车间距离保持辅助系统及方法

专利名称：车间距离保持辅助系统及方法
技术领域：
本发明总的来说涉及用于控制本车辆(host vehicle)与前方车辆之间车间距离的车间距离保持辅助系统。更具体地，本发明涉及一种车间距离保持辅助系统，其在车间距离小于预定车间距离阈值时执行本车辆的减速控制。
背景技术：
目前，车间距离保持辅助系统已经提出，其对车辆施加驱动力和/或制动力用于控制本车辆与前方车辆之间的车间距离，以便于将本车辆与前方车辆之间的车间距离保持在预定距离。在日本公开专利申请No.2005-329786中公开了这种车间距离保持辅助系统的一个实例。
对于常规的车间距离保持辅助系统，本发明所属技术领域的技术人员很清楚，需要一种改进的车间距离保持辅助系统。本发明满足本领域的这一需要以及本发明所属技术领域的技术人员很清楚的其它需要。

发明内容
已经发现，在常规车间距离保持辅助系统中，当驾驶者操作加速踏板时会取消车间距离控制，并且在所述加速踏板受到操作时车间距离控制处于停止状态。因此，有时候会碰到这样的问题，即对于用于保持车间距离的减速控制的操作会存在一些限制。
根据本发明的一方面，提供一种车间距离保持辅助系统，其基本包括车间距离检测部分、加速踏板致动检测部分、减速控制部分和反作用力控制部分。所述车间距离检测部分构造成检测本车辆与前方车辆之间的车间距离。所述加速踏板致动检测部分构造成检测所述本车辆的加速踏板的致动。所述减速控制部分构造成这样，即，当所述车间距离检测部分所检测的车间距离小于预定车间距离阈值时，如果检测到所述加速踏板未受到操作，则根据所述车间距离执行所述本车辆的减速控制。所述反作用力控制部分构造成这样，即，当所述车间距离检测部分所检测的车间距离小于所述预定车间距离阈值时，如果所述加速踏板致动检测部分检测到所述加速踏板的致动，则控制施加于所述加速踏板的反作用力。
本领域技术人员结合附图、本发明的公开优选实施例阅读下面详细说明将会更清楚地理解本发明的上述及其它目的、特征、特点和优势。


现在参照构成本发明原始公开一部分内容的附图图1是配有根据本发明第一实施例的车间距离保持辅助系统的车辆的示意图；图2是示出根据本发明第一实施例的车间距离保持辅助系统所执行的处理的流程图；图3是示出本发明第一实施例的车间距离保持辅助系统中所执行的用于计算车间距离阈值的瞬态项L*a的处理的流程图；图4是示出第一实施例的车间距离保持辅助系统中用于控制施加于加速踏板的反作用力的过程的处理步骤的流程图；图5是示出用于执行制动力控制的过程的处理步骤的流程图；图6是示出增益Kr与前方车辆的加速度/减速度αa之间关系的示意图；图7是示出根据本发明第二实施例的车间距离保持辅助系统所执行的处理的流程图；图8是示出本发明第二实施例的车间距离保持辅助系统中所执行的用于计算第一车间距离阈值的L*1的处理的流程图；图9是示出本发明第二实施例的车间距离保持辅助系统中所执行的用于计算第二车间距离阈值的L*2的处理的流程图；图10是示出第二实施例的车间距离保持辅助系统中所执行的用于控制施加于加速踏板的反作用力的处理的流程图；图11是示出本车辆的速度V与车间距离阈值参数(即，上限Ta_max)之间关系的实例的示意图；
图12是示出当驾驶者停止操作(踏压)加速踏板时的车间距离阈值L*的示意图；以及图13是示出相对速度Vr与增益Kr1之间关系的示意图。
具体实施例方式
现在将参照

所选择的本发明的实施例。本发明所属技术领域的技术人员可以认识到，本发明实施例的如下说明仅仅是出于举例说明的目的而提供，而并非出于限制的目的，本发明由所附权利要求书及其等同物限定。
首先参照图1，图中示意性地示出配备有根据本发明第一实施例的车间距离保持辅助系统的车辆(下面也称为“本车辆”)。在图示实施例中，车间距离保持辅助系统安装在驾驶车辆中，该驾驶车辆为具有自动变速器和常规差速齿轮的后轮驱动车辆。本车辆包括液压制动装置，该液压制动装置使用制动踏板1、助力器2、制动主缸3、贮液器4以及压力控制单元5，用于驾驶者将目标制动力经由制动盘11和车轮制动分泵缸12输入左前轮10，经由制动盘21和车轮制动分泵缸22输入右前轮20，经由制动盘31和车轮制动分泵缸32输入左后轮30，经由制动盘41和车轮制动分泵缸42输入右后轮40。在该本车辆中，前轮10和20以及后轮30和40构造成这样，左右车轮的制动力可以独立地控制。因此，制动盘11、21、31和41以及车轮制动分泵缸12、22、32和42以常规方式构造并布置，通过为车轮10、20、30和40的车轮制动分泵缸12、22、32和42中的每个供应液压制动压力，使得车轮制动分泵缸12、22、32和42摩擦保持制动盘11、21、31和41中的对应一个，从而对每个车轮施加制动力(刹车力)。
压力控制单元5设置在制动主缸3与车轮制动分泵缸12、22、32和42之间。已经由制动主缸3增压的液压力按照驾驶者踏压制动踏板1的量而施加于车轮制动分泵缸12、22、32和42中的每个。压力控制单元5单独控制车轮制动分泵缸12、22、32和42的制动流体压力。压力控制单元5具有致动器，这些致动器用于形成单独的前、后、左、右液压供应系统(通道)。因此，车轮10、20、30和40得到独立地制动。这些致动器利用比例螺线管阀构造而成，使得可以将车轮制动分泵缸12、22、32和42的液压力设定为任意的制动流体压力。
本车辆包括发动机6、节流阀控制装置7、自动变速器8和方向盘9以及其它常规动力传动部件。本车辆还包括驱动力/制动力控制器50和驱驶力(drive force)控制器60。驱驶力控制器60构造成根据从驱动力/制动力控制器50输入的驱驶力指令值控制后轮(驱动轮)30和40的驱驶力(驱动力)。驱动力/制动力控制器50构造成这样，通过控制喷入发动机6的燃料量而执行发动机控制，用于采用节流阀控制装置7控制节流阀位置，用于控制自动变速器8以及其它与发动机6有关的常规部件。因此，后轮(驱动轮)30和40的驱驶力取决于对发动机6的控制。
