CN102673545A - 车辆用驾驶辅助装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆用驾驶辅助装置。根据本发明的车辆用驾驶辅助装置，无需装设特别的传感器，而可以抑制自动刹车运行时的本车辆在停止前后发生的俯仰振动，可以得到较好的乘车感觉。本发明基于自动刹车运行后的减速度Gw求出减压开始距离Pd(S9)，当本车辆(1)与前方障碍物之间的障碍物间距L达到相对于前方障碍物的停止目标距离Ls上加上减压开始距离Pd的距离时，开始对制动压力进行减压(S11)，抑制本车辆(1)在停止前后发生的俯仰振动。并且，当障碍物间距L达到停止目标距离Ls的跟前的停止制动开始距离p时，对制动压力进行加压(S13)，使本车辆(1)停止。

Description

车辆用驾驶辅助装置
技术领域
本发明涉及一种用于抑制由自动刹车运行导致的车辆停止前后发生的俯仰振动的车辆用驾驶辅助装置。
背景技术
目前，在以自适应巡航控制(ACC：Adaptive Cruise Control)***和预防碰撞制动***为代表的驾驶辅助装置中，作为用于监视本车辆前方的单元大多采用车载摄像机或雷达装置。这里，ACC***是用于追踪行驶在本车辆前方的前行车辆而进行车速控制的***，当突然接近前行车辆并判断出通过发动机制动器不能保持目标车间距时，ACC***使自动刹车运行而使车间距恢复到目标车间距。另外，预防碰撞制动***用于判断与包含前行车辆的本车辆前方的障碍物(下面称为“前方障碍物”)碰撞的可能性，当判断出碰撞不可避免时，使自动刹车运行而回避碰撞。
关于自动刹车的运行，例如专利文献1(日本特开2008-120141号公报)中公开了如下技术：当判断出前行车辆处于大致停止的状态时，根据本车辆与前行车辆之间的车间距，求出用于将本车辆停止在设定位置的减速度，使自动刹车以对应于该减速度的制动压力运行。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-120141号公报
发明内容
在上述文献中公开的技术中，因为根据与前行车辆的车间距来设定制动压力，因此到车辆停止为止，制动压力不会减压，在即将停止时发生车辆前部大幅度下沉的所谓的俯冲现象，停止时因其反作用而发生余震。这种俯冲现象和其余震引起的俯仰振动致使乘车人感到不舒服。
作为抑制俯仰振动的方法可以考虑在车辆即将停止时暂时对制动压力进行减压，但如果想要有效地抑制俯仰振动，需要根据路面情况(雪路、冰坡、干燥路面)、车重等设定对制动压力进行减压的时间。
但此时，另外需要用于检测路面情况或车重等的传感器类器件，存在不仅控制变得复杂，而且因部件数量的增加导致成本变高的问题。
本发明鉴于上述情况而提出，其目的在于提供一种无需另外装设特别的传感器，可以抑制自动刹车运行时在停止前后发生的俯仰振动，减轻搭乘人员的不适感，可以获得较好的乘车感觉的车辆用驾驶辅助装置。
本发明所提供的车辆用驾驶辅助装置，包含：前方监视单元，其被搭载在车辆上而监视本车辆行驶方向前方的行驶环境；碰撞预测时间运算单元，其基于由所述前方监视单元检测出的所述车辆前方的行驶环境检测前方障碍物，同时基于所述前方障碍物与所述车辆之间的障碍物间距和相对车速求出碰撞预测时间；自动刹车控制单元，当由所述碰撞预测时间运算单元求出的所述碰撞预测时间小于等于预先设定的制动辅助判定时间时，在运行自动刹车的同时在停止目标位置跟前对制动压力进行减压，在即将停止时对制动压力进行加压，所述自动刹车控制单元基于自动刹车运行时的减速度求出在所述车辆与所述前方障碍物之间的减压开始距离。其中，在所述障碍物间距达到该减压开始距离时对制动压力进行减压，然后在到达预先设定的即将停止的停止制动开始距离时，对所述制动压力进行加压。
根据本发明，因为基于自动刹车运行时的减速度求出制动压力的减压开始距离，因此无需另外装设特别的传感器，可以有效地抑制自动刹车运行时的停止前后发生的俯仰振动，可以减轻搭乘人员的不适感，可以得到较好的乘车感觉。
附图说明
图1为搭载车辆用驾驶辅助装置的车辆的概略构成图。
图2为车辆用驾驶辅助装置的构成图。
