CN104859653A - 车辆驾驶控制设备 - Google Patents

Abstract

提供了一种车辆驾驶控制设备，用于控制自身车辆以追踪目标车辆。该车辆驾驶控制设备包括：(1)用于获取目标车辆相对于自身车辆的实际相对速度的装置；(2)用于基于相对速度增益与由获取装置所获取的实际相对速度的乘积设置自身车辆的目标加速度的装置，相对速度增益被正常设置为参考增益；(3)用于检测导致由设置装置所设置的目标加速度不连续地改变的事件的发生的装置；以及(4)用于在检测装置检测到事件发生时，对相对速度增益进行校正以使得相对速度增益从小于参考增益的值渐进地增加的装置。

Description

车辆驾驶控制设备

技术领域

本发明通常涉及一种车辆驾驶控制设备。更具体地，发明涉及一种控制自身车辆以追踪(或跟随)行驶在自身车辆前面的前方车辆的车辆驾驶控制设备。

背景技术

为了降低驾驶车辆的驾驶者的操作负担，开发了下述车辆驾驶控制设备：该车辆驾驶控制设备选择行驶在自身车辆前面的前方车辆作为目标车辆，并且控制自身车辆的速度以将自身车辆和目标车辆间的车辆间距离保持恒定，从而使得自身车辆自动地追踪(或跟随)目标车辆。

例如，在日本专利申请公开第JP2010143323A号中公开了车辆驾驶控制设备(或车辆间距离控制设备)。该车辆驾驶控制设备被配置成执行追踪控制，即，使得自身车辆追踪目标车辆(或前方车辆)的控制。此外，设备还被配置成：当由自身车辆的驾驶者开始加速操作或减速操作时，停止追踪控制；当在完成加速操作或减速操作之后目标车辆与自身车辆之间的相对速度变为0时，基于实际车辆间距离重新设置(或改变)目标车辆间距离；以及采用所重新设置的目标车辆间距离恢复追踪控制。结果，当恢复追踪控制时，不必须执行自身车辆的额外的加速和减速以维持目标车辆间距离。

然而，除了完成在追踪控制期间由驾驶者进行的加速操作或减速操作之外，还可以发生在其中目标车辆与自身车辆之间的相对速度不是渐进地改变而是不连续地改变的下述事件：(a)介入自身车辆与目标车辆之间的介入车辆变为要追踪的新的目标车辆；以及(b)驾驶者通过操作开关启动追踪控制。另外，当目标车辆以比自身车辆更高的速度行驶并且因此远离自身车辆时，相对速度为正；而当目标车辆以比自身车辆更低的速度行驶并且因此接近自身车辆时，相对速度为负。

在正常追踪控制中，当为了使得自身车辆追踪目标车辆而目标车辆与自身车辆之间的相对速度不连续地改变时，自身车辆的目标加速度将不连续地改变，从而使得自身车辆突然地加速或减速。结果，会由自身车辆的突然的加速或减速导致冲击(shock)，从而降低了自身车辆的可驾驶性。另外，在下文中此冲击将简称为加速冲击或减速冲击。

前述专利文献未公开当自身车辆的目标加速度不连续地改变时如何降低通过追踪控制所导致的加速冲击或减速冲击。

发明内容

根据示例性实施例，提供了一种车辆驾驶控制设备，该车辆驾驶控制设备用于控制自身车辆以追踪目标车辆。目标车辆是行驶在自身车辆前面的前方车辆，并且目标车辆由车辆驾驶控制设备选择以由自身车辆追踪。车辆驾驶控制设备包括：(1)用于获取目标车辆相对于自身车辆的实际相对速度的装置；(2)用于基于相对速度增益与由获取装置所获取的实际相对速度的乘积设置自身车辆的目标加速度的装置，相对速度增益被正常设置为参考增益；(3)用于检测导致由设置装置所设置的目标加速度不连续地改变的事件的发生的装置；以及(4)用于在检测装置检测到事件发生时，对相对速度增益进行校正以使得相对速度增益从小于参考增益的值渐进地增加的装置。

结果，通过按照以上方式对相对速度增益进行校正，可以防止由于事件的发生而使得目标加速度快速地改变。作为结果，当事件发生时可以降低通过追踪控制所导致的加速冲击或减速冲击。

优选的是，校正装置对相对速度增益进行校正以使得相对速度增益从该值渐进地增加到参考增益。

优选地，车辆驾驶控制设备还包括用于获取目标车辆和自身车辆间的车辆间距离的装置。校正装置对相对速度增益进行校正以使得相对速度增益从根据下面的等式所计算出的初始增益渐进地增加：α0＝|Vr0|/(2×ΔD)，其中，α0代表初始增益，|Vr0|代表事件发生时目标车辆相对于自身车辆的实际相对速度的绝对值，以及在事件发生时当目标车辆相对于自身车辆的实际相对速度为正时，ΔD代表目标车辆和自身车辆间的车辆间距离与最大可允许车辆间距离之间的差异，而在事件发生时当实际相对速度为负时，ΔD代表车辆间距离与最小可允许车辆间距离之间的差异。

此外，优选的是，在检测装置检测到事件发生时，只要满足第一校正条件或第二校正条件，校正装置就将相对速度增益设置为初始增益，并且然后使得相对速度增益从初始增益渐进地增加。在此，第一校正条件是下述校正条件：目标车辆相对于自身车辆的实际相对速度为正并且目标车辆和自身车辆间的车辆间距离短于或等于最大可允许车辆间距离；第二校正条件是下述校正条件：目标车辆相对于自身车辆的实际相对速度为负并且目标车辆和自身车辆间的车辆间距离长于或等于最小可允许车辆间距离。

