专利名称：车辆减速控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆减速控制装置，特别是涉及通过自动制动力控制使车辆减速的车辆减速控制装置。
背景技术：
在诸如汽车的车辆运行控制领域，通过根据该车辆和其前面的车辆或在该自身车辆前面的其他物体(以下称为前面车辆等)之间的相对距离和相对速度自动控制制动力或车辆的减速，执行减速控制是已知的，以确保该车辆和前面车辆等之间的适当距离。执行这种减速控制(或加速与减速控制)的装置公开在例如日本专利公报第2000-355232、11-348746、2002-67904、10-32404、10-297541和11-78600号中。
在如上所述的自动减速控制期间，车辆速度的快速变化使其驾驶和乘坐的舒适性变差。因此，为了防止车辆速度的这种快速变化，日本专利2000-355232号提出将车辆减速的幅度限制在预定极限值内。在这个公报中，由于在车辆速度增加时为了确保车辆之间适当的距离需要较大的制动力，在自动控制中减速幅度的极限值也随着车辆速度变化。在其他实例中，JP 11-348746和2002-67904公开了限制自动控制引起的减速变化率，以抑制车辆速度的快速和/或频繁的变化。在JP10-32404、10-297541和11-78600中公开了用于在执行自动控制期间由于驾驶员的加速或减速(制动)动作，在自动控制结束时抑制制动力和驱动力快速变化的结构。
顺便说，即使在如上所述的自动控制装置的减速控制期间，当他的车辆太靠近前面的车辆等时，驾驶员也将执行制动动作(例如通过采制动踏板)以便以高于自动控制所提供的减速减小其自身车辆的速度。特别是，当通过自动控制施加给车辆的减速被防止超过如JP2000-355232和11-348746的装置的极限值，通过该自动控制施加的减速或制动力趋向于不足时，驾驶员应该自己判断是否仍然需要更大的制动力的情况将会增加。这是因为实际施加减速的幅度将小于根据自身车辆和前面车辆等之间的相对距离和相对速度确定的减速度目标值的幅度，即为了确保车辆之间适当的距离所需要的减速幅度。但是，在上述公报中所公开的现有的车辆减速控制装置很少考虑到使驾驶员能够很容易判断必要的制动操作。
在这方面更多的细节中，例如，在JP 2000-355232的装置中，由于减速度的极限值通过自动减速控制与其自身车辆车速的减小一起变化(减小)，驾驶员很难估计将通过自动控制将施加多大的制动力。由于限制减速度与车辆速度的减小一起降低，经历过根据在减速控制开始时的高车辆速度允许高减速度的驾驶员可能期望通过自动制动进一步的减速，并且因此可能会推迟制动操作的起动。特别是在施加在自身车辆上的实际减速度变得不足的情况下，当在减速度极限值与根据车辆和该车辆前面的物体之间的相对距离和相对速度确定的减速度目标值(目标减速度)之间存在很大的差时，车辆之间的距离对于驾驶员能够意想不到地减小。
因此，现有的车辆减速控制装置可以改进，使驾驶员能够更容易地判断必要的制动动作而不引起驾驶和乘坐的舒适性变差。
发明内容
本发明的一个目的是提供新颖的车辆减速控制装置，以确保其自身车辆和前面车辆等之间适当的距离，这种装置构造成抑制车辆速度的快速变化而不使驾驶和乘坐的舒适性变差。
本发明的另一个目的是提供这样一种装置，其通过限制由自动控制施加的减速幅度来抑制快速的速度变化，这种装置也构造成使驾驶员能够很容易判断缺少将要实际施加在其自身车辆上的制动力。
根据本发明，提供一种新颖的车辆减速控制装置，以确保车辆与前面车辆等之间适当的距离，这种装置抑制车辆速度的快速变化同时使驾驶员自己能够比以往更加容易判断必要的制动操作。与现有的装置一样，装备在车辆上的本发明的装置根据该车辆和前面车辆等之间的相对距离和相对速度判断必要的自动减速。然后，当他判断需要自动减速时，该装置根据相对距离和相对速度计算自身车辆的目标减速度，并且根据该目标减速度通过控制制动力自动使车辆减速。但是，当目标减速度幅度大于最大允许减速度时，本发明的装置将根据最大允许减速度通过控制制动力使自身车辆减速。该最大允许减速度是在满足预定条件时根据自身车辆的车速确定的。因此，本发明的装置还包括用于检测自身车辆速度的速度检测计和设立所述最大允许减速度的允许减速度设置部分。
如上所述，用于抑制车辆速度快速变化的适当的减速度根据车辆速度的变化而变化，因此，优选地，通过自动控制施加的减速度的极限值根据车辆速度确定。在现有的装置中，在实际施加的减速幅度增加被限制的条件下，实际施加的减速度的极限值的变化与车辆速度一起使驾驶员难以预料由自动控制引起的减速度或制动力的大小。
