交通控制系統(tǒng)、車輛控制系統(tǒng)、交通管理系統(tǒng)及交通控制方法
【專利摘要】一種交通控制系統(tǒng)，其基于車輛行駛速度與交通量之間的相關(guān)性來設(shè)置與行駛狀態(tài)有關(guān)的目標(biāo)值，并且根據(jù)作為共同目標(biāo)值的該目標(biāo)值來控制道路上的多個(gè)車輛（CS）。可以基于沿著車輛行駛方向位于道路上的多個(gè)車輛前方的區(qū)域（103）處的預(yù)測交通量來設(shè)置該目標(biāo)值。例如，交通控制系統(tǒng)將目標(biāo)速度或與車輛間距離有關(guān)的參數(shù)的目標(biāo)值設(shè)置為該目標(biāo)值。
【專利說明】交通控制系統(tǒng)、車輛控制系統(tǒng)、交通管理系統(tǒng)及交通控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及交通控制系統(tǒng)、車輛控制系統(tǒng)、交通管理系統(tǒng)及交通控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]已知多種用于導(dǎo)引車輛的技術(shù)。日本專利申請(qǐng)公開N0.05-006498描述了一種與匯合車輛控制系統(tǒng)有關(guān)的技術(shù)，該系統(tǒng)導(dǎo)引行駛在主干道路上的車輛和行駛在匯合道路上的車輛平穩(wěn)地行駛到匯合道路匯合到主干道路中的匯合點(diǎn)處，這是通過以下過程來實(shí)現(xiàn)的:計(jì)算主干道路和匯合道路上的交通流量，然后根據(jù)所計(jì)算的交通流量，使用照明控制設(shè)備對(duì)分別沿著主干道路和匯合道路安裝的主干道路車輛導(dǎo)引燈和匯合道路車輛導(dǎo)引燈的照明模式進(jìn)行控制。日本專利申請(qǐng)公開N0.05-006498描述了:使用上述技術(shù)，能夠平滑匯合點(diǎn)處的車流，因此可以積極且有效地防止或緩解交通堵塞。
[0003]但是，關(guān)于防止道路上的交通堵塞，仍然有考慮的空間。例如，在除了匯合點(diǎn)以外的位置也需要防止交通堵塞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種防止交通堵塞的交通控制系統(tǒng)、車輛控制系統(tǒng)、交通管理系統(tǒng)和交通控制方法。
[0005]本發(fā)明的第一方面涉及一種交通控制系統(tǒng)，該交通控制系統(tǒng):基于車輛行駛速度與交通量之間的相關(guān)性來設(shè)置與行駛狀態(tài)有關(guān)的目標(biāo)值，并且根據(jù)作為共同目標(biāo)值的該目標(biāo)值來控制道路上的多個(gè)車輛。
[0006]上述交通控制系統(tǒng)可以:對(duì)道路上的交通量進(jìn)行檢測或估計(jì)，并且基于所檢測或所估計(jì)的交通量來設(shè)置該目標(biāo)值。
[0007]上述交通控制系統(tǒng)可以:確定沿車輛行駛方向位于道路上的多個(gè)車輛前方的車輛行駛方向前方區(qū)域處的預(yù)測交通量，并且基于該預(yù)測交通量設(shè)置該目標(biāo)值。
[0008]上述交通控制系統(tǒng)可以:根據(jù)沿車輛行駛方向位于匯合道路匯合到道路中的匯合點(diǎn)的后方的車輛行駛方向后方區(qū)域中的共同目標(biāo)值來控制多個(gè)車輛。預(yù)測交通量可以是沿車輛行駛方向位于道路上的匯合點(diǎn)前方的區(qū)域處的預(yù)測交通量。可以對(duì)車輛行駛方向后方區(qū)域處的交通量和匯合道路處的交通量進(jìn)行檢測或估計(jì)，并且基于所檢測或所估計(jì)的交通量來確定預(yù)測交通量。
[0009]上述交通控制系統(tǒng)可以:基于相關(guān)性來將目標(biāo)速度設(shè)置為目標(biāo)值，使得允許在車輛行駛方向前方區(qū)域中以目標(biāo)速度流動(dòng)的交通量等于或大于預(yù)測交通量。
