CN104627179B - 车辆运行控制设备和用于该设备的程序 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车辆运行控制设备和用于该设备的程序。车辆运行控制设备包括:跟随距离控制单元,用于在安装车辆运行控制设备的本车辆和前方车辆之间维持跟随距离;加速单元,用于在前方车辆丢失时将本车辆以设定的加速度加速,以使得本车辆的速度达到设定速度;以及加速度抑制单元,其被配置成在前方车辆丢失的时刻,在前方车辆和本车辆处于到碰撞的允许时间小于预定的下限的加速度抑制条件下,对由加速单元产生的本车辆的加速度进行抑制。
Description
技术领域
本发明涉及一种车辆运行控制设备和用于该设备的程序。
背景技术
存在一种已知的车辆运行控制设备,其被配置成当检测到前方车辆时,运行本车辆以与前方车辆维持设定的跟随距离,并且在由于前方车辆变道(正常消失)或者尽管前方车辆还出现但使检测到前方车辆变得不可能(非正常消失或者丢失)而使得不再检测到前方车辆后,将本车辆以设定的加速度加速。
日本专利第3132430号描述了这样一种车辆运行控制设备。在这个专利文件中所描述的车辆运行控制设备被配置成为了安全目的,在前方车辆丢失之后抑制本车辆的加速度,直到本车辆到达前方车辆丢失的位置上为止。
然而,根据以上专利文件中所描述的车辆运行控制设备,即使前方车辆在远离本车辆的位置上丢失,那么因此没有必要抑制本车辆的加速度,本车辆仍被毫无例外地抑制加速。
发明内容
示例实施例提供了一种车辆运行控制设备,包括:
跟随距离控制单元,用于在安装该车辆运行控制设备的本车辆和前方车辆之间维持跟随距离;
加速单元,用于当前方车辆丢失时将本车辆以设定的加速度加速,以使得本车辆的速度达到设定的速度;以及
加速度抑制单元,其被配置成在前方车辆丢失的时刻,在前方车辆和本车辆处于到碰撞的允许时间小于预定的下限的加速度抑制条件下,对由加速单元产生的本车辆的加速度进行抑制。
根据示例实施例,提供了一种车辆运行控制设备和用于该设备的程序,该设备能够在前方车辆已丢失后,适当地确定本车辆的加速度是否应该被抑制。
从以下的包括附图和权利要求的说明中,本发明的其它优点和特征将会变得明显。
附图说明
在附图中:
图1是示出根据本发明实施例的车辆运行控制设备1的结构的框图;
图2是示出由车辆运行控制设备1执行的ACC控制操作的步骤的流程图;
图3是示出在执行被包括在运行控制操作中的加速度抑制操作的时刻,用于确定加速度的过程的流程图;
图4是用于解释碰撞之前的允许时间t小于预定下限的条件的示图;
图5是用于解释由于加速度抑制操作中的冲击限制△Xjerk,本车辆的运行距离的减少量的示图;以及
图6是用于解释碰撞之前的允许时间t小于预定下限的条件的示图。
具体实施方式
图1是示出根据本发明实施例的车辆运行控制设备1的结构的框图。安装在车辆(本车辆,在下文中)上的车辆运行控制设备1主要由包括CPU、RAM以及ROM 2的微型计算机构成。ROM 2存储用于执行之后说明的操作和过程的程序。
车辆运行控制设备1包括前方车辆选择部件3、设定加速度计算部件5以及加速度抑制计算部件7。前方车辆选择部件3检测前方车辆,并且选择它作为本车辆应该跟随的目标。设定加速度计算部件5依据本车辆的环境来计算设定加速度。加速度抑制计算部件7在前方车辆丢失时,执行之后说明的加速度抑制操作。
车辆运行控制设备1接收从雷达传感器101、偏航率传感器103、车轮速度传感器105以及控制允许开关107输出的信号。雷达传感器101通过放射雷达波对在本车辆前面的预定角度范围内的区域进行扫描。雷达传感器101基于在放射雷达波的时刻和接收到反射版本的雷达波的时刻之间的时间段来计算从本车辆到障碍物(其可以是前方车辆)的距离。雷达传感器101也基于反射版本的雷达波的方向来估计障碍物的方向。
偏航率传感器103检测本车辆的偏航率。车轮速度传感器105检测本车辆的车轮转速,并且基于所检测到的转速来计算本车辆的速度。由本车辆的驾驶员操作的控制允许开关107用于在之后说明的ACC(自动巡航控制)模式的设定/重置之间进行切换。
