技术领域
[0001] 本
发明涉及一种用于为主车辆提供干预转向动作以避免与目标碰撞的方法，以及涉及一种对应的避让转向系统。
背景技术
[0002] 就车辆的结构和对于车辆的控制功能二者而言，当今车辆关于安全性正变得越来越先进。大多数现代车辆配备有旨在在驾驶过程中辅助驾驶员的先进驾驶员辅助系统。先进驾驶员辅助系统的一个示例是配置成维持车辆的速度的巡航控制。
[0003] 更先进的
巡航控制系统能够动态地调节车辆的速度，例如为领先车辆减慢。此外，如果预测到碰撞，则一些先进驾驶员辅助系统能够在某些情况下自动
制动车辆。
[0004] EP3095659公开了一种能够在存在碰撞的威胁的情况下提供避让操纵的系统。EP3095659中公开的系统适于向车辆
车轮施加转向
扭矩以便避免与对象碰撞。响应于驾驶员启动的操纵而施加转向扭矩以避免碰撞。根据EP3095659，驾驶员首先朝向可驾驶区域启动转向操纵，由此该系统适于将车辆维持在该路径上在可驾驶区域中。
[0005] EP3095659提供了一种提供避让操纵的有前景的解决方案。然而，在一些情况下，驾驶员不以EP 3095659中公开的系统被立即触发的方式对碰撞的威胁作出响应。因此，关于为呈现有碰撞的威胁的车辆提供避让操纵存在改进的空间。
发明内容
[0006] 鉴于上述
现有技术，本发明的一个目的是提供一种用于为主车辆提供干预动作以避免与目标碰撞的改进的方法。
[0007] 根据本发明的第一方面，提供了一种用于为主车辆提供干预动作以避免与目标碰撞的方法，该方法包括：检测车辆附近的目标；确定主车辆正行驶在与目标的碰撞路线上；当预测在预定时间段内发生与目标的碰撞并且没有检测到用于避免碰撞路线的驾驶员启动的转向动作时，控制转向控制系统以向主车辆的可转向的车轮提供初始转向扭矩动作，该初始转向扭矩动作提供朝向目标的与所检测到的该目标的安全侧相同侧的初始转向动作；检测响应于初始转向扭矩动作的驾驶员启动的转向动作，并提供用于改变主车辆的当前驾驶路线以避免与目标碰撞的干预动作。
[0008] 本发明基于以下认识：在许多事故情况下，驾驶员没有试图转向远离目标威胁。这在驾驶员在其试图避免碰撞时倾向于仅使用制动的后端碰撞期间特别突出。因此认识到驾驶员需要需要转向动作的指示。
[0009] 初始转向扭矩动作为驾驶员提供细微的转向指示以便影响驾驶员提供驾驶员启动的转向动作。从而，代替仅制动，驾驶员然后将认识到或者被提醒需要转向动作并且可以至少潜意识地认识到远离目标转向。由此，可以通过检测到的驾驶员启动的转向动作来触发干预动作。
[0010] 因此，利用本发明的概念，避免碰撞的可能性增加并且因此还为主车辆的乘员提供改进的安全性。
[0011] 车辆的附近总体上可以被理解为在主车辆之前或前方。换句话说，碰撞路线可以被理解为如果不采取动作则导致与目标的后端碰撞。
[0012] 检测到的目标的安全侧可以由车辆上的检测系统检测，该检测系统可以检测其它对象或行人的存在，但是也可以检测目标的侧上的另外车道的车道标记。因此，首先可以通过断定在目标的一侧上不存在障碍来检测目标的安全侧，并且然后初始转向扭矩动作提供朝向所检测到的安全侧(即向目标的左侧或右侧)的初始转向动作。
[0013] 举一些示例，检测响应于所施加的初始转向扭矩的驾驶员启动的转向动作可以包括检测驾驶员启动的车辆的可转向的车轮的转动，或驾驶员启动的
方向盘的转动，或检测改变的方向盘
角速度，或检测转向机构中的扭杆扭矩。
[0014] 初始转向扭矩可以提供用于为驾驶员提供转向指示，以及使转向系统为随后的转向动作做好准备。
[0015] 根据本发明的
实施例，初始转向扭矩动作可以为驾驶员提供方向指示，以将驾驶员启动的转向动作提供为对初始转向扭矩动作的增强。初始转向扭矩动作以“平滑”方式被施加，使得驾驶员不会试图抵抗初始转向扭矩动作。
[0016] 根据本发明的实施例，初始转向扭矩动作提供预备转向扭矩幅度，用于使主车辆的转向系统准备好更快地响应随后的驾驶员启动的转向动作。预备转向扭矩幅度适于使转向系统“预张紧”，使得当驾驶员提供驾驶员启动的转向动作时更快的响应时间是可能的。预张紧包括使
