專利名稱：追隨行駛控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在行駛于本車輛的前方或后方的周邊車輛存在的狀態(tài)下控制本 車輛的行駛狀態(tài)的追隨行駛控制裝置。
背景技術(shù)：
近年來，為了減輕車輛駕駛中駕駛員的負擔，按照前車等的行駛狀態(tài)控制本車輛 的行駛狀態(tài)的技術(shù)備受矚目。目前，作為這種追隨行駛控制的技術(shù)，已知有下述專利文獻1 中記載的駕駛輔助系統(tǒng)。該系統(tǒng)中，不僅對本車輛的前車，而且將上一前車作為假定的前車 對待，選擇相對于前車和上一前車的目標減速度大的一方、或者選擇目標加速度小的一方 作為追隨目標，執(zhí)行車間距離控制。專利文獻1 (日本)特開2002_104015號公報但是，該駕駛輔助系統(tǒng)中，由于僅對前車和上一前車中被選擇的一車輛的行駛狀 態(tài)進行追隨的控制，因而沒有對另一車輛的行駛狀態(tài)進行考慮。即，該駕駛輔助系統(tǒng)中，不 能進行考慮到本車輛周邊存在的多臺周邊車輛的行駛狀態(tài)的本車輛的追隨行駛控制。

發(fā)明內(nèi)容
于是，本發(fā)明目的在于提供一種實現(xiàn)考慮到本車輛周邊的多臺車輛的運動的追隨 行駛的追隨行駛控制裝置。本發(fā)明提供一種追隨行駛控制裝置，在行駛于本車輛的前方或后方的周邊車輛存 在的狀態(tài)下控制本車輛的行駛狀態(tài)，其特征在于，具備偏差取得單元，對本車輛和周邊車輛分別取得與相對于在緊前面行駛的緊前面行 駛車輛的相對位置關(guān)系和目標相對位置關(guān)系之間的偏差有關(guān)的信息；及追隨控制量計算單元，根據(jù)與由偏差取得單元獲得的多臺車輛的偏差有關(guān)的信 息，計算本車輛的追隨控制量并控制本車輛的行駛狀態(tài)。根據(jù)該追隨行駛控制裝置，不僅取得與本車輛的偏差有關(guān)的信息，而且還取得與 周邊車輛的偏差有關(guān)的信息，根據(jù)與所取得的多臺車輛的偏差有關(guān)的信息，計算本車輛的 追隨控制量。從而，可計算不僅包括本車輛的緊前面行駛車輛的運動，而且也將周邊車輛的 緊前面行駛車輛的運動考慮在內(nèi)的追隨控制量，其結(jié)果是，能夠進行考慮了多臺周邊車輛 的行駛狀態(tài)的本車輛的追隨行駛控制。另外，具體地說，在存在m臺(m = 2,3,…)周邊車輛的情況下，由追隨控制量計 算單元計算出的本車輛的追隨控制量u用如下式子表示用D1表示本車輛的相對于緊前面行駛車輛的相對位置關(guān)系和目標相對位置關(guān)系 的偏差，用D/表示偏差D1的時間微分，用Dn表示從本車輛觀察時前方的第n-1輛(η = 2,3,…，m)周邊車輛的相對于 緊前面行駛車輛的相對位置關(guān)系和目標相對位置關(guān)系之間的偏差，用Dn’表示偏差Dn的時 間微分，
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將Ic1 km及C1 Cm設(shè)定為常數(shù)時，則u = Ii1D^c1D1，+1 (D^D2)+C2 (D1，+D2，)+...+!^(DAD2+…+Dm)+Cm(D1，+D2，+...+Dm，)。用這種追隨控制量計算單元具體地計算將多臺周邊車輛的運動也考慮在內(nèi)的本 車輛的追隨控制量U。另外，偏差取得單元也可以通過與該周邊車輛的車車間通信取得與周邊車輛的偏 差有關(guān)的信息，追隨控制量計算單元也可以根據(jù)由偏差取得單元獲得的與多臺車輛的偏差 有關(guān)的信息，計算本車輛的追隨控制量和周邊車輛的追隨控制量。根據(jù)該構(gòu)成，本車輛可通過車車間通信容易地獲得與周邊車輛的偏差有關(guān)的信 息，計算本車輛的追隨控制量和周邊車輛的追隨控制量，由此，能夠進行使本車輛和周邊車 輛協(xié)調(diào)的行駛控制。另外，本發(fā)明的追隨行駛控制裝置也可以還具備本車道概率取得單元，取得表示 周邊車輛存在于和本車輛相同的行駛車道上的準確度的本車道概率，追隨控制量計算單元 進一步根據(jù)周邊車輛的本車道概率計算本車輛的追隨控制量。