CN111196276A - 车辆的行驶控制装置 - Google Patents
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Abstract
提供车辆的行驶控制装置,通过利用车辆转弯时的再生能量对电池进行充电,能够实现车辆的续航距离的延长及燃料效率的改善。车辆(1)的行驶控制装置具备:电动马达(ML、MR),其分别独立地驱动左右一对后轮(从动轮)(WRL、WRR)旋转;行驶状态取得部(14),其取得车辆(1)的行驶状态;控制装置(控制单元)(100),其根据该行驶状态取得部(14)取得的车辆(1)的行驶状态控制所述电动马达(ML、MR)的驱动,控制装置(100)构成为:在行驶状态取得部(14)取得的车辆(1)的行驶状态处于减速后的转弯状态的情况下,在电池余量低于规定值时,至少使内轮侧的电动马达(ML或MR)作为再生制动器发挥作用。
Description
技术领域
本发明涉及通过电动马达分别独立地驱动左右一对车轮旋转的车辆的行驶控制装置。
背景技术
例如,在通过电动马达分别独立地驱动左右一对前轮和后轮中的至少一方旋转的车辆中,各电动马达由积蓄在锂离子电池等电池中的电能驱动,在例如专利文献1中提出了与此种车辆的驱动力控制装置相关的方案。
即,作为根据对包括驾驶员的操作状态在内的车辆状态进行检测的车辆状态检测装置的检测来控制电动马达的驱动的驱动力控制装置,在专利文献1中提出了一种驱动力控制装置,所述驱动力控制装置具备:前后方向驱动扭矩控制部,其对车辆设定与驾驶员的要求驱动扭矩相应的、针对左右驱动轮的前后方向驱动扭矩;左右轮驱动扭矩差设定部,其根据车辆状态对左右驱动轮左右独立地设定车辆状态控制用的左右驱动扭矩差;和限制量设定部,其根据从所述车辆状态检测装置得到的转向角设定对马达最大扭矩进行限制的限制量。根据该驱动力控制装置,能够抑制由伴随转向的驱动力差控制导致的与驾驶员的意图不同的加速感的产生。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-123172号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而,要求在驱动源的至少一部分中包括电动马达的车辆进一步增长车辆的续航距离、以及进一步缩短电池的充电时间等,以便实现性能的提高。
在专利文献1中提出的车辆的驱动力控制装置中,设定成将再生侧的驱动扭矩的限制量抑制得小于加速侧的驱动扭矩的限制量,在通常的混合动力汽车系统(HEV系统)中,也仅仅是仅在车辆减速时利用再生制动器进行向电池中积蓄电力的控制。即,在平坦道路上减速后转弯时或下坡时减速后转弯时,由于进行驱动力的左右分配而不将内轮侧的电动马达作为再生制动器(发电机)使用,因此,不对电池进行充电,无法实现续航距离的延长及燃料效率的改善。
本发明正是鉴于上述问题而完成的,其目的在于,提供一种车辆的行驶控制装置,其通过利用车辆转弯时的再生能量对电池进行充电,从而能够实现车辆的续航距离的延长及燃料效率(燃料消耗率)的改善。
用于解决课题的手段
为了达成上述目的,本发明为车辆1的行驶控制装置,该行驶控制装置具备:电动马达ML、MR,其分别独立地驱动左右一对从动轮WRL、WRR旋转;行驶状态取得部14,其取得车辆1的行驶状态;和控制单元100,其根据该行驶状态取得部14取得的车辆1的行驶状态控制所述电动马达ML、MR的驱动,所述车辆1的行驶控制装置的特征在于,所述控制单元100构成为:在所述行驶状态取得部14取得的车辆1的行驶状态处于减速后的转弯状态的情况下,在电池余量低于规定值时,至少使内轮侧的电动马达(ML或MR)作为再生制动器发挥作用。
根据本发明的车辆的行驶控制装置,由于构成为:车辆的行驶状态处于减速后的转弯状态的情况下,在电池余量低于规定值时,至少使内轮侧的电动马达作为再生制动器发挥作用,因此,通过作为发电机发挥作用的电动马达产生的电力被提供至电池而使该电池被充电。因此,车辆的续航距离延长,并且可改善作为驱动源而装载发动机的车辆的燃料效率。此外,能够使车辆向所希望的方向(朝向)转弯。
此外,在本发明中,所述控制单元100构成为:对各电动马达ML、MR进行控制,使得内轮侧和外轮侧的电动马达ML、MR分别作为再生制动器发挥作用,并且内轮侧的再生制动力大于外轮侧的再生制动力。
根据该结构,能够更有效地使车辆向所希望的方向(朝向)转弯。
此外,在本发明中,所述控制单元100构成为:在所述行驶状态取得部14取得的车辆1的行驶状态处于转弯状态的情况下,在电池余量为规定值以上时,将外轮侧的电动马达(ML或MR)的驱动力设定成大于内轮侧的电动马达(ML或MR)的驱动力,或者在驱动外轮侧的电动马达(ML或MR)的同时使内轮侧的电动马达(ML或MR)作为再生制动器发挥作用。
