本发明涉及在车辆已经变得不可驾驶时执行控制的车辆控制装置的技术领域。
背景技术：
已知这样一种在车辆已经因为碰撞等而变得不可驾驶时执行安全控制的装置。例如，公开号为2014-046870的日本专利申请(JP 2014-046870 A)描述了这样一种技术：在混合动力车辆中，在检测到车辆碰撞时增加引擎的转动阻力并且迅速降低电动机的转速。另外，公开号为2015-002627的日本专利申请(JP 2015-002627 A)描述了预测车辆碰撞并提前停止电动机的技术。
如果在驾驶员正执行驾驶操作时车辆倾翻(overturn)(翻车)，则作为驾驶操作中断的结果，电动机的操作(转动)应该停止。但是在其中允许自动驾驶的车辆中，不管驾驶员的操作如何，电动机可能在工作(转动)。因此，如果车辆在自动驾驶期间最终倾翻，则即使在车辆倾翻之后，也可能继续供应用于驱动电动机的电力，车轮可能继续旋转。
如果车轮即使在车辆已经倾翻之后也继续旋转，则车轮例如成为人员逃离车舱或者救助者接近车辆时的障碍。另外，即使车轮不旋转，如果在车辆已经倾翻之后仍继续施加用于驱动电动机的高电压，则根据车辆的状态，可能接着发生电击或产生放电火花。
技术实现要素：
因此，本发明提供一种能够将在自主驾驶期间已经变得不可驾驶的车辆置于安全状态的车辆控制装置。
本发明的一方面涉及一种车辆控制装置，其控制配备电动机作为动力源的车辆，并且能够实现自动驾驶模式，在该自动驾驶模式中，无驾驶员输入的自主驾驶是可能的。该车辆控制装置包括：驾驶状态判定部，其被配置为，基于在所述自动驾驶模式下使用的指示所述车辆与周围环境之间的位置关系的数据，判定是否所述车辆在当前时间处于可驾驶状态，或者将在从所述当前时间经过预定时间段之后的时间点上处于可驾驶状态；以及转速降低部，其被配置为，当判定所述车辆在所述当前时间处于不可驾驶状态，或者将在经过所述预定时间段之后的时间点上处于不可驾驶状态，并且所述电动机的转速等于或大于预定转速时，降低所述电动机的转速。
根据本发明的此方面的车辆例如是配备电动机作为动力源的车辆，诸如混合动力车辆(VH)、插电式混合动力车辆(PHV)或电动车辆(EV)。另外，根据本发明的此方面的车辆是尤其能够实现自动驾驶模式的车辆，在该自动驾驶模式中，无驾驶员输入的自主驾驶是可能的。在所述自动驾驶模式中，所述车辆的驾驶控制例如基于从各种传感器、车载相机和GPS(全球定位系统)等获取的信息而被自动执行。
根据本发明的此方面的车辆控制装置是在上述自动驾驶模式中执行车辆控制的装置，并且可以采取各种计算机系统等(诸如各种控制器或微计算机设备)或各种处理单元(诸如一个或多个ECU(电子控制单元)的任意形式，该装置例如可以适当地包括一个或多个CPU(中央处理单元)、MPU(微处理单元))、以及各种处理器或各种控制器、或者各种存储构件(例如，ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)以及缓存存储器或闪存)。
当根据本发明的此方面的车辆控制装置在执行操作时，首先，通过判定部判定是否所述车辆在当前时间处于可驾驶状态，或者将在从所述当前时间经过预定时间段之后的时间点上处于可驾驶状态。这种情况下的可驾驶状态是指其中车辆实际上能够继续驾驶的状态。当在没有任何麻烦的情况下执行自动驾驶时，所述车辆被判定为处于可驾驶状态(即，不处于不可驾驶状态)。但是，例如当车辆因为未预料到的障碍物等而倾翻，或者碾过未预料到的障碍物等时，车辆可以被判定为处于不可驾驶状态。通过此方式，可以认为所述判定部是用于判定未预料到的不可驾驶状态的部分。
所述判定部基于在所述自动驾驶模式下使用的指示车辆与周围环境之间的位置关系的数据，判定所述车辆是否处于可驾驶状态。也就是说，所述判定部使用针对所述车辆的自动驾驶而获取的数据来判定所述车辆是否处于可驾驶状态。所述判定部例如将指示所述车辆的取向的信息与指示所述车辆周围的环境的信息进行比较，并且在所述车辆的倾斜度异常时(例如，当与所述车辆的纵向(前后方向)和横向(左右方向)正交的法线方向上的轴严重倾斜时)判定所述车辆处于不可驾驶状态。
