專利名稱：用于在自動(dòng)化車道對(duì)中過(guò)程中的速度自適應(yīng)轉(zhuǎn)向超馳檢測(cè)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用例如轉(zhuǎn)向角、轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩、車速和其它數(shù)據(jù)的組合確定自動(dòng)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和方法的超馳事件的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
許多車輛都配備有自主和/或半自主行駛系統(tǒng)、應(yīng)用程序和/或特征。自主和半自主行駛系統(tǒng)可提供自動(dòng)化行駛控制，其減少了操作車輛所需要的駕駛員的動(dòng)作。自動(dòng)化車道對(duì)中方法、特征和應(yīng)用程序例如可以在車輛處于運(yùn)動(dòng)的同時(shí)由駕駛員激活并可將車輛位置維持在車道的中心。自適應(yīng)車道對(duì)中系統(tǒng)可相對(duì)于車輛正在其上行駛的道路上的車道維持恒定的車道偏差或者車輛位置。自適應(yīng)車道對(duì)中系統(tǒng)通過(guò)以減少的駕駛員輸入來(lái)維持車輛相對(duì)于道路的位置而可減少駕駛員的疲勞并增加安全性。
在設(shè)計(jì)車輛車道對(duì)中系統(tǒng)或其它自主行駛系統(tǒng)時(shí)可以考慮安全性因素。為了符合安全性要求，自適應(yīng)車道對(duì)中應(yīng)用程序可被駕駛員在任何時(shí)候超馳。當(dāng)駕駛員超馳該車輛車道對(duì)中系統(tǒng)時(shí)，該系統(tǒng)將對(duì)該車輛的完全轉(zhuǎn)向控制讓給駕駛員。不過(guò)，許多自主或半自主轉(zhuǎn)向控制超馳檢測(cè)系統(tǒng)和方法可能是不可靠的并且可能不準(zhǔn)確地檢測(cè)車輛轉(zhuǎn)向超馳條件。 許多車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在高速和低速時(shí)不那么可靠。例如，在低速時(shí)，轉(zhuǎn)向輪需要更高的轉(zhuǎn)矩水平來(lái)操縱，并且自主轉(zhuǎn)向特征可能錯(cuò)誤地將略微的轉(zhuǎn)向輪移動(dòng)解釋為轉(zhuǎn)向超馳事件。在高速時(shí)，車輛超馳系統(tǒng)可例如太過(guò)敏感并具有高轉(zhuǎn)向超馳閾值。結(jié)果，駕駛員可能要過(guò)度轉(zhuǎn)向來(lái)獲得對(duì)車輛的控制，并且車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)超馳檢測(cè)系統(tǒng)可能滯后于轉(zhuǎn)向輪輸入， 從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)向輪中的突然運(yùn)動(dòng)或急轉(zhuǎn)。發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以測(cè)量車輛的一個(gè)或多個(gè)車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果?？梢杂?jì)算一個(gè)或多個(gè)預(yù)期車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果，每個(gè)計(jì)算的預(yù)期車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果對(duì)應(yīng)于測(cè)量的車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果中的其中一個(gè)?？梢杂?jì)算在測(cè)量的車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果中的至少一個(gè)與和其對(duì)應(yīng)的計(jì)算的預(yù)期車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果之間的至少一個(gè)差?？梢詼y(cè)量車輛速度?？梢曰跍y(cè)量的速度計(jì)算一個(gè)或多個(gè)當(dāng)前閾值，當(dāng)前閾值中的每一個(gè)與測(cè)量的車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果與和其對(duì)應(yīng)的計(jì)算的預(yù)期車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果中的其中一個(gè)對(duì)應(yīng)。自動(dòng)車輛控制系統(tǒng)可在計(jì)算的差中的一個(gè)或多個(gè)超過(guò)其對(duì)應(yīng)的當(dāng)前閾值時(shí)被去激活。車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果可包括車輛轉(zhuǎn)向角測(cè)量結(jié)果、車輛轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩測(cè)量結(jié)果、或其它車輛動(dòng)態(tài)測(cè)量結(jié)果。自動(dòng)車輛控制系統(tǒng)可包括自動(dòng)化車道對(duì)中系統(tǒng)、車道改變系統(tǒng)、車道保持輔助或其它自主車輛轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)。
本發(fā)明還提供了如下方案方案I. 一種方法，包括測(cè)量車輛的一個(gè)或多個(gè)車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果；計(jì)算一個(gè)或多個(gè)預(yù)期車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果，每個(gè)計(jì)算的預(yù)期車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果對(duì)應(yīng)于所述測(cè)量的車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果中的一個(gè)；計(jì)算至少一個(gè)差，所述差是所述測(cè)量的車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果中的一個(gè)與和其對(duì)應(yīng)的計(jì)算的預(yù)期車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果之間的差；測(cè)量所述車輛的速度；基于所述測(cè)量的速度計(jì)算一個(gè)或多個(gè)當(dāng)前閾值，每個(gè)當(dāng)前閾值都對(duì)應(yīng)于所述測(cè)量的車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果中的一個(gè)與和其對(duì)應(yīng)的計(jì)算的預(yù)期車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果；和當(dāng)所述計(jì)算的至少一個(gè)差中的一個(gè)或多個(gè)超過(guò)其對(duì)應(yīng)的當(dāng)前閾值時(shí)對(duì)自動(dòng)車輛控制系統(tǒng)進(jìn)行去激活。
方案2.如方案I所述的方法，其中所述計(jì)算的當(dāng)前閾值的值隨著測(cè)量的速度的增加而下降。
方案3.如方案I所述的方法，其中所述一個(gè)或多個(gè)車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果包括車輛轉(zhuǎn)向角測(cè)量結(jié)果。
方案4.如方案I所述的方法，其中所述一個(gè)或多個(gè)車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果包括車輛轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩測(cè)量結(jié)果。
方案5.如方案I所述的方法，其中所述當(dāng)前閾值在所測(cè)量的速度大于或小于預(yù)定速度范圍時(shí)具有恒定的值。
方案6.如方案I所述的方法，其中所述自動(dòng)車輛控制系統(tǒng)包括自動(dòng)化車道對(duì)中系統(tǒng)。
方案7.如方案I所述的方法，包括在對(duì)所述自動(dòng)車輛控制系統(tǒng)進(jìn)行去激活之前提供警告。