此外,在该情况下,所述控制单元100也可以构成为:仅对外轮侧的电动马达(ML或MR)进行驱动。
此外,在本发明中,所述控制单元100具有进行自动驾驶控制的自动驾驶控制部110,所述自动驾驶控制是对所述车辆1的加减速和转向中的至少一项自动地进行控制,所述控制单元100也可以构成为:在所述自动驾驶控制部110实施所述自动驾驶控制时,所述控制单元100根据预先设定的目的地计算向该目的地移动的移动轨迹,根据计算出的移动轨迹判定车辆1的转弯状态。
根据该结构,在自动驾驶车辆中,能够计算从预先设定的目的地起向该目的地移动的移动轨迹,并根据计算出的移动轨迹自动地判定车辆的转弯状态而对电动马达进行驱动控制。
此外,在本发明中,所述控制单元100构成为:根据行驶模式使偏航率限制值变化,将选择了运动模式的情况下的偏航率限制值设定成大于选择了常规模式的情况下的偏航率限制值,根据设定的偏航率限制值,至少计算出转向角。
根据该结构,能够根据行驶模式的差异变更偏航率限制值,并根据最适合于所选择的行驶模式的偏航率的目标值,至少设定最适合的转向角。
发明效果
根据本发明的车辆的行驶控制装置,通过利用车辆转弯时的再生能量对电池进行充电,从而能够实现车辆的续航距离的延长及燃料效率的改善。
附图说明
图1是示意性地示出具备本发明的行驶控制装置的车辆的动力传递路径的平面图。
图2是示出本发明的行驶控制装置的系统结构的方框图。
图3是示出本发明的行驶控制装置的控制步骤的流程图。
图4是示出本发明的行驶控制装置的控制步骤中的驱动力控制和再生制动控制步骤的流程图。
图5是示出本发明的行驶控制装置的控制步骤中的再生制动控制步骤的流程图。
图6是示出本发明的行驶控制装置的控制模式的图。
图7是示意性地示出应用本发明的车辆的动力传递路径的另外的形态的平面图。
图8是示意性地示出应用本发明的车辆的动力传递路径的另外的形态的平面图。
标号说明
1 车辆
4 PDU
5 IPU
14 行驶状态取得部
100 控制装置(控制单元)
D 差速装置
E 发动机
ML、MR 电动马达
T 变速器
WRL、WRR 后轮(从动轮)
具体实施方式
下面,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[车辆的动力传递路径]
首先,下面,根据图1对具备本发明的行驶控制装置的车辆的动力传递路径进行说明。
即,图1是示意性地示出具备本发明的行驶控制装置的车辆的动力传递路径的平面图,图示的车辆1是采用能够自动驾驶的前驱动/后辅助方式的四轮驱动(4WD)车辆。在该车辆1中,在前部在横向上并排设置有作为驱动源的发动机E和电动马达M,在该发动机E与电动马达M之间配置有变速器T。
所述发动机E和电动马达M的驱动力经变速器T和差速装置(差动装置)D向左右车轴2L、2R传递,这些车轴2L、2R和被安装于它们的各外端部的驱动轮即左右前轮WFL、WFR分别被驱动而旋转,通过这些前轮WFL、WFR的旋转使车辆1按规定速度行驶。
另一方面,在车辆1的后部,能够旋转地配置有从动轮即左右后轮MRL、MRR,这些后轮WRL、WRR由左右电动马达ML、MR分别独立地驱动旋转。即,各电动马达ML、MR的驱动力经左右车轴3L、3R向左右后轮WRL、WRR传递,由于这些后轮WRL、WRR被驱动旋转,因此,车辆1按规定的速度行驶。
另外,被配置于车辆1的前部的电动马达M和被配置于后部的左右电动马达ML、MR被电连接于动力传动单元(PDU)4和智能动力单元(IPU:电动机用电气装置)5。PDU 4与电动马达M、ML、MR及后述的IPU 5具备的电池之间进行电力的授受。在这里被授受的电力中,例如有在电动马达M、ML、MR的驱动或辅助动作时向电动马达M、ML、MR提供的供给电力及在电动马达M、ML、MR通过再生动作或升压驱动发电时从电动马达M、ML、MR输出的输出电力。PDU4由后述的控制装置100控制,通过该控制分别控制前部的电动马达M和后部的左右电动马达M、ML、MR的驱动。即,PDU 4接受来自控制装置100的控制指令而对电动马达M、ML、MR的驱动和发电进行控制。例如,在电动马达M、ML、MR驱动时,根据从控制装置100输出的扭矩指令将从电池输出的直流电力转换成三相交流电力而向电动马达M、ML、MR提供。另一方面,在电动马达M、ML、MR发电时,将从电动马达M、ML、MR输出的三相交流电力转换成直流电力而对电池进行充电。
IPU 5是将积蓄有用于向电动马达M、ML、MR提供的电力的电池(蓄电池)及逆变器单元、DC-DC转换单元(均未图示)等各电气设备单元化而形成的装置。逆变器单元在从直流电源的电池向马达提供电力时从直流转换为交流。此外,在车辆1减速时等,将发动机的输出或车辆1的动能转换成电能而向电池中蓄电时,将作为发动机发挥作用的电动马达M、ML、MR产生的再生电力从交流转换成直流而向电池中蓄电。此外,DC-DC转换器单元使通过逆变器单元转换的高压的直流电压降压。