基于被用于上述自动驾驶的数据，所述判定部不仅能够判定是否所述车辆在当前时间处于不可驾驶状态，而且还能判定是否所述车辆在从所述当前时间经过预定时间段之后的时间点上处于不可驾驶状态。更具体地说，如果能够检测到未预料到的障碍物(例如，迎面而来的车辆或冲入道路的行人等)，则能够预测随后的碰撞或翻车等，从而能够判定所述车辆是否将在经过所述预定的时间段之后的时间点上处于不可驾驶状态。通过此方式，能够预测车辆在未来的状态的效果是一种有利效果，其作为使用被用于自动驾驶的数据的结果可以被预期。
当通过所述判定部判定所述车辆处于不可驾驶状态或者将在经过预定时间之后处于不可驾驶状态，并且所述电动机的转速等于或大于预定转速时，通过所述转速降低部降低所述电动机的转速。这种情况下的所述预定转速是用于在所述车辆处于不可驾驶状态时，判定所述电动机的转速是否高得足以导致下面描述的情况的阈值。适当的值提前通过仿真等获得，并且被设定为该预定转速。所述转速降低部降低所述电动机的转速，以使其变得至少小于预定转速，但是所述转速降低部也可以完全地停止所述电动机的转动。用于降低所述转速的具体方法不作特别限制。也可以适当地应用任何公知的技术等。
在此，如果即使在所述车辆进入不可驾驶状态之后，所述电动机的转速也等于或高于所述预定转速，则倾翻的车辆的驱动轮会继续旋转，从而例如阻碍人员逃离车舱的尝试或救助者的努力。此外，即使不输出驱动力，但如果继续施加用于驱动所述电动机的高电压，则可能随后发生电击或产生放电火花。
但是，根据本发明的此方面，当判定所述车辆处于不可驾驶状态并且所述电动机的转速等于或大于预定转速时，所述电动机的转速降低。因此，可以更好地避免上述情况。如果驾驶员正在车辆中执行驾驶操作，则当车辆变得不可驾驶时，驾驶操作会停止，因此可以认为所述电动机的转速自动降低到预定转速或更低。但是，在所述自动驾驶模式下，所述电动机在所述驾驶员不执行任何操作的情况下工作，因此，即使所述车辆变得不可驾驶，所述电动机的转速也可能保持。因此，在能够实现自动驾驶的车辆中，在车辆如上所述变得不可驾驶时降低电动机的转速的控制极为有效。
如上所述，通过根据本发明的此方面的车辆控制装置，在自动驾驶期间变得不可驾驶的车辆能够被置于更安全的状态。
在上述方面，所述转速降低部可以包括指令部、制动器和打开部中的至少一者，所述指令部被配置为应用使所述电动机的转速目标值小于所述预定转速的指令值，所述制动器通过摩擦力使所述电动机减速，以及所述打开部被配置为使所述电动机的驱动电路的继电器释放。
当所述转速降低部具有所述指令部，并且所述车辆处于不可驾驶状态且所述电动机的转速等于或大于所述预定转速时，应用使所述电动机的转速目标值小于所述预定转速的指令值。因此，所述电动机的转速被可靠地降低到小于所述预定值。
当所述转速降低部具有所述制动器，并且所述车辆处于不可驾驶状态且所述电动机的转速等于或大于所述预定转速时，例如通过在来自所述电动机的驱动力被传输到的驱动轴上产生摩擦力来使所述电动机的转动减速。
当所述转速降低部具有所述打开部，并且所述车辆处于不可驾驶状态且所述电动机的转速等于或大于所述预定转速时，所述电动机的驱动电路的继电器被释放，从而停止将电力提供给所述电动机。
当所述转速降低部具有上述指令部、制动器和打开部中的两者或更多者时，所述转速降低部还可以通过组合地使用这些部件来降低所述电动机的转速。
在上述方面，所述不可驾驶状态可以是其中所述车辆的任一驱动轮在等于或大于第一预定时间段的时间内不与路面接触的状态，或者可以是其中所述车辆已经接触其它物体并且呈现不可驾驶的状态。
在其中所述车辆的任一驱动轮在等于或大于第一预定时间段的时间内不持续地接触路面的状态下，或者在其中所述车辆已经接触其它物体并且呈现不可驾驶的状态下，所述车辆能够恢复到可驾驶状态的可能性较低，由于所述电动机继续工作的事实，所述驱动轮将继续旋转的可能性很大。在此方面，所述电动机的转速在容易发生上述情况的情形下被降低。因此，车辆能够被很有效地置于安全状态。
此方面中的第一预定时间段是这样的阈值，该阈值被设定为，使得其中正常行驶的车辆的驱动轮例如暂时脱离路面的状态不会被错误地判定为不可驾驶状态。
在上述方面，所述驾驶状态判定部可以被配置为，当在基于所述车辆的取向的坐标系和基于所述车辆的行驶路面的坐标系中，法线方向上的轴偏离预定值或更大值时，判定所述车辆不可驾驶。