方案8. —種系統(tǒng),包括車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；一個(gè)或多個(gè)傳感器；和控制器，從而測(cè)量車輛的一個(gè)或多個(gè)車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果；計(jì)算一個(gè)或多個(gè)預(yù)期車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果，每個(gè)計(jì)算的預(yù)期車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果對(duì)應(yīng)于所述測(cè)量的車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果中的一個(gè)；計(jì)算至少一個(gè)差，所述差是所述測(cè)量的車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果中的一個(gè)與和其對(duì)應(yīng)的計(jì)算的預(yù)期車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果之間的差；測(cè)量所述車輛的速度；基于所述測(cè)量的速度計(jì)算一個(gè)或多個(gè)當(dāng)前閾值，每個(gè)當(dāng)前閾值都對(duì)應(yīng)于所述測(cè)量的車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果中的一個(gè)與和其對(duì)應(yīng)的計(jì)算的預(yù)期車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果；和當(dāng)所述計(jì)算的至少一個(gè)差中的一個(gè)或多個(gè)超過(guò)其對(duì)應(yīng)的當(dāng)前閾值時(shí)對(duì)所述車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行去激活。
方案9.如方案8所述的系統(tǒng)，其中所述計(jì)算的當(dāng)前閾值的值隨著測(cè)量的速度的增加而下降。
方案10.如方案8所述的系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或多個(gè)車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果包括轉(zhuǎn)向角測(cè)量結(jié)果。
方案11.如方案8所述的系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或多個(gè)車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果包括轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩測(cè)量結(jié)果。
方案12.如方案8所述的系統(tǒng)，其中所述當(dāng)前閾值在所測(cè)量的速度大于或小于預(yù)定速度范圍時(shí)具有恒定的值。
方案13.如方案8所述的系統(tǒng)，其中所述車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括自動(dòng)化車道對(duì)中系統(tǒng)。
方案14.如方案8所述的系統(tǒng)，包括在對(duì)所述車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行去激活之前提供警告。
方案15. —種方法,包括在車輛中，使用與所述車輛關(guān)聯(lián)的多個(gè)傳感器估計(jì)多個(gè)車輛轉(zhuǎn)向條件；使用所述多個(gè)傳感器估計(jì)所述車輛的速度；和 如果估計(jì)的車輛轉(zhuǎn)向條件和估計(jì)的速度指示所述車輛的操作者正在超馳自主行駛應(yīng)用程序，那么就使該自主行駛應(yīng)用程序不工作。
方案16.如方案15所述的方法，其中所述多個(gè)車輛轉(zhuǎn)向條件包括車輛轉(zhuǎn)向角條件和車輛轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩條件。
方案17.如方案15所述的方法，其中所述多個(gè)傳感器包括轉(zhuǎn)向角傳感器、轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器和速度傳感器。
方案18.如方案15所述的方法，包括基于一個(gè)或多個(gè)車輛轉(zhuǎn)向控制條件確定一個(gè)或多個(gè)預(yù)期車輛轉(zhuǎn)向條件。
方案19.如方案15所述的方法，其中如果估計(jì)的車輛轉(zhuǎn)向條件和估計(jì)的速度指示所述車輛的操作者正在超馳自主行駛應(yīng)用程序那么就使該自主行駛應(yīng)用程序不工作包括，基于測(cè)量的速度計(jì)算當(dāng)前閾值并且估計(jì)所估計(jì)的一個(gè)或多個(gè)車輛轉(zhuǎn)向條件和一個(gè)或多個(gè)預(yù)期車輛轉(zhuǎn)向條件之間的差是否超過(guò)所計(jì)算的當(dāng)前閾值。
方案20.如方案19所述的方法，其中所計(jì)算的當(dāng)前閾值的值隨著所測(cè)量的速度的增加而下降。


在說(shuō)明書的結(jié)論部分特別地指出并且清楚地要求保護(hù)了被認(rèn)為是本發(fā)明的主題。 不過(guò)，本發(fā)明在組織和運(yùn)行方法方面，以及其目的、特征和優(yōu)點(diǎn)可最佳地通過(guò)結(jié)合附圖閱讀以下詳細(xì)說(shuō)明來(lái)理解，其中圖I是帶有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向超馳檢測(cè)系統(tǒng)的車輛的示意圖；圖2是對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的示意描述；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向超馳檢測(cè)系統(tǒng)的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的轉(zhuǎn)向超馳檢測(cè)系統(tǒng)、過(guò)程、和/或算法的框圖；圖5是車輛的車道對(duì)中車輛動(dòng)態(tài)模型的示意圖；圖6A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的轉(zhuǎn)矩閾值對(duì)于車輛速度依賴性的曲線圖；圖6B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的閾值轉(zhuǎn)向角度對(duì)于車輛速度依賴性的曲線圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法的流程圖；和圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法的流程圖。
應(yīng)該理解，為了圖示的簡(jiǎn)要和清楚，附圖中示出的元件不一定是按比例繪制的。例如，一些元件的尺寸可能相對(duì)于其它元件被放大以為了清楚。而且，在認(rèn)為合適的情況下， 在這些附圖中可能重復(fù)使用參考數(shù)字以指示對(duì)應(yīng)的或類似的元件。
具體實(shí)施方式
在下面的具體描述中，公開數(shù)個(gè)具體細(xì)節(jié)的目的是提供對(duì)本發(fā)明的徹底理解。不過(guò)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，本發(fā)明可被實(shí)踐為不具有這些具體的細(xì)節(jié)。在其它情況下， 公知的方法、程序、和部件都沒有被具體描述，目的是為了不妨礙對(duì)本發(fā)明的理解。
除非另有具體說(shuō)明，如從下面討論中清楚可見，在整篇說(shuō)明書討論中使用的術(shù)語(yǔ)， 例如“處理”、“計(jì)算”、“存儲(chǔ)”、“計(jì)算”、“確定”、“估計(jì)”、“測(cè)量”、“提供”、“傳遞”、“輸出”、“輸入”等，指的是計(jì)算機(jī)或計(jì)算系統(tǒng)、或者類似的電子計(jì)算裝置的動(dòng)作和/或處理，其將在計(jì)算系統(tǒng)的寄存器和/或內(nèi)存中的表示為物理量例如電子量的數(shù)據(jù)操縱和/或轉(zhuǎn)換為在該計(jì)算系統(tǒng)的內(nèi)存、寄存器或其它這種信息存儲(chǔ)、傳輸或顯示裝置內(nèi)的類似地被表示為物理量的其它數(shù)據(jù)。
