CN112368199B - 队列行驶系统 - Google Patents

Abstract

队列行驶系统具有车辆控制系统，该车辆控制系统搭载于包含手动驾驶的前端车辆在内的多台车辆中的每一台车辆。上述车辆控制系统控制本车辆，以使本车辆通过搭载有该车辆控制系统的本车辆与前行车辆之间的无线通信而跟随上述前行车辆。上述车辆控制系统具备：传感器，检测本车辆的状态；致动器，调节本车辆的行为；以及控制装置，控制本车辆。上述前端车辆的上述控制装置在通过上述无线通信接收到包含表示后续车辆的状态的信息的状态信号时，通过使本车辆的上述致动器动作来对本车辆的驾驶员以体感报告后续车辆的状态。

Description

队列行驶系统

技术领域

本公开涉及队列行驶系统。

背景技术

以往，例如专利文献1中所记载的那样，已知有通过执行利用多台车辆中的车车间通信的车间距离控制，来使多台车辆进行队列行驶的技术。

存在队列的前端车辆由驾驶员通过手动来驾驶的情况。通过手动驾驶的前端车辆与后续的无人车辆通过车车间通信协作来进行队列行驶。

专利文献1:日本特开2012－30666号公报

在手动驾驶队列的前端车辆的情况下，前端车辆的驾驶员需要一边掌握后续车辆的状况一边运行。但是，存在前端车辆的驾驶员无法掌握后续车辆的状况的可能。因此，例如当在后续车辆中发生了一些异常的情况下，存在前端车辆的驾驶员没注意到后续车辆的异常而继续队列的运行的可能。

发明内容

本公开的目的在于提供一种能够将后续车辆的状态适当地传递到被手动驾驶的前端车辆的队列行驶系统。

可以实现上述目的的队列行驶系统具有车辆控制系统，该车辆控制系统搭载于包括手动驾驶的前端车辆在内的上述多台车辆中的每一台车辆。上述车辆控制系统构成为控制本车辆，以使本车辆通过搭载有该车辆控制系统的本车辆与前行车辆之间的无线通信跟随上述前行车辆。上述车辆控制系统具备：传感器，构成为检测本车辆的状态；致动器，构成为调节本车辆的行为；以及控制装置，构成为控制本车辆。上述前端车辆的上述控制装置在通过上述无线通信接收到包含表示后续车辆的状态的信息的状态信号时，通过使本车辆的上述致动器动作来对本车辆的驾驶员通过体感报告后续车辆的状态。

附图说明

图1是表示队列行驶系统的一个实施方式的概要的结构图。

图2是图1的队列行驶系统中的车辆控制系统的框图。

具体实施方式

以下，对队列行驶系统的一个实施方式进行说明。

如图1所示，队列行驶系统10具有在组成队列的多台车辆CS1、CS2、CS3中的每一台车辆中各搭载一个的车辆控制系统11。在图1中，3台车辆CS1、CS2、CS3组成队列。

如图2所示，车辆控制系统11具有ECU(电子控制装置)20、前方监视传感器21、后方监视传感器22、侧方监视传感器23、车速传感器24、加速度传感器25、GPS接收器26、车车间通信装置27以及异常检测传感器28。另外，车辆控制系统11具有节流阀致动器31、制动致动器32、转向致动器33、悬架致动器34、扬声器35以及显示装置36。

前方监视传感器21设置于车辆的前部，监视本车辆的前方并且检测在本车辆的前方行驶的车辆与本车辆的车间距离。后方监视传感器22设置于车辆的后部，监视本车辆的后方并且检测在本车辆的紧后方行驶的车辆与本车辆的车间距离。侧方监视传感器23设置于车辆的侧部，监视本车辆的侧方并且检测在本车辆的侧方行驶的车辆与本车辆的车间距离。这些监视传感器21、22、23例如包含有激光雷达或者毫米波雷达等雷达、以及相机。

车速传感器24检测本车辆的行驶速度。加速度传感器25检测本车辆的前后方向的加速度。GPS接收器26接收来自GPS(Global Positioning System：全球定位系统)用的人工卫星的定位信号，并基于该接收到的定位信号来检测本车辆的位置(纬度、经度)以及本车辆的方位。车车间通信装置27在车辆间进行无线通信。异常检测传感器28检测本车辆中的各部的异常。

节流阀致动器31通过调节节流阀开度来调节对发动机的燃料供给量。制动致动器32通过制动装置调节用于使车辆减速的制动力。转向致动器33通过使转向杆在轴向上移动来使左右的车轮转向。悬架致动器34例如通过驱动空气悬架来使车高变化。扬声器35发出声音。显示装置36显示各种信息。显示装置36包含各种警告灯、以及显示器。