[行驶控制装置的系统结构]
下面,根据图2对被设置于图1所示的车辆1的行驶控制装置的系统结构进行说明。
即,图2是示出行驶控制装置的系统结构的方框图,图示的控制装置100具备外部状况取得部12、路径信息取得部13、行驶状态取得部14等用于从车辆1(参照图1)的外部收取各种信息的单元。
此外,控制装置100具备:油门踏板70、制动踏板72、转向盘(方向盘)74、切换开关80等操作装置;油门开度传感器71、制动踩踏量传感器(制动开关)73、转向角传感器(转向扭矩传感器)75等操作检测传感器;报知装置(输出部)82;和乘务员识别部(车内摄像头)15。
并且,作为用于进行车辆1的驱动和驱动力分配及转向等的装置,控制装置100具备行驶驱动力输出装置(驱动装置)90和转向装置92及制动装置94。这些装置及设备通过CAN(Controller Area Network:控域网)通信线等多重通信线及串联通信线、无线通信网等被彼此连接。另外,例示的操作装置终究只是一例,按钮、拨号盘式开关、GUI(GraphicalUser Interface:图形用户界面)开关等也可以被安装于车辆1。
这里,对各种构成要素进行说明。
(外部状况取得部)
所述外部信息取得部12取得车辆1的外部状况、例如行驶路的车道及周边的物体等车辆1的周边的环境信息,例如,具备各种摄像头(单眼摄像头、立体摄像头、红外线摄像头等)及各种雷达(毫米波雷达、微波雷达、激光雷达等)等。这里,也可以使用将通过摄像头得到的信息和通过雷达得到的信息综合起来的合成传感器。
(路径信息取得部)
路径信息取得部13包括导航装置,导航装置具备GNSS(Global NavigationSatellite System:全球导航卫星系统)接收器及地图信息(导航地图)、作为用户界面发挥作用的触摸面板式显示装置、扬声器、话筒等。这里,导航装置通过GNSS接收器确定车辆1的位置,并将从该确定的位置起到用户指定的目的地为止的路径导出。并且,通过导航装置导出的路径作为路径信息144被存储到存储部140中。另外,车辆1的位置也可以通过使用了行驶状态取得部14的输出的INS(Inertial Navigation System:惯性导航系统)确定或补充。
此外,导航装置在控制装置100执行手动驾驶模式时,针对到达目的地的路径,通过声音及导航显示进行引导。另外,用于确定车辆1的位置的结构也可以与导航装置独立地设置。此外,导航装置也可以由例如用户持有的智能电话或平板电脑终端等终端装置的一个功能构成。在该情况下,可在终端装置与控制装置100之间通过无线或有线的通信进行信息的收发。
(行驶状态取得部)
行驶状态取得部14取得车辆1的当前的行驶状态,具备行驶位置取得部26、车速取得部28、偏航率取得部30、转向角取得部32和行驶轨道取得部34。
<行驶位置取得部>
行驶位置取得部26取得作为行驶状态之一的车辆1的行驶位置和行驶姿态(行进方向),具备各种测位装置、例如接收从卫星或路上装置发送的电磁波而取得位置信息(纬度、经度、高度、坐标等)的装置(GPS接收器、GNSS接收器、信标接收器等)、陀螺传感器、加速度传感器等。另外,车辆1的行驶位置以该车辆1的特定部位为基准来测定。
<车速取得部>
车速取得部28取得车辆1的车速,其采用车速传感器。
<偏航率取得部>
偏航率取得部30取得作为行驶状态之一的车辆1的偏航率,例如,具备偏航率传感器等。
<转向角取得部>
转向角取得部32取得作为车辆1的行驶状态之一的转向角,例如,具备被设置于转向轴的转向角传感器75等。另外,还可根据转向角传感器75取得的转向角取得转向角速度和转向角加速度。
<行驶轨道取得部>
行驶轨道取得部34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),具备存储器,存储器存储实际行驶轨道中包括的一连串的点序列的位置信息。这里,实际行驶轨道包括实际上车辆1行驶的轨道(轨迹),也可以包括从现在起行驶的预定的轨道、例如行驶的轨道(轨迹)的行进方向前侧的延长线。在该情况下,延长线可通过计算机等预测。
(油门开度传感器、制动踩踏量传感器和转向角传感器)
另外,操作检测传感器即油门开度传感器71、制动踩踏量传感器73、转向角传感器75将作为检测结果的油门开度、制动踩踏量和转向角分别向控制装置100输出。
(切换开关)
切换开关80是由车辆1的乘务员操作的开关,其接受乘务员的操作,根据接受的操作内容进行驾驶模式(例如,自动驾驶模式与手动驾驶模式)的切换。例如,切换开关80根据乘务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,并将该驾驶模式指定信号向控制装置100输出。
