设置有对本车辆的周边信息进行获取的第一检测机构以及第二检测机构的车辆用控制系统,所述车辆用控制系统具有使用所述周边信息来进行本车辆的行驶控制的控制机构,在从使用通过所述第一检测机构而检测到的周边信息的第一行驶状态切换为使用通过所述第二检测机构而检测到的周边信息的第二行驶状态时,所述控制机构对基于本车辆的所述周边信息的控制量进行抑制。
Description
技术领域
本发明涉及车辆用控制系统及车辆的控制方法。
背景技术
为了对与车辆的驾驶辅助控制有关的周边的信息进行获取而在车辆上设置检测机构(传感器、摄像机等)。作为周边的信息可以列举道路上的白线的位置等。例如,在专利文献1中,记载有通过摄像机来对白线进行检测,并基于检测到的白线的变动而进行异常判定,在异常时禁止转向的控制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2017-013560号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在一台车辆中,有时设置多个检测机构。例如,有时在车辆的前方,在左侧和右侧分别设置摄像机,从而扩大检测区域或者实现检测功能的冗余化。在上述那样的情况下,由于车辆中的各摄像机的设置位置不同,因此检测结果产生偏差。因此,在使用一方的摄像机的检测结果来进行控制时而发生向另一方的摄像机的切换的情况下,需要进行与切换时的变动相应的控制。
本发明的目的在于使切换摄像机时的车辆的举动稳定化。
用于解决问题的手段
为了解决上述问题,本申请发明具有以下的构成。即,
涉及一种设置有对本车辆的周边信息进行获取的第一检测机构以及第二检测机构的车辆用控制系统,所述车辆用控制系统的特征在于,
所述车辆用控制系统具有使用所述周边信息来进行本车辆的行驶控制的控制机构,
在从使用通过所述第一检测机构而检测到的周边信息的第一行驶状态切换为使用通过所述第二检测机构而检测到的周边信息的第二行驶状态时,所述控制机构对基于本车辆的所述周边信息的控制量进行抑制。
为了解决上述问题,本申请发明具有以下的构成。即,
涉及一种设置有对本车辆的周边信息进行获取的第一检测机构以及第二检测机构的车辆的控制方法,所述车辆的控制方法特征在于,
在所述车辆的控制方法中,在从使用通过所述第一检测机构而检测到的周边信息的第一行驶状态切换为使用通过所述第二检测机构而检测到的周边信息的第二行驶状态时,对基于本车辆的所述周边信息的控制量进行抑制来进行行驶控制。
发明效果
根据本发明,能够使切换摄像机时的车辆的举动稳定。
附图说明
图1是实施方式所涉及的车辆用控制系统的框图。
图2是实施方式所涉及的车辆用控制系统的框图。
图3是实施方式所涉及的车辆用控制系统的框图。
图4是用于说明实施方式所涉及的摄像机的切换的图。
图5是用于说明实施方式所涉及的摄像机的切换的图。
图6是切换实施方式所涉及的摄像机时的处理的流程图。
图7是用于说明实施方式所涉及的转向控制量的限制方法的例子的图。
附图标记说明
V:车辆;1:控制系统;22:转向ECU;21B:行驶辅助ECU;25A:信息ECU;29A:行驶辅助ECU;32A:摄像机。
具体实施方式
以下,参照附图对实施方式进行详细说明。此外,以下的实施方式并非对权利要求书所涉及的发明进行限定,另外在实施方式中说明的特征的组合不一定全部是发明所必需的。可以任意组合实施方式中所说明的多个特征中的两个以上的特征。另外,对相同或者同样的构成标注相同的附图标记,并省略重复的说明。
<第一实施方式>
图1~图3是本发明的一个实施方式所涉及的车辆用的控制系统1的框图。控制系统1对车辆V进行控制。在图1以及图2中,以俯视图和侧视图表示车辆V的概要。作为一个例子,车辆V为轿车型的四轮乘用车。控制系统1包括控制装置1A和控制装置1B。图1是表示控制装置1A的框图,图2是表示控制装置1B的框图。图3主要表示控制装置1A和控制装置1B之间的通信线路以及电源的构成。
控制装置1A和控制装置1B对车辆V所实现的一部分功能进行重叠化或者冗余化。由此能够提高系统的可靠性。控制装置1A除了例如自动驾驶控制、手动驾驶中的通常的动作控制以外,还进行与避免危险等有关的行驶辅助控制。控制装置1B主要负责与避免危险等相关的行驶辅助控制。有时将行驶辅助称为驾驶辅助。通过由控制装置1A和控制装置1B一边对功能进行冗余化一边进行不同的控制处理,能够一边实现控制处理的分散化而一边提高可靠性。
本实施方式的车辆V为并联方式的混合动力车辆,在图2中,示意性地图示了对使车辆V的驱动轮旋转的驱动力进行输出的动力装置50的构成。动力装置50具有内燃机EG、马达M以及自动变速器TM。马达M能够用作使车辆V加速的驱动源,并且还能够在减速时等用作发电机(再生制动)。
<控制装置1A>
参照图1对控制装置1A的构成进行说明。控制装置1A包括ECU组(控制单元组)2A。ECU组2A包括多个ECU20A~ECU29A。各ECU包括以CPU为代表的处理器、半导体存储器等存储设备、以及与外部设备的接口等。在存储设备中储存有处理器所执行的程序、处理器在处理中所使用的数据等。各ECU可以具备多个处理器、存储设备以及接口等。此外,能够对ECU的数量、所担负的功能进行适当设计,并能够比本实施方式更细化或者整合。此外,在图1以及图3中标注了ECU20A~ECU29A的代表性的功能的名称。例如,在ECU20A中记载为“自动驾驶ECU”。