车辆运行控制设备1将所计算的加速度和控制状态的命令发送到安装在本车辆上的发动机ECU 109、制动ECU 111以及仪表ECU 113。发动机ECU 109、制动ECU 111以及仪表ECU 113根据从车辆运行控制设备1所接收的命令来执行控制,以加速本车辆。车辆运行控制设备1还控制安装在本车辆驾驶室的扬声器115,以在必要时发出警报。
前方车辆选择部件3和设定加速度计算部件5构成跟随距离控制单元,设定加速度计算部件5构成加速单元,加速度抑制计算部件7构成加速度抑制单元,以及扬声器115构成通知单元。
存储在ROM 2中的程序用于使微型计算机按照跟随距离控制单元、加速单元、加速度抑制单元以及通知单元来操作。接下来,参考图2至图6解释由车辆运行控制设备1所执行的操作和过程。图2示出了由车辆运行控制设备1以固定的时间间隔执行的运行控制操作的步骤。这个操作开始于确定ACC模式是否在操作中的步骤S1。如果步骤S1中的确定结果是肯定的,则操作进入步骤S2,否则操作终止。
ACC模式是一种模式,在该模式下:当没有检测到前方车辆时,本车辆被控制成以设定的速度运行;以及当检测到前方车辆时,本车辆被控制成与前方车辆维持设定的跟随距离来跟随前方车辆。进一步,当前方车辆丢失时,除了在之后解释的加速度抑制操作被执行期间的时间段以外,本车辆以设定的加速度a加速直到本车辆的速度达到设定速度为止。
ACC模式可以通过执行例如在日本专利第3123430号、日本专利申请公开号2002-19486,或者日本专利申请公开号2003-267085中所描述的方法来实现。
在步骤S2中,使用偏航率传感器103和车轮速度传感器105来估计本车辆前面的道路(或者行驶车道)的环境(例如道路曲率半径)。在随后的步骤S3中,执行检测在已被估计其环境的行驶车道上的前方车辆的过程。
在随后的步骤S4中,基于步骤S3中所执行的过程的结果来确定前方车辆是否出现。具体地,如果物体被检测到出现在预定距离范围内和预定方向范围内,则这个物体被确定为前方车辆。如果在步骤S4中的确定结果是否定的,则过程进入步骤S5,否则进入步骤S14。
在步骤S5中,确定前方车辆的消失是正常消失还是非正常消失,亦即前方车辆的丢失。当前方车辆突然地变成无法被检测到时,消失被确定为前方车辆的丢失,否则被确定为正常消失。如果消失被确定为丢失,则过程进入步骤S6,否则进入步骤S13。在步骤S6中,确定执行加速度抑制操作的条件是否被满足。执行加速度抑制操作的条件包括条件A和条件B。当以下条件A1和条件A2均满足时,满足条件A。条件A1:在丢失的时刻(在丢失已发生的时刻),本车辆相对于前方车辆的相对速度为0km/h。条件A2:D(0)和a0满足以下方程式1,或者D(0)小于20m。
方程式1:
其中D(0)是在丢失的时刻本车辆到前方车辆的跟随距离,并且a0是在丢失的时刻本车辆的加速度。跟随距离D(0)可以基于雷达传感器101的检测结果来计算。加速度a0可以作为由车轮速度传感器105所检测的速度的每单位时间的变量来计算。
在图4的曲线图中,横轴代表加速度a0,而纵轴代表跟随距离D(0),阴影区域是条件A1和A2均满足的区域。
以上方程式1代表满足条件A1,并且本车辆和前方车辆处于允许时间t小于预定下限的条件下,如以下详细说明的那样。通常,以下方程式2在前方车辆丢失的时刻成立。
方程式2:
以上方程式2中的参数如下:
Vslf(0):在丢失时刻本车辆的速度;
Vtgt(0):在丢失时刻前方车辆的速度;
t:允许时间(假设本车辆从丢失时刻将速度以设定加速度a增加,在丢失后到本车辆和前方车辆之间碰撞的时间);
a:设定加速度(在丢失后,本车辆以该加速度加速达到设定速度);
b:前方车辆的加速度(其假设为恒定);
△Xjerk:由于冲击限制(抑制本车辆的加速度在预定范围内的限制)引起的本车辆的运行距离的减少量。
在丢失时刻的TTC(0)(到碰撞的时间)由以下方程式3给出。
方程式3:
将方程式3代入方程式2,并且解所得的二次方程式,得到以下方程式4。
