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1、10申请公布号CN104149786A43申请公布日20141119CN104149786A21申请号201410294187022申请日20100526200913074620090529JP200915908220090703JP201080023631520100526B60W40/08201201G01S13/93200601G08G1/16200601B60T8/175520060171申请人丰田自动车株式会社地址日本爱知县72发明人青木宏文安田浩志74专利代理机构北京市中咨律师事务所11247代理人贺月娇杨晓光54发明名称车辆控制装置、车辆以及车辆控制方法57摘要本发明涉及车辆控制。
2、装置、车辆以及车辆控制方法。基于本车辆与由本车辆的驾驶者感知的感知对象TA之间的实际相对距离DR而计算表示本车辆与感知对象TA之间的相对距离的感知相对距离DS。基于本车辆与由驾驶者感知的感知对象TA之间的实际相对速度VR而计算表示本车辆与感知对象TA之间的相对速度的感知相对速度VS步骤ST2。计算感知相对比率X，该感知相对比率为感知相对距离DS与感知相对速度VS之间的比率步骤ST3。如果感知相对比率X超过阈值X0，则进行车辆控制步骤ST4和ST5。30优先权数据62分案原申请数据51INTCL权利要求书2页说明书14页附图6页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书。
3、14页附图6页10申请公布号CN104149786ACN104149786A1/2页21一种车辆控制装置，其通过使用车辆与存在于所述车辆外部并能够由所述车辆的驾驶者感知的感知对象之间的实际相对距离和实际相对速度作为输入值而控制所述车辆，其特征在于基于反映感知相对比率的控制值而控制所述车辆，所述感知相对比率为感知相对距离与所述实际相对速度和感知相对速度中的一者之间的比率，所述感知相对距离是与所述实际相对距离对应的物理量并且是所述车辆与由所述驾驶者感知的所述感知对象之间的相对距离，所述感知相对速度是与所述实际相对速度对应的物理量并且表示所述车辆与由所述驾驶者感知的所述感知对象之间的相对速度，其中所。
4、述感知相对距离小于所述实际相对距离，所述实际相对距离越长，所述感知相对距离与所述实际相对距离相差的量越大。2根据权利要求1的车辆控制装置，其中所述控制值与在所述车辆的控制中的控制时序和控制量中的至少一者相关。3根据权利要求2的车辆控制装置，其中如果所述控制值与所述控制时序相关，则在所述感知相对比率超过阈值时开始对所述车辆的控制。4根据权利要求3的车辆控制装置，其中基于所述驾驶者和所述车辆的行驶环境中的至少一者而设定所述阈值。5根据权利要求4的车辆控制装置，其中如果基于所述驾驶者而设定所述阈值，则基于在对所述车辆中提供的由所述驾驶者操作的操作对象进行操作时发生的所述实际相对距离和所述实际相对速度。
5、而设定所述阈值。6根据权利要求1的车辆控制装置，其中通过使用下式1获得所述感知相对距离DSDRN1其中DS为所述感知相对距离，DR为所述实际相对距离，且N在00时对任意实际相对速度VR的感知相对速度VS图4中的直线C2所示。例如，将考虑本车辆CA在普通道路上正以约40KM/H的速度行驶的情况和本车辆CA在高速路上正以约100KM/H的速度行驶的情况。如果实际相对距离DR固定，驾驶者错误地将相对速度感知为在本车辆CA正行驶在高速路上的情况下比在本车辆CA正行驶在普通道路上的情况下更大。因此，如果基于所获得的实际相对速度VR进行车辆控制，则例如当本车辆CA的车辆速度VN高时存在以与基于本车辆CA的。