优选地，当目标车辆相对于自身车辆的实际相对速度为正以及高于或等于第一校正阈值时，校正装置将相对速度增益设置为参考增益而不是设置为初始增益。当目标车辆相对于自身车辆的实际相对速度为正以及高于第一估计相对速度并且低于第一校正阈值时，校正装置对初始增益进行校正以使得实际相对速度越接近第一校正阈值，则校正后的初始增益越接近参考增益。在此，通过假定自身车辆的目标加速度保持恒定来获得第一估计相对速度；第一校正阈值以预定量高于第一估计相对速度。此外，当目标车辆相对于自身车辆的实际相对速度为负以及低于或等于第二校正阈值时，校正装置将相对速度增益设置为参考增益而不是设置为初始增益。当目标车辆相对于自身车辆的实际相对速度为负以及低于第二估计相对速度并且高于第二校正阈值时，校正装置对初始增益进行校正以使得实际相对速度越接近第二校正阈值，则校正后的初始增益越接近参考增益。在此，通过假定自身车辆的目标加速度保持恒定来获得第二估计相对速度；第二校正阈值以预定量低于第二估计相对速度。

事件可以是下述之一：(1)前方车辆新近地被选择为目标车辆；(2)介入在目标车辆与自身车辆之间的介入车辆取代目标车辆成为新的目标车辆；(3)完成在追踪控制期间由自身车辆的驾驶者进行的自身车辆的加速操作或减速操作；以及(4)由自身装置的驾驶者启动追踪控制。

优选的是，由设置装置基于目标车辆和自身车辆间的车辆间距离以及自身车辆的速度设置参考增益。

附图说明

根据在下文中所给出的详细说明并且根据一个示例性实施例的附图将更全面地理解本发明，然而，其不应当被采用来将本发明限制为具体的实施例，而仅是出于说明和理解的目的。

在附图中：

图1是示出了包括根据示例性实施例的车辆驾驶控制设备的车辆驾驶控制***的总体配置的功能框图；

图2是示出了在对自身车辆进行加速以追踪目标车辆中自身车辆和目标车辆间的车辆间距离与最大可允许车辆间距离之间的关系的示意图；

图3是示出了在对自身车辆进行加速以追踪目标车辆中以及在对自身车辆进行减速以追踪目标车辆中的校正后的相对速度增益的时序图；

图4是示出了在对自身车辆进行加速以追踪目标车辆中自身车辆和目标车辆间的车辆间距离随时间的改变以及第一估计相对速度随时间的改变两者的时序图；

图5是示出了在对自身车辆进行加速以追踪目标车辆中第一估计相对速度与第一校正阈值之间的关系的示意图；

图6是示出了在对自身车辆进行减速以追踪目标车辆中自身车辆和目标车辆间的车辆间距离与最小可允许车辆间距离之间的关系的示意图；

图7是示出了在对自身车辆进行减速以追踪目标车辆中自身车辆和目标车辆间的车辆间距离随时间的改变以及第二估计相对速度随时间的改变两者的时序图；

图8是示出了在对自身车辆进行减速以追踪目标车辆中第二估计相对速度与第二校正阈值之间的关系的示意图；以及

图9是示出了由车辆驾驶控制设备所执行的追踪控制处理的流程图。

具体实施方式

图1示出了车辆驾驶控制***2的总体配置，车辆驾驶控制***2包括根据示例性实施例的车辆驾驶控制设备50。

车辆驾驶控制***2安装在车辆(在下文中，将称为自身车辆)中以控制自身车辆的驾驶。更具体地，车辆驾驶控制***2被配置为选择行驶在自身车辆前面的前方车辆作为目标车辆，并且控制自身车辆的驾驶以将自身车辆和目标车辆间的车辆间距离保持恒定，从而使得自身车辆自动地追踪(或跟随)目标车辆。

车辆驾驶控制***2包括用检测自身车辆的周围情形和驾驶条件的各种传感器、各种开关、引擎ECU(电子控制单元)30、制动ECU 40以及车辆驾驶控制设备50。

各种传感器包括雷达传感器10、摄像装置12、车辆速度传感器14、加速度传感器16以及制动传感器18。各种开关包括追踪开关20和追踪模式开关22。

雷达传感器10被配置成：在预定角度范围上向前辐射激光束；检测通过由对象对激光束的反射所产生的反射光；基于激光束在自身车辆与对象之间进行往返所需要的时间来确定从自身车辆到反射了激光束的对象的距离；以及基于当检测到反射光时激光束的辐射方向确定对象的方位角。

另外，雷达传感器10不限于使用激光束的雷达传感器。替选地，雷达传感器10可以由使用毫米波区或微波区中的无线电波的雷达传感器实现或由使用超声波的雷达传感器实现。

摄像装置12被配置成拍摄在自身车辆前面所存在的对象的图像。然后，由摄像装置12所拍摄的图像由图像分析装置(在图中未示出)分析以确定在自身车辆前面所存在的对象是路障还是其他车辆。

车辆速度传感器14感测自身车辆的速度。加速度传感器16感测驾驶者压下自身车辆的加速度踏板的量。制动传感器18感测驾驶者压下自身车辆的制动踏板的量。

另外，尽管图1示出了从车辆速度传感器14、加速度传感器16以及制动传感器18所输出的感测信号仅被输入到车辆驾驶控制设备50，但是这些感测信号实际也被输入到引擎ECU 30和制动ECU 40。

提供追踪开关20以用于驾驶者输入关于是否执行自适应巡航控制(ACC)的命令。ACC是下述已知的控制：当不存在前方车辆时，其使得自身车辆以预设的目标速度行驶；而当存在前方车辆时，其使得自身车在预定速度范围内行驶，以保持自身车辆与前方车辆之间的预定车辆间距离。

提供追踪模式开关22以用于驾驶者选择ACC中的距离模式以及ACC中的自身车辆的速度范围两者作为追踪模式，距离模式指定是降低还是增加自身车辆和要追踪的目标车辆间的车辆间距离。另外，可以在预定范围内连续地设置自身车辆和目标车辆间的车辆间距离。

引擎ECU 30、制动ECU 40以及车辆驾驶控制设备50中的每个配置有微型计算机、A/D转换电路、I/O(输入/输出)接口以及通信电路。微型计算机包括CPU(中央处理单元)、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)以及闪速存储器。通信电路经由车载LAN(局域网)100与其他ECU通信。