根據(jù)該構(gòu)成，例如，當認為某周邊車輛逐漸地插進本車道的情況時，該周邊車輛的 本車道概率逐漸變大。而且，本車輛的追隨行駛控制裝置也進一步將該周邊車輛的本車道 概率考慮在內(nèi)而計算本車輛的追隨控制量，所以能夠使該周邊車輛給予本車輛的追隨控制 量的影響慢慢地增加。從而，可抑制因上述周邊車輛的插進等造成本車輛發(fā)生不連續(xù)的行 駛控制。根據(jù)本發(fā)明的追隨行駛控制裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)將本車輛周邊的多臺車輛的運動考慮 在內(nèi)的追隨行駛。


圖1是表示本發(fā)明的追隨行駛控制裝置的第1 第5實施方式的方塊圖；圖2是表示用第1實施方式的追隨行駛控制裝置實現(xiàn)的行駛控制的圖；圖3是表示用第1實施方式的追隨行駛控制裝置實現(xiàn)的行駛控制的流程圖；圖4是表示用第2實施方式的追隨行駛控制裝置實現(xiàn)的行駛控制的圖；圖5是表示用第2實施方式的追隨行駛控制裝置實現(xiàn)的行駛控制的流程圖；圖6是表示用第3實施方式的追隨行駛控制裝置實現(xiàn)的行駛控制的圖；圖7是表示用第3實施方式的追隨行駛控制裝置實現(xiàn)的行駛控制的流程圖；圖8是表示用第4實施方式的追隨行駛控制裝置實現(xiàn)的行駛控制的圖；圖9是表示用第4實施方式的追隨行駛控制裝置實現(xiàn)的行駛控制的流程圖；圖10是表示用第5實施方式的追隨行駛控制裝置實現(xiàn)的行駛控制的圖；圖11是表示用第5實施方式的追隨行駛控制裝置實現(xiàn)的行駛控制的流程圖；圖12是表示第5實施方式的追隨行駛控制裝置使用的本車道概率和校正系數(shù)的 關(guān)系之一例的曲線圖。標號說明1，201，301，401，501...追隨行駛控制裝置10…車輛控制E⑶(偏差取得單元、追隨控制量計算單元、本車道概率取得單元)
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沈…無線控制E⑶(車車間通信單元)26a…無線天線(車車間通信單元)Llr，L1, L2, L3…車間距離(相對位置關(guān)系)Ltgt lr, Ltgt l, Ltgt 2, Ltgt 3···目標車間距離(目標相對位置關(guān)系)Dlr，D1, D2, IV··車間誤差(偏差)Olr',O1',O2', ,'…相對速度Mtl…本車輛Mlr，M1, M2, M3…周邊車輛。
具體實施例方式下面，參照附圖對本發(fā)明的追隨行駛控制裝置的最佳實施方式詳細地進行說明。(第1實施方式)對本發(fā)明的追隨行駛控制裝置的第1實施方式進行說明。圖1所示的本實施方式 的追隨行駛控制裝置1是搭載于圖2所示的本車輛Mtl上，用于按照與在本車輛Mtl的周圍行 駛的周邊車輛等的行駛狀態(tài)相對應(yīng)的方式實現(xiàn)本車輛Mtl的追隨行駛的系統(tǒng)。該追隨行駛控 制裝置1可以在存在多臺任意臺數(shù)的周邊車輛的情況下實現(xiàn)追隨行駛，在此，如圖2所示， 以在本車輛Mtl的前方行駛著3臺周邊車輛的情況為例，舉例進行說明。在下面的說明中，用“M/’表示從本車輛Mtl來看前方的第1臺周邊車輛，用"M2”表 示第2臺周邊車輛，用“M/’表示第3臺周邊車輛。另外，圖2中表示在周邊車輛M3的更前 方的1臺車輛T。詳細后述，因為該車輛T的行駛狀態(tài)對本車輛M0的行駛控制沒有任何影 響，所以這種車輛T不稱為“周邊車輛”。即，僅在某車輛的行駛狀態(tài)對本車輛Mtl的行駛控 制帶來任何影響的情況下將該車輛稱為“周邊車輛”，用標號“Mx”表示。本車輛Mtl、周邊車 輛M1 M3和車輛T都在同一車道上向箭頭Y方向行駛。另外，用"L1 ”表示本車輛M0與在緊前面行駛的緊前面行駛車輛(該情況下為周邊 車輛M1)的車間距離，用"Ltgt」”表示與該緊前面行駛車輛的目標車間距離，用D1表示車間 距離L1和目標車間距離Ltgt」的誤差。另外，用“Ln”表示周邊車輛Mlri與緊前面行駛車輛 (該情況下為周邊車輛Mn)的車間距離，用“Ltgt n”表示與該緊前面行駛車輛的目標車間距 離，用“Dn”表示車間距離Ln和目標車間距離Ltgt n的誤差(n = 2，3，4)。