CN103189904A - 车辆控制装置、车辆控制系统和交通控制系统 - Google Patents

车辆控制装置、车辆控制系统和交通控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种车辆控制装置、车辆控制系统和交通控制系统，其中，可以执行：产生与车辆的行驶状态相关联的参数（L），该参数可基于所获取的预定信息而变化；预定的控制，用于执行下列中的至少一者：基于该参数对车辆进行控制，以及，向驾驶者提供信息，以便协助用驾驶操作来实现该参数。预定信息为能够执行预定控制的预定车辆（CS）的百分比。

Description

车辆控制装置、车辆控制系统和交通控制系统
技术领域
本发明涉及车辆控制装置、车辆控制系统和交通控制系统。
背景技术
迄今为止，人们已经尝试减小或避免交通堵塞。日本专利申请公开No.2009-262862（JP-A-2009-262862）描述了行驶控制系统的技术。该行驶控制系统包含：交通状态获取装置，其获取交通状态，包括车辆行驶的道路上的车辆密度；行驶控制装置，其执行车辆行驶控制，使得车辆间距随着道路上的车辆密度逼近临界密度而减小。
设置与车辆行驶状态相关联的适当的参数仍存在研究空间。例如，可以假设，控制中的适当的参数的值依赖于执行用于减少交通堵塞的控制的车辆的百分比而变化。
实用新型内容
本发明提供了一种车辆控制装置、车辆控制系统以及交通控制系统，其能够设置与车辆行驶状态相关联的适当的参数。
本发明的一实施形态提供了一种车辆控制装置。车辆控制装置包含：参数产生单元，其被配置为产生与车辆的行驶状态相关联的参数，该参数能够基于所获取的预定信息而变化；控制器，其被配置为执行预定的控制，所述预定控制用于执行下列中的至少一者：基于该参数对车辆进行行驶控制，以及，向驾驶者提供信息，从而协助用驾驶操作实现该参数，其中，所述预定信息为配有参数产生单元以及控制器的预定车辆的百分比。
另外，在车辆控制装置中，预定车辆的百分比可基于预定车辆的普及率。
另外，在车辆控制装置中，预定车辆的百分比可以为在实际正在道路上行驶的车辆中，预定车辆的推定百分比或检测百分比。
在车辆控制装置中，参数可以为在本车（host vehicle）和在本车紧前方（immediately ahead of）行驶的车辆之间的车辆间距相关联的值。
另外，在车辆控制装置中，参数产生单元可被配置为，基于在道路上行驶的车辆的密度和预定车辆的百分比，产生与车辆间距相关联的目标值，当车辆密度高时的目标值可高于当车辆密度低时的目标值。
另外，在车辆控制装置中，参数产生单元可被配置为，基于车辆密度计算第一目标值，第一目标值为与车辆间距相关联的值的目标，并且，可被配置为，通过用能够基于预定车辆的百分比变化的上限值来保护（guard）第一目标值，产生目标值。
另外，在车辆控制装置中，预定车辆的百分比与上限值之间的相互关系是基于在道路上行驶的车辆中预定车辆的百分比与这样的交通量（traffic flow）之间的相互关系的：当预定车辆中的每一个在保持与车辆间距相关联的值的同时行驶时，车辆能够以该交通量在道路上行驶。
另外，在车辆控制装置中，当预定车辆的百分比高时的上限值可小于当预定车辆的百分比低时的上限值。
另外，在车辆控制装置中，参数产生单元可被配置为产生作为参数的目标值，其为与车辆间距相关联的值，各个预定车辆可被配置为能够从在前的预定车辆获取关于在前的预定车辆的减速的信息，以便基于关于减速的信息与在前预定车辆的减速同步地对本车进行减速，其中，在前的预定车辆为在本车前方行驶的预定车辆中的至少一个，并且，当预定车辆的百分比高时的目标值可小于当预定车辆的百分比低时的目标值。
另外，在车辆控制装置中，控制器可被配置为，基于相对于在本车紧前方行驶的车辆的相对车辆速度，执行作为行驶控制的反馈控制，从而将与本车和在本车紧前方行驶的车辆之间的车辆间距相关联的值置于预定值，该参数可以为反馈控制的反馈增益，当预定车辆的百分比高时的反馈增益可大于当预定车辆的百分比低时的反馈增益。
本发明的另一实施形态提供了一种车辆控制系统。车辆控制系统包含：交通控制系统，其被配置为安装在道路上，并被配置为产生与车辆的行驶状态相关联的参数，该参数能够基于所获取的预定信息而变化；车辆控制装置，其被配置为从交通控制系统获取该参数，并被配置为执行预定控制，所述预定控制执行下列中的至少一者：基于该参数对车辆进行行驶控制，以及，向驾驶者提供信息，以便协助用驾驶操作实现该参数，其中，预定信息为执行预定控制的预定车辆的百分比。
本发明的另一实施形态提供了一种交通控制系统。该交通控制系统包含：参数产生单元，其被配置为安装在道路上，并被配置为产生与车辆的行驶状态相关联的参数，该参数能够基于所获取的预定信息而变化；参数提供单元，其被配置为向执行预定控制的预定车辆提供该参数，所述预定控制用于执行下列中的至少一者：基于该参数对车辆进行行驶控制，以及，向驾驶者提供信息，以便协助用驾驶操作实现该参数，其中，预定信息为预定车辆的百分比。
本发明的再一实施形态提供了一种车辆控制装置。该车辆控制装置包含：目标值产生单元，其被配置为产生与本车和在本车紧前方行驶的车辆之间的车辆间距相关联的目标值，该参数能够基于所获取的预定信息而变化；控制器，其被配置为执行预定控制，所述预定控制为基于目标值在本车上的行驶控制，其中，预定信息包含与天气相关联的信息、与地形相关联的信息以及与车辆在道路上的状态相关联的信息中的至少一者。
另外，在车辆控制装置中，与天气相关联的信息可包含与路面的摩擦系数相关联的信息。
另外，在车辆控制装置中，与车辆在道路上的状态相关联的信息可包含下列中的至少一者：在本车前方行驶且没有执行预定控制的车辆的数量，道路上的车辆的速度，道路上的车辆的密度，道路上的车辆中大型车的百分比，本车在道路上所行驶的车道位置。
根据本发明的实施形态的车辆控制装置能够执行：产生与车辆的行驶状态相关联的参数，该参数能够基于所获取的预定信息而变化；预定的控制，用于执行下列中的至少一者：基于该参数对车辆进行行驶控制，以及，向驾驶者提供信息，以便协助通过驾驶操作来实现该参数。预定信息为能够执行预定控制的预定车辆的百分比。使用根据本发明的实施形态的车辆控制装置，有利的是，该参数基于预定车辆的百分比来产生，从而使得可以适当地设置与车辆的行驶状态相关联的参数。
附图说明
下面将按照附图介绍本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术与工业显著性，在附图中，类似的标号表示类似的元件，且其中：
图1为一流程图，其示出了根据本发明第一实施例的车辆系统的运行；
图2为一流程图，其示出了根据第一实施例的基础设施（infrastructure）系统的运行；
图3为一框图，其示出了根据第一实施例的车辆控制系统；
图4用于示出根据第一实施例的基础设施系统；
图5为一图表，其示出了根据第一实施例吸收减速传播的图；
图6为一图表，其示出了根据第一实施例在车辆间时间、交通量以及交通堵塞延迟时间之间的相互关系；
图7为一图表，其示出了根据第一实施例在配有系统的车辆的百分比、车辆间时间、交通量以及交通堵塞延迟时间之间的相互关系；
图8为一图表，其示出了根据第一实施例的目标车辆间时间的上限值；
图9用于示出根据第一实施例基于目标车辆间时间的车辆间距；
图10用于示出根据第一实施例基于目标车辆间时间的信息提供；
图11为一图表，用于示出根据第一实施例的交通堵塞临界状态；
图12为一框图，其示出了根据第一实施例的第一替代性实施例的车辆控制系统；
图13为一框图，其示出了根据第一实施例的第二替代性实施例的车辆控制系统；
图14用于示出根据第一实施例的第二替代性实施例通过车辆间通信对交通量和配有系统的车辆的百分比的计算；
图15为一框图，其示出了根据本发明第二实施例的车辆控制系统；
图16示出了根据第二实施例一般车辆和配有系统的车辆混合行驶的状态；
图17示出了根据第二实施例的协调减速控制开始时的状态；
图18用于示出根据第二实施例执行协调减速控制的车辆的移动；
图19为一图表，其示出了根据第二实施例当配有系统的车辆和一般车辆混合行驶时的减速的传播；