引擎ECU 30控制自身车辆的内燃机的操作。例如，在引擎是汽油引擎的情况下，引擎ECU 30控制引擎的开始/停止、喷射到引擎中的燃料的量以及引擎的点火定时。更具体地，引擎ECU 30基于从加速度传感器16所输出的感测信号或来自车辆驾驶控制设备50的命令控制打开和关闭在引擎的进气管中所设置的节流阀(throttle)的节流阀致动器，从而增加以及减少引擎的驱动力。

制动ECU 40基于从制动传感器18所输出的感测信号或来自车辆驾驶控制设备50的命令控制将制动力施加到自身车辆的制动致动器，从而增加以及减少制动力。

当通过接通追踪开关20输入执行ACC的命令时，车辆驾驶控制设备50循环地执行选择前方车辆作为要追踪的目标车辆的处理。此外，车辆驾驶控制设备50执行追踪控制处理，以使得自身车辆追踪目标车辆。另外，车辆驾驶控制设备50基于由追踪模式开关22所选择的距离模式以及自身车辆的速度设置在追踪目标车辆中的目标车辆间距离。

此外，车辆驾驶控制设备50从雷达传感器10获取自身车辆与目标车辆之间的实际车辆间距离，并且基于实际车辆间距离随时间的改变计算目标车辆相对于自身车辆的实际相对速度。

在追踪控制处理中，通常通过由引擎ECU 30控制节流阀致动器来增加或减少自身车辆的速度。然而，当仅通过控制节流阀致动器不可以将自身车辆的速度调节至期望值时，制动ECU 40控制制动致动器以与引擎ECU 30协作地增加或减少自身车辆的速度。

[追踪控制处理]

当车辆驾驶控制设备50执行追踪控制使得自身车辆和目标车辆间的车辆间距离保持为目标车辆间距离时，目标车辆相对于自身车辆的相对速度等于0。此外，当目标车辆加速或减速使得相对速度从0变为正或负时，自身车辆和目标车辆间的车辆间距离偏离目标车辆间距离。

在本实施例中，当相对速度变为正并且因此目标车辆距自身车辆远于目标车辆间距离时，车辆驾驶控制设备50命令引擎ECU 30对自身车辆进行加速，以将自身车辆和目标车辆间的车辆间距离保持为目标车辆间距离。与此相反，当相对速度变为负并且因此目标车辆距自身车辆近于目标车辆间距离时，车辆驾驶控制设备50命令引擎ECU 30和制动ECU 40对自身车辆进行减速，以将自身车辆和目标车辆间的车辆间距离保持为目标车辆间距离。

此外，在本实施例中，车辆驾驶控制设备50根据下面的等式(1)设置在对自身车辆进行加速或减速中自身车辆的目标加速度：

Atgt＝α×Vr    (1)

其中，Atgt是目标加速度，α是相对速度增益，以及Vr是目标车辆相对于自身车辆的实际相对速度。

在正常追踪中，车辆驾驶控制设备50例如使用地图、基于自身车辆的速度以及自身车辆和目标车辆间的车辆间距离计算参考增益；然后设备50将等式(1)中的相对速度增益α设置为参考增益。换言之，相对速度增益α被正常设置为参考增益。此外，当在追踪控制期间目标车辆加速或减速时，目标车辆相对于自身车辆的实际相对速度Vr从0渐进地增加或降低。结果，在相对速度增益α被设置为参考增益的情况下，自身车辆的目标加速度Atgt也从0渐进地增加或降低，使得加速冲击或减速冲击会很小。

另一方面，当发生下述的事件(1)至(4)中的任一个时，目标车辆相对于自身车辆的实际相对速度Vr会不连续地改变。

(1)在自身车辆以恒定速度驾驶期间，前方车辆新近地被选择为要追踪的目标车辆。

(2)介入(或切入)在目标车辆与自身车辆之间的介入车辆取代目标车辆成为新的目标车辆。

(3)完成在追踪控制期间由驾驶者进行的重载(override)操作。重载操作可以是用于对自身车辆进行加速的加速器踏板的操作，或可以是用于对自身车辆进行减速的制动踏板的操作。

(4)由自身车辆的驾驶者操作追踪开关20以启动追踪控制。

此外，当在发生以上事件(1)至(4)中的任一个时目标车辆相对于自身车辆的实际相对速度Vr不连续地改变时，如果等式(1)中的相对速度增益α被设置为如在正常追踪控制中所计算出的参考增益，则自身车辆的目标加速度Atgt也将不连续地改变。结果，由于自身车辆的目标加速度Atgt的快速改变，可能发生大的加速冲击或减速冲击。

因此，在本实施例中，当发生以上事件(1)至(4)中的任一个时，代替将等式(1)中的相对速度增益α设置为参考增益，车辆驾驶控制设备50执行对相对速度增益α进行校正的处理，以用于降低由于追踪控制所引起的加速冲击或减速冲击。

另外，实际上，不仅基于相对速度增益α和实际相对速度Vr并且还基于目标车辆和自身车辆间的实际车辆间距离与目标车辆间距离之间的差异来设置目标加速度Atgt。然而，因为与目标车辆间距离与实际车辆间距离之间的差异相比，目标加速度Atgt更依赖于相对速度增益α和实际相对速度Vr，所以在本实施例中，出于简要的目的，目标加速度Atgt被解释为仅基于相对速度增益α和实际相对速度Vr而设置。

[对自身车辆进行加速中的校正]

参照图2，当在发生上述事件(1)至(4)中的任一个时目标车辆202相对于自身车辆200的实际相对速度Vr为正(即，目标车辆202更远离自身车辆200)时，如果目标车辆202和自身车辆200间的车辆间距离短于或等于最大可允许车辆间距离Dmax，则车辆驾驶控制设备50将等式(1)中的相对速度增益α设置为初始增益。如图3所示，当事件发生时，初始增益小于如在正常追踪控制中所计算出的参考增益。

在本实施例中，如下设置在对自身车辆200进行加速以追踪目标车辆202中的初始增益。

参照图4，当在发生上述事件(1)至(4)中的任一个时目标车辆202相对于自身车辆200的实际相对速度Vr为正时，车辆驾驶控制设备50设置目标加速度Atgt，以使得在时间段Tdec中实际相对速度Vr从事件发生时的初始相对速度Vr0降低到0。在这种情况下，目标加速度Atgt可以通过下面的等式(2)来表达：

