用於控制車輛的車輛間距離的裝置的製作方法
2023-05-31 12:31:16 2
專利名稱：用於控制車輛的車輛間距離的裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於控制車輛的車輛間距離的裝置。
背景技術：
總體而言，一種用於控制車輛間距離的裝置已經發展為一種ACC(自適應巡航控制)系統，所述系統能夠在前面的長距離內存在車輛的情況下，控制高速行駛車輛的速度。
在低車輛速度下，到達前方最近車輛的車輛間距離具有一種動態特性，即，後面的車輛需要經常地加速和/或減速。考慮到這樣一個事實，當車輛以低速行駛時比高速行駛時更加難以實現對車輛速度的穩定控制。
另外，用於檢測到達前面車輛距離的傳感器，其扮演著判定是否車輛應加速或減速的關鍵因素，通常不能覆蓋從短程到長程。
典型的長程雷達傳感器通常具有10-150米的適用範圍，具有0.2米～20米範圍的短程雷達傳感器僅僅處於研究之中。
當前，穩定的短程雷達傳感器很難找到。在價格和/或重量方面，這樣一種短程雷達傳感器不適於與長程雷達傳感器安裝在一起。
作為參照，為了能夠獲得一種相對距離，短程雷達傳感器需要具備測量距離和角度的特性。為了控制到一個相近物體的距離，還優選地需要測量相對速度的特性。所需要的測量範圍，例如，對於距離是0.2～20米，對於角度是±20度。
在本發明的此背景技術部分中公開的信息只是為了加強對本發明背景的理解，不能被視為一種確認或任何形式的暗示此信息構成了已經為所述技術領域內的普通技術人員所熟知的先前技術。
發明內容
本發明的動機是提供一種用於控制車輛的車輛間距離的裝置，所述裝置具有增大的作用距離和使用的多功能性的非限定性的優點。
根據本發明的一個實施例的用於控制車輛的車輛間距離的一種示例性裝置包括，車輛行駛狀態檢測單元，第一車輛間距離檢測單元，第二車輛間距離檢測單元，車輛間距離控制器，和距離控制執行器單元。
車輛行駛狀態檢測單元檢測所述車輛的行駛狀態。第一車輛間距離檢測單元檢測到達正前方車輛的第一距離，其中所述第一車輛間距離檢測單元安裝在車輛的前面中心點。第二車輛間距離檢測單元檢測到達正前方車輛的第二距離，其中第二距離是相對於其中心點與所述車輛的前面中心點相一致的位置來檢測的。車輛間距離控制器基於所述第一和第二距離判斷正前方車輛的存在，並基於正前方車輛的存在來控制所述車輛的行駛狀態。距離控制執行器單元，在車輛間距離控制器的控制下，通過調整所述車輛的行駛狀態，來控制到達正前方車輛的車輛間距離。
第一車輛間距離檢測單元優選地包括至少一個長程雷達傳感器。
第二車輛間距離檢測單元優選地包括至少一個短程微波傳感器。
根據本發明的一種實施例的用於控制車輛的車輛間距離的一種示例性裝置，還優選地包括用於檢測到達側前方車輛的第三和第四距離的第三和第四車輛間距離檢測單元，所述第三和第四距離是沿著所述車輛的偏向側方的前方方向來檢測的，所述第三和第四車輛間距離檢測單元分別被配置在所述車輛的左前角和右前角。
所述第三和第四車輛間距離檢測單元優選地分別包括至少一個短程微波傳感器。
車輛間距離控制器優選地基於第三和第四距離來判斷側前方車輛的存在，並基於側前方車輛的存在來控制所述車輛的行駛狀態。
合併在本說明書中並構成本說明書的一部分的附圖顯示了本發明的實施例，並結合描述，起著解釋本說明原理的作用。
圖1是根據本發明的實施例的用於控制車輛的車輛間距離的裝置的方框圖；
圖2和3顯示了根據本發明的一個實施例的用於控制車輛的車輛間距離的裝置中所採用的車輛間距離檢測單元的安裝位置和檢測範圍。
