车辆控制装置、车辆控制方法和车辆追随行驶系统与流程

本发明涉及跟随车追随前行车行驶的车辆追随行驶系统。

背景技术：

作为关于与前行车电子式连接并追随前行车行驶的跟随车的自动行驶控制的技术领域的背景技术，例如有专利文献1。在专利文献1中，公开了跟随车通过接收表示前行车的车速和加速度等的行驶状态的信息、表示节气门开度、转向角度、制动器操作量等的操作量的信息、表示车辆重量、发动机输出特性等的车辆规格(諸元)的信息，不等待前行车的控制的结果即行驶状态的变化，而可按与前行车被给予的操作同样的操作进行追随行驶控制。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5－170008号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

然而，专利文献1并未考虑跟随车滑移(slip)的情况、前行车和跟随车中有性能差的情况等、在跟随车的运动状态上施加了限制使得跟随车无法追随前行车的情况。

用于解决课题的方案

鉴于上述课题，本发明的目的在于，提供即使在对跟随车施加了限制的情况下，也可以追随前行车行驶的车辆控制装置、车辆控制方法和车辆追随行驶系统。

本发明的一实施方式是，前行车和跟随车非机械式地连接并追随行驶的车辆追随行驶系统中的装载于前行车上的车辆控制装置，构成为基于有关被输的跟随车的车辆性能的信息，输出用于限制前行车的运动状态的指令。

根据本发明的一实施方式，即使在对跟随车施加了限制的情况下，也可以提供能够追随前行车行驶的车辆控制装置、车辆控制方法和车辆追随行驶系统。

附图说明

图1是实施例1中的、在跟随车制动之时发生滑移的情况下，前行车进行放松(緩める)制动的控制的车辆追随行驶系统的结构框图。

图2是图1的变形例。

图3是实施例1中的、跟随车在制动之时发生了滑移的情况下，前行车进行放松制动的控制的车辆追随行驶系统的时间图。

图4是实施例1中的、在跟随车驱动之时发生了滑移的情况下，前行车进行放松油门踏板的控制的车辆追随行驶系统的结构框图。

图5是图4的变形例。

图6是实施例1中的、跟随车驱动之时发生了滑移的情况下，前行车进行放松油门踏板的控制的车辆追随行驶系统的时间图。

图7是实施例1中的、在跟随车转向之时发生了滑移的情况下，前行车进行在原样确保轨迹的状态下施加制动的控制的车辆追随行驶系统的结构框图。

图8是实施例2中的、为了维持跟随车的乘坐舒适性而控制前行车的车辆追随行驶系统的结构框图。

图9是图8的变形例。

图10是实施例2中的、为了维持跟随车的乘坐舒适性，根据跟随车的行驶模式控制前行车的车辆追随行驶系统的结构框图。

图11是图10的变形例。

图12是实施例3中的、前行车和跟随车中最小转弯半径有差异的情况下的车辆追随行驶系统的结构框图。

图13是图12的变形例。

图14是实施例3中的、前行车和跟随车中发动机性能有差异的情况下的车辆追随行驶系统的结构框图。

图15是实施例3中的、前行车和跟随车中发动机性能有差异的情况下的车辆追随行驶系统的时间图。

图16是实施例3中的、前行车和跟随车中制动性能有差异的情况下的车辆追随行驶系统的结构框图。

图17是实施例3中的、前行车和跟随车中制动性能有差异的情况下的车辆追随行驶系统的时间图。

具体实施方式

以下，使用附图详细地说明本发明的实施例。

实施例1

作为本实施例中的前提的车辆追随行驶系统，由前行车、以及非机械式地追随前行车行驶的跟随车构成，跟随车是装载测量与前行车之间的距离的距离传感器和进行与前行车之间的通信的车-车间通信装置等、与前行车电子式连接并追随行驶的车辆。跟随车以与前行车始终固定的车间距离自动追随与前行车完全相同的轨迹。

这里，当跟随车在雪道等容易打滑的路面上发生了滑移时，在制动之时滑移的情况下与前车之间的车间距缩短，在驱动之时滑移的情况下与前行车之间的车间距被拉开，有可能无法进行始终固定车间距下的行驶。

