車輛控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及對(duì)車輛行駛的行駛環(huán)境進(jìn)行識(shí)別，并且進(jìn)行駕駛輔助的車輛控制系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在專利文獻(xiàn)1中公開了如下技術(shù)，為了避免與護(hù)欄的接觸而使用攝影機(jī)來檢測護(hù) 欄，在本車輛與護(hù)欄處于規(guī)定的位置關(guān)系時(shí)，使車輛產(chǎn)生橫擺力矩。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004] 專利文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)1 :(日本）特開2012-84038號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 發(fā)明所要解決的課題
[0007] 然而，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，在本車輛從未設(shè)有護(hù)欄的行駛路徑偏航的情況下，即使 產(chǎn)生橫擺力矩，也難以確保車輛動(dòng)作的穩(wěn)定性。
[0008] 本發(fā)明的目的在于提供一種車輛控制系統(tǒng)，即使在從行駛路徑偏航的情況下，也 能夠確保穩(wěn)定性。
[0009] 用于解決課題的手段
[0010] 為了達(dá)成上述目的，在本發(fā)明中，在進(jìn)行橫擺力矩控制，以使根據(jù)本車輛的行進(jìn)方 向區(qū)域的信息識(shí)別的行駛路徑的行駛路徑規(guī)定線、與從本車輛向行進(jìn)方向延伸的行進(jìn)方向 假想線的夾角減小時(shí)，當(dāng)判斷為本車輛從行駛路徑規(guī)定線脫離時(shí)，中止橫擺力矩控制。
【附圖說明】
[0011] 圖1是表示實(shí)施例1的車輛控制系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0012] 圖2是實(shí)施例1的電子控制單元的控制框圖。
[0013]圖3是表示實(shí)施例1的行駛環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0014] 圖4是表示實(shí)施例1的行駛環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)內(nèi)的圖像處理的流程圖。
[0015] 圖5是示意性表示具有陡峭的斜面部分的路堤的概略圖。
[0016]圖6是示意性表示從本車輛拍攝具有陡峭的斜面部分的路堤時(shí)的影像的拍攝圖 像。
[0017]圖7是表示在對(duì)實(shí)際的道路進(jìn)行拍攝時(shí)同時(shí)拍攝到的特征點(diǎn)的概略圖。
[0018] 圖8是表示實(shí)施例1中的圖像數(shù)據(jù)的重合處理的概略圖。
[0019] 圖9是在道路橫斷方向上表示對(duì)路堤進(jìn)行拍攝并識(shí)別的結(jié)果的示意圖。
[0020] 圖10是示意性表示具有平緩的斜面部分的路堤的概略圖。
[0021] 圖11是示意性表示從本車輛拍攝具有平緩的斜面部分的路堤時(shí)的影像的拍攝圖 像。
[0022] 圖12是在道路橫斷方向上表示對(duì)路堤進(jìn)行拍攝并識(shí)別的結(jié)果的示意圖。
[0023] 圖13是表示實(shí)施例1的由電子控制單元執(zhí)行的是否需要車輛姿態(tài)穩(wěn)定控制的判 斷處理的流程圖。
[0024] 圖14是表示本車輛朝向行駛路徑規(guī)定線轉(zhuǎn)彎的情況的概略圖。
[0025] 圖15是表示本車輛在彎道上行駛，并且朝向從行駛路徑規(guī)定線離開的方向轉(zhuǎn)彎 的情況的概略圖。
[0026] 圖16是表示實(shí)施例1的車輛姿態(tài)穩(wěn)定控制處理的流程圖。
[0027] 圖17是表示實(shí)施例1的車輛姿態(tài)穩(wěn)定控制處理的流程圖。
[0028] 圖18是表示實(shí)施例1的評(píng)價(jià)函數(shù)Ho⑴與規(guī)定值δ的關(guān)系的概略圖。
[0029] 圖19是表示在實(shí)施例1的規(guī)定車速以上的轉(zhuǎn)彎狀態(tài)下為了抑制轉(zhuǎn)彎而施加的制 動(dòng)力的關(guān)系的概略說明圖。
[0030] 圖20是實(shí)施例1的在直路上進(jìn)行車輛姿態(tài)穩(wěn)定控制處理的情況下的時(shí)序圖。
