CN111971217B - 制动驱动力控制装置、车辆控制装置、车辆控制方法以及车辆控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种制动驱动力控制装置、车辆控制装置、车辆控制方法以及车辆控制系统，该制动驱动力控制装置能够进行稳定的制动驱动力控制。制动驱动力控制装置获取基于从外界识别传感器输入的与车辆行驶路线相关的信息、以及从车辆运动状态检测传感器输入的与车辆的运动状态相关的物理量，由车辆控制装置求出的、用于将车辆向目标路线引导的目标制动驱动力及目标滑移率，并基于从检测与车辆的车轮速度相关的物理量的车轮速度传感器输入的与车轮速度相关的物理量与获取到的目标滑移率的信息的大小关系，求出达成目标滑移率的滑移时制动驱动力，将基于该滑移时制动驱动力和目标制动驱动力的制动驱动力控制信号向与车辆的制动驱动相关的促动器输出。

Description

制动驱动力控制装置、车辆控制装置、车辆控制方法以及车辆 控制系统
技术领域
本发明涉及制动驱动力控制装置、车辆控制装置、车辆控制方法以及车辆控制系统。
背景技术
以往，已经提出一种车辆运动控制系统(例如参照专利文献1)，其具有：在加、减速中的车辆检测车辆的周围信息来确定车辆的目标方向且计算与之相应的目标制动力的车辆控制控制器、以及通过通信从该控制器接收目标制动力并产生该制动力的制动驱动力控制器，进行与车辆的周围状况对应的制动驱动力控制，进行对前车的追随、以及障碍物的规避。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本国)特开2012-96618号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，在上述专利文献1的结构中，在车辆正行驶于容易打滑的路面上的情况下，在车辆控制控制器将超过在该路面上能够产生的制动力的制动力作为目标制动力时，制动驱动力控制器遵照该指示产生制动力。因此，车轮可能会锁止，而车辆的稳定性受到影响。
为了避免上述情况，可以考虑如下的方法，即，在制动驱动力控制器设置检测车轮速度的传感器而检测车轮的锁止，并在车轮锁止时无视车辆控制控制器的目标制动力并停止制动力控制，或者以由制动驱动力控制器在内部已判断的滑移率控制车轮速度。但是，在该方法中，轮胎无法产生车辆控制控制器本来指示的制动力，难以向目标方向引导车辆。
本发明的目的在于提供一种能够进行稳定的制动驱动力控制的制动驱动力控制装置。
另外，本发明的另一目的在于提供一种车辆控制装置、车辆控制方法以及车辆控制系统，能够进行稳定的制动驱动力控制，谋求提高车辆方向的精度、及提高车辆的乘坐舒适性。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的一个实施方式的制动驱动力控制装置获取基于从外界识别传感器输入的与车辆行驶路线相关的信息、以及从车辆运动状态检测传感器输入的与所述车辆的运动状态相关的物理量而由车辆控制装置求出的、用于向目标路线引导所述车辆的目标制动驱动力及目标滑移率，并基于从检测与所述车辆的车轮速度相关的物理量的车轮速度传感器输入的与所述车轮速度相关的物理量、和获取到的所述目标滑移率的信息之间的大小关系，求出达成所述目标滑移率的滑移时制动驱动力，将基于该滑移时制动驱动力和所述目标制动驱动力的制动驱动力控制信号向与所述车辆的制动驱动相关的促动器输出。
另外，在用于本发明的一个实施方式的车辆控制系统的车辆控制装置中，所述车辆控制系统具有：所述车辆控制装置；制动驱动力控制装置，其将基于从所述车辆控制装置输出的信号、以及从检测与车辆的车轮速度相关的物理量的车轮速度传感器输入的与所述车轮速度相关的物理量而求出的制动驱动力控制信号向与所述车辆的制动驱动相关的促动器输出。所述车辆控制装置基于从外界识别传感器输入的与所述车辆行驶路线相关的信息、以及从车辆运动状态检测传感器输入的与所述车辆的运动状态相关的物理量，求出用于将所述车辆向目标路线引导的目标制动驱动力及目标滑移率，并向所述制动驱动力控制装置输出。
此外，本发明的一个实施方式的车辆控制方法为，利用车辆控制装置，基于从外界识别传感器输入的与车辆行驶路线相关的信息、以及从车辆运动状态检测传感器输入的与所述车辆的运动状态相关的物理量，求出用于将所述车辆向目标路线引导的目标制动驱动力及目标滑移率，并将所述目标制动驱动力及所述目标滑移率从所述车辆控制装置向制动驱动力控制装置输入，利用所述制动驱动力控制装置，基于由检测与所述车辆的车轮速度相关的物理量的车轮速度传感器检测出的与所述车轮速度相关的物理量、和所述目标滑移率的信息之间的大小关系，求出达成所述目标滑移率的滑移时制动驱动力，并将基于该滑移时制动驱动力和所述目标制动驱动力的制动驱动力控制信号向与所述车辆的制动驱动相关的促动器输出。
另外，本发明的一个实施方式的车辆控制系统具有：车辆控制装置，其基于从外界识别传感器输入的与车辆行驶路线相关的信息、以及从车辆运动状态检测传感器输入的与所述车辆的运动状态相关的物理量，求出用于将所述车辆向目标路线引导的目标制动驱动力及目标滑移率；制动驱动力控制装置，其输入有从所述车辆控制装置输出的所述目标制动驱动力及所述目标滑移率，并基于从检测与所述车辆的车轮速度相关的物理量的车轮速度传感器输入的与所述车轮速度相关的物理量、和输入的所述目标滑移率的信息之间的大小关系，求出达成所述目标滑移率的滑移时制动驱动力，将将基于该滑移时制动驱动力和所述目标制动驱动力的制动驱动力控制信号向与所述车辆的制动驱动相关的促动器输出。