用例如电动转向辅助系统来施加低幅度转向扭矩，以便允许对驾驶员启动的转向动作的更快的转向响应。低幅度转向扭矩应足以至少补偿转向系统中的内部摩擦。
[0017] 例如，初始转向扭矩动作可以适于提供具有足以启动主车辆的侧向漂移的幅度的转向扭矩。侧向漂移在朝向安全侧的方向上并且足够慢以使驾驶员不会过度反应并抵抗漂移方向转向。转向扭矩幅度低于预定
阈值幅度，并且该预定阈值幅度可以取决于主车辆的速度。较高的速度导致较低的阈值幅度。转向扭矩幅度被选择为使得获得期望的车辆
偏航角。
[0018] 根据本发明的实施例，初始转向扭矩动作可以提供一定的车轮角度预定持续时间，使得所得的偏航角低于预定的偏航角阈值。车轮角度是车轮的中立直线指向方向与当车轮转动时的指向方向之间的角度。所得的偏航角取决于主车辆速度、车轮角度和道路几何形状。例如，道路的倾斜可能影响所得的偏航角。此外，使用特定车轮角度的持续时间越长，则偏航角越大。从而，对于给定的主车辆速度，所得的偏航角是车轮角度与持续时间之间的权衡。
[0019] 偏航角阈值可以低于为了避免与目标碰撞所要求的偏航角。与上述一致，初始转向扭矩动作本身不足以避免与目标的碰撞，而是意味着对于驾驶员远离并避免碰撞路线转向的指示。
[0020] 偏航角阈值可以为大约5度或更小。
[0021] 在本发明的实施例中，可以确定指示车辆的驾驶
稳定性的稳定性参数值，其中仅当稳定性参数值指示主车辆稳定时才提供干预动作。稳定性参数可以指示轮胎滑移角低于阈值，优选地处于线性状态，即车辆不“打滑”。滑移角是轮胎接
地块的行驶方向与
轮毂方向(即车轮的指向方向)之间的角度。
[0022] 在本发明的实施例中，干预动作可以基于增强驾驶员启动的转向动作，使得改变的当前驾驶路线包括足以避免与目标碰撞的
曲率。
[0023] 根据本发明的第二方面，提供了一种配置成为主车辆提供干预动作以避免与目标碰撞的避让转向系统，该系统包括：驾驶环境检测单元，其被配置成检测主车辆附近的目标；碰撞确定单元，其被配置成确定主车辆在与目标的碰撞路线上；转向控制系统，其被配置成控制主车辆的转向扭矩；以及车辆控制单元，其被配置成：预测与目标的碰撞被预测为在预定时间段内发生；确定没有检测到用于避免碰撞路线的驾驶员启动的转向动作；控制转向控制系统向主车辆的可转向的车轮提供初始转向扭矩动作；检测响应于初始转向扭矩动作的驾驶员启动的转向动作；向转向控制系统提供干预动作
信号以控制主车辆的当前驾驶路线以避免与目标碰撞。
[0024] 根据各实施例，该系统可以包括配置成确定指示车辆的驾驶稳定性的稳定性参数值的车辆稳定性测量单元，其中车辆控制单元被配置成仅当稳定性参数值指示主车辆稳定时才提供干预动作信号。车辆稳定性测量单元可以被配置成确定主车辆的轮胎的滑移角。
[0025] 根据各实施例，该系统可以包括：偏航角监测单元，其被配置成监测主车辆的当前偏航角，其中初始转向扭矩动作提供一定的车轮角度预定持续时间，使得所得的偏航角低于预定的偏航角阈值。
[0026] 干预动作可以包括增强驾驶员启动的转向动作，使得改变的当前驾驶路线包括足以避免与目标碰撞的曲率。
[0027] 控制单元可以包括至少一个
微处理器、微
控制器、可编程
数字信号处理器或另一可编程装置。
[0028] 本发明的第二方面的效果和特征很大程度上类似于上面结合本发明的第一方面所描述的那些。
[0029] 进一步提供了一种包括根据各实施例中的任一个的避让转向系统的车辆。
[0030] 总之，本发明涉及一种用于为主车辆提供干预动作的方法。检测到车辆附近的目标，确定主车辆正行驶在与目标的碰撞路线上。当预测在预定时间段内发生与目标的碰撞并且没有检测到用于避免碰撞路线的驾驶员启动的转向动作时，控制转向控制系统向主车辆的可转向的车轮提供初始转向扭矩动作，用于提供朝向目标的与检测到的安全侧相同侧的初始转向动作。检测响应于初始转向扭矩动作的驾驶员启动的转向动作。接下来，提供干预动作以改变主车辆的当前驾驶路线以避免与目标碰撞。
