CN101020453A - 车辆控制系统 - Google Patents

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Abstract

当车辆沿着道路的弯道行进时,计算目标车辆加速度/减速度(dVs0/dt),该目标车辆加速度/减速度(dVs0/dt)用于使车辆加速/减速至针对弯道设置的目标车辆速度(Vs0_t)。基于车辆的当前车辆速度(Vs0)和目标车辆速度(Vs0_t)之间的比较,车辆受到控制,这样车辆的加速度/减速度就与目标车辆加速度/减速度(dVs0/dt)一致。

Description

车辆控制系统
技术领域
本发明涉及车辆控制系统。
背景技术
传统上已经提出了(例如JP3432881B2)用于确定在车辆之前的道路的形状并且控制车辆速度的车辆控制系统。依照JP3432881B2中的车辆控制系统,当车辆以预定的减速度从车辆速度V0减速时,可以确定行进直至车辆在预定时间t2内停止的距离(预见距离)。试验车辆位置设置在车辆前面且它们之间具有预见距离。第二参考节点设置在试验车辆位置处,并且第三参考节点设置在第二参考节点之前的位置上且在它们之间具有距离A(即,车辆速度V0×预定的定时t1)。另外,可以获得可能的行进车辆速度,该行进车辆速度用于使车辆在第二和第三参考节点之间行进且具有参考侧向加速度或减速度。当确定了车辆前面存在弯道并且车辆速度V0大于可能的行进车辆速度时,车辆就会由车辆速度控制装置自动地减速,这样它就可以沿着弯道安全地行进。
然而,当车辆速度V0大于可能的行进车辆速度时,上面的车辆控制系统中的车辆速度控制装置就会不设置目标车辆速度以使车辆自动地减速以使得车辆以目标车辆速度行进。因此,车辆就可能会通过自动减速进行不适当减速。
另外,当车辆速度V0小于可能的行进车辆速度时,上面的车辆速度控制装置不会自动地使车辆加速。因此,当车辆沿着弯道行进时,车辆速度控制装置不能以充分的方式辅助车辆驾驶员进行他/她对车辆的驾驶操作。
发明内容
本发明解决了上述弊病。因此,本发明的一个目的是提供一种车辆控制系统,该车辆控制系统可以使车辆减速,这样车辆就能够沿着道路的弯道以车辆速度移动,车辆能够以该车辆速度安全地行进。本发明的一个目的是提供一种车辆控制系统,当车辆沿着弯道行进时,该车辆控制系统能够以充分的方式辅助车辆驾驶员进行他/她对车辆的驾驶操作。
要实现本发明的目的,提供了一种用于控制车辆的车辆控制系统。该车辆控制系统包括距离获得装置、评价指标计算装置、曲率半径获得装置、目标车辆速度设置装置、车辆速度获得装置、目标车辆减速度计算装置和车辆控制装置。距离获得装置用于获得车辆和道路上的道路相关物体之间的距离。道路相关物体是沿着车辆的移动方向的延长线设置的物体,并且位于道路弯道的边界上或边界附近,其中,弯道出现在车辆前面。评价指标计算装置用于计算表示车辆和道路相关物体之间的位置关系的接近/分离状态评价指标。当车辆接近道路相关物体时,车辆和道路相关物体之间的相对速度增大,并且接近/分离状态评价指标会在该相对速度增大时增大。用于相对速度的接近/分离状态评价指标会在该距离减小时以更快的速率增大。道路曲率半径获得装置用于获得弯道的曲率半径。目标车辆速度设置装置用于基于弯道的曲率半径设置车辆的目标车辆速度,车辆将沿着弯道以该目标车辆速度行进。车辆速度获得装置用于获得车辆的当前速度。目标车辆减速度计算装置用于基于接近/分离状态评价指标、距离、车辆的当前速度和目标车辆速度计算目标车辆减速度,车辆以该目标车辆减速度受到控制来行进,这样车辆就以该目标车辆速度沿着弯道行进。车辆控制装置用于在车辆的速度大于目标车辆速度时控制车辆来减速,这样车辆的减速度就与目标车辆减速度一致。
要实现本发明的目的,还提供了一种用于控制车辆的车辆控制系统。该车辆控制系统包括距离获得装置、评价指标计算装置、曲率半径获得装置、目标车辆速度设置装置、车辆速度获得装置、目标车辆加速度/减速度计算装置和车辆控制装置。距离获得装置用于获得车辆和道路上的道路相关物体之间的距离。道路相关物体是沿着车辆的移动方向的延长线设置的物体,并且位于道路弯道的边界上或边界附近,其中,弯道出现在车辆前面。评价指标计算装置用于计算表示车辆和道路相关物体之间的位置关系的接近/分离状态评价指标。当车辆接近道路相关物体时,车辆和道路相关物体之间的相对速度增大,并且接近/分离状态评价指标会在该相对速度增大时增大。用于相对速度的接近/分离状态评价指标会在该距离减小时以更快的速率增大。道路曲率半径获得装置用于获得弯道的曲率半径。目标车辆速度设置装置用于基于弯道的曲率半径设置车辆的目标车辆速度,车辆将沿着弯道以该目标车辆速度行进。车辆速度获得装置用于获得车辆的当前速度。目标车辆加速度/减速度计算装置用于基于接近/分离状态评价指标、距离、车辆的当前速度和目标车辆速度计算目标车辆加速度或减速度,车辆以该目标车辆加速度或减速度受到控制来行进,这样车辆就以该目标车辆速度沿着弯道行进。车辆控制装置用于基于车辆的当前速度和目标车辆速度之间的比较对车辆进行控制,这样车辆的加速度或减速度就分别与目标车辆加速度或减速度一致。
同样,为了实现本发明的目的,提供了一种用于控制车辆的车辆控制系统。该车辆控制系统包括距离获得装置、相对速度获得装置、评价指标计算装置、转弯半径计算装置、目标侧向加速度设置装置、目标相对速度计算装置、目标相对减速度计算装置和车辆控制装置。距离获得装置用于获得车辆和道路上的障碍物之间的距离。障碍物出现在道路上,且它沿车辆的移动方向位于车辆的前面。相对速度获得装置用于获得车辆和障碍物之间的相对速度。评价指标计算装置用于计算表示车辆和障碍物之间的位置关系的接近/分离状态评价指标。当车辆接近障碍物时,相对速度增大,并且接近/分离状态评价指标会在该相对速度增大时增大。用于相对速度的接近/分离状态评价指标会在该距离减小时以更快的速率增大。转弯半径计算装置用于基于距离计算车辆的转弯半径,该转弯半径是车辆避免与障碍物碰撞所必需的。目标侧向加速度设置装置用于设置侧向加速度的目标值,该目标值是通过车辆的驾驶员避免膨胀的转向操作而沿车辆的侧向方向在车辆中生成的。目标相对速度计算装置用于基于转弯半径和侧向加速度的目标值计算车辆和障碍物之间的目标相对速度。目标相对减速度计算装置用于基于距离、相对速度和接近/分离状态评价指标计算车辆和障碍物之间的目标相对减速度。车辆控制装置用于在相对速度大于目标相对速度时使车辆减速,这样车辆和障碍物之间的相对减速度就与目标相对减速度一致。车辆由车辆控制装置控制来以目标相对减速度移动,这样车辆就减速至目标相对速度。
另外,要实现本发明的目的,还提供了一种用于控制车辆的车辆控制系统。该车辆控制系统包括距离获得装置、评价指标计算装置、曲率半径获得装置、目标车辆速度设置装置、车辆速度获得装置、相对速度获得装置、转弯半径计算装置、目标侧向加速度设置装置、目标相对速度计算装置、目标车辆加速度/减速度计算装置、目标相对减速度计算装置和车辆控制装置。距离获得装置用于获得车辆与障碍物和道路相关物体之一之间的距离。车辆沿着道路行进,并且障碍物出现在道路的弯道上,其中,弯道沿车辆的移动方向出现在车辆的前面。道路相关物体是位于弯道的边界或该边界附近的物体。评价指标计算装置用于计算表示车辆与障碍物和道路相关物体之一之间的位置关系的接近/分离状态评价指标。在车辆接近障碍物和道路相关物体之一时,车辆与障碍物和道路相关物体之一之间的相对速度会增大,并且接近/分离状态评价指标会在该相对速度增大时增大。用于相对速度的接近/分离状态评价指标会在该距离减小时以更快的速率增大。道路曲率半径获得装置用于获得弯道的曲率半径。目标车辆速度设置装置用于基于弯道的曲率半径设置车辆的目标车辆速度,车辆将沿着弯道以该目标车辆速度行进。车辆速度获得装置用于获得车辆的当前速度。相对速度获得装置用于获得车辆和障碍物之间的相对速度。转弯半径计算装置用于基于车辆和障碍物之间的距离计算车辆的转弯半径,该转弯半径是车辆避免与障碍物碰撞所必需的。目标侧向加速度设置装置用于设置侧向加速度的目标值,该目标值是通过车辆的驾驶员避免膨胀的转向操作而沿车辆的侧向方向在车辆中生成的。目标相对速度计算装置用于基于转弯半径和侧向加速度的目标值计算车辆和障碍物之间的目标相对速度。目标车辆加速度/减速度计算装置用于基于车辆和道路相关物体之间的接近/分离状态评价指标、车辆和道路相关物体之间的距离、车辆的当前速度和目标车辆速度计算目标车辆加速度或减速度,车辆以该目标车辆加速度或减速度受到控制来行进,这样车辆就沿着弯道以目标车辆速度移动。目标相对减速度计算装置用于基于车辆和障碍物之间的距离、相对速度和车辆和障碍物之间的接近/分离状态评价指标计算车辆和障碍物之间的目标相对减速度。车辆控制装置用于在障碍物出现在弯道上并且相对速度大于目标相对速度时控制车辆减速,这样车辆和障碍物之间的相对减速度就与目标相对减速度一致,其中,车辆由车辆控制装置进行控制从而以目标相对减速度行进,这样车辆就减速至目标相对速度。同样,在障碍物并不出现在弯道上时,车辆控制装置用于基于车辆的当前速度和目标车辆速度之间的比较控制车辆,这样车辆的加速度或减速度就分别与目标车辆加速度或减速度一致。
另外,为了实现本发明的目的,还提供了一种用于控制车辆的车辆控制系统。该车辆控制系统包括距离检测装置、相对速度检测装置、评价指标计算装置、减速度目标值计算装置、减速度目标值确定装置、目标值设置装置、目标车辆减速度计算装置和制动力控制装置。距离获得装置用于获得车辆和道路上的道路相关物体之间的距离。道路相关物体是沿着车辆的移动方向的延长线设置的物体,并且位于道路弯道的边界上或边界附近,其中,弯道出现在车辆前面。相对速度检测装置用于检测车辆和道路相关物体之间的相对速度。评价指标计算装置用于计算表示车辆和道路相关物体之间的位置关系的接近/分离状态评价指标。当车辆接近道路相关物体时,相对速度增大,并且接近/分离状态评价指标会在该相对速度增大时增大。用于相对速度的接近/分离状态评价指标会在该距离减小时以更快的速率增大。减速度目标计算装置用于基于车辆的正常减速度、距离和相对速度来计算减速度目标。减速度目标表示定时指标,在车辆进行到弯道或是沿着弯道行进时,由车辆的制动系统施加的制动力以该定时指标进行控制。减速度目标确定装置用于确定接近/分离状态评价指标是否大于减速度目标。目标值设置装置用于设置接近/分离状态评价指标的目标值,这样当距离减小时,接近/分离状态评价指标的目标值就从初始值以恒定的斜率线性地增大。初始值是在减速度目标确定装置确定接近/分离状态评价指标大于减速度目标时的接近/分离状态评价指标。恒定斜率是在减速度目标确定装置确定接近/分离状态评价指标大于减速度目标时接近/分离状态评价指标的斜率。目标车辆减速度计算装置用于基于车辆和道路相关物体之间的目标相对速度和车辆与道路相关物体之间的当前相对速度计算目标车辆减速度,其中,目标相对速度是基于接近/分离状态评价指标的目标值获得的。制动力控制装置用于控制通过制动系统施加的制动力,这样在车辆进行到弯道或是沿着弯道行进时,车辆的减速度就与目标车辆减速度一致。
最后,为了实现本发明的目的,提供了一种用于控制车辆的车辆控制系统。该车辆控制系统包括距离获得装置、相对速度检测装置、评价指标计算装置、目标值设置装置、目标车辆减速度计算装置和制动力控制装置。距离获得装置用于获得车辆和道路上的道路相关物体之间的距离。道路相关物体是沿着车辆的移动方向的延长线设置的物体,并且位于道路弯道的边界上或边界附近,其中,弯道出现在车辆前面。相对速度检测装置用于检测车辆和道路相关物体之间的相对速度。评价指标计算装置用于计算表示车辆和道路相关物体之间的位置关系的接近/分离状态评价指标。当车辆接近道路相关物体时,相对速度增大,并且接近/分离状态评价指标会在该相对速度增大时增大。用于相对速度的接近/分离状态评价指标会在该距离减小时以更快的速率增大。目标值设置装置用于设置接近/分离状态评价指标的目标值,这样当距离减小时,接近/分离状态评价指标的目标值就从初始值以恒定的斜率线性地增大。所述初始值是在车辆的驾驶员开始驾驶操作以在车辆进行到弯道或是沿弯道行进时使车辆减速时的接近/分离状态评价指标。恒定斜率是在驾驶员开始驾驶操作以使车辆减速时接近/分离状态评价指标的斜率。目标车辆减速度计算装置用于基于车辆和道路相关物体之间的目标相对速度和车辆与道路相关物体之间的当前相对速度计算目标车辆减速度,其中,目标相对速度是基于接近/分离状态评价指标的目标值获得的。制动力控制装置用于控制通过车辆的制动系统施加的制动力,这样在车辆进行到弯道或是沿着弯道行进时,车辆的减速度就与目标车辆减速度一致。