图20为一框图，其示出了根据本发明第三实施例的车辆控制系统；
图21为一图表，用于示出根据第三实施例的速度传播比；
图22为一图表，其示出了根据第三实施例在配有系统的车辆和反馈增益之间的相互关系；以及
图23为一表格，其示出了根据本发明第四实施例在各因素和要求的车辆间时间之间的相互关系。
具体实施方式
下面将参照附图介绍根据本发明的实施例的车辆控制装置、车辆控制系统以及交通控制系统。注意，本发明的实施形态不限于实施例。另外，下面的实施例中的部件包括本领域技术人员容易地想到的那些，以及与这些部件基本等同的那些。
将要参照图1-图11介绍第一实施例。第一实施例涉及车辆控制装置、车辆控制系统以及交通控制系统。图1为一流程图，其示出了根据第一实施例的车辆系统的运行。图2为一流程图，其示出了根据第一实施例的基础设施系统的运行。图3为一框图，其示出了根据第一实施例的车辆控制系统。图4用于示出基础设施系统。
根据第一实施例的车辆控制系统1用作交通堵塞降低系统。车辆控制系统1获取在瓶颈附近行驶的车辆中配有车辆系统1-1的车辆的百分比，并基于配有系统的车辆的百分比来改变车辆间距目标。在配有系统的车辆的百分比高时的车辆间距目标短于在配有系统的车辆的百分比低时的车辆间距目标。采用根据第一实施例的车辆控制系统1，可在考虑最小要求交通量和吸收减速传播的效果之间的平衡的情况下消除交通堵塞。
如图3所示，根据第一实施例的车辆控制系统1包含车辆系统1-1和基础设施系统2-1。车辆系统1-1作为对车辆进行控制的车辆控制装置为车辆配备。基础设施系统2-1为交通控制系统，其安装在用作交通基础设施的道路上。例如，基础设施系统2-1被布置在道路、路边或类似地方。基础设施系统2-1包含交通量测量单元11、基础设施单元12、路车通信单元13。另外，车辆系统1-1包含车辆间距测量单元21、本车位置识别单元22、路车通信单元23、车辆ECU24和人机接口（HMI）单元25。
交通量测量单元11测量在道路上行驶的车辆的交通量。如图4所示，交通量测量单元11测量每单位时间通过对于道路的相应车道设置的测量点C1、C2的车辆的数量，由此测量道路的交通量。图4示出了受限公路（limited highway），例如高速公路，其具有内侧车道和超车道各自的一个。交通量测量单元11在内侧车道的测量点C1和超车道的测量点C2的每一个上测量每单位时间的车辆数量，以便由此测量各个车道的交通量和受限公路的总交通量。注意，交通量测量单元11可进一步具有测量通过车辆的速度和长度的功能。
基础设施单元12计算配有根据第一实施例的车辆系统1-1——其用作交通堵塞降低系统——的车辆的百分比。在下面的介绍中，配有车辆系统1-1的车辆被称为“配有系统的车辆”。根据第一实施例的配有系统的车辆对应于预定车辆。注意，配有系统的车辆包括能够执行与根据第一实施例的车辆系统1-1所执行控制类似的控制的车辆，无论车辆是否为相同类型，车辆是否由同一制造者制造，等等。在第一实施例中，基础设施系统2-1产生一参数，其可基于配有系统的车辆的百分比而变化。这里，配有系统的车辆包括能够从基础设施系统2-1获取参数并进行下列中的至少一者的所有车辆：基于该参数对车辆进行行驶控制，以及，向驾驶者提供信息，以便协助用驾驶操作实现该参数。
“配有系统的车辆的百分比”为配有系统的车辆的数量相对于包括配有系统的车辆在内的车辆的数量的百分比，例如，可以为在预定路段行驶的配有系统的车辆的数量相对于在该预定路段行驶的全部车辆的数量的百分比。基础设施单元12基于由交通量测量单元11测量的道路交通量以及通过与各个配有系统的车辆的路车通信获取的信息来计算配有系统的车辆的百分比。根据第一实施例的配有系统的车辆的百分比对应于预定信息。
如将在下面介绍的，各个配有系统的车辆通过路车通信单元23向基础设施系统2-1传送关于本车的当前位置、行驶方向、行驶速度等的信息。例如，基础设施单元12能够基于受限公路上路车通信可用的区域R1中存在的配有系统的车辆的数量和在该区域R1中存在的全部车辆的数量来计算配有系统的车辆的百分比。区域R1中存在的全部车辆的数量基于由交通量测量单元11测量的交通量来计算。另外，基础设施单元12能够计算每个车道上的配有系统的车辆的百分比。基于配有系统的车辆的当前位置，基础设施单元12能够判断各个配有系统的车辆正在哪条车道上行驶，内侧车道还是超车道。基于判断结果，基础设施单元12计算各条车道上配有系统的车辆的百分比。
路车通信单元13为这样的通信单元：其进行各个车辆系统1-1和基础设施系统2-1之间的通信。路车通信单元13接收从各个车辆系统1-1的路车通信单元23传送的信号。另外，从路车通信单元13传送的信号由各个车辆系统1-1的路车通信单元23接收。通过这种方式，各个车辆系统1-1和基础设施系统2-1能够进行双向通信。
各个车辆系统1-1的车辆间距测量单元21能够测量与本车和在本车紧前方的车辆之间的车辆间距相关联的值。车辆间距测量单元21能够测量本车和在本车紧前方的车辆之间的车辆间距和相对车辆速度。车辆间距测量单元21可以为例如安装在各个车辆前面的传感器，例如激光雷达传感器和毫米波雷达传感器。
本车位置识别单元22识别本车的位置。本车位置识别单元22可以为例如导航系统，其具有GPS单元和地图数据。GPS单元包括GPS接收器、地磁传感器、距离传感器、航标传感器、陀螺仪传感器等等。本车位置识别单元22从GPS单元获取本车的位置和方位角（行驶方向）。地图数据包括关于道路（坐标、直线道路、倾斜度、曲线、高速公路、车道数、隧道、凹陷（sag）等等）的信息。基于从GPS单元获取的本车位置，本车位置识别单元22能够从地图数据获取关于本车正在行驶的道路的信息。例如，本车位置识别单元22从地图数据获取关于本车正在行驶的道路上的当前位置的信息以及关于本车前方位置的信息。
路车通信单元23为基础设施系统2-1的路车通信单元13的对应物，并为进行各个车辆系统1-1和基础设施系统2-1之间的通信的通信装置。
车辆ECU24为电子控制单元。车辆ECU24连接到车辆间距测量单元21、本车位置识别单元22以及路车通信单元23。表示与由车辆间距测量单元21测量的车辆间距相关联的值的信号被输出到车辆ECU24。另外，表示由本车位置识别单元22识别的本车位置和方位角的信号以及从地图数据获取的关于道路的信息被输出到车辆ECU24。车辆ECU24经由路车通信单元23与基础设施系统2-1进行信息通信。
在路车通信中，各个车辆ECU24传送识别信息、行驶信息、通信标准信息等。识别信息包括源车辆ID和源车辆所属于的车辆组ID。行驶信息为关于本车行驶的测量值信息，例如当前位置、行驶方向（方位角）、行驶速度、行驶加速度、急动度（jerk）、车辆间距和车辆间时间。通信标准信息基于预定的规则，例如，包括了表示问候信息和运送信息的标识。
例如，HMI单元25向驾驶者提供信息。HMI单元25包括例如设置在车厢内的显示器、扬声器等。HMI单元25通过音频信息、图形信息、字符信息等来引导驾驶者，以便实现从基础设施系统2-1传送的目标车辆间时间。例如，基于目标车辆间时间和实际车辆间时间，HMI单元25向驾驶者提供关于希望的驾驶操作的信息，其选自保持当前车辆间距、从当前车辆间距减小车辆间距、从当前车辆间距增大车辆间距。HMI单元25提供这种信息，以便协助用驾驶操作实现目标值。
根据第一实施例的车辆控制系统1调节各个配有系统的车辆的目标车辆间时间，以便降低交通堵塞或减轻交通堵塞。在受限公路或类似地方，存在容易发生交通堵塞的瓶颈点。例如，瓶颈点为车辆由于倾斜度而容易减速的点，例如凹陷。在瓶颈点上，可能发生减速冲击波。在减速冲击波中，后续车辆接连追上减速的先行车辆，在速度降低被放大的同时，减速传播到后面的车辆。减速冲击波导致交通堵塞，故希望能够吸收或截止速度的传播。
