本發(fā)明涉及一種車(chē)輛的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

已知一種車(chē)輛的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)(例如，參見(jiàn)日本專利申請(qǐng)公開(kāi)No.2008-129804(JP 2008-129804 A))。該自動(dòng)駕駛系統(tǒng)包括用于檢測(cè)車(chē)輛周邊信息的外部傳感器。該自動(dòng)駕駛系統(tǒng)基于地圖信息和由外部傳感器檢測(cè)到的車(chē)輛周邊信息生成沿著預(yù)設(shè)目標(biāo)路徑的車(chē)輛行駛計(jì)劃，并且基于生成的車(chē)輛行駛計(jì)劃來(lái)控制車(chē)輛的自動(dòng)駕駛。利用該自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，考慮到車(chē)輛的安全性和燃油經(jīng)濟(jì)性而生成車(chē)輛的行駛計(jì)劃。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

然而，JP 2008-129804 A沒(méi)有具體地描述如何在自動(dòng)駕駛期間減少燃料消耗。因此，如何在自動(dòng)駕駛期間減少燃料消耗是不清楚的。本發(fā)明提供了一種車(chē)輛的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，該車(chē)輛的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)示出了用于在自動(dòng)駕駛期間減小燃料消耗的具體技術(shù)。

本發(fā)明的方面提供了一種車(chē)輛的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。自動(dòng)駕駛系統(tǒng)包括外部傳感器和電子控制單元。外部傳感器檢測(cè)車(chē)輛周邊信息。電子控制單元被配置為基于地圖信息和由所述外部傳感器所檢測(cè)的所述車(chē)輛周邊信息生成沿著當(dāng)前目標(biāo)路徑的車(chē)輛行駛計(jì)劃。所述電子控制單元被配置為基于所述車(chē)輛行駛計(jì)劃而控制所述車(chē)輛的自動(dòng)駕駛。所述電子控制單元被配置為預(yù)測(cè)由所述外部傳感器所檢測(cè)的所述車(chē)輛周邊信息是否使得所述車(chē)輛能夠保持基于所述車(chē)輛行駛計(jì)劃而設(shè)定的車(chē)輛目標(biāo)速度、或者使得所述車(chē)輛暫時(shí)不能夠保持所述車(chē)輛目標(biāo)速度。電 子控制單元被配置為：當(dāng)預(yù)測(cè)車(chē)輛周邊信息使得車(chē)輛暫時(shí)不能夠保持車(chē)輛目標(biāo)速度時(shí)，生成在預(yù)測(cè)車(chē)輛周邊信息使得車(chē)輛暫時(shí)不能夠保持車(chē)輛目標(biāo)速度的行駛期間的多個(gè)車(chē)輛行駛計(jì)劃，并且選擇多個(gè)車(chē)輛行駛計(jì)劃中的提供發(fā)動(dòng)機(jī)的最低燃料消耗的一個(gè)車(chē)輛行駛計(jì)劃。所述電子控制單元被配置為：在預(yù)測(cè)所述車(chē)輛周邊信息使得所述車(chē)輛暫時(shí)不能夠保持所述車(chē)輛目標(biāo)速度的所述行駛期間，根據(jù)選擇的一個(gè)所述車(chē)輛行駛計(jì)劃而控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)向裝置的驅(qū)動(dòng)。

利用根據(jù)以上方面的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，當(dāng)預(yù)測(cè)車(chē)輛周邊信息使得車(chē)輛暫時(shí)不能夠保持車(chē)輛目標(biāo)速度時(shí)，生成提供最低的燃料消耗的車(chē)輛行駛計(jì)劃，并且能夠通過(guò)使得車(chē)輛基于生成的車(chē)輛行駛計(jì)劃行駛而適當(dāng)?shù)亟档腿剂舷?。在根?jù)以上方面的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中，電子控制單元可以被配置為，當(dāng)由于在主車(chē)輛的行駛方向上在所述主車(chē)輛前方的另一個(gè)車(chē)輛而使得所述主車(chē)輛不能夠以車(chē)輛目標(biāo)速度行駛時(shí)，預(yù)測(cè)所述車(chē)輛周邊信息使得所述車(chē)輛暫時(shí)不能夠保持基于所述車(chē)輛行駛計(jì)劃而設(shè)定的所述車(chē)輛目標(biāo)速度。在根據(jù)以上方面的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中，所述電子控制單元可以被配置為：當(dāng)由于在所述主車(chē)輛的所述行駛方向上在所述主車(chē)輛前方的另一個(gè)車(chē)輛而使得所述主車(chē)輛不能夠以所述車(chē)輛目標(biāo)速度行駛時(shí)，并且當(dāng)所述主車(chē)輛與在所述主車(chē)輛的所述行駛方向上在所述主車(chē)輛前方的所述另一個(gè)車(chē)輛之間的距離小于或者等于預(yù)定距離時(shí)，預(yù)測(cè)所述車(chē)輛周邊信息使得所述主車(chē)輛暫時(shí)不能夠保持基于所述車(chē)輛行駛計(jì)劃而設(shè)定的所述車(chē)輛目標(biāo)速度。在根據(jù)以上方面的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中，所述電子控制單元可以被配置為：當(dāng)存在至少兩個(gè)相鄰的巡航車(chē)道、主車(chē)輛在所述巡航車(chē)道中的一個(gè)巡航車(chē)道中行駛并且預(yù)測(cè)所述車(chē)輛周邊信息使得所述主車(chē)輛暫時(shí)不能夠保持基于所述車(chē)輛行駛計(jì)劃而設(shè)定的所述車(chē)輛目標(biāo)速度時(shí)，生成所述車(chē)輛行駛計(jì)劃，所述車(chē)輛行駛計(jì)劃包括所述主車(chē)輛繼續(xù)在所述巡航車(chē)道中的所述一個(gè)巡航車(chē)道中行駛的行駛計(jì)劃以及所述主車(chē)輛變道至所述巡航車(chē)道中的另一個(gè)巡航車(chē)道的行駛計(jì)劃。在根據(jù)以上方面的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中，所述電子控制單元可以被配置為：當(dāng)由于在所述主車(chē)輛的行駛方向上在 所述主車(chē)輛前方的另一個(gè)車(chē)輛而使得所述主車(chē)輛不能夠以車(chē)輛目標(biāo)速度在所述巡航車(chē)道中的所述一個(gè)巡航車(chē)道中行駛時(shí)，預(yù)測(cè)所述車(chē)輛周邊信息使得所述車(chē)輛暫時(shí)不能夠保持基于所述車(chē)輛行駛計(jì)劃而設(shè)定的所述車(chē)輛目標(biāo)速度。在根據(jù)以上方面的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中，所述電子控制單元可以被配置為：基于從布置在路上的交通燈接收的關(guān)于所述交通燈從紅色轉(zhuǎn)為綠色的時(shí)間以及所述交通燈從綠色轉(zhuǎn)為紅色的時(shí)間的信號(hào)生成在預(yù)測(cè)所述車(chē)輛周邊信息使得所述車(chē)輛暫時(shí)不能夠保持所述車(chē)輛目標(biāo)速度的所述行駛期間的車(chē)輛行駛計(jì)劃。在根據(jù)以上方面的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中，所述電子控制單元可以被配置為：對(duì)于各個(gè)所述車(chē)輛行駛計(jì)劃，計(jì)算在預(yù)測(cè)所述車(chē)輛周邊信息使得所述車(chē)輛暫時(shí)不能夠保持所述車(chē)輛目標(biāo)速度的所述行駛期間的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩的變化和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，并且然后，基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩的變化和所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化來(lái)計(jì)算在預(yù)測(cè)所述車(chē)輛周邊信息使得所述車(chē)輛暫時(shí)不能夠保持所述車(chē)輛目標(biāo)速度的所述行駛期間的預(yù)測(cè)燃料消耗。在根據(jù)以上方面的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中，所述電子控制單元可以被配置為計(jì)算在預(yù)測(cè)所述車(chē)輛周邊信息使得所述車(chē)輛暫時(shí)不能夠保持所述車(chē)輛目標(biāo)速度的所述行駛期間的車(chē)輛行駛距離，所述電子控制單元可以被配置為計(jì)算在所述車(chē)輛已經(jīng)以所述車(chē)輛目標(biāo)速度行駛所述車(chē)輛行駛距離的假設(shè)下的基準(zhǔn)燃料消耗，所述電子控制單元可以被配置為選擇所述預(yù)測(cè)燃料消耗相對(duì)于所述基準(zhǔn)燃料消耗的增加量最小或者所述預(yù)測(cè)燃料消耗相對(duì)于所述基準(zhǔn)燃料消耗的減小量最大的一個(gè)車(chē)輛行駛計(jì)劃，所述電子控制單元可以被配置為：在預(yù)測(cè)所述車(chē)輛周邊信息使得所述車(chē)輛暫時(shí)不能夠保持所述車(chē)輛目標(biāo)速度的所述行駛期間，根據(jù)選擇的所述一個(gè)車(chē)輛行駛計(jì)劃而控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)和所述轉(zhuǎn)向裝置的驅(qū)動(dòng)。

附圖說(shuō)明

下面將參考附圖描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例的特征、優(yōu)勢(shì)、以及技術(shù)和工業(yè)意義，其中，相似的參考標(biāo)號(hào)表示相似的元件，并且其中：

圖1是示出車(chē)輛的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的構(gòu)造的框圖；

圖2是車(chē)輛的側(cè)視圖；

圖3是用于圖示主車(chē)輛的路線的路徑的視圖；

圖4是用于圖示主車(chē)輛的路線的路徑的視圖；

圖5是用于生成行駛計(jì)劃的流程圖；

圖6是用于執(zhí)行行駛計(jì)劃的流程圖；圖7A是示出道路狀況、車(chē)輛的車(chē)速和車(chē)輛的要求驅(qū)動(dòng)扭矩的視圖；

圖7B是用于圖示出車(chē)輛的要求驅(qū)動(dòng)扭矩的計(jì)算方法的視圖；

圖7C是用于圖示出在上坡路上的行駛期間的車(chē)輛的要求驅(qū)動(dòng)扭矩的計(jì)算方法的視圖；

圖8是基于車(chē)輛行駛計(jì)劃的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制的控制結(jié)構(gòu)；

圖9A是示出整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)向裝置的視圖；

圖9B是示出用于計(jì)算作為要求驅(qū)動(dòng)扭矩與車(chē)速的函數(shù)的自動(dòng)變速器的速度比的映射(map)的視圖；

圖10是示出車(chē)速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩等的變化的時(shí)序圖；