因此，在本实施例中，以下说明从跟随车对前行车发送用于使跟随车的轮胎力不饱和的限制值，并控制前行车的系统。

图1是本实施例中的、在跟随车制动之时发生了滑移的情况下，前行车进行放松制动控制的车辆追随行驶系统的结构框图。

在图1中，跟随车2具有：从偏航率(角速度)或车辆的左右方向加速度或轮速的信息估计车轮的接地路面的摩擦系数μ的路面状态获取单元即μ估计单元3；将估计的μ的值发送到前行车1的发送装置4；测量与前行车1之间的相对距离的前行车距离传感器5；从测量出的相对距离运算制动器(制动装置)7的控制量即制动液压的指令值并输出的促动器控制单元6；以及由促动器控制单元6控制的有关制动的促动器即制动器7。

此外，前行车1具有：接收从跟随车2发送的估计μ值的接收装置8；从估计μ值计算最大加速度(g)或最大制动力的最大g计算单元9；用于在最大g计算单元9计算最大加速度或最大制动力时施加余量的余量设定单元10；根据驾驶员或自动驾驶中的制动操作对来自最大g计算单元9的最大加速度或最大制动力施加限制的限制器11；从来自限制器11的车辆的前后加速度指令运算制动器13的控制量即制动液压的指令值并输出的促动器控制单元12；以及由促动器控制单元12控制的制动器13。

此外，图2是图1的变形例。在图1中，由前行车1进行从估计μ值对最大g计算单元9施加余量来计算加速度的处理，但是为了由跟随车2进行该处理，如图2所示，在跟随车2中设置最大g计算单元9和余量设定单元10，将由最大g计算单元9算出的最大加速度或最大制动力通过发送装置4发送到前行车1。

图3是本实施例中的、在跟随车制动之时发生了滑移的情况下，前行车进行放松制动的控制的车辆追随行驶系统的时间图。在图3中，(a)表示无本实施例中的控制的情况，(b)表示有本实施例中的控制的情况。

首先，说明图3的(a)的无本实施例中的控制的情况。在图3的(a)中，作为前提，在进行车辆追随行驶的状态下，在前行车施加了制动的情况下，如(1)、(2)所示，前行车加速度及前行车速度下降而(3)的前行车和跟随车之间的相对距离缩短，所以跟随车通过以往的追随控制来施加制动。然后，如(4)、(5)所示，使用pid控制，跟随车以与前行车的加速度相同的加速度也进行减速。由此，如(6)所示，跟随车以与前行车相同的速度进行减速，所以相对距离固定。这里，如(7)所示，因路面μ下降的事实，在跟随车制动之时发生了滑移的情况下，制动未充分施加，如(8)、(9)所示，跟随车加速度及跟随车速度未充分下降，前行车为通常减速中，所以与前行车的车速不同。因此，如(10)所示，与前行车之间的相对距离变小，相对距离最差为零，发生碰撞。

接着，说明有图3(b)的本实施例中的控制的情况。在图3(b)中，如(1)所示，因路面μ下降的事实，在跟随车制动之时发生了滑移的情况下，制动未充分施加，如(2)、(3)所示，跟随车加速度及跟随车速度未充分地下降，与前行车的车速不同。因此，如(4)所示，由于前行车在通常减速中，所以与前行车的车速不同，与前行车之间的相对距离变小。这里，如(5)所示，跟随车计测估计μ。然后，如(6)所示，从估计μ计算最大加速度，施加余量，如(7)、(8)所示，前行车以比跟随车小的加速度减速。即，由于前行车放松制动，所以如(9)所示，相对距离扩大。然后，如(10)所示，使用pid控制，跟随车以与前行车相同的加速度进行减速。由此，如(11)所示，由于跟随车以与前行车相同的加速度进行减速，所以相对距离固定。