(变速装置)
变速装置60由驾驶员通过未图示的变速杆操作,该变速装置60的变速杆的位置有P(驻车挡)、R(后退行驶挡)、N(空挡)、D(自动变速模式(常规模式)下的前进行驶挡)、S(运动模式下的前进行驶挡)等。并且,在变速装置60的附近设置有挡位传感器205,该挡位传感器205检测由驾驶员操作的变速杆的位置(挡位)。另外,变速装置60不限于杆,也可以是按钮型或拨号型等SBW(线控换挡:Shift-by-wire)。
在本实施方式的车辆1中,除了主要方便于具有一般技能的驾驶员的变速模式(行驶模式)即常规模式(通常行驶模式)以外,还设置有重视车辆的行驶(行驶感、加速感等)的设定即运动模式(运动行驶模式),用以满足具有高技能的驾驶员的嗜好。常规模式是通过变速杆选择D挡时的模式,运动模式是通过变速杆选择S挡时的模式。另外,虽然省略图示和详细的说明,但在常规模式中,进行基于通常的换挡映射的变速控制,在运动行驶模式中,进行基于运动行驶用换挡映射的变速控制。
(闸门式开关)
闸门式开关65被设置于方向盘74的附近,具备用于在手动驾驶时(手动驾驶模式)的手动变速模式下指示降挡的负开关(负按钮)66和在手动变速模式下指示升挡的正开关(正按钮)67。
在手动驾驶模式中的手动变速模式(常规模式)下,负开关66和正开关67的操作信号被输出至控制装置100,根据车辆1的行驶状态进行在变速器T(参照图1)中设定的变速挡的升挡或降挡。
(报知装置)
报知装置82是能够输出信息的各种装置,例如,向车辆1的乘务员输出用于催促从自动驾驶模式转移到手动驾驶模式的信息。作为该报知装置82,例如,使用扬声器、振动器、显示装置、发光装置等中的至少一个。
(乘务员识别部)
乘务员识别部15具备例如可对车辆1的车厢内进行拍摄的车内摄像头,作为该车内摄像头,可使用例如使用了CCD(电荷耦合器件)、CMOS(互补金属氧化物半导体)等个体摄像元件的数码摄像头及与近红外光源组合而成的近红外摄像头等。控制装置100取得由车内摄像头拍摄的图像,并根据该图像中包括的驾驶员的脸的图像识别当前的车辆1的驾驶员。
(行驶驱动力输出装置)
行驶驱动力输出装置(驱动装置)90构成为具备发动机E(参照图1)和控制该发动机E的未图示的FI-ECU(Electronic Control Unit:电子控制单元)、以及变速器T(参照图1)和控制该变速器T的AT-ECU。另外,除此以外,作为行驶驱动力输出装置90,在车辆1为以电动机为驱动源的电动汽车的情况下,使用由行驶用马达和控制该行驶用马达的马达ECU构成的装置。此外,在车辆1为混合动力汽车的情况下,行驶驱动力输出装置90可使用由发动机E和发动机ECU以及行驶用马达和马达ECU构成的装置。
如本实施方式这样,在行驶驱动力输出装置90构成为具备发动机E和变速器T的情况下,FI-ECU和AT-ECU根据从后述的行驶控制部120输入的信息对发动机E的节气门开度及变速器T的变速挡等进行控制,并输出用于供车辆1行驶的行驶驱动力(扭矩)。并且,在行驶驱动力输出装置90仅包括行驶用马达的情况下,马达ECU根据从行驶控制部120输入的信息对给予行驶用马达的PWM信号的占空比进行调整,并输出用于供车辆1行驶的行驶驱动力(扭矩)。此外,在行驶驱动力输出装置90包括发动机E和行驶用马达的情况下,FI-ECU和马达ECU双方根据从行驶控制部120输入的信息彼此协作地输出用于供车辆1行驶的行驶驱动力(扭矩)。
(转向装置)
转向装置(EPS)92例如具备电动马达作为驱动源,电动马达例如使力作用于齿轮齿条副机构而使转向轮即左右前轮WFL、WFR(参照图1)转向。即,转向装置92根据从行驶控制部120输入的信息驱动电动马达而使左右前轮WFL、WFR转向。
(制动装置)
制动装置94是例如具备制动钳、向该制动钳提供液压的液压缸、使该液压缸产生液压的电动马达和制动控制部的电动伺服制动装置。该电动伺服制动装置的制动控制部根据从行驶控制部120输入的信息对电动马达进行控制,将与制动操作相应的制动力向左右前轮WFL、WFR和后轮WRL、WRR分别输出。
电动伺服制动装置也可以具备将通过制动踏板72的操作产生的液压通过主缸向液压缸提供的机构作为备用设备。另外,制动装置94不限于以上说明的电动伺服制动装置,也可以是电子控制式液压制动装置。该电子控制式液压制动装置根据从行驶控制部120输入的信息来控制致动器,将在主缸产生的液压向液压缸传递。此外,在行驶驱动力输出装置90具备行驶用马达的情况下,制动装置94也可以包括基于该行驶用马达的再生制动器。
[控制装置]
下面,对控制装置100进行说明。该控制装置100具备自动驾驶控制部110、和行驶控制部120及存储部140。
(自动驾驶控制部)