圖11是示出車(chē)輛行駛模式的一個(gè)實(shí)例的視圖；

圖12是示出在當(dāng)在圖11所示的模式A中生成車(chē)輛行駛計(jì)劃時(shí)的燃料消耗等的變化的時(shí)序圖；

圖13是示出在當(dāng)在圖11所示的模式B中生成車(chē)輛行駛計(jì)劃時(shí)的燃料消耗等的變化的時(shí)序圖；

圖14是示出在當(dāng)在圖11所示的模式C中生成車(chē)輛行駛計(jì)劃時(shí)的燃料消耗等的變化的時(shí)序圖；

圖15是示出每單位行駛距離的燃料消耗的曲線圖；

圖16是示出車(chē)輛行駛模式的另一個(gè)實(shí)例的視圖；

圖17是示出在當(dāng)在圖16所示的模式A中生成車(chē)輛行駛計(jì)劃時(shí)的燃料消耗等的變化的時(shí)序圖；

圖18是示出在當(dāng)在圖16所示的模式B中生成車(chē)輛行駛計(jì)劃時(shí)的燃料消耗等的變化的時(shí)序圖；

圖19是示出在當(dāng)在圖16所示的模式C中生成車(chē)輛行駛計(jì)劃時(shí)的燃料消耗等的變化的時(shí)序圖；

圖20是示出每單位行駛距離的燃料消耗的曲線圖；

圖21是用于生成車(chē)輛行駛計(jì)劃的流程圖；

圖22A是示出圖21中的部分A的一個(gè)實(shí)例的流程圖；并且

圖22B是示出圖21中的部分A的另一個(gè)實(shí)例的流程圖。

具體實(shí)施方式

圖1是示出車(chē)輛的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的構(gòu)造的框圖，該自動(dòng)駕駛系統(tǒng)安裝在諸如汽車(chē)這樣的車(chē)輛上。如圖1所示，該車(chē)輛的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)包括：外部傳感器1、全球定位系統(tǒng)(GPS)接收單元2、內(nèi)部傳感器3、地圖數(shù)據(jù)庫(kù)4、導(dǎo)航系統(tǒng)5、人機(jī)交互界面(HMI)6、各種執(zhí)行器7以及電子控制單元(ECU)10。外部傳感器1檢測(cè)車(chē)輛周邊信息。

在圖1中，外部傳感器1是用于檢測(cè)作為車(chē)輛V周?chē)闹苓呅畔⒌耐獠繝顩r的檢測(cè)裝置。外部傳感器1包括攝像機(jī)、雷達(dá)和激光成像探測(cè)與測(cè)距(LIDAR)中的至少一者。例如，如圖2中的參考標(biāo)號(hào)8所表示地，攝像機(jī)設(shè)置在車(chē)輛V的擋風(fēng)玻璃的后側(cè)上。攝像機(jī)8捕捉車(chē)輛V前方的圖像。由攝像機(jī)8所捕捉的信息被傳送到電子控制單元10。另一方面，雷達(dá)是通過(guò)利用無(wú)線電波來(lái)檢測(cè)車(chē)輛V外部的障礙物的裝置。雷達(dá)基于從雷達(dá)輻射到車(chē)輛V周?chē)臒o(wú)線電波的反射波檢測(cè)車(chē)輛V周?chē)恼系K物。由雷達(dá)檢測(cè)的障礙物信息被傳送到電子控制單元10。

LIDAR是通過(guò)利用激光檢測(cè)車(chē)輛V的外部的障礙物的裝置。例如，如圖2中的參考標(biāo)號(hào)9所表示地，LIDAR安裝在車(chē)輛V的頂部。LIDAR 9測(cè)量從朝著車(chē)輛V周?chē)乃蟹较蝽槾屋椛涞募す獾姆瓷涔獾秸系K物的距離。以三維形式檢測(cè)在車(chē)輛V周?chē)娜我夥较蛏系恼系K物。由LIDAR 9所檢測(cè)到的三維障礙物信息被傳送到電子控制單元10。

在圖1中，GPS接收單元2從三個(gè)以上的GPS衛(wèi)星接收信號(hào)，并且基于接收到的信號(hào)來(lái)檢測(cè)車(chē)輛V的位置(例如，車(chē)輛V的緯度和經(jīng)度)。由GPS接收單元2所檢測(cè)到的車(chē)輛V的位置信息被傳送到電子 控制單元10。

在圖1中，內(nèi)部傳感器3是用于檢測(cè)車(chē)輛V的行駛狀態(tài)的檢測(cè)裝置。內(nèi)部傳感器3包括車(chē)速傳感器、加速度傳感器和角速度傳感器中的至少一者。車(chē)速傳感器是檢測(cè)車(chē)輛V的速度的檢測(cè)器。加速度傳感器是例如檢測(cè)車(chē)輛V的縱向加速度的檢測(cè)器。角速度傳感器是用于檢測(cè)車(chē)輛V的重心處的豎直軸周?chē)男D(zhuǎn)角速度的檢測(cè)器。由這些車(chē)速傳感器、加速度傳感器和角速度傳感器所檢測(cè)到的各條信息傳送到電子控制單元10。

在圖1中，地圖數(shù)據(jù)庫(kù)4是地圖信息的數(shù)據(jù)庫(kù)。地圖數(shù)據(jù)庫(kù)4例如存儲(chǔ)在安裝于車(chē)輛上的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器(HDD)中。地圖信息包括例如道路的位置信息、道路形狀的信息(諸如直部與彎部的分類(lèi)以及彎曲道路的曲率)、以及交叉點(diǎn)和分支點(diǎn)的位置信息。在圖1所示的實(shí)施例中，外部固定障礙物的三維基礎(chǔ)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在地圖數(shù)據(jù)庫(kù)4中。在使得車(chē)輛在巡航車(chē)道的中心行駛時(shí)，利用LIDAR 9生成外部固定障礙物的三維基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

在圖1中，導(dǎo)航系統(tǒng)5是將車(chē)輛V的駕駛員引導(dǎo)至由車(chē)輛V的駕駛員所設(shè)定的目的地的裝置。導(dǎo)航系統(tǒng)5基于地圖數(shù)據(jù)庫(kù)4的地圖信息和由GPS接收單元2所測(cè)量的車(chē)輛V的當(dāng)前位置計(jì)算到目的地的目標(biāo)路徑。關(guān)于車(chē)輛V的目標(biāo)路徑的信息被傳送到電子控制單元10。

在圖1中，HMI 6是用于在車(chē)輛V的乘客與車(chē)輛V的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)之間輸出和輸入信息的界面。例如，HMI 6包括：顯示面板，用于對(duì)乘客顯示圖像信息；用于音頻輸出的揚(yáng)聲器；操作按鈕或者觸摸板等，用于使乘客進(jìn)行輸入操作。當(dāng)乘客通過(guò)HMI 6進(jìn)行輸入操作以開(kāi)始自動(dòng)駕駛時(shí)，信號(hào)被傳送到電子控制單元10，并且然后開(kāi)始自動(dòng)駕駛。當(dāng)乘客進(jìn)行輸入操作以停止自動(dòng)駕駛時(shí)，信號(hào)被傳送到ECU10，并且然后停止自動(dòng)駕駛。

在圖1中，為了對(duì)車(chē)輛V執(zhí)行行駛控制，設(shè)置了致動(dòng)器7。致動(dòng)器7至少包括油門(mén)致動(dòng)器、剎車(chē)致動(dòng)器和轉(zhuǎn)向致動(dòng)器。油門(mén)致動(dòng)器響應(yīng)于來(lái)自電子控制單元10的控制信號(hào)而控制油門(mén)開(kāi)度，從而控制車(chē)輛V的驅(qū)動(dòng)力。剎車(chē)致動(dòng)器響應(yīng)于來(lái)自電子控制單元10的控制信號(hào)而控制制動(dòng)踏板的踏下量，從而控制施加到車(chē)輛V的車(chē)輪的制動(dòng)力。轉(zhuǎn)向致動(dòng)器響應(yīng)于來(lái)自電子控制單元10的控制限號(hào)而控制電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向輔助電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，從而控制車(chē)輛V的轉(zhuǎn)向動(dòng)作。

電子控制單元10包括經(jīng)由雙向總線彼此連接的中央處理單元(CPU)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)等。圖1示出了使用單個(gè)電子控制單元10的情況。代替地，可以使用多個(gè)電子控制單元。如圖1所示，電子控制單元10包括：車(chē)輛位置識(shí)別單元11、外部狀況識(shí)別單元12、行駛狀態(tài)識(shí)別單元13、行駛計(jì)劃生成單元14和行駛控制單元15。

在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中，在自動(dòng)駕駛開(kāi)始時(shí)，車(chē)輛位置識(shí)別單元11基于由GPS接收單元2所接收的車(chē)輛V的位置信息在地圖上識(shí)別出車(chē)輛V的初始位置。當(dāng)識(shí)別出在自動(dòng)駕駛開(kāi)始時(shí)的車(chē)輛V的初始位置時(shí)，外部狀況識(shí)別單元12隨后識(shí)別車(chē)輛V的外部狀況和車(chē)輛V的精確位置。即，外部狀況識(shí)別單元12基于外部傳感器1的檢測(cè)結(jié)果(諸如攝像機(jī)8所捕捉的信息、來(lái)自雷達(dá)的障礙物信息以及來(lái)自LIDAR 9的障礙物信息)識(shí)別車(chē)輛V的外部狀況。在這種情況下，外部狀況包括：巡航車(chē)道的白線相對(duì)于車(chē)輛V的位置、車(chē)道中心相對(duì)于車(chē)輛V的位置、道路寬度、道路形狀(諸如巡航車(chē)道的曲率和道路表面的坡度的變化)、以及車(chē)輛V周?chē)恼系K物的狀況(諸如將固定障礙物與可移動(dòng)障礙物互相區(qū)別的信息、障礙物相對(duì)于車(chē)輛V的位置、障礙物相對(duì)于車(chē)輛V的移動(dòng)方向、以及障礙物相對(duì)于車(chē)輛V的相對(duì)速度)。

當(dāng)已經(jīng)基于由GPS接收單元2所接收的車(chē)輛V的位置信息識(shí)別出 在自動(dòng)駕駛開(kāi)始時(shí)的車(chē)輛V的初始位置時(shí)，外部狀況識(shí)別單元12通過(guò)比較由LIDAR 9存儲(chǔ)在地圖數(shù)據(jù)庫(kù)4中的外部固定障礙物的三維基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與由LIDAR 9所檢測(cè)到的當(dāng)前的車(chē)輛V的外部的固定障礙物的三維檢測(cè)數(shù)據(jù)而識(shí)別當(dāng)前的車(chē)輛V的精確位置。具體地，在逐漸地移動(dòng)三維圖像的同時(shí)定位由LIDAR 9所檢測(cè)的固定障礙物的三維圖像與存儲(chǔ)的外部固定障礙物的三維基礎(chǔ)圖像完全重疊的圖像位置，并且此時(shí)的三維圖像的移動(dòng)量表示距離車(chē)輛的巡航車(chē)道的中心的移動(dòng)量。因此，能夠基于該移動(dòng)量來(lái)識(shí)別當(dāng)前的車(chē)輛V的精確位置。