方程式4:
以下方程式5示出了允许时间t小于预定下限。
方程式5:
通过变换方程式5,得到以下方程式6。
方程式6:
如图5中所示的△Xjerk可以用以下方程式7来表示。
方程式7:
这里,将方程式7代入方程式6。当条件A1成立时,方程式6中的TTC(0)是无穷大的。假设在丢失时刻前方车辆的加速度b等于本车辆的加速度a0,设定加速度a是1m/s2,并且允许时间t是4(秒)。
在这个假设中,得到前述方程式1。亦即,方程式1代表前方车辆和本车辆处在允许时间t小于预定下限值的条件下。
当以下条件B1和B2均满足时,满足条件B。B1:本车辆相对于前方车辆的相对速度(本车辆的速度减去前方车辆的速度)为负值,并且绝对值大于预定阈值。B2:跟随距离D(0)和到碰撞的时间TTC(0)的组合满足以下方程式8,或者跟随距离D(0)小于20m。
方程式8:
方程式8中的到碰撞的时间TTC(0)可以通过将在丢失时刻的跟随距离D(0)除以本车辆相对于前方车辆的相对速度来计算。相对速度可以作为由雷达传感器101所持续测得的跟随距离的每单位时间的变化率来计算。
在图6的曲线图中,横轴代表TTC(0),而纵轴代表跟随距离D(0),阴影区域是在丢失时刻的前方车辆和本车辆处于条件B1和B2均满足的条件下的区域。
方程式8代表条件B1满足,并且本车辆和前方车辆处于允许时间t小于预定下限的条件下。以下详细地对此进行解释。
假设前方车辆的加速度b为0,并且允许时间为4。在这个假设中,将方程式7代入方程式6,得到方程式8。如前述所解释的那样,方程式8代表条件B1满足,并且本车辆和前方车辆处于允许时间t小于预定下限的条件下。
返回图2,在步骤S6中,确定在丢失时刻前方车辆和本车辆是否处在条件A和B中的任何一个。如果步骤S6中的确定结果是肯定的,则操作进入步骤S7,否则进入步骤S11。
在步骤S7中,确定加速度抑制操作是否已终止。当满足以下条件的任何一个时,加速度抑制操作就终止:
在丢失时刻,本车辆已到达前方车辆的位置;
在开始加速度抑制操作后,已过预定时间;
在比丢失的前方车辆的位置更靠近本车辆的位置上检测到出现前方车辆;
车辆驾驶员已按下加速器踏板。
如果步骤S7中的确定结果是否定的,则操作进入步骤S8,否则进入步骤S11。在步骤S8中,确定在加速度抑制操作过程期间的加速度。参考图3的流程图来解释这个确定过程。这个过程开始于确定在丢失时刻本车辆的加速度是否大于或等于0的步骤S21。如果步骤S21中的确定结果是肯定的,则操作进入步骤S22以将在加速度抑制操作过程期间的加速度设定为0。如果步骤S21中的确定结果是否定的,亦即,在丢失时刻本车辆的加速度具有负值并且本车辆正在减速,则操作进入步骤S23以将在加速度抑制操作过程期间的加速度的值设定为等于这个负值。无论如何,步骤S8中所确定的加速度小于设定加速度a。
返回图2,在步骤S9中,执行加速度抑制操作。亦即,本车辆的加速度被设定为步骤S8中所确定的值。如在前述所说明的那样,加速度抑制操作包括维持负加速度(维持本车辆的减速)的情况。
在步骤S10中,使用扬声器115在特定时间段发出警报声。另一方面,如果步骤S7中的确定结果是肯定的,则操作进入步骤S11以确定本车辆是否应该加速。具体地,如果在此刻本车辆的速度小于设定速度,则确定为本车辆应加速,并且操作进入步骤S12。另一方面,如果在此刻本车辆的速度大于或等于设定速度,则操作被终止,确定没有必要加速本车辆。
在步骤S12中,本车辆的加速度被设定为设定加速度a,以使得本车辆的速度达到设定速度。如果步骤S5中的确定结果是否定的,则操作进入步骤S13以将本车辆的速度维持在设定速度。
如果步骤S4中的确定结果是肯定的,则操作进入步骤S14以控制本车辆的加速度,以使得前方车辆和本车辆之间的跟随距离维持在设定跟随距离。设定跟随距离是设定跟随时间和本车辆速度的乘积。进一步,控制本车辆的加速度,以使得在前方车辆和本车辆之间的相对速度在必要时变为0。
以上说明的车辆运行控制设备1提供以下优点:
(1)当前方车辆已丢失时,车辆运行控制设备1执行加速度抑制操作,条件是前方车辆和本车辆处于允许时间t小于预定下限的条件下。这使得可以防止加速度抑制操作没有必要地被执行。
(2)车辆运行控制设备1通过使用包含少数参数的方程式1和8来确定加速度抑制操作是否应该被执行。这使得可以简化由车辆运行控制设备1来执行的操作和过程。
(3)如果跟随距离D(0)小于预定值,则车辆运行控制设备1执行加速度抑制操作。这可以在前方车辆已丢失时,缓解车辆驾驶员的紧张。
(4)在执行加速度抑制操作的时刻,车辆运行控制设备1发出警报。当加速度抑制操作未在操作中时,车辆运行控制设备1不发出警报。因此,车辆驾驶员可以容易地知道加速度抑制操作正在被执行。
当然,可以对以上实施例进行如以下所说明的各种修改:
(1)允许时间t小于下限的条件可以不同于条件A和B。车辆运行控制设备1可以被配置成仅使用条件A和B中的一个,以确定加速度抑制操作是否应该被执行。
(2)条件B1和B2可以不包括跟随距离D(0)小于20m的条件。条件A1可以是使得本车辆相对于前方车辆的相对速度的绝对值小于预定阈值,而不是相对速度为0。
(3)步骤22中设定的加速度可以是在大于0到设定加速度a的范围内。
(4)车辆运行控制设备1可以使用除了扬声器115之外的手段向车辆驾驶员通知加速度抑制操作正在操作中。例如,为了这个目的,可以使用安装在本车辆上的灯或者安装在本车辆的驾驶室的显示设备。
(5)车辆运行控制设备1可以被配置成确定除了当条件A和B均满足时之外,当到碰撞的估计时间TTC(0)小于预定时间时,加速度抑制操作应该被执行。
以上所解释的优选实施例是本申请的发明的示例,该申请仅由以下所附的权利要求所说明。应理解,本领域的技术人员可以对本优选实施例进行修改。
Claims (9)
1.一种车辆运行控制设备,包括:
跟随距离控制单元,用于在安装所述车辆运行控制设备的本车辆和前方车辆之间维持跟随距离;
加速单元,用于当所述前方车辆丢失时将所述本车辆以设定加速度加速,以使得所述本车辆的速度达到设定速度;以及
加速度抑制单元,其被配置成在所述丢失时刻的所述前方车辆和本车辆满足以下条件时,对由所述加速单元产生的所述本车辆的加速度进行抑制:丢失的所述前方车辆和本车辆的、所述丢失时刻的允许时间t小于预定的下限,
其中,所述允许时间t为在所述丢失后,到以所述设定加速度加速的情况下本车辆与前方车辆碰撞的时间。
2.根据权利要求1所述的车辆运行控制设备,其中,所述加速度抑制条件包括条件A:在丢失时刻所述本车辆相对于所述前方车辆的相对速度小于或者等于预定阈值速度,并且在丢失时刻所述本车辆的跟随距离和加速度的组合满足所述加速度抑制条件。
3.根据权利要求1所述的车辆运行控制设备,其中,所述加速度抑制条件包括条件B:在丢失时刻所述本车辆相对于所述前方车辆的相对速度的值为负并且绝对值超过预定阈值,并且在丢失时刻所述跟随距离和到碰撞的估计时间的组合满足所述加速度抑制条件。
4.根据权利要求1所述的车辆运行控制设备,其中,当丢失时刻所述本车辆的加速度大于0时,所述加速度抑制单元将所述本车辆的加速度设定为小于所述设定加速度。
5.根据权利要求1所述的车辆运行控制设备,其中,当丢失时刻所述本车辆的加速度具有负值时,所述加速度抑制单元将所述本车辆的加速度设定为等于所述负值。
6.根据权利要求1所述的车辆运行控制设备,其中,当所述跟随距离小于预定值时,所述加速度抑制单元还抑制所述本车辆的加速度。
7.根据权利要求1所述的车辆运行控制设备,其中,当到碰撞的估计时间小于预定值时,所述加速度抑制单元还抑制所述本车辆的加速度。
8.根据权利要求1所述的车辆运行控制设备,进一步包括通知单元,用于向车辆驾驶员通知所述加速度抑制单元正在抑制所述本车辆的加速度。
9.一种车辆运行控制设备,包括:
存储器,其上存储有程序,所述程序使得计算机能够作为权利要求1所引用的跟随距离控制单元、加速单元以及加速度抑制单元来操作。
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