如上述，本車輛Mtl搭載有下面說明的追隨行駛控制裝置1。如圖1所示，追隨行駛控制裝置1具備車輛控制ECU (Electronic Control Unit 電子控制單元)10。車輛控制ECUlO是進行追隨行駛控制裝置1的整體控制的電子控制單 元，例如以包含CPU、ROM、RAM的計算機為主體而構(gòu)成。車輛控制E⑶10具有可暫時地或長 期地保存信息的信息存儲部10A。此外，追隨行駛控制裝置1具備用于檢測本車輛的行駛狀態(tài)的傳感器類。該傳感 器類包含前方車間距離傳感器21a、后方車間距離傳感器22a、車速傳感器23a、及加速度傳 感器Ma。前方車間距離傳感器21a可以檢測與在本車輛的緊前方行駛的車輛的車間距離。 同樣地，后方車間距離傳感器2 可以檢測與在本車輛的緊后方行駛的車輛的車間距離。 作為這種前方車間距離傳感器21a及后方車間距離傳感器22a，例如分別采用分別設(shè)置在
5車輛的前部及后部的毫米波雷達。用前方車間距離傳感器21a獲得的信號通過前方傳感器 E⑶21進行處理，作為前方車間距離信息發(fā)送到車輛控制E⑶10。同樣地，用后方車間距離 傳感器2 獲得的信號通過后方傳感器ECU22進行處理，作為后方車間距離信息發(fā)送到車 輛控制E⑶10。另外，前方車間距離傳感器21a不僅檢測與在本車輛的緊前方行駛的車輛的距 離，而且對還包括其前方的車輛的多臺車輛，也能夠檢測與各臺車輛的距離。同樣地，后方 車間距離傳感器2 不僅檢測與在本車輛的緊后方行駛的車輛的距離，而且對還包括其后 方的車輛的多臺車輛，也能夠檢測與各臺車輛的距離。車速傳感器23a能夠檢測本車輛的速度。作為車速傳感器23a，例如使用檢測車輪 速度的電磁式拾音器傳感器。用車速傳感器23a獲得的信號通過車速傳感器ECU23進行處 理，作為車速信息發(fā)送到車輛控制ECU10。作為加速度傳感器Ma，例如使用氣體比率傳感 器或者陀螺傳感器。用加速度傳感器2 獲得的信號通過加速度傳感器ECUM進行處理， 作為加速度信息發(fā)送到車輛控制ECU10。另外，前方傳感器E⑶21、后方傳感器E⑶22、車速傳感器E⑶23、加速度傳感器 EOTM經(jīng)由作為車輛內(nèi)網(wǎng)絡(luò)而構(gòu)筑的通信/傳感器系CAN20與車輛控制E⑶10連接。如上所述，追隨行駛控制裝置1用上述的傳感器類獲得關(guān)于本車輛的前方車間距 離信息、后方車間距離信息、車速信息、加速度信息。另外，在下面的說明中，有時將前方車 間距離信息、后方車間距離信息、車速信息、加速度信息統(tǒng)稱為“行駛狀態(tài)信息”。進而，追隨行駛控制裝置1為了進行本車輛的加減速/轉(zhuǎn)向等操作，具備發(fā)動機控 制ECU31、制動控制ECU32、轉(zhuǎn)向控制ECU33。發(fā)動機控制ECU31接收自本車輛控制ECUlO發(fā) 送的加速度指令值信息，按照與該加速度指令值對應(yīng)的操作量操作節(jié)氣門促動器31a等。 另外，制動控制ECU32接收上述加速度指令值信息，按照與該加速度指令值對應(yīng)的操作量 操作制動器促動器32a等。另外，轉(zhuǎn)向控制ECU33接收自本車輛控制ECUlO發(fā)送的轉(zhuǎn)向指 令值信息，按照與該轉(zhuǎn)向指令值對應(yīng)的操作量操作轉(zhuǎn)向促動器33a等。另外，追隨行駛控制裝置1為在其與其他車輛之間互相交換行駛狀態(tài)信息等，具 備無線天線26a及無線控制EOT^。具備無線天線26a及無線控制EOT^的車輛彼此通過 該無線天線26a及無線控制EC似6互相進行車車間通信，取得其他車輛所有的車輛規(guī)格信 息、行駛狀態(tài)信息、加速度指令值信息、其他信息，并且能夠?qū)⒈拒囕v的車輛規(guī)格信息、行駛 狀態(tài)信息、加速度指令值信息、其他信息發(fā)送到其他車輛。通過這種車車間通信，在與車車 間通信有關(guān)的所有車輛的車輛控制ECUlO中，能夠共有所有車輛的各種信息。另外，無線控 制EOT^經(jīng)由上述的通信/傳感器系CAN20與車輛控制E⑶10連接。另外，在周邊車輛MpM2,…中也存在具備無線天線26a及無線控制肌似6且與本 車輛M0進行車車間通信的車輛。