但是，根据本发明，在满足预定条件的情况下，最大允许减速度根据自身车辆的速度设立。然后，当减速幅度被限制时，即当目标减速度大于最大允许减速度的幅度时，如此确定的最大允许减速度用作实际施加在自身车辆上的减速度的极限值。因此，保持制动力的极限值而不考虑车辆速度的减小，使驾驶员能够很容易预料由自动控制产生的制动力的大小(自动减速控制的范围以支持驾驶员的制动操作)，因此在制动力变得意想不到地不足的情况减少时更容易判断必要的制动操作。在这方面，当目标减速度幅度大于最大允许减速度的幅度时，该最大允许减速度可以继续不变地保持其设立时的值。但是，应当认识到，该最大允许减速度根据自身车辆的行驶条件在预定的范围内可以变化，除非其变化幅度与驾驶员可得到的制动力的预料相反。
要满足的上述预定条件，最简单地，可以当作执行自动减速的起始条件。在这种情况下，最大允许减速度根据自身车辆在自动减速开始时的速度确定。由于通过自动减速控制可得到的最大制动力的大小设置成常数或在执行某个自动减速开始时在预定范围内的值，在自动减速控制中掌握可得到的制动力的大小对驾驶员来说变得很容易。
在设立最大允许减速度的另一方面，该最大允许减速度设置部分可以这样构造，以将最大允许减速度设置为根据自身车辆的车速确定的允许减速度，该自身车辆的车速是在自动减速开始之后目标减速度幅度第一次增加到允许减速度的幅度时的速度。这里，允许减速度是相应于适合抑制车辆速度的快速变化的减速度而确定的量，在自动减速控制期间根据自身车辆的实际速度随后确定的。在自动减速开始之后，在车辆上实际产生的减速的限制在目标减速度幅度第一次超过允许减速度时生效。因此，通过将允许减速度设置为在自动减速起动之后目标减速度幅度第一次增加到允许减速度幅度时的最大允许减速度，使该最大允许减速度更合适实际车辆速度。(因此。在这种情况下，满足预定条件的时间是在自动减速起动之后目标减速度幅度第一次增加到允许减速度幅度时的时间)。
在设置最大允许减速度的另一方面，该最大允许减速度设置部分可以这样构造，以将最大允许减速度设置为根据当目标减速度幅度增加到允许减速度的幅度时的自身车辆的车速而确定的允许减速度。(因此。在这种情况下，满足预定条件的时间是目标减速度幅度增加到允许减速度幅度时的时间)。如上所述，在减速度被限制期间，减速度极限值的大变化使实际产生的减速度趋向于不足并且使驾驶员难以通过自动减速掌握能得到的制动力。因此，通过至少在减速度限制期间将减速度极限值保持为常数或在预定范围内，与现有技术相比，驾驶员将相当容易掌握在自动减速中产生的制动力。
在这方面，在一次执行自动减速控制期间，自身车辆的速度是变化的并且目标减速度根据车辆之间的相对距离和/或相对速度来增加或减小。因此，在已经超过并降低到最大允许减速度或允许减速度以下一次以后，目标减速度的幅度可能再一次超过该允许减速度(目标减速度的幅度在允许减速度的上下区域内变化)。一旦在减速度限制被解除之后，当目标减速度的幅度超过与车辆速度一起变化的允许减速度时，对应于车辆当前速度的允许减速度更适合作为减速度的极限值。因此，每次目标减速度的幅度增加到允许减速度的幅度时，将根据自身车辆的车速确定的允许减速度设置为最大允许减速度，使驾驶员于容易掌握在自动控制中可得到的制动力，同时确保抑制车速快速变化的效果。
在上述的本发明中，减速度极限值的大小，即最大允许减速度或允许减速度，与车辆速度较低时的极限值的大小相比，车辆速度较高时优选设置为较大，更优选地，车辆速度增加时较大。在这种情况下，极限值的大小根据在一次执行自动控制或限制减速度开始时的车辆的最高速度设置为最高值(除特殊情况外，车辆的速度在自动减速控制下逐渐减小)。因此，即便车速降低，由于确保制动力的产生最高到执行自动控制或减速度限制开始时设立的水平，将会满足驾驶员的预料，即可能已经产生的减速将会继续。在这方面，如上所述，允许最大允许减速度变化的预定范围不应当与驾驶员在自动控制下可得到的制动力的预料或期望相反。因此，例如，预定范围的宽度可以小于在其设立时的最大允许减速度或允许减速度和根据该自身车辆的当前速度确定的最大允许减速度或允许减速度之间的差值大小。
顺便说，目标减速度或实际减速度过度地快速变化将会引起对车辆的制动力或减速冲击，使其驾驶和乘坐的舒适性变差。减速度的快速变化也引起车辆速度的快速变化。因此，本发明的装置还可以包括在通过自动制动力控制的自身车辆减速开始时，根据自身车辆的速度设立减速幅度的最大允许增量梯度的部分；和修改该目标减速度的部分，以便当该目标减速度幅度的增量梯度的幅度大于最大允许增量梯度的幅度时，使该目标减速度的增量梯度等于最大允许增量梯度；因此该自身车辆通过根据被修改的目标减速度控制制动力可以自动减速。最大允许增量梯度(MAIG)相应于减速度大小的最大增量梯度，适合于抑制根据车辆速度确定的减速度的快速变化。因此，在这种情况下，本发明的装置抑制减速度的快速变化超过根据自身车辆的速度确定的MAIG，依次又抑制过大的制动力或减速度的冲击。
关于MAIG的大小，更详细地说，由于优选尽可能快地减速以高速运行的车辆，MAIG的大小与该自身车辆的速度较低时的大小相比在该自身车辆的速度较高时优选设置成较大，更优选地，当该自身车辆的速度增加时设置成较大。而且，超出驾驶员预料的变化率或减速度梯度的减小将他的减速度应当增加的预料相反，将会延迟驾驶员的制动动作。因此，MAIG根据在通过自动制动力控制引起的减速开始时他的自身车辆的速度(在正常的自动减速控制时的最高速度)而设立。
