CN1380858A - 用于控制车辆速度和车辆间距离的系统和方法 - Google Patents

Abstract

在用于机动车辆的自动车辆速度控制设备和方法中,把一个保持在正行驶在该车辆前的前面车辆之间的预定车辆间距离的目标车辆速度,设置为一个第一设置车辆速度,并且如果前面车辆存在,则把该车辆(主车辆)的车辆速度控制成给出第一设置车辆速度和通过经一个设置开关和一个加速开关或溜车开关通过手动设置的一个第二设置车辆速度之一,而如果前面车辆不存在,则控制成以第二设置车辆速度保持车辆速度。然后,当经上述加速开关或溜车开关修改设置车辆速度时,按照在实际车辆速度与在车辆使用者的车辆速度修改之后的新设置车辆速度之间的偏差确定车辆速度变化速率。

Description

用于控制车辆速度和车辆间距离的系统和方法

本发明涉及一种具有这样一种车辆间距离控制功能从而控制车辆速度以保持适当车辆间距离的自动车辆速度控制系统和方法。

在2000年3月1日出版的欧洲专利申请第一公开No.EP 0 982 172 A2举例一种以前提出的自动车辆速度控制系统。

在1999年9月28日颁发的美国专利No.5,959,579也举例另一种以前提出的自动车辆速度控制系统。

在上述欧洲专利申请第一公开中描述的以前提出的自动车辆速度控制系统中，控制其中安装上述车辆速度控制系统的机动车辆(下文，也称作主车辆)的车辆速度，以便提供保持车辆间距离的目标车辆速度和其数值小于另一个的设置车辆速度之一，并且以便保持车辆驾驶员的设置车辆速度，及以便在其中没有在运行在该车辆前面的前面车辆存在的情况下，保持车辆驾驶员的设置车辆速度。

然后，当车辆驾驶员操作一个溜车开关以减小操作时的设置车辆速度，或者操作一个加速开关(ACC)开关)以增大操作时的车辆速度时，通过一个预定速度改变设置车辆速度，从而通过一个预定速度改变车辆速度，从而在作为一个新目标车辆速度的添加预定车辆速度变化之后，借助于设置车辆速度通过一个预定车辆速度变化速率(即，通过一个预定加速或减速)控制车辆速度。

由于在以前提出的自动车辆速度控制系统中，把一种车辆间距离控制和一种车辆速度控制相结合以控制车辆速度，实际车辆速度不总是与设置车辆速度重合。

例如，在其中保持预定车辆间距离的目标车辆速度在数值上比驾驶员的设置车辆速度的小(即低)的情况下，把实际车辆速度控制成与目标车辆速度重合。

因此，在其中车辆速度与设置车辆速度显著不同的情况下，从车辆驾驶员修改设置车辆速度的时刻至实际车辆速度收敛到设置车辆速度的时刻的车辆运动常常不与驾驶员的驾驶感觉相匹配，即驾驶员常常给出一种对于主车辆的不足感觉。

例如，假定在其中因为前面车辆存在并且致动车辆间距离控制所以即使对于100Km/h的设置车辆速度，主车辆也正行驶在80Km/h实际车辆速度下的情况下，由于主车辆接近收费站，所以驾驶员操作溜车开关试图减速车辆，从而把设置车辆速度减小到70Km/h。

在这种假设中，尽管设置车辆速度从100Km/h显著修改到70Km/h，但实际车辆速度从80Km/h至70Km/h稍微减小。

另外，由于在其中没有前面车辆存在的情况下，如果设置车辆速度是100Km/h，则把实际车辆速度控制在100Km/h下。在这种情况下，如果显著修改设置车辆速度。在上述这样一种情况下，通过一种恒定加速/减速修改车辆速度。

在其中需要稍微减速的前一种情况下，减速太大。在当需要显著减速的后一种情况下，至车辆速度收敛到设置车辆速度的时刻占用大量时间。

因此本发明的一个目的在于，提供能够进行车辆速度控制而没有由车辆驾驶员给出的不足感觉，即，即使设置车辆速度与实际车辆速度不同也与驾驶员的驾驶感觉相匹配，的自动车辆速度控制系统和方法。

根据本发明的一个方面，提供有一种用于机动车辆的自动车辆速度控制系统，该系统包括：一个车辆速度控制命令值确定部分，由基于用于运行在该车辆前面的前面车辆的车辆间距离控制的第一设置车辆速度和基于一个手动设置的第二设置车辆速度之一，依据一个比另一个小的数值和依据前面车辆是否存在，选择性地确定一个车辆速度控制命令值；一个车辆驱动控制部分，驱动地控制一个车辆发动机、一个车辆变速箱、及一个车辆刹车系统之一，以便使实际车辆速度基本上等于车辆速度控制命令值；一个车辆速度控制命令值修改确定部分，确定是否进行车辆速度控制命令值至一个新值的修改；及一个车辆速度命令值变化速率确定部分，确定在新车辆速度命令值与实际车辆速度之间的偏差，并且确定用于车辆速度的变化速率达到新的车辆速度命令值，此时车辆速度命令值修改确定部分确定以这样一种方式进行修改，从而当偏差的数值变得较大时，变化速率变得较大，而当偏差数值变得较小时，变化速率变得较小。

根据本发明的另一个方面，提供有一种用于机动车辆的自动车辆速度控制方法，该方法包括：由基于用于运行在该车辆前面的前面车辆的车辆间距离控制的第一设置车辆速度和基于一个手动设置的第二设置车辆速度之一，依据一个比另一个小的数值和依据前面车辆是否存在，选择性地确定一个车辆速度控制命令值；驱动地控制一个车辆发动机、一个车辆变速箱、及一个车辆刹车系统之一，以便使实际车辆速度基本上等于车辆速度控制命令值；确定是否进行车辆速度控制命令值至一个新值的修改；及确定在新车辆速度命令值与实际车辆速度之间的偏差，并且确定用于车辆速度的变化速率以达到新的车辆速度命令值，此时车辆速度命令值修改确定部分确定以这样一种方式进行修改，从而当偏差的数值变得较大时，变化速率变得较大，而当偏差数值变得较小时，变化速率变得较小。

本发明的这种公开不必描述所有必要的特征，从而本发明也可以是这些描述特征的次组合。

图1A是在根据本发明一个最佳实施例中的一种完整自动车辆速度控制系统的功能方块。

图1B是图1A中表示的车辆间时间持续设置块的车辆间时间持续设置开关的一个例子的示意俯视图。

图2是图1A中表示的一个车辆间距离命令值计算块的功能方块图。

图3是特性曲线图，表示图1A中表示的一个设置车辆间时间持续相位提前补偿块的传递函数的阶跃响应。

图4是图1A中表示的一个车辆速度控制系统反馈特性确定块的功能方块图。

图5A和5B是用来确定在图1和4中表示的车辆速度控制系统反馈特性确定块中的相应系数的特性曲线，特别是相应地图5A表示一张确定一个车辆间距离控制反馈系统阻尼因数ζ_nDB的图，而图5B表示一张确定一个车辆间距离控制反馈系统特定角频率ω_nDB的图。

图6是特性曲线图，表示一张确定一个校正系数C_D1的图。

图7是特性曲线图，表示一张确定一个路面坡度φ_A(t)的图。

图8是特性曲线图，表示一张确定一个校正系数C_D3的图。

图9是特性曲线图，表示一张确定一个校正系数C_D4的图。

图10是图1A中表示的一个完整车辆速度控制块的功能方块图。

图11是图10中表示的一个横向G依赖车辆速度校正量计算块的功能方块图。

图12是特性曲线图，表示在一个主车辆速度V_A与一个低通滤波器的截止频率fc之间的关系。

图13是特性曲线图，表示在一个计算车辆速度校正量V_SUB(t)的校正系数与一个横向G Y_G(t)的一个值之间的关系。

图14是特性曲线图，表示在特定角频率与主车辆速度V_A之间的关系。

图15是特性曲线图，表示在车辆速度V_A(t)与一个车辆速度命令最大值V_SMAX之间的偏差的绝对值、与车辆速度命令值变化速率ΔV_COM(t)之间的关系。

图16是图10中表示的一个驱动转矩命令值计算块的功能方块图。

图17是特性曲线图，表示发动机非线性稳定状态特性的一个例子。

图18是特性曲线图，表示一张油门开口估计图的一个例子。

图19是特性曲线图，表示CVT速度比(也称作传动比率或传动比)的一个例子。

图20是特性曲线图，表示发动机完整性能的一个例子。

图21是图16中表示的一个驱动转矩命令值计算块的另一个例子的功能方块图。

参照图1至12，表示有根据本发明一个实施例的车辆速度控制系统。

下文将参考附图以便有利于本发明的更好理解。

图1A表示在根据本发明适用于机动车辆的一个最佳实施例中的一种自动车辆速度控制系统的完整功能方块。

一个车辆间距离控制块105(一个由图1A中的虚线包围的部分)由一个微型计算机和其外围电路构成。在图1A中表示的车辆间距离控制块105内存在的每个块是由微型计算机实施的计算的相应内容的块表示。