[0010]上述交通控制系統(tǒng)可以:將與對(duì)象車輛與緊鄰對(duì)象車輛在其前方行駛的車輛之間的車輛間距離有關(guān)的參數(shù)的目標(biāo)值設(shè)置為目標(biāo)值；以及根據(jù)該目標(biāo)值對(duì)能夠執(zhí)行預(yù)定控制的預(yù)定車輛進(jìn)行控制。預(yù)定控制可以是這樣的控制:該控制通過通信來獲取關(guān)于作為預(yù)定車輛之一并且正行駛在對(duì)象車輛前方的另一車輛的減速的信息，其中對(duì)象車輛是預(yù)定車輛中的另一預(yù)定車輛；并且該控制基于與減速有關(guān)的信息使該對(duì)象車輛與該另一車輛一同減速?？梢詫⒛繕?biāo)值設(shè)置成使得如果根據(jù)該目標(biāo)值來控制預(yù)定車輛，則允許在車輛行駛方向前方區(qū)域中流動(dòng)的交通量等于或大于預(yù)測交通量。
[0011]上述交通控制系統(tǒng)可以:基于沿車輛行駛方向位于道路上的多個(gè)車輛前方的與環(huán)境有關(guān)的行駛條件來設(shè)置目標(biāo)值。
[0012]本發(fā)明的第二方面涉及一種車輛控制系統(tǒng)，其設(shè)置或獲取與行駛狀態(tài)有關(guān)的目標(biāo)值并且根據(jù)該目標(biāo)值來執(zhí)行車輛行駛控制，該目標(biāo)值還由另一個(gè)車輛共同使用并且該目標(biāo)值基于車輛行駛速度與交通量之間的相關(guān)性。
[0013]本發(fā)明的第三方面涉及一種交通管理系統(tǒng)，其基于車輛行駛速度與交通量之間的相關(guān)性來設(shè)置與行駛狀態(tài)有關(guān)的目標(biāo)值，并且將作為共同目標(biāo)值的該目標(biāo)值發(fā)送給在道路上并且每個(gè)都能夠根據(jù)該目標(biāo)值來控制自身行駛的多個(gè)車輛。
[0014]本發(fā)明的第四方面涉及一種交通控制方法，其包括:基于車輛行駛速度與交通量之間的相關(guān)性來設(shè)置與行駛狀態(tài)有關(guān)的目標(biāo)值；以及根據(jù)作為共同目標(biāo)值的該目標(biāo)值來控制道路上的第一車輛和第二車輛。
[0015]按照根據(jù)本發(fā)明的交通控制系統(tǒng)和交通控制方法，基于車輛行駛速度與交通量之間的相關(guān)性來設(shè)置與行駛狀態(tài)有關(guān)的目標(biāo)值，并且根據(jù)共同目標(biāo)值來對(duì)道路上的多個(gè)車輛進(jìn)行控制。因此，根據(jù)本發(fā)明的交通控制系統(tǒng)能夠防止交通堵塞。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]下面將結(jié)合附圖描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例的特征、優(yōu)點(diǎn)以及技術(shù)意義和工業(yè)意義，在附圖中，相似的附圖標(biāo)記指示相似的要素，其中:
[0017]圖1是示出示例實(shí)施例的交通控制系統(tǒng)的視圖；
[0018]圖2是圖解對(duì)配備有系統(tǒng)的車輛的跟隨駕駛控制和協(xié)作減速控制的視圖；
[0019]圖3是示出五輛配備有系統(tǒng)的車輛的隊(duì)列行駛的視圖；
[0020]圖4是圖解由該示例實(shí)施例的交通控制系統(tǒng)進(jìn)行的交通控制的視圖；
[0021]圖5圖解行駛速度與交通量之間的相關(guān)性；
[0022]圖6圖解人的車輛間時(shí)間特性；
[0023]圖7圖解第二示例實(shí)施例中的目標(biāo)車輛間時(shí)間的示例；
[0024]圖8是圖解如何設(shè)置目標(biāo)車輛間時(shí)間的圖；以及