6、驾驶者的感知而对本车辆CA的操作操作时序和操作量不匹配的控制时序和控制量来进行车辆控制的风险。因此，为了使作为表示可由驾驶者感知的感知对象TA与本车辆CA之间的相对关系的相对物理量的相对速度成为基于驾驶者的感知的值，感知相对速度计算部42计算感知相对速度VS以使计算出的感知相对速度VS比实际相对速度VR大，且所获得的本车辆CA的车辆速度VM越大，使计算出的感知相对速度VS与实际相对速度VR相差的量越大。在该实施例中，感知相对速度计算部42通过使用下式5从所获得的实际相对速度VR和所获得的本车辆CA的车辆速度VM计算感知相对速度VS。在式5中，在00所示时也不恒定。因此，如果以恒定的所获得的实际。
7、相对距离DR与所获得的实际相对速度VR之间的实际相对比率Y如图5中的直线E所示进行车辆控制，则存在以下可能性以与基于本车辆CA的驾驶者的感知的车辆的操作操作时序和操作量不同的控制时序和控制量进行车辆控制。因此，感知相对比率计算部43计算作为感知相对距离DS与感知相对速度VS之间的比率的感知相对比率X，以使这样的相对比率为基于驾驶者的感知的值，该相对比率是作为表示本车辆CA与可由驾驶者感知的感知对象TA之间的相对关系的相对物理量的相对距离与相对速度之间的比率。如果驾驶者固定，则感知相对比率X为恒定值，如图6所示。也就是，本车辆CA的驾驶者操作本车辆CA，以使该相对比率即，感知对象TA和本车辆彼此。
8、接近时为止花费的时间是恒定的。因此，在车辆控制中感知相对比率X的使用使得可以进行与本车辆CA的驾驶者的感知一致的车辆控制，而不考虑用于计算感知相对比率X的参数例如，相对距离、相对速度、本车辆CA的车辆速度VM、相对加速度以及感知对象TA的加速度AP改变。因此，通过车辆控制装置1进行的车辆控制与驾驶者的感觉一致，因而可以抑制车辆控制对驾驶者造成的不适。0075控制时序判定部44基于反映感知相对物理量的控制值而进行车辆控制。在该实施例中，控制时序判定部44基于反映感知相对比率X的控制值而进行车辆控制。控制时序判定部44将基于作为感知相对物理量的感知相对距离DS和感知相对速度VS的感知相对比率X设定。
9、为关于减速控制的控制时序的控制值，并基于该控制值而判定减速控制的控制时序。也就是，在该实施例中，由于基于使用反映了感知相对比率X基于感知相对距离DS和感知相对速度VS的控制值即，基于感知相对比率X而判定控制时序，因而可以以与说明书CN104149786A1210/14页13本车辆CA的驾驶者的感知一致的控制时序进行减速控制。控制时序判定部44判定由感知相对比率计算部43计算的感知相对比率X反映感知相对比率X的控制值是否大于阈值X0。如果判定感知相对比率X大于阈值X0即，在减速控制的情况下，判定感知相对比率X小于或等于阈值X0，控制时序判定部44开始减速控制。0076这里应注意，阈值X0可以被提。
10、前设定为恒定值，或者也可以基于驾驶者例如，驾驶者的个性和特征和本车辆CA的行驶环境中的至少一者而改变。在阈值X0为恒定值的情况下，在该实施例中，对于每个驾驶者单独地，在以各种方式对相对距离、相对速度、本车辆CA的车辆速度VM、相对加速度以及感知对象TA的加速度AP进行改变时，对在操作本车辆CA的制动踏板时的实际相对距离DR和实际相对速度VR进行取样，并可以基于取样值而计算实际感知相对比率XR，并可以基于实际感知相对比率XR的平均值等等而预先设定阈值X0。0077此外，在基于本车辆CA的驾驶者而改变阈值X0的情况下，基于在对本车辆CA中提供的由驾驶者操作的操作对象进行操作时发生的实际相对距离DR。
