专利名称：用于控制车辆的自动停止和起动的方法
技术领域：
本发明涉及一种控制车辆之间距离的方法，具体地，涉及一种使用控制车辆之间距离的系统最佳地控制车辆的自动停止和自动起动的方法。
背景技术：
有些车辆配备自适应巡航控制(ACC)系统，即，用于控制车辆之间距离的系统。新近的ACC系统提供有全速范围控制，包括停止和行进功能。全速范围ACC系统可保障在慢速下感应和控制短距离区域内的障碍物的可靠性， 并且能迅速识别接近配有ACC系统的车辆的其它车辆，从而能充分地控制车辆。在一些车辆中，ACC系统连接能在短距离感应广角的局域光学雷达。因此，配备该系统的车辆既能够在短距离内识别同车道中行驶在该车辆的前方的车辆，也能识别邻近车道上行驶的其它车辆。提出了一些用于控制车辆之间距离的方法，如本文引入作为参考的日本专利申请公开第2004-322729，2002-067733及2000-043618号中所公开的方法。但是，这些方法都有一些不足之处。例如，一些方法无法控制车辆响应该车辆前方的车辆的起动而起动。一些方法无法控制车辆的减速速度和/或停止速度。此外，如解释前方车辆100与配备有执行控制方法的系统的跟随车辆200之间相对距离与要求停止距离 (request stop distance)的关系的视图的图1所示，即使当车辆100停止时，车辆200被控制成在靠近车辆100之前也停止，尽管有相当的距离误差以适应相对速度。另外，一些方法无法使车辆在目标位置停止，并且可能牺牲了驾驶员的驾驶感。
背景技术：
部分中公开的上述信息仅用于增强对本发明背景技术的理解。因此，其可能含有不形成本国本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
一方面，本发明提供了一种在用于控制车辆之间距离的系统中使用的最佳控制车辆自动停止和自动起动的方法。这种控制方法可以在以下区域中执行减速控制区域，停止速度控制区域，停止控制区域和起动控制区域。在减速控制区域中，响应前车的减速，通过考虑受控车辆相对于前车的相对加速度、相对速度和相对距离而控制受控车辆的减速。在停止速度控制区域中，控制受控车辆的停止速度，使得受控车辆在进入减速控制区域之前以恒定的速度接近前车而不停止。在停止控制区域中，控制受控车辆在距前车预定的停止距离的位置精确而平稳地停止。在起动控制区域中，控制受控车辆根据前车是否起动或向前移动的确定的结果而起动。另一方面，本发明提供了一种用于控制车辆之间距离的系统。起-停(stop & go)系统是一种能在传统的用于控制车辆之间距离的系统中实现自动停止和自动起动的系统。 起-停系统包括电子控制单元(ECU)、传感器和传动器。ECU包括用于起-停系统的专用 ECU，或属于一种传统的制动器控制系统(即电子稳定控制(ESC)系统)。用于起_停系统的传感器包括感应前方物体的传感器，比如雷达、激光雷达和视觉(vision)。虽然基本上使用一个传感器，但也可以同时使用两个或多个传感器以提高可靠性。传动器包括一个发动机和制动器。
图1是说明用于控制车辆之间距离的系统中前方车辆和跟随车辆之间相对距离与要求停止距离的关系的视图。图2是说明在减速控制区域、停止速度控制区域、停止控制区域和起动控制区域中执行根据本发明实施方式的控制车辆之间距离的方法的视图。图3是根据本发明实施方式的最佳控制自动停止及自动起动的方法的流程图。图4是图3中所示的停止速度控制和防停止控制的步骤的详细流程图。图5是图3中所示的停止控制的步骤的详细流程图。图6是图5中所示的停止条件的判定的步骤的详细流程图。图7是图3中所示的起动控制的步骤的详细流程图。图8是说明当通过本发明实施方式的方法最佳控制跟随车辆时，前方车辆的速度、跟随车辆的速度和两车之间相对距离的视图。附图符号说明100 前方车辆 200 受控车辆