[0025]圖9是圖解第三示例實(shí)施例中的交通量管理行駛控制的視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]將參照附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例的交通控制系統(tǒng)、車輛控制系統(tǒng)和交通管理系統(tǒng)。應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明不限于任何示例實(shí)施例，并且以下示例實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)要素可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠容易地采用的結(jié)構(gòu)要素或與這些結(jié)構(gòu)要素基本相同的結(jié)構(gòu)要素。
[0027](第一示例實(shí)施例)將參考圖1至圖6描述第一示例實(shí)施例。第一示例實(shí)施例涉及交通控制系統(tǒng)、車輛控制系統(tǒng)和交通管理系統(tǒng)。圖1是示出第一示例實(shí)施例的交通控制系統(tǒng)的視圖。[0028]在第一示例實(shí)施例中，設(shè)置將整個(gè)交通容量考慮在內(nèi)的目標(biāo)速度，并且基于該目標(biāo)速度執(zhí)行車輛控制。在存在匯合到主干道路中的匯合道路的情況下，主干道路上的車輛的目標(biāo)速度被設(shè)置成使得匯合點(diǎn)的下游側(cè)的交通容量等于或大于主干道路上的交通量與匯合道路上的交通量的總和。因此，執(zhí)行將整個(gè)交通容量考慮在內(nèi)的速度控制，可以防止道路上的交通進(jìn)入到臨界狀態(tài)或堵塞狀態(tài)。注意，隨后將描述“交通容量”。
[0029]第一示例實(shí)施例的交通控制系統(tǒng)I包括車輛控制系統(tǒng)1-1和基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)2-1。車輛控制系統(tǒng)1-1包括車輛E⑶20、前向車輛間距離傳感器21、后向車輛間距離傳感器22、車輛速度傳感器23、加速度傳感器24、車輛車輛通信設(shè)備25、道路車輛通信設(shè)備26、引擎ECU31和剎車ECU32。
[0030]車輛E⑶20是執(zhí)行對(duì)車輛的整體控制的電子控制單元，它例如包括具有CPU (中央處理單元)、ROM (只讀存儲(chǔ)器)、RAM (隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)等的計(jì)算機(jī)。前向車輛間距離傳感器21能夠檢測對(duì)象車輛與前行車輛之間的距離，后向車輛間距離傳感器22能夠檢測對(duì)象車輛與行駛在其正后方的車輛之間的距離。各種傳感器一包括激光雷達(dá)傳感器和毫米波雷達(dá)傳感器一可以用作前向車輛間距離傳感器21和后向車輛間距離傳感器22。前向車輛間距離傳感器21被設(shè)置在車輛的前側(cè)，而后向車輛間距離傳感器22被設(shè)置在車輛的后側(cè)。前向車輛間距離傳感器21和后向車輛間距離傳感器22連接至車輛E⑶20，并且指示由前向車輛間距離傳感器21和后向車輛間距離傳感器22檢測到的車輛間距離的信號(hào)被輸出給車輛E⑶20。
[0031]車輛速度傳感器23能夠檢測對(duì)象車輛的行駛速度。車輛速度傳感器23例如可以是對(duì)車輪速度進(jìn)行檢測的傳感器。車輛速度傳感器23連接至車輛ECU 20，并且指示由車輛速度傳感器23檢測到的車輛速度的信號(hào)被輸出給車輛ECU 20。
[0032]加速度傳感器24能夠檢測對(duì)象車輛的沿其縱向的加速度。加速度傳感器24連接至車輛ECU 20，并且指示由加速度傳感器24檢測到的加速度的信號(hào)被輸出給車輛ECU 20。
[0033]車輛車輛通信設(shè)備25用于車輛之間的通信。車輛E⑶20能夠經(jīng)由車輛車輛通信設(shè)備25向具有車輛車輛通信設(shè)備25的其他車輛提供以及從具有車輛車輛通信設(shè)備25的其他車輛接收各種信息，包括行駛狀態(tài)信息。在以下描述中，包括車輛控制系統(tǒng)1-ι的車輛將被稱為“配備有系統(tǒng)的車輛”。