自主、半自主、自動(dòng)化的或自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制特征(例如，自動(dòng)化車道對(duì)中，自適應(yīng)車道對(duì)中等)可以以減少的駕駛員輸入(例如轉(zhuǎn)向輪移動(dòng))來(lái)維持或控制車輛相對(duì)于道路的位置。然而，為了符合安全性要求，駕駛員可能需要重新獲得對(duì)車輛轉(zhuǎn)向控制的完全控制并且去激活轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)或使其不工作。例如，駕駛員可在另一車輛并入駕駛員的車道、車輛前方有障礙物、車輛距離護(hù)欄太近、駕駛員切換車道、或在其它情況時(shí)可能要重新獲得對(duì)車輛的控制。當(dāng)駕駛員遇到需要駕駛員快速重新獲得對(duì)轉(zhuǎn)向的控制的情況時(shí)，自動(dòng)化車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)超馳可能就不得不被快速且容易地執(zhí)行。自動(dòng)化車輛轉(zhuǎn)向超馳檢測(cè)系統(tǒng)因此可以被要求能在低速、高速、在彎曲道路上、在斜坡道路上和在其它行駛情形下都能以高精度工作。 在低速時(shí)，可能需要施加比高速時(shí)更多的轉(zhuǎn)矩到車輪來(lái)使車輪轉(zhuǎn)向，超馳所述系統(tǒng)所需要的最小轉(zhuǎn)矩在低速時(shí)可能比高速時(shí)高。相反，在高速時(shí)，需要施加比低速時(shí)更少的轉(zhuǎn)矩來(lái)使車輛轉(zhuǎn)向；因此，超馳該自動(dòng)化轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)所需要的最小轉(zhuǎn)矩可能比高速時(shí)低，以確保駕駛員在需要時(shí)可以容易地重新獲得對(duì)車輛的控制。當(dāng)在彎曲道路上或斜坡道路上行駛的同時(shí)車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)，可能需要比在筆直或水平道路上所需要的更多或更少的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩來(lái)使車輛轉(zhuǎn)向，這取決于轉(zhuǎn)彎的方向。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，自動(dòng)化車輛轉(zhuǎn)向控制超馳系統(tǒng)可以適應(yīng)于不同的行駛情形或條件。自動(dòng)化車輛轉(zhuǎn)向控制超馳系統(tǒng)可以通過(guò)基于測(cè)量的、計(jì)算的和 /或預(yù)先確定的車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果來(lái)計(jì)算預(yù)期轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩值和轉(zhuǎn)向角值來(lái)適應(yīng)于多種行駛情形。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，車輛可配備有自適應(yīng)或自動(dòng)車道對(duì)中特征或應(yīng)用程序。自適應(yīng)車道對(duì)中特征可相對(duì)于車輛在其上行駛的道路上的車道維持恒定的車道偏差或車輛位置。計(jì)算機(jī)視覺傳感器(例如，攝像機(jī))、光檢測(cè)和測(cè)距(LIDAR)傳感器、或其它類型的傳感器可測(cè)量數(shù)據(jù)，以允許自適應(yīng)車道對(duì)中特征確定車道偏差和車輛相對(duì)于道路特征的相對(duì)位置，道路特征例如是車道標(biāo)記、路肩、路中隔離帶、道路邊緣和其它物體或特征。車輛相對(duì)于道路特征的相對(duì)位置可例如基于全球定位系統(tǒng)(GPS)位置數(shù)據(jù)和車輛的地圖數(shù)據(jù)庫(kù)、 向前的攝像機(jī)測(cè)量的與道路特征的相對(duì)距離、和/或其它信息來(lái)確定。自適應(yīng)車道對(duì)中特征可基于所確定的車輛相對(duì)位置來(lái)控制車輛轉(zhuǎn)向，從而維持恒定的或相對(duì)恒定的(例如，分辨率為IOcm)的車輛車道偏差或在車道內(nèi)的位置。在一些實(shí)施例中，自適應(yīng)車道對(duì)中特征可經(jīng)由通過(guò)向電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向(EPS)、主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向(AFS)、主動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向(ARS)或其它系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)向角控制命令來(lái)控制車輛的轉(zhuǎn)向角和/或轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩從而控制車輛行進(jìn)的方向。在一些實(shí)施例中，自適應(yīng)車道對(duì)中特征可直接地或者利用或不利用EPS、AFS、ARS或其它系統(tǒng)來(lái)控制轉(zhuǎn)向角。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，車輛可配備有自動(dòng)化車道保持輔助應(yīng)用程序或特征。 車道保持輔助應(yīng)用程序可自動(dòng)地控制車輛轉(zhuǎn)向以確保車輛停留在道路上的預(yù)定車道或路徑內(nèi)。在一些實(shí)施例中，車道保持輔助應(yīng)用程序可不控制車輛轉(zhuǎn)向，除非車輛開始移出車道，此時(shí)車道保持輔助系統(tǒng)可自動(dòng)地控制轉(zhuǎn)向以將車輛維持在車道內(nèi)。車道保持輔助特征可按下面方式工作確定車輛相對(duì)于道路特征(例如，車道標(biāo)記、路肩、路中隔離帶、或其它道路特征)的相對(duì)位置，并且調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向控制以將車輛維持在車道內(nèi)。車輛相對(duì)于道路特征的相對(duì)位置可基于車輛的GPS位置數(shù)據(jù)、車輛測(cè)量的距離道路特征的相對(duì)距離或其它信息確定。車道保持輔助特征可基于所確定的車輛的相對(duì)位置來(lái)控制車輛轉(zhuǎn)向以將車輛維持在車道內(nèi)。車道保持輔助特征可經(jīng)由通過(guò)向EPS、AFS、ARS或其它系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)向角和/或轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩控制命令來(lái)控制車輛的轉(zhuǎn)向角和/或轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩從而控制車輛的方向。在一些實(shí)施例中， 車道保持輔助特征可直接地或利用或不利用EPS、AFS、ARS或其它系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)向角。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，自動(dòng)化轉(zhuǎn)向控制超馳系統(tǒng)可使用與車輛相關(guān)聯(lián)的傳感器來(lái)測(cè)量、估算或估計(jì)車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果或車輛轉(zhuǎn)向條件，例如車輛的轉(zhuǎn)向角和轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩?？梢栽谲囕v運(yùn)動(dòng)的同時(shí)以預(yù)定時(shí)間間隔(例如每10毫秒)測(cè)量、估算或估計(jì)車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果或車輛轉(zhuǎn)向條件。在一些實(shí)施例中，自動(dòng)化轉(zhuǎn)向控制超馳檢測(cè)系統(tǒng)可在車輛運(yùn)動(dòng)的同時(shí)連續(xù)地測(cè)量車輛的轉(zhuǎn)向角條件和轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩條件。其它車輛動(dòng)態(tài)信息，例如速度、加速度、駛向、偏航率、車道偏差、駕駛員輸入、和其它因素等也可被測(cè)量。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向超馳檢測(cè)系統(tǒng)可基于測(cè)量的車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果(例如，轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)向角)和/或車輛的其它信息(例如，速度、加速度、駛向、偏航率、 其它駕駛員輸入等)確定是否要超馳、去激活自動(dòng)化車輛轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)或使該系統(tǒng)不工作。 本發(fā)明的實(shí)施例可例如在使車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作、被激活或運(yùn)行的同時(shí)被采用。車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向超馳檢測(cè)系統(tǒng)可在車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)被激活的同時(shí)測(cè)量轉(zhuǎn)向角、轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩、加速度、側(cè)向加速度、縱向加速度、速度、偏航率和/或其它車輛動(dòng)態(tài)或轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，自動(dòng)車輛控制系統(tǒng)可被激活或可輸出轉(zhuǎn)向角命令到自動(dòng)化轉(zhuǎn)向超馳檢測(cè)系統(tǒng)。自動(dòng)化轉(zhuǎn)向超馳檢測(cè)系統(tǒng)可基于例如轉(zhuǎn)向角命令計(jì)算預(yù)期轉(zhuǎn)向角和/ 或預(yù)期轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩。自動(dòng)化轉(zhuǎn)向超馳檢測(cè)系統(tǒng)可比較預(yù)期轉(zhuǎn)向角和/或預(yù)期轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩與傳感器測(cè)量的例如實(shí)際轉(zhuǎn)向角和/或傳感器測(cè)量的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩。如果測(cè)量的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩和預(yù)期的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩之間的差的絕對(duì)值大于轉(zhuǎn)矩閾值，那么自動(dòng)化轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)可被停止工作。如果測(cè)量的轉(zhuǎn)向角和預(yù)期的轉(zhuǎn)向角之間的差的絕對(duì)值大于當(dāng)前閾值轉(zhuǎn)向角值，那么自動(dòng)化轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)可被停止工作。當(dāng)前閾值轉(zhuǎn)向角值可作為當(dāng)前車速的函數(shù)而變化。因此，被用以確定使自動(dòng)化轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)停止工作的當(dāng)前閾值轉(zhuǎn)向角值可隨著當(dāng)前車速的增加而降低。相反，當(dāng)前閾值轉(zhuǎn)向角值可隨著當(dāng)前車速的降低而提高。當(dāng)前閾值轉(zhuǎn)向角值根據(jù)車速的變化或調(diào)節(jié)可被限制在當(dāng)當(dāng)前車速處于預(yù)定速度范圍內(nèi)的情況下。例如，當(dāng)當(dāng)前車速大于預(yù)定速度范圍時(shí)，當(dāng)前閾值轉(zhuǎn)向角值可被指定為恒定的預(yù)定最小值。類似地，當(dāng)當(dāng)前車速小于預(yù)定速度范圍時(shí)，當(dāng)前閾值轉(zhuǎn)向角值可被指定為恒定的預(yù)定最大值。不一定非要使用這種范圍，或者范圍可覆蓋車輛所能達(dá)到的所有速度。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，自動(dòng)化轉(zhuǎn)向超馳檢測(cè)系統(tǒng)可在測(cè)量的轉(zhuǎn)向角和預(yù)期的轉(zhuǎn)向角之間的差的絕對(duì)值大于當(dāng)前閾值轉(zhuǎn)向角值時(shí)、和/或在測(cè)量的轉(zhuǎn)矩和預(yù)期轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩之間的差的絕對(duì)值大于當(dāng)前轉(zhuǎn)矩閾值時(shí)使自動(dòng)化轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)不工作。在對(duì)當(dāng)前車速的運(yùn)行依賴性基礎(chǔ)上，當(dāng)前閾值轉(zhuǎn)向角和當(dāng)前轉(zhuǎn)矩閾值還可依賴于道路條件、道路曲率、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)動(dòng)態(tài)、車輛加速度、車輛類型和/或其它因素，或者基于這些而變化。其它的或不同的車輛轉(zhuǎn)向或車輛動(dòng)態(tài)測(cè)量結(jié)果可作為決定超馳的因素。術(shù)語(yǔ)測(cè)量結(jié)果、參數(shù)、條件、值、和其它術(shù)語(yǔ)在一些實(shí)施例中可互換地使用并具有等同的意思。
圖I是具有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向超馳檢測(cè)系統(tǒng)的車輛的示意圖。 車輛10 (例如轎車、卡車、或其它車輛)可包括車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向超馳檢測(cè)系統(tǒng)100。車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向超馳檢測(cè)系統(tǒng)100可與一個(gè)或多個(gè)自動(dòng)車輛控制系統(tǒng)、自主行駛應(yīng)用程序或車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)90聯(lián)合操作或與它們向獨(dú)立地操作。車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)90例如可以是自適應(yīng)車道對(duì)中、低速車道對(duì)中、車道保持輔助或其它應(yīng)用程序。一個(gè)或多個(gè)車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)90可以是系統(tǒng)100的部件，或者車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)90可以是與系統(tǒng)100分開的。 車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)90在工作時(shí)可以完全或部分地控制車輛的轉(zhuǎn)向并減少駕駛員(例如， 車輛的操作者)通過(guò)轉(zhuǎn)向輪82和/或轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向控制輸入，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可包括電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向(EPS)系統(tǒng)和/或其它部件。
—個(gè)或多個(gè)傳感器可被附接到或關(guān)聯(lián)到車輛10。計(jì)算機(jī)視覺傳感器(例如，攝像機(jī))24、LIDAR、或激光雷達(dá)(LADAR)、傳感器20、雷達(dá)傳感器22、成像器、或其它遠(yuǎn)程感測(cè)裝置可獲得數(shù)據(jù)以允許系統(tǒng)100確定車輛相對(duì)于道路特征，例如車道標(biāo)記、路肩、路中隔離帶、道路邊緣或其它物體或特征的相對(duì)位置。攝像機(jī)24可例如測(cè)量車道偏差、駛向角、車道曲率和/或其它信息(例如，速度、加速度、偏航率、其它駕駛員輸入等)并提供該信息到系統(tǒng) 90。車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)90可基于傳感器測(cè)量的車輛相對(duì)于道路特征的相對(duì)位置來(lái)維持或控制車輛相對(duì)于道路的位置。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，車輛10可包括一個(gè)或多個(gè)裝置或傳感器以測(cè)量車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果、車輛轉(zhuǎn)向條件、車輛轉(zhuǎn)向參數(shù)、車輛動(dòng)態(tài)特性、駕駛員輸入、或其它車輛相關(guān)的條件或測(cè)量結(jié)果。車輛動(dòng)態(tài)測(cè)量裝置可包括一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)向角傳感器70 (例如，連接到轉(zhuǎn)向輪82和/或轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的另一部件)和/或轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器80 (例如，扭轉(zhuǎn)棒、扭轉(zhuǎn)傳感器、轉(zhuǎn)矩計(jì)、轉(zhuǎn)矩?fù)Q能器、或其它裝置)。轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器80可被連接到或關(guān)聯(lián)到轉(zhuǎn)向輪82、 轉(zhuǎn)向柱、轉(zhuǎn)向齒條齒輪、車橋、和/或轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的其它部件。車輛動(dòng)態(tài)測(cè)量裝置可還包括一個(gè)或多個(gè)加速度計(jì)72、速度計(jì)74、輪速傳感器76、慣性測(cè)量單元(IMU)78或其它裝置。車輛動(dòng)態(tài)測(cè)量裝置可測(cè)量車輛動(dòng)態(tài)條件或駕駛員輸入，其包括轉(zhuǎn)向角、轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)向方向、側(cè)向(例如成角度的或向心的)加速度、縱向加速度、偏航率、側(cè)向和縱向速度、速度、輪旋轉(zhuǎn)、 和車輛10的其它車輛動(dòng)態(tài)特征。