在第一实施例中，基础设施系统2-1调节各个配有系统的车辆的目标车辆间时间，以便使得配有系统的车辆吸收减速传播。图5为一图表，其示出了吸收减速传播的图。在图5中，横坐标轴代表时间，纵坐标轴代表车辆的行驶速度。参考标号S1到S9表示以这种顺序在道路上成排行驶的车辆的速度推移。速度推移S1表示最前方车辆的速度推移，速度推移S9表示最后方车辆的速度推移。第八辆车辆为配有系统的车辆，速度推移S8表示此配有系统的车辆的速度推移。所有的其它车辆为一般车辆，其没有配有车辆系统1-1。图5示出了当在最前方车辆中发生速度降低时的相应车辆的速度推移，例如当最前方车辆通过凹陷时。
如图5中的速度推移S1-S7所示，由于第一车辆减速，速度降低增大，传播到后续车辆，随着后续车辆更接近于最后的车辆，相对于减速前的速度，后续车辆的速度降低增大。在第一实施例中，各个配有系统的车辆的目标车辆间时间为减速传播可被吸收的车辆间时间。通过这样做，配有系统的车辆的速度推移S8中的速度降低ΔV8小于在配有系统的车辆紧前方行驶的车辆的速度推移S7中的速度降低ΔV7。速度降低也在配有系统的车辆的后续车辆的速度推移S9中减小。通过这种方式，减速传播由各个配有系统的车辆吸收，由此使得可以吸收减速冲击波或延迟减速冲击波的传播。
例如，各个配有系统的车辆的目标车辆间时间基于在道路上行驶的车辆的密度来产生。例如，车辆密度基于道路的交通量和车辆速度来计算。基础设施单元12能够基于由交通量测量单元11测量的交通量和通过车辆的速度来计算道路上的车辆密度。当计算得到的密度高时，与计算得到的密度低时相比，基础设施单元12增大各个配有系统的车辆的目标车辆间时间。通过这样做，在车辆控制系统1中，在车辆密度高且减速容易传播的情况下，各个配有系统的车辆增大吸收减速传播的程度，由此使得可以降低交通堵塞或减轻交通堵塞。车辆系统1-1提供信息，以协助用驾驶操作实现目标车辆间时间，由此用作交通堵塞降低系统。由根据第一实施例的车辆系统1-1进行的信息提供对应于预定控制。
在增大车辆间时间以吸收减速传播从而减轻交通堵塞的系统中，从吸收减速传播的角度，有利的是，增大配有系统的车辆和在配有系统的车辆紧前方的车辆之间的车辆间时间。然而，如同将在下面参照图6、图7介绍的那样，增大车辆间时间可能降低交通容量。例如，随着在道路上行驶的车辆中配有系统的车辆的百分比的增大，当各个配有系统的车辆在保持目标车辆间时间的同时行驶时道路上的车辆密度可能降低，这可能导致交通容量的降低。图6为一图表，其示出了在车辆间时间、交通量以及交通堵塞延迟时间之间的相互关系。图7为一图表，其示出了在配有系统的车辆的百分比、车辆间时间、交通量、交通堵塞延迟时间之间的相互关系。图6、图7各自示出了在道路上行驶的车辆中配有系统的车辆的百分比和这样的交通量之间的相互关系：当各个配有系统的车辆在保持共同车辆间时间的同时行驶时，车辆能够以该交通量在道路上行驶。
在图6中，横坐标轴代表车辆间时间，纵坐标轴代表CO2缩减量、交通堵塞延迟时间和交通量。图6示出了当配有系统的车辆的百分比为5%时的CO2缩减量、交通堵塞延迟时间和交通量。交通堵塞延迟时间为，相对于各个配有系统的车辆以与其他一般车辆的车辆间时间相同的车辆间时间行驶时，当各个配有系统的车辆在保持目标车辆间时间的同时行驶时交通堵塞的开始可被延迟的时间。如图6所示，随着车辆间时间增大，交通堵塞延迟时间增大。与此对应，随着车辆间时间增大，CO2缩减量增大。另一方面，随着车辆间时间增大，交通量减小。
另外，希望在考虑车辆间时间与岔入（interruption）频率之间的相互关系的情况下调节车辆间时间。随着车辆间时间的增大，另一车辆岔入配有系统的车辆与在其紧前方的车辆之间的频率增大，故可能难以保持目标车辆间距。因此，希望设置目标车辆间时间的上限，使得岔入频率不会变得过高。在第一实施例中，基于岔入频率的目标车辆间时间的上限T1被设置为2.5秒。
另外，相对于车辆间时间的交通堵塞延迟效应和交通容量依赖于配有系统的车辆的百分比而变化。如图7所示，相比于当配有系统的车辆的百分比为5%时的交通堵塞延迟时间D5，当配有系统的车辆的百分比为50%时的交通堵塞延迟时间D50以较高的比率增大。另一方面，相比于当配有系统的车辆的百分比为5%时的交通量Q5，当配有系统的车辆的百分比为50%时的交通量Q50以较高的比率减小。希望能够既实现吸收减速传播的效应，又确保交通容量。
在根据第一实施例的车辆控制系统1中，目标车辆间时间能够基于配有系统的车辆的百分比而变化。目标车辆间时间为与车辆的行驶状态相关联的参数——该参数由基础设施系统2-1产生，并为与本车和在本车紧前方行驶的车辆之间的车辆间距相关联的值的目标值。基础设施系统2-1产生可基于配有系统的车辆的百分比而变化的目标车辆间时间，并将目标车辆间时间传送（提供）给各个配有系统的车辆。所产生的目标车辆间时间受到车辆间时间上限值的保护，该上限值基于所要求的交通容量。图8为一图表，其示出了目标车辆间时间的上限值。
在图8中，横坐标轴代表配有系统车辆百分比，其为配有系统的车辆的百分比，纵坐标轴代表目标车辆间时间。线G1表示车辆间时间的上限线，其由岔入频率决定。另外，线G2表示当要求的交通容量为每车道每5分钟150辆车时的车辆间时间的上限线，线G3表示当要求的交通容量为每车道每5分钟180辆车时的车辆间时间的上限线。如图8所示，目标车辆间时间的上限值可基于配有系统的车辆的百分比而变化。例如，上限线G2和G3基于图6、图7所示的车辆间时间和交通量之间的相互关系来确定。在上面的线G2、G3中，在配有系统的车辆的百分比高时的上限值小于在配有系统的车辆的百分比低时的上限值。
基础设施单元12基于图8所示的目标车辆间时间的上限值来保护目标车辆间时间。例如，基础设施单元12使用图8所示的上限值来保护基于在道路上行驶的车辆的密度计算的目标车辆间时间（第一目标值），由此产生目标车辆间时间。基础设施单元12通过路车通信来传送所产生的目标车辆间时间。已经接收到来自基础设施系统1-1的目标车辆间时间的车辆系统1-1基于目标车辆间时间向驾驶者提供信息。注意，除了上限值外，目标车辆间时间可由下限值来保护。例如，下限保护值基于一般车辆的车辆间时间的分布预先确定。图9用于示出基于目标车辆间时间的车辆间距。图10用于示出基于目标车辆间时间的信息提供。
图9示出了当配有系统的车辆CS和一般车辆CO在受限公路上混合行驶的状态。各个配有系统的车辆CS的车辆系统1-1向驾驶者提供信息，以便将到紧前方车辆的车辆间距L置为基于目标车辆间时间的目标车辆间距。例如，目标车辆间距基于目标车辆间时间和本车与紧前方车辆之间的相对速度来计算。注意，参考标号Lc表示从配有系统的车辆CS的前端到下一个配有系统的车辆CS的前端的车头距离。
例如，图1所示的控制流程在驾驶辅助开启时执行。如图10所示，例如，当车辆系统1-1已基于从本车位置识别单元22获取的信息检测到本车前方的瓶颈时，或者当车辆系统1-1已基于从车辆信息与通信系统（VICS）等获取的关于前方的繁重交通的信息或关于预测交通堵塞的信息预测到交通堵塞时，车辆系统1-1判断为执行控制。已判断为执行控制的车辆系统1-1设置控制开始位置。例如，控制开始位置为瓶颈或繁重交通（交通堵塞）点前面预定距离的点。
随着控制在一开始在步骤S1中开始，车辆ECU24通过瓶颈前的路段中的通信向基础设施单元12传送本车位置数据。车辆ECU24通过路车通信向基础设施单元12传送本车的位置坐标数据、行驶方向等等，作为从本车位置识别单元22获取的本车位置数据。
接着，在步骤S2中，车辆ECU24接收用于吸收减速传播的目标车辆间时间。车辆ECU24通过路车通信从基础设施单元12获取目标车辆间时间。车辆ECU24由所接收的目标车辆间时间计算目标车辆间距。
此后，在步骤S3中，车辆ECU24向驾驶者提供信息，以便协助实现目标车辆间距。车辆ECU24基于在步骤S2中计算的目标车辆间距和到紧前方车辆的车辆间距来提供信息。到紧前方车辆的车辆间距由车辆间距测量单元21检测。例如，当检测到的车辆间距短于目标车辆间距时，车辆ECU24提供信息，以便促使将实际车辆间距变为接近目标车辆间距的驾驶操作。在这种情况下，车辆ECU24可使得HMI单元25促使驾驶者增大车辆间距，或使得HMI单元25促使驾驶者进行特定的驾驶操作，例如加速器返回操作以及制动操作。当车辆ECU24促使驾驶者进行特定驾驶操作时，车辆ECU24可基于目标加速度等改变所促使的操作的类型。例如，当需要大的减速来实现目标车辆间距时，车辆ECU24可促使驾驶者进行制动操作，当不需要通过制动操作的减速时，可促使驾驶者进行加速器返回操作。