ECU20A执行与自动驾驶相关的控制作为车辆V的行驶控制。在自动驾驶中,不依赖驾驶员的驾驶操作而自动地进行车辆V的驱动(动力装置50所进行的车辆V的加速等)、转向或者制动中的至少一者。在本实施方式中,自动地进行驱动、转向以及制动。
ECU21A是基于对车辆V的周围状况进行检测的检测单元31A、32A的检测结果来识别车辆V的行驶环境的环境识别单元。ECU21A生成后述的目标数据作为周边环境信息。
在本实施方式中,检测单元31A是通过摄像对车辆V的周围的物体进行检测的摄像设备(以下,有时表述为摄像机31A。)摄像机31A安装于车辆V的车顶前部且是前窗的车室内侧以能够对车辆V的前方进行拍摄。通过对摄像机31A拍摄到的图像进行分析,从而能够对目标的轮廓、道路上的车道的划分线(白线等)进行提取。
在本实施方式中,检测单元32A是通过光对车辆V的周围的物体进行检测的LightDetection and Ranging(LIDAR:光学雷达)(以下,有时表述为光学雷达32A),对车辆V的周围的目标进行检测,或者对与目标之间的距离进行测距。在本实施方式中,设置有五个光学雷达32A,在车辆V的前部的各角部分别设置有一个,在后部中央设置有一个,在后部的各侧方分别设置有一个。能够适当选择光学雷达32A的数量、配置。
ECU29A是基于检测单元31A的检测结果,作为车辆V的行驶控制而执行与行驶辅助(换言之为驾驶辅助)相关的控制的行驶辅助单元。
ECU22A是控制电动动力转向装置41A的转向控制单元。电动动力转向装置41A包括根据驾驶员对方向盘ST的驾驶操作(转向操作)来使前轮转向的机构。电动动力转向装置41A包括发挥用于对转向操作进行辅助或者使前轮自动转向的驱动力的马达、对马达的旋转量进行检测的传感器、对驾驶员所负担的转向扭矩进行检测的扭矩传感器等。
ECU23A是对液压装置42A进行控制的制动控制单元。驾驶员对制动踏板BP的制动操作在制动主缸BM中转换为液压而传递到液压装置42A中。液压装置42A是能够基于从制动主缸BM传递的液压来对分别设置于四轮中的制动装置(例如为盘式制动器)51中所供给的工作油的液压进行控制的致动器,ECU23A对液压装置42A所具备的电磁阀等进行驱动控制。在本实施方式中,ECU23A以及液压装置42A构成电动伺服制动器,ECU23A例如对四个制动装置51所生成的制动力和马达M的再生制动所生成的制动力的分配进行控制。
ECU24A是对在自动变速器TM中设置的电动驻车锁止装置50a进行控制的停止维持控制单元。电动驻车锁止装置50a具备主要在P挡(驻车挡)选择时对自动变速器TM的内部机构进行锁止的机构。ECU24A能够对电动驻车锁止装置50a所进行的锁止以及锁止解除进行控制。
ECU25A是对向车内报告信息的信息输出装置43A进行控制的车内报告控制单元。信息输出装置43A例如包括平视显示器等显示装置、语音输出装置。进一步地,信息输出装置43A可以包括振动装置。ECU25A例如使信息输出装置43A输出车速、外部气温等各种信息、路线引导等信息。
ECU26A是对向车外报告信息的信息输出装置44A进行控制的车外报告控制单元。在本实施方式中,信息输出装置44A为方向指示器(危险警示灯),ECU26A能够通过进行信息输出装置44A的闪烁控制而使其作为方向指示器而对车外报告车辆V的行进方向,另外能够通过进行信息输出装置44A的闪烁控制而使其作为危险警示灯从而使车外提高对车辆V的注意力。
ECU27A是对动力装置50进行控制的驱动控制单元。在本实施方式中,在动力装置50中分配了一个ECU27A,但是也可以分别对内燃机EG、马达M以及自动变速器TM分配一个ECU。ECU27A例如与在油门踏板AP中设置的操作检测传感器34a、在制动踏板BP中设置的操作检测传感器34b所检测到的驾驶员的驾驶操作、车速等相对应地,来控制内燃机EG、马达M的输出,或者切换自动变速器TM的变速挡。此外,作为检测车辆V的行驶状态的传感器,在自动变速器TM中设置有对自动变速器TM的输出轴的转速进行检测的转速传感器39。能够根据转速传感器39的检测结果来运算出车辆V的车速。
ECU28A是对车辆V的当前位置、行进路线进行识别的位置识别单元。ECU28A进行对陀螺仪传感器33A、GPS传感器28b、通信装置28c的控制、以及对检测结果或者通信结果的信息处理。陀螺仪传感器33A检测车辆V的旋转运动。能够根据陀螺仪传感器33A的检测结果等来判定车辆V的行进路线。GPS传感器28b检测车辆V的当前位置。通信装置28c与提供地图信息、交通信息的服务器进行无线通信,并获取这些信息。在数据库28a中,能够保存高精度的地图信息,ECU28A能够基于该地图信息等来更高精度地确定车道上的车辆V的位置。
输入装置45A在车内配置为能够供驾驶员操作,并对来自驾驶员的指示、信息的输入进行接受。
<控制装置1B>
参照图2对控制装置1B的构成进行说明。控制装置1B包括ECU组(控制单元组)2B。ECU组2B包括多个ECU21B~ECU25B。各ECU包括以CPU为代表的处理器、半导体存储器等存储设备、以及与外部设备的接口等。在存储设备中储存有处理器所执行的程序、处理器在处理中所使用的数据等。各ECU可以具备多个处理器、存储设备以及接口等。此外,能够对ECU的数量、所担负的功能进行适当设计,并能够比本实施方式更细化或者整合。此外,与ECU组2A相同地,在图2以及图3中标注了ECU21B~ECU25B的代表性的功能的名称。
