车辆控制系统的制作方法

本发明涉及车辆控制系统。

背景技术：

以往，提出有如下路面信息提供系统：其根据包括车辆的打滑地点的信息在内的车辆信息等，判别是否将多个打滑地点集合起来，作为打滑信息向车辆的乘务员提供(例如，参照专利文献1)。根据该专利文献1所述的车辆的控制装置，通过集合单元判别多个打滑地点的集合，在判别的结果为集合有多个打滑地点的情况下，被集合起来的多个打滑地点作为一个打滑信息被提供。由此，可避免连续多次地提供信息，可减少车辆乘务员的麻烦。

此外，提出有如下车辆运动控制装置：其通过tcs(防滑控制系统)控制使驱动轮的打滑率在目标打滑率附近反复过冲/下冲，抑制由于前后轮的转弯力变化而产生的车辆动作的摇晃(例如，参照专利文献2)。根据该专利文献2所述的车辆的控制装置，通过形成为根据打滑率信息和负载移动量信息对本车的车辆规格中的相当于前后轮的转弯力的常数进行改写的结构，从而抑制车辆动作的摇晃。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-266925号公报

专利文献2：日本特开平8-085471号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

为了抑制上述公报中所述的打滑，例如，在车辆中采用基于电动泵的液压进行两轮驱动与四轮驱动的切换，但这样的车辆的两轮驱动与四轮驱动的切换若在通过打滑地点而开始打滑后开始切换的控制，则从开始控制切换起到从两轮驱动向四轮驱动的切换完成为止，会花费时间。

本发明正是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种车辆控制系统，该车辆控制系统能够与可实行两轮驱动与四轮驱动的切换的车辆通过打滑地点的时刻吻合而不延迟地对所述车辆进行该切换。

用于解决课题的手段

(1)本发明是一种车辆控制系统，该车辆控制系统具备：电动泵(例如，后述的eop65)，其在车辆中进行两轮驱动与四轮驱动的切换；和自动驾驶控制部(例如，后述的自动驾驶控制部11)，其对包含有所述电动泵的所述车辆进行自动驾驶控制，其中，所述自动驾驶控制部具备：行动计划生成部(例如，后述的行动计划生成部115)，其制定行动计划；待命要否判定部(例如，后述的待命要否判定部12)，其判定是否需要按照所述行动计划进行待命，该待命用于进行从两轮驱动向四轮驱动的切换；待命状态控制部(例如，后述的待命状态控制部13)，其在所述待命要否判定部判定为需要进行所述待命的情况下，使所述电动泵成为待命状态；以及驱动切换部(例如，后述的驱动切换部14)，其按照所述行动计划利用所述电动泵从两轮驱动向四轮驱动切换。

(2)本发明是一种车辆控制系统，该车辆控制系统具备自动驾驶控制部，所述自动驾驶控制部对所述车辆进行包括在车辆中进行两轮驱动与四轮驱动的切换在内的自动驾驶控制，其中，所述自动驾驶控制部具备：行动计划生成部，其制定行动计划；待命要否判定部，其判定是否需要按照所述行动计划进行待命，该待命用于进行从两轮驱动向四轮驱动的切换；待命状态控制部，其在所述待命要否判定部判定为需要进行所述待命的情况下，进行用于实行从两轮驱动向四轮驱动的切换的所述待命；以及驱动切换部，其按照所述行动计划从两轮驱动向四轮驱动切换。

(3)在(1)或(2)的车辆控制系统中，优选的是，所述待命要否判定部判定在所述车辆到达所述行动计划生成部制定的行动计划中包含的打滑地点之前是否需要预先进行所述待命。

