專(zhuān)利名稱(chēng)：用于在自動(dòng)化車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)輛所需要的駕駛員的動(dòng)作。自動(dòng)化車(chē)道對(duì)中方法、特征和應(yīng)用程序例如可以在車(chē)輛處于運(yùn)動(dòng)的同時(shí)由駕駛員激活并可將車(chē)輛位置維持在車(chē)道的中心。自適應(yīng)車(chē)道對(duì)中系統(tǒng)可相對(duì)于車(chē)輛正在其上行駛的道路上的車(chē)道維持恒定的車(chē)道偏差或者車(chē)輛位置。自適應(yīng)車(chē)道對(duì)中系統(tǒng)通過(guò)以減少的駕駛員輸入來(lái)維持車(chē)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(chē)輛車(chē)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(chē)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(chē)輛車(chē)道對(duì)中系統(tǒng)時(shí)，該系統(tǒng)將對(duì)該車(chē)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(chē)輛轉(zhuǎn)向超馳條件。 許多車(chē)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(chē)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(chē)輛的控制，并且車(chē)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(chē)輛的一個(gè)或多個(gè)車(chē)輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果。可以計(jì)算一個(gè)或多個(gè)預(yù)期車(chē)輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果，每個(gè)計(jì)算的預(yù)期車(chē)輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果對(duì)應(yīng)于測(cè)量的車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果可包括車(chē)輛轉(zhuǎn)向角測(cè)量結(jié)果、車(chē)輛轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩測(cè)量結(jié)果、或其它車(chē)輛動(dòng)態(tài)測(cè)量結(jié)果。自動(dòng)車(chē)輛控制系統(tǒng)可包括自動(dòng)化車(chē)道對(duì)中系統(tǒng)、車(chē)道改變系統(tǒng)、車(chē)道保持輔助或其它自主車(chē)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(chē)輛的一個(gè)或多個(gè)車(chē)輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果；計(jì)算一個(gè)或多個(gè)預(yù)期車(chē)輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果，每個(gè)計(jì)算的預(yù)期車(chē)輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果對(duì)應(yīng)于所述測(cè)量的車(chē)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(chē)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(chē)輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果之間的差；測(cè)量所述車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果包括車(chē)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(chē)輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果包括車(chē)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(chē)輛控制系統(tǒng)包括自動(dòng)化車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)輛的一個(gè)或多個(gè)車(chē)輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果；計(jì)算一個(gè)或多個(gè)預(yù)期車(chē)輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果，每個(gè)計(jì)算的預(yù)期車(chē)輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果對(duì)應(yīng)于所述測(cè)量的車(chē)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(chē)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(chē)輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果之間的差；測(cè)量所述車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括自動(dòng)化車(chē)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(chē)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(chē)輛中，使用與所述車(chē)輛關(guān)聯(lián)的多個(gè)傳感器估計(jì)多個(gè)車(chē)輛轉(zhuǎn)向條件；使用所述多個(gè)傳感器估計(jì)所述車(chē)輛的速度；和 如果估計(jì)的車(chē)輛轉(zhuǎn)向條件和估計(jì)的速度指示所述車(chē)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(chē)輛轉(zhuǎn)向條件包括車(chē)輛轉(zhuǎn)向角條件和車(chē)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(chē)輛轉(zhuǎn)向控制條件確定一個(gè)或多個(gè)預(yù)期車(chē)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(chē)輛轉(zhuǎn)向條件和估計(jì)的速度指示所述車(chē)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(chē)輛轉(zhuǎn)向條件和一個(gè)或多個(gè)預(yù)期車(chē)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(shū)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(chē)輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向超馳檢測(cè)系統(tǒng)的車(chē)輛的示意圖；圖2是對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的車(chē)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(chē)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(chē)輛的車(chē)道對(duì)中車(chē)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(chē)輛速度依賴(lài)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(chē)輛速度依賴(lài)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(lèi)似的元件。
具體實(shí)施方式