ECU20统一地控制车辆整体。ECU20可以构成为如下电路(circuitry)：1)根据计算机程序(软件)执行各种处理的一个以上的处理器、2)执行各种处理中的至少一部分处理的面向特定用途的集成电路(ASIC)等一个以上的专用的硬件电路、或者3)它们的组合。处理器包含CPU、以及RAM以及ROM等存储器，存储器储存有构成为使CPU执行处理的程序代码或者指令。存储器即计算机可读介质包含通用或者专用的计算机能够访问的所有的可利用的介质。

ECU20通过节流阀致动器31控制发动机的输出。ECU20在使车辆加速时通过节流阀致动器31增加针对发动机的燃料供给量，另一方面，在使车辆减速时通过节流阀致动器31减少针对发动机的燃料供给量。另外，ECU20通过制动致动器32来控制车辆的制动力。ECU20通过节流阀致动器31以及制动致动器32，来控制车辆的速度以及车间距离。另外，ECU20通过转向致动器33来控制车轮的转向角。另外，ECU20通过悬架致动器34来控制车高。

各车辆的ECU20通过车车间通信装置27，与其它车辆之间授受车辆的行驶数据以及识别信息(ID)等信息。行驶数据是与本车辆的行驶状态相关的信息，例如包含本车辆的位置、速度、加速度以及成为行进方向的方位等信息。识别信息包含本车辆所固有的车辆识别信息、以及本车辆所属的队列所固有的队列识别信息。

ECU20执行ACC(Adaptive Cruise Control：自适应巡航控制)控制。所谓的ACC控制是指用于通过前方监视传感器21来测定本车辆与前方的前行车辆的距离，并维持预先设定的车间距离和速度并且跟随前方车辆的加减速以及停止来使本车辆行驶的控制。此外，前方的前行车辆包括不属于队列的一般车辆。在ACC控制中，通过前方监视传感器21检测前行车辆与本车辆的车宽度方向的偏移，并控制本车辆的转向操纵以消除该检测出的偏移。

例如当在执行ACC控制时未检测出前行车辆的情况下，ECU20进行车辆的行驶控制，以维持设定车速来行驶。另外，在检测出以比设定车速低速行驶的前行车辆的情况下，ECU20进行跟随控制，以将与该前行车辆的车间距离保持在预先设定的车间距离。ECU20控制车辆的加速度，以使与前行车辆的车间距离不小于预先设定的车间距离。即，在前行车辆的车速为比设定车速低速的情况下，ECU20降低本车的车速来保持车间距离。

ECU20执行CACC(Cooperative Adaptive Cruise Control：协同自适应巡航控制)控制。所谓的CACC是指用于通过无线通信使在同一车道上排队的多台车辆协作从而进行队列行驶的控制。所谓的队列行驶是指搭载有车辆控制系统11的多台车辆纵列行驶，以在同一车道上之间未夹有普通车辆地、维持一定的车间距离以及一定的速度并且组成队列。

在CACC控制下，基于通过车车间通信获取的与队列内的其它车辆有关的信息来控制本车辆的加速度。由此，本车辆进行跟随，以将队列内的与之前的车辆的车间距离保持在目标的车间距离。组成队列的车辆CS1～CS3通过车车间通信装置27相互授受本车辆的规格以及行驶数据等信息。即，组成队列的全部的车辆CS1～CS3的车辆控制系统11共享组成队列的所有的车辆CS1～CS3的规格以及行驶数据等信息。

例如，当在队列的前端车辆中制动装置工作时，对队列内的所有车辆传递该信息。组成队列的所有车辆分别维持车间距离并且在适当的时机自动地减速。在前端车辆加速时，前端车辆的加速的程度被传递给队列内的所有车辆。组成队列的所有车辆分别为了队列整体维持车间距离和速度而自动地加速。

＜队列行驶系统的作用＞

接着，对队列行驶系统的作用进行说明。

如图1所示，例如在3台车辆CS1、CS2、CS3通过CACC控制的执行来进行队列行驶的情况下，根据前端的车辆CS1的行驶状态，来控制后续的2台车辆CS2、CS3的行驶状态。前端的车辆CS1可以由驾驶员通过手动来驾驶，也可以通过执行ACC控制维持设定车速并且行驶。后续的车辆CS2、CS3的ECU20控制车辆CS2、CS3的行驶状态，以跟随前端的车辆CS1。

顺便说一下，队列的前端的车辆CS1以外的车辆CS2、CS3也可以基于在本车辆的前一个行驶的车辆的行驶状态，跟随该前行的车辆来行驶。在该情况下，队列的第二个车辆CS2基于前端的车辆CS1的行驶状态来控制行驶状态。队列的第三个车辆CS3基于其之前的车辆CS2的行驶状态来控制行驶状态。