根据上述实施方式，因为制动驱动力控制装置不是仅进行基于目标制动驱动力的制动驱动促动器的控制，还进行对应于目标滑移率的大小的滑移时制动驱动力控制，所以能够进行稳定的制动驱动力控制。
另外，根据上述实施方式，因为制动驱动力控制装置能够进行稳定的制动驱动力控制，所以，利用该制动驱动力控制装置的车辆控制装置、车辆控制方法以及车辆控制系统能够谋求提高车辆方向的精度及提高车辆的乘坐舒适性。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的车辆控制系统中车辆控制控制器的框图。
图2是表示本发明的实施方式的车辆控制系统中制动驱动力控制器的框图。
图3是表示本发明的实施方式的车辆控制控制器的第一处理次序的流程图。
图4是表示接着图3所示的第一处理次序的第二处理次序的流程图。
图5是表示接着图4所示的第二处理次序的第三处理次序的流程图。
图6是表示接着图5所示的第三处理次序的第四处理次序的流程图。
图7是在车辆控制控制器中根据横向力(横力)导出滑移率的特性图。
图8是表示本发明的实施方式的制动驱动力控制器的第一处理次序的流程图。
图9是表示接着图8所示的第一处理次序的第二处理次序的流程图。
图10是表示本发明的制动驱动力和车轮速度的变化的时序图。
图11是表示参考例的结构中制动驱动力和车轮速度的变化的时序图。
图12是表示在指示了制动驱动力的控制和指示了滑移率的控制中的、因轮胎特性变化而产生的各个控制的横向力误差的特性图。
具体实施方式
下面，参照附图，针对本发明的实施方式进行说明。
图1及图2表示本发明的实施方式的车辆控制系统，图1是车辆控制控制器(车辆控制装置)10的框图，图2是制动驱动力控制器(制动驱动力控制装置)20的框图。在此，车辆控制控制器10抽取与制动驱动力控制器20的控制相关的部分而表示，但车辆控制控制器10也可以包括例如进行转向装置的操舵控制的控制部等。
在图1所示的车辆控制控制器10输入有：由在车辆安装的外界识别传感器(外界信息传感器)1、例如相机及GPS(Global Positioning System：全球定位系统)等获取到的车辆的周围信息(与车辆行驶路线相关的信息)；以及由在车辆安装的车辆运动状态检测传感器(车辆行为传感器)2获取到的偏航角速度或加速度等车辆行为信息(与车辆的运动状态相关的物理量)。该车辆控制控制器10具有：航线追踪(コーストレース)力矩计算部11、空转(スピン)抑制力矩计算部12、车辆行为目标计算部13、各轮产生目标制动驱动力计算部14、摩擦圆最大值计算部15、各轮产生目标滑移率计算部16、各轮滑移率控制许可阈值计算部17、各轮强制滑移率控制标识(フラグ)计算部18、以及各轮滑移率控制禁止标识计算部19等。而且，将目标制动驱动力、目标滑移率、滑移率控制许可阈值、强制滑移率控制标识、以及滑移率控制禁止标识向制动驱动力控制器20输出。
航线追踪力矩计算部11根据从相机及GPS等传送来的车辆的周围信息，特定车辆的当前位置，并且根据预先确定的预定行驶的道路路线信息等，计算车辆所行驶的前方的弯道曲率等航线信息，并计算为了以该曲率行驶而需要向车辆提供的力矩量。
空转抑制力矩计算部12根据从偏航角速度传感器或加速度传感器等传送来的车辆行为信息、例如偏航角速度的变化速度的大小等，计算为了抑制车辆产生过多的偏航力矩而需要向车辆提供的力矩量。
车辆行为目标计算部13利用由航线追踪力矩计算部11和空转抑制力矩计算部12计算出的、用于跟踪航线的力矩和抑制车辆空转的力矩，而计算车辆最终应产生的力矩量。为了进行该运算，设想利用双方的相加值、或双方中的最大值等方法。
各轮产生目标制动驱动力计算部14为了达成由车辆行为目标计算部13计算出的车辆应产生的力矩，计算轮胎各轮应产生的制动力和横向力。就该制动力和横向力而言，因为需要抑制在轮胎在路面上能够产生的力以下，所以，使用加速度传感器的信号等，由摩擦圆最大值计算部15计算轮胎能够产生的力的最大值、所谓的摩擦圆的大小，并进行限制处理而得到。
各轮产生目标滑移率计算部16计算在降低轮胎的横向力来达成车辆应产生的力矩时所使用的控制目标值。从摩擦圆最大值计算部15接收轮胎摩擦圆的大小，并根据由各轮产生目标制动驱动力计算部14计算出的轮胎产生横向力，计算目标滑移率。
各轮滑移率控制许可阈值计算部17在由各轮产生目标制动驱动力计算部14计算出的目标制动驱动力较小时，由各轮产生目标滑移率计算部16计算出的目标滑移率变小，所以，使该阈值比目标滑移率大，以使为了达成目标滑移率而进行制动驱动力反馈控制的制动驱动力控制器20不会产生不稳定的制动驱动力。由此，使得即使对车轮速度信号产生干扰，且根据车轮速度检测出的滑移率比目标滑移率大，也不会进行反馈控制。
各轮强制滑移率控制标识计算部18在根据例如由车辆行为目标计算部13计算出的车辆应产生的力矩量，判断为车辆行为受到严重干扰、且力矩需要大幅修正的情况下，为了大幅降低轮胎所产生的横向力，强制性地向制动驱动力控制器指示制动驱动力反馈控制以达成目标滑移率。
