專利名稱：加速度控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于對(duì)車輛加速度進(jìn)行控制的加速度控制系統(tǒng)，尤其 涉及一種能夠?qū)铀俣冗M(jìn)行控制、以適應(yīng)于駕駛員的感覺的加速度控制 系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在一個(gè)常規(guī)的用于車輛的加速度控制系統(tǒng)中，當(dāng)設(shè)定了車輛行進(jìn)的目 標(biāo)速度后，將車輛加速度控制執(zhí)行成自動(dòng)地呈現(xiàn)目標(biāo)速度(例如US4，650，020和JP3-76247B)。根據(jù)該系統(tǒng)，在緊接著控制開始之后，立 刻將目標(biāo)速度設(shè)定在比實(shí)際車速高出預(yù)定值的值，并且目標(biāo)速度此后線 性地增加。當(dāng)目標(biāo)速度如上所述線性地增加時(shí)，加速度幾乎不變。然而，當(dāng)車輛恒定地加速度到目標(biāo)速度時(shí)，駕駛員通常會(huì)感到受控的 操作令人恐慌，或者發(fā)現(xiàn)受控的加速度讓人不舒服。在另一個(gè)常規(guī)的用于車輛的加il^控制系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)適應(yīng)于駕駛 員的加速感覺的加速度，根據(jù)各個(gè)駕駛員的能力和駕駛感覺來選擇加速 度特性，并且基于所選的加速度特性來執(zhí)行加速度控制(例如JP 6-255393A )。當(dāng)通過根據(jù)各個(gè)駕駛員的能力和駕駛感覺選擇加速度特性來控制加 速度時(shí)，必須預(yù)先調(diào)整加速度特性以適應(yīng)于各個(gè)駕駛員的能力和駕駛感 覺。該調(diào)整^Mt比M煩，另外，必須提供大量的加速度特性。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明具有這樣的目的提供一種能夠容易地對(duì)加速度進(jìn)行控制、以 適應(yīng)于駕駛員的感覺的加速度控制系統(tǒng)。根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，在視覺上識(shí)別出的車輛周圍物體的位置變化主要地影 響駕駛員察覺到的加速感。通過4吏用t理論，駕駛員感覺到的加速感被 量化，該理論基于視網(wǎng)膜圖像的變化確定目標(biāo)物體的運(yùn)動(dòng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)， 如果駕駛員感測(cè)到的加速感發(fā)生改變，那么代表時(shí)間經(jīng)過的視覺信息t(下文中簡(jiǎn)稱為T )的倒數(shù)的微分值也發(fā)生改變。另外發(fā)現(xiàn)，如果駕駛 員感測(cè)到的加速感保持不變，那么T的平方的倒數(shù)的微分值也保持不變。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)第一方面， 一種加速度控制系統(tǒng)接連地探測(cè) 位于車輛前方和周圍的周圍物體的位置。該加速度控制系統(tǒng)基于下述(1 )到(5)確定目標(biāo)加速度(1)下述等式(等式)1，其表示Ts、角速度U以及T之間的關(guān)系，Ts基于視覺信息代表直到車輛前方和周圍的物體 與駕駛員接觸時(shí)所經(jīng)過的時(shí)間，角速度U是以駕駛員作為參照物的周圍 物體的角速度，T基于視覺信息代表直到所述周圍物體經(jīng)過車輛側(cè)方時(shí)所經(jīng)過的時(shí)間；(2) 1/ 的微分與加速度的感測(cè)值s之間的下述等式2， 加速度的感測(cè)值e^數(shù)字上表示駕駛員的加速感；(3)下述等式3，其表 示Ts、車輛到周圍物體的距離r以;SJ巨離r的微分值之間的關(guān)系；(4) 周圍物體探測(cè)裝置探測(cè)到的周圍物體的相對(duì)位置；和(5 )預(yù)設(shè)的目標(biāo)加 速度的感測(cè)值s。