專利名稱：用于控制車輛速度和車輛間距離的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有這樣一種車輛間距離控制功能從而控制車輛速度以保持適當(dāng)車輛間距離的自動車輛速度控制系統(tǒng)和方法。
在2000年3月1日出版的歐洲專利申請第一公開No.EP 0 982 172 A2舉例一種以前提出的自動車輛速度控制系統(tǒng)。(在1999年9月28日頒發(fā)的美國專利No.5,959,572也舉例另一種以前提出的自動車輛速度控制系統(tǒng)。)在上述歐洲專利申請第一出版物中描述的這樣一種以前提出的自動車輛速度控制系統(tǒng)中，按照其中安裝上述車輛速度控制系統(tǒng)的機動車輛(下文，也稱作主車輛)對于行駛在該車輛前的前面車輛的相對速度，確定一個反饋車輛間距離控制系統(tǒng)的響應(yīng)特性。當(dāng)相對速度數(shù)值較時，上述這樣一種車輛間距離控制系統(tǒng)的目的在于通過加大反饋常數(shù)提供對相對速度變化的急劇響應(yīng)。
另外，在上述這樣一種以前提出的自動車輛速度控制系統(tǒng)中，估計與要控制的物體的動態(tài)特性的偏差(所謂的外部干擾估計)，并且把外部干擾對一個目標(biāo)車輛速度的相加值確定為新的目標(biāo)車輛速度，從而按照外部干擾值(行駛阻力等)執(zhí)行車輛間距離控制。
而且，在上述以前提出的自動車輛速度控制系統(tǒng)中，如果從停止前面車輛的時刻到主車輛以主車輛的當(dāng)前車輛速度到達前面車輛時刻的時間持續(xù)定義為車輛間時間持續(xù)，則把一個目標(biāo)車輛間距離定義為在前面車輛的速度與車輛間時間持續(xù)之間的乘積。
在這種情況下，通過車輛使用者對一個三級轉(zhuǎn)換開關(guān)的操縱執(zhí)行車輛間時間持續(xù)的設(shè)置，該開關(guān)把車輛間時間持續(xù)切換到遠(yuǎn)(長距離)、中距離、及近(短距離)。
有用在車輛間距離控制中導(dǎo)出相對速度的各種方法。方法之一包括探測車輛間距離，并且由探測的車輛間距離的變化導(dǎo)出相對速度。
然而，車輛間距離探測的誤差引起相對速度誤差的出現(xiàn)。當(dāng)車輛間距離變得較大時，誤差往往增大地包括在相對速度中。所以，即使在其中離前面車輛的距離變得較遠(yuǎn)和相對速度較小的情況下，也認(rèn)識到車輛間距離探測誤差引起要變化的相對速度往往變得較大。在這時，使反饋響應(yīng)特性變快，并且導(dǎo)致急劇控制。因此，可能給主車輛的車輛使用者一種對于駕駛意義的不匹配感覺。
注意，即使在相對速度直接探測的情況下，探測相對速度的計算誤差也會出現(xiàn)，并因此，以上述類似方式可能給主車輛的車輛使用者一種對于駕駛意義的不匹配感覺。
另外，在其中在主車輛前中斷以比主車輛速度稍慢的速度正行駛的另一個車輛的情況下，相對速度較小，從而反饋響應(yīng)較低。
所以，延遲控制響應(yīng)，并且主車輛以較大延遲變得離前面車輛較遠(yuǎn)以保持離中斷其他車輛的預(yù)定車輛間距離。因此，由車輛使用者給出對于駕駛意義的不匹配感覺。
其次，由于外部估計是來自受控物體(即主車輛)的正常動態(tài)特性的外部干擾的偏差探測，所以來自受控物體的正常動態(tài)特性的外部干擾的偏差(在車輛的平路行駛期間發(fā)現(xiàn)正常動態(tài)特性)在車輛的上坡行駛期間連續(xù)發(fā)生。因此，把偏差連續(xù)地添加到目標(biāo)車輛速度上，從而把車輛(主車輛)連續(xù)地控制成加速。在這種情況下，當(dāng)主車輛已經(jīng)趕上前面車輛，并且車輛間距離已經(jīng)達到車輛間距離的一個設(shè)置值時，主車輛的目標(biāo)車輛速度變到一個減速方向。然而，由于繼續(xù)添加上述偏差，所以延遲減速的開始，從而主車輛變得過分接近前面車輛。這種現(xiàn)象也給車輛使用者對于駕駛意義的不匹配感覺。
其次，假定車輛駕駛員試圖加寬車輛間距離，并且在其中主車輛以對于前面車輛的較小相對速度跟隨前面車輛正在行駛的情況下，例如象主車輛以對于前面車輛的基本恒定車輛間距離正在行駛的情況下，把車輛間時間持續(xù)修改到一個較大值(例如，從近距離到遠(yuǎn)距離)。在車輛間時間持續(xù)的這種修改中，相對速度逐漸變大，但車輛速度變化對這種修改的響應(yīng)不是希望的，因為由于較小相對速度緩慢地設(shè)置響應(yīng)特性。在這樣一種情況下發(fā)現(xiàn)上述情形，從而駕駛員感覺主車輛過分接近前面車輛，并且操縱三級轉(zhuǎn)換開關(guān)試圖加大車輛間距離。所以，如果車輛速度在駕駛員對三級轉(zhuǎn)換開關(guān)操縱時遲鈍，駕駛員不會感覺到，已經(jīng)操作三級轉(zhuǎn)換開關(guān)以加大車輛間距離，而是給出對于駕駛意義的不匹配感覺。
考慮到上述問題，本發(fā)明的一個目的在于，提供用于機動車輛的自動車輛速度控制系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法能夠借助于與車輛行駛情形一致的適當(dāng)響應(yīng)特性進行適當(dāng)車輛間距離控制而不會給駕駛員對于駕駛意義的不匹配感覺。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供有一種用于機動車輛的自動車輛速度控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個車輛間距離探測器，探測從該車輛到正在行駛在該車輛前的前面車輛的車輛間距離；一個車輛速度探測器，探測車輛的車輛速度；一個相對速度探測器，探測該車輛對于前面車輛的相對速度；一個車輛間距離命令值計算部分，計算車輛間距離的一個命令值；一個控制響應(yīng)特性確定部分，按照相對速度確定車輛間相關(guān)反饋控制系統(tǒng)的響應(yīng)特性；一個響應(yīng)特性校正部分，至少按照由車輛間距離探測器探測的車輛間距離校正由控制響應(yīng)特性確定部分確定的車輛間相關(guān)反饋控制系統(tǒng)的響應(yīng)特性；一個車輛速度命令值計算部分，根據(jù)由響應(yīng)特性校正部分校正的車輛間相關(guān)反饋控制系統(tǒng)的響應(yīng)特性，計算車輛間相關(guān)控制車輛速度命令值；及一個車輛速度控制部分，以這樣一種方式控制車輛驅(qū)動力、車輛剎車力、及無級變速箱的速度比的至少一個，從而使由車輛速度探測器探測的車輛速度基本上等于車輛速度命令值。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供有一種用于機動車輛的自動車輛速度控制方法，該方法包括探測從該車輛到正在行駛在該車輛前的前面車輛的車輛間距離；探測車輛的車輛速度；探測該車輛對于前面車輛的相對速度；計算車輛間距離的一個命令值；按照相對速度確定車輛間相關(guān)反饋控制系統(tǒng)的響應(yīng)特性；至少按照探測的車輛間距離校正確定的車輛間相關(guān)反饋控制系統(tǒng)的響應(yīng)特性；根據(jù)車輛間相關(guān)反饋控制系統(tǒng)的校正響應(yīng)特性，計算車輛間相關(guān)控制車輛速度命令值；及以這樣一種方式控制車輛驅(qū)動力、車輛剎車力、及無級變速箱的速度比的至少一個，從而使探測的車輛速度基本上等于車輛速度命令值。
本發(fā)明的這種公開不必描述所有必要的特征，從而本發(fā)明也可以是這些描述特征的子組合。


圖1A是在根據(jù)本發(fā)明一個最佳實施例中的一種完整自動車輛速度控制系統(tǒng)的功能方塊圖。
圖1B是圖1A中表示的車輛間時間持續(xù)設(shè)置塊的一個例子的示意俯視圖。
圖2是圖1A中表示的一個車輛間距離命令值計算塊的功能方塊圖。
圖3是特性曲線圖，表示圖1A中表示的一個設(shè)置車輛間時間持續(xù)相位提前補償塊的傳遞函數(shù)的階躍響應(yīng)。
圖4是圖1A中表示的一個車輛速度控制系統(tǒng)反饋特性確定塊的功能方塊圖。
圖5A和5B是用來確定在圖1和4中表示的車輛速度控制系統(tǒng)反饋特性確定塊中的相應(yīng)系數(shù)的特性曲線，特別是相應(yīng)地圖5A表示一張確定一個車輛間距離控制反饋系統(tǒng)阻尼因數(shù)ζnDB的圖，而圖5B表示一張確定一個車輛間距離控制反饋系統(tǒng)特定角頻率ωnDB的圖。
圖6是特性曲線圖，表示一張確定一個校正系數(shù)CD1的圖。
圖7是特性曲線圖，表示一張確定一個路面坡度φA(t)的圖。
圖8是特性曲線圖，表示一張確定一個校正系數(shù)CD3的圖。
圖9是特性曲線圖，表示一張確定一個校正系數(shù)CD4的圖。
圖10是圖1A中表示的一個完整車輛速度控制塊的功能方塊圖。
圖11是圖10中表示的一個橫向G依賴車輛速度校正量計算塊的功能方塊圖。
圖12是特性曲線圖，表示在一個主車輛速度VA與一個低通濾波器的截止頻率fc之間的關(guān)系。
圖13是特性曲線圖，表示在一個計算車輛速度校正量VSUB(t)的校正系數(shù)與一個橫向GYG(t)的一個值之間的關(guān)系。
圖14是特性曲線圖，表示在特定角頻率與主車輛速度VA之間的關(guān)系。
圖15是特性曲線圖，表示在主車輛速度VA(t)與一個車輛速度命令最大值VSMAX之間的偏差的絕對值、與車輛速度命令值變化速率ΔVCOM(t)之間的關(guān)系。
圖16是圖10中表示的一個驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值計算塊的一個例子的功能方塊圖。
圖17是特性曲線圖，表示發(fā)動機非線性穩(wěn)定狀態(tài)特性的一個例子。
圖18是特性曲線圖，表示一張油門開口估計圖的一個例子。
圖19是特性曲線圖，表示CVT(無級變速箱)速度比(也稱作傳動比率或傳動比)的一個例子。
圖20是特性曲線圖，表示發(fā)動機完整性能的一個例子。
圖21是圖10中表示的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值計算塊的另一個例子的功能方塊圖，該計算塊是圖16中表示的計算塊的一個可選擇例。
下文將參考附圖以便有利于本發(fā)明的更好理解。
圖1A表示在根據(jù)本發(fā)明適用于機動車輛的一個最佳實施例中的一種機動車輛速度控制系統(tǒng)的完整功能方塊圖。
一個車輛間距離控制塊105(一個由虛線包圍的部分)由一個微型計算機和其外圍電路構(gòu)成。在圖1A中表示的車輛間距離控制塊105內(nèi)存在的每個塊是由微型計算機實施的計算的相應(yīng)內(nèi)容的塊表示。
車輛間距離控制塊105接收一個車輛間時間持續(xù)信號dT(t)、一個相對速度信號ΔV(t)、及車輛(主車輛)的一個車輛速度信號VA(t)，計算一個車輛間控制車輛速度命令值V*(t)，及把其供給到一個車輛速度控制塊500。車輛速度控制塊500的詳細(xì)功能解釋將在以后主要參照圖10描述。
注意，符號(t)指示一個隨時間t變化的值，并且在附圖中不總是附加到另一個符號上。