附图说明
通过下列说明、所附权利要求书和附图将会最佳地理解本发明及其附加的目标、特征和优点,其中:
图1是显示依照本发明的第一实施例的车辆驾驶辅助系统的总体配置的框图;
图2是显示车辆和道路相关物体之间当前接近/分离状态评价指标的示意性视图;
图3是依照第一实施例的车辆控制单元的功能框图;
图4是一个示意性视图,它显示了依照第一实施例的道路弯道的曲率半径、道路相关物体和车辆的前端之间的距离、车辆的前端与车辆前轮的中心轴之间的距离以及车辆宽度的中点和前轮的中心轴上的道路相关物体之间的距离;
图5A是显示依照第一实施例的车道标记、反射板、护栏和路缘石的实例的示意图;
图5B是显示依照第一实施例的电线杆和描画器的示意图;
图6是显示在依照第一实施例的弯道行进ECU中执行的控制处理的流程图;
图7是显示依照本发明的第二实施例的车辆驾驶辅助系统的总体配置的框图;
图8是显示车辆和障碍物例如前一个车辆之间的当前接近/分离状态评价指标的示意性视图;
图9是根据第二实施例的车辆控制单元的功能框图;
图10A是显示车辆的投影面的未来轨迹的示意性视图;
图10B是显示车辆的投影面的示意性视图;
图11是显示车辆避免与前一个车辆碰撞所需的转弯半径的示意性视图;
图12是显示在根据第二实施例的弯道行进ECU中执行的控制处理的流程图;
图13是显示依照本发明的第三实施例的车辆制动控制系统的总体配置的框图;
图14是显示接近/分离状态评价指标的变化特性的图形;
图15是显示制动力的辅助控制的流程图;
图16是显示一种用于计算目标接近/分离状态评价指标的方法的示意性图;并且
图17是显示依照本发明的第四实施例的制动力的控制的流程图。
具体实施方式
下面将参照附图描述本发明的实施例。这些实施例将相对于本发明的车辆控制系统在车辆驾驶辅助系统上的应用而进行描述。
(第一实施例)
图1显示了依照第一实施例的车辆驾驶辅助系统的总体配置。如图1所示,车辆驾驶辅助系统包括VSC_ECU 10、舵角传感器20、G传感器30、横摆角速度传感器40、ENG_ECU 50、CCD摄像机60a、图像识别处理器60b、雷达70、操作开关80、导航系统90和弯道行进ECU 100。
VSC_ECU 10控制向车辆施加制动力的制动驱动器(未显示),并且具有控制车辆稳定性控制(VSC;注册商标)的功能,其中车辆稳定性控制对车辆的滑移进行控制。VSC_ECU 10从车辆内LAN接收关于目标制动力的信息,并且控制制动驱动器生成目标制动力。此外,VSC_ECU10向车辆内LAN传递关于车辆的速度(车辆速度)Vs0和制动压力的信息。舵角传感器20检测关于车辆的转向角的信息并且向车辆内LAN传递检测到的信息。
G传感器30是检测加速度(前后加速度)的加速度传感器,该加速度是沿车辆的前后方向生成的,并且G传感器30向车辆内LAN传递关于检测到的前后加速度的信息。横摆角速度传感器40检测绕着车辆纵轴的角速度(横摆角速度),并且向车辆内LAN传递关于检测到的横摆角速度的信息。
ENG_ECU 50从车辆内LAN接收关于目标驱动力的信息,并且控制节气门驱动器生成目标驱动力。CCD摄像机60a是用于获取图像的图像获取装置,它捕获车辆前面预定范围,并且向识别处理器60b输出图像。识别处理器60b在输入的图像上执行预定的图像识别处理以识别道路相关物体,例如车道标记M1、电线杆M2、护栏M3和路缘石M4。道路相关物体可以位于车辆前面的道路弯道的边界上,或者位于其附近(图5A、5B)。然后,识别处理器60b获得车辆相对于道路相关物体的相对位置,并且向弯道行进ECU 100输出关于道路相关物体类型和相对位置的信息。
雷达70例如向车辆前面的预定范围施加激光并且接收反射光以检测到道路相关物体例如反射板M5和描画器M6的距离、道路相关物体的中心轴与车辆的横向中心轴的偏差量等。反射板M5表示等于或高于预定强度的反射光强度,并且道路相关物体可以位于道路弯道的边界上或其附近,如图5A、5B所示。然后,雷达70向弯道行进ECU 100输出关于到道路相关物体的距离、侧向偏差量等的信息。
操作开关80是一组由车辆的驾驶员操作的开关。通过开关组输入的操作信息输出给弯道行进ECU 100。导航系统90包括地磁传感器、陀螺仪、距离传感器、位置检测器、道路地图数据存储器、彩色显示器和控制电路,它们全部是已知的。位置检测器包括用于GPS的GPS(全球定位系统)接收器,该GPS基于来自GPS卫星等的无线电波检测车辆的位置。道路地图数据存储器存储道路地图数据。在彩色显示器中使用液晶或CRT。
道路地图数据包括用于分别使用链路和节点在图上表示道路的链路数据和节点数据。链路数据和节点数据包括关于链路起始点和终点的坐标、链路长度、经过区宽度和道路曲率半径的信息。导航系统90响应来自弯道行进ECU 100的命令识别车辆的当前位置,并且输出存在于车辆前面的预定范围内的弯道的链路数据和节点数据。
弯道行进ECU 100包括接近/分离状态评价指标计算单元110和车辆控制单元120。弯道行进ECU 100主要起到微型计算机的功能并且包括已知的CPU、ROM、RAM和I/O和连接它们的总线。
当弯道沿车辆的行进方向存在于车辆前面时,弯道行进ECU 100设置目标车辆速度,车辆将沿着弯道以该目标车辆速度行进。然后,弯道行进ECU 100计算目标车辆加速度/减速度,目标车辆加速度/减速度用于使车辆加速/减速至目标车辆速度。基于车辆的目标车辆速度和车辆速度之间的比较,弯道行进ECU 100控制车辆加速/减速,这样车辆的加速度/减速度就达到目标车辆加速度/减速度。
评价指标计算单元110使用下面的等式(1)由车辆和位于车辆前面的弯道上的道路相关物体之间的距离D(即,车辆和车辆从弯道偏离点之间的距离)和在下面的等式(1)使用地车辆速度Vs0来计算车辆和道路相关物体之间的当前接近/分离状态评价指标KdB_p。?另外,等式(1)中的|-2×Vs0|表示(-2×Vs0)的绝对值。
KdB_p=10×log{|-2×Vs0|(D3×5×10-8)}…(1)
如上所述,道路相关物体例如车道标记M1、电线杆M2、护栏M3、路缘石M4、反射板M5和描画器M6位于弯道边界上或其附近。因此,可以从这些道路相关物体的位置获得距离D。或者,可以使用道路地图数据中的链路数据和节点数据和GPS接收器中的检测到的结果获得距离D。
下面将给出对于上述等式(1)的解释。当静止物体(例如时,停止的车辆)存在于车辆的前面时,如图2所示,如果给定了停止车辆的实际高度(H0)和宽度(W0)、面积(S0(=W0×H0))、投影在车辆驾驶员的眼睛上的停止车辆的图像的高度(H)和宽度(W)、面积(S(=W×H))、停止车辆和驾驶员的眼睛(晶状体)之间的距离(D,为方便起见,等于停止车辆和车辆之间的距离Do)和驾驶员的眼睛的焦距(f),就会在下面的等式(2)中表示出停止车辆的图像的面积(S)。
S=W×H=W0×H0×(f/D)2…(2)
停止车辆的图像的面积S在每单位时间中的变化程度dS/dt(即停止车辆的图像的面积变化)以下面的等式(3)表示。此外,等式(3)中的符号“∝”表示比例关系。
dS/dt=d(W×H)/dt∝d(f/D)/dt∝d(1/D2)/dt…(3)
通过使上述等式(3)相对于距离D部分地求微分,可以得到下面的等式(4)。
dS/dt∝d(1/D2)/dt=(-2/D3)×(dD/dt)=(-2/D3)×Vs0…(4)
停止车辆的图像的面积变化dS/dt可以用作车辆和停止车辆之间的接近/分离状态的评价指标。因此,通过进行下面的计算,就可以获得在上述等式(1)中表示的车辆和作为静止物体的道路相关物体之间的当前评价指标KdB_p。即,通过表示上面的等式(4)乘以对数表示的恒定数字(分贝[dB])的结果,然后将以对数表示的结果进一步乘以恒定数字,就可以获得当前评价指标KdB_p。
或者,因为可以从每单位时间dS/dt的道路相关物体的图像的面积S内的变化程度获得当前评价指标KdB_p,所以可以从由CCD摄像机60a每单位时间获取的图像中道路相关物体的尺寸中的变化程度获得当前评价指标KdB_p。
图3显示了车辆控制单元120的功能框图。接近/分离状态评价指标获得单元201获得在评价指标计算单元110中计算的当前评价指标KdB_p。
道路表面μ获得单元202从车辆沿其行进的道路的道路表面状态确定道路表面摩擦系数μ。道路表面状态可以由道路表面状态检测器(未显示)检测到。或者,道路表面摩擦系数μ可以由例如下列方式确定。即,道路表面状态例如干燥、潮湿、覆雪、结冰与道路表面摩擦系数μ预先相关,驾驶员从干燥、潮湿、覆雪、结冰等中选择某种道路表面状态。然后,由驾驶员所选的道路表面状态中确定道路表面摩擦系数μ。
考虑到道路表面摩擦系数μ,目标侧向加速度设置单元203设置目标侧向加速度Gy,车辆将以该目标侧向加速度Gy沿弯道行进。目标侧向加速度Gy表示车辆沿着弯道安全行进时侧向加速度的最大值。
道路曲率半径获得单元204获得车辆前面弯道的曲率半径R。参见图4,下面将给出对弯道的曲率半径R的解释。另外,在普通道路上,会在圆形弯道区段之前和之后形成缓和弯道区段,例如直道路区段-->缓和弯道(例如,回旋曲线,三次抛物线)区段-->圆弯道区段-->缓和弯道区段-->直道路区段。然而,在第一实施例中,为了简化解释的目的,将描述弯道的曲率半径R,该弯道由圆弯道区段单独构成,如图4所示。
当弯道出现在车辆的前面时,曲率半径获得单元204获得弯道的圆弯道的中心(O)与车辆的经过区的中心线之间的距离作为弯道的曲率半径R。
或者,道路曲率半径获得单元204可以基于从导航系统90输出的道路地图数据中的链路数据和节点数据获得曲率半径R。同样,道路曲率半径获得单元204可以从关于道路相关物体例如车道标记M1、电线杆M2、护栏M3、路缘石M4、反射板M5和描画器M6的信息估算弯道的曲率半径R。关于道路相关物体的信息由雷达70和识别处理器60b输出。这该情形下,当曲率半径R是由关于电线杆M2、护栏M3、路缘石M4、反射板M5和描画器M6的信息估算得来时,可以从信息获得近似的弯道,因此获得近似弯道的曲率半径R。
另外,如图4所示,如果给定了车辆和位于车辆行进方向的延长线内的道路相关物体(例如,车道标记M1、电线杆M2、护栏M3、路缘石M4、反射板M5和描画器M6)之间的距离D,就可以通过下面的等式(5)获得车辆的前端和车辆前轮的中心轴线之间的距离(Y)和车辆的宽度的中点和前轮中心轴线上的道路相关物体之间的距离(L)。
(D+Y)2+R2=(R+L)2…(5)
因此,可以通过计算下面的等式(6)获得弯道的曲率半径R,而等式(6)可以由上面的等式(5)获得。
R={(D+Y)2-L2}/2×L…(6)
目标车辆速度设置单元205使用目标侧向加速度Gy和弯道的曲率半径R,通过计算下面的等式(7),可以设置目标车辆速度Vs0_t,车辆会沿着车辆前面的弯道以该目标车辆速度Vs0_t行进。
Vs0_t=(R×Gy)1/2…(7)
目标车辆加速度/减速度计算单元206比较当前车辆速度Vs0与目标车辆速度Vs0_t。如果当前车辆速度Vs0和目标车辆速度Vs0_t之差小于预定差,加速度/减速度计算单元206就计算目标车辆加速度/减速度以保持当前车辆速度Vs0
另一方面,如果上述差大于预定差,加速度/减速度计算单元206就获得目标车辆加速度/减速度dVs0/dt以使车辆加速或减速至目标车辆速度Vs0_t,其方式为使用当前评价指标KdB_p、车辆和位于车辆行进方向延长线内的道路相关物体之间的距离D、车辆速度Vs0和目标车辆速度Vs0_t,计算下面的等式(8)。
dVs0/dt=gain×7.5×D2×10{(|KdB_p|-8)×(Vs0-Vs0_t)…(8)
由上面的等式(1)获得的上面的等式(8)表示车辆加速度/减速度的目标值,该目标值用于对车辆进行加速/减速至目标车辆速度Vs0_t且保持当前评价指标KdB_p。等式(8)是以下面的方式获得的。首先,等式(1)变换为下面的等式(9)、(10)。