在下面的具體描述中，公開(kāi)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(méi)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(jiàn)，在整篇說(shuō)明書(shū)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(lèi)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(lèi)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(chē)道對(duì)中，自適應(yīng)車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)輛并入駕駛員的車(chē)道、車(chē)輛前方有障礙物、車(chē)輛距離護(hù)欄太近、駕駛員切換車(chē)道、或在其它情況時(shí)可能要重新獲得對(duì)車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)輪來(lái)使車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)輛可配備有自適應(yīng)或自動(dòng)車(chē)道對(duì)中特征或應(yīng)用程序。自適應(yīng)車(chē)道對(duì)中特征可相對(duì)于車(chē)輛在其上行駛的道路上的車(chē)道維持恒定的車(chē)道偏差或車(chē)輛位置。計(jì)算機(jī)視覺(jué)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(lèi)型的傳感器可測(cè)量數(shù)據(jù)，以允許自適應(yīng)車(chē)道對(duì)中特征確定車(chē)道偏差和車(chē)輛相對(duì)于道路特征的相對(duì)位置，道路特征例如是車(chē)道標(biāo)記、路肩、路中隔離帶、道路邊緣和其它物體或特征。車(chē)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(chē)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(chē)道對(duì)中特征可基于所確定的車(chē)輛相對(duì)位置來(lái)控制車(chē)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(chē)輛車(chē)道偏差或在車(chē)道內(nèi)的位置。在一些實(shí)施例中，自適應(yīng)車(chē)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(chē)輛的轉(zhuǎn)向角和/或轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩從而控制車(chē)輛行進(jìn)的方向。在一些實(shí)施例中，自適應(yīng)車(chē)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(chē)輛可配備有自動(dòng)化車(chē)道保持輔助應(yīng)用程序或特征。 車(chē)道保持輔助應(yīng)用程序可自動(dòng)地控制車(chē)輛轉(zhuǎn)向以確保車(chē)輛停留在道路上的預(yù)定車(chē)道或路徑內(nèi)。在一些實(shí)施例中，車(chē)道保持輔助應(yīng)用程序可不控制車(chē)輛轉(zhuǎn)向，除非車(chē)輛開(kāi)始移出車(chē)道，此時(shí)車(chē)道保持輔助系統(tǒng)可自動(dòng)地控制轉(zhuǎn)向以將車(chē)輛維持在車(chē)道內(nèi)。車(chē)道保持輔助特征可按下面方式工作確定車(chē)輛相對(duì)于道路特征(例如，車(chē)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(chē)輛維持在車(chē)道內(nèi)。車(chē)輛相對(duì)于道路特征的相對(duì)位置可基于車(chē)輛的GPS位置數(shù)據(jù)、車(chē)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(chē)道保持輔助特征可基于所確定的車(chē)輛的相對(duì)位置來(lái)控制車(chē)輛轉(zhuǎn)向以將車(chē)輛維持在車(chē)道內(nèi)。車(chē)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(chē)輛的轉(zhuǎn)向角和/或轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩從而控制車(chē)輛的方向。在一些實(shí)施例中， 車(chē)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(chē)輛相關(guān)聯(lián)的傳感器來(lái)測(cè)量、估算或估計(jì)車(chē)輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果或車(chē)輛轉(zhuǎn)向條件，例如車(chē)輛的轉(zhuǎn)向角和轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩?？梢栽谲?chē)輛運(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(chē)輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果或車(chē)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(chē)輛運(yùn)動(dòng)的同時(shí)連續(xù)地測(cè)量車(chē)輛的轉(zhuǎn)向角條件和轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩條件。其它車(chē)輛動(dòng)態(tài)信息，例如速度、加速度、駛向、偏航率、車(chē)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(chē)輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向超馳檢測(cè)系統(tǒng)可基于測(cè)量的車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向超馳檢測(cè)系統(tǒng)可在車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)速的降低而提高。當(dāng)前閾值轉(zhuǎn)向角值根據(jù)車(chē)速的變化或調(diào)節(jié)可被限制在當(dāng)當(dāng)前車(chē)速處于預(yù)定速度范圍內(nèi)的情況下。例如，當(dāng)當(dāng)前車(chē)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(lèi)似地，當(dāng)當(dāng)前車(chē)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(chē)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(chē)速的運(yùn)行依賴(lài)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(lài)于道路條件、道路曲率、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)動(dòng)態(tài)、車(chē)輛加速度、車(chē)輛類(lèi)型和/或其它因素，或者基于這些而變化。其它的或不同的車(chē)輛轉(zhuǎn)向或車(chē)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(chē)輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向超馳檢測(cè)系統(tǒng)的車(chē)輛的示意圖。 車(chē)輛10 (例如轎車(chē)、卡車(chē)、或其它車(chē)輛)可包括車(chē)輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向超馳檢測(cè)系統(tǒng)100。車(chē)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(chē)輛控制系統(tǒng)、自主行駛應(yīng)用程序或車(chē)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(chē)輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)90例如可以是自適應(yīng)車(chē)道對(duì)中、低速車(chē)道對(duì)中、車(chē)道保持輔助或其它應(yīng)用程序。一個(gè)或多個(gè)車(chē)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(chē)輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)90可以是與系統(tǒng)100分開(kāi)的。 車(chē)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(chē)輛的轉(zhuǎn)向并減少駕駛員(例如， 車(chē)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(chē)輛10。