，使用該值作為等式2的輸入值s。等式l<formula>formula see original document page 6</formula>等式2<formula>formula see original document page 6</formula>等式3如果駕駛員感測(cè)到的加速感發(fā)生改變，則T的平方的倒數(shù)的微分值發(fā) 生改變。因此，為了給予駕駛員期望的加速感，可將加速度控制成使得 T的平方的倒數(shù)的微分值呈預(yù)定值。因此，將駕駛員感測(cè)到的加速度用 數(shù)值漆示，并且S與T的平方的倒數(shù)的微分值之間的等式2用于確定目標(biāo) 加速度。如等式l所示，T可以進(jìn)一步由Ts和周圍物體的角i4v復(fù)Ui^示，并且如等式3所示，Ts可以^f吏用到達(dá)周圍物體的距離r和距離r的微分值(即周圍物體的相對(duì)速度)來表示。因此，通過使用周圍物體相對(duì)于車輛的位置、上述等式1到3以及目標(biāo)加速度的感測(cè)值s。來確定目標(biāo)加速度。原動(dòng)件的扭矩被控制成呈目標(biāo)加速度并能夠?qū)崿F(xiàn)適應(yīng)于駕駛員 的感覺的加速度。另外，不必預(yù)先調(diào)整加速度特性，并且能夠容易地控 制加速度。除了上述發(fā)現(xiàn)之外，還通過幾何計(jì)算發(fā)現(xiàn)等式2的左邊即t的平方 的倒數(shù)的微分值等于速度的平方的微分值與環(huán)境因子的乘積。根據(jù)第二方面， 一種加速度控制系統(tǒng)探測(cè)在以車輛為中心、以車輛的 前后方向上的線為初始線的極坐標(biāo)系中位于車輛前方和周圍的周圍物體 的位置。當(dāng)關(guān)于直到位于車輛前方的周圍物體經(jīng)過車輛側(cè)方時(shí)的流過時(shí) 間(時(shí)間流逝)的基于視覺信息的數(shù)值用t表示時(shí)，該加速度控制系統(tǒng) 確定出環(huán)境因子，該環(huán)境因子基于周圍物體的位置在下述等式4中表示 速度的平方的微分的系數(shù)，等式4是t的平方的倒數(shù)的微分值與逸變的 平方的微分值之間的等式。該加速度控制系統(tǒng)存儲(chǔ)下述等式5或由等式5 變形得到的等式作為目標(biāo)加速度計(jì)算等式，并且通過代入用于目標(biāo)加速 度計(jì)算等式的由環(huán)境因子計(jì)算裝置確定的環(huán)境因子、預(yù)^:的目標(biāo)加速度 的感測(cè)值s。以及當(dāng)前車速來確定目標(biāo)加速度，等式5是等式4的右邊和 從數(shù)字上表示駕駛員的加速感的加速感測(cè)值￡之間的等式。等式4<formula>formula see original document page 7</formula>其中r是從車輛到周圍物體的距離，0是周圍物體在極坐標(biāo)系中的角 度，v是周圍物體的速度并且t是時(shí)間，等式5<formula>formula see original document page 7</formula>其中<formula>formula see original document page 7</formula>通過幾^T計(jì)算將等式4的右邊變到左邊。從等式2、 4推導(dǎo)出等式5。對(duì)目標(biāo)加速度的感測(cè)值So進(jìn)行不同的設(shè)定，以根據(jù)駕駛員感測(cè)到的 加速感來設(shè)定目標(biāo)加速度，并JL^于該目標(biāo)加速度來控制原動(dòng)件的扭矩。 因此，能夠?qū)崿F(xiàn)加速度與駕駛員的感覺相適應(yīng)。在第二方面的情況下， 也不必預(yù)先調(diào)整加速度特性，并且也能夠容易地控制加速度。