這樣，在下面的說明中，有時將與本車輛M0進行車車間通 信的車輛叫做“通信車”，將不與本車輛M0進行車車間通信的車輛叫做“非通信車”。在此，周邊車輛M1為與本車輛M0進行車車間通信的通信車，并且設(shè)定目標車間距 離(目標相對位置關(guān)系)Ltgt2，邊用前方車間距離傳感器計測前方車間距離(相對位置關(guān) 系)L2邊控制前方車間距離L2。另外，對于周邊車輛M1計算與周邊車輛M2的相對速度dL2/ dt作為前方車間距離L2的時間微分。而且，可以通過車車間通信將這些目標車間距離Ltgt 2、 前方車間距離L2和相對速度dL2/dt發(fā)送到本車輛M。。
同樣地，周邊車輛M2也是通信車，并且，設(shè)定目標車間距離Ltgt 3，邊用前方車間距 離傳感器計測前方車間距離L3邊控制前方車間距離L3。另外，對于周邊車輛M2,計算與周 邊車輛M3的相對速度dL3/dt作為前方車間距離L3的時間微分。而且，可以通過車車間通 信將這些目標車間距離Ltgt 3、前方車間距離L3和相對速度dL3/dt發(fā)送到本車輛M。。另一方面，周邊車輛M3也可以設(shè)定目標車間距離Ltgt 4并控制前方車間距離L4,但 因為周邊車輛M3是非通信車，所以，本車輛M0的車輛控制ECUlO不能取得與車輛T的目標 車間距離Ltgt—4、前方車間距離L4、及相對速度dL4/dt。接著，對用該追隨行駛控制裝置1實現(xiàn)的本車輛Mtl的追隨行駛控制之一例，參照 圖2及圖3進行說明。首先，車輛控制ECUlO從本車輛附近的車輛以車車間通信的方式接收各信息(圖 3的S101)。例如，在該車車間通信中，接收各車輛的車輛ID、前方車間距離、與緊前面行駛 車輛的相對速度、速度、加速度、位置等。其次，車輛控制ECUlO根據(jù)通過車車間通信獲得的上述的接收數(shù)據(jù)，決定應(yīng)給予 本車輛Mtl的行駛控制帶來影響的周邊車輛(S1(X3)。即，根據(jù)接收數(shù)據(jù)，例如取出和本車輛 Mtl在同一車道行駛中的車輛等。在此，由于直到在同一車道的通信車中位于最前方的車輛 (車輛M2)的再前方1臺的車輛M3,對本車輛Mtl的行駛控制都會帶來影響，所以，車輛MpM2、 M3被確定作為周邊車輛。接著，車輛控制ECUlO對周邊車輛M1取得與在緊前面行駛的緊前面行駛車輛(周 邊車輛M2)之間的目標車間距離Ltgt 2、車間距離L2、車間誤差D2及相對速度dL2/dt。進而， 同樣地，車輛控制ECUlO對周邊車輛M2，取得與在緊前面行駛的緊前面行駛車輛(周邊車輛 M3)之間的目標車間距離Ltgt 3、車間距離L3、車間誤差D3、及相對速度dL3/dt (S105)。具體地說，車輛控制E⑶10通過與周邊車輛M1的車車間通信，取得周邊車輛M1和 周邊車輛M2之間的目標車間距離Ltgt 2、前方車間距離L2和相對速度dL2/dt。然后，根據(jù)目 標車間距離Ltgt 2和前方車間距離L2之差計算車間誤差D2。同樣地，車輛控制E⑶10通過 與周邊車輛M2的車車間通信，取得周邊車輛M2和周邊車輛M3之間的目標車間距離Ltgt 3、前 方車間距離L3和相對速度dL3/dt。然后，根據(jù)目標車間距離Ltgt 3和前方車間距離L3之差 計算車間誤差D3。另外，因為位于最前方的周邊車輛M3為非通信車，所以，關(guān)于周邊車輛M3 與緊前面行駛車輛的關(guān)系的信息不能通過車車間通信取得。另外，作為車輛控制ECUlO取得前方車間距離L2、L3的方法，并不限于與周邊車輛 MpM2W車車間通信，也可以根據(jù)用本車輛Mtl的前方車間距離傳感器21a所計測的到周邊車 輛禮的距離或到周邊車輛M3的距離，取得車間距離L2、L3。根據(jù)該方法，還可以取得在車車 間通信中不能取得的車間距離L4。另外，通過求出各車輛M0、M1, M2、M3的當前位置的差分， 也可以取得車間距離Lp L2、L3。接著，車輛控制ECUlO對本車輛Mtl，取得與緊前面行駛車輛即周邊車輛M1之間的 目標車間距離Ltgt」、車間距離LJ前方車間距離)、該車間誤差D1、及與緊前面行駛車輛的 相對速度dL/dt (S107)。具體地說，車輛控制E⑶10設(shè)定本車輛M0的前方車間距離的目標 即目標車間距離Ltgt l，禾Ij用前方車間距離傳感器21a取得實際的前方車間距離L115然后，根 據(jù)目標車間距離Ltgt l和前方車間距離L1之差計算車間誤差Dp另外，可以計算與周邊車 輛M1的相對速度dL/dt作為前方車間距離L1的時間微分。