當(dāng)以這種方式獲得距離車(chē)輛的巡航車(chē)道的中心的移動(dòng)量時(shí)，控制車(chē)輛的行駛，使得在車(chē)輛的自動(dòng)駕駛開(kāi)始時(shí)，車(chē)輛在巡航車(chē)道的中心處行駛。在車(chē)道中的行駛期間，繼續(xù)用于定位由LIDAR 9所檢測(cè)到的外部固定障礙物的三維圖像與存儲(chǔ)的外部固定障礙物的三維基本圖像完全重疊的圖像位置的工作，并且控制車(chē)輛的行駛，使得車(chē)輛沿著由駕駛員設(shè)定的目標(biāo)路徑在巡航車(chē)道的中心處行駛。通過(guò)比較由LIDAR所檢測(cè)的外部障礙物(固定障礙物和可移動(dòng)障礙物)的三維圖像與存儲(chǔ)的外部固定障礙物的三維基礎(chǔ)圖像，外部狀況識(shí)別單元12識(shí)別可移動(dòng)障礙物，諸如行人。

行駛狀態(tài)識(shí)別單元13基于內(nèi)部傳感器3的檢測(cè)結(jié)果(諸如來(lái)自車(chē)速傳感器的車(chē)速信息、來(lái)自加速度傳感器的加速度信息、以及來(lái)自角速度傳感器的旋轉(zhuǎn)角速度信息)識(shí)別車(chē)輛V的行駛狀態(tài)。例如，車(chē)輛V的行駛狀態(tài)包括：車(chē)速、加速度和在車(chē)輛V的重心處的豎直軸周?chē)男D(zhuǎn)角速度。

行駛計(jì)劃生成單元14基于地圖數(shù)據(jù)庫(kù)4的地圖信息、由車(chē)輛位置識(shí)別單元11和外部狀況識(shí)別單元12所識(shí)別的主車(chē)輛V的位置、由外部狀況識(shí)別單元12所識(shí)別的主車(chē)輛V的外部狀況(諸如，其他車(chē)輛的位置和行駛方向)、由內(nèi)部傳感器3所檢測(cè)到的主車(chē)輛V的速度和加速度等生成沿著由駕駛員設(shè)定的目標(biāo)路徑的主車(chē)輛V的行駛計(jì)劃，即， 判定主車(chē)輛的路線。在這種情況下，判定路線，使得車(chē)輛在遵循法律和法規(guī)的同時(shí)以最短的時(shí)間段安全地到達(dá)目的地。接著，將參考圖3和圖4簡(jiǎn)單地描述判定路線的方式。

圖3和圖4示出了垂直于xy平面的軸被設(shè)定為時(shí)間t軸的三維空間。在圖3中，V表示xy平面上的主車(chē)輛，并且xy平面中的y軸方向是主車(chē)輛V的行駛方向。在圖3中，R表示主車(chē)輛V當(dāng)前正在行駛的道路。如圖3中的P所示，行駛計(jì)劃生成單元14在由xyz軸形成的三維空間內(nèi)生成主車(chē)輛V的路線的未來(lái)路徑。路徑的初始位置是主車(chē)輛V的當(dāng)前位置，此時(shí)的時(shí)間t被設(shè)定為0(時(shí)間t＝0)，并且此時(shí)的主車(chē)輛V的位置被設(shè)定為(x(0),y(0))。主車(chē)輛V的行駛狀態(tài)由車(chē)速v和行駛方向θ表達(dá)，并且在t＝0的時(shí)間的主車(chē)輛V的行駛狀態(tài)被設(shè)定為(v(0),θ(0))。

從預(yù)先設(shè)定的多個(gè)操作中選擇在從時(shí)間t＝0開(kāi)始的Δt時(shí)間段(0.1至0.5秒)期間對(duì)主車(chē)輛V進(jìn)行的駕駛操作。具體的實(shí)例包括：從預(yù)先設(shè)定的-10至+30Km/h/sec加速度的范圍內(nèi)的多個(gè)值之中選擇；以及從預(yù)先設(shè)定的-7至+7度/秒的轉(zhuǎn)向角范圍內(nèi)的多個(gè)值之中選擇。在這種情況下，例如，對(duì)于任意一個(gè)加速度與任意一個(gè)轉(zhuǎn)向角的各個(gè)組合，在Δt(t＝Δt)時(shí)間段之后，獲得主車(chē)輛V的位置(x(1),y(1))和主車(chē)輛V的行駛狀態(tài)(v(1),θ(1))，并且隨后，再過(guò)去Δt時(shí)間段之后，即，在2Δt(t＝2Δt)之后，獲得主車(chē)輛V的位置(x(2),y(2))和主車(chē)輛V的行駛狀態(tài)(v(2),θ(2))。相似地，獲得時(shí)期nΔt(t＝nΔt)之后的主車(chē)輛的位置(x(n),y(n))和主車(chē)輛V的行駛狀態(tài)(v(n),θ(n))。

行駛計(jì)劃生成單元14通過(guò)連接分別對(duì)于任意一個(gè)加速度與任意一個(gè)轉(zhuǎn)向角的組合而獲得的主車(chē)輛V的位置(x,y)而生成多個(gè)路線的路徑。圖3中的P代表如此獲得的路徑中的典型的一個(gè)路徑。當(dāng)生成多個(gè)路線的路徑時(shí)，從這些路徑中選擇車(chē)輛能夠沿著其在遵循法律和法規(guī)的同時(shí)以最短的時(shí)間段安全地到達(dá)目的地的路徑，并且所選擇的路 徑被判定為主車(chē)輛V的路線。在圖3中，對(duì)在該路徑的道路R上的xy平面的投影圖是主車(chē)輛V的實(shí)際路線。

接著，將參考圖4描述從多個(gè)路線的路徑中選擇車(chē)輛能夠沿著其在遵循法律和法規(guī)的同時(shí)以最短的時(shí)間段安全地到達(dá)目的地的路徑的方法的實(shí)例。在圖4中，與圖3中一樣，V表示主車(chē)輛，并且A表示在與主車(chē)輛V相同的方向上在主車(chē)輛V前方行駛的另一個(gè)車(chē)輛。圖4示出了對(duì)主車(chē)輛V生成的多個(gè)路線的路徑P。行駛計(jì)劃生成單元14還對(duì)另一個(gè)車(chē)輛A的任意一個(gè)加速度與任意一個(gè)轉(zhuǎn)向角的組合生成多個(gè)路線的路徑。對(duì)另一個(gè)車(chē)輛A生成的多個(gè)路線的路徑在圖4中由P’表示。

行駛計(jì)劃生成單元14基于由外部狀況識(shí)別單元12所識(shí)別的外部信息，對(duì)各個(gè)路徑P初始地判定：當(dāng)主車(chē)輛V根據(jù)期望的路徑P行駛時(shí)，主車(chē)輛V是否能夠在道路R內(nèi)行駛，并且主車(chē)輛V是否不與任何固定障礙物或者任何行人碰撞。如果主車(chē)輛V根據(jù)期望的路徑P行駛，則當(dāng)判定了主車(chē)輛V不能夠在道路R內(nèi)行駛或者判定了主車(chē)輛V與固定障礙物或者行人碰撞時(shí)，將期望的路徑P從選擇中排除，并且對(duì)于剩余的路徑P判定與另一個(gè)車(chē)輛A的干涉度。

即，在圖4中，當(dāng)路徑P與路徑P’相交時(shí)，意味著主車(chē)輛V與另一個(gè)車(chē)輛A在路徑P與路徑P’相交的時(shí)間t互相碰撞。因此，在使用最簡(jiǎn)單的判定方法的情況下，當(dāng)在上述剩余的路徑P中存在與任意一個(gè)路徑P’相交的路徑P時(shí)，則將與任意一個(gè)路徑P’相交的路徑P從選擇中排除，并且從剩余的路徑P中選擇車(chē)輛能夠沿著其以最短的時(shí)間段到達(dá)目的地的路徑。在這種情況下，判定方法變得稍微復(fù)雜化；然而，即使當(dāng)任意一個(gè)路徑P與任意一個(gè)路徑P’相交時(shí)，也可以采用選擇沿著其碰撞度低的路徑P作為最優(yōu)路徑的選擇方法。以這種方式，從多個(gè)路線的路徑P之中選擇車(chē)輛能夠沿著其在遵循法律和法規(guī)的同時(shí)以最短的時(shí)間段安全到達(dá)目的地的路徑P。

當(dāng)選擇了路徑P時(shí)，行駛計(jì)劃生成單元14輸出在選擇的路徑P中的時(shí)間t＝Δt處的主車(chē)輛V的位置(x(1),y(1))和主車(chē)輛V的行駛狀態(tài)(v(1),θ(1))、在選擇的路徑P中的時(shí)間t＝2Δt處的主車(chē)輛V的位置(x(2),y(2))和主車(chē)輛V的行駛狀態(tài)(v(2),θ(2))、...、以及在選擇的路徑P中的時(shí)間t＝nΔt處的主車(chē)輛V的位置(x(n),y(n))和主車(chē)輛V的行駛狀態(tài)(v(n),θ(n))。行駛控制單元15基于主車(chē)輛V的這些位置和主車(chē)輛V的這些行駛狀態(tài)控制主車(chē)輛的行駛。

隨后，在時(shí)間t＝Δt處，在此時(shí)時(shí)間t為0(時(shí)間t＝0)處，主車(chē)輛V的位置為(x(0),y(0))，并且主車(chē)輛V的行駛狀態(tài)為(v(0),θ(0))，對(duì)于任意一個(gè)加速度與任意一個(gè)轉(zhuǎn)向角的組合再次生成多個(gè)路線的路徑P，并且從這些路徑P之中選擇最優(yōu)路徑P。當(dāng)選擇了最優(yōu)路徑P時(shí)，行駛計(jì)劃生成單元14輸出在選擇的路徑P中的在各個(gè)時(shí)間t＝Δt、2Δt、...、以及nΔt處的主車(chē)輛V的位置和主車(chē)輛V的行駛狀態(tài)，并且行駛控制單元15基于主車(chē)輛V的這些位置和主車(chē)輛V的這些行駛狀態(tài)控制主車(chē)輛的行駛。其后，將重復(fù)以上。