在參考附圖作出的下述詳細(xì)描述中，>^發(fā)明的上述以及其它目的、特 征和優(yōu)點(diǎn)將變得更為明顯。在附圖中圖l是示出在以車輛為中心、以車輛的前后方向上的線為初始線的極坐標(biāo)系中的物體的示意圖；圖2是從車輛的側(cè)向觀察的極坐標(biāo)系的示意圖；圖3是示出將T的平方的倒數(shù)的微分值變?yōu)樗俣鹊钠椒降奈⒎值牟襟E中的等式的圖表；圖4是示出使得加速感的強(qiáng)度保持不變的駕駛員加速度時(shí)間與1/T2 的微分值之間的關(guān)系的圖表；圖5是示意性示出在強(qiáng)、中、弱的加速感下，使得加速感保持不變的 驅(qū)動(dòng)時(shí)間與1/ 的變化率之間的關(guān)系的圖表；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的加速度控制系統(tǒng)的框圖；圖7是示出對(duì)車輛前方的各個(gè)區(qū)域計(jì)算1/ t 2的微分值大小的結(jié)果的 視圖；圖8是示出在圖6中所示的實(shí)施方式中使用的行進(jìn)控制單元的框圖；和圖9是示出在圖6中所示的實(shí)施方式中所執(zhí)行的控制的主要內(nèi)容的流 程圖。
具體實(shí)施方式
首先參考圖1，車輛10和物體12示為存在于以車輛IO為中心、以 車輛的前后方向上的線為初始線(X軸)的極坐標(biāo)系(R， e)中。<等式1和3>在等式1中，t (tau)是基于視覺信息代表直到物體12經(jīng)過車輛側(cè)方時(shí)所經(jīng)過的時(shí)間的值，并且該值通常稱作經(jīng)過T，以便與Ts區(qū)分開。 另一個(gè)數(shù)值Ts是基于視覺信息代表直到物體12接觸駕駛車輛10的駕駛 員時(shí)所經(jīng)過的時(shí)間的值，并且該值通常稱作接觸T，以便與經(jīng)過T區(qū)分 開。包含經(jīng)過T和接觸T ( - T s )的視覺信息代表成像于視網(wǎng)膜上的物體12的視覺流動(dòng)性。上述等式3表示以穿過物體12的軸線作為R軸時(shí)的Ts。另外，上述基于T s和物體12的角速度U表示經(jīng)過T的等式1是能夠從圖1的幾何位置關(guān)系中確定的已知的關(guān)系表達(dá)式。在圖2中，車輛IO示出為位于從側(cè)向觀察的極坐標(biāo)系(R， G)中。 從圖1和2中可以理解，作為極軸的R軸是立體(三維)空間中的軸。<等式4>從圖l可以得知，通過使用距離r、速度V和角度^，能夠用等式6和7表示Ts和角速度U，等式6r =—— ——等式7; F sin ^ w = ^ =-^通過將等式6和7代入等式1中，能夠用下述等式8表示經(jīng)過t ， 等式8 rT = 、 =_「cos^ = -1 (廠)1 + u2ts2工'(尸sin (r )2l + tan2^ Fcos-廠 7 cos 0因此，用等式9表示經(jīng)過T的平方的倒數(shù)，等式9如果根"等式9計(jì)算T的平方的倒數(shù)的微分值，則連續(xù)地推導(dǎo)出如圖3中定義的變形。結(jié)果，推導(dǎo)出上述等式4， 等式4c 1 cos2》^ 2 a 2 fi v2— r-(l + tan -)在等式4中，速度的平方的微分值(dv7dt)的系lbl環(huán)境因子a，。 也就是說，環(huán)境因子ouv可以用等式IO表示，并且等式4表示的t的平方的倒數(shù)的微分值是根據(jù)環(huán)境因子0[^而變化的值。等式IOcos2 0 ,， a 2 乂、2"咖=~^(l + tai^0)<等式2>圖4的圖^4示當(dāng)駕駛員已經(jīng)自己操作加速度器、使得加速感的強(qiáng)度保持不變時(shí)的時(shí)間與d (1/t2) /dt、即1/ 的微分值之間的關(guān)系。在 如圖4所示將加速度器操作成使得加速感保持不變的狀態(tài)下，可以得知 除了加速度開始時(shí)的上升階段(例如，0到10秒)之外，1/ 的變化率 保持幾乎不變。如圖5所示，1/ 的變化率、即1/ 的微分值才艮據(jù)強(qiáng)、中、弱的加 速感而改變。然而，如果盡管加速感不同但加速感保持不變，那么1/t2 值的變化率保持不變。可以進(jìn)一步得知，1/ 值的變化率才艮據(jù)加速感的 強(qiáng)度而變4匕。<實(shí)施方式>接下來，將參考圖6描#速度控制系統(tǒng)的實(shí)施方式。在控制系統(tǒng) 100中，可由駕駛員操縱巡航控制開關(guān)102來操控巡航控制的打開/關(guān)閉。 巡航控制用于將車輛自動(dòng)加速度到目標(biāo)速度，并且在達(dá)到目標(biāo)速度之后 維持該目標(biāo)速度。