CN102826092B - 智能型巡航控制系统及利用该系统的车间距控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明在以SSC模式行驶的过程中，当产生不同于目标车间距的大车间距或小车间距时，根据反应有驾驶者加速意愿的信号来适用高增益（Gain）而计算出目标加速度，而被计算的目标加速度通过适用最小限度的加速度限制来将之作为最终目标加速度计算。利用就此计算出的最终目标加速度来控制车辆行驶，从而使得驾驶者车辆快速达到与前行车辆间的目标车间距，通过适用最小限度的加速度限制来可以最小化乘车感的下降。

Description

智能型巡航控制系统及利用该系统的车间距控制方法

技术领域

本发明涉及智能型巡航控制系统及利用该系统的车间距控制方法，尤其涉及根据反映有驾驶者意愿的信号来适用高增益（Gain），从而能够更快地控制收敛至目标加速度的智能型巡航控制系统及利用该系统的车间距控制方法。

背景技术

通常，在车辆设有用于防止与前行车辆冲撞的智能型巡航控制系统（SSC:Smart Cruise Control），车间距控制系统感测前行车辆而根据与前行车辆间的距离来调整速度，从而防止与前行车辆的冲撞。

实际上，车辆会行驶在直线道路、倾斜道路、曲线道路等各种道路环境中，当车辆在直线道路上行驶时，智能型巡航控制系统根据安装在车辆前方的雷达来感测前行车辆，并检测与所感测车辆间的距离。

相反，当车辆行驶在曲线道路时，会感测位于曲线道路上的前行车辆。驾驶者会根据爱好或道路状况要求各种驾驶倾向，而现有的智能型巡航控制系统主要通过车间距的设定来调整所述的驾驶倾向。

具体来讲，现有的智能型巡航控制系统为了驾驶者的安全及乘坐感而限制用于车辆控制的加速度和减速度。从而，会在比驾驶者亲自驾驶时所用到的加/减速度低的水平上控制发动机的输出，而这会根据行驶状态，表现为慢加速和远车间距的状态。

一般来讲，在适用智能型巡航控制系统的瞬间，若驾驶者踩下油门踏板（Accelerator Pedal），则会进入驾驶者加速状态（Driver over-ride），在此状态下，若驾驶者从油门踏板松脚，则重新进入智能型巡航控制状态（驾驶者加速状态的解除状态）。

但是，若反映有驾驶者驾驶倾向的驾驶者加速状态被解除而重新进入智能型巡航控制状态，则由于驾驶者的驾驶倾向（基于驾驶者的一般性加/减速度、车间距）与在智能型巡航控制中所设定的加/减速度、车间距之间存在差异，因此具有在车辆行驶中伴随不必要的加/减速的问题。并且，在智能型巡航控制状态下，当发生不连续的行驶状况变动（例如，由于车道变更等原因突然出现前行车辆等）时，需要基于加/减速的快速正常状态控制收敛。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种在智能型巡航控制状态下，根据反映有驾驶者意愿的信号输入来适用高增益（Gain），从而能够更快地控制收敛至目标加速度的智能型巡航控制系统。

本发明的另外目的在于提供一种利用了上述系统的车间距控制方法。

本发明并非局限在如上提及的目的，未提及到的其他目的可由如下的记载使得本领域的技术人员明确理解。

为了达到上述目的的根据本发明一方面的车间距控制方法，包括如下步骤：驾驶者车辆为了保持与前行车辆间的目标车间距而以SSC(SmartCruise Control)模式行驶；在以所述SSC模式行驶的过程中，将第一增益值作为常量值而适用于以车间距和相对速度为变量的目标加速度计算式中，以此计算出用于使得所述驾驶者车辆保持与所述前行车辆之间的所述目标车间距的第一目标加速度值；当所述驾驶者车辆与所述前行车辆间的实际车间距与所述目标车间距不相同的状况发生时，根据驾驶者的输入所述驾驶者车辆从所述SSC模式转换至用于快速达到所述目标车间距的加速模式而行驶；在所述加速模式下，将大于所述第一增益值的第二增益值作为常量值而适用于所述目标加速度计算式中，以此计算出第二目标加速度值；以及根据所述第二目标加速度值来控制发动机输出和制动器，以快速达到所述目标车间距。

