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CN104943685A - 驾驶员辅助装置 - Google Patents

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CN104943685A
CN104943685A CN201510252435.XA CN201510252435A CN104943685A CN 104943685 A CN104943685 A CN 104943685A CN 201510252435 A CN201510252435 A CN 201510252435A CN 104943685 A CN104943685 A CN 104943685A
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Volvo Car Corp
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Abstract

提供一种驾驶员辅助装置(1)，包括第一横摆率控制器(7)、危险估算单元(9)和驾驶员意图估算单元(13)。第一横摆率控制器(7)构造为通过比较预期横摆率和实际横摆率并且响应于该比较而选择性地施加本车辆(5)每个车轮的制动，以控制本车辆(5)的横摆率。该装置(1)进一步包括第二横摆率控制器(15)，构造为在估算的事故风险高于阈值和检测到驾驶员(3)启动的避险操控的发生的情况下干预第一横摆率控制器(7)的控制。本发明还涉及一种包括驾驶员辅助装置(1)的车辆(5)和辅助车辆(5)驾驶员(3)的方法。

Description

驾驶员辅助装置
技术领域
本发明涉及一种驾驶员辅助装置。本发明还涉及一种包括驾驶员辅助装置的车辆以及辅助驾驶员的方法。
背景技术
近些年，车辆领域已经开发了被动和主动安全改善系统及装置。主动安全系统是能够提高行驶安全的系统，而被动安全系统是能够在碰撞期间提高乘员安全的系统。尽管已经开发了这些安全系统和装置，车辆事故依然是全世界的重要关注点。从乘员整体安全的角度来说，主动安全系统和被动安全系统都是重要的。然而，当今的主动安全系统具有相当大潜在的改进，并且通过主动安全系统避免事故比通过被动安全系统减轻事故遭受的损害具有更大的优势。
在设计主动安全装置时出现了若干问题。其中一个问题是，如果主动安全装置设计为自动避免事故，驾驶员将会在这样的自动事故避免过程中感觉到他或她失去了对车辆的控制。进一步的，干预到这样一种程度的系统可能会导致进一步的安全问题，因为这样的系统需要依赖于不同传感器的输入数据，而这些传感器可能会给出错误的信息，这将导致行驶状况的错误干预。
因此，鉴于上述问题，需要一种改进的驾驶员辅助装置，其能够在潜在的危险行驶状况下辅助车辆的驾驶员。
发明内容
本发明的一个目标是提供一种改进的驾驶员辅助装置。
根据本发明的一个方面，通过一种驾驶员辅助装置实现目标，其构造为在潜在的危险行驶状况下辅助具有该装置的车辆的驾驶员，该装置包括：
-第一横摆率控制器，构造为通过将预期横摆率与实际横摆率相比较并且响应于该比较而选择性地施加本车辆的各个车轮的制动，以控制本车辆的横摆率，
-危险估算单元，构造为检测本车辆行驶环境中的障碍物，并且估算本车辆和检测到的障碍物之间的事故风险，以及
-驾驶员意图估算单元，构造为检测驾驶员启动的避险操控(avoidance manoeuvre)的发生，
其中，该装置进一步包括第二横摆率控制器，构造为在下述情况下干预第一横摆率控制器的控制：
-估算的事故风险高于阈值，以及
