技术领域
[0001] 本
发明总体涉及用于
机动车辆的碰撞报警及避免系统，并且，更具体地涉及响应于预测的碰撞启动驾驶员辅助行为的可调阈值。
背景技术
[0002] 已经开发了涉及遥感和追踪可能接近或碰撞主车辆的其它车辆或物体的许多不同类型的驾驶员辅助系统。扫描雷达系统、基于光学成像的识别系统或两者的结合典型地用于找出相关物体，确定它们的相对速度和行驶路径，并且预测如果车辆保持在它们当前的轨迹上是否发生以及什么时候发生碰撞。驾驶员辅助系统可以在前方碰撞报警(FCM)系统中简单地警告驾驶员，因此允许驾驶员确定并执行任何必要的规避动作。其它类型的驾驶员辅助系统，例如
自适应巡航控制(ACC)系统可以自动地发起规避行为，其中，当检测到前面的车辆时一组巡航速度降低，或者例如可以将不相等的
制动力施加到不同的
车轮上以便驾驶主车辆远离潜在碰撞的制动-转向系统。
[0003] 可以根据潜在的碰撞实际上如何迫在眉睫触发或者不触发驾驶员辅助行为的发起(无论是避免预测的碰撞的警告还是自动干预的发布)。在典型的FCW系统中，已经使用时间对碰撞阈值(time-to-impact threshold)以便判定潜在的碰撞是否足够迫在眉睫以证明报警合理。该阈值以当前主车辆速度和碰撞航向上的目标的相对接近速度为
基础。典型地根据估算的直到预测的碰撞才消失的时间量定义该阈值。当主车辆在较高速度下行驶时，该阈值的时间量典型地可以比较长。使用预定的时间阈值和目标的相对接近速度，当目标在等于相对速度除以该阈值的距离内接近主车辆时产生报警提醒。
[0004] 时间对碰撞阈值的长度通常由车辆制造商预先确定，使得其向驾驶员提供足够的机会来采取任何必要的规避行为，同时确保不产生不必要的报警。时间对碰撞阈值的选择取决于不同的参数和驾驶状况，该驾驶状况假设主车辆的一些标称性能特征——例如制动和转向性能、车辆重量和其它性能。阈值设置还以有关典型道路状况、天气和其它环境变量的假设为基础。产生的阈值典型地为大多数情况提供好的整体性能。然而，随着车辆的老化和天气或公路状况而改变的车辆参数会频繁地以对有效执行规避动作所用的时间产生影响的方式改变。例如，由降雨、
温度、粗糙表面或
覆盖道路表面的沙子或石子引起的可变路面状况会增加为了使车辆减速或转向所需的时间。像轮胎磨损这样的多种因素也可以影响表面摩擦以及产生使车辆减速或转向所需的
扭矩的能力。因此，当经历尤其不利的状况时，正常状况下将适合的两秒钟时间对碰撞阈值的条件是不足的。为了更好地匹配影响主车辆的操作性的实际状况，增加时间对碰撞阈值是可行的。
发明内容
[0005] 在本发明的一个方面，提供一种用于车辆的装置，其包括监测车辆周围接近的物体并且配置为响应于预测的与接近的物体的碰撞根据时间对碰撞阈值采取驾驶员辅助行为的驾驶员辅助系统。负载监测器检测车辆是否正拖着
挂车，并且响应于检测结果确定第一偏移(offset)，其中如果没有检测到挂车，则第一偏移实质上等于零。制动监测器检测制动强度以及产生的有关车辆速度的变化，响应于制动强度确定车辆速度的期望的变化，并且响应于产生的速度变化和期望的速度变化之间的制动差值选择第二偏移，其中，如制动差值小于制动阈值，则第二偏移实质上等于零。转向监测器检测车辆的转向
角以及产生的有关车辆
偏航的变化，响应于转向角确定车辆偏航的期望的变化，并且响应于产生的偏航变化和期望的偏航变化之间的转向差选择第三偏移，其中，如果转向差低于转向阈值，则第三偏移实质上等于零。更新器响应于第一、第二和第三偏移确定时间对碰撞阈值的量级。
附图说明
[0006] 图1示出了正在追踪多个附近目标车辆的主车辆。
[0007] 图2示出了由可变的时间对碰撞阈值造成的主车辆周围的可变的侵入区域(intrusion zone)。