本车辆还包括多个轮速传感器13、23、33和43，转向角传感器52，加速度传感器53、横摆率传感器54、制动主缸流体压力传感器55以及加速踏板位置传感器56。来自传感器13、23、33、43和52至56的信号输入驱动力/制动力控制器50。具体地，轮速传感器13、23、33和43构成轮速检测部分，该轮速检测部分构造并布置成这样，检测车轮的旋转轮速Vw1、Vw2、Vw3、Vw4并且将表示轮速的信号发送给驱动力/制动力控制器50。转向角传感器52构成转向角检测部分，该转向角检测部分构造并布置成这样，检测方向盘9的转向角δ并且将表示转向角的信号发送给驱动力/制动力控制器50。加速度传感器53构成加速度检测部分，该加速度检测部分构造并布置成这样，检测车辆的纵向加速度Xg和横向加速度Yg并且将表示车辆纵向加速度和横向加速度的信号发送给驱动力/制动力控制器50。横摆率传感器54构成横摆率检测部分，该横摆率检测部分构造并布置成这样，检测车辆中产生的横摆率φ并且将表示横摆率的信号发送给驱动力/制动力控制器50。制动主缸流体压力传感器55构成制动主缸流体压力检测部分，该制动主缸流体压力检测部分构造并布置成这样，检测制动主缸流体压力Pm并且将表示制动主缸流体压力的信号发送给驱动力/制动力控制器50。加速踏板位置传感器56构成加速踏板位置检测部分，该加速踏板位置检测部分构造并布置成这样，检测加速踏板位置并且将表示加速踏板位置的信号发送给驱动力/制动力控制器50。
驱驶力控制器60构造成这样，根据驾驶者踏压加速踏板1的量以及驱动轮轴中的驱驶力或扭矩τw计算发动机扭矩τa、期望的驱驶力或扭矩τm。发动机扭矩τa、期望的驱驶力或扭矩τm以及驱驶力或扭矩τw从驱驶力控制器60输入驱动力/制动力控制器50。
本车辆还包括激光雷达70，该激光雷达例如安装在本车辆的前部，例如安装在前格栅、前保险杠或车辆的其它一些合适的位置中。激光雷达70通过从本车辆的前方发出激光并且接收从位于本车辆前方的前方车辆反射回来的光来检测相距前方车辆的车间距离L以及相对速度Vr。相对速度Vr是通过从本车辆的速度中减去前方车辆的速度而获得的值。激光雷达70检测的车间距离L和相对速度Vr被发送给驱动力/制动力控制器50。因此，激光雷达70构成前方车辆检测部分，该前方车辆检测部分构造并布置成这样，检测车间距离L和相对速度Vr并且将表示车间距离和相对速度的信号发送给驱动力/制动力控制器50。
本车辆还包括加速踏板致动器80和加速踏板81。加速踏板致动器80构造并布置成根据来自驱动力/制动力控制器50的指令对加速踏板81施加反作用力。在本文中，术语“反作用力”是指沿着与驾驶者踏压加速踏板81的方向相反的方向的力。因此，加速踏板致动器80构成触觉信息传送部分，该触觉信息传送部分构造并布置成将潜在危险通过加速踏板81传送给驾驶者，其中加速踏板81构成驾驶者操作的驱动力操作装置。
在根据第一实施例的车间距离保持辅助系统中，当本车辆与前方车辆之间的车间距离L小于车间距离阈值L*时，如果驾驶者没有操作加速踏板81就执行车间距离保持辅助控制，以使车辆减速，并且如果驾驶者正在操作加速踏板81就执行反作用力控制，以对加速踏板81施加反作用力。在执行反作用力控制以对加速踏板81施加反作用力之后，如果驾驶者松开加速踏板81就执行减速控制。然而，当前方车辆加速时，并非必须执行与前方车辆相应的加速控制。因此，本文所述的车间距离保持辅助系统没有配备加速控制程序以保持与前方车辆的预定跟随距离(例如，自适应巡航控制)。当然，如果需要和/或期望的话，可以包括自适应巡航控制。
现在将参照图2至图6说明车间距离保持辅助系统的详细过程。
图2是示出第一实施例的车间距离保持辅助系统所执行的处理的流程图。当本车辆启动时，驱动力/制动力控制器50开始处理步骤S10。在步骤S10中，读取如下数据，例如，加速踏板位置传感器56检测的加速踏板位置Acc，轮速传感器13、23、33和43检测的轮速Vw1、Vw2、Vw3、Vw4，以及激光雷达70检测的关于前方车辆的车间距离L和相对速度Vr。处理然后进入步骤S20。
在步骤S20中，根据本车辆的速度V和相对速度Vr计算车间距离阈值L*的稳态项L*b。后面将要提到，车间距离阈值L*是根据稳态项L*b和瞬态项L*a之和进行计算的，其中稳态项L*b不取决于本车辆的运行条件，而瞬态项L*a优选地在前方车辆减速时计算(更新)。
在图2所示流程图的步骤S20中，稳态项L*b根据如下等式计算。
L*b＝Va×Th (等式1)在该等式1中，参数Va表示根据本车辆的速度V和相对速度Vr计算的前方车辆的速度，而参数Th表示本车辆的特定车头间隔时间。本车辆的速度V通过求出车辆速度传感器13和23所检测的前轮速度Vw1和Vw2的平均值来计算。在计算出车间距离阈值的稳态项L*b之后，处理进入步骤S30。
在步骤S30中，计算车间距离阈值L*的瞬态项L*a。用于计算车间距离阈值的瞬态项L*a的详细方法利用图3所示的流程图进行说明。
在图3所示的流程图的步骤S100中，利用等式2计算前方车辆的加速度/减速度αa。
αa＝d(Va)/dt(等式2)在等式2中，参数Va表示根据本车辆的速度V和相对速度Vr计算的前方车辆的速度。当通过对前方车辆的速度Va进行时间微分而计算出前方车辆的加速度/减速度αa之后，处理进入步骤S110。
在步骤S110中，关于是否启动步骤S60(后面说明)中设定的警告标志Fw作出判断。在图2所示流程图中步骤S10至S80重复进行，因此在该情况下根据前面处理中设定的警告标志Fw的状态作出判断。如果判定警告标志Fw为“on”，那么处理进入步骤S150；如果判定警告标志Fw为“off”，那么处理进入步骤S120。