車輛速度傳感器10由車輛輪胎車輪的一個或任兩個的轉(zhuǎn)速探測主車輛的車輛速度。
例如利用激光雷達的車輛間距離傳感器15根據(jù)光束或電磁波的反射波和來自探測的車輛間空間距離的時間變化的相對速度ΔV(t)探測對于行駛在主車輛前的前面車輛的車輛間距離LA(t)，并且從車輛速度傳感器10接收車輛速度信號VA(t)，及在其中在相對速度ΔV(t)與主車輛速度VA(t)之差落在例如表示為5％×VA(t)Km/h的范圍外的情況下在決定在主車輛前方存在的物體是前面車輛時，輸出一個(活性)標(biāo)志F(下文稱作前面車輛標(biāo)志)。
車輛間時間持續(xù)設(shè)置塊150響應(yīng)通過車輛駕駛員的操縱設(shè)置車輛間時間持續(xù)dT(t)。
注意，車輛間時間持續(xù)dT(t)是從前面車輛停止時刻到主車輛以當(dāng)前車輛速度到達停止前面車輛的時刻的時間持續(xù)，條件是停止跟隨主車輛的前面車輛。
車輛間時間持續(xù)設(shè)置塊150包括一個開關(guān)，如圖1B中所示，以便根據(jù)其車輛駕駛員的操作轉(zhuǎn)換三級，例如遠(yuǎn)(長)距離、中距離、和近(短)距離，從而選擇三類車輛間時間持續(xù)。例如，遠(yuǎn)距離指示2.2秒，中距離指示1.8秒，及近距離指示1.4秒。當(dāng)主車輛正在以100Km/h行駛時，在中距離情況下的1.8秒與車輛間距離的約50米相對應(yīng)。
一個車輛間距離命令值計算塊110構(gòu)成圖1A中表示的車輛間距離控制塊105的一部分，并且包括如圖2中所示的一個設(shè)置車輛間時間持續(xù)相位提前補償塊111和車輛間距離命令值確定部分112。
設(shè)置車輛間時間持續(xù)相位提前補償塊111從車輛間時間持續(xù)設(shè)置塊150接收車輛間時間持續(xù)dT(t)，并且在其中當(dāng)前車輛間時間持續(xù)dT(t)與一個前面車輛間時間持續(xù)dT(t-1)不同的情況下，即當(dāng)車輛間距離控制塊105確定車輛駕駛員已經(jīng)通過車輛間時間持續(xù)設(shè)置塊150試圖修改車輛間時間持續(xù)的設(shè)置時，輸出一個車輛間時間持續(xù)相位提前補償值dT_HPF(t)。
如下公式表示車輛間時間持續(xù)相位提前補償塊的傳遞函數(shù)DT_HPF(t)＝dT(t)·(T1·s+1)/(T2·s+1)在該公式中，T1和T2指示時間常數(shù)，并且T1＞T2，而s指示一個微分算子。
以上描述的這種時間恒定條件能引起車輛間時間持續(xù)dT(t)的相位相對于其以前的提前。
圖3表示在車輛間時間持續(xù)相位提前補償塊111中以上表示的傳遞函數(shù)的階躍響應(yīng)。
如圖3中表示的那樣，對于如在設(shè)置車輛間時間持續(xù)相位提前補償塊111的傳遞函數(shù)中表示的車輛間時間持續(xù)dT(t)能進行相位提前補償。
詳細(xì)地說，在其中車輛駕駛員修改車輛間時間持續(xù)的設(shè)置的情況下，例如如圖3的例子所示，在其中以這樣一種方式修改設(shè)置以便修改從與中距離相對應(yīng)的dTM到與遠(yuǎn)距離相對應(yīng)的dTL或與近距離相對應(yīng)的dTS的車輛間時間持續(xù)的情況下，臨時加大車輛間時間持續(xù)的變化量而不是dTL或dTS的目標(biāo)新車輛間時間持續(xù)(如果大大地修改車輛間時間持續(xù)，則該值更大，而如果較小地修改該時間持續(xù)，則該值小得多)，并且此后，時間持續(xù)收斂到新目標(biāo)車輛間時間持續(xù)dTL或dTS。
因此，在其中車輛駕駛員修改車輛間時間持續(xù)的設(shè)置的情況下，能把設(shè)置車輛間時間持續(xù)控制成迅速響應(yīng)車輛駕駛員的意圖。
另外，參照圖2，車輛間距離命令值確定塊112由車輛速度VA(t)、相對速度ΔV(t)、及由車輛駕駛員人為設(shè)置的車輛間時間持續(xù)相位提前補償值dT_HPF(t)按照如下公式計算一個車輛間距離命令值L*(t)。
L*(t)＝{VA(t)+ΔV(t)}·dT_HPF(t)如在該公式中定義的那樣，通過車輛速度VA(t)對乘以時間持續(xù)相位提前補償值dT_HPF(t)的相對速度ΔV(t)的相加，給出車輛間距離命令值L*(t)。
所以，在其中按上述修改車輛間時間持續(xù)的情況下，臨時放大時間持續(xù)的變化量，并且此后，把車輛間時間持續(xù)收斂到新目標(biāo)車輛間時間持續(xù)(通過一條負(fù)指數(shù)曲線(e-x曲線))。因此，在操作車輛間時間持續(xù)設(shè)置塊150的設(shè)置開關(guān)時，迅速改變車輛間距離。
在由于例如車輛駕駛員決定車輛太接近前面車輛所以修改車輛間時間持續(xù)的設(shè)置以增大車輛間時間持續(xù)之后，立即改變車輛間距離，從而沒有由于車輛間距離的適中變化車輛駕駛員給出不足感覺的可能性。
其次，再參照圖1A，一個目標(biāo)車輛間距離計算塊120從車輛間距離傳感器15接收前面車輛標(biāo)志F、相對速度ΔV(t)、及車輛間距離LA(t)，在把前面車輛識別為一個目標(biāo)相對速度ΔVT(t)和一個目標(biāo)車輛間距離LT(t)的時間點處設(shè)置相對速度ΔV(F)和車輛間距離LA(F)，及在其中輸入是車輛間距離命令值L*(t)的情況下使用由表示在表1中的的矩陣公式表示的濾波器計算目標(biāo)車輛間距離LT(t)和目標(biāo)相對速度ΔVT(t)。
在表1中表示的公式中，ωnT指示一個目標(biāo)車輛間距離響應(yīng)的特定角頻率和其由設(shè)計者人為設(shè)置的一個值，ζT指示目標(biāo)車輛間距離響應(yīng)的一個阻尼因數(shù)和其由設(shè)計者人為設(shè)置的一個值，及LV指示在以后將描述的車輛傳動系系統(tǒng)中由于滯后造成的死時間。
對于在表1中表示的公式，在其中車輛間距離命令值L*(t)是輸入而目標(biāo)車輛間距離L(t)是輸出的情況下的傳遞函數(shù)按如下公式表示LT(t)＝ωnT2·e-LV·s·L*(t)/(s2+2ζT·s+ωnT2)預(yù)補償車輛速度命令值計算塊130由具有在忽略車輛速度控制塊500的一個死時間的傳遞函數(shù)GV(s)′(GV(s)′＝1/(TV·s+1))與一個積分因子之間的乘積的傳遞函數(shù)的倒數(shù)構(gòu)成，并且預(yù)補償車輛速度命令值計算塊130計算表示在如下公式中的預(yù)補償車輛速度命令值VC(t)即，VC(t)＝ωnT2·s(TV·s+1)·L*(t)/(s2+2ζT·s+ωnT2)。
在以上公式中，TV指示在車輛速度控制塊500的傳遞函數(shù)中使用的一個時間常數(shù)。
另外，當(dāng)由一種狀態(tài)空間表示使用表示在表1中的公式計算預(yù)補償車輛速度命令值VC(t)時，給出在表2中表示的一個公式。
一個車輛間相關(guān)車輛速度命令值計算塊140根據(jù)實際車輛間距離LA(t)、實際車輛速度VA(t)、實際相對速度ΔV(t)、目標(biāo)車輛間距離LT(t)、目標(biāo)相對速度ΔVT(t)、及以后將描述的反饋常數(shù)fL和fV，使用如下公式計算一個車輛間相關(guān)控制車輛速度命令值V*(t)。
V*(t)＝VA(t)+ΔV(t)-Vc(t)-{LT(t)-LA(t)}·fL-{ΔVT(t)-ΔV(t)}·fV車輛間相關(guān)反饋特性確定塊300接收車輛間距離LA(t)、相對速度ΔV(t)、及設(shè)置車輛間時間持續(xù)dT(t)，并且計算反饋常數(shù)fL和fV。
此后，下面將描述參照圖4的反饋常數(shù)fL和fV的一種確定方法。
圖4表示車輛間相關(guān)控制反饋特性確定塊300的功能方塊圖。
車輛間相關(guān)控制反饋特性確定塊300包括一個反饋系統(tǒng)阻尼因數(shù)確定塊310；一個反饋系統(tǒng)阻尼因數(shù)校正塊311；一個反饋系統(tǒng)特定角頻率確定塊320；一個反饋系統(tǒng)特定角頻率第一校正塊330；一個反饋系統(tǒng)特定角頻率第二校正塊331；及一個反饋常數(shù)確定塊340，每個用于車輛間距離控制塊105。
按如下根據(jù)從目標(biāo)車輛間距離LT(t)至實際車輛間距離LA(t)的傳遞函數(shù)GDS表示該車輛間相關(guān)反饋特性確定塊300的方塊圖GDB(s)＝{ωnDB2(TVB·s+1)}/(s2+2ζnDB·ωnDB+ωnDB2)其中ζnDB＝(fV+1)/2√(fL/TV)(指示在車輛間相關(guān)反饋系統(tǒng)中的一個阻尼因數(shù))，ωnDB＝√(fL/TV)和TVB＝fL/TV；在車輛間相關(guān)控制反饋中與一個零(點)相對應(yīng)的值，及TV指示在車輛速度控制塊500中關(guān)于一個車輛速度反饋控制的時間常數(shù)。
一個反饋系統(tǒng)阻尼因數(shù)確定塊310輸入相對速度ΔV(t)，并且由圖5A中表示的圖按照相對速度ΔV(t)確定一個車輛間相關(guān)控制反饋系統(tǒng)阻尼因數(shù)ζnDB。
如圖5A中所示，即使改變相對速度ΔV(t)，ζnDB也是恒定的。這是因為把ζnDB的值設(shè)置為1大都是適當(dāng)?shù)?當(dāng)ζnDB＝1時，臨界阻尼出現(xiàn))，以便防止波動趨勢和改進響應(yīng)特性。
反饋系統(tǒng)特定角頻率確定塊320輸入相對速度ΔV(t)，并且根據(jù)圖5B中表示的圖相對于相對速度ΔV(t)確定在車輛間相關(guān)反饋控制系統(tǒng)中的特定角頻率ωnDB。
如圖5B中所示，如果相對速度ΔV(t)的絕對值較小，則使特定角頻率ωnDB較小(降低)，從而執(zhí)行緩慢控制。如果使ωnDB較大(較高)，則執(zhí)行快速控制，以便對于前面車輛的運動不產(chǎn)生滯后(延遲)。
反饋系統(tǒng)特定角頻率第一校正塊330確定一個校正車輛間相關(guān)控制反饋系統(tǒng)的特定角頻率ωnDB的校正系數(shù)CD1，通過CD1校正特定角頻率ωnDB，及輸出一個校正后特定角頻率ωnDBC1。
就是說，ωnDBC1能按如下表示ωnDBC1＝CD1·ωnDB。
如果車輛間距離比一個第一預(yù)定值(例如約20米)短，從而加大特定角頻率ωnDB(使之變高)以加快車輛間距離控制的響應(yīng)特性，則校正系數(shù)CD1，如從圖6理解的那樣，以這樣一種方式變化，從而校正系數(shù)CD1是一個等于或大于1的值；而如果車輛間距離比一個第二預(yù)定值(例如，約90米)長，從而使特定角頻率ωnDB變小(降低)，以減慢車輛間距離控制的響應(yīng)特性，則CD1是一個比1小的值。
如上所述，按照探測的車輛間距離校正特定角頻率ωnDB的值。詳細(xì)地說，當(dāng)車輛間距離較大(較長)時，使特定角頻率ωnDB變小(降低)。當(dāng)車輛間距離較小(較短)時，使特定角頻率ωnDB變大(升高)。因而，如果車輛間距離較長，則使響應(yīng)特性變鈍(減慢)，從而即使當(dāng)相對速度由于探測相對速度的計算誤差大大地改變相對速度時，響應(yīng)特性的校正也能防止急劇或劇烈控制發(fā)生。因此，車輛駕駛員不會給出對于駕駛意義的不匹配感覺。