[0008] 图3是示出了根据本发明的车辆的一个优选
实施例的
框图。
[0009] 图4是示出了本发明的一个优选方法的
流程图。
[0010] 图5示出了用于基于可以对主车辆产生负载的挂车类型确定偏移的查找表格。
[0011] 图6示出了用于根据制动强度和主车辆速度的不同结合确定假设标称驾驶状况的期望的减速度的查找表。
[0012] 图7示出了阈值偏移与实际减速度和期望的减速度之间的差值之间的关系。
[0013] 图8示出了阈值偏移与转向动作过程中实际偏航变化和期望的偏航变化之间的差值之间的关系。
具体实施方式
[0014] 本发明采用典型地已经在车辆中存在的系统和
传感器估计当前驾驶状况。检查过的参数包括车辆负载(例如，乘客、货物、拖着的拖车等的数量)和车辆-道路的相互作用(例如，由轮胎磨损、制动磨损、不平整的道路和表面碎石造成的摩擦变化)。在这些参数上收集到的信息用于判定例如时间对碰撞阈值这样的默认设置是否应该在驾驶员辅助系统(例如，前方碰撞报警系统、自适应
巡航控制系统或制动-转向系统)中进行改变。
[0015] 现在参照图1，行驶在多车道公路11上的主车辆10装配有远程车辆感测和追踪系统12。在
视野13中，追踪系统12正监测目标车辆14、15和16。对于每一个被追踪的目标，确定表征每个目标的类型和行为的一组参数，并且使这些参数可供其它系统使用。例如，为目标车辆14产生参数集17并且为目标车辆15产生参数集18，其中每一个参数集可以包含物体的距离、方向、相对速度、绝对速度、行驶路径等。
[0016] 车辆10进一步包括接收从追踪系统12中接收到的物体列表中的参数集17和18的驾驶员辅助系统(DAS)20。根据驾驶员辅助系统20的具体目的，可以根据任何相对接近的目标车辆的临近采取不同的驾驶员辅助行为。辅助系统20可以检查接收自追踪系统12的参数——例如目标车辆距离、方向、相对速度和/或行驶路径——以便确定每一个被追踪的车辆是否在碰撞路线上，并且，如果是这样，那么是到碰撞为止的估计时间。辅助系统20可以建立侵入区域，用于确定什么时候应该响应于碰撞路线上相对接近的物体采取驾驶员辅助行为。
[0017] 如图2所示，可以根据时间对碰撞阈值定义侵入区域，其中使该时间对碰撞阈值建立为反映驾驶员或控制系统反应时间和其它有代表性的性能因素的时间量。具有2秒钟的值的时间对碰撞阈值21比具有3秒钟的值的时间对碰撞阈值22产生更小的侵入区域。侵入区域的实际大小取决于碰撞路线上目标物体的相对接近速度。然而，在传统的驾驶员辅助系统中，时间对碰撞阈值的值是以在一组固定的驾驶状况——例如车辆负载和车辆-道路相互作用——为基础的，即使这些状况不会保持静止。
[0018] 在图3中示出了用于动态更新时间对碰撞阈值的车辆装置。车辆25包括远程物体检测和追踪系统26，其包括传感器27(例如
电子扫描雷达)和物体追踪
控制器28。将追踪到的物体报告给监测物体并且可以使用促动器31采取驾驶员辅助行为的驾驶员辅助系统30。
[0019] 在一个实施例中，DAS系统30可以由前方碰撞报警(FCW)系统组成，其中促动器31包含可
感知的警告生成器，例如产生报警音的音频扬声器或用于产生闪烁的灯光或信息的视觉显示元件。可感知的报警
信号提醒驾驶员预测的碰撞，以便驾驶员可以采取规避行为。DAS30可以选择性地由自适应巡航控制(ACC)系统组成，其中由促动器31采取的驾驶员辅助行为可以包括以由ACC系统设置的指令速度的减速以防止与在主车辆的车道中遇到的目标车辆的碰撞。如果需要，ACC系统还可以产生可感知的报警信号。在另一实施例中，DAS系统30可以包括制动-转向系统，其中驾驶员辅助行为包括在各个车轮上采用