在步骤S120中，关于步骤S110中计算的前方车辆的加速度/减速度αa是否小于或等于特定加速度/减速度α0作出判断。特定加速度/减速度α0是用于判断前方车辆是否正在减速的阈值。加速度/减速度αa和α0在加速过程中为正值并且在减速过程中为负值。当判断为前方车辆的加速度/减速度αa小于或等于特定加速度/减速度α0时，就断定前方车辆正在减速，将前方车辆减速标志Fdec_a设定为on，并且处理进入步骤S130。当判断为前方车辆的加速度/减速度αa大于特定加速度/减速度α0时，就断定前方车辆没有减速，将前方车辆减速标志Fdec_a设定为“off”，并且处理进入步骤S140。
在步骤S130中，利用等式3计算参数Ta，该参数用于计算车间距离阈值的瞬态项L*a。
Ta＝(L-L*b)/Vr (等式3)在等式3中，参数Ta表示剩余距离(L-L*b)除以相对速度Vr而得到的时间。剩余距离(L-L*b)是当前方车辆开始减速时实际车间距离L减去车间距离阈值的稳态项L*b得到的值。当计算出参数Ta之后，处理进入步骤S150。
在判定前方车辆没有减速时执行步骤S140，在步骤S140中，将用于计算车间距离阈值的瞬态项L*a的参数Ta设定为0，处理进入步骤S150。
在步骤S150中，利用等式4计算车间距离阈值L*的瞬态项L*a。
L*a＝Ta×Vr (等式4)从步骤S120至S150的处理中可以看出，当前方车辆正在减速时设定车间距离阈值的瞬态项L*a，而当前方车辆没有减速时瞬态项L*a为0。
在步骤S150中，当计算出车间距离阈值的瞬态项L*a之后，处理进入图2中所示流程图的步骤S40。在步骤S40中，通过将车间距离阈值的稳态项L*b与瞬态项L*a相加来计算车间距离阈值L*(参见等式5)。
L*＝L*b+L*a (等式5)在步骤S40之后的步骤S50中，利用等式6计算步骤S40中所计算出的车间距离阈值L*与激光雷达70所检测的相距前方车辆的实际车间距离L之间的差值ΔL。当计算出差值ΔL之后，处理进入步骤S60。
ΔL＝L*-L(等式6)在步骤S60中，根据步骤S50中计算出的差值ΔL设定警告标志Fw。如果差值ΔL大于或等于0，那么相距前方车辆的车间距离L小于或等于车间距离阈值L*，因此将警告标志Fw设定为“on”。如果差值ΔL小于0，那么将警告标志Fw设定为“off”。设定警告标志Fw之后处理进入步骤S70。
在步骤S70中，执行这样的控制，其中根据步骤S50中计算的差值ΔL将反作用力施加于加速踏板。用于将反作用力施加于加速踏板的详细过程细节将利用图4所示的流程图进行说明。
在图4所示流程图的步骤S200中，利用等式7计算目标加速踏板反作用力τ*a。
τ*a＝Kp×ΔL (等式7)等式7中的值Kp(Kp＞0)为用于根据车间距离差值ΔL计算目标加速踏板反作用力的特定增益。
在步骤S200之后的步骤S210中，指示加速踏板致动器80对加速踏板81施加与步骤S200中计算出的目标加速踏板反作用力τ*a对应的反作用力。在接收到该指令之后，加速踏板致动器80于是对加速踏板81施加与目标加速踏板反作用力τ*a对应的反作用力。从等式7可以清楚地看到，当ΔL为正值时，即当车间距离L小于车间距离阈值L*时，反作用力施加于加速踏板81。当步骤S210中的处理完成之后，处理进入图2所示流程图中的步骤S80。
在步骤S80中，根据步骤S50中计算出的车间距离差值ΔL控制制动。在步骤S80中执行的制动控制的详细过程细节将利用图5所示的流程图进行说明。
在图5所示流程图中的步骤S300中，关于加速踏板位置传感器56检测的加速踏板位置Acc是否大于或等于特定加速踏板位置阈值Acc0作出判断。特定加速踏板位置阈值Acc0预设在可以判断加速踏板是否完全关闭的较低水平上。如果判定加速踏板位置Acc大于或等于特定加速踏板位置阈值Acc0，就断定驾驶者正在操作加速踏板，将加速踏板操作标志Facc设为“on”，并且处理进入步骤S310。如果判定加速踏板位置Acc小于特定加速踏板位置阈值Acc0，就断定驾驶者没有操作加速踏板，将加速踏板操作标志Facc设定为“off”，并且处理进入步骤S320。
在步骤S310中，将用于使车辆减速的目标减速度α*设定为0，并且处理进入步骤S330。在步骤S320中，利用等式8计算目标减速度α*，并且处理进入步骤S330。
α*＝-Kv×Kr×ΔL (等式8)值Kr是用于根据车间距离差值ΔL计算在车辆中产生的目标减速力的增益。如后所述，该增益是根据前方车辆的加速度/减速度αa设定的。增益Kv是用于将目标减速力转换为目标减速度的增益。该增益根据车辆规格而预先设定。
图6是示出前方车辆的加速度/减速度αa与增益Kr之间关系的示意图。如图6所示，前方车辆的加速度/减速度αa越小，即前方车辆的减速程度越高，那么增益Kr越大。因此，随着前方车辆的减速度增大，可以使减速控制中本车辆的减速度更大。当前方车辆的加速度/减速度αa大于特定加速度/减速度αa1时，增益Kr具有特定值(例如，1)。指明图6所示前方车辆的加速度/减速度αa与增益Kr之间关系的表预先存储在驱动力/制动力控制器50的存储器(未示出)中，并且根据该表以及前方车辆的加速度/减速度αa确定增益Kr。
在步骤S330中，计算目标制动流体压力P*。为了计算该目标制动流体压力P*，首先，如等式9所示，将步骤S310或步骤S320中计算的目标减速度α*减去发动机制动所产生的减速度α*eng来计算制动所产生的目标减速度α*brk。
α*brk＝α*-α*eng (等式9)值α*、α*brk和α*eng在加速过程中都为正值，并且在减速过程中都为负值。当正在操作加速踏板(当加速踏板操作标志Facc为“on”)时，因为α*＝α*eng＝0，因此α*brk＝0。