这样，基于跟随车的制动的限制，自动地对前行车施加限制，所以可以更适当地追随前行车行驶。

图4是本实施例中的、在跟随车驱动(油门踏板操作)之时发生了滑移的情况下，前行车进行放松油门踏板的控制的车辆追随行驶系统的结构框图。

在图4中，对与图1相同的功能附加相同的标号，省略其说明。在图4中，与图1不同的方面在于，跟随车2具有由促动器控制单元6控制的有关驱动的促动器即发动机/电机14，促动器控制单元6从相对距离运算并输出发动机/电机14的控制量即发动机扭矩指令或电机扭矩指令。此外，不同的方面在于，前行车1具有由促动器控制单元12控制的发动机/电机15，促动器控制单元12从来自限制器11的车辆的前后加速度指令运算并输出发动机/电机15的控制量即发动机扭矩指令或电机扭矩指令。此外，限制器11是根据驾驶员的油门踏板操作或自动驾驶中的加速对来自最大g计算单元9的最大加速度或最大制动力施加限制的限制器11。

此外，图5是图4的变形例。在图4中，由前行车1进行从估计μ值对最大g计算单元9施加余量来计算加速度的处理，但是为了由跟随车2进行该处理，如图5所示，在跟随车2中设置最大g计算单元9和余量设定单元10，将最大g计算单元9算出的最大加速度或最大制动力通过发送装置4发送到前行车1。

图6是本实施例中的、在跟随车驱动之时发生了滑移的情况下，前行车进行放松油门踏板的控制的车辆追随行驶系统的时间图。在图6中，(a)表示无本实施例中的控制的情况，(b)表示有本实施例中的控制的情况。

首先，说明图6的(a)的无本实施例中的控制的情况。在图6的(a)中，作为前提，在两车辆停止的状态下，在前行车踏下了油门踏板的情况下，如(1)、(2)所示，前行车加速度及前行车速度上升，由于(3)的前行车和跟随车之间的相对距离扩大，所以跟随车通过以往的追随控制来驱动，如(4)、(5)所示，使用pid控制，跟随车也以与前行车的加速度相同的加速度加速。由此，由于跟随车以与前行车相同的速度进行加速，所以相对距离固定。这里，如(6)所示，因路面μ下降的事实，在跟随车驱动之时发生了滑移的情况下，驱动力未充分施加，如(7)、(8)所示，由于跟随车加速度及跟随车速度未充分提高，而前行车为通常加速中，所以与前行车的车速不同。因此，如(9)所示，与前行车之间的相对距离增大。

接着，说明图6(b)的有本实施例中的控制的情况。在图6(b)中，如(1)所示，因路面μ下降的事实，在跟随车驱动之时发生了滑移的情况下，驱动力未充分施加，如(2)、(3)所示，跟随车加速度及跟随车速度未充分地提高，与前行车的车速不同。因此，如(4)所示，由于前行车为通常加速中，所以与前行车的车速不同，与前行车之间的相对距离变大。这里，如(5)所示，跟随车计测估计μ。然后，如(6)所示，从估计μ计算最大加速度，施加余量，如(7)、(8)所示，放松油门踏板，使得前行车成为比跟随车小的加速度。即，由于前行车放松油门踏板，所以如(9)所示，相对距离缩短。然后，如(10)所示，使用pid控制，跟随车以与前行车相同的加速度加速。由此，如(11)所示，由于跟随车以与前行车相同的加速度加速，所以相对距离固定。

这样，基于跟随车的驱动的限制，由于自动地对前行车施加限制，所以可以更适当地追随前行车行驶。

图7是本实施例中的、在跟随车转向(转向操作)之时发生了滑移的情况下，前行车进行在原样确保轨迹的状态下施加制动的控制的车辆追随行驶系统的结构框图。

在弯道中的车辆追随行驶中，在跟随车转向之时发生了滑移的情况下，若前行车仍以这样的速度行驶，则由于跟随车要以相同的速度行驶，所以有可能偏离路线。因此，在跟随车转向之时发生了滑移的情况下，前行车进行在原样确保轨迹的状态下施加制动的控制。

在图7中，对与图1、图4相同的功能附加相同的标号，省略其说明。在图7中，与图1、图4不同的方面在于，跟随车2具有前行车限制单元16，从来自μ估计单元3的估计μ值、偏航率或转向角度计算前行车的减速度/目标加速度/目标车速，通过发送装置4，发送到前行车1。此外，不同的方面在于，前行车1具有由促动器控制单元12控制的发动机/电机15和制动器13，促动器控制单元12从来自限制器11的加速度指令运算并输出发动机/电机15的控制量即发动机扭矩指令或电机扭矩指令、以及制动器13的控制量即制动液压的指令值。此外，限制器11是，根据驾驶员或自动驾驶中的制动、驾驶员的油门踏板操作或自动驾驶中加速、减速对减速度/目标加速度/目标车速施加限制的限制器11。