还有，在本发明中，不希望自动减速控制与驾驶员的意图相反。因此，当检测到驾驶员的预定动作时，自动制动力控制被禁止。该预定的操作可以是驾驶员的加速和/或制动动作。
本发明的装置主要可以当作车辆减速控制装置，主要用于帮助驾驶员执行适当的制动动作而不降低驾驶和乘坐的舒适性，同时确保该自身车辆和前面车辆等之间的适当的距离，并且使驾驶员能够比以往更容易判断必要的制动动作。换句话说，根据本发明，使自动减速控制支持并帮助驾驶员的制动动作的优点完全生效。
如上所述，在本发明中，在限制减速度增加的情况下，即便车辆的速度变化，制动力也不减小，因为最大允许减速度被保持为常数或在预定范围内。这是有利的，因为在限制减速期间，驾驶员可以根据在那以前他感觉到的减速度或制动力作出是否执行制动操作的判断。在本发明中，虽然在制动力没有减小时车速变化率变大，但是，驾驶员和乘客感觉不到驾驶和乘坐的舒适性下降，因为减速度保持在限制减速度时驾驶员已经感觉到的水平。相反，在常规的驾驶情况下，驾驶员对于制动操作的判断的延迟将引起突然的制动操作，结果会出现较差的乘坐舒适性和驾驶员的感觉。
还有，在本发明装置的情况下，与该自身车辆速度较低时的最大允许减速度或允许减速度的幅度相比，自身车辆速度较高时的最大允许减速度或允许减速度的幅度设置成较大，该自动控制变得更加安全，因为通过使最大允许减速度或允许减速度与自动控制或限制减速度开始时的高速一致，在限制减速期间允许大制动力。也就是，即便在自动减速控制期间和/或减速限制期间也能够保持高制动力，因此自身车辆的速度将有效地减小，这有利于防止车辆太靠近其前面的车辆等，并且很快地确保该车辆之间的适当距离。
本发明的其他目的和优点一部分将在以下变得明白，一部分将在以下指出。
在附图中，图1是装有根据本发明的车辆减速控制装置的四轮后驱动车辆实施例的示意图；图2是流程图，示出根据本发明实施例的控制装置的第一个示例性的减速控制过程；图3是流程图，示出根据本发明实施例的控制装置的第二个示例性的减速控制过程；
图4是流程图，示出根据本发明实施例的控制装置的第三个示例性的减速控制过程；图5示出车辆速度V和最大允许减速度Gxbtmax(确定作为车辆速度V的函数的最大允许减速度Gxbtmax的映射)之间的关系；图6示出车辆速度V和最大允许增量梯度ΔGxbtmax(确定作为车辆速度V的函数的最大允许增量梯度ΔGxbtmax的映射)之间的关系；图7示出车辆速度V和允许减速度Gxbtmv(确定作为车辆速度V的函数的允许减速度Gxbtmv的映射)之间的关系；图8示出在第一控制过程中目标减速度、控制目标减速度和最大允许减速度的时间曲线图的例子；图9示出在第二控制过程中目标减速度、控制目标减速度、允许减速度和最大允许减速度的时间曲线图的例子；图10示出在第三控制过程中目标减速度、控制目标减速度、允许减速度和最大允许减速度的时间曲线图的例子；图11示出在根据本发明被修改的控制过程中目标减速度、最大允许减速度等的时间曲线图的例子。
具体实施例方式
图1示意地示出装有根据本发明优选实施例的车辆减速控制装置的车辆。在这个附图中，车辆12具有左右前轮(从动轮)10FL和10FR、左右后轮(驱动轮)10RL和10RR。每个前轮10FL和10FR通过由齿条齿轮型动力转向装置驱动的转向横拉杆转向，该动力转向装置响应由驾驶员操作的转向盘的转动。对每个车轮产生制动力的制动系统20具有液压管路22，液压管路包括储油箱、油泵、各种阀等(未示出)，安装在相应的车轮上的轮缸24FL、24FR、24RL和24RR，以及响应由驾驶员操作的制动踏板26的下压而促动的制动主缸28。在制动系统中，在每个轮缸中的制动压力，依次作用在每个车轮上的制动力相应制动主缸的压力通过液压管路22调节。正如下面详细说明的，在每个轮缸中的制动压力必要时还通过电子控制装置30控制。
在车辆12上，安装有利用诸如毫米波和/或激光的电波的雷达传感器32，用于检测前面车辆等的出现、该车辆12与前面车辆等之间的相对距离Lre和相对速度Vre等，如果有的话；用于检测该车辆12的速度V的速度传感器34；用于检测纵向加速度Gx的纵向加速度传感器36；用于检测制动主缸压力Pm的压力传感器38；用于检测加速器开度Ф的加速度开度传感器40，例如通过加速度踏板的下压量。此外，在轮缸24FR-24RL上设置有相应的压力传感器42i(i＝fl、fr、rl、rr)，用于检测作为各车轮的制动压力的轮缸24FR-24RL中的压力Pbi(i＝fl、fr、rl、rr)。