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另外，相對速度dlVdt、dL2/dt、dL3/dt也可以分別解釋為車間誤差Di、D2、D3的時 間微分，所以，下面，表示為相對速度D/、D2’、D3’。另外，車輛控制ECUlO也可以計算所得到 的車間誤差Dp D2、D3的時間微分而取得相對速度D1'、D2’、D/。如上所述，通過處理S105、 S107，車輛控制ECUlO可以取得車間誤差D1、D2, D3、相對速度D/、D2，、D/，車輛控制ECUlO 作為偏差取得單元發(fā)揮作用。接著，車輛控制ECUlO用下式(1.1)計算本車輛Mtl的反饋加速度指令值 Ufb (Si 15)。在此，車輛控制E⑶10作為追隨控制量計算單元發(fā)揮作用。Ufb = Ii1D^c1D1，+k2 (DJD2) +C2 (D1，+D2，)+Ii3(D^DJD3)+C3 (D1，+D2，+D3' )... (1. 1)其中，式(1. 1)中的Ic1 k3、Cl C3為常數(shù)，其值根據(jù)追隨行駛控制裝置1的設(shè)計 人員所要求的的設(shè)計思想事先確定，并事先存儲于車輛控制ECUlO的信息存儲部IOa中。然后，車輛控制ECUlO將所計算出的反饋加速度指令值Ufb發(fā)送到發(fā)動機控制 E⑶31及制動控制E⑶32，由此，執(zhí)行本車輛Mtl的加減速控制(Si 17)。以上的處理SlOl S117在行駛中重復(fù)進行，由此實現(xiàn)對應(yīng)于周邊車輛M1 M3的行駛狀態(tài)的本車輛M0的追隨 行駛控制。在此，如果考慮上述式(1. 1)所意味的結(jié)果，則如圖2所示，根據(jù)將本車輛Mtl和周 邊車輛M1之間用彈簧減震單元KC1連接、將本車輛M0和周邊車輛M2之間用彈簧減震單元 KC2連接、將本車輛M0和周邊車輛M3之間用彈簧減震單元KC3連接而成的控制模式，控制本 車輛M0的加減速。在此，彈簧減震單元KC1是并聯(lián)連接彈簧常數(shù)為Ic1的彈簧K1和衰減系數(shù) 為C1的減震器C1的組件，彈簧減震單元KC2是并聯(lián)連接彈簧常數(shù)為k2的彈簧K2和衰減系 數(shù)為C2的減震器C2的組件，彈簧減震單元KC3是并聯(lián)連接彈簧常數(shù)為k3的彈簧K3和衰減 系數(shù)為C3的減震器C3的組件。從而，根據(jù)這種追隨行駛控制裝置1，能夠?qū)崿F(xiàn)考慮到了本車輛Mtl的周邊存在的3 臺周邊車輛M1 M3的運動的追隨行駛。例如車輛T急減速而周邊車輛M3延遲減速時，能夠在周邊車輛M3的減速傳遞到周 邊車輛M2之前，通過彈簧減震單元KC3的作用使本車輛M0快速地開始減速。這樣，能夠使 本車輛Mtl按照先行的周邊車輛Mp M2, M3群的運動迅速地移動，因此，追隨行駛的穩(wěn)定性增 加，能夠提高駕駛員的安心感。另外，這時，通過本車輛Mtl的迅速制動，也向本車輛Mtl的后 續(xù)車量迅速地進行剎車燈指示的減速的傳遞，也可減少后續(xù)車量動作的延遲，所以，能夠減 輕對交通流整體給予的不良影響。另外，該實施方式中，以周邊車輛為3臺的情況為例進行了說明，但在存在任意臺 數(shù)的周邊車輛的情況下，也能夠仿照上述的例子進行控制。即，在設(shè)定本車輛Mtl的前方存 在m臺(m = 2，3，…)周邊車輛的情況下，仿照上述的例子，取得車間誤差D1. D2、…、Dm、 相對速度D/、D2’、…、、Dm’，本車輛Mq的反饋加速度指令值Ufb用下式(1.2)進行計算。Ufb = Ii1D^c1D1，+k2 (DJD2) +C2 (D1，+D2，)+…+km(DJD2+…+Dm)+cm (D1，+D2，+...+Dm，) ... (1. 2)