-检测到驾驶员启动的避险操控的发生。
由于第二横摆率控制器构造为在潜在危险状况下干预第一横摆率控制器的控制，即，估算的事故风险高于阈值和检测到驾驶员启动的避险操控的发生的情况下，在危险状况和检测到驾驶员启动的避险操控的情况下，该装置允许本车辆横摆率的不同控制。此外，由于第二横摆率控制器可以控制本车辆的横摆率而不用必须比较预期横摆率和实际横摆率再响应于该比较来控制横摆率，从而允许了横摆率的更快控制。作为更进一步的结果，由于第二横摆率控制器构造为干预相对缓慢的第一横摆率控制器的控制并且该装置允许横摆率的不同控制，因而能实现在潜在危险状况下本车辆更高的横向加速度。
因此，从现有技术的驾驶员辅助装置而言，提供了一种改进的驾驶员辅助装置。作为结果，实现了上述提及的目标。
而且，提供的驾驶员辅助装置提高了本车辆的整体安全，因为得益于横摆率的更快控制和本车辆更高的横向加速度，本车辆和障碍物之间的事故风险被减小了。
此外，由于第二横摆率控制器构造为仅在检测到驾驶员启动的避险操控发生的情况下干预第一横摆率控制器的控制，提供的驾驶员辅助装置能够让驾驶员在这样的避险操控过程中感觉到他或她控制着车辆。
根据一些实施例，第二横摆率控制器构造为通过选择性地向本车辆各个车轮施加制动以及对本车辆转向轮的主动转向中的至少之一进行干预。由于第二横摆率控制器构造为通过选择性地施加本车辆各个车轮的制动以及本车辆转向轮的主动转向中的至少之一进行干预，能实现横摆率更快的控制和本车辆更高的横向加速度。
根据一些实施例，驾驶员意图估算单元还构造为检测检测到的避险操控的方向，并且其中，第二横摆率控制器构造为通过一控制操作进行干预，该控制操作设计为使得本车辆在检测到的避险操控的方向上的轨迹的曲率半径减小。由于第二横摆率控制器构造为通过控制操作进行干预，该控制操作设计为使得本车辆在检测到的避险操控的方向上的轨迹的曲率半径减小，能实现本车辆更高的横向加速度。而且，由于轨迹曲率半径的减小将会提高避免碰撞的机会，乘员整体安全被提高了。
根据一些实施例，第二横摆率控制器构造为通过取消第一横摆率控制器的控制进行干预。由于第二横摆率控制器构造为通过取消第一横摆率控制器的控制进行干预，能实现横摆率的更快控制以及本车辆更高的横向加速度。
根据一些实施例，第二横摆率控制器构造为干预第一横摆率控制器的控制，以允许本车辆比第一横摆率控制器普通允许更高程度的过度转向。由于第二横摆率控制器构造为干预第一横摆率控制器的控制，以允许本车辆比第一横摆率控制器普通允许更高程度的过度转向，能实现本车辆更高的横向加速度。因此，提供的装置提高了避免碰撞的机会。作为结果，乘员的整体安全被提高了。
在此其它的实施例致力于提供一种车辆，包括根据任一项权利要求的装置。由于车辆包括根据一些实施例的装置，提供了包括了改进的驾驶员辅助装置的车辆。
再一次，作为结果，实现了上述提及的目标。
在此其它的实施例致力于提供一种在潜在危险行驶状况下辅助车辆驾驶员的方法，使用装置，所述装置包含第一横摆率、危险估算单元和驾驶员意图估算单元以及第二横摆率控制器，该方法包括：
-使用第一横摆率控制器，通过比较预期横摆率和实际横摆率并响应于该比较而选择性地施加本车辆各个车轮的制动以控制本车辆的第一横摆率，以及
-检测本车辆行驶环境中的障碍物，以及
-使用危险估算单元估算本车辆和检测到的障碍物之间的事故风险，以及
-使用驾驶员意愿估算单元检测驾驶员启动的避险操控的发生，
并且其中，该方法进一步包括：
-在下述情况下使用第二横摆率控制器干预第一横摆率控制器的控制：
-估算的事故风险高于阈值，以及
-检测到驾驶员启动的避险操控的发生。