根据此方面，当判定所述车辆是否处于可驾驶状态时，使用基于所述车辆的取向的坐标系和基于所述车辆的行驶路面的坐标系。基于所述车辆的取向的坐标系是这样的坐标系：其中例如所述车辆的纵向(前后方向)为X轴，横向(左右方向)为Y轴，与该X轴和该Y轴都正交的方向为Z轴。该坐标系例如使用GPS和各种传感器等获得。另一方面，基于所述车辆的行驶路面的坐标系是这样的坐标系：其中例如当所述车辆正在行驶的路面为平面时，前进方向为X轴，该平面上与该X轴正交的方向为Y轴，与该X轴和该Y轴都正交的方向为Z轴。该坐标系例如基于预先存储的地图数据等获得。
在此，特别地，当所述车辆因为翻车而变得不可驾驶时，基于所述车辆的取向的坐标系的法线方向上的轴(即，上述实例中的Z轴)严重倾斜。因此，在基于所述车辆的取向的坐标系以及基于所述车辆的行驶路面的坐标系中，法线方向上的轴发生较大偏离。使用此事实，当法线方向上的轴偏离预定值或更大值时，所述驾驶状态判定部判定所述车辆严重倾斜，并且处于不可驾驶状态。
这种情况下的预定值是用于判定所述车辆倾斜到在正常驾驶时是难以置信的程度的阈值。最佳值例如提前通过仿真等获取，并且被设定为预定值。
如上所述，可以通过使用基于所述车辆的取向的坐标系和基于所述车辆的行驶路面的坐标系容易地、准确地判定所述车辆是否处于可驾驶状态。
在基于上述法线方向上的轴的偏离做出有关所述车辆不可驾驶的判定的上述方面，所述驾驶状态判定部可以被配置为，当其中法线方向上的轴偏离所述预定值或更大值的状态持续第二预定时间段或更长时间时，判定所述车辆不可驾驶。
在这种情况下，即使基于所述车辆的取向的坐标系和基于所述车辆的行驶路面的坐标系的法线方向上的轴偏离预定值或更大值，所述车辆也不会被立即判定为处于不可驾驶状态。因此，即使坐标系的法线方向上的轴偏离预定值或更大值，所述车辆也可能被判定为处于可驾驶状态。
在此方面，当其中所述坐标系的法线方向上的轴偏离所述预定值或更大值的状态持续所述第二预定时间段或更长时间时，所述车辆被判定为不可驾驶。这种情况下的所述第二预定时间段是用于判定所述车辆是否无法从倾斜状态恢复的阈值。最佳值例如提前通过仿真等获得，并且被设定为该第二预定时间段。
例如由于行驶路面上的隆起和凹陷导致所述车辆临时倾斜或者因为噪声等暂时错误地测量坐标系，因此，可能出现基于所述车辆的取向的坐标系和基于所述车辆的行驶路面的坐标系的法线方向上的轴的偏离。因而，如果在坐标系的法线方向上的轴偏离所述预定值或更大值时，所述车辆被立即判定为处于不可驾驶状态，则即使所述车辆处于可驾驶状态，所述电动机的转速也可能终会降低。
与之相比，可以通过使用其中坐标系的轴偏离所述预定值或更大值的状态持续所述第二预定时间段或更长时间的条件来防止由上述临时偏离导致的错误判定。因此，可以更准确地判定所述车辆的驾驶状态。
在基于上述其中坐标系的轴偏离所述预定值或更大值的状态持续所述第二预定时间段或更长时间而做出有关所述车辆是否不可驾驶的判定的上述方面，所述驾驶状态判定部可以被配置为，当所述法线方向上的轴的偏离较大时，缩短所述第二预定时间段。
在这种情况下，例如，当基于所述车辆的取向的坐标系和基于所述车辆的行驶路面的坐标系的法线方向上的轴的偏离大大超过预定值时，所述第二预定时间段被设定为较短。也就是说，即使坐标系的轴偏离所述预定值或更大值期间的时间段是较短的时间段，所述车辆也会被判定为不可驾驶。因此，如果所述车辆倾斜到无法相信所述车辆会恢复的程度，则在较早的阶段判定所述车辆不可驾驶。因此，所述电动机的转速能够被迅速降低，以便能够较早地将所述车辆置于安全状态。
另一方面，当基于所述车辆的取向的坐标系和基于所述车辆的行驶路面的坐标系的法线方向上的轴的偏离略微超过预定值时，所述第二预定时间段被设定为较长。也就是说，如果坐标系的轴偏离所述预定值或更大值期间的时间段持续足够长的时间段，则判定所述车辆不可驾驶。因此，如果所述车辆的倾斜量小的足以相信所述车辆可能会恢复，则不会判定所述车辆不可驾驶，除非经过较长的时间段。因此，即使所述车辆处于可驾驶状态，也可以防止所述车辆被错误地判定为处于不可驾驶状态，从而防止所述电动机的转速被不必要地降低。
所述第二预定时间段根据坐标系的偏离量而更改的程度例如可以使用提前通过仿真等获得的地图等来确定。另外，所述第二预定时间段更改的程度可以根据车辆周围的环境(例如，车辆正在行驶的路面的状态)调整。
根据下面描述的示例实施例，将使本发明的该操作以及其它优点变得明显。
附图说明
下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在所述附图中，相同的附图标记表示相同的部件，其中：