车辆间距离控制块105接收一个车辆间时间持续信号d_T(t)、一个相对速度信号ΔV(t)、及车辆(主车辆)的一个车辆速度信号V_A(t)，计算一个车辆间相关控制车辆速度命令值V^*(t)，及把其供给到一个车辆速度控制块500。车辆速度控制块500的详细功能解释将在以后主要参照图10描述。

注意，符号(t)指示一个随时间t变化的值，并且在附图中不总是附加到另一个符号上。

车辆速度传感器10由车辆轮胎车轮的一个或任两个的转速探测主车辆的车辆速度。

例如利用激光雷达的车辆间距离传感器15对于运行在主车辆前的前面车辆根据光束或电磁波的反射波和来自探测的车辆间空间距离的时间变化的相对速度ΔV(t)探测车辆间距离L_A(t)，并且从车辆速度传感器10接收车辆速度信号V_A(t)，及在其中在相对速度ΔV(t)与主车辆速度V_A(t)之差落在例如表示为5％×V_A(t)Km/h的范围外的情况下在决定在主车辆前方存在的物体是前面车辆时，输出一个(活性)标志F(下文称作前面车辆标志)。

车辆间时间持续设置块150响应通过车辆驾驶员的操纵设置车辆间时间持续d_T(t)。

注意，车辆间时间持续d_T(t)是从前面车辆停止时刻到主车辆以当前车辆速度到达停止前面车辆的时刻的时间持续，条件是停止跟随主车辆的前面车辆。

车辆间时间持续设置块150包括一个开关，如图1B中所示，以便根据其车辆驾驶员的操作转换三级，例如远(长)距离、中距离、和近(短)距离，从而选择三类车辆间时间持续。例如，远距离指示2.2秒，中距离指示1.8秒，及近距离指示1.4秒。当主车辆正在以100Km/h运行时，在中距离情况下的1.8秒与车辆间距离的约50米相对应。

一个车辆间距离命令值计算块110构成图1A中表示的车辆间距离控制块105的一部分，并且包括如图2中所示的一个设置车辆间时间持续相位提前补偿块111和车辆间距离命令值确定部分112。

设置车辆间时间持续相位提前补偿块111从车辆间时间持续设置块150接收车辆间时间持续d_T(t)，并且在其中当前车辆间时间持续d_T(t)与一个前面车辆间时间持续d_T(t-1)不同的情况下，即当车辆间距离控制块105确定车辆驾驶员已经通过车辆间时间持续设置块150试图修改车辆间时间持续的设置时，输出一个车辆间时间持续相位提前补偿值d_{T_HPF}(t)。

如下公式表示车辆间时间持续相位提前补偿块的传递函数：

D_{T_HPF}(t)＝d_T(t)·(T₁·s+1)/(T₂·s+1)

在该公式中，T₁和T₂指示时间常数，并且T₁＞T₂，而s指示一个微分算子。

以上描述的该时间恒定条件能引起车辆间时间持续d_T(t)相对于其以前的提前。

图3表示在车辆间时间持续相位提前补偿块111中以上表示的传递函数的阶跃响应。

如图3中表示的那样，对于如在设置车辆间时间持续相位提前补偿块111的传递函数中表示的车辆间时间持续d_T(t)的相位能实施相位提前补偿。

详细地说，在其中车辆驾驶员修改车辆间时间持续的设置的情况下，例如如图3的例子所示，在其中以这样一种方式修改设置以便从与中距离相对应的d_TM到与远距离相对应的d_TL或与近距离相对应的d_TS修改车辆间时间持续的情况下，临时加大车辆间时间持续的变化量而不是d_TL或d_TS的目标新车辆间时间持续(如果大大地修改车辆间时间持续，则该值更大，而如果较小地修改车辆间时间持续，则该值更小)，并且此后，时间持续收敛到新目标车辆间时间持续d_TL或d_TS。

因此，在其中车辆驾驶员修改车辆间时间持续的设置的情况下，能把设置车辆间时间持续控制成迅速响应车辆驾驶员的意图。

另外，参照图2，车辆间距离命令值确定块112由车辆速度V_A(t)、相对速度ΔV(t)、及由车辆驾驶员人为设置的车辆间时间持续相位提前补偿值d_{T_HPF}(t)按照如下公式计算一个车辆间距离命令值L^*(t)。

L^*(t)＝{V_A(t)+ΔV(t)}·d_{T_HPF}(t)

如在该公式中定义的那样，通过车辆速度V_A(t)和乘以车辆间时间持续相位提前补偿值d_{T_HPF}(t)的相对速度ΔV(t)的相加，给出车辆间距离命令值L^*(t)。

所以，在其中按上述修改车辆间时间持续的情况下，临时放大时间持续的变化量，并且此后，把车辆间时间持续收敛到新目标车辆间时间持续。因此，在操作车辆间时间持续设置块150的设置开关时，迅速改变车辆间距离。

在由于例如车辆驾驶员决定车辆太接近前面车辆所以修改车辆间时间持续的设置以增大车辆间时间持续之后，立即改变车辆间距离，从而没有由于车辆间距离的适中变化车辆驾驶员给出不足感觉的可能性。

其次，再参照图1A，一个目标车辆间距离计算块120从车辆间距离传感器15接收前面车辆标志F、相对速度ΔV(t)、及车辆间距离L_A(t)，在把前面车辆识别为一个目标相对速度ΔV_T(t)和一个目标车辆间距离L_T(t)的时间点处设置相对速度ΔV(F)和车辆间距离L_A(F)，及在其中输入是车辆间距离命令值L^*(t)的情况下使用由下面表示的矩阵公式表示的滤波器计算目标车辆间距离L_T(t)和目标相对速度ΔV_T(t)。 $\frac{d}{\mathrm{dt}}\left[\begin{array}{c}{L}_T{\left(t\right)}^{\′}\\ \mathrm{\Δ}{V}_T{\left(t\right)}^{\′}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}0& 1\\ -{{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{nT}}}^2& -2{\mathrm{\ζ}}_T\·{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{nT}}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{L}_T{\left(t\right)}^{\′}\\ \mathrm{\Δ}{V}_T{\left(t\right)}^{\′}\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}0\\ {{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{nT}}}^2\end{array}\right]L^{*}\left(t\right)---\left(1a\right)$ $\left[\begin{array}{c}{L}_T\left(t\right)\\ \mathrm{\Δ}{V}_T\left(t\right)\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{e}^{-\mathrm{Lv}\·s}& 0\\ 0& e^{-\mathrm{Lv}\·s}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{L}_T{\left(t\right)}^{\′}\\ \mathrm{\Δ}{V}_T{\left(t\right)}^{\′}\end{array}\right]---\left(1b\right)$

在以上矩阵公式(1a)和(1b)中，ω_nT指示一个目标车辆间距离响应的特定角频率和其由设计者人为设置的一个值，ζ_T指示目标车辆间距离响应的一个阻尼因数和其由设计者人为设置的一个值，及L_V指示在车辆的传动系系统中由于滞后造成的死时间。

对于在(1a)和(1b)中表示的公式，在其中车辆间距离命令值L^*(t)是输入而目标车辆间距离L_A(t)是输出的情况下的传递函数按如下公式表示：

L_T(t)＝ω_nT ²·e^-LV·s·L*(t)/(s²+2ζ_T·s+ω_nT ²).

预补偿车辆速度命令值计算块130由具有在忽略车辆速度控制块500的一个死时间的传递函数G_V(s)＇(G_V(s)＇＝1/(T_V·s+1))与一个积分因子之间的乘积的传递函数的倒数构成，并且预补偿车辆速度命令值计算块130计算表示在如下公式中的V_C(t)：

即，V_C(t)＝ω_nT ²·s(T_V·s+1)·L^*(t)/(s²+2ζT·s+ω_nT ²)。

在以上公式中，T_V指示在车辆速度控制块500的传递函数中使用的一个时间常数。

另外，当由一种状态空间表示使用公式(1a)和(1b)计算预补偿车辆间速度命令值V_C(t)时，给出如下公式。 $V_C\left(t\right)=\left[\begin{array}{cc}1& T_V\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{L}_T{\left(t\right)}^{\′}\\ \mathrm{\Δ}{V}_T{\left(t\right)}^{\′}\end{array}\right]---\left(2\right)$

一个车辆间相关车辆速度命令值计算块140根据实际车辆间距离L_A(t)、实际车辆速度V_A(t)、实际相对速度ΔV(t)、目标车辆间距离L_T(t)、及目标相对速度ΔV_T(t)、及以后将描述的反馈常数f_L和f_V，使用如下公式计算一个车辆间相关控制车辆速度命令值V^*(t)。

就是说，

       V^*(t)＝V_A(t)+ΔV(t)-Vc(t)-{L_T(t)-L_A(t)}·f_L

-{ΔV_T(t)-ΔV(t)}·f_V.