由此，如果跟随车在转向操作中好像要打滑，则前行车通过限制发动机、即限制驱动力、或施加制动而减缓车速。因此，跟随车可以不发生滑移而追随前行车行驶。

这样，基于跟随车的转向的限制，由于自动地对前行车施加限制，所以可以更适当地追随前行车行驶。

如以上，根据本实施例，按照跟随车的行驶状态中的有关制动、驱动、转向性能即车辆性能的信息，通过前行车输出用于限制制动、驱动、转向的运动状态的指令，对前行车的运动状态施加限制，即使在对跟随车施加了限制的情况下，跟随车也可以更适当地追随前行车。

再者，在上述说明中，说明了通过前行车将加速度指令发送到促动器控制单元，进行制动、驱动、转向的运动状态的限制，但前行车也可以输出警告声或警告灯产生的通知即输出指令，前行车的驾驶员基于该输出指令来限制前行车的运动状态。这种情况下，基于跟随车的限制，驾驶员对前行车施加限制，所以前行车的驾驶员可以识别被施加了限制的情况。

实施例2

本实施例说明为了维持跟随车的乘坐舒适性、遵守跟随车的行驶规定，控制前行车的车辆追随行驶系统。

图8是本实施例中的、为了维持跟随车的乘坐舒适性而控制前行车的车辆追随行驶系统的结构框图。

在图8中，例如，与平地或市区的行驶相比，即使将产生g设定得大，山路的行驶对驾驶员产生的影响度也很少。因此，与平地或市区相比，在山路行驶的情况下，控制前行车，使得可以将产生g增大。由此，跟随车迅速并且舒适地行驶。

在图8中，对与图1、图4、图7相同的功能附加相同的标号，省略其说明。在图8中，与图1、图4、图7不同的方面在于，跟随车2具有市区/山路判断装置17。市区/山路判断装置17从导航等中的位置、地图信息或摄像机的风景信息等有关地图的信息之中的与地形有关的信息来判断行驶场所为市区还是山路。然后，将该市区/山路判断信息通过发送装置4发送到前行车1。前行车1从接收到的市区/山路判断信息，通过最大g计算单元9计算处于行驶场所的最大g，控制发动机/电机15及制动器13，控制前行车，使得跟随车能够以处于行驶地的最大g行驶。

此外，图9是图8的变形例。在图8中，将由市区/山路判断装置17算出的市区/山路判断信息传送到前行车，由前行车1进行从市区/山路判断信息通过最大g计算单元9计算处于行驶场所的最大g的处理，但为了由跟随车2进行该处理，如图9所示，在跟随车2中设置最大g计算单元9和余量设定单元10，将由最大g计算单元9算出的最大加速度通过发送装置4发送到前行车1。

这样，在本实施例中，可以在原样维持跟随车的乘坐舒适性的状态下，追随前行车。此外，为了追随前行车，即使在跟随车的左右g等的基准值变大的情况下，通过对前行车施加限制，跟随车可以在基准值内追随。

此外，在图8、图9中，通过取代市区/山路判断装置17，设置行驶规定提取装置，从上述导航等中的位置、地图信息或摄像机的风景信息等有关地图的信息中提取与行驶规定有关的信息，例如，提取行驶场所的限制速度或车道保持辅助系统的规定值等，根据来自跟随车的与行驶规定有关的信息，控制前行车，跟随车可以遵守行驶规定值等并同时行驶。

图10是本实施例中的、为了维持跟随车的乘坐舒适性而根据跟随车的行驶模式控制前行车的车辆追随行驶系统的结构框图。

在图10中，例如，乘坐跟随车的人，根据想要欣赏景色的状态、想要早点到达目的地等的状况，分别可以选择跟随车的行驶模式。车辆追随行驶系统计算与选择的行驶模式相应的最大加速度，前行车根据该信息进行行驶限制。