(4)在(3)的车辆控制系统中，优选的是，在所述车辆到达所述行动计划生成部制定的行动计划中包含的所述打滑地点之前，所述待命状态控制部预先进行所述待命。

发明效果

根据本发明，能够提供一种车辆控制系统，该车辆控制系统能与可实行两轮驱动与四轮驱动的切换的车辆通过打滑地点的时刻吻合而不迟延地对所述车辆进行该切换。

附图说明

图1是示出本发明的一个实施方式的车辆控制系统的结构的图。

图2是示出自动驾驶中的车辆的驾驶控制部的处理的步骤的流程图。

标号说明

1车辆控制系统

11自动驾驶控制部

12待命要否判定部

13待命状态控制部

14驱动切换控制部

65eop(电动泵)

115行动计划生成部

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的一个实施方式详细地进行说明。

图1是示出车辆控制系统1的结构的图。

装载有本实施方式的车辆控制系统1的车辆例如由四轮驱动车(省略图示)构成，所述四轮驱动车具备：发动机(驱动源)，其横放地装载于车辆的前部；自动变速器，其与发动机一体地设置；和动力传递机构(省略图示)，其将来自发动机的、对前轮(省略图示)进行驱动的驱动力分配至后轮(省略图示)。如在后面详细说明的那样，本实施方式的车辆控制系统1具有能够对车辆的驾驶自动地进行控制的结构，能够实现相当于国土交通省规定的级别3的自动驾驶。

如图1所示，车辆控制系统1具备ecu(电子控制单元)10、外界传感装置20、hmi(humanmachineinterface：人机界面)30、导航装置40、车辆传感器50、eps(electricpowersteering：电动助力转向)61、vsa(vehiclestabilityassist：车辆稳定辅助系统)62、esb(electricservobrake：电动伺服制动)64、驱动力输出装置71、制动装置72和转向装置73。

外界传感装置20具备摄像头21、雷达(radar)22和激光雷达(lidar)23。

摄像头21在本车的任意的部位至少设置有一个，对本车的周围进行拍摄而取得图像信息。摄像头21是单眼摄像头或立体摄像头，可采用例如使用了ccd(电荷耦合器件)或cmos(互补金属氧化物半导体)等固体摄像元件的数码摄像头。

雷达22在本车的任意的部位至少设置有一个，对存在于本车的周围的物体的位置(距离及方位)进行检测。具体而言，雷达22向车辆的周围照射毫米波等电磁波，通过检测被照射出的电磁波被物体反射的反射波，从而检测物体的位置。

激光雷达23在本车的任意的部位至少设置有一个，对存在于本车的周围的物体的位置(距离及方位)、性质进行检测。具体而言，激光雷达23向车辆的周围呈脉冲状地照射波长比毫米波短的电磁波(紫外光、可视光、近红外光等电磁波)，通过检测被照射出的电磁波被物体散射的散射波，从而与雷达22相比，可检测存在于更远距离的物体的位置和性质。

外界传感装置20作为先进驾驶辅助系统adas(advanceddriverassistancesystems)发挥作用。具体而言，外界传感装置20利用传感器融合技术对通过上述的摄像头21、雷达22和激光雷达23等取得的各信息综合地进行评价，并将更准确的信息向在后面详细说明的ecu10输出。

hmi30是向驾驶员等提示出各种信息、并且接受驾驶员等的输入操作的界面。hmi30例如具备均未图示的显示装置、座椅安全带装置、方向盘接触传感器、驾驶员监控摄像头和各种操作开关等。

显示装置是例如显示图像并且接受驾驶员等的操作的触控面板式显示装置。座椅安全带装置构成为例如包括座椅安全带预紧器，例如，在由于车辆故障等而不依照驾驶员的意志执行从自动驾驶向手动驾驶的切换时，使座椅安全带振动而向驾驶员报知、警告。方向盘接触传感器被设置于车辆的方向盘，对驾驶员与方向盘的接触以及驾驶员握住方向盘的压力进行检测。驾驶员监控摄像头对驾驶员的脸和上半身进行拍摄。各种操作开关构成为例如包括指示自动驾驶的开始和停止的gui(图形用户界面)式或机械式的自动驾驶切换开关等。此外，hmi30也可以包括具有与外部的通信功能的各种通信装置。