測(cè)量的車輛動(dòng)態(tài)特性、車輛條件、轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果、轉(zhuǎn)向條件或駕駛員輸入信息可被例如通過(guò)有線鏈接(例如，控制器局域網(wǎng)總線CAN總線、Flexray, Ethernet)40或無(wú)線鏈接傳遞到系統(tǒng)100。測(cè)量的車輛動(dòng)態(tài)特性、車輛條件、轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果、 轉(zhuǎn)向條件、或駕駛員輸入信息數(shù)據(jù)可被系統(tǒng)100或其它系統(tǒng)使用來(lái)計(jì)算轉(zhuǎn)向角、轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩、 基于車位推算法的車輛位置、和其它計(jì)算結(jié)果。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向超馳檢測(cè)系統(tǒng)100是或包括安裝在客艙50或卡車60中的車輛儀表板上的計(jì)算裝置。在另外的實(shí)施例中，車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向超馳檢測(cè)系統(tǒng)100可被定位在車輛的其它部分中，可被定位在車輛的多個(gè)部分中、或可使其全部或部分功能是基于遠(yuǎn)程的(例如，在遠(yuǎn)程服務(wù)器中或在便攜式計(jì)算設(shè)備如蜂窩電話中)。
雖然討論了各種傳感器和輸入，但是在某些實(shí)施例中，可僅使用傳感器或輸入類型中的子組(例如一種類型)。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的示意描述。車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)90可安裝在車輛中(例如轎車、汽車、卡車、或其它車輛)。系統(tǒng)90可包括連接到轉(zhuǎn)向柱84的轉(zhuǎn)向輪82。轉(zhuǎn)向柱84可以被連接到齒條齒輪86，其將轉(zhuǎn)向輪82和轉(zhuǎn)向柱84的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換或轉(zhuǎn)變成車輛輪胎或車輪88的線性運(yùn)動(dòng)或位移。轉(zhuǎn)向角傳感器70 可被安裝到轉(zhuǎn)向輪82、轉(zhuǎn)向柱84、EPS系統(tǒng)92、AFS系統(tǒng)94、ARS系統(tǒng)96、或以其它方式關(guān)聯(lián)到車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)90。轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器80 (例如轉(zhuǎn)向扭轉(zhuǎn)棒、扭轉(zhuǎn)傳感器、轉(zhuǎn)矩計(jì)、轉(zhuǎn)矩?fù)Q能器、 或其它裝置)也可被安裝到轉(zhuǎn)向柱84、轉(zhuǎn)向輪82、齒條齒輪86、車橋或以其它方式關(guān)聯(lián)到車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)90。轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器80和轉(zhuǎn)向角傳感器70在一些實(shí)施例中可以關(guān)聯(lián)到或安裝到EPS系統(tǒng)92、AFS系統(tǒng)94、ARS系統(tǒng)96或其它系統(tǒng)。
圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向超馳檢測(cè)系統(tǒng)的示意圖。自主或自動(dòng)化轉(zhuǎn)向超馳檢測(cè)系統(tǒng)100可包括一個(gè)或多個(gè)處理器或控制器110、內(nèi)存120、長(zhǎng)期存儲(chǔ)器 130、輸入裝置或區(qū)域140、和輸出裝置或區(qū)域150。輸入裝置或區(qū)域140可例如包括觸屏、 鍵盤、麥克風(fēng)、指針裝置或其它裝置。輸出裝置或區(qū)域150可例如包括顯示器、屏幕、音頻裝置例如揚(yáng)聲器或耳機(jī)、或其它裝置。輸入裝置或區(qū)域140和輸出裝置或區(qū)域150可例如組合成觸屏顯示器和輸入裝置，其可以是系統(tǒng)100的一部分。
系統(tǒng)100可包括一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)170，其可例如包括速度范圍、轉(zhuǎn)向角閾值、轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩閾值、轉(zhuǎn)向慣性信息、轉(zhuǎn)向阻尼信息、轉(zhuǎn)向剛性信息、或其它信息或數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫(kù)170 可被全部或部分地存儲(chǔ)在內(nèi)存120、長(zhǎng)期存儲(chǔ)器130或其它裝置的一個(gè)或兩個(gè)中。
處理器或控制器110可例如包括中央處理單元(CPU)、芯片或任何合適的計(jì)算或計(jì)算機(jī)裝置。處理器或控制器110可包括多個(gè)處理器，并且可包括通用處理器和/或?qū)Ｓ锰幚砥鳎鐖D形處理芯片。處理器Iio可被配置為執(zhí)行例如存儲(chǔ)在內(nèi)存120或長(zhǎng)期存儲(chǔ)器130中的代碼或指令，從而執(zhí)行本發(fā)明的實(shí)施例。
內(nèi)存120可以是或包括例如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、動(dòng)態(tài)RAM (DRAM)、同步DRAM (SD-RAM)、雙倍數(shù)據(jù)速率(DDR)存儲(chǔ)器芯片、閃存、易失性存儲(chǔ)器、非易失性存儲(chǔ)器、高速緩沖存儲(chǔ)器、緩沖器、短期存儲(chǔ)器單元、長(zhǎng)期存儲(chǔ)器單元、或其它合適的內(nèi)存單元或存儲(chǔ)單元。內(nèi)存120可以是或可包括多個(gè)內(nèi)存單元。
長(zhǎng)期存儲(chǔ)器130可以是或可包括例如硬盤驅(qū)動(dòng)器、軟盤驅(qū)動(dòng)器、光盤(⑶)驅(qū)動(dòng)器、 ⑶-可記錄(⑶-R)驅(qū)動(dòng)器、通用串行總線(USB)裝置或其它合適的可移除和/或固定存儲(chǔ)單元,或者可包括多個(gè)這種單元或這種單元的組合。
圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的轉(zhuǎn)向超馳檢測(cè)系統(tǒng)、過(guò)程和/或算法的框圖。如在框 202中描述的，轉(zhuǎn)向角命令4 -可由車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)90 (例如，自適應(yīng)車道對(duì)中、自動(dòng)化車道對(duì)中、或其它系統(tǒng))輸出。如在框204所描述地，轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩命令Temi可基于來(lái)自車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)90的轉(zhuǎn)向角命令來(lái)計(jì)算。
轉(zhuǎn)向角命令在一些實(shí)施例中可以是車輛自動(dòng)化控制系統(tǒng)輸出給車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、與車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的馬達(dá)、或車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的其它部件以改變車輛方向的轉(zhuǎn)向角變化。轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩命令可以是自動(dòng)化轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)90輸出給EPS系統(tǒng)92、AFS系統(tǒng)94、ARS系統(tǒng)96、或其它系統(tǒng)以轉(zhuǎn)向和/或改變車輛方向的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩命令I(lǐng)1* 在一些實(shí)施例中可以是駕駛員輔助轉(zhuǎn)矩和疊加轉(zhuǎn)矩之和。駕駛員輔助轉(zhuǎn)矩可以是由EPS系統(tǒng)92、AFS 系統(tǒng)94、ARS系統(tǒng)96或其它系統(tǒng)施加的幫助駕駛員轉(zhuǎn)向車輛的轉(zhuǎn)矩。駕駛員輔助轉(zhuǎn)矩在車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)90工作時(shí)可以是零，并且駕駛員不轉(zhuǎn)向車輛10。疊加轉(zhuǎn)矩可以是由車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)90施加的用于致動(dòng)車輛轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)矩。