[0031] 当研究所附
权利要求和以下描述时，本发明的进一步特征和优点将变得显而易见。技术人员认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，可以组合本发明的不同特征以创建除了下面描述的那些实施例之外的实施例。
附图说明
[0032] 现在将参考示出本发明的各示例实施例的附图更详细地描述本发明的这些和其它方面，其中：
[0033] 图1示出示例出根据本发明的各实施例的避让转向系统的示意性概括图；
[0034] 图2是根据本发明的各实施例的避让转向系统200的
框图；
[0035] 图3示意性地示出滑移角；
[0036] 图4示意性地示出偏航角；以及
[0037] 图5是根据本发明的各实施例的方法步骤的
流程图。
具体实施方式
[0038] 在本具体实施方式中，描述了根据本发明的系统和方法的各种实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于本文中阐述的各实施例；相反，这些实施例是为了透彻性和完整性以及向技术人员完全传达本发明的范围而提供的。类似的附图标记始终指代类似的元件。
[0039] 图1示出示例出根据本发明的各实施例的避让转向系统的示意性概况图。避让转向系统被包括在在此示出为在道路103上行驶的主车辆102中。道路由可以是车道标记的外边缘105和107界定。道路在此被示出为具有两个车道，目标104和主车辆102在其上行驶的车道103a以及相对车道103b。目标在此是目标车辆104。
[0040] 主车辆102包括配置成检测主车辆102附近的目标104的驾驶环境检测单元202。此外，主车辆102包括配置成确定主车辆在与目标的碰撞路线上的碰撞确定单元204，以及配置成控制主车辆的转向扭矩的转向控制系统206。主车辆102的车辆控制单元208被配置成执行一定数量的步骤，这些步骤导致给转向控制系统206的干预动作信号以控制主车辆的当前驾驶路线以避免与目标碰撞，如将在下面描述的。
[0041] 主车辆102从目标104的后侧接近目标104。在此，为了说明性目的，目标被示例为
汽车。然而，目标不限于是汽车，而是可以是主车辆102可能在与其的碰撞路线上的任何车辆或对象。
[0042] 在当前描述的情况中，主车辆102在与目标104的碰撞路线106上。目标104可以由驾驶环境检测单元202检测到，该驾驶环境检测单元202可以包括
激光雷达、雷达、摄像机、超声
传感器或可以检测主车辆102附近的对象的任何其它合适的传感器。
[0043] 碰撞确定单元204可以使用关于检测到的目标的信息，例如目标104相对于主车辆102的
定位以及主车辆的当前驾驶路线，以确定主车辆102在与目标104的碰撞路线106上。
[0044] 如图1中所示，如果主车辆继续其当前路线106，则即将发生与目标104碰撞的
风险。
[0045] 车辆控制单元208被配置成当预测的到主车辆102与目标104碰撞的持续时间低于阈值时间并且没有检测到驾驶员启动的转向动作时采取动作。换句话说，车辆控制单元208被配置成如果在当前速度和路线106下将在预定持续时间内发生碰撞则采取动作。预定持续时间可以是秒的量级，例如1、2、3、4或5秒。
[0046] 因此，当预测在预定时间段内发生与目标104的碰撞并且没有检测到用于避免碰撞路线106的驾驶员启动的转向动作时，转向控制系统206由车辆控制单元208控制以提供初始转向扭矩动作。该初始转向扭矩动作提供足以为主车辆102的驾驶员提供需要转向动作的指示的朝向目标车辆104的一侧的缓慢侧向漂移。从而，初始转向扭矩动作导致主车辆102的略微调节的路线110。
[0047] 初始转向扭矩动作将预张紧主车辆102的转向系统，使得主车辆的转向控制系统将对随后驾驶员启动的转向动作更快地响应。从而，施加预备转向扭矩幅度以克服内部摩擦以使转向系统为随后的转向动作做好准备。