图1是根据一示例实施例的混合动力车辆的结构的框图；
图2是示出根据该示例实施例的由车辆控制装置执行的自动驾驶例程的流程图；
图3是示出根据该示例实施例的由车辆控制装置执行的安全控制例程的流程图；
图4是在自动驾驶期间使用的两个坐标系的透视图；
图5是当车辆倾翻时的两个坐标系之间的差别的透视图；以及
图6是示出根据该示例实施例的由车辆控制装置执行的预测性安全控制例程的流程图。
具体实施方式
下面将参考附图描述车辆控制装置的示例实施例。在示例实施例中，给出混合动力车辆作为本发明的车辆的一个实例。
<混合动力车辆的结构>
首先将参考图1描述根据示例实施例的混合动力车辆V的结构。在此，图1是根据该示例实施例的混合动力车辆的结构的框图。
如图1所示，根据该示例实施例的混合动力车辆V包括作为动力源的引擎ENG和电动发电机MG、外部传感器1、GPS接收部2、内部传感器3、地图数据库4、导航系统5、HMI(人机界面)6、PCU(电力控制单元)7、电池8、MG机械制动器9和ECU(电子控制单元)10。
引擎ENG是混合动力车辆V的主动力源，并且通过燃烧诸如汽油或轻油之类的燃料来驱动混合动力车辆V。引擎ENG还能用作用于旋转(例如，驱动)下面将描述的电动发电机MG的旋转轴的动力源。
电动发电机MG与引擎ENG一起用作混合动力车辆V的动力源。电动发电机MG经由未示出的动力分割装置(例如，行星齿轮单元)被连接到引擎ENG。电动发电机MG还具有再生功能，其中它将混合动力车辆V的驱动力变换为电力。电动发电机MG被配置为能够经由PCU 7从电池8输入电力以及向电池8输出电力。电动发电机MG是“电动机”的一个具体实例。
外部传感器1是检测外部状况的检测装置，该外部状况是与混合动力车辆V的周围区域有关的信息。外部传感器1例如由相机、雷达或LIDER(激光成像检测和测距)等形成。外部传感器1检测到的信息被输出到ECU10。
GPS接收部2通过从GPS卫星接收信号来测量混合动力车辆V的位置(例如，车辆V的经度和纬度)。GPS接收部2然后将所测量的混合动力车辆V的位置信息发送到ECU 10。也可以使用能够识别混合动力车辆V的位置的其它装置来替代GPS接收部2。另外，当GPS接收部2具有多个从GPS卫星接收信号的天线时，GPS接收部2还能测量混合动力车辆V的取向。
内部传感器3是检测混合动力车辆V的行驶状态的检测装置。内部传感器3例如由车速传感器、加速度传感器或角速度传感器等形成。内部传感器3检测到的信息被输出到ECU 10。
地图数据库4是包括地图信息的数据库。地图数据库5例如在安装于混合动力车辆V中的HDD(硬盘驱动器)中创建。地图信息包括各种信息，例如有关道路位置的信息、有关道路形状的信息(例如，曲线和直线部的分类，以及曲线的曲率等)、以及与交叉点和分叉点的位置有关的信息。进一步地，地图信息优选地包括来自外部传感器1的输出信号，以便使用SLAM(同步定位和地图绘制)技术和与阻挡结构(例如，建筑物和墙壁)的位置有关的信息。地图数据库4也可以存储在诸如能够与混合动力车辆V通信的信息处理中心之类的设施内的计算机中。
导航系统5是将混合动力车辆V的驾驶员引导到混合动力车辆V的驾驶员所设定的目的地的系统。导航系统5基于GPS接收部2所测量的混合动力车辆V的位置信息和地图数据库4中的地图信息来计算混合动力车辆V将采取的路线(route)。该路线可以是指定具有多个车道(lane)的区间中的适当车道的路线。导航系统5计算从混合动力车辆V的位置到目的地的目标路线，并且例如通过在显示器上显示或者通过从扬声器输出声音来通知驾驶员该目标路线。导航系统5例如将与混合动力车辆V的目标路线有关的信息发送到ECU 10。导航系统5可以存储在诸如能够与混合动力车辆V通信的信息处理中心之类的设施内的计算机中。
HMI 6是这样的界面：通过该界面，混合动力车辆V内的乘员(包括驾驶员)将信息输入车辆控制装置，以及将信息从车辆控制装置输出给乘员。HMI 6例如包括用于向乘员显示图像信息的显示面板、用于输出声音的扬声器、以及用于乘员执行输入操作的操作按钮或触摸面板。当乘员执行与激活或停止自动驾驶相关的输入操作时，HMI 6将信号输出到ECU 10并且启动或停止自动驾驶。当混合动力车辆V已经到达其中自动驾驶结束的目的地时，HMI 6向乘员通知混合动力车辆V已经到达目的地。HMI 6也可以使用无线连接的手持式终端将信息输出给乘员，和/或可以使用手持式终端接收乘员的输入操作。