[0034]道路車輛通信設(shè)備26是用于基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)2-1與車輛控制系統(tǒng)1-1之間的通信的通信設(shè)備。
[0035]引擎ECU 31能夠根據(jù)來自車輛ECU 20的命令來控制引擎。在第一示例實(shí)施例中，引擎ECU 31基于從車輛ECU 20輸出的目標(biāo)加速度，通過進(jìn)氣控制、燃料噴射控制、點(diǎn)火控制等來控制引擎的輸出。
[0036]剎車ECU 32能夠根據(jù)來自車輛ECU 20的命令來控制剎車。在第一示例實(shí)施例中，剎車ECU 32通過根據(jù)從車輛ECU 20輸出的目標(biāo)加速度啟動(dòng)剎車致動(dòng)器來控制對(duì)車輛的制動(dòng)力。
[0037]車輛控制系統(tǒng)1-1能夠執(zhí)行自適應(yīng)巡航控制(ACC控制)。例如，ACC控制包括:跟隨駕駛控制，其使用雷達(dá)等對(duì)前行車輛進(jìn)行檢測并且控制車輛跟隨前行車輛，同時(shí)維持與前行車輛的恒定距離(車輛間距離)；以及控制車輛以恒定速度行駛的恒定速度行駛控制。
[0038]恒定速度行駛控制根據(jù)作為由駕駛員輸入的“設(shè)定車輛速度”的目標(biāo)車輛速度來控制車輛速度。當(dāng)在ACC控制的執(zhí)行期間沒有檢測到前行車輛的情況下，例如，車輛控制系統(tǒng)1-1控制車輛的行駛，使得車輛保持以設(shè)定車輛速度行進(jìn)。在檢測到前行車輛并且前行車輛正在以低于設(shè)定車輛速度的速度行駛的情況下，車輛控制系統(tǒng)1-ι執(zhí)行跟隨駕駛控制，使得距前行車輛的距離保持為等于預(yù)先輸入的預(yù)定距離。車輛ECU 20控制車輛的加速度，使得距前行車輛的距離不會(huì)變得小于預(yù)定距離。因此，在前行車輛的速度低于設(shè)定車輛速度的情況下，車輛控制系統(tǒng)1-ι通過使對(duì)象車輛減速來保持給定的車輛間距離。
[0039]此外，車輛控制系統(tǒng)1-1能夠執(zhí)行協(xié)作減速控制，協(xié)作減速控制使對(duì)象車輛與在對(duì)象車輛前方行駛的配備有系統(tǒng)的車輛(預(yù)定的前方車輛)一同減速。圖2是圖解對(duì)配備有系統(tǒng)的車輛的跟隨駕駛控制和協(xié)作減速控制的視圖。圖2示出如下情況，其中“配備有系統(tǒng)的車輛CS”和不具有車輛控制系統(tǒng)1-1的“普通車輛CO”行駛在高速路(例如，高速公路)上。圖2示出作為配備有系統(tǒng)的車輛CS之間的距離的車輛間通信距離Lc。
[0040]三個(gè)配備有系統(tǒng)的車輛CS1、CS2和CS3行駛在快車道上。配備有系統(tǒng)的車輛CS1、CS2和CS3經(jīng)由車輛車輛通信將與它們的行駛狀態(tài)等有關(guān)的信息發(fā)送給彼此。
[0041]通過車輛車輛通信，可以將諸如標(biāo)識(shí)信息、行駛信息、目標(biāo)控制量信息、駕駛員操作信息、車輛規(guī)格信息、通信協(xié)議信息和環(huán)境信息等的各種信息發(fā)送給其他車輛。標(biāo)識(shí)信息包括對(duì)發(fā)送標(biāo)識(shí)信息的車輛的標(biāo)識(shí)和對(duì)該車輛所屬的車輛組的標(biāo)識(shí)。行駛信息是與對(duì)象車輛的行駛狀態(tài)有關(guān)的測量值信息，包括當(dāng)前位置、行駛方向(方位)、行駛速度、行駛加速度、沖擊(jerk)、車輛間距離、車輛間時(shí)間等。目標(biāo)控制量信息指定各種車輛內(nèi)系統(tǒng)用來對(duì)車輛進(jìn)行控制的各種目標(biāo)值、輸入值、控制命令值等，并且目標(biāo)控制量信息包括目標(biāo)速度、目標(biāo)加速度、目標(biāo)沖擊、目標(biāo)方向(方位)、目標(biāo)車輛間時(shí)間和目標(biāo)車輛間距離。應(yīng)當(dāng)注意，“車輛間時(shí)間”表示從車輛經(jīng)過給定地點(diǎn)的時(shí)刻到下一輛車輛經(jīng)過該給定地點(diǎn)的時(shí)刻之間的時(shí)間段。