电子控制装置30处理来自上述一系列传感器的信号，并且当检测到任何前面车辆等时，通过液压管路22控制每个车轮上的制动力，即车辆的减速，以确保该车辆与前面车辆等的之间适当的距离。通过关闭开关44操作的该电子控制装置30可以是普通类型的，包括具有CPU、ROM、RAM以及与双向公用母线连接的输入/输出接口装置和驱动电路的微型计算机。正如从图1中所看到的，输入到电子控制装置30中的是由雷达传感器32检测的表示相对距离Lre和相对速度Vre的信号、由速度传感器34检测的表示车辆速度V的信号、由纵向加速度传感器36检测的表示车辆纵向加速度Gx的信号、由压力传感器38检测的表示制动主缸压力Pm的信号、由加速度开度传感器40检测的表示加速度开度Ф的信号以及由相应的压力传感器42i检测的表示各车轮的制动压力Pbi的信号。在这方面，由任意传感器检测的、示出车辆任何其他操作状态的任何信号可以输入电子控制装置30中，应当明白，这种情况属于本发明的范围。
一般来说，上面所述的本发明的装置执行如下的减速控制。首先，根据来自雷达传感器32的信号判断在自身车辆前面是否存在任何前面车辆或其他物体。如果检测到任何前面车辆等，则根据所测量的与前面车辆等的相对距离和相对速度确定目标减速度值，即为了确保该自身车辆与前面车辆等的适当距离所需要的自身车辆的减速度。然后，如果需要自动减速控制，原则上，产生制动力的要求通过液压管路22提供给每个车轮，以便以预定的目标减速度减小车辆速度。但是，实际作用在该车辆上的减速幅度和其增量梯度被禁止超过根据自身车辆速度确定的各自的极限值，因此防止车辆速度和/或减速度或制动力的快速变化。
至于减速度的控制，应当注意，一旦目标减速度的变化率或梯度超过相应的极限值，实际施加在该车辆上的减速度的增量梯度的限制引起根据相对距离和相对速度确定的目标减速度和实际将要产生在该车辆上的减速度“目标值”之间的差。为了确保适当的相对距离，实际减速度的“目标值”和目标减速度之间的差应当尽快地减小，使实际减速度与目标减速度相一致。因此在下面说明的实施例中，在自身车辆上实际将要产生的减速度目标值幅度的增量梯度(也就是，每单位预定时间在自身车辆上实际产生的减速幅度的增量)由现在已经产生的减速度目标值(或已经要求要产生的)和新确定的目标减速度(即当前产生的减速度要求之后)之间的差给出。然后，该差，也就是，每单位预定时间内在自身车辆上实际产生的减速幅度的增量将被抑制到低于极限值。在这种策略中，一旦在实际减速度的目标值和目标减速度之间出现差值，前者将以减速幅度梯度的极限值变化直到实际减速度的目标值达到目标减速度。因此，实际产生的减速度可以尽可能快地跟随目标减速度而不快速变化。在这种跟随中，在自身车辆上实际将要产生的减速度的目标值称之为“控制目标减速度”，并且减速幅度的增量梯度极限值称之为“最大允许增量梯度”(MAIG)。
至于减速幅度的限制，在自身车辆上实际产生的目标值的幅度(控制目标减速度)也将禁止超过根据自身车辆速度确定的极限值，因此，抑制车辆速度的快速变化。正如下面详细说明的，在本发明中，一旦控制目标减速度的幅度达到并超过极限值，该极限值将保持在一个常数，或者在一个预定范围内，直到该目标减速度幅度下降到低于极限值(这时，目标减速度和控制目标减速度相互一致)。这种特性使驾驶员能够很容易认识到在自动减速控制期间产生的制动力的大小，同时提供在发明内容中所述的其他各种有利效果。
下面将参考若干个示例性的控制过程描述本发明装置的有利操作。在下面的说明中，车辆的加速度和减速度被分别定义为正和负。因此，减速度值和其他各种极限值都定义为负值。减速和其他参数的大小对于各自参数的绝对值是等量的。
图2的流程图示出本发明的自动减速控制的第一个示例性的控制过程，而图8是在根据图2的控制过程的减速控制下，实际施加在(安装有本发明装置的)自身车辆上的减速度的时间曲线图的例子。在图8中，根据前面车辆的相对速度Vre和相对距离Lre确定的目标减速度Gxbt、控制目标减速度(实际减速度的目标值)Gxbtc和最大允许减速度Gxbtmax分别用细实线、粗实线和虚线示出。如在图8中所见，在这个控制过程中，最大允许减速度Gxbtmax，即实际减速度幅度的极限值，根据在执行自动减速开始时(t1当控制目标减速度Gxbtc开始在负方向增加时)的自身车辆的速度设立，并且保持到自动减速执行完成(t8)。(也就是，在这个控制过程中，一个自动减速开始的时间被选作预定条件被满足的时间)。如图所示，当目标减速度Gxbt沿负方向超过最大允许减速度Gxbtmax时(从t2到t4)，该控制目标减速度Gxbtc被禁止超过最大允许减速度Gxbtmax(也就是，制动力根据最大允许减速度给出)。
参考图2，响应于开关44的闭合，控制过程开始，并且分别执行每个预定的时间(例如，若干毫秒)直到该开关44打开。在控制过程起动之后，首先，读取一系列上述信号(步骤10)，并根据来自雷达传感器32各种信号判断是否存在任何前面车辆等(步骤20)。如果没有检测到前面车辆，则在步骤90执行结束步骤并开始下一个控制过程循环。