接著，將參考圖5和圖6所示的流程圖簡(jiǎn)單地描述在車(chē)輛的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中執(zhí)行的基礎(chǔ)處理。例如，當(dāng)駕駛員在導(dǎo)航系統(tǒng)5中設(shè)定目的地并且通過(guò)HMI 6進(jìn)行輸入操作以開(kāi)始自動(dòng)駕駛時(shí)，電子控制單元10反復(fù)地執(zhí)行生成行駛計(jì)劃的程序，如圖5所示。

即，初始地，在步驟20中，車(chē)輛位置識(shí)別單元11基于由GPS接收單元2所接收到的車(chē)輛V的位置信息識(shí)別主車(chē)輛V的位置。隨后，在步驟21中，外部狀況識(shí)別單元12基于外部傳感器1所檢測(cè)到的結(jié)果識(shí)別主車(chē)輛V的外部狀況和主車(chē)輛V的精確位置。隨后，在步驟22中，行駛狀態(tài)識(shí)別單元13基于內(nèi)部傳感器2的檢測(cè)結(jié)果識(shí)別車(chē)輛V的行駛狀態(tài)。隨后，在步驟23中，行駛計(jì)劃生成單元14以參考圖3和圖4所描述的方式生成車(chē)輛V的行駛計(jì)劃?；谛旭傆?jì)劃而對(duì)車(chē)輛執(zhí) 行行駛控制。圖6示出了用于執(zhí)行對(duì)車(chē)輛的行駛控制的程序。

如圖6所示，初始地，在步驟30中，加載由行駛計(jì)劃生成單元14所生成的行駛計(jì)劃，即，在選擇的路徑P中的從t＝Δt到t＝nΔt的每個(gè)時(shí)間處的主車(chē)輛V的位置(x,y)和主車(chē)輛V的行駛狀態(tài)(v,θ)。隨后，基于各個(gè)時(shí)間處的主車(chē)輛V的位置(x,y)和主車(chē)輛V的行駛狀態(tài)(v,θ)，在步驟31中執(zhí)行對(duì)車(chē)輛V的發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制、對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)輔助設(shè)備的控制等，在步驟32中執(zhí)行對(duì)車(chē)輛V的制動(dòng)控制、對(duì)剎車(chē)燈的點(diǎn)亮控制等，在步驟33中執(zhí)行轉(zhuǎn)向控制、對(duì)方向指示燈的控制等。每次獲取更新的新的行駛計(jì)劃時(shí)都更新這些控制。

以這種方式，進(jìn)行根據(jù)生成的行駛計(jì)劃的車(chē)輛V的自動(dòng)駕駛。當(dāng)進(jìn)行車(chē)輛V的自動(dòng)駕駛并且然后車(chē)輛V已經(jīng)到達(dá)目的地時(shí)，或者當(dāng)在進(jìn)行車(chē)輛V的自動(dòng)駕駛的同時(shí)已經(jīng)由駕駛員通過(guò)HMI 6進(jìn)行停止自動(dòng)駕駛的輸入操作時(shí)，終止自動(dòng)駕駛。

接著，將參考圖7A示意性地描述基于由行駛計(jì)劃生成單元14所生成的行駛計(jì)劃的對(duì)車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制的一個(gè)實(shí)例。圖7A示出道路狀況、車(chē)輛V的車(chē)速v和車(chē)輛V的要求驅(qū)動(dòng)扭矩TR。在圖7A中，車(chē)速v示出了基于由行駛計(jì)劃生成單元14所生成的行駛計(jì)劃的車(chē)速的一個(gè)實(shí)例。圖7A所示的實(shí)例示出了車(chē)輛V在時(shí)間t＝0處停止的情況，車(chē)輛V在從時(shí)間t＝0至?xí)r間t＝Δt的時(shí)間段期間加速，在從時(shí)間t＝Δt至?xí)r間t＝7Δt的時(shí)期中，即使當(dāng)?shù)缆纷優(yōu)樯掀碌缆窌r(shí)，也使得車(chē)輛V以恒定的速度行駛，并且車(chē)速v從時(shí)間t＝7Δt開(kāi)始在下坡道路上降低。

在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中，基于由行駛計(jì)劃生成單元14所生成的行駛計(jì)劃根據(jù)車(chē)速v而獲得要增加到車(chē)輛V的在車(chē)輛V的行駛方向上的加速度A(n)，根據(jù)加速度A(n)而獲得車(chē)輛V的要求驅(qū)動(dòng)扭矩TR，并且發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)受驅(qū)動(dòng)控制，使得車(chē)輛V的驅(qū)動(dòng)扭矩變?yōu)橐篁?qū)動(dòng)扭矩TR。例如，如圖7B所示，在具有質(zhì)量M的車(chē)輛在時(shí)間Δt的時(shí)間段期 間從v(n)加速到v(n+1)的情況下，此時(shí)的在車(chē)輛V的行駛方向上的加速度A(n)由加速度A(n)＝(v(n+1)-v(n))/Δt來(lái)表示，如圖7B所示。在此時(shí)作用在車(chē)輛V上的力由F表示的情況下，力F由車(chē)輛V的質(zhì)量M與加速度A(n)的乘積表示(＝M·A(n))。另一方面，在車(chē)輛V的各個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的半徑由r表示的情況下，車(chē)輛V的驅(qū)動(dòng)扭矩TR由F·r表示。因此，車(chē)輛V的要求驅(qū)動(dòng)扭矩TR由C·A(n)(＝F·r＝M·A(n)·r)表示，其中，C為常數(shù)。

當(dāng)獲得了車(chē)輛V的要求驅(qū)動(dòng)扭矩TR(＝C·A(n))時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)受驅(qū)動(dòng)控制，使得車(chē)輛V的驅(qū)動(dòng)扭矩變?yōu)橐篁?qū)動(dòng)扭矩TR。具體地，控制發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩和變速箱的速度比，使得車(chē)輛V的驅(qū)動(dòng)扭矩變?yōu)橐篁?qū)動(dòng)扭矩TR，并且控制油門(mén)56的開(kāi)度，使得產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩。稍后將再次描述對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制。

另一方面，當(dāng)?shù)缆窞樯掀碌缆窌r(shí)，與當(dāng)?shù)缆窞槠教沟缆窌r(shí)相比，要求較大的驅(qū)動(dòng)扭矩以使得車(chē)輛V行駛。即，如圖7C所示，在上坡道路上，在重力加速度為g并且坡度為θ的情況下，加速度AX(＝g·SINθ)在使車(chē)輛V向后移動(dòng)的方向上作用在具有質(zhì)量M的車(chē)輛V上。即，減速度AX(＝g·SINθ)作用在車(chē)輛V上。此時(shí)，在C為常數(shù)的情況下，使車(chē)輛V不向后移動(dòng)所需的車(chē)輛V的要求驅(qū)動(dòng)扭矩TR由C·AX(＝F·r＝M·AX·r)表示。因此，當(dāng)車(chē)輛V在上坡道路上行駛時(shí)，車(chē)輛V的要求驅(qū)動(dòng)扭矩TR增加驅(qū)動(dòng)扭矩C·AX。

因此，在圖7A所示的實(shí)例中，在車(chē)輛V加速的從時(shí)間t＝0到時(shí)間t＝Δt的時(shí)間段期間，車(chē)輛V的要求驅(qū)動(dòng)扭矩TR增加，在車(chē)輛V以恒定速度在平坦道路上行駛的從時(shí)間t＝Δt到時(shí)間t＝3Δt的時(shí)間段期間，車(chē)輛V的要求驅(qū)動(dòng)扭矩TR稍微減小，在車(chē)輛V以恒定速度在上坡道路上行駛的從時(shí)間t＝3Δt至?xí)r間t＝5Δt的時(shí)間段期間，車(chē)輛V的要求驅(qū)動(dòng)扭矩TR顯著增加，與當(dāng)車(chē)輛V以恒定速度在上坡道路上行駛時(shí)相比，在車(chē)輛V以恒定速度在平坦道路上行駛的從時(shí)間t＝5Δt至 時(shí)間t＝7Δt的時(shí)間段期間，車(chē)輛V的要求驅(qū)動(dòng)扭矩TR降低，并且在車(chē)輛V以稍微降低的恒定速度在下坡道路上行駛之后，車(chē)輛V的要求驅(qū)動(dòng)扭矩TR進(jìn)一步降低。

圖8示出了基于車(chē)輛行駛計(jì)劃的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制的控制結(jié)構(gòu)。在基于行駛計(jì)劃40而生成的當(dāng)前(時(shí)間t＝0)車(chē)速為v(0)的情況下，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中，同時(shí)互相平行地執(zhí)行用于將在Δt時(shí)間段過(guò)去之后的時(shí)間t＝Δt處的車(chē)速控制為基于行駛計(jì)劃40而生成的車(chē)速v(1)的前饋控制和將實(shí)際車(chē)速控制為基于行駛計(jì)劃40而生成的車(chē)速v的反饋控制。在這種情況下，當(dāng)同時(shí)描述這些控制時(shí)，難以理解這些前饋控制和反饋控制，因此將首先描述前饋控制，并且然后將描述反饋控制。

如圖8所示，前饋控制單元41基于在行駛計(jì)劃40基礎(chǔ)上生成的當(dāng)前(時(shí)間t＝0)車(chē)速v(0)以及在時(shí)間t＝Δt處的車(chē)速v(1)計(jì)算在當(dāng)車(chē)速?gòu)膙(0)變化至v(1)時(shí)的在車(chē)輛V的行駛方向上的加速度A(1)＝(v(2)-v(1))/Δt。另一方面，坡度更正單元43計(jì)算參考圖7C描述的在上坡道路或者下坡道路上的加速度AX(g·SINθ)。由前饋控制單元41獲得的加速度A(1)和由坡度更正單元43所獲得的加速度AX被加到一起，并且要求驅(qū)動(dòng)扭矩TR計(jì)算單元44根據(jù)由前饋控制單元41所獲得的加速度A(1)與由坡度更正單元43所獲得的加速度AX的總和(A(1)+AX)計(jì)算車(chē)輛V的要求驅(qū)動(dòng)扭矩TR。

加速度的總和(A(1)+AX)表明了將車(chē)速?gòu)膙(0)變化至v(1)所需的加速度。因此，當(dāng)基于加速度的總和(A(1)+AX)而變化車(chē)輛V的要求驅(qū)動(dòng)扭矩TR時(shí)，在時(shí)間t＝Δt處的計(jì)算的車(chē)速為v(1)。因此，隨后，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元45對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)執(zhí)行驅(qū)動(dòng)控制，使得車(chē)輛V的驅(qū)動(dòng)扭矩變?yōu)橐篁?qū)動(dòng)扭矩TR。從而，車(chē)輛經(jīng)歷自動(dòng)駕駛。以這種方式，當(dāng)基于加速度的總和(A(1)+AX)而變化車(chē)輛的要求驅(qū)動(dòng)扭矩TR時(shí)，在時(shí)間t＝Δt處的計(jì)算的車(chē)速為v(1)。然而，實(shí)際車(chē)速與v(1)偏差，并且 為了消除偏差而執(zhí)行反饋控制。