11、和实际相对速度VR而进行所述改变。对制动踏板的操作，即，制动操作的时序对于每个驾驶者是不同的。因此，如图7所示，在固定感知相对距离DS处的感知相对速度对于每个驾驶者是不同的，并且由表示感知相对距离与感知相对速度VS之间的关系的直线图7中的XR1、XR2、XR3的倾斜度来表示每个驾驶者的制动操作的时序。也就是，实际/感知相对比率XR对于每个驾驶者而言都是恒定值，但其值却依赖于制动操作的速度而不同，如图8所示。制动操作快的驾驶者具有比制动操作慢的驾驶者更大的实际/感知相对比率XR。因此，在该实施例中，为每个驾驶者单独设定阈值X0以与驾驶本车辆CA的多个驾驶者对应，并根据驾驶本车辆CA的不同驾驶者而。
12、改变。因此，即使存在驾驶本车辆CA的多个驾驶者，根据各个驾驶者而改变阈值X0，从而可以抑制驾驶者的不适。0078如下进行对每个驾驶者单独设定阈值X0。例如，当以各种方式对相对距离、相对速度、本车辆CA的车辆速度VM、相对加速度、感知对象TA的加速度AP进行改变时，对在操作本车辆CA的制动踏板时的实际相对距离DR和实际相对速度VR取样，并基于取样结果为每个驾驶者计算多个实际感知相对比率XR。然后，将驾驶者的实际/感知相对比率XR的下限值XRMIN设定为用于该驾驶者的阈值X0，如图9所示。此外，还可以基于制动操作的迅速度而设定阈值X0。例如，可以基于制动操作快的驾驶者的实际/感知相对比率XR而预先。
13、设定制动操作快的驾驶者的阈值X0F，可以基于制动操作的迅速度普通的驾驶者的实际/感知相对比率XR而预先设定制动操作的迅速度普通的驾驶者的阈值X0M，并可以基于制动操作慢的驾驶者的实际/感知相对比率XR而预先设定制动操作慢的驾驶者的阈值X0S。然后，根据每个驾驶者将阈值X0设定为X0F、X0M和X0S的值中的一个。0079此外，在基于本车辆CA正在行驶的环境而改变阈值X0的情况下，根据本车辆CA的行驶环境基于驾驶者感到的紧张程度而进行所述改变。与驾驶者感到紧张程度低的情况相比，在驾驶者感到紧张程度高的情况下，感知相对比率X的阈值X0更容易被超过。因此，在减速控制的情况下，使阈值X0较大。本车辆C。
14、A的行驶环境包括本车辆CA正在行驶的道路的种类，道路拥挤度状况、路面状况、天气、能见度等等。例如，如果本车辆CA正在行驶的道路为地方道路、堵塞的道路或滑的道路，或者天气恶劣，或具有差的能见度，则阈值X0被设定为较大。即，可以基于本车辆CA的行驶环境、驾驶者的紧张程度而改变阈值X0。因此，说明书CN104149786A1311/14页14可以使车辆控制跟随驾驶者对本车辆CA的行驶环境的感知的改变，并防止或减轻对驾驶者造成的不适。0080减速装置5实际进行车辆控制。在该实施例中，减速装置5进行使本车辆CA减速的减速控制。该实施例中的减速装置5为向本车辆CA施加由驾驶者对制动踏板的操作而产生的制动力。
15、的制动装置。在控制时序判定部44判定感知相对比率X小于或等于阈值X0之后，减速装置5基于控制量例如，减速度、制动力等等开始减速控制。因此，减速装置5基于控制量使本车辆CA减速。如上所述，基于感知相对比率X或反映感知相对比率X的控制值而判定控制时序，并在由此判定的控制时序开始减速控制。因此，车辆控制装置1基于控制值而进行车辆控制，所述控制值反映感知相对距离DS和感知相对速度VS，该感知相对距离DS和感知相对速度VS中的每一个都是感知相对物理量。因此，由于车辆控制装置1基于反映感知相对距离DS的控制值而进行车辆控制，因此基于这样的值而进行车辆控制，该值小于实际相对距离DR，且实际相对距离DR越长，。