計(jì)算機(jī)視覺(jué)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(chē)輛相對(duì)于道路特征，例如車(chē)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(chē)道偏差、駛向角、車(chē)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(chē)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(chē)輛相對(duì)于道路特征的相對(duì)位置來(lái)維持或控制車(chē)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(chē)輛10可包括一個(gè)或多個(gè)裝置或傳感器以測(cè)量車(chē)輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果、車(chē)輛轉(zhuǎn)向條件、車(chē)輛轉(zhuǎn)向參數(shù)、車(chē)輛動(dòng)態(tài)特性、駕駛員輸入、或其它車(chē)輛相關(guān)的條件或測(cè)量結(jié)果。車(chē)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(chē)橋、和/或轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的其它部件。車(chē)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(chē)輛動(dòng)態(tài)測(cè)量裝置可測(cè)量車(chē)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(chē)輛10的其它車(chē)輛動(dòng)態(tài)特征。測(cè)量的車(chē)輛動(dòng)態(tài)特性、車(chē)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(chē)輛動(dòng)態(tài)特性、車(chē)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(chē)位推算法的車(chē)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(chē)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(chē)60中的車(chē)輛儀表板上的計(jì)算裝置。在另外的實(shí)施例中，車(chē)輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向超馳檢測(cè)系統(tǒng)100可被定位在車(chē)輛的其它部分中，可被定位在車(chē)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(huà)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(lèi)型中的子組(例如一種類(lèi)型)。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的車(chē)輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的示意描述。車(chē)輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)90可安裝在車(chē)輛中(例如轎車(chē)、汽車(chē)、卡車(chē)、或其它車(chē)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(chē)輛輪胎或車(chē)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(chē)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(chē)橋或以其它方式關(guān)聯(lián)到車(chē)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(chē)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(pán)、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?，例如圖形處理芯片。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(pán)驅(qū)動(dòng)器、軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、光盤(pán)(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(chē)輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)90 (例如，自適應(yīng)車(chē)道對(duì)中、自動(dòng)化車(chē)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(chē)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(chē)輛自動(dòng)化控制系統(tǒng)輸出給車(chē)輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、與車(chē)輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的馬達(dá)、或車(chē)輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的其它部件以改變車(chē)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(chē)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(chē)輛的轉(zhuǎn)矩。駕駛員輔助轉(zhuǎn)矩在車(chē)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(chē)輛10。疊加轉(zhuǎn)矩可以是由車(chē)輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)90施加的用于致動(dòng)車(chē)輛轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)矩。
自動(dòng)化轉(zhuǎn)向控制可在 估計(jì)車(chē)輛轉(zhuǎn)向條件和估計(jì)速度指示車(chē)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(chē)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(chē)輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果，每個(gè)預(yù)期車(chē)輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果對(duì)應(yīng)于測(cè)量的車(chē)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(chē)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(chē)輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果和與其對(duì)應(yīng)的測(cè)量的車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)輛的駕駛員或操作者沒(méi)有嘗試超馳自動(dòng)化轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)時(shí)被施加到車(chē)輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)或車(chē)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(chē)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(chē)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(xún)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(xún)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(chē)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(chē)輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩&_。施加到車(chē)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(chē)輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)或裝置的車(chē)橋或其它部分。