CN111683847A - 车辆控制装置、车辆控制方法以及车辆控制系统 - Google Patents

Abstract

抑制因车辆运动控制装置的冗余化造成的成本升高或配置空间的增加。车辆控制装置包括：输入部，从搭载了第一车辆运动控制功能的车辆运动控制控制器被输入目标状态，其中该第一车辆运动控制功能是求出用于达成由自动驾驶控制器输入的目标路径的目标状态的功能；第一控制部，基于由输入部输入的目标状态对运动状态进行控制；以及第二控制部，搭载了第二车辆运动控制功能，基于由输入部输入的目标状态对运动状态进行控制，其中该第二车辆运动控制功能是求出用于达成由自动驾驶控制器输入的目标路径的目标状态的功能。

Description

车辆控制装置、车辆控制方法以及车辆控制系统

技术领域

本发明涉及车辆控制装置、车辆控制方法以及车辆控制系统，详细而言涉及使控制系统冗余化的技术。

背景技术

专利文献1公开了下述车辆运动控制系统，该车辆运动控制系统计算相当于包含控制对象的最大控制量以及控制量的变化范围在内的可控制范围的可获得性(availability)，对可获得性和控制目标值进行比较，基于比较结果来决定是否对控制对象进行控制而执行车辆运动控制。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-193156号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在专利文献1的车辆运动控制系统中，若发生因应用或控制平台的软件的异常导致的运算错误，则存在最终请求值不会传到下游的各种管理者、车辆变得动不了的可能性。

这里，若使控制系统冗余化，则即使发生运算错误等也能够通过其他控制系统使通常控制继续进行，但是伴随冗余化，会产生车辆控制装置的成本升高或配置空间增加等问题。

本发明的目的在于，提供能够抑制因冗余化导致的成本升高或配置空间的增加的车辆控制装置、车辆控制方法以及车辆控制系统。

用于解决课题的手段

根据本发明，在其1个方式中，车辆控制装置包括：输入部，从搭载了第一车辆运动控制功能的车辆运动控制控制器被输入目标状态，其中该第一车辆运动控制功能是求出用于达成由自动驾驶控制器输入的目标路径的目标状态的功能；第一控制部，基于由输入部输入的目标状态对运动状态进行控制；以及第二控制部，搭载了第二车辆运动控制功能，基于由输入部输入的目标状态对运动状态进行控制，其中该第二车辆运动控制功能是求出用于达成由自动驾驶控制器输入的目标路径的目标状态的功能。

根据上述方式，能够抑制因冗余化导致的成本升高或配置空间的增加。

附图说明

图1是表示车辆的系统结构的框图。

图2是车辆制动装置的结构图。

图3是表示自动驾驶控制系统的层级构造的一个方式的图。

图4是表示自动驾驶控制系统的层级构造的一个方式的图。

图5是表示在车辆制动装置的第一制动控制装置中搭载了备份(backup)用的VMC功能时的层级构造的一个方式的图。

图6是表示VMC功能的选择处理的流程图。

图7是表示在动力转向(power steering)控制装置中搭载备份用的VMC功能时的自动驾驶控制系统的层级构造的图。

图8是表示在动力传动(power train)控制装置中搭载备份用的VMC功能时的自动驾驶控制系统的层级构造的图。

图9是表示在后轮操舵控制装置中搭载备份用的VMC功能时的自动驾驶控制系统的层级构造的图。

图10是表示在电子控制悬架(suspension)控制装置中搭载备份用的VMC功能时的自动驾驶控制系统的层级构造的图。

图11是表示在电动停车制动控制装置中搭载备份用的VMC功能时的自动驾驶控制系统的层级构造的图。

具体实施方式

以下，基于附图，对本发明涉及的车辆控制装置、车辆控制方法以及车辆控制系统的实施方式进行说明。

图1是本发明的实施方式涉及的车辆的结构图。

图1所示的车辆100是包括左前轮FL、右前轮FR、左后轮RL、右后轮RR的4轮车辆。

车辆100包括对各车轮赋予基于液压的摩擦制动扭矩的车辆制动装置110。

车辆制动装置110具有：各车轮FL、FR、RL、RR所具备的轮缸(wheel cylinder)111a-111d，作为制动操作部件的制动踏板112，主缸113，第一液压单元114，第二液压单元115，控制第一液压单元114的第一制动控制装置116，以及控制第二液压单元115的第二制动控制装置117。

但是，车辆制动装置110不限定于根据液压而产生摩擦制动力的装置，例如，能够设为直接用马达启动制动器的电动制动系统。

第一液压单元114包括连接到主缸113的初级(primary)压力室、次级(secondary)压力室的初级系统、次级系统这2个系统的液压回路，并且包含在构成液压回路的液路中配置的第一电动泵或多个电磁阀。

第一制动控制装置116通过对第一液压单元114的第一电动泵或多个电磁阀进行控制，对初级系统、次级系统这2个系统的液压进行调整。

并且，第一液压单元114以及第一制动控制装置116构成第一制动装置。

第二液压单元115包括连接到第一液压单元114的双系统的液压回路的初级系统以及次级系统这2个系统的液压回路，并且包含在构成液压回路的液路中配置的第二电动泵或多个电磁阀，对各轮缸111a-111d供给液压。

第二制动控制装置117具有通过对第二液压单元115的第二电动泵或多个电磁阀进行控制而对供给给各轮缸111a-111d的液压个别地进行调整的功能。

并且，第二液压单元115以及第二制动控制装置117构成第二制动装置，并且通过对供给给各轮缸111a-111d的液压个别地进行调整的功能，实现防侧滑等电子稳定控制(ESC：Electronic Stability Control)的功能。