[0031] 圖21是表示實(shí)施例1的在規(guī)定車速以上的彎道上的車輛姿態(tài)穩(wěn)定控制處理的動(dòng) 作狀態(tài)的時(shí)序圖。
[0032] 圖22是表示實(shí)施例1的偏航控制的內(nèi)容的流程圖。
[0033] 圖23是表示實(shí)施例1的偏航控制、車輛姿態(tài)穩(wěn)定控制、現(xiàn)有的車道保持控制的相 對(duì)的位置分布的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 〔實(shí)施例1〕
[0035] 圖1是表示實(shí)施例1的車輛控制系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0036] 實(shí)施例1的車輛具備：行駛環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)1、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置2、液壓制動(dòng)單元 3、制動(dòng)助力器4、方向盤5、左前輪6、右前輪7、左后輪8、右后輪9、電子控制單元10及車輛 運(yùn)動(dòng)檢測傳感器11。
[0037] 行駛環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)1使用立體攝影機(jī)310a、310b對(duì)本車輛前方進(jìn)行拍攝并生成行 駛環(huán)境的數(shù)據(jù)，該立體攝影機(jī)位于本車輛的車室內(nèi)前上方的后視鏡附近并安裝在大致中央 位置。
[0038] 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置2基于駕駛員的轉(zhuǎn)向扭矩以及與方向盤5的轉(zhuǎn)向角或轉(zhuǎn)向角速 度對(duì)應(yīng)的指令計(jì)算出輔助扭矩，利用電動(dòng)馬達(dá)對(duì)轉(zhuǎn)向扭矩進(jìn)行助力，來使左右前輪6、7轉(zhuǎn) 向。另外，通過后述車輛姿態(tài)穩(wěn)定控制執(zhí)行對(duì)車輛施加橫擺力矩的轉(zhuǎn)向扭矩輔助控制。此 外，也可以是能夠與駕駛員的方向盤操作獨(dú)立地使左右前輪6、7轉(zhuǎn)向的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，不 對(duì)其進(jìn)行限定。
[0039] 液壓制動(dòng)單元3根據(jù)駕駛員的制動(dòng)操作力，或者根據(jù)車輛狀態(tài)獨(dú)立地控制對(duì)四輪 施加制動(dòng)扭矩的制動(dòng)輪缸壓力。該液壓制動(dòng)單元3可以是實(shí)現(xiàn)作為已有控制的被稱作車輛 動(dòng)力控制和車輛穩(wěn)定控制的車輛動(dòng)作控制的VDC單元，也可以是獨(dú)立的液壓單元，不對(duì)其 進(jìn)行限定。
[0040] 制動(dòng)助力器4是相對(duì)于通過制動(dòng)踏板而動(dòng)作的主缸內(nèi)的活塞，對(duì)駕駛員的制動(dòng)踏 力進(jìn)行放大，對(duì)活塞行程力進(jìn)行電動(dòng)助力的助力裝置。利用制動(dòng)助力器4所放大的力產(chǎn)生 主缸壓力，并向液壓制動(dòng)單元3輸出。此外，不限于電動(dòng)助力的結(jié)構(gòu)，也可以是使用發(fā)動(dòng)機(jī) 負(fù)壓的真空助力器，不對(duì)其進(jìn)行限定。
[0041] 車輛運(yùn)動(dòng)檢測傳感器11對(duì)車輛的速度（車速）、前后加速度、橫向加速度、橫擺率、 轉(zhuǎn)向角和轉(zhuǎn)向扭矩等進(jìn)行檢測。
[0042] 電子控制單元10基于車輛運(yùn)動(dòng)檢測傳感器11的各檢測值，對(duì)行駛環(huán)境識(shí)別系統(tǒng) 1、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置2和液壓制動(dòng)單元3進(jìn)行控制。在從行駛環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)1的拍攝圖像 識(shí)別的道路上的用于規(guī)定行駛路徑的行駛路徑規(guī)定線與本車輛的行進(jìn)方向（例如，從本車 輛向行進(jìn)方向延伸的行進(jìn)方向假想線）交叉的情況下，電子控制單元10進(jìn)行車輛姿態(tài)穩(wěn)定 控制，在該車輛姿態(tài)穩(wěn)定控制中，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置2和/或液壓制動(dòng)單元3,對(duì)車輛施 加橫擺力矩和/或減速度，以使車輛的行進(jìn)方向與車道平行。在這里，所謂"行駛路徑規(guī)定 線"在識(shí)別中心線、白線的情況下是車道邊界線，在識(shí)別護(hù)欄的情況下是連接設(shè)置有護(hù)欄的 位置的線，或者是表示路堤的平坦部分與斜面部分的邊界的線等（以下，也簡稱為路端。）。 此外，后面對(duì)車輛姿態(tài)穩(wěn)定控制的細(xì)節(jié)進(jìn)行說明。