16、该值与实际相对距离DR相差的量越大。顺便而言，通过ECU4基于本车辆CA的操作状态实际相对距离DR、实际相对速度VR、本车辆CA的车辆速度VM等获得控制量。获得控制量的方法为公众所知，因而略去对其的描述。此外，减速装置5并不限于制动装置，而是可以为任何装置，只要该装置通过例如产生制动力等等减小发生在本车辆CA上的驱动力而使本车辆CA减速即可。减速装置的实例包括安装在本车辆CA中的发动机该发动机能够通过经由输出控制减小其输出而使本车辆CA减速、设置在本车辆CA的动力传送路径上的变速器由于该变速器能够在通过速度改变比率变速控制而改变力之后将发动机的输出力传送到驱动轮并能够在燃料切断期间改变发动机产。
17、生的摩擦力，因此变速器能够使本车辆CA减速、在本车辆CA中被安装作为动力源的电动机该电动机能够通过驱动控制进行再生制动而使本车辆CA减速、由发动机的输出驱动的辅助部件等等该辅助部件等等能够通过驱动控制增加施予发动机的载荷而使本车辆CA减速等等。此外，可以组合制动装置和上述装置例如，发动机、电动机、辅助部件等等来形成减速装置5。0081接下来，将描述车辆控制装置1采用的车辆控制方法。图10为示出了根据实施例的车辆控制装置的车辆控制方法的控制流程图。顺便而言，例如，通过执行预先存储的车辆控制程序的ECU4实现车辆控制装置1的车辆控制方法。此外，以预定控制周期CONTROLPERIOD执行车辆控制程。
18、序。因此，在本车辆CA正在行驶时反复进行车辆控制装置1的车辆控制方法。0082首先，如图10所示，车辆控制装置1的ECU4如上所述获得本车辆CA的车辆速度VM、实际相对距离DR、实际相对速度VR以及感知对象TA的加速度AP步骤ST1。0083接下来，感知相对距离计算部41计算感知相对距离DS，且感知相对距离计算部42计算感知相对速度VS步骤ST2。在该实施例中，感知相对距离计算部41例如通过使用上式3从所获得的实际相对距离DR计算感知相对距离DS。此外，感知相对速度计算部42例如通过使用上式7从所获得的实际相对速度VR、所获得的本车辆CA的车辆速度VM以及感知对象TA的加速度AP而计算感知相对。
19、速度VS。0084接下来，感知相对比率计算部43计算感知相对比率X步骤ST3。在该实施例中，感知相对比率计算部43进行计算，如感知相对距离DS/感知相对速度VS感知相对比率X。说明书CN104149786A1412/14页150085接下来，控制时序判定部44判定感知相对比率X是否大于阈值X0步骤ST4。在该实施例中，控制时序判定部44判定感知相对比率X是否小于或等于阈值X0，以便判定是否能够基于感知相对比率X开始减速控制。0086接下来，如果通过控制时序判定部44判定感知相对比率X大于阈值X0步骤ST4中的肯定判定，ECU4开始减速控制步骤ST5。在该实施例中，如果满足了基于感知相对比率X开。
20、始减速控制的条件，ECU4基于由ECU4获得的控制量而执行减速控制。因此，车辆控制装置1基于这样的值进行车辆控制，该值小于实际相对距离DR，实际相对距离DR越长，该值与实际相对距离DR相差的量越大。例如，如果本车辆CA进行碰撞避免/减轻控制，则与在实际相对距离DR短时相比，在实际相对距离DR长时更容易开始碰撞避免/减轻控制。顺便而言，如果控制时序判定部44判定感知相对比率X不大于阈值X0步骤ST4中的否定判定，ECU4结束当前的控制周期，并移转到PROCEEDTO减速控制的下一次执行。0087由此，在根据实施例的车辆控制装置1和由车辆控制装置1进行的车辆控制方法中，基于反映与实际相对物理量对应。
