CN1907750B - 车辆驾驶辅助***和车辆驾驶辅助方法 - Google Patents

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Abstract

一种车辆驾驶辅助***和车辆驾驶辅助方法。该***用于当正在执行一些控制时向驾驶者提供有关这些控制的操作状态变化的提前通知。该车辆驾驶辅助***具有：控制器，用于基于表示本车辆和前方障碍物之间的接近程度的潜在风险度，执行加速器踏板致动反作用力控制，以及基于本车辆和前方障碍物之间的接触可能性，执行自动制动控制。当在根据潜在风险度在加速器踏板中产生致动反作用力的同时自动制动控制从低操作状态变为高操作状态时，在加速器踏板中产生脉冲补充反作用力，并且产生警报声。

Description

车辆驾驶辅助***和车辆驾驶辅助方法 
技术领域
本发明涉及一种用于辅助驾驶者操作车辆的车辆驾驶辅助***。
背景技术
日本特开2005-112243号公报中公开了一种车辆驾驶辅助***的例子。在该公报中，当基于本车辆(host vehicle)周围区域中的潜在风险度操作车辆的加速器踏板和制动踏板时，该车辆驾驶辅助***控制由这些踏板施加的致动反作用力(actuationreaction force)，当本车辆与前方障碍物相撞的可能性高时，该车辆驾驶辅助***增大对本车辆施加的制动力。特别地，当相撞的可能性由低状态转变为高状态时，该***把脉冲反作用力加到加速器踏板的反作用力和制动踏板的反作用力中的每一个上。根据潜在风险度设定相加后的反作用力。
发明内容
日本特开2005-112243号公报中公开的车辆驾驶辅助***通过使加速器踏板和制动踏板施加脉冲反作用力通知驾驶者本车辆与前方障碍物相撞的可能性高。近年来，车辆配备了各种用于控制本车辆行为的驾驶辅助***。当在车辆中使用两个或者多个驾驶辅助***时，对一些驾驶者来说可能难以了解这些车辆驾驶辅助***各自的操作状态。因此，以驾驶者可容易理解的方式通知驾驶者安装在本车辆中的***的操作状态对驾驶者来说是有益的。
根据本发明的一个方面，提供一种车辆驾驶辅助***，其基本包括行驶状况检测部分、潜在风险度计算部分、致动反作用力 控制部分、车辆行为控制部分以及行为控制操作状态通知部分。行驶状况检测部分用于至少基于本车辆和前方障碍物之间的跟随距离和本车辆的本车辆速度，输出行驶状况检测结果。潜在风险度计算部分用于基于行驶状况检测部分的行驶状况检测结果，计算表示本车辆和前方障碍物之间的接近程度的潜在风险度。致动反作用力控制部分用于基于潜在风险度计算部分计算出的潜在风险度，控制由本车辆的加速器踏板施加的致动反作用力。车辆行为控制部分用于控制本车辆的行为。行为控制操作状态通知部分用于当驱动反作用力控制部分执行对由加速器踏板施加的致动反作用力的控制时，提前通知驾驶者本车辆行为控制部分的未来操作状态。
根据本发明的另一方面，提供一种配备有如上所述的车辆驾驶辅助***的车辆。
根据本发明的又一方面，提供一种车辆驾驶辅助方法，其包括：至少基于本车辆和前方障碍物之间的跟随距离和所述本车辆的本车辆速度，判断表示所述本车辆和所述前方障碍物之间的接近程度的潜在风险度；基于所述潜在风险度，控制由所述本车辆的加速器踏板施加的致动反作用力；以及当根据所述潜在风险度执行对所述致动反作用力的控制时，提前通知驾驶者用于控制所述本车辆的行为的车辆行为控制部分的未来操作状态。
附图说明
现在参考构成本原始公开的一部分的附图：
图1是根据本发明第一实施例的车辆驾驶辅助***的框图；
图2是安装了根据本发明第一实施例的图1所示的车辆驾驶辅助***的车辆的示意性透视图；
图3是用于说明根据本发明第一实施例的驱动力控制装置的 驱动力控制的一般概念的图；
图4是所要求的驱动力与加速器踏板按压量之间关系的图；
图5是用于说明根据本发明第一实施例的制动力控制装置的制动力控制的一般概念的图；
图6是所要求的制动力与制动踏板按压量之间关系的图；
图7是示出根据本发明第一实施例的驾驶辅助控制程序的处理步骤的流程图；
图8是示出基于自动制动控制的操作状态和加速器踏板的致动量判断控制状态转变模式的概念的图；
图9是一对示出安装了驾驶辅助***的本车辆的潜在风险度和自动制动控制的概念的图；
图10是示出判断自动制动控制的操作状态的概念的图；
图11是示出根据本发明第一实施例的控制状态转变模式和相应的呈现给驾驶者的信息的表；
图12是加速器踏板反作用力控制指令值和潜在风险度之间关系的图；
图13是示出在模式1期间自动制动控制的操作状态、自动制动控制导致的减速、加速器踏板致动反作用力、以及呈现给驾驶者的信息如何随时间而变化的多幅时序图；
图14是示出在模式2期间自动制动控制的操作状态、自动制动控制导致的减速、加速器踏板致动反作用力、以及呈现给驾驶者的信息如何随时间而变化的多幅时序图；
图15是示出在模式3期间自动制动控制的操作状态、自动制动控制导致的减速、加速器踏板致动反作用力、以及呈现给驾驶者的信息如何随时间而变化的多幅时序图；
图16是示出在模式5期间自动制动控制的操作状态、自动制动控制导致的减速、加速器踏板致动反作用力、以及呈现给驾驶者的信息如何随时间而变化的多幅时序图；
图17是根据本发明第二实施例的车辆驾驶辅助***的框图；
图18是示出根据本发明第二实施例的驾驶辅助控制程序的处理步骤的流程图；
图19是示出基于相撞减速控制的操作状态和加速器踏板的致动量判断控制状态转变模式的概念的图；
图20是示出根据本发明第二实施例的控制状态转变模式和相应的呈现给驾驶者的信息的表；
图21是示出在模式11期间相撞减速控制的操作状态、加速器踏板致动反作用力、以及呈现给驾驶者的信息如何随时间而变化的多幅时序图；
图22是示出在模式15期间相撞减速控制的操作状态、加速器踏板致动反作用力、以及呈现给驾驶者的信息如何随时间而变化的多幅时序图；
图23是根据本发明第三实施例的车辆驾驶辅助***的框图；
图24是示出根据本发明第三实施例的驾驶辅助控制程序的处理步骤的流程图；
图25是示出基于车道偏离防止控制的操作状态和加速器踏板的致动量判断控制状态转变模式的概念的图；
图26是用于解释如何计算偏离车道的量的图；
图27是示出根据本发明第三实施例的控制状态转变模式和相应的呈现给驾驶者的信息的表；
图28是示出在模式21期间车道偏离防止控制的操作状态、加速器踏板致动反作用力、以及呈现给驾驶者的信息如何随时间而变化的多幅时序图；
图29是示出在模式22期间车道偏离防止控制的操作状态、加速器踏板致动反作用力、以及呈现给驾驶者的信息如何随时间而 变化的多幅时序图；
图30是示出在模式23期间车道偏离防止控制的操作状态、加速器踏板致动反作用力、以及呈现给驾驶者的信息如何随时间而变化的多幅时序图；以及
图31是示出在模式25期间车道偏离防止控制的操作状态、加速器踏板致动反作用力、以及呈现给驾驶者的信息如何随时间而变化的多幅时序图。
具体实施方式
现在参考附图说明本发明的选择实施例。对于本领域的技术人员来说从该公开中明显可以看出，以下对本发明的实施例的说明仅用于说明，其目的不是限制由所附权利要求书及其等同结构所限定的本发明。
第一实施例
首先参考图1，说明根据本发明第一实施例的车辆驾驶辅助***。图1是根据本发明第一实施例的车辆驾驶辅助***的框图。图2是安装了根据本发明第一实施例的图1所示的车辆驾驶辅助***的车辆(以下也称作“本车辆”)的示意性透视图。
现在首先说明车辆驾驶辅助***的主要结构和特征。激光雷达10安装在本车辆的前护栅(grill)部分、保险杠(bumper)部分等，用于使用红外线光脉冲水平地扫描本车辆前方的区域。激光雷达10然后测量由位于本车辆前方的多个反射物(通常是前方车辆的后端)反射的红外线光导致的反射光。通过测量反射光到达所需的时间，激光雷达10检测与多个前方车辆的跟随距离和存在方向。将检测到的跟随距离和存在方向发送到控制器50。在该实施例中，前方物体的存在方向可以表示为相对本车辆的相对角度。激光雷达10扫描的本车辆的前方区域为例如相对本车辆的前方±6度，***检测在该角度范围内存在的前方物体。