自動(dòng)化轉(zhuǎn)向控制可在 估計(jì)車輛轉(zhuǎn)向條件和估計(jì)速度指示車輛的操作者正超馳自主行駛應(yīng)用程序時(shí)被操作者(例如駕駛員)的動(dòng)作超馳。可進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果的測(cè)量并可計(jì)算一個(gè)或多個(gè)預(yù)期車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果，每個(gè)預(yù)期車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果對(duì)應(yīng)于測(cè)量的車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果中的一個(gè)。例如，轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果可包括施加的轉(zhuǎn)矩或轉(zhuǎn)向角。計(jì)算的預(yù)期車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果可例如包括預(yù)期轉(zhuǎn)矩或預(yù)期轉(zhuǎn)向角?？捎?jì)算在至少一個(gè)預(yù)期車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果和與其對(duì)應(yīng)的測(cè)量的車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果之間的至少一個(gè)差。每個(gè)計(jì)算的差可與對(duì)應(yīng)的當(dāng)前閾值比較，該閾值可根據(jù)車速計(jì)算得到。計(jì)算的差中的一個(gè)或多個(gè)可超過(guò)其對(duì)應(yīng)的當(dāng)前閾值。取決于特定的實(shí)施例，一個(gè)或多個(gè)差超過(guò)當(dāng)前閾值可被解讀為指示車輛駕駛員意圖超馳自動(dòng)化轉(zhuǎn)向控制或其它的自主行駛應(yīng)用程序。當(dāng)指示這種意圖時(shí)，車輛的控制可全部或部分地轉(zhuǎn)移到操作者。
在一些實(shí)施例中，預(yù)期轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩T—和轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩命令Tflsi可以被計(jì)算，如在框204中所示。預(yù)期轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩可以是系統(tǒng)100預(yù)期當(dāng)車輛的駕駛員或操作者沒有嘗試超馳自動(dòng)化轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)時(shí)被施加到車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)或車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的部件上的轉(zhuǎn)矩。預(yù)期轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩在一些實(shí)施例中可以是系統(tǒng)100預(yù)期從車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)90輸出的轉(zhuǎn)矩。預(yù)期轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩^&&可以基于轉(zhuǎn)向角命令和車輛轉(zhuǎn)向參數(shù)、常數(shù)和/或預(yù)定的值利用二階模型、方式或方法、查詢表、或其它方法或方式計(jì)算。轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩命令&^可以基于轉(zhuǎn)向角命令4^利用二階模型、方式或方法、查詢表、或其它方法或方式計(jì)算。
轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩命令可以被輸入到EPS系統(tǒng)、AFS系統(tǒng)、ARS系統(tǒng)或其它系統(tǒng)，如在框206所示。轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩命令可以是與EPS系統(tǒng)、AFS系統(tǒng)、ARS系統(tǒng)或其它系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的馬達(dá)施加到轉(zhuǎn)向輪82、轉(zhuǎn)向柱84、自動(dòng)化轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)90的部件、或車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的其它部件的轉(zhuǎn)矩。
如在框208所示，轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩命令Tflsi可以輸入到轉(zhuǎn)矩傳感器80(例如，扭轉(zhuǎn)棒、轉(zhuǎn)矩?fù)Q能器或其它裝置)。轉(zhuǎn)矩傳感器80可以測(cè)量施加到車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩&_。施加到車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩或測(cè)量的轉(zhuǎn)矩Tasffli可例如被施加到轉(zhuǎn)向輪82、轉(zhuǎn)向柱84、車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)或裝置的車橋或其它部分。施加到車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩&_可包括由EPS系統(tǒng)、AFS系統(tǒng)、 ARS系統(tǒng)或其它系統(tǒng)施加的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩命令Tfsii和駕駛員輸入的轉(zhuǎn)矩^吣，其可以是駕駛員輸入到轉(zhuǎn)向輪82的轉(zhuǎn)矩的總量。測(cè)量的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Tses可由轉(zhuǎn)矩傳感器80 (例如，扭轉(zhuǎn)棒、轉(zhuǎn)矩計(jì)、扭轉(zhuǎn)傳感器或其它裝置)測(cè)量或估計(jì)，如在框208所示。測(cè)量的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Tsiaj可包括由駕駛員施加到轉(zhuǎn)向輪82或相關(guān)的系統(tǒng)的例如用于重新獲得對(duì)車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的完全或部分控制的轉(zhuǎn)矩的總量。
如在框210中所述，測(cè)量的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Tmmw和預(yù)期轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩之間的差可被計(jì)算。如果該差的絕對(duì)值或大小大于當(dāng)前轉(zhuǎn)矩閾值4 4,那么自動(dòng)化轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)90就被系統(tǒng)100去激活、停止工作或超馳。當(dāng)前轉(zhuǎn)矩閾值可基于測(cè)量的車速并基于在車輛10制造過(guò)程中或之前確定的并且可能基于車輛測(cè)試、人為因素研究或其它因素的車輛因素。當(dāng)前轉(zhuǎn)矩閾值5&@可包括緩沖或附加轉(zhuǎn)矩以考慮駕駛員的不是意在超馳自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng) 90的與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的相互作用。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，預(yù)期轉(zhuǎn)向角可由系統(tǒng)100基于來(lái)自車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)90的轉(zhuǎn)向角命令4m計(jì)算，如在框212中所示。預(yù)期轉(zhuǎn)向角^ 可以是該系統(tǒng)預(yù)期的在車輛的駕駛員或操作者不是嘗試超馳自動(dòng)化轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)時(shí)被施加到車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)或車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的部件的轉(zhuǎn)向角或最大轉(zhuǎn)向角。預(yù)期轉(zhuǎn)向角—可以基于轉(zhuǎn)向角命令4^利用查詢表、簡(jiǎn)單的第二階系統(tǒng)、第二階系統(tǒng)、或其它數(shù)學(xué)方法或方式計(jì)算。預(yù)期轉(zhuǎn)向角4^—在一些實(shí)施例中可以由于車輛動(dòng)態(tài)特性和轉(zhuǎn)向控制變量(例如，在轉(zhuǎn)向控制系 統(tǒng)中的時(shí)延、延遲和系統(tǒng)滯后)而不同于轉(zhuǎn)向角命令4^。
