專利名稱：用于控制車輛的自動停止和起動的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種控制車輛之間距離的方法，具體地，涉及一種使用控制車輛之間距離的系統(tǒng)最佳地控制車輛的自動停止和自動起動的方法。
背景技術：
有些車輛配備自適應巡航控制(ACC)系統(tǒng)，即，用于控制車輛之間距離的系統(tǒng)。新近的ACC系統(tǒng)提供有全速范圍控制，包括停止和行進功能。全速范圍ACC系統(tǒng)可保障在慢速下感應和控制短距離區(qū)域內的障礙物的可靠性， 并且能迅速識別接近配有ACC系統(tǒng)的車輛的其它車輛，從而能充分地控制車輛。在一些車輛中，ACC系統(tǒng)連接能在短距離感應廣角的局域光學雷達。因此，配備該系統(tǒng)的車輛既能夠在短距離內識別同車道中行駛在該車輛的前方的車輛，也能識別鄰近車道上行駛的其它車輛。提出了一些用于控制車輛之間距離的方法，如本文引入作為參考的日本專利申請公開第2004-322729，2002-067733及2000-043618號中所公開的方法。但是，這些方法都有一些不足之處。例如，一些方法無法控制車輛響應該車輛前方的車輛的起動而起動。一些方法無法控制車輛的減速速度和/或停止速度。此外，如解釋前方車輛100與配備有執(zhí)行控制方法的系統(tǒng)的跟隨車輛200之間相對距離與要求停止距離 (request stop distance)的關系的視圖的圖1所示，即使當車輛100停止時，車輛200被控制成在靠近車輛100之前也停止，盡管有相當?shù)木嚯x誤差以適應相對速度。另外，一些方法無法使車輛在目標位置停止，并且可能犧牲了駕駛員的駕駛感。
背景技術：
部分中公開的上述信息僅用于增強對本發(fā)明背景技術的理解。因此，其可能含有不形成本國本領域普通技術人員已知的現(xiàn)有技術的信息。

發(fā)明內容
一方面，本發(fā)明提供了一種在用于控制車輛之間距離的系統(tǒng)中使用的最佳控制車輛自動停止和自動起動的方法。這種控制方法可以在以下區(qū)域中執(zhí)行減速控制區(qū)域，停止速度控制區(qū)域，停止控制區(qū)域和起動控制區(qū)域。在減速控制區(qū)域中，響應前車的減速，通過考慮受控車輛相對于前車的相對加速度、相對速度和相對距離而控制受控車輛的減速。在停止速度控制區(qū)域中，控制受控車輛的停止速度，使得受控車輛在進入減速控制區(qū)域之前以恒定的速度接近前車而不停止。在停止控制區(qū)域中，控制受控車輛在距前車預定的停止距離的位置精確而平穩(wěn)地停止。在起動控制區(qū)域中，控制受控車輛根據(jù)前車是否起動或向前移動的確定的結果而起動。另一方面，本發(fā)明提供了一種用于控制車輛之間距離的系統(tǒng)。起-停(stop & go)系統(tǒng)是一種能在傳統(tǒng)的用于控制車輛之間距離的系統(tǒng)中實現(xiàn)自動停止和自動起動的系統(tǒng)。 起-停系統(tǒng)包括電子控制單元(ECU)、傳感器和傳動器。ECU包括用于起-停系統(tǒng)的專用 ECU，或屬于一種傳統(tǒng)的制動器控制系統(tǒng)(即電子穩(wěn)定控制(ESC)系統(tǒng))。用于起_停系統(tǒng)的傳感器包括感應前方物體的傳感器，比如雷達、激光雷達和視覺(vision)。雖然基本上使用一個傳感器，但也可以同時使用兩個或多個傳感器以提高可靠性。傳動器包括一個發(fā)動機和制動器。


圖1是說明用于控制車輛之間距離的系統(tǒng)中前方車輛和跟隨車輛之間相對距離與要求停止距離的關系的視圖。圖2是說明在減速控制區(qū)域、停止速度控制區(qū)域、停止控制區(qū)域和起動控制區(qū)域中執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明實施方式的控制車輛之間距離的方法的視圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明實施方式的最佳控制自動停止及自動起動的方法的流程圖。圖4是圖3中所示的停止速度控制和防停止控制的步驟的詳細流程圖。圖5是圖3中所示的停止控制的步驟的詳細流程圖。圖6是圖5中所示的停止條件的判定的步驟的詳細流程圖。圖7是圖3中所示的起動控制的步驟的詳細流程圖。圖8是說明當通過本發(fā)明實施方式的方法最佳控制跟隨車輛時，前方車輛的速度、跟隨車輛的速度和兩車之間相對距離的視圖。附圖符號說明100 前方車輛 200 受控車輛