根据本发明另一方面的车辆用智能型巡航控制系统，包括：雷达部，感测驾驶者的车辆前方的前行车辆，以产生对于所述前行车辆的车间距变量值和相对速度变量值；第一加速度演算部，所述车辆在用于保持与所述前行车辆间的目标车间距的SSC模式下行驶，此时接收第一增益值、所述车间距变量值及所述相对速度变量值，并计算分别乘以所述第一增益值的所述车间距变量值和所述相对速度变量值，以此计算出用于保持与所述前行车辆间的目标车间距的第一目标加速度值；以及第二加速度演算部，所述车辆在用于快速达到所述目标车间距的加速模式下行驶，此时接收大于所述第一增益值的第二增益值、所述车间距变量值及所述相对速度变量值，并计算分别乘以所述第二增益值的所述车间距变量值和所述相对速度变量值，以此计算出第二目标加速度值。

根据本发明，基于反映有驾驶者的加速意愿的信号来适用高增益，从而能够更快地控制收敛至目标加速度，由此可以在智能型巡航控制状态下，提升控制收敛速度而提高加速感和减速感，并且还可以提高车间距控制速度。

而且，即使在发生不连续的行驶状况变动（例如，由于车道变更等原因突然出现前行车辆等）的情况下，也可以根据加/减速来快速地控制收敛至正常状态，因此具有可预防危险状况发生的优点。

附图说明

图1为概略示出根据本发明一实施例的车辆用智能型巡航控制系统的内部构成的框图；

图2为示出图1所示的第二界面体现在车辆内的一例的示意图；

图3为将使用于SSC模式的加速度限制范围和使用于加速模式的加速度限制范围分别用图表形式示出的图；

图4为示出根据本发明一实施例的加速模式下的工作过程的顺序图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施例。

图1是概略示出根据本发明一实施例的车辆用智能型巡航控制系统的内部构成的框图。

参照图1，根据本发明一实施例的车辆用智能型巡航控制系统100，在车辆以智能型巡航控制（Smart Cruise Control:SSC）模式行驶的状态下，当产生不同于目标车间距的实际车间距时，所述SSC模式转换为加速度模式。在转换后的加速度模式中，代替在所述SSC模式下用于计算目标加速度值的增益值（Gain：G1）而使用比G1大的增益值（G2）来计算出所述目标加速度值。

据此，可以提高驾驶者的加速感或减速感，加快车间距控制速度，从而能够使得实际车间距快速达到所述目标车间距（SSC模式下的正常车间距）。

为此，所述车辆用智能型巡航控制系统100包括第一界面部110、雷达部120、第1-1加速度演算部130、速度传感部140、第一存储部150、第1-2加速度演算部160、加速度模式控制部180，还可以包括用于控制所述第1-2加速度演算部160的输出值的输出部170。

第一界面部110接收用于告知所述SSC模式的开始的第一驾驶者输入，应答于此，将第一输入信号IN1传递至所述雷达部120。根据通过第一界面部110所输入的第一驾驶者输入，驾驶者的车辆以SSC模式行驶。

雷达部120在内部设有雷达传感器，利用该雷达传感器感测前行车辆。雷达部120利用所述感测的结果，检测驾驶者的车辆与前行车辆间的车间距以及对于前行车辆的驾驶者车辆的相对速度，并将检测的车间距和相对速度分别转换为车间距变量值Ec和相对速度变量值Ev而传递至所述第1-1加速度演算部130。在此，车间距变量值Ec定义为目标车间距与实际车间距之间的差值，其中所述实际车间距是驾驶者车辆与前行车辆间的距离，所述相对速度变量值Ev定义为目标相对速度与实际相对速度之间的差值。在此，目标相对速度可以定义为“0”。

第1-1加速度演算部130从所述第一存储部150读取第一增益值G1，并接收从所述雷达部120传递的车间距变量值Ec和相对速度变量值Ev，且将这些值适用于由如下数学式表达的计算算法中，由此计算出在所述SSC模式中用于保持车间距的第1-1目标加速度值Ui。

【数学式1】

Ui＝Kv·Ev+Kc·Ec

在此，Kv和Kc为第一增益值G1，其中Kv是SCC模式用速度增益值，Kc是SCC模式用车间距增益值。

这些第一增益值G1是通过模拟（simulation）所获取的按车辆的当前速度被正规化的值，其存储在所述第一存储部150中。即，第1-1加速度演算部130参照所述第一存储部150而读取相关的第一增益值G1，并将之适用于所述数学式1中。在此，第一存储部150从速度传感器140接收驾驶者车辆的当前速度值，并读取与所述当前速度值相对应的增益值而传送至所述第1-1加速度演算部130。