10(|KdB_p|/10)=|-2×Vs0|/(D3×5×10-8)…(9)
|-Vs0|=(D3×5×10-8/2)×10(|KdB_p|/10)=2.5×D3×10{(|KdB|/10)-8}…(10)
通过将等式(10)对时间求微分,可以获得下面的等式(11)。
(dVs0/dD)×(dD/dt)=7.5×D2×10{(|KdB-p|/10)-8}×Vs0…(11)
上面的等式(11)表示车辆加速度/减速度的目标值以保持当前评价指标KdB_p。通过在等式(11)中考虑目标车辆速度Vs0_t,就可以在下面的等式(12)中表示目标车辆加速度/减速度dVs0/dt。
dVs0/dt=7.5×D2×10{(|KdB_p|/10)-8}×(Vs0-Vs0_t)…(12)
最后,加速度/减速度计算单元206通过将等式(12)乘以增益gain来计算上面的等式(8)终的目标车辆加速度/减速度dVs0/dt的终值,其中增益是正值并且等于或小于1。此外,下面将检验增益的范围。当以车辆速度Vs0接近道路相关物体的车辆开始以恒定的车辆减速度GG减速时,例如,就在下面的等式(13)中表示行进距离DD,该行进距离DD是车辆行进直至车辆停止在其中车辆接触道路相关物体的位置所行进的距离。
DD=Vs0 2/2×GG…(13)
在此之后,可以通过下面的等式(14)获得车辆减速度GG与目标车辆加速度/减速度dVs0/dt(增益=1.000)之比以保持当前评价指标KdB_p,其中车辆以车辆减速度GG行进直至车辆停止在其中车辆接触道路相关物体的位置。
GG/dVs0/dt=(Vs0 2/2×DD)/(gain×7.5×D2×10{(|KdB_p|/10)-8}×Vs0)=Vs0/(15×D3×10{(|KdB_p|/10)-8})…(14)
通过将等式(10)代入上面的等式(14)中的车辆速度Vs0,可以获得下面的等式(15)。
GG/dVs0/dt=(2.5×D3×10{(|KdB_p|/10)-8})/(15×D3×10{(|KdB_p|/10)-8})=2.5/15≌0.167…(15)
因此,通过将增益设置为0.167,就可以计算目标车辆加速度/减速度dVs0/dt,车辆以该目标车辆加速度/减速度dVs0/dt行进以便车辆停止在其中车辆接触道路相关物体的位置。因此,增益覆盖了0.167到1.000的范围。
在当前车辆速度Vs0和目标车辆速度Vs0_t之差大于预定差并且车辆速度Vs0大于目标车辆速度Vs0_t时,由上面的等式(8)计算的目标车辆加速度/减速度dVs0/dt表示车辆行进时的减速度(带有加号)。因此,通过控制车辆来减速这样它就以目标车辆加速度/减速度dVs0/dt行进,车辆速度Vs0可以减少为目标车辆速度Vs0_t且保持当前评价指标KdB_p。
另一方面,当车辆速度Vs0小于目标车辆速度Vs0_t时,由上面的等式(8)计算的目标车辆加速度/减速度dVs0/dt表示车辆行进时的加速度(带有减号)。因此,通过控制车辆来加速这样它就以目标车辆加速度/加速度dVs0/dt行进,车辆速度Vs0可以增大为目标车辆速度Vs0_t且保持当前评价指标KdB_p。
另外,加速度/减速度计算单元206可以依照车辆前面的弯道上的道路表面摩擦系数μ校正目标车辆加速度/减速度dVs0/dt。这是因为由于道路表面摩擦系数μ而在某些时候不能获得目标制动力。
目标驱动/制动力计算单元207计算将应用到车辆上的目标驱动/制动力,这样车辆的加速度或减速度就达到由加速度/减速度计算单元206计算的目标车辆加速度/减速度dVs0/dt,并且向车辆内LAN传递关于目标驱动/制动力的信息。
接下来,将参照图6中的流程图描述在弯道行进ECU 100内执行的控制处理。首先,在步骤10(S10)处获得车辆状态量(例如,车辆速度Vs0)。在步骤20处(S20),可以获得车辆和位于车辆的行进方向的延长线内的道路相关物体之间的距离D,并且可以使用距离D计算相对于道路相关物体的车辆当前评价指标KdB_p。在步骤30(S30)处,计算(设置)车辆沿着车辆前面的弯道行进的目标车辆速度Vs0_t
在步骤40(S40)处,当前车辆速度Vs0与在S30处设置的目标车辆速度Vs0_t比较,并且将确定当前车辆速度Vs0和目标车辆速度Vs0_t之差是否小于预定差。如果该差小于预定差(是),控制就进行到步骤60(S60),而如果确定该差不小于预定差(否),控制就进行到步骤50(S50)。
在S50处,如果当前车辆速度Vs0大于目标车辆速度Vs0_t,就会计算目标车辆减速度dVs0/dt,目标车辆减速度dVs0/dt用于将车辆减速至目标车辆速度Vs0_t。如果当前车辆速度Vs0小于目标车辆速度Vs0_t,就会计算目标车辆加速度dVs0/dt,目标车辆加速度dVs0/dt用于将车辆加速至目标车辆速度Vs0_t
在S60处计算目标车辆加速度/减速度以保持当前车辆速度Vs0。在步骤70(S70)处,会计算将应用到车辆上这样车辆的加速度或减速度就达到在S50或S60处计算的目标车辆加速度/减速度的目标驱动/制动力,并且向车辆内LAN传递关于目标驱动/制动力的信息。
因此,如果当前车辆速度Vs0大于目标车辆速度Vs0_t,车辆就受到控制减速,这样车辆的减速度就达到目标车辆减速度dVs0/dt。另一方面,如果当前车辆速度Vs0于目标车辆速度Vs0_t,车辆就受到控制加速,这样车辆的加速度就达到目标车辆加速度dVs0/dt。因此,车辆可以基于目标车辆速度Vs0_t进行减速或加速车辆将沿着车辆前面的弯道以目标车辆速度Vs0_t行进。
在当前车辆速度Vs0和目标车辆速度Vs0_t之差小于预定差时,车辆就受到控制以保持当前车辆速度Vs0,因此在车辆沿着弯道行进且保持可能行进的速度时,辅助车辆的驾驶员的他/她的车辆驾驶操作。
由于进一步所述,当车辆沿着弯道行进时,第一实施例的车辆驾驶辅助系统就计算目标车辆加速度/减速度dVs0/dt,该目标车辆加速度/减速度dVs0/dt用于使车辆加速或减速至针对弯道设置的目标车辆速度Vs0_t。基于当前车辆速度Vs0和目标车辆速度Vs0_t之间的比较,车辆受到控制,这样车辆的加速度/减速度就达到目标车辆加速度/减速度dVs0/dt。
因此,当车辆沿着存在于车辆的前面的道路的弯道行进时,车辆可以加速或减速至可以行进的速度,因此在车辆沿着弯道行进时,能够以全面的方式辅助驾驶员进行他/她的车辆驾驶操作。
(第一种修改)
目标侧向加速度Gy可以依照弯道的曲率半径R的尺寸而不同地设置。因此,可以帮助驾驶员以运动方式执行驾驶操作。
(第二种修改)
此外,当驾驶员以恒定转向角保持车辆转向时,例如,目标车辆速度Vs0_t可以设置为0(零)以控制车辆来减速。
(第三种修改)
另外,虽然第一实施例的车辆驾驶辅助系统控制车辆来加速或减速,但是它可以控制车辆仅仅加速或仅仅减速。
(第二实施例)
因为第二实施例和第一实施例具有多个共同的特征,所以将省略对共同特征的详细解释,并且将重点给出对不同的特征的解释。第一实施例的车辆驾驶辅助系统由车辆和位于道路弯道上的道路相关物体之间的距离D、基于弯道的曲率半径R设置的目标车辆速度Vs0_t等来计算用于使车辆加速或减速的目标车辆加速度/减速度dVs0/dt,如果生成车辆行进的障碍物的物体不会沿车辆的行进方向出现在车辆前面的弯道上的话。然后,车辆就受到控制来加速或减速,这样车辆的加速度或减速度就达到目标车辆加速度/减速度dVs0/dt。
另一方面,如果障碍物不出现在弯道上的话,第二实施例的车辆驾驶辅助系统就以与第一实施例的车辆驾驶辅助系统相同的方式操作。然而,第二实施例与第一实施例的系统的不同之处在于它控制车辆减速,从而在如果障碍物的确出现在弯道上时避免与障碍物碰撞。
图7显示了第二实施例的车辆驾驶辅助系统的总体配置。除图像识别处理器60b和雷达70之外,部件(即,VSC_ECU 10、舵角传感器20、G传感器30、横摆角速度传感器40、ENG_ECU 50、CCD摄像机60a、操作开关80、导航系统90和弯道行进ECU 100)与第一实施例中以相同数字表示的相应部件以相同的方式操作。
如第一实施例中所示,识别处理器60b在从CCD摄像机60a上输出的图像上执行预定的图像识别处理以识别车辆前面的弯道上的道路相关物体,并且在障碍物出现在弯道上时对障碍物进行识别。识别处理器60b向弯道行进ECU 100输出关于道路相关物体类型和道路相关物体对于车辆的相对位置的信息。同样,当障碍物出现在弯道上时,识别处理器60b向弯道行进ECU 100输出关于障碍物的尺寸(即,宽度和高度)和障碍物相对于车辆的相对位置的信息。另外,通过确定障碍物的尺寸并结合雷达70的检测结果,可以提高关于障碍物的尺寸的信息的精度。
雷达70例如向车辆前面的预定范围应用激光并且接收反射光,从而检测与道路相关物体或障碍物的距离、道路相关物体或障碍物的中心轴与车辆的横向中心轴的偏差量(侧向偏差量)、车辆相对于道路相关物体或障碍物的相对速度等,并且将它们输出到弯道行进ECU 100。
弯道行进ECU 100包括接近/分离状态评价指标计算单元110、车辆控制单元120和距离获得单元130。距离获得单元130从图像识别处理器60b和雷达70获得关于道路相关物体或障碍物的信息。同样,距离获得单元130经由车辆内LAN获得关于车辆行进状态的信息(例如,车辆速度、相对速度、转向角、前后加速度和横摆角速度)。
基于关于车辆行进状态的信息,距离获得单元130估算车辆未来的轨迹(如果车辆行进且保持当前行进状态的话,将沿着道路留下的实际轨道)。如图10A中的虚线所示,当车辆处于笔直向前行进的状态中,例如,距离获得单元130估算如果车辆行进且保持其笔直向前行进状态的话将获得的未来的轨迹。在第二实施例中,如图10B所示,将估算车辆的投影面(宽度Ws和高度Hs)的未来的轨迹。即,将估算三维(即,车辆的行进方向、宽度方向和高度方向)的未来轨迹。
如果与车辆投影面的估算的未来轨迹重叠的障碍物(例如,在图10A中在车辆前面行进的车辆(即,前一个车辆))出现在弯道上,距离获得单元130就会获得障碍物和车辆之间的距离D。因此,不会与投影面的未来的轨迹重叠的障碍物就会因为很小的与车辆碰撞的可能性而从距离D的获得中排除,而可以获得具有很大的与车辆碰撞的可能性的到障碍物的距离D。此外,如果有多个与投影面的未来的轨迹重叠的障碍物,就可以获得到设置得最接近车辆的距离。
另一方面,如果与车辆的投影面的未来轨迹重叠的障碍物并不出现在弯道上,就可以如第一实施例中参照图4所述那样获得车辆和位于车辆的行进方向的延长线中(即,在车辆投影面的未来轨迹的中心线的延长线中)的道路相关物体之间的距离D。
另外,在估算车辆投影面的未来的轨迹时,距离获得单元130可以考虑车辆的最小离地间隙Hg,如图10B所示。例如,因为沿着道路的中心线布置在道路上的反光道钉不会妨碍车辆的路,所以就需要将它从距离D的获得中排除。因此,通过考虑最小离地间隙Hg,即,通过估算排除了车辆地盘下方的面积Sg的投影面的未来轨迹,就可以从距离D的获得中排除不会阻碍车辆的路的物体。
当与车辆的投影面的未来的轨迹重叠的障碍物出现在弯道上时,评价指标计算单元110会使用车辆和障碍物之间的距离D和车辆与障碍物的相对速度Vr,通过下面的等式(16)计算车辆和障碍物之间的当前评价指标KdB_p。
此外,等式(16)中的符号||表示绝对值。当车辆接近障碍物时相对速度Vr以减号(-)指示,并且当车辆行进远离障碍物时以加号指示。对于当前评价指标KdB_p的符号(+,-),可以指定符号这样在相对速度Vr小于0(零)(Vr<0,接近)时当前评价指标KdB_p就变得大于0(零)(KdB_p>0),并且如果相对速度Vr大于0(零)(Vr>0,分离),当前评价指标KdB_p就变得小于0(零)(KdB_p<0)。
KdB_p=10×log{|-2×Vr|/(D3×5×10-8)}…(16)
当与投影面的未来轨迹重叠的障碍物不会出现在弯道上时,评价指标计算单元110使用由距离获得单元130获得的车辆和道路相关物体之间的距离D以及车辆速度Vs0,通过下面的等式(17)(在第一实施例中说明),计算车辆和道路相关物体之间的当前评价指标KdB_p。