各轮滑移率控制禁止标识计算部19在例如由各轮产生目标制动驱动力计算部14计算出的目标制动力较小、且显然不需要降低轮胎横向力时、及车辆的速度极小且容许车轮锁止时等，以禁止制动驱动力反馈控制的方式指示制动驱动力控制器20。
从车辆控制控制器10向图2所示的制动驱动力控制器20输入目标制动驱动力、目标滑移率、滑移率控制许可阈值、强制滑移率控制标识、及滑移率控制禁止标识。另外，从在车辆的车轮各轮安装且检测与车轮速度相关的物理量的车轮速度传感器3输入车轮速度信号(与车轮速度相关的物理量)。该制动驱动力控制器20具有：滑移率控制执行判断标识计算部21、车轮速度计算部22、滑移率/制动驱动力计算部23、最终制动驱动力计算部24、及制动驱动力控制信号生成部25等。而且，向制动驱动促动器30输出制动驱动力控制信号并进行控制。在该制动驱动促动器30中包括例如控制制动器液压的液压单元、或控制制动器的电动马达。
滑移率控制执行判断标识计算部21接收从车辆控制控制器10发送来的各轮的滑移率控制许可阈值、以及从车轮速度计算部22接收从车轮速度传感器3向制动驱动力控制器20输入且将相当于车轮速度的物理量转换为车轮速度的值(车轮速度信号)，并根据车轮速度与各轮的滑移率控制许可阈值之间的关系，计算滑移率控制执行标识。此时，接收从车辆控制控制器10发送来的、各轮的强制滑移率控制标识和各轮的滑移率控制禁止标识，也考虑这些信息来计算。
滑移率/制动驱动力计算部23在由滑移率控制执行判断标识计算部21判断为产生达成目标滑移率的制动驱动力时，对应于从车辆控制控制器10发送来的各轮的目标滑移率与由车轮速度计算部22计算出的车轮速度之差，计算目标滑移率和车轮速度所达成的制动驱动力反馈控制量。在不产生达成目标滑移率的制动驱动力而是只产生从车辆控制控制器10发送来的各轮的目标制动驱动力的情况下，通过使该值为“0”，而能够使制动驱动力反馈控制无效。
最终制动驱动力计算部24接收从车辆控制控制器10发送来的各轮的目标制动驱动力、以及由滑移率/制动驱动力计算部23计算出的制动驱动力反馈控制量，将双方相加来计算最终制动驱动力。
此外，制动驱动力控制信号生成部25将由最终制动驱动力计算部24计算出的最终制动驱动力转换为制动驱动促动器30所需要的信号形态、例如向促动器供给的电流值等，并以该信号(制动驱动力控制信号)驱动制动驱动促动器30。
接着，利用图3至图6的流程图，针对由上述车辆控制控制器10进行的处理次序详细地说明。
首先，在步骤S110中，从在车辆安装的GPS、相机等外界识别传感器1接收车辆的周围信息，并且根据例如预先确定的预定行驶的道路路线信息(交通图信息)等接收能够行驶的路面、障碍物信息(行驶路线信息)。
另外，在步骤S120中，从在车辆安装的偏航角速度传感器、及前后、横向加速度传感器等车辆运动状态检测传感器2，接收车辆行为信息。
在下一步骤S130中，基于GPS、相机与交通图等信息，例如利用GPS粗略地确定当前的车辆位置，识别车辆存在于交通图上的何处，并由相机识别车辆在路面上绘制的白线等，通过确定车辆存在于航线上的哪个位置的地图匹配等方法，特定车辆的当前位置和行进方向。
在步骤S140中，根据车辆的当前位置和行进方向、以及交通图的信息等，识别车辆所行驶的预定路线，计算今后行驶的规定时间之前的行驶路线的航线的曲率。
在步骤S150中，计算判断车辆的姿态的指标即车辆滑移角β。滑移角β可以考虑例如由对偏航角速度与横向加速度的差进行积分的下式来计算的方法。
[数1]
在此，β：滑移角，Yg：横向加速度，Vx：车辆的前后方向速度，dγ/dt：偏航角速度。
同时，由下式计算前轮滑移角βf、后轮滑移角βr。
[数2]
在上式中，βf：前轮滑移角，βr：后轮滑移角，lf：前轮轴～重心位置间距离，lr：后轮轴～重心位置间距离，δ：舵角。
在下一步骤S160中，计算使上述的车辆滑移角产生的、当前的车辆力矩。例如，可以考虑由下式计算的方法等。
[数3]
M：车辆当前产生的力矩，I：车辆惯性力矩，d2γ/dt2：偏航角速度微分值。
在接下来的步骤S170中，计算当前行驶中的道路的路面摩擦系数。因为路面摩擦系数至少能够产生维持当前车辆所产生的前后、横向加速度的力，所以表示如下。
[数4]
F＝μW
F＝mG
F：施加于车辆的力，μ：路面摩擦系数，W：垂直载荷，m：车辆质量，G：车辆加速度。
当根据上式消去施加于车辆的力F，并使垂直载荷W与车辆质量m相同，并作为前后加速度Xg、横向加速度Yg的合成求出车辆加速度G时，可以由下式计算路面摩擦系数μ。
[数5]
在下一步骤S180中，作为轮胎能够产生的最大的力，计算摩擦圆最大值Qtmax。
摩擦圆可以通过将在步骤S170中计算出的路面摩擦系数μ与施加于各轮的垂直载荷相乘来计算。
[数6]
Qtmax(fl)＝μW(fl)
Qtmax(fr)＝μW(fr)
Qtmax(rl)＝μW(rl)
Qtmax(rr)＝μW(rr)
在此，Qtmax(-)：摩擦圆最大值(括号中的“-”分别表示fl：左前轮，fr：右前轮，rl：左后轮，rr：右后轮)，W(-)：各轮的垂直载荷，各轮的垂直载荷由预先确定的车辆规格来设定。
在步骤S190中，计算当前轮胎所产生的横向力Sf。例如横向加速度、偏航力矩、以及横向力的平衡的式子如下所示。