[0048] 此外，初始转向扭矩动作还可以基于将可转向的车轮的车轮角度设定预定持续时间，使得所得的偏航角低于预定的偏航角阈值，例如5度。所得的偏航角取决于车轮角度与车轮角度维持的持续时间相结合。
[0049] 经调节的路线110指向目标104的一侧，在该示例性情况下，经调节的路线110指向目标104的左侧。由初始转向扭矩动作造成的经调节的路线110指向目标的被考虑为安全侧的那侧。为此，通过断定在该侧上不存在障碍来检测安全侧108。
[0050] 所检测到的目标的安全侧可以由诸如车辆的驾驶环境检测单元202的检测系统检测，该检测系统可以检测其它对象或行人的存在，但是也可以检测目标的侧上的另外车道的车道标记。因此，首先可以检测目标的安全侧，并且然后初始转向扭矩动作提供朝向所检测到的安全侧(即向目标104的左侧或右侧)的初始转向动作。
[0051] 提供初始转向扭矩动作的转向控制系统206可以包括电动辅助转向系统。从而，车辆控制单元208可以向该电动辅助转向系统
请求转向扭矩，即初始转向扭矩动作。所请求的转向扭矩(Treq)可以通过以下给出：
[0052] Treq＝Kff*Creq+Kfb*(Creq-C)
[0053] 其中，Kff是基于线性反向车辆模型的前馈增益，Kfb是反馈增益并且是可调谐常数，Creq是避免碰撞所要求的曲率，并且C是当前曲率。Treq的符号提供请求左手边还是右手边曲率的指示。然而，所请求的Treq应该限于不提供大于阈值偏航角的偏航角，并且其还应该低于阈值幅度，使得驾驶员不会试图直觉地抵抗初始转向扭矩动作。利用初始转向扭矩动作，主车辆将在预期方向上侧向地漂移。
[0054] 从而，初始转向扭矩动作向驾驶员提供细微的指示，该驾驶员作为响应提供驾驶员启动的转向动作，该驾驶员启动的转向动作可以由车辆控制单元208基于例如从主车辆102的转向系统206接收的信号而检测到。优选地，驾驶员启动的转向动作使车辆朝向与初始转向扭矩动作的相同侧转动，由此提供略微增强的弯曲路线112。
[0055] 当检测到驾驶员启动的转向动作时，可以由车辆控制单元208向转向控制系统206提供干预动作信号，使得当前路线(即由驾驶员启动的转向动作造成的路线112)进一步改变以避免与目标104碰撞。进一步改变的路线在此是路线114。
[0056] 因此，干预动作基于增强驾驶员启动的转向动作，使得改变的当前驾驶路线114包括足以避免与目标104碰撞的曲率。
[0057] 干预动作可以例如包括在弯曲的改变的路线114中将转向扭矩施加到可转向的车轮和/或利用内车轮115、116制动，以这种方式增强路线112。
[0058] 图2是根据本发明的实施例的避让转向系统200的框图。避让转向系统200包括配置成检测主车辆附近的目标的驾驶环境检测单元202。驾驶环境检测单元202可以包括激光雷达、雷达、摄像机、超声传感器或可以检测主车辆附近的对象的任何其它合适的传感器。驾驶环境检测单元202可以将指示检测到的对象的信号提供给车辆控制单元208。
[0059] 另外，避让转向系统200可以可选地包括车辆到车辆通信单元，和/或车辆到
基础设施通信单元，和/或车辆到装置通信单元，即通常称为V2X的利用“
云”经由
服务器通信的通信单元201，以便获得其它车辆或对象存在的信息。
[0060] 此外，系统200包括配置成确定主车辆在与目标的碰撞路线上的碰撞确定单元204。碰撞确定单元204可以包括处理器或控制单元，例如车辆控制单元208的或车辆的另一安全系统的用于预测碰撞的部分。碰撞确定单元204可以向车辆控制单元提供主车辆在与目标的碰撞路线上的信号。
[0061] 包括在系统200中的转向控制系统206被配置成通过施加转向扭矩
叠加来控制主车辆的曲率。转向扭矩用于将车辆可转向的车轮转动到对应于期望的曲率的期望的车轮角度。转向控制系统206由车辆控制单元208控制。
[0062] 转向控制系统206可以包括使用例如车辆模型来计算为了遵循期望的曲率所要求的转向角的控制器、使用转向系统模型来计算为了遵循所计算的所要求的转向角所要求的转向扭矩叠加的控制器。另外，转向控制系统206可以包括