导航装置40具备gnss(globalnavigationsatellitesystem：全球导航卫星系统)接收部41、路径确定部42和导航存储部43。此外，导航装置40在上述的hmi30内具备用于供驾驶员等使用导航装置40的显示装置及扬声器、操作开关等。

gnss接收部41根据来自gnss卫星的接收信号确定车辆的位置。但是，也可以根据来自在后面详细说明的车辆传感器50的取得信息确定车辆的位置。

路径确定部42参照被存储于在后面详细说明的导航存储部43中的地图信息来确定例如通过gnss接收部41确定的本车的位置到驾驶员等输入的目的地的路径。利用上述的hmi30内的显示装置及扬声器等，以由该路径确定部42确定的路径为驾驶员等引导路径。

导航存储部43存储高精度的地图信息mpu(mappositionunit：地图位置单元)。作为地图信息，例如，包括道路的类别、道路的车道数量、紧急驻车带的位置、车道的宽度、道路的坡度、道路的位置、车道转弯的曲率、车道的汇合和分支点位置、道路标识等信息、交叉点的位置信息、信号机有无的信息、停止线的位置信息、拥堵信息、其它车辆信息、打滑点(打滑地点)等。

另外，导航装置40也可以由例如智能电话或平板电脑终端等终端装置构成。此外，导航装置40具备均未图示的各种蜂窝网、车载专用通信单元tcu(telematicscommunicationunit：终端控制单元)等，能够在与云服务器等之间进行信号收发。由此，除了车辆位置信息等被发送到外部以外，上述的地图信息可随时更新。

车辆传感器50具备用于检测本车的各种动作的多个传感器。例如，车辆传感器50具备如下的传感器等：车度传感器，其检测本车的速度(车速)；车轮速传感器，其检测本车的各车轮的速度；前后加速度传感器，其检测本车的加减速度；侧向加速度传感器，其检测本车的侧向加速度；偏航率传感器，其检测本车的偏航率；方位传感器，其检测本车的方向；和坡度传感器，其检测本车所处的坡度。

此外，车辆传感器50具备对各种操作装置的操作量进行检测的多个传感器。例如，车辆传感器50具备如下的传感器等：油门踏板传感器，其检测油门踏板的踏入(开度)量；转向角传感器，其检测方向盘的操作量(转向角)；扭矩传感器，其检测转向扭矩；刹车踏板传感器，其检测刹车踏板的踏入量；和变速传感器，其检测变速杆的位置。

eps61是所谓的电动助力转向装置。eps61具备未图示的eps-ecu，根据从在后面详细说明的ecu10输出的控制指令，对后述的转向装置73进行控制，从而变更车辆(转向轮)的朝向。

vsa62是所谓的车辆动作稳定化控制装置。vsa62具备未图示的vsa-ecu，具有如下的功能：防止在制动操作时的车轮的锁定的abs(防抱死制动系统)功能；防止在加速时等的车轮的空转的tcs(牵引力控制系统)功能；抑制转弯时的侧滑等的功能；以及在本车碰撞时与驾驶员的制动操作无关地进行紧急制动控制的功能。为了实现这些功能，vsa62通过对后述的esb64产生的制动液压进行调整，从而支援车辆的动作稳定化。

具体而言，vsa62根据上述的车速传感器、转向角传感器、偏航率传感器和侧向加速度传感器检测出的车速、转向角、偏航率和侧向加速度等，对后述的制动装置72进行控制。具体而言，通过对向前后左右的每个车轮的制动气缸提供制动液压的液压单元进行控制，从而分别地控制各车轮的制动力而提高行驶稳定性。

esb64具备未图示的esb-ecu，根据从在后面详细说明的ecu10输出的控制指令对后述的制动装置72进行控制，从而使车轮产生制动力。

eop65(电动油泵)对离合器(省略图示)进行驱动，所述离合器被设置于动力传递机构，在向后轮(省略图示)分配或不分配来自发动机的驱动力之间进行切换。通过eop65的驱动向离合器提供工作油，利用工作油的液压驱动离合器。通过离合器被接合(连接)，从而来自发动机的驱动力被分配至后轮(省略图示)。通过离合器被释放(切断)，从而构成为来自发动机的驱动力不被分配到后轮的状态。