第1-2加速度演算部160为了在SSC模式下的安全运行和乘车感，将第1-1目标加速度值Ui控制在第一加速度限制范围内。即，所述第1-2加速度演算部160判断所接收到的第1-1目标加速度值Ui是否包含在包括第一加速度限制上限值和第二加速度限制下限值的第一加速度限制范围内，当判断结果为第1-1目标加速度值Ui超出第一加速度限制范围时，将第一加速度限制上限值或第二加速度限制下限值作为第一最终目标加速度值U计算。而当第1-1目标加速度值Ui包含在第一加速度限制范围内时，将所述第1-1目标加速度值Ui作为第1-2最终目标加速度值U计算。计算出的第1-2最终目标加速度值U通过输出部170传递至ESC（ElectronicStability Control）系统200。在此，输出部170是用于控制第1-2加速度演算部160与ESC系统200的连接的构成，可由开关来实现，当由开关来实现时，根据来自第二界面部182的第二输入信号IN2来进行开关（switching）。例如，由开关构成的输出部170根据所述第二输入信号IN2而被断开（OFF），从而切断在SSC模式下计算的第1-2最终目标加速度值U输出到ESC系统200。由此，SSC模式处于非激活状态，而车辆的当前模式被激活为如下将要详细说明的加速模式。即，若产生含有驾驶者的加速意愿的第二输入信号，则车辆的当前模式从SSC模式转换为加速模式。

ESC系统200根据第1-2最终目标加速度值U来控制车辆制动器和发动机输出，由此保持在所述SCC模式下与前行车辆间的目标车间距。

以下，对加速度模式控制部180进行详细说明。

在驾驶者的车辆以SCC模式行驶的过程中，若发生与前行车辆间的实际车间距不同于目标车间距的情况，则加速度模式控制部180将驾驶者车辆从所述SSC模式转换为加速模式，而在转换后的加速模式中，使用比在所述SSC模式下使用于目标加速度值计算的增益值（Gain：G1）更大的增益值G2，以计算目标加速度值。

为此，加速度模式控制部180包含第二界面部182、第2-1加速度演算部184、第二存储部186以及第2-2加速度演算部188。

第二界面部182接收用于告知加速模式的第二驾驶者输入，应答于此，将第二输入信号IN2传递至第2-1加速度演算部184。根据通过第二界面部182所输入的第二驾驶者输入，驾驶者的车辆以加速模式行驶。如图2所示，该第二界面部182作为示例以触摸方式或按压方式的各种按钮形式来体现，并可设置在驾驶者易于操作的方向盘上。类似地，用于接收告知SSC模式的第一驾驶者输入的第一界面部110也以按钮形式来体现，并与所述第二界面部182相邻设置，从而可从SSC模式容易转换到加速模式。

第2-1加速度演算部184根据通过第二界面部所传递的第二输入信号IN2，计算出用于快速达到所述目标车间距的第二目标加速度值Ui_turbo。

具体来讲，第2-1加速度演算部184将从所述第二存储部150读取的第二增益值G2、通过所述雷达部120所传递的车间距变量值Ec和相对速度变量值Ev适用到由上述的数学式1所表达的计算算法中，由此计算出用于在所述加速模式下快速达到目标车间距的第二目标加速度值Ui_turbo。在此，所述第二增益值G2是以大于在上述的第1-1加速度演算部130所使用的第一增益值G1而设定的值。该第二增益值G2由比SCC模式用速度增益值Kv大的加速模式用速度增益值Kv’和比SCC模式用车间距增益值Kc大的加速模式用车间距增益值Kc’构成。所述第二增益值G2是通过模拟（simulation）所获取的按车辆的速度正规化的值，并按速度分类而存储在所述第二存储部186。即，第2-1加速度演算部184参照所述第二存储部150而读取有关的第二增益值G2，并将之适用于所述数学式1而计算出比第1-1目标加速度值Ui增大的第2-1目标加速度值Ui_turbo。

第2-2加速度演算部188将为了在加速模式下的安全运行和乘坐感而增加的第2-1目标加速度值Ui_turbo限制在第二加速度限制范围内，并将所限制的第2-1目标加速度值Ui_turbo作为第2-2最终目标加速度值U_turbo计算。在此，如图3的（b）所示，第二加速度限制范围具有比适用于SCC模式的如图3的（a）所示的第一加速度限制范围更宽的范围。即，第二加速度限制范围被定义在比用于定义第一加速度限制范围上限值的所述第一加速度限制上限值更大的第三加速度限制上限值与比用于定义第一加速度限制范围下限值的所述第二加速度限制下限值更小的第四加速度限制下限值内的范围。

