CN101868392B

CN101868392B - 车辆控制装置

Info

Publication number: CN101868392B
Application number: CN200880117316.1A
Authority: CN
Inventors: 三宅隆文; 林弘毅
Original assignee: Equos Research Co Ltd
Current assignee: Equos Research Co Ltd
Priority date: 2007-11-26
Filing date: 2008-10-23
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2028-10-23
Also published as: US20100299044A1; US8352147B2; WO2009069410A1; CN101868392A; JPWO2009069410A1; JP5168518B2

Abstract

本发明的目的在于提供一种提高倒立控制车辆中的自动跟踪控制的精度的车辆控制装置，本发明的车辆控制装置，对于倒立控制车辆进行自动跟踪行驶控制，以相对于先行车辆进行自动跟踪，其特征在于，包括：通信部(81)，从先行车辆接收与先行车辆的车辆速度和操纵杆操作量有关的行驶状况数据；车距传感器(42)，测定与先行车辆之间的车距；和主控制ECU(21)，计算用于跟踪先行车辆的加速度指令值，主控制ECU(21)将根据由通信部(81)所取得的先行车辆的车辆速度和由车距传感器(42)所测定的车距运算的第1加速度指令值和根据由通信部(81)所取得的操纵杆的操作量运算的第2加速度指令值中的任一个作为目标加速度指令值。

Description

车辆控制装置

技术领域

本发明例如涉及一种利用倒立摆的姿态控制的车辆的控制装置，尤其是涉及一种在多个车辆中进行自动跟踪行驶的车辆控制装置。

背景技术

近年来，利用倒立摆的姿态控制的车辆(下面简称为倒立控制车辆)受到注目，例如，在专利文献1(日本专利特开2004-129435号公报)等提出了利用倒立摆的姿态控制的传送装置。

另一方面，以往就已有自动进行汽车等车辆的驾驶的自动驾驶系统。在这种自动驾驶系统中，对于例如在高速公路等行驶的多个汽车车辆，从省力或缓解交通等的角度来看，认为与个别行驶相比，更优选形成队列以车辆群的方式行驶。所以，在自动驾驶系统中，如何使后续车辆相对于先行车辆形成队列，相对于先行车辆如何自动地跟踪行驶，正在进行这方面的各种研究。对于这种跟踪行驶的技术，例如在专利文献2(日本专利特开2001-273588号公报)等中公开了相关技术。

专利文献1：日本专利特开2004-129435号公报

专利文献2：日本专利特开2001-273588号公报

在倒立控制车辆中，当对车辆进行制动时，为了防止车身由于惯性力而倾倒，在制动前先对车轮赋予加速转矩，让车身后倾，当达到预定的倾斜角度后，开始对车轮赋予制动转矩，进行制动。

对于在制动时进行上述动作的倒立控制车辆，讨论进行自动跟踪行驶控制的情况。在这里，为了简化起见，以2台车辆为例。即，考虑对于由搭乘人员的驾驶操作进行的先行车辆进行自动跟踪的后续车辆的情况。

先行车辆开始制动时，如果开始进行用于使车身后倾的加速，先行车辆的车轮旋转加速度则增加。因此，由于先行车辆与后续车辆的车轮转速差出现增加，因而后续车辆的加速度指令值会大于刚才的加速度指令值。然后，如果先行车辆到达目标的车身倾斜角并开始制动，后续车辆为了跟踪其而被赋予减速指令，开始进行用于使车身后倾的加速。

这样，后续车辆的制动开始时机比先行车辆的制动开始时机延迟，从而降低了后续车辆的自动跟踪控制的精度，在最坏的情况下，会出现无法进行跟踪行驶的情况。

另外，先行车辆加速时等情况下，在后续车辆侧也会出现同样的问题。

总结上述情况，在倒立控制车辆的加速、制动前的准备动作中，如果为了进行反方向动作，即在制动准备时沿加速方向、在加速准备时沿减速方向所进行的一次摆动动作(以后，该动作称为“反动作”)，而利用倒立控制车辆进行自动跟踪行驶控制，后续车辆会对于先行车辆的制动、加速准备动作进行反应，从而在后续车辆的自动跟踪行驶控制中出现延迟，降低了控制的精度。

发明内容

为了解决上述问题，技术方案1的发明的车辆控制装置，其控制对进行倒立控制的先行车辆跟踪行驶的车辆，其特征在于，包括：通信部，接收上述先行车辆的车辆速度和操纵上述先行车辆的操纵装置的操作量；车距传感器，测定上述先行车辆与上述跟踪行驶的车辆之间的车距；和运算部，运算上述跟踪行驶的车辆的加速度指令值，该运算部将根据由上述通信部所接收的先行车辆的车辆速度和由该车距传感器所测定的车距运算的第1加速度指令值和根据由上述通信部所接收的操纵装置的操作量运算的第2加速度指令值中的任一个作为目标加速度指令值。

并且，技术方案2的发明，在技术方案1所述的车辆控制装置中，其特征在于，该运算部，在根据上述操纵装置的操作量判断为对先行车辆发出了减速指示时，将该第1加速度指令值和该第2加速度指令值中的较小值的加速度指令值作为目标加速度指令值。

并且，技术方案3的发明，在技术方案1或2所述的车辆控制装置中，其特征在于，该运算部，在根据上述操纵装置的操作量判断为对先行车辆发出了加速指示时，将该第1加速度指令值和该第2加速度指令值中的较大值的加速度指令值作为目标加速度指令值。

并且，技术方案4的发明的车辆控制装置，其控制对进行倒立控制的先行车辆跟踪行驶的车辆，其特征在于，包括：通信部，接收上述先行车辆的车辆速度和操纵上述先行车辆的操纵装置的操作量；车距传感器，测定上述先行车辆与上述跟踪行驶的车辆之间的车距；和运算部，运算上述跟踪行驶的车辆的加速度指令值，该运算部将根据由上述通信部所接收的先行车辆的车辆速度和由该车距传感器所测定的车距运算的第1加速度指令值和根据由上述通信部所接收的先行车辆的加速度指令值运算的第2加速度指令值中的任一个作为目标加速度指令值。

并且，技术方案5的发明，在技术方案4所述的车辆控制装置中，其特征在于，该运算部在判断为上述先行车辆的加速度指令值为负时，将该第1加速度指令值和该第2加速度指令值中的较小值的加速度指令值作为目标加速度指令值。

并且，技术方案6的发明，在技术方案4或5所述的车辆控制装置中，其特征在于，该运算部在判断为上述先行车辆的加速度指令值不为负时，将该第1加速度指令值和该第2加速度指令值中的较大值的加速度指令值作为目标加速度指令值。

并且，技术方案7的发明的车辆控制装置，其控制对进行倒立控制的先行车辆跟踪行驶的车辆，其特征在于，包括：通信部，接收上述先行车辆的车辆速度和操纵上述先行车辆的操纵装置的操作量；车距传感器，测定上述先行车辆与上述跟踪行驶的车辆之间的车距；和运算部，运算上述跟踪行驶的车辆的加速度指令值，该运算部将根据由上述通信部所接收的先行车辆的加速度指令值运算的第2加速度指令值作为目标加速度指令值。

并且，技术方案8的发明，在技术方案1至7中任一项所述的车辆控制装置中，其特征在于，根据车轮的转速求出上述车辆速度。

根据本发明的技术方案1所述的车辆控制装置，由于将根据由上述通信部所接收的先行车辆的车辆速度和由该车距传感器所测定的车距运算的第1加速度指令值和根据由上述通信部所接收的操纵装置的操作量运算的第2加速度指令值中的任一个作为目标加速度指令值，因此在后续车辆的自动跟踪行驶控制中不会出现延迟，且将进行制动的信息及时地传送到后续车辆，从而可以事先避免碰撞的危险，可以实现高精度的自动跟踪行驶控制。