作为eop65，例如采用容积型泵、例如内接齿轮泵。与eop65连接的马达(省略图示)根据ecu10的指令被实施pwm控制(占空控制)，从而从eop65经油路向离合器内的活塞室供油。由此，确保离合器接合所需的活塞压，通过活塞进行驱动，从而构成为离合器被接合(连接)。

驱动力输出装置71由作为本车的驱动源的发动机(驱动源)等构成。驱动力输出装置71根据从在后面详细说明的ecu10输出的控制指令生成用于供本车行驶的行驶驱动力(扭矩)，并经变速器被传递至各车轮。

制动装置72由例如并用液压式制动器的电动伺服制动器构成。制动装置72根据从在后面详细说明的ecu10输出的控制指令对车轮进行制动。

转向装置73由上述的eps61控制而变更车轮(转向轮)的朝向。

下面，对本实施方式的车辆控制系统1具备的ecu10详细地进行说明。

如图1所示，ecu10具备自动驾驶控制部11、待命要否判定部12、待命状态控制部13和驱动切换部14。

自动驾驶控制部11构成为包括第一cpu(中央处理器)111和第二cpu112。

第一cpu111构成为包括外界识别部113、本车位置识别部114、行动计划生成部115和异常判定部116构成。

外界识别部113根据由上述的外界传感装置20取得的各种信息识别外界的物体(识别对象物)，并且识别其位置。具体而言，外界识别部113识别障碍物、道路形状、信号机、护栏、电线杆、周边车辆(包括速度及加速度等行驶状态、停车状态)、车道标志、步行者等，并且识别它们的位置。

本车位置识别部114根据由上述的导航装置40测定的本车的位置信息和由上述的车辆传感器50检测出的各种传感器信息，识别本车的当前位置和姿态。具体而言，本车位置识别部114通过将地图信息与由摄像头21取得的图像进行比较，从而识别本车正行驶着的行驶车道，并且识别本车的相对于行驶车道的相对位置和姿态。

行动计划生成部115生成直至本车到达目的地等为止的自动驾驶的行动计划。具体而言，行动计划生成部115根据上述的外界识别部113识别出的外界信息和上述的本车位置识别部114识别出的本车位置信息生成自动驾驶的行动计划，使得与本车的状况和周边状况对应，并且能够在上述的路径确定部42确定出的路径上行驶。

具体而言，行动计划生成部115生成本车将要行驶的目标轨迹。更具体而言，行动计划生成部115生成多个目标轨道的候补，从安全性和效率性的角度选择在那时候最合适的目标轨道。目标轨道中也包括关于积雪或上坡等容易打滑的打滑点的信息。此外，当在后面详细说明的异常判定部116中判定为驾驶员或本车为异常状态的情况下，行动计划生成部115生成例如使本车停止在安全的位置(紧急驻车带、路侧带、路边、驻车区域等)的行动计划。

异常判定部116判定驾驶员和本车中的至少一方是否为异常状态。驾驶员的异常状态包括例如身体状况变差、驾驶员睡着的状态、或由于生病等而意识不清的状态。此外，本车的异常状态是指本车的故障等。

具体而言，异常判定部116通过对上述的驾驶员监控摄像头取得的图像进行分析，从而判定驾驶员的异常状态。此外，当在例如由于本车的故障等不依照驾驶员的意志而从自动驾驶被强制地切换到手动驾驶时、尽管通过显示、声音或者座椅安全带的振动等向驾驶员通知了规定次数以上的警告仍检测不到驾驶员的手动驾驶操作的情况下，异常判定部116判定为驾驶员处于异常状态。驾驶员的手动驾驶操作由上述的方向盘接触传感器、油门踏板传感器、刹车踏板传感器等来检测。