自动驾驶控制部110具备本车位置识别部112、外界识别部114、行动计划生成部116和目标行驶状态设定部118。这里,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CPU(Central Processing Unit:中央处理器)等处理器执行程序而实现。此外,这些中的一部分或全部也可以通过LSI(Large Scale Integration:大规模集成)及ASIC(Application Specific Circuit:专用集成电路)等硬件来实现。
自动驾驶控制部110根据来自切换开关80的信号的输入切换驾驶模式而进行控制。这里,作为驾驶模式,有对车辆1的加速度和转向自动地进行控制的自动驾驶模式、根据对油门踏板70及制动踏板72等操作装置的操作来控制车辆1的加速度并根据对方向盘74等操作装置的操作来控制转向的手动驾驶模式,但不限于这些。作为其它驾驶模式,也可以设定例如对车辆1的加减速和转向中的一项自动地进行控制并根据对操作装置的操作而对另一项进行控制的半自动驾驶模式。
<本车位置识别部>
自动驾驶控制部110的本车位置识别部112发挥如下的功能:根据被存储在存储部140中的地图信息142和从外部状况取得部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行驶的车道(行驶车道)和车辆1相对于行驶车道的相对位置。
本车位置识别部112例如将车辆1的基准点(重心等)与行驶车道中央的背离和相对于将车辆1的行进方向上的行驶车道中央连接起来的线而形成的角度识别为车辆1相对于行驶车道的相对位置。另外,取而代之地,本车位置识别部112也可以将车辆1的基准点相对于行驶车道中的任一侧端部的位置等,识别为车辆1相对于行驶车道的相对位置。
<外界识别部>
外界识别部114发挥如下的功能: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。本实施方式的周边车辆是在车辆1的周边行驶的其它车辆,并且是在与车辆1相同方向上行驶的车辆。周边车辆的位置既可以通过车辆1的重心或拐角等代表点表示,也可以通过由车辆1的轮廓表现出的区域表示。这里,周边车辆的“状态”也可以包括是否根据所述各种设备的信息进行周边车辆的加速度、车道变更(或者是否要进行车道变更)。此外,外界识别部114除了识别周边车辆以外,也可以识别护栏及电线杆、驻车车辆、步行者、其它物体的位置。
<行动计划生成部>
行动计划生成部116发挥如下的功能: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。这里,自动驾驶的开始地点既可以是车辆1的当前位置,也可以是车辆1的乘务员进行了指示自动驾驶的操作的地点。
行动计划生成部116在自动驾驶的开始地点与结束预定地点之间的区间、开始地点与自动驾驶的目的地之间的区间生成行动计划。另外,不限于此,行动计划生成部116也可以在任意的区间生成行动计划。
行动计划例如由依次执行的多个活动构成。这里,活动中包括:例如,使车辆1减速的减速活动;使车辆1加速的加速活动;使车辆1以不脱离行驶车道的方式行驶的车道保持活动;使行驶车道变更的车道变更活动;使车辆1赶超前行车辆的赶超活动;在分支点变更为所希望的车道、或以不脱离当前的行驶车道的方式使车辆1行驶的分支活动;在用于汇合到主道的汇合车道使车辆1加减速并使行驶车道变更的汇合活动等。例如,在收费道路(高速路等)存在立交枢纽分支点的情况下,控制装置100使车辆1变更车道或维持车道以向目的地方向行进。因此,在行动计划生成部116参照地图信息142而判明为路径上存在立交枢纽的情况下,在当前的车辆1的位置(坐标)到该立交枢纽的位置(坐标)之间设定用于将车道变更到能够向目的地方向行进的所希望的车道的车道变更活动。另外,表示行动计划生成部116生成的行动计划的信息作为行动计划信息146被存储到存储部140中。
(目标行驶状态设定部)
目标行驶状态设定部118发挥如下的功能:根据行动计划生成部116生成的行动计划和通过外部状况取得部12、路径信息取得部13和行驶状态取得部14取得的各种信息,设定作为车辆1的目标的行驶状态即目标行驶状态。该目标行驶状态设定部118具备目标值设定部52、目标轨道设定部54、偏差取得部42和校正部44。
<目标值设定部>
目标值设定部52构成为设定车辆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”)、偏航率的目标值信息(也简称为“目标偏航率”)。
<目标轨道设定部>
目标轨道设定部54构成为:根据外部状况取得部12取得的外部状况和路径信息取得部13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”)。这里,目标轨道包括每单位时间的目标位置的信息。并且,在各目标位置上对应有车辆1的姿态信息(行进方向)。此外,也可以在各目标位置上对应有车速、加速度、偏航率、横G、转向角、转向角速度、转向角加速度等目标值信息。另外,上述的目标位置、目标车速、目标偏航率和目标轨道是表示车辆1的目标行驶状态的信息。