具体实施例方式为帮助本领域技术人员实施本发明，现参照附图详细地说明本发明的优选实施方式。然而，本发明不只限于下面公开的实施方式，而能够以不同形式实施。附图中，与本发明无关的部件被省略，以便对本发明进行更清楚的描述。在本发明的整个说明书中，相同的附图标记用于相同的部件。如图2所示，根据本发明的控制车辆之间距离的方法在以下四个区域中执行减速控制区域、停止速度控制区域、停止控制区域和起动控制区域。除非另加说明，参考数字 200表示实施了控制方法的车辆(“受控车辆”)，参考数字100表示行驶在受控车辆200前方的车辆。减速控制区域指考虑由于前方车辆100减速，受控车辆200相对于前方车辆100 的相对加速度、相对速度和相对距离而控制受控车辆200的减速的区域。停止速度控制区域指控制受控车辆200的停止速度，使得受控车辆200可以保持恒定的接近速度而不在进入减速控制区域之前停止的区域。停止控制区域指控制受控车辆200在目标位置精确而平稳地停止的区域。起动控制区域指确定前方车辆100是否开动或稍微前移，并根据该确定结果控制受控车辆200起动的区域。图3说明了根据本发明实施方式的最佳控制车辆之间距离的方法。
本方法包括减速控制步骤S100、停止速度控制步骤S200、防停止控制步骤S300、 停止控制步骤S400以及起动控制步骤S500。在步骤SlOO中，当前方车辆100减速时，根据受控车辆200相对于前方车辆100 的相对加速度、相对速度和相对距离，控制受控车辆200使其减速。在步骤S200中，控制受控车辆200使其在进入减速控制区域之前以恒定速度接近前方车辆100而不停止。在步骤S300中，在前方车辆100停止且受控车辆200将在比与受控车辆200的要求停止距离远的位置停止时，通过相对于受控车辆200的相对速度调节相对距离的值，控制受控车辆200移动到满足要求停止距离的位置而不停止。在步骤S400中，控制受控车辆200使其在要求停止距离的精确位置平稳地停止。在步骤S500中，确定前方车辆100是否起动或稍微向前移动，并根据该确定结构控制受控车辆200起动。现将参照图4至7，对上述步骤SlOO至S500进行更详细的阐述。图4是图3所示的停止速度控制步骤和防停止控制步骤的详细流程图。根据传统TJA(交通堵塞辅助)系统，由前方车辆与受控车辆之间的相对距离、受控车辆对于前方车辆的相对速度和前方车辆的加速度计算受控车辆的减速的量。然而，在前方车辆在受控车辆的前方停止时，可能发生这样的问题，即受控车辆在接近前方车辆之前也停止，尽管有相当的距离来适应相对速度，如图1所示。为克服上述问题，根据本发明的控制方法限定了停止速度控制区域。参照图4，在步骤S210中，确定前方车辆100的速度是否小于预定的低行驶速度。 如果确定前方车辆100速度没有降低，则执行步骤S100。另一方面，如果确定前方车辆100的速度降低，则将前方车辆100的速度设为预定的低行驶速度(S220)。换言之，为了判断前方车辆100是否停止，停止速度控制步骤S200判断前方车辆 100的速度是否小于低行驶速度。如果不小于低行驶速度，则将前方车辆100的速度设为低行驶速度，从而受控车辆200可以以低行驶速度行驶。由此，可以防止受控车辆200停止在大于要求停止距离的位置。在受控车辆200在大于要求停止距离的位置停止而不管上述停止速度控制步骤 S200的情况下，本控制方法可以任选地包括防停止控制步骤S300。S卩，在步骤S300中，在前方车辆100停止且受控车辆200将在大于要求停止距离的位置停止时，则可以调整相对于受控车辆200的相对速度的相对距离的值，使受控车辆200移动至要求停止距离而不停止。更具体地，在受控车辆200在大于要求停止距离的位置停止的情况下，确定相对距离是否大于要求停止距离以及受控车辆200是否停止(S310)。如果确定相对距离大于要求停止距离并且受控车辆200停止，则调整相对于受控车辆200的相对速度的相对距离的值(S320)。如果确定相对距离不大于要求停止距离或受控车辆200没有停止，或者如果相对于受控车辆200的相对速度的相对距离的值被调整，则执行步骤S400。图5是图3所示的停止控制步骤的详细流程图。图6是图5所示的停止控制判断