并且，根据本发明的技术方案2所述的车辆控制装置，由于在判断对先行车辆发出了减速指示时，将该第1加速度指令值和该第2加速度指令值中的较小值的加速度指令值作为目标加速度指令值，因此作为后续车辆，可实现能事先避免与先行车辆碰撞的自动跟踪行驶控制。

并且，根据本发明的技术方案3所述的车辆控制装置，由于在判断对先行车辆发出了加速指示时，将该第1加速度指令值和该第2加速度指令值中的较大值的加速度指令值作为目标加速度指令值，因此作为后续车辆，可实现能无延迟地跟踪先行车辆的自动跟踪行驶控制。

并且，根据本发明的技术方案4所述的车辆控制装置，由于将根据由上述通信部所接收的先行车辆的车辆速度和由该车距传感器所测定的车距运算的第1加速度指令值和根据由上述通信部所接收的先行车辆的加速度指令值运算的第2加速度指令值中的任一个作为目标加速度指令值，因此在后续车辆的自动跟踪行驶控制中不会出现延迟，且将进行制动的信息及时地传送到后续车辆，从而可以事先避免碰撞的危险，可以实现高精度的自动跟踪行驶控制。

并且，根据本发明的技术方案5所述的车辆控制装置，由于在判断上述先行车辆的加速度指令值为负时，将该第1加速度指令值和该第2加速度指令值中的较小值的加速度指令值作为目标加速度指令值，因此后续车辆，可实现能事先避免与先行车辆碰撞的自动跟踪行驶控制。

并且，根据本发明的技术方案6所述的车辆控制装置，由于在判断上述先行车辆的加速度指令值不为负时，将该第1加速度指令值和该第2加速度指令值中的较大值的加速度指令值作为目标加速度指令值，因此作为后续车辆，可实现能无延迟地跟踪先行车辆的自动跟踪行驶控制。

并且，根据本发明的技术方案7所述的车辆控制装置，由于将由上述通信部所接收的先行车辆的加速度指令值运算的第2加速度指令值作为目标加速度指令值，因此在特别重视后续车辆相对于先行车辆的跟踪性的情况下，例如以较短的车距进行跟踪的情况，显得有效。

附图说明

图1是表示本实施方式中通过向前方移动搭乘部从而以小的倾斜角进行加速的状态的说明图。

图2是例示在搭载本实施方式的车辆控制装置的车辆中乘员乘车向前方行驶的状态的外观结构的图。

图3是表示本发明实施方式的车辆控制装置的控制系统方框结构的图。

图4是本发明实施方式的车辆控制装置的行驶及姿态控制的流程图。

图5是车辆目标加速度α^＊(横轴)与目标车身倾斜角θ₁ ^＊及搭乘部目标位置λ_S ^＊的关系图。

图6是本发明实施方式的车辆控制装置的变形例的目标值确定处理的流程图。

图7是表示车辆姿态控制系的力学模型的图。

图8是表示本发明实施方式的车辆控制装置的控制模型的图。

图9是表示本发明实施方式的车辆控制装置的跟踪行驶模式中的控制系统的方框结构的图。

图10是表示本发明实施方式的车辆控制装置的自动跟踪控制处理的流程的图。

图11是表示本发明第2实施方式的车辆控制装置的自动跟踪控制处理的流程的图。

图12是表示本发明第3实施方式的车辆控制装置的自动跟踪控制处理的流程的图。

标号说明：

11a、11b...驱动轮、12...驱动马达、13...搭乘部、14...支承部件、16...控制单元、20...控制ECU、21...主控制ECU、22...驱动轮控制ECU、23...搭乘部控制ECU、25...通信部控制ECU、30...输入装置、31...操纵杆、40...车身控制系统、41...车身倾斜传感器、42...车距传感器、50...驱动轮控制系统、51...驱动轮传感器、52...驱动马达、60...搭乘部控制系统、61...搭乘部传感器、62...搭乘部马达、63...移动机构、80...通信控制系统、81...通信部，131...接触面部、132...靠背部、133头枕

具体实施方式

以下，参照附图，详细说明本发明的实施方式。图1用于表示本实施方式中通过搭乘部的移动以小的倾斜角进行加速的状态。在本实施方式中，通过沿车辆的前后方向相对地平移移动包括搭乘人员的搭乘部，保持车身的平衡(倒立状态)。即，如图1(a)所示，为了按照基于搭乘人员操作的目标行驶状态(加速、减速、停止等)进行加减速，以保持对于作用在车身上的驱动轮的反转矩与伴随加速度的惯性力之间的平衡，将包括搭乘人员的搭乘部沿加速度方向平移移动。这样，可以减小相对于加减速度的车身的倾斜角，可以提供舒适且安全的倒立型车辆。

另外，在本实施方式中，说明了上述控制，但也可以进行如下控制：即当根据目标行驶状态的加速度比较小时，可以只移动搭乘部来进行应对，而在加速度比较大时，除了搭乘部的移动，还利用车身倾斜角来进行应对。

图2是例示在搭载有本实施方式的车辆控制装置的车辆中乘员乘车向前方行驶的状态的外观结构的图。在图2中，11a、11b表示驱动轮，12表示驱动马达，13表示搭乘部，14表示支承部件，16表示控制单元，30表示输入装置，31表示操纵杆，42表示车距传感器，63表示移动机构，81表示通信部，131表示接触面部，132表示靠背部，133表示头枕。

如图2所示，车辆具有配置在同一轴上的2个驱动轮11a、11b。利用驱动马达12a、12b分别驱动两驱动轮11a、11b。另外，对于车辆的驱动轮和驱动马达，不仅有在同一轴上配置2个的情况，也可以配置1个、或3个以上。

在驱动轮11a、11b(在表示两驱动轮11a、11b时，称为驱动轮11。以下的其他结构也一样)和驱动马达12的上部，配置有搭乘作为重量体的货物、乘员等的搭乘部13(座椅)。

搭乘部13由驾驶员乘坐的接触面部131、靠背部132、和头枕133构成。

搭乘部13经由移动机构63，受到支承部件14的支承。支承部件14被固定在收容驱动马达12的驱动马达壳体上。

作为移动机构63，采用例如线性引导装置那样的低阻力的线性移动机构，利用搭乘部驱动马达的驱动转矩，改变搭乘部13与支承部件14之间的相对位置。

线性引导装置具有固定在支承部件14上的导轨、固定在搭乘部驱动马达上的滑板和滚动体。

在导轨的左右侧面上，沿长度方向形成有2条直线形状的轨道槽。

滑板的截面呈コ字形状，在其相向的2个侧面部内侧形成有2条分别与导轨的轨道槽相向的轨道槽。

滚动体被嵌入上述轨道槽之间，随着导轨与滑板之间的相对直线滑动，在轨道槽内滚动。

另外，在滑板上，形成有连接轨道槽两端的退回通路，滚动体在轨道槽和退回通路中进行循环。

在线性引导装置中，配置有固定线性引导装置的运动的制动器(离合器)。当如车辆停止时那样不需要搭乘部动作时，利用该制动器将滑板固定在导轨上，从而保持导轨所固定的支承部件14与固定有滑板的搭乘部13的相对位置。这样，当需要动作时，解除该制动器，以将支承部件14侧的基准位置与搭乘部13侧的基准位置之间的距离控制为预定值。