加速踏板(accelerator pedal)等发动机扭矩操作部件121对省略了图示的发动机产生的扭矩进行调整。

动力转向控制装置130是控制对以电动动力转向装置为代表的转向机构赋予的操舵力的装置。

图2是车辆制动装置110的主缸113、第一液压单元114、以及第二液压单元115的结构图。

在图2中，主缸113经由输入杆11连接到制动踏板112，根据车辆100的驾驶员进行的制动踏板112的操作而产生主缸液压。

主缸113具有根据制动踏板112的操作而在缸12内沿轴向移动的初级活塞13和次级活塞14，这2个活塞13、14在缸12内划分初级液压室15和次级液压室16。

各液压室15、16从储液罐(reservoir tank)17补给制动液，通过活塞13、14的移动而产生初级液压以及次级液压。

另外，主缸113不包括利用内燃机的吸气负压等将制动操作力增倍的倍力装置(制动助力器(brake booster))。

行程传感器(stroke sensor)11A检测制动踏板112的行程量。

初级管道18以及次级管道19将主缸113和第一液压单元114连接。

主缸113的初级液压室15和第一液压单元114的初级液路20的输入端20A经由初级管道18连通。

另一方面，主缸113的次级液压室16和第一液压单元114的次级液路21的输入端21A经由次级管道19连通。

此外，初级管道22以及次级管道23将第一液压单元114和第二液压单元115连接。

并且，第一液压单元114的初级液路20的输出端20B连接到初级管道22，第一液压单元114的次级液路21的输出端21B连接到次级管道23。

第一液压单元114的初级液路20包括第一截流阀25P，次级液路21包括第一截流阀25S。

第一截流阀25P以及第一截流阀25S是在非通电状态下开阀的常开(normal open)型的比例电磁阀。

第一截流阀25P对初级液路20中的制动液的流通状态进行调整，第一截流阀25S对次级液路21中的制动液的流通状态进行调整。

排出液路26使第一截流阀25P的下游的初级液路20和第一截流阀25S的下游的次级液路21连通。

第一泵29是将马达29A设为驱动源的电动泵，吸入液路33将第一泵29的吸入端口32和内部储液器(reservoir)34连接。并且，第一泵29吸入内部储液器34内的制动液，并排出。

排出液路28使排出液路26和第一泵29的排出端口30连通。

排出液路28具备对第一泵29的排出压进行检测的排出压传感器31。

在初级液路20、和排出液路28连接到排出液路26的连接部之间的排出液路26，具备第一连通阀27P。

此外，在次级液路21、和排出液路28连接到排出液路26的连接部之间的排出液路26，具备第一连通阀27S。

第一连通阀27P以及第一连通阀27S是在非通电状态下闭阀的常闭(normalclose)型的开关(on-off)电磁阀。

第一连通阀27P对第一泵29排出的制动液向初级液路20的流入进行调整，第一连通阀27S对第一泵29排出的制动液向次级液路21的流入进行调整。

此外，回流液路35使内部储液器34、与第一连通阀27P和第一连通阀27S之间的排出液路26连通。

回流液路35包括第一调压阀36。第一调压阀36是在非通电状态下开阀的常开型的比例电磁阀。

主缸液压传感器37将第一截流阀25S上游的次级液路21内的液压作为主缸液压进行检测。

并且，正压液路38使第一截流阀25S的上游的次级液路21、与第二液压单元115(模拟单元90)的正压端口49连通。

连通液路39使回流液路35与正压液路38连通。

连通液路39具备行程阀40。行程阀40是在非通电状态下闭阀的常闭型的开关电磁阀。

第一液压单元114的内部储液器34经由储液器管道41与主缸113的储液罐17连通。

第二液压单元115的初级液路51的输入端51A连接到初级管道22，初级液路51的输出端51B分支为第一连接液路53A和第二连接液路53B。

此外，第二液压单元115的次级液路52的输入端52A连接到次级管道23，次级液路52的输出端52B分支为第三连接液路53C和第四连接液路53D。

初级液路51具备第二截流阀54P，次级液路52具备第二截流阀54S。

第二截流阀54P以及第二截流阀54S是在非通电状态下开阀的常开型的比例电磁阀。

第二截流阀54P对初级液路51中的制动液的流通状态进行调整，第二截流阀54S对次级液路52中的制动液的流通状态进行调整。

绕过第二截流阀54P的旁通液路55P具备止回阀(check valve)56P。止回阀56P允许制动液从输入端51A朝向输出端51B的流动，阻止制动液从输出端51B朝向输入端51A的流动。

绕过第二截流阀54S的旁通液路55S具备止回阀56S。止回阀56S允许制动液从输入端52A朝向输出端52B的流动，阻止制动液从输出端52B朝向输入端52A的流动。

排出液路57将初级液路51的输出端51B(第一连接液路53A和第二连接液路53B的分支点)和次级液路52的输出端52B(第三连接液路53C和第四连接液路53D的分支点)连接。

第二泵58是将马达58A作为驱动源的电动泵，吸入液路60将第二泵58的吸入端口59和内部储液器61连接。并且，第二泵58吸入内部储液器61内的制动液，并排出。

第二液压单元115的内部储液器61经由储液器管道61A与主缸113的储液罐17连通。

排出液路62使排出液路57与第二泵58的排出端口63连通。

主缸压力传感器64将第二截流阀54S上游的次级液路52内的液压作为主缸液压进行检测。

在初级液路51、和排出液路62连接到排出液路57的连接部62A之间的排出液路57，具备第二连通阀65P。

此外，在次级液路52和连接部62A之间的排出液路57具备第二连通阀65S。

第二连通阀65P以及第二连通阀65S是在非通电状态下闭阀的常闭型的开关电磁阀。

第二连通阀65P对由第二泵58排出的制动液向第一连接液路53A以及第二连接液路53B的流入进行调整，第二连通阀65S对由第二泵58排出的制动液向第三连接液路53C以及第四连接液路53D的流入进行调整。