图3为表示自动刹车控制程序的流程图。
图4为表示减压开始时间表的概念图。
图5为表示自动刹车控制的控制例的时序图。
符号说明：
1为车辆，3为车辆用驾驶辅助装置，21为驾驶辅助控制单元，22为发动机控制单元，23为制动控制单元，31a为阀门，32为车载摄像机，43为制动执行器，43a为制动轮缸，Gw为减速度，L为障碍物间距，Ls为停止目标距离，p为停止制动开始距离，Pd为减压开始距离，Td为设定时间，To为制动辅助判定时间，TTC为碰撞预测时间。
具体实施方式
下面，基于附图说明本发明的一个实施方式。图1的符号1表示车辆，该车辆1上搭载有作为前方监视单元的车载摄像机23。该车载摄像机32是具有主摄像机32a和辅助摄像机32b的立体摄像机，由该两个摄像机32a、32b拍摄的行驶方向前方的行驶环境图像在图像处理单元(IPU)33中经过预定的图像处理后输出。
另外，符号3表示车辆用驾驶辅助装置，如图2所示，车辆用驾驶辅助装置3具备驾驶辅助控制单元21、发动机控制单元(下面称为“E/G_ECU”)22、制动控制单元(下面称为“BK_ECU”)23等的各种控制单元，这些各控制单元通过控制器局域网(CAN，Controller Area Network)等的车内通信电路24连接。在此，各单元21～23由具有CPU、ROM、RAM等的微型计算机构成，ROM中存储着用于实现针对每个***而设定的动作的控制程序。
并且，驾驶辅助控制单元21的输入侧连接有IPU 33、用于检测车速S[Km/h]的车速传感器36、用于检测驾驶员对加速踏板的踩踏量AP[％]的加速器开度传感器37、用于检测车体速度SAV的车体速度传感器38等的各种传感器类器件。在此，在本实施方式中，以通过分别设置在四轮上的车轮速度传感器检测的车轮速度平均值来估计车体速度SAV。因此，在这种情况下，车体速度传感器38成为综合了设置在各车轮上的车轮速度传感器的传感器。或者，在搭载有全球定位***(GPS，Global Positioning System)装置的车辆中，还可以基于从GPS卫星接收的GPS信号，根据本车辆1在单位时间内的移动距离来求出车体速度SAV。此时，GPS装置具有作为车体速度传感器38的功能。
此外，驾驶辅助控制单元21的输出侧连接有蜂鸣器、警告灯、喇叭等警报单元41。
另外，E/G_ECU 22的输出侧连接有设置在电控节气阀31的节气门作动器(throttle actuator)42，而且BK_ECU 23的输出侧连接有强制运行制动的制动执行器43。
如图1所示，电控节气阀31设置在发动机30的吸气通道一侧，该电控节气阀31的阀门31a依靠节气门作动器42进行开闭动作，该节气门作动器42的动作由E/G_ECU 22来控制。因此，通过由E/G_ECU 22来控制节气门作动器42的动作而调节阀门31a的开度，从而可以得到所期望的发动机输出功率。
并且，制动执行器43是针对设置在各车轮上的制动轮缸43a供给的制动油压进行调整的装置，根据从BK_ECU 23接收的驱动信号来驱动制动执行器43时，由制动轮缸43a对各车轮产生制动力，进行强制减速。
另外，图2中示出的驾驶辅助控制单元21基于从IPU 33接收的图像信号来监视由车载摄像机32拍摄的存在于本车辆行驶方向前方的障碍物(前方障碍物)。并且，当检测到前方障碍物时，基于由车载摄像机32拍摄的图像来求出碰撞预测时间TTC[sec]，并比较该碰撞预测时间TTC与预先设定的制动辅助判定时间To，判断本车辆1与前方障碍物碰撞的可能性。并且，当判断出碰撞可能性高(TTC≤To)时，通过警报单元41发出警报的同时进行自动刹车控制。
上述的由驾驶辅助控制单元21进行的自动刹车控制具体按照图3中示出的自动刹车控制程序来处理。下面，参照图5中示出的时序图说明按照自动刹车控制程序进行的处理。在图5中，将前行车辆A作为前方障碍物。
在接通(ON)点火开关之后，在每个预定运算周期执行该程序。首先，在步骤S1中，读取由车载摄像机32拍摄的本车辆前方的图像数据、由车速传感器36检测的车速S、由加速器开度传感器37检测的加速踏板踩踏量AP、由车体速度传感器38检测的车体速度SAV等对于自动刹车控制必要的参数。