[0042]駕駛員操作信息指定駕駛員的輸入操作量和由駕駛員輸入的信息，駕駛員操作信息包括加速操作量、剎車操作量(剎車踏板上的力和剎車踏板的行程)、轉(zhuǎn)彎指示器操作(當(dāng)前是否操作轉(zhuǎn)彎指示器以及沿著哪個(gè)方向操作)、轉(zhuǎn)向角、剎車燈狀態(tài)(開或關(guān))等。車輛規(guī)格信息包括車輛重量、最大制動(dòng)力、最大加速度、最大沖擊和各種致動(dòng)器(剎車、加速器、換擋機(jī)構(gòu)(shift)等)的反應(yīng)速度和時(shí)間常數(shù)。通信協(xié)議信息基于預(yù)定規(guī)則，其包括指示問候信息和傳遞信息的標(biāo)志。環(huán)境信息是關(guān)于與環(huán)境有關(guān)的行駛條件的信息，其包括路面信息(如，摩擦系數(shù)(μ )、坡度、溫度、表面狀態(tài)(干燥、潮濕或結(jié)冰)、表面類型(已鋪砌或未鋪砌))、風(fēng)速信息、風(fēng)向信息等。
[0043]車輛控制系統(tǒng)1-1能夠執(zhí)行:對(duì)緊鄰對(duì)象車輛CS3在其前方行駛的前行車輛Cpm的跟隨駕駛控制；以及與行駛在對(duì)象車輛CS3前方的配備有系統(tǒng)的車輛CSl和CS2合作來降低車輛速度的協(xié)作減速控制。例如，跟隨駕駛控制和協(xié)作減速控制中的每個(gè)可以作為ACC控制的模式之一來執(zhí)行。在跟隨駕駛控制期間，車輛ECU 20控制對(duì)象車輛CS3的加速度，使得對(duì)象車輛CS3與前行車輛Cpm之間的車輛間距離L等于預(yù)定的目標(biāo)車輛間距離Lt。此夕卜，車輛ECU 20控制對(duì)象車輛CS3的加速度，以減小對(duì)象車輛CS3的速度與行駛在對(duì)象車輛CS3前方的配備有系統(tǒng)的車輛CSl和CS2的速度之間的差。例如，車輛E⑶20使用下面的等式I來計(jì)算作為對(duì)象車輛CS3的目標(biāo)加速度的目標(biāo)對(duì)象車輛加速度at。
[0044](等式I)[0045]at = kvcl (Vcl-V) +kvc2 (Vc2-V) +...+kvcN (VcN-V) +kaEelv (Vpre-V) +kaS (Lt-L)
[0046]在等式I中，V表示對(duì)象車輛的速度；VPM表示前行車輛的速度；L表示車輛間距離；kaKelv是對(duì)于對(duì)象車輛的速度與前行車輛的速度之間的差的反饋增益；kaS是對(duì)于距前行車輛的車輛間距離的誤差的反饋增益；kTCl到kveN是對(duì)于對(duì)象車輛的速度與前方相應(yīng)的配備有系統(tǒng)的車輛的速度之間的差的反饋增益，例如，kvc;1到kvc;N是正值Jci到V。,表示前方相應(yīng)的配備有系統(tǒng)的車輛的速度。在第一示例實(shí)施例中，對(duì)象車輛前方相應(yīng)的配備有系統(tǒng)的車輛的速度Vcd (i=l, 2到N)可以被認(rèn)為是與對(duì)象車輛前方相應(yīng)的配備有系統(tǒng)的車輛的減速有關(guān)的信息。在圖2所圖解的情況下，因?yàn)樵谕ㄐ欧秶鶵l內(nèi)有兩輛配備有系統(tǒng)的車輛正行駛在對(duì)象車輛CS3的前方，所以在等式I中給N賦予2。引擎ECU 31和剎車ECU 32根據(jù)目標(biāo)對(duì)象車輛加速度at來控制對(duì)象車輛CS3的加速度。
[0047]通過如上所述使對(duì)象車輛CS3與行駛在前方的配備有系統(tǒng)的車輛CSl和CS2 —同減速，配備有系統(tǒng)的車輛可以中止減速?zèng)_擊波。當(dāng)車輛在道路上減速時(shí)，減速能夠連續(xù)地傳播給后面的車輛。此時(shí)，可能發(fā)生減速?zèng)_擊波，其傳播給后面的車輛，而減速量變得越來越大。例如，在減速?zèng)_擊波從配備有系統(tǒng)的車輛CS2的前方傳播的情況下，配備有系統(tǒng)的車輛CS2正后方的普通車輛COl的減速量大于配備有系統(tǒng)的車輛CS2的減速量，普通車輛COl正后方的普通車輛C02的減速量甚至更大。例如，由于駕駛員在注意到正在減速的前行車輛的運(yùn)動(dòng)之后才開始使使對(duì)象車輛減速，導(dǎo)致對(duì)象車輛與前行車輛之間的距離減小，所以發(fā)生減速?zèng)_擊波。