在这里，在队列的前端的车辆CS1由驾驶员通过手动来驾驶的情况下，担心如下情况。即，在手动驾驶前端的车辆CS1的情况下，车辆CS1的驾驶员需要一边掌握后续的车辆CS2、CS3的状况一边运行。但是，存在前端的车辆CS1的驾驶员无法掌握后续的车辆CS2、CS3的状况的可能。组成队列的车辆的台数越增加，该问题越显著。

因此，队列行驶系统10通过如下的方式将后续的车辆CS2、CS3的状态传递给前端的车辆CS1的驾驶员。

例如，在后续车辆发生一些异常的情况下，通过后续车辆的异常检测传感器28来检测该异常。后续车辆的ECU20通过车车间通信装置27无线发送表示本车辆发生异常的意思的状态信号Sw。状态信号Sw中包含表示异常的内容的信息、发生异常的部位、以及发生异常的车辆的识别信息等。

在这里，通过异常检测传感器28检测的异常的一个例子如下。

(a1)发动机的异常

(a2)转向装置的异常

(a3)制动装置的异常

(a4)轮胎的异常

(a5)车辆行为的异常

前端车辆的ECU20在通过车车间通信接收到状态信号Sw时，基于该状态信号Sw所包含的信息，来掌握发生异常的后续车辆以及异常的内容。而且，为了将后续车辆的异常通过体感报告给前端车辆的驾驶员，前端车辆的ECU20进行第一体感报告控制以及第二体感报告控制中的至少一个控制。

第一体感报告控制是用于通过前端车辆的各种致动器使前端车辆模拟地产生与后续车辆相同的异常状态的控制。在第一体感报告控制中，通过使前端车辆的驾驶员虚拟地体感与后续车辆相同的异常状态，能够更加可靠地传递后续车辆的异常。

然而，优选根据在后续车辆中发生的异常的内容或者程度，将在前端车辆中模拟地产生的异常状态的程度抑制到对驾驶没有妨碍的程度。

第一体感报告控制的具体的例子如下。

(b1)后续车辆的发动机发生了输出降低等异常的情况。

在该情况下，前端车辆的ECU20通过节流阀致动器31限制发动机输出，从而模拟地产生后续车辆的状态。前端车辆的驾驶员通过虚拟地体感发动机发生异常的后续车辆的车辆行为，能够注意到后续车辆的异常。

(b2)后续车辆发生单轮爆胎的情况。

在该情况下，前端车辆的ECU20通过转向致动器33对方向盘赋予转矩，从而模拟地产生发生单轮爆胎时的转向操纵感触。前端车辆的驾驶员能够通过虚拟地体感发生单轮爆胎的后续车辆的车辆行为，注意到后续车辆的异常。

(b3)后续车辆产生冲击的情况。

在该情况下，前端车辆的ECU20通过制动致动器32、以及悬架致动器34等模拟地产生在后续车辆中产生的冲击。前端车辆的驾驶员能够通过虚拟地体感在后续车辆中产生的冲击，注意到后续车辆的异常。

(b4)后续车辆发生加速度急剧变化等车辆行为的异常的情况。

在该情况下，前端车辆的ECU20通过制动致动器32模拟地产生在后续车辆中发生的加速度的变化。前端车辆的驾驶员能够通过虚拟地体感在后续车辆中发生的加速度的变化，注意到后续车辆的异常。