即，反饋控制單元42對(duì)車(chē)輛V的要求驅(qū)動(dòng)扭矩TR執(zhí)行反饋控制，使得基于行駛計(jì)劃40而生成的當(dāng)前車(chē)速v(0)與實(shí)際車(chē)速vz之間的差(＝v(0)-vz)變?yōu)?，即，實(shí)際車(chē)速vz變?yōu)榛谛旭傆?jì)劃40而生成的當(dāng)前車(chē)速v(0)。具體地，反饋控制單元42計(jì)算通過(guò)將預(yù)設(shè)增益G乘以當(dāng)前車(chē)速v(0)與實(shí)際車(chē)速vz之間的差(＝v(0)-vz)而獲得的值(v(0)-vz)·G，并且將由反饋控制單元42獲得的值(v(0)-vz)·G加到由前饋控制單元41所獲得的加速度A(1)。

以這種方式，將實(shí)際車(chē)速vz控制為基于行駛計(jì)劃40而生成的車(chē)速v(n)。在行駛計(jì)劃40中生成在時(shí)間t＝0、時(shí)間t＝Δt、時(shí)間t＝2Δt...處的車(chē)速v(0)、v(1)、v(2)...。前饋控制單元41基于這些車(chē)速v(n)計(jì)算在時(shí)間t＝0、時(shí)間t＝Δt、時(shí)間t＝2Δt...處的在車(chē)輛V的行駛方向上的加速度A(1)、A(2)、A(3)...。要求驅(qū)動(dòng)扭矩TR計(jì)算單元44基于這些加速度A(1)、A(2)、A(3)...來(lái)計(jì)算在時(shí)間t＝0、時(shí)間t＝Δt、時(shí)間t＝2Δt...處的車(chē)輛V的要求驅(qū)動(dòng)扭矩TR。即，要求驅(qū)動(dòng)扭矩TR計(jì)算單元44計(jì)算在時(shí)間t＝0、時(shí)間t＝Δt、時(shí)間t＝2Δt...處的未來(lái)要求驅(qū)動(dòng)扭矩TR的預(yù)測(cè)值。

接著，將簡(jiǎn)單地描述基于要求驅(qū)動(dòng)扭矩TR的計(jì)算預(yù)測(cè)值的對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制和對(duì)轉(zhuǎn)向裝置的驅(qū)動(dòng)控制。之前，首先將描述與對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)向裝置的驅(qū)動(dòng)控制相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)部分。圖9A示出整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)向裝置。如圖9A所示，50表示發(fā)動(dòng)機(jī)本體，51表示燃燒室，52表示進(jìn)氣歧管，53表示廢氣歧管，54表示分別布置在進(jìn)氣歧管52的進(jìn)氣分支管中的燃油噴射閥，55表示進(jìn)氣管，56表示布置在進(jìn)氣管55內(nèi)的節(jié)氣門(mén)閥，57表示用于驅(qū)動(dòng)節(jié)氣門(mén)閥56的執(zhí)行器，58表示廢氣渦輪增壓器，59表示空氣過(guò)濾器，60表示催化轉(zhuǎn)化器，61表示廢氣再循環(huán)(后文中，稱為EGR)通道，其將廢氣歧管53內(nèi)部的廢氣循環(huán)到進(jìn)氣歧管52內(nèi)，62表示用于控制EGR量的EGR控制閥，并且63表 示連接至發(fā)動(dòng)機(jī)本體50的自動(dòng)變速器。

進(jìn)氣經(jīng)由空氣過(guò)濾器59、廢氣渦輪增壓器58的進(jìn)氣壓縮機(jī)58a、進(jìn)氣管55和進(jìn)氣歧管52供給至燃燒室51。從燃燒室51排出到廢氣歧管53內(nèi)的廢氣經(jīng)由廢氣渦輪增壓器58的排氣渦輪58b和催化轉(zhuǎn)化器60排出到大氣。在圖9A中，64表示轉(zhuǎn)向裝置。轉(zhuǎn)向裝置64包括方向盤(pán)65、轉(zhuǎn)向軸66和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)67。轉(zhuǎn)向軸66用于將方向盤(pán)65的轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞到轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。當(dāng)已經(jīng)從行駛控制單元15發(fā)出要轉(zhuǎn)向的請(qǐng)求時(shí)，使得轉(zhuǎn)向軸66通過(guò)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)67的轉(zhuǎn)向輔助電機(jī)而轉(zhuǎn)動(dòng)，結(jié)果進(jìn)行轉(zhuǎn)向動(dòng)作。

圖9A所示的自動(dòng)變速器63是有級(jí)自動(dòng)變速度或者無(wú)級(jí)變速器。自動(dòng)變速器63的速度比是由圖8中的計(jì)算單元44所計(jì)算的要求驅(qū)動(dòng)扭矩TR與車(chē)速v的函數(shù)。自動(dòng)變速器63的速度比GR預(yù)先以圖9B所示的映射的形式存儲(chǔ)在電子控制單元10(圖1)的ROM中，作為要求驅(qū)動(dòng)扭矩TR與車(chē)速v的函數(shù)。概括地說(shuō)，隨著車(chē)速v增加，自動(dòng)變速度63的速度比GR減小。

圖10示出了基于行駛計(jì)劃生成的車(chē)速v中的典型變化中的要求驅(qū)動(dòng)扭矩TR的變化、自動(dòng)變速器63的速度比GR的變化、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化以及發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩的變化。如圖10所示，當(dāng)基于行駛計(jì)劃生成的車(chē)速v增加時(shí)，即，當(dāng)車(chē)輛加速時(shí)，要求驅(qū)動(dòng)扭矩TR顯著地增加。另一方面，當(dāng)車(chē)速v增加時(shí)，速度比GR逐漸減小，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸增加，并且發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩也相應(yīng)地逐漸增加。相比之下，當(dāng)基于行駛計(jì)劃生成的車(chē)速v降低時(shí)，即，當(dāng)車(chē)速減速時(shí)，要求驅(qū)動(dòng)扭矩TR顯著減小至負(fù)值。另一方面，當(dāng)車(chē)速v降低時(shí)，速度比GR逐漸增加，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸降低，并且發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩相應(yīng)地減少至零或者接近零的值。

根據(jù)本發(fā)明的車(chē)輛的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)包括外部傳感器1和電子控制 單元10。外部傳感器1用于檢測(cè)車(chē)輛周邊信息。電子控制單元10被配置為基于地圖信息和由外部傳感器1所檢測(cè)到的車(chē)輛周邊信息生成沿著預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)路徑的車(chē)輛行駛計(jì)劃，并且基于生成的車(chē)輛行駛計(jì)劃來(lái)控制車(chē)輛的自動(dòng)駕駛。在這種情況下，電子控制單元10基于生成的車(chē)輛行駛計(jì)劃設(shè)定車(chē)輛目標(biāo)速度，并且使得車(chē)輛以設(shè)定的目標(biāo)速度行駛。

順便提及，通常地說(shuō)，當(dāng)使得車(chē)輛以恒定速度行駛而不加速或者減速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗是低的。因此，當(dāng)設(shè)定車(chē)輛目標(biāo)速度時(shí)，在當(dāng)使得車(chē)輛以目標(biāo)速度行駛而不加速或者減速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗是低的。當(dāng)然，在這種情況下，最好將車(chē)輛目標(biāo)速度設(shè)定為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗最低的速度。即使當(dāng)不可能將車(chē)輛目標(biāo)速度設(shè)定為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗最低的速度時(shí)，如果將車(chē)輛的速度保持在目標(biāo)速度處，也能夠減小發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗。

然而，實(shí)際上，在車(chē)輛的自動(dòng)駕駛期間，不總是能夠使得車(chē)輛的速度能夠持續(xù)地保持在目標(biāo)速度處，并且產(chǎn)生使得車(chē)速暫時(shí)地以除了目標(biāo)速度之外的速度行駛的目標(biāo)速度外行駛期間。如果產(chǎn)生了這樣的目標(biāo)速度外行駛期間，則在該目標(biāo)速度外行駛期間的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗通常比在車(chē)輛速度保持為目標(biāo)速度的情況下高。在這種情況下，由于此時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗的增加量減小，所以能夠減小在車(chē)輛的自動(dòng)駕駛期間的燃料消耗。另一方面，在本發(fā)明中，在自動(dòng)駕駛期間，由外部傳感器1檢測(cè)車(chē)輛周邊信息。因此，當(dāng)需要使得車(chē)輛暫時(shí)以除了目標(biāo)速度之外的速度行駛時(shí)，能夠基于車(chē)輛周邊信息來(lái)預(yù)測(cè)在目標(biāo)速度外行駛期間的各種行駛模式。

如果能夠預(yù)測(cè)各種行駛模式，則在基于用于執(zhí)行這些各種行駛模式的各種行駛計(jì)劃而預(yù)測(cè)當(dāng)使得車(chē)輛行駛時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗的增加量。以這種方式，如果能夠基于各種行駛計(jì)劃而預(yù)測(cè)當(dāng)使得車(chē)輛行駛時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗的增加量，則能夠在這些各種行駛計(jì)劃之中 找到燃料消耗的增加量最小的行駛計(jì)劃。因此，當(dāng)使得車(chē)輛根據(jù)燃料消耗的增加量最小的行駛計(jì)劃行駛時(shí)，能夠減小在車(chē)輛的自動(dòng)駕駛期間的燃料消耗。以這種方式，根據(jù)本發(fā)明，在自動(dòng)駕駛期間，當(dāng)不能夠使得車(chē)輛的速度持續(xù)地保持在目標(biāo)速度時(shí)，使得車(chē)輛基于燃料消耗的增加量最小的行駛計(jì)劃而行駛，從而減小在車(chē)輛的自動(dòng)駕駛期間的燃料消耗。

接著，將參考具體實(shí)例描述使得車(chē)輛根據(jù)燃料消耗的增加量最小的行駛計(jì)劃行駛的方法。圖11示出了存在兩個(gè)相鄰巡航車(chē)道R1、R2的情況，主車(chē)輛V在巡航車(chē)道R1中的箭頭方向上行駛，在主車(chē)輛V的行駛方向上，在主車(chē)輛V前方存在另一個(gè)車(chē)輛X，并且在巡航車(chē)道R2中存在為了右轉(zhuǎn)而停止的另一個(gè)車(chē)輛Y。在這種情況下，基于由外部傳感器1所檢測(cè)的車(chē)輛周邊信息來(lái)識(shí)別車(chē)輛X和車(chē)輛Y的位置和移動(dòng)。