由于该方法包括在潜在危险情况下使用第二横摆率控制器干预第一横摆率控制器控制的步骤，即，在估算的事故风险高于阈值和检测到驾驶员启动的避险操控发生的情况下，该方法允许在危险情况下和检测到驾驶员启动的避险操控发生的情况下本车辆横摆率的不同控制。此外，由于第二横摆率控制器可以控制本车辆的横摆率而不用必须比较预期横摆率和实际横摆率再响应于该比较控制横摆率，从而允许横摆率的更快控制。作为更进一步的结果，由于该方法包括干预相对缓慢的第一横摆率控制器的控制从而该方法允许横摆率的不同控制，因而获得了在潜在危险状况下本车辆更高的横向加速度。
因此，从现有技术的辅助车辆驾驶员的方法而言，提高了一种改进的方法。作为结果，实现了上述提及的目标。
而且，提供的车辆驾驶员的辅助驾驶员方法改进了本车辆整体安全，因为得益于横摆率的更快控制和本车辆更高的横向加速度，本车辆和障碍物之间的事故风险被减小了。
此外，由于该方法构造为仅在检测到驾驶员启动的避险操控发生的情况下执行干预第一横摆率控制器的控制的步骤，提供的车辆驾驶员辅助方法让驾驶员在这样的避险操控过程中感觉到他或她控制着车辆。
根据一些实施例，该方法进一步包括：
-使用第二横摆控制器通过选择性地施加本车辆各个车轮的制动以及本车辆转向轮的主动转向中的至少之一进行干预。
由于根据该实施例的方法包括使用第二横摆控制器通过选择性地施加本车辆各个车轮的制动以及本车辆转向轮的主动转向中的至少之一进行干预，能实现横摆率更快的控制和本车辆更高的横向加速度。
根据一些实施例，该方法进一步包括：
-使用驾驶员意图估算单元检测检测到的避险操控的方向，以及
-使用第二横摆率控制器通过一控制操作进行干预，该控制操作设计为使得本车辆在检测到的避险操控的方向上的轨迹的曲率半径减小。
由于根据该实施例的方法包括使用第二横摆率控制器通过设计为使得本车辆在检测到的避险操控的方向上的轨迹的曲率半径减小的控制操作进行干预，能实现本车辆更高的横向加速度。而且，由于轨迹曲率半径的减小将会提高避免碰撞的机会，该方法提高了乘员整体安全。
根据一些实施例，该方法进一步包括：
-使用第二横摆率控制器通过取消第一横摆率控制器的控制进行干预。
由于根据该实施例的方法包括使用第二横摆率控制器通过取消第一横摆率控制器的控制进行干预，能实现横摆率的更快控制以及本车辆更高的横向加速度。
根据一些实施例，该方法进一步包括：
-使用第二横摆率控制器干预第一横摆率控制器的控制，以允许本车辆比第一横摆率控制器普通允许更高程度的过度转向。
由于根据该实施例的方法包括使用第二横摆率控制器干预第一横摆率控制器的控制以允许本车辆比第一横摆率控制器普通允许更高程度的过度转向的步骤，因此能实现本车辆更高的横向加速度。因此，提供的方法提高了避免碰撞的机会。作为结果，乘员的整体安全被提高了。
本发明进一步的特征以及优势通过阅读所附的权利要求和下述详细描述将变得明显。本领域的技术人员将会意识到描述的不同特征可以组合以创造不同于下述描述的实施例，但不脱离如所附权利要求限定的本发明的范围。
附图说明
通过下述详细的描述和附图将容易理解本发明的各个方面，包括特定的特征和优势，其中：
图1示出了一种车辆，其包括根据在此一些实施例的驾驶员辅助装置，以及
图2示出了根据在此一些实施例的辅助车辆驾驶员的方法。
具体实施方式
现在将参考附图更加完整地描述实施例，其中，示出了示例性实施例。本领域技术人员容易理解，示例性实施例公开的特征可以进行组合。全文中相同的附图标记代表相同的构件。
为了简洁和/或简明，广为人知的功能或结构不再需要详细地描述。