在搭乘部13的旁边配置有输入装置30，在输入装置30上配置有作为操纵装置的操纵杆31。驾驶员通过对操纵杆31的操作，进行车辆的加速、减速、转弯、原地旋转、停止、制动等的指示。另外，在本实施方式中，举例说明了利用操纵杆作为操纵装置的情况，但也可以利用其它输入器件作为操纵装置。

本实施方式的输入装置30固定在接触面部131上，但也可以通过以有线或无线方式连接的遥控器来构成。并且，也可以设置扶手部，并在其上部设置输入装置30。

在搭载本实施方式的车辆控制装置的车辆中，配置有输入装置30，通过让搭乘人员操作与该输入装置30有关的操纵杆31，对车辆进行控制，该车辆具有这种利用搭乘人员操作的“通常行驶模式”和与搭乘人员操作无关的、跟踪在前方行驶的车辆的“跟踪行驶模式”。在本实施方式中，举例说明了具有“通常行驶模式”和“跟踪行驶模式”这两种行驶模式的车辆的控制装置，但本发明的车辆控制装置也可以适用于只具有“跟踪行驶模式”的车辆。

另外，以按照预先确定的行驶指令数据进行自动行驶的方式对车辆进行控制时，设置行驶指令数据取得部，以取代输入装置30。行驶指令数据取得部也可以由从例如半导体存储器等各种存储介质中读取行驶指令数据的读取部所构成，或者/以及，由利用无线通信从外部取得行驶指令数据的通信控制部所构成。

另外，在图2中，表示在搭乘部13搭乘人的情况，但并不局限于人驾驶的车辆，也可以是只搭乘货物的状态下，或者是在没有搭乘任何东西的状态下，根据外部的遥控操作、行驶指令数据，进行行驶、停止。

车距传感器42设置在控制单元16上，用于测定对象车辆与在前方行驶的车辆之间的距离，由例如激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达等构成。在本实施方式中，进行“跟踪行驶模式”的车辆控制时，采用由车距传感器42所检测的车距信息，但车距信息也可以用于其它的车辆控制。

通信部81为可以在车辆之间传送信息的通信装置，可以采用无线方式或有线方式任一种。在本实施方式中，在进行“跟踪行驶模式”的车辆控制时，利用该通信部81，从先行车辆的通信部81取得与先行车辆的行驶状态等有关的预定的信息，用于对象车辆的车辆控制。

在搭乘部13与驱动轮11之间，配置有控制单元16。在本实施方式中，控制单元16安装在支承部件14上。

并且，控制单元16也可以安装在搭乘部13的接触面部131的下面。此时，控制单元通过移动机构63与搭乘部13一起前后移动。

本实施方式的车辆作为其它装置，具有电池。电池配置于支承部件14上，向驱动马达12、搭乘部驱动马达、控制ECU20等供给驱动用和控制用的电力。

在以下的说明中，设驱动轮11和固定在其上面与其一起旋转的部分为“驱动轮”，从包括搭乘人员的车辆整体除去驱动轮的部分为“车身”，搭乘部13和固定在其上面与其一起平移移动的部分(包括搭乘人员)为“搭乘部”。

本实施方式中，“搭乘部”由搭乘部13、输入装置30、移动机构63(线性引导)的一部分构成，由于控制单元16、电池13配置于搭乘部13上，故也可以加入“搭乘部”。这样，可以增加“搭乘部”的重量及其移动带来的效果。

图3是表示本发明实施方式的车辆控制装置的控制系统的方框结构的图。在图3中，20表示控制ECU，21表示主控制ECU，22表示驱动轮控制ECU，23表示搭乘部控制ECU，25表示通信部控制ECU，30表示输入装置，31表示操纵杆，40表示车身控制系统，41表示车身倾斜传感器，42表示车距传感器，50表示驱动轮控制系统，51表示驱动轮传感器，52表示驱动马达，60表示搭乘部控制系统，61表示搭乘部传感器，62表示搭乘部马达，80表示通信控制系统，81表示通信部。

本实施方式车辆控制装置的控制系统具有作为行驶姿态控制部的控制ECU(电子控制装置)20、操纵杆31、车身倾斜传感器41、车距传感器42、驱动轮传感器51、驱动马达52(与驱动马达12相同)、搭乘部传感器61、搭乘部马达62(搭乘部驱动马达)、通信部81以及其它装置。

控制ECU20具有主控制ECU21、驱动轮控制ECU22、搭乘部控制ECU23、通信部控制ECU25，通过驱动轮控制、车身控制(倒立控制)等，进行车辆的行驶、姿态控制等的各种控制。

控制ECU20由具有下述部件的计算机系统构成：存储本实施方式的行驶及姿态控制处理程序程序等各种程序、数据的ROM、用作工作领域的RAM、外部存储装置、接口部等。

在主控制ECU21上，连接着驱动轮传感器51、车身倾斜传感器41、车距传感器42、搭乘部传感器61以及作为输入装置30的操纵杆31。

操纵杆31向主控制ECU21供给基于搭乘人员的操作的行驶指令(操纵操作量)。

操纵杆31将直立状态作为中立位置，通过向前后方向倾斜，指示加减速，通过向左右方向倾斜，指示转弯行驶时的横方向加速度。请求加减速度、横方向加速度随着倾斜角度的增加而增加。

车身倾斜传感器41作为检测车身的倾斜角的倾斜角检测部，检测以驱动轮11的车轴为旋转中心的车身前后方向的倾斜状态。

车身倾斜传感器41具有检测加速度的加速度传感器和检测车身倾斜角速度的陀螺传感器。从所检测的加速度计算车身倾斜角θ₁，同时从所检测的车身倾斜角速度计算车身倾斜角θ₁，以提高其精度。另外，也可以配置其中某一个传感器，从其检测值计算车身倾斜角、角速度。

车距传感器42检测对象车辆与在前方行驶的车辆之间的距离，由例如激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达等构成，当车辆处于“跟踪行驶模式”的状态时，采用该车距传感器42所检测的车距信息。

主控制ECU21发挥取得作为目标的目标行驶状态的目标行驶状态取得部的功能。另外，发挥根据所取得的目标行驶状态，确定驱动轮的驱动转矩和搭乘部的移动推力的输出确定部的功能。

主控制ECU21发挥根据来自操作杆31的信号的目标行驶状态，确定作为目标的车身倾斜角和作为目标的搭乘部位置的目标姿态确定部的功能。

并且，主控制ECU21发挥根据目标行驶状态和目标姿态(目标车身倾斜角和目标搭乘部位置)，确定各促动器(驱动马达52和搭乘部马达62)的前馈输出的前馈输出确定部的功能。

另外，主控制ECU21发挥根据车身倾斜角的目标值与实测值的偏差确定驱动马达52的反馈输出，同时根据搭乘部位置的目标值与实测值的偏差确定搭乘部马达62的反馈输出的反馈输出确定部的功能。

并且，当车辆处于“跟踪行驶模式”的状态时，主控制ECU21根据先行车辆的行驶状态，确定加速度指令，并基于该加速度指令，确定驱动轮的驱动转矩指令。并且，当车辆处于“跟踪行驶模式”的状态时，主控制ECU21根据先行车辆的行驶状态等，确定加速度指令，从而确定目标行驶状态和目标姿态。

主控制ECU21与驱动轮控制ECU22、驱动马达52一起发挥驱动部的功能，另外包括驱动轮传感器51，构成驱动轮控制系统50。

驱动轮传感器51检测作为驱动轮11的旋转状态的驱动轮旋转角(旋转角速度)，并供给到主控制ECU21。本实施方式的驱动轮传感器51由分相器或者旋转编码器等构成，检测驱动轮旋转角。从该驱动轮旋转角计算旋转角速度、车辆速度。

