CN103318182B - 利用可变增益的车辆停止控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及利用可变增益的车辆停止控制方法。该方法的特征在于，能够最小化在进行车辆停止控制时发生的急动(Jerk)，并非通过试误法(Try-and-Error)，而是通过数学性和物理性的方法反映现实条件，从而实现体系的软制动(Soft？Stop)功能，并且，物理性地判断软制动功能的可使用与否并决定进行适用。根据本发明，可减少在控制SCC车辆停止时急动的发生，抑制俯冲(Nose？Dive)和俯仰(Pitch？Motion)；尤其是能够减少不连续急动，从而可显著提高情感品质及商品性，并且可提高乘车舒适感；并且，能够数学性、物理性地体现软制动功能，从而，可系统地适用于各种车种。

Description

利用可变增益的车辆停止控制方法

技术领域

本发明涉及利用可变增益的车辆停止控制方法，尤其涉及一种根据驾驶状况可变地选择增益而控制车辆停止的方法。

背景技术

现有的智能巡航控制系统(SmartCruiseControl：以下简称为SCC)通过雷达识别车辆前方的状况，对引擎或制动器进行操纵，从而无需驾驶者的介入即可维持车辆的速度并调整车间距离。

现有的SCC可在30kph以上的范围运转，在包括时行时止(Stop-and-Go)功能的同时可提供停止控制功能，但因停止时不后退的不连续动作，发生诸如俯仰(PitchMotion)，俯冲(NoseDive)等大急动(Jerk)。

由此，现有的SCC即使是使用无超调量(NoOver-Shoot)的控制器，也因制动装置的延迟和不确定性、雷达的延迟和误差等原因，存在发生大急动(Jerk)的问题，并且，尚未开发在所有的驾驶状况下能够理论性地体现软制动(SoftStop)的控制器，因此无法进行适用。

即，队列稳定性(String-Stable)，形象性(ProfileType)控制器(Controller)等现有时行时止(Stop-and-Go)控制器因其不确定性，在很多驾驶状况下，停止时发生急动(Jerk)，适用这种控制器的现有的SCC，在很多种类的车辆，停止时发生急动(Jerk)，而给驾驶者带来疲劳感和不快感，从而阻碍商品性的问题。

并且，博世集团(Bosch)是在车辆停止时，快速地降低电子稳定控制系统(ESC)的油压而减少急动(Jerk)的方法来体现了产品，但单纯只靠减少急动(Jerk)的效果，不能对应于所有驾驶状况，而宝马公司(BMW)在停止状况等提供了可变控制器，但未提供具体的方法和结果。

发明内容

技术问题

本发明为了解决上述的问题而研发，其目的在于提供一种利用可变增益的车辆停止控制方法，其能够最小化在进行车辆停止控制时发生的急动(Jerk)，同时，并非通过试误法(Try-and-Error)，而是通过数学性、物理性的方法反映现实条件，实现体系性的软制动(SoftStop)功能，并且，通过物理性地判断软制动(SoftStop)功能的可使用与否并决定进行适用。

技术方案

为了达到上述目的，根据本发明的一例的利用可变增益的车辆停止控制方法包括：当前方车辆停止时，计算智能巡航控制(SmartCruiseControl:SSC)车辆的软制动的可执行范围，即，w_nmin、w_nmax的步骤；以计算的所述软制动的可执行范围为基础，计算智能巡航控制速度增益(k_v)、智能巡航控制距离增益(k_c)的步骤；以及以计算的所述智能巡航控制的速度增益(k_v)、所述智能巡航控制的距离增益(k_c)为基础，计算所述智能巡航控制车辆的加速度(a_i)的步骤。