<偏差取得部>
偏差取得部42发挥如下的功能:根据目标行驶状态设定部118设定的车辆1的目标行驶状态和行驶状态取得部14取得的车辆1的实际行驶状态,取得车辆1的实际行驶状态相对于目标行驶状态的偏差。
<校正部>
校正部44发挥如下的功能:根据偏差取得部42取得的偏差,对车辆1的目标行驶状态进行校正。
(行驶控制部)
行驶控制部120发挥对车辆1的行驶进行控制的功能,具备加减速指令部56和转向指令部58,输出行驶控制的指令值,使得车辆1的行驶状态与目标行驶状态设定部118设定的车辆1的目标行驶状态或者校正部44设定的新的目标行驶状态一致或接近。
<加减速指令部>
加减速指令部56构成为进行车辆1的行驶控制中的加减速控制。具体而言,加减速指令部56根据目标行驶状态设定部118或校正部44设定的目标行驶状态(目标加减速度)和实际行驶状态(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。
<转向指令部>
转向指令部58构成为进行车辆1的行驶控制中的转向控制。具体而言,转向指令部58根据目标行驶状态设定部118或校正部44设定的目标行驶状态和实际行驶状态,对用于使车辆1的行驶状态与目标行驶状态一致的转向角速度指令值进行运算。
(存储部)
存储部140由ROM(Read Only Memory:只读存储器)、RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)、HDD(Hard Disk Drive:硬盘驱动器)、闪存等构成,其中存储有地图信息142、路径信息144和行动计划信息146。另外,处理器执行的程序既可以预先存储在存储部140中,也可以通过车载互联网设备等从外部装置下载。此外,程序也可以通过存储有该程序的可搬型存储介质被安装于未图示的驱动装置而被安装到存储部140中。
这里,地图信息142例如是路径信息取得部13具有的比导航地图更高精度的地图信息,包括车道的中央的信息或者车道的边界的信息等。更具体而言,在地图信息142中包括道路信息及交通管制信息、地址信息(地址/邮政编码)、设施信息、电话号码信息等。道路信息中包括表示高速路、收费道路、国道、都道府县道这样的道路的类别的信息、道路的车道数量、各斜道的宽度、道路的坡度、道路的位置(包括经度、纬度、高度的三维坐标)、车道的转弯处的曲率、车道的汇合和分支点的位置、道路上设置的标识等信息。此外,交通管制信息中包括车道由于施工及交通事故、拥堵等而被封这样的信息。
[行驶控制装置的作用]
下面,根据图3至图6对本发明的车辆1的行驶控制装置的作用进行说明。
设置于本发明的车辆1的行驶控制装置的图1和图2所示的控制装置100在所述行驶状态取得部14(参照图2)取得的车辆1的行驶状态处于减速后的转弯状态的情况下,在电池余量(SOC)低于规定值时,至少使内轮侧的电动马达ML(MR)作为再生制动器发挥作用。
此外,控制装置100在行驶状态取得部14(参照图2)取得的车辆1的行驶状态处于转弯状态的情况下,在电池余量(SOC)为规定值以上时,将外轮侧的电动马达ML(MR)的驱动力设定成大于内轮侧的电动马达MR(ML)的驱动力,或者在驱动外轮侧的电动马达ML(MR)的同时使内轮侧的电动马达MR(ML)作为再生制动器发挥作用。
这里,根据图3至图6对基于控制装置100的车辆1的行驶控制方法具体地进行说明。
图3是示出本发明的行驶控制装置的控制步骤的流程图,图4是示出该行驶控制装置的控制步骤中的驱动力控制和再生制动器控制步骤的流程图,图5是示出该行驶控制装置的控制步骤中的再生制动器控制步骤的流程图,图6是示出该行驶控制装置的控制模式的图。另外,在下面的说明中,车辆1为自动驾驶的车辆。
控制装置100开始对车辆1的控制(图3中的步骤S1),当驾驶员设定目的地时(步骤S2),通过图2所示的自动驾驶控制部110的目标轨道设定部54计算向目的地移动的移动轨迹(步骤S3)。并且,根据计算出的移动轨迹和从行驶状态取得部14的车速取得部28(参照图2)得到的车速,判定车辆1是否处于减速后的转弯状态(步骤S4)。
上述判定的结果是,在车辆1处于减速后的转弯状态的情况下(步骤S4:是),判定通过图2所示的行驶状态取得部14的电池余量取得部(未图示)得到的电池余量(SOC)是否为规定值以上(步骤S5)。该判定的结果是,在电池余量(SOC)为规定值以上的情况下(步骤S5:是),执行后述的驱动力和再生制动控制(步骤S6),在电池余量(SOC)低于规定值的情况下(步骤S5:否),执行后述的再生制动控制(步骤S7)。