主控制ECU21向驱动轮控制ECU22供给驱动转矩指令值，驱动轮控制ECU22向驱动马达52供给相当于驱动转矩指令值的输入电压(驱动电压)。驱动马达52发挥根据输入电压向驱动轮11赋予驱动转矩的驱动轮促动器的功能。

主控制ECU21与搭乘部控制ECU23、搭乘部传感器61、搭乘部马达62一起构成搭乘部控制系统60。

搭乘部传感器61发挥检测搭乘部的相对位置的功能，并将检测的搭乘部位置(移动速度)供给到主控制ECU21本实施方式的搭乘部传感器由编码器构成，检测搭乘部位置。从该搭乘部位置的检测值计算搭乘部的移动速度。

主控制ECU21向搭乘部控制ECU23供给搭乘部推力指令值，搭乘部控制ECU23向搭乘部马达62供给相当于搭乘部推力指令值的输入电压(驱动电压)。搭乘部马达62发挥根据输入电压赋予平移移动搭乘部13的推力的促动器的功能。

并且，主控制ECU21与通信部控制ECU25、通信部81一起构成通信部控制系统80。例如，利用无线方式进行车辆间的数据通信，经由通信部控制ECU25，向主控制ECU21输入所接收的数据，或发送从主控制ECU21输出的预定的数据。

下面说明如上所述地构成的车辆中的行驶及姿态控制处理。图4是本发明实施方式的车辆控制装置的行驶及姿态控制的流程图。

首先说明基于“通常行驶模式”的行驶及姿态控制处理的处理整体的概要。

在本实施方式的行驶及姿态控制处理中，根据加减速、停止等作为目标的行驶状态，控制车身倾斜、搭乘部位置，保持车身的平衡，实现作为目标的行驶状态。

图4中，在步骤S100开始进行流程后，主控制ECU21最初根据搭乘人员的意志，确定车辆如何动作，即确定车辆的行驶目标(步骤S101～步骤S103)。

接着，进入到步骤S104，主控制ECU21相对于所确定的行驶目标，确定能够保持车身的平衡(取得倒立姿态)的车身目标姿态(目标车身倾斜角和目标搭乘部位置)。

这样，通过优化车身倾斜量和搭乘部位置，可以减小车身倾斜，防止乘坐感觉恶化，对搭乘人员赋予适当的加速感。

然后，在步骤S105至步骤S110，主控制ECU21确定为实现作为目标的车辆行驶状态和车身姿态所必需的驱动马达52、搭乘部马达62的输出值。根据该值，利用驱动轮控制ECU22和搭乘部控制ECU23，控制驱动马达52和搭乘部马达62的实际的输出。

接着，详细说明行驶及姿态控制处理。

在步骤S101，主控制ECU21取得搭乘人员对操纵杆31的操纵操作量(行驶指令)。

然后，进入步骤S102，主控制ECU21基于所取得的操作量，确定车辆加速度的目标值(车辆目标加速度)α^＊。例如，将与操纵杆31的前后操作量成比例的值作为车辆目标加速度α^＊的值。

在步骤S103，主控制ECU21从所确定的车辆目标加速度α^＊，计算驱动轮角速度的目标值(驱动轮目标角速度)(θω^＊)。

其中，符号(n)表示n的时间微分。例如，对车辆目标加速度α^＊进行时间积分，除以预定的驱动轮接地半径后的值则计算为驱动轮目标角速度(θω^＊)。

接着，在步骤S104，主控制ECU21确定车身倾斜角和搭乘部位置的目标值。即，根据在步骤S102确定的车辆目标加速度α^＊的大小，利用下面公式(1)～公式(3)，确定车身倾斜角的目标值(目标车身倾斜角)θ₁ ^＊。

然后，基于所确定的目标车身倾斜角θ₁ ^＊，根据车辆目标加速度α_＊的大小，利用公式(4)～公式(6)确定搭乘部位置的目标值(搭乘部目标位置)λ_S ^＊。

θ₁ ^＊＝φ^＊-β_Max+sin^-1(γsinφ^＊cosβ_Max)(α^＊＜-α_Max) (1)

θ₁ ^＊＝(1-C_Sense)φ^＊ (-α_Max≤α^＊≤α_Max) (2)

θ₁ ^＊＝φ+β_Max+sin^-1(γsinφ^＊cosβ_Max)(α^＊＞α_Max) (3)

λ_S ^＊＝-λ_S，Max (α^＊＜-α_Max) (4)

λ_S ^＊＝l₁(m₁/m₂){tan(φ^＊-θ₁ ^＊)+γ(sinφ^＊/cos(φ^＊-θ₁ ^＊))}

(-α_Max≤α^＊≤α_Max) (5)

λ_S ^＊＝-λ_S，Max (α^＊＞α_Max) (6)

在公式(1)～公式(6)中，φ^＊、β_Max、γ、分别表示如下：

φ^＊＝tan^-1α^＊

β_Max＝tan^-1(m_Sλ_S，Max/m₁l₁)

γ＝M～R_W/m₁l₁、M～＝m₁+m_W+I_W/R_W ²

α^＊为车辆目标加速度(G)。并且，λ_S，Max为搭乘部移动量最大值，其是设定值。

阈值α_Max为公式(5)中设λ^＊＝λ_S，max时，即，将搭乘部移到极限时的车辆目标加速度α^＊。该阈值α_Max为既定值，无法通过解析方法求出，但可以通过循环计算、近似公式等来确定。

图5用于图示利用公式(1)～公式(6)给出的车辆目标加速度α^＊(横轴)与目标车身倾斜角θ₁ ^＊及搭乘部目标位置λ_S ^＊的关系。

当车辆目标加速度α^＊处于阈值±α_Max的范围时(-α_Max≤α^＊≤α_Max)，目标车身倾斜角θ₁ ^＊由公式(2)确定，搭乘部目标位置λ_S ^＊由公式(5)确定。

这样，在-α_Max≤α^＊≤α_Max的范围内，通过将车身倾斜到θ₁ ^＊的同时将搭乘部也移动到λ_S ^＊，从而可以保持车身的平衡，使搭乘人员感觉到适当的加速度。

这样，在阈值±α_Max的范围内，为了实现车辆目标加速度α^＊，必须利用车身倾斜和搭乘部移动二者来进行必要的重心位置的移动，但确定该重心移动的分担是公式(2)和公式(5)中的搭乘人员加速度感受系数C_Sense。C_Sense的值为0≤C_Sense≤1，预先进行设定。

对于某一车辆目标加速度α^＊，增大设定值C_Sense的值后，目标车身倾斜角θ₁ ^＊增大(公式(2))，搭乘部目标位置λ_S ^＊减小(公式(5))。

C_Sense相当于搭乘人员感觉加速度的程度。即，如果C_Sense＝1，则目标车身倾斜角θ₁ ^＊＝0(公式(2))，车身完全不倾斜，搭乘人员原样感觉车辆的加减速所产生的惯性力。

另一方面，如果C_Sense＝0，则θ₁ ^＊＝φ^＊＝tan^-1α^＊，车身倾斜到平衡倾斜角(重力与惯性力的合力的角度)，因而搭乘人员感觉不到惯性力(但是，对于搭乘人员来说向下的力增加)。

本实施方式中，作为搭乘人员感觉最佳的加速度的值，预先设定C_Sense＝p。

例如，当C_Sense＝1时，利用搭乘部13的移动来实现车辆目标加速度α^＊所必需的重心位置的移动，因此进行控制以将车身维持直立状态的同时行驶。

当搭乘部移动量到达极限±λ_S，Max时，即车辆目标加速度α^＊＜-α_Max或者α^＊＞α_Max时，如图5所示，使车身倾斜增大，以保持平衡(公式(1)、(3))。