构造和配置车辆速度传感器30来检测本车辆的本车辆速度。车辆速度传感器30将表示本车辆的本车辆速度的信号输出给控制器50。例如，构造和配置车辆速度传感器30来测量车轮的转动速度和变速器(transmission)的输出侧的转动速度，然后将检测到的车辆速度输出给控制器50。
控制器50包括CPU和ROM、RAM，以及其它CPU的***组件，该控制器50用于控制整个车辆驾驶辅助***1。基于从车辆速度传感器30接收到的本车辆的速度以及从激光雷达10接收到的跟随距离信息，控制器50识别本车辆附近的前方障碍物状况，例如根据相对前方障碍物的相对跟随距离和相对速度识别相对前方障碍物的行驶状况。基于该前方障碍物状况，控制器50计算表示本车辆和各前方障碍物之间的接近程度的潜在风险度。控制器50还基于相对前方障碍物的潜在风险度执行控制。特别地，控制器50然后基于下面所述的潜在风险度控制由加速器踏板72产生的(施加的)致动反作用力。当本车辆和前方障碍物相撞的可能性高时，控制器50执行自动制动控制以使本车辆减速。换句话说，本发明的控制器50用于基于潜在风险度控制由本车辆的加速器踏板72施加的致动反作用力并且通知驾驶者本车辆的行为控制的未来操作状态。因此，当操作加速器踏板时本车辆附近存在的潜在风险度可以通过加速器踏板施加的致动反作用力传达给驾驶者，同时，在将要执行车辆行为控制的情况下可以将本车辆行为控制的操作状态提前传达给驾驶者。结果，可以在较早阶段把本车辆行为控制的操作状态传达给驾驶者。
基于来自控制器50的反作用力控制量，加速器踏板反作用力控制装置70控制由置于加速器踏板72的连杆机构(linkagemechanism)中的伺服电动机71产生的扭矩。构造和配置伺服电动机71来控制基于来自加速器踏板反作用力控制装置70的指令值产生的反作用力，并且伺服电动机71可自由地控制当驾驶者操作加速器踏板72时产生的致动反作用力(加速器踏板按压力)。将不执行致动反作用力控制时存在的正常反作用力特性设置成致动反作用力与加速器踏板72按压量的增加成比例地增大。
构造和配置加速器踏板行程传感器74来检测加速器踏板72的按压量(致动量)。加速器踏板行程传感器74可以是被构造和配置来直接实际测量踏板按压量的装置，或者是被构造和配置来间接测量踏板按压量的装置，例如节流阀(throttle)开口传感器。构造和配置加速器踏板行程传感器74来输出表示加速器踏板72的按压量(致动或者操作量)的信号。加速器踏板72的按压量被连杆机构转换成伺服电动机71的转动角度。加速器踏板行程传感器74将检测到的加速器踏板致动量输出给控制器50。
自动减速控制装置80包括用于控制施加给本车辆的驱动力的驱动力控制装置81、用于控制施加给本车辆的制动力的制动力控制装置82。自动减速控制装置80通过控制作用在本车辆上的制动力和驱动力使本车辆减速，因此可以警告驾驶者并且降低与前方障碍物相撞的可能性。驱动力控制装置81用于控制发动机(图中未示出)以根据加速器踏板72的致动状态产生驱动力。驱动力控制装置81还用于响应于外部指令改变驱动力。
图3示出了驱动力控制装置81的主要特征。驱动力控制装置81使用图4所示的特性图以基于加速器踏板致动量SA计算驾驶者所要求的驱动力Fda。驱动力控制装置81把驱动力校正量ΔDa(下面说明)加到驾驶者所要求的驱动力Fda上以计算目标驱动力。驱动力控制装置81包括基于该目标驱动力计算对发动机的发动机控制指令的发动机控制器。
制动力控制装置82用于输出制动液压指令。换句话说，制动力控制装置82用于控制制动液压以根据制动踏板84的致动状态产生制动力。制动力控制装置82还用于响应于外部指令改变制动液压。图5示出了制动力控制装置82的组成特征。制动力控制装置82使用图6所示的图以基于制动踏板致动量SB计算驾驶者所要求的制动力Fdb。制动力控制装置82把制动力校正量ΔDb(下面说明)加到驾驶者所要求的制动力Fdb上以计算目标制动力。制动力控制装置82具有用于基于该目标制动力输出制动液压指令的制动液压控制器。在本车辆的每个车轮上配备制动装置85。制动装置85根据从制动液压控制器发出的控制指令工作。
扬声器60用于响应于控制器50的指令发出蜂鸣声或者其它警报声以警告驾驶者。
现在将说明根据本发明第一实施例的车辆驾驶辅助***1的操作。首先，提供该操作的概要说明。
控制器50基于本车辆附近的潜在风险度RP控制由加速器踏板72产生的致动反作用力，并且当本车辆和前方障碍物相撞的可能性高时，控制作用在本车辆上的制动力和驱动力以使本车辆减速。因此，当驾驶辅助***1用于同时执行加速器踏板致动反作用力控制和自动制动控制(减速力控制)时，驾驶者可能很难知道何时开始执行每一控制以及每一控制现在处于何种操作状态。
例如，假定驾驶者正在按压加速器踏板72且正在产生基于潜在风险度RP的致动反作用力。在这种情况下，如果本车辆和前方障碍物相撞的机会(可能性)变高，则开始自动制动控制且使本车辆减速。因为根据加速器踏板72的按压会继续产生驱动力，所以只要加速器踏板72保持按压状态，驾驶者就不会感到任何异常。然而，如果驾驶者释放加速器踏板72，则由于自动制动控制而使本车辆被强制动。如果驾驶者不能立即掌握本车辆的行为变化，则即使为了降低与前方障碍物相撞的可能性执行了自动制动控 制，该自动制动控制也会使驾驶者感觉不好。
因此，在第一实施例中，由加速器踏板72施加的致动反作用力和从扬声器60发出的警报声用于提前通知驾驶者将要执行何种自动制动控制，即未来自动减速控制装置80的执行状态会是怎样。
现在参考图7更详细地说明根据第一实施例的车辆驾驶辅助***1的操作。图7是示出控制器50执行的驾驶辅助控制程序的处理步骤的流程图。每预定的时间段例如每50msec连续执行一次该控制循环。
在步骤S110，控制器50读入行驶状况。此处提到的行驶状况构成了与本车辆的行驶环境有关的信息，包括但不限于关于本车辆前方的前方障碍物的信息。因此，控制器50读入由激光雷达10检测到的与前方障碍物的跟随距离D和存在方向以及由车辆速度传感器30检测到的本车辆的本车辆行驶速度V。控制器50还读入由加速器踏板行程传感器74检测到的加速器踏板致动量SA。
在步骤S120，控制器50基于步骤S110中读取的行驶状况数据，识别有关本车辆前方障碍物的状况。更具体地，控制器50基于步骤S110中获得的当前行驶状况数据以及基于在前一控制循环期间或者之前检测到的并被存储在控制器50的存储器中的前方物体(障碍物)相对于本车辆的相对位置、移动方向以及移动速度，识别前方障碍物相对于本车辆的当前相对位置、移动方向以及移动速度(相对速度Vr)。控制器50然后识别在本车辆前方排列前方障碍物的方式以及前方障碍物相对于本车辆的移动而移动的方式。
在步骤S130，控制器50计算本车辆和前方障碍物之间的距碰撞时间(time to collision)TTC以及车间时距(time to head way)(跟随时间)THW。
距碰撞时间TTC是表示本车辆相对于前方障碍物的当前接近程度的物理量，该前方障碍物是例如前方车辆。距碰撞时间TTC是假定当前行驶状况保持不变，即假定本车辆速度V、前方车辆速度Vf以及相对车辆速度Vr保持不变的情况下，在跟随距离D变为零以及本车辆和前方车辆彼此接触前的秒数值。相对速度Vr等于本车辆速度V减去前方车辆速度Vf(Vr＝V-Vf)。使用下面所示的公式1得到距碰撞时间TTC。
TTC＝D/Vr                            (公式1)
随着距碰撞时间TTC越小，与前方车辆的接触就越紧迫，相对于前方车辆的接近程度就越大。例如，已知当靠近前方车辆时，大多数驾驶者开始采取行动以在距碰撞时间TTC到达4秒或者更少前减速。
车间时距THW是当本车辆跟随前方车辆时的相关物理量，表示前方车辆的速度变化(假定未来会发生)对距碰撞时间TTC的影响程度，即假定相对速度Vr发生变化情况下的影响程度。使用下面所示的公式2得到车间时距THW。
THW＝D/V                            (公式2)
车间时距THW等于跟随距离除以本车辆速度，因此表示本车辆从其当前位置移动到前方车辆的当前位置所需的时间量。随着车间时距THW越大，周围环境对接近程度的影响量就越小。换句话说，当车间时距THW大时，前方车辆速度的任何未来变化对本车辆和前方车辆之间的接近程度不会有大的影响，因此，距碰撞时间TTC不会改变太大。当本车辆跟随前方车辆且本车辆速度V等于前方车辆速度Vf时，在公式2中可以使用前方车辆速度Vf代替本车辆速度V以计算车间时距THW。