车辆间相关反馈特性确定块300接收车辆间距离L_A(t)、相对速度ΔV(t)、及设置车辆间时间持续d_T(t)，并且计算反馈常数f_L和f_V。

此后，下面将描述参照图4的反馈常数f_L和f_V的一种确定方法。

图4表示车辆间相关控制反馈特性确定块300的功能方块图。

车辆间相关控制反馈特性确定块300包括：一个反馈系统阻尼因数确定块310；一个反馈系统阻尼因数校正块311；一个反馈系统特定角频率确定块320；一个反馈系统特定角频率第一校正块330；一个反馈系统特定角频率第二校正块331；及一个反馈常数确定块340，每个用于车辆间距离控制块105。

按如下根据从目标车辆间距离L_T(t)至实际车辆间距离L_A(t)的传递函数G_DS表示该车辆间相关反馈特性确定块300的方块图：

就是说，

G_DB(s)＝{ω_nDB ²(T_VB·s+1)}/(s²+2ζ_nDB·ω_nDB+ω_nDB ²)

其中ζ_nDB＝(f_V+1)/2√(f_L/T_V)(指示在车辆间相关反馈系统中的一个阻尼因数)，ω_nDB＝√(f_L/T_V)，T_VB＝f_L/T_V；在车辆间相关控制反馈中与一个零(点)相对应的值，及T_V指示在车辆速度控制块500中关于一个车辆速度反馈控制的时间常数。

一个反馈系统阻尼因数确定块310输入相对速度ΔV(t)，并且由图5A中表示的图按照相对速度ΔV(t)确定一个车辆间相关控制反馈系统阻尼因数ζ_nDB。

如图5A中所示，即使改变相对速度ΔV(t)，ζ_nDB也是恒定的。这是因为把ζ_nDB的值设置为1大都是适当的(当ζ_nDB＝1时，临界阻尼出现)，以便防止波动趋势和改进响应特性。

反馈系统特定角频率确定块320输入相对速度ΔV(t)，并且根据图5B中表示的图相对于相对速度ΔV(t)确定在车辆间相关反馈控制系统中的特定角频率ω_nDB。

如图5B中所示，如果相对速度ΔV(t)的绝对值较小，则使特定角频率ω_nDB较小(降低)，从而执行缓慢控制。如果使ω_nDB较大(较高)，则执行快速控制，以便对于前面车辆的动态运动不产生滞后(延迟)。

反馈系统特定角频率第一校正块330确定一个校正车辆间相关控制反馈系统中的特定角频率ω_nDB的校正系数C_D1，通过C_D1校正特定角频率ω_nDB，及输出一个校正后特定角频率ω_nDBC1。

就是说，ω_nDBC1能按如下表示：ω_nDBC1＝C_D1·ω_nDB。

如果车辆间距离比一个第一预定值(例如约20米)短，则校正系数C_D1，如从图6理解的那样，以这样一种方式变化，从而校正系数C_D1是一个等于或大于1的值，所以加大特定角频率ω_nDB(使之变高)以加快车辆间距离控制的响应特性，而如果车辆间距离比一个第二预定值(例如，约90米)长，则C_D1是一个比1小的值，所以使特定角频率ω_nDB变小(降低)，以减慢车辆间距离反馈控制的响应特性。

如上所述，按照探测的车辆间距离校正特定角频率ω_nDB的值。详细地说，当车辆间距离较大(较长)时，使特定角频率ω_nDB变小(降低)。当车辆间距离较小(较短)时，使特定角频率ω_nDB变大(升高)。因而，如果车辆间距离较长，则使响应特性变钝(减慢)，从而即使当相对速度由于探测相对速度的计算误差大大地改变相对速度时，响应特性的校正也能防止急剧或剧烈控制发生。因此，车辆驾驶员对于驾驶感觉不会给出不匹配的感觉。

反馈系统特定角频率第二校正块331接收车辆间时间持续d_T(t)和车辆间相关控制反馈系统的校正后特定角频率ω_nDBC1，并且在其中d_T(t-1)至d_T(t)的情况下，即在其中驾驶员已经修改车辆间时间持续的设置的情况下，在一秒期间通过把另一个校正系数C_D2从1的预置值变化到1.5临时加大ω_nDBC1。在正常状态下，另一个校正系数C_D2的值是1。然而，如果仅修改车辆间时间持续的设置，则C_D2从1到1.5(或更大)变化，从而临时加大ω_nDBC1，以实现实际车辆间时间持续的快速修改。

注意，在该校正后的ω_nDBC如下：ω_nDBC＝C_D2·ω_nDBC1。

上述反馈系统特定角频率第二校正块331通过加大车辆间距离反馈系统的特定角频率(增益)改进响应特性。然而，在上述反馈系统特定角频率第二校正块331中，如果进行前面车辆的快速运动，则车辆会过分灵敏地响应，从而车辆舒适性会变坏到某种程度。

在这方面，如在车辆间距离命令值确定块112中描述的那样，使车辆间时间持续的值临时加大或变得小于新车辆间时间持续d_TL或d_TS，并且此后当修改车辆间时间持续时，收敛新的一个d_TL或d_TS。因此，不能发现上述过灵敏响应。

反馈系统阻尼因数校正块311接收一个由车辆速度控制块500的驱动转矩命令值计算块530计算的一个外部干扰值d_V(t)，从反馈系统阻尼因数确定块接收阻尼因数ζ_nDB，及由反馈系统阻尼因数确定块310估计一个路面坡度φ_A(t)。

具体地说，如图7中所示，如果外部干扰值d_V(t)是负的，则坡度指示上坡。如果它是正的，则坡度指示下坡。因而，导出路面坡度φ_A(t)。

因而，根据图8中表示的图导出校正系数C_D3。阻尼因数ζ_nDBC通过校正车辆间相关控制反馈系统的阻尼因数ζ_nDB确定。

就是说，阻尼因数ζ_nDBC按如下表示：

就是说，ζ_DBC＝ζ_nDB·C_D3。

当路面坡度φ_A(t)落在一个预定范围内时，校正系数C_D3的值，如从图8理解的那样，设置到1。当道路坡度φ_A(t)的绝对值变得较大时，把C_D3的值设置成大于1。

反馈常数确定块340接收车辆间距离控制反馈系统的阻尼因数ζ_nDBC，并且由下面表示的公式计算反馈常数f_L和f_V。

f_L＝ω_nDBC ²·T_V；和

f_V＝2·ζ_nDBC·ω_nDBC·T_V-1。

因此，当车辆间距离L_A(t)变短时，校正系数C_D2变小，而特定角频率ω_nDB变大。

然后，加大两个反馈常数f_L和f_V，从而减速变得较快。在这时，如果车辆间距离L_A(t)较短，则加大特定角频率ω_nDBC，并且代替用于反馈常数f_L和f_V的加大，可以按照车辆间距离直接校正车辆间相关反馈常数f_L。

另外，当道路坡度变大时，校正系数C_D3变大，因而加大阻尼因数ζ_nDBC，并且加大反馈常数f_V，从而使减速更快。

注意，当道路坡度变大时，校正系数C_D3变大并且阻尼因数ζ_nDBC变大，从而减速变得更快。

也要注意，可以加大车辆间距离命令值计算块110的目标车辆间距离L^*(t)，代替车辆间相关反馈系统的阻尼因数ζ_nDBC的修改。具体地说，车辆间距离命令值计算块110可以接收由车辆速度控制块500的驱动转矩命令值计算块530计算的外部干扰值d_V(t)，可以根据图7中表示的图由外部干扰值确定路面坡度φ_A(t)，由图9中表示的图确定校正系数C_D4(＞1)，及可以在图2中表示的车辆间距离命令值确定部分112处通过校正系数C_D4计算目标车辆间距离L^*(t)。

就是说，L^*(t)＝[V_A(t)+ΔV(t)]·d_T·C_D4。

在这种情况下，由于表示路面的坡度角度的外部干扰值d_V(t）变得较大，所以C_D4变得较大，并且目标车辆间距离L^*(t)变大。所以，减速开始较早。

如上所述，校正系数C_D3或C_D4的每个或任一个的值按照表示路面的坡度角度的外部干扰值d_V(t)设置。所以，在其中在车辆运行在上坡上期间根据外部干扰的偏差由要控制的车辆(主车辆)的正常动态特性执行向加速方向的控制的情况下，增大反馈响应特性，或者把目标间车辆距离设置得较大。因而，如果主车辆已经达到设置车辆间距离，则快速减速或较早减速启动出现。因此，即使主车辆运行在上坡上，也不可能延迟减速的开始。另外，由于由外部干扰值d_V(t)计算路面坡度角度，所以不需要探测路面坡度的辅助传感器。

其次，主要参照图10将描述车辆速度控制块500。

首先，假定接通一个系统开关(未表示)。这时，接收通整个系统的电源，从而系统处于备用状态。在这种状态下，如果把一个设置开关20转到ON(通)，则启动控制。

在最佳实施例中以与图1A中表示的车辆间距离控制块105的相同方式，车辆速度控制块500(一个由虚线包围的部分)由一个微型计算机构成。然而，一个带有车辆间距离控制块105的单片微型计算机可以安装在一起。

在车辆速度控制块500中，车辆速度命令值确定块510在10毫秒的每个控制周期期间，计算车辆速度命令值V_COM(t)。

车辆速度命令最大值设置块520把在按下(操作)设置开关30时的车辆速度V_A(t)设置为车辆速度命令最大值V_SMAX(目标车辆速度)。

在车辆速度命令最大值V_SMAX经设置开关20设置之后，每按下一个溜车开关30一次，车辆速度命令最大值设置部分520就以步进方式按5Km/h的单位把车辆速度命令最大值V_SMAX设置到一个较低值。