此外，回流液路66使内部储液器61、与在第二连通阀65P和第二连通阀65S之间的排出液路57(连接部62A)连通。

回流液路66具备第二调压阀67。第二调压阀67是在非通电状态下开阀的常开型的比例电磁阀。

第一连接液路53A、第二连接液路53B、第三连接液路53C以及第四连接液路53D的下游端连接到第二调压阀67下游的回流液路66。

第一连接液路53A具备供给阀68A，并且在供给阀68A的下游具备释放阀69A。

第二连接液路53B具备供给阀68B，并且在供给阀68B的下游具备释放阀69B。

第三连接液路53C具备供给阀68C，并且在供给阀68C的下游具备释放阀69C。

第四连接液路53D具备供给阀68D，并且在供给阀68D的下游具备释放阀69D。

供给阀68A-68D是在非通电状态下开阀的常开型的比例电磁阀。

释放阀69A-69D是在非通电状态下闭阀的常闭型的开关电磁阀。

轮缸管道70A-70D从供给阀68A-68D和释放阀69A-69D之间的连接液路53A-53D分支并连接到轮缸111a-111d。

绕过供给阀68A-68D的旁通液路71A-71D具备止回阀72A-72D。

止回阀72A-72D允许制动液从轮缸111a-111d(释放阀69A-69D)朝向第二截流阀54P、54S的流动，阻止制动液从第二截流阀54P、54S朝向轮缸111a-111d(释放阀69A-69D)的流动。

轮缸液压传感器73将供给阀68A上游的第一连接液路53A内的液压作为初级系统中的轮缸液压进行检测。

轮缸液压传感器74将供给阀68D上游的第四连接液路53D内的液压作为次级系统中的轮缸液压进行检测。

模拟液路75从供给阀68D上游的第四连接液路53D分支并连接到回流液路66。

模拟液路75具备模拟供给阀76，并且在模拟供给阀76的下游具备模拟释放阀77。

模拟供给阀76以及模拟释放阀77是在非通电状态下闭阀的常闭型的开关电磁阀。

绕过模拟供给阀76的旁通液路78具备止回阀79，绕过模拟释放阀77的旁通液路80具备止回阀81。

止回阀79以及止回阀81允许制动液从回流液路66朝向第二截流阀54S的流动，阻止制动液从第二截流阀54S朝向回流液路66的流动。

背压液路82从模拟供给阀76和模拟释放阀77之间的模拟液路75分支并连接到模拟单元90。

补给液路83从回流液路66分支并连接到模拟单元90。

第二液压单元115的模拟单元90除具有正压端口49以外，还具有行程模拟器91、正压液路92、补给液路93、以及背压液路94。

行程模拟器91与驾驶员对制动踏板112的踩下操作(制动操作)相应地产生踏板行程，同时对制动踏板112赋予反作用力。

行程模拟器91具有缸95、活塞96、正压室97、背压室98、第一弹簧(spring)99A、第二弹簧99B。

活塞96将缸95内划分为正压室97和背压室98。

第一弹簧99A、第二弹簧99B在正压室97的容积缩小的方向上对活塞96施力。

正压室97经由正压液路38、正压端口49以及正压液路92与第一截流阀25S的上游的次级液路21连通。

背压室98经由背压液路82以及背压液路94，与模拟供给阀76和模拟释放阀77之间的模拟液路75连通。

若与驾驶员对制动踏板112的踩下操作(制动操作)相应地，制动液从主缸113的次级液压室16流入正压室97，则产生踏板行程，并且因第一弹簧99A以及第二弹簧99B的施力而产生制动操作反作用力。

此外，车辆制动装置110包括对各车轮FL、FR、RL、RR的转速进行检测的转速传感器118A-118D。

转速传感器118A-118D是构成后述的车辆运动状态检测传感器220的传感器之一。

第一制动控制装置116对第一液压单元114包括的各电磁阀输出控制信号，并且对马达29A输出驱动信号。

此外，第二制动控制装置117对第二液压单元115包括的各电磁阀输出控制信号，并且对马达58A输出驱动信号。

并且，第二制动控制装置117具备电子稳定控制(ESC：Electronic StabilityControl)的功能作为软件，其中所述电子稳定控制是指，通过对在各轮产生的制动力个别地进行控制，从而辅助避免侧滑，使车辆的牵引力提高。

另外，第一制动控制装置116成为如下结构，即，不具备对在各轮产生的制动力个别地进行控制的功能(ESC功能)，但是即使在第二制动控制装置117中发生异常，通过第一制动控制装置116，也能够对各车轮赋予要求的制动液压而使其产生用于减速的制动力。

进一步，由于车辆制动装置110具有第一液压单元114和第二液压单元115这2个系统的液压回路，所以对于电磁阀的故障等机械性故障，也能够确保制动力。

这样，车辆制动装置110是以第二制动控制装置117和第二液压单元115的组合为主要(main)装置、以第一制动控制装置116和第一液压单元114的组合为副(sub)装置(冗余装置、备份装置)的双重系统制动装置(双重系统的车辆控制装置)。

这里，对被进行驾驶员的制动操作时的车辆制动装置110的动作进行说明。

若被进行驾驶员的制动操作，则第一制动控制装置116将第一截流阀25P、25S控制为闭阀状态，截断主缸113和第一液压单元114之间的制动液的流通。

另一方面，第一制动控制装置116或者第二制动控制装置117使第一泵29或者第二泵58(马达29A或者马达58A)工作，对第一调压阀36或者第二调压阀67进行比例控制，以使产生与踏板行程量相应的目标轮缸液压。