當(dāng)操控控制開關(guān)102時(shí)，控制信號(hào)被輸出到目標(biāo)加速 度設(shè)定單元114和行進(jìn)控制單元120，以指令巡航控制打開/關(guān)閉。加速感設(shè)定開關(guān)103是用于i殳定駕駛員期望的加速感強(qiáng)度的開關(guān)，并 且能夠設(shè)定例如強(qiáng)、中、弱的加速感。加速感設(shè)定開關(guān)103的設(shè)定值被 饋送到目標(biāo)加速度設(shè)定單元114。目標(biāo)速度設(shè)定裝置104由駕駛員操縱以 設(shè)定目標(biāo)速度V"并且將代表所設(shè)定的目標(biāo)速度Ve的信號(hào)饋送到目標(biāo)加 速度設(shè)定單元114。周圍環(huán)境探測(cè)裝置106是用于獲取位于車輛10的前方附近的物體的 信號(hào)的信號(hào)獲取裝置，并且定期地接連獲取信號(hào)。盡管該實(shí)施方式使用 照相機(jī)，但是也可以使用例如毫米波雷達(dá)的雷達(dá)。通過周圍環(huán)境探測(cè)裝 置106獲得的信號(hào)范圍可以包括一部分車輛前方區(qū)域，并且在理想情況 下幾乎等于駕駛員的視野。極坐標(biāo)系位置計(jì)算單元108分析由周圍環(huán)境探測(cè)裝置106獲得的信 號(hào)，并且對(duì)位于車輛IO的前方和周圍的周圍物體的位置進(jìn)行計(jì)算。所計(jì) 算出的位置位于以車輛10為中心、以車輛10的前后方向上的線為初始 線的極坐標(biāo)系(R， e)中。極坐標(biāo)系位置計(jì)算單元108對(duì)位于道路上及其附近的立體物的位置 進(jìn)行計(jì)算。另外，在該實(shí)施方式中，平面物體的位置也被計(jì)算。所述平 面物體包括例如繪制在路面上的部分或所有交通標(biāo)志。另外，路面的部分紋理或者全部紋理可以被認(rèn)作所述平面物體。能夠不同地設(shè)定應(yīng)當(dāng)對(duì)其位置進(jìn)行計(jì)算的物體。然而，在該實(shí)施方式 中，信號(hào)獲取范圍(即成像范圍)中的多個(gè)部分被預(yù)先設(shè)定為位置計(jì)算 區(qū)域，并且計(jì)算位于多個(gè)位置計(jì)算區(qū)域中的物體的位置。另外，所述多 個(gè)位置計(jì)算區(qū)域被設(shè)定成均勻地分布在駕駛員的視野內(nèi)。環(huán)境因子計(jì)算單元110接連地計(jì)算等式10表示的環(huán)境因子ouv,并 且將所計(jì)算出的環(huán)境因子ou肌輸出到目標(biāo)加速度設(shè)定單元114。然而，從 等式10針對(duì)其位置由極坐標(biāo)系位置計(jì)算單元108計(jì)算出的多個(gè)物體12 計(jì)算出環(huán)境因子an(n是位置計(jì)算區(qū)域的數(shù)量，即要探測(cè)的物體的數(shù)量)。 使用環(huán)境因子an的平均值即下述等式11作為輸出到目標(biāo)加速度設(shè)定單元 114的環(huán)境因子a咖。等式ll下面描述為何使用環(huán)境因子ou的平均值作為環(huán)境因子a^。圖7是對(duì) 車輛前方的各個(gè)區(qū)域計(jì)算1/T2的微分值大小的結(jié)果。在圖7中，方框代 表計(jì)算1/ t 2的微分值的位置。從方框延伸的條形部分根據(jù)其長(zhǎng)度代表在 計(jì)算位置處計(jì)算出的1/ 的微分值的大小。從圖7中可以理解，在車輛 前方的區(qū)域中，1/ 的微分值較小，但是1/一的微分值朝周圍增大。 另一方面，認(rèn)為駕駛員正從整個(gè)視野流察覺加速感。因此在該實(shí)施方式 中，使用環(huán)境因子ou的平均值作為環(huán)境因子a,。車輛運(yùn)動(dòng)探測(cè)裝置112是用于探測(cè)車輛10的當(dāng)前速度V。ur的裝置， 并且操作成通過使用車輪速度傳感器或者全球定位系統(tǒng)來接連地探測(cè)位 置，以便從位置隨時(shí)間的改變來探測(cè)車速。