另外，在当前车辆间距和目标车辆间距之间的差小时，车辆ECU24促使驾驶者在保持当前车辆间距的同时驾驶车辆。当车辆逼近瓶颈点或交通堵塞的尾端时，车辆ECU24使得HMI单元25促使驾驶者和缓减速。逼近瓶颈点可基于从本车位置识别单元22获取的信息来确定。逼近交通堵塞的尾端可基于从VICS获取的交通堵塞信息、繁重交通信息等来确定。例如，当从本车到前方瓶颈点或前方交通堵塞尾端的距离短于或等于预定距离时，车辆ECU24促使驾驶者和缓减速。
于是，在步骤S4中，车辆ECU24用提供信息来结束驾驶辅助。在本车通过瓶颈点时，车辆ECU24结束用于实现目标车辆间距的信息提供。车辆ECU24向驾驶者通知用于驾驶辅助的信息提供结束，从那里开始没有必要在保持由系统确定的目标车辆间距的同时驾驶车辆。通过这样做，驾驶者开始正常驾驶，其中，驾驶者不受车辆引导，而是驾驶者用希望的车辆间距来驾驶车辆。随着执行步骤S4，控制流程结束。
另一方面，在基础设施单元12中，执行图2所示的控制流程。例如，图2所示的控制流程在基础设施系统2-1的电力开通时或通过启动命令来开始，并以预定的时间间隔重复执行。在一开始，在步骤S11中，交通量测量单元11测量包括一般车辆的交通流。
此后，在步骤S12中，基础设施单元12判断是否为交通堵塞临界状态。例如，基础设施单元12判断是否为将在下面参照图11介绍的交通堵塞临界状态（下面也简称为“临界状态”）。图11为用于说明临界状态的图表。在图11中，横坐标轴代表交通量Q，纵坐标轴代表平均车辆速度Vm。交通量Q为每个车道每单位时间通过车辆的数量（车辆/时间·车道）。也就是说，图11示出了行驶速度与车辆能够在道路上行驶的交通量之间的相互关系。在图11中，经过原点的线的斜率表示道路上的车辆密度。车辆密度随着交通量Q增大或平均车辆速度Vm减小而增大，随着交通量Q减小或平均车辆速度Vm增大而减小。另外，参考标号Dc表示临界密度。在车辆密度超过临界密度Dc时，交通容易进入交通堵塞状态。
参考标号Qc表示最大交通量线。最大交通量线Qc表示各个平均车辆速度Vm与车辆能够在道路上行驶的最大交通量之间的相互关系。最大交通量线Qc对应于当人驾驶车辆时的平均车辆间时间特性。参考标号Ph1表示自由阶段，参考标号Ph2表示临界阶段，参考标号Ph3表示交通堵塞阶段。自由阶段Ph1对应于最大交通量线Qc中车辆密度小的范围。临界阶段Ph2对应于最大交通量线Qc中车辆密度与自由阶段Ph1的相比较大且接近于临界密度Dc并小于临界密度Dc的范围。交通堵塞阶段Ph3对应于最大交通量线Qc中车辆密度大于临界密度Dc的范围。
随着车辆密度超过临界密度Dc，均匀的流变得不稳定，轻微的速度波动传播，同时，在与车辆行驶方向相反的方向增大（减速冲击波），于是，阶段在一时刻移入交通堵塞阶段（阶段转移）。例如，平均车速为V1且交通量为Q1的状态为临界阶段Ph2中的状态，即临界状态。当交通量条件处于临界状态时，车辆密度由于交通量中的扰动或进一步的增大而容易超过临界密度Dc，故交通量条件容易进入交通堵塞状态。例如，当速度减小传播到后续车辆的冲击波在凹陷或类似地方发生时，交通量条件容易通过阶段转移而移入交通堵塞状态。
基于在步骤S11中测量的交通量和在道路上行驶的车辆的速度，基础设施单元12判断是否处于临界状态。例如，车辆速度可以为通过路车通信获取的配有系统的车辆的速度。基础设施单元12能够逐车道地判断是否为临界状态，并能够基于同一行驶方向所有车道的总交通量判断是否处于临界状态。例如，当逐车道判断是否为临界状态时，仅有必要判断配有系统的车辆正在行驶的车道，于是，配有系统的车辆的速度被用作配有系统的车辆行驶的车道的平均速度。例如，配有系统的车辆正在行驶的车道可基于配有系统的车辆的位置信息以及道路的坐标信息来判断。对于车道中的每一个，可以基于车道的速度和车道的交通量判断是否处于临界状态。例如，当存在处于临界状态的至少一条车道时，基础设施单元12在步骤S12中作出肯定判断。当作为步骤S12中的判断结果判断为处于交通堵塞临界状态时（步骤S12中的是），过程进行到步骤S13，否则（步骤S12中的否），控制流程结束。
此后，在步骤S13中，基础设施单元12计算配有系统的车辆的百分比。基础设施单元12由在步骤S11中测量的交通量、通过路车通信获取的各个配有系统的车辆的位置以及配有系统的车辆的数量来计算配有系统的车辆的百分比。基于从各个配有系统的车辆传送的位置信息，基础设施单元12计算正在道路上的预定区域行驶的配有系统的车辆的数量。另外，基础设施12由在步骤S11中测量的交通量计算正在该预定区域中行驶的所有车辆的数量。基于该预定区域中配有系统的车辆的数量和所有车辆的数量，计算配有系统的车辆的百分比。
于是，在步骤S14中，基于配有系统的车辆的百分比，计算目标车辆间时间。基于在步骤S13中计算的配有系统的车辆的百分比，基础设施单元12计算目标车辆间时间。基础设施单元12以这样的方式确定目标车辆间时间：基于在道路上行驶的车辆密度产生的目标车辆间时间受到图8所示的上限值的保护。当配有系统的车辆的百分比低时，基于岔入频率的目标车辆间时间的上限T1被设置为保护值。另外，当配有系统的车辆的百分比高时，基于所获取的交通量确定保护值。例如，确定保护值，以便能够至少确保当前交通量。在当前交通量为每车道每5分钟150辆车时，上限线G2可被设置为保护值。或者，为了能够确保进一步高的交通量，例如，上限线G3可被设置为保护值，代替上限线G2。随着目标车辆间时间被计算出，过程进行到步骤S15。
在步骤S15中，基础设施单元12将目标车辆间时间传送到各个配有系统的车辆。基础设施单元12通过路车通信将在步骤S14中计算的目标车辆间时间传送到各个配有系统的车辆。随着步骤S15被执行，控制流程结束。
通过这种方式，采用根据第一实施例的车辆控制系统1，产生可基于配有系统的车辆的百分比而变化的目标车辆间时间，信息被提供给驾驶者，以便能够通过在各个配有系统的车辆中的驾驶操作实现目标车辆间时间。通过这样做，由配有系统的车辆吸收减速的传播，由此使得可以降低交通堵塞或减轻交通堵塞。
另外，在第一实施例中，基于要求的交通量来确定目标车辆间时间，由此降低道路上的车辆分布的疏或者密，并使车辆均匀分布。各个配有系统的车辆的目标车辆间距对应于由交通量和平均速度计算的平均密度在每辆车辆的基础上转换得到的车辆间距。如果包括配有系统的车辆在内的所有车辆保持目标车辆间距，车辆在道路上均匀分布。因此，随着配有系统的车辆的百分比的增大，道路上的车辆密度接近均匀密度，因此，减速难以传播。
在第一实施例中，目标车辆间时间可基于配有系统的车辆的百分比而变化，然而，配置不限于此。与和紧前方车辆的相互关系相关联的另一目标值——例如目标车辆间距——可基于配有系统的车辆的百分比而变化。例如，基础设施单元12可产生代替目标车辆间时间的目标车辆间距，作为可基于配有系统的车辆的百分比而变化的值，于是，可将所产生的目标车辆间距传送到各个配有系统的车辆。
另外，可产生与和紧前方车辆的相互关系不同的行驶状态相关联的参数，其可基于配有系统的车辆的百分比而变化。例如，目标车辆速度可基于配有系统的车辆的百分比而变化。
在第一实施例中，基础设施单元12基于通过路车通信而获取的信息来计算配有系统的车辆的百分比，然而，计算配有系统的车辆的百分比的方法不限于这种配置。例如，基础设施单元12可通过与提供道路信息的中心或类似物的通信来获取配有系统的车辆的百分比，或者，可基于从中心获取的信息来计算配有系统的车辆的百分比。
另外，在第一实施例中，配有系统的车辆的百分比为在实际正在道路上行驶的车辆中配有系统的车辆的检测百分比，然而，配置不限于此。配有系统的车辆的百分比可为实际正在道路上行驶的车辆中配有系统的车辆的推定百分比。另外，例如，配有系统的车辆的百分比可基于配有系统的车辆的普及率。例如，普及率为配有系统的车辆的数量在所发售车辆数量或所登记车辆数量中的百分比。另外，配有系统的车辆的百分比可以为本车周围的车辆中配有系统的车辆的百分比（配有系统的车辆的数量/所有车辆的数量）。另外，还可适用的是，在各个车辆系统1-1中预先存储显示预想数量的所拥有的配有系统的车辆的随时间的变化的表格或类似物，于是，从表格获取的所拥有的配有系统的车辆的预想当前数量被用作配有系统的车辆的百分比。