就是说，如果按下溜车开关30数量n次，则把V_SMAX的值设置到低例如n×5(Km/h)的一个值(如果连续按下，假定在其期间连续按下开关的时间是T，并且例如这种情形是低T/1(秒)×5km/h)。

在车辆速度命令最大值V_SMAX以步进方式按5Km/h的单位增大到一个较高值之后。

在通过设置开关20设置V_SMAX之后每当按下n次加速开关40时，车辆速度命令最大值设置部分520以步进方式按5Km/h的单位把V_SMAX设置到一个较高值。

就是说，每当按下数量n次开关40时，就把V_SMAX设置到高n×5km/h(或者例如，如果连续按下则高T/1(秒)×5km/h)的值。

其次，横向G依赖车辆速度校正量计算块580接收从一个转向角传感器100输出的一个转向车轮的转向角θ(t)和车辆速度V_A(t)，并且根据横向加速(下文，称作横向G)计算用来校正以后将描述的一个车辆速度命令值的一个车辆速度校正量V_SUB(t)。

横向G依赖车辆速度校正量计算块580，具体如在图11中表示那样，包括一个转向角信号低通滤波器(下文，叫做转向角信号LPF块)、一个横向G计算块582、及一个车辆速度校正量计算块583。

首先，转向角信号LPF块581根据输入的车辆速度V_A(t)和转向角θ(t)，计算一个转向角LPF值θ_LPF(t)。

就是说，θ_LPF(t)＝θ(t)/(TSTR·s+1)。

在上述公式(1)中，TSTR指示低通滤波器(LPF)的时间常数(＝1/2π·fc)，并且由在图12中表示在截止频率与车辆速度V_A(t)之间的关系的图确定LPF的截止频率fc。图12的该图指示，当车辆速度V_A(t)变得较高(落在高速范围内)时，截止频率fc变得较低。例如，在50km/h下的fc比在100km/h下的高。

横向G计算块582接收转向角LPF值θ_LPF(t)和车辆速度V_A(t)，并且按照如下公式计算横向G值Y_G(t)：

Y_G(t)＝{V_A(t)²·θ_LPF(t)}/{N·W·[1+A·V_A(t)]}

在这方面，W指示车辆的轴距，N指示转向传动比，及A是稳定性因数。

注意，上述公式指示一种其中从车辆转向角探测横向G的情形，但对于使用偏航角速率(偏航速度)传感器的偏航角速率Ψ(t)经低通滤波可以探测横向G。在后一种情况下，利用如下公式。

Y_G(t)＝V_A(t)·Ψ_LPF；和

Ψ_LPF＝Ψ(t)/(T_YAW·s+1)

在该公式中，T_YAW指示用于偏航角速度的低通滤波器的时间常数，并且当车辆速度V_A(t)变得较大(较高)时，T_YAW变到一个较大值。

通过把由横G确定的校正系数与一个预定车辆速度命令值变化速率极限相乘计算车辆速度校正量V_SUB(t)[例如，0.021(Km/h)/10(毫秒)＝0.06G]。

注意，上述车辆速度命令值变化速率极限值的一个值等于在以后描述的图15中表示的车辆速度命令值变化速率ΔV_COM(t)的最大值。

V_SUB(t)＝校正系数×0.021(Km/h)/10(毫秒)。

如以后描述的那样，为了计算是最终控制车辆速度的车辆速度命令值V_COM(t)，把车辆速度校正量V_SUB(t)作为一个减法项包括。因此，当车辆速度校正量V_SUB(t)变得较大时，更多地限制车辆速度命令值V_COM(t)。

当横向G值Y_G变得较大时，校正系数变大，如图13中所示。

这是因为当横向G变大时，有对车辆速度命令值V_COM(t)的变化的较大限制。

然而，如图13中所示，在其中横向G等于或低于0.1G的情况下，如图13中所示，把校正系数零化，确定不必对于车辆速度命令值校正。另外，如果横向G等于或大于0.3G，则把校正系数设置为一个常数值(例如2)，以便防止在其中横向G的探测值错误地较大的情况下的过分校正，并且因为在正常行驶中不产生上述这样一个较大的横向G。

如以后在车辆速度命令值确定块510中描述的那样，上述加速开关操作使目标车辆速度升高，即需要加速，把车辆速度命令值变化速率ΔV_COM(t)添加到从其减去车辆速度校正量V_SUB(t)的当前车辆速度V_A(t)上，以计算最终车辆速度(控制)命令值V_COM(t)。因此，如果车辆速度命令值变化速率ΔV_COM(t)大于车辆速度校正量值，则加速车辆，但如果ΔV_COM(t)小于车辆速度校正量V_SUB(t)，则减速车辆。如上所述，通过把图13中所示的校正系数与车辆速度命令值变化速率极限值(车辆速度命令值变化速率的最大值)相乘导出车辆速度校正值V_SUB(t)。因此例如，如果车辆速度命令值变化速率极限值＝车辆速度命令值变化速率，则保持当前车辆速度，因为加速值与减速值相平衡，此时校正系数是1(在图13的例子中，Y_G(t)＝0.2)。详细地说，在该例子中，如果横向G值Y_G(t)小于0.2，则加速主车辆，而如果Y_G(t)大于0.2，则减速主车辆。另一方面，如果对溜车开关30的操作使目标车辆速度减小，即需要减速，则从当前车辆速度V_A(t)减去车辆速度命令值ΔV_COM(t)和车辆速度校正值V_SUB(t)以导出车辆速度命令值V_COM(t)。因此，在这种情况下，总是减速主车辆。当车辆速度校正量V_SUB(t)变得较大时，就是说，当横向G变得较大时，减速数值变得较大。注意，用于车辆速度命令值变化速率极限值的上述值0.021(km/h)/10(毫秒)是当车辆在免税高速公路上运行时假定的值。

如上所述，根据在按照横向G的校正系数与车辆速度变化速率极限值之间的乘积确定车辆速度校正值V_SUB(t)，并且控制车辆速度，从而对于当横向G变大时加大的减法项的值(车辆速度校正值)，防止横向G变大。然而，如在图11中所示的转向角信号LPF块581中解释的那样，当车辆速度落在较高速度范围内时，降低截止频率fc。因此，LPF的时间常数TSTR变大，并且使转向角LPF值θ_LPF(t)变小，从而由横向G计算块582估计的横向G相应地较小。结果，经车辆速度校正量计算图583导出的车辆速度校正值V_SUB(t)较小。然后，从转向角到车辆速度命令值的校正往往变得难以包括(在加速方向的校正)。

下文将进行在这方面的详细解释。

一个关于车辆对转向角响应的特定角频率ω_nSTR的特性在如下公式中描述。

就是说，

ω_nSTR＝(2W/V_A)[Kf·Kr·(1+A·V_A ²)/m_V·I]，

其中Kf和Kr指示前和后轮胎车轮的有关功率(对于一个车轮)，W指示轴距，mv指示车辆重量，A指示一个稳定性因数，I指示车辆偏航惯性矩。

在图14中表示特定角频率ωn_STR的特性。

如图14中所示，这种特性是这样的：当车辆速度增大时，特定角频率ωn_STR减小，从而对于转向车轮的车辆响应特性变坏。当车辆速度减小时，特定角频率ωn_STR变得较高，并且对于转向角的车辆响应特性变得有利。换句话说，当车辆速度变高时，即使操作车辆转向车轮，横向G也不容易产生。当减小车辆速度时，轻微的转向操作使横向G容易产生。因此，如图12中所示，当车辆速度增大时，减小截止频率fc，从而减慢响应特性，使得不容易对车辆速度命令值施加校正。

其次，图10中表示的一个车辆速度命令值变化速率确定块590由图15中表示的图根据在车辆速度V_A(t)与车辆速度最大值V_SMAX之间的偏差的绝对值，计算一个车辆速度命令值变化速率ΔV_COM(t)。

图15中表示的图表示：当偏差的绝对值|V_A-V_AMAX|变得较大时，当车辆速度命令值变化速率ΔV_COM(t)变大到这样一种程度，从而ΔV_COM(t)不超过在一个车辆速度控制停止决定块610中描述的加速控制极限值α，所以尽可能快速地增大或减小(加速或减速)车辆速度(这发生在图15中表示的范围B中)。

然后，当偏差的绝对值变小时，使车辆速度命令值变化速率ΔV_COM(t)小到这样一种程度，从而不影响驾驶员的加速感觉，由此防止车辆速度命令最大值V_SMAX不超调(在图15中的范围C中)。

在图15中表示的范围A中，把ΔV_COM(t)设置为一个不超过加速极限α的恒定值(例如0.06G)，而在图15中的范围C中，把ΔV_COM(t)设置为另一个恒定值(例如0.03G)。