由車輛運(yùn)動(dòng)探測(cè)裝置112探測(cè)到的當(dāng)前車速V面被輸出到目標(biāo)加速度設(shè)定單元114和行進(jìn)控制單元120。目標(biāo)加速度i殳定單元114存儲(chǔ)下述等式12作為目標(biāo)加速度計(jì)算等式， 并_^從控制開關(guān)102饋送用于指示巡航控制開始的控制信號(hào)(控制開 始信號(hào))、直到饋送用于指示巡航控制結(jié)束的控制信號(hào)(控制停止信號(hào)) 期間設(shè)定目標(biāo)加速度 汪ref 。首先，使用等式12接連地確定目標(biāo)加速度aref，直到當(dāng)前速度V匿變?yōu)榈扔谀繕?biāo)速度設(shè)定裝置104設(shè)定的目標(biāo)速度V"在當(dāng)前速度V。ur已經(jīng)變?yōu)榈扔谀繕?biāo)速度Ve之后，接連地確定目標(biāo)加速度aref，以執(zhí)行恒定的速度 控制(例如比例積分微分控制)。等式12<formula>formula see original document page 12</formula>下述等式5從等式2和4中推導(dǎo)出。將等式5展開，得到等式13。 等式13中的v點(diǎn)(()代0速度。通過將等式13變形成v點(diǎn)的等式, 獲得等式12。等式5<formula>formula see original document page 12</formula>為了確定目標(biāo)加速度a^，通過使用預(yù)先存儲(chǔ)的加速感值設(shè)定圖，將 目標(biāo)加速度的感測(cè)值s。確定為對(duì)應(yīng)于來自于加速感設(shè)定開關(guān)103的信號(hào) 的值。所確定的目標(biāo)加速度的感測(cè)值￡。、從環(huán)境因子計(jì)算單元110饋送的 環(huán)境因子a咖以;5U^車輛運(yùn)動(dòng)探測(cè)裝置112饋送的當(dāng)前速度V匿被代入等 式12中，以確定目標(biāo)加速度a,ef。行進(jìn)控制單元120根據(jù)目標(biāo)加速度設(shè)定單元114在從控制開關(guān)102 饋送用于指示巡航控制開始的控制信號(hào)(控制開始信號(hào))、直到饋送用于 指示巡航控制結(jié)束的控制信號(hào)(控制停止信號(hào))期間所形成的目標(biāo)加速 度a^iM^行扭矩指令值。此后，基于所運(yùn)行的扭矩指令值來控制原動(dòng)件 (發(fā)動(dòng)機(jī)或馬達(dá))的扭矩。在圖8中以功能性框圖示出行進(jìn)控制單元120。目標(biāo)加iiA aref被輸 入到乘法器121，目標(biāo)加速度aref在該乘法器121中被乘以增益KF,以計(jì) 算目標(biāo)功率Fw。增益Kp是考慮了車輛的重量等之后預(yù)先i殳定的值。實(shí)際 功率計(jì)算單元122通過使用當(dāng)前速度V。M和傳遞函數(shù)s.Kp來計(jì)算車輛10的實(shí)際功率。計(jì)算出目標(biāo)功率Fref與實(shí)際功率之間的差值作為估算的擾動(dòng)。在高頻部分被低通濾波器123去除之后，上述計(jì)算出的估算擾動(dòng)被添加到目標(biāo)功率Fref中。添加之后的值作為扭矩指令值被輸出。接著使用圖9中的流程圖來描#^控制系統(tǒng)100中的控制的主要 內(nèi)容。在圖9中，S30在環(huán)境因子計(jì)算單元110中進(jìn)行處理，SS0和S90 在行進(jìn)控制單元120中進(jìn)行處理，其它的S在目標(biāo)加速度設(shè)定單元114 中進(jìn)行處理。在SIO中，首先由控制信號(hào)檢查是否接收到加速指令。如果饋送了控 制開始信號(hào)，則巡航控制打開，以執(zhí)行加速度，直到達(dá)到目標(biāo)速度Ve。 因此如果控制開始信號(hào)從控制開關(guān)102饋送到目標(biāo)加速度設(shè)定單元114， 則確定接收到加速指令。如果確定接收到加速指令(是)，則流程前進(jìn)到 S20。如果確定出沒有接收到加速指令(否)，則重復(fù)S10中的檢查。