ECU21B是基于对车辆V的周围状况进行检测的检测单元31B、32B的检测结果来对车辆V的行驶环境进行识别的环境识别单元,并且是作为车辆V的行驶控制而执行与行驶辅助(换言之为驾驶辅助)相关的控制的行驶辅助单元。ECU21B生成后述的目标数据作为周边环境信息。
此外,在本实施方式中,ECU21B构成为具有环境识别功能和行驶辅助功能,但是也可以如控制装置1A的ECU21A和ECU29A那样,按功能设置ECU。相反地,在控制装置1A中,也可以如ECU21B那样,构成为通过一个ECU来实现ECU21A和ECU29A的功能。
在本实施方式中,检测单元31B是通过摄像对车辆V的周围的物体进行检测的摄像设备(以下,有时表述为摄像机31B。)。摄像机31B安装于车辆V的车顶前部且前窗的车室内侧以能够对车辆V的前方进行拍摄。通过对摄像机31B拍摄到的图像进行分析,从而能够对目标的轮廓、道路上的车道的划分线(白线等)进行提取。在本实施方式中,检测单元32B是通过电波对车辆V的周围的物体进行检测的毫米波雷达(以下,有时表述为雷达32B),对车辆V的周围的目标进行检测,或者对与目标之间的距离进行测距。在本实施方式中,设置有五个雷达32B,在车辆V的前部中央设置有一个,在前部的各角部分别设置有一个,在后部的各角部分别设置有一个。能够适当选择雷达32B的数量、配置。
ECU22B是对电动动力转向装置41B进行控制的转向控制单元。电动动力转向装置41B包括根据驾驶员对方向盘ST的驾驶操作(转向操作)来使前轮转向的机构。电动动力转向装置41B包括发挥用于对转向操作进行辅助或者使前轮自动转向的驱动力的马达、对马达的旋转量进行检测的传感器、对驾驶员所负担的转向扭矩进行检测的扭矩传感器等。另外,在ECU22B中经由后述的通信线路L2而电连接有转向角传感器37,能够基于转向角传感器37的检测结果来控制电动动力转向装置41B。ECU22B能够获取对驾驶员是否握持方向盘ST进行检测的传感器36的检测结果,能够监视驾驶员的握持状态。
ECU23B是对液压装置42B进行控制的制动控制单元。驾驶员对制动踏板BP的制动操作在制动主缸BM中转换为液压而传递到液压装置42B中。液压装置42B是能够基于从制动主缸BM传递的液压来对各车轮的制动装置51中所供给的工作油的液压进行控制的致动器,ECU23B对液压装置42B所具备的电磁阀等进行驱动控制。
在本实施方式中,在ECU23B以及液压装置42B中电连接有分别设置在四轮中的车轮速度传感器38、偏航率传感器33B、对制动主缸BM内的压力进行检测的压力传感器35,基于这些传感器的检测结果来实现ABS功能、牵引力控制以及车辆V的姿态控制功能。例如,ECU23B基于分别设置于四轮中的车轮速度传感器38的检测结果来调整各车轮的制动力,并抑制各车轮的滑行。另外,基于偏航率传感器33B检测到的车辆V的绕铅垂轴的旋转角速度来调整各车轮的制动力,抑制车辆V的急剧的姿态变化。
另外,ECU23B还作为对向车外报告信息的信息输出装置43B进行控制的车外报告控制单元而发挥功能。在本实施方式中,信息输出装置43B为制动灯,在制动等情况中,ECU23B能够点亮制动灯。由此,能够使后续车辆提高对车辆V的注意力。
ECU24B是对设置于后轮中的电动驻车制动装置(例如鼓式制动器)52进行控制的停止维持控制单元。电动驻车制动装置52具备锁止后轮的机构。ECU24B能够对电动驻车制动装置52所进行的后轮的锁止以及锁止解除进行控制。
ECU25B是对向车内报告信息的信息输出装置44B进行控制的车内报告控制单元。在本实施方式中,信息输出装置44B包括配置在仪表盘中的显示装置。ECU25B能够使信息输出装置44B输出车速、油耗等各种信息。
输入装置45B在车内配置为能够供驾驶员操作,并接受来自驾驶员的指示、信息的输入。
<通信线路>
参照图3对将ECU之间可通信地进行连接的、控制系统1的通信线路的例子进行说明。控制系统1包括有线的通信线路L1~L7。在通信线路L1中连接有控制装置1A的各ECU20A~ECU27A、29A。此外,ECU28A也可以连接于通信线路L1。
在通信线路L2中,连接有控制装置1B的各ECU21B~ECU25B。另外,控制装置1A的ECU20A也连接于通信线路L2。通信线路L3将ECU20A和ECU21B连接起来。通信线路L4将ECU20A和ECU21A连接起来。通信线路L5将ECU20A、ECU21A以及ECU28A连接起来。通信线路L6将ECU29A和ECU21A连接起来。通信线路L7将ECU29A和ECU20A连接起来。
通信线路L1~L7的协议可以相同也可以不同,也可以根据通信速度、通信量、耐久性等通信环境而不同。例如,在通信速度方面,通信线路L3以及通信线路L4可以为Ethernet(注册商标)。例如,通信线路L1、L2、L5~L7可以为CAN。
控制装置1A具备网关GW。网关GW对通信线路L1和通信线路L2进行中转。因此,例如ECU21B能够经由通信线路L2、网关GW以及通信线路L1向ECU27A输出控制指令。
<电源>