图1示出了一种车辆5，其包括驾驶员辅助装置1，驾驶员辅助装置1构造为在潜在危险行驶状况下辅助包含有装置1的车辆5的驾驶员3。装置1包括第一横摆率控制器7，构造为通过比较预期横摆率和实际横摆率并且响应于该比较而选择性地施加本车辆5各个车轮的制动，从而控制本车辆5的横摆率。第一横摆率控制器7可形成电子稳定控制(ESC)系统或动态稳定控制(DSC)系统的一部分，或者类似的，设计为使得制动施加至前外侧车轮以抵消过度转向，或者施加至后内侧车轮以抵消不足的转向。第一横摆率控制器7包括构造为测量实际横摆率的横摆率传感器以及构造为将预期横摆率与实际横摆率进行比较的处理单元。预期横摆率是考虑到例如方向盘角度和车辆速度这样的输入值时预期的横摆率。
驾驶员辅助装置1还包括危险估算单元9，危险估算单元9构造为检测本车辆5行驶环境中的障碍物11并且估算本车辆5和检测到的障碍物11之间的事故风险。危险估算单元9可包括一个或多个传感器，例如无线电探测和测距(RADAR)传感器或者激光(LASER)传感器，或者激光雷达(LIDAR)传感器，或者一个或多个成像单元，其构造为检测本车辆5行驶环境中的障碍物11。作为替代，或者组合，危险估算单元9可包括定位单元和电子地图，其中定位单元包括基于空间卫星导航系统，例如全球定位系统(GPS)、俄罗斯全球导航卫星系统(GLONASS)、欧盟伽利略定位系统、中国北斗卫星导航系统，或者印度区域导航卫星系统。提及的障碍物11可以是另一车辆，如图1所示，或者可以是行人、动物、急弯或任何其它可能对安全驾驶造成危险的障碍物。如上所述，危险估算单元9构造为估算本车辆5和障碍物11之间的事故风险。估算可通过危险估算单元9执行，危险估算单元9构造为将本车辆5和障碍物11之间的相对速度与本车辆5至障碍物11之间的距离相比较。
驾驶员辅助装置1还包括驾驶员意图估算单元13，构造为检测驾驶员3启动的避险操控的发生。驾驶员意图估算单元13可包括转向角传感器，其中驾驶员3启动的避险操控的发生的检测构成转向角的改变，其具有一定值或一定的变化率。
驾驶员辅助装置1还包括第二横摆率控制器15，第二横摆率控制器15构造为在下述情况下干预第一横摆率控制器7的控制：
-估算的事故风险高于阈值，以及
-检测到驾驶员3启动的避险操控的发生。
根据一些实施例，第二横摆率控制器15构造为通过选择性地施加本车辆5各个车轮17.1、17.2的制动和本车辆5的转向轮17.1的主动转向的至少之一进行干预。因此能够实现横摆率的更快控制和本车辆5的更高横向加速度。最初，在危险行驶状况下，车辆驾驶员3通常转向得太少。因此，当车辆5向里弯(turns-in)时，转弯曲率在开始时太大，这不足以提供足够的横向加速度以避免碰撞。因此，由于第二横摆率控制器15构造为通过选择性地施加本车辆5各个车轮17.1、17.2的制动和本车辆5的转向轮17.1的主动转向的至少之一进行干预，提高了避免碰撞的可能性。
驾驶员意图估算单元13可进一步构造为检测所检测到的避险操控的方向，并且第二横摆率控制器15构造为通过一控制操作进行干预，该控制操作设计为使得本车辆5在检测到的避险操控的方向上的轨迹的曲率半径减小。所述控制操作可包括选择性地施加本车辆5各个车轮17.1、17.2的制动以及本车辆5转向轮17.1的主动转向，该主动转向设计为使得本车辆在检测到的避险操控的方向上的轨迹的曲率半径减小。
根据一些实施例，第二横摆率控制器15将构造为通过取消第一横摆率控制器7的控制进行干预。第一横摆率控制器7通常构造为通过比较预期横摆率和实际横摆率并响应于所述比较而选择性地施加本车辆5的各个车轮的制动以控制本车辆5的横摆率。第一横摆率控制器于是构造为以抵消不足转向和过度转向的方式选择性地施加本车辆5的各个车轮的制动。这样选择性地施加制动在本车辆5转向能力方面具有负面的影响。由此，在第二横摆率控制器15构造为通过取消第一横摆率控制器7控制进行干预的实施例中，在避险操控过程中能实现本车辆5更高的横向加速度。