(第2實施方式)接著，對本發(fā)明的追隨行駛控制裝置的第2實施方式進行說明。搭載于本車輛Mtl 的本實施方式的追隨行駛控制裝置201的物理上的構(gòu)成如圖1所示，因為和追隨行駛控制 裝置1是一樣的，所以省略重復(fù)的說明。如圖4所示，在此，周邊車輛M1通過基于自律的ACC(Adaptive Cruise Control 自適應(yīng)巡航控制)將緊前面行駛車輛即周邊車輛M2設(shè)為追隨目標，控制前方車間距離L2。 該情況下，周邊車輛M1的目標加速度U1用U1 = k4D2+C4D2， ... (2. 1)表示。如圖4所示，這是基于周邊車輛M1用彈簧常數(shù)為k4的彈簧K4和衰減系數(shù)為 C4的減震器C4構(gòu)成的彈簧減震單元KC4與周邊車輛M2連接的控制模式的目標加速度。該 目標加速度U1通過車車間通信發(fā)送到本車輛M。。 同樣地，周邊車輛M2通過自律的ACC將緊前面行駛車輛即周邊車輛M3設(shè)為追隨目 標，控制前方車間距離L3。該情況下，周邊車輛M2的目標加速度1!2用u2 = k5D3+C5D3， ...(2. 2)表示。如圖4所示，這是基于周邊車輛M2用彈簧常數(shù)為k5的彈簧K5和衰減系數(shù)為 C5的減震器C5構(gòu)成的彈簧減震單元KC5與周邊車輛M3連接的控制模式的目標加速度。該 目標加速度U2通過車車間通信發(fā)送到本車輛M。。下面，參照圖4及圖5對利用該追隨行駛控制裝置201實現(xiàn)的本車輛M0的追隨行 駛控制之一例進行說明。另外，圖5的流程圖中，關(guān)于和圖3所示的處理相同或同等的處理， 附加相同標號，省略重復(fù)的詳細的說明。車輛控制E⑶10經(jīng)過處理S101、S103確定車輛Μ^Μ2、Μ3作為周邊車輛后，通過車 車間通信從周邊車輛M1取得目標加速度U1，從周邊車輛M2取得目標加速度U2 620 。進 而，車輛控制ECUlO在本車輛Mtl內(nèi)取得車間誤差D1和相對速度D1' (S107)。接著，車輛控制E⑶10通過對于控制本車輛M0的前方車間距離L1的數(shù)學式，以前 饋的方式加上從周邊車輛M” M2取得的目標加速度Ul、U2而得出的下式(2. 3)，計算本車輛 M0的反饋加速度指令值ufb (S215)。Ufb = U^U2+Qi1D^c1D1，) ... (2. 3)然后，將所算出的反饋加速度指令值Ufb發(fā)送到發(fā)動機控制ECU31及制動控制 ECU32(S117)。在此，只要將式(2. 1)、式(2. 2)代入式(2. 3)的U1^U2,Ufb = (k4D2+C4D2，)+ (k5D3+C5D3，) + (kA+cA，)…(2. 4)再對該式進行變形整理，就可以如Ufb = α ^1+β ，+α2 (DJD2) + β 2 (D1，+D2，)+03(0^03+03) + ^3(0/ +D2' +D3') …(2.5)(其中αi α 3是包含I^k4, k5的常數(shù)。β β 3是包含Cl、c4、C5的常數(shù)。)那樣，用和式(1. 1)相同的形式來表示。從而，根據(jù)該追隨行駛控制裝置201，能夠 和上述的追隨行駛控制裝置1同樣地，實現(xiàn)考慮到了本車輛Mtl的周邊存在的3臺周邊車輛M1 M3的運動的追隨行駛。另外，根據(jù)式O. 1)，由于目標加速度U1中包含有車間誤差D2和相對速度D2’，所以 車輛控制ECUlO進行的目標加速度U1的取得620 不外乎是與周邊車輛M1的前方車間誤 差込相關(guān)的信息的取得。同樣地，根據(jù)式O. 2)，由于目標加速度U2中包含有車間誤差D3 和相對速度D/，所以由車輛控制ECUlO進行的目標加速度U2的取得(S20O，不外乎是與周 邊車輛M2的前方車間誤差D3相關(guān)的信息的取得。從而，可以說，在本實施方式的處理S205 中，取得目標加速度U1、u2的車輛控制ECUlO作為取得與偏差相關(guān)的信息的偏差取得單元發(fā) 揮作用。(第3實施方式)接著，對本發(fā)明的追隨行駛控制裝置的第3實施方式進行說明。搭載于本車輛Mtl 的本實施方式的追隨行駛控制裝置301的物理上構(gòu)成如圖1所示，和追隨行駛控制裝置1 是一樣的，所以省略重復(fù)的說明。追隨行駛控制裝置301除了上述的追隨行駛控制裝置1的控制方式以外，還將本 車輛M0后方的周邊車輛的行駛狀態(tài)考慮在內(nèi)。