此外，异常判定部116根据由上述的车辆传感器50等取得的各种传感器信息检查本车有无故障，并在检查到故障的情况下判定为本车为异常状态。

第二cpu112构成为包括车辆控制部117。向构成该第二cpu112的车辆控制部117输入由上述的第一cpu111取得的外界信息、本车位置信息、行动计划和异常信息。

车辆控制部117根据从上述的自动驾驶切换开关输入的自动驾驶开始/停止信号使自动驾驶开始/停止。此外，车辆控制部117通过上述的eps61、vsa62、esb64和eop65等，对驱动力输出装置71、制动装置72和转向装置73进行控制，使得本车按照行动计划生成部115生成的目标轨道以目标速度行驶。

待命要否判定部12对是否需要按照行动计划生成部115制定的行动计划进行用于实行从两轮驱动向四轮驱动的切换的待命进行判定。具体而言，在制定出的行动计划的目标轨道中包括关于积雪或上坡等容易打滑的打滑点的信息的情况下，判定为在这些地点需要使eop65成为后述的待命状态，以便从两轮驱动向四轮驱动切换。

在待命要否判定部12判定为需要进行待命的情况下，待命状态控制部13进行将eop65设为待命状态的控制。具体而言，与eop65连接的马达根据ecu10的指令被实施pwm控制(占空控制)，从而eop65开始驱动。由此，从eop65经油路向离合器内的活塞室(省略图示)供油。由此，确保将离合器接合所需的活塞压，活塞(省略图示)成为能够瞬间地驱动的状态，离合器成为能够接合(连接)的状态，变为待命状态。

驱动切换部14按照行动计划生成部115制定的行动计划通过eop65进行从两轮驱动向四轮驱动切换的控制。具体而言，将设置于eop65与离合器内的活塞室之间的油路的电磁阀(省略图示)关闭，并且使与eop65连接的马达驱动而使油路的液压上升。由此，离合器内的活塞室的油的液压上升，活塞被驱动而使离合器被接合(连接)。

下面，参照图2对由本实施方式的具备以上结构的车辆控制系统1执行的控制、即在车辆自动驾驶时从两轮驱动向四轮驱动切换的情况下的车辆的驾驶控制，详细地进行说明。

图2是示出自动驾驶时的车辆的自动驾驶控制部11的处理的步骤的流程图。

首先，在进行车辆的自动驾驶前，通过行动计划生成部115制定自动驾驶的行动计划，并选择最适合的目标轨道。然后，在行动计划生成部115制定的自动驾驶的行动计划中被选择出的最适合的目标轨道中也包括关于积雪或上坡等容易打滑的打滑点的信息，待命要否判定部12在车辆的自动驾驶前预先判定是否需要针对这些打滑点中的各打滑点设为待命状态。

在步骤s1中，ecu10判断从车辆通过自动驾驶行驶的当前的位置起在规定时间后通过的预定的位置是否被待命要否判定部12判定为需要使eop65成为待命状态。这里，规定时间是指从eop65不是待命状态的状态到使eop65成为待命状态所花费的时间以上的时间。若该判别为“是”，则进入到步骤s2，若该判别为“否”，则进入到步骤s5。

在步骤s2中，ecu10判断进行从两轮驱动向四轮驱动的切换的准备是否完成。具体而言，判断是否已成为待命状态，该待命状态是如下状态：eop65已开始驱动，由此，从eop65经油路向离合器内的活塞室供油，确保将离合器接合所需的活塞压，活塞能够瞬间地驱动。若该判别为“是”，则进入到步骤s3，若该判别为“否”，则进入到步骤s4。