在步骤S140，控制器50计算表示本车辆和本车辆前方的例如前方车辆的前方障碍物之间的接近程度的潜在风险度RP。术语“潜在风险度”指的是风险程度或者危险可能性。在该实施例中，当本车辆和本车辆附近存在的前方障碍物彼此靠近的时候，潜在风险度会增大。因此，潜在风险度是表示本车辆和前方障碍物彼此有多近的物理量，即表示本车辆和前方障碍物相互接近的程度(接近程度)。
使用步骤S130中计算出的距碰撞时间TTC和车间时距THW通过下面的公式3计算潜在风险度RP。
RP＝A/THW+B/TTC                    (公式3)
在公式3中，项A和B是用于给车间时距THW的倒数和距碰撞时间TTC的倒数适当加权的常数。将常数A和B提前设置为适当的值，例如A＝1以及B＝8(A＜B)。
在步骤S150，控制器50判断表示车辆驾驶辅助***1的控制状态变化的控制状态转变模式。更具体地，如图8所示，控制器50基于自动制动控制的操作状态和加速器踏板72的致动状态判断下面所述的控制状态转变模式1～7中哪一个有效。
车辆驾驶辅助***1的模式1存在于当正在致动(按压)加速器踏板72且自动制动控制将从低操作状态(弱制动)转变为高操作状态(强制动)时。车辆驾驶辅助***1的模式2存在于当正在致动(按压)加速器踏板72且自动制动控制将从高操作状态(强制动)转变为低操作状态(弱制动)时。车辆驾驶辅助***1的模式3存在于当自动制动控制处于高操作状态且开始致动加速器踏板72时。车辆驾驶辅助***1的模式4存在于当自动制动控制处于高操作状态且正在释放加速器踏板72时。车辆驾驶辅助***1的模式5存在于当没有致动加速器踏板72且自动制动控制将从低操作状态转变为高操作状态时。车辆驾驶辅助***1的模式6存在于当没有致动加速器踏板72且自动制动控制将从高操作状态转变为低操作状态时。另外，车辆驾驶辅助***1的模式7存在于当自动制动控制处于低操作状态且加速器踏板72处于ON或者OFF状态时。
基于步骤S110中读取的来自加速器踏板行程传感器74的检测值判断加速器踏板72的致动状态。当加速器踏板致动量SA大于0时判断出加速器踏板72被致动(加速器踏板为ON)，当SA等于0时判断出加速器踏板72没有被致动(加速器踏板为OFF)。
当本车辆由于自动制动控制而进行的减速度等于或者高于预定值G1时，判断出自动制动控制的操作状态为“高”。同时，当本车辆由于自动制动控制而进行的减速度低于预定值G1时，判断出自动制动控制的操作状态为“低”。将预定的减速值G1设为与当驾驶者释放加速器踏板72时自动制动控制引起的强制动产生的减速度相对应的值(例如1m/s2)。
为了提前通知驾驶者自动制动控制将从高操作状态转变为低操作状态或者从低操作状态转变为高操作状态，控制器50计算表示从当前时间到自动制动控制造成的本车辆的减速度达到预定值G1所需的时间量的距控制转变时间(time to control transition)tabs。
现在参考图9，示意性地模拟了两种情况以说明计算目标自动制动控制和潜在风险度RPvb的方法。考虑如下模型：如图9的图(a)所示，假定在安装了辅助***1的本车辆的前部设置了假想弹性体VB。该假想弹性体VB接触前方车辆200并且被压缩，从而产生对本车辆运动的模拟行驶阻力。自动减速控制装置80基于此模型计算由自动制动控制导致的减速。如图9的图(b)所示，当假想弹性体VB被前方车辆压缩时导致的弹力被定义为表示本车辆和前方车辆之间的接触可能性的潜在风险度RPvb。自动减速控制装置80基于本车辆和前方障碍物之间的车间时距THW以及距碰撞时间TTC，计算潜在风险度RPvb，并且执行制动控制，使得当潜在风险度RPvb变大时，本车辆正在进行的减速度也变大。
图10示出了距碰撞时间TTC、车间时距THW以及自动制动控制中的减速度之间的关系。在图10中，横轴表示本车辆和前方障 碍物之间的车间时距THW，纵轴表示距碰撞时间TTC的倒数TTCi。自动减速控制装置80构造成当车间时距THW和跟随距离D减小时以及当距碰撞时间的倒数TTCi和本车辆相对于前方障碍物的速度增大时，该装置80产生的减速度增大。车间时距THW小于预定值a和/或距碰撞时间的倒数TTCi大于预定值b的阴影线(阴影)区域对应于自动制动控制的高操作状态。因此，当车间时距THW等于a或者倒数TTCi等于b时自动制动控制导致的减速度等于预定值G1。
因此，首先，假定本车辆和前方障碍物之间的跟随距离D、本车辆和前方障碍物的相对速度Vr以及本车辆速度V保持恒定，且将其用于计算直到车间时距THW到达预定值a为止的时间tthw和直到距碰撞时间的倒数TTCi到达预定值b为止的时间tttci。使用时间tthw根据下面的公式4表示预定值a。
a＝(D-Vr×tthw)/V                            (公式4)
因此，可以使用下面的公式5估计时间tthw。
tthw＝(D-a×V)/Vr                            (公式5)
使用时间tttci根据下面的公式6表示预定值b。
b＝Vr/(D-Vr×tttci)                          (公式6)
因此，可以使用下面的公式7估计时间tttci。
tttci＝(bD-Vr)/bVr                           (公式7)
使用下面的公式8计算距控制转变时间tabs。
tabs＝MIN(tthw，tttci)                       (公式8)
简而言之，把使用公式5和公式7计算出的时间tthw和tttci中较小的一个设为距控制转变时间tabs。在第一实施例中，当距控制转变时间tabs到达预定值例如1秒时，预计自动制动控制的操作状态在未来会发生变化。然后在步骤S160确定将提供给驾驶者以通知驾驶者操作状态将会发生变化的信息。
在距控制转变时间tabs到达了预定值之后，如果跟随距离D、相对速度Vr、本车辆速度V不变化，则距控制转变时间tabs将不会发生变化。因此，将会反复传达同样的通知驾驶者操作状态将发生变化的信息。因此，为了防止控制不稳定(hunting)的发生，当距控制转变时间tabs到达预定值时，车间时距的预定值a和距碰撞时间的倒数TTCi的预定值b分别变为a+a1和b+b1。a1和b1的值分别是例如0.2和0.05(a1＝0.2，b1＝0.05)。通过改变预定值a和b，实现稳定通知。在经过了预定时间量或跟随距离、相对速度Vr或者车辆速度发生了变化之后，预定值a和b返回它们的初始值。
当判断是否通知驾驶者自动制动控制的操作状态的变化时，可以使用距控制转变时间tabs的绝对值或者微分值。例如，可以将***1构造成当自动制动控制将从低操作状态转变为高操作状态时，当距控制转变时间tabs的绝对值等于或者大于预定值且其微分值例如大于-0.5时，通知驾驶者自动制动控制的操作状态即将发生的变化。通过这种方式，减少错误通知的发生。
在步骤S160，控制器50基于距控制转变时间tabs以及步骤S150中判断的控制状态转变模式来确定将呈现给驾驶者的信息。图11是示出对各控制状态转变模式呈现给驾驶者的信息的表。当***1处于模式1中时，控制器50通过在自动制动控制转变为高操作状态之前，即当距控制转变时间tabs降为1秒时，产生加速器踏板72中的脉冲补充(supplemental)反作用力(即一系列单次触发(single burst)补充反作用力)并从扬声器60发出警报声，通知驾驶者本车辆行为将由于自动制动控制转变为高操作状态而发生变化。在实际发生到高操作状态的转换之后，***1产生加速器踏板72中的振动。可选地，可以使用其它通知。例如，可以为图2的本车辆配备被构造和配置成由控制器50使之振动的振动方向盘 86和/或振动座椅87，以当致动反作用力控制部分控制器50执行对加速器踏板72施加的致动反作用力的控制时通知驾驶者本车辆行为将由于自动减速控制装置80(本车辆行为控制部分)而发生变化。