这里,根据图4和图6对在步骤S6中执行的驱动力和再生制动控制的步骤具体地进行说明。
在车辆1处于减速后的转弯状态(步骤S4:是)、且电池余量(SOC)为规定值以上(即,电池中有富余)时(步骤S5:是),判定行驶模式是常规模式还是运动模式(步骤S61)。该判定的结果是,在选择常规模式作为行驶模式的情况下,偏航率限制值被设定得小(步骤S62),在选择运动模式作为行驶模式的情况下,偏航率限制值被设定得大(步骤S63)。并且,根据按选择的行驶模式设定的偏航率限制值,计算作为目标的车速、转向角、加速度等(步骤S64)。
然后,判定车辆1的转弯方向(步骤S65),在车辆1向右转弯的情况下,进行如下的控制(步骤S66)。即,如图6中作为模式1所示,对为外轮的左后轮WRL进行驱动的电动马达ML的驱动力FL被设定成大于对为内轮的右后轮WRR进行驱动的电动马达MR的驱动力FR(FL>FR)。或者,如图6中作为模式2所示,仅为外轮的左后轮WRL由电动马达ML以驱动力FL驱动,右侧的电动马达MR不被驱动(驱动力FR=0)。或者,如图6中作为模式3所示,为外轮的左后轮WRL由电动马达ML以驱动力FL驱动,为内轮的右后轮WRR侧的电动马达MR作为再生制动器(发电机)发挥作用,为外轮的右侧的后轮WRR产生再生制动力RR。
如上所述,通过对左右电动马达ML、MR的驱动力进行控制,或者使右侧的电动马达MR作为再生制动器发挥作用,从而车辆1能够向右方转弯,但如图6中作为模式3所示,当使右侧的电动马达MR作为再生制动器发挥作用时,由于作为发电机起作用的电动马达MR发的电力被充到未图示的电池中,因此,能够实现车辆1的续航距离的延长和燃料效率的改善。
另一方面,在车辆1向左转弯的情况下,进行如下的控制(步骤S67)。即,与向右转弯的情况相反,对为外轮的右后轮WRR进行驱动的电动马达MR的驱动力FR被设定成大于对为内轮的左后轮WRF进行驱动的电动马达ML的驱动力FL(FR>FL)。或者,仅为外轮的右后轮WRR由电动马达MR以驱动力FR驱动,为内轮的左侧的电动马达ML不进行驱动(驱动力FL=0)。或者,为外轮的右后轮WRR由电动马达MR以驱动力FR驱动,为内轮的左后轮WRL侧的电动马达ML作为再生制动器(发电机)发挥作用,左侧的后轮WRL产生再生制动力RL。
如上所述,通过对左右电动马达ML、MR的驱动力进行控制,或者使左侧的电动马达ML作为再生制动器发挥作用,从而车辆1能够向左方向转弯,但当使左侧的电动马达ML作为再生制动器发挥作用时,由于作为发电机起作用的电动马达ML发的电力被充到未图示的电池中,因此,能够实现车辆1的续航距离的延长和燃料效率的改善。
当车辆1向左右转弯的情况下进行如上的控制时,驱动力和再生制动控制的一系列的处理结束(步骤S68),处理进入到图3所示的后述的步骤S8。
下面,根据图5和图6对在图3的步骤S7中执行的再生制动控制的步骤具体地进行说明。
在车辆1处于减速后的转弯状态(步骤S4:是)、并且在电池余量(SOC)低于规定值(即,电池中没有富余)时(步骤S5:否),判定行驶模式是常规模式还是运动模式(步骤S71)。该判定的结果是,在选择常规模式作为行驶模式的情况下,偏航率限制值被设定得小(步骤S72),在选择运动模式作为行驶模式的情况下,偏航率限制值被设定得大(步骤S73)。并且,根据与选择的行驶模式相应地设定的偏航率限制值,计算出作为目标的车速、转向角、加速度等(步骤S74)。
然后,判定车辆1的转弯方向(步骤S75),在车辆1向右转弯的情况下,进行如下的控制(步骤S76)。即,如图6中作为模式4所示,不对为外轮的左后轮WRL进行电动马达ML的驱动,使对为内轮的右后轮WRR进行驱动的电动马达ML作为再生制动器(发电机)发挥作用,使为内轮的右侧的后轮WRR产生再生制动力RR。或者,如图6中作为模式5所示,使对左右后轮WRL、WRR分别独立地进行驱动的左右电动马达ML、MR一同作为再生制动器(发电机)发挥作用,对左右后轮WRL、WRR分别作用再生制动力RL、RR,但作用于右后轮WRR的再生制动力RR被设定得大于作用于左后轮WRL的再生制动力RL(RR>RL)。
如上所述,通过使左右的电动马达ML、MR作为再生制动器发挥作用,从而车辆1能够向右方向转弯,但在电池余量(SOC)没有富余的状态下,如图6中作为模式4所示,当使右侧的电动马达MR作为再生制动器发挥作用,或者如图6中作为模式5所示,当使左右的电动马达ML、MR一同作为再生制动器发挥作用时,由于作为发电机起作用的电动马达ML、MR发的电力被充到未图示的电池中,因此,能够实现车辆1的续航距离的延长和燃料效率的改善。