反饋系統(tǒng)特定角頻率第二校正塊331接收車輛間時間持續(xù)dT(t)和車輛間相關(guān)控制反饋系統(tǒng)的校正后特定角頻率ωnDBC1，并且在其中dT(t-1)至dT(t)的情況下，即在其中駕駛員已經(jīng)修改車輛間時間持續(xù)的設(shè)置的情況下，在一秒期間通過把另一個校正系數(shù)CD2從1的預(yù)置值變化到1.5臨時加大ωnDBC1。在正常狀態(tài)下，另一個校正系數(shù)CD2的值是1。然而，如果僅修改車輛間時間持續(xù)的設(shè)置，則CD2從1到1.5(或更大)變化，從而臨時加大ωnDBC1，以實現(xiàn)實際車輛間時間持續(xù)的快速修改。
注意，在該校正后的ωnDBC如下ωnDBC＝CD2·ωnDBC1。
上述反饋系統(tǒng)特定角頻率第二校正塊331通過加大車輛間距離反饋系統(tǒng)的特定角頻率(增益)改進響應(yīng)特性。然而，在上述反饋系統(tǒng)特定角頻率第二校正塊331中，如果進行前面車輛的快速運動，則車輛會過分靈敏地響應(yīng)，從而車輛舒適性會變壞到某種程度。
在這方面，如在車輛間距離命令值確定塊112中描述的那樣，臨時加大車輛間時間持續(xù)的值或使之變得小于新車輛間時間持續(xù)dTL或dTS，并且此后當(dāng)修改車輛間時間持續(xù)時，收斂新的一個dTL或dTS。因此，不能發(fā)現(xiàn)上述過靈敏響應(yīng)。
反饋系統(tǒng)阻尼因數(shù)校正塊311接收一個由車輛速度控制塊500的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值計算塊530計算的一個外部干擾值dV(t)，從反饋系統(tǒng)阻尼因數(shù)確定塊接收阻尼因數(shù)ζnDB，及由反饋系統(tǒng)阻尼因數(shù)確定塊310估計一個路面坡度φA(t)。
具體地說，如圖7中所示，如果外部干擾值dV(t)是負(fù)的，則坡度指示上坡。如果它是正的，則坡度指示下坡。因而，導(dǎo)出路面坡度φA(t)。
因而，根據(jù)圖8中表示的圖導(dǎo)出校正系數(shù)CD3。阻尼因數(shù)ζnDBC通過校正車輛間相關(guān)控制反饋系統(tǒng)的阻尼因數(shù)ζnDB確定。
就是說，阻尼因數(shù)ζnDBC按如下表示就是說，ζDBC＝ζnDB·CD3。
當(dāng)路面坡度φA(t)落在一個預(yù)定范圍內(nèi)時，校正系數(shù)CD3的值，如從圖8理解的那樣，設(shè)置到1。當(dāng)?shù)缆菲露圈誂(t)的絕對值變得較大時，把CD3的值設(shè)置成大于1。
反饋常數(shù)確定塊340接收車輛間距離控制反饋系統(tǒng)的阻尼因數(shù)ζnDBC，并且由下面表示的公式計算反饋常數(shù)fL和fV。
fL＝ωnDBC2·TV；和fV＝2·ζnDBC·ωnDBC·TV-1。
因此，當(dāng)車輛間距離LA(t)變短時，校正系數(shù)CD2變小，而特定角頻率ωnDB變大。
然后，加大兩個反饋常數(shù)fL和fV，從而減速變得較快。在這時，如果車輛間距離LA(t)較短，則加大特定角頻率ωnDBC，并且代替用于反饋常數(shù)fL和fV的加大，可以按照車輛間距離直接校正車輛間相關(guān)反饋常數(shù)fL。
另外，當(dāng)?shù)缆菲露茸兇髸r，校正系數(shù)CD3變大，因而加大阻尼因數(shù)ζnDBC，并且加大反饋常數(shù)fV，從而使減速更快。
注意，當(dāng)?shù)缆菲露茸兇髸r，校正系數(shù)CD3變大并且阻尼因數(shù)ζnDBC變大，從而減速變得更快。
也要注意，可以加大車輛間距離命令值計算塊110的車輛間距離命令值L*(t)，代替車輛間相關(guān)反饋系統(tǒng)的阻尼因數(shù)ζnDB的修改。具體地說，車輛間距離命令值計算塊110可以接收由車輛速度控制塊500的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值計算塊530計算的外部干擾值dV(t)，可以根據(jù)圖7中表示的圖由外部干擾值估計路面坡度φA(t)，由圖9中表示的圖確定校正系數(shù)CD4(＞1)，及可以在圖2中表示的車輛間距離命令值確定部分112處通過校正系數(shù)CD4計算車輛間距離命令值L*(t)。
就是說，L*(t)＝[VA(t)+ΔV(t)]·dT·CD4。
在這種情況下，由于表示路面的坡度角度的外部干擾值dV(t)變得較大，所以CD4變得較大，并且車輛間距離命令值L*(t)變大。所以，減速開始變得較早。
如上所述，校正系數(shù)CD3或CD4的每個或任一個的值按照表示路面坡度角度的外部干擾值dV(t)設(shè)置。所以，在其中在車輛行駛在上坡上期間根據(jù)外部干擾的偏差由受控物體(主車輛)的正常動態(tài)特性執(zhí)行向加速方向的控制的情況下，增大反饋響應(yīng)特性，或者把目標(biāo)間車輛距離設(shè)置得較大。因而，如果主車輛已經(jīng)達到設(shè)置車輛間距離，則快速減速或較早減速啟動出現(xiàn)。因此，即使主車輛行駛在上坡上，也不可能延遲減速的開始。另外，由于由外部干擾值dV(t)計算路面坡度角度，所以不需要探測路面坡度的輔助傳感器。
其次，主要參照圖10將描述車輛速度控制塊500。
首先，假定接通一個系統(tǒng)開關(guān)(未表示)。這時，接通整個系統(tǒng)的電源，從而系統(tǒng)處于備用狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，如果把一個設(shè)置開關(guān)20轉(zhuǎn)到ON(通)，則啟動控制。
在最佳實施例中以與圖1A中表示的車輛間距離控制塊105的相同方式，車輛速度控制塊500(一個由虛線包圍的部分)由一個微型計算機構(gòu)成。然而，一個帶有車輛間距離控制塊105的單片微型計算機可以安裝在一起。
在車輛速度控制塊500中，車輛速度命令值確定塊510在10毫秒的每個控制周期期間，計算車輛速度命令值VCOM(t)。
車輛速度命令最大值設(shè)置塊520把在按下(操作)設(shè)置開關(guān)30時的車輛速度VA(t)設(shè)置為車輛速度命令最大值VSMAX(目標(biāo)車輛速度)。
在車輛速度命令最大值VSMAX經(jīng)設(shè)置開關(guān)20設(shè)置之后，每按下一個溜車開關(guān)30一次，車輛速度命令最大值設(shè)置部分520就以步進方式按5Km/h的單位把車輛速度命令最大值VSMAX設(shè)置到一個較低值。
就是說，如果按下溜車開關(guān)30數(shù)量n次，則把VSMAX的值設(shè)置到低例如n×5(Km/h)的一個值(如果連續(xù)按下，假定在其期間連續(xù)按下開關(guān)的時間持續(xù)是T，并且例如這種情形是低T/1(秒)×5km/h)。
在車輛速度命令最大值VSMAX以步進方式按5Km/h的單位增大到一個較高值之后。
在通過設(shè)置開關(guān)20設(shè)置VSMAX之后每當(dāng)按下n次加速開關(guān)40時，車輛速度命令最大值設(shè)置塊520就以步進方式按5Km/h的單位把VSMAX設(shè)置到一個較高值。
就是說，每當(dāng)按下數(shù)量n次開關(guān)40時，就把VSMAX設(shè)置到高n×5km/h(或者例如，如果連續(xù)按下則高T/1(秒)×5km/h)的值。
其次，橫向G依賴車輛速度校正量計算塊580接收從一個轉(zhuǎn)向角傳感器100輸出的一個轉(zhuǎn)向車輪的轉(zhuǎn)向角θ(t)和車輛速度VA(t)，并且根據(jù)橫向加速(下文，稱作橫向G)計算用來校正以后將描述的一個車輛速度命令值的一個車輛速度校正量VSUB(t)。
橫向G依賴車輛速度校正量計算塊580，具體如在圖11中表示的那樣，包括一個轉(zhuǎn)向角信號低通濾波器(下文，叫做轉(zhuǎn)向角信號LPF塊)、一個橫向G計算塊582、及一個車輛速度校正量計算塊583。
首先，轉(zhuǎn)向角信號LPF塊581根據(jù)輸入的車輛速度VA(t)和轉(zhuǎn)向角θ(t)，計算一個轉(zhuǎn)向角LPF值θLPF(t)。
θLPF(t)＝θ(t)/(TSTR·s+1)。
在上述公式(1)中，TSTR指示LPF的時間常數(shù)(＝1/2π·fc)，并且由在圖12中表示在截止頻率與車輛速度VA(t)之間的關(guān)系的圖確定LPF的截止頻率fc。圖12的該圖指示，當(dāng)車輛速度VA(t)變得較高(落在高速范圍內(nèi))時，截止頻率fc變得較低。例如，在50km/h下的fc比在100km/h下的高。
橫向G計算塊582接收轉(zhuǎn)向角LPF值θLPF(t)和車輛速度VA(t)，并且按照如下公式計算橫向G值YG(t)YG(t)＝{VA(t)2·θLPF(t)}/{N·W·[1+A·VA(t)]}在這方面，W指示車輛的軸距，N指示轉(zhuǎn)向傳動比，及A是穩(wěn)定性因數(shù)。
注意，上述公式指示一種其中從車輛轉(zhuǎn)向角探測橫向G的情形，但對于使用偏航角速率(偏航速度)傳感器的偏航角速率Ψ(t)經(jīng)低通濾波可以探測橫向G。在后一種情況下，利用如下公式。
YG(t)＝VA(t)·ΨLPF；和ΨLPF＝Ψ(t)/(TYAW·s+1)在該公式中，TYAW指示用于偏航角速度的低通濾波器的時間常數(shù)，并且當(dāng)車輛速度VA(t)變得較大(較高)時，TYAW變到一個較大值。
通過把由橫G確定的校正系數(shù)與一個預(yù)定車輛速度命令值變化速率極限值相乘計算車輛速度校正量VSUB(t)[例如，0.021(Km/h)/10(毫秒)＝0.06G]。
注意，上述車輛速度命令值變化速度極限值的一個值等于在以后描述的圖15中表示的車輛速度命令值變化速率ΔVCOM(t)的最大值。
VSUB(t)＝校正系數(shù)×0.021(Km/h)/10(毫秒)。
如以后描述的那樣，為了計算是最終控制車輛速度的一個值的車輛速度命令值VCOM(t)，把車輛速度校正量VSUB(t)作為一個減法項包括。因此，當(dāng)車輛速度校正量VSUB(t)變得較大時，更多地限制車輛速度命令值VCOM(t)。
當(dāng)橫向G值YG(t)變得較大時，校正系數(shù)變大，如圖13中所示。
這是因為當(dāng)橫向G變大時，有對車輛速度命令值VCOM(t)的變化的較大限制。
然而，如圖13中所示，在其中橫向G等于或低于0.1G的情況下，如圖13中所示，把校正系數(shù)零化，確定不必對于車輛速度命令值校正。另外，如果橫向G等于或大于0.3G，則把校正系數(shù)設(shè)置為一個常數(shù)值(例如2)，以便防止在其中橫向G的探測值錯誤地較大的情況下的過分校正，并且因為在正常行駛中不產(chǎn)生上述這樣一個較大的橫向G。