m Yg＝Sff+Sfr
Sff：前轮两轮的横向力，Sfr：后轮两轮的横向力。
由此，如下述计算前轮横向力、后轮横向力Sff、Sfr。
[数8]
Sff＝m Yg-Sfr
在下一步骤S200中，计算用于以在步骤S140中确定的航线曲率转弯的航线跟踪力矩目标值Mc。根据航线曲率1/ρ(ρ：转弯半径)和车速V，由下式计算为了以该航线曲率行驶而需要的偏航角速度dγc/dt。
[数9]
由下式表示为了使当前的偏航角速度dγ/dt成为直到目标位置为止对应于曲率的偏航角速度而需要的力矩Mc。
[数10]
Δt：从当前位置直到到达目标位置的时间。
在接下来的步骤S210中，计算用于在车辆行为受到干扰时修正车辆行为的空转抑制力矩Ms。使用例如作为空转状态的指标而使用的滑移角β及偏航角速度微分值d2γ/dt2，由下式计算Ms。
[数11]
Ks1：力矩控制用滑移角增益，Ks2：力矩控制用偏航角速度微分值增益。
在步骤S220中，计算最终车辆应产生的车辆目标力矩Mt。Mt使用在步骤S200及步骤S210中确定的力矩Mc及Ms的相加值。
[数12]
Mt＝Mc+Ms
或者也可以考虑选择Mc与Ms的高的一方的选择高(セレクトハイ)力矩作为Mt。
在步骤S230中，计算当前时刻车辆所产生的力矩与该目标力矩的偏离量ΔM。偏离量通过在步骤S160中求出的车辆产生力矩M、和在步骤S220中计算出的车辆目标力矩之差而计算。
[数13]
ΔM＝Mt-M
步骤S240之后，表示用于将该力矩偏离量施加于车辆力矩的次序。
首先，在步骤S240中，将在步骤S220中求出的车辆目标力矩Mt与在步骤S160中计算出的当前产生的力矩M进行比较，判断是处于降低力矩的方向、还是处于增加力矩的方向。在Mt与M的符号相反、即当前产生力矩的方向与车辆目标力矩所指示的方向相反的情况下，使车辆应产生的力矩处于降低方向。另外，在符号相同、但当前产生的力矩比目标力矩大的情况下，判断为车辆应产生的力矩处于降低方向，除此以外，即在当前产生力矩与目标力矩的符号相同且当前产生的力矩比目标力矩小的情况下，判断为车辆应产生的力矩处于增加方向。
在步骤S240中，在判断为处于降低力矩的方向的情况下，进入步骤S250。虽然为了降低车辆产生力矩而向转弯外轮施加制动是恰当的，但首先判断如下情况下的车辆产生力矩是否超过力矩偏离量，即，将转弯外轮的横向力不减少而能够产生制动力的制动力的最大值、即在步骤S180中计算出的摩擦圆最大值Qtmax的制动力施加于转弯外轮的情况下。
作为一个例子，在车辆产生右转力矩时，转弯外轮为左前轮、左后轮，如下式所示判断在步骤S230中计算出的力矩偏离量是否能够由在施加摩擦圆最大值的制动时的力矩提供。
[数14]
ΔM＞Tred(Qtmax(fl)+Qtmax(rl))
Tred：左右轮的轮胎胎面/2。
在不能满足上述情况时，判断为即使施加摩擦圆最大值的制动，也不能达成车辆目标力矩，从而执行用于降低横向力的滑移率控制，进入步骤S260。
在步骤S260中，因为首先使轮胎产生的制动力为摩擦圆最大值，所以，将摩擦圆最大值设定为转弯外轮的目标制动驱动力。仿照上述例子，如下所示在左前轮、左后轮设定摩擦圆最大值。
[数15]
Target Fx(fl)＝Qtmax(fl)
Target Fx(rl)＝Qtmax(rl)
TargetFx(-)：各轮的目标制动驱动力。
在该情况下，在降低横向力来降低车辆产生力矩中适当的车轮为转弯前外轮，在步骤S270中，对该轮设定强制滑移率控制标识。
在步骤S280中，将从在步骤S230中判断了的力矩偏离量ΔM减去基于制动力能够产生的力矩的量后的量，作为应从当前产生的横向力降低的量计算。在将当前产生中的前轮一个轮大约的横向力设为在步骤S190中计算出的前轮两轮的横向力Sff的一半时，仿照上述例子，如下所示计算目标横向力TargetSf。
[数16]
Target Sf(fl)＝Sff/2-(ΔM-Tred(Qtmax(fl)+Qtmax(rl)))/lf
TargetSf(-)：各轮的目标横向力
在步骤S290中，计算达成该目标横向力的滑移率，作为目标滑移率TargetSlip。该实施例如下所述。
如图7所示，车辆控制控制器10具有轮胎所产生的横向力对应于预先确定的轮胎的滑移率、使峰值为“1.0”的标准化轮胎横向力特性。首先，根据该特性，从当前的滑移率对照当前产生中的标准化横向力。另外，在使此时的横向力与上述同样地为前轮两轮的横向力Sff的一半时，由下式求出滑移率为“0”、即标准化横向力为“1.0”时的横向力PeakSf。
[数17]
Peak Sf(fl)＝Sff/2/Norm Sf(fl)
PeakSf(-)：各轮能够产生的横向力最大值
接着，根据在步骤S280中计算出的目标横向力TargetSf和PeakSf，如下计算目标标准化横向力TargetNormSf。
[数18]
Target NormSf(fl)＝Target Sf(fl)/Peak Sf(fl)
通过参照如图7所示已说明的标准化轮胎横向力特性，从该目标标准化横向力，计算用于降低横向力的目标滑移率TargetSlip。
在接下来的步骤S300中，计算降低横向力的对象以外的轮的目标滑移率。因为不需要如步骤S280～S290那样降低横向力，所以例如如下述计算对应于目标制动驱动力TargetFx的滑移率。