接着，在步骤S2中，基于由车载摄像机32拍摄的本车辆前方的图像数据，检查本车辆行驶方向上是否存在前方障碍物(停止车辆或者行驶中的前行车辆、对开车辆、横过马路的行人等)。并且，当检测到前方障碍物时进入步骤S3，没有检测到时就此跳出程序。
进入到步骤S3时，基于两个摄像机32a、32b的视差来计算由两个摄像机32a、32b拍摄的前方障碍物与本车辆1之间的距离(下面称为“障碍物间距”)L[m]，该障碍物间距L除以前方障碍物与本车辆1的相对车速ΔS[m/sec]，以此计算碰撞预测时间TTC[sec](TTC←L/ΔS)。在此，步骤S2、S3中的处理对应于本发明的碰撞预测时间运算单元的处理。
然后，进入步骤S4，比较碰撞预测时间TTC[sec]与预先设定的制动辅助判定时间To[sec]。该制动辅助判定时间To是判定为与前方障碍物不可避免发生碰撞的预测时间。在此，如后述的那样，本实施方式在通过自动刹车运行而将本车辆1停止在停止目标位置的跟前，暂时进行对制动压力进行减压的控制，因此制动辅助判定时间To被设定为在一定程度上考虑了对制动压力进行减压而导致停止距离延长的值。因此，在本实施方式中，将制动辅助判定时间To设定为例如1.2～0.8[sec]左右，以与一般的自动刹车控制相比，能稍微提早开始运行。
并且，当碰撞预测时间TTC小于等于制动辅助判定时间To时(TTC≤To)，判定为因驾驶员的制动操作没有进行或者驾驶员操作的制动力弱而导致本车辆1接近前方障碍物，进入步骤S5。并且，当判定为TTC＞To时，判定为通过驾驶员的制动操作而可以停止，就此跳出程序。
进入到步骤S5时，对警报单元41输出警报信号，用蜂鸣声、警告灯的一闪一灭或者语音等告知驾驶员本车辆1正在接近前方障碍物。
接着，进入步骤S6，使自动刹车运行(图5的经过时间t0)。在本实施方式中，自动刹车利用通过全闭阀门31a而进行的发动机制动和通过制动轮缸43a的动作而进行的强制制动这两种制动方式。
在使该自动刹车运行时，首先对E/G_ECU 22输出节气阀全闭信号。于是，E/G_ECU 22通过电控节气阀的节气门作动器42使阀门31a做全闭动作，使发动机制动运行。接着，对BK_ECU 23输出制动动作信号。于是，BK_ECU23向制动执行器43输出驱动信号，使制动轮缸43a动作而使各车轮强制制动。
然后，进入步骤S7，在自动刹车运行后直到设定时间Td[sec]经过为止进行待机。该设定时间Td是能可靠地运行强制制动所需的时间(图5的经过时间t0～t1)，预先通过实验等求出而进行设定。
并且，在经过了设定时间Td时，进入步骤S8，计算减速度Gw[m/s2]。该减速度Gw根据使用车体速度传感器38检测的车体速度SAV的预定区间的变化来求出(图5的经过时间t1～t2)。在此，在搭载有前后G传感器(前后加速度传感器)的车辆中，也可以从前后G传感器的输出来求出减速度Gw。
接着，进入步骤S9，参照减压开始时间表，基于减速度Gw以带插值计算的方法来设定减压开始距离Pd[m]。该减压开始距离Pd是从开始减压的位置至以前方障碍物为基准的停止目标位置的距离，如图4所示，被存储在减压开始时间表中的减压开始距离Pd按照几乎与减速度Gw成比例的特性设定，减速度Gw越大减压开始距离Pd越长。即，当空驶时的车速和制动压力一定时，自动刹车运行时的制动距离依赖于根据路面情况(雪路、冰坡、干燥路面等)而变化的路面摩擦系数(路面μ)和车重。在低摩擦系数(μ)路面或车重大时制动距离长，必然导致减速度Gw减小。
减压开始时间需要在确保制动车距的状态下设定，由于减速度Gw小时制动距离变长，因此减压开始距离Pd可以设定为相对较短。相反，减速度Gw大时制动距离变短，因此减压开始距离Pd可以设定为较长。
据此，即使本车辆1在自动刹车运行时在后述的停止目标位置(以前方障碍物为基准的停止目标距离)跟前对制动压力暂时减压，也能将本车辆1停止在停止目标位置。并且，如上所述，由于减速度Gw依赖于路面情况、车重、制动强度，因此减压开始距离Pd无需通过一一测量路面摩擦系数(μ)和车重来设定，使得运算变得简单。此外，无需装设专用的传感器类器件，因此可以谋求部件数量的减少而带来的产品成本的降低。