當(dāng)車(chē)輛X以高于或者等于主車(chē)輛V的目標(biāo)速度行駛時(shí)，不存在問(wèn)題，并且，在該情況下，使得主車(chē)輛V持續(xù)以目標(biāo)速度行駛。相比之下，當(dāng)車(chē)輛V以低于主車(chē)輛V的目標(biāo)速度行駛、或者車(chē)輛X減速并且以低于或者等于主車(chē)輛V的目標(biāo)速度的速度行駛，并且結(jié)果，使得主車(chē)輛V不能夠再保持目標(biāo)速度時(shí)，根據(jù)車(chē)輛X和車(chē)輛Y的位置和移動(dòng)來(lái)預(yù)測(cè)此時(shí)能夠采用的大量行駛模式。圖11示出了此時(shí)能夠采用的典型的三種行駛模式。在圖12、圖13和圖14的對(duì)應(yīng)的一幅圖中示出了在用于分別進(jìn)行圖11中的模式A、B、C的各個(gè)行駛計(jì)劃中的主車(chē)輛V的車(chē)速v的變化、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N的變化、發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩的變化以及發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗Q的變化。

圖11中的模式A示出了主車(chē)輛V超過(guò)停止的車(chē)輛Y并且然后將車(chē)道從巡航車(chē)道R1變更至巡航車(chē)道R2的情況。此時(shí)的基于行駛計(jì)劃的車(chē)速v等的變化在圖12中示出。如圖11和圖12中的模式A所示，在模式A中，當(dāng)假定在圖12中的時(shí)間t₀處在主車(chē)輛V的行駛方向上 的主車(chē)輛V與主車(chē)輛V前方的車(chē)輛X之間的距離變得小于或者等于預(yù)定距離時(shí)，其后車(chē)速v逐漸降低，使得主車(chē)輛V與車(chē)輛X之間的距離被保持為預(yù)定距離。當(dāng)車(chē)速v逐漸降低時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N逐漸降低，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩Tr降低至接近0的值，并且發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗Q大量減小。隨后，主車(chē)輛V以與車(chē)輛X相同的恒定速度預(yù)定車(chē)輛X預(yù)定距離地跟隨車(chē)輛X行駛。此時(shí)，為了增加發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩Tr，發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗Q增加。

隨后，當(dāng)主車(chē)輛V超過(guò)停止的車(chē)輛Y時(shí)，主車(chē)輛V將車(chē)道從巡航車(chē)道R1變更至巡航車(chē)道R2，并且隨后，車(chē)速v逐漸增加，從而變?yōu)橹鬈?chē)輛V的目標(biāo)速度v₀。隨著車(chē)速v逐漸增加，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N逐漸增加，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩Tr也逐漸增加，并且發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗Q也逐漸增加。當(dāng)車(chē)速v逐漸增加并且，結(jié)果，主車(chē)輛V超過(guò)車(chē)輛X時(shí)，主車(chē)輛V將車(chē)道從巡航車(chē)道R2變更至巡航車(chē)道R1。隨后，當(dāng)車(chē)速v在圖12中的時(shí)間t₁處變?yōu)槟繕?biāo)速度v₀時(shí)，主車(chē)輛V再次被保持在目標(biāo)速度v₀。

在圖12中，時(shí)間t₀與時(shí)間t₁之間的時(shí)間段代表需要使得主車(chē)輛V暫時(shí)以除了目標(biāo)速度之外的速度行駛的目標(biāo)速度外行駛期間DP。在目標(biāo)速度外行駛期間DP期間的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗Q的總量由圖12中的燃料消耗Q的陰影部分的面積表示。另一方面，在圖12中，DS表示在目標(biāo)速度外行駛期間DP期間的主車(chē)輛V的行駛距離。圖12示出了主車(chē)輛V已經(jīng)以目標(biāo)速度v₀行駛行駛距離DS的假設(shè)下的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗QA。在該情況下的燃料消耗QA的總量由圖12中的燃料消耗QA的陰影部分的面積表示。

在當(dāng)使得主車(chē)輛V以目標(biāo)速度v₀行駛時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗QA被稱為基準(zhǔn)燃料消耗QA、并且在當(dāng)使得主車(chē)輛V以除了目標(biāo)速度之外的速度行駛時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗Q被稱為預(yù)測(cè)燃料消耗Q的情況下，預(yù)測(cè)燃料消耗Q的總量通常高于基準(zhǔn)燃料消耗QA的總量。因此，能 夠基于燃料消耗的增加量來(lái)判定行駛計(jì)劃是否具有低的燃料消耗。在一些情況下，預(yù)測(cè)燃料消耗Q的總量可能(may)小于基準(zhǔn)燃料消耗QA的總量。當(dāng)同樣考慮這種情況時(shí)，當(dāng)預(yù)測(cè)燃料消耗Q相對(duì)于基準(zhǔn)燃料消耗QA的增加量最小或者當(dāng)預(yù)測(cè)燃料消耗Q相對(duì)于基準(zhǔn)燃料消耗QA的減小量最大時(shí)，燃料消耗最低。

圖11中的模式B示出了主車(chē)輛V將車(chē)道從巡航車(chē)道R1變更至巡航車(chē)道R2并且然后排列在停止的車(chē)輛Y后方的情況。此時(shí)的基于行駛計(jì)劃的車(chē)速v等的變化在圖13中示出。如圖11和圖13中的模式B所示，在模式B中，在圖13中的時(shí)間t₀處，主車(chē)輛V的車(chē)速v快速降低，并且隨后使得主車(chē)輛V在排列于車(chē)輛Y后方之后停止。在這種情況下，當(dāng)主車(chē)輛V的車(chē)速v快速降低時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N立即降低，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩Tr也立即降低至接近0的值，并且發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗Q也立即降低。

隨后，當(dāng)車(chē)輛Y右轉(zhuǎn)并且然后車(chē)輛Y從主車(chē)輛V的前方消失時(shí)，車(chē)速v逐漸增加，從而變?yōu)橹鬈?chē)輛V的目標(biāo)速度v₀。當(dāng)車(chē)速v逐漸增加時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N逐漸增加，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩Tr也逐漸增加，并且發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗Q也逐漸增加。隨后，當(dāng)車(chē)速v在圖13中時(shí)間t₁處變?yōu)橹鬈?chē)輛V的目標(biāo)速度v₀時(shí)，主車(chē)輛V再次被保持在目標(biāo)速度v₀。隨后，當(dāng)主車(chē)輛V超過(guò)車(chē)輛X時(shí)，主車(chē)輛V將車(chē)道從巡航車(chē)道R2變更至巡航車(chē)道R1。

同樣在圖13中，時(shí)間t₀與時(shí)間t₁之間的時(shí)間段代表需要使得主車(chē)輛V暫時(shí)以除了目標(biāo)速度之外的速度行駛的目標(biāo)速度外行駛期間DP，并且DS表示在目標(biāo)速度外行駛期間DP期間的主車(chē)輛V的行駛距離。圖13中的燃料消耗Q的陰影部分的面積代表在目標(biāo)速度外行駛期間DP期間的燃料消耗Q的總量，即，預(yù)測(cè)燃料消耗Q的總量，并且圖13中的燃料消耗QA的陰影部分的面積代表在車(chē)輛V已經(jīng)以目標(biāo)速度v₀行駛行駛距離DS的假設(shè)下的燃料消耗QA的總量，即，基準(zhǔn)燃料消 耗QA的總量。

圖11中的模式C和模式B示出了主車(chē)輛V將車(chē)道從巡航車(chē)道R1變更至巡航車(chē)道R2并且然后排列在停止的車(chē)輛Y后方的情況。此時(shí)的基于行駛計(jì)劃的車(chē)速v等的變化在圖14中示出。如圖11和圖14中的模式C所示，在模式C中，與圖13中一樣，在圖14中的時(shí)間t₀處，主車(chē)輛V的車(chē)速v快速降低，并且隨后使得主車(chē)輛V在排列于車(chē)輛Y后方之后停止。在這種情況下，當(dāng)主車(chē)輛V的車(chē)速v快速降低時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N立即降低，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩Tr也立即降低至接近0的值，并且發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗Q也立即降低。

隨后，當(dāng)車(chē)輛Y右轉(zhuǎn)并且然后車(chē)輛Y從主車(chē)輛V的前方消失時(shí)，車(chē)速v逐漸增加從而變?yōu)槿鐖D14所示的目標(biāo)速度v₀。當(dāng)車(chē)速v快速增加時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N也快速增加，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩Tr也快速增加，并且發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗Q也快速增加。隨后，當(dāng)車(chē)速v在圖14中時(shí)間t₁處變?yōu)橹鬈?chē)輛V的目標(biāo)速度v₀時(shí)，主車(chē)輛V再次被保持在目標(biāo)速度v₀。隨后，當(dāng)主車(chē)輛V超過(guò)車(chē)輛X時(shí)，主車(chē)輛V將車(chē)道從巡航車(chē)道R2變更至巡航車(chē)道R1。

同樣在圖14中，時(shí)間t₀與時(shí)間t₁之間的時(shí)間段代表需要使得主車(chē)輛V暫時(shí)以除了目標(biāo)速度之外的速度行駛的目標(biāo)速度外行駛期間DP，并且DS表示在目標(biāo)速度外行駛期間DP期間的主車(chē)輛V的行駛距離。圖14中的燃料消耗Q的陰影部分的面積代表在目標(biāo)速度外行駛期間DP期間的燃料消耗Q的總量，即，預(yù)測(cè)燃料消耗Q的總量，并且圖14中的燃料消耗QA的陰影部分的面積代表在車(chē)輛V已經(jīng)以目標(biāo)速度v₀行駛行駛距離DS的假設(shè)下的燃料消耗QA的總量，即，基準(zhǔn)燃料消耗QA的總量。

通常地說(shuō)，相比于如圖13所示的車(chē)速v逐漸增加的情況，當(dāng)車(chē)速v如圖14所示快速增加時(shí)，燃料消耗Q增加。然而，當(dāng)車(chē)速v如圖14 所示快速增加時(shí)，目標(biāo)速度外行駛期間DP變得更短，并且在目標(biāo)速度外行駛期間DP其間主車(chē)輛V的行駛距離DS變短。因此，不清楚在圖13所示的情況和圖14所示的情況中的哪一種情況下，預(yù)測(cè)燃料消耗Q相對(duì)應(yīng)基準(zhǔn)燃料消耗QA的增加量較小、或者預(yù)測(cè)燃料消耗Q相對(duì)于基準(zhǔn)燃料消耗QA的減小量較大。