[数19]
Target Slip(-)＝Kt Target Fx(-)
Kt：制动驱动力～滑移率转换增益
在步骤S250中，在判断为只通过施加摩擦圆最大值的制动就能够达成车辆目标力矩的情况下，则成为不必降低横向力地执行制动驱动力控制，并进入步骤S310。
下面，针对其一实施例进行说明。
虽然首先将力矩偏离量ΔM分配给转弯前外轮的制动驱动力，但因为制动驱动力的最大值被摩擦圆最大值制限，所以，将其不足的量作为分配给后外轮的制动驱动力如下述计算。
[数20]
Target Fx(fl)＝min(Qtmax(fl)，ΔM/Tred)
Target Fx(rl)＝min(Qtmax(rl)，max(ΔM/Tred-Target Fx(fl)，0))
在步骤S320中，因为不进行滑移率控制，所以，清除滑移率控制标识，并在步骤S330中以与步骤S300同样的步骤计算目标滑移率TargetSlip，并返回步骤S410的流程。
在步骤S240中判断为处于增加力矩的方向的情况下，进入步骤S340～S390的流程。
与减少力矩的情况的不同之处在于，为了增加车辆产生的力矩，对转弯内轮施加制动是恰当的，首先判断在不减小转弯内轮的横向力的情况下是否能够提供力矩偏离量，在不能提供的情况下降低转弯后内轮的横向力，除此以外，则与步骤S250～S330的次序相同。
在步骤S410中，在上述的步骤S300、S330、S390中计算与目标制动驱动力TargetFx对应的滑移率的情况、以及目标制动驱动力较小的情况下，目标滑移率也配合而减小。因此，为了防止因车轮速度误差等而使滑移率控制起作用，使制动驱动力处于不稳定状态，对目标滑移率附加偏移量，计算滑移率控制许可阈值。该偏移量用于如下：通过降低阈值来设置死区，而使得不会对微小的滑移进行反应。
需要说明的是，作为其它的实施例，也可以考虑在加速侧、减速侧进行独立的计算，来用于提高加速性能和稳定性。即，通过在车辆加速时降低阈值，在减速时提高阈值，而能够确保减速时的安全性。
在步骤S420～S460中，以与步骤S410相同的理由，或者在判断为车速极小、不需要滑移控制时等，设定滑移率控制禁止标识，来防止制动驱动力不稳定。
在步骤S420中，判断车辆速度是否微小，在判断为微小时进入步骤S430，设定所有轮的滑移率控制禁止标识。
在车辆速度较高时进入步骤S440，在目标制动驱动力TargetFx为预先确定的目标制动驱动力阈值以下的情况下，作为目标制动驱动力较小、且显然不要求降低横向力，设定该轮的滑移率控制禁止标识。
将如上所述计算出的目标制动驱动力TargetFx、目标滑移率TargetSlip、滑移率控制许可阈值、强制滑移率控制标识、滑移率控制禁止标识在步骤S470～S510中向制动驱动力控制器20发送。另外，在步骤S490中，因为也能够设想如在步骤S410中说明那样另外设置加速侧、减速侧的阈值，所以，也可以考虑发送加速侧和减速侧这两种滑移率控制许可阈值。
在上述的实施例中，虽然针对制动方向的控制进行了说明，但在驱动方向的控制上也能够以相同的处理次序而容易地实现。
接着，针对由制动驱动力控制器20进行的处理次序，利用图8及图9所示的流程图进行说明。
首先，在步骤S710中，从在车辆的车轮各轮安装的车轮速度传感器3接收相当于车轮速度的物理量，并转换为车轮速度Vw。
在步骤S720～S760中，分别接收通过车辆控制控制器10发送来的各轮的目标制动驱动力、目标滑移率、滑移率控制许可阈值、强制滑移率控制标识、及滑移率控制禁止标识。
在步骤S770中，对在步骤S710中计算出的各轮的车轮速度实施例如各轮的车轮速度的选择高的那一方的选择高(セレクトハイ)处理、限制处理等，计算车体速度Vx。
在下一步骤S780中，通过在步骤S730中从车辆控制控制器接收到的目标滑移率TargetSlip、及在步骤S770中计算出的车体速度，基于例如如下式子，计算各轮的目标车轮速度TargetVw。
[数21]
Target Vw(-)＝Vx(1-Target Slip(-))
Vx：车体速度，TargetVw(-)：各轮的目标车轮速度
在本实施例中，表示了从车辆控制控制器10发送目标滑移率，并由制动驱动力控制器20计算目标车轮速度的结构，但也可以考虑为如下的结构，即，使车辆控制控制器10具有步骤S770的车体速度计算和该步骤S780的单元，车辆控制控制器10计算目标车轮速度。
在步骤S790中，根据上述目标车轮速度TargetVw对在步骤S740中从车辆控制控制器10接收到的滑移率控制许可阈值进行加减运算，而计算滑移率控制许可车轮速度StartVw。对加速方向的阈值进行加法运算，对减速方向的阈值进行减法运算。
在步骤S800中，根据在步骤S710中计算出的各轮车轮速度与上述的滑移率控制许可阈值的差，计算滑移率控制开始误差量StartΔVw。
[数22]
StartΔVw(-)＝Vw(-)-Start Vw(-)
为了进一步改善滑移控制的开始延迟，也可以考虑采用各轮的车轮速度的变化速度，如下式计算该误差量。
[数23]
StartΔVw(-)＝Kvws1(Vw(-)-Start Vw(-))+Kvws2ΔVw(-)