下面，将介绍第一实施例的第一替代性实施例。在第一实施例中，车辆系统1-1提供信息，以便协助用驾驶操作实现目标车辆间时间。除此之外，车辆系统1-1可以能够基于目标车辆间时间来执行车辆行驶控制。图12为一框图，其示出了根据当前替代性实施例的车辆控制系统2。如图12所示，除了根据第一实施例的HMI单元25以外，根据当前替代性实施例的车辆系统1-2包含行驶控制单元26。行驶控制单元26控制车辆的行驶状态，并控制发动机、致动器、自动变速器等。车辆ECU24向行驶控制单元26输出控制目标，例如目标加速度，以便实现与目标车辆间时间对应的目标车辆间距。行驶控制单元26执行车辆行驶控制，以便实现目标加速度。由根据第一实施例的第一替代性实施例的行驶控制单元26执行的车辆行驶控制对应于预定控制。
当驾驶者进行对于执行实现目标车辆间时间的车辆控制的指示的操作时，车辆ECU24对车辆的行驶状态进行控制，以便减小从基础设施单元12传送的目标车辆间时间与实际车辆间时间之间的差。例如，车辆控制系统可被执行为自适应巡航控制（ACC）的模式之一。例如，ACC执行追从控制和定速行驶控制。在追从控制中，通过雷达或类似物检测前方车辆，于是，本车追从前方车辆行驶，以便保持恒定的车辆间距。在定速行驶控制中，使得本车以恒定的车速行驶。在追从控制中，当车辆在保持吸收减速传播的车辆间距的同时行驶时，例如在车辆行驶在瓶颈前的路段中时，将与从基础设施单元12传送的目标车辆间时间对应的目标车辆间距设置为控制目标，代替由驾驶者设置的目标车辆间距。
当驾驶者不进行对于执行实现目标车辆间时间的车辆控制的指示的操作时，车辆ECU24仅仅需要提供信息来协助用驾驶者的驾驶操作来实现目标车辆间时间，如同第一实施例的情况那样。
下面将介绍第一实施例的第二替代性实施例。在第一实施例中，基础设施系统2-1测量交通流，计算配有系统的车辆的百分比并计算目标车辆间时间；作为替代的是，车辆系统可进行这些计算。图13为一框图，其示出了根据当前替代性实施例的车辆控制系统3。如图13所示，除了根据第一实施例的车辆系统1-1的单元以外，用作车辆控制装置的车辆系统1-3包含车辆间通信单元27。车辆间通信单元27进行配有车辆系统1-3的配有系统的车辆之间的通信。
在车辆间通信中，多种类型的信息被传送到其他车辆，包括识别信息、行驶信息、控制目标量信息、驾驶者操作信息、车辆规格信息、通信标准信息和环境信息。识别信息包括源车辆ID和源车辆属于的车辆组ID。行驶信息为关于本车1的行驶的测量值信息，例如当前位置、行驶方向（方位角）、行驶速度、行驶加速度、急动度、车辆间距和车辆间时间。控制目标量信息为当车内装置对车辆进行控制时的目标值、输入值、控制指令值等，并包括目标速度、目标加速度、目标急动度、目标方向（方位角）、目标车辆间时间以及目标车辆间距。
驾驶者操作信息为从驾驶者输入或操作的输入信息以及操作量，并包括加速器操作量、制动器操作量（按压力和冲程）、信号灯操作（操作存在或不存在以及操作方向）、转向角、制动器灯的开关等等。车辆规格信息包括车辆重量、最大制动力、最大加速力、最大急动度、各个致动器（制动器、加速器、换挡杆等等）的反应速度和时间常数。通信标准信息基于预定的规则，并包括指示问候信息和运送信息的标识等。环境信息为关于行驶环境的信息，并包括路面信息（例如μ、倾斜度、温度、干或湿或结冰、沥青或未铺装）、风速、风向等。
各个配有系统的车辆使得车辆间通信单元27获取周围的配有系统的车辆的数量。图14用于示出通过车辆间通信对交通量和配有系统的车辆的百分比的计算。在图14中，参考标号R2指示配有系统的车辆CS1的车辆间通信范围。配有系统的车辆CS1通过车辆间通信获取在通信范围R2中行驶的其他配有系统的车辆CS2和CS3的位置信息。通过这样做，可以计算在通信范围R2中行驶的配有系统的车辆的数量。另外，各个配有系统的车辆计算本车周围的一般车辆的数量。例如，周围车辆的数量可以通过这样的方式检测：在周围行驶的车辆的数量或相对于车辆的相对位置由例如雷达的传感器来检测，或者，在周围行驶的车辆的数量或相对于车辆的相对位置基于由照相机或类似物捕获的本车周围的图像数据来检测。当另一配有系统的车辆在本车周围行驶时，可以基于通过车辆间通信获取的位置信息在配有系统的车辆和一般车辆之间进行区分。
各个配有系统的车辆通过车辆间通信将在本车周围行驶的一般车辆的数量传送到其他的配有系统的车辆。通过这样做，配有系统的车辆CS1能够推定通信范围R2内配有系统的车辆的百分比。例如，配有系统的车辆CS1能够基于从配有系统的车辆传送的周围的一般车辆的数量来推定通信范围R2内的车辆密度和在通信范围R2内存在的所有车辆的数量。配有系统的车辆的百分比基于在通信范围R2内的所有车辆的推定数量和配有系统的车辆数量——其是通过车辆间通信计算的——来计算。例如，配有系统的车辆CS1基于与本车在同一车道上位于通信范围R2内的配有系统的车辆的数量和与本车在同一车道上位于通信范围R2内的全部车辆的数量来计算配有系统的车辆的百分比。各个配有系统的车辆基于与计算得到的配有系统的车辆的百分比对应的目标车辆间时间的上限值来产生目标车辆间时间，并进行信息提供，以便协助实现目标车辆间时间。
通过这种方式，当配有系统的车辆的百分比基于由车辆系统1-3通过车辆间通信获取的信息推定时，可以省略基础设施系统2-1。也就是说，用作车辆控制装置的车辆系统1-3自发产生可基于配有系统的车辆的百分比而变化的参数，由此使得可以向驾驶者提供信息，从而协助实现所产生的参数。注意，车辆系统1-3可被配置为从基础设施系统2-1通过路车通信获取用于计算配有系统的车辆的百分比的信息的至少一部分。另外，配有系统的车辆的百分比可基于配有系统的车辆的普及率、所拥有的配有系统的车辆的预想数量等，如同第一实施例的情况一样。根据当前替代性实施例，可以在不安装基础设施系统2-1的区域中产生可基于配有系统的车辆的百分比而变化的目标值。
注意，配有系统的车辆CS1——其能够进行车辆间通信——可将配有系统的车辆CS1和紧前方的配有系统的车辆CS2之间的一般车辆的数量用作用于计算目标车辆间时间的车辆密度，代替第一实施例中使用的值。紧前方的配有系统的车辆为在同一车道上行驶在本车CS1前方的配有系统的车辆中最接近本车CS1的配有系统的车辆CS2。其间的一般车辆的数量可基于本车和紧前方的配有系统的车辆CS2之间的车辆间距以及道路上的车辆密度来推定。
车辆系统1-3不仅可向驾驶者提供信息以协助用驾驶操作来实现目标车辆间时间，还可基于目标车辆间时间来执行车辆行驶控制。例如，如同第一实施例的第一替代性实施例的情况下一样，车辆系统1-3包含行驶控制单元26，当驾驶者进行对于执行用于实现目标车辆间时间的车辆控制的指示的操作时，执行基于目标车辆间时间的车辆控制，而在驾驶者不进行上面的操作时，可以向驾驶者提供信息。
下面将介绍第二实施例。第二实施例将参照图15-图19来介绍。在第二实施例中，类似的参考标号表示具有与第一实施例所介绍的类似的功能的部件，省略重复的介绍。图15为一框图，其示出了根据第二实施例的车辆控制系统4。
如图15所示，车辆控制系统4包含车辆系统1-4。车辆系统1-4包含车辆间通信单元27，并能基于通过车辆间通信获取的数据来推定配有系统的车辆的百分比。另外，车辆系统1-4包含行驶控制单元26。车辆系统1-4能够用作车辆控制装置，其在没有基础设施系统的情况下产生可基于配有系统的车辆的百分比而变化的参数，并执行预定的控制。注意，车辆控制系统4可包含与根据第一实施例的基础设施系统2-1同样的基础设施系统，并能将配有系统的车辆的百分比从基础设施系统传送到车辆系统1-4。