Atgt＝Vr0/Tdec    (2)

此外，假定D0为事件发生时目标车辆202和自身车辆200间的车辆间距离，并且ΔD为Dmax与D0之间的差异。然后，通过下面的等式(3)表达D0、Dmax、ΔD、Tdec以及Vr0之间的关系：

Dmax–D0＝ΔD＝Tdec×Vr0/2    (3)

基于以上等式(2)和等式(3)，可以根据下面的等式(4)计算初始增益α0：

α0＝1/Tdec＝Vr0/(2×ΔD)    (4)

图4示出了当目标加速度Atgt被假定为未从根据等式(2)所确定的值改变时目标车辆202相对于自身车辆200的估计相对速度300随时间的改变以及目标车辆202和自身车辆200间的车辆间距离D随时间的改变两者。在此，估计相对速度300是用于目标车辆202相对于自身车辆200的实际相对速度Vr的第一估计相对速度。

然而，实际上，目标车辆202相对于自身车辆200的实际相对速度Vr从初始相对速度Vr0降低至0；因此被设置为根据等式(4)所计算出的初始增益α0与实际相对速度Vr的乘积的目标加速度Atgt未恒定地保持为根据等式(2)所确定的值，而是渐进地改变为接近0。

因此，通过将等式(1)中的相对速度增益α设置为根据等式(4)所计算出的初始增益α0所获得的估计相对速度与图4中所示的估计相对速度300相比更渐进地改变为接近0。结果，估计相对速度变为0所需要的时间和车辆间距离D变为等于最大可允许车辆间距离Dmax所需要的时间将长于Tdec。

然而，在本实施例中，出于简要的目的，基于估计相对速度和车辆间距离D如图4所示地改变的假定进行下面的说明。

在相对速度增益α被设置为初始增益α0的时间段期间，目标车辆202和自身车辆202间的车辆间距离D从D0增加到最大可允许车辆间距离Dmax。因此，在本实施例中，基于由追踪模式开关22所选择的距离模式以及自身车辆200的速度来设置最大可允许车辆间距离Dmax，以防止目标车辆202离自身车辆200过远。

此外，当车辆间距离D达到最大可允许车辆间距离Dmax时，如图3所示，车辆驾驶控制设备50在预定时间内以预定增加速率将等式(1)中的相对速度增益α从初始增益α0渐进地增加至参考增益。在此，如在正常追踪控制中一样，基于自身车辆200的速度以及目标车辆202和自身车辆200间的车辆间距离D计算参考增益。结果，在相对速度增益α渐进地增加的情况下，车辆间距离D将从最大可允许车辆间距离Dmax渐进地降低到目标车辆间距离。最终，当相对速度增益α达到参考增益时，车辆驾驶控制设备50终止对相对速度增益α进行校正的处理，并且恢复正常追踪控制。

此外，在本实施例中，当在事件发生之后存在目标车辆202的速度的改变时，进一步校正根据等式(4)所计算出的初始增益α0。

具体地，当在事件发生之后目标车辆202的速度改变时，目标车辆202相对于自身车辆200的实际相对速度Vr将偏离估计相对速度300。

参照图5，假定Vr1为在通过将相对速度增益α设置为初始增益α0而开始相对速度增益校正之后时间T处的估计相对速度300，Tthre是实际相对速度Vr的改变相对于估计相对速度300的改变允许被延迟达到的预定延迟时间，Voff是当实际相对速度Vr的改变相对于估计相对速度300的改变延迟了预定延迟时间Tthre时，实际相对速度Vr相对于估计相对速度300的预定增加，以及Vthre是通过将Voff加到估计相对速度300所获得的第一校正阈值302。然后，可以根据下面的等式(5)表达第一校正阈值302(Vthre)：

Vthre＝Vr1+Voff    (5)

在此，第一校正阈值302(Vthre)是用于确定当实际相对速度Vr向上偏离估计相对速度300(Vr1)时是否将相对速度增益α设置为参考增益而不是设置为初始增益α0的阈值。即，当实际相对速度Vr向上偏离估计相对速度300(Vr1)以变为高于或等于第一校正阈值302(Vthre)时，相对速度增益α将被设置为参考增益而不是被设置为初始增益α0。

然而，如果当实际相对速度Vr向上偏离估计相对速度300(Vr1)以变为高于或等于第一校正阈值302(Vthre)时，相对速度增益α被设置为参考增益，则相对速度增益α的改变将是不连续的并且因此可以导致目标加速度Atgt快速地改变。因此，优选的是当实际相对速度Vr向上偏离估计相对速度300(Vr1)以接近第一校正阈值302(Vthre)时，使得相对速度增益α从初始增益α0渐进地改变到参考增益。

因此，在本实施例中，当实际相对速度Vr高于估计相对速度300(Vr1)并且低于第一校正阈值302(Vthre)时，车辆驾驶控制设备50首先根据下面的等式(6)计算实际相对速度Vr相对于第一校正阈值302(Vthre)的位置系数m：

m＝(Vthre-Vr)/Voff    (6)

然后，车辆驾驶控制设备50还根据下面的等式(7)对初始增益α0进行校正以获得相对速度增益αm：

αm＝m×α0+(1-m)×abs    (7)

其中，abs是参考增益。

从等式(6)和等式(7)中可以看到，实际相对速度Vr距离第一校正阈值302(Vthre)越远，换言之，实际相对速度Vr距离估计相对速度300(Vr1)越近，则位置系数m就越接近1以及因此相对速度增益αm就越接近初始增益α0。

另外，在本实施例中，当实际相对速度Vr向下偏离估计相对速度300(Vr1)以变为低于估计相对速度300(Vr1)时，车辆驾驶控制设备50未进一步对根据等式(4)所计算出的初始增益α0进行校正。

[对自身车辆进行减速中的校正]