如以后在車輛速度命令值確定塊510中描述的那樣，上述加速開關(guān)操作使目標(biāo)車輛速度升高，即需要加速，把車輛速度命令值變化速率ΔVCOM(t)添加到從其減去車輛速度校正值VSUB(t)的當(dāng)前車輛速度VA(t)上，以計算最終車輛速度命令值VCOM(t)。因此，如果車輛速度命令值變化速率ΔVCOM(t)大于車輛速度校正值，則加速車輛，但如果ΔVCOM(t)小于車輛速度校正值VSUB(t)，則減速車輛。如上所述，通過把圖13中所示的校正系數(shù)與車輛速度命令值變化速率極限值(車輛速度命令值變化速率的最大值)相乘導(dǎo)出車輛速度校正值VSUB(t)。因此例如，如果車輛速度命令值變化速率極限值＝車輛速度命令值變化速率，則保持當(dāng)前車輛速度，因為加速值與減速值相平衡，此時校正系數(shù)是1(在圖13的例子中，YG(t)＝0.2)。詳細(xì)地說，在該例子中，如果橫向G值YG(t)小于0.2，則加速主車輛，而如果YG(t)大于0.2，則減速主車輛。另一方面，如果對溜車開關(guān)30的操作使目標(biāo)車輛速度減小，即需要減速，則從當(dāng)前車輛速度VA(t)減去車輛速度命令值ΔVCOM(t)和車輛速度校正值VSUB(t)以導(dǎo)出車輛速度命令值VCOM(t)。因此，在這種情況下，總是減速主車輛。當(dāng)車輛速度校正值VSUB(t)變得較大時，就是說，當(dāng)橫向G變得較大時，減速數(shù)值變得較大。注意，用于車輛速度命令值變化速率極限值的上述值0.021(km/h)/10(毫秒)是當(dāng)車輛在免稅高速公路上使用時假定的值。
如上所述，根據(jù)在按照橫向G的校正系數(shù)與車輛速度變化速率極限值之間的乘積確定車輛速度校正值VSUB(t)，并且控制車輛速度，從而對于當(dāng)橫向G變大時加大的減法項的值(車輛速度校正值)，防止橫向G變大。然而，如在圖11中所示的轉(zhuǎn)向角信號LPF塊581中解釋的那樣，當(dāng)車輛速度落在較高速度范圍內(nèi)時，降低截止頻率fc。因此，LPF的時間常數(shù)TSTR變大，并且使轉(zhuǎn)向角LPF值θLPF(t)變小，從而由橫向G計算塊582估計的橫向G相應(yīng)地較小。結(jié)果，經(jīng)車輛速度校正量計算圖583導(dǎo)出的車輛速度校正值VSUB(t)較小。然后，從轉(zhuǎn)向角到車輛速度命令值的校正往往變得難以包括(在加速方向的校正)。
下文將進行在這方面的詳細(xì)解釋。
一個關(guān)于車輛對轉(zhuǎn)向角響應(yīng)的特定角頻率ωnSTR的特性在如下公式中描述。ωnSTR=(2W/VA)[Kf·Kr·(1+A·VA2)/mv·I]]]>其中Kf和Kr指示前和后輪胎車輪的有關(guān)功率(對于一個車輪)，W指示軸距，mV指示車輛重量，A指示一個穩(wěn)定性因數(shù)，I指示車輛偏航慣性矩。
在圖14中表示特定角頻率ωnSTR的特性。
如圖14中所示，這種特性是這樣的當(dāng)車輛速度增大時，特定角頻率ωnSTR減小，從而對于轉(zhuǎn)向車輪的車輛響應(yīng)特性變壞。當(dāng)車輛速度減小時，特定角頻率ωnSTR變得較高，并且對于轉(zhuǎn)向角的車輛響應(yīng)特性變得有利。換句話說，當(dāng)車輛速度變高時，即使當(dāng)操作車輛轉(zhuǎn)向車輪時，橫向G也不容易產(chǎn)生。當(dāng)減小車輛速度時，輕微的轉(zhuǎn)向操作使橫向G容易產(chǎn)生。因此，如圖12中所示，當(dāng)車輛速度增大時，減小截止頻率fc，從而減慢響應(yīng)特性，使得不容易對車輛速度命令值施加校正。
其次，圖10中表示的一個車輛速度命令值變化速率確定塊590由圖15中表示的圖根據(jù)在車輛速度VA(t)與車輛速度最大值VSMAX之間的偏差的絕對值，計算一個車輛速度命令值變化速率ΔVCOM(t)。
圖15中表示的圖表示當(dāng)偏差的絕對值|VA-VAMAX|變得較大時，當(dāng)車輛速度命令值變化速度ΔVCOM(t)變大到這樣一種程度，從而ΔVCOM(t)不超過在一個車輛速度控制停止決定塊610中描述的加速控制極限值α?xí)r，所以盡可能快速地增大或減小(加速或減速)車輛速度(這發(fā)生在圖15中表示的范圍B中)。
然后，當(dāng)偏差的絕對值變小時，使車輛速度命令值變化速率ΔVCOM(t)小到這樣一種程度，從而不影響駕駛員的加速感覺，由此防止車輛速度命令最大值VSMAX不超調(diào)(在圖15中的范圍C中)。
在圖15中表示的范圍A中，把ΔVCOM(t)設(shè)置為一個不超過加速極限值α的恒定值(例如0.06G)，而在圖15中的范圍C中，把ΔVCOM(t)設(shè)置為另一個恒定值(例如0.03G)。
而且，車輛速度命令值變化速率確定塊590監(jiān)視從橫向G依賴車輛速度校正量計算塊580輸出的車輛速度校正值VSUB(t)。如果車輛速度校正值VSUB(t)的一個值從零變到除零之外的一個，并且再次返回零，則車輛速度命令值變化速率確定塊590確定主車輛已經(jīng)結(jié)束在彎路上的行駛，并且探測車輛速度VA(t)是否變得等于車輛速度命令最大值VSMAX。
如果確定主車輛已經(jīng)結(jié)束彎路行駛，則車輛速度命令值變化速率確定塊590由車輛速度VA(t)確定車輛速度命令值變化速率ΔVCOM(t)，代替根據(jù)在車輛速度VA(t)與車輛速度命令最大值VSMAX之間的偏差的絕對值使用圖15中表示的圖確定車輛速度命令值變化速率ΔVCOM(t)。在這種情況下，ΔVCOM(t)的特性使用一般表示與圖15中表示的相同趨勢的特性。
就是說，使用一張其中圖15的橫軸從|VA-VSMAX|用車輛速度VA(t)代替的新圖。新圖這樣設(shè)置，從而當(dāng)車輛速度VA(t)變小時，車輛速度命令值變化速率ΔVCOM(t)變小。當(dāng)確定車輛速度VA(t)變得等于車輛速度命令最大值VSMAX時，結(jié)束使用新圖的該過程。
注意，代替其中當(dāng)確定彎路行駛結(jié)束時由實際車輛速度VA(t)確定車輛速度命令值變化速率ΔVCOM(t)的以上例子，車輛速度命令值變化速率確定塊590可以確定，當(dāng)車輛速度校正值VSUB(t)成為除零之外的一個值時開始車輛彎路行駛，以前可以把瞬時車輛速度VA(t)(啟動)存儲在一個存儲器位置，并且可以由差值ΔVA＝VA(開始)-VA(結(jié)束)(即，由于車輛速度命令值的校正造成的車輛速度降低量)確定車輛速度命令值變化速率ΔVCOM(t)。在該時刻的使用特性是一種表示相反趨勢的特性。就是說，新圖是這樣的，圖15的橫軸從|VA-VSMAX|替換成車輛速度差ΔVA，并且當(dāng)車輛速度差ΔVA變大時，把車輛速度命令值變化速率ΔVCOM(t)設(shè)置到一個較小值。該過程繼續(xù)，直到使車輛速度VA(t)等于車輛速度命令最大值VSMAX。
由于校正車輛速度命令值，從而在車輛行駛在彎路上期間橫向G值不指示一個過大值，所以一般減小車輛速度。因此，如上所述，車輛速度命令值變化速率確定塊590如此構(gòu)造，從而在已經(jīng)結(jié)束彎路行駛并且已經(jīng)降低車輛速度之后，按照在彎路行駛結(jié)束處的車輛速度VA(t)或在彎路行駛的這些開始與其結(jié)束之間(即，在由于對車輛速度命令值進行的校正造成的車輛速度降之前和之后)的車輛速度差ΔVA，修改車輛速度命令值變化速率ΔVCOM(t)。
估計在其中當(dāng)結(jié)束彎路行駛時車輛速度較小的情況下，或在其中車輛速度差ΔVA較大的情況下，由于其上主車輛已經(jīng)行駛的彎路的較小彎曲半徑(急彎)已經(jīng)降低車輛速度。然后，有較大可能性，當(dāng)主車輛行駛在諸如字母S形彎路(或急轉(zhuǎn)彎)之類的連續(xù)曲折道路上時，導(dǎo)致上述情形。因此，在其中當(dāng)結(jié)束彎路行駛時車輛速度較低的情況下，或在其中車輛速度差ΔVA較大的情況下，使車輛速度命令值變化速率ΔVCOM(t)較小，從而使借助于車輛速度命令值的在主動車輛速度控制期間的加速較小。因而，當(dāng)主車輛正行駛在連續(xù)的字母S形彎路上時，不會執(zhí)行對于彎路的每次轉(zhuǎn)彎的較大加速。
類似地，在其中當(dāng)結(jié)束彎路行駛時車輛速度較高的情況下，或在其中車輛速度差ΔVA較小的情況下，車輛速度命令值變化速率確定塊590確定在其上主車輛正在行駛的彎路是單個彎路，并且加大車輛速度命令值變化速率ΔVCOM(t)。這使得在要執(zhí)行的單個彎路行駛結(jié)束時立即加速，從而沒有加速變鈍和車輛駕駛員給出不足感覺的可能性。
如上所述，車輛速度命令值變化速率確定塊590如此構(gòu)造，從而在其中在實際車輛速度VA(t)與修改后設(shè)置車輛速度(在上述情況下，對應(yīng)于車輛速度命令最大值VSMAX)之間的偏差較大的情況下，加大車輛速度命令值變化速率ΔVCOM(t)(使得變大)，如圖15的圖中所示。
因此，在其中主車輛根據(jù)來自圖1A中表示的車輛間距離控制塊105的輸出信號正在跟隨前面車輛并且正行駛在其中在車輛間距離控制中的設(shè)置車輛速度與實際車輛速度不同的情況下，按照在修改設(shè)置車輛速度與實際車輛速度之間的偏差設(shè)置車輛速度命令值變化速率ΔVCOM(t)。
詳細(xì)地說，在其中在實際車輛速度VA(t)與修改后(在修改后)設(shè)置車輛速度之間的偏差較小的情況下，即使在修改之前和之后的設(shè)置車輛速度顯著不同，也根據(jù)一個較小車輛速度命令值變化速率ΔVCOM(t)改變車輛速度(加速或減速)。因此，在其中駕駛員已經(jīng)要求稍微減小車輛速度的情況下，車輛速度的這種變化能與駕駛員的駕駛感覺相匹配。另外，在其中在實際車輛速度與設(shè)置車輛速度之間的偏差較大的情況下，以較大車輛速度變化速率變化車輛速度。因此，車輛速度能快速收斂到修改后的新設(shè)置車輛速度。例如，能實現(xiàn)這樣一種控制，與諸如希望車輛速度大大地減小之類的駕駛員的駕駛感覺相一致。
其次，再參照圖10，車輛速度命令值確定塊510以如下方式計算車輛速度命令值VCOM(t)接收車輛速度VA(t)、車輛速度校正值VSUB(t)、車輛速度命令值變化速率ΔVCOM(t)、及車輛速度命令最大值VSMAX。
(1)出現(xiàn)這樣一種情形，其中車輛速度命令最大值VSMAX大于車輛速度VA(t)，即經(jīng)操作加速開關(guān)40(或恢復(fù)開關(guān))要求加速。
VCOM(t)＝min[VSMAX，VA(t)+ΔVCOM(t)-VSUB(t)]。
換句話說，通過從VSMAX和值VA(t)+ΔVCOM(t)-VSUB(t)選擇較小的一個，確定車輛速度命令值VCOM(t)。
(2)一種其中VSMAX＝VA(t)的情形，即把車輛速度保持在一個恒定速度下。
VCOM(t)＝VSMAX-VSUB(t)。
換句話說，把車輛速度VCOM(t)確定為從車輛速度校正值VSUB(t)減去車輛速度命令最大值VSMAX的結(jié)果。
(3)出現(xiàn)這樣一種情形，其中車輛速度命令最大值VSMAX小于車輛速度VA(t)，即通過操作溜車開關(guān)30要求減速。
