CN101048303B - 避免碰撞的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种避免汽车与物体发生碰撞或减小碰撞后果的装置，其中借助物体探测传感装置测定物体相对于自己汽车的位置和速度，并根据这些数值确定是否会发生碰撞，在判定要发生碰撞的情况下，启动紧急制动，其中，评估司机动作，并可根据司机动作改变紧急制动的自动启动时刻。

Description

避免碰撞的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种避免汽车与物体碰撞或减少碰撞后果的装置，其中，借助一个物体探测传感装置测定物体相对于自己的汽车的位置和速度，并根据这些数值确定是否会发生碰撞，在识别出要发生碰撞的情况下，启动紧急制动，其中，评估司机动作，并根据司机动作可改变紧急制动的自动启动时刻。
背景技术
DE 103 49 211公开了汽车用的一种制动帮手，这种制动帮手包括一个控制制动力用的控制装置、一个制动力敏感元件和一个用于判定司机紧急制动需要并准备实施紧急制动的评估装置，其中该评估装置接收并分析环境传感装置的信号。
发明内容
本发明的目的是提出一种可用一个物体探测传感装置判定是否会与物体发生碰撞并在要发生碰撞的情况下启动和实施自动启动的紧急制动的系统，其中紧急制动的启动时刻可根据判定的司机类型进行改变。这样使紧急制动功能的启动与目前的汽车驾驶员的驾驶能力相适应，所以与一个从容的、常常需要较长反应时间的司机比较，一个敏捷的司机通常还能在较迟的时刻通过其积极的驾驶动作避免碰撞。根据本发明，这是通过按照本发明的避免碰撞的装置和方法来解决的。
本发明提供一种避免汽车与物体碰撞或减少碰撞后果的装置，其中，借助物体探测传感装置测定物体相对于自己的汽车的位置和速度，并根据这些数值确定是否会发生碰撞，在判定要发生碰撞的情况下，启动紧急制动，其特征为，评估司机动作并可根据司机动作改变紧急制动的自动启动时刻，通过评估司机动作对当前的司机确定一种司机类型，并根据该司机类型进行紧急制动的自动启动时刻的改变，可为多个司机存储代表司机动作的值，并可将这些值借助座椅调节的记忆功能或借助指纹识别对应当前的司机。
本发明还提供一种避免汽车与物体碰撞或减小碰撞后果的方法，其中，借助物体探测传感装置测定物体相对于自己汽车的位置和速度，并根据这些数值确定是否会发生碰撞，在判定要发生碰撞的情况下，启动紧急制动，其特征为，评估司机动作并可根据司机动作改变紧急制动的自动启动时刻，通过评估司机动作对当前的司机确定一种司机类型，并根据该司机类型进行紧急制动的自动启动时刻的改变，可为多个司机存储代表司机动作的值，并可将这些值借助座椅调节的记忆功能或借助指纹识别对应当前的司机
本发明还给出了有利的改进方案和设计方案。
有利的是通过评估司机动作将当前的司机对应一种司机类型，并根据司机类型进行紧急制动的自动启动时刻的改变。在判定为敏捷的或生气勃勃的司机类型的情况下，紧急制动的启动时刻被推迟；而在判定为从容的司机类型的情况下，则紧急制动的启动时刻被提前。
此外有利的是，司机动作可用至少一个可由司机操作的操作机构来评估。
特别有利的是，上述的至少一个可由司机操作的操作机构可以是加速踏板、制动踏板、自动变速器的脚启动器(Kickdown)识别装置，该识别装置例如作为加速踏板的角度传感器构成，并识别加速踏板何时几乎完全被踩到底，也可以是变速挡位选择器、转向角传感器、信号喇叭按钮、远灯按钮或由此产生的组合。
有利的是，司机动作可用至少一个行驶动力传感器来评估。
尤为有利的是，上述的至少一个行驶动力传感器是一个纵向加速度传感器、一个横向加速度传感器、一个防抱死装置、一个行驶动力学调节器、一个防打滑调节器或一个由此产生的组合。