具體實施例以下將參照附圖，對本發明的一個優選實施例進行詳細說明。
圖1是根據本發明的實施例的用於控制車輛的車輛間距離的裝置的方框圖，圖2和3顯示了根據本發明的實施例的用於控制車輛的車輛間距離的裝置中所採用的車輛間距離檢測單元的安裝位置和檢測範圍。
根據本發明的實施例的用於控制車輛間距離的裝置包括車輛行駛狀態檢測單元100，第一車輛間距離檢測單元102，第二車輛間距離檢測單元104，車輛間距離控制器110，和距離控制執行器單元120。
車輛行駛狀態檢測單元100檢測車輛的行駛狀態，其可以包括許多傳感器，例如車輛速度傳感器和發動機速度傳感器。在車輛行駛狀態檢測單元100上檢測到的車輛行駛狀態，被發送給車輛間距離控制器110。
第一車輛間距離檢測單元102檢測到達正前方車輛的第一距離D1。如圖2所示，第一車輛間距離檢測單元102安裝在所述車輛的前面中心點，例如，位於前保險槓或散熱器片的中心點。第一車輛間距離檢測單元102包括至少一個長程雷達傳感器，以便獲得例如，8-150米長程之中的第一距離D1。
第二車輛間距離檢測單元104檢測到達正前方車輛的第二距離D2。第二距離是相對於其中心點與車輛前面中心點相一致的位置來檢測的。第二車輛間距離檢測單元104包括至少一個短程微波傳感器，以便獲得處於例如0.2-10米的短程之中的第二距離D2。在此實施例中，第二車輛間距離檢測單元104包括兩個短程微波傳感器，配置在相對於第一車輛間距離檢測單元102的安裝位置對稱的位置上。
車輛間距離控制器110接收來自第一和第二車輛間距離檢測單元102和104的信號，並基於第一距離D1和第二距離D2判斷正前方車輛的存在。車輛間距離控制器110因而基於正前方車輛的存在來相應地控制所述車輛的行駛狀態，以便到達正前方車輛的車輛間距離可以得到控制。
車輛間距離控制器110，可以通過一個或多個由預定程序運行的處理器來實現，所述預定程序可以被編程為執行表1-1和表1-2中顯示的用於控制車輛間距離的每個步驟。
距離控制執行器單元120，在車輛間距離控制器110的控制下，控制所述車輛的行駛狀態，從而調整到達正前方車輛的車輛間距離。
距離控制執行器單元120包括至少一個用於控制車輛的行駛狀態的執行器，在此實施例中，其包括用於調整節氣門開度的執行器和用於制動本車輛的執行器。因此，通過控制距離控制執行器單元120，車輛間距離控制器110能夠加速或減速所述車輛。
根據本發明的實施例的用於控制車輛的車輛間距離的裝置還包括，第三和第四車輛間距離檢測單元106和108，用以檢測到達側前方車輛的第三和第四距離。
第三和第四車輛間距離檢測單元106和108分別配置所述車輛的左前和右前角落，如圖2和3所示。第三和第四距離D3和D4是沿著所述車輛的偏向側方的向前方向來檢測的。
第三和第四車輛間距離檢測單元106和108分別包括至少一個短程微波傳感器。
車輛間距離控制器110基於第三和第四距離D3和D4判斷側前方車輛的存在，並進而基於側前方車輛的存在控制所述車輛的行駛狀態。
以下將參照圖1至4，對根據本發明的一個實施例的用於控制車輛間距離的裝置的運行進行詳細說明。
在本發明的一個實施例中，如以上所描述，第一車輛間距離檢測單元102，其包括有一個雷達傳感器，被用於正前方車輛的長程檢測，第二、第三和第四車輛間距離檢測單元104-108，它們分別包括有微波傳感器，被用於正前方或側前方車輛的短程檢測。根據到達所述車輛的距離，基於所述車輛的行駛速度，到達正前方或側前方車輛的車輛間距離得到控制。