VCOM(t)＝max[VSMAX，VA(t)-ΔVCOM(t)-VSUB(t)]換句話說，通過從VSMAX和值VA(t)-ΔVCOM(t)-VSUB(t)選擇較大的一個確定車輛速度命令值VCOM(t)。
然而，注意，車輛速度命令值確定塊510從車輛間距離控制塊105輸入車輛間相關(guān)控制車輛速度命令值V*(t)，并且從車輛間距離傳感器15輸入以前標(biāo)志F，及完成一個下面描述的過程。
(4)一種其中接收以前標(biāo)志F的情形。
如果接收以前標(biāo)志F(注意該標(biāo)志指示前面車輛存在)，則車輛速度命令值確定塊510把車輛間相關(guān)控制車輛速度命令值L*(t)與車輛速度命令最大值VSMAX相比較，把這兩個比較值較小的一個選擇為一個VCO(t)，并且使用如下公式計算VCOM(t)。
就是說，VCOM(t)＝VCO(t)-VSUB(t)。
如上所述，車輛速度命令值確定塊510確定車輛速度命令值VCOM(t)，并且按照確定的車輛速度命令值VCOM(t)控制車輛速度。
其次，一個驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值計算塊530接收車輛速度命令值VCOM(t)和車輛速度VA(t)，并且按如下方式計算一個驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值dFC(t)。
圖16表示驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值計算塊530的一個內(nèi)部塊的例子。
車輛速度命令值VCOM(t)是輸入而車輛速度VA(t)是輸出的傳遞特性GV(s)能在如下公式中表示。
GV(s)＝1/(TV·s+1)·e(-LV·s)。
在以上公式中，TV指示一階滯后時間常數(shù)，而LV指示由車輛傳動系系統(tǒng)的延遲造成的死時間。
另外，借助于作為一個操作變量的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值dFC(t)和作為一個受控變量的車輛速度VA(t)模型化受控物體的車輛模型，從而車輛傳動系的運動能以下面描述的簡單線性模型表示。
VA(t)＝1/(mV·Rt·s)·e(-LV·s)·dFC(t)。
在以上公式中，Rt指示輪胎有效轉(zhuǎn)動半徑，而mV指示車輛質(zhì)量。
由于使驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值dFC(t)是輸入和車輛速度VA(t)是輸出的車輛模型是1/s的形式，車輛模型因此具有積分特性。
注意，如果使在其中車輛速度VA(t)是輸出而驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值dFC(t)是輸入的情況下受控物體的響應(yīng)特性，與具有預(yù)定一階滯后TV和死時間LV的元件的傳遞特性GV(s)相一致，則能使用C1(s)、C2(s)和C3(s)定義如下。也要注意，C1(s)指示借助于近似零化技術(shù)確定的一個外部干擾估計器，C2(s)指示借助于近似零化技術(shù)確定的另一個外部干擾估計器，這些估計器是起作用抑制由外部干擾或模型化誤差引起的影響的補償器，及C3(s)指示借助于模型匹配技術(shù)確定的補償器。
補償器C1(s)＝e(-LV·s)/(TH·s+1)；和補償器C2(s)＝(mV·Rt·s)/(TH·s+1)。
在這時，外部干擾估計值dV(t)按如下給出dV(t)＝C2(s)·VA(t)-C1(s)·dFC(t)。
另外，假定忽略受控系統(tǒng)的死時間，并且一個標(biāo)準(zhǔn)模型GV(s)是時間常數(shù)TV的一階低通濾波器。補償器C3(s)是按如下描述的常數(shù)。
補償器C3(s)＝mV·Rt/TV借助于三個補償器C1(s)、C2(s)和C3(s)，在如下公式中計算和確定驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值dFC(t)。
就是說，dFC(t)＝C3(s)·{VCOM(t)-VA(t)}-{C2(s)·VA(t)-C1(s)·dFC(t)}。
根據(jù)驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值dFC(t)控制驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。
詳細(xì)地說，驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值計算塊530使用圖17中所示代表以前測量的發(fā)動機非線性穩(wěn)定特性的圖，計算使一個實際驅(qū)動轉(zhuǎn)矩dFA(t)與驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值dFC(t)相一致的油門開口命令值，并且如果發(fā)動機負(fù)轉(zhuǎn)矩不足，則把dFC(t)分配到一個車輛傳動系統(tǒng)或剎車系統(tǒng)，以補償不足的負(fù)發(fā)動機驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。以這種方式，用于節(jié)流閥開口角度、一個無級變速箱、及剎車系統(tǒng)的控制允許發(fā)動機非線性穩(wěn)定特性的線性化。
注意，在其中無級變速箱70提供有一個帶有一個安裝的鎖定機構(gòu)的液力變扭器的情況下，一個鎖定狀態(tài)信號LUS從無級變速箱70的一個控制器輸入，并且驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值計算塊530確定變扭器是否處于鎖定狀態(tài)下，并且在鎖定狀態(tài)確定的情況下，加大時間常數(shù)TH(該時間常數(shù)在圖16中的C1(s)、C2(s)和C3(s)的每個分母中描述)。因而，車輛速度控制反饋校正量(保持一種希望響應(yīng)特性的一個反饋環(huán)路的校正系數(shù))變小，從而使響應(yīng)特性與在同鎖定狀態(tài)相比在未鎖定狀態(tài)時延遲的受控物體的特性相一致。因此，在鎖定狀態(tài)和未鎖定狀態(tài)兩種的每一種下都能保證車輛速度控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
盡管圖16表示包括補償受控物體的傳遞特性的補償器C1(s)和C2(s)及實現(xiàn)設(shè)計者定義的響應(yīng)特性的C3(s)的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值計算塊530，但圖21表示驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值計算塊530的一個選擇例，它包括一個補償以給出由設(shè)計者定義的任意響應(yīng)特性的一個預(yù)補償器CF(s)、一個計算由設(shè)計者定義的任意響應(yīng)特性的標(biāo)準(zhǔn)模型計算塊CR(s)′、及一個補償與標(biāo)準(zhǔn)模型計算塊CR(s)的響應(yīng)特性的偏差的反饋補償器C3(s)′。
詳細(xì)地說，在圖21中，預(yù)補償器CF(s)使用在如下公式中定義的一個濾波器計算一個基準(zhǔn)驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值dFC1(t)，以便相對于車輛速度命令值VCOM(t)實現(xiàn)實際車輛速度VA(t)的傳遞函數(shù)GV(s)。
就是說，dFC1(t)＝mV·RT·VCOM(t)/(TV·s+1)。
標(biāo)準(zhǔn)模型計算塊CR(s)由傳遞函數(shù)GV(s)和車輛速度命令值VCOM(t)計算一個目標(biāo)響應(yīng)VT(t)。
就是說，VT(t)＝GV(s)·VCOM(t)。
反饋補償器C3(s)′計算一個驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值校正量dV(t)′，以便消除在目標(biāo)響應(yīng)VT(t)與實際車輛速度VA(t)之間的這樣一種偏差，條件是該偏差發(fā)生。
詳細(xì)地說，驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值校正量dV(t)′按如下公式表達。
就是說，dV(t)′＝[(KP·s+KI)/s][VT(t)-VA(t)]。
在以上公式中，KP指示反饋補償器C3(s)′的比例控制增益，而KI指示反饋補償器C3(s)′的積分控制增益。
注意，驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值校正量dV(t)′與參照圖16中在以上描述的外部干擾估計值dV(t)相對應(yīng)。
如果表示在圖21中的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值校正量計算塊根據(jù)鎖定狀態(tài)信號LUS確定未鎖定狀態(tài)發(fā)生，則該塊計算校正量dV(t)′。
就是說，dV(t)′＝[(KP′·s+KI′)/s][VT(t)-VA(t)]。
在以上公式中，KP′＜KP，并且KI′＜KI。
因此，由基準(zhǔn)驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值dFC1(t)和驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值校正量dV(t)′按如下計算驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值dFC(t)。
就是說，dFC(t)＝dFC1(t)+dV(t)′。
由于與鎖定時間相比在未鎖定時間期間使反饋增益較小，所以使驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值校正量的變化速率較小。由于與鎖定狀態(tài)相比能使響應(yīng)特性與在未鎖定狀態(tài)期間延遲的受控物體的響應(yīng)特性相符，所以能保證車輛速度控制系統(tǒng)在鎖定狀態(tài)和未鎖定狀態(tài)兩個時間的每一個期間的穩(wěn)定性。
其次，下面將描述在圖10中表示的一個致動器驅(qū)動系統(tǒng)。
一個傳動比(傳動比率)命令值計算塊540輸入驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值dFC(t)、車輛速度VA(t)、溜車開關(guān)30的輸出、及一個加速踏板傳感器90的輸出，計算一個傳動齒輪比命令值DRATIO(t)，并且把計算的傳動比命令值DRATIO輸出到無級變速箱(CVT)70。
(1)一種其中溜車開關(guān)30處于斷狀態(tài)下的情形。