有利的是，代表司机动作的值在每次打开或关闭驾驶员车门时或在每次重新启动发动机时进行复位。
有利的是，为多个司机存储这些代表他们动作的值，其中这些值借助座椅调节的记忆功能或借助指纹识别可对应于当前的司机。
此外有利的是，在紧急制动的自动启动之前，发出一个光学的和/或声学的和/或触觉的和/或动觉的警告。
以一个控制元件的形式实现本发明的方法是尤为重要的，该控制元件用于汽车的一个自适应距离或速度调节的控制器。其中在该控制元件存储一个程序，该程序可在计算机、尤指微处理器或信号处理器上运行并适用于实施本发明的方法。亦即在这种情况中，本发明通过一个存储在该控制元件上的程序来实现，所以这个配置该程序的控制元件按相同的方式表示本发明，正如该程序适用于实施该方法那样。作为控制元件尤其可用一个电存储介质例如一个只读存储器。
本发明的其他特征、应用可能性和优点可从附图所示实施例的下列说明中得知。其中，全部所描述或图示表征的特征本身或它们的任意组合都构成本发明的主题，而不取决于这些特征在权利要求中的结合或其引用关系以及与在说明书中的措词或在附图中的图示内容。
附图说明
下面结合附图来详细说明本发明，附图表示：
图1本发明装置的一种实施例的示意方框图；
图2本发明方法的一种实施例的流程图。
具体实施方式
图1表示一个紧急制动控制器1，该控制器具有一个输入电路2，输入信号可用该输入电路输入紧急制动控制器1。作为输入信号例如用司机可操作的操作机构的信号以及行驶动力学传感器和行驶动力学系统的信号。为此，例如设置一个物体探测传感装置3，该传感装置可监测汽车前面区域内可能存在的物体并测定该物体相对于自己汽车的位置和速度。这个物体探测传感装置例如可设计成雷达传感器或激光传感器，这种传感器发射电磁波并接收和分析物体反射的信号。
此外，在输入电路2中输入代表汽车速度的速度传感器4的一个信号。借助这个速度信号可把物体探测传感器3测定的相对值换算成该物体的绝对值。此外，横向加速度传感器5的信号aQ作为输入信号输入输入电路2中。同样地，纵向加速度传感器6的信号aL也被测定并输入输入电路2。借助这两个加速度传感器5、6可测定由于司机预置值导致汽车经受多大的纵向和横向加速。
此外，转向角度传感器7和信号
Figure G200580037262401D00031
输入输入电路2中，借助这个传感器可判定汽车的转向轮旋转了多大的角度。借助这个信号一方面可确定汽车的转弯程度，另一方面，通过这个信号对时间的微分，可确定值该值代表转向角速度并表示司机操作转向轮的速度。
其次，来自加速踏板8的一个角度传感器的信号αFP输入输入电路2中。同样地，一个制动踏板角度传感器9的一个信号αBP也输入输入电路2中。借助信号αFP和αBP可确定司机踩加速踏板或制动踏板的程度，并通过这些信号对时间微分，可确定司机采取这些行动的速度。此外，可测定司机在汽车的加速度(a＞0)和减速(a＜0)之间变换的频率和速度，这对确定司机类型特别富有启发性。
还有，信号喇叭按钮10的信号输入输入电路2中，该按钮向紧急制动控制器1发出信号，表示司机操作汽车喇叭的频率。远光按钮11的信号也输入输入电路2中。大多数汽车都配有一根杆来进行近光和远光之间的转换，该杆可调到一个卡入位置(远光开关)和一个不卡入的位置(远光按钮)。不卡入的位置在这里叫做远光按钮，被经常使用，以便发出短的远光信号，这种信号也叫做光信号喇叭。借助这个远光按钮11可测定司机操作汽车光信号喇叭的频率，这个光信号喇叭也被用来测定司机类型。