ΔVw(-)：各轮的车轮速度变化速度，Kvws1：控制开始用滑移率误差增益，Kvws2：控制开始用车轮速度的变化速度增益。
在步骤S810～S850中，制动驱动力控制器20判断最终是否执行滑移控制。
首先，在步骤S810中，将滑移率控制开始误差量StartΔVw与预先确定的规定值进行比较，在误差量超过规定值的情况下，判断为滑移较大，需要进行滑移率控制，从而进入步骤S820。
在步骤S820中车辆控制控制器10判断是否没有设定滑移率控制禁止标识，当没有设定时执行滑移率控制，并在步骤S830中设定滑移率控制执行判断标识。
在步骤S810中，即使在误差量低于规定值的情况下，如果车辆控制控制器10设定了强制滑移率控制标识，则通过步骤S820～S830设定滑移率控制执行判断标识。
在误差量低于规定值、且清除了强制滑移率控制标识的情况、以及在误差量低于规定值、且判断为在步骤S820中已设定滑移率控制禁止标识的情况下，作为不需要进行滑移率控制的情况，而设定滑移率控制执行判断标识。
在步骤S860中，基于滑移率控制执行判断标识，进行制动驱动力控制量的切换。在设定了滑移率控制执行判断标识的情况下进入步骤S870，例如如下式计算对应于滑移率的制动驱动力控制量(滑移时制动驱动力控制量)TargetSlipFx。
[数24]
Target Vw Fx(-)＝Kvw1(Vw(-)-TargetVw(-))+Kvw2ΔVw(-)
Kvw1：控制量计算用滑移率误差增益，Kvw2：控制量计算用车轮速度的变化速度增益
在步骤S860中，在清除了滑移率控制执行判断标识的情况下，因为判断为不需要实施滑移率控制，所以在步骤S880中使TargetSlipFx为“0”。
在步骤S890中，计算制动驱动促动器应达成的最终制动驱动力OutputFx。最终制动驱动力能够由从车辆控制控制器10发送来的各轮的目标制动驱动力TargetFx和上述的TargetSlipFx的相加值计算。
[数25]
Output Fx(-)＝TargetFx(-)+Target VwFx(-)
OutputFx(-)：各轮的最终制动驱动力
在步骤S860～S880中，在判断为不需要实施滑移率控制时使TargetSlipFx为“0”，所以，实现了如下形式，即，正常时输出TargetFx，在判断为需要滑移率控制时附加用于使车轮速度向TargetVw收敛的控制量TargetSlipFx。
接着，在步骤S900中，为了达成最终制动驱动力OutputFx，计算用于驱动促动器的控制信号的大小。例如，当是驱动液压泵来获得制动力的系统时，对应于OutputFx计算泵驱动电流。该部分根据制动驱动促动器30的形态而改变。
然后，在步骤S910中，向制动驱动促动器30输出在步骤S900中计算出的信号。基于该信号控制制动驱动促动器30，使各轮产生最终制动驱动力OutputFx。
接着，针对本实施例的作用进行说明。
图10表示本实施例的制动力和车轮速度的变化。另外，图11作为参考例而表示了如下结构中的制动力和车轮速度的变化，该结构为从车辆控制控制器向制动驱动力控制器发送目标制动驱动力、并从制动驱动力控制器向车辆控制控制器发送车轮速度的结构。
在车轮产生了滑移的情况下，如图11的参考例所示，当在车辆控制控制器侧进行滑移率的控制时，由于车辆控制控制器与制动驱动力控制器之间的通信延迟、即从制动驱动力控制器向车辆控制控制器的车轮速度通信的延迟、以及从车辆控制控制器向制动驱动力控制器的目标驱动力通信的延迟，车辆控制控制器所指示的制动力与实际产生的制动力较大地偏离。因此，制动力的降低延迟，车轮产生较大的滑移，车轮速度的收敛延迟。
与此相对，在本结构中，将需要响应性的车轮速度的滑移检测和制动驱动力控制集成在与制动驱动促动器30接近的制动驱动力控制器20，由上游的车辆控制控制器10执行响应性需求较低的制动驱动力目标值、滑移率目标值的计算，由此，如图10所示在车轮产生了滑移的情况下，能够在与检测出车轮滑移的时刻相同的运算期间内减小制动力，所以不会产生过多的滑移，能够进行稳定的制动力、横向力的控制，将车辆引导向预期的位置。
在此，针对从上述实施方式能够掌握的方式，与其效果一起说明如下。
车辆控制系统在其一个方式中，具有：将车辆向目标方向引导的车辆控制控制器10、以及产生制动力的制动驱动力控制器20，车辆控制控制器10具有：由相机、GPS等确定车辆的目标方向的单元1、11、12、13、计算用于遵循该目标方向的制动驱动力或横向力的单元14、计算用于产生该制动驱动力、横向力的目标滑移率的单元15、16、以及将目标制动驱动力和目标滑移率向制动驱动力控制器20发送的单元，制动驱动力控制器20具有：接收该目标制动驱动力和目标滑移率的单元、检测相当于车轮速度的物理量的单元3、22、以及控制车辆所具有的制动器、动力传动机构等制动驱动力的单元24、25，制动驱动力控制器20基于检测单元3、22，控制制动驱动力。
在车辆控制系统的其它方式中，制动驱动力控制器20具有：检测相当于车轮速度的物理量的单元3、22、以及基于从车辆控制控制器10发送来的目标滑移率来检测车轮锁止、滑移的单元21，制动驱动力控制器20对应于车辆控制控制器10所指示的目标制动驱动力而产生制动驱动力直到检测锁止为止，在检测到车轮锁止、滑移的情况下，制动驱动力控制器20控制制动驱动力以达成车辆控制控制器10所指示的目标滑移率。