另外，目标轮缸液压是实现踏板行程量和驾驶员要求的制动液压(驾驶员所要求的减速G)的理想的关系特性的轮缸液压。

此外，第二制动控制装置117通过将模拟释放阀77控制为开阀状态，从而设为制动液能够从行程模拟器91的背压室98排出的状态，使行程模拟器91发挥作用。

通过以上的操作，能够既降低驾驶员的制动操作力，又实现与驾驶员的要求相应的减速G，并且，能够实现自然的制动感。

另外，在模拟释放阀77无法开阀的情况下，第一制动控制装置116将行程阀40控制为开阀状态而确保踏板行程。

返回图1进行说明。

车辆100搭载有自动驾驶技术、即作为车辆控制系统的自动驾驶控制系统。

构成自动驾驶控制系统的自动驾驶控制装置140是具备如下功能的装置，该功能是：在车辆100的自动驾驶(自主驾驶)中，基于外界识别部210获取到的本车的外界信息等求出与车辆100的目标路径(目标轨迹)有关的信息，并输出与目标路径有关的信息的功能。

自动驾驶控制装置140-1是自动驾驶控制装置140的冗余装置(换言之，备用装置或者冗余结构)，具有基于外界信息等求出与车辆100的目标路径有关的信息的功能。

即，自动驾驶控制装置140以及自动驾驶控制装置140-1均是计算并输出与车辆100的目标路径有关的信息的自动驾驶控制器，自动驾驶控制器是由2个系统的控制器构成的冗余化的控制装置。

并且，设为如下结构，即，若基于自动驾驶控制装置140的与目标路径有关的信息的运算输出功能发生异常，变得无法准确输出与目标路径有关的信息，则基于自动驾驶控制装置140-1所计算的与目标路径有关的信息，继续进行自动驾驶。

另外，自动驾驶控制装置140-1能够具备与自动驾驶控制装置140同等的功能，但是能够具备自动驾驶控制装置140的功能的一部分，或者具备简化了的自动驾驶控制装置140的功能。

通信数据网关装置150是具备如下功能的装置，该功能是：对在自动驾驶控制装置140、140-1、和基于自动驾驶控制装置140、140-1计算出的与目标路径有关的信息而对自动驾驶进行控制的其他车辆控制装置之间的通信进行控制的功能。

通信数据网关装置150-1是通信数据网关装置150的冗余装置，具有对在自动驾驶控制装置140、140-1和其他车辆控制装置之间的通信进行控制的功能。

即，自动驾驶控制装置140以及自动驾驶控制装置140-1经由通信数据网关装置150或者通信数据网关装置150-1与其他自动驾驶控制系统的车辆控制装置通信。

另外，图1的虚线表示CAN(控制器局域网(Controller Area Network))等车载网络230。

车辆运动控制装置(车辆运动控制器(VMC：Vehicle Motion Controller))160是搭载了如下功能(第一车辆运动控制功能)作为软件的车辆运动控制控制器，该功能是：基于从自动驾驶控制装置140或者自动驾驶控制装置140-1输入的与目标路径有关的信息、或从车辆运动状态检测传感器220输入的与车辆100的驾驶状态有关的物理量，求出用于达成目标路径的车辆100的目标状态的功能。

详细而言，车辆运动控制装置160为了达成目标路径而通过对驱动力、制动、转向等进行整合控制的控制器，考虑到轮胎负载而决定各轮的轮胎产生的力，基于此进行各致动器的作用分担，输出各致动器的指令(制动/驱动力、转向等的操作指令)。

车辆运动状态检测传感器220是包括对行驶速度或偏航率(yaw rate)等进行检测的传感器、图2中记载的转速传感器118A-118D等、对与本车的运动状态有关的各种物理量进行检测的传感器。

车辆运动控制装置160所计算的车辆100的目标状态包含在各车轮产生的制动/驱动力、前后轮的转向角等。并且，车辆运动控制装置160将计算出的与目标状态有关的信息经由车载网络230发送给对各种致动器进行控制的车辆控制装置。

作为输入来自车辆运动控制装置160的与目标状态有关的信息(控制指令)的车辆控制装置，除了前述的车辆制动装置110以外，还有动力转向控制装置130、对发动机或变速器进行控制的动力传动控制装置170、对后轮的操舵进行控制的后轮操舵控制装置180、对减震器的衰减力进行控制的电子控制悬架控制装置190、对停车制动器的接合/释放进行控制的电动停车制动控制装置200等。

另外，前述的各车辆控制装置140、140-1、116、117、160、170、180、190、200是具备微型计算机的电子控制装置(电子控制单元(ECU：Electronic Control Unit))，该微型计算机具有用于经由车载网络230进行通信的通信线路、CPU、ROM、RAM以及输入输出端口装置，对致动器进行控制的车辆控制装置116、117、160、170、180、190、200还具备致动器的驱动电路等。

图3是将自动驾驶控制装置(AD)140设为最上位的自动驾驶控制系统的层级构造的一个方式，表示不对各层级进行冗余化的最小限度的层级构造。

在本图3中示出的层级构造中，自动驾驶控制装置140求出与目标路径有关的信息，并将该与目标路径有关的信息经由通信数据网关装置(GW)150发送给车辆运动控制装置(VMC)160。

车辆运动控制装置160从自动驾驶控制装置140输入与目标路径有关的信息，并且输入来自车辆制动装置110的ESC(第一控制部)的信号，求出用于达成目标路径的车辆100的目标状态。

车辆运动控制装置160将与车辆100的目标状态有关的信息除发送给车辆制动装置110以外，还发送给动力转向控制装置130、动力传动控制装置170、后轮操舵控制装置180、电子控制悬架控制装置190、电动停车制动控制装置200。

在涉及的层级构造中，若在从自动驾驶控制装置140至车辆制动装置110(ESC)为止的其中一个层级中发生异常，则变得无法进行致动器控制，系统整体变为失效状态。

另一方面，图4表示对图3所示的自动驾驶控制系统的层级构造之中的从自动驾驶控制装置140至车辆制动装置110(ESC)为止的各层级的冗余化(设为了2个系统)的层级构造。

根据图4所示的层级构造，由于使从自动驾驶控制装置140至车辆制动装置110(ESC)为止的各层级冗余化，所以即使从自动驾驶控制装置140至车辆制动装置110(ESC)为止的其中一个中发生异常，备份功能(替代功能)也会运行，能够无延迟地实施与目标路径有关的信息的运算、以及车辆100的目标状态的运算，能够继续进行自动驾驶。