技术效果

根据本发明，在控制智能巡航控制(SCC)车辆停止时，能够减少急动(Jerk)的发生，并抑制俯冲(NoseDive)和俯仰(PitchMotion)。

尤其是，能够减少不连续急动(Jerk)，从而可显著提高情感品质及商品性，并且可提高乘车舒适感。

另外，能够数学性、物理性地体现软制动(SoftStop)功能，从而，可适用于各种车种。

附图说明

图1为说明根据本发明一实施例的利用可变增益的车辆停止控制方法的流程图；

图2为说明本发明的可变增益的演算的附图。

具体实施方式

参照附图与下面的实施例，本发明的优点、特征以及达成其的方法将更加明确。但是，本发明并非限定于以下公开的实施例，将以相互不同的多种形态体现，本实施例只是提供用于使本发明的公开更完全，让本发明所属技术领域的技术人员能够容易地理解发明的范畴，本发明根据权利要求项的记载进行定义。另一方面，在本说明书中使用的术语用于说明实施例，并非意在限定本发明。在本说明书中，只要在语句中未特别提及，单数形也包括复数形。在说明书中使用的“包括(comprises)”或“包括的(comprising)”，不排除提及的构成要素、步骤、动作及/或元件之外的一个以上的其它构成要素、步骤、动作及/或元件的存在或追加。

以下，参照图1及图2，说明根据本发明的一实施例的利用可变增益的车辆停止控制方法。图1为说明根据本发明的一实施例的利用可变增益的车辆停止控制方法的流程图，图2为说明本发明的可变增益的演算的附图。

如图1所示，在步骤S700中，判断前方车辆是否停止。

例如，当雷达识别车辆的前方状况并传达其信息时，以传达的车辆的前方状况信息为基础，判断前方车辆是否停止。

在判断结果为前方车辆未停止时，在步骤S701中，执行现有智能巡航控制(SCC)逻辑演算，计算车辆加速度(a_i)，然后，在步骤S707中使得车辆以计算的车辆加速度行驶。

为了控制车辆的行驶，执行现有SCC逻辑演算的车辆加速度计算式如同方程式1。

【方程式1】

a_i＝k_v(v_t-v_s)+k_c(x_t-x_s-C_d)

＝k_ve′+k_c(e-C_d)

＝k_ve′+k_ce-k_cC_d

所述方程式1中，a_i是SCC目标加速度，k_v是SCC速度增益，k_c是SCC距离增益，v_t和x_t分别是前方车辆速度、位置，v_s和x_s分别是SCC控制车辆速度、位置，C_d是目标车间距离，e是车间距离。

然而，在步骤S700的判断结果为前方车辆为停止时，在步骤S702中，计算软制动(SoftStop)的可执行范围，即，w_nmin、w_nmax。

例如，计算数学性、物理性地可进行停止控制的增益的全范围。

即，对标量(scalar)设计变数w_n进行定义，用该标量(scalar)设计变数配合为软制动(SoftStop)的制约条件。

可软制动(SoftStop)的制约条件，即，对w_n的配合条件变换如同方程式2。

【方程式2】

$w_n\≥\frac{-e^{\′}\left(0\right)}{e\left(0\right)-c_0}$

$w_n\≥\frac{-e^{\′}\left(0\right)+\sqrt{e^{\′}{\left(0\right)}^2+a_{max}\·\left(e\right(0)-c_0)}}{e\left(0\right)-c_0}$

$w_n\≤\sqrt{\frac{\left|a_{\max }\right|\·{\exp }^2}{e\left(0\right)-c_0}}$

$w_n<<\frac{1}{\mathrm{\&tau;}}$

所述方程式2中，w_n是标量(Scalar)变换设计变数，e(0)是车间距离，a_max是SCC最大允可加速度，c₀是目标停止距离，exp是指数(exponential)。

步骤S703中，判断是否存在计算的软制动(SoftStop)的可执行范围。

例如，判断的可执行软制动(SoftStop)的制约条件是否可以范围计算或以数值计算，当判断结果为范围时，如图2所示，在步骤S704中，将计算的范围的中央值选择为w_n，但，判断结果为数值时，在步骤S705中，将计算的数值中的最大值选择为w_n。

在选择的w_n中计算k_v和k_c，例如，k_v和k_c的w_n变换法如同方程式3。

【方程式3】

$k_v+T_g{k}_c=2w_n,k_c=w_n^2$

所述方程式3中，Tg是SCC时间差(TimeGap)[秒]。

步骤S706中，以计算的k_v和k_c为基础，计算车辆加速度(a_i)，然后，步骤S707中，使得车辆以计算的车辆加速度停止。

如上述，根据本发明，可执行非常柔和的低速/停止控制，从而相比现有SCC技术能够大大提高商品性、感性品质，可体现相比无法进行软制动(SoftStop)的现有SCC技术具有显著差异的SCC技术，并非通过试误法(Try-and-Error)的，而是通过数学性、物理性设计，从而对存在很多特性差异的各种车种适用系统的软制动(SoftStop)。