参照图3对控制系统1的电源进行说明。控制系统1包括大容量电池6、电源7A和电源7B。大容量电池6是马达M的驱动用电池,并且是由马达M进行充电的电池。
电源7A是向控制装置1A供给电力的电源,且包括电源电路71A和电池72A。电源电路71A是将大容量电池6的电力供给到控制装置1A的电路,例如将大容量电池6的输出电压(例如190V)降压为基准电压(例如12V)。电池72A例如为12V的铅电池。通过设置电池72A,从而即使在大容量电池6、电源电路71A的电力供给发生切断或者降低的情况下,也能够向控制装置1A进行电力的供给。
电电源7B是向控制装置1B供给电力的电源,包括电源电路71B和电池72B。电源电路71B是与电源电路71A相同的电路,且是将大容量电池6的电力供给到控制装置1B的电路。电池72B是与电池72A相同的电池,例如是12V的铅电池。通过设置电池72B,从而即使在大容量电池6、电源电路71B的电力供给发生切断或者降低的情况下,也能够向控制装置1B进行电力的供给。
<冗余化>
对控制装置1A和控制装置1B所具有的功能的共通性进行说明。通过对同一功能进行冗余化,从而能够提高控制系统1的可靠性。另外,就冗余化后的一部分功能而言,并不是对完全相同的功能进行重叠化,而是发挥不同的功能。这样会抑制功能的冗余化所造成的成本上升。
[致动器系]
〇转向
控制装置1A具备电动动力转向装置41A以及对该电动动力转向装置41A进行控制的ECU22A。控制装置1B也具有电动动力转向装置41B以及对该电动动力转向装置41B进行控制的ECU22B。
〇制动
控制装置1A具有液压装置42A以及对该液压装置42A进行控制的ECU23A。控制装置1B具有液压装置42B以及对该液压装置42B进行控制的ECU23B。它们都能够用于车辆V的制动。另一方面,控制装置1A的制动机构以对制动装置51所生成的制动力和马达M的再生制动所生成的制动力的分配作为主要功能,与此相对地,控制装置1B的制动机构以姿态控制等作为主要功能。两者尽管在制动这一点上共通,但是发挥互不相同的功能。
〇停止维持
控制装置1A具有电动驻车锁止装置50a以及对该电动驻车锁止装置50a进行控制的ECU24A。控制装置1B具有电动驻车制动装置52以及对该电动驻车制动装置52进行控制的ECU24B。它们都能够用于维持车辆V的停车。另一方面,电动驻车锁止装置50a是在选择自动变速器TM的P挡时发挥功能的装置,与此相对地,电动驻车制动装置52是对后轮进行锁止的装置。两者尽管在车辆V的停止维持这一点上共通,但是发挥互不相同的功能。
〇车内报告
控制装置1A具有信息输出装置43A以及对该信息输出装置43A进行控制的ECU25A。控制装置1B具有信息输出装置44B以及对该信息输出装置44B进行控制的ECU25B。它们都能够用于向驾驶员报告信息。另一方面,信息输出装置43A例如为平视显示器,信息输出装置44B为仪表类等显示装置。两者尽管在车内报告这一点上共通,但是能够采用互不相同的显示装置。
〇车外报告
控制装置1A具有信息输出装置44A以及对该信息输出装置44A进行控制的ECU26A。控制装置1B具有信息输出装置43B以及对该信息输出装置43B进行控制的ECU23B。它们都能够用于向车外报告信息。另一方面,信息输出装置44A为方向指示器(危险警示灯),信息输出装置43B为制动灯。两者尽管在车外报告这一点上共通,但是发挥互不相同的功能。
〇不同点
控制装置1A具有对动力装置50进行控制的ECU27A,与此相对地,控制装置1B不具有对动力装置50进行控制的单独的ECU。在本实施方式中,控制装置1A以及控制装置1B都能单独地控制转向、制动、停止维持,从而即使在控制装置1A或控制装置1B中的任意一方性能降低、或电源切断或者通信切断的情况下,也能够抑制车道的偏离,并且能够进行减速来维持停止状态。另外,如上述那样,ECU21B能够经由通信线路L2、网关GW以及通信线路L1而向ECU27A输出控制指令,ECU21B也能够控制动力装置50。能够通过使控制装置1B不具备对动力装置50进行控制的单独的ECU来抑制成本上升,但是可以具备对动力装置50进行控制的单独的ECU。
[传感器系]
〇周围状况的检测
控制装置1A具有检测单元31A以及检测单元32A。控制装置1B具有检测单元31B以及检测单元32B。它们都能够用于对车辆V的行驶环境的识别。另一方面,检测单元32A为光学雷达,检测单元32B为雷达。光学雷达通常在形状的检测上有优势。另外,雷达通常比光学雷达在成本上有优势。通过同时采用特性不同的上述传感器,能够实现对目标的识别性能的提高、成本削减。检测单元31A、31B都为摄像机,但是可以使用特性不同的摄像机。例如,一方可以为分辨率比另一方高的摄像机。另外,视角可以互不相同。
若对控制装置1A和控制装置1B进行比较,则检测单元31A以及检测单元32A的检测特性可以与检测单元31B以及检测单元32B的检测特性不同。在本实施方式中,检测单元32A是光学雷达,通常比雷达(检测单元32B)对目标的边缘的检测性能高。另外,在雷达方面,相对于光学雷达而通常相对速度检测精度、耐候性优良。
另外,若将摄像机31A设为比摄像机31B更高分辨率的摄像机,则检测单元31A以及检测单元32A比检测单元31B以及检测单元32B的检测性能高。通过将这些检测特性以及成本不同的传感器进行多个组合,在系统整体地考虑的情况下有时获得成本优势。另外,通过使检测特性不同的传感器组合,还能够比使同一传感器冗余的情况而减少漏检测、误检测。