如圖6所示，在此，在本車輛M0的緊后方行駛的后續(xù)周邊車輛為通信車，并且設(shè) 定目標車間距離Ltgt y邊用前方車間距離傳感器計測前方車間距離k邊控制前方車間距 離Lw另外，對于周邊車輛Mt計算與本車輛M0的相對速度dLjclt作為前方車間距離、 的時間微分。然后，可以通過車車間通信將這些目標車間距離Ltgt lp前方車間距離Llr和相 對速度dLjclt (相對速度D1/ )發(fā)送到本車輛Mtl。下面，對由該追隨行駛控制裝置301實現(xiàn)的本車輛Mtl的追隨行駛控制之一例，參 照圖6及圖7進行說明。另外，圖7的流程圖中，關(guān)于和圖3所示的處理相同或同等的處理， 附加相同標號，省略重復(fù)的詳細的說明。首先，車輛控制ECUlO經(jīng)過處理3101、5103確定車輛1^、111^2^3作為周邊車輛。 其后，通過與周邊車輛My M1, M2的車車間通信，取得目標車間距離LtgtLtgt 2, Ltgt 3、前方 車間距離、、L2, L3和相對速度dl^/dt、dL2/dt、dL3/dt，進而通過運算，車輛控制ECUlO取 得車間誤差Dlr、D2、D3、相對速度Dlr，、D2’、D/ (S105)。進而，車輛控制ECUlO在本車輛M0內(nèi) 取得車間誤差D1和相對速度D1' (S107)。通過以上的處理S105、S107,車輛控制ECUlO取 得車間誤差Dlr, D1, D2, D3和相對速度Dlr，、D1，、V、D/。接著，車輛控制E⑶10通過下式(3.1)計算本車輛Mtl的反饋加速度指令值 Ufb (S315) οUfb = Ii1D^c1D/+k2 (DJD2) +C2 (D1，+D2，)+k3 (Di+D^Dg) +C3 (D1，+D2，+D3，)_(klrDlr+clrDlr，) ...(3.1)其后，將算出的反饋加速度指令值Ufb發(fā)送到發(fā)動機控制ECU31及制動控制 ECU32(S117)。上式(3. 1)是對于式(1. 1)加上-G^D1JclrD1/)項后的算式，該項意味著圖6所 示的彈簧減震單元KC1,的影響。從而，根據(jù)這種追隨行駛控制裝置301，能夠?qū)崿F(xiàn)除了在追 隨行駛控制裝置1中被考慮的周邊車輛M1 M3的運動以外還進一步考慮了后續(xù)周邊車輛Mlr的運動的追隨行駛。這樣，由于還考慮到后續(xù)車輛的運動，例如在后續(xù)車以短的車間距 離逼近本車輛Mtl的后方的情況下，也能夠進行考慮到了其后方的車間距離的、安全的本車 輛Mtl的驅(qū)動。另外，周邊車輛Mt為非通信車時，通過車車間通信不能獲得來自周邊車輛的信 息，但可以通過下面的方法取得車間誤差Dk和相對速度D1/,進行由追隨行駛控制裝置301 進行的追隨行駛控制。即，該情況下，本車輛Mtl的車輛控制E⑶10設(shè)定后方車間距離的目標 即目標車間距離Ltgt y利用后方車間距離傳感器2 取得實際的后方車間距離Lw然后， 根據(jù)目標車間距離Ltgt &和后方車間距離k之差計算車間誤差Dy另外，作為后方車間距 離Llr的時間微分，計算與周邊車輛M1的相對速度dLi/dt (相對速度D1/ )。(第4實施方式)接著，對本發(fā)明的追隨行駛控制裝置的第4實施方式進行說明。搭載于本車輛Mtl 的本實施方式的追隨行駛控制裝置401的物理上的構(gòu)成如圖1所示，和追隨行駛控制裝置 1是一樣的，所以省略重復(fù)的說明。下面，對利用該追隨行駛控制裝置401實現(xiàn)的本車輛M0的追隨行駛控制之一例， 參照圖8及圖9進行說明。另外，圖9的流程圖中，關(guān)于和圖3所示的處理相同或同等的處 理，附加相同標號，省略重復(fù)的詳細的說明。如圖8所示，在此，周邊車輛M1為通信車，周邊 車輛M2為非通信車。首先，車輛控制E⑶10經(jīng)過處理S101、S103，確定車輛虬、112作為周邊車輛。其后， 車輛控制ECUlO通過與周邊車輛M1的車車間通信，取得周邊車輛M1和周邊車輛M2之間的 目標車間距離Ltgt 2、前方車間距離L2和相對速度dL2/dt，進而通過運算取得車間誤差D2和 相對速度D2’ (S105)。并且，車輛控制ECUlO在本車輛Mtl內(nèi)取得車間誤差D1和相對速度 D1' (S107)。