而且，车辆速度命令值变化速率确定块590监视从横向G依赖车辆速度校正量计算块580输出的车辆速度校正值V_SUB(t)。如果车辆速度校正值V_SUB(t)的一个值从零变到除零之外的一个，并且再次返回零，则车辆速度命令值变化速率确定块590确定主车辆已经结束在弯路上的行驶，并且探测车辆速度V_A(t)是否变得等于车辆速度命令最大值V_SMAX。

如果确定主车辆已经结束弯路行驶，则车辆速度命令值变化速率确定块590由车辆速度V_A(t)确定车辆速度命令值变化速率ΔV_COM(t)，代替根据在车辆速度V_A(t)与车辆速度命令最大值V_SMAX之间的偏差的绝对值通过使用图15中表示的图确定车辆速度命令值变化速率ΔV_COM(t)。在这种情况下，ΔV_COM(t)的特性使用一般表示与图15中表示的相同趋势的特性。

就是说，使用一张其中图15的横轴从|V_A-V_SMAX|用车辆速度V_A(t)代替的新图。新图这样设置，从而当车辆速度V_A(t)变小时，车辆速度命令值变化速率ΔV_COM(t)变小。当确定车辆速度V_A(t)变得等于车辆速度命令最大值V_SMAX时，结束使用新图的该过程。

注意，代替其中当确定弯路行驶结束时由实际车辆速度V_A(t)确定车辆速度命令值变化速率ΔV_COM(t)的以上例子，车辆速度命令值变化速率确定块590可以确定，当车辆速度校正值V_SUB(t)成为除零之外的一个值时开始车辆弯路行驶，以前可以把瞬时车辆速度V_A(t)(启动)存储在一个存储器位置，并且可以由差值ΔV_A＝V_A(开始)-V_A(结束)(即，由于车辆速度命令值的校正造成的车辆速度降低量)确定车辆速度命令值变化速率ΔV_COM(t)。在该时刻的使用特性是一种表示相反趋势的特性。就是说，新图是这样的，图15的横轴从|V_A-V_SMAX|替换成车辆速度差ΔV_A，并且当车辆速度差ΔV_A变大时，把车辆速度命令值变化速率ΔV_COM(t)设置到一个较小值。该过程继续，直到使车辆速度V_A(t)等于车辆速度命令最大值V_SMAX。

由于校正车辆速度命令值，从而在车辆运行在弯路上期间横向G值不指示一个过大值，所以一般减小车辆速度。因此，如上所述，车辆速度命令值变化速率确定块590如此构造，从而在已经结束弯路行驶并且已经降低车辆速度之后，按照在弯路行驶结束处的车辆速度V_A(t)或在弯路行驶的这些开始与其结束之间(即，在由于对车辆速度命令值进行的校正造成的车辆速度降)的车辆速度差ΔV_A，修改车辆速度命令值变化速率ΔV_COM(t)。

估计在其中当结束弯路行驶时车辆速度较小的情况下，或在其中车辆速度差ΔV_A较大的情况下，由于其上主车辆已经行驶的弯路的较小弯曲半径(急弯)已经降低车辆速度。然后，有较大可能性，当主车辆行驶在诸如字母S形弯路(或急转弯)之类的连续曲折道路上时，导致上述情形。因此，在其中当结束弯路行驶时车辆速度较低的情况下，或在其中车辆速度差ΔV_A较大的情况下，使车辆速度命令值变化速率ΔV_COM(t)较小，从而使借助于车辆速度命令值的在主动车辆速度控制期间的加速较小。因而，当主车辆正行驶在连续的字母S形弯路上时，不会执行对于弯路的每次转弯的较大加速。

类似地，在其中当结束弯路行驶时车辆速度较高的情况下，或在其中车辆速度差ΔV_A较小的情况下，车辆速度命令值变化速率确定块590确定在其上主车辆正在行驶的弯路是单个弯路，并且加大车辆速度命令值变化速率ΔV_COM(t)。这使在要执行的单个弯路行驶结束时立即加速，从而没有加速变钝和车辆驾驶员给出不足感觉的可能性。

如上所述，车辆速度命令值变化速率确定块590如此构造，从而在其中在实际车辆速度V_A(t)与修改后设置车辆速度(在上述情况下，对应于车辆速度命令最大值V_SMAX)之间的偏差较大的情况下，加大车辆速度命令值变化速率ΔV_COM(t)(使得变大)，如图15的图中所示。

因此，在其中主车辆根据来自图1A中表示的车辆间距离控制块105的输出信号正在跟随前面车辆并且正行驶在其中在车辆间距离控制中的设置车辆速度与实际车辆速度不同的情况下，按照在修改设置车辆速度与实际车辆速度之间的偏差设置车辆速度命令值变化速率ΔV_COM(t)。

详细地说，在其中在实际车辆速度V_A(t)与修改后(在修改后)设置车辆速度之间的偏差较小的情况下，即使在修改之前和之后的设置车辆速度显著不同，也根据一个较小的车辆速度命令值变化速率ΔV_COM(t)改变车辆速度。因此，在其中驾驶员已经要求稍微减小车辆速度的情况下，车辆速度的这种变化能与驾驶员的驾驶感觉相匹配。另外，在其中在实际车辆速度与设置车辆速度之间的偏差较大的情况下，以较大车辆速度变化速率变化车辆速度。因此，车辆速度能快速收敛到修改后的新设置车辆速度。例如，能实现这样一种控制，与诸如希望车辆速度大大地减小之类的驾驶员的驾驶感觉相一致。

其次，再参照图10，命令车辆速度确定块510以如下方式计算车辆速度命令值V_COM(t)：接收车辆速度V_A(t)、车辆速度校正值V_SUB(t)、车辆速度命令值变化速率ΔV_COM(t)、及车辆速度命令最大值V_SMAX。

(1)出现这样一种情形，其中车辆速度命令最大值V_SMAX大于车辆速度V_A(t)，即经操作加速开关40(或恢复开关)要求加速。

就是说，V_COM(t)＝min[V_SMAX，V_A(t)+ΔV_COM(t)-V_SUB(t)]。

换句话说，通过从V_SMAX和值V_A(t)+ΔV_COM(t)-V_SUB(t)选择较小的一个，确定车辆速度命令值V_COM(t)。

(2)一种其中V_SMAX＝V_A(t)的情形，即把车辆速度保持在一个恒定速度下。

在这种情况下，V_COM(t)＝V_SMAX-V_SUB(t)。

换句话说，把车辆速度V_COM(t)确定为从车辆速度校正值V_SUB(t)减去车辆速度命令最大值V_SMAX的结果。

(3)出现这样一种情形，其中车辆速度命令最大值V_SMAX小于车辆速度V_A(t)，即通过操作溜车开关30要求减速。

在这种情况下，V_COM(t)＝max[V_SMAX，V_A(t)-ΔV_COM(t)-V_SUB(t)]

换句话说，通过从V_SMAX和值V_A(t)-ΔV_COM(t)-V_SUB(t)选择较大的一个确定车辆速度命令值V_COM(t)。

然而，注意，车辆速度命令值确定块510从车辆间距离控制块105输入车辆间相关控制车辆速度命令值V^*(t)，并且从车辆间距离传感器15输入以前标志F，及完成一个下面描述的过程。

(4)一种其中接收以前标志F的情况。

如果接收以前标志F(注意该标志指示前面车辆存在)，则车辆速度命令值确定块510把车辆间相关控制车辆速度命令值L^*(t)与车辆速度命令最大值V_SMAX相比较，把这两个比较值较小的一个选择为一个V_CO(t)，并且使用如下公式计算V_COM(t)。

就是说，

V_COM(t)＝V_CO(t)-V_SUB(t)。

如上所述，车辆速度命令值确定块510确定车辆速度命令值V_COM(t)，并且按照确定的车辆速度命令值V_COM(t)控制车辆速度。

其次，一个驱动转矩命令值计算块530接收车辆速度命令值V_COM(t)和车辆速度V_A(t)，并且按如下方式计算一个驱动转矩命令值d_FC(t)。

图16表示驱动转矩命令值计算块530的一个内部块的例子。

车辆速度命令值V_COM(t)是输入而车辆速度V_A(t)是输出的传递特性G_V(s)能在如下公式中表示。

即，G_V(s)＝1/(T_V·s+1)·e^(-LV·s)。

在以上公式中，T_V指示一阶滞后时间常数，而L_V指示由车辆传动系系统的延迟造成的死时间。

另外，借助于作为一个操作变量的驱动转矩命令值d_FC(t)和作为一个受控变量的车辆速度V_A(t)模型化受控物体的车辆模型，从而车辆传动系的运动能以下面描述的简单线性模型表示。

即，V_A(t)＝1/(m_V·Rt·s)·e^(-LV·s)·d_FC(t)。

在以上公式中，Rt指示轮胎的有效转动半径，而m_V指示车辆质量。

由使驱动转矩命令值d_FC(t)是输入和车辆速度V_A(t)是输出的车辆模型是1/s的形式，车辆模型因此具有积分特性。

注意，如果使在其中车辆速度V_A(t)是输出而驱动转矩命令值d_FC(t)是输入的情况下受控物体的响应特性，与具有预定一阶滞后T_V和死时间L_V的元件的传递特性G_V(s)相一致，则能使用C₁(s)、C₂(s)和C₃(s)定义如下。也要注意，C₁(s)指示借助于近似零化技术确定的一个外部干扰估计器，C₂(s)指示借助于近似零化技术确定的另一个外部干扰估计器，这些估计器是起作用抑制由外部干扰或模型化误差引起的影响的补偿器，及C₃(s)指示借助于模型匹配技术确定的补偿器。