21、的感知相对物理量的控制值，即，根据基于实际相对距离DR获得的感知相对距离DS和基于实际相对速度VR获得的感知相对速度VS二者而获得的感知相对比率X反映感知相对比率X的控制值，开始车辆控制的减速控制。因此，获得与驾驶者的感知一致的减速控制的控制时序，从而进行与驾驶者的感知一致的减速控制。因此，可以抑制减速控制对驾驶者造成的不适。这里应注意，如果感知相对速度大，则驾驶者基于感知相对速度VS操作车辆，以及如果感知相对速度VS变小，驾驶者基于感知相对距离DS控制车辆。因此，由于基于感知相对比率X即，感知相对距离DS与感知相对速度VS之间的关系进行车辆控制，可以使车辆控制与驾驶者在进行车辆操作时的感觉一。
22、致。0088顺便而言，车辆控制不限于上述实施例中的减速控制，而是可以为任何车辆控制，只要该车辆控制是基于相对物理量相对距离、相对速度进行的即可。例如，车辆控制可以为使本车辆CA加速的加速控制包括从驾驶者不操作加速器踏板的状态对车辆加速的控制，以及从驾驶者操作加速器踏板的状态对车辆进一步加速的控制，或者还可以为使本车辆CA转动的转动或转弯控制包括从驾驶者不操作方向盘的状态转动车辆的控制，以及从驾驶者操作方向盘的状态进一步转动车辆的控制。例如，作为上述跟随操作的一部分、作为使车辆保持在本车辆当前行驶的车道中的转弯控制的一部分、或上述碰撞避免/减轻控制的一部分，进行加速控制和转动控制。0089此外，。
23、车辆控制不限于上述改变本车辆CA的行驶状态的控制，而是还可以为向驾驶者或设置在本车辆CA外部的外部装置等等产生警报的报警控制。例如，可以在判定感知相对比率X超过阈值X0时开始产生警报的控制。0090此外，还可以作为碰撞避免/减轻控制的一部分而进行车辆控制。例如，如果判定感知相对比率X超过阈值X0，则还可以允许开始用于避免本车辆CA的碰撞的控制例如，产生警报的控制、使由驾驶者操作的加速器踏板返回的控制、增加加速器踏板的踏板反应力的控制，等等。此外，如果判定感知相对比率X超过阈值X0，还可以允许开始用于减轻在本车辆CA碰撞时的冲击的控制例如，卷紧安全带以将安全带紧固到乘客的控制、增加减速装置5产生。
24、的制动力的控制、提前增加用于产生制动力的制动压力以使减速装置5迅速产生制动力的控制。0091此外，通过ECU4进行的对实际相对距离DR和实际相对速度VR的获取方法不限于说明书CN104149786A1513/14页16结合实施例描述的情况。例如，本车辆CA的ECU4还可以获得包括感知对象TA的位置数据、其车辆速度VT等等的感知对象数据，并可以通过基于所获得的感知对象数据和包括本车辆CA的位置数据及其车辆速度VM等等的本车辆数据而计算实际相对距离DR和实际相对速度VR来获得实际相对距离DR和实际相对速度VR。如果感知对象TA为构造物，感知对象数据的获得优选通过使用存储在安装于本车辆CA中的导航系。
25、统中的地图数据进行，或者通过使用本车辆CA的ECU4可以与其通信的道路基础设施等等进行。此外，如果感知对象TA是在前车辆，还可以通过感知对象TA和本车辆CA的车辆到车辆通信装置，或通过感知对象TA和本车辆CA的ECU4能够与其通信的道路基础设施，获得感知对象数据。0092此外，感知对象TA的相对于本车辆CA的位置不限于上述实施例中的从本车辆CA向前的区域。也就是，本车辆CA的相对于感知对象TA的位置可以为任何位置，只要感知对象TA的位置在本车辆CA的外部并能够由驾驶者感知即可。例如，在感知对象TA位于本车辆CA侧面的情况下，驾驶者可以直接感知该感知对象TA，从而本发明的车辆控制方法是适用的。此。
26、外，在感知对象TA位于本车辆CA后面的情况下，驾驶者可以直接感知感知对象TA，或通过侧镜或后视镜感知感知对象TA，从而本发明的车辆控制方法是适用的。因此，例如，在感知对象TA为行驶在本车辆CA的后面和行驶在本车辆CA正巡航的车道的邻车道中的情况下，当驾驶者将本车辆的巡航车道改变到该邻车道时即，在改车道或并车道的情况下，可以基于感知相对物理量进行车辆控制。本文中的车辆控制包括减速控制、加速控制、转动控制、报警控制等等。0093此外，感知相对比率X不限于上述实施例中的感知相对距离DS与感知相对速度VS之间的比率，而是可以为任何比率，只要该比率的分母和分子中的至少一个包括感知相对物理量即可。例如，感。