〇车速
控制装置1A具有转速传感器39。控制装置1B具有车轮速度传感器38。它们都能够用于检测车速。另一方面,转速传感器39对自动变速器TM的输出轴的旋转速度进行检测,车轮速度传感器38对车轮的旋转速度进行检测。两者尽管在能够检测车速这一点上共通,但是为检测对象互不相同的传感器。
〇偏航率
控制装置1A具有陀螺仪传感器33A。控制装置1B具有偏航率传感器33B。它们都能够用于检测车辆V的绕铅垂轴的角速度。另一方面,陀螺仪传感器33A用于车辆V的行进路线判定,偏航率传感器33B用于车辆V的姿态控制等。两者尽管在能够检测车辆V的角速度这一点上共通,但是为利用目的互不相同的传感器。
〇转向角以及转向扭矩
控制装置1A具有对电动动力转向装置41A的马达的旋转量进行检测的传感器。控制装置1B具有转向角传感器37。它们都能够用于检测前轮的转向角。在控制装置1A中,通过不增设转向角传感器37而利用电动动力转向装置41A的对马达的旋转量进行检测的传感器,能够抑制成本上升。不过,也可以增设转向角传感器37并将其也设置于控制装置1A中。
另外,通过使电动动力转向装置41A、41B都包括扭矩传感器,从而在控制装置1A、1B中都能够识别转向扭矩。
〇制动操作量
控制装置1A具有操作检测传感器34b。控制装置1B具有压力传感器35。它们都能够用于检测驾驶员的制动操作量。另一方面,操作检测传感器34b用于对四个制动装置51所生成的制动力、和马达M的再生制动所生成的制动力的分配进行控制,压力传感器35用于姿态控制等。两者尽管在检测制动操作量这一点上共通,但是为利用目的互不相同的传感器。
[电源]
控制装置1A从电源7A接受电力的供给,控制装置1B从电源7B接受电力的供给。由于即使在电源7A或电源7B的任意一者的电力供给发生切断或者降低的情况下,在控制装置1A或控制装置1B的任意一方中也供给有电力,因此能够更可靠地确保电源并提高控制系统1的可靠性。在电源7A的电力供给发生切断或者降低的情况下,夹设有在控制装置1A中设置的网关GW的ECU之间的通信变得困难。但是,在控制装置1B中,ECU21B能够经由通信线路L2与ECU22B~ECU24B进行通信。
[控制装置1A内的冗余化]
控制装置1A具备进行自动驾驶控制的ECU20A以及进行行驶辅助控制的ECU29A,具备两个进行行驶控制的控制单元。
<控制功能的例子>
通过控制装置1A或者控制装置1B能够执行的控制功能包括与车辆V的驱动、制动、转向的控制有关的行驶相关功能、以及与对驾驶员报告信息相关的报告功能。
作为行驶相关功能,可以列举例如车道维持控制、车道偏离抑制控制(路外偏离抑制控制)、车道变更控制、前方车辆追随控制、减轻碰撞制动控制、以及误起步抑制控制。作为报告功能,可以列举相邻车辆报告控制、前方车辆起步报告控制。
车道维持控制是控制车辆相对于车道的位置的一种手段,且是在设定于车道内的行驶轨道上使车辆自动地(不依赖于驾驶员的驾驶操作地)行驶的控制。车道偏离抑制控制是控制车辆相对于车道的位置的一种手段,且是对白线或者中央分离带进行检测,并自动地进行转向以使车辆不越线。车道偏离抑制控制和车道维持控制的功能存在上述不同。
车道变更控制是使车辆从车辆所行驶中的车道向相邻车道自动地移动的控制。前方车辆追随控制是对行驶在本车辆的前方的其他车辆进行自动地追随的控制。减轻碰撞制动控制是在与车辆的前方的障碍物发生碰撞的可能性较高的情况下,自动地制动来辅助避免碰撞的控制。误起步抑制控制是在车辆的停止状态下而驾驶员的加速操作为规定量以上的情况下,对车辆的加速进行限制的控制,以抑制突然起步。
相邻车辆报告控制是向驾驶员报告存在行驶在与本车辆的行驶车道相邻的相邻车道的其他车辆的控制,例如,对行驶在本车辆的侧方、后方的其他车辆的存在进行报告。前方车辆起步报告控制是本车辆以及其前方的其他车辆处于停止状态,对前方的其他车辆进行了起步进行报告的控制。这些报告能够由上述的车内报告设备(信息输出装置43A,信息输出装置44B)来进行。
ECU20A、ECU29A以及ECU21B能够分担地执行上述的控制功能。能够适当选择对哪个ECU分配哪个控制功能。
<转向控制>
图4是用于说明本实施方式所涉及的转向控制的概念的图。对与图1、图2相同的构成要素标注为相同的附图标记。如上所述,在本实施方式所涉及的车辆V中,为了对前方的周边信息进行获取而设置有两台摄像机(摄像机32A-1、32A-2)。由于摄像机32A-1、摄像机32A-2的设置位置不同,因此即使在相同时机获取了周边信息(图像),也会在这些周边信息中产生差异。在此,列举如图1所示的摄像机31A、31B那样沿车辆的宽度方向分别设置的两台摄像机32A-1、32A-2为例来进行说明。然而,并不受限于此,也可以使用沿高度方向设置多台的摄像机的组合(例如摄像机32A-1和摄像机32A-2)。设为这些摄像机能够对同一方向的周边信息(图像)进行获取。换言之,两台摄像机32A-1、32A-2作为摄像范围而至少一部分重叠。
行驶辅助ECU29A是现行系的ECU,在进行通常的行驶辅助时使用。在行驶辅助ECU29A中,获取来自信息ECU25A的信息(例如,高精度地图)。作为在此的信息,例如,使用道路上的白线的位置、形状(车宽、弯曲程度等)等。