PCU 7是控制将电力输入电池8和电动发电机MG以及从电池8和电动发电机MG输出电力的单元。PCU 7包括逆变器(inverter)、转换器和SMR等。逆变器既将从电池8吸取的直流(DC)电力变换为交流(AC)电力，又将该AC电力提供给电动发电机MG，以及将电动发电机MG产生的AC电力变换为DC电力，并且将该DC电力提供给电池8。转换器升高或降低电力的电压。SMR选择性地传输或切断电力。
电池8例如形成为可充电的电源(诸如锂离子电池之类)。电池8是将用于驱动电动发电机MG的电力提供给电动发电机MG的电源。电池8还能够充以电动发电机MG所产生的电力。电池8也可以通过从混合动力车辆V外部的电源接收电力供给而被充电。也就是说，混合动力车辆V也可以是所谓的插电式混合动力车辆。
MG机械制动器9是能够响应于来自ECU 10的指令而使电动发电机MG的旋转动作减速的制动器。MG机械制动器9例如通过在被连接到电动发电机MG的旋转轴的轴上产生摩擦力来使电动发电机MG的旋转动作减速。
ECU 10是“车辆控制装置”的一个具体实例，并且是被配置为能够控制混合动力车辆V的整体操作的电子控制单元。根据该示例实施例的ECU 10特别是被配置为，能够通过在ECU 10内实现的逻辑或物理处理块，在混合动力车辆V的自动驾驶期间执行安全控制例程。ECU 10的具体结构将在下面详细地描述。
<ECU的结构>
如图1所示，ECU 10包括车辆位置识别部11、外部状况识别部12、驾驶状态识别部13、行驶计划产生部14、驾驶控制部15、翻车判定部16以及系统停止部17。
车辆位置识别部11基于GPS接收部2接收到的混合动力车辆V的位置信息和地图数据库4中的地图信息来识别混合动力车辆V在地图上的位置(下文简称为“车辆位置”)。车辆位置识别部11还可以通过从导航系统5获取导航系统5所使用的车辆位置来识别车辆位置。如果混合动力车辆V的车辆位置能够通过被设置在外部(例如，设置在道路上)的传感器来测量，则车辆位置也可以通过通信从该传感器获得。
外部状况识别部12基于外部传感器1的检测结果来识别混合动力车辆V的外部状况(例如，来自相机的图像信息或来自雷达或LIDER的障碍物信息)。外部状况包括道路宽度和车道中心的位置或行车道的白线相对于混合动力车辆V的位置、道路形状(例如，行车道的曲率、对于推定外部传感器1的视线有效的路面坡度变化、起伏等)、与混合动力车辆V周围的障碍物有关的状况(例如，区分固定障碍物与移动障碍物的信息、障碍物相对于混合动力车辆V的位置、障碍物相对于混合动力车辆V的移动方向、以及障碍物相对于混合动力车辆V的相对速度)。另外，GPS接收部2等所获得的混合动力车辆V的方向和位置的精度也可通过对照地图信息检查外部传感器1的检测结果来增加。
驾驶状态识别部13基于内部传感器3的检测结果(例如，来自车速传感器的车速信息、来自加速度传感器的加速度信息、以及来自角速度传感器的角速度信息等)识别混合动力车辆V的驾驶状态。混合动力车辆V的驾驶状态例如包括车速、加速度和角速度。
行驶计划产生部14例如基于导航系统5计算的目标路线、车辆位置识别部11识别的车辆位置、以及外部状况识别部12识别的混合动力车辆V的外部状况(包括车辆位置和取向)产生混合动力车辆V的路程(course)。路程是混合动力车辆V将沿着目标路线采取的路径。行驶计划产生部14产生路程，以使混合动力车辆V沿着目标路线，根据驾驶效率、法律法规的遵从性以及安全等的标准适当地行驶。不用说，此时行驶计划产生部14基于与混合动力车辆V周围的障碍物有关的状况产生避免与障碍物接触的混合动力车辆V的路程。
行驶计划产生部14根据所产生的路程产生行驶计划。也就是说，行驶计划产生部14至少基于构成与混合动力车辆V周围的区域有关的信息的外部状况和地图数据库4中的地图信息，沿着预先设定的目标路线产生行驶计划。当混合动力车辆V沿着目标路线行驶于路程上时，行驶计划还可以是指示混合动力车辆V的车速、加速度和减速度、转向力矩变化等的数据。行驶计划也可以包括混合动力车辆V的速度模式、加速度/减速度模式以及转向模式。在此，行驶计划产生部14还可以产生具有最短行程时间(即，混合动力车辆V到达目的地所需的时间)的行驶计划。