27、知相对比率X可以为感知相对距离DS与实际相对速率VR之间的比率、或实际相对距离DR与感知相对速度VS之间的比率。此外，虽然感知相对比率X被如上表示为将感知相对距离DS用作分子且将感知相对速度VS用作分母的分数，但可以替代地将感知相对速度VS用作分子且将感知相对距离DS用作分母。此外，不必如上述实施例一样基于感知相对比率X进行车辆控制，而是还可以基于感知相对距离DS和实际相对速VR、或者感知相对速度VS和实际相对距离DR中的一个进行车辆控制。此外，反映感知相对物理量的控制值不限于如上述实施例中一样的与控制时序有关的值，而是还可以为与车辆控制的控制量有关的控制值。例如，在基于相对比率、相对距离以及。
28、相对速度中的至少一个而获得车辆控制的控制量的情况下，还允许基于感知相对比率X、感知相对距离DS以及感知相对速度VS而获得控制量作为与控制量有关的控制值。0094此外，在为本车辆CA的每个驾驶者单独设定阈值X0的情况下，如果基于与所设定的阈值X0对应的驾驶者操作本车辆CA的制动踏板时发生的实际相对距离DR和实际相对速度VR而计算出的实际/感知相对比率XR超过驾驶者的设定阈值X0，则可以判定驾驶者的注意力已经变低。也就是，可以基于实际/感知相对比率XR和阈值X0而估计驾驶者的状态。因此，例如，在实际/感知相对比率XR超过阈值X0的情况下，还允许进行警报控制、用于避免本车辆CA的碰撞的控制、用于在本。
29、车辆CA碰撞时减轻冲击的控制。0095顺便而言，还可以通过ECU4基于数据库而获得感知相对距离DS、感知相对速度VS以及感知相对比率X，该数据库是预先通过实验等等找到这些值中的每一个与用于计算这些值的参数包括实际相对距离DR、实际相对速度VR、车辆速度VM等等的参数的关系而说明书CN104149786A1614/14页17产生的。此外，反映感知相对物理量感知相对比率X的控制值，例如，与控制时序有关的控制值、与控制量有关的控制值等等，同样可以通过ECU4基于数据库而获得，该数据库是基于感知相对物理量感知相对距离DS以及感知相对速度VS和感知相对比率X预先通过经由实验等等找到这些控制值中的每一个与。
30、用于计算这些控制值的参数包括实际相对距离DR、实际相对速度VR、车辆速度VM等等的参数的关系而产生的。0096从上面的说明中可以了解，上述车辆控制装置和车辆控制方法可用于通过使用相对物理量作为输入值而进行控制车辆的车辆控制的车辆控制装置和车辆控制方法，并特别适宜于限制该车辆控制对驾驶者造成的不适，其中所述相对物理量表示车辆与存在于车辆外部并可由车辆的驾驶者感知的感知对象之间的相对关系。0097虽然已经参考其示例性实施例描述了本发明，但应该理解，本发明不限于示例性实施例或结构。相反，本发明旨在涵盖各种修改和等效设置。此外，虽然以示例性的各种组合和配置示出了示例性实施例的各种要素，但包括更多、更少或仅仅单个要素的其他组合和配置同样在本发明的精神和范围内。说明书CN104149786A171/6页18图1图2说明书附图CN104149786A182/6页19图3图4说明书附图CN104149786A193/6页20图5图6说明书附图CN104149786A204/6页21图7图8说明书附图CN104149786A215/6页22图9说明书附图CN104149786A226/6页23图10说明书附图CN104149786A23。