当***处于模式2中时，控制器50通过在自动制动控制转变为低操作状态之前，即距控制转变时间tabs升为1秒时，结束加速器踏板72产生的振动，通知驾驶者本车辆行为将由于自动制动控制转变为低操作状态而发生变化。当***1处于模式3中时，控制器50在预定时间内增大加速器踏板72的致动反作用力，以使驾驶者知道自动制动控制处于高操作状态。增大致动反作用力的时间量设为比模式1中产生脉冲补充反作用力的时间明显地长。同样，在模式3期间产生加速器踏板72中的振动。当***1处于模式4中时，因为已经通知了驾驶者自动制动控制处于高操作状态(当***处于模式3中时通知)，所以不向驾驶者呈现任何信息。
当***1处于模式5中时，控制器50通过在自动制动控制转变为高操作状态之前，即当距控制转变时间tabs降为1秒时，从扬声器60发出警报声，通知驾驶者本车辆行为将由于自动制动控制转变为高操作状态而发生变化。在模式6和7中不呈现任何信息。
在步骤S170，控制器50基于步骤S140中计算出的潜在风险度RP和步骤S160中确定的信息计算用作由加速器踏板72施加(产生)的致动反作用力的控制量的加速器踏板反作用力控制指令值FA。图12是加速器踏板反作用力控制指令值FA和潜在风险度RP之间的关系的图。当潜在风险度RP增大时加速器踏板反作用力控制指令值FA逐渐增大，且当潜在风险度RP等于或者大于最大值RPmax时将加速器踏板反作用力控制指令值FA固定在最大值FAmax。
当在步骤S160确定将由加速器踏板72产生(施加)脉冲补充反作用力时，控制器50将仅在短时间内产生的预定补充反作用力ΔFp加到反作用力控制指令值FA上。例如连续两次产生补充反作用力。当确定将在加速器踏板72中产生振动时，控制器50设置预定的脉冲宽度和将产生振动的时间段。可以通过控制伺服电动机71产生振动。可选地，也可以使用单独提供的振荡器等产生振动。
当判断出在驾驶者开始致动加速器踏板72时控制状态处于模式3中且致动反作用力将增大时，在驾驶者开始按压加速器踏板72之后控制器50在预定的时间量ΔTm内把预定的增加量ΔFm加到加速器踏板反作用力控制指令值FA上。连续加上增加量ΔFm的时间量ΔTm设为比产生脉冲补充反作用力ΔFp的时间量明显地长。
在步骤S180，控制器50把步骤S170中计算出的加速器踏板反作用力控制指令值FA、用于向驾驶者呈现信息的补充反作用力ΔFp或者其它量发送给加速器踏板反作用力控制装置70。加速器踏板反作用力控制装置70基于从控制器50接收到的指令值控制加速器踏板72施加的致动反作用力。更具体地，加速器踏板反作用力控制装置70使加速器踏板72施加与通过把补充反作用力ΔFp、增加量ΔFm或者振动量或者其它补充量加到反作用力控制指令值FA(该值基于加速器踏板致动量SA使用正常反作用力特性而获得)上获得的值相等的反作用力。
在步骤S190，如果已经在步骤S160中确定将会发出警报声，则控制器50使扬声器60在与加速器踏板72中产生补充反作用力ΔFp同步的定时发出单次触发的蜂鸣声。
在步骤S200，控制器50指示自动减速控制装置80执行自动制动控制，使得本车辆进行基于本车辆与前方障碍物之间的距碰撞时间的倒数TTCi和车间时距THW计算出的减速度。更具体地，自动减速控制装置80计算产生计算出的减速度所需的驱动力校正量ΔDa和制动力校正量ΔDb。然后，驱动力控制装置81执行控制以基于由加速器踏板致动量SA表示的所要求的驱动力Fda和驱动力校正量ΔDa减小驱动力。同时，制动力控制装置82执行控制以基于由制动踏板致动量SB表示的所要求的制动力Fdb和制动力校正量ΔDb增大制动力。在发出指令值之后，结束当前控制循环。
现在将参考附图说明第一实施例的操作效果。图13～16的时序图(a)～(d)示出了在模式1、2、3、5期间自动制动控制的操作状态、自动制动控制导致的减速、加速器踏板致动反作用力、呈现给驾驶者的信息如何分别随时间而变化。
如图13的时序图(a)～(d)所示，当***处于模式1中时，使加速器踏板72施加与对应于潜在风险度RP的加速器踏板反作用力控制指令值FA相等的反作用力，且当本车辆和前方障碍物之间接触的可能性变高时，自动制动控制开始使本车辆减速。在当自动制动控制导致的减速度已升到预定值G1时的时刻t2，自动制动控制从低操作状态转变为高操作状态。控制器50连续地计算距控制转变时间tabs，即直到减速度增大到预定值G1的时间量。在当距控制转变时间tabs到达1秒时的时刻t1，控制器50执行使加速器踏板72连续两次施加脉冲补充反作用力ΔFp并使扬声器60连续两次发出单次触发的蜂鸣声的控制。在当自动制动控制转变为高操作状态时的时刻t2之后，加速器踏板72根据潜在风险度RP施加致动反作用力，并且还连续振动。以与车间时距THW和倒数TTCi相对应的减速率执行自动制动控制。
如图14的时序图(a)～(d)所示，当***1处于模式2中时，根据接触的可能性执行自动制动控制，且控制加速器踏板72以振动并施加与对应于潜在风险度RP的加速器踏板反作用力控制指令值FA相等的反作用力。在当由自动制动控制导致的减速度降到预定值G1时的时刻t4，自动制动控制从高操作状态转变为低操作状态。控制器50以连续方式计算直到减速度降到预定值G1为止的时间tabs(距控制转变时间)。在当距控制转变时间tabs到达1秒时的 时刻t3，控制器50执行使加速器踏板72停止振动的控制。
如图15的时序图(a)～(d)所示，当***1处于模式3中时，自动制动控制保持在高操作状态。当在时刻t5按压加速器踏板72时，控制加速器踏板72以在预定时间量ΔTm内施加与对应于潜在风险度RP的加速器踏板反作用力控制指令值FA和增加量ΔFm的和相等的反作用力。在经过了时间ΔTm之后，移除增加量ΔFm，仅施加指令值FA。在模式3期间加速器踏板72也振动。通常，节流阀开口与加速器踏板72的致动量SA成比例地设置。因此，增加量ΔFm的相加使加速器踏板致动反作用力增大，从而使最初时难以按压加速器踏板72。然后，如图15的时序图(c)中的单点划线所示，节流阀开口程度逐渐增加。结果，当自动制动控制已经处于高操作状态时，***抑制驾驶者按压加速器踏板72并且增大驱动力的能力。
如图16的时序图(a)～(d)所示，当***1处于模式5中时，当本车辆和前方障碍物之间接触的可能性变高时自动制动控制开始使本车辆减速。在当由自动制动控制导致的减速度已升到预定值G1的时刻t7，自动制动控制从低操作状态转变为高操作状态。在距控制转变时间tabs到达1秒的时刻t6，控制器50执行使扬声器60连续两次发出单次触发蜂鸣声的控制。由于没有操作加速器踏板72，因此既不产生补充反作用力ΔFb，也不产生振动。
因此，到此为止所述的第一实施例可以提供以下操作效果。
车辆驾驶辅助***1用于至少检测安装了***1的本车辆和存在于本车辆前方的前方障碍物之间的距离D和安装了***1的本车辆的速度Vh。***1然后基于检测到的值计算表示本车辆和前方障碍物之间的接近程度的潜在风险度RP，并且基于该潜在风险度RP控制加速器踏板72产生(施加)的致动反作用力。车辆驾驶辅助***1还配备有用于控制本车辆的行为的***，***1用于在执行 加速器踏板反作用力控制时提前通知驾驶者本车辆行为控制***的未来操作状态。因此，可以以直观的方式通过驾驶者操作加速器踏板72时产生的致动反作用力把本车辆附近的潜在风险度传达给驾驶者，且当要执行其它车辆行为控制时可以将其它车辆行为控制的操作状态提前传达给驾驶者。由于可以提前通知驾驶者关于本车辆行为控制的操作状态将会如何变化，因此驾驶者可以进行适当的驾驶操作以适应操作状态的改变。
除了提供关于本车辆行为控制的未来操作状态的提前通知之外，车辆驾驶辅助***1还用于促使驾驶者进行适合于本车辆行为控制的操作状态的推荐的驾驶操作。更具体地，如图13的时序图(c)所示，通过使加速器踏板72在自动制动控制导致的减速度达到或者超过预定值G1之前施加补充反作用力ΔFp(促使激励)，***促使驾驶者从操作加速器踏板切换为操作制动踏板，以适应即将开始的自动制动控制。因此，“推荐的驾驶操作”是从加速器踏板操作切换到制动踏板操作。通过除通知驾驶者控制的操作状态将发生变化之外使驾驶者进行推荐的驾驶操作，可以促使驾驶者在较早阶段采取适当的驾驶操作。
车辆驾驶辅助***1配备了自动制动控制(制动力和驱动力控制)，该控制用于基于潜在风险度RP控制作用在本车辆上的制动力和驱动力。该自动制动控制是车辆行为控制的一个例子。此处所使用的潜在风险度RP是表示本车辆和前方障碍物之间接触的可能性的潜在风险度RPvb。因此，除了通过加速器踏板72的致动反作用力通知驾驶者潜在风险度RP之外，***1可以在接触可能性变高时控制制动力和驱动力以警告驾驶者。