然后，进入步骤S10，直到障碍物间距L[m]达到相对于前方障碍物的停止目标距离Ls上加上减压开始距离Pd的距离(Ls+Pd)[m]为止进行待机。这里，Ls是本车辆1相对于停止的前方障碍物需要保持的停止目标位置(停止目标距离)。该停止目标距离Ls是固定值，在本实施方式中大致设定为Ls＝1.5～2[m]。
并且，当达到L≤Ls+Pd时(图5的经过时间t3)，进入步骤S11，将自动刹车控制中的制动压力减压到预定值。在本实施方式中，如图5所示，对该制动压力以预定比率阶段性地进行减压。据此，不会发生急减速时发生的向前方的较大加速度(前G)突然被解除的现象，可以实现减少余震和确保制动距离这两者。
然而，当因为自动刹车运行而发生的减速度Gw较大时，因为即将停止时的前G导致本车辆1发生俯冲，在停止时因其反作用发生余震。该俯冲和因其反作用引起的俯仰振动会随着减速度Gw的增加而变大，但如上所述，在本实施方式中，由于减压开始距离Pd几乎与减速度Gw的大小成比例地设定，因此在减速度Gw大时，对制动压力进行减压时的车辆的行驶距离变长，可以有效地抑制发生俯仰振动，可以减轻乘车人员的不适感，可以得到较好的乘车感觉。
然后，进入步骤S12，检查障碍物间距L是否达到停止跟前距离(Ls+p)。这里，符号p为停止目标距离Ls跟前的再次开始制动的位置(停止制动开始距离)，在本实施方式中大致被设定为0.5[m]。
并且，当障碍物间距L达到停止跟前距离(Ls+p)时(图5的经过时间t4)，进入步骤S13，施加制动压力使车辆停止(图5的经过时间t5)，进入步骤S14，停止对警报单元41输出警报信号，在停止警报之后跳出程序。在此，步骤S6～S13中的处理对应于本发明的自动刹车控制单元的处理。
如此，在本实施方式中，当自动刹车运行而使本车辆1停止在停止目标位置时，基于本车辆1的减速度Gw设定减压开始距离Pd，从障碍物间距L达到相对于前方障碍物的停止目标距离Ls上加上减压开始距离Pd的距离(Ls+Pd)时至即将停止为止对制动压力进行减压，因此可以大幅度地抑制停止前后的本车辆1中发生的俯仰振动，减轻搭乘人员的不适感，可以得到较好的乘车感觉。
并且，由于作用于车辆1的减速度Gw依赖于路面情况、车重、制动强度等，因此在设定该减压开始距离Pd时，无需对路面摩擦系数(μ)或车重进行测量并将其设定为参数，从而运算变得简单，而且无需装设专用的传感器类器件，因此可以实现部件数量的减少和产品成本的降低。
在此，本发明并不限定于上述实施方式，例如障碍物间距L除了基于用车载摄像机32拍摄的图像进行测量之外，还可以基于对本车辆1的行驶方向前方进行扫描的激光雷达、毫米波雷达、超音波传感器进行测量。

Claims (3)

1.一种车辆用驾驶辅助装置，其特征在于，包含：
前方监视单元，其被搭载在车辆上而监视该车辆行驶方向前方的行驶环境；
碰撞预测时间运算单元，其基于由所述前方监视单元检测出的所述车辆前方的行驶环境检测前方障碍物的同时，基于所述前方障碍物与所述车辆之间的障碍物间距和相对车速求出碰撞预测时间；
自动刹车控制单元，当由所述碰撞预测时间运算单元求出的所述碰撞预测时间小于等于预先设定的制动辅助判定时间时，在运行自动刹车的同时在停止目标位置跟前对制动压力进行减压，在即将停止时对制动压力进行加压，
其中，所述自动刹车控制单元基于自动刹车运行时的减速度求出在所述车辆与所述前方障碍物之间的减压开始距离，在所述障碍物间距达到该减压开始距离时对制动压力进行减压，然后在到达预先设定的即将停止的停止制动开始距离时，对所述制动压力进行加压。
2.根据权利要求1所述的车辆用驾驶辅助装置，其特征在于，所述自动刹车控制单元在运行自动刹车时将阀门全闭。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用驾驶辅助装置，其特征在于，所述自动刹车控制单元在对制动压力进行减压时以预定比率阶段性地进行减压。
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