另一方面,在车辆1向左转弯的情况下,进行如下的控制(步骤S77)。即,与向右转弯的情况相反,不对为外轮的右后轮WRR进行电动马达MR的驱动,使对为内轮的左后轮WRL进行驱动的电动马达ML作为再生制动器(发电机)发挥作用,使为内轮的左侧的后轮WRL产生再生制动力RL。或者,使对左右后轮WLR、WRR分别独立地进行驱动的左右电动马达ML、MR一同作为再生制动器(发电机)发挥作用,对左右后轮WRL、WRR分别作用再生制动力RL、RR,但作用于左后轮WRL的再生制动力RL被设定得大于作用于右后轮WRR的再生制动力RR(RL>RR)。
如上所述,通过使左右的电动马达ML、MR作为再生制动器发挥作用,从而车辆1能够向左方向转弯,但当使左右的电动马达ML、MR作为再生制动器发挥作用时,由于作为发电机起作用的电动马达ML、MR发的电力被充到未图示的电池中,因此,能够实现车辆1的续航距离的延长和燃料效率的改善。
当车辆1向左右转弯的情况下进行如上的控制时,再生制动控制的一系列的处理结束(步骤S78),处理转移到图3所示的后述的步骤S8。即,当在图3所示的步骤S6中执行驱动力和再生制动控制,或者在步骤S7中执行再生制动控制时,判定车辆1是否通过自动驾驶到达了目的地(步骤S8),在车辆1尚未到达目的地的情况下(步骤S8:否),重复步骤S4至S8的处理,当车辆1到达目的地时(步骤S8:是),本发明的行驶控制装置对车辆1的一系列的行驶控制结束(步骤S9)。另外,当在步骤S4中的判定中车辆1不处于减速后的转弯状态的情况下(步骤S4:否),处理转移到步骤S8。
如上所述,根据本发明,由于构成为:在车辆1的行驶状态处于减速后的转弯状态的情况下,在电池余量(SOC)低于规定值时,至少使内轮侧的电动马达FL和/或FR作为再生制动器发挥作用,因此,作为发电机发挥作用的电动马达ML和/或电动马达MR发的电力被提供至电池而使该电池被充电。因此,可得到这样的效果:车辆的续航距离延长,并且安装发动机E作为驱动源的车辆1的燃料效率得到改善。
另外,以上对将本发明的行驶驱动装置应用于采用图1所示的前驱动/后辅助方式的四轮驱动(4WD)车辆1的方式进行了说明,但本发明的行驶控制装置可同样地应用于:例如采用如图7所示地在后部配置有发动机E和电动马达M以及变速器T、在前部配置有对左右前轮WFL、WFR分别独立地进行驱动的电动马达ML、MR的后驱动/前辅助方式的四轮驱动车辆1’;以及如图8所示地通过电动马达MFL、MFR、MRL、MRR对左右前轮WFL、WFR和后轮WRL、WRR分别独立地进行驱动的电动车辆1”等。
除此以外,本发明的应用并不限定于以上说明的实施方式,可在权利要求书和说明书及附图中记载的技术思想的范围内进行各种变形。
Claims (6)
1.一种车辆的行驶控制装置,该行驶控制装置具备:
电动马达,其分别独立地驱动左右一对从动轮旋转;
行驶状态取得部,其取得车辆的行驶状态;和
控制单元,其根据该行驶状态取得部取得的车辆的行驶状态,控制所述电动马达的驱动,
所述车辆的行驶控制装置的特征在于,
所述控制单元构成为:在所述行驶状态取得部取得的车辆的行驶状态处于减速后的转弯状态的情况下,在电池余量低于规定值时,至少使内轮侧的电动马达作为再生制动器发挥作用。
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,
所述控制单元构成为:对各电动马达进行控制,使得内轮侧和外轮侧的电动马达分别作为再生制动器发挥作用,并且使得内轮侧的再生制动力大于外轮侧的再生制动力。
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,
所述控制单元构成为:在所述行驶状态取得部取得的车辆的行驶状态处于转弯状态的情况下,在电池余量为规定值以上时,将外轮侧的电动马达的驱动力设定成大于内轮侧的电动马达的驱动力,或者在驱动外轮侧的电动马达的同时使内轮侧的电动马达作为再生制动器发挥作用。
4.根据权利要求3所述的车辆的行驶控制装置,其特征在于,
所述控制单元构成为:仅对外轮侧的电动马达进行驱动。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的车辆的行驶控制装置,其特征在于,
所述控制单元具有进行自动驾驶控制的自动驾驶控制部,所述自动驾驶控制对所述车辆的加减速和转向中的至少一项自动地进行控制,
所述控制单元构成为:在所述自动驾驶控制部实施所述自动驾驶控制时,所述控制单元根据预先设定的目的地计算向该目的地移动的移动轨迹,根据计算出的移动轨迹判定车辆的转弯状态。
6.根据权利要求5所述的车辆的行驶控制装置,其特征在于,
所述控制单元构成为:根据行驶模式使偏航率限制值变化,将选择了运动模式的情况下的偏航率限制值设定成大于选择了常规模式的情况下的偏航率限制值,根据设定的偏航率限制值,至少计算出转向角。
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