第二体感报告控制是用于将在后续车辆中发生异常的部位通过体感报告给前行车辆的驾驶员的控制。

第二体感报告控制的具体的例子如下。

(c1)后续车辆发生发动机等用于使车辆行驶的部位的异常的情况。

在该情况下，前端车辆的ECU20通过节流阀致动器31使加速踏板振动。前端车辆的驾驶员能够通过感觉加速踏板的振动，注意到后续车辆的发动机等发生异常。

(c2)后续车辆发生转向装置等用于变更车辆的行进方向的部位的异常的情况。

在该情况下，前端车辆的ECU20通过转向致动器33使方向盘振动。前端车辆的驾驶员能够通过感觉方向盘的振动，注意到后续车辆的转向装置等发生异常。

(c3)后续车辆发生制动装置等用于进行车辆的制动的部位的异常的情况。

在该情况下，前端车辆的ECU20通过制动致动器32使制动踏板振动。前端车辆的驾驶员能够通过感觉制动踏板的振动，来注意到后续车辆的制动装置等发生了异常。

(c4)后续车辆的轮轴发生爆胎等异常的情况。

在该情况下，前端车辆的ECU20通过悬架致动器34使悬架振动。前端车辆的驾驶员能够通过感觉悬架的振动，注意到后续车辆的轮轴发生了异常。

另外，前端车辆的ECU20也可以当在后续车辆中检测出异常时，执行用于确保队列的运行的安全性或者队列周边的交通安全的控制。

例如，前端车辆的ECU20根据后续车辆中发生的异常的内容，来对队列整体的运行速度设定上限速度。另外，前端车辆的ECU20为了使队列整体减速，也可以使前端车辆以比检测出后续车辆的异常之前的运行速度慢的速度来行驶。另外，前端车辆的ECU20也可以根据后续车辆中发生的异常的内容或者程度，来执行自动退避控制。前端车辆的ECU20通过执行自动退避控制，不管本车辆的驾驶员的驾驶状态如何，都通过车车间通信与后续车辆协作，来使队列例如靠近路肩等安全的场所并自动停止。

＜实施方式的效果＞

因此，根据本实施方式，能够得到以下的效果。

(1)队列行驶系统10通过将后续车辆的异常通过体感报告给前端车辆的驾驶员，能够将后续车辆的异常适当地传递给前端车辆的驾驶员。

(2)后续车辆的异常通过车车间通信立即传递给前端车辆。因此，前端车辆的驾驶员能够迅速地应对在后续车辆中发生的异常。例如，前端车辆的驾驶员能够使本车辆迅速地减速或停止。因此，能够实现更加安全的队列的运行。也有助于队列周边的交通安全。

(3)队列的前端的车辆的ECU20基于状态信号Sw所包含的表示在后续车辆中发生的异常的信息，通过车车间通信与后续车辆协作，从而来限制队列整体的运行。由此，能够确保队列的运行的安全性、或者队列周边的交通安全。

＜其它实施方式＞

此外，本实施方式也可以如以下那样进行变更并实施。

·在检测出后续车辆的异常时，前端车辆的ECU20也可以除了将后续车辆的状态通过体感报告给本车辆的驾驶员以外，还通过本车辆的驾驶员的视觉或者听觉来报告，将后续车辆的异常通知给本车辆的驾驶员。例如，前端车辆的ECU20通过本车辆的扬声器35发出警报音、或使显示装置36显示警告。

·在检测出后续车辆的异常时，前端车辆的ECU20也可以不模拟地产生与在后续车辆中发生的异常相同的异常状态。例如，前端车辆的ECU20通过使与在后续车辆中发生异常的部位无关的部位，例如座椅振动等来向本车辆的驾驶员传递后续车辆的异常。至少通过前端车辆的驾驶员通过身体感觉，来注意到后续车辆发生了一些异常即可。

·前端车辆的ECU20也可以不光报告在后续车辆中发生的异常，将未发生异常的后续车辆的状态也通过体感报告给前端车辆的驾驶员。例如前端车辆的ECU20也可以通过制动致动器32模拟地产生后续车辆的减速程度、或者行驶阻力的增加等的状态变化。前端车辆的驾驶员能够一直掌握后续车辆的状态并运行队列。

Claims (4)

1.一种队列行驶系统，使多台车辆进行队列行驶，

上述队列行驶系统具有车辆控制系统，该车辆控制系统搭载于包括手动驾驶的前端车辆在内的上述多台车辆中的每一台车辆，

上述车辆控制系统构成为控制本车辆，以使本车辆通过搭载有该车辆控制系统的本车辆与前行车辆之间的无线通信跟随上述前行车辆，

上述车辆控制系统具备：传感器，构成为检测本车辆的状态；致动器，构成为调节本车辆的行为；以及控制装置，构成为控制本车辆，

上述前端车辆的上述控制装置构成为在通过上述无线通信接收到包含表示后续车辆的状态的信息的状态信号时，通过使本车辆的上述致动器动作来对本车辆的驾驶员以体感报告后续车辆的状态，

上述状态信号包含表示在上述后续车辆中产生的异常的信息，

上述前端车辆的控制装置构成为通过本车辆的上述致动器，在本车辆中模拟地产生在上述后续车辆中产生的异常状态。

2.根据权利要求1所述的队列行驶系统，其中，

上述前端车辆的上述控制装置构成为通过本车辆的上述致动器，对本车辆的驾驶员以体感报告上述后续车辆中发生异常的部位。

3.根据权利要求1所述的队列行驶系统，其中，

上述前端车辆的上述控制装置基于上述状态信号所包含的表示在上述后续车辆中发生的异常的信息，通过利用上述无线通信与上述后续车辆协作，来限制队列整体的运行。

4.根据权利要求2所述的队列行驶系统，其中，

上述前端车辆的上述控制装置基于上述状态信号所包含的表示在上述后续车辆中发生的异常的信息，通过利用上述无线通信与上述后续车辆协作，来限制队列整体的运行。