在S20中，從目標(biāo)速度設(shè)定裝置104獲得目標(biāo)速度V"接下來，如上 所述，S30在環(huán)境因子計(jì)算單元110進(jìn)行處理，由此>^極坐標(biāo)系位置計(jì)算 單元108計(jì)算出的所述多個(gè)物體12的位置計(jì)算等式11所表示的環(huán)境因7" Ctenv。在接下來的S40中，從車輛運(yùn)動(dòng)探測(cè)裝置112獲得當(dāng)前速度V。ur。在 S50中，檢查在S40中獲得的當(dāng)前速度V隠是否小于在S20中獲得的目標(biāo) 速度Ve。如果判斷結(jié)果是肯定的(是)，那么流程前進(jìn)到S60，在S60中 計(jì)算用于恒定的速度控制(巡航控制)的目標(biāo)加速度a^。恒定的速度控 制是根據(jù)下述等式14計(jì)算目標(biāo)加速度aref的比例積分微分控制，其中Kp、 Kd和L是預(yù)設(shè)的增益，等式14另一方面，如果S50中的判斷結(jié)果是否定的(否)，那么流程前進(jìn)到 S70,在S70中計(jì)算用于加速度控制的目標(biāo)加速度aref。也就是說，目標(biāo) 加逸變的感測(cè)值s。被確定為與來自加速感i殳定開關(guān)103的信號(hào)相對(duì)應(yīng)的 值。這樣確定的目標(biāo)加速度的感測(cè)值s。、在S30中計(jì)算出的環(huán)境因子(1咖 以;MtS40中獲得的當(dāng)前速度Vcur被代入上述等式12中，從而計(jì)算出目 標(biāo)加速度在已經(jīng)執(zhí)行了 S60或S70之后，執(zhí)行S80。 S80在行進(jìn)控制單元120 中進(jìn)行處理，行進(jìn)控制單元120如上所述從目標(biāo)加速度ar(Sf計(jì)算出目標(biāo)功 率F^，并從當(dāng)前速度V^計(jì)算出實(shí)際功率，將二者的差值作為估算的擾動(dòng)，并且通過將估算的擾動(dòng)添加到目標(biāo)功率來計(jì)算扭矩指4Ht。在S90 中，在S80中計(jì)算出的扭矩指令值被輸出到車輛的原動(dòng)件，以用于行進(jìn) 控制。在S100中，檢查是否已發(fā)出控制停止指令，也就是說，檢查控制停 止信號(hào)是否已從控制開關(guān)102饋送到目標(biāo)加速度設(shè)定單元114。如果判斷 結(jié)果是否定的(否)，那么流程返回到上面的S40。因此，在這種情況下， 再次獲得當(dāng)前速度V匿，并且通過4吏用該再次獲得的當(dāng)前速度V酣來再次 計(jì)算目標(biāo)加速度aref。如果SIOO中的判斷結(jié)果是肯定的(是)，那么流程 結(jié)束。在這種情況下，巡航控制結(jié)束。如上所述，加速度控制系統(tǒng)100存儲(chǔ)通過將等式5變形而推導(dǎo)出的目 標(biāo)加速度計(jì)算等式(等式12 )，等式5表示速度的平方的微分與環(huán)境因子 ou的乘積變?yōu)榧铀俣鹊母袦y(cè)值￡。實(shí)際上探測(cè)位于車輛前方和周圍的周圍 物體12，并v^探測(cè)到的周圍物體12的位置計(jì)算環(huán)境因子a,，通過^吏用 計(jì)算出的環(huán)境因子a咖并依照目標(biāo)加速度計(jì)算等式(等式12)接連地獲 得目標(biāo)加速度a^。因此，加速度能夠被控制成適應(yīng)于駕駛員的感覺。另 外，不必預(yù)先調(diào)整加速度特性，并且能夠容易地控制加速度。另外，加速度控制系統(tǒng)100探測(cè)多個(gè)周圍物體12的位置，并且基于 所述多個(gè)周圍物體12的位置確定環(huán)境因子aMV。因此，加速度能夠^L控 制成進(jìn)一步適應(yīng)于駕駛員的感覺。應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明并不僅限于上述實(shí)施方式，并且能夠?qū)崿F(xiàn)多種變型。例如，在巡航控制的加it^控制過程中，可以定期地重復(fù)計(jì)算環(huán)境因 子aenv，并且可以通過使用最新的環(huán)境因子a咖來計(jì)算目標(biāo)加速度aref。