电机以提供转向扭矩。
[0063] 在一些实施例中，避让转向系统200包括配置成确定指示车辆的驾驶稳定性的稳定性参数值的车辆稳定性测量单元210。车辆控制单元208被配置成仅当确定主车辆稳定时才提供干预动作。
[0064] 稳定性参数可以指示主车辆的至少一个车轮的滑移角。图3示意性地示出车辆轮胎302的俯视图。滑移角(αslip)被定义为轮胎接地块(contact patch)的行驶方向v与轮毂方向Wd(即车轮的指向方向)之间的角度。例如，当启动干预动作时，期望主车辆不处于打滑事件下。
[0065] 在一些实施例中，避让转向系统200包括配置成监测主车辆的当前偏航角的偏航角监测单元212。由此，可以确保初始转向扭矩动作提供一定的车轮角度足以维持车辆所得的偏航角低于偏航角阈值的持续时间。总体上，并且如图4中示意性地示出的，偏航角β是车辆403的初始行驶方向402与车辆的当前指向方向405之间的角度。
[0066] 图5是根据本发明的实施例的方法步骤的流程图。在步骤S102中，目标被检测为在车辆附近。在随后的步骤S104中，确定主车辆正行驶在与目标的碰撞路线上。接下来，可以得出结论，预测在预定时间段内发生与目标的碰撞并且没有检测到用于避免碰撞路线的驾驶员启动的转向动作。在这种情况下，可以在步骤S106中控制转向控制系统以向主车辆的可转向的车轮提供初始转向扭矩动作。初始转向扭矩动作提供朝向目标的与检测到的该目标的安全侧相同侧的初始转向动作。在步骤S108中，可以检测到响应于初始转向扭矩动作的驾驶员启动的转向动作。最后，可以在步骤S110中提供干预动作，用于改变主车辆的当前驾驶路线以避免与目标碰撞。
[0067] 根据本发明的车辆(主车辆或目标车辆)可以是在道路上可操作的任何车辆，例如汽车、
卡车、货车、公共汽车等。
[0068] 车辆控制单元可以包括微处理器、
微控制器、可编程数字
信号处理器或另一可编程装置。本公开的控制功能可以使用现有计算机处理器来实现，或者通过为此目的或另一目的而并入的针对适当系统的专用计算机处理器来实现，或者由硬线系统实现。本公开范围内的各实施例包括程序产品，该程序产品包括用于承载或具有存储在其上的机器可执行的指令或数据结构的机器可读介质。这种机器可读介质可以是可由通用或专用计算机或者具有处理器的其它机器
访问的任何可获得的介质。举例来说，这种机器可读介质可以包括RAM、ROM、EPROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘
存储器、磁盘存储器或其它磁存储装置，或者可用于承载或存储期望的程序代码的任何其他介质，该程序代码呈机器可执行的指令或数据结构的形式并且其可以由通用或专用计算机或者具有处理器的其它机器访问。当通过网络或另一通信连接(硬连线、无线或者硬连线或无线的组合)向机器传送或提供信息时，机器将连接适当地视为机器可读介质。从而，任何这种连接都适当地被称为机器可读介质。上述的组合也被包括在机器可读介质的范围内。机器可执行的指令包括例如造成通用计算机、专用计算机或专用处理机器执行特定功能或功能的组的指令和数据。
[0069] 尽管附图可能示出次序，但是各步骤的顺序可以与所描绘的顺序不同。而且两个或更多步骤可以同时或部分同时地执行。这种变化将取决于所选择的
软件和
硬件系统以及取决于设计者选择。所有这些变化都在本公开的范围内。同样地，软件实现可以用具有基于规则的逻辑和其它逻辑的标准编程技术来完成，以完成各种连接步骤、处理步骤、比较步骤和决策步骤。
[0070] 本领域技术人员认识到，本发明决不限于上述各优选实施例。相反，在所附权利要求的范围内许多
修改和变型是可能的。
[0071] 在权利要求书中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其它单元可以满足权利要求书中列举的若干项的功能。在相互不同的
从属权利要求中列举的某些措施的仅有事实并不表明这些措施的组合不能用于获利。权利要求书中的任何附图标记不应被解释为限制范围。