但是，若使从自动驾驶控制装置140至车辆制动装置110(ESC)为止的各层级全部冗余化，则虽然可靠性提高，但是系统成本上升，此外，用于设置各控制单元的空间扩大。

图5表示抑制系统成本、且能够节约用于设置控制单元的空间的层级构造。

这里，车辆制动装置110的电子控制装置具有第一制动控制装置116以及第二制动控制装置117这2个系统，进行了冗余化。

因此，通过使自动驾驶控制装置140、通信数据网关装置150、以及车辆运动控制装置160(VMC)冗余化，能够得到与图4的层级构造同等的可靠性。

但是，若使自动驾驶控制装置140、通信数据网关装置150、以及车辆运动控制装置160(VMC)全部冗余化，则系统成本会上升，此外，存在用于设置各控制单元的空间扩大的问题。

因此，如图5所示，自动驾驶控制装置140以及通信数据网关装置150进行了冗余化，但是不使车辆运动控制装置160冗余化，而设为1个系统。

并且，作为将车辆运动控制装置160设为2个系统(多重)的替代方案，将车辆运动控制装置160中用于求出车辆100的目标状态的功能(以下，称为VMC功能。)搭载于车辆制动装置110的第一制动控制装置116(第二控制部、第二制动装置)作为备份用。由此，通过车辆运动控制装置160搭载的VMC功能(第一车辆运动控制功能)和第一制动控制装置116搭载的VMC功能(第二车辆运动控制功能)，使VMC功能冗余化。

另一方面，车辆制动装置110的主要控制装置即第二制动控制装置117(第一控制部、第一制动装置)不具备VMC功能，如前述具备ESC功能作为软件。

第一制动控制装置116作为软件而具备的VMC功能基于从作为自动驾驶控制器的自动驾驶控制装置140或者自动驾驶控制装置140-1输入的与目标路径有关的信息、或从车辆运动状态检测传感器220输入的与车辆100的驾驶状态有关的物理量，独立地求出用于达成目标路径的车辆100的目标状态。

这里，车辆制动装置110包括用于输入车辆运动控制装置160(车辆运动控制控制器)所求出的与车辆100的目标状态有关的信息的输入部110A。

并且，在车辆运动控制装置160正常的情况下，车辆制动装置110的第一制动控制装置116以及第二制动控制装置117基于由输入部110A输入的与目标状态有关的信息，对作为车辆的驾驶状态的制动力进行控制。

此外，在车辆运动控制装置160正常的情况下，动力转向控制装置130等下层的车辆控制装置(致动器控制装置)也基于车辆运动控制装置160所求出的与车辆100的目标状态有关的信息实施致动器控制。

另一方面，在车辆运动控制装置160异常的情况下，车辆制动装置110的第一制动控制装置116以及第二制动控制装置117取代基于由输入部110A输入的与目标状态有关的信息(车辆运动控制装置160求出的与目标状态有关的信息)，而是基于第一制动控制装置116的VMC功能(车辆运动控制装置160的冗余装置)所求出的与车辆100的目标状态有关的信息来实施制动控制。

此外，在车辆运动控制装置160异常的情况下，动力转向控制装置130等下层的车辆控制装置也基于第一制动控制装置116的VMC功能所求出的与车辆100的目标状态有关的信息，实施致动器控制。

若为上述结构，则即使在车辆100的自动驾驶中在车辆运动控制装置160中发生异常，也能够使自动驾驶继续进行，或者使车辆100安全停车。

另外，车辆运动控制装置160的异常是指车辆运动控制装置160的VMC功能(第一车辆运动控制功能)的异常。

例如，因运算功能或输入输出功能(通信功能)等的异常而无法基于与目标路径有关的信息等准确求出目标车辆状态的状态、或无法将目标车辆状态的信息发送给车辆制动装置110等下层的致动器控制装置(车辆控制装置)的状态等是VMC功能的异常。

此外，第一制动控制装置116搭载的VMC功能能够构成为，在车辆运动控制装置160的VMC功能异常时发挥作用。

例如，在车辆运动控制装置160的自诊断的结果为异常时，第一制动控制装置116能够实施基于自身VMC功能的目标状态的运算。此外，第一制动控制装置116能够诊断车辆运动控制装置160有无异常，在诊断出车辆运动控制装置160的异常时能够实施基于自身VMC功能的目标状态的运算。

但是，在第一制动控制装置116搭载的VMC功能是最小限度的功能时等第一制动控制装置116的运算负载有余地的情况下，使第一制动控制装置116的VMC功能始终工作，即使在车辆运动控制装置160为正常时也能够实施基于第一制动控制装置116的目标状态的运算。

图6的流程图表示第一制动控制装置116实施的、根据车辆运动控制装置160有无异常而选择目标车辆状态的指令的处理。

第一制动控制装置116首先判别车辆运动控制装置160的VMC功能发生异常还是正常工作(步骤S801)。

第一制动控制装置116能够基于车辆运动控制装置160所具备的监视装置的输出信号来判断车辆运动控制装置160有无异常。

此外，第一制动控制装置116能够具备对车辆运动控制装置160有无异常进行诊断的功能。

在车辆运动控制装置160正常的情况下，第一制动控制装置116对基于车辆运动控制装置160所求出的目标车辆状态(换言之，车辆运动控制装置160所搭载的VMC功能)的致动器控制的实施进行设定(步骤S802)。

即，在车辆运动控制装置160正常的情况下，将存在于通信总线上的车辆运动控制装置160所求出的与目标车辆状态有关的信息设为真而使得进行各种致动器控制。

另一方面，在车辆运动控制装置160为异常的情况下，第一制动控制装置116对基于自身独立求出的目标车辆状态(换言之，第一制动控制装置116所搭载的VMC功能)的致动器控制的实施进行设定(步骤S803)。