傳動(齒輪)比命令值計算塊540根據(jù)車輛速度VA(t)和驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值dFC(t)由圖18中表示的節(jié)流閥開口角度估計圖計算油門開口角度估計值TVOEST1。
然后，傳動(齒輪或速度)比命令值計算塊540根據(jù)節(jié)流閥估計值TVOEST1和車輛速度VA(t)由圖19中表示的CVT傳動(齒輪)速度比圖計算一個發(fā)動機轉(zhuǎn)動速度命令值NIN-COM。然后，由車輛速度VA(t)和發(fā)動機速度命令值NIN-COM使用如下公式導(dǎo)出速度比命令值DRATIO(t)。
DRATIO(t)＝NIN-COM·2π·Rt/[60·VA(t)·Gf]，其中Gf指示最終傳動比。
(2)一種其中溜車開關(guān)30處于通狀態(tài)下的情形。
傳動(齒輪或速度)比命令值計算部分540在其中借助于操作接通的溜車開關(guān)30減小車輛速度命令最大值VSMAX的情況下，把一個以前傳動(齒輪)比命令值DRATIO(t-1)保持為傳動(齒輪)比命令值DRATIO(t)。即使連續(xù)接通溜車開關(guān)30，也把傳動(齒輪或速度)比保持在緊在接通溜車開關(guān)30之前的一個以前值(即，保持以前值，直到溜車開關(guān)30從通狀態(tài)轉(zhuǎn)到斷狀態(tài))。因此，沒有掛低檔發(fā)生。所以，在其中大大地降低設(shè)置車輛速度之后通過加速開關(guān)40使設(shè)置車輛速度返回原始設(shè)置車輛速度的情況下，在開口方向控制發(fā)動機節(jié)流閥以加速主車輛。然而，即使這發(fā)生，由于不執(zhí)行換低檔操作，所以發(fā)動機速度也不會迅速增大，并且能防止對車輛駕駛員給出的噪聲的產(chǎn)生。
一個實際傳動(齒輪)比(在無級變速箱70情況下的速度比)計算塊550根據(jù)發(fā)動機速度NE(t)和車輛速度VA(t)使用如下公式計算實際速度比RATIO(t)就是說，RATIO(t)＝NE(t)/[VA(t)·Gf·2π·Rt]。
注意，發(fā)動機速度NE(t)由一個由發(fā)動機點火信號探測發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)角的發(fā)動機速度傳感器80探測。
圖10中表示的的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩命令值計算塊560由驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值dFC(t)和RATIO(t)按照如下公式計算一個發(fā)動機轉(zhuǎn)矩命令值TECOM(t)。
就是說，TECOM(t)＝dFC(t)/[Gf·RATIO(t)]。
一個目標(biāo)油門開口(角度)計算塊570根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)矩命令值TECOM(t)和發(fā)動機速度NE(t)由圖20中表示的發(fā)動機整體性能圖計算一個目標(biāo)油門開口角度TVOCOM(t)，并且把計算的TVOCOM(t)輸出到一個油門致動器60。
圖10中表示的一個剎車壓力命令值計算塊630由圖20中表示的發(fā)動機整體性能圖計算在全閉油門期間的一個發(fā)動機剎車轉(zhuǎn)矩TECOM′，由發(fā)動機剎車轉(zhuǎn)矩TECOM′和發(fā)動機轉(zhuǎn)矩命令值TECOM(t)按照如下公式計算一個剎車壓力命令值REFPBRK(t)，及把REFPBRK(t)輸出到一個剎車致動器50。
就是說，REFPBRK(t)＝(TECOM-TECOM′)·Gm·Gf/{4·(2·AB·RB·μB)}。
在以上公式中，Gm指示無級變速箱70的速度比，AB指示車輪缸力(缸壓力·面積)，RB指示一個盤形轉(zhuǎn)子有效半徑，及μB指示一個剎車墊摩擦系數(shù)。
其次，下面將描述車輛速度控制的一個懸掛過程。
在圖10中表示的一個車輛速度懸掛決定塊620輸入由加速踏板傳感器90探測的一個加速操縱變量APO，并且把加速操縱變量APO與一個預(yù)定值相比較。
該預(yù)定值等效于與從一個目標(biāo)油門開口角度計算塊570輸入的目標(biāo)油門開口角度TVOCOM，即是與在執(zhí)行自動車輛速度控制的時刻的自動控制車輛速度相對應(yīng)的節(jié)流閥開口角度值，相對應(yīng)的加速操縱變量APO1。
如果加速操縱變量大于預(yù)定值，即車輛駕駛員已經(jīng)壓下加速踏板，(換句話說，當(dāng)把節(jié)流閥打開得比在該時刻借助于油門致動器60打開的節(jié)流閥開口角度寬時)，則輸出一個車輛速度控制懸掛信號。
在接收到車輛速度控制懸掛信號時，驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值計算塊530和目標(biāo)油門開口(角度)計算塊570初始化當(dāng)前算術(shù)運算(零化變量)，并且變速箱(CVT)70經(jīng)CYT控制器進行從巡航行駛目的速度比(傳動比)圖至正常行駛目的速度比圖的切換。換句話說，懸掛經(jīng)自動控制的巡航行駛，而執(zhí)行響應(yīng)車輛駕駛員的加速操作的正常行駛控制。
無級變速箱70提供有正常行駛目的速度比圖和巡航行駛速度比圖。在巡航行駛控制的懸掛期間，車輛速度控制塊500把一個開關(guān)命令輸出到無級變速箱70，以把圖從巡航行駛目的速度比圖切換到正常行駛目的速度比圖。正常行駛目的速度比圖是這樣一種控制圖，從而在加速期間的換低檔是不適中的而是劇烈的(響應(yīng)特性是有利的)，而巡航行駛目的速度比圖是這樣一種控制圖，從而給出舒適感覺，并且響應(yīng)特性是適中的。因此，切換使車輛駕駛員不會感覺不足。
另外，車輛速度控制懸掛決定塊620在加速操縱變量APO返回一個小于預(yù)定值的值時，停止輸出車輛速度懸掛信號的輸出，而在其中APO返回小于預(yù)定值的值并且車輛速度VA(t)大于車輛速度命令最大值VCMAX的情況下，把一個減速請求輸出到驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值計算塊530。然后，在其中停止車輛速度懸掛信號的輸出并且輸入減速請求的情況下，驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值計算塊530把計算的驅(qū)動力命令值dFC(t)輸出到目標(biāo)節(jié)流閥開口角度計算塊570，以便通過來自驅(qū)動力命令值dFC(t)的計算節(jié)流閥開口角度實現(xiàn)減速控制。在其中僅通過完全關(guān)閉的節(jié)流閥的剎車力不足的情況下，傳動(或速度或齒輪)比命令值計算塊540把傳動(或速度或齒輪)比命令值DRATIO(換低檔請求)輸出到無級變速箱，從而執(zhí)行CVT 70的換低檔操作以補償不足的剎車力，而不顧車輛行駛在上坡、下坡或平路上，以實現(xiàn)無級變速箱的節(jié)流閥開口角度控制和速度比控制。
另外，在其中驅(qū)動(在這種情況下是剎車)力命令值dFC(t)較大并且由無級變速箱70的換低檔操作引起的剎車力給出一個上限的情況下，當(dāng)車輛正行駛在平路上時，驅(qū)動力一般(通常)由剎車系統(tǒng)的致動補償。然而，當(dāng)車輛正行駛在下坡上時，從驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值計算塊530向剎車壓力命令值計算塊630輸出一個剎車控制禁止信號BP，由此禁止在行駛在下坡上期間的剎車控制。執(zhí)行上述這樣一種控制的原因如下。就是說，如果當(dāng)車輛正行駛在下坡上時使用剎車系統(tǒng)執(zhí)行減速，則變得必須經(jīng)剎車系統(tǒng)連續(xù)剎車。象剎車衰減現(xiàn)象之類的這樣一種問題可能發(fā)生。為了避免上述剎車衰減現(xiàn)象的發(fā)生，執(zhí)行車輛速度控制，以便在行駛在下坡上期間僅通過由節(jié)流閥開口角度和無級變速箱70的換低檔控制引起的減速得到必須的剎車力，而不使用車輛的剎車系統(tǒng)。
根據(jù)上述方法，即使在巡航行駛控制之后懸掛之后通過由車輛駕駛員臨時壓下加速踏板恢復(fù)巡航行駛控制，無級變速箱的換低檔操作也能實現(xiàn)比僅通過節(jié)流閥的完全關(guān)閉大的減速。因此，能縮短至目標(biāo)車輛速度的收斂時間持續(xù)。
另外，由于在車輛速度控制中使用無級變速箱70，所以即使車輛行駛在長下坡上，也不會發(fā)生所謂的換檔沖擊。而且，由于減速大于僅通過用于節(jié)流閥的完全關(guān)閉控制的減速，并且根據(jù)車輛速度命令值變化速率ΔVCOM(t)控制節(jié)流閥開口角度和傳動(齒輪或速度)比以實現(xiàn)驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，所以能實現(xiàn)保持預(yù)定減速的平穩(wěn)減速。
注意，由于在換低檔操作期間在一般適用的多重比嚙合傳動中發(fā)現(xiàn)換檔沖擊，所以沒有執(zhí)行用于上述這樣一種自動變速箱的換低檔控制，但是如果在以前提出的車輛速度控制系統(tǒng)中已經(jīng)使用自動變速箱，則即使在其中減速控制請求發(fā)生的情況下，也才執(zhí)行節(jié)流閥完全關(guān)閉控制。然而，由于使用無級變速箱，所以能實現(xiàn)平穩(wěn)換檔操作而沒有換檔沖擊。因此，在比僅通過節(jié)流閥開口角度的完全關(guān)閉控制大的減速下的上述控制的實現(xiàn)，能實現(xiàn)平穩(wěn)減速。
其次，將在下面描述車輛速度控制的一個停止過程。
圖10中表示的一個驅(qū)動車輪加速計算塊600輸入車輛速度VA(t)，并且使用如下公式計算一個驅(qū)動車輪加速αOBS(t)。就是說，αOBS(t)＝[KOBS·s/(TOBS·s2+s+KOBS)]·VA(t)。
在以上公式中，KOBS指示一個常數(shù)，而TOBS指示一個時間常數(shù)。
注意，由于在以上公式中的車輛速度VA(t)是一個由上述輪胎車輪(驅(qū)動車輪)的轉(zhuǎn)動速度計算的值，所以其值與驅(qū)動車輪的車輛速度相對應(yīng)，而驅(qū)動車輪加速αOBS(t)是從驅(qū)動車輪加速VA(t)導(dǎo)出的車輛速度的變化速度(驅(qū)動車輪加速)的值。
一個車輛速度控制停止決定塊610把驅(qū)動車輪加速αOBS(t)與一個預(yù)定加速極限值α相比較(α指示與車輛速度的變化速率相對應(yīng)的加速值，并且例如0.2G)。如果驅(qū)動車輪加速αOBS(t)超過加速極限值α，則輸出一個車輛速度控制停止信號。根據(jù)該車輛速度控制停止信號，驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值計算塊530和目標(biāo)油門開口角度計算塊570初始化其算術(shù)運算(計算)。注意，一旦停止車輛速度控制，控制就不會返回車輛速度控制，直到再次把設(shè)置開關(guān)20接通。