[0043] 在利用駕駛員的制動(dòng)操作力驅(qū)動(dòng)液壓制動(dòng)單元3的情況下，左右前輪6、7之間及 左右后輪8、9之間分別作用有相等的制動(dòng)力。另一方面，在車輛姿態(tài)穩(wěn)定控制中，通過使左 右前輪6、7之間及左右后輪8、9之間的制動(dòng)力具有差別而產(chǎn)生左右制動(dòng)力，來對(duì)車輛施加 橫擺力矩。
[0044](關(guān)于車輛姿態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)）
[0045] 圖2是實(shí)施例1的電子控制單元10的控制框圖。電子控制單元10具備脫離傾向 計(jì)算部20和車輛姿態(tài)穩(wěn)定控制部21。脫離傾向計(jì)算部20計(jì)算出車輛從行駛車道的脫離傾 向，當(dāng)利用脫離傾向計(jì)算部20檢測出車輛從行駛車道的脫離傾向時(shí)，車輛姿態(tài)穩(wěn)定控制部 21驅(qū)動(dòng)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置2和/或液壓制動(dòng)單元3,對(duì)車輛施加橫擺力矩和/或減速度而 抑制脫離傾向。車輛姿態(tài)穩(wěn)定控制部21基于從本車輛向行進(jìn)方向延伸的行進(jìn)方向假想線 與假想行駛路徑規(guī)定線所產(chǎn)生的角度（以下，記作夾角Θ。參照?qǐng)D14、15。）和本車輛的轉(zhuǎn) 彎狀態(tài)進(jìn)行控制，以使本車輛與行駛路徑規(guī)定線平行。其中，行駛路徑規(guī)定線是行駛路徑規(guī) 定線在行進(jìn)方向假想線與行駛路徑規(guī)定線交叉的位置處的切線方向的線。
[0046] 脫離傾向計(jì)算部20具有行駛路徑規(guī)定線識(shí)別部（路端線識(shí)別部）22、車輛當(dāng)前位 置識(shí)別部23、交叉時(shí)間計(jì)算部24、假想行駛路徑規(guī)定線計(jì)算部（假想路端線識(shí)別部）25和 是否動(dòng)作判定部26。
[0047] 行駛路徑規(guī)定線識(shí)別部22從行駛環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)1所拍攝的本車輛前方的圖像 中識(shí)別白線、護(hù)欄、路緣石等存在于本車輛所行駛的車道左右的路端的邊界線（包括中心 線）。
[0048] 車輛當(dāng)前位置識(shí)別部23識(shí)別本車輛的行進(jìn)方向前方的車輛端部即車輛當(dāng)前位 置，并且從車輛當(dāng)前位置朝向本車輛的行進(jìn)方向識(shí)別行進(jìn)方向假想線。對(duì)于該行進(jìn)方向前 方的車輛端部，可以將本車輛的大致中央位置作為車輛當(dāng)前位置，在本車輛行進(jìn)方向（行 進(jìn)方向假想線）與右側(cè)的行駛路徑規(guī)定線交叉的情況下可以將本車輛前方的右側(cè)位置作 為車輛當(dāng)前位置，在與左側(cè)的行駛路徑規(guī)定線交叉的情況下可以將本車輛前方的左側(cè)位置 作為車輛當(dāng)前位置，也可以將與實(shí)際的車輛端部位置相比具有富余空間的位置作為車輛當(dāng) 前位置，不對(duì)其進(jìn)行限定。
[0049] 交叉時(shí)間計(jì)算部24對(duì)本車輛以當(dāng)前的車速從車輛當(dāng)前位置到達(dá)行進(jìn)方向假想線 與行駛路徑規(guī)定線的交叉位置的時(shí)間即交叉時(shí)間進(jìn)行運(yùn)算。
[0050] 假想行駛路徑規(guī)定線計(jì)算部25計(jì)算出假想行駛路徑規(guī)定線，該假想行駛路徑規(guī) 定線是行駛路徑規(guī)定線在行駛路徑規(guī)定線與行進(jìn)方向假想線的交叉位置處的切線方向的 線。在假想行駛路徑規(guī)定線在本車輛的行進(jìn)方向上多次交叉的情況下，計(jì)算在距離本車輛 最近的位置交叉的點(diǎn)處的切線方向。