参考图6，当在发生上述事件(1)至(4)中的任一个时目标车辆202相对于自身车辆200的实际相对速度Vr为负(即，目标车辆202接近自身车辆200)时，如果目标车辆202和自身车辆200间的车辆间距离长于或等于最小可允许车辆间距Dmin，则车辆驾驶控制设备50将等式(1)中的相对速度增益α设置为初始增益。如图3所示，当事件发生时，初始增益小于如在正常追踪控制中所计算出的参考增益。

在本实施例中，如下设置在对自身车辆200进行减速以追踪目标车辆202中的初始增益。

参照图7，当在发生上述事件(1)至(4)中的任一个时目标车辆202相对于自身车辆200的实际相对速度Vr为负时，车辆驾驶控制设备50设置目标加速度Atgt，以使得在时间段Tdec中负的实际相对速度Vr从事件发生时的初始相对速度Vr0增加到0。在这种情况下，目标加速度Atgt也可以通过上述等式(2)来表达。

此外，假定D0为事件发生时目标车辆202和自身车辆200间的车辆间距离，并且ΔD为D0与Dmin之间的差异。然后，可以通过下面的等式(8)表达D0、Dmin、ΔD、Tdec以及Vr0之间的关系：

D0–Dmin＝ΔD＝-Tdec×Vr0/2    (8)

基于以上等式(2)和等式(8)，可以根据下面的等式(9)计算初始增益α0：

α0＝1/Tdec＝-Vr0/(2×ΔD)    (9)

此外，假定|Vr0|为初始相对速度Vr0的绝对值。然后，以上等式(4)和等式(9)可以组合为下面的等式(10)：

α0＝|Vr0|/(2×ΔD)    (10)

图7示出了当目标加速度Atgt被假定为未从根据等式(2)所确定的值改变时目标车辆202相对于自身车辆200的估计相对速度300随时间的改变以及目标车辆202和自身车辆200间的车辆间距离D随时间的改变两者。在此，估计相对速度310是用于目标车辆202相对于自身车辆200的实际相对速度Vr的第二估计相对速度。

然而，实际上，目标车辆202相对于自身车辆200的实际相对速度Vr从初始相对速度Vr0增加至0；因此被设置为根据等式(9)所计算出的初始增益α0与实际相对速度Vr的乘积的目标加速度Atgt未恒定地保持为根据等式(2)所确定的值，而是渐进地改变为接近0。

因此，通过将等式(1)中的相对速度增益α设置为根据等式(9)所计算出的初始增益α0所获得的估计相对速度与图7中所示的估计相对速度310相比更渐进地改变为接近0。结果，估计相对速度变为0所需要的时间和车辆间距离D变为等于最小可允许车辆间距离Dmin所需要的时间将长于Tdec。

然而，在本实施例中，出于简要的目的，基于估计相对速度和车辆间距离D如图7所示地改变的假定进行下面的说明。

在相对速度增益α被设置为初始增益α0的时间段期间，目标车辆202和自身车辆202间的车辆间距离D从D0降低到最小可允许车辆间距离Dmin。因此，在本实施例中，基于由追踪模式开关22所选择的距离模式以及自身车辆200的速度来设置最小可允许车辆间距离Dmin，以防止目标车辆202接近自身车辆200过近。

此外，当车辆间距离D达到最小可允许车辆间距离Dmin时，如图3所示，车辆驾驶控制设备50在预定时间内以预定增加速率将等式(1)中的相对速度增益α从初始增益α0渐进地增加至参考增益。在此，如在正常追踪控制中一样，基于自身车辆200的速度以及目标车辆202和自身车辆200间的车辆间距离D计算参考增益。结果，在相对速度增益α渐进地增加的情况下，车辆间距离D将从最小可允许车辆间距离Dmin渐进地增加到目标车辆间距离。最终，当相对速度增益α达到参考增益时，车辆驾驶控制设备50终止对相对速度增益α进行校正的处理，并且恢复正常追踪控制。

此外，在本实施例中，当在事件发生之后存在目标车辆202的速度的改变时，进一步校正根据等式(9)所计算出的初始增益α0。

具体地，当在事件发生之后目标车辆202的速度改变时，目标车辆202相对于自身车辆200的实际相对速度Vr将偏离估计相对速度310

参照图8，假定Vr2为在通过将相对速度增益α设置为初始增益α0而开始相对速度增益校正之后时间T处的估计相对速度310，Tthre是实际相对速度Vr的改变相对于估计相对速度310的改变允许被延迟达到的预定延迟时间，Voff是当实际相对速度Vr的改变相对于估计相对速度310的改变延迟了预定延迟时间Tthre时，实际相对速度Vr相对于估计相对速度300的预定降低，以及Vthre是通过从估计相对速度310减去Voff所获得的第二校正阈值312。然后，可以根据下面的等式(11)表达第二校正阈值312(Vthre)：

Vthre＝Vr2-Voff    (11)

在此，第二校正阈值312(Vthre)是用于确定当实际相对速度Vr向下偏离估计相对速度310(Vr2)时是否将相对速度增益α设置为参考增益而不是设置为初始增益α0的阈值。即，当实际相对速度Vr向下偏离估计相对速度310(Vr2)以变为低于或等于第二校正阈值312(Vthre)时，相对速度增益α将被设置为参考增益而不是被设置为初始增益α0。

然而，如果当实际相对速度Vr向下偏离估计相对速度310(Vr2)以变为低于或等于第二校正阈值312(Vthre)时，相对速度增益α被设置为参考增益，则相对速度增益α的改变将是不连续的并且因此可以导致目标加速度Atgt快速地改变。因此，优选的是当实际相对速度Vr向下偏离估计相对速度310(Vr2)以接近第二校正阈值312(Vthre)时，使得相对速度增益α从初始增益α0渐进地改变到参考增益。

因此，在本实施例中，当实际相对速度Vr低于估计相对速度310(Vr2)并且高于第二校正阈值312(Vthre)时，车辆驾驶控制设备50首先根据下面的等式(12)计算实际相对速度Vr相对于第二校正阈值312(Vthre)的位置系数m：

m＝(Vr-Vthre)/Voff    (12)

然后，车辆驾驶控制设备50还根据下面的等式(13)对初始增益α0进行校正以获得相对速度增益αm：

αm＝m×α0+(1-m)×abs    (13)