[0048]第一示例實(shí)施例的每個(gè)配備有系統(tǒng)的車輛能夠執(zhí)行協(xié)作減速控制，協(xié)作減速控制使對(duì)象車輛與行駛在對(duì)象車輛前方的另一個(gè)配備有系統(tǒng)的車輛一同減速。因此，對(duì)象車輛在前行車輛Cpm的減速傳播到對(duì)象車輛以前開始減速，從而可以保持距前行車輛Cpm的足夠的車輛間距離L。因此，配備有系統(tǒng)的車輛能夠吸收和中止減速傳播，從而防止或緩解交通堵塞。
[0049]此外，第一示例實(shí)施例的配備有系統(tǒng)的車輛能夠隊(duì)列行駛。應(yīng)當(dāng)注意，“隊(duì)列行駛”是指多個(gè)配備有系統(tǒng)的車輛隊(duì)列行駛的情況，即，它們?cè)谕卉嚨乐信懦梢涣行旭偠鼈冎g沒有普通車輛行駛。在這樣的隊(duì)列行駛期間，執(zhí)行跟隨駕駛控制一控制對(duì)象車輛跟隨前行的配備有系統(tǒng)的車輛同時(shí)保持距前行的配備有系統(tǒng)的車輛的目標(biāo)車輛間距離一以使得能夠基于經(jīng)由車輛車輛通信獲得的關(guān)于其他配備有系統(tǒng)的車輛的信息來控制對(duì)象車輛的加速度。在第一示例實(shí)施例中，與基于對(duì)距前行車輛的車輛間距離的檢測結(jié)果來執(zhí)行對(duì)前行車輛的跟隨駕駛控制的ACC控制相比，可以將以下ACC控制稱為“通信ACC控制”:基于通過通信獲得的關(guān)于隊(duì)列中的其他車輛的信息以及基于車輛間的距離，來執(zhí)行對(duì)前行的配備有系統(tǒng)的車輛的跟隨駕駛控制。
[0050]圖3圖解五輛配備有系統(tǒng)的車輛隊(duì)列行駛的情況。從前面起，用CS11、CS12、CS13、CS14和CS15來表示這些配備有系統(tǒng)的車輛。每個(gè)配備有系統(tǒng)的車輛使用車輛車輛通信設(shè)備25來將它們自己的車輛規(guī)格信息、行駛狀態(tài)信息和加速度命令值信息發(fā)送給其他車輛，并且獲取每個(gè)其他車輛的車輛規(guī)格信息、行駛狀態(tài)信息和加速度命令值信息。即，所有隊(duì)列行駛的車輛的車輛控制系統(tǒng)1-ι共享它們中的每個(gè)的車輛規(guī)格信息、行駛狀態(tài)信息和加速度命令值信息。
[0051]在以下描述中，分別用an、Vn和Un表示從隊(duì)列的前面數(shù)第η (η=1, 2，3，4，5)輛配備有系統(tǒng)的車輛CS的加速度、速度、加速度命令值。此外，用Ln表示第η輛配備有系統(tǒng)的車輛CS與第η+1輛配備有系統(tǒng)的車輛CS之間的車輛間誤差。注意，“車輛間誤差”表示當(dāng)前車輛間距離L相對(duì)于目標(biāo)車輛間距離Ltgt的誤差。此外，在需要的情況下，可以將行駛在隊(duì)列前面的配備有系統(tǒng)的車輛CSll稱為“先頭車輛”，并且，在需要的情況下，可以將行駛在先頭車輛CSll后面的配備有系統(tǒng)的車輛稱為“跟隨車輛”。
[0052]在隊(duì)列行駛控制中，根據(jù)先頭車輛CSll的行駛狀態(tài)控制四輛跟隨車輛CS12至CS15的行駛狀態(tài)。先頭車輛CSll可以由駕駛員手動(dòng)駕駛或在諸如ACC控制的巡航控制下被駕駛。車輛控制系統(tǒng)1-1控制各個(gè)跟隨車輛CS12至CS15的行駛狀態(tài)，使得它們跟隨先頭車輛CSlI。