轉(zhuǎn)向角傳感器70可以測(cè)量施加到車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向角輸入Awaj，如在框214中所述。轉(zhuǎn)向角輸入例如可以被施加到轉(zhuǎn)向輪82、轉(zhuǎn)向柱84、車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)或裝置的車橋或其它部分。測(cè)量的轉(zhuǎn)向角可包括由EPS、AFS、ARS或其它系統(tǒng)施加到車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向角輸入和由車輛的操作者(例如駕駛員)施加到轉(zhuǎn)向輪82的轉(zhuǎn)向角輸入。測(cè)量的轉(zhuǎn)向角之-可由轉(zhuǎn)向角傳感器測(cè)量或估計(jì)，如在框214中所述。測(cè)量的轉(zhuǎn)向角可包括由駕駛員為例如重新獲得對(duì)車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的全部或部分控制而施加到轉(zhuǎn)向輪82或相關(guān)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向角輸入的總量。
如框210中所述，計(jì)算測(cè)量的轉(zhuǎn)向角δ懸和預(yù)期轉(zhuǎn)向角δ寧—之間的差。如果該差的絕對(duì)值或大小大于當(dāng)前閾值轉(zhuǎn)向角,那么自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)90可由系統(tǒng)100去激活、使其停止工作或超馳。當(dāng)前閾值轉(zhuǎn)向角4^4可根據(jù)車輛的車速213確定。另外，例如，當(dāng)前閾值轉(zhuǎn)向角4 ^可根據(jù)在車輛10制造之前或過(guò)程中所確定的因素計(jì)算。這些因素可例如基于車輛檢測(cè)、人為因素研究或其它因素。
例如，車速213可從速度計(jì)74輸入，或可從另一測(cè)量或?qū)Ш窖b置(例如GPS、雷達(dá)或 LIDAR)得到或?qū)С觥?br> 當(dāng)前閾值轉(zhuǎn)向角Sthre5k在一些實(shí)施例中可包括緩沖或附加轉(zhuǎn)向角以考慮駕駛員的不是意在超馳自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)90的與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的相互作用。雖然在一個(gè)實(shí)施例使用了兩個(gè)因素(轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)向角)，但在其它的實(shí)施例中，可以只使用一個(gè)因素，或使用不同的因素。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，自主轉(zhuǎn)向超馳檢測(cè)系統(tǒng)100可使用二階模型近似或其它數(shù)學(xué)方法來(lái)計(jì)算預(yù)期轉(zhuǎn)矩(有時(shí)稱之為TmpEPS馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩輸出)。在一個(gè)實(shí)施例中，可用代數(shù)方法、數(shù)值方法、分析方法或其它方法來(lái)求解下面的公式或差分方程以計(jì)算預(yù)期轉(zhuǎn)矩_^可使用二階模型、公式或差分方程(上面方程就表示其一個(gè)例子)來(lái)計(jì)算預(yù)期轉(zhuǎn)矩預(yù)期轉(zhuǎn)矩τ—可基于該二階差分方程的求解被計(jì)算、確定或?qū)С?。預(yù)期轉(zhuǎn)矩I—可以是僅有的未知項(xiàng)或者可以基于預(yù)定的和測(cè)量的數(shù)據(jù)被導(dǎo)出。預(yù)期轉(zhuǎn)矩可以在車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)正在工作的同時(shí)以規(guī)則的時(shí)間間隔或時(shí)間步被計(jì)算，例如， 每10毫秒或其它時(shí)間長(zhǎng)度，或者被實(shí)時(shí)更新。
項(xiàng)L,Rf和^可以是預(yù)定的常數(shù)或參數(shù)。這些項(xiàng)在自動(dòng)化車輛轉(zhuǎn)向控制超馳系統(tǒng)100在制造、人為因素研究中的標(biāo)定期間可以使用未模型化的轉(zhuǎn)向動(dòng)態(tài)參數(shù)估算技術(shù)確定，或者使用其它方法或方式確定。等效轉(zhuǎn)向慣性C可表示轉(zhuǎn)向輪、自動(dòng)化轉(zhuǎn) 向系統(tǒng)或其它系統(tǒng)或裝置的阻抗旋轉(zhuǎn)加速度改變的趨勢(shì)。等效轉(zhuǎn)向阻尼&#可表示轉(zhuǎn)向輪、自動(dòng)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)或其它系統(tǒng)、裝置或部件的 阻抗旋轉(zhuǎn)速度或轉(zhuǎn)速改變的趨勢(shì)。等效轉(zhuǎn)向剛性U可表示轉(zhuǎn)向輪、自動(dòng)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)或其它系統(tǒng)、裝置或部件的位移阻力。轉(zhuǎn)向角速度#可表示轉(zhuǎn)向角輸入的一階導(dǎo)數(shù)并可以是已知的和/或由在系統(tǒng)100的制造期間的自動(dòng)化轉(zhuǎn)向控制超馳系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性、人為因素研究和/或標(biāo)定約束。轉(zhuǎn)向角加速度#可以表示轉(zhuǎn)向角的二階導(dǎo)數(shù)并可以是已知的和/或由在系統(tǒng)100的制造期間的自動(dòng)化轉(zhuǎn)向控制超馳系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性、人為因素研究和/或標(biāo)定約束。測(cè)量的轉(zhuǎn)向角可表示由轉(zhuǎn)向角傳感器70或其它裝置測(cè)量的轉(zhuǎn)向角。駕駛員輸入轉(zhuǎn)矩％^-可表示駕駛員輸入到轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)矩總量。在一些實(shí)施例中，如果自主轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)90工作并且駕駛員沒有與轉(zhuǎn)向輪相互作用，那么Qww可以是零，或其它值。自對(duì)準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩可表示在沒有駕駛員輸入或來(lái)自車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)90的輸入的情況下施加到車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩。自對(duì)準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩可以是車輛速度、轉(zhuǎn)向角測(cè)量結(jié)果、輪胎特征的函數(shù)，并且還可依賴于在車輛和/或車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)中固有的并且可在制造期間或之前量化的因素。
因?yàn)轭A(yù)期轉(zhuǎn)矩可以由系統(tǒng)100基于測(cè)量的車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果和預(yù)定的常數(shù)計(jì)算并且可以以規(guī)則的時(shí)間間隔計(jì)算，所以預(yù)期轉(zhuǎn)矩^—可以由系統(tǒng)100基于不同的行駛情形和/或條件調(diào)節(jié)。預(yù)期轉(zhuǎn)矩[-&· 可例如在低速時(shí)比高速時(shí)更高。系統(tǒng)100可例如在彎曲或斜坡道路上根據(jù)彎曲或斜坡的方向計(jì)算出比平坦道路更高的預(yù)期轉(zhuǎn)矩。車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向超馳檢測(cè)系統(tǒng)100因此可以在低速、高速、斜坡道路、彎曲道路或其它行駛情形中準(zhǔn)確地且精確地工作。
圖5是車輛的車道對(duì)中車輛動(dòng)態(tài)模型的示意圖。車輛10 (由位于從車輛10的中心到前輪中心的縱向距離a處的前輪13和位于從車輛10中心到后輪中心的縱向距離b處的后輪14示意表示)以縱向速度匕和側(cè)向速度^沿著車道行進(jìn)，該車道的車道中心12具有曲率/J。車輛10與車道中心12的偏差為側(cè)向偏差.Γ。方位角描述車道中心12與縱向方向X之間的角度。車輛10可由質(zhì)量m和慣性(矩)I表征，并可以偏航率P (例如，可由速率陀螺儀、頂U(kuò)78或其它裝置測(cè)量)改變其方位。轉(zhuǎn)向角J (可使用轉(zhuǎn)向角傳感器70或其它傳感器測(cè)量)可表示前輪胎13相對(duì)于縱向方向的方位。