此外，设置了一个防抱死装置12，当汽车轮子之一被抱死时，该装置放出一个信号，并通过该装置防止长时间抱死。其次，还设置了一个行驶动力学调节装置13，该装置探测关键的行驶动力学状况并可能有意制动或加速单个车轮，以使汽车保持一个稳定的行驶轨迹。在进行行驶动力学动作时，这个行驶动力学调节装置13发出一个信号，该信号也被输入该输入电路2中。
还设置了一个防打滑调节装置14，该装置在汽车加速时防止单个或多个车轮空转并这样制动空转的车轮，使这些车轮的空转被阻止。在这个防打滑调节装置14发生作用时，同样产生一个输出信号。这些由防抱死装置12或行驶动力调节装置13或防打滑调节装置14发生的输出信号同样被输入该输入电路2中并向紧急制动控制器1发生信号，表示该汽车何时和多频繁地在物理极限范围内被开动。
与较从容的、因而较缓慢的并以较稳定的行驶状态开车的司机比较，活跃的司机用其汽车进行大的加速、急剧减速以及大的横向加速时更经常可达到汽车的物理极限范围。此外设置了一个装置27来测定司机操作变速器挡位选择机构27的频率。所以在手动变速器的情况下可探测换挡频率，而在自动变速器的情况下则可判定司机手动进行变速器挡位选择的频率，从而同样可以推断司机的驾驶风格。
给定司机何时手动进行变速器挡位选择的信号同样被输入该输入电路2中。这些输入输入电路2的输入信号在紧急制动控制器1内被输入一个数据交换装置15中，该数据交换装置将这些输入信号继续传送到一个计算装置16。这些输入信号在这个计算装置16中进行分析并例如借助静态频率分布存储司机在汽车物理极限范围内运动的频率、踩油门的频率和强度以及司机制动汽车的频率和程度，他在加速和减速之间交替的频率，在自动变速器时，他操作脚启动器的频率和他在行驶中借助光信号喇叭或信号喇叭提醒别个注意自己的频率以及他通过转向动作预先确定汽车的横向加速程度。对这些数值的一部分来说，通过这些数值对时间的微分除了可测定司机这些动作的频率外，也可测定汽车这些动作的强度，亦即例如不只是分析转向运动的频率，而是也分析转向角速度或加速踏板操作速度或制动踏板操作速度。
在计算装置16中，从探测到的物体的位置和速度中确定自己的汽车是否会与该物体发生碰撞和司机是否还可从物理学方面通过转向、制动或加速来避免碰撞。如果判定碰撞是不可避免的，或马上会面临不可避免的碰撞，则计算装置16通过数据交换装置15向输出电路17发出一个紧急制动启动信号。输出电路17把这个紧急制动启动信号传送到减速装置18，该减速装置以尽可能迅猛的减速使汽车免遭碰撞或至少减少碰撞的强度。
此外，计算装置16从上述装置5至14和27的输入数值中确定目前这个汽车驾驶员属于哪种司机类型并可相应地这样改变紧急制动的启动时刻，即：对一个敏捷的司机来说，他总是生气勃勃地开动他的汽车，紧急制动的启动较迟一些，因此与一个从容的和较少活力的司机类型比较、该司机常常还能阻止碰撞。
可输入紧急制动控制装置1中的还有当发动机重新启动时，例如显示或发出信号显示打开和关闭司机车门的输入数值。此外，由于每个汽车驾驶员的这种司机类型的判定是不同的，且更换驾驶员的识别对确定自动启动紧急制动的启动时刻测定是必要的，所以如果司机车门被打开或关闭或如果汽车的发动机被重新启动时，迄今为止存储的有关司机类型的值被恢复到起始值。
对于具有电动坐椅调节装置的汽车来说，在该调节装置中可存储不同司机的座位位置，所以可借助当前选用的存储座位状态重新调用先前存储的司机类型值并继续用于司机类型的分类。对具有编码的汽车钥匙的汽车来说，同样可根据当时使用的汽车钥匙识别出哪个司机驾驶该汽车。
目前可购买的配有指纹读出装置的汽车可借助指纹读出装置存储特定司机的设定值并可重新调用。借助这类指纹读出装置还可重新调用一个以前已分类的司机的司机类型值，该司机借助他的指纹可被重新识别出。根据另一设计方案，同样可在自动启动的紧急制动通过计算装置16启动之前发出一个警示信号，该信号借助数据交换装置15传送到输出电路17，该电路把这个信号传送到一个报警装置19，这个报警装置19例如以声学、光学和/或动觉的方式提醒该司机即将发生紧急制动的自动启动。