其中，abs是参考增益。

从等式(12)和等式(13)中可以看到，实际相对速度Vr距离第二校正阈值302(Vthre)越远，换言之，实际相对速度Vr距离估计相对速度310(Vr2)越近，则位置系数m就越接近1以及因此相对速度增益αm就越接近初始增益α0。

另外，在本实施例中，当实际相对速度Vr向上偏离估计相对速度310(Vr2)以变为高于估计相对速度310(Vr2)时，车辆驾驶控制设备50未进一步对根据等式(9)所计算出的初始增益α0进行校正。

接下来，将参照图9描述根据本实施例的追踪控制处理。此处理由车辆驾驶控制设备50的CPU通过执行在设备50的ROM或闪速存储器中所存储的程序而执行。另外，当追踪开关20处于接通状态时，不断地重复此处理。

首先，在步骤S400处，车辆驾驶控制设备50确定上述事件(1)至(4)中的任一个是否发生。换言之，当上述事件(1)至(4)中的任一个发生时，车辆驾驶控制设备50在此步骤处检测到事件的发生。

如果在步骤S400处的确定导致了“否”应答，则处理继续到步骤S420。

在步骤S420处，如果已经存在被选择为目标车辆的前方车辆，则车辆驾驶控制设备50将相对速度增益α设置为参考增益。然后，设备50根据等式(1)计算目标加速度Atgt。之后，设备50经由引擎ECU 30和制动ECU 40、基于所计算出的目标加速度Atgt控制自身车辆的驾驶，从而使得自身车辆追踪目标车辆。

与此相反，在步骤S420处，如果不存在被选择为目标车辆的前方车辆，则车辆驾驶控制设备50基于预设的目标车辆速度与由车辆速度传感器14所感测的自身车辆的实际速度之间的差异设置目标加速度Atgt。然后，设备50经由引擎ECU 30和制动ECU 40、基于所设置的目标加速度Atgt控制自身车辆的驾驶，从而使得自身车辆的实际速度与目标车辆速度一致。

另一方面，如果在步骤S400处的确定导致了“是”应答，则处理继续到步骤S401。

在步骤S401处，车辆驾驶控制设备50获取目标车辆相对于自身车辆的实际相对速度以及目标车辆和自身车辆间的车辆间距离两者。更具体地，在此步骤处，如之前所述地，车辆驾驶控制设备50从雷达传感器10获取目标车辆和自身车辆间的车辆间距离，并且基于车辆间距离随时间的改变计算目标车辆相对于自身车辆的实际相对速度。

在步骤S402处，车辆驾驶控制设备50还确定是否满足第一校正条件。在此，第一校正条件是下述校正条件：目标车辆相对于自身车辆的实际相对速度为正并且目标车辆和自身车辆间的车辆间距离短于或等于最大可允许车辆间距离Dmax。

如果在步骤S402处的确定导致了“是”应答，则处理继续到步骤S404。

在步骤S404处，车辆驾驶控制设备50将校正标志设置为1。然后，在步骤S406处，车辆驾驶控制设备50执行第一增益校正，在第一增益校正中，等式(1)中的相对速度增益α被设置为根据等式(4)所计算出的初始增益α0。之后，处理继续到步骤S420。

另外，在步骤S406处，如果目标车辆相对于自身车辆的实际相对速度向上偏离第一估计相对速度(即，图5中的估计相对速度300(Vr1))，则车辆驾驶控制设备50还对初始增益α0进行校正以获得相对速度增益αm(参见等式(6)和等式(7))并且将等式(1)中的相对速度增益α设置为相对速度增益αm。

另一方面，如果在步骤S402处的确定导致了“否”应答，则处理继续到步骤S408。

在步骤S408处，车辆驾驶控制设备50还确定是否满足第二校正条件。在此，第二校正条件是下述校正条件：目标车辆相对于自身车辆的实际相对速度为负并且目标车辆和自身车辆间的车辆间距离长于或等于最小可允许车辆间距离Dmin。

如果在步骤S408处的确定导致了“是”应答，则处理继续到步骤S410。

在步骤S410处，车辆驾驶控制设备50将校正标志设置为1。然后，在步骤S412处，车辆驾驶控制设备50执行第二增益校正，在第二增益校正中，等式(1)中的相对速度增益α被设置为根据等式(9)所计算出的初始增益α0。之后，处理继续到步骤S420。

另外，在步骤S412处，如果目标车辆相对于自身车辆的实际相对速度向下偏离第二估计相对速度(即，图8中的估计相对速度310(Vr2))，则车辆驾驶控制设备50还对初始增益α0进行校正以获得相对速度增益αm(参见等式(12)和等式(13))并且将等式(1)中的相对速度增益α设置为相对速度增益αm。

另一方面，如果在步骤S408处的确定导致了“否”应答，则处理继续到步骤S414。

在步骤S414处，车辆驾驶控制设备50将校正标志设置为0。然后，在步骤S416处，车辆驾驶控制设备50还确定在步骤S414处校正标志是否从1改变到0。

如果在步骤S416处的确定导致了“否”应答，换言之，如果在步骤S402处未满足第一校正条件并且在步骤S408处未满足第二校正条件，以及因此在步骤S414之前的步骤S404和步骤S410的任一个处校正标志未被设置为1，则处理直接地继续到步骤S420而不执行步骤S418。此外，在这种情况下，在步骤S420处，车辆驾驶控制设备50采用被设置为参考增益的相对速度增益α根据等式(1)计算目标加速度Atgt。

与此相反，如果在步骤S416处的确定导致了“是”应答，换言之，如果满足在步骤S402处的第一校正条件或在步骤S408处的第二校正条件的任一个，以及因此在步骤S414之前的步骤S404和步骤S410的任一个处校正标志被设置为1，则处理继续到步骤S418。

在步骤S418处，车辆驾驶控制设备50执行第三增益校正，在第三增益校正中，等式(1)中的相对速度增益α从初始增益α0渐进地增加到参考增益。之后，处理继续到步骤S420。

在步骤S420处，车辆驾驶控制设备50根据等式(1)计算目标加速度Atgt。然后，车辆驾驶控制设备50经由引擎ECU 30和制动ECU 40、基于所计算出的目标加速度Atgt控制自身车辆的驾驶。