根据一些实施例，第二横摆率控制器15将构造为干预第一横摆率控制器7的控制，以允许本车辆5的比第一横摆率控制器7普通允许更高程度的过度转向。由于允许本车辆5的比第一横摆率控制器7普通允许更高程度的过度转向，能减小本车辆5轨迹的曲率半径。此外，在避险操控的过程中能实现本车辆5更高的横向加速度。因此，提供的装置1减小了本车辆5和障碍物11之间的事故风险。
图1也示出了包括根据一些实施例的装置1的一种车辆5。在图1道路的下方还以虚线示出了该车辆5。假定本车辆5和目标11之间具有一定的相对速度，存在一个距离，在该距离之后无法仅通过制动避免碰撞。然而，当本车辆5和目标11之间的距离小于该距离时，可能通过在第二距离间隔内转向避免碰撞。图1中虚线示出的车辆5可以假设处于该第二距离间隔。而且，假设驾驶员尝试避免碰撞，不具有驾驶员辅助装置1的车辆在此时将转向不足且出现大的前侧滑角(frontside-slip angles)。通过第二横摆率控制器15干预第一横摆率控制器7的控制，能避免这样的转向不足和大的前侧滑角。例如，第二横摆率控制器15可以通过选择性地施加本车辆5的各个车轮17.1、17.2的制动进行干预，使本车辆5过度转向以减小本车辆5轨迹的曲率半径。由此，本车辆5将具有更大的机会避免事故。
在一些实施例中，第二横摆率控制器15构造为对第一横摆率控制器7进行干预，干预的量取决于估算的事故风险程度。也就是，在事故风险被估算为高时，第二横摆率控制器15将以比事故风险估算为低时更大的量进行干预。
图2示出了在潜在危险行驶状况下辅助车辆驾驶员的方法100，其使用包含第一横摆率控制器、危险估算单元和驾驶员意图估算单元以及第二横摆率控制器的装置，该方法100包括：
-使用第一横摆率控制器，通过将预期横摆率与实际横摆率相比较并响应于该比较而选择性地施加本车辆各个车轮的制动以控制101本车辆的第一横摆率，以及
-检测102本车辆行驶环境中的障碍物，以及
-使用危险估算单元估算103本车辆和检测到的障碍物之间的事故风险，以及
-使用驾驶员意愿估算单元检测104驾驶员启动的避险操控的发生，
并且，该方法100进一步包括：
-在下述情况下使用第二横摆率控制器干预105第一横摆率控制器的控制：
-估算的事故风险高于阈值，以及
-检测到驾驶员启动的避险操控的发生。
如图2所示，方法100可进一步包括：
-使用第二横摆控制器通过选择性地施加本车辆各个车轮的制动和本车辆转向轮的主动转向中的至少之一进行干预106。
如图2所示，方法100可进一步包括：
-使用驾驶员意图估算单元检测检测到的避险操控的方向，以及
-使用第二横摆率控制器通过控制操作进行干预108，该控制操作设计为使得本车辆在检测到的避险操控的方向上的轨迹的曲率半径减小。
如图2所示，方法100可进一步包括：
-使用第二横摆率控制器通过取消第一横摆率控制器的控制进行干预109。
如图2所示，方法100可进一步包括：
-使用第二横摆率控制器干预110第一横摆率控制器的控制，以允许本车辆比第一横摆率控制器普通允许更高程度的过度转向。

Claims (11)

1.一种驾驶员辅助装置(1)，其构造为在潜在的危险行驶状况下辅助具有所述驾驶员辅助装置(1)的车辆(5)的驾驶员(3)，所述驾驶员辅助装置(1)包括：
-第一横摆率控制器(7)，构造为通过将预期横摆率与实际横摆率相比较并且响应于该比较而选择性地施加本车辆(5)的各个车轮的制动以控制本车辆(5)的横摆率，