在图10中，对与图8相同的功能附加相同的标号，省略其说明。在图10中，与图8不同的方面在于，跟随车2具有行驶模式判定单元18。行驶模式判定单元18根据用户指定的开关信息，判定多个行驶模式的其中一个，选择并输出与从多个行驶模式信息判定出的行驶模式对应的行驶模式信息。然后，将该行驶模式信息通过发送装置4发送到前行车1。前行车1从接收到的行驶模式信息，通过最大g计算单元9计算处于行驶模式的最大g，控制发动机/电机15及制动器13，从而控制前行车，使其能够以跟随车选择的行驶模式行驶。

此外，图11是图10的变形例。在图10中，将由行驶模式判定单元18算出的行驶模式信息传送到前行车，由前行车1进行通过最大g计算单元9从行驶模式信息计算处于行驶模式的最大g的处理，但为了由跟随车2进行该处理，如图11所示，在跟随车2中设置最大g计算单元9和余量设定单元10，将由最大g计算单元9算出的最大加速度通过发送装置4发送到前行车1。

这样，跟随车具有多个行驶模式，通过按照选择的行驶模式，控制前行车，跟随车可以通过车辆追随行驶，以期望的行驶模式行驶。

如以上，根据本实施例，为了维持跟随车的乘坐舒适性、遵守跟随车的行驶规定，通过控制前行车，跟随车可以更适当地追随前行车。

实施例3

本实施例说明控制前行车的车辆性能，使其性能成为跟随车的车辆规格的车辆追随行驶系统。所谓车辆规格，例如是车辆规格上的最小转弯半径(r)、发动机性能、制动性能等。

例如，跟随车是比前行车大的车辆，最小转弯半径比前行车大时，若前行车以比跟随车小的最小转弯半径行驶，则跟随车无法通过前行车的通过轨迹，跟随车会通过前行车轨迹的外侧。因此，在本实施例中，通过限制前行车的转向角度，跟随车可以追随前行车。

图12是本实施例中的、在前行车和跟随车中最小转弯半径有差异的情况下的车辆追随行驶系统的结构框图。在图12中，对与图8相同的功能附加相同的标号，省略其说明。在图12中，与图8不同的方面在于，跟随车2将有关最小转弯半径的信息即最大转向角度通过发送装置4发送到前行车1。前行车1具有从接收到的最大转向角度、由促动器控制单元12通过转向角度指令或扭矩指令控制的与转向有关的促动器即转向装置19。

此外，图13是图12的变形例。在图12中，将最大转向角度传送到前行车，但在图13中，将最小转弯半径传送到前行车，在前行车侧具有从最小转弯半径计算最大转向角度的转向角度计算单元20，由促动器控制单元12从该算出的最大转向角度来控制转向装置19。

这样，通过限制前行车的转向角度，使其成为跟随车的最小转弯半径，即使在跟随车一方为大型车辆且前行车为善于拐小转的小型车的情况下，跟随车也可以追随前行车通过的轨迹。

接着，说明关于车辆规格之中的发动机性能，前行车和跟随车中有差异的情况。

图14是本实施例中的、前行车和跟随车中发动机性能有差异的情况下的车辆追随行驶系统的结构框图。

在图14中，对与图4相同的功能附加相同的标号，省略其说明。在图14中，与图4不同的方面在于，跟随车2将发动机性能信息通过发送装置4发送到前行车1。前行车1从接收到的发动机性能信息计算跟随车的最大加速度，由促动器控制单元12通过发动机扭矩指令或电机扭矩指令而控制发动机/电机15。

图15是本实施例中的、发动机性能在前行车和跟随车中有差异的情况下的车辆追随行驶系统的时间图。在图15中，(a)表示无本实施例中的控制的情况，(b)表示有本实施例中的控制的情况。

首先，说明图15的(a)的无本实施例中的控制的情况。在图15的(a)中，如(1)、(2)所示，前行车和跟随车中可以输出的最大加速度有所不同的情况，如(3)所示，基于驱动的前行车和跟随车的车速有所不同。因此，如(4)所示，基于追随行驶的前行车和跟随车之间的相对距离逐渐拉开。