速度模式例如是针对在路程上以预定间隔(例如，1m的间隔)设定的目标控制位置，在每个目标控制位置与时间关联地设定的目标车速的数据。加速度/减速度模式例如是针对在路程上以预定间隔(例如，1m的间隔)设定的目标控制位置，在每个目标控制位置与时间关联地设定的目标加速度/减速度的数据。转向模式例如是针对在路程上以预定间隔(例如，1m的间隔)设定的目标控制位置，在每个目标控制位置与时间关联地设定的目标转向力矩的数据。
驾驶控制部15基于行驶计划产生部14所产生的行驶计划来自动控制混合动力车辆V的驾驶。驾驶控制部15将根据行驶计划的控制信号输出到混合动力车辆V的每个部分。因此，驾驶控制部15控制混合动力车辆V的驾驶，以使混合动力车辆V沿着行驶计划自动驾驶。
翻车判定部16是“驾驶状态判定装置”的一个具体实例，并且判定混合动力车辆V是否已经发生倾翻并且处于不可驾驶状态。翻车判定部16基于车辆位置识别部11中识别的混合动力车辆V的车辆位置、外部状况识别部12识别的混合动力车辆V的外部状况、以及驾驶状态识别部13中识别的混合动力车辆V的驾驶状态来判定混合动力车辆V是否倾翻(翻车)。由翻车判定部16执行的具体倾翻判定方法将在下面详细地描述。
系统停止部17响应于混合动力车辆V倾翻(翻车)并且处于不可驾驶状态而执行混合动力车辆V系统停止处理(更具体地说，用于停止电动发电机MG的速度的处理)。由系统停止部17执行的处理的具体内容将在下面详细地描述。
<自动驾驶控制例程>
接下来，将参考图2描述根据该示例实施例的由作为车辆控制装置的ECU 10执行的自动驾驶控制例程。在此，图2是示出根据该示例实施例的由车辆控制装置执行的自动驾驶例程的流程图。
在图2中，当驾驶员通过导航系统5设定目的地，并且通过HMI 6执行输入操作以开始自动驾驶时，ECU 10以预定的间隔重复地执行下面描述的自动驾驶例程。
首先，车辆位置识别部11根据地图数据库4中的地图信息和GPS接收部2接收的混合动力车辆V的位置信息识别混合动力车辆V的车辆位置。另外，外部状况识别部12根据外部传感器1的检测结果识别混合动力车辆V的外部状况。而且，驾驶状态识别部13根据内部传感器3的检测结果识别混合动力车辆V的驾驶状态(步骤S1)。
接着，行驶计划产生部14根据在步骤S1中识别的驾驶状态、外部状况和混合动力车辆V的车辆位置，以及导航系统5的目标路线产生混合动力车辆V的行驶计划(步骤S2)。
然后，驾驶控制部15控制混合动力车辆V的驾驶，以使混合动力车辆V按照所产生的行驶计划行驶(步骤S3)。当步骤S3结束时，ECU 10移到下一周期的自动驾驶控制例程。
作为上述自动驾驶控制例程的结果，当混合动力车辆V已经到达目的地时，自动驾驶结束。备选地，当在执行自动驾驶控制例程期间驾驶员通过HMI 6执行停止自动驾驶的输入操作时，自动驾驶也会结束。
<安全控制例程>
接下来，将参考图3到5描述根据该示例实施例的由作为车辆控制装置的ECU 10执行的安全控制例程。在此，图3是示出根据该示例实施例的由车辆控制装置执行的安全控制例程的流程图。另外，图4是示出在自动驾驶期间使用的两个坐标系的透视图，图5是当车辆倾翻时的两个坐标系之间的差别的透视图。
如图3所示，当在执行上面已经描述的自动驾驶控制例程期间混合动力车辆V处于不可驾驶状态时，ECU 10执行安全控制例程以确保安全。在ECU 10中，为了判定是否能够执行安全控制例程，做出有关由自动驾驶实现的周边识别功能是否在工作的判定(步骤S11)。更具体地说，做出有关是否由车辆位置识别部11识别出车辆位置，由外部状况识别部12识别出外部状况，以及由驾驶状态识别部13识别出驾驶状态的判定。如果判定由自动驾驶实现的周边识别功能不工作(即，步骤S11的结果为“否”)，则跳过后续步骤。
如果判定由自动驾驶实现的周边识别功能在工作(即，步骤S11的结果为“是”)，则例如通过外部状况识别部12获取基于混合动力车辆V正在行驶的行驶路面的坐标系(下文将该坐标系简称为“行驶路面坐标系”)(步骤S12)。另外，例如通过车辆位置识别部11获取基于混合动力车辆V的取向的坐标系(下文将该坐标系简称为“车辆坐标系”)(步骤S13)。
如图4所示，行驶路面坐标系是这样的坐标系：其中，当混合动力车辆V正在行驶的路面为平面时，前进方向为Xr轴，该平面上与Xr轴正交的方向为Yr轴，与Xr轴和Yr轴均正交的方向为Zr轴。行驶路面坐标系例如基于地图数据库4中存储的地图数据等而被获取。