圖15示出了每單位行駛距離的等燃料消耗線。在圖15中，等燃料消耗線a₁表明了燃料消耗最低的情況。燃料消耗以等燃料消耗線a₂、a₃、a₄的順序逐漸增加。在圖15中，點(diǎn)v₀表示在當(dāng)使得主車(chē)輛V以目標(biāo)速度v₀行駛時(shí)的每單位行駛距離的燃料消耗。因此，在圖15所示的實(shí)例中，在當(dāng)使得主車(chē)輛V以目標(biāo)速度v₀行駛時(shí)的每單位行駛距離的燃料消耗最低。在圖15中，A表示在當(dāng)基于圖11中的模式A和圖12中示出的行駛計(jì)劃而控制車(chē)速v時(shí)的每單位行駛距離的燃料消耗的變化，B表示在當(dāng)基于圖11中的模式B和圖13示出的行駛計(jì)劃而控制車(chē)速v時(shí)的每單位行駛距離的燃料消耗的變化，并且C表示在當(dāng)基于圖11中的模式C和圖14中示出的行駛計(jì)劃而控制車(chē)速v時(shí)的每單位行駛距離的燃料消耗的變化。

如上所述，圖12至圖14所示的行駛計(jì)劃是典型的行駛計(jì)劃，并且生成了除這些行駛計(jì)劃之外的大量行駛計(jì)劃。例如，生成各種行駛計(jì)劃，并且從這些行駛計(jì)劃之中選擇在目標(biāo)速度外行駛期間DP期間的燃料消耗最低的行駛計(jì)劃。例如，各種行駛計(jì)劃包括：在圖12至圖14中，當(dāng)車(chē)速v降低時(shí)停止從燃油噴射閥54的燃油噴射的行駛計(jì)劃；如圖13和圖14所示，在當(dāng)主車(chē)輛V停止時(shí)，暫時(shí)停止發(fā)動(dòng)機(jī)的操作，直至使得主車(chē)輛V行駛的行駛計(jì)劃；以及在圖12中的目標(biāo)速度外行駛期間DP期間，在當(dāng)車(chē)速v被保持為恒定時(shí)，使得車(chē)輛在沒(méi)有由發(fā)動(dòng)機(jī)生成的驅(qū)動(dòng)力的情況下滑行的行駛計(jì)劃。

接著，將描述使得車(chē)輛根據(jù)燃料消耗的增加量最小的行駛計(jì)劃而行駛的另一個(gè)具體實(shí)例。該實(shí)例示出了布置在路上的交通燈生成關(guān)于 交通燈從紅色轉(zhuǎn)為綠色的時(shí)間以及交通燈從綠色轉(zhuǎn)為紅色的時(shí)間的信號(hào)，并且基于該信號(hào)而生成行駛計(jì)劃的情況。該實(shí)例還示出了存在兩個(gè)相鄰巡航車(chē)道R1、R2，主車(chē)輛V在巡航車(chē)道R1中的箭頭方向上行駛，在主車(chē)輛V的行駛方向上在主車(chē)輛V前方存在另一個(gè)車(chē)輛X，并且車(chē)輛X因?yàn)榻煌魹榧t色而停在交通燈S處的情況，如圖16所示。在這種情況下，基于由外部傳感器1所檢測(cè)到的車(chē)輛周邊信息，識(shí)別關(guān)于交通燈S從紅色轉(zhuǎn)為綠色的時(shí)間以及交通燈S從綠色轉(zhuǎn)為紅色的時(shí)間的信號(hào)以及車(chē)輛X的位置和移動(dòng)。

圖16示出了基于交通燈S從紅色轉(zhuǎn)為綠色的時(shí)間的在此時(shí)能夠采用的典型的三個(gè)行駛模式A、B、C。在圖17、圖18和圖19的對(duì)應(yīng)的一幅圖中示出了在用于分別進(jìn)行圖16中的模式A、B、C的各個(gè)行駛計(jì)劃中的主車(chē)輛V的車(chē)速v的變化、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N的變化、發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩的變化以及發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗Q的變化。

圖16中的模式A示出了在當(dāng)識(shí)別出交通燈S花費(fèi)一定時(shí)間以上從紅色轉(zhuǎn)為綠色時(shí)的行駛計(jì)劃。在這種情況下，使得車(chē)輛V在停止的車(chē)輛X后方處停止，并且在當(dāng)車(chē)輛X開(kāi)始行駛時(shí)，主車(chē)輛V開(kāi)始行駛。基于在這種情況下的行駛計(jì)劃的車(chē)速v等的變化在圖17中示出。如圖16和圖17中的模式A所示，在模式A中，在圖17中的時(shí)間t₀處，主車(chē)輛V的車(chē)速v快速降低，并且然后使得主車(chē)輛V在車(chē)輛X后方停止。當(dāng)車(chē)速v快速降低時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N快速降低，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩Tr降低至接近0的值，并且發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗Q大量降低。

隨后，當(dāng)交通燈S從紅色轉(zhuǎn)為綠色并且車(chē)輛X開(kāi)始行駛時(shí)，主車(chē)輛V的車(chē)速v逐漸增加從而變?yōu)槟繕?biāo)速度v₀。當(dāng)車(chē)速v逐漸增加時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N逐漸增加，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩Tr也逐漸增加，并且發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗Q也逐漸增加。隨后，當(dāng)車(chē)速v在圖17中時(shí)間t₁處變?yōu)槟繕?biāo)速度v₀時(shí)，主車(chē)輛V再次被保持在目標(biāo)速度v₀。

同樣在圖17中，時(shí)間t₀與時(shí)間t₁之間的時(shí)間段代表需要使得主車(chē)輛V暫時(shí)以除了目標(biāo)速度之外的速度行駛的目標(biāo)速度外行駛期間DP，并且DS表示在目標(biāo)速度外行駛期間DP期間的主車(chē)輛V的行駛距離。圖17中的燃料消耗Q的陰影部分的面積代表在目標(biāo)速度外行駛期間DP期間的燃料消耗Q的總量，即，預(yù)測(cè)燃料消耗Q的總量，并且圖17中的燃料消耗QA的陰影部分的面積代表在車(chē)輛V已經(jīng)以目標(biāo)速度v0行駛行駛距離DS的假設(shè)下的燃料消耗QA的總量，即，基準(zhǔn)燃料消耗QA的總量。

圖16中的模式B示出了當(dāng)識(shí)別在主車(chē)輛V稍微減速時(shí)交通燈S在主車(chē)輛V到達(dá)交通燈S的時(shí)間從紅色轉(zhuǎn)為綠色的行駛計(jì)劃。在這種情況下，主車(chē)輛V減速，并且主車(chē)輛V將車(chē)道從巡航車(chē)道R1變更至巡航車(chē)道R2。基于在這種情況下的行駛計(jì)劃的車(chē)速v等的變化在圖18中示出。如圖16和圖18中的模式B所示，在模式B中，在圖18中的時(shí)間t₀處，主車(chē)輛V的車(chē)速v逐漸降低。當(dāng)車(chē)速v逐漸降低時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N逐漸降低，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩Tr也逐漸降低，并且發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗Q也逐漸降低。

隨后，當(dāng)交通燈S從紅色轉(zhuǎn)為綠色時(shí)，主車(chē)輛V的車(chē)速v逐漸增加從而變?yōu)槟繕?biāo)速度v₀。當(dāng)車(chē)速v逐漸增加時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N逐漸增加，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩Tr也逐漸增加，并且發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗Q也逐漸增加。隨后，當(dāng)車(chē)速v在圖18中時(shí)間t₁處變?yōu)槟繕?biāo)速度v₀時(shí)，主車(chē)輛V再次被保持在目標(biāo)速度v₀。

同樣在圖18中，時(shí)間t₀與時(shí)間t₁之間的時(shí)間段代表需要使得主車(chē)輛V暫時(shí)以除了目標(biāo)速度之外的速度行駛的目標(biāo)速度外行駛期間DP，并且DS表示在目標(biāo)速度外行駛期間DP期間的主車(chē)輛V的行駛距離。圖18中的燃料消耗Q的陰影部分的面積代表在目標(biāo)速度外行駛期間DP期間的燃料消耗Q的總量，即，預(yù)測(cè)燃料消耗Q的總量，并且圖18中的燃料消耗QA的陰影部分的面積代表在車(chē)輛V已經(jīng)以目標(biāo)速度 v₀行駛行駛距離DS的假設(shè)下的燃料消耗QA的總量，即，基準(zhǔn)燃料消耗QA的總量。

圖19中的模式C示出了當(dāng)識(shí)別出交通燈S在主車(chē)輛V到達(dá)交通燈S之前從紅色轉(zhuǎn)為綠色時(shí)的行駛計(jì)劃。在這種情況下，主車(chē)輛V在保持目標(biāo)速度v₀的同時(shí)將車(chē)道從巡航車(chē)道R1變更至巡航車(chē)道R2?；谠谶@種情況下的行駛計(jì)劃的車(chē)速v等的變化在圖19中示出。如圖16和圖19中的模式C所示，在模式C中，主車(chē)輛V持續(xù)保持目標(biāo)速度v₀。

與圖15一樣，圖20示出了每單位行駛距離的等燃料消耗線。在圖20中，如圖15中的情況，燃料消耗以等燃料消耗線a₁、a₂、a₃、a₄的順序逐漸增加。在圖20中，點(diǎn)v₀表示在當(dāng)使得主車(chē)輛V以目標(biāo)速度v₀行駛時(shí)的每單位行駛距離的燃料消耗。在圖20中，A表示在當(dāng)基于圖16中的模式A和圖17中示出的行駛計(jì)劃而控制車(chē)速v時(shí)的每單位行駛距離的燃料消耗的變化，并且B表示基于圖16中的模式B和圖18中示出的行駛計(jì)劃而控制車(chē)速v時(shí)的每單位行駛距離的燃料消耗的變化。同樣在本實(shí)例中，圖17和圖18中示出的行駛計(jì)劃是典型的行駛計(jì)劃，并且除了這些行駛計(jì)劃之外，在目標(biāo)速度外行駛期間DP期間還生成了大量的行駛計(jì)劃。