如此，第2-2加速度演算部188将第2-1目标加速度值Ui_turbo限制在比第一加速度限制范围更宽的第二加速度限制范围内，从而以对应于比SCC模式下计算出的目标加速度值增加的量，最小化安全性和乘坐感下降的问题。

由第2-2加速度演算部188计算出的第2-2最终目标加速度值U_turbo被传递到ESC系统200。

ESC系统200根据第2-2最终目标加速度值U_turbo来控制车辆制动器和发动机输出，由此使得在所述加速模式下的与前行车辆间的实际车间距快速达到目标车间距。

图4是示出根据本发明一实施例的加速模式下的工作过程的顺序图。为了有助于理解动作过程，一同参照图1所示的车辆用智能型巡航控制系统。

参照图4，首先，根据通过第一界面部110所输入的第一驾驶者输入，驾驶者车辆开始以SCC模式行驶（S410）。

接着，为了保持与前行车辆间的目标车间距，将第一增益值G1适用于已设定的目标加速度计算式中，以计算出第一最终目标加速度值（S420）。具体来讲，将所述第一增益值G1代入由数学式1所表达的所述目标加速度计算式中，并计算出第1-1目标加速度值Ui。之后，为了车辆的驾驶性和乘坐感，将计算出的第1-1目标加速度值Ui限制在第一加速度限制范围内，并将所限制的第1-1目标加速度值Ui作为第1-2最终目标加速度值U计算。

接着，计算出的第一最终目标加速度值U被传递至ESC系统200，而ESC系统200为了保持与前行车辆间的目标车间距，根据第一最终目标加速度值U控制发动机输出和制动器（S430）。

接着，在SCC模式下行驶的过程中，通过设在驾驶者车辆内的雷达部120监控实际车间距与在SCC模式下所控制的目标车间距之间是否产生差异（S440）。

接着，在SCC模式下行驶的过程中，若实际车间距与目标车间距之间产生差异，例如若发生实际车间距比目标车间距大或小的情况，则通过图2所示的例如加速模式按钮等第二界面部接收反映有加速意愿的驾驶者的输入，从而进入加速模式（S450）。当然，如果不存在反映有加速意愿的驾驶者的输入，则即使实际车间距与目标车间距之间产生差异，也会限制进入加速模式。

接着，在加速模式中，为了将实际车间距快速达到目标车间距，将比适用于所述SCC模式的第一增益值G1大的第二增益值G2适用到已设定的目标加速度计算式中，以计算出第2-2最终目标加速度值U_turbo（S460）。具体来讲，将所述第二增益值G2代入由数学式1所表达的所述目标加速度计算式中，并计算出第2-1目标加速度值Ui_turbo。之后,将计算出的第2-1目标加速度值Ui_turbo限制在比适用于所述SCC模式的第一加速度限制范围更宽的第二加速度限制范围内，并将所限制的第2-1目标加速度值Ui作为所述第2-2最终目标加速度值U计算。如此，在本发明的加速模式中，由于驾驶者的乘坐感会以比在SCC模式中计算出的目标加速度值更大或更低的量增减，因此为了最小化这种乘坐感的下降，适用最小限度的加速度限制。

接着，适用了最小限度的加速度限制的所述第2-2最终目标加速度值U被传递到ESC系统200，ESC系统200根据第2-2最终目标加速度值U控制发动机输出和制动器，以使实际车间距快速达到目标车间距（S470）。

接着，利用设在车辆的雷达传感器来实时检测与前行车辆间的车间距，以监控实际车间距是否达到目标车间距（S480），若实际车间距达到目标车间距，则结束加速模式，重新进入SCC模式（S490）。

如前所述，本发明在以SCC模式行驶的过程中，若产生不同于目标车间距的大车间距或小车间距，则根据反应有驾驶者加速意愿的信号而适用大增益值（Gain），以计算出目标加速度。所计算的目标加速度通过适用最小限度的加速度限制来将之计算为最终目标加速度。利用就此计算出的最终目标加速度来控制车辆行驶，从而使得驾驶者车辆快速达到与前行车辆间的目标车间距，同时通过适用最小限度的加速度限制来可以最小化乘车感的下降。