接着，说明图15的(b)的有本实施例中的控制的情况。在图15的(b)中，如(1)所示，基于跟随车的最大加速度限制前行车的加速度。由此，如(2)所示，与跟随车的加速度相同。由此，如(3)所示，基于驱动的前行车和跟随车的车速相同，如(4)所示，基于追随行驶的前行车和跟随车之间的相对距离固定。

这样，通过在前行车的加速时限制加速，可以提供即使是加速的上升缓慢、或最大加速较低那样的加速性能比前行车差的跟随车也可以追随前行车的车辆追随行驶系统。

接着，关于车辆规格之中的制动性能，说明在前行车和跟随车中有差异的情况。

图16是本实施例中的、制动性能在前行车和跟随车中有差异的情况下的车辆追随行驶系统的结构框图。在图16中，对与图1相同的功能附加相同的标号，省略其说明。在图16中，与图1不同的方面在于，跟随车2将制动性能信息通过发送装置4发送到前行车1。前行车1具有从接收到的制动性能信息计算跟随车的最大加速度的跟随车最大加速度单元21、以及输出延迟部分加速度指令的跟随车制动反应延迟对应单元22，根据延迟部分加速度指令，由促动器控制单元12输出液压指令，控制制动器13。

图17是本实施例中的、制动性能在前行车和跟随车中有差异的情况下的车辆追随行驶系统的时间图。在图17中，(a)表示无本实施例中的控制的情况，(b)表示有本实施例中的控制的情况。

首先，说明图17的(a)的无本实施例中的控制的情况。在图17的(a)中，作为前提在进行车辆追随行驶的状态下，前行车施加制动的情况下，如(1)、(2)所示，至加速度的最大减速为止的斜率因前行车和跟随车中的制动性能的差异而不同。此外，如(3)所示，有跟随车的制动的反应延迟。因此，如(4)所示，前行车和跟随车的基于制动的车速包含减速开始点在内也有所不同。因此，如(5)所示，基于追随行驶的前行车和跟随车之间的相对距离逐渐减小。

接着，说明图17的(b)的有本实施例中的控制的情况。在图17的(b)中，通过先前所示的跟随车制动反应延迟对应单元22，与如(1)中所示的、跟随车的制动的反应延迟的定时匹配，如(2)所示，前行车进行减速加速度指令的等待，施加制动。此外，通过先前所示的跟随车最大加速度单元21，基于与跟随车的制动性能匹配的减速的最大加速度，限制前行车的减速加速度。由此，如(3)、(4)所示，前行车和跟随车中的减速加速度的减速点及斜率相同。因此，如(5)所示，基于制动的前行车和跟随车的车速相同，如(6)所示，基于追随行驶的前行车和跟随车之间的相对距离固定。

这样，通过使得减缓前行车的减速加速度的下降，跟随车也可以同时地停车，可以提供即使制动距离比前行车长的跟随车也可以追随前行车的车辆追随行驶系统。

如以上，根据本实施例，通过根据跟随车的车辆规格，对前行车施加限制，跟随车可以更合适地追随前行车。

以上说明了实施例，但本发明不限定于上述实施例，包含各种各样的变形例。例如，上述实施例是为了容易理解本发明而详细说明的实施例，没有被限定为必需包括说明的全部结构。此外，可将某一实施例的一部分结构置换为另一实施例的结构，此外，也可在某一实施例的结构中添加另一实施例的结构。此外，对于各实施例的一部分结构，也可进行其他结构的追加、删除、置换。

本申请要求基于2018年3月14日提交的日本国专利申请第2018－46239号的优先权。含有2018年3月14日提交的日本国专利申请第2018－46239号的说明书、权利要求书、附图、以及摘要的全部公开内容，通过参照而在本申请中作为整体引入。

标号说明

1：前行车、2：跟随车、3：μ估计单元、4：发送装置、5：前行车距离传感器、6、12：促动器控制单元、7、13：制动器、8：接收装置、9：最大g计算单元、10：余量设定单元、11：限制器、14、15：发动机/电机、16：前行车限制单元、17：市区/山路判断装置、18：行驶模式判定单元、19：转向装置、20：转向角度计算单元、21：跟随车最大加速度计算单元、22：跟随车制动反应延迟对应单元