补偿器C₁(s)＝e^(-LV·s)/(T_H·s+1)；和

补偿器C₂(s)＝(m_V·Rt·s)/(T_H·s+1)。

在这时，外部干扰估计值d_V(t)按如下给出：

d_V(t)＝C₂(s)·V_A(t)-C₁(s)·d_FC(t)。

另外，假定忽略受控系统的死时间，并且一个标准模型G_V(s)是一个时间常数T_V的一阶低通滤波器。补偿器C₃(s)是按如下描述的常数。

补偿器C₃(s)＝m_V·Rt/T_V

借助于三个补偿器C₁(s)、C₂(s)和C₃(s)，在如下公式中计算和确定驱动转矩命令值d_FC(t)。

就是说，d_FC(t)＝C₃(s)·{V_COM(t)-V_A(t)}-{C₂(s)·V_A(t)-C₁(s)·d_FC(t)}。

根据驱动转矩命令值d_FC(t)控制驱动转矩。

详细地说，驱动转矩命令值计算块530使用图17中所示代表以前测量的发动机非线性稳定特性的图，计算使一个实际驱动转矩d_FA(t)与驱动转矩命令值d_FC(t)相一致的油门开口命令值，并且如果发动机负转矩不足，则把d_FC(t)分配到一个车辆传动系统或刹车系统，以补偿不足的负发动机驱动转矩。以这种方式，用于节流阀开口角度、一个无级变速箱、及刹车系统的控制允许发动机非线性稳定特性的线性化。

注意，在其中无级变速箱70提供有一个带有一个安装的锁定机构的液力变扭器的情况下，一个锁定状态信号LU_S从无级变速箱70的一个控制器输入，并且驱动转矩命令值计算块530确定变扭器是否处于锁定状态下，并且在锁定状态确定的情况下，加大时间常数T_H(该时间常数在图16中的C₁(s)、C₂(s)和C₃(s)的每个分母中描述)。因而，车辆速度控制反馈校正量(保持一种希望响应特性的一个反馈环路的校正系数)变小，从而使响应特性与在同锁定状态相比在未锁定状态时延迟的受控物体的特性相一致。因此，在锁定状态和未锁定状态下的两种的每一种下都能保证车辆速度控制系统的稳定性。

尽管图16中表示包括补偿受控物体的传递特性的补偿器C₁(s)和C₂(s)及实现设计者定义的响应特性的C₃(s)的驱动转矩命令值计算块530，但图21表示驱动转矩命令值计算块530的一个选择例，它包括一个补偿以给出由设计者定义的任意响应特性的一个预补偿器C_F(s)、一个计算由设计者定义的任意响应特性的标准模型计算块C_R(s)＇、及一个补偿与标准模型计算块C_R(s)的响应特性的偏差的反馈补偿器C₃(s)＇。

详细地说，在图21中，预补偿器C_F(s)使用在如下公式中定义的一个滤波器计算一个基准驱动转矩命令值d_FC1(t)，以便相对于车辆速度命令值V_COM(t)实现实际车辆速度V_A(t)的传递函数G_V(s)。

即，d_FC1(t)＝m_V·R_T·V_COM(t)/(T_V·s+1)。

标准模型计算块C_R(s)由传递函数G_V(s)和车辆速度命令值V_COM(t)计算一个目标响应V_T(t)。

就是说，V_T(t)＝G_V(s)·V_COM(t)。

反馈补偿器C₃(s)＇计算一个驱动转矩命令值校正量d_V(t)＇，以便消除在目标响应V_T(t)与实际车辆速度V_A(t)之间的这样一种偏差，条件是该偏差发生。

就是说，驱动转矩命令值校正量d_V(t)＇按如下公式表达。

即，d_V(t)＇＝[(K_P·s+K_I)/s][V_T(t)-V_A(t)]。

在以上公式中，K_P指示反馈补偿器C₃(s)＇的比例控制增益，而K_I指示反馈补偿器C₃(s)＇的积分控制增益。

注意，驱动转矩命令值校正量d_V(t)＇与参照图16中在以上描述的外部干扰估计值d_V(t)相对应。

如果表示在图21中的驱动转矩命令值校正量计算块根据锁定状态信号LU_S确定未锁定状态发生，则该块计算校正量d_V(t)＇。

就是说，d_V(t)＇＝[(K_P＇·s+K_I＇)/s][V_T(t)-V_A(t)]。

在以上公式中，K_P＇＜K_P，并且K_I＇＜K_I。

因此，由基准驱动转矩命令值d_FC1(t)和驱动转矩命令值校正量d_V(t)＇按如下计算驱动转矩命令值d_FC(t)。

即，d_FC(t)＝d_FC1(t)+d_V(t)＇。

由于与锁定时间相比在未锁定时间期间使反馈增益较小，所以使驱动转矩命令值校正量的变速速率较小。由于与锁定状态相比能使响应特性与在未锁定状态期间延迟的受控物体的响应特性相符，所以能保证车辆速度控制系统在锁定状态和未锁定状态两个时间的每一个期间的稳定性。

其次，下面将描述在图10中表示的一个致动器驱动系统。

一个传动(齿轮)比命令值计算块540输入驱动转矩命令值d_FC(t)、车辆速度V_A(t)、溜车开关30的输出、及一个加速踏板传感器90的输出，计算一个传动(齿轮)比命令值(CVT速度比命令值)DRATIO(t)，并且把计算的传动比命令值DRATIO(t)输出到无级变速箱CVT 70。

(1)一种其中溜车开关30处于断状态下的情形。

在这种情况下，传动(齿轮)比命令值计算块540根据车辆速度V_A(t)和驱动转矩命令值d_FC(t)由图18中表示的节流阀开口估计图计算油门开口角度估计值TVO_EST1。

然后，传动(齿轮)比命令值计算块540根据节流阀估计值TVO_EST1和车辆速度V_A(t)由图19中表示的CVT传动速度(或齿轮)比图计算一个发动机转动速度命令值N_IN-COM。然后，使用如下公式由车辆速度V_A(t)和发动机速度命令值N_IN-COM使用如下公式导出速度比命令值DRATIO(t)。

即，DRATIO(t)＝N_IN-COM·2π·Rt/[60·V_A(t)·Gf]，其中Gf指示最终传动比。

(2)一种其中溜车开关30处于通状态下的情形。

传动(齿轮或速度)比命令值计算部分540在其中借助于操作接通的溜车开关30减小车辆速度命令最大值V_SMAX的情况，把一个以前传动(齿轮)比命令值DRATIO(t-1)保持为传动(齿轮)比命令值DRATIO(t)。即使连续接通溜车开关30，也把传动速度比(传动比)保持在仅在接通溜车开关30之前的一个以前值(即，保持以前值，直到溜车开关30从通状态转到断状态)。因此，没有挂低档发生。所以，在其中大大地降低设置车辆速度之后通过加速开关40使设置车辆速度返回原始设置车辆速度的情况下，在开口方向控制发动机节流阀以加速主车辆。然而，即使这发生，由于不执行换低档操作，所以发动机速度也不会迅速增大，并且能防止对车辆驾驶员给出的噪声的产生。

一个实际传动(或齿轮)比(在无级变速箱70情况下的速度比)计算块550根据发动机速度N_E(t)和车辆速度V_A(t)使用如下公式计算实际速度比RATIO(t)：

就是说，RATIO(t)＝N_E(t)/[V_A(t)·Gf·2π·Rt]。

注意，发动机速度N_E(t)由一个由发动机点火信号探测发动机曲轴转角的发动机速度传感器80探测。

图10中表示的的发动机转矩命令值计算块560由驱动转矩命令值d_FC(t)和RATIO(t)按照如下公式计算一个发动机转矩命令值TE_COM(t)。

就是说，TE_COM(t)＝d_FC(t)/[Gf·RATIO(t)]。

一个目标油门开口(角度)计算块570根据发动机转矩命令值TE_COM(t)和发动机速度N_E(t)由图20中表示的发动机整体性能图计算一个目标油门开口角度TVO_COM，并且把计算的TVO_COM输出到一个油门致动器60。

图10中表示的一个刹车压力命令值计算块630由图20中表示的发动机整体性能图计算在全闭油门期间的一个发动机刹车转矩TE_COM＇，由发动机刹车转矩TE_COM＇和发动机转矩命令值TE_COM(t)按照如下公式计算一个刹车压力命令值REF_PBRK(t)，及把REF_PBRK(t)输出到一个刹车致动器50。