具體實施例方式為幫助本領域技術人員實施本發(fā)明，現(xiàn)參照附圖詳細地說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。然而，本發(fā)明不只限于下面公開的實施方式，而能夠以不同形式實施。附圖中，與本發(fā)明無關的部件被省略，以便對本發(fā)明進行更清楚的描述。在本發(fā)明的整個說明書中，相同的附圖標記用于相同的部件。如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的控制車輛之間距離的方法在以下四個區(qū)域中執(zhí)行減速控制區(qū)域、停止速度控制區(qū)域、停止控制區(qū)域和起動控制區(qū)域。除非另加說明，參考數(shù)字 200表示實施了控制方法的車輛(“受控車輛”)，參考數(shù)字100表示行駛在受控車輛200前方的車輛。減速控制區(qū)域指考慮由于前方車輛100減速，受控車輛200相對于前方車輛100 的相對加速度、相對速度和相對距離而控制受控車輛200的減速的區(qū)域。停止速度控制區(qū)域指控制受控車輛200的停止速度，使得受控車輛200可以保持恒定的接近速度而不在進入減速控制區(qū)域之前停止的區(qū)域。停止控制區(qū)域指控制受控車輛200在目標位置精確而平穩(wěn)地停止的區(qū)域。起動控制區(qū)域指確定前方車輛100是否開動或稍微前移，并根據(jù)該確定結果控制受控車輛200起動的區(qū)域。圖3說明了根據(jù)本發(fā)明實施方式的最佳控制車輛之間距離的方法。
本方法包括減速控制步驟S100、停止速度控制步驟S200、防停止控制步驟S300、 停止控制步驟S400以及起動控制步驟S500。在步驟SlOO中，當前方車輛100減速時，根據(jù)受控車輛200相對于前方車輛100 的相對加速度、相對速度和相對距離，控制受控車輛200使其減速。在步驟S200中，控制受控車輛200使其在進入減速控制區(qū)域之前以恒定速度接近前方車輛100而不停止。在步驟S300中，在前方車輛100停止且受控車輛200將在比與受控車輛200的要求停止距離遠的位置停止時，通過相對于受控車輛200的相對速度調節(jié)相對距離的值，控制受控車輛200移動到滿足要求停止距離的位置而不停止。在步驟S400中，控制受控車輛200使其在要求停止距離的精確位置平穩(wěn)地停止。在步驟S500中，確定前方車輛100是否起動或稍微向前移動，并根據(jù)該確定結構控制受控車輛200起動?，F(xiàn)將參照圖4至7，對上述步驟SlOO至S500進行更詳細的闡述。圖4是圖3所示的停止速度控制步驟和防停止控制步驟的詳細流程圖。根據(jù)傳統(tǒng)TJA(交通堵塞輔助)系統(tǒng)，由前方車輛與受控車輛之間的相對距離、受控車輛對于前方車輛的相對速度和前方車輛的加速度計算受控車輛的減速的量。然而，在前方車輛在受控車輛的前方停止時，可能發(fā)生這樣的問題，即受控車輛在接近前方車輛之前也停止，盡管有相當?shù)木嚯x來適應相對速度，如圖1所示。為克服上述問題，根據(jù)本發(fā)明的控制方法限定了停止速度控制區(qū)域。參照圖4，在步驟S210中，確定前方車輛100的速度是否小于預定的低行駛速度。 如果確定前方車輛100速度沒有降低，則執(zhí)行步驟S100。另一方面，如果確定前方車輛100的速度降低，則將前方車輛100的速度設為預定的低行駛速度(S220)。換言之，為了判斷前方車輛100是否停止，停止速度控制步驟S200判斷前方車輛 100的速度是否小于低行駛速度。如果不小于低行駛速度，則將前方車輛100的速度設為低行駛速度，從而受控車輛200可以以低行駛速度行駛。由此，可以防止受控車輛200停止在大于要求停止距離的位置。在受控車輛200在大于要求停止距離的位置停止而不管上述停止速度控制步驟 S200的情況下，本控制方法可以任選地包括防停止控制步驟S300。S卩，在步驟S300中，在前方車輛100停止且受控車輛200將在大于要求停止距離的位置停止時，則可以調整相對于受控車輛200的相對速度的相對距離的值，使受控車輛200移動至要求停止距離而不停止。更具體地，在受控車輛200在大于要求停止距離的位置停止的情況下，確定相對距離是否大于要求停止距離以及受控車輛200是否停止(S310)。如果確定相對距離大于要求停止距離并且受控車輛200停止，則調整相對于受控車輛200的相對速度的相對距離的值(S320)。如果確定相對距離不大于要求停止距離或受控車輛200沒有停止，或者如果相對于受控車輛200的相對速度的相對距離的值被調整，則執(zhí)行步驟S400。圖5是圖3所示的停止控制步驟的詳細流程圖。圖6是圖5所示的停止控制判斷
