本发明涉及一种用于将车速保持在基于目标车速设定的允许速度范围 内的巡航控制系统和方法。

传统的巡航控制系统执行巡航控制，所述巡航控制用于使车辆的行 驶速度保持在由车辆驾驶员设定的作为目标车速的设定车速，或者所述 巡航控制系统执行自适应巡航控制用于与前车保持恒定的距离（如对应
于JP2004-175148A的US6，970，779 )。
在该巡航控制系统中，当作用于在弯道上行驶的车辆的离心力比规 定阈值小时，设定车速被用作目标车速。然而，当作用于在弯道上行驶 的车辆的离心力比规定阈值大时，根据该离心力将目标车速减小到小于 设定车速（如JP60-233U )。
公知的，车辆在弯道上行驶时转向角越大产生的回转阻力就越大。
车辆向前的实际行驶方向之间的角度（轮胎侧滑角）。
上述情况产生的原因如下：当车辆如图7所示转向时，驾驶员操纵 方向盘使车辆的前轮产生转向角，当轮胎滑移角（即转向角）越大，由 于轮胎和路面之间的摩擦沿与前轮旋转方向垂直的方向在车辆前轮上 产生的力（横向力）就越大。在将滚动阻力与横向力合成得到的力F沿 车辆行驶（前行）方向轴分解得到的分量中，沿垂直于车辆行驶方向的 方向的一个分量被定义为侧滑力，而沿车辆行驶方向相反方向的另一个 分量被定义为回转阻力（回转反力）。这些分量也随横向力的增加而增 加。同样公知的，车辆在行驶期间的速度由于该回转阻力而减小。
因此，在US6,970,779 7>开的巡航控制系统中，当车辆在弯道行驶 时，以补偿由于回转阻力造成的车速的减小量（速度减小量）的方式执 行加速车辆的控制操作（加速控制）。
然而，在US6，970，779公开的巡航控制系统中，从车辆加速控制开 始启动的时间点到车辆实际开始加速即车辆开始增加行驶速度的时间点期间产生了加速延迟。因此，当驾驶员在补偿速度减小量而加速车辆 期间执行方向盘的回转操作时，在滑移角即回转阻力与实际加速度同时 减小的情况下，车辆可能迅速加速。
在JP60-233U公开的巡航控制系统中，在车辆在弯道低速行驶的情 况下，作用于车辆的离心力被减小到小于阈值。因此，目标车速是不被 限制的。
另外，当车辆在弯道上高速行驶期间，作用于车辆的离心力大于阈 值，因此目标车速被限制。然而，当通过方向盘的回转操作以及从弯道 转换到直道而使离心力减小并且因此对目标车速的限制提高时，车辆可 能迅速加速。
也就是说，在传统的巡航控制系统中，在弯道行驶期间或从弯道转 换到直道前的即刻，车辆可能意外地加速。而该加速是驾驶员不满意的。

因此本发明的目的是提供一种能够在车辆转向时控制车辆的行为 使其适合驾驶员感觉的巡航控制系统和方法。
根据用于车辆的巡航控制系统的一个方面，当车辆转向时，目标车
速从车辆直行时设定为目标车速的设定车速减小。当车辆转向时产生的 车辆速度减小量越大时，该减小就越大。车辆被控制而加速和减速，使 得车速保持在目标车速的允许速度范围内。
优选地，当车辆转向时产生的回转阻力基于车辆信息估算，所述车 辆信息至少包括车辆转向时获得的车辆的行驶速度和转向角，并且当估 算的回转阻力较大时该减小增加。
附图说明
本发明的其它目的、特征和优点通过接下来参考相关附图的详细描 述而变得更加明显，附图中相似部件由相似的附图标记表示。附图中：
图l是示出根据本发明第一实施方式的巡航控制系统的框图；
图2是示出由巡航控制系统实施的车速控制过程的流程图；
图3是示出转向速度和校正车速之间关系的示例的曲线图；
图4是示出利用了图3所示关系的车速控制操作的操作图；图5A和5B为示出车速和校正车速之间关系的另一示例的曲线图和 利用了图5A所示关系的车速控制操作的操作图；
图6A、 6B和6C是示出车速控制的不同示例的操作图；以及
图7是示出车辆转向时产生的各种力和阻力之间关系的示意图。
具体实施方式 (第一实施方式）
参考附图1,巡航控制系统1具有巡航控制用电子控制单元（巡航 EUC) 10、制动控制用电子控制单元（制动ECU) 15和动力传动系控 制用电子控制单元（动力传动系ECU) 20。这些ECU通过LAN (局域 网）通信总线相互连接。所述ECU 10、 15和20中的每个均主要由公 知的至少包括ROM、 RAM和CPU的微电脑构成且至少具有用于通过 LAN通信总线通信的总线控制系统。通过LAN通信总线在所述ECU 之间实施的数据通信可釆用通常在车内网络执行的CAN (控制系统局 域网）协议。