在步骤S422处，车辆驾驶控制设备50还确定校正标志是否为0。

如果在步骤S422处的确定导致了“是”应答，则处理返回到步骤S400。与此相反，如果在步骤S422处的确定导致了“否”应答，则处理返回到步骤S401。

另外，在步骤S400处，清除由步骤S400之前的确定所导致的所有结果。

采用以上的追踪控制处理，例如，当事件(1)发生(即，前方车辆新近地被选择为要追踪的目标车辆)时，在步骤S400处的确定将导致“是”应答。

此外，当目标车辆相对于自身车辆的实际相对速度为正并且目标车辆和自身车辆间的车辆间距离长于最大可允许车辆间距离Dmax时，在步骤S402、S408以及S416处的所有确定将导致“否”应答。结果，处理将直接地继续到步骤S420而不执行在步骤S406处的第一增益校正、在步骤S412处的第二增益校正以及在步骤S418处的第三增益校正中的任一个。

此外，在这种情况下，车辆驾驶控制设备50将相对速度增益α设置为参考增益，并且根据等式(1)计算目标加速度Atgt。此外，车辆驾驶控制设备50将对目标加速度Atgt与基于目标车辆速度所计算出的目标加速度进行比较，并且利用两个目标加速度中较小的一个执行追踪控制。

反之，当目标车辆相对于自身车辆的实际相对速度为负并且目标车辆和自身车辆间的车辆间距离短于最小可允许车辆间距离Dmin时，在步骤S402、S408以及S416处的所有确定将导致“否”应答。结果，处理将直接地继续到步骤S420而不执行在步骤S406处的第一增益校正、在步骤S412处的第二增益校正以及在步骤S418处的第三增益校正中的任一个。

此外，在这种情况下，车辆驾驶控制设备50将相对速度增益α设置为参考增益，并且根据等式(1)计算目标加速度Atgt。结果，在实际相对速度为负的情况下，所计算出的目标加速度Atgt也将为负。即，当实际相对速度为负并且车辆间距离短于最小可允许车辆间距离Dmin时，车辆驾驶控制设备50将立即地对自身车辆进行减速，从而防止自身车辆接近(变为接近)目标车辆。

根据本实施例的上述车辆驾驶控制设备50具有下面的优点。

在本实施例中，车辆驾驶控制设备50被配置成：(1)获取目标车辆202相对于自身车辆200的实际相对速度Vr(参见图9的步骤S401)；(2)基于相对速度增益α与实际相对速度Vr的乘积设置自身车辆200的目标加速度Atgt(参见等式(1)和图9的步骤S420)；(3)检测导致目标加速度Atgt不连续地改变的事件(例如，上述事件(1)至(4)中的任一个)的发生(参见图9的步骤S400)；以及(4)当检测到事件的发生时，对相对速度增益α进行校正以使得相对速度增益α从小于参考增益abs的初始增益α0渐进地增加(参见图9的步骤S406、S412以及S418)。

结果，通过按照以上方式对相对速度增益α进行校正，可以防止目标加速度Atgt由于事件的发生而快速地改变。作为结果，当事件发生时可以降低通过追踪控制所导致的加速冲击或减速冲击。

此外，在本实施例中，车辆驾驶控制设备50对相对速度增益α进行校正以使得相对速度增益α从初始增益α0渐进地增加到参考增益abs。

结果，可以确保从采用校正后的相对速度增益值α的追踪控制到采用参考增益abs的正常追踪控制的平滑的转变。

在本实施例中，车辆驾驶控制设备50还被配置成获取目标车辆202和自身车辆200间的车辆间距离D(参见图9的步骤S401)。此外，根据下面的等式(即等式(10))设置初始增益α0：α0＝|Vr0|/(2×ΔD)，其中，|Vr0|代表事件发生时目标车辆202相对于自身车辆200的实际相对速度Vr0的绝对值，以及在事件的发生时当实际相对速度Vr为正时ΔD代表最大可允许车辆间距离Dmax与目标车辆202和自身车辆200间的车辆间距离D之间的差异，而在事件的发生时当实际相对速度Vr为负时ΔD代表车辆间距离D与最小可允许车辆间距离Dmin之间的差异。

如上地设置初始增益α0，可以更加可靠地防止目标加速度Atgt由于事件的发生而快速地改变。

在本实施例中，当检测到事件的发生时，只要满足第一校正条件或第二校正条件，车辆驾驶控制设备50就将相对速度增益α设置为初始增益α0，并且然后使得相对速度增益α从初始增益α0渐进地增加。第一校正条件是下述校正条件：目标车辆202相对于自身车辆200的实际相对速度Vr为正并且目标车辆202和自身车辆200间的车辆间距离D短于或等于最大可允许车辆间距离Dmax。第二校正条件是下述校正条件：实际相对速度Vr为负并且车辆间距离D长于或等于最小可允许车辆间距离Dmin。

采用以上配置，当事件发生时，可以更有效地降低通过追踪控制所导致的加速冲击或减速冲击。

在本实施例中，当目标车辆202相对于自身车辆200的实际相对速度Vr为正并且高于或等于第一校正阈值302(Vthre)时，车辆驾驶控制设备50将相对速度增益α设置为参考增益abs而不是设置为初始增益α0。当实际相对速度Vr为正以及高于第一估计相对速度300(Vr1)并且低于第一校正阈值302(Vthre)时，设备50对初始增益α0进行校正使得实际相对速度Vr越接近第一校正阈值302(Vthre)，则校正后的初始增益αm就越接近参考增益abs。此外，当实际相对速度Vr为负并且低于或等于第二校正阈值312(Vthre)时，设备50将相对速度增益α设置为参考增益abs而不是设置为初始增益α0。当实际相对速度Vr为负以及低于第二估计相对速度310(Vr2)并且高于第二校正阈值312(Vthre)时，设备50对初始增益α0进行校正使得实际相对速度Vr越接近第二校正阈值312(Vthre)，则校正后的初始增益αm就越接近参考增益abs。