KdB_p=10×log{|-2×Vs0|/(D3×5×10-8)}…(17)
下面将给出对于上述等式(16)的解释。例如,当前一个车辆沿该车辆的行进方向出现在其前面时,如图8所示,如果给定了前一个车辆的实际高度(H0)和宽度(W0)、面积(S0(=W0×H0))、投影在车辆的驾驶员的眼睛(视网膜)上的前一个车辆的图像的高度(H)和宽度(W)、面积(S(=W×H))、前一个车辆和驾驶员的眼睛(晶状体)之间的距离(D,为方便起见,等于前一个车辆和该车辆之间的距离Do)以及驾驶员的眼睛的焦距(f),就能够在下面的等式(18)中表示前一个车辆的图像的面积(S)。
S=W×H=W0×H0×(f/D)2…(18)
在下面的等式(19)中表示了前一个车辆的面积S在每单位时间的变化程度(即,前一个车辆的图像的面积变化:dS/dt)。此外,等式(19)中的符号“∝”表示比例关系。
dS/dt=d(W×H)/dt∝d(f/D)2/dt∝d(1/D2)/dt…(19)
通过使上面的等式(19)相对于距离D部分地求微分,可以得到下面的等式(20)。等式(20)中的“Vr”表示车辆相对于前一个车辆的相对速度。
dS/dt∝d(1/D2)/dt=(-2/D3)×(dD/dt)=(-2/D3)×Vr…(20)
前一个车辆的图像的面积变化dS/dt可以用作车辆和前一个车辆之间的接近或分离状态的评价指标。因此,通过进行下面的计算,就可以获得在上面的等式(16)中表示的车辆和障碍物之间的当前评价指标KdB_p。即,通过表示上面的等式(20)乘以对数表示的恒定数字(分贝[dB])的结果,然后将以对数表示的结果进一步乘以恒定数字,就可以获得当前评价指标KdB_p。
或者,因为当前评价指标KdB_p可以从障碍物图像的面积S在每单位时间dS/dt内的变化程度获得,所以当前评价指标KdB_p可以由CCD摄像机60a在每单位时间获取的图像内的障碍物的尺寸的变化程度获得。
图9显示了车辆控制单元120的功能框图。图9中的道路表面μ获得单元202、目标侧向加速度设置单元203、道路曲率半径获得单元204、目标车辆速度设置单元205和目标车辆加速度/减速度计算单元206以与第一实施例中相同数字表示的相应的部件相同的方式操作。接近/分离状态评价指标获得单元201获得在评价指标计算单元110中计算的当前评价指标KdB_p。
转弯半径计算单元208基于由距离获得单元130获得的车辆和障碍物之间的距离D,计算车辆的转弯半径R0,该转弯半径R0对车辆避免与障碍物碰撞所必需的。如图11所示,当作为障碍物的前一个车辆出现在车辆前面且它们之间具有距离D时,例如,如果给定了车辆的前端和车辆前轮的中心轴之间的距离(Y)和车辆宽度的中点与前一个车辆的右后端之间的距离(L),就可以获得下面的等式(21)。
(D+Y)2+R0 2=(R0+L)2…(21)
因此,可以通过计算下面的等式(22)获得转弯半径R0,而等式(22)可以由上面的等式(21)获得。
R0={(D+Y)2-L2}/2×L…(22)
转向目标侧向加速度设置单元209设置侧向加速度的目标值Gyo,该侧向加速度是由于车辆驾驶员为避免碰撞而采取的转向操作而沿车辆的横向方向生成的。例如,目标侧向加速度Gyo可以设置为大约0.2[G]。
目标相对速度计算单元210通过下面的等式(23),使用由转弯半径计算单元208计算的转弯半径R0和由转向目标侧向加速度设置单元209设置的目标侧向加速度Gyo,计算车辆和障碍物之间的目标相对速度Vr_t
Vr_t=(R0×Gyo)1/2…(23)
目标相对减速度计算单元211使用由距离获得单元130获得的车辆和障碍物之间的距离D、车辆和障碍物之间的相对速度Vr、车辆和障碍物之间的当前评价指标KdB_p和目标相对速度Vr_t,通过下面的等式(24),获得用于使车辆减速至目标相对速度的目标相对减速度dVr/dt。
dVr/dt=7.5×D2×10{(|KdB_P|/10)-8}×(Vr-Vr_t)…(24)
上面的等式(24)是由等式(16)得来的。首先,等式(16)变换为下面的等式(25)、(26)。
10(|KdB_p|/10)=|-2×Vr|/(D3×5×10-8)…(25)
|-Vr|=(D3×5×10-8/2)×10(|KdB_p|/10)=2.5×D3×10{(|KdB|/10)-8}…(26)
因此,车辆和障碍物之间的目标相对减速度dVr/dt是使用距离D、相对速度Vt和当前评价指标KdB_p利用下面的等式(27)计算的。
dVr/dt=(dVr/dD)×(dD/dt)=7.5×D2×10{(|KdB_p|/10)-8}×Vr…(27)
上面的等式(27)中的目标相对减速度dVr/dt表示用于使车辆减速至目标相对速度Vt_t且保持当前评价指标KdB_p的目标相对减速度。
最后,通过考虑车辆和障碍物之间的目标相对速度Vr_t,在下面的等式(28)中表示了用于计算目标相对减速度dVr/dt的公式。
dVr/dt=7.5×D2×10{(|KdB_P|/10)-8}×(Vr-Vr_t)…(28)
在上面的等式(28)中,如果目标相对速度Vr_t于0(零)(Vr_t<0),目标相对减速度dVr/dt就小于在目标相对速度Vr_t为0(零)时所计算的目标相对减速度dVr/dt。因此,通过控制车辆这样它以目标相对减速度dVr/dt行进,就可以把当前相对速度Vr降低至目标相对速度Vr_t
另一方面中,如果目标相对速度Vr_t大于0(零)  (Vr_t>0),目标相对减速度dVr/dt就大于在目标相对速度Vr_t为0(零)时所计算的目标相对减速度dVr/dt。因此,通过控制车辆这样它以目标相对减速度dVr/dt行进,就可以把当前相对速度Vr降低至分离状态中的目标相对速度Vr_t
另外,通过将上面的等式(28)乘以增益gain(等于或小于1的正值),目标相对减速度计算单元211就可以计算表示在下面的等式(29)中的目标相对减速度dVr/dt的终值。
dVr/dt=gain×7.5×D2×10{(|KdB_p|/10)-8}×(Vr-Vr_t)…(29)
下面将检验增益的范围。当以车辆速度Vs0(=Vr)接近停止的障碍物的车辆开始以恒定的车辆减速度GG减速时,就在下面的等式(30)中表示行进距离DD,该行进距离DD是车辆行进直至车辆停止在其中车辆接触障碍物的位置所行进的距离。
DD=Vr 2/2×GG…(30)
在此之后,可以通过下面的等式(31)获得车辆减速度GG与目标相对减速度dVr/dt(增益gain=1.000)之比以保持当前评价指标KdB_p,其中车辆以车辆减速度GG行进直至车辆停止在其中车辆接触障碍物的位置。
GG/(dVr/dt)=(Vr 2/2×DD)/(gain×7.5×D2×10{(|KdB_p|/10)-8}×Vr)=Vr/(15×D3×10{(|KdB_p/10)-8})…(31)
通过将用于相对速度Vr的等式(26)代入上面的等式(31)中r,可以获得下面的等式(32)。
GG/(dVr/dt)=(2.5×D3×10{(|KdB_p/10)-8})/(15×D3×10{(|KdB_p|/10)-8})=2.5/15≌0.167…(32)
因此,当增益设置为1.000时,通过控制车辆这样它就以此刻的目标相对减速度行进,车辆就可以减速且保持当前评价指标KdB_p。另外,通过将增益设置为0.167,就可以获得用在使车辆停止在其中车辆与障碍物接触的位置中的目标相对减速度。因此,增益优选落在落在0.167至1.000的范围内。
另外,目标相对减速度计算单元211可以基于车辆前面的弯道上的道路表面摩擦系数μ计算出车辆中可能生成的最大减速度。然后,可以校正目标相对减速度,这样它就变得小于最大减速度。
依照库伦的摩擦定律,已知在任意情况下,施加到车辆轮胎上的侧向力F和制动力(或驱动力)T必须满足下面的等式(33)。等式(33)中的符号“μ”和“Hw”分别表示道路表面摩擦系数和轮胎的垂直载荷。
?(F2+T2)≤(μ×Hw)…(33)
即,在水平面内沿所有的方向的施加在轮胎和道路表面之间的力的合成不能等于或大于力矩的垂直载荷(Hw)与道路表面摩擦系数μ相乘的结果。结果的矢量落在具有半径(μ×Hw)的圆(通常被称作“摩擦圆”)的内部。
因此,如果在车辆内生成基于道路表面摩擦系数μ计算的最大减速度,力矩的侧向力F就等于0(零)。因此,尽管车辆的驾驶员做出了避免碰撞的转向操作,车辆的行进方向仍然不能改变,因此就不能避免与障碍物的碰撞。
因此,通过校正目标相对减速度这样在车辆生成的相对减速度就达到例如最大减速度的50-60%,并且依照校正的目标相对减速度控制车辆,就可以确保在转向操作过程中的侧向力F,因此可以避免与障碍物碰撞。
当与车辆投影面的未来的轨迹重叠的障碍物出现在弯道上并且车辆和障碍物之间的相对速度Vr大于目标相对速度Vr_t时,目标驱动/制动力计算单元207计算目标制动力并且向车辆内LAN传递关于目标制动力的信息,其中,该目标制动力施加以使得车辆内产生的相对减速度达到目标相对减速度dVr/dt。另一方面,当与车辆投影面的未来的轨迹重叠的障碍物并不出现在弯道上时,目标驱动/制动力计算单元207计算目标驱动/制动力并且向车辆内LAN传递关于目标驱动/制动力的信息,其中该目标驱动/制动力施加以使得车辆的加速度或减速度达到由目标车辆加速度/减速度计算单元206计算的目标车辆加速度/减速度dVs0/dt。
接下来,将参照图12中的流程图描述由弯道行进ECU 100执行的控制处理。对于在步骤30(S30)至步骤60(S60)中执行的处理的解释将被省略,因为它类似于第一实施例中所述的处理。
在步骤110(S110)中,获得关于车辆行进状态例如车辆速度Vs0和相对速度Vr的信息(即,车辆状态量)。在步骤120(S120)中,如果与车辆投影面的未来轨迹重叠的障碍物出现在弯道上,就会获得车辆和障碍物之间的距离D,而如果与未来的轨迹重叠的障碍物并不出现在弯道上,就会获得车辆和位于车辆的行进方向的延长线上的道路相关物体之间的距离D。然后,在S120中使用距离D计算车辆和障碍物或道路相关物体之间的当前评价指标KdB_p。
在步骤130(S130)中,确定与车辆投影面的未来的轨迹重叠的障碍物是否出现在弯道上。如果障碍物出现(是),控制就进行到步骤140(S140),而如果障碍物不出现(否),控制就进行到步骤30(S30)。
在S140处,由转弯半径R0和目标侧向加速度Gyo计算车辆和障碍物之间的目标相对速度Vr_t。在步骤150(S10)中,计算用于将车辆减速至目标相对速度Vu的目标相对减速度dVr/dt。在步骤160(S160)中,会计算并向车辆内LAN传递目标制动力,该目标制动力被施加从而使车辆内生成的相对减速度达到目标相对减速度dVr/dt。在此之后,以预定的定时重复地执行如上所述的每个步骤。
如因此而进一步所述的那样,当障碍物沿车辆的行进方向出现在其前面的道路上时,第二实施例的车辆驾驶辅助系统计算障碍物的接近/分离状态评价指标。同时,车辆驾驶辅助系统由车辆目标侧向加速度和转弯半径计算车辆和障碍物之间的目标相对速度,该目标相对速度是车辆避免与障碍物碰撞所需的。如果车辆和障碍物之间的相对速度大于目标相对速度,车辆驾驶辅助系统就控制车辆减速,这样在车辆内生成的相对减速度就达到目标相对减速度。
因此,即使障碍物(例如,停放的车辆和行人)出现在弯道上,当车辆沿着弯道行进时,使得在车辆内生成的相对减速度就达到目标相对减速度的对于车辆的控制能够以充分的方式辅助车辆的驾驶员他/她对车辆的驾驶操作,因此可以避免与障碍物碰撞。
另一方面,当障碍物并不存在于弯道上时,车辆就会基于目标车辆速度和车辆速度之间的比较而受到控制,这样车辆的加速度/减速度就会达到目标车辆加速度/减速度。因此,在沿着弯道行进过程中,车辆可以减速或加速至可以行进的速度,因此在车辆沿着弯道行进时,能够以全面的方式辅助驾驶员进行他/她的车辆驾驶操作。
(第四种修改)
虽然第二实施例旨在避免与弯道上的障碍物碰撞,但是它也可以应用在避免与直路上的障碍物碰撞的情形中。
(第三实施例)