在圖10中敘述的車輛速度控制塊500是一種以基于根據(jù)車輛速度命令值變化速率確定塊590確定的車輛速度命令值變化速率ΔVCOM的車輛速度命令值控制車輛速度的系統(tǒng)。因此，在正常狀態(tài)下，超過車輛速度命令值變化速率極限值的車輛速度變化不會發(fā)生[例如0.06G＝0.021(km/h)/10(毫秒))。所以，如果驅(qū)動車輪加速αOBS(t)超過比對應(yīng)于上述車輛速度命令值變化速率極限值的一個值大的一個預(yù)定加速極限值α(例如0.2G)，則有在驅(qū)動車輪上出現(xiàn)滑動的較高可能性。因而，通過把驅(qū)動車輪加速αOBS(t)與預(yù)定加速極限值α(例如0.2G)相比較，能探測在驅(qū)動車輪上的滑動。因此，在諸如牽引控制系統(tǒng)(TCS)之類的滑動抑制系統(tǒng)中不必另外安裝一個加速傳感器或探測在驅(qū)動車輪之一與從動車輪之一之間的轉(zhuǎn)動速度差。根據(jù)車輛速度傳感器(探測驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動速度的傳感器)的輸出能導(dǎo)出驅(qū)動車輪加速αOBS，從而能進行車輛速度控制的滑動發(fā)生確定和停止確定。
另外，通過加大車輛速度命令值ΔVCOM，能改進對于目標(biāo)車輛速度的響應(yīng)特性。注意，代替根據(jù)在驅(qū)動車輪加速αOBS(t)與一個預(yù)定值之間的比較結(jié)果確定巡航行駛控制停止，在其中在由車輛速度命令值變化速率確定塊590計算的車輛速度命令值變化速率ΔVCOM與驅(qū)動車輪加速αOBS(t)之間的差變得等于或大于一個預(yù)定值的情況下，可以執(zhí)行車輛速度控制停止。
另外，車輛速度命令值確定塊510確定是否根據(jù)前面車輛標(biāo)志F探測車輛。如果確定沒有探測到前面車輛，則車輛速度命令值確定塊510確定由其本身計算的車輛速度命令值VCOM(t)是否高于輸入車輛速度VA(t)，并且確定車輛速度是否在減速模式中變化(即，是否VSMAX＜VA(t))。然后，把車輛速度命令值VCOM設(shè)置為車輛速度VA(t)或一個較小預(yù)定車輛速度VCOM(t)(例如，從主車輛的車輛速度減去5km/h的一個值)。然后，把C1(s)和C2(s)每一個積分器的初始值設(shè)置為車輛速度VA(t)，從而零化在圖16中表示的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值計算塊530中C2(s)·VA(t)-C1(s)·dFC(t)＝dV(t)的輸出。因此，C1(s)和C2(s)的每一個輸出指示車輛速度VA(t)。因此，外部干擾估計值dV(t)指示零。
而且，一種其中是VCOM(t)的一個變化速率的ΔVCOM(t)在減速側(cè)比預(yù)定值(0.06G)大的情形是執(zhí)行上述停止控制的計時。
由于這減小多余的初始化(VA(t)→VCOM(t)初始化和積分器初始化)，所以能減輕減速沖擊。
在其中車輛速度命令值(直到車輛速度達到一個目標(biāo)車輛速度的瞬時控制命令值)大于實際車輛速度VA(t)并且在減速側(cè)出現(xiàn)車輛速度命令值的時間變化的情況下，把車輛速度命令值修改到實際車輛速度或者等于或小于實際車輛速度的預(yù)定車輛速度，從而能把車輛速度快速收斂到目標(biāo)車輛速度。通過使用設(shè)置實際車輛速度或比實際車輛速度低初始化驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值計算塊530能保持控制連續(xù)性。
注意，在其中控制車輛速度以使實際車輛間距離與一個目標(biāo)車輛間距離重合、從而車輛正在行駛保持由車輛駕駛員設(shè)置的對于前面車輛的目標(biāo)車輛間距離的一種車輛速度控制系統(tǒng)中，設(shè)置車輛速度命令值以保持目標(biāo)車輛間距離。然而，如果車輛速度控制系統(tǒng)(與車輛速度控制塊500相對應(yīng))確定根據(jù)輸入前面車輛標(biāo)志F探測到前面車輛，則在其中實際車輛間距離等于或短于預(yù)定值并且車輛速度命令值變化速率ΔVCOM大于在減速側(cè)中的預(yù)定值(0.06G)的情況下，執(zhí)行車輛速度命令值VCOM(t)的修改[VA(t)→VCOM(t)]和驅(qū)動轉(zhuǎn)矩命令值計算塊530(具體地說，其中包括的積分器)的初始化。因而，能把實際車輛間距離快速收斂到目標(biāo)車輛間距離。所以，沒有過分接近前面車輛的可能性，并且能保持控制的連續(xù)性。另外，這引起多余初始化[VA(t)、ΔVCOM(t)的初始化]的減少，從而能減小減速沖擊的數(shù)量。
注意，車輛駕駛員包括車輛使用者或經(jīng)上述開關(guān)操作安裝在主車輛中的自動車輛速度控制系統(tǒng)的操作者。
日本專利申請No.2000-148742(在日本申請于2000年5月19日)、No.2000-148762(在日本申請于2000年5月19日)、No.2000-148847(在日本申請于2000年5月19日)、及No.2000-143581(在日本申請于2000年5月16日)的整個內(nèi)容通過參考包括在這里。
上述實施例的修改和變更對于借助于以上講授的熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員將會出現(xiàn)。參照如下權(quán)利要求書定義本發(fā)明的范圍。
根據(jù)本發(fā)明的自動車輛速度控制系統(tǒng)和方法適用于這樣的機動車輛，其中裝有一個無級變速箱和一個探測從該車輛到行駛在該車輛前的前面車輛的距離的車輛間距離傳感器。
表1ddtLT(t)′ΔVT(t)′=01-ωnT2-2ζT·ωnTLT(t)·ΔVT(t)′0ωnT2L*(t)]]>LT(t)ΔVT(t)=e-Lv·s00e-Lv·sLT(t)′ΔVT(t)′]]>表2Vc(t)=1TvLT(t)′ΔVT(t)′]]>
權(quán)利要求
1.一種用于機動車輛的自動車輛速度控制系統(tǒng)，包括一個車輛間距離探測器，探測從該車輛到正在行駛在該車輛前的前面車輛的車輛間距離；一個車輛速度探測器，探測車輛的車輛速度；一個相對速度探測器，探測該車輛對于前面車輛的相對速度；一個車輛間距離命令值計算部分，計算車輛間距離的一個命令值；一個控制響應(yīng)特性確定部分，按照相對速度確定車輛間相關(guān)反饋控制系統(tǒng)的響應(yīng)特性；一個響應(yīng)特性校正部分，至少按照由車輛間距離探測器探測的車輛間距離校正由控制響應(yīng)特性確定部分確定的車輛間相關(guān)反饋控制系統(tǒng)的響應(yīng)特性；一個車輛速度命令值計算部分，根據(jù)由響應(yīng)特性校正部分校正的車輛間相關(guān)反饋控制系統(tǒng)的響應(yīng)特性，計算車輛間相關(guān)控制車輛速度命令值；及一個車輛速度控制部分，以這樣一種方式控制車輛驅(qū)動力、車輛剎車力、及無級變速箱的速度比的至少一個，從而使由車輛速度探測器探測的車輛速度基本上等于車輛速度命令值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于機動車輛的自動車輛速度控制系統(tǒng)，其中控制響應(yīng)特性確定部分以這樣一種方式確定響應(yīng)特性，從而當(dāng)探測的相對速度變得較大時，響應(yīng)特性變得較快。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于機動車輛的自動車輛速度控制系統(tǒng)，其中響應(yīng)特性校正部分以這樣一種方式校正響應(yīng)特性，從而當(dāng)探測的車輛間距離的數(shù)值在等于或大于一個預(yù)定車輛間距離的車輛間距離范圍內(nèi)變得較大時，響應(yīng)特性變得較慢。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于機動車輛的自動車輛速度控制系統(tǒng)，其中響應(yīng)特性校正部分以這樣一種方式校正響應(yīng)特性，從而當(dāng)探測的車輛間距離的數(shù)值在等于或小于一個預(yù)定車輛間距離的車輛間距離范圍內(nèi)變得較小時，響應(yīng)特性變得較快。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于機動車輛的自動車輛速度控制系統(tǒng)，其中響應(yīng)特性校正部分以這樣一種方式校正車輛間相關(guān)反饋控制系統(tǒng)的響應(yīng)特性，從而在探測的車輛間距離等于或大于一個比一個第一預(yù)定值大的第二預(yù)定值時的響應(yīng)特性，變得比當(dāng)探測車輛間距離落在第一預(yù)定值與第二預(yù)定值之間的范圍內(nèi)時的慢，并且在探測車輛間距離等于或小于第一預(yù)定值時，當(dāng)探測車輛間距離變得較大時變得較慢，而當(dāng)探測車輛間距離變得較小時變得較快。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于機動車輛的自動車輛速度控制系統(tǒng)，其中響應(yīng)特性確定部分包括一個反饋系統(tǒng)阻尼因數(shù)確定塊，按照相對速度以這樣一種方式確定車輛間距離反饋控制系統(tǒng)阻尼系數(shù)ζnDB，以便是恒定的而與相對速度的絕對值無關(guān)；一個反饋系統(tǒng)特定角頻率確定塊，按照相對速度以這樣一種方式確定車輛間距離反饋控制系統(tǒng)特定角頻率ωnBD，以便當(dāng)相對速度的絕對值變得較小時變得較小，而當(dāng)相對速度的絕對值變得較大時變得較大；及一個反饋常數(shù)確定塊，根據(jù)特定角頻率和阻尼因數(shù)確定反饋常數(shù)fL和fV。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于機動車輛的自動車輛速度控制系統(tǒng)，其中響應(yīng)特性校正部分包括一個反饋系統(tǒng)特定角頻率第一校正部分，通過一個當(dāng)車輛間距離數(shù)值等于或小于第一預(yù)定值時等于或大于一而當(dāng)車輛間距離數(shù)值等于或大于第二預(yù)定值時小于一的第一校正系數(shù)CD1，校正特定角頻率ωnDB。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于機動車輛的自動車輛速度控制系統(tǒng)，進一步包括一個路面坡度探測器，探測與其上車輛正在行駛的傾斜路面的坡度相對應(yīng)的值，并且其中當(dāng)車輛正行駛在斜坡上時，響應(yīng)特性校正部分按照與傾斜路面的坡度相對應(yīng)的值校正確定的響應(yīng)特性。