另外，當(dāng)確定已發(fā)出加速指令時(shí)，控制系統(tǒng)100通過利用等式12計(jì) 算出的目標(biāo)加速度a^容易地執(zhí)行加4A控制。然而，在加速度的初始階 段，可以通過使用另外一個(gè)目標(biāo)加速度(例如恒定加速度)來控制加速 度，而不是通過使用目標(biāo)加速度aref來控制加速度。在這種情況下，在例 如從加速度開始已經(jīng)過去預(yù)定時(shí)間之后執(zhí)行通過目標(biāo)加速度aref的加速 度控制。另外，盡管上述實(shí)施方式的加ii^控制系統(tǒng)100從所述多個(gè)周圍物體 12的位置計(jì)算環(huán)境因子(w，但是從一個(gè)周圍物體12的位置計(jì)算環(huán)境因 子a咖也是可以的。加M控制系統(tǒng)100在保持目標(biāo)加速度的感測(cè)值￡不變的同時(shí)執(zhí)行加速度控制。然而，感測(cè)到的目標(biāo)加速度值s。在加速度過程中可以不同。例如，如果感測(cè)到的目標(biāo)加速JL值s。在加速度的后半段進(jìn)一步增加，那么駕駛員將感覺到在后半部分迅速加速度。因此，在加速度過程中改變了感測(cè)到的目標(biāo)加速度值s。之后，駕駛員將感覺到他喜歡的各種加速度。
權(quán)利要求
1、一種用于基于目標(biāo)速度和當(dāng)前速度在巡航控制中對(duì)車輛加速進(jìn)行控制的加速控制系統(tǒng)，該加速控制系統(tǒng)包括周圍物體探測(cè)裝置(106)，其用于接連地探測(cè)位于車輛前方外圍的周圍物體的位置；目標(biāo)加速度計(jì)算裝置(114)，其用于基于下述等式1到3、從由所述周圍物體探測(cè)裝置探測(cè)出的周圍物體的相對(duì)位置和預(yù)設(shè)的目標(biāo)加速度的感測(cè)值ε0來確定目標(biāo)加速度；和原動(dòng)件控制裝置(120)，其用于對(duì)車輛的原動(dòng)件的扭矩進(jìn)行控制，以獲得由所述目標(biāo)加速度計(jì)算裝置確定出的目標(biāo)加速度，其中等式1定義為<maths id="math0001" num="0001" ><math><![CDATA[ <mrow><mi>&tau;</mi><mo>=</mo><mfrac> <msub><mi>&tau;</mi><mi>s</mi> </msub> <mrow><mn>1</mn><mo>+</mo><msup> <mi>u</mi> <mn>2</mn></msup><msubsup> <mi>&tau;</mi> <mi>s</mi> <mn>2</mn></msubsup> </mrow></mfrac> </mrow>]]></math></maths>該等式表示τs、角速度u以及τ之間的關(guān)系，τs基于視覺信息代表直到車輛前方的周圍物體與駕駛員接觸時(shí)所經(jīng)過的時(shí)間，角速度u是以駕駛員為參照的所述周圍物體的角速度，τ基于視覺信息代表直到所述周圍物體經(jīng)過車輛側(cè)方時(shí)所經(jīng)過的時(shí)間，等式2定義為<maths id="math0002" num="0002" ><math><![CDATA[ <mrow><mfrac> <mi>d</mi> <mi>dt</mi></mfrac><mfrac> <mn>1</mn> <msup><mi>&tau;</mi><mn>2</mn> </msup></mfrac><mo>=</mo><mi>&epsiv;</mi> </mrow>]]></math></maths>該等式表示1/τ2的微分與加速度的感測(cè)值ε之間的關(guān)系，加速度的感測(cè)值ε從數(shù)字上表示駕駛員的加速感，所述感測(cè)值ε被設(shè)定到作為輸入值的預(yù)定感測(cè)值ε0，并且等式3定義為<maths id="math0003" num="0003" ><math><![CDATA[ <mrow><msub> <mi>&tau;</mi> <mi>s</mi></msub><mo>=</mo><mo>-</mo><mfrac> <mi>r</mi> <mover><mi>r</mi><mo>&CenterDot;</mo> </mover></mfrac> </mrow>]]></math></maths>等式3表示τs、車輛到周圍物體的距離r以及該距離r的微分值之間的關(guān)系。