施加到車(chē)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(chē)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(chē)速并基于在車(chē)輛10制造過(guò)程中或之前確定的并且可能基于車(chē)輛測(cè)試、人為因素研究或其它因素的車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)或車(chē)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(xún)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(chē)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(chē)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(chē)輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)或裝置的車(chē)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(chē)輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向角輸入和由車(chē)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(chē)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(chē)輛的車(chē)速213確定。另外，例如，當(dāng)前閾值轉(zhuǎn)向角4 ^可根據(jù)在車(chē)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(chē)輛檢測(cè)、人為因素研究或其它因素。
例如，車(chē)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(chēng)之為T(mén)mpEPS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(chē)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(chē)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(méi)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(méi)有駕駛員輸入或來(lái)自車(chē)輛自動(dòng)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)90的輸入的情況下施加到車(chē)輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩。自對(duì)準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩可以是車(chē)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(lài)于在車(chē)輛和/或車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)輛的車(chē)道對(duì)中車(chē)輛動(dòng)態(tài)模型的示意圖。車(chē)輛10 (由位于從車(chē)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(chē)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(chē)道行進(jìn)，該車(chē)道的車(chē)道中心12具有曲率/J。車(chē)輛10與車(chē)道中心12的偏差為側(cè)向偏差.Γ。方位角描述車(chē)道中心12與縱向方向X之間的角度。車(chē)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(chē)輛10繼續(xù)維持相對(duì)于車(chē)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(chē)輛為中心的坐標(biāo)的車(chē)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(chē)輛的一個(gè)或多個(gè)車(chē)輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果； 計(jì)算一個(gè)或多個(gè)預(yù)期車(chē)輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果，每個(gè)計(jì)算的預(yù)期車(chē)輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果對(duì)應(yīng)于所述測(cè)量的車(chē)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(chē)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(chē)輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果之間的差； 測(cè)量所述車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果包括車(chē)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(chē)輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果包括車(chē)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(chē)輛控制系統(tǒng)包括自動(dòng)化車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)輛的一個(gè)或多個(gè)車(chē)輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果； 計(jì)算一個(gè)或多個(gè)預(yù)期車(chē)輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果，每個(gè)計(jì)算的預(yù)期車(chē)輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果對(duì)應(yīng)于所述測(cè)量的車(chē)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(chē)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(chē)輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果之間的差； 測(cè)量所述車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)輛中，使用與所述車(chē)輛關(guān)聯(lián)的多個(gè)傳感器估計(jì)多個(gè)車(chē)輛轉(zhuǎn)向條件； 使用所述多個(gè)傳感器估計(jì)所述車(chē)輛的速度；和 如果估計(jì)的車(chē)輛轉(zhuǎn)向條件和估計(jì)的速度指示所述車(chē)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(chē)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。可測(cè)量車(chē)輛的一個(gè)或多個(gè)車(chē)輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果。可計(jì)算一個(gè)或多個(gè)預(yù)期車(chē)輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果，每個(gè)計(jì)算的預(yù)期車(chē)輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果對(duì)應(yīng)于所述測(cè)量的車(chē)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(chē)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(chē)輛轉(zhuǎn)向測(cè)量結(jié)果之間的差?？蓽y(cè)量所述車(chē)輛的速度?？苫谒鰷y(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(chē)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(chē)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(chē)輛控制系統(tǒng)進(jìn)行去激活。
文檔編號(hào)B60W30/12GK102975716SQ201210317400
公開(kāi)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
發(fā)明者J-W.李, B.B.里特考希 申請(qǐng)人:通用汽車(chē)環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司