就是说，REF_PBRK(t)＝(TE_COM-TE_COM＇)·Gm·Gf/{4·(2·AB·RB·μB)}。

在以上公式中，Gm指示无级变速箱70的速度比，AB指示车轮缸力(缸压力·面积)，RB指示一个盘形转子有效半径，及μB指示一个刹车垫摩擦系数。

其次，下面将描述车辆速度控制的一个悬挂过程。

在图10中表示的一个车辆速度悬挂决定块620输入由加速踏板传感器90探测的一个加速操纵变量APO，并且把加速操纵变量APO与一个预定值相比较。

该预定值等效于与从一个目标油门开口角度计算块570输入的目标油门开口角度TVO_COM，即是与在执行自动车辆速度控制的时刻的自动控制车辆速度相对应的油门开口，相对应的加速操纵变量APO1。

如果加速操纵变量大于预定值，即车辆驾驶员已经压下加速踏板，(换句话说，当把节流阀打开得比在该时刻借助于油门致动器60打开的节流阀开口角度宽时)，输出一个车辆速度控制悬挂信号。

在接收到车辆速度控制悬挂信号时，驱动转矩命令值计算块530和目标油门开口(角度)计算块570初始化当前算术运算(零化变量)，并且变速箱(CVT)70经CYT控制器进行从巡航行驶目的速度比(传动比)图至正常行驶目的速度比图的切换。换句话说，悬挂经自动控制的巡航行驶，而执行响应车辆驾驶员的加速操作的正常行驶控制。

无级变速箱70提供有正常行驶目的速度比图和巡航行驶速度比图。在巡航行驶控制的悬挂期间，车辆速度控制块500把一个开关命令输出到无级变速箱70，以把图从巡航行驶目的速度比图切换到正常行驶目的速度比图。正常行驶目的速度比图是这样一种控制图，从而在加速期间的换低档是不适中的而是剧烈的(响应特性是有利的)，而巡航行驶目的速度比图是这样一种控制图，从而给出舒适感觉，并且响应特性是适中的。因此，切换使车辆驾驶员不会感觉不足。

另外，车辆速度控制悬挂决定块620在加速操纵变量APO返回一个小于预定值的值时，停止输出车辆速度悬挂信号的输出，而在其中APO返回小于预定值的值并且车辆速度V_A(t)大于车辆速度命令最大值V_CMAX的情况下，把一个减速请求输出到驱动转矩命令值计算块530。然后，在其中停止车辆速度悬挂信号的输出并且输入减速请求的情况下，驱动转矩命令值计算块530把计算的驱动力命令值d_FC(t)输出到目标节流阀开口角度计算块570，以便通过来自驱动力命令值d_FC(t)的计算节流阀开口角度实现减速控制。在其中仅通过完全关闭的节流阀的刹车力不足的情况下，传动(或速度或齿轮)比命令值计算块540把传动(或速度或齿轮)比命令值DRATIO(换低档请求)输出到无级变速箱，从而执行CVT 70的换低档操作以补偿不足的刹车力，而不顾车辆行驶在上坡、下坡或平路上，以实现无级变速箱的节流开口角度控制和速度比控制。

另外，在其中驱动(在这种情况下是刹车)力命令值d_FC(t)较大并且由无级变速箱70的换低档操作引起的刹车力给出一个上限的情况下，当车辆正行驶在平路上时，驱动力一般(通常)由刹车系统的致动补偿。然而，当车辆正行驶在下坡上时，从驱动转矩命令值计算块530向刹车压力命令值计算块630输出一个刹车控制禁止信号BP，由此禁止在行驶在下坡上期间的刹车控制。执行上述这样一种控制的原因如下。就是说，如果当车辆正行驶在下坡上时使用刹车系统执行减速，则变得必须经刹车系统连续刹车。象刹车衰减现象之类的这样一种问题可能发生。为了避免上述刹车衰减现象的发生，执行车辆速度控制，以便在行驶在下坡上期间仅通过由节流阀开口角度和无级变速箱70的换低档控制引起的减速得到必须的刹车力，而不使用车辆的刹车系统。

根据上述方法，即使在巡航行驶控制之后悬挂之后通过由车辆驾驶员临时压下加速踏板恢复巡航行驶控制，无级变速箱的换低档操作也实现比仅通过节流阀的完全关闭大的减速。因此，能缩短至目标车辆速度的收敛时间持续。

另外，由于在车辆速度控制中使用无级变速箱70，所以即使车辆行驶在长下坡上，也不会发生所谓的换档冲击。而且，由于减速大于仅通过用于节流阀的完全关闭控制的减速，并且根据车辆速度命令值变化速率ΔV_COM(t)控制节流阀开口角度和传动(齿轮或速度)比以实现驱动转矩，所以能实现保持预定减速的平稳减速。

注意，由于在换低档操作期间在一般适用的多重比啮合传动中发现换档冲击，所以没有执行用于上述这样一种自动变速箱的换低档控制，但是如果在以前提出的车辆速度控制系统中已经使用自动变速箱，则即使在其中减速控制请求发生的情况下，也才执行节流阀完全关闭控制。然而，由于使用无级变速箱，所以能实现平稳换档操作而没有换档冲击。因此，在比仅通过节流阀开口角度的完全关闭控制大的减速下的上述控制的实现，能实现平稳减速。

其次，将将描述车辆速度控制的一个停止过程。

图10中表示的一个驱动车轮加速计算块600输入车辆速度V_A(t)，并且使用如下公式计算一个驱动车轮加速α_OBS(t)。就是说，α_OBS(t)＝[K_OBS·s/(T_OBS·s²+s+K_OBS)]·V_A(t)。

在以上公式中，K_OBS指示一个常数，而T_OBS指示一个时间常数。

注意，由于在以上公式中的车辆速度V_A(t)是一个由上述轮胎车轮(驱动车轮)的转动速度计算的值，所以其值与驱动车轮的车辆速度相对应，而驱动车轮加速α_OBS(t)是从驱动车轮加速V_A(t)导出的车辆速度的变化速率(驱动车轮加速)的值。

一个车辆速度控制停止决定块610把驱动车轮加速α_OBS(t)与对应于车辆速度变化速率的一个预定加速极限值α相比较(α指示与车辆速度的变化速率相对应的加速值，并且例如0.2G)。如果驱动车轮加速α_OBS(t)超过加速极限α，则输出一个车辆速度控制停止信号。根据该车辆速度控制停止信号，驱动转矩命令值计算块530和目标油门开口角度计算块570初始化其算术运算(计算)。注意，一旦停止车辆速度控制时，控制就不会返回车辆速度控制，直到再次把设置开关20接通。

在图10中叙述的车辆速度控制块500是一种以基于根据车辆速度命令值变化速率确定块590确定的车辆速度命令值变化速率ΔV_COM的车辆速度命令值控制车辆速度的系统。因此，在正常状态下，超过车辆速度命令值变化速率极限值的车辆速度变化不会发生[例如0.06G＝0.021(km/h)/10(毫秒))。所以，如果驱动车轮加速α_OBS(t)超过比对应于上述车辆速度命令值变化速率极限值的一个值大的一个预定加速极限值α(例如0.2G)，则有在驱动车轮上出现滑动的较高可能性。因而，通过把驱动车轮加速α_OBS(t)与预定加速极限值α(例如0.2G)相比较，能探测在驱动车轮上的滑动。因此，在诸如牵引控制系统(TCS)之类的滑动抑制系统中不必另外安装一个加速传感器或探测在驱动车轮之一与从动车轮之一之间的转动速度差。根据车辆速度传感器(探测驱动车轮转动速度的传感器)的输出能导出驱动车轮加速α_OBS，从而能进行车辆速度控制的滑动发生确定和停止确定。

另外，通过加大车辆速度命令值ΔV_COM，能改进对于目标车辆速度的响应特性。注意，代替根据在驱动车轮加速α_OBS(t)与一个预定值之间的比较结果确定巡航行驶控制停止，在其中在由车辆速度命令值变化速率确定块590计算的车辆速度命令值变化速率ΔV_COM与驱动车轮加速α_OBS(t)之间的差变得等于或大于一个预定值的情况下，可以执行车辆速度控制停止。

另外，车辆速度命令值确定块510确定是否根据前面车辆标志F探测车辆。如果确定没有探测到前面车辆，则车辆速度命令值确定块510确定由其本身计算的车辆速度命令值V_COM(t)是否高于输入车辆速度V_A(t)，并且确定车辆速度是否在减速模式中变化(即，是否V_SMAX＜V_A(t))。然后，把车辆速度命令值V_COM(t)设置为车辆速度V_A(t)或一个较小预定车辆速度(例如，从主车辆的车辆速度减去5km/h的一个值)。然后，把C₁(s)和C₂(s)每一个积分器的初始值设置为车辆速度V_A(t)，从而零化在图16中表示的驱动转矩命令值计算块530中C₂(s)·V_A(t)-C₁(s)·d_FC(t)＝d_V(t)的输出。因此，C₁(s)和C₂(s)的每一个输出指示车辆速度V_A(t)。因此，外部干扰估计值d_V(t)指示零。