首先，第一車輛間距離檢測單元102，其由一個例如8-150米的長程雷達傳感器來實現，被安裝在所述車輛的前面中心點，例如前保險槓或散熱器片的中點。第一車輛間距離檢測單元102在區域①中檢測正前方車輛，如圖3所示。
第二車輛間距離檢測單元104也被安裝在所述車輛的前面，以便其中包括的兩個微波傳感器被對稱地配置在第一車輛間距離檢測單元102的兩側。第二車輛間距離檢測單元104檢測區域②中的正前方車輛，如圖3所示。
第三和第四車輛間距離檢測單元106和108，是由短程微波傳感器來實現的，被分別安裝在前保險槓的左角和右角。第三和第四車輛間距離檢測單元106和108分別檢測區域③和④中的側前方車輛，如圖3所示。
如以上所描述，車輛間距離控制器110，分別從第一、第二、第三和第四車輛間距離檢測單元102、104、106和108，接收第一、第二、第三和第四距離D1、D2、D3和D4，並判斷用於控制車輛的當前行駛狀態的參數(例如，節氣門開度和制動踏板壓力)。
更詳細地說，車輛間距離控制器110，基於第一至第四距離D1至D4，判斷是否存在正前方或側前方車輛，並根據以下的表1-1和1-2中所顯示的控制模式來執行控制動作。在以下的表格中，○表示獲得了到達前方車輛的距離，×表示沒有獲得到達前方車輛的距離。
(表1-1)
(表1-2)
表1-1和1-2顯示了根據本發明的一個實施例，基於檢測距離D1-D4的控制模式。
參照表1-1和1-2，基於控制器110的所述車輛速度控制，取決於長距離值(D1)和短距離值(D2)的存在，以及其間的差。
在以上表格中，ACC是指相對於長距離的前方車輛的自適應巡航控制。即，ACC表示當前車輛的速度控制是基於第一距離D1來執行的。
在以上表格中，SG是指相對於短距離的前方車輛的速度控制。即，SG表示當前車輛的速度控制是基於第二距離D2來執行的。
此外，基於短程距離之間(即，D2與D3和/或D2與D4)的差，車輛的當前行駛狀態得到控制(例如，減速)，從而防止了與側前方車輛相撞。
例如，噹噹前車輛需要跟隨正前方車輛時，車輛間距離控制器110通過分析當前車輛和前方車輛的車速來計算所需的加速度/減速度，從而基於所需的加速度/減速度相應地啟動距離控制執行器單元120。
因此，距離控制執行器單元120，在車輛間距離控制器110的控制下，使當前車輛加速或減速，結果使得到達正前方車輛的車輛間距離得到控制。
作為參考，對於輸入到車輛間距離控制器110的距離值，優先權是按照用於當前行駛車道的短程中心點距離的第二距離D2，用於當前行駛車道的長程中心點距離的第一距離D1，以及隨後用於對相鄰行駛車道的偏向側方的短程距離的第三和第四距離D3和D4的順序給予的。
在車輛受控制跟隨前方車輛的時候，對於相鄰行駛車道的偏向側方短程距離不是直接被利用的。然而，它被認為能夠防止在側前方車輛突然改變其車道並進入到當前車輛的當前行駛車道的情況下的交通事故。
在此情況下，車輛間距離控制器110可以執行當前車輛的制動。也就是說，在車輛間距離控制器110的控制下，距離控制執行器單元120控制車輛的行駛狀態，以便到達側前方車輛的車輛間距離被保持在最低標準之上。
根據距離D1-D4的各種組合的各種控制模式將在以下得到說明。
以下的表2涉及一種情況，其中到達至少一個正前方車輛的車輛間距離D1和D2分別由第一和第二車輛間距離檢測單元102和104來獲得，至少一個短程距離D3和D4由第三和第四車輛間距離檢測單元106和108來獲得。