另外，当搭乘部移动量存在余量时，也可以限制车身倾斜角。(确定目标车身倾斜角θ₁ ^＊和搭乘部目标位置λ_S ^＊的变形例)

在上述实施方式的说明中，说明了从车辆目标加速度α^＊与阈值±α_Max的关系中选择公式(1)～公式(3)中的某一个以及公式(4)～公式(6)中的某一个来确定目标车身倾斜角θ₁ ^＊和搭乘部目标位置λ_S ^＊的情况。

相对于此，也可以利用图6所示的目标值确定处理来确定目标车身倾斜角θ₁ ^＊和搭乘部目标位置λ_S ^＊。

图6是表示目标值确定处理的内容的流程图。在图6的步骤S201，主控制ECU21最初从公式(2)计算对应于车辆目标加速度α^＊的目标车身倾斜角θ₁ ^＊。

然后，在步骤S202，利用确定的θ₁ ^＊，从公式(5)计算搭乘部目标位置λ_S ^＊，在步骤S203，判断计算值λ_S ^＊是否处于搭乘部可移动的-λ_S，Max≤λ_S ^＊≤λ_S，Max的范围内。

如果计算值λ_S ^＊是处于搭乘部移动可能的范围内(步骤S203：Y)，主控制ECU21则分别将在步骤S201计算的θ₁ ^＊确定为目标车身倾斜角，将在步骤S202计算的λ_S ^＊确定为搭乘部目标位置(步骤S206)，然后结束处理。

另一方面，如果计算值λ_S ^＊处于搭乘部移动可能的范围之外(步骤S203：N)，主控制ECU21则将搭乘部移动量最大值±λ_S，Max确定为搭乘部目标位置λ_S ^＊(步骤S204)。

接着，利用公式(1)或公式(3)，再次计算对应于车辆目标加速度α^＊的θ₁ ^＊，将此确定为目标车身倾斜角θ₁ ^＊(步骤S205)，然后结束处理。

根据上述的目标值确定处理，不采用用来确定是否利用公式(1)～公式(3)、公式(4)～公式(6)中的某一个的阈值α_Max，就可以确定目标车身倾斜角θ₁ ^＊和搭乘部目标位置λ_S ^＊。

在本实施方式中，利用作为严密的理论公式的公式(1)～公式(6)，确定车身目标姿态，但也可以利用更简单的公式。例如，可以将公式(1)～公式(6)线性变化后使用。并且，可以取代公式，而预先准备表示车辆目标加速度α^＊和车身目标姿态的关系的映象(map)，利用该映象来确定车身目标姿态。

另一方面，也可以利用更加复杂的关系式。例如，也可以设定关系式，使得当车辆目标加速度α^＊的绝对值小于预定的阈值时，完全不倾斜车身，而只移动搭乘部，当超过该阈值时，则开始倾斜车身。

另外，在本实施方式中，从搭乘部的基准位置起的前方最大移动量和后方最大移动量相等，但两者也可以不相等。例如，通过增大后方最大移动量，可以使制动性能高于加速性能。此时，通过修正阈值α_Max使之与各自的极限值相对应，可以容易地实现同样的控制。

回到行驶及姿态控制处理(图4)的说明，在步骤S105，主控制ECU21利用所确定的各目标值，计算剩下的目标值。

即，对各目标值进行时间微分，或进行时间积分，分别计算驱动轮旋转角目标值θ_W ^＊、车身倾斜角速度目标值[θ₁ ^＊]、搭乘部移动速度目标值[λ_S ^＊]。

接着，在步骤S106，确定各促动器的前馈输出。

主控制ECU21利用下面的公式(7)，确定预计实现车辆目标加速度α^＊所必需的驱动马达52的前馈输出τ_W，FF。即，公式(7)中的M～为考虑了驱动轮的旋转惯量的车辆的总质量。

并且，利用公式(8)，从各目标值确定搭乘部马达62的前馈输出S_S，FF。该S_S，FF相当于对于目标车身倾斜角θ₁ ^＊，搭乘部不因重力而移动而停留在目标位置所必需的搭乘部推力。

(数学式1)

τ_{W, FF} = {\tilde{M} R}_{W} g α^{*} - - - (7)

S_SS，FF＝-m_Sgsinθ₁ ^＊ (8)

其中，在这里，

(数学式2)

M＝m₁+m_W

\tilde{M} = M + \frac{I_{W}}{{R_{W}}^{2} .}

通过赋予公式(7)、(8)那样的前馈输出，可以进一步高精度地控制各状态量。

另外，该方法尤其对于减少状态量的稳态误差有效，作为取代方法，也可以在反馈控制(步骤S109)中赋予积分增益。

接着，在步骤S107，主控制ECU21从各传感器取得各状态量。即，从驱动轮传感器51取得驱动轮旋转角(旋转角速度)，从车身倾斜传感器41取得车身倾斜角(倾斜角速度)，从搭乘部传感器61取得搭乘部位置(移动速度)。

并且，在步骤S108，主控制ECU21计算剩余的状态量。即，通过对驱动轮旋转角(旋转角速度)、车身倾斜角(倾斜角速度)、搭乘部位置(移动速度)进行时间积分或微分，计算剩余的状态量。

接着，在步骤S109，主控制ECU21确定各促动器的反馈输出。

即，从各目标值与实际的状态量的偏差，分别利用公式(9)确定驱动马达52的反馈输出τ_W，FB，利用公式(10)确定搭乘部马达62的反馈输出S_S，FB。

另外，公式(9)、公式(10)中各K的值为反馈增益，各反馈增益K预先设定为例如最佳调节值。并且如上所述，为了消除稳态误差，也可以导入积分增益。

τ_W，FB＝-K_W1(θ_W-θ_W ^＊)-K_W2([θ_W]-[θ_W ^＊])-K_W3(θ₁-θ₁ ^＊)-K_W4([θ₁]-[θ₁ ^＊])-K_W5(λ_S-λ_S ^＊)-K_W6([λ_S]-[λ_S ^＊]) (9)

S_S，FB＝-K_S1(θ_W-θ_W ^＊)-K_S2([θ_W]-[θ_W ^＊])-K_S3(θ₁-θ₁ ^＊)-K_S4([θ₁]-[θ₁ ^＊])-K_S5(λ_S-λ_S ^＊)-K_S6([λ_S]-[λ_S ^＊]) (10)

另外，也可以通过将几个反馈增益设定为0来进行简化。例如，取代公式(9)，可以采用τ_W，FB＝-K_W2([θ_W]-[θ_W ^＊])-K_W3(θ₁-θ₁ ^＊)，取代公式(10)，可以采用S_S，FB＝-K_S5(λ_S-λ_S ^＊)。

最后，在步骤S110，主控制ECU21向各要素控制系统赋予指令值，然后返回主程序。

即，主控制ECU21将在步骤S106确定的前馈输出τ_W，FF与在步骤S109确定的反馈输出τ_W，FB之和(τ_W，FF+τ_W，FB)作为驱动转矩指令值τ_W，供给到驱动轮控制ECU22。并且，将前馈输出S_S，FF与反馈输出S_S，FB之和(S_S，FF+S_S，FB)作为搭乘部推力指令值S_S，供给到搭乘部控制ECU23。

这样，驱动轮控制ECU22通过向驱动马达52供给与驱动转矩指令值τ_W对应的输入电压(驱动电压)，向驱动轮赋予驱动转矩τ_W。

并且，搭乘部控制ECU23通过向搭乘部马达62供给与搭乘部推力指令值S_S对应的输入电压(驱动电压)，移动搭乘部。

这里，将车辆姿态控制中的各参数整理如下。图7是表示车辆姿态控制系的力学模型的图。

(a)状态量

θ_W：驱动轮旋转角[rad]