接下来，根据计算出的目标减速度α*brk利用等式10计算目标制动流体压力P*。
P*＝-(Kb×α*brk) (等式10)值Kb是用于将目标减速度转换为目标制动流体压力的增益，并且根据车辆规格而预先设定。当正在操作加速踏板(当加速踏板操作标志Facc为“on”)时，因为α*brk＝0，因此P*＝0。
在步骤S330之后的步骤S340中，指示压力控制单元5根据步骤S330中计算出的目标制动流体压力P*产生制动流体压力。在接收到该指令之后，压力控制单元5根据目标制动流体压力P*产生制动流体压力，并且将该压力提供给车轮制动分泵缸12、22、32和42。因此，如果在车间距离L小于车间距离阈值L*时驾驶者没有操作加速踏板81，那么执行控制以便使车辆减速。当驾驶者正在操作加速踏板时，因为目标制动流体压力P*＝0，因此不执行减速控制。
在步骤S80中的处理完成之后，处理返回到步骤S10。然后，重复进行步骤S10至S80中的处理。
根据第一实施例中的车间距离保持辅助系统，当激光雷达70所检测的车间距离L小于车间距离阈值L*时，如果驾驶者正在操作加速踏板81，则对加速踏板81施加反作用力，如果驾驶者没有操作加速踏板81，则控制本车辆的减速。如果当车间距离L小于车间距离阈值L*时驾驶者正在操作加速踏板81，那么提示驾驶者松开加速踏板81，并且在驾驶者松开加速踏板81时执行减速控制。因为在驾驶者正在操作加速踏板81时不执行减速控制，因此还可以防止同时执行加速控制和减速控制。
另外，根据第一实施例中的车间距离保持辅助系统，根据不管前方车辆是否正在减速而计算出的稳态项L*b以及当前方车辆正在减速时计算出的瞬态项L*a设定车间距离阈值L*。因此，可以设定与前方车辆的减速相对应的合适的车间距离阈值。具体地说，在前方车辆没有减速的情况下，瞬态项L*a的值为0，根据稳态项L*b和车间距离L控制本车辆，并且当前方车辆开始减速时，将瞬态项L*a与稳态项L*b相加而得到的值用作车间距离阈值L*。因此可以在前方车辆开始减速之前更快地启动减速控制或者对加速踏板81施加反作用力的控制。
此外，根据第一实施例中的车间距离保持辅助系统，在激光雷达70所检测的车间距离L大于车间距离阈值L*的情况下，更新瞬态项L*a值(参照图3所示流程图中的步骤S110至S150)。因此，由于在车间距离L小于车间距离阈值L*情况下；即，在执行减速控制或对加速踏板81施加反作用力的控制的情况下瞬态项L*a的值没有更新，因此可以避免车辆行为的快速变化。在车间距离L大于车间距离阈值L*的情况下；即，在不执行减速控制或对加速踏板81施加反作用力的控制的情况下，通过更新瞬态项L*a的值，可以以合适的定时启动减速控制或对加速踏板81施加反作用力的控制。
在第一实施例的车间距离保持辅助系统中，当本车辆与前方车辆之间的车间距离L小于车间距离阈值L*时，只要驾驶者没有操作加速踏板81，就执行使车辆减速的控制，并且只要驾驶者正在操作加速踏板81就执行对加速踏板81施加反作用力的控制。在第二实施例的车间距离保持辅助系统中，当本车辆与前方车辆之间的车间距离L小于第一车间距离阈值L*1时，只要驾驶者正在操作加速踏板81，就执行与加速踏板操作相对应的对加速踏板81施加反作用力的控制，并且只要驾驶者没有操作加速踏板81就执行使车辆减速的控制(第一减速控制)。当本车辆与前方车辆之间的车间距离L小于第二车间距离阈值L*2(L*2＜L*1)时，如果驾驶者正在操作加速踏板81，则执行对加速踏板81施加反作用力的控制，并且如果驾驶者没有操作加速踏板81，则执行使车辆减速的控制(第二减速控制)。该装置不控制加速以跟随前方车辆。接下来参照图7至图10对详细过程细节进行说明。第二实施例的车间距离保持辅助系统的构造与图1所示第一实施例的车间距离保持辅助系统的构造相同。
图7是示出第二实施例的车间距离保持辅助系统所执行的处理的流程图。当开动本车辆时，驱动力/制动力控制器50启动处理步骤S400。在步骤S400中，读取如下数据，例如，加速踏板位置传感器56所检测的加速踏板位置Acc，轮速传感器13、23、33和43所检测的轮速Vw1、Vw2、Vw3、Vw4，以及激光雷达70所检测的相对于前方车辆的车间距离L和相对速度Vr。然后处理进入步骤S410。
在步骤S410中，计算第一车间距离阈值L*1。第一车间距离阈值L*1是根据稳态项L*h1和瞬态项L*r1之和计算的，其中稳态项L*h1不取决于本车辆的运行条件，而瞬态项L*r1取决于本车辆的运行条件。用于计算第一车间距离阈值L*1的具体方法将利用图8所示流程图进行说明。
在图8所示流程图的步骤S500中，稳态项L*h1根据下面等式11计算。
L*h1＝Va×Th (等式11)
在该等式11中，参数Va表示根据本车辆的速度V以及相对速度Vr所计算的前方车辆的速度，而参数Th表示本车辆的特定车间间隔时间。本车辆的速度V通过求出车速传感器13和23所检测的前轮速度Vw1和Vw2的平均值来计算。
在步骤S500之后的步骤S510中，驱动力/制动力控制器50判断加速踏板位置传感器56所检测的加速踏板位置Acc是否大于或等于特定加速踏板位置阈值Acc0。如果判断为加速踏板位置Acc大于或等于特定加速踏板位置阈值Acc0，则判定驾驶者正在踏压(操作)加速踏板81。因此，当判定驾驶者正在踏压加速踏板81时，将加速踏板操作标志Facc设定为“on”，并且处理进入步骤S520。如果判断为加速踏板位置Acc小于特定加速踏板位置阈值Acc0，则判定驾驶者没有踏压加速踏板81。因此，当判定驾驶者没有踏压加速踏板81，将加速踏板操作标志Facc设定为“off”，并且处理进入步骤S530。
在步骤S520中，利用等式12计算第一瞬态项参数Tr1，该参数用于计算第一车间距离阈值L*1的瞬态项L*r1。