当经过了预定的时间量之后预计由自动制动控制产生的减速度上升到超过或者下降到低于预定减速度G1时，控制器50用于通知驾驶者自动制动控制的操作状态将发生变化。更具体地，当如图1 3的时序图(d)所示的预定时间之后预计本车辆的减速度上升到超过减速度G1时，控制器50使加速器踏板72施加补充反作用力ΔFp并使扬声器60发出警报声。类似地，当如图14的时序图(d)所示的预定时间之后预计本车辆的减速度降到低于减速度G1时，控制器50使加速器踏板72停止振动。通过这种方式，可以提前通知驾驶者减速度将开始达到与本车辆的强制动相对应的预定值G1或者将结束产生这样的减速度。结果，驾驶者可以提前知道自动制动控制的操作状态的变化并且可以进行适当的驾驶操作以适应这种变化。
控制器50用于通过使加速器踏板72施加单次触发的补充反作用力ΔFp通知驾驶者。通过这种方式，因为在驾驶本车辆时驾驶者非常频繁地接触加速器踏板72(加速器踏板72是驾驶者操作的驾驶操作装置)，所以可以有效地实现该通知。
控制器50还用于通过使加速器踏板72振动通知驾驶者。通过使加速器踏板72振动，驾驶者可以以直观的方式知道驾驶环境不正常。另外，通过结束加速器踏板72的振动，驾驶者可以以直观的方式知道自动制动控制将很快结束。
控制器50用于通过在预定的时间段ΔTm内增大由加速器踏板72施加的致动反作用力来促使驾驶者进行推荐的驾驶操作。更具体地，如图15的时序图(c)所示，在预定的时间量ΔTm内将增加量ΔFm加到加速器踏板72的致动反作用力上。结果，当驾驶者开始按压加速器踏板72时感觉加速器踏板72不易操作(难以按压)，且驾驶者可以以直观的方式知道自动制动控制在减速度比预定减速度G1大的状况下操作。通过增大致动反作用力从而更加缓慢地按压加速器踏板72，使与加速器踏板致动量SA相对应的节流阀开口程度更缓慢地增大。因此，当自动制动控制使本车辆减速时，驾驶者通过按压加速器踏板增大驱动力的能力受到抑制。在这种 情况下，对按压加速器踏板72的抑制以及从按压加速器踏板到制动操作的切换与前述推荐的驾驶操作相对应。
第二实施例
现在将说明根据本发明第二实施例的车辆驾驶辅助***。图17是根据第二实施例的车辆驾驶辅助***2的***图。在图17中，用相同的附图标记表示与图1和图2中所示的第一实施例的部分具有相同功能的部分。将主要通过说明第二实施例与第一实施例的不同之处来说明第二实施例。
如图17所示，根据第二实施例的车辆驾驶辅助***2代替自动减速控制装置80，具有相撞速度降低装置或者智能制动辅助(IBA，intelligent brake assist)装置90。智能制动辅助装置90用于在以下状况下工作：本车辆跟随前方车辆，且***判断出本车辆处于与前方车辆接触的危险之中，或者驾驶者有必要立即执行紧急情况避免操作。在这些情况下，智能制动辅助装置90发出警报以促使驾驶者进行驾驶操作，并且执行自动制动以避免与前方车辆(障碍物)的相撞或者降低与前方车辆接触的冲击。因此，智能制动辅助装置90执行忽视驾驶者对制动踏板84的操作的超控制动(override braking)。
智能制动辅助装置90的基本组成特征与第一实施例的自动减速控制装置80相同。主要区别是智能制动辅助装置90旨在执行制动控制以降低与前方车辆(或者其它障碍物)接触的影响。因此，智能制动辅助装置90以比第一实施例的自动减速控制装置80更高的相对于前方车辆的接近程度开始工作。因此，在第二实施例中，***2用于提前通知驾驶者智能制动辅助装置90将开始制动控制并且促使驾驶者立即操作制动踏板84。下文中，由智能制动辅助装置90执行的自动制动控制可以被称作“相撞速度降低控制”。
现在参考图18说明根据第二实施例的车辆驾驶辅助***2的 操作。图18是示出控制器50A使用的驾驶辅助控制程序的处理步骤的流程图。每预定的时间段例如每50msec连续执行一次该控制循环。步骤S310～S340的控制处理与图7中所示的流程图的步骤S110～S140中的控制处理相同，因此为了简洁省略对这些步骤的说明。
在步骤S350，控制器50A判断***2的控制状态转变模式。更具体地，如图19所示，控制器50A基于智能制动辅助装置90的操作状态和加速器踏板72的致动状态判断***2处于控制状态转变模式11～17中的哪一个。
***2的模式11存在于当在致动(按压)加速器踏板72的同时智能制动辅助装置90执行的相撞速度降低控制从OFF状态(不被执行)变为ON状态(被执行)时。***2的模式12存在于当在致动加速器踏板72的同时相撞速度降低控制从ON状态变为OFF状态时。***2的模式13存在于当在相撞速度降低控制处于ON状态的同时开始致动加速器踏板72时。***2的模式14存在于当在相撞速度降低控制处于ON状态的同时释放加速器踏板72时。***2的模式15存在于当在不致动加速器踏板72的同时相撞速度降低控制从OFF状态变为ON状态时。***2的模式16存在于当在不致动加速器踏板72的同时相撞速度降低控制从ON状态变为OFF状态时。另外，***2的模式17存在于当相撞速度降低控制处于OFF状态且加速器踏板72处于开(致动)或者关(释放)状态时。
智能制动辅助装置90用于基于例如本车辆和前方障碍物之间的距碰撞时间TTC判断相撞速度降低控制应当为ON还是OFF。更具体地，如果距碰撞时间TTC小于为了判断何时开始相撞速度降低控制而设置的阈值TTCth，则智能制动辅助装置90判断出相撞速度降低控制应该处于ON状态。同时，如果距碰撞时间TTC等于或者大于阈值TTCth，则智能制动辅助装置90判断出相撞速度降 低控制应该处于OFF状态。
控制器50A计算表示直到相撞速度降低控制将要开始为止的时间量的时间量(距控制开始时间)tiba。时间tiba用于通知驾驶者将要开始相撞速度降低控制。使用例如前述公式7计算距控制开始时间tiba，并且距控制开始时间tiba表示直到距碰撞时间TTC降到阈值TTCth为止的时间量。当使用公式7时，值TTCth的倒数用作预定值b。在第二实施例中，***2预计当距控制开始时间tiba到达预定值例如1秒的时候未来将开始相撞速度降低控制。然后，控制器50A进入下一步骤S360，在该步骤中确定将被呈现以通知驾驶者的信息。
在步骤S360，控制器50A基于距控制开始时间tiba以及步骤S350中判断的控制状态转变模式来确定将呈现给驾驶者的信息。图20是示出对于各控制状态转变模式呈现给驾驶者的信息的表。当***2处于模式11中时，控制器50A通过在相撞速度降低控制转变为ON状态之前，即距控制开始时间tiba降到1秒时，突然增大加速器踏板72的反作用力使加速器踏板72被迅速抬起或者移动到释放状态以致驾驶者不能按压加速器踏板72并从扬声器60发出连续的警报声，通知驾驶者车辆行为将由于相撞速度降低控制转变为ON状态而发生变化。
当***2处于模式15中时，控制器50A通过在相撞速度降低控制转变为ON状态之前，即距控制开始时间tiba降到1秒时，从扬声器60发出连续的警报声，通知驾驶者车辆行为将由于相撞速度降低控制转变为ON状态而发生变化。当相撞速度降低控制处于ON状态时，不管步骤S350中判断的模式如何，加速器踏板都迅速地抬起或者移动到释放状态使得驾驶者不能按压加速器踏板，且从扬声器60发出连续的警报声。当***2处于除模式11、12、13或15之外的任何模式中时，不会呈现任何信息以通知驾驶者相撞速度降低控制的操作状态将发生变化。
在步骤S370，控制器50A基于步骤S340中计算出的潜在风险度RP和步骤S360中确定的信息计算由加速器踏板72施加(产生)的致动反作用力的反作用力控制指令值FA。当在步骤S340判断出快速抬起加速器踏板72时，控制器50A将加速器踏板反作用力控制指令值FA校正为大于最大值FAmax的上限值FAlim。该上限值FAlim设为足够大使得驾驶者不能按压加速器踏板72的值。
在步骤S380，控制器50A把步骤S370中计算出的加速器踏板反作用力控制指令值FA发送给加速器踏板反作用力控制装置70。在步骤S390，如果在步骤S360中已经确定将发出警报声，则控制器50A使扬声器60在与快速抬起加速器踏板72同步的定时发出连续的蜂鸣声。在步骤S400，如果已判断出存在接触危险，则智能制动辅助装置90执行相撞速度降低控制。在发送指令值之后，当前控制循环结束。