6步驟的詳細流程圖?？傮w來說，為了平穩(wěn)地停止車輛并保持停止狀態(tài)，減速的量應大于一般減速控制中的量。參照圖5，在步驟S400中，確定是否滿足受控車輛200的預定的停止條件(S410)。 在此，參照如圖6，在步驟S410中，例如，可以確定前方車輛100是否停止、受控車輛200速度是否小于停止速度以及相對距離是否小于要求停止距離(S411)。如果不滿足任何預定的停止條件，則確定受控車輛200的停止條件不滿足 (5413)，執(zhí)行步驟3200。另一方面，如果確定滿足預定的停止條件，則確定滿足受控車輛200的停止條件 (S412)。在這種情況下，改變加速度、速度及距離的控制增益(S420)，然后，根據(jù)改變后的控制增益，改變所需的減速度(S430)。根據(jù)改變后的減速度，受控車輛200可平穩(wěn)地停止 (S440)。也就是，確定受控車輛200的停止條件并通過改變受控車輛200的加速度/速度 /距離的控制增益來改變所需的減速度，從而使受控車輛200平穩(wěn)地停止。圖7是圖3所示的起動控制步驟的詳細流程圖?？傮w來說，為了控制車輛之間的距離，受控車輛被控制成如果前方車輛停止則停止，如果前方車輛起動則起動。如果前方車輛移動，則控制車輛與前方車輛的相對距離產(chǎn)生變化。為了適應要求距離，應控制受控車輛移動。但如果前方車輛移動短距離(比如1米左右)，則可能難以控制受控車輛移動相應的移動距離，因為傳動器的響應時間，并且這樣的控制有時易導致過度的顛簸。為防止上述問題，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，只有在前方車輛100在起動控制區(qū)域以外時，才控制受控車輛200起動。參照圖7，在起動控制步驟S500中，確定相對距離是否大于起動控制區(qū)域的長度以及前方車輛100的速度是否大于前方車輛100的預定的速度(S510)。如果確定相對距離不大于起動控制區(qū)域的長度且前方車輛100的速度不高于前方車輛100的預定的速度，則使受控車輛200保持停止(S520)。另一方面，如果確定相對距離大于起動控制區(qū)域的長度或前方車輛100的速度高于前方車輛100的預定的速度，則控制受控車輛200使其起動(S530)。優(yōu)選地，起動控制區(qū)域的長度可由調諧(timing)確定。雖然由調諧確定起動控制區(qū)域的范圍，但該范圍至少需要滿足要求停止距離+α的值。這表示要求起動控制區(qū)域的范圍大于要求停止距離。+α量由調諧和駕駛環(huán)境確定。此外，為了不響應前方車輛100的輕微移動，并且為了將要求加速度限制到小的距離誤差，距離誤差的死區(qū)域可以適當在設定在起動控制區(qū)域中。圖8是顯示當由根據(jù)本發(fā)明實施方式的方法最佳控制跟隨車輛時，前方車輛的速度、跟隨車輛的速度和兩車之間的相對距離的視圖。如圖8所示，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，如果前方車輛100的速度小于低行駛速度， 則控制受控車輛200在一定距離內以恒定的速度接近前方車輛100，并確定受控車輛200的停止條件并基于該確定結果，控制受控車輛200平穩(wěn)地停止并保持該停止狀態(tài)。除此之外， 控制受控車輛200響應前方車輛100的起動而平穩(wěn)地起動，同時不響應前方車輛100的輕微移動。根據(jù)本發(fā)明的控制方法，受控車輛200能平穩(wěn)停止，同時不降低駕駛員的駕駛質量，并能精確地在駕駛員要求的位置停止。本發(fā)明的上述說明是例示性的，本領域的技術人員應當理解本發(fā)明可以被改變成其它具體的形式而無需變更根據(jù)本發(fā)明的構思和本質特征。因此，必須理解上述的實施方式是例示性的而不是限定性的。本發(fā)明旨在落入所附權利要求的范圍內而不是詳細說明的范圍，因此應當理解所附權利要求的含義和范圍以及所有此類改變、修改和由等價物導出的變異都包括在本發(fā)明的范圍內。
權利要求