当检测到前面车辆等时，根据在步骤30中从来自雷达传感器32的信号确定的相对距离Lre和相对速度Vre，用下面的公式计算目标减速度Gxbt，例如Gxbt＝f(|Lre/Vre|)其中，|Lre/Vre|是一个量，叫做“可接近程度”，并且当Lre(＞0)减小或Vre(＜0)的绝对值增加时该值降低(相对速度Vre通过Vre＝Vf-Vs给出，其中Vf和Vs分别是前面车辆和自身车辆的速度)。Gxbt的大小(绝对值)作为函数计算，随着可接近程度的减小而增加。应当明白，因为目标减速度是为了确保根据相对距离Lre和相对速度Vre的适当的相对距离需要的减速度的目标值，目标减速度的幅度和其梯度可以变得很大以至于引起自身车辆的速度和制动力的快速变化。因此，如下面所描述的，为了防止速度和/或制动力的快速变化，当目标减速度的幅度和梯度太大时，制动系统20实际所需要的控制目标减速度不同于目标减速度。
因此，在步骤40中，判断是否通过自动制动控制已经产生的制动力。如果没有产生，在步骤50中判断是否满足任何一个用于执行自动减速的起始条件，即通过自动控制施加的制动力是否是为了确保相对于前面车辆等的安全相对距离和相对速度所需要的。例如，在驾驶员既没有执行加速也没有执行制动的条件下，当下面的任何条件被满足时，可以判断为满足起始条件(1)Vre＜0并且|Lre/Vre|＜LVres(自动减速开始的正参考值)；(2)可接近程度能够正常计算；和/或(3)Gxbt＜Gxbt0(负的预定值)。
可选地，当相对速度Vre是负值而相对距离Lre小于参考值Los(正值，当相对速度的幅度增加时计算成较小)可以判断满足自动施加制动力的起始条件。本领域的普通技术人员应当明白，起始条件的判断可以通过根据相对距离Lre和相对速度Vre的其他任意的方式进行。如果没有起始条件被满足，那么控制过程重新运行到开始步骤。
当起始条件被满足时，在步骤60中根据当前车辆速度V分别用图5和图6的映射计算最大允许减速度Gxbtmax(＜0)和MAIGGxbtmax(＜0)。也就是，最大允许减速度Gxbtmax，在自身车辆上将要实际产生的减速度的极限值(目标减速度或控制目标减速度)，根据当用于执行自动减速控制的任何起始条件被满足时的车辆速度V来确定，即，当自动减速控制将要开始时(图8中的t1)，并被保持直到一个自动减速控制已经完成(图8中的t8)。MAIGΔGxbtmax，控制目标减速度梯度的极限值(如上所述，控制目标减速度的梯度是新确定的目标减速度和当前已经产生的控制目标减速度之间的差)，根据在自动减速控制开始时候的速度V确定，并且被保持直到该自动减速控制完成，与最大允许减速度Gxbtmax相似。正如从图5和图6所看到的，当车辆速度增加时，最大允许减速度Gxbtmax和MAIGΔGxbtmax每个都设置成更大。
还有，当通过自动控制执行减速的起始条件被满足时，在步骤70中，设立自身车辆的当前减速度Gxb，作为控制目标减速度Gxbtc的初始值(在图8的例子中，Gxbtc的初始值(t1)为0，但是，从发动机制动得到的惯性运行减速，如果明显存在的话，可以减去Gxbtc的初始值)。在这方面，参考图8中从t0到t1的期限，这里示出，当目标减速度Gxbt沿负方向变化时，控制目标减速度直到t1点没有变化。这是因为，在控制过程中，虽然目标减速度Gxbt响应于任何前面车辆等的检测计算(t0)，如果减速执行的起始条件不满足，则减速控制尚未执行。
正如在图2中所看到的，在起动自动减速控制(在第一次执行减速的循环中)时只执行步骤50、60和70。当减速控制已经被执行，只要在步骤40之后不满足终止条件或中断条件(如下面所述)，则重复步骤110-200以根据确定每个循环的控制目标减速度控制制动力。
在步骤110-130，通过使用目标减速度Gxbt，确定控制目标减速度使得其幅度的增量梯度不超过MAIGΔGxbtmax。
首先，在步骤110，判断目标减速度Gxbt和该减速度之间的差是否真正产生(或控制目标减速度的初始值)，即，将当前控制目标减速度使得该目标减速度的增量的幅度大于MAIGΔGxbtmax的幅度，即如果它满足Gxbt-Gxbtc＜ΔGxbtmax，或|Gxbt-Gxbtc|＞|ΔGxbtmax|。
如果不满足，增量的幅度小于MAIGΔGxbtmax的幅度，因此，目标减速度设置为新的控制目标减速度(步骤120)。但是，如果满足Gxbt-Gxbtc＜ΔGxbtmax，则该增量的幅度大于MAIGΔGxbtmax的幅度，因此MAIGΔGxbtmax设置为控制目标减速度的变化量，也就是，新的控制目标减速度由Gxbtc+ΔGxbtmax给出(步骤130)。因此，控制目标减速度Gxbtc的变化速率将被限制在MAIGΔGxbtmax。
随后，在步骤180和190，新确定的控制目标减速度Gxbtc被限制在最大允许减速度Gxbtmax的幅度。更详细地说，在步骤180，判断在步骤120或130确定的控制目标减速度Gxbtc是否小于最大允许减速度Gxbtmax。如果满足Gxbtc＜Gxbtmax，则在步骤190中，最大允许减速度Gxbtmax设置为Gxbtc，因此重新设置为最大允许减速度Gxbtmax的Gxbtc在步骤200中被用于控制制动力。当不满足Gxbtc＜Gxbtmax时，在步骤120或130确定的控制目标减速度Gxbtc在步骤200中被用于控制制动力。