导航单元6、巡航控制开关7、转向信号操作检测单元8等，且还 有前方监测单元5都与巡航ECU 10相连。
所述前方监测单元5为激光雷达传感器，其包括通过激光扫描前方 区域的扫描部和基于测距装置发射出的激光检测对象的信息处理部。
在前方监测单元5中，所述扫描部在沿车辆宽度方向的一定角度范 围内发射激光，而信息处理部基于反射光、巡航ECU10接收的当前车 速、弯道曲率半径的估算值（估算R)等检测到的相对于对象的角度或 距离来得到表示本体车辆（本车）行驶的车道上存在对象的可能性的本 体车辆车道可能性或示出对象（车辆、非车辆、不确定对象等）特征的 特征信息。与此同时，为面向和接近本体车辆的接近车辆设置碰撞标志。 进一步地，本体车辆车道可能性、特征信息和碰撞标志作为包括与对象 相距的距离信息、与对象的相对速度等在内的对象信息传送给巡航ECU 10。前方监测单元5的诊断信号本身也被传送给巡航ECU 10。
另外，所述导航单元6是公知的构造，其主要由检测车辆当前位置 的位置检测器、存储地图数据的地图存储部、输入信息的操纵开关组、 显示图像的显示部、控制上述部分（位置检测器等）的微电脑等构成。
在导航单元6中，所述微电脑基于位置检测器检测到的车辆当前位置从地图存储部中获得当前位置附近的地图数据并将其显示出来。进一 步地，微电脑在地图上叠加车辆当前位置标记或到目的地的路线，并且
执行使驾驶员改变车辆车道的处理。另夕卜，所述导航单元6向巡航ECU 10传送示出车辆当前位置的位置信息、包括至少车辆行驶道路上与最近 的交通交叉口的距离和最近的交通交叉口的形状在内的交通交叉口信 息和示出预定的车辆车道变化的车辆车道变化信息。
接下来，巡航控制开关7至少具有用于激活和停止巡航ECU 10的 主开关、开始车间（车辆与车辆）距离控制（自适应巡航控制（ACC)) 的设定开关、中止车间距离控制的取消开关、用于增加存储在巡航ECU 10的ROM中的设定车速的加速器杆、同样用于减小设定车速的滑行杆 (coast lever )、以及用于设定本体车辆在车间距离控制下经过与前方车 辆和本体车辆之间的目标车间距离相同的距离所需时间（目标车间距离
时间）的目标车间距离设定开关。应当注意，该目标车间距离时间可设 定在一定范围内。
转向信号操作检测单元8设置为用于检测转向信号的操作并将表示 操作状态的操作信号传送给巡航ECU 10。
此处，制动ECU 15通过LAN通信总线将来自检测车辆转向角的转
向传感器的转向角（包括作为方向盘操作速度的转向速度）、来自检测 表示车辆转向状态的横摆率的横摆率传感器的橫摆率、和进一步来自检
测制动踏板的踏板下压状态的制动踏板下压传感器的踏板下压状态（制 动）传送给巡航EUC 10。其中，制动ECU 15接收来自巡航ECU 10 的车速控制标志、目标加速度、制动需求等。然后，基于接收信息表示 的操作状态，制动ECU 15输出驱动指令到制动致动器等用于打开/关
小控制阀。
动力传动系ECU 20通过LAN通信总线将来自检测车辆车速的车速 传感器的当前车速、和基于检测内燃发动机节气门位置的节气门位置传 感器的信号和检测加速器踏板位置的加速器踏板位置传感器的信号的 内燃发动机控制状态和加速器踏板位置状态传送给巡航ECU 10。其中， 动力传动系ECU20接收车速控制标志、目标加速度、燃料切断需求等， 并且基于接收信息表示的操作状态输出驱动指令到节气门致动器等用 于调节内燃发动机的节气门位置。
巡航ECU IO接收来自制动ECU 15的转向角、横摆率和制动踏板下压状态，并接收来自动力传动系EUC20的当前车速、控制状态和加 速器踏板位置状态。基于巡航控制开关7的检测信号，巡航ECU10将 表示"执行车速控制中"的车速控制标志传送到制动ECU15和动力传 动系ECU20。然后，巡航ECU IO执行将目标加速度、燃料切断需求 等传送给动力传动系ECU20以及将目标加速度、制动需求等传送给制 动ECU 15的车速控制过程，作为将车速调节到距目标车速规定范围内 的控制指令。
