车间距离控制装置的制造方法_2

文档序号:8268484阅读:来源:国知局
机EQJ13以及防抱死控制EQJ14经由CAN(ControIIer Area Network:控制器局域网)等车载网络相连接。在车间控制ECU12上通过串行通信等专用线连接着ACC开关15,在发动机E⑶13上通过串行通信等专用线连接着变速器16、节气门马达17以及节气门位置传感器18,在防抱死控制E⑶14上通过串行通信等专用线连接着车轮速度传感器19和制动器ACT (致动器)20。
[0047]雷达装置11、车间控制E⑶12、发动机E⑶13以及防抱死控制E⑶14是搭载微控制器、电源、线束的接口等的信息处理装置。另外,微控制器具有具备CPU、ROM、RAM、I/O以及CAN通信装置等的公知的构成。CPU将存储在ROM中的程序展开至RAM并执行,进行经由I/O从传感器接收信号和控制致动器的动作等。另外,CAN通信装置经由CAN与其它的ECU等收发所需的数据。此外,这些功能的区分是一个例子,哪个ECU具有什么样的功能并没有被限定。
[0048]雷达装置11是检测与前行车辆的距离的距离检测单元的一个例子,按照每个目标物来检测距离、相对速度以及横向位置,并提供给车间距离控制ECU。作为距离检测传感器,可以采用照相机、立体相机。照相机、立体相机的情况下也获得同样的信息。在雷达和照相机中,由于目标物的检测范围和精度不同,所以采用基于搭载双方来互补检测范围和精度的传感器融合的距离检测也是有效的。由此,能够进行用立体相机弥补雷达装置11不擅长的近距离的距离信息、横向位置、用雷达装置11弥补立体相机不擅长的中距离至长距离的距离信息等的补偿。
[0049]雷达装置11是主要将毫米波段的高频信号作为发送波的雷达装置,根据发送波的发送方式,有FMCW(Frequency-modulated continuous-wave:调频连续波)方式或脉冲雷达方式等。哪个方式都是公知的,在本实施方式中可以使用任意方式的雷达装置11。
[0050]脉冲雷达是在预定范围内一边改变发送波的发送方向一边发送发送波,根据接收到反射波时的发送方向求出目标物的方位的方法。
[0051]对FMCW方式简单地进行说明。雷达装置11在前方的预定范围中,一边使发送波的频率相对于时间以预定比率直线地上升一边进行发送,另外,一边以预定的比例直线地下降一边进行发送。被本车辆的前方目标物反射来的电波由天线接收,与发送波混合而成为差拍信号。若将上升区间的拍频设为fbl、将下降区间的拍频设为fb2、将相对速度为零的情况下的拍频设为fr、将相对速度不是零的情况下的多普勒频率(增减量)设为fd,则存在如下的关系:
[0052]fr = (fbl+fb2)/2
[0053]fd = (fb2-fbl)/2
[0054]。另外,频率的上升或下降的斜率是已知的,所以fr与至目标物之间的距离有一定的关系,如果知道fbl、fb2,则能够求出至目标物为止的距离。
[0055]另外,在发送波和接收波发生变化的量的多普勒频率是多普勒效应所引起的,相对速度与fd存在一定的关系,如果知道fbl、fb2则能够求出相对速度。此外,相对速度定义为“本车辆的车速一前行车辆的车速”,在车间距离变短的情况下为正,变长的情况下为负。
[0056]对于从差拍信号提取拍频fbl、fb2,例如利用DSP(Digital Signal Processor:数位信号处理器)进行傅立叶变换,分析在哪个频带有主要的分量。在差拍信号的拍频产生功率(电力)变大的峰值。因此,将存在峰值的(预先决定的阈值以上的峰值)频率决定为拍频。通过该峰值检测出目标物。雷达装置11分别根据上升区间的峰值决定拍频fbl,根据下降区间的峰值决定拍频fb2。这样,能够求出与目标物的距离和相对速度。此外,在雷达的发送范围存在多个目标物的情况下,峰值的数量变为多个。
[0057]对于目标物的方位(横向位置)而言,雷达装置11具有多个接收天线,在目标物存在于正面以外的情况下利用多个接收天线所接收的差拍信号的相位差。首先,通过傅立叶变换获得拍频的相位。在目标物的方位不是正面的情况下,到达到2条天线的接收波产生路径差,路径差根据2条接收天线的间隔和方位来决定。因此,使用接收天线间的间隔、电波的波长等作为常量,若利用相位差与路径差之间成立的关系,则能够根据2条接收天线的差拍信号的相位差来计算路径差所包含的方位。将这种方位的求出方法称为单脉冲方式。