而且，一种其中是V_COM(t)的一个变化速率的ΔV_COM(t)在减速侧比预定值(0.06G)大的情形是执行上述停止控制的计时。

由于这减小多余的初始化(V_A(t)→V_COM(t)初始化和积分器初始化)，所以能减轻减速冲击。

在其中车辆速度命令值(直到车辆速度达到一个目标车辆速度的瞬时控制命令值)大于实际车辆速度V_A(t)并且在减速侧出现车辆速度命令值的时间变化的情况下，把车辆速度命令值修改到实际车辆速度或者等于或小于实际车辆速度的预定车辆速度，从而能把实际车辆速度快速收敛到目标车辆速度。通过使用设置实际车辆速度或比实际车辆速度低初始化驱动转矩命令值计算块530能保持控制连续性。

注意，在其中控制车辆速度以使实际车辆间距离与一个目标车辆间距离重合、从而车辆正在行驶保持由车辆驾驶员设置的对于前面车辆的目标车辆间距离的一种车辆速度控制系统中，设置车辆速度命令值以保持目标车辆间距离。然而，如果车辆速度控制系统(与车辆速度控制块500相对应)确定根据输入前面车辆标志F探测到前面车辆，则在其中实际车辆间距离等于或短于预定值并且车辆速度命令值变化速率ΔV_COM大于在减速侧中的预定值(0.06G)的情况下，执行车辆速度命令值V_COM(t)的修改[V_A(t)→V_COM(t)]和驱动转矩命令值计算块530(具体地说，其中包括的积分器)的初始化。因而，能把实际车辆间距离快速收敛到目标车辆间距离。所以，没有过分接近前面车辆的可能性，并且能保持控制的连续性。另外，这引起多余初始化[V_A(t)、ΔV_COM(t)的初始化]的减少，从而能减小减速冲击的次数。

注意，车辆驾驶员包括车辆使用者或经上述开关处理自动车辆速度控制系统的操作者。

日本专利申请No.2000-148732(在日本申请于2000年5月19日)和No.2000-14361(在日本申请于2000年5月16日)的整个内容通过参考包括在这里。

上述实施例的修改和变更对于借助于以上讲授的熟悉本专业的技术人员将会出现。参照如下权利要求书定义本发明的范围。

根据本发明的自动车辆速度控制系统和方法适用于这样的机动车辆，其中装有一个诸如无级变速箱之类的车辆变速箱和一个用来探测从该车辆到行驶在该车辆前的前面车辆的距离的车辆间距离传感器。

Claims (12)

1.一种用于机动车辆的自动车辆速度控制系统，包括：

一个车辆速度控制命令值确定部分，由基于用于运行在该车辆前的前面车辆的车辆间距离控制的第一设置车辆速度和基于一个手动设置的第二设置车辆速度之一，依据一个比另一个小的数值和依据前面车辆是否存在，选择性地确定一个车辆速度控制命令值；

一个车辆驱动控制部分，驱动地控制一个车辆发动机、一个车辆变速箱、及一个车辆刹车系统之一，以便使实际车辆速度基本上等于车辆速度控制命令值；

一个车辆速度控制命令值修改确定部分，确定是否进行车辆速度控制命令值至一个新值的修改；及

一个车辆速度命令值变化速率确定部分，确定在新车辆速度命令值与实际车辆速度之间的偏差，并且确定用于车辆速度的变化速率以达到新的车辆速度命令值，此时车辆速度命令值修改确定部分确定以这样一种方式进行修改，从而当偏差的数值变得较大时，变化速率变得较大，而当偏差数值变得较小时，变化速率变得较小。

2.根据权利要求1所述的用于机动车辆的自动车辆速度控制系统，其中车辆驱动控制部分以这样一种方式驱动地控制车辆发动机、变速箱、及刹车系统之一，从而使实际车辆速度基本上等于在由车辆速度控制命令值变化速率确定部分确定的变化速率下的新车辆速度控制命令值。

3.根据权利要求1所述的用于机动车辆的自动车辆速度控制系统，进一步包括：

一个车辆速度探测器，探测实际车辆速度；

一个车辆间距离探测器，探测从该车辆到前面车辆的车辆间距离；及

一个车辆间距离控制块，根据用于车辆速度控制命令值确定部分的探测车辆间距离和探测车辆速度提供一个车辆间相关控制车辆速度命令值，以把实际车辆间距离保持在一个目标车辆间距离下，车辆间相关控制车辆速度命令值与第一设置车辆速度相对应。

4.根据权利要求3所述的用于机动车辆的自动车辆速度控制系统，进一步包括一个前面车辆探测器，以根据由车辆间距离探测器探测的车辆间距离探测前面车辆是否存在，并且其中车辆速度控制命令值确定部分，当前面车辆探测器探测到前面车辆存在时把第一设置车辆速度和第二设置车辆速度较小的一个选择成作为目标车辆速度的车辆速度控制命令值V_COM(t)，而当前面车辆探测器探测到前面车辆不存在时把第二设置车辆速度选择为车辆速度控制命令值V_COM(t)。

5.根据权利要求2所述的用于机动车辆的自动车辆速度控制系统，其中车辆速度控制命令值变化速率确定部分包括一个车辆速度命令值变化速率确定块，当前面车辆探测器探测到前面车辆不存在时，该确定块根据在实际车辆速度V_A(t)与同第二设置车辆速度相对应的车辆速度命令最大值V_SMAX之间的偏差绝对值计算一个车辆速度命令值变化速率ΔV_COM(t)。

6.根据权利要求1所述的用于机动车辆的自动车辆速度控制系统，其中当偏差绝对值变得较大时，与变化速率相对应的车辆速度命令值变化速率ΔV_COM(t)变大到低于一个预定加速上限值α的程度。

7.根据权利要求1所述的用于机动车辆的自动车辆速度控制系统，其中当偏差绝对值变得较小时，车辆速度命令值变化速率ΔV_COM(t)变小到高于一个预定加速下限值的程度。

8.根据权利要求6所述的用于机动车辆的自动车辆速度控制系统，其中车辆速度命令值变化速率确定部分包括一个车辆速度命令值变化速率确定块，当前面车辆探测器探测到前面车辆不存在时，该确定块根据在实际车辆速度V_A(t)与同来自一张图的第二设置车辆速度相对应的车辆速度命令最大值V_SMAX之间的偏差的绝对值计算一个车辆速度命令值变化速率ΔV_COM(t)，该图以这样一种方式表示：当实际车辆速度与车辆速度命令最大值V_SMAX的绝对值变得较大时，变化速率变得较大；而当在预定范围中的实际车辆速度与车辆速度命令最大值V_SMAX的绝对值变得较小时，用于车辆速度的变化速率在预定范围内变得较小。

9.根据权利要求3所述的用于机动车辆的自动车辆速度控制系统，进一步包括一个设置开关、一个加速开关、和一个溜车开关、及一个车辆速度命令最大值设置块，该设置块把操作设置开关时的实际车辆速度设置为车辆速度命令最大值V_SMAX，并且每当操作溜车开关n次时就把原始车辆速度命令最大值V_SMAX更新到一个比原始车辆速度命令最大值V_SMAX低n×单位预定速度的新车辆速度命令最大值V_SMAX，而每当操作加速开关n次时就把原始车辆速度命令最大值V_SMAX更新到比原始车辆速度命令最大值V_SMAX高n×单位预定速度的新车辆速度命令最大值V_SMAX。

10.根据权利要求4所述的用于机动车辆的自动车辆速度控制系统，其中当把车辆间相关控制车辆速度命令命令值V^*(t)选择性地设置为目标车辆速度，并且设置车辆速度修改确定部分确定把与车辆间相关控制车辆速度命令值相对应的第一设置车辆速度修改到新设置车辆速度，按照偏差的数值确定用于车辆速度的变化速率。

11.根据权利要求10所述的用于机动车辆的自动车辆速度控制系统，其中车辆速度命令值确定块按如下方式把车辆速度命令值V_COM(t)设置为设置车辆速度：当V_SMAX＞V_A(t)时，V_COM(t)＝min[V_SMAX，V_A(t)+ΔV_COM(t)-V_SUB(t)]，其中V_SUB(t)指示一个车辆速度校正值；当V_SMAX＝V_A(t)时，V_COM(t)＝V_SMAX-V_SUB(t)；而当V_SMAX＜V_A(t)时，V_COM(t)＝max[V_SMAX，V_A(t)-ΔV_COM(t)-V_SUB(t)]，及；当前面车辆探测器探测到前面车辆存在时，V_COM(t)＝V_CO-V_SUB(t)，其中V_CO＝min[V^*(t)，V_SMAX]。

12.一种用于机动车辆的自动车辆速度控制方法，包括：

由基于用于运行在该车辆前面的前面车辆的车辆间距离控制的第一设置车辆速度和基于一个手动设置的第二设置车辆速度之一，依据一个比另一个小的数值和依据前面车辆是否存在，选择性地确定一个车辆速度控制命令值；

驱动地控制一个车辆发动机、一个车辆变速箱、及一个车辆刹车系统之一，以便使实际车辆速度基本上等于车辆速度控制命令值；

确定是否进行车辆速度控制命令值至一个新值的修改；及

确定在新车辆速度命令值与实际车辆速度之间的偏差，并且确定用于车辆速度的变化速率以达到新的车辆速度命令值，此时车辆速度命令值修改确定部分确定以这样一种方式进行的修改，从而当偏差的数值变得较大时，变化速率变得较大，而当偏差数值变得较小时，变化速率变得较小。

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