图13显示了应用本发明的车辆控制系统的车辆驾驶辅助系统(车辆制动控制系统)的总体配置。如图13所示,当前车辆制动控制系统包括雷达310、车辆速度传感器320、制动开关(SW)330、制动压力传感器340、操作开关(SW)350、制动ECU 360、制动驱动器370、CCD摄像机380a、图像识别处理器380b和导航系统390。
雷达310例如向车辆前面的预定范围施加激光并且接收反射光以检测到道路相关物体例如反射板M5和描画器M6的距离、道路相关物体的中心轴与车辆的横向中心轴的偏差量(侧向偏差量)等。反射板M5表示等于或高于预定强度的反射光强度,并且道路相关物体可以位于道路弯道的边界上或其附近,如图5A、5B所示。然后,雷达310向制动ECU 360输出关于到道路相关物体的距离、侧向偏差量等的信息。
车辆速度传感器320检测车辆的行进速度。因为由雷达310检测到的道路相关物体是固定在道路上的,所以车辆和道路相关物体之间的相对速度Vr等于车辆速度。另外,在第三实施例中,当车辆接近道路相关物体时,相对速度Vr的符号定义为减号(-),而当车辆行进远离道路相关物体时定义为加号(+)。
制动SW 330检测车辆驾驶员的制动操作。制动SW 330在制动器踏板被压下时输出ON信号,并且在下压被释放时输出OFF信号。
制动压力传感器340检测制动液压,该制动液压是在制动器踏板由驾驶员压下时在制动系统(未显示)中生成的。制动系统生成制动力来使车辆减速,例如通过用力将盘垫挤压在固定到车轮上的盘形转子上,这对应于制动液压。因此,可以由在驾驶员操作制动器踏板时生成的制动液压来估算制动操作在车辆中生成的减速度。
操作SW 350由驾驶员操作,并且操作信号被输入到制动ECU 360中。另外,当制动ECU 360辅助地控制驾驶员的制动操作时,操作SW 350发出命令来调节对制动ECU 360的减速程度(例如,平缓或迅速地使车辆减速)。
制动驱动器370依照来自制动ECU 360(将在下面详细地描述)的控制信号任意地调节制动系统中的制动液压。
CCD摄像机380a是用于获取车辆前面预定范围中的图象的图像获取装置,并且它用于向图像识别处理器380b输出图像。图像识别处理器380b执行所输入图像上的预定图像识别处理以识别例如位于车辆前面的弯道的边界上或其附近的道路相关物体(例如,车道标记M1、电线杆M2、护栏M3和路缘石M4,如图5A、5B所示)。随后,图像识别处理器380b获得道路相关物体和车辆之间的相对位置,并且向制动ECU360输出关于道路相关物体类型和相对位置的信息。
导航系统390包括地磁传感器、陀螺仪、距离传感器、位置检测器、道路地图数据存储器、彩色显示器和控制电路,它们全部是已知的。位置检测器包括用于GPS的GPS接收器,该GPS基于来自GPS卫星等的无线电波检测车辆的位置。道路地图数据存储器存储道路地图数据。在彩色显示器中使用液晶或CRT。
道路地图数据包括用于分别使用链路和节点在图上表示道路的链路数据和节点数据。链路数据和节点数据包括关于链路起始点和终点的坐标、链路长度、经过区宽度和道路曲率半径的信息。导航系统390响应来自制动ECU 360的命令而识别车辆的当前位置,并且输出关于弯道的链路数据和节点数据,其中弯道出现在车辆前面的预定范围内。
如果车辆沿其行进方向或沿着弯道行进到车辆前面的弯道,一旦当车辆接近道路相关物体时驾驶员开始制动操作,制动ECU 360就会基于来自如上所述的各种传感器和开关的输入信号辅助地控制制动系统的制动力。因此,驾驶员可以具有令人满意的减速的感觉以避免与道路相关物体碰撞。
在第三实施例中,这种辅助控制是使用接近/分离状态评价指标KdB实现的,该接近/分离状态评价指标KdB表示车辆和道路相关物体之间的接近/分离状态。下面将描述评价指标KdB。
当弯道出现在车辆的行进方向中时,驾驶员通常由出现在弯道上的道路相关物体的视觉面积变化来确定车辆是否接近道路相关物体或它是否行进远离道路相关物体,这样他/她就可以分别通过加速器操作或制动操作来调节车辆的加速或减速。因此,将把充当用于驾驶员确定的标准的道路相关物体的视觉面积变化的指标计算为评价指标KdB。
下面将描述计算评价指标KdB的特定方法。如果给定了道路相关物体实际高度(H0)和宽度(W0)、面积(S0(=W0×H0))、投影在驾驶员的眼睛(视网膜)上的道路相关物体的图像的高度(H)和宽度(W)、面积(S(=W×H))、道路相关物体和驾驶员的眼睛(晶状体)之间的距离(D)和驾驶员的眼睛的焦距(f),就会在下面的等式(34)中表示出道路相关物体的表面面积(S)。
S=W×H=W0×H0×(f/D)2…(34)
因此,就在下面的等式(35)中表示道路相关物体的图像的表面面积S的变化率dS/dt,其中道路相关物体的图像投射到驾驶员的眼睛的视网膜上。
dS/dt=d(W×H)/dt∝d(f/D)2/dt∝d(1/D2)/dt…(35)
通过使上面的等式(35)相对于距离D部分地求微分,可以在下面的等式(36)中表示出变化率dS/dt(即,变化率K)。
dS/dt∝d(1/D2)/dt={d(1/D2)/dD}×(dD/dt)=(-2/D3)×Vr=K…(36)
通过这种方式,就可以使用道路相关物体和车辆之间的距离D和作为距离D的变化率的相对速度Vr,计算道路相关物体的面积的变化率K。
另外,因为变化率K表示道路相关物体的表面面积S的变化率dS/dt,所以变化率K等于由CCD摄像机380a获取的图像内的道路相关物体的尺寸的变化率(每单位时间)。因此,就可以由图像中道路相关物体的尺寸的变化率计算出变化率K。
变化率K会相当大地改变,例如,当距离D在1至100[m]的范围中时,可以在106的数量级上变化。因此,变化率K以分贝[dB]表示。
对于以分贝表示的表达式,当车辆以相对速度Vr=-0.1[km/h]接近出现在车辆前面100[m]的道路相关物体时,假设道路相关物体的面积的变化率Ko是驾驶员能够识别的最小面积变化并定义为0[dB]。变化率Ko表示在下面的等式(37)中。
Ko=(-2/D3)×Vr=(-2/1003)×(-0.1/3.6)≌5×10-8…(37)
即,当变化率Ko为5×10-8时的分贝值定义为0[dB],并且在下面的等式(38)中表示的指标定义为评价指标KdB。此外,评价指标KdB在车辆接近道路相关物体时大于0(零),并且在车辆行进远离道路相关物体时小于0(零)。
KdB=10×log(|K/(5×10-8)|)=10×log{|-2×Vr|/(D3×5×10-8)}…(38)
图14显示了由上面的等式(38)限定的评价指标KdB如何依照相对速度Vr和与道路相关物体的距离D而改变的。如图14中所示,当车辆接近道路相关物体并且相对速度Vr增大时,评价指标KdB增大,并且对于每个相对速度Vr,当距离D减小时,评价指标KdB以更陡的斜率增大。
接下来将参照图15中的流程图描述制动ECU 360的制动力的辅助控制。该辅助控制是在车辆沿其行进方向行进到其前面的弯道或是沿着弯道行进时完成的。它会基于来自图像识别处理器380b和导航系统390的输出信号确定车辆是否沿其行进方向行进到车辆前面的弯道,或者车辆是否沿着弯道行进。
在步骤200(S200)中,制动ECU 360从各个传感器和开关310至350接收输入信号。在步骤210(S210)中,确定制动SW 330的检测信号是否已经由OFF变为ON。换句话说,确定驾驶员是否在S210处开始制动操作。
如果确定制动SW 330的检测信号在S210处已经变为ON,控制就进行到步骤220(S220)来计算评价指标KdB的当前值KdB_p。更具体地,通过将由雷达310检测的与道路相关物体的距离D和相对速度Vr(它为距离D的变化率)代入上面的等式(38)中,就可以计算出当前接近/分离状态评价指标KdB_p。
在步骤230(S230)中计算评价指标KdB的目标值KdB_t。参见图16,下面将描述一种用于计算目标接近/分离状态评价指标KdB_t的方法。首先,初始值KdBo设置为在S220处获得的当前评价指标KdB_p。同样,通过使当前评价指标KdB_p相对于距离D求微分,可以获得评价指标KdB在车辆通过制动操作开始减速时的斜率S。
如在下面的等式(39)中所示,可以使用初始值KdBo、斜率S、在开始减速时的距离Do、通过制动SW 330而随着操作信号变化的增益gain和与道路相关物体的距离的当前值Dp来计算目标评价指标KdB_t。
KdB_t=gain×S×Dp+(S×Do+KdBo)…(39)
如图16所示,在与道路相关物体的当前距离Dp减小时,目标评价指标KdB_t会从初始值KdBo以通过制动操作而开始减速时的接近/分离状态评价指标KdB的恒定斜率S线性地增大。最后,通过将与道路相关物体的当前距离Dp代入等式(39)来计算目标评价指标KdB_t,可以计算出在距离D为当前距离Dp时的目标评价指标KdB_t。
另外,随着制动SW 330的操作信号而变化的增益可能采用例如0.9、1.0或1.1的值。在“增益=1.0”的情况下,斜率S并不改变。然而,如果“增益=0.9”,斜率S就会修改为最小值。因此,当与道路相关物体的距离D减小时,与接近道路相关物体的车辆的相对速度Vr就会更加迅速地减小,因此可以增强车辆的减速程度。另一方面,在“增益=1.1”的情况下,斜率S就修改为较大值,因此减轻了减速程度。通过这种方式,当车辆的制动力受到辅助控制时,通过辅助控制的减速程度就可以依照驾驶员的喜好通过用斜率S乘以驾驶员指示的增益来进行调节。
在步骤240(S240)中,使用在S230中计算的目标评价指标KdB_t利用下面的等式(40)计算目标相对速度Vr_t
Vr_t=-1/2×10(KdB_t/10)×D3×5×10-8…(40)
即,假定一接近/分离状态评价指标弯道,通过目标评价指标KdB_t且距离D为当前距离Dp(图16)经过该弯道。然后,由假定的弯道获得相对速度作为目标相对速度Vr_t。
在步骤250(S250)中,通过对当前距离Dp求微分,可以使用车辆和道路相关物体之间的当前相对速度Vr_p和目标相对速度Vr_t,利用下面的等式(41),计算出目标相对减速度dVr/dt_t。
dVr/dt_t=(Vr_p-Vr_t)/Δt…(41)
此外,Δt是将当前相对速度Vr_p和目标相对速度Vr_t之差转换为目标相对减速度dVr/dt_t的除数并且它被适当地设置。
在步骤260(S260)中,确定表示在车辆与道路相关物体碰撞之前的时间宽限的碰撞时间宽限TTC是否短于预定量的时间Tref。如果在S260中确定了碰撞时间宽限TTC短于预定量的时间Tref(TTC<Tref),控制就进行到步骤270(S270),而如果确定了碰撞时间宽限TTC等于或长于预定量的时间Tref(TTC≥Tref),控制就进行到步骤300(S300)。
另外,如果确定了碰撞时间宽限TTC等于或长于预定量的时间Tref(TTC≥Tref),在驾驶员开始制动操作时就有足够的碰撞时间宽限TTC。因此,就可以认为通过驾驶员自己的制动操作等可以很容易地避免与道路相关物体的碰撞。因此,在S300处就不执行当前车辆制动控制系统的制动力的辅助控制。
在S270中,会基于通过驾驶员的制动操作而生成的制动压力来估算在车辆中生成的减速度dVr/dt_dr。然后,在步骤280(S280)中,确定所估算的减速度dVr/dt_dr是否大于目标相对减速度dYr/dt_t。另外,减速度以减号(-)表示,并且因此如果“估算的减速度dV/dt_dr大于目标相对减速度dVr/dt_t”,驾驶员的制动操作就不会生成足够程度的减速度,这样车辆就不能以目标相对减速度dVr/dt_t减速。
因此,如果在S280处确定了估算的减速度dVr/dt_dr大于目标相对减速度dVr/dt_t(是),控制就进行到步骤290(S290)来执行制动力的辅助控制。即,在车辆与道路相关物体碰撞之前的碰撞时间宽限TTC短于预定量的时间Tref时执行辅助控制,并且车辆通过驾驶员的制动操作不能以目标相对减速度dVr/dt_t减速。
制动力在S290处的辅助控制可以如下面所述的那样执行。即,从已经准备好的图中获得生成在S250处计算的目标相对减速度dVr/dt_t的制动压力,然后制动驱动器370受到控制来生成该制动压力。或者,检测到车辆的实际减速度,并且制动驱动器370调节制动压力,这样该实际减速度就会达到目标相对减速度dVr/dt_t