Tr1＝(L-L*h1)/Vr (等式12)在该等式12中，第一瞬态项参数Tr1是假如保持当前相对速度Vr那么车间距离L达到第一车间距离阈值的稳态项L*h1所要花费的时间。当计算出参数Tr1之后，处理进入步骤S530。
从步骤S510和S520的处理中可以看出，仅仅当加速踏板操作标志Facc为“on”时才计算(更新)用于计算第一车间距离阈值的瞬态项L*r1的第一瞬态项参数Tr1。因此，第一瞬态项参数Tr1根据踏压加速踏板81时的实际车间距离L设定，当未踏压加速踏板81时，停止踏压加速踏板81时起作用的参数值得到保持。
在步骤S530中，根据等式13计算第一车间距离阈值L*1的瞬态项L*r1，并且处理进入步骤S540。
L*r1＝Tr1×Vr(等式13)在步骤S540中，通过将步骤S500中计算出的第一车间距离阈值的稳态项L*h1与步骤S520中计算出的车间距离阈值的瞬态项L*r1相加来计算第一车间距离阈值L*1(参见等式14)。
L*1＝L*h1+L*r1(等式14)当正在踏压加速踏板81时(当加速踏板操作标志Facc为“on”时)，根据等式12、13和14，L*1＝L。在计算出第一车间距离阈值L*1之后，处理进入图7所示流程图中的步骤S420。
图12示出当驾驶者停止踏压加速踏板81时(即，当加速踏板操作标志Facc从“on”变为“off”时)的车间距离阈值L*1。如图12所示，车间距离阈值L*1设定为停止踏压加速踏板81时的车间距离L。
在步骤S420中，计算第二车间距离阈值L*2。根据不管前方车辆是否正在减速而计算出的稳态项L*h2以及当前方车辆正在减速时计算出(更新)的瞬态项L*r2之和计算第二车间距离阈值L*2。现在将利用图9所示流程图说明用于计算第二车间距离阈值L*2的具体方法。
在图9所示流程图的步骤S600中，根据本车辆的速度V以及相对速度Vr计算稳态项L*h2。预先提供根据本车辆的速度V以及相对速度Vr计算稳态项L*h2的函数。因此，通过将本车辆的速度V以及相对速度Vr代入该函数中来计算稳态项L*h2。当计算出第二车间距离阈值的稳态项L*h2之后，处理进入步骤S610。
在步骤S610中，利用等式2计算前方车辆的加速度/减速度αa，处理进入步骤S620。在步骤S620中，关于前面所述的步骤S430(参见图7)中设定的警告标志Fw是否为“on”作出判断。并且重复进行步骤S400至S480中的处理，因此，在该情况下根据前一处理中设定的警告标志Fw的状态在步骤S620中作出判断。当判定警告标志Fw为“on”时，处理进入步骤S660，当判定警告标志Fw为“off”时，处理进入步骤S630。
在步骤S630中，驱动力/制动力控制器50判断步骤S610中计算的前方车辆的加速度/减速度αa是否小于或等于特定加速度/减速度α0。特定加速度/减速度α0是用于判断前方车辆是否正在减速或加速的阈值。因此，αa和α0的值在加速过程中都为正值，并且在减速过程中都为负值。当判断为前方车辆的加速度/减速度αa小于或等于特定加速度/减速度α0时，驱动力/制动力控制器50判定前方车辆正在减速，将前方车辆减速标志Fdec_a设定为“on”，并且处理进入步骤S640。当判断为前方车辆的加速度/减速度αa大于特定加速度/减速度α0时，驱动力/制动力控制器50判定前方车辆没有减速，将前方车辆减速标志Fdec_a设定为“off”，并且处理进入步骤S650。
在步骤S640中，根据下面等式15计算第二瞬态项参数Tr2，该参数用于计算第二车间距离阈值的瞬态项L*r2。
Tr2＝(L-L*h2)/Vr (等式15)在该等式15中，第二瞬态项参数Tr2是将剩余距离(L-L*h2)除以相对速度Vr所得到的时间。剩余距离是当前方车辆开始减速时实际车间距离L减去第二车间距离阈值的稳态项L*h2所得到的值。当计算出第二瞬态项参数Tr2之后，处理进入步骤S660。
在判定前方车辆没有减速之后执行S650步骤，在该步骤中，将用于计算第二车间距离阈值的瞬态项L*r2的第二瞬态项参数Tr2清零(即，设定为0)，并且处理进入步骤S660。
在步骤S660中，根据下面等式16计算第二车间距离阈值的瞬态项L*r2，并且处理进入步骤S670。
L*r2＝Tr2×Vr(等式16)在步骤S670中，通过将第二车间距离阈值的稳态项L*h2与瞬态项L*r2相加来计算第二车间距离阈值L*2(参见等式17)。
L*2＝L*h2+L*r2 (等式17)在步骤S670中，当计算出第二车间距离阈值L*2之后，处理进入图7所示流程图中的步骤S430。在步骤S430中，设定警告标志Fw。因此，首先利用等式18计算步骤S420中计算出的第二车间距离阈值L*2以及激光雷达70所检测的相距前方车辆的车间距离L之间的差值ΔL2。
ΔL2＝L*2-L (等式18)如果根据等式18计算的差值ΔL2大于或等于0，那么相距前方车辆的车间距离L小于或等于第二车间距离阈值L*2，因此在步骤S430中将警告标志Fw设定为“on”。如果差值ΔL2小于0，那么在步骤S430中将警告标志Fw设定为“off”。在设定警告标志Fw之后，处理进入步骤S440。
在步骤S440中，执行加速踏板反作用力控制，其中根据车间距离中的差值ΔL2对加速踏板81施加反作用力。对加速踏板81施加反作用力的加速踏板反作用力控制的详细过程利用图10所示流程图进行说明。
在图10所示流程图的步骤S700中，根据等式19计算目标加速踏板反作用力τ*a。
τ*a＝Kp×ΔL2 (等式19)等式19中的值Kp(Kp＞0)是用于根据车间距离差值ΔL2计算目标加速踏板反作用力τ*a的特定增益。