再参考图8，下面将说明包含在重复的执行步骤30、110-200中的减速度值的变化。在t1点，当用于执行自动减速的起始条件被满足时，由于目标减速度Gxbt沿负方向较早变化，在控制目标减速度Gxbtc和目标减速度Gxbt之间出现大的差值(与MAIGΔGxbtmax的绝对值比较)。因此，为了减小该差值以跟随该目标减速度Gxbt，该控制目标减速度Gxbtc将沿负方向以MAIGΔGxbtmax变化(步骤130)。但是，在控制目标减速度Gxbtc在t2点达到最大允许减速度Gxbtmax之后，该控制目标减速度Gxbtc将保持在该最大允许减速度Gxbtmax，也就是，该控制目标减速度Gxbtc的幅度的增量将被限制，即使目标减速度Gxbt在负方向继续变化。当目标减速度回过来在t2-t4之间变化成正方向时(即目标减速度的幅度开始减小)并且返回到最大允许减速度Gxbtmax时，控制目标减速度Gxbtc将开始以目标减速度Gxbt变化。
应当注意，在图8的实例中虽然没有示出，但是由于执行减速，车辆速度在t1和t8之间的整个期间也下降。因此假定减速的限制值和现有技术一样将随着车辆的速度变化，那么即使目标减速度增加(需要更强有力的制动力)制动力在t2-t4期间将减小，这不适合通过自动控制确保合适的相对距离的目的。而且，在限制减速增加期间，实际减速度或制动力有可能不足。在这种状况下，制动力的减小和下降的极限值一起将与在t1-t2期间经历了制动力增加的驾驶员的期望相反。因此，另一方面，根据本发明，最大允许减速度Gxbtmax在t1设立，并且被保持到t8，如图8所示。因此，有利的是，在限制减速期间不产生制动力的减小，使驾驶员能够掌握从现在起将要产生或保持的制动力的大小和/或自动控制的制动支持的范围。
再一次参考图2，在步骤200中执行控制该制动系统20以调节各车轮的制动压力Pbi(i＝fl、fr、rl、rr)，用于根据如上所述确定的控制目标减速度产生制动力。每个车轮的目标制动压力Pbti可以用下述公式给出，例如ΔPbt＝α·(Gxbtc-Gxb)
Pbti＝Pbi+Ki·ΔPbt其中，Pbi(i＝fl、fr、rl、rr)是每个车轮的实际制动压力；ΔPbt是车身制动压力变化的目标值；α是转换因数(＜0)；Ki是对各车轮的制动压力的分布系数。应当明白，制动压力控制可以以其他方式进行。
如果满足预定的结束条件或中断条件时，如上所述执行的自动减速将结束。在步骤40中判断已经执行自动减速控制之后，在步骤80中判断这些结束条件或中断条件。例如当相对速度Vre为负值，而相对于前面车辆等的可接近程度|Lre/Vre|大于结束该控制LVrre的值(大于Lvres的正值)时可以判断为满足结束条件。当满足下列条件中任何一个时，可以判断为满足中断条件(1)根据用加速器开度传感器40检测的加速器开度Ф，判断驾驶员的加速动作的执行；(2)根据用压力传感器38检测的制动主缸压力Pm或来自停止灯开关(未示出)的信号判断驾驶员的制动动作的执行；(3)可接近程度不能正常计算；以及(4)前面车辆等从自身车辆前面突然改变方向，例如，由于自身车辆或前面车辆等的车道改变。
在这些方面，当在步骤20中前面车辆等不再被检测到时，自动减速控制也中断。
当满足结束或中断条件时，如果减速度具有有效的值，则执行逐渐减小减速度的结束过程(步骤90)。
图3的流程图示出本发明自动减速控制的第二个示例性的控制过程，而图9是根据图3的控制过程在减速控制下实际施加在自身车辆上的减速度的时间曲线图例子。参考图9，在这个控制过程中，首先适于抑制车辆速度快速变化的减速度值(以下称之为允许减速度Gxbtmv，在图9中用点划线表示)随后被确定为车辆速度V的函数。然后，当目标减速度Gxbt超过允许减速度Gxbtmv(t3)时，该允许减速度Gxbtmv在这时被确定为最大允许减速度Gxbtmax，代替在自动减速开始时确定和固定的最大允许减速度Gxbtmax。也就是，目标减速度幅度超过允许减速度幅度的时间被选定为满足预定的条件时的时间。至少在目标减速度Gxbt的幅度大于最大允许减速度Gxbtmax的幅度时(从t3到t5)保持确定的最大允许减速度Gxbtmax。然后，当目标减速度Gxbt的幅度一旦下降到允许减速度Gxbtmv的幅度之下(t5′)，然后再一次超过允许减速度Gxbtmv的幅度(t6)，在时间(t6)时允许减速度Gxbtmv重新产生一个新的最大允许减速度Gxbtmax。也就是说，每当目标减速度Gxbt的幅度大于允许减速度Gxbtmv的幅度，即每当目标减速度Gxbt越过允许减速度Gxbtmv进入负方向，这时允许减速度Gxbtmv设立作为最大允许减速度Gxbtmax，并且它被保持直到目标减速度Gxbt的幅度下降到允许减速度Gxbtmv的幅度之下。对于制动系统实际需要的控制目标减速度Gxbt被限制在最大允许减速度Gxbtmax。即，只是当目标减速度Gxbt的幅度大于允许减速度Gxbtmv的幅度时(t3′-t5和t6-t7)控制目标减速度Gxbtc的幅度才真正被限制。