采用以上配置，可以防止相对速度增益α的不连续的改变，从而防止目标加速度Atgt的快速改变。

在本实施例中，车辆驾驶控制设备50基于目标车辆202和自身车辆200间的车辆间距离D以及自身车辆200的速度设置参考增益abs。

如上地设置参考增益abs，可以在正常追踪控制中将车辆间距离D可靠地保持为目标车辆间距离。

虽然示出并且描述了以上具体实施例，但是本领域技术人员将理解在不背离本发明的精神的情况下可以进行各种修改、改变以及改进。

例如，在之前的实施例中，车辆驾驶控制设备50对相对速度增益α进行校正以使得相对速度增益α从根据等式(10)(或等式(4)和等式(9))所计算出的初始增益α0渐进地增加。然而，车辆驾驶控制设备50可以被修改为对相对速度增益α进行校正以使得相对速度增益α从小于参考增益abs的固定值(例如，0)渐进地增加。

此外，在之前的实施例中，当检测到事件(1)至(4)中任一个的发生时，只要满足第一校正条件或第二校正条件，车辆驾驶控制设备50就将相对速度增益α设置为初始增益α0，并且然后使得相对速度增益α从初始增益α0渐进地增加。然而，车辆驾驶控制设备50可以被修改为紧接进行事件(1)至(4)中任一个的发生的检测之后使得相对速度增益α从初始增益α0渐进地增加。

Claims (7)

1.一种车辆驾驶控制设备，用于控制自身车辆以追踪目标车辆，所述目标车辆是行驶在所述自身车辆前面的前方车辆，并且所述目标车辆由所述车辆驾驶控制设备选择以由所述自身车辆追踪，所述车辆驾驶控制设备包括：

用于获取所述目标车辆相对于所述自身车辆的实际相对速度的装置；

用于基于相对速度增益与由所述获取装置所获取的实际相对速度的乘积设置所述自身车辆的目标加速度的装置，所述相对速度增益被正常设置为参考增益；

用于检测导致由所述设置装置所设置的目标加速度不连续地改变的事件的发生的装置；以及

用于在所述检测装置检测到所述事件的发生时，对所述相对速度增益进行校正以使得所述相对速度增益从小于所述参考增益的值渐进地增加的装置。

2.根据权利要求1所述的车辆驾驶控制设备，其中，所述校正装置对所述相对速度增益进行校正，以使得所述相对速度增益从所述值渐进地增加到所述参考增益。

3.根据权利要求1所述的车辆驾驶控制设备，还包括：用于获取所述目标车辆和所述自身车辆间的车辆间距离的装置，

其中，所述校正装置对所述相对速度增益进行校正以使得所述相对速度增益从根据下面的等式所计算出的初始增益渐进地增加：

α0＝|Vr0|/(2×ΔD),

其中，α0代表所述初始增益，|Vr0|代表所述事件发生时所述目标车辆相对于所述自身车辆的实际相对速度的绝对值，以及在所述事件发生时当所述目标车辆相对于所述自身车辆的实际相对速度为正时，ΔD代表所述目标车辆和所述自身车辆间的车辆间距离与最大可允许车辆间距离之间的差异，而在所述事件发生时当所述实际相对速度为负时，ΔD代表所述车辆间距离与最小可允许车辆间距离之间的差异。

4.根据权利要求3所述的车辆驾驶控制设备，其中，在所述检测装置检测到所述事件发生时，只要满足第一校正条件或第二校正条件，所述校正装置就将所述相对速度增益设置为所述初始增益，并且然后使得所述相对速度增益从所述初始增益渐进地增加，

所述第一校正条件是下述校正条件：所述目标车辆相对于所述自身车辆的实际相对速度为正，并且所述目标车辆和所述自身车辆间的车辆间距离短于或等于所述最大可允许车辆间距离，

所述第二校正条件是下述校正条件：所述目标车辆相对于所述自身车辆的实际相对速度为负，并且所述目标车辆和所述自身车辆间的车辆间距离长于或等于所述最小可允许车辆间距离。

5.根据权利要求4所述的车辆驾驶控制设备，其中，当所述目标车辆相对于所述自身车辆的实际相对速度为正以及高于或等于第一校正阈值时，所述校正装置将所述相对速度增益设置为所述参考增益，而不是设置为所述初始增益，

当所述目标车辆相对于所述自身车辆的实际相对速度为正以及高于第一估计相对速度并且低于所述第一校正阈值时，所述校正装置对所述初始增益进行校正以使得所述实际相对速度越接近所述第一校正阈值，校正后的初始增益越接近所述参考增益，所述第一估计相对速度是通过假定所述自身车辆的目标加速度保持恒定而获得的，所述第一校正阈值以预定量高于所述第一估计相对速度，

当所述目标车辆相对于所述自身车辆的实际相对速度为负以及低于或等于第二校正阈值时，所述校正装置将所述相对速度增益设置为所述参考增益，而不是设置为所述初始增益，

当所述目标车辆相对于所述自身车辆的实际相对速度为负以及低于第二估计相对速度并且高于所述第二校正阈值时，所述校正装置对所述初始增益进行校正以使得所述实际相对速度越接近所述第二校正阈值，校正后的初始增益越接近所述参考增益，所述第二估计相对速度是通过假定所述自身车辆的目标加速度保持恒定而获得的，所述第二校正阈值以预定量低于所述第二估计相对速度。

6.根据权利要求1所述的车辆驾驶控制设备，其中，所述事件是下述事件之一：(1)前方车辆新近地被选择为所述目标车辆；(2)介入在所述目标车辆与所述自身车辆之间的介入车辆取代所述目标车辆成为新的目标车辆；(3)完成所述追踪控制期间由所述自身车辆的驾驶者进行的所述自身车辆的加速操作或减速操作；以及(4)由所述自身车辆的驾驶者启动所述追踪控制。

7.根据权利要求1所述的车辆驾驶控制设备，还包括用于获取所述目标车辆和所述自身车辆间的车辆间距离的装置，

其中，所述参考增益是由所述设置装置基于所述目标车辆和所述自身车辆间的车辆间距离以及所述自身车辆的速度所设置的。