另一方面,如果在S280处确定了对应于驾驶员的制动操作的估算减速度dVr/dt_dr小于目标相对减速度dVr/dt_t(否),车辆就可以通过驾驶员的制动操作而以比目标相对减速度dVr/dt_t更迅速的减速度进行减速。因此,就可以认为通过驾驶员的制动操作可以生成足够程度的减速度,并且因此不需要实施当前车辆制动控制系统的辅助控制。因此,控制进行到S300,不执行制动力的辅助控制。
在步骤310(S310)处,确定是否满足终止辅助控制的条件。例如在车辆停止、碰撞时间宽限TTC长于预定量的时间Tref或评价指标KdB比目标评价指标KdB_t小一个指定值或更多时,就可以满足该条件。如果条件不满足,处理就会从S200重复地执行。
第三实施例的车辆制动控制系统执行上面的辅助控制。如上所述,当与道路相关物体的距离D减小时,如果相对速度Vr恒定的话,评价指标KdB就会以更陡的斜率增大(图14)。因此,通过计算目标评价指标KdB_t,车辆可以减速,这样当车辆接近道路相关物体时,车辆和道路相关物体之间的相对速度Vr中的减少程度就可以增大。这是因为目标评价指标KdB_t在距离D减小时会以恒定斜率线性增大(图16)。
因此,驾驶员可以感觉到令人满意的减速感觉。实际上,这是通过实验校验的,在实验时,熟练他/她的车辆驾驶技术的驾驶员在道路的弯道之前使车辆减速,驾驶员执行制动操作以在开始制动操作时几乎保持评价指标KdB的斜率。
另外,用于计算目标评价指标KdB_t的恒定斜率S会依照在驾驶员开始制动操作时与道路相关物体的距离Do而改变。因此,会设置适合于与道路相关物体的距离D和车辆和道路相关物体之间相对速度Vr的目标评价指标KdB_t,因此使车辆减速以避免与道路相关物体碰撞。
(第五种修改)
在第三实施例中,如果确定了制动SW 330的检测信号已经在图15中的S210处改变为ON,即,在驾驶员开始制动操作时,会在S220处计算评价指标KdB的当前值KdB_p。除了制动操作藉此制动器踏板被驾驶员压下之外,加速器断开操作藉此加速器踏板的压下会降低或换档操作藉此车辆的换档位置改变以生成发动机制动,例如可以用于驾驶员的驾驶操作来使车辆减速。
因此,在图15中的S210处,可以从除了制动操作之外加速器断开操作或换档操作是否已经开始来确定驾驶操作开始使车辆减速。在这该情形下,通过加速器断开操作或换档操作而在车辆中生成的车辆减速度可以分别基于车辆速度或变换位置(即,传动装置的减速比)在图15中S270处估算。
(第四实施例)
因为第四实施例和第三实施例具有多个共同的特征,所以将省略对共同特征的详细解释,并且将重点给出对不同的特征的解释。在第三实施例中,当车辆沿其行进方向行进到车辆前面的弯道或沿着弯道行进时,就会在驾驶员开始制动操作时设置接近/分离状态评价指标的目标值。基于对应于评价指标的该目标值的目标相对速度和实际相对速度,就会计算目标车辆减速度并且执行制动力的辅助控制,这样车辆减速度就会达到目标车辆减速度。
另一方面,第四实施例与第三实施例的不同之处在于,当车辆沿其行进方向行进到车辆前面的弯道或是沿着弯道行进时,就会由正常的车辆减速度、与道路相关物体的距离和实际相对速度计算表示定时指数的减速度目标,制动系统的制动力的控制将以该定时的指数执行。评价指标的目标值是在确定评价指标的当前值大于减速度目标时设定的。参见图17中的流程图,下面将描述依照第四实施例的制动力的控制,该控制是由制动ECU 360执行的。制动力的该控制是在车辆沿其行进方向行进到其前面的弯道或是沿着弯道行进时执行的。它会基于来自图像识别处理器380b和导航系统390的输出信号确定车辆是否行进到弯道,或者车辆是否沿着弯道行进。
在步骤400(S400)中,制动ECU 360从各个传感器和开关310至350接收输入信号。评价指标KdB的当前值KdB_p是在步骤410(S410)中计算的。更具体地,通过将由雷达310检测的与道路相关物体的距离D和相对速度Vr(它为距离D的变化率)代入上面的等式(38)中,可以计算出当前评价指标KdB_p。
在步骤420(S420)中,会从正常的车辆减速度Nd、与道路相关物体的距离D和相对速度Vr计算表示时间指标的减速度目标KdB_ssdc,其中制动系统的制动力的控制以该时间指数执行。减速度目标KdB_ssdc是以下面的方式获得的。首先,等式(38)变换为下面的等式(42)。
10(|KdB_p|/10)=|-2×Vr|/(D3×5×10-8)…(42)
|-Vr|=(D3×5×10-8/2)×10(|KdB|/10)=2.5×D3×10{(|KdB|/10)-8}…(43)
通过对等式(43)求微分,可以获得下面的等式(44)。
(dVr/dD)×(dD/dt)=7.5×D2×10{(|KdB|/10)-8}}×Vr…(44)
因为上面的等式(44)表示减速度,所以将在下面的等式(45)中表示正常车辆减速度Nd(例如,通过驾驶员的驾驶操作而在车辆中生成的正常减速度以使车辆减速)和相应的减速度目标KdB_ssdc
Nd=7.5×D2×10{(|KdB_ssdc|/10)-8}×Vr…(45)
上面的等式(45)变换为下面的等式(46)。
10{(|KdB_ssdc|/10)-8}=Nd/7.5×D2×Vr…(46)
通过变换上面的等式(46),就会在下面的等式(47)中以对数表示减速度目标KdB_ssdc
KdB_ssdc={log(|Nd/(7.5×D2×Vr)|)+8}×10…(47)
在上面的等式(47)中,如上所述,正常车辆减速度Nd定义为通过驾驶员使车辆减速的驾驶操作而在车辆中生成的正常减速度。或者,正常车辆减速度Nd可以定义为由发动机制动在车辆中生成的减速度。
在步骤430(S430)中,确定当前评价指标KdB_p是否大于减速度目标KdB_ssdc。如果确定了当前评价指标KdB_p大于减速度目标KdB_ssdc(是),就考虑启动制动力的控制,并且控制就进行到步骤440(S440)。另一方面,如果确定了当前评价指标KdB_p不大于减速度目标KdB_ssdc(否),控制就进行到S400并且重复地执行上面的处理。
通过这种方式,就可以基于正常车辆减速度Nd计算减速度目标KdB_ssdc,并且在当前评价指标KdB_p变得大于减速度目标KdB_ssdc时开始制动系统的制动力的控制。因此,当车辆接近道路相关物体时,制动系统的制动力的控制就能够以一个定时启动,驾驶员通常以该定时开始驾驶操作来使车辆减速,即使驾驶员不会开始驾驶操作来使车辆减速。
在步骤440中,计算评价指标KdB的目标值KdB_t。在第三实施例中已经参照图16描述了计算目标评价指标KdB_t的方法。在S440中设置目标评价指标KdB_t,该目标评价指标KdB_t在与道路相关物体的距离减小时会以恒定的斜率线性地增大。因此,当车辆接近道路相关物体时,车辆可以被减速,这样车辆和道路相关物体之间的相对速度中的减少程度就可以增大。因此,驾驶员可以感觉到令人满意的减速感觉。
在步骤450(S450)中,可以使用在S440中计算的目标评价指标KdBt,利用下面的等式(48)计算目标相对速度Vr_t
Vr_t=-1/2×10(KdB_t/10)×D3×5×10-8…(48)
即,假定一接近/分离状态评价指标弯道,通过目标评价指标KdB_t且距离D为与道路相关物体的当前距离Dp(图16)经过该弯道。然后,由假定的弯道获得相对速度作为目标相对速度Vr_t
在步骤460(S460)中,通过对当前距离Dp求微分,可以使用车辆和道路相关物体之间的当前相对速度Vr_p和目标相对速度Vr_t,利用下面的等式(49),计算出目标相对减速度dVr/dt_t
dVr/dt_t=(Vr_p-Vr_t)/Δt…(49)
此外,Δt是将当前相对速度Vr_p和目标相对速度Vr_t之差转换为目标相对减速度dVr/dt_t的除数并且它被适当地设置。
在步骤470(S470)中,确定表示在车辆与道路相关物体碰撞之前的时间宽限的碰撞时间宽限TTC是否短于预定量的时间Tref。如果在S470中确定了碰撞时间宽限TTC短于预定量的时间Tref(TTC<Tref),控制就进行到步骤480(S480),而如果确定了碰撞时间宽限TTC等于或长于预定量的时间Tref(TTC≥Tref),控制就进行到步骤490(S490)。
另外,如果确定了碰撞时间宽限TTC等于或长于预定量的时间Tref(TTC≥Tref),在确定当前评价指标KdB_p大于减速度目标KdB_ssdc时就有足够的碰撞时间宽限TTC。因此,就可以认为通过驾驶员自己的驾驶操作可以很容易地避免与道路相关物体的碰撞。因此,在S490处就不执行当前车辆制动控制系统的制动力的控制。
在S480中会执行制动力的控制。即,在车辆与道路相关物体碰撞之前的碰撞时间宽限TTC短于预定量的时间Tref时执行制动力的控制,并且车辆通过驾驶员自己的驾驶操作不能以目标相对减速度dVr/dt_t减速。
制动力在S480处的控制可以如下面所述的那样执行。即,从已经准备好的图中获得生成在S460处计算的目标相对减速度dVr/dt_t的制动压力,并且制动驱动器370受到控制来生成该制动压力。或者,检测到车辆的实际减速度,并且制动驱动器370调节制动压力,这样该实际减速度就会达到目标相对减速度dVr/dt_t
在步骤500(S500)处,确定是否满足终止制动力控制的条件。例如在车辆停止或当前评价指标KdB_p比目标评价指标KdB_t小指定值或更多时,就可以满足该条件。如果条件不满足,处理就会从S400重复地执行。
依照第四实施例的车辆制动控制系统基于正常车辆减速度计算减速度目标,并且在接近/分离状态评价指标变得大于减速度目标时开始制动系统的制动力的控制。因此,当车辆行进到弯道或沿着弯道行进时,制动系统的制动力的控制就能够以一个定时启动,驾驶员通常以该定时开始驾驶操作来使车辆减速,即使驾驶员不会开始驾驶操作来使车辆减速。因此,当车辆沿着弯道行进时,就能够以充分的方式辅助驾驶员他/她的对车辆的驾驶操作。
在开始制动系统的制动力的控制时,会设置目标接近/分离状态评价指标,该目标接近/分离状态评价指标会在与道路相关物体的距离减小时以恒定斜率线性地增大。当与道路相关物体的距离减小时,如果相对速度恒定的话,接近/分离状态评价指标就会以更陡的斜率增大。因此,通过设置当与道路相关物体的距离减小时以恒定斜率线性增大的目标接近/分离状态评价指标,车辆就可以减速,这样在车辆接近道路相关物体时车辆和道路相关物体之间的相对速度内的减小程度就会增大。
另外,用于计算目标接近/分离状态评价指标的恒定斜率会依照在驾驶员开始驾驶操作以使车辆减速时与道路相关物体的距离而改变。因此,可以设置适合于与道路相关物体的距离和车辆和道路相关物体之间相对速度的目标接近/分离状态评价指标。
本领域的技术人员很容易就会想到附加的优点和改进。因此本发明在其上位概念中并不限于所示和描述的具体细节、典型设备和示意性实例。

Claims (44)

1.一种用于控制车辆的车辆控制系统,包括:
用于获得车辆和道路上的道路相关物体(M1至M6)之间距离(D)的距离获得装置(100),其中,道路相关物体(M1至M6)是沿着车辆的行进方向的延长线设置的物体,并且位于道路弯道的边界上或是边界附近,其中,弯道出现在车辆前面;
用于计算表示车辆和道路相关物体(M1至M6)之间的位置关系的接近/分离状态评价指标(KdB)的评价指标计算装置(110),其中:
当车辆和道路相关物体(M1至M6)之间的相对速度(Vr)在车辆接近道路相关物体(M1至M6)时增大的时候,接近/分离状态评价指标(KdB)增大;并且
用于相对速度(Vr)的接近/分离状态评价指标(KdB)会在所述距离(D)减小时以更快的速率增大;
用于获得弯道的曲率半径(R)的曲率半径获得装置(204);
用于设置车辆的目标车辆速度(Vs0_t)的目标车辆速度设置装置(100),车辆会基于弯道的曲率半径(R)而以该目标车辆速度(Vs0_t)沿着弯道行进;
用于获得车辆的当前速度(Vs0)的车辆速度获得装置(100);
用于计算目标车辆减速度(dVs0/dt)的目标车辆减速度计算装置(206),车辆以该目标车辆减速度(dVs0/dt)受到控制行进,这样车辆就会基于接近/分离状态评价指标(KdB)、所述距离(D)、车辆的当前速度(Vs0)和目标车辆速度(Vs0_t)而沿着弯道以目标车辆速度(Vs0_t)行进;以及