即，本发明能够在控制SCC车辆停止时，减少发生急动(Jerk)，抑制俯冲(NoseDive)和俯仰(PitchMotion)，特别是，可减少不连续急动(Jerk)，从而可显著提高情感品质及商品性，也可提高乘车舒适感，并以数学性、物理性地体现软制动(SoftStop)功能，从而可系统地适用于各种车种。

以上参照优选实施例和附图，详细说明了本发明的结构，但上述说明只是例示性的，在不脱离本发明的技术思想的范畴内，可进行各种变形。因此，本发明的范围并非局限于说明的实施例，而是被权利要求范围和与该权利要求范围均等物所定义。

以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种利用可变增益的车辆停止控制方法，包括：

当前方车辆停止时，计算智能巡航控制车辆的软制动的可执行范围，即，w_nmin、w_nmax的步骤；

以计算的所述软制动的可执行范围为基础，计算智能巡航控制速度增益、智能巡航控制距离增益的步骤；以及

以计算的所述智能巡航控制的速度增益、所述智能巡航控制的距离增益为基础，计算所述智能巡航控制车辆的加速度的步骤，

其中，所述软制动的可执行范围表示时间范围。

2.根据权利要求1所述的车辆停止控制方法，其特征在于，

计算所述软制动的可执行范围，即，w_nmin、w_nmax的步骤中，使用如下方程式计算所述软制动的可执行范围，

$w_n\&GreaterEqual;\frac{-e^{\&prime;}\left(0\right)}{e\left(0\right)-c_0}$

$w_n\&GreaterEqual;\frac{-e^{\&prime;}\left(0\right)+\sqrt{e^{\&prime;}{\left(0\right)}^2+a_{max}\&CenterDot;\left(e^{\&prime;}\right(0)-c_0)}}{e\left(0\right)-c_0}$

$w_n\&le;\sqrt{\frac{\left|a_{\max }\right|\&CenterDot;{\exp }^2}{e\left(0\right)-c_0}}$

$w_n<<\frac{1}{\mathrm{\&tau;}}$

其中，w_n是标量变换设计变数，e(0)是车间距离，e’(0)是车间距离的微分函数，a_max是智能巡航控制的最大允可加速度，c₀是目标停止距离，exp是指数，τ是反应时间。

3.根据权利要求1所述的车辆停止控制方法，其特征在于，计算所述软制动的可执行范围，即，w_nmin、w_nmax的步骤包括：

判断计算的所述软制动的可执行范围，即，w_nmin、w_nmax是否以范围计算还是以数值计算的步骤；以及

按照所述判断的结果，当以范围计算时，将计算的所述范围的中央值选择为标量变换设计变数，而当以数值计算时，将计算的所述数值中的最大值选择为标量变换设计变数的步骤。

4.根据权利要求1所述的车辆停止控制方法，其特征在于，计算所述智能巡航控制的速度增益、智能巡航控制的距离增益的步骤，使用如下方程式计算所述智能巡航控制的速度增益、所述智能巡航控制的距离增益，

$k_v+T_g{k}_c=2w_n,k_c=w_n^2$

其中，T_g是智能巡航控制的时间差，单位为秒。

5.根据权利要求1所述的车辆停止控制方法，其特征在于，计算所述智能巡航控制的车辆的加速度的步骤，使用如下方程式计算所述智能巡航控制车辆的加速度，

$\begin{array}{c}{a}_i=k_v\left(v_t-v_s\right)+k_c\left(x_t-x_s-C_d\right)\\ =k_v{e}^{\&prime;}+k_c\left(e-C_d\right)\\ =k_v{e}^{\&prime;}+k_{c}e-k_c{C}_d\end{array}$

其中，a_i是智能巡航控制的目标加速度，k_v是智能巡航控制的速度增益，k_c是智能巡航控制的距离增益，v_t和x_t分别是前方车辆速度、位置，v_s和x_s分别是智能巡航控制车辆速度、位置，C_d是目标车间距离，e是车间距离，e’是车间距离的微分函数。

6.根据权利要求1所述的车辆停止控制方法，其特征在于，还包括：

按照计算的所述加速度，控制所述智能巡航控制车辆执行软制动的步骤。