在步骤S700之后的步骤S710中，指示加速踏板致动器80对加速踏板81施加与步骤S700中计算的目标加速踏板反作用力τ*a对应的反作用力。在接收到该指令之后，加速踏板致动器80于是对加速踏板81施加与目标加速踏板反作用力τ*a对应的反作用力。从等式19可以清楚地看到，当车间距离差值ΔL2为正值时，即，当车间距离L小于车间距离阈值L*2时，反作用力施加于加速踏板81。当步骤S710中的处理完成之后，处理进入图7所示流程图中的步骤S450。
在步骤S450中，根据步骤S410中计算出的第一车间距离阈值L*1以及激光雷达70所检测的相距前方车辆的车间距离L采用等式20计算第一目标减速度α*1。
α*1＝Kv×Kr1×(L*1-L) (等式20)值Kr1是用于计算本车辆中所产生的第一目标减速力的增益。增益Kv是用于将目标减速力转换为目标减速度的增益，并且根据本车辆规格而预先设定。第一目标减速度α*1在加速过程中为正值并且在减速过程中为负值。
图13是示出相对速度Vr与增益Kr1之间关系的示意图。如图13所示，相对速度Vr越大；即，本车辆越靠近前方车辆，增益Kr1就越大；相对速度Vr越小，增益Kr1就越小。当相对速度Vr小于第一相对速度Vr1时，增益Kr1的值设定为第一特定增益Kr1a。当相对速度Vr大于第二相对速度Vr2时，增益Kr1的值设定为第二特定增益Kr1b。指明如图13所示相对速度Vr与增益Kr1之间关系的表预先存储在驱动力/制动力控制器50的存储器(未示出)中，并且根据该表以及相对速度Vr确定增益Kr1。
如上所述，当正在踏压加速踏板81时(当加速踏板操作标志Facc为“on”时)，因为L*1＝L，因此第一目标减速度α*1为0。在根据等式20计算的第一目标减速度α*1的变化率的绝对值(减速程度)小于特定第一下限Δα*1的情况下，将第一目标减速度α*1的变化率的绝对值设定至下限Δα*1。当计算出第一目标减速度α*1之后，处理进入步骤S460。
在步骤S460中，根据步骤S420中计算出的第二车间距离阈值L*2以及激光雷达70所检测的相距前方车辆的车间距离L采用等式21计算第二目标减速度α*2。
α*2＝Kv×Kr2×(L*2-L) (等式21)值Kr2是用于计算如下数值的增益，即，本车辆中所产生的第二目标减速力以及当没有踏压加速踏板81时(当加速踏板操作标志Facc为“off”并且目标驱驶力τ*t设定为0时)的第二目标减速度α*2的值。第二目标减速度α*2在加速过程中为正值并且在减速过程中为负值。增益Kr2的值可以与第一实施例中增益Kr的值相同。在该情况下，增益Kr2与前方车辆加速度/减速度αa的关系可以与如图6所示增益Kr与前方车辆加速度/减速度αa的关系(如上所述)相同。
当根据等式21计算的第二目标减速度α*2的变化率的绝对值(减速程度)大于特定第二上限Δα*2(Δα*2＞Δα*1)时，将第二目标减速度α*2的变化率的绝对值限于小于或等于上限Δα*2。当车间距离L小于第一车间距离阈值L*1时，在第一上限Δα*1之上增大第二上限Δα*2可以适度控制减速。当车间距离小于第二车间距离阈值L*2(L*2＜L*1)时，可以控制减速以使本车辆快速运动至合适的车间距离。当计算出第二目标减速度α*2之后，处理进入步骤S470。
在步骤S470中，确定车辆中产生的最终目标减速度α*。在该步骤中，比较步骤S450中计算出的第一目标减速度α*1与步骤S460中计算出的第二目标减速度α*2，并且将较小的减速度，即，具有更高减速程度的目标减速设定为最终目标减速度α*。同样，在该情况下，最终目标减速度α*在加速过程中为正值并且在减速过程中为负值。
在步骤S470之后的步骤S480中，根据最终目标减速度α*控制制动。首先，如等式22所示，通过将步骤S470中确定的最终目标减速度α*减去发动机制动所产生的减速度α*eng，来计算制动所产生的目标减速度α*brk。
α*brk＝α*-α*eng (等式22)值α*、α*brk和α*eng在加速过程中都为正值，并且在减速过程中都为负值。当正在踏压加速踏板81时(当加速踏板操作标志Facc为“on”时)，因为α*＝α*eng＝0，因此α*brk＝0。
接下来，根据计算出的目标减速度α*brk采用等式23计算目标制动流体压力P*。
P*＝-(Kb×α*brk) (等式23)值Kb是用于将目标减速度转换为目标制动流体压力的增益，并且根据本车辆规格而预先设定。当正在踏压加速踏板81时(当加速踏板操作标志Facc为“on”时)，因为α*brk＝0，因此P*＝0。
然后指示压力控制单元5根据计算出的目标制动流体压力P*产生制动流体压力。在接收到该指令之后，压力控制单元5根据目标制动流体压力P*产生制动流体压力，并且将制动流体压力提供给车轮制动分泵缸12、22、32和42。因此，当车间距离L小于第一车间距离阈值L*1以及第二车间距离阈值L*2时，如果驾驶者没有操作加速踏板81，则执行使车辆减速的控制。当驾驶者正在操作加速踏板81时，因为目标制动流体压力P*＝0，因此不执行减速控制。
在步骤S480中的处理完成之后，处理返回到步骤S400。然后，重复进行步骤S400至S480中的处理。
在根据第二实施例的车间距离保持辅助系统中，根据从加速踏板81受到操作改变到未受到操作时所检测的车间距离L设定第一车间距离阈值L*1。当相距前方车辆的车间距离L小于第一车间距离阈值L*1时控制车辆的减速。只要车间距离L小于第二车间距离阈值L*2(小于第一车间距离阈值L*1)，就在驾驶者正在操作加速踏板81时对加速踏板81施加反作用力，并且在驾驶者没有操作加速踏板81时控制本车辆的减速。当车间距离L小于根据加速踏板81为松开时的车间距离设定的第一车间距离阈值L*1时，执行车辆的减速控制，从而可以根据驾驶者的驾驶习惯控制减速。当本车辆与前方车辆接近并且车间距离L小于第二车间距离阈值L*2时，如果驾驶者正在操作加速踏板81就提示驾驶者松开加速踏板81，并且在驾驶者松开加速踏板81之后可以执行减速控制。