车辆控制装置(100),该车辆控制装置(100)用于控制车辆减速,这样在车辆的当前速度(Vs0)大于目标车辆速度(Vs0_t)时,车辆的减速度就与目标车辆减速度(dVs0/dt)一致。
2.如权利要求1所述的车辆控制系统,其特征在于,在车辆的当前速度(Vs0)与目标车辆速度(Vs0_t)之差小于预定值时,所述车辆控制装置(100)就控制车辆来保持车辆的当前速度(Vs0)。
3.如权利要求1所述的车辆控制系统,其特征在于:
所述目标车辆减速度计算装置(206)除了目标车辆减速度(dVs0/dt)之外,还计算目标车辆加速度(dVs0/dt),其中,车辆受到车辆控制装置(100)的控制而以目标车辆加速度(dVs0/dt)行进,这样车辆就会沿着弯道以目标车辆速度(Vs0_t)行进;并且
在车辆的当前速度(Vs0)小于目标车辆速度(Vs0_t)时,所述车辆控制装置(100)就控制车辆来加速,这样车辆的加速度就与目标车辆加速度(dVs0/dt)一致。
4.如权利要求1所述的车辆控制系统,其特征在于,给定出D和Vs0,所述评价指标计算装置(110)就使用下面的等式计算KdB_p,其中D为距离(D),Vs0为车辆的当前速度(Vs0),并且KdB_p是接近/分离状态评价指标(KdB)的当前值(KdB_p):
KdB_p=10×log{|-2×Vs0|/(D3×5×10-8)}。
5.如权利要求4所述的车辆控制系统,其特征在于,给定出Vs0_t,所述目标车辆加速度/减速度计算装置(206)就使用下面的等式计算dVs0/dt,其中Vs0_t为目标车辆速度(Vs0_t),并且dVs0/dt为目标车辆加速度或减速度(dVs0/dt):
dVs0/dt=7.5×D2×10{(|KdB_p|/10)-8}×(Vs0-Vs0_t)。
6.如权利要求5所述的车辆控制系统,其特征在于,所述目标车辆加速度/减速度计算装置(206)通过使目标车辆加速度或减速度(dVs0/dt)分别乘以增益来计算目标车辆加速度或减速度(dVs0/dt)的终值,其中增益是正值并且等于或小于1。
7.如权利要求1所述的车辆控制系统,其特征在于,所述距离获得装置(100)获得车辆和道路相关物体(M1至M6)之间的距离(D),其中,所述道路相关物体(M1至M6)包括车道标记(M1)、电线杆(M2)、护栏(M3)、路缘石(M4)、反射板(M5)和描画器(M6)中的至少一个。
8.如权利要求1所述的车辆控制系统,其特征在于,所述距离获得装置(100)使用道路地图数据和由全球定位系统检测到的车辆的位置获得车辆和道路相关物体(M1至M6)之间的距离(D)。
9.一种用于控制车辆的车辆控制系统,包括:
用于获得车辆和道路上的道路相关物体(M1至M6)之间距离(D)的距离获得装置(100),其中,道路相关物体(M1至M6)是沿着车辆的行进方向的延长线设置的物体,并且位于道路弯道的边界上或是边界附近,其中,弯道出现在车辆前面;
用于计算表示车辆和道路相关物体(M1至M6)之间的位置关系的接近/分离状态评价指标(KdB)的评价指标计算装置(110),其中:
当车辆和道路相关物体(M1至M6)之间的相对速度(Vr)在车辆接近道路相关物体(M1至M6)时增大的时候,接近/分离状态评价指标(KdB)增大;并且
用于相对速度(Vr)的接近/分离状态评价指标(KdB)在所述距离(D)减小时以更快的速率增大;
用于获得弯道的曲率半径(R)的曲率半径获得装置(204);
用于设置车辆的目标车辆速度(Vs0_t)的目标车辆速度设置装置(100),车辆会基于弯道的曲率半径(R)而以该目标车辆速度(Vs0_t)沿着弯道行进;
用于获得车辆的当前速度(Vs0)的车辆速度获得装置(100);
用于计算目标车辆加速度或减速度(dVs0/dt)的目标车辆加速度/减速度计算装置(206),车辆以该目标车辆加速度或减速度(dVs0/dt)受到控制行进,这样车辆就会以目标车辆速度(Vs0_t)基于接近/分离状态评价指标(KdB)、所述距离(D)、车辆的当前速度(Vs0)和目标车辆速度(Vs0_t)沿着弯道行进;以及
车辆控制装置(100),该车辆控制装置(100)用于控制车辆,这样基于车辆的当前速度(Vs0)和目标车辆速度(Vs0_t)之间的比较,车辆的加速度或减速度就分别与目标车辆加速度或减速度(dVs0/dt)分别一致。
10.如权利要求9所述的车辆控制系统,其特征在于:
在车辆的当前速度(Vs0)大于目标车辆速度(Vs0_t)时,所述车辆控制装置(100)就控制车辆来减速,这样车辆的减速度就与目标车辆减速度(dVs0/dt)一致;并且
在车辆的当前速度(Vs0)小于目标车辆速度(Vs0_t)时,所述车辆控制装置(100)就控制车辆来加速,这样车辆的加速度就与目标车辆加速度(dVs0/dt)一致。
11.如权利要求9所述的车辆控制系统,其特征在于,在车辆的当前速度(Vs0)与目标车辆速度(Vs0_t)之差小于预定值时,所述车辆控制装置(100)就控制车辆来保持车辆的当前速度(Vs0)。
12.如权利要求9所述的车辆控制系统,其特征在于,给定出D和Vs0,所述评价指标计算装置(110)就使用下面的等式计算KdB_p,其中D为距离(D),Vs0为车辆的当前速度(Vs0),并且KdB_p是接近/分离状态评价指标(KdB)的当前值(KdB_p):
KdB_p=10×log{|-2×Vs0|/(D3×5×10-8)}。
13.如权利要求12所述的车辆控制系统,其特征在于,给定出Vs0_t,所述目标车辆加速度/减速度计算装置(206)就使用下面的等式计算dVs0/dt,其中Vs0_t为目标车辆速度(Vs0_t),并且dVs0/dt为目标车辆加速度或减速度(dVs0/dt):
dVs0/dt=7.5×D2×10{(|KdB_p|/10)-8}×(Vs0-Vs0_t)。
14.如权利要求13所述的车辆控制系统,其特征在于,所述目标车辆加速度/减速度计算装置(206)通过使目标车辆加速度或减速度(dVs0/dt)分别乘以增益来计算目标车辆加速度或减速度(dVs0/dt)的终值,其中增益是正值并且等于或小于1。
15.如权利要求9所述的车辆控制系统,其特征在于,所述距离获得装置(100)获得车辆和道路相关物体(M1至M6)之间的距离(D),其中,所述道路相关物体(M1至M6)包括车道标记(M1)、电线杆(M2)、护栏(M3)、路缘石(M4)、反射板(M5)和描画器(M6)中的至少一个。
16.如权利要求9所述的车辆控制系统,其特征在于,所述距离获得装置(100)使用道路地图数据和由全球定位系统检测到的车辆的位置获得车辆和道路相关物体(M1至M6)之间的距离(D)。
17.一种用于控制车辆的车辆控制系统,包括:
用于获得车辆和道路上的障碍物之间的距离获得装置(100),其中障碍物出现在道路上,且沿车辆的行进方向位于车辆的前面;
用于获得车辆和障碍物之间的相对速度(Vr)的相对速度获得装置(130);
用于计算表示车辆和道路相关物体(M1至M6)之间的位置关系的接近/分离状态评价指标(KdB)的评价指标计算装置(110),其中:
当所述相对速度(Vr)在车辆接近障碍物时增大的时候,所述接近/分离状态评价指标(KdB)增大;并且
用于相对速度(Vr)的接近/分离状态评价指标(KdB)会在所述距离(D)减小时以更快的速率增大;
用于基于所述距离(D)计算车辆的转弯半径(R0)的转弯半径计算装置(208),所述转弯半径(R0)是车辆避免与障碍物碰撞所必需的;
用于设置侧向加速度的目标值(Gyo)的目标侧向加速度设置装置(209),其中侧向加速度是通过车辆的驾驶员的转向操作来避免碰撞而在车辆侧向方向中在车辆中生成的;
用于基于转弯半径(R0)和侧向加速度的目标值(Gyo)计算车辆和障碍物之间的目标相对速度(Vr_t)的目标相对速度计算装置(210)
基于所述距离(D)、相对速度(Vr)和接近/分离状态评价指标(KdB)来计算车辆和障碍物之间的目标相对减速度(dVr/dt)的目标相对减速度计算装置(211);以及
车辆控制装置(100),所述车辆控制装置(100)用于控制车辆来减速,这样在相对速度(Vr)大于目标相对速度(Vr_t)时,车辆和障碍物之间的相对减速度就与目标相对减速度(dVr/dt)一致,其中,车辆受到车辆控制装置(100)的控制而以目标相对减速度(dVr/dt)行进,这样车辆就减速至目标相对速度(Vr_t)。
18.如权利要求17所述的车辆控制系统,其特征在于,所述目标相对减速度计算装置(211)通过使目标相对减速度(dVr/dt)乘以增益来计算目标相对减速度(dVr/dt)的终值,其中增益是正值并且等于或小于1。
19.如权利要求17所述的车辆控制系统,其特征在于,还包括:
道路表面摩擦系数确定装置(202),用于确定车辆的轮胎和沿车辆的行进方向位于车辆前面的道路的表面之间的摩擦系数(μ);以及
最大减速度计算装置(211),用于基于摩擦系数(μ)计算在车辆中生成的最大减速度,其中,所述车辆控制装置(100)控制车辆,这样相对减速度就小于最大减速度。
20.如权利要求17所述的车辆控制系统,其特征在于,还包括车辆投影面轨迹估算装置(130),用于基于车辆的行进状态估算车辆的投影面的未来的轨迹,其中:
车辆的投影面是平面,所述平面具有车辆宽度(Ws)和高度(Hs)的面积;并且
投影面的未来的轨迹是在假设所述投影面行进且保持车辆的当前行进状态时由投影面留下的虚拟三维轨道,其中,所述距离获得装置(100)获得车辆和障碍物之间的距离(D),所述障碍物与车辆的投影面的未来的轨迹重叠。
21.如权利要求20所述的车辆控制系统,其特征在于,所述车辆投影面轨迹估算装置(130)考虑到车辆的最小离地间隙(Hg)而估算车辆投影面的未来的轨迹。
22.如权利要求17所述的车辆控制系统,其特征在于,给定出Vr和D,所述评价指标计算装置(110)就使用下面的等式计算KdB_p,其中Vr为相对速度(Vr),D为所述距离(D),并且KdB_p是接近/分离状态评价指标(KdB)的当前值(KdB_p):
KdB_p=10×log{|-2×Vr|/(D3×5×10-8)}。
23.如权利要求22所述的车辆控制系统,其特征在于,给定出Vr_t,所述目标相对减速度计算装置(211)就使用下面的等式计算dVr/dt,其中Vr_t为目标车辆速度(Vr_t),并且dVr/dt为目标相对减速度(dVr/dt):
dVr/dt=7.5×D2×10{(|KdB_p|/10)-8}×(Vr-Vr_t)。
24.一种用于控制车辆的车辆控制系统,包括:
距离获得装置(100),用于获得车辆与障碍物和道路相关物体(M1至M6)之一之间的距离(D),其中:
车辆沿着道路行进;
障碍物出现在道路的弯道上,其中,弯道沿车辆的行进方向出现在车辆前面;并且
道路相关物体(M1至M6)是位于弯道的边界或该边界附近的物体;
评价指标计算装置(110),用于计算表示车辆与障碍物和道路相关物体(M1至M6)之一之间的位置关系的接近/分离状态评价指标(KdB),其中:
当车辆与障碍物和道路相关物体(M1至M6)之一之间的相对速度(Vr)在车辆接近障碍物和道路相关物体(M1至M6)之一时增大的时候,接近/分离状态评价指标(KdB)增大;并且
用于相对速度(Vr)的接近/分离状态评价指标(KdB)在所述距离(D)减小时以更快的速率增大;
用于获得弯道的曲率半径(R)的曲率半径获得装置(204);
用于设置车辆的目标车辆速度(Vs0_t)的目标车辆速度设置装置(205),车辆会基于弯道的曲率半径(R)而以该目标车辆速度(Vs0_t)沿着弯道行进;
用于获得车辆的当前速度(Vs0)的车辆速度获得装置(100);
用于获得车辆和障碍物之间的相对速度(Vr)的相对速度获得装置(130);
转弯半径计算装置(208),用于基于车辆和障碍物之间的距离(D)计算车辆的转弯半径(R0),所述转弯半径(R0)是车辆避免与障碍物碰撞所必需的;
用于设置侧向加速度的目标值(Gyo)的目标侧向加速度设置装置(209),其中侧向加速度是通过车辆的驾驶员的转向操作来避免碰撞而在车辆侧向方向在车辆中生成的;
目标相对速度计算装置(210),用于基于转弯半径(R0)和侧向加速度的目标值(Gyo)计算车辆和障碍物之间的目标相对速度(Vr_t);