(表2)
在此情況下，車輛間距離控制器110比較檢測到的第一和第二距離D1和D2。
當第一和第二距離D1和D2相等時，車輛間距離控制器110基於對正前方車輛的預定的短距離控制，控制當前車輛的車輛間距離。
當第一和第二距離不相等時，車輛間距離控制器110，根據距離D1和D2中較小的一個，基於對正前方車輛的預定短距離控制，來控制當前車輛的車輛間距離。在此情況下，其中較大的一個被設定為幻影值(Ghost value)。
在這樣一種當前車輛的距離控制期間，當短於第二距離D2的距離被第三和第四車輛間距離檢測單元106和108中的任何一個檢測到時，通過控制距離控制執行器單元120進行的車輛制動動作，車輛間距離控制器110使所述車輛減速。
以下的表3涉及一種情況，其中到達至少一個正前方車輛的車輛間距離D1和D2是分別由第一和第二車輛間距離檢測單元102和104獲得的，然而，沒有通過第三和第四車輛間距離檢測單元106和108中的任一個來獲得短程距離D3和D4。
(表3)
在此情況下，車輛間距離控制器110比較檢測到的第一和第二距離D1和D2。
當第一和第二距離D1和D2相等時，車輛間距離控制器110，基於對正前方車輛的一種預定的短距離控制，來控制當前車輛的車輛間距離。
當第一和第二距離D1和D2不相等時，車輛間距離控制器110，根據距離D1和D2中較小的一個，基於對正前方車輛的一種預定的短距離控制，來控制當前車輛的車輛間距離。
以下的表4涉及一種情況，其中通過第一車輛間距離檢測單元102獲得了到達一個正前方車輛的第一距離D1，而沒有通過第二至第四車輛間距離檢測單元104、106和108獲得到達正前方或側前方車輛的其它的距離D2-D4。
(表4)
在此情況下，車輛間距離控制器110，基於檢測到的第一距離D1，控制當前車輛的車輛間距離。
以下的表5涉及一種情況，其中到達正前方車輛的第一距離D1由第一車輛間距離檢測單元102來檢測，到達正前方車輛的第二距離D2沒有被第二車輛間距離檢測單元104檢測，而至少一個短程距離D3和D4被第三和第四車輛間距離檢測單元106和108所獲得。
(表5)
在此情況下，車輛間距離控制器110，基於檢測到的第一距離D1，控制當前車輛的車輛間距離。
此外，車輛間距離控制器110，控制所述車輛跟隨其左側和/或右側的側前方車輛的軌跡，以使其間的距離不會變得小於一個預定的距離。在此情況下，車輛間距離控制器110可以使當前車輛減速。
以下的表6涉及一種情況，其中到達正前方車輛的第一距離D1沒有被第一車輛間距離檢測單元102檢測，到達正前方車輛的第二距離D2被第二車輛間距離檢測單元104所檢測，且至少一個短程距離D3和D4被第三和第四車輛間距離檢測單元106和108所獲得。
(表6)
在此情況下，車輛間距離控制器110，基於檢測到的第二距離D2，控制當前車輛的車輛間距離。
在對當前車輛的這樣一種距離控制期間，當通過第三和第四車輛間距離檢測單元106和108中的任何一個檢測到一個短於第二距離D2的距離時，通過控制距離控制執行器單元120的車輛制動動作，車輛間距離控制器110使所述車輛減速。
以下的表7涉及一種情況，其中到達正前方車輛的第二距離D2被第二車輛間距離檢測單元104所獲得，而到達正前方或側前方車輛的其它距離D1、D3和D4沒有被第一、第三和第四車輛間距離檢測單元102、106和108獲得。
(表7)
在此情況下，車輛間距離控制器110，基於檢測到的第二距離D2，控制當前車輛的車輛間距離。