θ₁：车身倾斜角(铅直轴基准)[rad]

λ_S：搭乘部位置(车身中心点基准)[m]

(b)输入

τ_W：驱动转矩(2轮合计)[Nm]

S_S：搭乘部推力[N]

(c)物理常数

g：重力加速度[m/s²]

(d)参数

m_W：驱动轮质量(2轮合计)[kg]

R_W：驱动轮接地半径[m]

I_W：驱动轮惯性力矩(2轮合计)[kgm²]

D_W：相对于驱动轮旋转的粘性衰减系数[Ns/rad]

m₁：车身质量(包括搭乘部)[kg]

l₁：车身重心距离(自车轴起)[m]

I₁：车身惯性力矩(重心周围)[kgm²]

D₁：相对于车身倾斜的粘性衰减系数[Ns/rad]

m_S：搭乘部质量[kg]

l_S：搭乘部基准重心距离(自车轴起)[m]

I_S：搭乘部惯性力矩(重心周围)[kgm²]

D_S：相对于搭乘部平移的粘性衰减系数[Ns/m]

接着，说明基于“跟踪行驶模式”的车辆控制处理的整个处理的概要。图8是表示本发明实施方式的车辆控制装置的控制模型的图，图9是表示本发明实施方式的车辆控制装置的跟踪行驶模式中的控制系统的方框结构的图。

另外，在本实施方式中，说明先行车辆和后续车辆双方均为倒立控制车辆的情况，但只要先行车辆为倒立控制车辆，对其进行跟踪行驶的车辆即使为通常的4轮车辆，也可以适用本发明的车辆控制装置的控制。

下面，说明相对于如图8所示的以通常行驶模式行驶的先行车辆A，以“跟踪行驶模式”进行跟踪的后续车辆B的车辆控制。在图8中，设想先行车辆A受到搭乘人员的驾驶操作，后续车辆B以“跟踪行驶模式”自动(无驾驶操作)地跟踪先行车辆A的情况。

本实施方式的车辆控制装置中，目的在于确定跟踪行驶模式的目标加速度α₂ ^＊的目标加速度指令值。

在图9中，上半部的控制系统方框图表示先行车辆A的情况，下半部的控制系统方框图表示后续车辆B的情况。另外，图9所示的控制系统的方框图基于图3所示的方框图。

在“跟踪行驶模式”中，后续车辆B利用通信部81，从先行车辆A处取得先行车辆A的行驶状况数据。更具体来说，作为行驶状况数据，取得先行车辆A的车辆速度信息、先行车辆A的操纵杆31的操作量。并且，后续车辆B取得通过车距传感器42的测定取得车距d。

本实施方式中，基于利用通信部81取得的先行车辆A的行驶状况数据(车辆速度、操纵杆操作量)和通过车距传感器42的测定取得车距d，运算目标加速度，因此后续车辆B能够无延迟地跟踪先行车辆A，从而实现高精度的自动跟踪行驶控制。

另外，这里所说的车辆速度是根据车轮的旋转角求出的。具体来说，检测车轮旋转角，将对其进行微分后的值作为车轮的转速，然后根据该转速求出车辆速度。

后续车辆B的主控制ECU21取得以上参数后，基于第1加速度指令值计算公式(11)和第2加速度指令值计算公式(12)，计算作为目标加速度指令值的候选的2个加速度指令值。α₂为利用第1加速度指令值计算的加速度指令值，α₂’为利用第2加速度指令值计算的加速度指令值。

α₂＝α₁+k₁(d-d^＊)+k₂(v₁-v₂) (11)

α₂’＝k₃·J₁ (12)

在公式(11)和(12)中，α₁表示先行车辆A的加速度，k₁表示车距增益，d表示由车距传感器42测定的车距，d^＊表示目标车距，k₂表示速度增益，v₁表示先行车辆A的车辆速度，v₂表示后续车辆B的车辆速度，k₃表示操作量增益，J₁表示先行车辆A的操纵杆操作量。

主控制ECU21计算出2个加速度指令值α₂和α₂’，根据先行车辆A的预测行为进行控制，从二者中采用适当的值。

更具体来说，即使先行车辆A进行了“加速”，也要根据先行车辆A的操纵杆操作量，判断该“加速”是通常的加速，还是由于制动准备的反动作而进行的加速，根据其结果，从2个加速度指令值α₂和α₂’中采用适当的加速度指令值，将其作为目标加速度的加速度指令值α₂ ^＊。

这样，由于后续车辆B利用先行车辆A的操纵杆操作量信息来确定加速度指令值α₂ ^＊，因此后续车辆B的自动跟踪行驶控制中不会出现延迟，从而提高自动跟踪行驶控制的精度。并且，相反地，由于除了减速时以外，不使用先行车辆A的操纵杆操作量信息，因此后续车辆B不会受到先行车辆的驾驶而产生的微妙的调整动作的影响，从而能够稳定地行驶。

并且，当先行车辆A进行制动时，通过从先行车辆A向后续车辆B传送操纵杆操作量，及时地将先行车辆A进行制动的信息传送到后续车辆B，从而能够避免碰撞的危险。

如上所述，在本实施方式中，从先行车辆A向后续车辆B传送先行车辆A的车辆速度信息和先行车辆A的操纵杆31的操作量作为行驶状况数据，从而能够提高自动跟踪行驶控制的精度。

接着，说明后续车辆B的“跟踪行驶模式”的控制处理。图10是表示本发明实施方式的车辆控制装置的自动跟踪控制处理的流程的图。

在图10中，当在步骤S300开始自动跟踪控制处理时，接着进入步骤S301，利用通信部81接收先行车辆A的车辆速度信息和操纵杆31的操作量(行驶状况数据)。

在步骤S302，将接收的先行车辆A的车辆速度存储在主控制ECU21的未图示的存储部。在步骤S303，主控制ECU21从累积存储在存储部中的与车辆速度有关的信息中，计算先行车辆A的加速度。

在步骤S304，利用驱动轮传感器51测定对象车辆(后续车辆B)的车辆速度。接着，在步骤S305，利用车距传感器42测定对象车辆(后续车辆B)与先行车辆A的车距。

在步骤S306，从先行车辆A的加速度α₁、车辆速度v₁、对象车辆的车辆速度v₂、车距d，利用公式(11)计算对象车辆的第1加速度指令值α₂。在步骤S307，基于先行车辆A的操纵杆操作量J₁，利用公式(12)计算对象车辆的第2加速度指令值α₂’。

在步骤S308，基于先行车辆A的操纵杆操作量J₁，判断先行车辆A的操作是否为减速指示。如果步骤S308的判断结果为“是”，则进入步骤S313，如果步骤S308的判断结果为“否”，则进入步骤S309。

在步骤S313，判断是否成立α₂＞α₂’。如果步骤S313的判断结果为“是”，则进入步骤S315，将第1加速度指令值α₂和第2加速度指令值α₂’中作为较小值的α₂’采用为目标加速度指令值α₂ ^＊。如果步骤S313的判断结果为“否”，则进入步骤S314，将第1加速度指令值α₂和第2加速度指令值α₂’中作为较小值的α₂采用为目标加速度指令值α₂ ^＊。在步骤S311，基于所使用的加速度的指令值，执行驱动转矩指令。在步骤S311之后，回到步骤S301，进入循环处理。本流程以求解出“跟踪行驶模式”为止进行循环处理为前提。