巡航ECU10通过编程来执行如图2示出的车速控制过程。
车速控制过程通过驾驶员打开主开关来激活。当其被激活时，首先 在S110，存储在巡航ECU 10的ROM中的设定车速被传送给巡航ECU 10的RAM,从而获得设定车速。当加速杆、滑行杆等被操作时，传送 给RAM的i殳定车速响应于所述杆的信号而改变。也就是说，在SllO， 接收使车辆驾驶员设定所述设定车速的输入。
接下来，在S120，根据来自制动ECU15的转向角确定方向盘是否 被操作。当方向盘被操作（"是"）时，过程进行到S130。在S130，估 算驾驶员操作方向盘的意愿。更具体地，估算方向盘的操作是否作为驾 驶员的意愿被执行用于改变车辆的车道。
在S140，确定在S130驾驶员的转向意愿是否用于改变行驶车道。 作为确定的结果，当方向盘的操作不是用于改变车辆的车道时（"否"） 时，例如仅用于在交通交叉口向右转或向左转或用于在弯道上行驶，则 过程进行到S150。
关于估算方向盘操作时驾驶员意愿的方法，首先，基于来自导航单 元6接收的位置信息和交通交叉口信息，确定车辆是否在交通交叉口前 规定距离（如，距交通交叉口 30m)内。进一步地，在车辆不在距交通 交叉口规定距离内且来自转向信号操作检测单元8的操作信号指示转向 信号被操作的情况下，当方向盘被操作时，确定方向盘的操作是作为驾 驶员的意愿用于改变车辆的车道的。
在S150，参考图7所示基于制动ECU15接收的转向角和横摆率以 及动力传动系ECU 20接收的当前车速及轮胎和路面之间的滑移率来计 算回转阻力。回转阻力随车辆转向角的增加而变大。进一步地，基于计 算的回转阻力和每种车辆预先确定的车重（车辆的质量）来计算沿车辆 减速方向的加速度（即，减速度）。接下来，在S160，基于在S150中计算的减速度，将由于回转阻力 而从设定车速减小的速度减小量计算为校正车速。也就是，由于车辆在 弯道行驶时被减小的速度（即速度减小量）应当随减速度（包括回转阻 力）的增加而增加，所以在S160中计算的校正车速被计算为增加。
进一步地，在S170,基于不同于回转阻力的指标修正S160中计算 的校正车速。
更具体地，如图3所示，校正车速根据制动ECU 15接收的转向速 度修正，这样，转向速度越高，校正车速的值就变得越大。
接下来，在S180，通过从设定车速减去S170中修正的校正车速而 计算出的车速被设定为目标车速。
应当注意的是，在S120确定为"否"即方向盘不被操作的情况下 或在S140确定为"是"即驾驶员的转向意愿被认为是车道改变的情况 下，设定车速被设定为目标车速，而不用计算回转阻力。
进一步地，在S1卯，基于从动力传动系ECU20接收的当前实际车 速，确定车辆是否以由S180设定的目标车速预先确定的允许速度范围 内的车速行驶。当车辆不在目标车速的允许速度范围内行驶时，计算目 标加速度。然后，为了实现目标加速度（目标车速），目标加速度和控 制指令值都被传送到制动ECU 15或动力传动系ECU 20,这样车速以 公知形式的反馈控制来获得在转向时减小的目标车速。
从S120开始重复上述过程。
应当注意的是，车速控制包括接下来的两个控制。 一个是巡航控制， 在车辆的行驶方向上没有前车行驶的情况下，所述巡航控制保持车速在 目标车速的允许速度范围内。另一个是自适应巡航控制（ACC)，其基 于从前方监测单元5(即，雷达传感器）接收的对象信息确定前车，从 而与前车适当地保持车间距离。在执行的车速控制为自适应巡航控制的
情况下，基于从前方监测单元5接收的对象确定的车速被设定为S110 设定的设定车速以跟随前车。
上述巡航控制的操作如图4所示。例如，在车辆行驶在弯道的情况 下或车辆在交通交叉口向右转或向左转的情况下（车辆转弯期间），转 向角、被转向车辆的车轮的转向角最终由于方向盘的操作而改变（在图 中转向角改变）。因此，以一定的时间延迟，作用于车辆的回转阻力也 相应地改变且作用于车辆的减速度也改变从而改变车辆的速度减小。目标速度的变化随转向角变化的增加而增加。