即，在车辆运动控制装置160为异常的情况下，不采用存在于通信总线上的车辆运动控制装置160所求出的与目标车辆状态有关的信息，而是将第一制动控制装置116所搭载的VMC功能所求出的与目标车辆状态有关的信息设为真而使得进行各种致动器控制。

在图5所示的自动驾驶控制系统的层级构造、即沿用车辆制动装置110的第一制动控制装置116作为车辆运动控制装置160的冗余装置的系统结构中，与将车辆运动控制装置160设置为2个系统而冗余化的情况相比，能够既同等地维持可靠性又抑制冗余系统的复杂化。

即，通过将车辆运动控制装置160设为仅1个系统，在车辆100中设置的控制单元的数目减少，能够抑制系统成本以及控制单元的设置空间。

此外，就VMC功能而言，由于从车辆制动装置110的ESC输入的信号(例如，偏航率、车轮速率等的信号)多，此外，在自动驾驶中为了确保可靠性而使制动控制装置冗余化，所以车辆制动装置110和VMC功能的亲和性高。

因此，若在第一制动控制装置116中搭载VMC功能，则能够容易实现VMC功能的冗余化。

另外，在图5所示的层级构造中，在车辆制动装置110的2个系统的制动控制装置之中的作为备份用的第一制动控制装置116中搭载VMC功能，但是能够在具备ESC功能的作为主要的制动控制装置的第二制动控制装置117中搭载VMC功能。

但是，由于第一制动控制装置116与承担ESC功能的第二制动控制装置117相比控制内容简便且运算负载较少，所以有搭载VMC功能的余裕和能力。

因此，若在第一制动控制装置116中搭载VMC功能，则不提升微型计算机的能力就能够实现备份用的VMC功能(替代功能)。

即，在车辆制动装置110中，主要由第二制动控制装置117实施制动控制，但是第一制动控制装置116在第二制动控制装置117异常时作为备份实施制动控制。因此，在第二制动控制装置117为正常的通常状态下，第一制动控制装置116处于几乎不进行动作的状态。

因此，作为备份用的第一制动控制装置116与作为主要控制装置的第二制动控制装置117相比处理能力有余裕，在第一制动控制装置116中搭载VMC功能更能够有效利用CPU等硬件资源。

此外，能够将与在车辆运动控制装置160中搭载的VMC功能同等的VMC功能搭载在第一制动控制装置116或者第二制动控制装置117中作为冗余功能，但是能够筛选车辆运动控制装置160所搭载的VMC功能之中的最低限度的功能而搭载到第一制动控制装置116或者第二制动控制装置117中作为冗余功能。

此外，在图2所示的一个方式中，将第一制动控制装置116和第二制动控制装置117分别设置于分立的基板，但是能够在1个基板上设置作为第一制动控制装置116发挥作用的微型计算机(搭载了VMC功能的主要的第二控制部)和作为第二制动控制装置117发挥作用的微型计算机(不具备VMC功能的备份用的第一控制部)。

此外，作为车辆运动控制装置160的冗余装置而搭载VMC功能的控制部不限定于车辆制动装置110的冗余化的控制部。

例如，在图1的车辆系统中，在自动驾驶控制装置140进行整合控制的致动器控制装置，即在动力转向控制装置130、动力传动控制装置170、后轮操舵控制装置180、电子控制悬架控制装置190、电动停车制动控制装置200的其中一个中，能够在冗余化的2个控制部中的一方中搭载VMC功能(换言之，车辆运动控制装置160的备份功能)，将车辆运动控制装置160设为仅设置为1个系统的系统。

另外，在动力转向控制装置130等中，冗余化的2个控制部与车辆制动装置110同样能够设置于不同的基板，此外，也能够设置于1个基板上。

此外，优选冗余化的2个控制部之中搭载备份用的VMC功能的控制部设为备份用的控制部，但是也能够设置为主要的控制部。

图7是表示在动力转向控制装置130中搭载了作为备份用的VMC功能时的自动驾驶控制系统的层级构造。

在图7所示的层级构造中，取代设置车辆运动控制装置160的冗余装置，而是如下的系统，即，在动力转向控制装置130的冗余化的第一控制部130-1和第二控制部130-2之中的第二控制部130-2中搭载作为备份用的VMC功能，将车辆运动控制装置160设为仅1个系统。

在图7所示的层级构造中，动力转向控制装置130包括用于输入车辆运动控制装置160所求出的与车辆100的目标状态有关的信息的输入部130A。

并且，在车辆运动控制装置160为正常时，动力转向控制装置130基于由输入部130A输入的车辆100的目标状态，对作为车辆100的运动状态的操舵角进行控制。

此外，比动力转向控制装置130更下层的致动器控制装置，即动力传动控制装置170、后轮操舵控制装置180、电子控制悬架控制装置190、电动停车制动控制装置200、以及车辆制动装置110也基于车辆运动控制装置160所求出的与车辆100的目标状态有关的信息，对驱动力、后轮操舵、制动力等车辆100的驾驶状态进行控制。

另一方面，在车辆运动控制装置160为异常时，动力转向控制装置130基于通过第二控制部130-2搭载的备份用的VMC功能求出的与车辆100的目标状态有关的信息，对作为车辆100的运动状态的操舵角进行控制。

此外，比动力转向控制装置130更下层的致动器控制装置，即动力传动控制装置170、后轮操舵控制装置180、电子控制悬架控制装置190、电动停车制动装置控制装置200、以及车辆制动装置110也基于通过动力转向控制装置130的第二控制部130-2所搭载的备份用的VMC功能求出的与车辆100的目标状态有关的信息，对驱动力、后轮操舵、制动力等车辆100的驾驶状态进行控制。

图8表示在动力传动控制装置170中搭载作为备份用的VMC功能时的自动驾驶控制系统的层级构造。

在图8所示的层级构造中，取代设置车辆运动控制装置160的冗余装置，而是如下的系统，在动力传动控制装置170的冗余化的第一控制部170-1和第二控制部170-2之中的第二控制部170-2中搭载作为备份用的VMC功能，将车辆运动控制装置160设为仅1个系统。