在根据第二实施例的车间距离保持辅助系统中，第一车间距离阈值L*1是根据不取决于本车辆条件的稳态项L*h1以及取决于本车辆条件的瞬态项L*r1设定的。因此，在保持不取决于本车辆条件的稳态项L*h1的同时，通过使用取决于本车辆条件的瞬态项L*r1，可以设定与驾驶者的驾驶习惯对应的车间距离阈值。稳态项根据前方车辆的速度计算，但是也可以根据本车辆的速度计算。
具体地说，因为第一车间距离阈值的瞬态项L*r1是根据本车辆与前方车辆之间的相对速度Vr设定的，因此可以设定合适的车间距离阈值。具体地说，相对速度Vr越大(本车辆靠近前方车辆的速度越大)，可以用于第一车间距离阈值的瞬态项L*r1的值就越大。由于第一车间距离阈值由此设定为较高的值，因此可以从更靠近前方车辆的位置启动减速控制。
在根据第二实施例的车间距离保持辅助系统中，根据车间距离L和第一车间距离阈值L*1计算第一目标减速度α*1，并且根据车间距离L和第二车间距离阈值L*2计算第二目标减速度α*2。在第一目标减速度α*1和第二目标减速度α*2中，将具有较大减速程度的目标减速度设定为最终目标减速度以控制车辆的减速。因此可以根据车间距离L、第一车间距离阈值L*1以及第二车间距离阈值L*2执行合适的减速控制。
在根据第二实施例的车间距离保持辅助系统中，在第一目标减速度α*1中设定减速程度的上限，并且为第二目标减速度α*2分配减速程度的上限。第二目标减速度的变化率的上限大于第一目标减速度的变化率的上限。因此，当在比第二车间距离阈值L*2更靠近前方车辆的位置处松开加速踏板81时，执行适度的减速控制，当在车间距离L小于第二车间距离阈值L*2的位置处松开加速踏板81时，可以执行使本车辆快速运动至合适车间距离的减速控制。可以为第一目标减速度α*1和第二目标减速度α*2分配上限。
本发明不限于上述实施例。例如，在第一实施例中，利用等式3计算用于计算车间距离阈值的瞬态项L*a的参数Ta。可以为计算值分配上限值Ta_max，并且该上限可以受到限制，或者可以为计算值分配下限值，并且该下限可以受到限制。上限根据例如本车辆的速度V设定。图11是示出本车辆的速度V与上限值Ta_max之间关系的示意图。同样，在第二实施例中，可以为用于计算第二车间距离阈值的瞬态项L*r2的参数Tr2分配上限值和下限值。
第一实施例中的车间距离阈值(稳态项)L*b和第二实施例中的第二车间距离阈值(稳态项)L*h2是根据本车辆的速度V以及相对速度Vr计算的，但是这些阈值也可以通过将本车辆的速度与特定时间段相乘来计算，或者这些阈值可以根据选自本车辆的速度、相对速度以及前方车辆的速度中至少一个参数来计算。
在上述实施例中，制动流体压力提供给车轮制动分泵缸以降低车辆的速度，但是可以利用发动机制动、换低档以及其它类型的减速控制使车辆减速。
在第二实施例中，当车间距离L小于第一车间距离阈值L*1时，也可以利用发动机制动执行减速，当车间距离小于第二车间距离阈值L*2时，可以通过将制动流体压力提供给车轮制动分泵缸12、22、32和42来执行减速控制。在该情况下，使用者可以区分车间距离L小于第一车间距离阈值L*1时执行的减速控制与车间距离L小于第二车间距离阈值L*2时执行的减速控制。
在上述第一实施例中，当本车辆与前方车辆之间的车间距离L小于车间距离阈值L*时，只要驾驶者正在操作加速踏板81，就执行对加速踏板81施加反作用力的控制。另一种可选方式是，使加速踏板81振动而非对加速踏板81施加反作用力。同样，在第二实施例中，当车间距离L小于第二车间距离阈值L*2时，如果驾驶者正在操作加速踏板可以使加速踏板振动。
在第二实施例中，将选自第一目标减速度α*1和第二目标减速度α*2中具有较大减速程度的目标减速度设定为最终目标减速度以执行车辆的减速控制。然而，也可以在已经根据第一目标减速度α*1计算出第一目标制动流体压力P*1，已经根据第二目标减速度α*2计算出第二目标制动流体压力P*2，并且已经将两个目标制动流体压力中的较大值设定为最终目标制动流体压力之后，执行车辆的减速控制。
另外，可以为第一目标减速度α*1分配上限α*1max，并且可以为第二目标减速度α*2分配上限α*2max(α*2max＞α*1max)。
术语解释在理解本发明的范围时，本文中使用的术语“包含”及其衍生词表示开放的意思，表示存在所说明的特征、元件、部件、群组、整体和/或步骤，但是不排除存在其它未说明的特征、元件、部件、群组、整体和/或步骤。这一点也适用于具有类似意思的词语，例如术语“包括”、“具有”及其衍生词。另外，以单数使用的术语“部分”、“部”、“一部分”、“部件”或“元件”可以具有单个部件或多个部件的双重含义。另外，在本文中用于描述上述实施例(多个)的下列方向术语“前、后、上、下、竖直、水平、下方和横向”以及任何其它类似的方向术语表示配备有本发明的车辆的方向。因此，用于描述本发明的这些术语应该相对于配备有本发明的车辆进行解释。
虽然已经选择了一些选定的实施例来说明本发明，但是本发明所属技术领域的技术人员很清楚，可以在不脱离所附权利要求书所限定的本发明范围的条件下对本发明进行各种变化和修改。例如，可以根据需要和/或期望改变各部件的尺寸、形状、位置或方位。图中显示为彼此直接连接或接触的部件可以具有设置于其间的中间结构。一个元件的功能可以由两个元件实现，反之亦然。一个实施例的结构和功能可以用于另一个实施例中。并非必需在一个特定实施例中同时表现出全部优点。申请人还认为，区别于现有技术的单独的每一个特征或者与其它特征的组合(包括这些特征所体现的结构和/或功能性概念)应当作为本发明的进一步的单独的描述。因此，根据本发明的实施例的上述说明部分仅仅是出于举例说明的目的，而非为了限制本发明，本发明由所附权利要求书及其等同物限定。