[0053]在隊(duì)列行駛控制中，使用所有車輛CSll至CS15的行駛狀態(tài)信息等以及關(guān)于相應(yīng)的跟隨車輛CS12至CS15的信息來設(shè)置相應(yīng)跟隨車輛CS12至CS15的加速度命令值U2至U50采用最佳控制(LQ控制)，隊(duì)列行駛控制使用隊(duì)列中的所有車輛CSll至CS15的加速度B1至a5、車輛間誤差L1至L4、車輛間相對(duì)速度L’ ?至L’ 4和加速度命令值U1至U5來設(shè)置加速度命令值U2至u5。應(yīng)當(dāng)注意，“車輛間相對(duì)速度”表示從前數(shù)第η輛配備有系統(tǒng)的車輛CS的速度\與從前數(shù)第η+1輛配備有系統(tǒng)的車輛CS的速度Vn+1之間的差，但是，因?yàn)槠湟彩擒囕v間誤差Ln的時(shí)間導(dǎo)數(shù)，所以其也可以用dLn/dt或1；?來表示。
[0054]相應(yīng)跟隨車輛CS12至CS15的車輛控制系統(tǒng)1_1例如使用以下算法來設(shè)置它們的加速度命令值U2至u5。
[0055]關(guān)于隊(duì)列行駛控制，使用加速度命令值1!2至115作為控制輸入并且使用加速度&1至a5、車輛間誤差L1至L4和車輛間相對(duì)速度L’ i至L’ 4作為狀態(tài)量，通過作為狀態(tài)空間等式的以下等式2來表示車輛CSll至CS15的隊(duì)列行駛。車輛控制系統(tǒng)1-1對(duì)由等式(2)表示的系統(tǒng)施加最佳控制。
[0056](等式2)
[0057]
【權(quán)利要求】
1.一種交通控制系統(tǒng)，其基于車輛行駛速度與交通量之間的相關(guān)性設(shè)置與行駛狀態(tài)有關(guān)的目標(biāo)值，并且根據(jù)作為共同目標(biāo)值的所述目標(biāo)值來控制道路上的多個(gè)車輛。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通控制系統(tǒng)，其中，所述交通控制系統(tǒng)對(duì)所述道路處的交通量進(jìn)行檢測或估計(jì)，并且基于所檢測或所估計(jì)的交通量來設(shè)置所述目標(biāo)值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的交通控制系統(tǒng)，其中，所述交通控制系統(tǒng)確定沿車輛行駛方向位于所述道路上的所述多個(gè)車輛前方的車輛行駛方向前方區(qū)域處的預(yù)測交通量，并且基于所述預(yù)測交通量來設(shè)置所述目標(biāo)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的交通控制系統(tǒng)，其中，所述交通控制系統(tǒng)根據(jù)沿所述車輛行駛方向位于匯合點(diǎn)后方的車輛行駛方向后方區(qū)域中的所述共同目標(biāo)值來控制所述多個(gè)車輛，其中匯合道路在所述匯合點(diǎn)處匯合到所述道路中， 所述預(yù)測交通量是沿所述車輛行駛方向位于所述道路上的所述匯合點(diǎn)前方的區(qū)域處的預(yù)測交通量， 所述交通控制系統(tǒng)對(duì)所述車輛行駛方向后方區(qū)域處的交通量和所述匯合道路處的交通量進(jìn)行檢測或估計(jì)，并且 所述交通控制系統(tǒng)基于所檢測或所估計(jì)的交通量來確定所述預(yù)測交通量。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的交通控制系統(tǒng)，其中，所述交通控制系統(tǒng)基于所述相關(guān)性來設(shè)置目標(biāo)速度作為所述目標(biāo)值，使得允許在所述車輛行駛方向前方區(qū)域中以所述目標(biāo)速度流動(dòng)的交通量等于或大于所述預(yù)測交通量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的交通控制系統(tǒng)，其中，所述交通控制系統(tǒng)設(shè)置與對(duì)象車輛和緊鄰所述對(duì)象車輛行駛在其前方的車輛之間的車輛間距離有關(guān)的參數(shù)的目標(biāo)值作為所述目標(biāo)值， 所述交通控制系統(tǒng)根據(jù)所述目標(biāo)值來控制能夠執(zhí)行預(yù)定控制的預(yù)定車輛， 所述預(yù)定控制是這樣的控制:其通過通信來獲取關(guān)于作為所述預(yù)定車輛之一并且行駛在作為另一所述預(yù)定車輛的所述對(duì)象車輛前方的另一車輛的減速的信息，并且基于與所述減速有關(guān)的所述信息來使所述對(duì)象車輛與所述另一車輛一同減速，以及 