现在将参考附图说明第二实施例的操作效果。图21和22的时序图(a)～(c)示出了在模式11和模式15中的任一个期间相撞速度降低控制的操作状态、加速器踏板致动反作用力以及呈现给驾驶者的信息如何分别随时间而变化。
如图21的时序图(a)～(c)所示，当***2处于模式11中时，在时刻t12，相撞速度降低控制从OFF状态变为ON状态并且使本车辆减速以避免与前方障碍物接触或者降低本车辆与前方障碍物相撞时造成的冲击。控制器50A连续地计算距碰撞时间TTC到达阈值TTCth所需的时间量tiba(距控制开始时间)，且当距控制开始时间tiba降到1秒(在时刻t11)时，控制器50A突然增大加速器踏板72的反作用力使加速器踏板72被快速地抬起到释放状态以致不能按压加速器踏板72，并且从扬声器60发出连续的蜂鸣声。当执行相撞速度降低控制时，继续抬起加速器踏板72并发出警报声。
如图22的时序图(a)～(c)所示，当***2处于模式15中时，在时刻t14，相撞速度降低控制从OFF状态变为ON状态并且使本车辆减速以避免与前方障碍物接触或者降低本车辆与前方障碍物相撞时造成的冲击。在控制转变为ON状态之前的时刻t13，即在距控制开始时间tiba降到1秒时的时刻，控制器50A突然增大加速器踏板72的反作用力使得加速器踏板72被迅速抬起到释放状态以致不能按压加速器踏板72，并且从扬声器60发出连续的蜂鸣声。在执行相撞速度降低控制时继续抬起加速器踏板72并发出警报声。
除了第一实施例显示的操作效果之外，第二实施例还实现了以下附加的效果。
车辆驾驶辅助***2用于判断安装了***2的本车辆和物体之间接触的可能性，且当判断出接触的可能性高时，执行用于避免接触或者降低接触的冲击的车辆行为控制。更具体地，当基于本车辆和前方障碍物之间的距碰撞时间TTC判断出接触可能性高时，***2以超控方式制动本车辆。因此，除了通过加速器踏板72的致动反作用力通知驾驶者潜在风险度RP之外，当本车辆与前方障碍物之间的接触不可避免时，***2还可以降低接触的冲击。
除了提供关于本车辆行为控制的未来操作状态的提前通知之外，车辆驾驶辅助***2还用于促使驾驶者进行适合于本车辆行为控制的操作状态的推荐的驾驶操作。更具体地，通过在执行用于降低冲击的制动控制之前抬起加速器踏板72使得驾驶者不能按压，***2促使驾驶者快速从按压加速器踏板72切换为按压制动踏板84。因此，“推荐的驾驶操作”是从加速器踏板操作切换到制动踏板操作。通过除了通知驾驶者控制的操作状态将发生变化之外使驾驶者进行推荐的驾驶操作，可以促使驾驶者在较早阶段采取适当的驾驶操作。
控制器50A用于通过抬起加速器踏板72使得驾驶者不能按压加速器踏板72通知驾驶者。结果，当将要开始制动控制以降低相撞的冲击时，可以促使驾驶者在较早阶段致动(按压)制动踏板。
第三实施例
现在将说明根据本发明第三实施例的车辆驾驶辅助***。图23是根据第三实施例的车辆驾驶辅助***3的***图。在图23中，用相同的附图标记表示与图1和图2所示的第一实施例中的部分具有相同功能的部分。将主要通过说明第三实施例与第一实施例的不同之处来说明第三实施例。
如图23所示，根据第三实施例的车辆驾驶辅助***3代替自动减速控制装置80，具有车道偏离防止(LDP，1ane departurepreventing)装置100。车道偏离防止装置100执行用于当安装了***3的本车辆可能要偏离其正在行驶的车道时防止车道偏离的车道偏离防止控制。车道偏离防止装置100用于控制单独施加在每个车轮(前轮和后轮，左轮和右轮)上的制动力(制动液压)。当本车辆可能要偏离其车道时，车道偏离防止装置100产生左轮和右轮之间的制动力差以产生沿可以防止偏离的方向的偏转力矩。
在本车辆的每个车轮上配备有车道偏离防止装置100控制的制动装置85。每个制动装置85包括制动盘和制动轮缸(wheelcylinder)，该制动轮缸被构造和配置成使用液压进行操作，摩擦地挤压制动盘，并在将液压提供给车轮时将制动力(brakingforce)施加在车轮上。车道偏离防止装置100可以通过将液压单独地提供给每个制动装置85的制动轮缸，单独地制动每个车轮。车道偏离防止装置100具有用于每个车轮的液压提供线(制动液体通道)的分离的致动器(actuator)。每个致动器是例如成比例的电磁阀(solenoid valve)，该电磁阀可以被控制以将任何期望的制动液压提供给各自的制动轮缸。根据来自控制器50B的指令，当操作制动踏板84时车道偏离防止装置100调整从主轮缸传送的液 压，并且控制提供给每个车轮的制动轮缸的制动液压。
车辆驾驶辅助***3还配备有用于检测本车辆相对于车道线的偏转角度的偏转角度传感器40，以及用于为本车辆前方的区域拍照的前置照相机45。前置照相机45是安装在前挡风玻璃上部的小型CCD照相机、CMOS照相机等，用于拍摄本车辆前方的道路状况的图像，并将该图像发送给控制器50B。前置照相机45的检测区域是相对于本车辆的纵向中心线水平方向上±30度以内的区域。前置照相机45拍摄该检测区域内的前方道路状况的图像。
现在参考图24说明根据第三实施例的车辆驾驶辅助***3的操作。图24是示出控制器50B使用的驾驶辅助控制程序的处理步骤的流程图。每预定时间段例如每50msec连续执行一次该控制循环。步骤S510～S540的控制处理与图7中所示的流程图的步骤S110～S140中的控制处理相同，为了简洁省略对这些步骤的说明。
在步骤S550，控制器50B判断控制状态转变模式。更具体地，如图25所示，控制器50B基于车道偏离防止控制的操作状态和加速器踏板72的致动状态判断***3处于控制状态转变模式21～27中的哪一个。
***3的模式21存在于当在致动加速器踏板72的同时车道偏离防止控制从OFF状态(不被执行)变为ON状态(被执行)时。***3的模式22存在于当在致动加速器踏板72的同时车道偏离防止控制从ON状态变为OFF状态时。***3的模式23存在于当在车道偏离防止控制处于ON状态的同时开始致动(按压)加速器踏板72时。***3的模式24存在于当在车道偏离防止控制处于ON状态的同时释放加速器踏板72时。***3的模式25存在于当在没有致动加速器踏板72的同时车道偏离防止控制从OFF状态变为ON状态时。***3的模式26存在于当在没有致动加速器踏板72的同时车道 偏离防止控制从ON状态变为OFF状态时。另外，***3的模式27存在于当车道偏离防止控制处于OFF状态并且加速器踏板72为开(被致动)或者关(被释放)状态时。
车道偏离防止装置100用于基于在经过了预定时间量之后本车辆的预计横向位置来判断车道偏离防止控制应当为ON还是OFF。更具体地，当表示经过了预定时间量之后本车辆的横向位置的预计横向位置X在本车辆正在行驶的车道之外时，车道偏离防止装置100判断出车道偏离防止控制应该为ON。如果该预计横向位置X在本车辆正在行驶的车道内，则LDP判断车道偏离防止控制应该为OFF。
图26示出在经过了预定时间量T(秒)之后本车辆所在位置的预计横向位置X。如果在经过了时间T之后本车辆到达了前方位置P，那么从本车辆的当前横向位置到位置P的横向距离通过V×T×sinθ给出，其中θ是偏转角度传感器40检测到的本车辆的偏转角度，V是本车辆速度。当偏转角度θ非常小时，表达式V×T×sinθ可以近似为V×T×θ，且预定时间T之后的本车辆的预计横向位置X可以通过下面的公式9来计算。
X＝X0+(V×T×θ)                    (公式9)
在公式9中，值X0是本车辆的当前横向位置。当前横向位置X0可以例如通过将图像处理应用于由前置照相机45拍摄的前方图像来计算。
在经过了时间T之后本车辆将偏离车道的偏离量ΔX通过下面的公式10来表示，其中Xc是从车道的中心线到车道的边缘的距离，即车道宽度的一半。
ΔX＝X-Xc                          (公式10)
当通过公式10计算出的偏离量ΔX大于0时，车道偏离防止装置100判断出本车辆在预定时间量T(秒)之后将偏离车道，并且 开始车道偏离防止控制。预定时间量T是例如1秒。