因此，在巡航控制系统中，当车辆处于转弯期间，作用于车辆的回
转阻力以及进一步的减速度基于来自制动ECU15的转向角等计算。另 外，由于计算的回转阻力车辆速度的减小量（更精确定地，减速度）被 计算为校正车速且目标车速设定为使得通过从设定车速减去校正车速 而使车速随回转阻力的变大而变小。
也就是说，在巡航控制系统中，考虑由于回转阻力而从设定车速减 小的速度减小量来设定目标车速。
应当注意的是，根据该实施方式的车速控制过程，S150对应于阻力 估算装置，S180对应于目标车速设定装置，S190对应于行驶速度控制 装置，S160对应于校正车速设定装置，S170对应于车速校正装置且S130 对应于转向意愿估算装置。
如上所述，由于目标车速的设定考虑到了速度减小量，所以不会产 生用于补偿由于回转阻力而从设定车速减小的速度减小量的车辆加速 度。因此，该巡航控制系统使得车辆在转弯期间的快速加速度减小。结 果，根据巡航控制系统，车辆在转弯期间的行为，如车辆行驶在弯道或 在交通交叉口向右转或向左转的情况下，可以适应于驾驶员的感觉。
特别地，由于根据回转阻力设定目标车速，即使在车辆以低速行驶 的情况下，车辆在转弯期间的行为也可适应地与驾驶员的感觉相配。
进一步地，由于校正车速被修正，这样转向速度越低，目标车速与 设定车速就越接近，即使车辆以高速行驶且在转弯期间的情况下，车辆 的行为也可适应驾驶员的感觉。
另外，在估算出车辆改变车道的情况下，由于设定车速设置为目标 车速而不计算回转阻力，所以车道的改变可平滑执行。
应当注意的是，不仅在执行巡航控制期间而且在执行自适应巡航控 制期间，目标车速都会响应于在弯道行驶时的回转阻力而减小。
因此，例如，即使前车以超速状态进入弯道，本体车辆也可在弯道 上安全地行驶而不以超速状态跟随前车。例如，即使在前车以低速行驶 且目标车间距离被设置为较短时，也可以防止本体车辆跟随前车太近，
从而不会造成驾驶员和车辆上其它乘客不安。 (其它实施方式）与第一实施方式不同，如图5A所示，当来自动力传动系ECU 20
的当前车速较高时，校正车速可修正为降低，这样目标车速被^:定为与
设定车速更加接近。
在车辆直线行驶时的转向角为中立转向角而车辆在转弯期间的最
大转向角为最大转向角的情况下，如图5B所示，当来自制动ECU 15 的转向角表示方向盘从最大转向角回转到中立转向角时，校正车速可修 正为使得当转向角越接近中立转向角，目标车速就被设定为越接近设定 车速。
特别地，根据该巡航控制系统，由于当转向角越接近中立转向角时 目标车速越接近目标设定车速，所以在本体车辆行驶的道路从弯道变换 为直道后，车速可迅速返回到设定车速。因此，在从弯道变换到直道时 车辆的行为可更加适应驾驶员的感觉。
另外，校正车速可通过不同的方式计算。例如，如图6A所示，当 回转阻力在预先规定的第一范围内时，校正车速可设定为第一校正车 速。当回转阻力在大于第一范围的第二范围内时，校正车速可计算为比 第一校正车速大的第二校正车速。
如图6B所示，校正车速可响应于回转阻力的增加/减小根据规定 的变化率进行计算从而随回转阻力变大而变大。进一步地，如图6C所 示，校正车速的大小和从设定车速减去校正车速的时间可根据不变的最 大转向角设定。
也就是，计算校正车速的方法可采用任何方法，只要其可以将目标 车速的减小设定为使得与规定的设定车速之差随回转阻力的变大而变 大即可。
还可以有许多其它的变形。
例如，目标车速可代替第一实施方式的计算基于回转阻力直接计算。
当车辆改变车道且车辆周围没有任何其它车辆时，设定车速可设定 为目标车速而不用估算转向意愿。然而，在这种情况下，有必要提供传 感器（如，用于对车辆后方和侧方进行摄像的车载摄像机等）来观察车 辆的周围。
前方监测单元5可以是在车辆前方发送电波的毫米波单元、用于拍 摄车辆前方的车栽摄像机或它们的任何结合，包括激光雷达传感器。动力传动系ECU 20可控制变速器。另外，在电动车或混合动力车 的情况下，其可控制电动马达或电源。也就是，有可能是任何控制对象， 只要车辆的加速和减速可以实现目标车速即可。
巡皿制系统可仅实现巡航控制和自适应巡航控制之一。