行驶辅助ECU21B是冗余系的ECU,在行驶辅助ECU29A的控制中发生某种故障的情况等,由行驶辅助ECU21B替代行驶辅助ECU29A来进行控制。在行驶辅助ECU29A中,输入有通过摄像机32A-1而获取到的信息(图像)、通过摄像机32A-2而获取到的信息(图像)。在行驶辅助ECU21B中,输入有通过摄像机32A-2而获取到的信息(图像)。
在转向ECU22中,输入有行驶辅助ECU29A和行驶辅助ECU21B的控制信号。设为通常时在转向ECU22中使用来自行驶辅助ECU29A的信号,在行驶辅助ECU29A发生故障时等,使用来自行驶辅助ECU21B的信号。
在本实施方式中,设为行驶辅助ECU29A和行驶辅助ECU21B能够对转向ECU22进行与转向角控制有关的指示,但是进行该指示时的处理内容不同。例如,行驶辅助ECU29A使用地图信息、目前为止的行驶内容(历史信息)来进行处理,并将与转向角有关的指示输出至转向ECU22。另外,设为在通常时,行驶辅助ECU29A使用来自摄像机32A-1的信息(图像)来进行转向角控制,而在转向角控制中不使用来自摄像机32A-2的信息(图像)。另一方面,设为行驶辅助ECU21B基于来自摄像机32A-2的信息(图像)来进行转向角控制,例如不使用地图信息、比规定时间更早的历史信息。
此外,各控制不限于上述的信息的利用,也可以是其他构成。在本实施方式中,设为转向ECU22能够识别来自任意的行驶辅助ECU的指示。
图5是用于说明切换摄像机时的白线的识别状态的变动、以及行驶相关功能中的转向角的控制的图。在此,列举车道维持控制为例进行说明。图5中的(a)表示基于由摄像机获取到的图像而提取的白线的位置。在此的白线的位置,例如设为距离本车辆数十米前方的白线的位置。因而,可以将距离本车辆规定距离的位置用作白线的检测位置。纵轴设为与白线有关的输入值[m],横轴设为时间[s]。在纵轴上,“0”表示本车辆的中心位置,作为距离其中心位置的差值(相对位置)而将左侧的白线位置表示为正(+),将右侧的白线位置表示为负(-)。因而,图线501表示与车辆的左侧的白线对应的输入值,图线502表示与车辆的右侧的白线对应的输入值。
此外,在此的输入值被描述为相对于车辆的中心的相对值,但是不限于此。例如,也可以是距离摄像机的中心位置的差值。在该情况下,基于摄像机的设置位置与车辆的中心位置的差值来修正输入值。
在图5中的(a)中,设为在范围A中使用现行系的摄像机32A-1来进行车道维持控制。之后,设为在由箭头503所示的时机进行向冗余系的摄像机32A-2的切换。在该情况下,由于如上述那样各摄像机的设置位置不同,因此尽管是相同的白线也会使检测位置不同。另外,各摄像机有个体差异(个体偏差)。以这样的差异为起因,从而在切换之后的阶段中使表示白线的输入值产生偏移。在此,设为向左方向产生1m左右的偏移。
图5中的(b)表示伴随车辆的转向角控制而发生的转向角的控制量。纵轴表示转向角控制的控制量[deg],横轴表示时间。如图5中的(a)所示在检测到白线的位置向左方向发生偏移的情况下,如图5中的(b)的图线504所示向左方向控制转向。然后,与切换后的图像对应地通过重复左右的转向来使行驶稳定。另外,在转向ECU中,伴随着进行了摄像机的切换而根据摄像机的设置位置的差异来对输入值进行修正。通过这些控制,来进行与切换后的摄像机对应的控制。其结果是,切换摄像机之前(范围A)的行驶位置与切换摄像机之后(范围C)的行驶位置变得相等,从而继续稳定的行驶(车道维持)。此时,在范围B中,伴随着摄像机的切换而转向的控制量变大。如范围C所示,在稳定后,转向的控制量与范围A相同。
在此,在发生箭头503所示那样的摄像机的切换时,若想要急剧地趋近切换前的状态,则车辆V的行驶举动变得不稳定。例如,若伴随着切换而使转向的控制量急剧增加,则行驶中的横向的加速度增加从而给搭乘者的乘坐舒适度、行驶的稳定性等带来影响。
在此在本实施方式中,在从发生摄像机的切换之后起的规定期间中,施加针对与行驶辅助有关的控制量的限制。此外,在本实施方式中,设为在如图5所示的范围A、范围C中也针对控制量进行规定的限制,但是设为在范围B中进行比该限制更高的限制。
<控制流程>
图6是表示本实施方式所涉及的控制流程的图。在由车辆V的驾驶员进行了驾驶辅助指示的情况下、车辆切换为进行驾驶辅助的模式等时,开始本处理流程。各控制由上述那样的车辆所具备的各种ECU等协作地进行处理,但是在此,为了简化说明而将处理主体设为车辆V的控制系统1来进行表示。
在S601中,控制系统1开始车辆V的驾驶辅助控制。在此的驾驶辅助控制包括上述的行驶相关功能。另外,作为在驾驶辅助控制中使用的周边信息而使用基于从摄像机32A-1、32A-2获取到的周边信息的白线信息。
在S602中,控制系统1对是否进行了摄像机的切换进行判定。即,对在驾驶辅助控制中使用的周边信息是否从由摄像机32A-1获取到的信息切换为由作为冗余系的摄像机32A-2获取到的周边信息进行判定。在摄像机32A-1、行驶辅助ECU29A中发生故障的情况等进行该切换。在如图4所示的构成中而切换为摄像机32A-2的情况下,使用作为冗余系的行驶辅助ECU21B。在判定为进行了摄像机的切换的情况下(S602中的“是”)进入S603,在判定为未进行切换的情况下(S602中的“否”)继续驾驶辅助控制,并继续与摄像机的切换有关的监视。