不平衡方式的制动力的应用以便驾驶车辆从而避免预测的碰撞。
[0020] 每个不同类型的驾驶员辅助系统通常可以使用与它们的执行的不同类型的功能一致的不同范围的侵入区域。然而，在不同情况下，特定阈值没有预先考虑可以负面地影响改变主车辆的速度或方向来避免潜在的碰撞的可操作性的驾驶状况中的可变性。因此，车辆25采用更新模
块35来监测驾驶状况的不同方面，并且更新由DAS30使用的时间对碰撞阈值。在所述实施例中，传统地定义的时间对碰撞阈值包括存储在默认内存块36中的默认值。该默认值提供给如下面描述的接收不同偏移(即增量)的更新器块37，该偏移增加到默认值中并且作为调整的阈值提供给DAS30。下面描述的驾驶状况的不同方面的每一个代表车辆可操作性的恶化或退化。因此，每一个为默认阈值提供要增加的偏移以增加阈值时间的量级，并且因此增加相应的侵入区域(侵犯该区域触发驾驶员辅助行为)。以类似的方式，当车辆状况(例如，磨损的轮胎的替换)或驾驶状况改变时，
修改或移除这些增量。
[0021] 驾驶状况的第一方面是车辆负载(即，由车辆运载的
质量)。负载监测器40可以评估包括车辆25当前是否拖着挂车41的负载的不同方面。通过监测挂车连接42的状态可以完成检测。因此，如果存在挂车41，可以检查连接件42内的电气连续性来确定挂车的存在。另外，负载监测器40可以通过不同的方式——例如通过存在的连接件的类型(例如用于小挂车的四脚连接件(four-pin connector)或由较大的挂车使用的七脚连接件)的识别——确定连接的挂车的类型或大小。如果没有检测到挂车，那么由负载监测器40提供给更新器37的偏移实质上等于零。
[0022] 更新模块35进一步包括制动监测器43，其以揭示作为默认值的基础的标称制动性能的任何退化的方式监测制动性能。制动监测器43使用一个或多个传感器44——例如用于指示制动
踏板运动的量级的制动踏板传感器——确定制动强度。制动监测器43进一步检测与由具有检测到的制动强度的制动事件造成的车辆速度有关的变化。制动监测器43可以耦接到
传动系统控
制模块(PCM)45以便确定与车辆速度有关的任何期望的参数。例如，与速度有关的变化可以是减速度值、实际速度降或在特定时间单位期间行驶的距离。制动监测器43进一步确定将在标称驾驶状态下出现的车辆速度相关的参数的期望的变化。制动监测器43确定实际和期望的速度相关的变化之间的差值，并且响应于该差值选择阈值偏移(即增量)。优选地，如果制动差值低于预定制动差值阈值，那么偏移实质上等于零。
在较大的差值下，根据由制动监测器43存储的单调递增函数将较大的偏移增加到时间对碰撞阈值中。
[0023] 更新模块35还包括转向监测器46，该转向监测器46响应于负面地影响主车辆转向远离潜在的碰撞的能力的任何驾驶状况。转向监测器46通过与一个或多个传感器47——例如
方向盘角传感器——的连接检测车辆的转向角。转向监测器46进一步确定产生的与车辆偏航有关的变化(即，由应当使车辆横向偏转的转向角引起的横向
加速度)。转向监测器46还根据检测到的转向角和其它参数——例如当前的车辆速度——来确定车辆偏航中期望的变化。可以从PCM45中或直接从包括在传感器47中的偏航传感器中获得偏航信号。转向监测器46响应于测量的偏航变化和期望的偏航变化之间的差值选择偏移。如果转向差小于转向阈值，那么偏移实质上等于零。当差值大于转向阈值时，向更新器37提供单调递增的偏移。