在步骤s3中，驱动切换部14进行从两轮驱动向四轮驱动进行切换的控制。具体而言，驱动切换部14进行如下控制：将设置于eop65与离合器内的活塞室之间的油路的电磁阀关闭，并且使与eop65连接的马达驱动而使离合器内的活塞室的油的液压上升，活塞驱动而将离合器接合(连接)。在控制后，结束本处理。

在步骤s4中，待命状态控制部13进行设为待命状态的控制。即，待命状态控制部13在车辆到达行动计划生成部115制定的行动计划中包含的打滑点前，预先使eop65成为待命状态。在控制后，结束本处理。

在步骤s5中，驱动切换部14进行维持两轮驱动的状态的控制。具体而言，驱动切换部14维持使与eop65连接的马达停止的状态，维持离合器内的活塞室的油的液压不上升的状态，并进行维持离合器被释放(切断)的状态的控制。由此，后轮维持与前轮和驱动源完全断开的状态。在控制后，结束本处理。

根据以上说明的本实施方式的车辆控制系统1，起到下面的效果。

在本实施方式的车辆控制系统1中，自动驾驶控制部11具备：行动计划生成部115，其制定行动计划；待命要否判定部12，其对是否需要按照行动计划进行用于实行两轮驱动向四轮驱动的切换的待命进行判定；待命状态控制部13，其在待命要否判定部12判定为需要进行待命的情况下，将eop65设为待命状态；以及驱动切换部14，其按照行动计划利用eop65从两轮驱动向四轮驱动切换。

由此，在车辆通过积雪或上坡等容易打滑的打滑点前，能够预先使eop65成为待命状态，因此，在车辆通过打滑点时，能够不误时机地进行从两轮驱动向四轮驱动的切换。因此，虽然在打滑后为了进行从两轮驱动向四轮驱动的切换而设为待命状态的情况下，由于设为待命状态会花费时间，因此在从两轮驱动向四轮驱动的切换上花费时间，但是能够这样避免花费时间。

此外，在打滑点以外，由于无需设为四轮驱动，因此，通过根据行动计划在到达打滑点之前积极地采用两轮驱动，从而减小摩擦力，能够担保自动驾驶时的行驶性能，并且可提高燃料效率/续航距离。

此外，在本实施方式中，待命要否判定部12判定在车辆到达行动计划生成部115制定的行动计划中包含的打滑点前是否需要预先进行待命。

由此，在车辆到达打滑点前，能够预先识别需要在该打滑点处使eop65成为待命状态，能够预测应为待命状态的时刻。

此外，在本实施方式中，在车辆到达行动计划生成部115制定的行动计划中包含的打滑点前，待命状态控制部13预先使eop65成为待命状态。

由此，在车辆到达打滑点前，能够使eop65成为待命状态，在车辆到达打滑点时，能够瞬间地进行从两轮驱动向四轮驱动的切换。

另外，本发明不限于上述实施方式，本发明中包括在能够达成本发明的目的的范围内的变形、改进等。

例如，在上述实施方式中，装载有车辆控制系统1的车辆由四轮驱动车(省略图示)构成，所述四轮驱动车具备：发动机(驱动源)，其横放地装载于车辆的前部；自动变速器，其与发动机一体地设置；和动力传递机构，其将来自发动机的、对前轮(省略图示)进行驱动的驱动力分配至后轮(省略图示)。但不限于该结构。

例如，也可以由能够进行四轮驱动的电动汽车构成，所述电动汽车具备输出轴与四个作为驱动轮的车轮逐一地分别直接连结的所谓轮毂电机。在该情况下，待命状态是指：使两轮驱动的状态时未进行驱动的轮毂电机的转速与两轮驱动的状态时进行驱动的轮毂电机的转速一致。在这样使转速一致后，使离合器接合(连接)而进行两轮驱动的状态时未进行驱动的轮毂电机的驱动，从而切换为四轮驱动。

此外，在本实施方式中，按照行动计划从两轮驱动切换为四轮驱动，但不限于此。例如，也可以在前轮或后轮打滑时从两轮驱动向四轮驱动切换。