参考图3，在第二个示例性的控制过程中，赋予与图2中各步骤相同附图标记的这些步骤的过程，与图2相应步骤中的过程是相同的。因此，在下面，只说明那些与图2不同的图3的过程。
在步骤60，只确定MAIGΔGxbtmax(图6)。当控制目标减速度Gxbtc不限制于最大允许减速度Gxbtmax并且控制目标减速度Gxbtc不同于目标减速度Gxbt时，控制目标减速度Gxbtc以相应于MAIGΔGxbtmax的速率接近目标减速度Gxbt。
而且，在第二个示例性的控制过程中，在步骤60中不是确定最大允许减速度Gxbtmax，而是在每个循环用图7的映射确定允许减速度Gxbtmv(步骤100)。确定的允许减速度Gxbtmv与目标减速度Gxbt比较(步骤140)，并且判断目标减速度Gxbt和允许减速度Gxbtmv中哪一个比较大。当目标减速度Gxbt小于允许减速度Gxbtmv的幅度时，即满足Gxbt＞Gxbtmv(在图9中t1-t3，t5′-t6，t7-t8)时，最大允许减速度Gxbtmax与允许减速度Gxbtmv一致地正常变化(步骤170)。(但是，在这期间最大允许减速度Gxbtmax不能限制该控制目标减速度)。另一方面，当不满足Gxbt＞Gxbtmv时，步骤170被跳过，随后最大允许减速度Gxbtmax的值将保持在当目标减速度Gxbt的幅度达到允许减速度Gxbtmv的幅度时(t3，t6)的允许减速度Gxbtmv的值。在这方面，可以用其他算法，其中，当目标减速度超过允许减速度并且最大允许减速度Gxbtmax保持到目标减速度的幅度变成小于允许减速度的幅度时，设立最大允许减速度Gxbtmax，从而控制目标减速度被限制在最大允许减速度。应当明白，可以采用这种其他算法的情况属于本发明的范围内。
因此，在第二个示例性的控制过程中，每当目标减速度的幅度超过允许减速度的幅度时，减速度的极限值将根据当前车速确定，因而提供更合适的自动减速控制，以抑制车速的快速变化。
图4中的流程图示出本发明自动减速控制的第三个示例性的控制过程，而图10是根据图4的控制过程在减速控制下实际施加在自身车辆上的减速度的时间曲线图例子。参考图10，在这个控制过程中，允许减速度Gxbtmv随后被确定为车辆速度V的函数。然后，当目标减速度Gxbt在自动减速开始之后第一次超过允许减速度Gxbtmv时(t3)，最大允许减速度Gxbtmax设置为允许减速度Gxbtmv。也就是，在起动自动减速之后目标减速度的幅度第一次超过允许减速度的幅度的时间选定为满足预定条件的时间。该确定的最大允许减速度Gxbtmax被保持，直到自动减速控制结束(t3-t8)。
参考图4，在第三个示例性的控制过程中，赋予与图2中各步骤相同附图标记的这些步骤的过程，与图2相应步骤中的过程是相同的。因此，在下面，只说明那些与图2不同的过程。
与图3一样，在图4的步骤60，只确定MAIGΔGxbtmax(图6)，在步骤100中，在每个循环用图7的映射确定允许减速度Gxbtmv。但是，在这个控制过程中，当目标减速度Gxbt第一次超过允许减速度Gxbtmv时，最大允许减速度Gxbtmax被固定。换句话说，在满足条件Gxbt≤Gxbtmv之后的控制循环中，将保持最大允许减速度Gxbtmax。为此，例如，可以使用标记Fe，该标记Fe起初设置为0，随着目标减速度达到于允许减速度Gxbtmax而变成1。在这种情况下，只要在图4的步骤140中维持条件Gxbt＞Gxbtmv，标记Fe保持为0，以便最大允许减速度Gxbtmax的值与允许减速度Gxbtmv一起正常变化(步骤170)。然后，如果目标减速度Gxbt沿负方向越过允许减速度Gxbtmv，那么条件Gxbt≤Gxbtmv被建立，Fe将设为0到1(步骤150)。一旦设置Fe＝1，无论在随后的循环中步骤140的结果如何，步骤170总是被跳过，因此最大允许减速度Gxbtmax的值被固定在Fe＝1被设置之前的循环的允许减速度Gxbtmv。在当前自动减速结束时，Fe重新设置为0。
应当注意，可以使用其他算法，其中当目标减速度在自动减速开始之后第一次超过允许减速度时，最大允许减速度Gxbtmax被固定，应当明白，这种情况属于本发明的范围内。
顺便说，在上述控制过程中，控制目标减速度的变化速率或梯度被限制在MAIGΔGxbtmax。但是，当其幅度不被限制时，控制目标减速度可以与目标减速度一致地提供，而不限制控制目标减速度梯度。而且，不管车速是否变化，MAIGΔGxbtmax可以是固定值。应当明白，所有这些情况都属于本发明的范围内。