车辆系统1-4能够执行追从行驶，其中，本车追从紧前方的车辆行驶，如将在下面参照图16-图18介绍的那样，车辆系统1-4能够执行协调减速控制，其中，从前方的配有系统的车辆获取关于前方配有系统的车辆的减速的信息，本车基于所获取的信息与前方的配有系统的车辆的减速同步地减速。图16示出了一般车辆和配有系统的车辆混合行驶的状态。图17示出了协调减速控制开始时的状态。图18用于说明执行协调减速控制的车辆的运动。
通过车辆间通信，本车CS13——其为配有车辆系统1-4的配有系统的车辆——与在本车CS13的通信范围R3内行驶的其他的配有系统的车辆CS11和CS12交换信息。配有系统的车辆CS11、CS12、CS13中的每一个将本车的位置信息、方位角、行驶速度等传送到其他的配有系统的车辆。在下面的介绍中，除非另有说明，车辆系统1-4为本车CS13的车辆系统1-4，车辆ECU24为本车CS13的车辆ECU24。车辆系统1-4基于所接收的信息确定在与本车CS13同一车道上在本车CS13前方行驶的配有系统的车辆。在图16中，在通信范围R3中，两辆配有系统的车辆CS11和CS12在本车CS13行驶的车道上在本车CS13前方行驶。车辆系统1-4识别出配有系统的车辆CS11和CS12正在同一车道上在前方行驶。
车辆系统1-4的车辆ECU24能够执行相对于在本车CS13紧前方行驶的紧前方车辆Cpre的追从控制，并能够执行协调减速控制，其使得本车CS13与前方的配有系统的车辆CS11和CS12协调地减速。例如，追从控制和协调减速控制被执行为ACC的控制模式之一。在追从控制中，车辆ECU24对本车CS13的加速度进行控制，使得本车CS13和紧前方车辆Cpre之间的车辆间距L变为预定的目标车辆间距Lt。另外，车辆ECU24对本车CS13的加速度进行控制，以便减小前方的配有系统的车辆CS11、CS12和本车CS13之间的速度差。例如，车辆ECU24通过下面的数学表达式（1）计算本车目标加速度at，其为本车CS13的目标加速度。
ａt＝ｋvc1（Ｖc1－Ｖ）＋ｋvc2（Ｖc2－Ｖ）+···＋ｋvcN（ＶcN－Ｖ）＋ｋaRelV（Ｖpre－Ｖ）＋ｋaS（Ｌt－Ｌ）   （1）
在数学表达式（1）中，V为本车速度，Vpre为紧前方车辆的速度，L为车辆间距，kaRelV为与紧前方车辆的速度差的反馈增益，kaS为与紧前方车辆的车辆间距的偏差的反馈增益。另外，kvc1，…，kvcN为与前方的配有系统的车辆的速度差的反馈增益，例如为正值，Vc1，…，VcN为前方的配有系统的车辆的速度。在第二实施例中，紧前方车辆速度Vpre——其为本车前方的配有系统的车辆的速度——对应于关于该配有系统的车辆的减速的信息。在图16中，两辆配有系统的车辆在通信范围R3内在本车CS13前方行驶，故N在上面的数学表达式（1）中被设置为2。行驶控制单元26基于本车目标加速度at来控制本车CS13的加速度。
如上面的数学表达式（1）所示，本车目标加速度at不仅在相对于紧前方车辆Cpre的追从控制的反馈项（右侧的最后两项）的基础上，还在基于相对于前方配有系统的车辆的速度差的反馈项的基础上计算。通过这样做，随着本车CS13前方的配有系统的车辆的减速，本车目标加速度at同步地减小，于是，行驶控制单元26减小本车CS13的加速度。也就是说，行驶控制单元26能够与前方配有系统的车辆的减速协调地对本车CS13进行减速。
由于本车目标加速度at以这种方式确定，当前方的配有系统的车辆减速时，行驶控制单元26能够与前方配有系统的车辆的减速的开始同步地对本车CS13进行减速。在图17中，横坐标轴代表本车CS13和本车CS13前方的车辆之间的距离，纵坐标轴代表各个车辆的速度。图17示出了紧接在跟随最前方的配有系统的车辆CS11的配有系统的车辆CS12开始与配有系统的车辆CS11的减速协调地减速之后的状态。附着到车辆的斜向下的箭头表示车辆的减速，箭头的长度表示减速的量值。紧接在配有系统的车辆CS12已经开始减速之后，紧接在配有系统的车辆CS12之后的一般车辆CO1已经开始减速，然而，减速尚未传播到在本车CS13之后两辆车的一般车辆CO2以及本车CS13紧前方的车辆Cpre。另一方面，本车CS13已经开始与前方配有系统的车辆CS11、CS12的减速协调地减速，如箭头Y1所示。因此，本车CS13和紧前方车辆Cpre之间的车辆间距L开始增大。
图18示出了这样的状态：减速已经传播到在配有系统的车辆CS12之后两辆车的一般车辆CO2，减速尚未传播到紧前方的车辆Cpre。在这一时间点上，与紧前方车辆Cpre的车辆间距L2从图17所示的时间点的车辆间距L1增大。另外，本车CS13的速度低于紧前方的车辆Cpre的速度。因此，如同将要参照图19所介绍的那样，用作根据第二实施例的车辆控制装置的车辆系统1-4能够截止减速的传播。图19示出了当配有系统的车辆和一般车辆混合行驶时的减速传播状态。在图19中，参考标号Ss表示配有系统的车辆的速度推移，参考标号So表示一般车辆的速度推移。各个配有系统的车辆与在前的配有系统的车辆的减速协调地减速。通过这样做，如图19所示，通过配有系统的车辆截止来自前方的减速传播。
在第二实施例中，对于追从控制的目标车辆间距可基于装有能够执行协调减速控制的车辆系统1-4的配有系统的车辆的百分比而变化。当配有系统的车辆的百分比高时，相比于配有系统的车辆的百分比低时，车辆ECU24减小目标车辆间距。这是因为下面的原因。例如，配有系统的车辆的百分比可通过与第一实施例的第二替代性实施例中计算配有系统的车辆的百分比的方法相同的方法来计算。注意，当车辆控制系统4包含与根据第一实施例的基础设施系统2-1相同的基础设施系统时，仅仅需要从基础设施系统获取配有系统的车辆的百分比。
当配有系统的车辆的百分比低时，存在本车CS13和在前的配有系统的车辆CS12在其间有许多一般车辆的情况下行驶的高度可能。随着介于其间的一般车辆的数量的增多，变得难以预测减速如何传播到本车CS13。例如，存在这样的情况：在本车CS13和在前的配有系统的车辆CS12之间行驶的一般车辆减速，由此开始减速传播。当不存在在本车CS13和已经开始减速的一般车辆之间行驶的配有系统的车辆时，本车CS13需要在减速已经传播到本车CS13之后开始减速。另外，当减速通过许多一般车辆传播时，需要时间，一直到减速从在前的配有系统的车辆CS13传播到本车CS13。因此，存在这样的可能：在前的配有系统的车辆CS12的减速结束，从而结束协调减速，于是，在本车CS13接近紧前方车辆Cpre后，减速传播到本车CS13。以这种方式，当配有系统的车辆的百分比低时，存在许多不确定的因素，因此，希望在目标车辆间距中存在裕量。
当配有系统的车辆的百分比高时，存在本车CS13与前方配有系统的车辆CS12在其间有许多一般车辆的情况下行驶的低可能性。因此，存在来自一般车辆的小的不确定性因素。例如，存在与前方配有系统的车辆协调地开始减速的许多配有系统的车辆，故减速的传播在多个部分被截止，道路上车辆分布的疏或密难以发生。另外，即使是在减速传播从在本车13和前方配有系统的车辆CS12之间行驶的一般车辆开始时，位于一般车辆和本车CS13之间的车辆的数量少，故难以发生本车CS13需要大大减速的情况。因此，在配有系统的车辆的百分比高时，相比于在配有系统的车辆的百分比低时，目标车辆间距可减小。
当配有系统的车辆的百分比高时，车辆ECU24减小目标车辆间距，故道路的交通容量增大。另外，当目标车辆间距小时，有利的是，空气阻力减小，从而改善各个配有系统的车辆的燃料经济性。
通过这种方式，使用根据第二实施例的车辆控制系统4，可以通过协调减速控制来截止减速的传播，目标车辆间距在配有系统的车辆的百分比高时减小，由此使得可以增大交通容量并改进燃料经济性。
注意，关于前方配有系统的车辆的减速的信息不限于紧前方的车辆速度Vpre。关于减速的信息可以为关于前方配有系统的车辆的驾驶者进行的减速操作的信息，或关于车辆上的减速控制的信息。例如，关于减速的信息可以为关于制动器操作量的信息、关于制动器控制量的信息、关于换挡操作的信息，等等。
下面将介绍第三实施例。第三实施例可参照图20-图22来介绍。在第三实施例中，类似的参考标号表示与第一实施例中介绍的那些具有类似功能的部件，省略重复的介绍。