用于计算目标车辆加速度或减速度(dVs0/dt)的目标车辆加速度/减速度计算装置(206),所述车辆以该目标车辆加速度或减速度(dVs0/dt)受到控制行进,这样车辆就会以目标车辆速度(Vs0_t)基于车辆和道路相关物体(M1至M6)之间的接近/分离状态评价指标(KdB)、车辆和道路相关物体(M1至M6)之间的距离(D)、车辆的当前速度(Vs0)和目标车辆速度(Vs0_t)而沿着弯道行进;
目标相对减速度计算装置(211),用于基于车辆和障碍物之间的距离(D)、相对速度(Vr)和车辆和障碍物之间的接近/分离状态评价指标(KdB)来计算车辆和障碍物之间的目标相对减速度(dVr/dt);以及
车辆控制装置(100),所述车辆控制装置(100)用于在障碍物出现在弯道上并且相对速度(Vr)大于目标相对速度(Vr_t)时控制车辆减速,这样车辆和障碍物之间的相对减速度就会与目标相对减速度(dVr/dt)一致,其中,车辆由车辆控制装置(100)控制而以目标相对减速度(dVr/dt)行进,这样车辆就减速至目标相对速度(Vr_t),并且在障碍物并不出现在弯道上时基于车辆的当前速度(Vs0)和目标车辆速度(Vs0_t)之间的比较来控制车辆,这样车辆的加速度或减速度就分别与目标车辆加速度或减速度(dVs0/dt)一致。
25.如权利要求24所述的车辆控制系统,其特征在于,在车辆的当前速度(Vs0)大于目标车辆速度(Vs0_t)时,所述车辆控制装置(100)控制车辆减速,这样车辆的减速度就与目标车辆减速度(dVs0/dt)一致,并且在车辆的当前速度(Vs0)小于目标车辆速度(Vs0_t)时,控制车辆加速,这样车辆的加速度就与目标车辆加速度(dVs0/dt)一致。
26.如权利要求24所述的车辆控制系统,其特征在于,在车辆的当前速度(Vs0)与目标车辆速度(Vs0_t)之差小于预定值时,所述车辆控制装置(100)就控制车辆来保持车辆的当前速度(Vs0)。
27.如权利要求24所述的车辆控制系统,其特征在于,给定出Vs0和D,所述评价指标计算装置(110)就使用下面的等式计算KdB_p,其中Vs0为车辆的当前速度(Vs0),D为车辆和道路相关物体(M1至M6)之间的距离(D),KdB_p是车辆和道路相关物体(M1至M6)之间的接近/分离状态评价指标(KdB)的当前值(KdB_p):
KdB_p=10×log{|-2×Vs0|/(D3×5×10-8)}。
28.如权利要求27所述的车辆控制系统,其特征在于,给定出Vs0_t,所述目标车辆加速度/减速度计算装置(206)就使用下面的等式计算dVs0/dt,其中Vs0_t为目标车辆速度(Vs0_t),并且dVs0/dt为目标车辆加速度或减速度(dVs0/dt):
dVs0/dt=7.5×D2×10{(|KdB_p|/10)-8}×(Vs0-Vs0_t)。
29.如权利要求28所述的车辆控制系统,其特征在于,所述目标车辆加速度/减速度计算装置(206)通过使目标车辆加速度或减速度(dVs0/dt)乘以增益来计算目标车辆加速度或减速度(dVs0/dt)的终值,其中增益是正值并且等于或小于1。
30.如权利要求24所述的车辆控制系统,其特征在于,所述距离获得装置(100)获得车辆和道路相关物体(M1至M6)之间的距离(D),其中,所述道路相关物体(M1至M6)包括车道标记(M1)、电线杆(M2)、护栏(M3)、路缘石(M4)、反射板(M5)和描画器(M6)中的至少一个。
31.如权利要求24所述的车辆控制系统,其特征在于,所述距离获得装置(100)使用道路地图数据和由全球定位系统检测到的车辆的位置获得车辆和道路相关物体(M1至M6)之间的距离(D)。
32.如权利要求24所述的车辆控制系统,其特征在于,所述目标相对减速度计算装置(211)通过使目标相对减速度(dVr/dt)乘以增益来计算目标相对减速度(dVr/dt)的终值,其中增益是正值并且等于或小于1。
33.如权利要求24所述的车辆控制系统,其特征在于,还包括:
道路表面摩擦系数确定装置(202),用于确定车辆的轮胎和沿车辆的行进方向位于车辆前面的道路的表面之间的摩擦系数(μ);以及
最大减速度计算装置(211),用于基于摩擦系数(μ)计算在车辆中生成的最大减速度,其中,所述车辆控制装置(100)控制车辆,这样车辆和障碍物之间的相对减速度就小于最大减速度。
34.如权利要求24所述的车辆控制系统,其特征在于,还包括车辆投影面轨迹估算装置(130),用于基于车辆的行进状态估算车辆的投影面的未来的轨迹,其中:
车辆的投影面是平面,所述平面具有车辆宽度(Ws)和高度(Hs)的面积;和
投影面的未来的轨迹是在假设所述投影面行进且保持车辆的当前行进状态时由投影面留下的虚拟三维轨道,其中,所述距离获得装置(100)获得车辆和障碍物之间的距离(D),所述障碍物与车辆的投影面的未来的轨迹重叠。
35.如权利要求34所述的车辆控制系统,其特征在于,所述车辆投影面轨迹估算装置(130)考虑到车辆的最小离地间隙(Hg)而估算车辆投影面的未来的轨迹。
36.如权利要求24所述的车辆控制系统,其特征在于,给定出Vr和D,所述评价指标计算装置(110)就使用下面的等式计算KdB_p,其中Vr为车辆和障碍物之间的相对速度(Vr),D为车辆和障碍物之间的距离(D),并且KdB_p是车辆和障碍物之间的接近/分离状态评价指标(KdB)的当前值(KdB_p):
KdB_p=10×log{|-2×Vr|/(D3×5×10-8)}。
37.如权利要求36所述的车辆控制系统,其特征在于,给定出Vr_t,所述目标相对减速度计算装置(211)就使用下面的等式计算dVr/dt,其中Vr_t为目标车辆速度(Vr_t),并且dVr/dt为目标相对减速度(dVr/dt):
dVr/dt=7.5×D2×10{(|KdB_p|/10)-8}×(Vr-Vr_t)。
38.一种用于控制车辆的车辆控制系统,包括:
用于获得车辆和道路上的道路相关物体(M1至M6)之间距离(D)的距离获得装置(360),其中,道路相关物体(M1至M6)是沿着车辆的行进方向的延长线设置的物体,并且位于道路弯道的边界上或是边界附近,其中,弯道出现在车辆前面;
相对速度检测装置(320),用于检测车辆和道路相关物体(M1至M6)之间的相对速度(Vr);
用于计算表示车辆和道路相关物体(M1至M6)之间的位置关系的接近/分离状态评价指标(KdB)的评价指标计算装置(360),其中:
当所述相对速度(Vr)会在车辆接近道路相关物体(M1至M6)时增大的时候,所述接近/分离状态评价指标(KdB)增大;并且
用于相对速度(Vr)的接近/分离状态评价指标(KdB)在所述距离(D)减小时以更快的速率增大;
减速度目标计算装置(360),用于基于车辆的正常减速度(Nd)、所述距离(D)和相对速度(Vr)计算减速度目标(KdB_ssdc),其中,所述减速度目标(KdB_ssdc)表示定时指标,在车辆行进到弯道或是沿着弯道移动时,由车辆的制动系统施加的制动力会以该定时指标受到控制;
减速度目标确定装置(360),用于确定接近/分离状态评价指标(KdB)是否大于减速度目标(KdB_ssdc);
目标值设置装置(360),用于设置接近/分离状态评价指标(KdB)的目标值(KdB_t),这样在所述距离(D)减小时,接近/分离状态评价指标(KdB)的目标值(KdB_t)就会从初始值(KdBo)以恒定斜率(S)线性地增大,其中:
初始值(KdBo)是在减速度目标确定装置(360)确定接近/分离状态评价指标(KdB)大于减速度目标(KdB_ssdc)时的接近/分离状态评价指标(KdB);以及
恒定斜率(S)是在减速度目标确定装置(360)确定接近/分离状态评价指标(KdB)大于减速度目标(KdB_ssdc)时接近/分离状态评价指标(KdB)的斜率;
目标车辆减速度计算装置(360),用于基于车辆和道路相关物体(M1至M6)之间的目标相对速度(Vr_t)和车辆和道路相关物体(M1至M6)之间的当前相对速度(Vr_p)计算目标车辆减速度(dVr/dt_t),其中,所述目标相对速度(Vr_t)是基于接近/分离状态评价指标(KdB)的目标值(KdB_t)而获得的;以及
制动力控制装置(360),用于控制通过制动系统施加的制动力,这样在车辆行进到弯道或是沿着弯道行进时,车辆的减速度(dVr/dt_dr)就于目标车辆减速度(dVr/dt_t)一致。
39.如权利要求38所述的车辆控制系统,其特征在于,还包括用于计算碰撞时间宽限(TTC)的碰撞时间宽限计算装置(360),所述碰撞时间宽限(TTC)表示在车辆与道路相关物体(M1至M6)碰撞之前的时间宽限,其中,在碰撞时间宽限(TTC)等于或长于预定量的时间时,所述制动力控制装置(360)不会控制制动力。
40.如权利要求38所述的车辆控制系统,其特征在于,所述目标值设置装置(360)使接近/分离状态评价指标(KdB)的斜率乘以由车辆的驾驶员确定的增益,并且使用以增益相乘的斜率设置接近/分离状态评价指标(KdB)的目标值(KdB_t)。
41.一种用于控制车辆的车辆控制系统,包括:
用于获得车辆和道路上的道路相关物体(M1至M6)之间距离(D)的距离获得装置(360),其中,道路相关物体(M1至M6)是沿着车辆的移动方向的延长线设置的物体,并且位于道路弯道的边界上或是边界附近,其中,弯道出现在车辆前面;
相对速度检测装置(320),用于检测车辆和道路相关物体(M1至M6)之间的相对速度(Vr);
用于计算表示车辆和道路相关物体(M1至M6)之间的位置关系的接近/分离状态评价指标(KdB)的评价指标计算装置(360),其中:
当所述相对速度(Vr)会在车辆接近道路相关物体(M1至M6)时增大得时候,所述接近/分离状态评价指标(KdB)增大;并且
用于相对速度(Vr)的接近/分离状态评价指标(KdB)会在所述距离(D)减小时以更快的速率增大;
目标值设置装置(360),用于设置接近/分离状态评价指标(KdB)的目标值(KdB_t),这样在所述距离(D)减小时,接近/分离状态评价指标(KdB)的目标值(KdB_t)就会从初始值(KdBo)以恒定斜率(S)线性地增大,其中:
所述初始值(KdBo)是在车辆的驾驶员开始驾驶操作以在车辆进行到弯道或是沿弯道行进时使车辆减速时的接近/分离状态评价指标(KdB);并且
恒定斜率(S)是在驾驶员开始驾驶操作以使车辆减速时接近/分离状态评价指标(KdB)的斜率;
目标车辆减速度计算装置(360),用于基于车辆和道路相关物体(M1至M6)之间的目标相对速度(Vr_t)和车辆和道路相关物体(M1至M6)之间的当前相对速度(Vr_p)计算目标车辆减速度(dVr/dt_t),其中,所述目标相对速度(Vr_t)是基于接近/分离状态评价指标(KdB)的目标值(KdB_t)而获得的;以及
制动力控制装置,用于控制通过车辆的制动系统施加的制动力,这样在车辆进行到弯道或是沿着弯道行进时,车辆的减速度(dVr/dt_dr)就与目标车辆减速度(dVr/dt_t)一致。
42.如权利要求41所述的车辆控制系统,其特征在于,还包括用于估算车辆的减速度(dVr/dt_dr)的减速度估算装置(360),所述减速度(dVr/dt_dr)是通过驾驶员使车辆减速的驾驶操作而生成的,其中,在车辆的减速度(dVr/dt_dr)大于目标车辆减速度(dVr/dt_t)时,所述制动力控制装置(360)不会控制制动力。
43.如权利要求41所述的车辆控制系统,其特征在于,还包括用于计算碰撞时间宽限(TTC)的碰撞时间宽限计算装置(360),所述碰撞时间宽限(TTC)表示在车辆与道路相关物体(M1至M6)碰撞之前的时间宽限,其中,在碰撞时间宽限(TTC)等于或长于预定量的时间时,所述制动力控制装置(360)不会控制制动力。
44.如权利要求41所述的车辆控制系统,其特征在于,所述目标值设置装置(360)使接近/分离状态评价指标(KdB)的斜率乘以由车辆的驾驶员确定的增益,并且使用以增益相乘的斜率设置接近/分离状态评价指标(KdB)的目标值(KdB_t)。
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