圖21示出了為了實(shí)施本發(fā)明而在圖5的步驟23中執(zhí)行的生成行駛計(jì)劃的程序。如圖21所示，初始地在步驟70中，基于在圖5的步驟20中識(shí)別出的主車(chē)輛V的位置、在步驟21中識(shí)別出的主車(chē)輛V的外部狀況和主車(chē)輛V的精確位置以及在步驟22中識(shí)別出的主車(chē)輛V的行駛狀態(tài)而生成行駛計(jì)劃，并且然后基于生成的行駛計(jì)劃而設(shè)定主車(chē)輛V的目標(biāo)速度v₀。隨后，在步驟71中，預(yù)測(cè)主車(chē)輛V的外部狀況是否使得主車(chē)輛V能夠保持基于行駛計(jì)劃而設(shè)定的目標(biāo)速度v₀，或者使得主車(chē)輛V暫時(shí)不能夠保持目標(biāo)速度v₀，并且基于是否使得車(chē)輛V能夠保持基于行駛計(jì)劃而設(shè)定的目標(biāo)速度v₀的預(yù)測(cè)而判定。

當(dāng)在步驟71中判定使得主車(chē)輛V能夠保持基于行駛計(jì)劃而設(shè)定的目標(biāo)速度v₀時(shí)，處理前進(jìn)到步驟78，并且輸出生成的行駛計(jì)劃。隨后，處理前進(jìn)至圖5中的“返回”。此時(shí)，根據(jù)生成的行駛計(jì)劃來(lái)進(jìn)行主車(chē)輛V的自動(dòng)駕駛。相比之下，當(dāng)在步驟71中判定使得主車(chē)輛V暫時(shí)不能夠保持目標(biāo)速度v₀時(shí)，處理前進(jìn)到步驟72，并且生成在預(yù)測(cè)車(chē)輛V暫時(shí)不能夠保持目標(biāo)速度v₀的目標(biāo)速度外行駛期間DP期間的車(chē)輛的多個(gè)行駛模式。隨后，在步驟73中，生成用于這些行駛模式的多個(gè)車(chē)輛行駛計(jì)劃。

隨后，在步驟74中，對(duì)于各個(gè)行駛計(jì)劃預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩Tr的變化和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N的變化。隨后，在步驟75中，基于預(yù)測(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩Tr的變化和預(yù)測(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N的變化對(duì)于各個(gè)行駛計(jì)劃計(jì)算預(yù)測(cè)燃料消耗Q相對(duì)于基準(zhǔn)燃料消耗QA的增加量或者預(yù)測(cè)燃料消耗Q相對(duì)于基準(zhǔn)燃料消耗QA的減小量。隨后，在步驟76中，在目標(biāo)速度外行駛期間DP期間，從多個(gè)車(chē)輛行駛計(jì)劃之中選擇預(yù)測(cè)燃料消耗Q相對(duì)于基準(zhǔn)燃料消耗QA的增加量最小的行駛計(jì)劃，或者預(yù)測(cè)燃料消耗Q相對(duì)于基準(zhǔn)燃料消耗QA的減小量最大的行駛計(jì)劃，即，發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗最低的行駛計(jì)劃。

隨后，在步驟77中，輸出選擇的車(chē)輛行駛計(jì)劃。當(dāng)輸出車(chē)輛的行駛計(jì)劃時(shí)，在目標(biāo)速度外行駛期間DP期間，根據(jù)選擇的車(chē)輛行駛計(jì)劃來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)向裝置64的驅(qū)動(dòng)。即，計(jì)算根據(jù)選擇的車(chē)輛行駛計(jì)劃提供主車(chē)輛V的行駛狀態(tài)(v)的要求驅(qū)動(dòng)扭矩TR，并且控制發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩Tr，即，節(jié)氣門(mén)閥56的開(kāi)度和變速器63的速度比GR，使得車(chē)輛V的驅(qū)動(dòng)扭矩變?yōu)橐篁?qū)動(dòng)扭矩TR。

以這種方式，根據(jù)本發(fā)明，預(yù)測(cè)由外部傳感器1所檢測(cè)到的車(chē)輛周邊信息是否使得主車(chē)輛V能夠維持基于行駛計(jì)劃而設(shè)定的目標(biāo)速度v₀，或者是否使得主車(chē)輛V暫時(shí)不能夠保持目標(biāo)速度v₀。當(dāng)預(yù)測(cè)車(chē)輛 周邊信息使得主車(chē)輛V暫時(shí)不能夠保持目標(biāo)速度v₀時(shí)，生成在預(yù)測(cè)車(chē)輛周邊信息使得車(chē)輛V暫時(shí)不能夠保持目標(biāo)速度v₀的目標(biāo)速度外行駛期間DP期間的多個(gè)車(chē)輛行駛計(jì)劃。從目標(biāo)速度外行駛期間DP期間的多個(gè)車(chē)輛行駛計(jì)劃之中選擇發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗最低的車(chē)輛行駛計(jì)劃。在目標(biāo)速度外行駛期間DP期間，根據(jù)選擇的車(chē)輛行駛計(jì)劃來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)向裝置64的驅(qū)動(dòng)。

在這種情況下，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中，對(duì)于在當(dāng)預(yù)測(cè)車(chē)輛周邊信息使得車(chē)輛V暫時(shí)不能夠維持目標(biāo)速度v₀時(shí)生成的各個(gè)車(chē)輛行駛計(jì)劃，獲得在目標(biāo)速度外行駛期間DP期間的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩Tr的變化和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N的變化，并且基于發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩Tr的變化和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N的變化來(lái)計(jì)算在目標(biāo)速度外行駛期間DP期間的預(yù)測(cè)燃料消耗Q。

在這種情況下，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中，獲得在目標(biāo)速度外行駛期間DP期間的車(chē)輛的行駛距離DS，獲得在主車(chē)輛V已經(jīng)以目標(biāo)速度v₀行駛行駛距離DS的假設(shè)下的基準(zhǔn)燃料消耗QA，選擇預(yù)測(cè)燃料消耗Q相對(duì)于基準(zhǔn)燃料消耗QA的增加量最小、或者預(yù)測(cè)燃料消耗Q相對(duì)于基準(zhǔn)燃料消耗QA的減小量最大的行駛計(jì)劃，并且在目標(biāo)速度外行駛期間DP期間，根據(jù)選擇的車(chē)輛行駛計(jì)劃來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)向裝置64的驅(qū)動(dòng)。

圖22A是示出用于實(shí)施圖11至圖14所示的實(shí)例的圖21中的部分A的流程圖。如圖22A所示，在步驟80中，判定在主車(chē)輛V的行駛方向上在主車(chē)輛V的前方的車(chē)輛X的速度是否小于主車(chē)輛V的目標(biāo)速度v₀，即，是否由于在主車(chē)輛V的行駛方向上的在主車(chē)輛V前方的車(chē)輛X而使得車(chē)輛V不能夠以目標(biāo)速度v₀行駛。當(dāng)在主車(chē)輛V的行駛方向上的在主車(chē)輛V前方的車(chē)輛X的速度等于主車(chē)輛V的目標(biāo)速度v₀或者高于主車(chē)輛V的目標(biāo)速度v₀時(shí)，處理前進(jìn)到圖21中的步驟78。相比之下，當(dāng)在主車(chē)輛V的行駛方向上的在主車(chē)輛V前方的車(chē)輛X的速度 小于主車(chē)輛V的目標(biāo)速度v₀時(shí)，處理前進(jìn)到步驟81。在步驟81中，判定主車(chē)輛V與在主車(chē)輛V的行駛方向上的在主車(chē)輛V前方的車(chē)輛X之間的距離是否小于或者等于預(yù)定距離D。

在步驟81中，當(dāng)主車(chē)輛V與在主車(chē)輛V的行駛方向上的在主車(chē)輛V前方的車(chē)輛X之間的距離不小于或者等于預(yù)定距離D時(shí)，處理前進(jìn)到圖21中的步驟78。相比之下，當(dāng)主車(chē)輛V與在主車(chē)輛V的行駛方向上的在主車(chē)輛V前方的車(chē)輛X之間的距離小于或者等于預(yù)定距離D時(shí)，處理前進(jìn)到步驟72。即，在圖11至圖14中所示的實(shí)例中，基本上，當(dāng)由于在主車(chē)輛V的行駛方向上在主車(chē)輛V的前方的車(chē)輛X而使得主車(chē)輛V不能夠以目標(biāo)速度v₀行駛時(shí)，預(yù)測(cè)使得主車(chē)輛V暫時(shí)不能夠保持基于行駛計(jì)劃而設(shè)定的車(chē)輛目標(biāo)速度。更嚴(yán)格地，當(dāng)由于在主車(chē)輛V的行駛方向上在主車(chē)輛V的前方的車(chē)輛X而使得主車(chē)輛V不能夠以目標(biāo)速度v₀行駛、并且當(dāng)主車(chē)輛V與在主車(chē)輛V的行駛方向上的在主車(chē)輛V前方的車(chē)輛X之間的距離小于或等于預(yù)定距離D時(shí)，預(yù)測(cè)使得主車(chē)輛V暫時(shí)不能夠保持基于行駛計(jì)劃而設(shè)定的車(chē)輛目標(biāo)速度。

圖22B是示出用于實(shí)施圖16至圖19所示的實(shí)例的圖21中的部分A的流程圖。如圖22B所示，在步驟90中，判定在主車(chē)輛V的行駛方向上在主車(chē)輛V的前方的交通燈是否為紅色。當(dāng)在主車(chē)輛V的行駛方向上在主車(chē)輛V前方的交通燈不是紅色時(shí)，處理前進(jìn)到圖21中的步驟78。相比之下，當(dāng)在主車(chē)輛V的行駛方向上在主車(chē)輛V的前方的交通燈為紅色時(shí)，處理前進(jìn)到步驟72。

在圖16至圖19所示的實(shí)例中，當(dāng)存在至少兩個(gè)相鄰巡航車(chē)道并且主車(chē)輛V在巡航車(chē)道R1中行駛時(shí)，并且當(dāng)預(yù)測(cè)使得主車(chē)輛V暫時(shí)不能夠保持基于行駛計(jì)劃而設(shè)定的目標(biāo)速度v₀時(shí)，此時(shí)生成的車(chē)輛行駛計(jì)劃包括如圖16和圖17中的模式A所示的主車(chē)輛V繼續(xù)在巡航車(chē)道R1中行駛的行駛計(jì)劃以及主車(chē)輛V將車(chē)道變化為巡航車(chē)道R2的行 駛計(jì)劃。同樣在圖16至圖19所示的實(shí)例中，當(dāng)由于在主車(chē)輛V的行駛方向上在主車(chē)輛V的前方的車(chē)輛X而使得主車(chē)輛V不能夠以目標(biāo)速度v₀在行駛車(chē)道R1中行駛時(shí)，預(yù)測(cè)使得主車(chē)輛V暫時(shí)不能夠保持基于行駛計(jì)劃而設(shè)定的目標(biāo)速度v₀。