在S603中,控制系统1对伴随着摄像机的切换而在切换前检测到的白线的位置、以及在切换后检测到的白线的位置之间的差异(白线间隔)是否为规定的阈值以上进行判定。设为在此的规定的阈值被预先规定并保持于存储部。另外,可以根据各摄像机的设置位置、车辆的行驶状态(速度、行驶位置等)来决定所使用的规定的阈值。在判定为是规定的阈值以上的情况下(S603中的“是”)进入S604,在判定为小于规定的阈值的情况下(S603中的“否”)不进行转向控制量的限制而继续驾驶辅助控制,并返回S602。此外,也可以构成为,在已经由系统完成对摄像机的切换导致的白线间隔(左右差)的学习的情况下,不进行转向控制量的限制而继续驾驶辅助控制。
在S604中,控制系统1对针对转向控制的控制量进行限制。即,在摄像机的切换之后,在直接许可了通过通常的驾驶辅助控制能够控制的控制量的情况,车辆V的行驶举动变得不稳定。因此,对针对转向控制的控制量进行限制。例如可以基于摄像机32A-1、32A-2的设置位置的差异、能够获取的图像的差异来决定在此被限制的控制量。或者,也可以基于车辆V的行驶速度、行驶中的道路的状态、有无周边的车辆等来决定在此被限制的控制量。另外,对针对转向的控制量所进行的限制可以在行驶辅助ECU21B侧进行,也可以在转向ECU22侧进行。
在S605中,控制系统1对从进行了转向控制量的限制开始是否经过了规定的时间进行判定。在此的规定的时间,例如可以使用预先设定的规定值,也可以基于车辆V的行驶速度来决定。在判定为经过了规定的时间的情况下(S605中的“是”)进入S606,在判定为未经过规定的时间的情况下(S605中的“否”)继续进行监视直至经过规定的时间。
在S606中,控制系统1解除在S604中所进行的转向控制量的限制。然后,返回S602,并继续驾驶辅助控制。
在由车辆V的驾驶员进行了驾驶辅助的解除指示的情况、车辆切换为不进行驾驶辅助的模式等时,结束本处理流程。另外,在本实施方式中,在从进行限制开始而经过了规定的时间后才进行解除转向控制量的限制,但是不限于此。例如,可以在如图5的范围C所示转向的控制量与作为切换前的范围A相当时解除转向控制量的限制。或者,也可以在从进行限制开始而车辆V行驶过规定的距离后,来解除限制。
<转向控制量的限制>
对本实施方式所涉及的转向控制量的限制进行说明。本实施方式所涉及的限制方法相对于上次的转向控制量(转向角的指示值)来限制变化量。例如,将转向角指示的周期设为10[ms]。而且,上次的转向角控制量为10[deg]。在该情况下,将针对转向角速度的控制量的上限限制为30[deg/s]。其结果是,这次的转向角控制量被限制在9.7~10.3[deg](10±0.3[deg])的范围内。此外,转向角指示的周期是一个例子,且不限于此。另外,也可以根据车辆V的行驶速度等来变更所限制的转向角速度等。
在图7中表示转向角控制量的限制方法的例子。在图7中,纵轴表示作为转向角的指示值而输入的输入值,横轴表示作为对车辆V进行控制的控制量的输出值。在此,作为一个例子,列举针对行驶辅助ECU21B的输入值以及输出值为例进行说明,但是也可以是由转向ECU22进行处理那样的构成。
线701表示进行限制时的阈值。线702表示未进行限制的情况下的输入值和输出值之间的关系。在该情况下,输入值被直接用作输出值。线703、线704分别表示进行限制的情况下的输入值和输出值之间的关系。线703表示相对于输入值超过阈值的部分而将输出值限制为与阈值相同(或大致相同)的情况。线704表示在输入值的全范围中,对输入值进行修正并减小以使其变为阈值以下的情况。在进行线704所示的控制的情况下,例如能够使用转换表等来决定输出值。另外,在图7中虽未示出,但是也可以构成为,在进行限制时,在输入值小于规定的值的情况下将输入值直接设为输出值,而在输入值大于规定的值的情况下,进行如线703所示那样的修正来进行控制量的抑制。
另外,在上述中,对针对上次和这次的转向角速度的变化量而进行限制的构成进行了描述,但是不限于此。例如,也可以构成为针对转向角的指示值设定阈值并基于该阈值来进行转向角控制量的限制。另外,也可以设定为从开始限制起伴随着时间的经过而使限制的量阶段式地降低。
在上述的实施方式中,列举两个摄像机为例进行了说明,但是不限于此。例如,在三个以上的摄像机中发生切换的情况下也能够应用同样的处理。
另外,在上述的实施方式中,作为对周边信息进行获取的机构而列举摄像机为例,但是不限于此。例如,也可以在对驾驶辅助控制中使用的周边信息进行获取的传感器、光学雷达等其他检测机构发生切换的情况下进行应用。
以上,通过本实施方式,在进行驾驶辅助控制时,即使在进行了用于获取在驾驶辅助控制中使用的周边信息的摄像机的切换的情况下,也能够使车辆的举动稳定化。另外,通过车辆的举动稳定化,能够减少带给车辆的搭乘者的不安感。
<实施方式的总结>
1.上述实施方式的车辆用控制系统(例如1)是设置有对本车辆(例如V)的周边信息进行获取的第一检测机构以及第二检测机构(例如32A-1、32A-2)的车辆用控制系统,
所述车辆用控制系统具有使用所述周边信息来进行本车辆的行驶控制的控制机构(例如29A、21B、22),