控制器50B预计车道偏离防止控制何时开始以提前通知驾驶者车道偏离防止控制将要开始。更具体地，控制器50B基于时间T+tb之后的本车辆的偏离量ΔX来预计控制何时开始，其中T是前述的预定时间量，tb大于0(例如0.5秒)。然后，使用公式9和公式10，控制器50B计算经过了时间T+tb之后存在的偏离量ΔXtb。如果偏离量ΔXtb大于0，则控制器50B判断出即将开始车道偏离防止控制。如果偏离量ΔXtb等于或者小于0，则控制器50B判断出即将结束车道偏离防止控制。然后，在步骤S560，控制器50B确定将呈现以通知驾驶者的信息。
在步骤S560，控制器50B基于偏离量ΔXtb以及步骤S550中判断的控制状态转变模式来确定将呈现给驾驶者的信息。图27是示出对各控制状态转变模式呈现给驾驶者的信息的表。当***3处于模式21中时，控制器50B通过在车道偏离防止控制转变为ON状态之前，即当偏离量ΔXtb变得大于0时，使加速器踏板72施加脉冲补充反作用力并从扬声器60发出警报声，通知驾驶者车辆行为将由于车道偏离防止控制转变为ON状态而发生变化。在控制转变为ON状态之后，控制器50B使加速器踏板72振动。
当***3处于模式22中时，控制器50B通过在车道偏离防止控制转变为OFF状态之前，即当偏离量ΔXtb变得小于0时，停止加速器踏板72的振动，通知驾驶者车辆行为将由于车道偏离防止控制转变为OFF状态而发生变化。当***3处于模式23中时，控制器50B在预定的时间量内增大加速器踏板72的致动反作用力以使驾驶者知道车道偏离防止控制处于ON状态。增大致动反作用力的时间量设为比在模式21中产生脉冲补充反作用力的时间长。在模式23期间也振动加速器踏板72。
然而，在模式23中，如果本车辆(驾驶者)试图改变车道，则控制器50B不通知驾驶者车道偏离防止控制处于ON状态。换句话说，当驾驶者故意按压加速器踏板72以改变车道时，***3构造成避免干扰驾驶者对本车辆的操作。可以基于例如转弯灯(转弯信号)(未示出)的致动状态以及加速器踏板72的致动速度来检测驾驶者改变车道的意图。
当***3处于模式24中时，控制器50B不呈现任何信息，因为驾驶者已经在模式23期间知道了车道偏离防止控制处于ON状态。当***3处于模式25中时，控制器5 0B通过在车道偏离防止控制转变为ON状态之前，即偏离量ΔXtb变得大于0时，使扬声器60发出警报声，通知驾驶者车辆行为将由于车道偏离防止控制转变为ON状态而发生变化。在模式26和模式27中不呈现任何信息。
在步骤S570，控制器50B基于步骤S540中计算出的潜在风险度RP和步骤S560中确定的信息计算反作用力控制指令值FA和由加速器踏板72施加(产生)的致动反作用力的补充反作用力ΔFp。在步骤S580，控制器50B将步骤S570中计算出的加速器踏板反作用力控制指令值FA和用于向驾驶者呈现信息的补充反作用力ΔFp或者其它量发送给加速器踏板反作用力控制装置70。在步骤S590，如果在步骤S560中确定将发出警报声，则控制器50B使扬声器60在与产生加速器踏板72的补充反作用力ΔFp同步的定时发出单次触发的蜂鸣声。
在步骤S600，如果判断出本车辆可能偏离其正在行驶的车道，则车道偏离防止装置100执行车道偏离防止控制。更具体地，基于偏离量ΔX，车道偏离防止装置100计算施加在本车辆上的目标偏转力矩以避免偏离车道。车道偏离防止装置100然后控制车轮(前轮和后轮，左轮和右轮)的目标制动液压以产生前、后、左、右轮之间的制动力差，且产生目标偏转力矩。在发出指令值之后，当前控制循环结束。
现在参考附图说明第三实施例的操作效果。图28～31的时序图(a)～(c)示出了在各模式21、22、23、25期间车道偏离防止控制的操作状态、加速器踏板致动反作用力以及呈现给驾驶者的信息如何分别随时间而变化。
如图28的时序图(a)～(c)所示，当***3处于模式21中时，使加速器踏板72施加与对应于潜在风险度RP的加速器踏板反作用力控制指令值FA相等的反作用力，且在当偏离车道的可能性变高时的时刻t22，车道偏离防止控制开始使本车辆减速。控制器50B连续计算偏离量ΔXtb，即本车辆在经过了时间量T+tb(秒)之后偏离车道的量。在偏离量ΔXtb变得大于0的时刻t21，控制器50B执行控制使加速器踏板72连续两次施加脉冲补充反作用力ΔFp并且使扬声器60连续两次发出单次触发的蜂鸣声。在当车道偏离防止控制转变为ON状态时的时刻t22之后，加速器踏板72根据潜在风险度RP施加致动反作用力并且还连续振动。另外，车道偏离防止控制执行在时刻t22开始的偏转控制。
如图29的时序图(a)～(c)所示，当***3处于模式22中时，由车道偏离防止控制执行偏转控制，且控制加速器踏板72以使其振动并施加与对应于潜在风险度RP的加速器踏板反作用力控制指令值FA相等的反作用力。控制器50B在当偏离量ΔXtb降到0以下时的时刻t23结束加速器踏板72的振动，该时刻t23在当车道偏离防止控制转变为OFF状态时的时刻t24之前出现。
如图30的时序图(a)～(c)所示，当***3处于模式23中时，车道偏离防止控制处于ON状态。当在时刻t25按压加速器踏板72时，控制加速器踏板72以在预定的时间量ΔTm内施加与对应于潜在风险度RP的加速器踏板反作用力控制指令值FA与增加量ΔFm的和相等的反作用力。在经过了时间ΔTm之后，移除增加量ΔFm，仅施加指令值FA。在模式23期间还振动加速器踏板72。如图30的 时序图(b)中的单点划线所示的那样，节流阀开口程度因为加速器踏板反作用力的暂时增大而逐渐增大。
如图31中的时序图(a)～(c)所示，当***3处于模式25中时，在当偏离车道的可能性变高时的时刻t27，开始车道偏离防止控制。在早于时刻t27出现的时刻t26，即当偏离量ΔXtb变得大于0时，控制器50B执行使扬声器60连续两次发出单次触发的蜂鸣声的控制。由于没有操作加速器踏板72，因此既不产生补充反作用力ΔFb也不产生振动。
除了第一实施例显示的操作效果之外，第三实施例还实现了以下附加效果。
车辆驾驶辅助***3用于计算安装了***3的本车辆相对于其正在行驶的车道的横向位置X。然后，基于该横向位置X，***3判断本车辆是否可能偏离车道。当判断车道偏离的可能性高时，***3执行用于防止本车辆偏离车道的车辆行为控制。结果，除了通过加速器踏板72的致动反作用力通知驾驶者潜在风险度RP之外，***3还可以在偏离可能性高时通过执行本车辆的偏转控制防止本车辆偏离其正在行驶的车道。
控制器50B通过使加速器踏板72施加单次触发的补充反作用力ΔFp通知驾驶者。通过这种方式，因为驾驶者驾驶本车辆时非常频繁地接触加速器踏板72(加速器踏板72是驾驶者操作的驾驶操作装置)，所以可以有效地实现该通知。
控制器50B还用于通过使加速器踏板72振动通知驾驶者。通过使加速器踏板72振动，驾驶者可以以直观的方式知道驾驶环境不正常。另外，通过结束加速器踏板72的振动，驾驶者可以以直观的方式知道车道偏离防止控制已结束。
控制器50B用于通过在预定的时间段ΔTm内增大由加速器踏板72施加的致动反作用力促使驾驶者进行推荐的驾驶操作。更具体地，如图30的时序图(b)所示，在预定的时间量ΔTm内将增加量ΔFm加到加速器踏板72的致动反作用力上。结果，当驾驶者开始按压加速器踏板72时感觉加速器踏板72不易操作(难以按压)，并且驾驶者可以以直观的方式知道正在进行(执行)车道偏离防止控制。通过增大致动反作用力从而使加速器踏板72被更缓慢地按压，使与加速器踏板致动量SA相对应的节流阀开口程度更缓慢地增加。结果，当车道偏离防止控制通过产生左轮和右轮之间的制动力差执行偏转控制时，可以抑制作用在本车辆上的驱动力以防止发生制动力控制和驱动力控制之间大的不平衡。在该实施例中，抑制加速器踏板72的按压是推荐的驾驶操作。
由于第三实施例中执行的本车辆行为控制是涉及本车辆在横向上的行为的车道偏离防止控制，因此也可以使用与本车辆的横向行为有关的驾驶者操作的装置，例如方向盘，作为通过其通知驾驶者关于控制的操作状态或者对其应用推荐的驾驶操作的装置。在这种情况下，可以以与对到此为止所述的第一到第三实施例中的加速器踏板72所使用的相同的方式使用补充反作用力ΔFp和/或振动。