6步骤的详细流程图。总体来说，为了平稳地停止车辆并保持停止状态，减速的量应大于一般减速控制中的量。参照图5，在步骤S400中，确定是否满足受控车辆200的预定的停止条件(S410)。 在此，参照如图6，在步骤S410中，例如，可以确定前方车辆100是否停止、受控车辆200速度是否小于停止速度以及相对距离是否小于要求停止距离(S411)。如果不满足任何预定的停止条件，则确定受控车辆200的停止条件不满足 (5413)，执行步骤3200。另一方面，如果确定满足预定的停止条件，则确定满足受控车辆200的停止条件 (S412)。在这种情况下，改变加速度、速度及距离的控制增益(S420)，然后，根据改变后的控制增益，改变所需的减速度(S430)。根据改变后的减速度，受控车辆200可平稳地停止 (S440)。也就是，确定受控车辆200的停止条件并通过改变受控车辆200的加速度/速度 /距离的控制增益来改变所需的减速度，从而使受控车辆200平稳地停止。图7是图3所示的起动控制步骤的详细流程图。总体来说，为了控制车辆之间的距离，受控车辆被控制成如果前方车辆停止则停止，如果前方车辆起动则起动。如果前方车辆移动，则控制车辆与前方车辆的相对距离产生变化。为了适应要求距离，应控制受控车辆移动。但如果前方车辆移动短距离(比如1米左右)，则可能难以控制受控车辆移动相应的移动距离，因为传动器的响应时间，并且这样的控制有时易导致过度的颠簸。为防止上述问题，根据本发明的实施方式，只有在前方车辆100在起动控制区域以外时，才控制受控车辆200起动。参照图7，在起动控制步骤S500中，确定相对距离是否大于起动控制区域的长度以及前方车辆100的速度是否大于前方车辆100的预定的速度(S510)。如果确定相对距离不大于起动控制区域的长度且前方车辆100的速度不高于前方车辆100的预定的速度，则使受控车辆200保持停止(S520)。另一方面，如果确定相对距离大于起动控制区域的长度或前方车辆100的速度高于前方车辆100的预定的速度，则控制受控车辆200使其起动(S530)。优选地，起动控制区域的长度可由调谐(timing)确定。虽然由调谐确定起动控制区域的范围，但该范围至少需要满足要求停止距离+α的值。这表示要求起动控制区域的范围大于要求停止距离。+α量由调谐和驾驶环境确定。此外，为了不响应前方车辆100的轻微移动，并且为了将要求加速度限制到小的距离误差，距离误差的死区域可以适当在设定在起动控制区域中。图8是显示当由根据本发明实施方式的方法最佳控制跟随车辆时，前方车辆的速度、跟随车辆的速度和两车之间的相对距离的视图。如图8所示，根据本发明的实施方式，如果前方车辆100的速度小于低行驶速度， 则控制受控车辆200在一定距离内以恒定的速度接近前方车辆100，并确定受控车辆200的停止条件并基于该确定结果，控制受控车辆200平稳地停止并保持该停止状态。除此之外， 控制受控车辆200响应前方车辆100的起动而平稳地起动，同时不响应前方车辆100的轻微移动。根据本发明的控制方法，受控车辆200能平稳停止，同时不降低驾驶员的驾驶质量，并能精确地在驾驶员要求的位置停止。本发明的上述说明是例示性的，本领域的技术人员应当理解本发明可以被改变成其它具体的形式而无需变更根据本发明的构思和本质特征。因此，必须理解上述的实施方式是例示性的而不是限定性的。本发明旨在落入所附权利要求的范围内而不是详细说明的范围，因此应当理解所附权利要求的含义和范围以及所有此类改变、修改和由等价物导出的变异都包括在本发明的范围内。
权利要求
1.一种在用于控制车辆之间的距离、能使车辆自动停止和起动的系统中，用于最佳控制受控车辆与在所述受控车辆前方行驶的前方车辆之间距离的方法，该方法包括以下步骤a)响应所述前方车辆的减速，通过考虑所述受控车辆相对于所述前方车辆的相对加速度、相对速度和相对距离，控制所述受控车辆的减速；b)控制所述受控车辆的停止速度，使得所述受控车辆以恒定速度接近所述前方车辆而不停止；c)控制所述受控车辆在距所述前方车辆预定的停止距离的位置平稳而精确地停止；和d)在确定所述前方车辆是否起动或向前移动之后，控制所述受控车辆的起动。