使得車輛10繼續(xù)維持相對(duì)于車道中心12的側(cè)向偏差3 勺估算值(例如，側(cè)向偏差3 的變化率j;、相對(duì)于以車輛為中心的坐標(biāo)的車道方位角攀的變化率·,側(cè)向速度的變化率丨,和偏航率/.的變化率可由如下表示的一組方程計(jì)算(其中前輪的角剛性由r,表示，而后輪的角剛性由表示)
權(quán)利要求
1.一種方法，包括 測(cè)量車輛的一個(gè)或多個(gè)車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果； 計(jì)算一個(gè)或多個(gè)預(yù)期車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果，每個(gè)計(jì)算的預(yù)期車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果對(duì)應(yīng)于所述測(cè)量的車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果中的一個(gè)； 計(jì)算至少一個(gè)差，所述差是所述測(cè)量的車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果中的一個(gè)與和其對(duì)應(yīng)的計(jì)算的預(yù)期車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果之間的差； 測(cè)量所述車輛的速度； 基于所述測(cè)量的速度計(jì)算一個(gè)或多個(gè)當(dāng)前閾值，每個(gè)當(dāng)前閾值都對(duì)應(yīng)于所述測(cè)量的車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果中的一個(gè)與和其對(duì)應(yīng)的計(jì)算的預(yù)期車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果；和 當(dāng)所述計(jì)算的至少一個(gè)差中的一個(gè)或多個(gè)超過(guò)其對(duì)應(yīng)的當(dāng)前閾值時(shí)對(duì)自動(dòng)車輛控制系統(tǒng)進(jìn)行去激活。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述計(jì)算的當(dāng)前閾值的值隨著測(cè)量的速度的增加而下降。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述一個(gè)或多個(gè)車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果包括車輛轉(zhuǎn)向角測(cè)量結(jié)果。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述一個(gè)或多個(gè)車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果包括車輛轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩測(cè)量結(jié)果。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述當(dāng)前閾值在所測(cè)量的速度大于或小于預(yù)定速度范圍時(shí)具有恒定的值。
6.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述自動(dòng)車輛控制系統(tǒng)包括自動(dòng)化車道對(duì)中系統(tǒng)。
7.如權(quán)利要求I所述的方法，包括在對(duì)所述自動(dòng)車輛控制系統(tǒng)進(jìn)行去激活之前提供警生口 o
8.一種系統(tǒng),包括 車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)； 一個(gè)或多個(gè)傳感器；和 控制器，從而 測(cè)量車輛的一個(gè)或多個(gè)車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果； 計(jì)算一個(gè)或多個(gè)預(yù)期車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果，每個(gè)計(jì)算的預(yù)期車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果對(duì)應(yīng)于所述測(cè)量的車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果中的一個(gè)； 計(jì)算至少一個(gè)差，所述差是所述測(cè)量的車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果中的一個(gè)與和其對(duì)應(yīng)的計(jì)算的預(yù)期車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果之間的差； 測(cè)量所述車輛的速度； 基于所述測(cè)量的速度計(jì)算一個(gè)或多個(gè)當(dāng)前閾值，每個(gè)當(dāng)前閾值都對(duì)應(yīng)于所述測(cè)量的車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果中的一個(gè)與和其對(duì)應(yīng)的計(jì)算的預(yù)期車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果；和 當(dāng)所述計(jì)算的至少一個(gè)差中的一個(gè)或多個(gè)超過(guò)其對(duì)應(yīng)的當(dāng)前閾值時(shí)對(duì)所述車輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行去激活。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述計(jì)算的當(dāng)前閾值的值隨著測(cè)量的速度的增加而下降。
10.一種方法，包括在車輛中，使用與所述車輛關(guān)聯(lián)的多個(gè)傳感器估計(jì)多個(gè)車輛轉(zhuǎn)向條件； 使用所述多個(gè)傳感器估計(jì)所述車輛的速度；和 如果估計(jì)的車輛轉(zhuǎn)向條件和估計(jì)的速度指示所述車輛的操作者正在超馳自主行駛應(yīng)用程序，那么就使該自主行駛應(yīng)用程序不工作。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于在自動(dòng)化車道對(duì)中過(guò)程中的速度自適應(yīng)轉(zhuǎn)向超馳檢測(cè)的系統(tǒng)和方法?？蓽y(cè)量車輛的一個(gè)或多個(gè)車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果?？捎?jì)算一個(gè)或多個(gè)預(yù)期車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果，每個(gè)計(jì)算的預(yù)期車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果對(duì)應(yīng)于所述測(cè)量的車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果中的一個(gè)?？捎?jì)算至少一個(gè)差，所述差是所述測(cè)量的車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果中的一個(gè)與和其對(duì)應(yīng)的計(jì)算的預(yù)期車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果之間的差?？蓽y(cè)量所述車輛的速度。可基于所述測(cè)量的速度計(jì)算一個(gè)或多個(gè)當(dāng)前閾值，每個(gè)當(dāng)前閾值都對(duì)應(yīng)于所述測(cè)量的車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果中的一個(gè)與和其對(duì)應(yīng)的計(jì)算的預(yù)期車輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果。當(dāng)所述計(jì)算的至少一個(gè)差中的一個(gè)或多個(gè)超過(guò)其對(duì)應(yīng)的當(dāng)前閾值時(shí)對(duì)自動(dòng)車輛控制系統(tǒng)進(jìn)行去激活。
文檔編號(hào)B60W30/12GK102975716SQ201210317400
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月2日
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