另一方面，车辆坐标系是这样的坐标系：其中，混合动力车辆V的纵向(前后方向)为Xv轴，横向(左右方向)为Yv轴，与Xv轴和Yv轴均正交的方向为Zv轴。车辆坐标系例如基于外部传感器1和内部传感器3的检测结果、以及GPS接收部2的接收结果等而被获取。
从图中来看很明显，当混合动力车辆V在正常驾驶时，行驶路面坐标系和车辆坐标系基本一致。也就是说，Xr轴与Xv轴之间没有太大偏离。类似地，Yr轴与Yv轴之间没有大差别，以及Zr轴与Zv轴之间没有大差别。但是，如果混合动力车辆V意外地变得不可驾驶，则行驶路面坐标系与车辆坐标系之间可能出现大偏离。
如图5所示，当混合动力车辆V倾翻(即，翻车)时，车辆坐标系结果会极大地偏离行驶路面坐标系。在此，特别地，当混合动力车辆V倾翻时，位于车辆坐标系的法线方向上的Zv轴极大地偏离作为行驶路面坐标系的法线方向上的轴的Zr轴。因此，在该示例实施例中，混合动力车辆V的翻车基于车辆坐标系的Zv轴与行驶路面坐标系的Zr轴之间的偏离量来判定。
现在返回图3，在翻车判定部16中，计算车辆坐标系的Zv轴与行驶路面坐标系的Zr轴之间的差值ΔZ，以便判定混合动力车辆V的翻车(步骤S14)。然后，在翻车判定部16中，判定ΔZ是否等于或大于预定值(步骤S15)。该预定值是用于判定车辆倾斜(偏斜)到无法认为进行正常驾驶的程度的阈值。该预定值被设定为这样的值：该值考虑到例如路面上的隆起和凹陷等导致的混合动力车辆V临时倾斜的裕量。
如果ΔZ不等于或大于预定值(即，步骤S15的结果为“否”)，则判定混合动力车辆V未倾翻，并且跳过后续步骤。另一方面，如果ΔZ等于或大于预定值(即，步骤S15的结果为“是”)，则判定混合动力车辆V可能倾翻，因此进一步判定其中ΔZ等于或大于预定值的状态是否持续等于或长于预定时间段(步骤S16)。该预定时间段是“第二预定时间段”的一个具体实例，并且是用于判定混合动力车辆V是否无法从倾斜状态恢复的阈值。该预定时间段被设定为，以使混合动力车辆V的临时倾斜以后不会被判定为翻车。
如果判定其中ΔZ等于或大于预定值的状态不持续等于或长于预定时间段(即，步骤S16的结果为“否”)，则再次执行步骤S15。因此，如果其中ΔZ等于或大于预定值的状态尚未持续预定时间段，并且ΔZ小于预定值，则跳过后续步骤。另一方面，如果判定其中ΔZ等于或大于预定值的状态已经持续等于或长于预定时间段(即，步骤S16的结果为“是”)，则判定混合动力车辆V已经倾翻。
上述预定时间段不必是固定值，而可以根据ΔZ的量(即，混合动力车辆V的倾斜度)调整。更具体地说，当混合动力车辆V的倾斜度大时，可以将该预定时间段设定为较短。在这种情况下，即使ΔZ偏离预定值或更大值期间的时间段是比较短的时间段，也会判定混合动力车辆V已经倾翻并且不可驾驶。因此，如果混合动力车辆V倾斜到使得无法认为混合动力车辆V会恢复的程度，则在较早的阶段判定混合动力车辆V不可驾驶。
另一方面，当混合动力车辆V的倾斜度小时，该预定时间段可以被设定为较长。在这种情况下，如果ΔZ偏离预定值或更大值期间的时间段持续足够长的时间段，则判定混合动力车辆V已经倾翻并且不可驾驶。因此，如果混合动力车辆V的倾斜量足够小使得可以认为混合动力车辆V可能会恢复，则不会判定混合动力车辆V不可驾驶，除非经过比较长的时间段。
如上所述，翻车判定部16使用混合动力车辆V的倾斜度判定翻车。但是，这种判定方法仅是示例。也可以使用其它方法判定混合动力车辆V的翻车。例如，翻车判定部16还可以使用有关混合动力车辆V的驱动轮是否在不接触路面的情况下持续被驱动，或者驱动轮是否接触障碍物的信息判定混合动力车辆V的翻车。
如果在翻车判定部16中判定混合动力车辆V倾翻，则通过系统停止部17判定电动发电机MG的转速是否等于或大于预定转速(步骤S17)。预定转速是用于判定电动发电机MG的转速是否高得足以导致安全状况的阈值。一种可以构想的安全状况是：如果电动发电机MG的转速即使在混合动力车辆V倾翻并且变得不可驾驶之后仍保持高速，作为结果，倾翻的混合动力车辆V的驱动轮持续旋转，从而例如阻碍人员逃离车舱的尝试或救助者的努力。另外，即使不输出驱动力，如果持续施加用于驱动电动发电机MG的高电压，接着也会发生电击或者产生放电火花。