1.一種在用于控制車輛之間的距離、能使車輛自動停止和起動的系統(tǒng)中，用于最佳控制受控車輛與在所述受控車輛前方行駛的前方車輛之間距離的方法，該方法包括以下步驟a)響應所述前方車輛的減速，通過考慮所述受控車輛相對于所述前方車輛的相對加速度、相對速度和相對距離，控制所述受控車輛的減速；b)控制所述受控車輛的停止速度，使得所述受控車輛以恒定速度接近所述前方車輛而不停止；c)控制所述受控車輛在距所述前方車輛預定的停止距離的位置平穩(wěn)而精確地停止；和d)在確定所述前方車輛是否起動或向前移動之后，控制所述受控車輛的起動。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述步驟b)包括b-Ι)確定所述前方車輛的速度是否小于預定的低行駛速度；b-2)如果確定所述前方車輛的速度不小于預定的低行駛速度，則返回到步驟a)；以及 b-3)如果確定所述前方車輛的速度小于預定的低行駛速度，則將所述前方車輛的速度設定為預定的低行駛速度。
3.如權利要求2所述的方法，其中所述步驟b)還包括一個防停止控制步驟，其中在所述前方車輛停止且所述受控車輛將在比所述受控車輛的要求停止距離遠的位置停止時，調整相對于所述受控車輛的相對速度的相對距離的值，使得所述受控車輛不停止而移動至符合所述要求停止距離的位置。
4.如權利要求3所述的方法，其中所述防停止控制步驟包括在所述受控車輛將在比所述要求停止距離遠的位置停止時，確定所述相對距離是否大于所述要求停止距離以及所述受控車輛是否停止；如果確定所述相對距離大于所述要求停止距離并且所述受控車輛停止，則相對于所述受控車輛的所述相對速度調整所述相對距離的值；以及如果確定所述相對距離不大于所述要求停止距離或者所述受控車輛沒有停止，則執(zhí)行所述步驟c)。
5.如權利要求1所述的方法，其中所述步驟c)包括 C-1)確定是否滿足所述受控車輛的預定的停止條件；c-2)如果確定不滿足所述預定的停止條件，則返回到所述步驟b)；c-3)如果確定滿足所述預定的停止條件，則分別改變加速度、速度和距離的控制增■、ΛM ；c-4)基于改變的控制增益改變要求減速度；以及 c-5)根據(jù)改變的要求減速度平穩(wěn)地停止所述受控車輛。
6.如權利要求5所述的方法，其中所述步驟c-1)包括通過確定所述前方車輛是否保持停止、所述受控車輛的速度是否小于停止速度以及所述相對距離是否小于要求停止距離而確定是否滿足所述預定的停止條件；如果確定滿足所述預定的停止條件，則斷定滿足所述受控車輛的停止條件；以及如果確定不滿足所述預定的停止條件，則斷定不滿足所述受控車輛的停止條件。
7.如權利要求1所述的方法，其中所述步驟d)包括d-Ι)確定所述相對距離是否大于期望執(zhí)行所述步驟d)的控制區(qū)域的長度或者所述前方車輛的速度是否大于所述前方車輛的預定的速度；d-2)如果確定所述相對距離不大于起動控制區(qū)域的長度且所述前方車輛的速度不大于所述前方車輛的預定的速度，則控制所述受控車輛保持停止狀態(tài)；和d-3)如果確定所述相對距離大于所述起動控制區(qū)域的長度或所述前方車輛的速度大于所述前方車輛的預定的速度，則控制所述受控車輛起動。
8.如權利要求7所述的方法，其中通過調諧確定所述起動控制區(qū)域的范圍，所述范圍至少需要滿足要求停止距離+ α的值，其表示所述起動控制區(qū)域的所述范圍要大于所述要求停止距離，且+ α的量通過調諧和駕駛環(huán)境確定。
9.如權利要求7所述的方法，其中在所述起動控制區(qū)域中設置距離誤差死區(qū)，以使所述受控車輛不響應所述前方車輛的輕微移動，并限制根據(jù)微小距離誤差的請求加速度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于控制車輛的自動停止和起動的方法，一種在控制車輛之間距離的系統(tǒng)中使用的控制方法。該方法包括a)響應前方車輛的減速而控制受控車輛的減速；b)控制受控車輛的停止速度，使得受控車輛以恒定的速度接近前方車輛而不停止；c)控制受控車輛在距前方車輛預定的停止距離的位置平穩(wěn)而精確地停止；和d)在確定前方車輛是否已起動或向前動移之后，控制受控車輛的起動。
文檔編號B60T7/12GK102219019SQ201010567769
公開日2011年10月19日 申請日期2010年12月1日 優(yōu)先權日2010年4月14日
發(fā)明者嚴大淵, 李時亨, 李贊圭, 林殷默, 趙奭桓 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社, 起亞自動車株式會社