[0051] 是否動(dòng)作判定部26基于交叉時(shí)間，判定是否需要車輛姿態(tài)穩(wěn)定控制的動(dòng)作，即是 否應(yīng)進(jìn)行車輛姿態(tài)穩(wěn)定控制的控制介入。具體地說，判斷交叉時(shí)間是否在預(yù)先設(shè)定的規(guī)定 時(shí)間以上，若在規(guī)定時(shí)間以上，則能夠確保安全性，不需要特別地進(jìn)行控制介入，判斷為不 需要車輛姿態(tài)穩(wěn)定控制。另一方面，在交叉時(shí)間不足規(guī)定時(shí)間的情況下判定為需要車輛姿 態(tài)穩(wěn)定控制。
[0052] 車輛姿態(tài)穩(wěn)定控制部21在利用是否動(dòng)作判定部26判定為需要車輛姿態(tài)穩(wěn)定控制 的情況下執(zhí)行車輛姿態(tài)穩(wěn)定控制，在判定為不需要的情況下不執(zhí)行車輛姿態(tài)穩(wěn)定控制。
[0053] (關(guān)于行駛路徑規(guī)定線的識(shí)別）
[0054] 接下來，對(duì)行駛路徑規(guī)定線識(shí)別的細(xì)節(jié)進(jìn)行說明。圖3是表示實(shí)施例1的行駛環(huán) 境識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。行駛環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)1具備由一對(duì)攝影機(jī)310a及310b構(gòu)成的立 體攝影機(jī)310作為拍攝機(jī)構(gòu)，對(duì)車輛周圍的環(huán)境進(jìn)行識(shí)別。在實(shí)施例1的情況下，在從車輛 中心沿車寬方向隔開相同距離的位置設(shè)置有各臺(tái)攝影機(jī)。此時(shí)，攝影機(jī)也可以設(shè)置三個(gè)以 上。此外，在實(shí)施例1中，對(duì)在行駛環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)1中處理攝影機(jī)的拍攝圖像的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說 明，但也可以利用其他控制器進(jìn)行圖像處理等。
[0055] 行駛環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)1采用如下結(jié)構(gòu)：使用在由多臺(tái)攝影機(jī)310a及310b拍攝時(shí)產(chǎn) 生的視角的差別（以后，記作視差。），通過三角測量的原理求出到被拍攝的對(duì)象物的距離。 例如，在以到對(duì)象物的距離為Z，攝影機(jī)之間的距離為B，攝影機(jī)的焦點(diǎn)距離為f，視差為δ 的情況下，以下關(guān)系式成立。
[0056] Z= (BXf)/δ
[0057] 在行駛環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)1中具有：存儲(chǔ)拍攝圖像的RAM320;進(jìn)行運(yùn)算處理的 CPU330 ;存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)R0M340 ;存儲(chǔ)有識(shí)別處理程序的程序R0M350。另外，立體攝影機(jī) 310安裝在車室內(nèi)的車內(nèi)后視鏡部，構(gòu)成為以規(guī)定的俯角、安裝位置對(duì)本車輛前方的情況 進(jìn)行拍攝。利用立體攝影機(jī)310拍攝的本車輛前方的圖像（以下，記作拍攝圖像。）存入 RAM320,并且通過CPU330對(duì)存入RAM320的拍攝圖像執(zhí)行存儲(chǔ)于程序R0M350的識(shí)別處理程 序，對(duì)本車輛前方的車道及立體物進(jìn)行檢測，并且推定道路形狀。CPU330的推定結(jié)果（計(jì)算 結(jié)果）輸出至數(shù)據(jù)R0M340和/或ECU10。
[0058] 圖4是表示實(shí)施例1的行駛環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)內(nèi)的圖像處理的流程圖。
[0059] 在步驟201中，進(jìn)行配置在左側(cè)的攝影機(jī)310a的圖像的輸入處理。
[0060] 攝影機(jī)310a所拍攝的圖像的數(shù)據(jù)輸入至RAM320。
[0061] 在步驟202中，進(jìn)行配置在右側(cè)的攝影機(jī)310b的圖像的輸入處理。
[0062] 攝影機(jī)310b所拍攝的圖像的數(shù)據(jù)輸入至RAM320