在步骤S309，判断是否成立α₂＞α₂’。如果步骤S309的判断结果为“是”，则进入步骤S312，将第1加速度指令值α₂和第2加速度指令值α₂’中作为较大值的α₂采用为目标加速度指令值α₂ ^＊。如果步骤S309的判断结果为“否”，则进入步骤S310，将第1加速度指令值α₂和第2加速度指令值α₂’中作为较大值的α₂’采用为目标加速度指令值α₂ ^＊。在步骤S311，基于所使用的加速度的指令值，执行驱动转矩指令。在步骤S311之后，回到步骤S301，进入循环处理。本流程以求解出“跟踪行驶模式”为止进行循环处理为前提。

步骤S308的判断是后续车辆B确认先行车辆A的加速动作是通常的加速动作，还是用于制动准备的加速动作(反动作)的根据。

如果步骤S308的判断结果为“是”，由于是先行车辆A要进行制动的情况，因此将第1加速度指令值α₂和第2加速度指令值α₂’中较小值采用为目标加速度指令值α₂ ^＊。这样，作为后续车辆B，可以事先避免与先行车辆A碰撞的事态。

如果步骤S308的判断结果为“否”，由于是先行车辆A要进行加速的情况，因此将第1加速度指令值α₂和第2加速度指令值α₂’中较大值采用为目标加速度的加速度指令值α₂ ^＊。这样，作为后续车辆B，可以无延迟地跟踪先行车辆A。

以上，根据本发明，从先行车辆A向后续车辆B传送的先行车辆A的车辆速度信息和先行车辆A的操纵杆31的操作量作为行驶状况数据，从而能够提高自动跟踪行驶控制的精度。

另外，本实施方式中，举例说明了在先行车辆后面跟车的车辆的情况，但在与先行车辆并行地行驶的情况，也可以进行同样的控制。

接着，说明本发明的第2实施方式。在前一个实施方式中，在“跟踪行驶模式”中，后续车辆B利用通信部81取得先行车辆A的车辆速度信息和先行车辆A的操纵杆31的操作量，但在本实施方式中，后续车辆B利用通信部81取得先行车辆A的车辆速度信息和先行车辆A的加速度指令值α_T1。另外，在本实施方式中，后续车辆B利用车距传感器42的测定来取得车距d。

在本实施方式中，取代操纵杆的操作量，取得的是先行车辆A为了生成行驶指令而在内部的主控制ECU21内计算的加速度指令值α_T1。该加速度指令值根据先行车辆A的操纵杆31的操作量来确定，因此通常利用与先行车辆A的操纵杆31的操作量成比例的函数来表示，但也可以在途中具有弯曲点，或组合不同斜率的函数。另外，为了模拟利用通常的转矩指令的行驶车辆，也可以相对于输入在时间上产生一定的衰减量。另外，该加速度指令值在先行车辆A、B中都作为用于在内部参照驱动轮传感器51的检测值，被用作确定驱动转矩指令值的反馈控制的指令值。

在这种其它的本实施方式中，基于利用通信部81取得的先行车辆A的行驶状况数据(车辆速度、加速度指令值)和利用车距传感器42测定的车距d，运算目标加速度，因此后续车辆B能够无延迟地跟踪先行车辆A，从而实现高精度的自动跟踪行驶控制。

在本实施方式中，后续车辆B的主控制ECU21在取得上述参数之后，基于与在前一实施方式所采用的相同的第1加速度指令值计算公式(11)和本实施方式所特有的第2加速度指令值计算公式(13)，计算作为目标加速度的指令值的候选的2个加速度指令值。在这里，α₂为利用第1加速度指令值计算的加速度指令值，α_2a’为利用第2加速度指令值计算的加速度指令值。

α₂＝α₁+k₁(d-d^＊)+k₂(v₁-v₂) (11)

α_2a’＝k₁(d-d^＊)+k₂(v₁-v₂)+k₄·α_T1 (13)

在公式(11)和(13)中，α₁表示先行车辆A的加速度，k₁表示车距增益，d表示由车距传感器42测定的车距，d^＊表示目标车距，k₂表示速度增益，v₁表示先行车辆A的车辆速度，v₂表示后续车辆B的车辆速度，α_T1表示所取得的先行车辆A的加速度指令值。

并且，k₄为加速度指令值增益，被设定为k₄≥1，该k₄为定义为了可靠地停止的余裕度，理论上为1时没有问题，是用于确保实际安全的增益。

主控制ECU21计算2个加速度指令值α₂和α_2a’，根据先行车辆A的预测行为进行控制，从二者中采用适当的值。

更具体来说，即使先行车辆A进行了“加速”，也要根据在主控制ECU21内计算的加速度指令值α_T1判断该“加速”是通常的加速，还是用于制动准备的反动作而进行的加速，根据其结果，从2个加速度指令值α₂和α_2a’中采用适当的加速度指令值，将其作为目标加速度的加速度指令值α₂ ^＊。

这样，由于后续车辆B利用先行车辆A的加速度指令值来确定加速度指令值α₂ ^＊，因此后续车辆B的自动跟踪行驶控制中不会出现延迟，从而提高自动跟踪行驶控制的精度。并且，相反地，由于除了减速时以外，不使用先行车辆A的操纵杆操作量信息，因此后续车辆B不会受到先行车辆的驾驶而产生的微妙的调整动作的影响，从而能够稳定地行驶。

并且，当先行车辆A进行制动时，通过从先行车辆A向后续车辆B传送加速度指令值，及时地将先行车辆A进行制动的信息传送到后续车辆B，从而能够避免碰撞的危险。

如上所述，在本实施方式中，从先行车辆A向后续车辆B传送先行车辆A的车辆速度信息和先行车辆A的加速度指令值作为行驶状况数据，从而能够提高自动跟踪行驶控制的精度和乘坐舒适度。

接着，说明后续车辆B的“跟踪行驶模式”的控制处理。图11是表示本发明第2实施方式的车辆控制装置的自动跟踪控制处理的流程的图。在图11中，当在步骤S400开始自动跟踪控制处理时，紧接着进入步骤S401，利用通信部81接收先行车辆A的车辆速度信息和加速度指令值α_T1(行驶状况数据)。

在步骤S402，将接收的先行车辆A的车辆速度存储在主控制ECU21的未图示的存储部。在步骤S403，主控制ECU21从累积存储在存储部中的与车辆速度有关的信息中，计算先行车辆A的加速度。

在步骤S404，利用驱动轮传感器51测定对象车辆(后续车辆B)的车辆速度。接着，在步骤S405，利用车距传感器42测定对象车辆(后续车辆B)与先行车辆A的车距d。

在步骤S406，从先行车辆A的加速度α₁、车辆速度v₁、对象车辆的车辆速度v₂、车距d，利用公式(11)计算对象车辆的第1加速度指令值α₂。在步骤S407，基于车辆速度v₁、对象车辆的车辆速度v₂、车距d，先行车辆A的加速度指令值α_T1，利用公式(13)计算对象车辆的第2加速度指令值α_2a’。

在步骤S408，基于先行车辆A的加速度指令值α_T1，判断先行车辆A的操作是否为负(减速)。如果步骤S408的判断结果为“是”，则进入步骤S413，如果步骤S408的判断结果为“否”，则进入步骤S409。

在步骤S413，判断是否成立α₂＞α_2a’。如果步骤S413的判断结果为“是”，则进入步骤S415，将第1加速度指令值α₂和第2加速度指令值α_2a’中作为较小值的α_2a’采用为目标加速度指令值α₂ ^＊。如果步骤S413的判断结果为“否”，则进入步骤S414，将第1加速度指令值α₂和第2加速度指令值α_2a’中作为较小值的α₂采用为目标加速度指令值α₂ ^＊。在步骤S411，基于所采用的加速度的指令值，执行驱动转矩指令。在步骤S411之后，回到步骤S401，进入循环处理。本流程以求解出“跟踪行驶模式”为止进行循环处理为前提。