在图8所示的层级构造中，动力传动控制装置170包括用于输入车辆运动控制装置160所求出的与车辆100的目标状态有关的信息的输入部170A。

并且，在车辆运动控制装置160为正常时，包括动力传动控制装置170的各致动器控制装置基于车辆运动控制装置160(VMC功能)所求出的与车辆100的目标状态有关的信息，对驱动力、后轮操舵、制动力、操舵角等车辆100的驾驶状态进行控制。

另一方面，在车辆运动控制装置160为异常时，包括动力传动控制装置170的各致动器控制装置基于通过动力传动控制装置170的第二控制部170-2所搭载的备份用的VMC功能求出的与车辆100的目标状态有关的信息，对驱动力、后轮操舵、制动力、操舵角等车辆100的驾驶状态进行控制。

图9表示在后轮操舵控制装置180中搭载作为备份用的VMC功能时的自动驾驶控制系统的层级构造。

在图9所示的层级构造中，取代设置车辆运动控制装置160的冗余装置，而是如下的系统，即，在后轮操舵控制装置180的冗余化的第一控制部180-1和第二控制部180-2之中的第二控制部180-2中搭载作为备份用的VMC功能，将车辆运动控制装置160设为仅1个系统。

在图9所示的层级构造中，后轮操舵控制装置180包括用于输入车辆运动控制装置160所求出的与车辆100的目标状态有关的信息的输入部180A。

并且，在车辆运动控制装置160为正常时，包括后轮操舵控制装置180的各致动器控制装置基于车辆运动控制装置160(VMC功能)所求出的与车辆100的目标状态有关的信息，对驱动力、后轮操舵、制动力、操舵角等车辆100的驾驶状态进行控制。

另一方面，在车辆运动控制装置160为异常时，包括后轮操舵控制装置180的各致动器控制装置基于通过后轮操舵控制装置180的第二控制部180-2搭载的备份用的VMC功能求出的与车辆100的目标状态有关的信息，对驱动力、后轮操舵、制动力、操舵角等车辆100的驾驶状态进行控制。

图10表示在电子控制悬架控制装置190中搭载作为备份用的VMC功能时的自动驾驶控制系统的层级构造。

在图10所示的层级构造中，取代设置车辆运动控制装置160的冗余装置，而是如下的系统，即，在电子控制悬架控制装置190的冗余化的第一控制部190-1和第二控制部190-2之中的第二控制部190-2中搭载作为备份用的VMC功能，将车辆运动控制装置160设为仅1个系统。

在图10所示的层级构造中，电子控制悬架控制装置190包括用于输入车辆运动控制装置160所求出的与车辆100的目标状态有关的信息的输入部190A。

并且，在车辆运动控制装置160为正常时，包括电子控制悬架控制装置190的各致动器控制装置基于车辆运动控制装置160(VMC功能)所求出的与车辆100的目标状态有关的信息，对驱动力、后轮操舵、制动力、操舵角等车辆100的驾驶状态进行控制。

另一方面，在车辆运动控制装置160为异常时，包括电子控制悬架控制装置190的各致动器控制装置基于通过电子控制悬架控制装置190的第二控制部190-2搭载的备份用的VMC功能求出的与车辆100的目标状态有关的信息，对驱动力、后轮操舵、制动力、操舵角等车辆100的驾驶状态进行控制。

图11表示在电动停车制动控制装置200中搭载作为备份用的VMC功能时的自动驾驶控制系统的层级构造。

在图11所示的层级构造中，取代设置车辆运动控制装置160的冗余装置，而是如下的系统，即，在电动停车制动控制装置200的冗余化的第一控制部200-1和第二控制部200-2之中的第二控制部200-2中搭载作为备份用的VMC功能，将车辆运动控制装置160设为仅1个系统。

在图11所示的层级构造中，电动停车制动控制装置200包括用于输入车辆运动控制装置160所求出的与车辆100的目标状态有关的信息的输入部200A。

并且，在车辆运动控制装置160为正常时，包括电动停车制动控制装置200的各致动器控制装置基于车辆运动控制装置160(VMC功能)所求出的与车辆100的目标状态有关的信息，对驱动力、后轮操舵、制动力、操舵角等车辆100的驾驶状态进行控制。

另一方面，在车辆运动控制装置160为异常时，包括电动停车制动控制装置200的各致动器控制装置基于通过电动停车制动控制装置200的第二控制部200-2所搭载的备份用的VMC功能求出的与车辆100的目标状态有关的信息，对驱动力、后轮操舵、制动力、操舵角等车辆100的驾驶状态进行控制。

在上述实施方式中说明的各方式只要不矛盾则能够适当组合使用。

此外，参照优选的实施方式对本发明的内容进行了具体说明，但是不言而喻，基于本发明的基本的技术思想以及启示，若为本领域技术人员则可以采用各种各样的变形方式。

例如，能够设为将自动驾驶控制装置140和车辆运动控制装置160整合而作为1个控制装置而具备的车辆控制系统。

此外，车辆制动装置110具有具备同等的制动控制功能的2个控制部，能够在上述2个控制部中的一方(第二控制部)中搭载备份用的VMC功能。

此外，包括搭载了备份用的VMC功能的控制部的车辆控制装置(致动器控制装置)不限定于图1所示的车辆控制装置110、130、170、180、190、200。

此外，能够将车辆运动控制装置160的VMC功能作为备份用而分别搭载于多个致动器控制装置。

此外，在车辆运动控制装置160的VMC功能发生异常、通过致动器控制装置中搭载的备份用的VMC功能实施自动驾驶时，能够对车辆100的驾驶员进行通知自动驾驶功能的异常的警告。