[0058]另外,方位也能够通过对相控阵天线进行信号处理的DBF (Digital BeamForming:数字波束形成)来求出。例如通过2个接收天线中使有相位差的差拍信号的一方提前(延迟)相位差,能够与2个接收天线接收到的差拍信号的相位成为同相。该情况下,信号强度变得极大。因此,通过一边改变由多个接收天线接收到的差拍信号的相移量一边求出信号强度的合计,能够推断出在与信号强度变得极大的相移量相当的方位存在目标物。
[0059]除此之外,作为方位的求出方法,有MUSIC(Multiple Signal Classificat1n:多重信号分类)解析、Capon解析等,在本实施方式中方位的检测方法并未被限定。
[0060]雷达装置11将发送波的上升和下降作为一次扫描,每次扫描将目标物的距离、相对速度以及方位(以下,称为这三个目标物信息)发送给车间控制ECU12。在有多个目标物的情况下,按照每个目标物来发送目标物信息。
[0061]车间控制ECU12基于从雷达装置11发送的目标物信息、当前的车速、加速度等,将加速度指示值(要求驱动力)或者制动器要求等发送给其它ECU。详细后述。
[0062]ACC开关15针对全车速ACC接受驾驶员的操作并通知车间控制E⑶12。例如能够进行以下那样的操作。
[0063]⑴全车速ACC的ON (开启)/OFF (关闭)
[0064](ii)车间距离控制模式和定速控制模式的切换
[0065](iii)定速行驶用的车速的设定
[0066](iv)车间距离的设定(例如能够从长、中、短3种中选择,在长、中、短分别根据车速决定车间距离)
[0067]在本实施方式中,以车间距离控制模式进行动作,在未检测出前行车辆的情况下,本车辆一直在车间距离控制模式下定速行驶。
[0068]发动机ECU13 —边监视节气门位置传感器18检测的节气门开度一边控制节气门马达17。例如基于将节气门开度同车速和加速度指示值建立对应的LUT (Look Up Table:查找表),根据从车间控制ECU12接收到的加速度指示值和当前的车速来决定节气门开度。另外,发动机ECU13基于针对车速和节气门开度所预定的升档线和降档线来判断切换变速挡的必要性,如果必要则对变速器16指示变速挡。变速器16可以是AT(自动变速器)或者 CVT (Continuously Variable Transmiss1n)等任意机构。
[0069]防抱死控制E⑶14通过控制制动器ACT20的阀的开闭以及开度来制动本车辆。制动器ACT20通过泵在工作流体产生的液压对各轮的轮缸压进行增压/维持/减压来控制本车辆的加速度(减速度)。防抱死控制ECU14根据车间控制ECU12发送的加速度指示值来制动本车辆。
[0070]图3是示意性地说明车间控制ECU12决定加速度指示值的概略顺序的图的一个例子。控制用的输入值是相对速度、与作为前行车辆所确定的目标物的车间距离以及目标车间距离(长、中、短)、本车辆的(当前的)车速以及当前的加速度。根据当前的车速和驾驶员所设定的长、中、短中的任意一个唯一决定目标车间距离。
[0071]除法器21通过将目标车间距离除以车速V来计算目标车间时间。S卩,目标车间时间是以当前车速移动了目标车间距离的情况下到达前行车辆所需的时间。另外,除法器22通过将当前的车间距离除以车速V来计算车间时间。
[0072]减法器23从目标车间时间减去车间时间来计算车间时间偏差。在车间时间偏差为正的情况下,车间距离比目标车间距离长,负的情况下,车间距离比目标车间距离短。
[0073]车间时间偏差以及相对速度向目标加速度运算部27输入。目标加速度运算部27通过分别对相对速度乘以增益K1、对车间时间偏差乘以增益K2,并在减法器24相减来计算目标加速度。此外,增益K1、K2通过根据加速时和减速时或者车速进行变更,能够减少与驾驶员的加减速操作的不协调感。
[0074]目标加速度=一 Kl X相对速度+Κ2 X车间时间偏差
[0075]该公式表示相对速度为正的情况下,由于本车辆与前行车辆接近所以应使本车辆减速,在车间时间偏差为正的情况下,由于车间距离过长所以应使本车辆加速。此外,除了相对速度、车间时间偏差之外,也可以根据相对速度的微分值、车间时间偏差的
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