在步骤S409，判断是否成立α₂＞α_2a’。如果步骤S409的判断结果为“是”，则进入步骤S412，将第1加速度指令值α₂和第2加速度指令值α_2a’中作为较大值的α₂采用为目标加速度指令值α₂ ^＊。如果步骤S409的判断结果为“否”，则进入步骤S410，将第1加速度指令值α₂和第2加速度指令值α_2a’中作为较大值的α_2a’采用为目标加速度指令值α₂ ^＊。在步骤S411，基于所采用的加速度的指令值，执行驱动转矩指令。在步骤S411之后，回到步骤S401，进入循环处理。本流程以求解出“跟踪行驶模式”为止进行循环处理为前提。

步骤S408的判断是后续车辆B确认先行车辆A的加速动作是通常的加速动作，还是用于制动准备的加速动作(反动作)的根据。

如果步骤S408的判断结果为“是”，由于是先行车辆A要进行制动的情况，因此将第1加速度指令值α₂和第2加速度指令值α_2a’中较小值采用为目标加速度的加速度指令值α₂ ^＊。这样，作为后续车辆B，可以事先避免与先行车辆A碰撞的事态。

如果步骤S408的判断结果为“否”，由于是先行车辆A要进行加速的情况，因此将第1加速度指令值α₂和第2加速度指令值α_2a’中较大值采用为目标加速度的加速度指令值α₂ ^＊。这样，作为后续车辆B，可以无延迟地跟踪先行车辆A。

以上，根据本发明，从先行车辆A向后续车辆B传送先行车辆A的车辆速度信息和先行车辆A的加速度指令值α_T1作为行驶状况数据，从而能够提高自动跟踪行驶控制的精度。

接着，说明本发明的第3实施方式。在本实施方式中也一样，后续车辆B利用通信部81取得先行车辆A的车辆速度信息和先行车辆A的加速度指令值α_T1。然后，根据从先行车辆A取得的加速度指令值α_T1，求出第2加速度指令值α_2a’。此时，作为第2加速度指令值计算公式，采用前面的公式(13)。

另一方面，在第2实施方式中，主控制ECU21计算2个加速度指令值α₂和α_2a’作为后续车辆B的目标加速度指令值α₂ ^＊，根据先行车辆A的预测的动作进行控制，以采用这2个指令值中的适当的一个，但在本实施方式中，后续车辆B的加速度指令值α₂ ^＊总是采用第2加速度指令值α_2a’。即，在第3实施方式中，α₂ ^＊＝α_2a’，因此可以在不进行减速指示的判断的前提下，进行控制。

接着，说明第3实施方式的后续车辆B的“跟踪行驶模式”控制处理。图12是表示本发明第3实施方式的车辆控制装置的自动跟踪控制处理的流程的图。在图12中，当在步骤S500开始自动跟踪控制处理时，紧接着进入步骤S501，利用通信部81接收先行车辆A的车辆速度信息和加速度指令值α_T1(行驶状况数据)。

在步骤S502，利用驱动轮传感器51测定对象车辆(后续车辆B)的车辆速度。接着，在步骤S503，利用车距传感器42测定对象车辆(后续车辆B)与先行车辆A的车距d。

在步骤S504，基于车辆速度v₁、对象车辆的车辆速度v₂、车距d、先行车辆A的加速度指令值α_T1，利用公式(13)计算对象车辆的第2加速度指令值α_2a’。

在步骤S505，将第2加速度指令值α_2a’采用为目标加速度指令值α₂ ^＊。

在步骤S506，基于所采用的加速度的指令值，执行驱动转矩指令。在步骤S506之后，回到步骤S501，进入循环处理。本流程以求解出“跟踪行驶模式”为止进行循环处理为前提。

以上，根据本发明，在求解后续车辆B的加速度指令值α₂ ^＊时，只计算α_2a’，使α₂ ^＊＝α_2a’，因此可以在不进行减速指示的判断等的前提下，进行控制，因此在尤其重视后续车辆B相对于先行车辆A的跟踪性时，例如在短的车距进行跟踪时，显得有效。

另外，本实施方式中，举例说明了在先行车辆后面跟车的车辆的情况，但在与先行车辆并行的行驶情况，也可以进行同样的控制。

工业实用性

根据本发明的车辆控制装置，在利用倒立摆的姿态控制的车辆进行自动跟踪行驶时，通过使后续车辆的自动跟踪行驶控制中不出现延迟，且将进行制动的信息及时地传送到后续车辆，从而可以事先避免碰撞的危险，可以实现高精度的自动跟踪行驶控制。对于由多个车辆组成队列作为车辆群进行行驶时，在多数情况下能够具有省力化和缓和交通的优点，因此利用本发明的车辆控制装置的车辆控制，工业实用性非常大。

Claims

1.一种车辆控制装置，其控制对进行倒立控制的先行车辆跟踪行驶的车辆，其特征在于，包括：

通信部，接收上述先行车辆的车辆速度和操纵上述先行车辆的操纵装置的操作量；

车距传感器，测定上述先行车辆与上述跟踪行驶的车辆之间的车距；和

运算部，运算上述跟踪行驶的车辆的加速度指令值，

该运算部根据由上述通信部接收到的操纵装置的操作量来判断加速是通常的加速、还是由于制动准备的反动作而进行的加速，并且，基于该判断结果，将根据由上述通信部所接收的先行车辆的车辆速度和由该车距传感器所测定的车距运算的第1加速度指令值和根据由上述通信部所接收的操纵装置的操作量运算的第2加速度指令值中的任一个作为目标加速度指令值。

2.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于，该运算部，在根据上述操纵装置的操作量判断为对先行车辆发出了减速指示时，将该第1加速度指令值和该第2加速度指令值中的较小值的加速度指令值作为目标加速度指令值。

3.根据权利要求1或2所述的车辆控制装置，其特征在于，该运算部，在根据上述操纵装置的操作量判断为对先行车辆发出了加速指示时，将该第1加速度指令值和该第2加速度指令值中的较大值的加速度指令值作为目标加速度指令值。

4.一种车辆控制装置，其控制对进行倒立控制的先行车辆跟踪行驶的车辆，其特征在于，包括：

通信部，接收上述先行车辆的车辆速度和上述先行车辆的加速度指令值；

运算部，运算上述跟踪行驶的车辆的加速度指令值，

该运算部根据由上述通信部接收到的先行车辆的加速度指令值来判断加速是通常的加速、还是由于制动准备的反动作而进行的加速，并且，基于该判断结果，将根据由上述通信部所接收的先行车辆的车辆速度和由该车距传感器所测定的车距运算的第1加速度指令值和根据由上述通信部所接收的先行车辆的加速度指令值运算的第2加速度指令值中的任一个作为目标加速度指令值。

5.根据权利要求4所述的车辆控制装置，其特征在于，该运算部在判断为上述先行车辆的加速度指令值为负时，将该第1加速度指令值和该第2加速度指令值中的较小值的加速度指令值作为目标加速度指令值。

6.根据权利要求4或5所述的车辆控制装置，其特征在于，该运算部在判断为上述先行车辆的加速度指令值不为负时，将该第1加速度指令值和该第2加速度指令值中的较大值的加速度指令值作为目标加速度指令值。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的车辆控制装置，其特征在于，根据车轮的转速求出上述车辆速度。