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述步骤b)包括b-Ι)确定所述前方车辆的速度是否小于预定的低行驶速度；b-2)如果确定所述前方车辆的速度不小于预定的低行驶速度，则返回到步骤a)；以及 b-3)如果确定所述前方车辆的速度小于预定的低行驶速度，则将所述前方车辆的速度设定为预定的低行驶速度。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述步骤b)还包括一个防停止控制步骤，其中在所述前方车辆停止且所述受控车辆将在比所述受控车辆的要求停止距离远的位置停止时，调整相对于所述受控车辆的相对速度的相对距离的值，使得所述受控车辆不停止而移动至符合所述要求停止距离的位置。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述防停止控制步骤包括在所述受控车辆将在比所述要求停止距离远的位置停止时，确定所述相对距离是否大于所述要求停止距离以及所述受控车辆是否停止；如果确定所述相对距离大于所述要求停止距离并且所述受控车辆停止，则相对于所述受控车辆的所述相对速度调整所述相对距离的值；以及如果确定所述相对距离不大于所述要求停止距离或者所述受控车辆没有停止，则执行所述步骤c)。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述步骤c)包括 C-1)确定是否满足所述受控车辆的预定的停止条件；c-2)如果确定不满足所述预定的停止条件，则返回到所述步骤b)；c-3)如果确定满足所述预定的停止条件，则分别改变加速度、速度和距离的控制增■、ΛM ；c-4)基于改变的控制增益改变要求减速度；以及 c-5)根据改变的要求减速度平稳地停止所述受控车辆。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述步骤c-1)包括通过确定所述前方车辆是否保持停止、所述受控车辆的速度是否小于停止速度以及所述相对距离是否小于要求停止距离而确定是否满足所述预定的停止条件；如果确定满足所述预定的停止条件，则断定满足所述受控车辆的停止条件；以及如果确定不满足所述预定的停止条件，则断定不满足所述受控车辆的停止条件。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述步骤d)包括d-Ι)确定所述相对距离是否大于期望执行所述步骤d)的控制区域的长度或者所述前方车辆的速度是否大于所述前方车辆的预定的速度；d-2)如果确定所述相对距离不大于起动控制区域的长度且所述前方车辆的速度不大于所述前方车辆的预定的速度，则控制所述受控车辆保持停止状态；和d-3)如果确定所述相对距离大于所述起动控制区域的长度或所述前方车辆的速度大于所述前方车辆的预定的速度，则控制所述受控车辆起动。
8.如权利要求7所述的方法，其中通过调谐确定所述起动控制区域的范围，所述范围至少需要满足要求停止距离+ α的值，其表示所述起动控制区域的所述范围要大于所述要求停止距离，且+ α的量通过调谐和驾驶环境确定。
9.如权利要求7所述的方法，其中在所述起动控制区域中设置距离误差死区，以使所述受控车辆不响应所述前方车辆的轻微移动，并限制根据微小距离误差的请求加速度。
全文摘要
本发明涉及一种用于控制车辆的自动停止和起动的方法，一种在控制车辆之间距离的系统中使用的控制方法。该方法包括a)响应前方车辆的减速而控制受控车辆的减速；b)控制受控车辆的停止速度，使得受控车辆以恒定的速度接近前方车辆而不停止；c)控制受控车辆在距前方车辆预定的停止距离的位置平稳而精确地停止；和d)在确定前方车辆是否已起动或向前动移之后，控制受控车辆的起动。
文档编号B60T7/12GK102219019SQ201010567769
公开日2011年10月19日 申请日期2010年12月1日 优先权日2010年4月14日
发明者严大渊, 李时亨, 李赞圭, 林殷默, 赵奭桓 申请人:现代自动车株式会社, 起亚自动车株式会社