如果判定电动发电机MG的转速不等于或大于预定转速(即，步骤S17的结果为“否”)，则判定发生上述状况的可能性低，因此跳过后续步骤。另一方面，如果判定电动发电机MG的转速等于或大于预定转速(即，步骤S17的结果为“是”)，则判定发生上述状况的可能性高，因此，通过系统停止部17执行系统停止处理(步骤S18)。
在系统停止处理中，电动发电机MG的指令值被更改为使转速目标值小于预定转速的值。另外，通过MG机械制动器9使电动发电机MG机械地减速。因此，电动发电机MG的转速被降低为小于预定转速，这样，混合动力车辆V能够被置于更安全的状态。
在系统该停止处理中，PCU 17中的滤波电容器也被放电。进一步地，SMR被切断，并且从电池8到电动发电机MG的供电路径中断。结果，能够防止较高的驱动电压继续被施加到电动发电机MG上。
因此，根据由ECU 10执行的安全控制例程，即使混合动力车辆V在自动驾驶期间最终倾翻，随后也能更好地确保乘员和救助者的安全。如果驾驶员正在混合动力车辆V中执行驾驶操作，则当混合动力车辆V变得不可驾驶时，驾驶操作会停止，因此，电动发电机MG的转速可能自动地降低到预定转速或更低转速。但是，在自动驾驶期间，电动发电机MG在驾驶员不执行任何操作的情况下工作，因此，即使混合动力车辆V变得不可驾驶，也可能保持电动发电机MG的转速。因此，在能够实现自动驾驶的混合动力车辆V中，上述安全控制例程非常有效。
<预测性安全控制例程>
接下来，将参考图6描述根据该示例实施例的由作为车辆控制装置的ECU 10执行的预测性安全控制例程。在此，图6是示出根据该示例实施例的由车辆控制装置执行的预测性安全控制例程的流程图。
如图6所示，ECU 10可以预测混合动力车辆V将在自动驾驶控制例程期间变得不可驾驶，并且执行预测性安全控制例程(即，在混合动力车辆V实际上变得不可驾驶之前执行的安全控制例程)。
在预测性安全控制例程中，首先通过外部状况识别部12检测混合动力车辆V周围的障碍物(步骤S21)。然后判定检测到的障碍物是否为未预料到的障碍物(步骤S22)。未预料到的障碍物是无法根据地图数据等提前预测的障碍物，例如已经偏离反向车道的迎面而来的车辆，或者冲入道路的行人。未预料到的障碍物从相机捕捉的图像或传感器等的检测结果中检测到。
如果未检测到未预料到的障碍物(即，步骤S22的结果为“否”)，则跳过后续步骤。另一方面，如果检测到未预料到的障碍物(即，步骤S22的结果为“是”)，则判定可以通过躲避动作避免混合动力车辆V变得不可驾驶(步骤S23)。也就是说，如果检测到未预料到的障碍物，则通过驾驶控制部15控制混合动力车辆V以采取某种躲避动作(例如，执行制动控制或转向角控制等)，并且判定通过此躲避动作是否可以避免与未预料到的障碍物的碰撞或者混合动力车辆V的翻车。
使用被用于自动驾驶的各种数据来做出上述判定。更具体地说，在考虑车辆位置识别部11识别的车辆位置、外部状况识别部12识别的外部状况、以及驾驶状态识别部13识别的驾驶状态等全部因素的情况下做出该判定。以此方式使用被用于自动驾驶的各种数据可以准确地判定混合动力车辆V是否能够避免被未预料到的障碍物致使不可驾驶。换言之，在没有被用于自动驾驶的各种数据的情况下，判定准确性可能终会降低。因此，使用被用于自动驾驶的各种数据的上述判定非常有效。
如果判定混合动力车辆V能够通过采取躲避动作避免被未预料到的障碍物致使不可驾驶(即，步骤S23的结果为“是”)，则采取躲避动作(步骤S25)，并且实现避免与未预料到的障碍物等的碰撞。另一方面，如果判定混合动力车辆V不能通过采取躲避动作避免被未预料到的障碍物致使不可驾驶(即，步骤S23的结果为“否”)，则采取躲避动作并且通过系统停止部17执行系统停止处理(步骤S24)。也就是说，预测到混合动力车辆V不久终将处于不可驾驶状态，并且降低电动发电机MG的转速的控制以及停止对电动发电机MG的电力供应的控制被提前执行。这样，混合动力车辆V可以在极早的阶段开始被置于安全状态，从而能够更好地确保乘员和救助者的安全。
在系统停止处理终会妨碍躲避动作的情况下，系统停止处理的一部分可能中止，并且可能使躲避动作优先。
如上所述，通过根据示例实施例的车辆控制装置，使用被用于自动驾驶的各种数据执行安全控制处理。因此，即使混合动力车辆V变得不可驾驶，也可以很好地确保安全性。
本发明不限于上述示例实施例。也就是说，从整个说明书和权利要求解释的本发明的理念和范围内的各种修改是可能的。具有此类修改的车辆控制装置也被包括在本发明的技术范围内。