在从使用通过所述第一检测机构而检测到的周边信息的第一行驶状态切换为使用通过所述第二检测机构而检测到的周边信息的第二行驶状态时,所述控制机构对基于本车辆的所述周边信息的控制量进行抑制。
根据该实施方式,即使在进行了用于获取在驾驶辅助控制中使用的周边信息的检测机构的切换的情况下,也能够使车辆的举动稳定化。
2.在上述实施方式的基础上,所述第一检测机构以及第二检测机构是至少一部分的摄像范围重叠的第一摄像机以及第二摄像机,
所述第一摄像机以及第二摄像机设置于在本车辆的宽度方向上不同的位置。
根据该实施方式,即使在因摄像机的设置位置不同而所获取的周边信息不同的情况时进行了摄像机的切换的情况下,也能够使车辆的举动稳定化。
3.在上述实施方式的基础上,第一阈值大于第二阈值,所述第一阈值是针对基于在所述第一行驶状态或者所述第二行驶状态中使用的所述周边信息的控制量的阈值,所述第二阈值是针对基于在从所述第一行驶状态切换为所述第二行驶状态起的规定的期间中使用的所述周边信息的控制量的阈值。
根据该实施方式,能够根据行驶状态来切换控制量,从而能够使车辆的行驶控制中的稳定性提高。
4.在上述实施方式的基础上,所述规定的期间是,从所述第一行驶状态切换为所述第二行驶状态起直至经过规定的时间为止的期间,或者是从所述第一行驶状态切换为所述第二行驶状态起直至本车辆行驶过规定的距离为止的期间。
根据该实施方式,能够通过以检测机构的切换为起点来控制施加限制的期间从而使车辆的行驶控制中的稳定性提高。
5.在上述实施方式的基础上,所述控制量是与转向有关的控制量。
根据该实施方式,即使在进行了用于获取在驾驶辅助控制中使用的周边信息的检测机构的切换的情况下,也能够使与转向有关的车辆的举动稳定化。
6.在上述实施方式的基础上,所述周边信息是本车辆所行驶的道路上的白线的位置。
根据该实施方式,即使在进行了用于获取在驾驶辅助控制中使用的周边信息的检测机构的切换的情况下,也能够使基于白线的控制稳定化。
7.上述实施方式的车辆的控制方法是设置有对本车辆(例如V)的周边信息进行获取的第一检测机构以及第二检测机构(例如32A-1、32A-2)的车辆的控制方法,
在所述车辆的控制方法中,在从使用通过所述第一检测机构而检测到的周边信息的第一行驶状态切换为使用通过所述第二检测机构而检测到的周边信息的第二行驶状态时,对基于本车辆的所述周边信息的控制量进行抑制来进行行驶控制。
在该实施方式中,即使在进行了用于获取在驾驶辅助控制中使用的周边信息的检测机构的切换的情况下,也能够使车辆的举动稳定化。
本发明并不限于上述实施方式,可以在本发明的主旨的范围内进行各种变更及变形。
Claims (6)
1.一种车辆用控制系统,是设置有对本车辆的周边信息进行获取的第一摄像机以及第二摄像机的车辆用控制系统,所述车辆用控制系统的特征在于,
所述车辆用控制系统具有使用所述周边信息来进行本车辆的行驶控制的控制机构,
所述第一摄像机以及第二摄像机设置于在本车辆的宽度方向上不同的位置,至少一部分的摄像范围重叠,
在从使用通过所述第一摄像机而检测到的周边信息的第一行驶状态切换为不使用所述第一摄像机而使用通过所述第二摄像机而检测到的周边信息的第二行驶状态时,所述控制机构基于在所述第一行驶状态下由所述第一摄像机检测、且由所述第二摄像机检测到的道路上的白线的检测,对所述第二行驶状态下的本车辆的控制量进行抑制,
所述控制量是与本车辆的车道维持控制中的转向有关的控制量。
2.根据权利要求1所述的车辆用控制系统,其特征在于,所述控制机构在从所述第一行驶状态切换为所述第二行驶状态起的规定的期间中对所述控制量进行抑制。
3.根据权利要求1所述的车辆用控制系统,其特征在于,所述控制机构在从所述第一行驶状态切换为所述第二行驶状态起直至本车辆行驶过规定的距离为止的期间中对所述控制量进行抑制。
4.根据权利要求1所述的车辆用控制系统,其特征在于,
在所述第一行驶状态下,所述控制机构基于由所述第一摄像机检测到的所述白线,执行本车辆的车道维持控制,
在所述第二行驶状态下,所述控制机构基于由所述第二摄像机检测到的所述白线,执行本车辆的所述车道维持控制,
在从所述第一行驶状态切换至所述第二行驶状态之后,所述控制机构判定在切换前由所述第一摄像机检测出的所述白线的位置与在切换后由所述第二摄像机检测出的所述白线的位置之差是否为规定的阈值以上,
所述控制机构在判定为所述差为所述规定的阈值以上的情况下,对所述控制量进行抑制。
5.根据权利要求1所述的车辆用控制系统,其特征在于,在所述第一行驶状态下,不使用所述第二摄像机。
6.一种车辆的控制方法,是设置有对本车辆的周边信息进行获取的第一摄像机以及第二摄像机的车辆的控制方法,所述车辆的控制方法的特征在于,
所述第一摄像机以及第二摄像机设置于在本车辆的宽度方向上不同的位置,至少一部分的摄像范围重叠,
在所述车辆的控制方法中具备如下步骤:
从使用通过所述第一摄像机而检测到的周边信息的第一行驶状态切换为不使用所述第一摄像机而使用通过所述第二摄像机而检测到的周边信息的第二行驶状态;以及
基于在所述第一行驶状态下由所述第一摄像机检测、且由所述第二摄像机检测到的道路上的白线的检测,对本车辆的控制量进行抑制来进行行驶控制,
所述控制量是与本车辆的车道维持控制中的转向有关的控制量。
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