Claims (9)

1.一种车间距控制方法，包括如下步骤：

驾驶者车辆为了保持与前行车辆间的目标车间距而以智能型巡航控制模式行驶；

在以所述智能型巡航控制模式行驶的过程中，将第一增益值输入到以车间距和相对速度为变量值的目标加速度计算式中，以此计算出用于使得所述驾驶者车辆保持与所述前行车辆间的所述目标车间距的第一目标加速度值；

当比较所述驾驶者车辆与所述前行车辆间的实际车间距和所述目标车间距的结果为不相同时，根据驾驶者的输入所述驾驶者车辆从所述智能型巡航控制模式转换至用于快速达到所述目标车间距的加速模式；

在所述加速模式下，将大于所述第一增益值的第二增益值输入到所述目标加速度计算式中，以此计算出第二目标加速度值；以及

根据所述第二目标加速度值来控制发动机输出和制动器，以快速达到所述目标车间距。

2.根据权利要求1所述的车间距控制方法，其特征在于计算所述第一目标加速度值的步骤还包括：

判断计算出的所述第一目标加速度值是否包含在第一加速度限制范围内，其中所述第一加速度限制范围包含第一加速度限制上限值和第二加速度限制下限值；以及

根据判断结果，计算出被限制在所述第一加速度限制范围内的第一最终目标加速度值。

3.根据权利要求2所述的车间距控制方法，其特征在于计算所述第二目标加速度值的步骤还包括：

判断计算出的所述第二目标加速度值是否包含在第二加速度限制范围内，其中所述第二加速度限制范围包含大于所述第一加速度限制上限值的第三加速度限制上限值以及小于所述第二加速度限制下限值的第四加速度限制下限值；

根据判断结果，计算出被限制在所述第二加速度限制范围内的第二最终目标加速度值。

4.根据权利要求1所述的车间距控制方法，其特征在于，在所述智能型巡航控制模式中使用的所述第一增益值包含：用于与所述车间距变量值相乘的第1-1车间距增益值和用于与所述相对速度变量值相乘的第1-2速度增益值，

在所述加速模式中使用的所述第二增益值包含：比第1-1车间距增益值大的第2-1车间距增益值和比所述第1-2速度增益值大的第2-2速度增益值。

5.一种车辆用智能型巡航控制系统，包括：

雷达部，感测驾驶者的车辆前方的前行车辆，以产生对于所述前行车辆的车间距变量值和相对速度变量值；

第一加速度演算部，所述车辆在用于保持与所述前行车辆间的目标车间距的智能型巡航控制模式下行驶，此时接收第一增益值、所述车间距变量值及所述相对速度变量值，并计算分别乘以所述第一增益值的所述车间距变量值和所述相对速度变量值，以此计算出用于保持与所述前行车辆间的目标车间距的第一目标加速度值；以及

第二加速度演算部，所述车辆在用于快速达到所述目标车间距的加速模式下行驶，此时接收大于所述第一增益值的第二增益值、所述车间距变量值及所述相对速度变量值，并计算分别乘以所述第二增益值的所述车间距变量值和所述相对速度变量值，以此计算出第二目标加速度值。

6.根据权利要求5所述的车辆用智能型巡航控制系统，其特征在于还包括：第1-2加速度演算部，以用于接收所述第一目标加速度值，并将该第一目标加速度值限制在第一加速度限制范围内，且将限制的结果作为第一最终目标加速度值计算。

7.根据权利要求6所述的车辆用智能型巡航控制系统，其特征在于还包括：第2-2加速度演算部，以用于接收所述第二目标加速度值，并将该第二目标加速度值限制在具有比所述第一加速度限制范围更宽的范围的第二加速度限制范围内，且将限制的结果作为第2-2最终目标加速度值计算。

8.根据权利要求5所述的车辆用智能型巡航控制系统，其特征在于还包括：第一界面部，以用于通过接收用于告知所述智能型巡航控制模式的开始的第一驾驶者输入来驱动所述雷达部；以及

第二界面部，以用于通过接收用于告知所述加速模式的开始的第二驾驶者输入来使得所述第二加速度演算部工作。

9.根据权利要求8所述的车辆用智能型巡航控制系统，其特征在于所述第二界面部在所述车辆以所述智能型巡航控制模式行驶的过程中接收所述第二驾驶者输入。