此外在另一方式中，制动驱动力控制器20将用于检测锁止、滑移的锁止、滑移检测阈值从车辆控制控制器10向制动驱动力控制器20发送，制动驱动力控制器20对应于车辆控制控制器10所指示的目标制动驱动力，产生制动驱动力，直至满足该阈值。
此外在另一方式中，车辆控制控制器10对应于车辆状态，发送为了强制性地达成目标滑移率而指示的指令，制动驱动力控制器20在接收到该信号时，不管有无锁止、滑移，都控制制动驱动力以达成目标滑移率。
此外在另一方式中，车辆控制控制器10对应于车辆状态，发送为了强制性地达成目标制动驱动力而指示的指令，制动驱动力控制器20在接收到该信号时，不管有无锁止、滑移，都控制制动驱动力以达成目标制动驱动力。
如上所述构成的车辆控制系统为，将车辆向目标方向引导的车辆控制控制器10计算对应于该目标方向的目标制动驱动力、及目标滑移率并向制动驱动力控制器20发送，制动驱动力控制器20对应于目标滑移率、或锁止、滑移检测阈值、以及自身检测出的车轮速度，切换使制动力为目标制动驱动力的控制、以及为了达成目标滑移率而为自身计算出的制动驱动力(称为滑移时制动驱动力)的控制。
另外，车辆控制控制器10在判断为为了将车辆向目标方向引导而需要降低轮胎所产生的横向力时，发出指令以使强制性地达成目标滑移率，同时使该目标滑移率为横向力降低的滑移率。
此外，车辆控制控制器10在微小的制动力控制的情况等识别为不需要进行对目标滑移率的控制的情况及容许车轮锁止的情况下，如下控制，即，强制性地使制动力成为目标制动驱动力。
基于上述结构的第一效果为，当以始终成为目标滑移率的方式进行制动驱动力控制时，在目标制动驱动力较小时目标滑移率非常小，所以，由于滑移率的检测误差等，制动驱动力控制倾向于变得不稳定。因此，通过控制以在目标滑移率较小时为目标制动驱动力控制、在目标滑移率较大时达成目标滑移率，而能够进行稳定的制动驱动控制，并能够谋求提高车辆的方向上的精度及提高车辆的乘坐舒适性。
第二效果为，由车辆控制控制器10进行目标制动驱动力和目标滑移率的计算，由制动驱动力控制器20进行制动驱动力的控制。此时，检测车轮速度的制动驱动力控制器20进行选择目标制动驱动力和达成目标滑移率的制动驱动力的哪一个的、车轮锁止、滑移的判断和控制规律的选择，由此，能够在不使控制器20的运算速度、通信速度高速化的情况下响应良好地控制车轮锁止、滑移，并且能够精度良好地将车辆向目标方向引导。
第三效果为，因为车辆控制控制器10将用于检测车轮锁止、滑移的锁止、滑移检测阈值向制动驱动力控制器20发送，所以，至少在识别为滑移比目标滑移率大的状态下，从基于目标制动驱动力的制动驱动力控制切换为达成目标滑移率的制动驱动力控制(滑移时制动驱动力控制)。由此，在上述目标滑移率非常小的区域、例如恶劣路况等车轮速度的变化较大时，能够对错误切换为达成目标滑移率的控制、引起制动驱动力变化的情况进行抑制。另外，该阈值由车辆控制控制器10根据车辆状态进行改变。例如，通过对应于与前方车辆的距离进行增减，在与前方车辆的距离接近时切换为达成目标滑移率的滑移时制动驱动力控制，能够抑制制动力减小而引起的追尾等事件。即，在前方车辆正在接近的情况下使偏移量增大，从而不会妨碍紧急制动器的工作。
第四效果为，例如在车辆控制控制器10识别为因转向过度等而使车辆行为受到干扰时，该控制器10以对前外轮增加制动力和增大滑移率来降低横向力为目标，进行制动。此时，当以目标制动力进行控制时，例如如图12所示，在相对于控制器10所识别的路面特性、实际路面的制动力峰值较大的情况等下，控制器10即使以假定为为了减小轮胎横向力而产生滑移的目标制动力进行控制，滑移也不会增大，实际产生的轮胎横向力难以降低。因此，车辆行为未被改善，不能将车辆向目标方向引导。此时，如果以成为应作为目标的滑移率的方式控制制动力，则横向力的降低精度进一步提高。因此，对应于车辆行为，车辆控制控制器10通过切换为强制性地达成目标滑移率的、滑移时制动驱动力控制，能够改善车辆姿态。
第五效果为，通过与上述的车轮锁止、滑移检测阈值独立地禁止强制性地达成目标滑移率的制动驱动力控制，而减少适应车轮锁止、滑移检测阈值所花费的工作量。例如虽然对应于与前方车辆的距离对车轮锁止、滑移检测阈值进行增减，但在极低车速区域中想要容许车轮锁止而禁止达成目标滑移率的制动驱动力控制之类的情况下，在阈值的调节中需要时间进行适应。因此，车辆控制控制器10通过强制性地切换为对应于目标制动驱动力的制动驱动力控制，能够容易适应。
上面，针对本发明的几个实施方式进行了说明，上述的发明的实施方式是为了容易理解本发明，而不是对本发明进行限定。本发明在不脱离其主旨的情况下可以进行变更、改进，并且本发明包含其等同物。另外，在能够解决上述问题的至少一部分的范围、或具有至少一部分效果的范围内，权利要求范围及说明书所述的各构成要件能够任意组合或省略。
本申请基于2018年4月26日在日本提交的第2018-84845号专利申请主张优先权。2018年4月26日在日本提交的第2018-84845号专利申请的包括说明书、权利要求书、附图以及说明书摘要在内的所有公开内容通过引用作为整体而包含在本申请中。
附图标记说明