在第一到第三实施例中，车辆驾驶辅助***1、2、3包括控制本车辆行为的***(装置)80、90、100。然而，本发明不限于这种配置。也可以将车辆驾驶辅助***1、2或者3构造和配置成从独立提供的车辆行为控制***80、90或者100接收信号。例如，在第一实施例的情况中，可以将车辆驾驶辅助***1的控制器50构造和配置成接收表示由自动减速控制装置80计算出的减速度的信号，并且控制器50可以作出有关自动制动控制的操作状态的判断。或者，自动减速控制装置80可以用于判断自动制动控制的操作状态并且输出表示操作状态的信号，且可以将控制器50配置成接收表示操作状态的信号。车辆驾驶辅助***1、2或者3用于至少提前通知驾驶者有关本车辆行为控制***80、90、100的操作状态。
在第一到第三实施例中，使用图12基于潜在风险度RP计算加速器踏板反作用力控制指令值FA。然而，潜在风险度RP和反作用力控制指令值FA之间的关系不限于图12所示的关系。例如，也可以将***构造成随着潜在风险度RP的增大，反作用力控制指令值FA成指数地(以指数函数的方式)增大。也可以配置制动踏板84或者除加速器踏板72以外的其它驾驶者操作的装置产生基于潜在风险度RP的致动反作用力。还可以控制加速器踏板72和制动踏板84的致动反作用力。
在第一到第三实施例中，使用本车辆和前方障碍物之间的距碰撞时间TTC以及车间时距计算潜在风险度RP。然而，也可以定义图9的(a)和(b)所示的假想弹性体的排斥力(潜在风险度RPvb)作为潜在风险度RP。
在第二实施例中，通过将致动反作用力增大到上限使加速器踏板72迅速抬起以通知驾驶者相撞速度降低控制将要开始。然而，本发明不限于抬起加速器踏板72的这种方法。例如，可以使用其它的机械方法。简而言之，可以使用任何各种机械机构，只要可以使加速器踏板72返回到释放位置且保持在该位置以致驾驶者不能按压加速器踏板72即可。
在第一到第三实施例中，激光雷达10和车辆速度传感器30用作行驶状态检测部分。控制器50、50A、50B均用作潜在风险度计算部分、潜在相撞判断部分、横向位置计算部分以及车道偏离判断部分。控制器50、50A、50B以及警报器60、加速器踏板反作用力控制装置70用作行为控制操作状态通知部分。控制器50、50A、50B以及加速器踏板反作用力控制装置70用作致动反作用力控制部分和驾驶操作推荐部分。自动制动力控制装置80、相撞速度降 低装置90以及车道偏离防止装置100用作本车辆行为控制部分。另外，自动减速控制装置80以及相撞速度降低装置90均用作减速(制动/驱动)力控制部分。相撞速度降低装置90还用作相撞避免控制部分。车道偏离防止装置100用作车道偏离防止控制部分。然而，本发明不限于使用这些特别的装置作为此处提及的部分或者组件。例如，代替激光雷达10，可以使用不同形式的毫波雷达(milliwave radar)作为行驶状况检测部分。上述说明仅是举例。当解释本发明时，不应当以任何方式通过实施例和权利要求之间的对应关系来限制或者限定本发明。
本申请在35U.S.C§119下要求日本专利申请2005-228494号的优先权。日本专利申请2005-228494号的所有内容通过引用包括在此。 

Claims (15)

1.一种车辆驾驶辅助***，其包括：
行驶状况检测部分，用于至少基于本车辆和前方障碍物之间的跟随距离和所述本车辆的本车辆速度，输出行驶状况检测结果；
潜在风险度计算部分，用于基于所述行驶状况检测部分的所述行驶状况检测结果，计算表示所述本车辆和所述前方障碍物之间的接近程度的潜在风险度；
致动反作用力控制部分，用于基于所述潜在风险度计算部分计算出的所述潜在风险度，控制由所述本车辆的加速器踏板施加的致动反作用力；
车辆行为控制部分，用于控制所述本车辆的行为；
行为控制操作状态通知部分，用于当所述致动反作用力控制部分正在执行对由所述加速器踏板施加的所述致动反作用力的控制时，提前通知驾驶者所述车辆行为控制部分的未来操作状态，并用于产生促使激励，其促使所述驾驶者进行与所述车辆行为控制部分的所述未来操作状态相应的推荐的驾驶操作；以及
控制状态转变模式判断部分，用于判断表示所述本车辆的行为控制的操作状态将如何变化的控制状态转变模式，
其中，所述行为控制操作状态通知部分根据所述控制状态转变模式判断部分的判断结果，确定用于提前通知驾驶者所述车辆行为控制部分的未来操作状态的通知以及所述促使激励。
2.根据权利要求1所述的车辆驾驶辅助***，其特征在于，
所述车辆行为控制部分包括减速力控制部分，该减速力控制部分用于基于所述潜在风险度产生对所述本车辆的减速力。
3.根据权利要求1所述的车辆驾驶辅助***，其特征在于，还包括：
潜在相撞判断部分，用于基于所述行驶状况检测部分的所述行驶状况检测结果，判断所述本车辆将与所述前方障碍物接触的可能性，并且
所述车辆行为控制部分还用于当所述潜在相撞判断部分已判断出接触可能性高时，执行制动控制以避免接触或者降低接触的冲击。
4.根据权利要求1所述的车辆驾驶辅助***，其特征在于，还包括：
横向位置计算部分，用于计算所述本车辆相对于所述本车辆正在行驶的本车辆行驶车道的横向位置；以及
车道偏离判断部分，用于基于所述横向位置计算部分计算出的所述横向位置，判断所述本车辆将偏离所述本车辆行驶车道的可能性，
所述车辆行为控制部分还用于当所述车道偏离判断部分已判断出所述本车辆将偏离所述本车辆行驶车道的可能性高时，执行车道偏离防止控制以防止所述本车辆偏离所述本车辆行驶车道。
5.根据权利要求2所述的车辆驾驶辅助***，其特征在于，
所述行为控制操作状态通知部分还用于当预计由所述减速力控制部分产生的减速度在经过了预定时间量之后超过或者下降至低于预定的减速度时，通知所述驾驶者所述减速力控制部分的所述未来操作状态将发生变化。
6.根据权利要求2所述的车辆驾驶辅助***，其特征在于，
所述行为控制操作状态通知部分还用于通过使所述加速器踏板施加脉冲补充反作用力来通知所述驾驶者。
7.根据权利要求2所述的车辆驾驶辅助***，其特征在于，
所述行为控制操作状态通知部分还用于通过使所述加速器踏板、方向盘和座椅中的至少一个振动来通知所述驾驶者。
8.根据权利要求3所述的车辆驾驶辅助***，其特征在于，
所述行为控制操作状态通知部分还用于通过移动所述加速器踏板至释放状态并将其保持在所述释放状态以致所述驾驶者不能按压所述加速器踏板来通知所述驾驶者。
9.根据权利要求1所述的车辆驾驶辅助***，其特征在于，
所述行为控制操作状态通知部分还用于通过在预定的时间段内增大由所述加速器踏板施加的所述致动反作用力作为所述促使激励，促使所述驾驶者进行所述推荐的驾驶操作。
10.根据权利要求4所述的车辆驾驶辅助***，其特征在于，
所述行为控制操作状态通知部分还用于通过使所述加速器踏板施加脉冲补充反作用力来通知所述驾驶者。
11.根据权利要求4所述的车辆驾驶辅助***，其特征在于，
所述行为控制操作状态通知部分还用于通过使所述加速器踏板、方向盘和座椅中的至少一个振动来通知所述驾驶者。
12.根据权利要求5所述的车辆驾驶辅助***，其特征在于，
所述行为控制操作状态通知部分还用于通过使所述加速器踏板施加脉冲补充反作用力来通知所述驾驶者。
13.根据权利要求5所述的车辆驾驶辅助***，其特征在于，
所述行为控制操作状态通知部分还用于通过使所述加速器踏板、方向盘和座椅中的至少一个振动来通知所述驾驶者。
14.一种配备有根据权利要求1所述的车辆驾驶辅助***的车辆。
15.一种车辆驾驶辅助方法，其包括：
至少基于本车辆和前方障碍物之间的跟随距离和所述本车辆的本车辆速度，判断表示所述本车辆和所述前方障碍物之间的接近程度的潜在风险度；
判断表示所述本车辆的行为控制的操作状态将如何变化的控制状态转变模式；
基于所述潜在风险度，控制由所述本车辆的加速器踏板施加的致动反作用力；以及
当根据所述潜在风险度执行对所述致动反作用力的控制时，提前通知驾驶者用于控制所述本车辆的行为的车辆行为控制部分的未来操作状态，并产生促使激励，其促使所述驾驶者进行与所述车辆行为控制部分的所述未来操作状态相应的推荐的驾驶操作，
其中，根据所述控制状态转变模式的判断结果，确定用于提前通知驾驶者所述车辆行为控制部分的未来操作状态的通知以及所述促使激励。
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