通過以上的處理S105、S107,車輛控制ECUlO取得車間誤差D1、D2和相對速度 D/、D2，。接著，車輛控制ECUlO將周邊車輛M1的加速度％和本車輛Mtl的加速度作為控 制輸入，將車間誤差DpD2和相對速度D/、D2 ’作為狀態(tài)量，用下面的狀態(tài)空間方程式(4. 1) 表示本車輛Mtl和周邊車輛M1的行駛狀態(tài)，對于用該狀態(tài)空間方程式(4. 1)表示的系統(tǒng)，適 用最佳控制(W控制)。[數(shù)學式1]在此，式(4.1)中的％為周邊車輛M2的加速度，該系統(tǒng)中作為干擾來對待。另外，[數(shù)學式2]Ufb = Kx — (4 ‘ 2)K為反饋增益矩陣，在此，為4列X2行的矩陣。而且，車輛控制E⑶10中，為了進 行用狀態(tài)空間方程式(4. 1)表示的系統(tǒng)的最佳控制(LQ控制)，一意地求出使由下式(4. 3) 表示的評價函數(shù)J最小的反饋增益矩陣K(S409)。[數(shù)學式3]
權(quán)利要求
1.一種追隨行駛控制裝置，在行駛于本車輛的前方或后方的周邊車輛存在的狀態(tài)下控 制所述本車輛的行駛狀態(tài)，其特征在于，具備偏差取得單元，對所述本車輛和所述周邊車輛分別取得與相對于在緊前面行駛的緊前 面行駛車輛的相對位置關(guān)系和目標相對位置關(guān)系之間的偏差有關(guān)的信息；及追隨控制量計算單元，根據(jù)與由所述偏差取得單元獲得的多臺車輛的所述偏差有關(guān)的 信息，計算所述本車輛的追隨控制量并控制所述本車輛的行駛狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的追隨行駛控制裝置，其特征在于，在存在m臺(m = 2,3,…)所述周邊車輛的情況下，由所述追隨控制量計算單元計算 出的本車輛的所述追隨控制量u用如下式子表示用D1表示所述本車輛的相對于緊前面行駛車輛的相對位置關(guān)系和目標相對位置關(guān)系 之間的偏差，用D/表示偏差D1的時間微分，用Dn表示從所述本車輛觀察時前方的第n-1臺(η = 2,3,…，m)周邊車輛的相對于 緊前面行駛車輛的相對位置關(guān)系和目標相對位置關(guān)系之間的偏差，用Dn’表示偏差Dn的時 間微分，將Ic1 km及C1 Cm設(shè)為常數(shù)時，則 u = Ii1Dfc1D1，+k2 (D^D2)+c2 (D1' +D2，) +…+!^(DAD2+…+Dm)+Cm (D1，+D2，+...+Dm，)。
3.如權(quán)利要求1所述的追隨行駛控制裝置，其特征在于，所述偏差取得單元通過與所述周邊車輛的車車間通信取得與該周邊車輛的所述偏差 有關(guān)的信息，所述追隨控制量計算單元根據(jù)與由所述偏差取得單元獲得的多臺車輛的所述偏差有 關(guān)的信息，計算所述本車輛的追隨控制量和所述周邊車輛的追隨控制量。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項所述的追隨行駛控制裝置，其特征在于，還具備本車道概率取得單元，取得表示所述周邊車輛存在于和所述本車輛相同的行駛 車道上的準確度的本車道概率，所述追隨控制量計算單元進而根據(jù)所述周邊車輛的所述本車道概率計算所述本車輛 的所述追隨控制量。
全文摘要
本發(fā)明提供一種追隨行駛控制裝置，在行駛于本車輛的前方或后方的周邊車輛存在的狀態(tài)下控制所述本車輛的行駛狀態(tài)，其中，具備偏差取得單元，對本車輛和周邊車輛取得與相對于在緊前面行駛的緊前面行駛車輛的相對位置關(guān)系和目標相對位置關(guān)系之間的偏差有關(guān)的信息；及追隨控制量計算單元，根據(jù)與由偏差取得單元獲得的多臺車輛的偏差有關(guān)的信息，計算本車輛的追隨控制量并控制本車輛的行駛狀態(tài)。
文檔編號G08G1/00GK102076542SQ20098012545
公開日2011年5月25日 申請日期2009年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月4日
發(fā)明者志田充央 申請人:豐田自動車株式會社