本申请要求2006年3月10日提交的日本专利申请No.2006-066546以及2006年3月10日提交的日本专利申请No.2006-066366的优先权。日本专利申请No.2006-066546以及No.2006-066366的全部内容在此以引用的方式并入本文。
权利要求
1.一种车间距离保持辅助系统，包括车间距离检测部分，其构造成检测本车辆与前方车辆之间的车间距离；加速踏板致动检测部分，其构造成检测所述本车辆的加速踏板的致动；减速控制部分，其构造成这样，即，当所述车间距离检测部分所检测的车间距离小于预定车间距离阈值时，如果检测到所述加速踏板未受到操作，则根据所述车间距离执行所述本车辆的减速控制；以及反作用力控制部分，其构造成这样，即，当所述车间距离检测部分所检测的车间距离小于所述预定车间距离阈值时，如果所述加速踏板致动检测部分检测到所述加速踏板的致动，则控制施加于所述加速踏板的反作用力。
2.根据权利要求1所述的车间距离保持辅助系统，其中，所述减速控制部分还构造成这样，即，在所述反作用力控制部分已经将反作用力施加于所述加速踏板之后，当所述车间距离检测部分所检测的车间距离小于所述预定车间距离阈值时，如果所述加速踏板致动检测部分检测到所述加速踏板未受到操作，则执行所述减速控制。
3.根据权利要求1所述的车间距离保持辅助系统，还包括车间距离阈值设定部分，其构造成这样，即，根据不管所述前方车辆是否正在减速而计算的稳态项以及在所述前方车辆正在减速时计算的瞬态项设定所述预定车间距离阈值。
4.根据权利要求3所述的车间距离保持辅助系统，还包括车速检测部分，其构造成检测本车辆速度、前方车辆速度以及所述本车辆与所述前方车辆之间的相对速度中至少之一；并且所述车间距离阈值设定部分构造成根据所述本车辆速度、所述前方车辆速度以及所述相对速度中至少之一计算所述稳态项。
5.根据权利要求3所述的车间距离保持辅助系统，还包括相对速度检测部分，其构造成检测所述本车辆与所述前方车辆之间的相对速度；并且所述车间距离阈值设定部分构造成这样，即，通过将所述前方车辆开始减速时检测到的车间距离减去所述稳态项，然后将所获得的距离除以所述相对速度来计算所述瞬态项。
6.根据权利要求3所述的车间距离保持辅助系统，其中，所述车间距离阈值设定部分构造成通过将所述稳态项与所述瞬态项相加来设定所述预定车间距离阈值。
7.根据权利要求3所述的车间距离保持辅助系统，其中，在所述车间距离检测部分所检测的车间距离大于所述预定车间距离阈值的情况下，所述车间距离阈值设定部分更新所述瞬态项的值。
8.根据权利要求1所述的车间距离保持辅助系统，其中，所述车间距离阈值设定部分根据所述加速踏板致动检测部分检测到所述加速踏板已经从受到操作改变到未受到操作时所述车间距离检测部分所检测的车间距离设定用于第一减速控制的第一车间距离阈值，所述第一车间距离阈值大于所述预定车间距离阈值；并且所述减速控制部分还构造成这样，即，当所述车间距离检测部分所检测的车间距离小于所述车间距离阈值设定部分所设定的用于第一减速控制的第一车间距离阈值时，控制所述本车辆的减速。
9.根据权利要求8所述的车间距离保持辅助系统，其中，所述车间距离阈值设定部分还构造成这样，即，将所述加速踏板致动检测部分检测到所述加速踏板已经从受到操作改变到未受到操作时所述车间距离检测部分所检测到的车间距离设定为用于所述第一减速控制的第一车间距离阈值。
10.根据权利要求8所述的车间距离保持辅助系统，其中，所述车间距离阈值设定部分还构造成根据独立于所述本车辆的运行条件计算的稳态项以及取决于所述本车辆的运行条件的瞬态项设定所述第一车间距离阈值。
11.根据权利要求10所述的车间距离保持辅助系统，其中，所述车间距离阈值设定部分还构造成通过将所述稳态项与所述瞬态项相加来设定所述第一车间距离阈值。
12.根据权利要求10所述的车间距离保持辅助系统，其中，所述车间距离阈值设定部分还构造成根据所述本车辆与所述前方车辆之间的相对速度计算所述瞬态项。
13.根据权利要求8所述的车间距离保持辅助系统，还包括目标减速度设定部分，其构造成根据所述车间距离检测部分所检测的车间距离和所述预定车间距离阈值计算第二减速控制的第二目标减速度；根据所述车间距离检测部分所检测的车间距离和所述第一车间距离阈值计算所述第一减速控制的第一目标减速度；并且将所述第一目标减速度和第二目标减速度中具有较大减速程度的一个设定为最终目标减速度，所述减速控制部分构造成根据所述目标减速度设定部分设定的最终目标减速度控制所述本车辆的减速。
14.根据权利要求13所述的车间距离保持辅助系统，还包括目标减速度限制部分，其构造成将所述第一目标减速度的变化率的上限限制在低于所述第二目标减速度的变化率的上限的水平。
15.根据权利要求13所述的车间距离保持辅助系统，还包括目标减速度限制部分，其构造成将所述第一目标减速度的上限限制在低于所述第二目标减速度的上限的水平。
16.一种车间距离保持辅助方法，包括检测本车辆与前方车辆之间的车间距离；根据加速踏板未受到操作时检测到的车间距离控制所述本车辆的减速；以及当所述车间距离小于预定车间距离阈值时，如果加速踏板正在致动则控制施加于所述加速踏板的反作用力。
全文摘要
本发明公开一种车间距离保持辅助系统，其构造成这样，即，只要相距前方车辆的车间距离小于预定车间距离阈值，当加速踏板正在受到操作时，就执行加速踏板的触觉提示控制以提醒驾驶者松开所述加速踏板，当加速踏板未受到操作时，就根据车间距离执行车辆的减速控制。
文档编号B60W10/18GK101032956SQ200710079779
公开日2007年9月12日 申请日期2007年3月9日 优先权日2006年3月10日
发明者田家智, 江川健一, 小林洋介 申请人:日产自动车株式会社