以上，对本发明的一些实施方式进行了说明，但是上述的发明的实施方式是为了容易理解本发明，本发明不限定于此。本发明可以不脱离其宗旨而被变更、改良，并且本发明包含其等同物。此外，在能够解决上述的课题的至少一部分的范围、或者实现效果的至少一部分的范围内，权利要求书以及说明书中记载的各结构要素能够任意组合或者省略。

本申请要求基于2018年3月12日申请的日本专利申请号2018-43953号的优先权。包含2018年3月12日申请的日本专利申请号2018-43953号的说明书、权利要求书、附图以及摘要的全部公开内容通过参照而整体并入本申请中。

标号说明

100…车辆、110…车辆制动装置(制动控制装置、车辆控制装置)、110A…输入部、114…第一液压单元(第二制动装置)、115…第二液压单元(第一制动装置)、116…第一制动控制装置(第二控制部)、117…第二制动控制装置(第一控制部)、140…自动驾驶控制装置(自动驾驶控制器)、160…车辆运动控制装置(车辆运动控制控制器)、220…车辆运动状态检测传感器。

Claims (10)

1.一种车辆控制装置，包括：

输入部，从搭载了第一车辆运动控制功能的车辆运动控制控制器被输入与车辆的目标状态有关的信息，其中所述第一车辆运动控制功能是基于由自动驾驶控制器输入的与所述车辆的目标路径有关的信息、以及由车辆运动状态检测传感器输入的与所述车辆的运动状态有关的物理量来求出用于达成所述车辆的所述目标路径的所述车辆的所述目标状态的功能；

第一控制部，基于由所述输入部输入的所述车辆的所述目标状态，对所述车辆的所述运动状态进行控制；以及

第二控制部，搭载了第二车辆运动控制功能，基于由所述输入部输入的所述车辆的所述目标状态，对所述车辆的所述运动状态进行控制，其中所述第二车辆运动控制功能是基于由所述自动驾驶控制器输入的与所述车辆的所述目标路径有关的信息、以及由所述车辆运动状态检测传感器输入的与所述车辆的所述运动状态有关的物理量来求出用于达成所述车辆的所述目标路径的所述车辆的所述目标状态的功能。

2.如权利要求1所述的车辆控制装置，其中，

所述第一控制部对所述车辆的所述运动状态之中的在所述车辆的车轮产生的制动力进行控制，

所述第二控制部对所述车辆的所述运动状态之中的在所述车辆的所述车轮产生的所述制动力进行控制。

3.如权利要求2所述的车辆控制装置，其中，

所述第二控制部被用作所述第一控制部的备份。

4.如权利要求2所述的车辆控制装置，其中，包括：

第一制动装置，设有所述第一控制部；以及

第二制动装置，设有所述第二控制部。

5.如权利要求1所述的车辆控制装置，其中，

在所述第一车辆运动控制功能异常时，所述第一控制部以及所述第二控制部基于通过所述第二车辆运动控制功能求出的所述车辆的所述目标状态，对所述车辆的所述运动状态进行控制。

6.如权利要求1所述的车辆控制装置，其中，

所述第二车辆运动控制功能被构成为，在所述第一车辆运动控制功能异常时发挥作用。

7.一种车辆控制方法，

从搭载了第一车辆运动控制功能的车辆运动控制控制器输入的与车辆的目标状态有关的信息，对所述车辆的运动状态进行控制，其中所述第一车辆运动控制功能是基于由自动驾驶控制器输入的与所述车辆的目标路径有关的信息、以及由车辆运动状态检测传感器输入的与所述车辆的所述运动状态有关的物理量来求出用于达成所述车辆的所述目标路径的所述车辆的所述目标状态的功能；

在所述第一车辆运动控制功能异常时，

基于从第二车辆运动控制功能输入的与所述车辆的所述目标状态有关的信息，对所述车辆的运动状态进行控制，其中所述第二车辆运动控制功能被搭载于对所述车辆的所述运动状态进行控制的车辆控制装置，且所述第二车辆运动控制功能基于由所述自动驾驶控制器输入的与所述车辆的所述目标路径有关的信息、以及由所述车辆运动状态检测传感器输入的与所述车辆的所述运动状态有关的物理量来求出用于达成所述车辆的所述目标路径的所述车辆的所述目标状态。

8.如权利要求7所述的车辆控制方法，其中，

所述车辆控制装置是对所述车辆的所述运动状态之中的在所述车辆的车轮产生的制动力进行控制的车辆制动装置。

9.一种车辆控制系统，包括：

自动驾驶控制器，求与车辆的目标路径有关的信息；

车辆运动状态检测传感器，检测与所述车辆的运动状态有关的物理量；

车辆运动控制控制器，搭载了第一车辆运动控制功能，其中所述第一车辆运动控制功能是基于由所述自动驾驶控制器输入的与所述车辆的所述目标路径有关的信息、以及由所述车辆运动状态检测传感器输入的与所述车辆的所述运动状态有关的物理量来求出用于达成所述车辆的所述目标路径的所述车辆的目标状态的功能；以及

车辆控制装置，基于由所述车辆运动控制控制器输入的所述车辆的所述目标状态，对所述车辆的所述运动状态进行控制，

所述车辆控制装置包括：

第一控制部，对所述车辆的所述运动状态进行控制；以及

第二控制部，搭载了第二车辆运动控制功能，对所述车辆的所述运动状态进行控制，其中所述第二车辆运动控制功能是基于由所述自动驾驶控制器输入的与所述车辆的所述目标路径有关的信息、以及由所述车辆运动状态检测传感器输入的与所述车辆的所述运动状态有关的物理量来求出用于达成所述车辆的所述目标路径的所述车辆的所述目标状态的功能。

10.如权利要求9所述的车辆控制系统，其中，

所述第一控制部对所述车辆的所述运动状态之中的在所述车辆的车轮产生的制动力进行控制，

所述第二控制部对所述车辆的所述运动状态之中的在所述车辆的所述车轮产生的制动力进行控制。

Images