1外界识别传感器；2车辆运动状态检测传感器；3车轮速度传感器；10车辆控制控制器(车辆控制装置)；11航线追踪力矩计算部，12空转抑制力矩计算部；13车辆行为目标计算部；14各轮产生目标制动驱动力计算部；15摩擦圆最大值计算部；16各轮产生目标滑移率计算部；17各轮滑移率控制许可阈值计算部；18各轮强制滑移率控制标识计算部；19各轮滑移率控制禁止标识计算部；20制动驱动力控制器(制动驱动力控制装置)；21滑移率控制执行判断标识计算部；22车轮速度计算部；23滑移率/制动驱动力计算部；24最终制动驱动力计算部；25制动驱动力控制信号生成部；30制动驱动促动器。

Claims (14)

1.一种制动驱动力控制装置，其特征在于，
获取目标制动驱动力及目标滑移率，所述目标制动驱动力及所述目标滑移率基于从外界识别传感器输入的与车辆行驶路线相关的信息、以及从车辆运动状态检测传感器输入的与所述车辆的运动状态相关的物理量由车辆控制装置求出，且用于将所述车辆向目标路线引导，
根据将从车轮速度传感器输入的与所述车辆的车轮速度相当的物理量转换为车轮速度的值与所述车辆的各轮的滑移率控制许可阈值之间的关系，求出达成所述目标滑移率的滑移时制动驱动力，切换基于所述目标制动驱动力的制动驱动力控制信号、以及基于所述滑移时制动驱动力的制动驱动力控制信号并向与所述车辆的制动驱动相关的促动器输出。
2.如权利要求1所述的制动驱动力控制装置，其特征在于，
对所述目标滑移率附加偏移量而计算所述车辆的各轮的滑移率控制许可阈值。
3.如权利要求1所述的制动驱动力控制装置，其特征在于，
基于从所述车辆控制装置接收到的滑移率控制许可阈值，修正所述滑移时制动驱动力。
4.如权利要求1所述的制动驱动力控制装置，其特征在于，
基于从所述车辆控制装置接收到的强制滑移率控制标识，选择基于所述滑移时制动驱动力的所述制动驱动力控制信号，并向所述促动器输出。
5.如权利要求1所述的制动驱动力控制装置，其特征在于，
在当前时刻车辆所产生的力矩与目标力矩的偏离量比规定的阈值大或相等时，选择基于所述滑移时制动驱动力的所述制动驱动力控制信号，并向所述促动器输出。
6.如权利要求1所述的制动驱动力控制装置，其特征在于，
基于从所述车辆控制装置接收到的滑移率控制禁止标识，使基于所述滑移时制动驱动力的所述制动驱动力控制信号为非选择，而选择基于所述目标制动驱动力的所述制动驱动力控制信号，并向所述促动器输出。
7.一种车辆控制方法，其特征在于，
利用车辆控制装置，基于从外界识别传感器输入的与车辆行驶路线相关的信息、以及从车辆运动状态检测传感器输入的与所述车辆的运动状态相关的物理量，求出用于将所述车辆向目标路线引导的目标制动驱动力及目标滑移率，
将所述目标制动驱动力及所述目标滑移率从所述车辆控制装置向制动驱动力控制装置输入，
利用所述制动驱动力控制装置，根据将从车轮速度传感器输入的与所述车辆的车轮速度相当的物理量转换为车轮速度的值与所述车辆的各轮的滑移率控制许可阈值之间的关系，求出达成所述目标滑移率的滑移时制动驱动力，切换基于所述目标制动驱动力的制动驱动力控制信号、以及基于所述滑移时制动驱动力的制动驱动力控制信号并向与所述车辆的制动驱动相关的促动器输出。
8.如权利要求7所述的车辆控制方法，其特征在于，
对所述目标滑移率附加偏移量而计算所述车辆的各轮的滑移率控制许可阈值。
9.一种车辆控制系统，其特征在于，具有：
车辆控制装置，其基于从外界识别传感器输入的与车辆行驶路线相关的信息、以及从车辆运动状态检测传感器输入的与所述车辆的运动状态相关的物理量，求出用于将所述车辆向目标路线引导的目标制动驱动力及目标滑移率，
制动驱动力控制装置，其输入有从所述车辆控制装置输出的所述目标制动驱动力及所述目标滑移率，根据将从车轮速度传感器输入的与所述车辆的车轮速度相当的物理量转换为车轮速度的值与所述车辆的各轮的滑移率控制许可阈值之间的关系，求出达成所述目标滑移率的滑移时制动驱动力，切换基于所述目标制动驱动力的制动驱动力控制信号、以及基于所述滑移时制动驱动力的制动驱动力控制信号并向与所述车辆的制动驱动相关的促动器输出。
10.如权利要求9所述的车辆控制系统，其特征在于，
所述车辆控制装置对所述目标滑移率附加偏移量而计算所述车辆的各轮的滑移率控制许可阈值。
11.如权利要求9所述的车辆控制系统，其特征在于，
所述制动驱动力控制装置基于从所述车辆控制装置接收到的滑移率控制许可阈值，修正所述滑移时制动驱动力。
12.如权利要求9所述的车辆控制系统，其特征在于，
所述制动驱动力控制装置基于从所述车辆控制装置接收到的强制滑移率控制标识，选择基于所述滑移时制动驱动力的所述制动驱动力控制信号，并向所述促动器输出。
13.如权利要求9所述的车辆控制系统，其特征在于，
所述制动驱动力控制装置在当前时刻车辆所产生的力矩与目标力矩的偏离量比规定的阈值大或相等时，选择基于所述滑移时制动驱动力的所述制动驱动力控制信号，并向所述促动器输出。
14.如权利要求9所述的车辆控制系统，其特征在于，
所述制动驱动力控制装置基于从所述车辆控制装置接收到的滑移率控制禁止标识，使基于所述滑移时制动驱动力的所述制动驱动力控制信号为非选择，而选择基于所述目标制动驱动力的所述制动驱动力控制信号，并向所述促动器输出。
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