所述目標(biāo)值被設(shè)置成使得:如果根據(jù)所述目標(biāo)值來控制所述預(yù)定車輛，則允許在所述車輛行駛方向前方區(qū)域中流動(dòng)的交通量等于或大于所述預(yù)測交通量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的交通控制系統(tǒng)，其中，所述交通控制系統(tǒng)基于沿著所述車輛行駛方向位于所述道路上的所述多個(gè)車輛前方的與環(huán)境有關(guān)的行駛條件來設(shè)置所述目標(biāo)值。
8.—種車輛控制系統(tǒng)，其設(shè)置或獲取與行駛狀態(tài)有關(guān)的目標(biāo)值，并且根據(jù)所述目標(biāo)值來執(zhí)行車輛行駛控制，其中所述目標(biāo)值也由另一車輛共同使用，并且所述目標(biāo)值基于車輛行駛速度與交通量之間的相關(guān)性。
9.一種交通管理系統(tǒng)，其基于車輛行駛速度與交通量之間的相關(guān)性來設(shè)置與行駛狀態(tài)有關(guān)的目標(biāo)值，并且將作為共同目標(biāo)值的所述目標(biāo)值發(fā)送給位于道路上并且每個(gè)都能夠根據(jù)所述目標(biāo)值來控制其自身行駛的多個(gè)車輛。
10.一種交通控制方法，包括: 基于車輛行駛速度與交通量之間的相關(guān)性設(shè)置與行駛狀態(tài)有關(guān)的目標(biāo)值；以及 根據(jù)作為共同目標(biāo)值的所述目標(biāo)值來控制道路上的第一車輛和第二車輛。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的交通控制方法，其中，確定沿車輛行駛方向位于所述道路上的所述第一車輛和所述第二車輛前方的區(qū)域處的預(yù)測交通量，并且基于所述預(yù)測交通量設(shè)置所述目標(biāo)值。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的交通控制方法，其中，匯合道路匯合到所述道路中， 根據(jù)位于匯合點(diǎn)上游的上游區(qū)域中的所述共同目標(biāo)值來控制所述第一車輛和所述第二車輛，其中所述匯合道路在所述匯合點(diǎn)處匯合到所述道路中， 所述預(yù)測交通量是位于所述道路上的所述匯合點(diǎn)下游的下游區(qū)域處的預(yù)測交通量， 對(duì)所述上游區(qū)域處的交通量和所述匯合道路處的交通量進(jìn)行檢測或估計(jì)，以及 基于所檢測或所估計(jì)的交通量來確定所述預(yù)測交通量。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的交通控制方法，其中，所述第二車輛緊鄰所述第一車輛行駛在其前方， 通過通信來獲取關(guān)于所述第二車輛的減速的信息， 基于與所述減速有關(guān)的所述信息，使所述第一車輛與所述第二車輛一同減速，以及基于所述相關(guān)性來設(shè)置所述目標(biāo)值，使得:如果根據(jù)所述目標(biāo)值來控制所述第一車輛和所述第二車輛，則允許在所述下游區(qū)域中流動(dòng)的交通量等于或大于所述預(yù)測交通量。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的交通控制方法，其中， 所述目標(biāo)值是目標(biāo) 速度和與所述第一車輛和所述第二車輛之間的車輛間距離有關(guān)的參數(shù)的目標(biāo)值中的至少一個(gè)。
【文檔編號(hào)】G08G1/08GK103718220SQ201180027086
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日:2010年7月29日
【發(fā)明者】志田充央, 麻生誠 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社