-危险估算单元(9)，构造为检测本车辆(5)行驶环境中的障碍物(11)，并且估算本车辆(5)和检测到的障碍物(11)之间的事故风险，以及
-驾驶员意图估算单元(13)，构造为检测驾驶员(3)启动的避险操控的发生，
其中，所述驾驶员辅助装置(1)进一步包括第二横摆率控制器(15)，所述第二横摆率控制器构造为在下述情况下干预第一横摆率控制器(7)的控制：
-估算的事故风险高于阈值，以及
-检测到驾驶员(3)启动的避险操控的发生。
2.根据权利要求1所述的装置(1)，其中，所述第二横摆率控制器(15)构造为通过选择性施加本车辆(5)各个车轮(17.1，17.2)的制动和本车辆(5)转向轮(17.1)的主动转向中的至少之一进行干预。
3.根据权利要求2所述的装置(1)，其中，所述驾驶员意图估算单元(13)还构造为检测检测到的避险操控的方向，并且其中，第二横摆率控制器(15)构造为通过一控制操作进行干预，所述控制操作设计为使得本车辆在检测到的避险操控的方向上的轨迹的曲率半径减小。
4.根据前述任一项权利要求所述的装置(1)，其中，所述第二横摆率控制器(15)构造为通过取消第一横摆率控制器(7)的控制进行干预。
5.根据前述任一项权利要求所述的装置(1)，其中，所述第二横摆率控制器(15)构造为干预第一横摆率控制器(7)的控制以允许本车辆(5)比第一横摆率控制器(7)普通允许程度更高程度的过度转向。
6.一种车辆，其包括根据权利要求1-5任一项所述的装置(1)。
7.一种在潜在危险行驶状况下辅助车辆(5)驾驶员(3)的方法(100)，其使用包含第一横摆率控制器(7)、危险估算单元(9)和驾驶员意图估算单元(13)以及第二横摆率控制器(15)的装置(1)，所述方法(100)包括：
-使用第一横摆率控制器(7)，通过将预期横摆率与实际横摆率相比较并响应于该比较而选择性地施加本车辆(5)各个车轮的制动以控制(101)本车辆(5)的横摆率，以及
-检测(102)本车辆(5)行驶环境中的障碍物(11)，以及
-使用危险估算单元(9)估算(103)本车辆(5)和检测到的障碍物(11)之间的事故风险，以及
-使用驾驶员意愿估算单元(13)检测(104)驾驶员(3)启动的避险操控的发生，
并且其中，所述方法(100)进一步包括：
-在下述情况下使用第二横摆率控制器(15)干预(105)第一横摆率控制器(7)的控制：
-估算的事故风险高于阈值，以及
-检测到驾驶员(3)启动的避险操控的发生。
8.根据权利要求7所述的方法(100)，其中，所述方法(100)进一步包括：
-使用第二横摆控制器(15)通过选择性施加本车辆(5)各个车轮(17.1，17.2)的制动和本车辆(5)转向轮(17.1)的主动转向中的至少之一进行干预(106)。
9.根据权利要求8所述的方法(100)，其中，所述方法(100)进一步包括：
-使用驾驶员意图估算单元(13)检测(107)检测到的避险操控的方向，以及
-使用第二横摆率控制器(15)通过一控制操作进行干预(108)，所述控制操作设计为使得本车辆在检测到的避险操控的方向上的轨迹的曲率半径减小。
10.根据权利要求7-9任一项所述的方法(100)，其中，所述方法(100)进一步包括：
-使用第二横摆率控制器(15)通过取消第一横摆率控制器(7)的控制进行干预(109)。
11.根据权利要求7-10任一项所述的方法(100)，其中，所述方法(100)进一步包括：
-使用第二横摆率控制器(15)干预(110)第一横摆率控制器(7)的控制，以允许本车辆(5)比第一横摆率控制器(7)普通允许程度更高程度的过度转向。
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