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于機動車輛的自動車輛速度控制系統(tǒng)，進一步包括一個路面坡度探測器，探測與其上車輛正在行駛的傾斜路面的坡度相對應(yīng)的值，其中車輛間距離命令值計算部分包括一個車輛間距離命令值確定塊，根據(jù)探測的車輛速度和探測的相對速度計算在其下保持探測車輛間距離的車輛間距離命令值，并且其中當(dāng)車輛正行駛在斜坡上時，按照用于與斜坡的路面坡度相對應(yīng)的值的一個第四校正系數(shù)CD4校正車輛間距離命令值L*(t)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于機動車輛的自動車輛速度控制系統(tǒng)，其中根據(jù)來自受控物體的標(biāo)準(zhǔn)動態(tài)特性的外部干擾的偏差，確定與斜坡路面坡度相對應(yīng)的值。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于機動車輛的自動車輛速度控制系統(tǒng)，其中響應(yīng)特性確定部分包括一個反饋系統(tǒng)阻尼因數(shù)確定塊，按照相對速度以這樣一種方式確定車輛間距離反饋控制系統(tǒng)阻尼系數(shù)ζnDB，以便是恒定的而與相對速度的絕對值無關(guān)；一個反饋系統(tǒng)特定角頻率確定塊，按照相對速度以這樣一種方式確定車輛間距離反饋控制系統(tǒng)特定角頻率ωnDB，以便當(dāng)相對速度ΔV(t)的絕對值變得較小時變得較小，而當(dāng)相對速度的絕對值變得較大時變得較大；及一個反饋常數(shù)確定塊，根據(jù)特定角頻率和阻尼因數(shù)確定反饋常數(shù)fL和fV，其中響應(yīng)特性校正部分包括一個反饋系統(tǒng)特定角頻率第一校正部分，通過一個當(dāng)車輛間距離數(shù)值等于或小于第一預(yù)定值時等于或大于一而當(dāng)車輛間距離數(shù)值等于或大于比第一預(yù)定值大的第二預(yù)定值時小于一的第一校正系數(shù)CD1，校正特定角頻率ωnDB；并且其中響應(yīng)特性校正部分進一步包括一個反饋系統(tǒng)阻尼因數(shù)校正塊，通過一個當(dāng)與斜坡的道路坡度表面相對應(yīng)的值落在一個預(yù)定小范圍內(nèi)時指示一而當(dāng)與路面坡度相對應(yīng)的值φA(t)的值超過預(yù)定小范圍并且變得更大時指示一個比一大的值的第三校正系數(shù)CD3，校正確定的阻尼因數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于機動車輛的自動車輛速度控制系統(tǒng)，進一步包括一個車輛間時間持續(xù)設(shè)置部分，能夠經(jīng)通過車輛使用者的操縱可變地設(shè)置一個車輛間時間持續(xù)dT(t)，車輛間時間持續(xù)定義為從前面車輛已經(jīng)停止的時刻到如果停止前面車輛則該車輛已經(jīng)到達前面車輛的時刻的時間持續(xù)，并且其中車輛間距離命令值確定部分包括一個設(shè)置車輛間時間持續(xù)相位提前補償塊，把當(dāng)前設(shè)置車輛間時間持續(xù)dT(t)與以前設(shè)置車輛間時間持續(xù)dT(t-1)相比較，以便確定車輛駕駛員是否操縱車輛間時間持續(xù)設(shè)置部分以修改設(shè)置車輛間時間持續(xù)，并且當(dāng)確定車輛使用者操縱車輛間時間持續(xù)設(shè)置部分修改設(shè)置車輛間時間持續(xù)時，對于臨時大于新修改設(shè)置車輛間時間持續(xù)的值的車輛間時間持續(xù)的變化速率，輸出一個車輛間時間持續(xù)相位提前補償值dT_HPF(t)；和一個車輛間距離命令值確定塊，接收探測的車輛速度VA(t)、探測的相對速度ΔV(t)、及設(shè)置車輛間時間持續(xù)相位提前補償值dT_HPF(t)，并且按如下確定車輛間距離命令值L*(t)L*(t)＝{VA(t)+ΔV(t)}·dT_HPF(t)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的用于機動車輛的自動車輛速度控制系統(tǒng)，其中車輛間時間持續(xù)設(shè)置部分包括一個三級轉(zhuǎn)換開關(guān)，能夠從一個具有一個長目標(biāo)車輛間時間持續(xù)dTL的遠(yuǎn)距離級、一個具有一個中目標(biāo)車輛間時間持續(xù)dTM的中距離級、及一個具有一個短目標(biāo)車輛間時間持續(xù)dTS的近距離級中選擇性地設(shè)置車輛間時間持續(xù)，并且其中當(dāng)車輛使用者操縱三級轉(zhuǎn)換開關(guān)以把設(shè)置車輛間距離dT(t)從中目標(biāo)車輛間時間持續(xù)dTM修改到長目標(biāo)車輛間時間持續(xù)dTL或短目標(biāo)車輛間時間持續(xù)dTS時，設(shè)置車輛間時間持續(xù)相位補償塊以步進方式輸出車輛間時間持續(xù)相位提前補償值dT_HPF(t)，從而其絕對值大于新設(shè)置目標(biāo)車輛間時間持續(xù)dTL或dTS的時間持續(xù)值輸出一次，并且此后，收斂到新設(shè)置目標(biāo)車輛間時間持續(xù)dTL或dTS。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的用于機動車輛的自動車輛速度控制系統(tǒng)，其中設(shè)置車輛間時間持續(xù)相位提前補償塊具有一個按如下表達的傳遞函數(shù)dT_HPF(t)/dT(t)＝(T1·s+1)/(T2·s+1)，其中T1和T2指示由設(shè)計者人為設(shè)置的時間常數(shù)，并且T1＞T2，及s指示等效于d/dt的微分算子。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于機動車輛的自動車輛速度控制系統(tǒng)，進一步包括一個車輛間時間持續(xù)設(shè)置部分，能夠經(jīng)通過車輛使用者的操縱可變地設(shè)置一個車輛間時間持續(xù)dT(t)，車輛間時間持續(xù)定義為從前面車輛已經(jīng)停止的時刻到如果停止前面車輛則該車輛已經(jīng)到達前面車輛的時刻的時間持續(xù)，并且其中響應(yīng)特性校正部分進一步包括一個反饋系統(tǒng)特定角頻率第二校正塊，當(dāng)車輛使用者已經(jīng)操作車輛間時間持續(xù)設(shè)置部分把設(shè)置車輛間時間持續(xù)修改到一個新設(shè)置車輛間時間持續(xù)時，該第二校正塊以這樣一種方式由一個第二校正系數(shù)CD2進一步校正由反饋系統(tǒng)特定角頻率第一校正塊校正的特定角頻率，從而由反饋系統(tǒng)第一校正塊校正的反饋系統(tǒng)特定角頻率ωnDBC1在從一到一個大于一的值的預(yù)定時間持續(xù)期間由第二校正系數(shù)CD2臨時增大，從而臨時增大由反饋常數(shù)確定塊確定的反饋常數(shù)fL和fV。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于機動車輛的自動車輛速度控制系統(tǒng)，其中預(yù)定時間持續(xù)是一秒，并且大于一的值是1.5。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于機動車輛的自動車輛速度控制系統(tǒng)，其中反饋常數(shù)確定塊按如下計算反饋常數(shù)fL和fVfL＝ωnDBC2·TVfV＝2·ζnDBC·ωnDBC·TV-1，其中ωnDBC指示由反饋系統(tǒng)響應(yīng)特性校正部分校正的車輛間相關(guān)反饋控制系統(tǒng)特定角頻率，ζnDBC指示由反饋系統(tǒng)響應(yīng)特性校正部分校正的車輛間相關(guān)反饋控制系統(tǒng)阻尼因數(shù)，及TV指示在車輛速度控制部分中使用的一階滯后時間常數(shù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的用于機動車輛的自動車輛速度控制系統(tǒng)，進一步包括一個預(yù)補償車輛速度命令值計算塊，該計算塊按如下計算一個預(yù)補償車輛速度命令值VC(t)VC(t)＝ωnT2·s(TV·s+1)·L*(t)/(s2+2ζT·s+ωnT2)，其中ωnT指示目標(biāo)車輛間距離響應(yīng)的并且由設(shè)計者人為設(shè)置的一個特定角頻率，而ζT指示目標(biāo)車輛間距離響應(yīng)的并且由設(shè)計者人為設(shè)置的一個阻尼因數(shù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的用于機動車輛的自動車輛速度控制系統(tǒng)，車輛間相關(guān)控制車輛速度命令值計算部分包括一個車輛間相關(guān)控制車輛速度命令值計算塊，該計算塊按如下計算車輛間相關(guān)車輛速度命令值V*(t)V*(t)＝VA(t)+ΔV(t)-VC(t)-{LT(t)-LA(t)}·fL-{ΔVT(t)-ΔV(t)}·fV，其中ΔV(t)指示一個實際相對速度，LT(t)指示一個目標(biāo)車輛距離，LA(t)指示一個實際車輛間距離，并且ΔVT(t)指示一個目標(biāo)相對速度。
20.一種用于機動車輛的自動車輛速度控制方法，包括探測從該車輛到正在行駛在該車輛前的前面車輛的車輛間距離；探測車輛的車輛速度；探測該車輛對于前面車輛的相對速度；計算車輛間距離的一個命令值；按照相對速度確定車輛間相關(guān)反饋控制系統(tǒng)的響應(yīng)特性；至少按照探測的車輛間距離校正確定的車輛間相關(guān)反饋控制系統(tǒng)的響應(yīng)特性；根據(jù)車輛間相關(guān)反饋控制系統(tǒng)的校正響應(yīng)特性，計算車輛間相關(guān)控制車輛速度命令值；及以這樣一種方式控制車輛驅(qū)動力、車輛剎車力、及無級變速箱的速度比的至少一個，從而使探測的車輛速度基本上等于車輛速度命令值。
全文摘要
在用于機動車輛的自動車輛速度控制設(shè)備和方法中,該機動車輛具有一種把從該車輛至正行駛在該車輛前的前面車輛的車輛間距離保持在一個目標(biāo)車輛間距離下的功能,車輛間相關(guān)反饋控制系統(tǒng)的響應(yīng)特性,按照該車輛對前面車輛的相對速度確定,按照車輛間距離校正,按照通過車輛使用者的設(shè)置車輛間時間持續(xù)的修改、及在車輛行駛在斜坡上期間按照與斜坡的路面坡度相對應(yīng)的外部干擾值校正,以便改進響應(yīng)特性,不給車輛使用者對駕駛意義的不匹配感覺。
文檔編號B60W30/16GK1380859SQ01801295
公開日2002年11月20日 申請日期2001年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月16日
發(fā)明者石津健, 安達和孝, 井野淳介, 數(shù)藤秀樹 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社