在第三实施例中，追从控制中的反馈增益可基于配有系统的车辆的百分比而变化。当配有系统的车辆的百分比高时的反馈增益大于当配有系统的车辆的百分比低时的反馈增益，于是，执行将重点放在车辆组稳定性上的控制。图20为一框图，其示出了根据第三实施例的车辆控制系统5。图21为一图表，用于示出速度传播比。图22为一图表，其示出了配有系统的车辆的百分比和反馈增益之间的相互关系。
如图20所示，根据第三实施例的车辆系统1-5包含行驶控制单元26，代替根据第一实施例的车辆系统1-1的HMI单元25。行驶控制单元26对车辆的行驶状态进行控制，并对发动机、制动器、自动变速器等进行控制。车辆ECU24能够执行追从控制，追从控制使得本车追从在本车紧前方行驶的紧前方车辆而行驶，以便将本车和紧前方车辆之间的车辆间距或车辆间时间置为预定值。在追从控制中，基于本车和紧前方车辆之间的相对车辆速度，车辆系统1-5执行反馈控制。例如，追从控制被执行为ACC的控制模式的一种。例如，车辆ECU24通过下面的算术表达式（2）计算追从控制中的本车目标加速度at。
ａt＝ＫV×（Ｖpre－Ｖ）＋ＫL×（Ｌt－Ｌ）   （2）
这里，Kv为与紧前方车辆的速度差的反馈增益，（Vpre-V）为与紧前方车辆的速度差，KL为与紧前方车辆的车辆间距的偏差的反馈增益，（Lt-L）为与紧前方车辆的车辆间距的偏差。在第三实施例中，与紧前方车辆的速度差的反馈增益KV对应于可变参数。
车辆ECU24将计算得到的本车目标加速度at输出到行驶控制单元26。行驶控制单元26对发动机、制动器、自动变速器等进行控制，以便实现本车目标加速度at。
在追从控制中，减速传播的方式依赖于反馈增益而变化。在图21中，参考标号Sa表示紧前方车辆的速度推移，参考标号Sb表示追从紧前方车辆行驶的车辆的速度推移。另外，参考标号ΔVa表示减速期间紧前方车辆的速度降低，参考标号ΔVb表示追从紧前方车辆行驶的车辆的速度降低。减速传播中的速度传播比γ用下面的数学表达式（3）来表达。
速度传播比γ=ΔVb/ΔVa   （3）
这表示，当速度传播比γ大于1时，追从车辆的速度降低ΔVb大于前方车辆的速度降低ΔVa，也就是说，速度降低ΔV被放大并传播到后面的车辆。随着速度传播比γ增大，减速传播中的速度降低增大，于是，车辆组的稳定性下降为例如容易导致交通堵塞。另一方面，随着速度传播比γ减小，减速传播中的速度降低减小。当速度传播比γ小于1时，追从紧前方车辆行驶的车辆的速度降低ΔVb小于紧前方车辆的速度降低ΔVa，减速传播被吸收。因此，当速度传播比γ可被减小到低于1时，可以减小减速冲击波的产生。
这里，追从紧前方车辆行驶的车辆的速度降低ΔVb随着追从行驶反馈增益而变化。例如，当与紧前方车辆的速度差的反馈增益Kv（下面简称为“速度差反馈增益”）增大时，行驶控制单元26响应于紧前方车辆的减速而产生较大的减速。结果，追从紧前方车辆行驶的车辆的速度减小ΔVb与速度差反馈增益Kv小时相比减小。当速度差反馈增益Kv被确定为能够将速度传播比γ设置为低于1时，不可能相对于前方车辆减小速度或向后面的车辆放大并传播速度降低，也就是说，可以对车辆组进行稳定。
根据第三实施例的车辆系统1-5产生本车目标加速度，其可基于配有系统的车辆的百分比而变化。例如，配有系统的车辆的百分比可以从基础设施系统2-1获取。如图22所示，车辆ECU24将配有系统的车辆的百分比高时的速度差反馈增益Kv设置为大于当配有系统的车辆的百分比低时的速度差反馈增益Kv。通过这样做，当配有系统的车辆的百分比低时的追从控制可有意地将重点放在乘坐舒适性上。当配有系统的车辆的百分比高时的追从控制可有意地将重点放在车辆组稳定性上。
注意，可基于配有系统的车辆的百分比而变化的反馈增益不限于速度差反馈增益Kv。用于计算本车目标加速度at的另一反馈增益，例如车辆间距偏差反馈增益KL可基于配有系统的车辆的百分比而变化。另外，反馈增益可基于道路上的车辆的密度而变化。例如，相比于车辆密度低时，反馈增益关于配有系统车辆百分比变化的变化率可在车辆密度高时增大。另外，当车辆密度低时，反馈增益可不关于配有系统车辆百分比的变化而变化。例如，当反馈增益在车辆密度低时固定为小的值时，可以改进乘坐舒适性。
配有系统的车辆的百分比与反馈增益之间的相互关系不限于图22所示的线性关系。例如，反馈增益可随着配有系统的车辆的百分比的增大以阶梯方式增大。例如速度差反馈增益Kv的参数可由基础设施系统2-1产生，接着，可被提供给各个配有系统的车辆。
下面将介绍第四实施例。第四实施例将参照图23介绍。在第四实施例中，类似的参考标号表示与第一实施例中所介绍的那些具有类似功能的部件，省略重复的介绍。
在第四实施例中，各个配有系统的车辆的追从行驶中的目标车辆间时间基于关于道路上的车辆状态的信息、关于地形的信息、关于天气的信息等等受到调节。预想的配有系统的车辆能够产生与本车和本车紧前方行驶的车辆之间的车辆间距离相关联的目标值，该目标值可基于所获取的预定信息而变化，并且，能够执行预定的控制，预定控制为基于所产生的目标值在本车上的行驶控制。例如，预定控制为追从控制，其使得本车追从紧前方行驶的车辆行驶。例如，作为车辆控制装置的车辆系统的构造可以与根据第三实施例的车辆系统1-5的相同，然而，车辆系统不限于此。目标车辆间时间可在其他实施例以及替代性实施例的车辆系统中类似地受到调节。另外，目标车辆间时间可不仅在上面的实施例和替代性实施例中描述的车辆系统中受到调节，还在能够执行如下面所介绍的预定控制的另一车辆系统中受到调节。另外，与第一实施例相同的基础设施系统2-1可安装在道路上。
图23为一图表，其示出了各个因素和所需要的车辆间时间之间的相互关系。基于对应于因素的所要求的车辆间时间的目标车辆间时间基于关于天气的信息、关于地形的信息、关于车辆在道路上的状态的信息中的至少一者受到调节。各个因素可由车辆系统检测或推定，或者，当提供了基础设施系统2-1时，各个因素可由基础设施系统21检测或推定。例如，目标车辆间时间可由车辆ECU24调节，作为替代的是，目标车辆间时间可由基础设施单元12调节。举例而言，目标车辆间时间基于显示各个因素的值与目标车辆间时间的校正量之间的相互关系的映射图来调节。当目标车辆间时间由车辆ECU24调节时，通过查询映射图或类似物，车辆ECU24产生目标车辆间时间，其可基于各个因素的值而变化。当目标车辆间时间受到基础设施单元12调节时，基础设施单元12通过路车通信将基于因素受到调节的目标车辆间时间或目标车辆间时间校正值传送到各个配有系统的车辆。各个配有系统的车辆的车辆ECU24对于本车的目标车辆间时间设置所接收的目标车辆间时间，或基于所接收到的校正值校正目标车辆间时间。
如图23所示，相比于一般车辆的数量小时，所要求的车辆间时间在不执行预定控制且在配有系统的车辆之间行驶的一般车辆的数量大时增大。随着本车和最接近于本车的前方配有系统的车辆之间的一般车辆的数量增大，目标车辆间时间增大。通过这样做，即使是在一般车辆的数量大且减速已经在速度降低大大放大的状态下传播到配有系统的车辆时，减速传播被容易地吸收。例如，配有系统的车辆之间的一般车辆的数量可以基于从基础设施系统2-1获取的交通量和前方的配有系统的车辆的位置信息来推定。例如，前方的配有系统的车辆的位置信息可以从基础设施系统2-1获取。本车和前一配有系统的车辆之间的一般车辆的数量可基于本车和前一配有系统的车辆之间的车辆间距离以及该车道上的交通量——也就是说，该车道上的车辆密度——来推定。注意，当配有系统的车辆包含车辆间通信单元时，本车和前一配有系统的车辆之间的一般车辆的数量可基于通过车辆间通信获取的前一配有系统的车辆的位置信息以及在周围行驶的车辆的密度来推定。
另外，相比于行驶速度低时，目标车辆间时间在行驶速度高时增大。作为一因素的行驶速度为本车的行驶速度、同一车道上的车辆的行驶速度、本车周围行驶的车辆的行驶速度，等等。另外，行驶速度可为一辆车的行驶速度，或为多辆车的平均速度。目标车辆间时间随着行驶速度增大而增大，故可以顺利地吸收减速传播。
相比于车辆密度低的时候，目标车辆间时间在道路上的车辆密度高时增大。例如，道路上的车辆密度可以基于由交通量测量单元11测量的交通量以及在道路上行驶的车辆的平均速度来计算。在车辆密度高时，减速容易传播，然而，目标车辆间时间增大，由此使得可以通过配有系统的车辆充分吸收减速的传播。