2、 一種用于基于目標(biāo)速度和當(dāng)前速度在巡航控制中對(duì)車輛加速進(jìn)行控 制的加速控制系統(tǒng)，該加速控制系統(tǒng)包括周圍物體探測(cè)裝置(106)，其用于接連地探測(cè)在以車輛為中心、以車輛的前后方向上的線為初始線的極坐標(biāo)系中位于車輛前方和周圍的周圍物體的位置；環(huán)境因子計(jì)算裝置(110)，當(dāng)關(guān)于直到位于車輛前方的所述周圍物體經(jīng) 過車輛側(cè)方時(shí)所經(jīng)過的時(shí)間的基于視覺信息的值用T表示時(shí)，該環(huán)境因子 計(jì)算裝置(llO)確定出環(huán)境因子，該環(huán)境因子基于所述周圍物體探測(cè)裝 置所探測(cè)的周圍物體的位置在下述等式4中表示速度的平方的微分的系 數(shù)；目標(biāo)加i!JL計(jì)算裝置(114)，其存儲(chǔ)目標(biāo)加速計(jì)算等式，并通過代入用 于目標(biāo)加速度計(jì)算等式的由所述環(huán)境因子計(jì)算裝置確定出的環(huán)境因子、預(yù) 設(shè)的目標(biāo)加速度的感測(cè)值s。以及當(dāng)前車速來確定目標(biāo)加速度，其中，所述 目標(biāo)加iUL計(jì)算等式被定義為下述等式5或者從等式5變形得到的等式， 等式5表示等式4的右邊和加iiJL的感測(cè)值￡之間的關(guān)系，該加速度的感 測(cè)值s從數(shù)字上表示駕駛員的加速感；和原動(dòng)件控制裝置(120),其用于對(duì)車輛原動(dòng)件的扭矩進(jìn)行控制，以獲得 所述目標(biāo)加速度，其中等式4定義為丄斗=tan ")2等式4表示T的平方的倒數(shù)的微分值與il;復(fù)的平方的微分之間的關(guān)系，其中r是車輛到周圍物體的距離，^是周圍物體在極坐標(biāo)系中的角度，v是周圍物體的速度并且t是時(shí)間，以及等式5被定義為咖 a其中cos(1 + tan 2 -
3、如權(quán)利要求2所述的加速控制系統(tǒng)，其中，所述周圍物體探測(cè)裝置 (106)探測(cè)位于車輛前方和周圍的多個(gè)周圍物體的位置，并且所述環(huán)境 因子計(jì)算裝置(110)基于由所述周圍物體探測(cè)裝置探測(cè)的所述多個(gè)周圍物體的位置確定等式4的環(huán)境因子。
4、如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的加速控制系統(tǒng)，其中，所述目 標(biāo)加速度計(jì)算裝置(114)在保持所述目標(biāo)加速度的感測(cè)值so不變的同時(shí) 接連地確定目標(biāo)加速度。
全文摘要
加速度控制系統(tǒng)(100)存儲(chǔ)通過將下述等式進(jìn)行變形而得到的目標(biāo)加速度計(jì)算等式，所述等式表示速度的平方的微分與環(huán)境因子α_env的乘積代表加速度的感測(cè)值ε。周圍環(huán)境探測(cè)裝置(106)探測(cè)位于車輛前方和周圍的周圍物體，環(huán)境因子計(jì)算單元(110)利用所探測(cè)的周圍物體的位置來計(jì)算環(huán)境因子α_env。目標(biāo)加速度設(shè)定單元(114)利用環(huán)境因子α_wnv并依照目標(biāo)加速度計(jì)算等式來接連地設(shè)定目標(biāo)加速度a_ref。將加速執(zhí)行成適應(yīng)于駕駛員的感覺。
文檔編號(hào)B60K31/00GK101332773SQ20081012578
公開日2008年12月31日 申請(qǐng)日期2008年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月25日
發(fā)明者伊能寬, 岡田稔, 戶塚誠(chéng)司, 藤井丈仁 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