[0024] 更新模块35进一步包括耦接到PCM45的牵引监测器48和/或用于确定至少一个从动轮和至少一个非从动轮处的车轮速度的附加传感器。牵引监测器48检测从动轮速度和非从动轮速度之间的差异。其还确定正施加到从动车轮上的扭矩，以便响应于该扭矩确定期望的差异。施加的扭矩最好从PCM45获得。牵引监测器48响应于检测到的车轮速度差异和期望的差异之间的差值选择偏移。如果差值低于牵引阈值，那么偏移实质上等于零。大于阈值，则产生单调递增的偏移并提供给更新器37。
[0025] 在一优选实施例中，更新器37产生从默认块36确定的标称阈值加上接收自负载监测器40、制动监测器43、转向监测器46和牵引监测器48的偏移的总和。可替换地，更新器37可以直接接收实际性能和来自每个监测器的期望性能之间的差值，并且使用这些差值来识别来自包含默认值的模型的适当的时间对碰撞阈值。
[0026] 图4中示出了本发明的优选方法。在步骤50中，使用时间对碰撞阈值的默认设置初始化阈值更新程序。之后，程序周期性地运行以使阈值适应车辆驾驶过程中的变化的状况。在步骤51中，执行检查以确定是否检测到挂车。如果检测到挂车，那么在步骤52中，基于挂车类型选择偏移。如果不存在异常负载状况(即，没有检测到挂车)，那么该方法进行到驾驶状况的下一方面。因此，在步骤53中执行检查以确定车辆是否正在制动。如果在当前程序的时间内车辆没有制动，那么在步骤57重检查下一方面。当车辆正在制动时，在步骤54中获得制动
水平或强度，并且在步骤55中测量引起的速度变化。在步骤56中，制动强度用于确定期望的速度变化，并且测量的和期望的速度变化之间的差值用于选择用于增加时间对碰撞阈值的偏移。
[0027] 步骤57检查车辆当前是否正在转弯。如果是，那么在步骤58中获得转向角，并且在步骤60中测量引起的偏航变化。在步骤61中，基于转向角和其它参数——例如车辆速度——确定标称驾驶状况的期望的偏航变化，并且测量的和期望的偏航变化之间的差值用于选择偏移。在步骤62中执行检查以确定车辆是否正在移动(即，由于施加到车轮的扭矩的正在被驱动)。如果是，那么在步骤63中测量各个车轮速度并且获得施加的扭矩。基于施加的扭矩时从动轮和非从动轮速度之间的期望的差值，在步骤64中选择用于车辆的偏移的值。
[0028] 在步骤65中，将从不同监测器获得的偏移的每一个应用到默认设置。如果引起的时间对碰撞阈值的量级已经从已经使用的值发生变化，那么必要时在步骤66中更新驾驶员辅助系统。
[0029] 图5示出了可以存储在负载监测器中用于使检测到的挂车连接件与各自的偏移的对应的量级相关联的表格。因此，具有四脚连接件的小型挂车产生i1秒钟的偏移，而较大的七脚类型的挂车产生i2秒钟的偏移。
[0030] 图6示出了存储在制动监测器中可以用于确定期望的速度相关的变化的表格。因此，表格的行代表制动强度或水平(完全制动的百分比)的各自的范围。表格的列代表初始车辆速度中的各自的范围R1-R4。表格单元格包含用于期望的减速度或速度降的各自的值D1到D16。这些值可以由车辆制造商通过测量当在初始速度的预定范围内应用特定的制动强度时在标称状况下产生的速度降或减速度来提前标定。在取得特定单元格中期望的减速度和测量的减速度之间的差值之后，差值利用图7中所示的转移函数用于获得偏移值。一直到制动阈值70，转移函数71可以沿区段72具有零值。当制动差值增加时，偏移值沿区段73增加直到在区段74达到最大值。转移函数72的斜率和/或形状是车辆特性，并且可以根据车辆的设计的不同参数变化，但是最后在零值和最大值之间单调递增。
[0031] 图8示出了转移函数的另一示例，其中偏航差值用于产生偏移值，该偏移值在偏航阈值75以下具有零值，并且之后单调递增到最大值。
[0032] 通过基于由驾驶员辅助系统对实际车辆驾驶状况和车辆使用利用时间对碰撞阈值，本发明确保及时提醒驾驶员对潜在碰撞作出反应并且能够更好地避免潜在碰撞。