图2表示本发明方法的另一设计方案。按这种方法，代表司机动作的值被输入步骤20中。这些值典型地来自装置5至14和27并按其频率或程度在步骤21中进行统计分析，然后借助统计分析的结果即可在步骤22中确定司机类型。这种司机类型确定出是一个敏捷的司机，还是一个审慎的和较从容的司机，前者生气勃勃地开动汽车并经常达到汽车的物理极限范围，而后者例如由于较长的反应时间而较少生气勃勃地和只很少地或者根本没有在物理极限范围内开动汽车。
描述已测出的物体的位置以及速度和可能方向的物体数据以及描述自己的汽车的例如速度的数据被输入步骤23中。在步骤24内，从这些物体数据和描述自己的汽车运动的数据中计算是否将发生碰撞。如果在步骤24中判定要发生碰撞，则在步骤25中转向“是”；如果在步骤24中判定不会发生碰撞，则在步骤25中转向“不”，并通过输入代表司机动作的值以及输入描述物体数据和自己汽车运动的数据继续进行下一个计算循环。如果由于已判定要产生碰撞而在步骤25中转向“是”，则在步骤26中，在考虑步骤22测定的司机类型的情况下算出自动紧急制动功能的启动时刻。然后在步骤28中，在步骤26已算出的时刻启动紧急制动，并尽可能避免碰撞，至少减少碰撞动能和由此减少碰撞后果。

Claims (7)

1.避免汽车与物体碰撞或减少碰撞后果的装置，其中，借助物体探测传感装置(3)测定物体相对于自己的汽车的位置和速度，并根据这些数值确定是否会发生碰撞和在判定要发生碰撞的情况下，启动紧急制动(26)，评估司机动作(21)并通过评估司机动作对当前的司机确定一种司机类型(22)，并根据该司机类型进行紧急制动的自动启动时刻的改变，其特征为，为了确定司机类型，测定司机踩加速踏板(8)或制动踏板(9)的程度，并通过这些信号(αFP，αBP)对时间微分，确定司机采取这些行动的速度以及测定司机在汽车的加速度(a＞0)和减速度(a＜0)之间变换的频率和速度。
2.按权利要求1的装置，其特征为，司机动作可借助至少一个行驶动力学传感器(4、5、6、12、13、14)来评估。
3.按权利要求2的装置，其特征为，所述至少一个行驶动力学传感器是：
-纵向加速度传感器(6)，
-横向加速度传感器(5)，
-防抱死装置(12)，
-行驶动力学调节器(13)，
-防打滑调节器(14)，或
-由此产生的组合。
4.按前述权利要求1至3任一项的装置，其特征为，在每次打开和关闭司机车门时或在每次重新启动发动机时，代表司机动作的值被复位。
5.按前述权利要求1至3任一项的装置，其特征为，可为多个司机存储代表司机动作的值，并可将这些值借助座椅调节的记忆功能或借助指纹识别对应当前的司机。
6.按前述权利要求1至3任一项的装置，其特征为，在紧急制动的自动启动之前，发出光学的和/或声学的警告(19)。
7.避免汽车与物体碰撞或减小碰撞后果的方法，其中，借助物体探测传感装置(3)测定物体相对于自己汽车的位置和速度，并根据这些数值确定是否会发生碰撞，在判定要发生碰撞的情况下，启动紧急制动(26)，其中评估司机动作(21)，通过评估司机动作对当前的司机确定一种司机类型(22)，并根据该司机类型进行紧急制动的自动启动时刻的改变，其特征为，为了确定司机类型，测定司机踩加速踏板(8)或制动踏板(9)的程度，并通过这些信号(αFP，αBP)对时间微分，确定司机采取这些行动的速度以及测定司机在汽车的加速度(a＞0)和减速度(a＜0)之间变换的频率和速度。
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