目标车辆间时间可基于在道路上行驶的车辆的类型来调节。例如，相比于大型车的比率低时的目标车辆间时间，在大型车的比率（百分比）高时的目标车辆间时间增大。例如，当使用能够检测车辆长度的交通量测量单元11时，可以基于由交通量测量单元11测量的结果来检测大型车的比率。当大型车的比率高时，减速容易传播，然而，目标车辆间时间增大，由此使得可以通过配有系统的车辆充分吸收减速的传播。
目标车辆间时间可基于本车在道路上行驶的车道位置来调节。例如，目标车辆间时间可在车道更接近于超车道时增大。例如，当行驶方向上的右侧车道为超车道且中间和左侧车道各自为六车道道路上的内侧车道时，目标车辆间时间在超车道上最长，目标车辆间时间在左侧车道上最短。或者，还可应用的是，目标车辆间时间在内侧车道之间共用，目标车辆间时间在超车道上长于在内侧车道上。目标车辆间时间在减速容易传播的邻近超车道的车道上增大，由此使得可以通过配有系统的车辆来充分吸收减速传播。注意，例如，基于从本车位置识别单元22获取的本车位置信息和道路信息，各个配有系统的车辆能够判断本车正在行驶的车道。
目标车辆间时间可基于道路的倾斜度受到调节。例如，相比于在本车在低倾斜度道路上行驶时的目标车辆间时间，当本车在高倾斜度道路上行驶时的目标车辆间时间增大。例如，道路的倾斜度可从本车位置识别单元22获取。目标车辆间时间在减速容易传播的高倾斜度道路上增大，由此使得能够通过配有系统的车辆充分吸收减速传播。
目标车辆间时间可基于能见度条件受到调节。例如，相比于当本车在高能见度道路上行驶时的目标车辆间时间，当本车在低能见度道路上行驶时的目标车辆间时间增大。例如，高或低能见度可基于由本车位置识别单元22存储的关于道路形状的信息来判断。目标车辆间时间在减速容易传播的低能见度道路上增大，由此使得可以通过配有系统的车辆充分吸收减速传播。
目标车辆间时间可基于降雨量或气流量受到调节。例如，相比于降雨量小的时候，目标车辆间时间可在降雨量大时增大。另外，相比于气流量小的时候，目标车辆间时间可在气流量大（风速高）时增大。例如，关于降雨量或气流量的信息可从基础设施系统2-1获取。目标车辆间时间在降雨量或气流量大且减速容易传播的情况下增大，由此使得可以通过配有系统的车辆充分吸收减速传播。
目标车辆间时间可基于亮度受到调节。例如，相比于亮的时候，目标车辆间时间可在暗的时候增大。目标车辆间时间在减速容易传播的黑暗条件下增大，由此使得可以通过配有系统的车辆充分吸收减速的传播。
目标车辆间时间可基于路面的摩擦系数受到调节。例如，与摩擦系数大的时候相比，目标车辆间时间在摩擦系数小时增大。目标车辆间时间在摩擦系数小且减速容易传播的天气下增大，由此使得可以通过配有系统的车辆充分吸收减速的传播。
注意，不限于第四实施例中示出的那些，目标车辆间时间可基于影响减速传播容易性的其他因素调节。在合适时，上面的实施例介绍的细节可以组合实现。
如上面所介绍的，根据本发明的实施形态的车辆控制装置、车辆控制系统和交通控制系统适合适当地设置与车辆行驶状态相关联的目标值。

Claims (15)

1.一种车辆控制装置，包括：
参数产生单元，其被配置为产生与车辆的行驶状态相关联的参数，所述参数能够基于所获取的预定信息而变化；以及
控制器，其被配置为执行预定控制，所述预定控制用于执行下列中的至少一者：基于所述参数对所述车辆进行行驶控制；以及，向驾驶者提供信息，以便协助用驾驶操作来实现所述参数，其中，
所述预定信息为配有所述参数产生单元以及所述控制器的预定车辆的百分比。
2.根据权利要求1的车辆控制装置，其中，
所述预定车辆的百分比是基于所述预定车辆的普及率的。
3.根据权利要求1的车辆控制装置，其中，
所述预定车辆的百分比为所述预定车辆在实际在道路上行驶的车辆之中的推定百分比或检测百分比。
4.根据权利要求1-3中任意一项的车辆控制装置，其中，
所述参数为与本车和在所述本车的紧前方行驶的车辆之间的车辆间距相关联的值。
5.根据权利要求4的车辆控制装置，其中，
所述参数产生单元被配置为，基于在道路上行驶的车辆的密度以及所述预定车辆的百分比，产生与所述车辆间距相关联的目标值，并且，在车辆密度高时的所述目标值高于在车辆密度低时的所述目标值。
6.根据权利要求5的车辆控制装置，其中，
所述参数产生单元被配置为，基于所述车辆密度来计算第一目标值，所述第一目标值为与所述车辆间距相关联的值的目标，并且，所述参数产生单元被配置为，通过用上限值保护所述第一目标值来产生所述目标值，其中，所述上限值能够基于所述预定车辆的百分比而变化。
7.根据权利要求6的车辆控制装置，其中，
所述预定车辆的百分比与所述上限值之间的相互关系是基于在道路上行驶的车辆中所述预定车辆的百分比与这样的交通量之间的相互关系的：当所述预定车辆中的每一个在保持与所述车辆间距相关联的所述值的同时行驶时，车辆能够以该交通量在道路上行驶。
8.根据权利要求6或7的车辆控制装置，其中，
在所述预定车辆的百分比高时的所述上限值小于在所述预定车辆的百分比低时的所述上限值。
9.根据权利要求4的车辆控制装置，其中，
所述参数产生单元被配置为产生作为所述参数的目标值，该目标值为与所述车辆间距相关联的所述值，并且，
所述预定车辆中的每一个被配置为能够从在前预定车辆获取与所述在前预定车辆的减速有关的信息，以便基于与减速有关的所述信息和所述在前预定车辆的减速同步地对所述本车进行减速，其中，所述在前预定车辆为在所述本车前方行驶的所述预定车辆中的至少一个，并且，在所述预定车辆的百分比高时的所述目标值小于在所述预定车辆的百分比低时的所述目标值。
10.根据权利要求1-3中任意一项的车辆控制装置，其中，
所述控制器被配置为，基于相对于在本车的紧前方行驶的车辆的相对车辆速度，执行作为所述行驶控制的反馈控制，从而将与所述本车和所述在所述本车的紧前方行驶的车辆之间的车辆间距相关联的值置为预定值，并且，
所述参数为所述反馈控制的反馈增益，并且，在所述预定车辆的百分比高时的所述反馈增益大于在所述预定车辆的百分比低时的所述反馈增益。
11.一种车辆控制系统，包括：
交通控制系统，其被配置为安装在道路上，并被配置为产生与车辆的行驶状态相关联的参数，所述参数能够基于所获取的预定信息而变化；以及
车辆控制装置，其被配置为从所述交通控制系统获取所述参数，并被配置为执行预定控制，所述预定控制用于执行下列中的至少一者：基于所述参数对所述车辆进行行驶控制；以及，向驾驶者提供信息，以便协助用驾驶操作来实现所述参数，其中，所述预定信息为执行所述预定控制的预定车辆的百分比。
12.一种交通控制系统，包括：
参数产生单元，其被配置为安装在道路上，并被配置为产生与车辆的行驶状态相关联的参数，所述参数能够基于所获取的预定信息而变化；以及
参数提供单元，其被配置为向执行预定控制的预定车辆提供所述参数，所述预定控制用于执行下列中的至少一者：基于所述参数对所述车辆进行行驶控制；以及，向驾驶者提供信息，以便协助用驾驶操作来实现所述参数，其中，
所述预定信息为所述预定车辆的百分比。
13.一种车辆控制装置，包括：
目标值产生单元，其被配置为产生与本车和在所述本车的紧前方行驶的车辆之间的车辆间距相关联的目标值，所述参数能够基于所获取的预定信息而变化；以及
控制器，其被配置为执行预定控制，所述预定控制为基于所述目标值在所述本车上的行驶控制，其中，
所述预定信息包括下列中的至少一者：与天气相关联的信息；与地形相关联的信息；以及，与车辆在道路上的状态相关联的信息。
14.根据权利要求13的车辆控制装置，其中，
所述与天气相关联的信息包括与路面摩擦系数相关联的信息。
15.根据权利要求13的车辆控制装置，其中，
所述与车辆在道路上的状态相关联的信息包括下列中的至少一者：在所述本车前方行驶且不执行所述预定控制的车辆的数量；道路上的车辆的速度；道路上的车辆的密度；大型车在道路上的车辆之中的百分比；以及，所述本车在道路上行驶的车道位置。
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