以下的表8涉及一種情況，其中到達正前方車輛的車輛間距離D1和D2都沒有被第一和第二車輛間距離檢測單元102和104中的任何一個檢測到，而至少一個短程距離D3和D4被第三和第四車輛間距離檢測單元106和108獲得。
(表8)
在此情況下，車輛間距離控制器110基本上根據一種傳統的巡航控制方法來控制所述車輛。
此外，對於側前方的車輛，車輛間距離控制器110控制所述車輛跟隨其左側和/或右側的側前方車輛的軌跡，以使其間的距離不會變得小於預定的距離。在此情況下，車輛間距離控制器110可以使當前車輛減速。
以下的表9涉及一種情況，其中沒有任何距離D1-D4被第一至第四車輛間距離檢測單元102-104檢測到。
(表9)
在此情況下，車輛間距離控制器110基本上根據一種傳統的巡航控制方法來控制車輛。
如以上所顯示，對於根據本發明的實施例的用於控制車輛間距離的裝置，通過同時採用一種用於長程車輛檢測的雷達傳感器和用於短程車輛檢測的微波傳感器，可獲得的車輛間距離控制的距離範圍能夠得到擴展。
考慮到雷達傳感器和微波傳感器所採用的頻率之間完全不同(例如，雷達傳感器的正常頻率在76Ghz附近，而微波傳感器的正常頻率在40Ghz附近)，波幹擾是不存在的。
此外，由於到達前方車輛的車輛間距離是自動控制的，與前方車輛有多遠沒有關係，駕駛的舒適性得到了增強。
另外，重量輕於短程雷達傳感器的微波傳感器的採用，有助於減輕車輛的整體重量。
雖然已經結合當前被認為是最實際的和優選的實施例對本發明進行了說明，應該理解，本發明並不局限於所公開的實施例，而是相反，是要函概包括於所附的權利要求書的精髓和範圍中的各種改進形式和等價結構。
權利要求
1.一種用於控制車輛的車輛間距離的裝置，其特徵在於包括用於檢測所述車輛的行駛狀態的車輛行駛狀態檢測單元；用於檢測到達正前方車輛的第一距離的第一車輛間距離檢測單元，所述第一車輛間距離檢測單元被安裝在所述車輛前面的中心點；用於檢測到達正前方車輛的第二距離的第二車輛間距離檢測單元，所述第二距離是相對於其中心點與所述車輛的前面中心點相一致的位置來檢測的；用於基於第一距離和第二距離來判斷正前方車輛存在，且用於基於正前方車輛的存在來控制所述車輛的行駛狀態的車輛間距離控制器；和用於在所述車輛間距離控制器的控制下，通過調整所述車輛的行駛狀態，來控制到達正前方車輛的車輛間距離的距離控制執行器單元。
2.如權利要求1所示的裝置，其特徵在於第一車輛間距離檢測單元包括至少一個長程雷達傳感器。
3.如權利要求1所示的裝置，其特徵在於第二車輛間距離檢測單元包括至少一個短程微波傳感器。
4.如權利要求1所示的裝置，其特徵在於，還包括用於檢測到達側前方車輛的第三和第四距離的第三和第四車輛間距離檢測單元，所述第三和第四距離是沿著所述車輛的偏向側方向前方向來檢測的，所述第三和第四車輛間距離檢測單元分別被配置在所述車輛的左前角和右前角。
5.如權利要求4所示的裝置，其特徵在於第三和第四車輛間距離檢測單元分別包括至少一個短程微波傳感器。
6.如權利要求4所示的裝置，其特徵在於所述車輛間距離控制器基於所述第三和第四距離判斷側前方車輛的存在，並基於側前方車輛的存在控制所述車輛的行駛狀態。
全文摘要
基於雷達傳感器和微波傳感器的一種混合組合，到達前方車輛的車輛間距離受到控制。
文檔編號B60W30/14GK1572576SQ20031012342
公開日2005年2月2日 申請日期2003年12月26日 優先權日2003年5月29日
發明者金志映 申請人:現代自動車株式會社