而且，在上述示例性的控制过程中，最大允许减速度Gxbtmax保持在一个常数值，同时控制目标减速度Gxbtc被限制在最大允许减速度Gxbtmax。但是，应当明白，根据车辆运行条件的诸如车辆速度V的任何参数，最大允许减速度Gxbtmax可以在一定范围内变化，这个范围对于通过自动减速控制得到的制动力不应当与驾驶员的期望相反。如图11所示，当目标减速度Gxbt沿负方向(ta)越过最大允许减速度或允许减速度时，设立的最大允许减速度Gxbtmax可以如图所示随时间与Gxbtc-max、车速V和/或指示运行条件的其他参数一起变化。因此，在图2-4的步骤190中，控制目标减速度Gxbtc可以如下设立Gxbtc←Gxbtmax±ΔGxbtm其中ΔGxbtm可以是变化量，其为速度、时间等的函数，满足0＜ΔGxbtm＜|Gxbtmax-Gxbtmv|。
最大允许减速度变化的幅度ΔGxbtm应当在一定范围内，这个范围不应当与驾驶员的期望相反，因此应当明白，最大允许减速度Gxbtc-max不应当达到允许减速度Gxbtmv。例如，为了根据车速仅仅由ΔGxbtm减小的制动力能够很容易感觉到突然减速，而不会使驾驶员有不希望的缺少制动力的印象。
虽然根据其实施例和一些局部修改详细地描述了本发明，本领域的技术人员应当明白在本发明范围内对于所示的实施例的其他各种修改也是可能的。
权利要求
1.一种车辆减速控制装置，根据其自身车辆和该车辆前面的物体之间的相对距离和相对速度判断需要自动减速；当需要自动减速时，根据相对距离和相对速度计算自身车辆的目标减速度；并且，根据目标减速度，通过控制将要自动地施加在该自身车辆上的制动力，使该自身车辆自动减速；所述装置包括用于检测自身车辆速度的速度传感器，和当预定条件满足时、根据该自身车辆的车速设立最大允许减速度的最大允许减速度设置部分；并且当目标减速度的幅度大于最大允许减速度的幅度时，根据该最大允许减速度，通过控制将要自动地施加于该自身车辆上的制动力，所述装置使该自身车辆自动减速。
2.根据权利要求1的车辆减速控制装置，其中该最大允许减速度是当自动减速开始时根据该自身车辆的车速设立的。
3.根据权利要求2的车辆减速控制装置，其中该自身车辆车速较高时的最大允许减速度的幅度大于该自身车辆车速较低时的最大允许减速度的幅度。
4.根据权利要求2的车辆减速控制装置，其中当目标减速度的幅度大于该最大允许减速度的幅度时，该最大允许减速度允许在预定的范围内变化，并且，该预定范围的宽度小于根据自动减速开始时该自身车辆的车速设立的最大允许减速度和根据该自身车辆的当前速度设立的最大允许减速度之间的差值的大小。
5.根据权利要求1的车辆减速控制装置，其中当该目标减速度的幅度在自动减速开始之后第一次增加到允许减速度的幅度时，最大允许减速度设置部分将最大允许减速度设置为根据该自身车辆的车速确定的允许减速度。
6.根据权利要求1的车辆减速控制装置，其中当该目标减速度的幅度增加到允许减速度的幅度时，最大允许减速度设置部分将允许减速度设置为根据该自身车辆的车速确定的允许减速度。
7.根据权利要求5或6的车辆减速控制装置，其中该自身车辆车速较高时的允许减速度的幅度大于该自身车辆车速较低时的允许减速度的幅度。
8.根据权利要求5或6的车辆减速控制装置，其中当该目标减速度的幅度大于最大允许减速度的幅度时，最大允许减速度允许在预定的范围内变化，并且，该预定范围的宽度小于在其设立时最大允许减速度的幅度和根据该自身车辆的当前车速产生的允许减速度的幅度之间的差的大小。
9.根据权利要求1的车辆减速控制装置，还包括根据该自身车辆开始减速时该自身车辆的车速、通过制动力的自动控制而设立减速幅度的最大允许增量梯度的部分；和修改目标减速度的部分，当该目标减速度的幅度的增量梯度的幅度大于最大允许增量梯度的幅度时，以使目标减速度的增量梯度等于最大允许增量梯度，从而该自身车辆根据该修改的目标减速度、通过自动控制将要实际施加于该自身车辆上的制动力而自动减速。
10.根据权利要求9的车辆减速控制装置，其中该自身车辆的车速较高时的最大允许增量梯度的幅度大于该自身车辆的车速较低时的最大允许增量梯度的幅度。
11.根据权利要求1至10中的任何一项的车辆减速控制装置，其中当驾驶员的预定动作被检测到时，制动力的自动控制被禁止。
12.根据权利要求11的车辆减速控制装置，其中驾驶员的预定动作包括加速动作和制动动作。
全文摘要
一种安装在车辆上的新颖的车辆减速控制装置，以确保车辆与前面车辆等之间适当的距离，根据目标减速度通过控制制动力，自动地使车辆减速，该目标减速度是当需要减速时根据该车辆和其前面的车辆等之间的相对距离和相对速度计算的。但是当目标减速度的幅度大于最大允许减速度的幅度时，本发明的装置将根据最大允许减速度，减速该自身车辆，限制车辆的减速。当预定条件满足时，最大允许减速度根据该自身车辆的车速确定并保持为常数或在预定范围内，因而，在限制车辆减速期间使驾驶员自己能够比任何时候更容易判断需要制动操作。
文档编号B60K31/00GK1647981SQ20051000588
公开日2005年8月3日 申请日期2005年1月27日 优先权日2004年1月29日
发明者关祐人 申请人:丰田自动车株式会社