CN104228817A - 用于确定驾驶员的短期驾驶倾向的装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种用于确定驾驶员的短期驾驶倾向的装置及方法，可以包括：数据检测器，所述数据检测器配置成检测车辆的加速度、车辆速度和车辆间距离；以及控制器，所述控制器配置成根据车辆速度和车辆间距离计算相对于在前车辆的相对速度，通过设定对应于车辆的加速度和相对于在前车辆的相对速度中的每个的从属函数来提取分别用于车辆速度和车辆间距离的模糊结果值，并且使用模糊结果值确定驾驶员的短期驾驶倾向。

Description

用于确定驾驶员的短期驾驶倾向的装置及方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年6月12日提交的韩国专利申请第10-2013-0067380号的优先权，该申请的全部内容结合于此，以用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及一种用于确定驾驶员的短期驾驶倾向的装置及方法，更具体地，本发明涉及一种用于根据车辆的加速度和相对于前面车辆的驾驶员的车辆的相对速度确定驾驶员的短期驾驶倾向的装置及方法。

背景技术

关于车辆行驶性能的顾客的满意度取决于车辆怎样行驶和车辆与驾驶员的驾驶倾向有多一致。然而，当顾客的倾向改变时，车辆的性能特性设定到相同的车辆型号的一个性能特性。因此，车辆的反应可能与顾客的倾向不一致。

因此，顾客频繁对车辆的行驶性能产生抱怨。即，当识别到顾客的驾驶倾向并且控制换档使得车辆适当响应于顾客的驾驶倾向时，关于行驶性能的顾客的满意度可以最大化。

因此，已经开发了一种在短时间内学习顾客的驾驶倾向并根据学习的驾驶倾向控制换档的方法。根据学习的驾驶倾向控制换档的方法在假设驾驶员的驾驶倾向统一的情况下进行。然而，由于驾驶员的倾向不总是统一并且可以根据改变（比如，驾驶员的情绪，驾驶意图的突然改变，道路状况等）而改变，所以在特定环境下，在学习的驾驶倾向和驾驶员的实际倾向之间存在较大差别。因此，在根据学习的驾驶倾向控制换档的情况下，驾驶员的实际驾驶意愿可能不反映在换档上并且驾驶员可能对驾驶性能不满意。

在现有技术中主要使用作为用于确定驾驶员的加速意图的主要参数的加速器踏板打开程度（APS）和加速器踏板打开程度的改变率（ΔAPS）。然而，即使操纵加速器踏板的条件是用于确定驾驶员的加速意图的重要参考，但是表示驾驶员的总体驾驶意图是存在局限的。即，为了在驾驶车辆的条件下而不是在使车辆加速的条件下识别驾驶倾向，需要更合理的确定参考而不是APS。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明致力于提供一种用于确定驾驶员的短期驾驶倾向的装置及方法，其可以通过精确确定对于短时间（例如，当车辆当前行驶时或在车辆当前行驶时的预先确定的时间期间）的驾驶员的短期驾驶倾向来进行定制的换档。

本发明的各个方面提供一种用于确定驾驶员的短期驾驶倾向的装置，包括：数据检测器，所述数据检测器配置成检测车辆的加速度、车辆速度和车辆间距离；控制器，所述控制器配置成根据车辆速度和车辆间距离计算相对于在前车辆的相对速度，通过设定对应于车辆的加速度和相对于在前车辆的相对速度的每个从属函数来提取分别用于车辆速度和车辆间距离的模糊结果值，并且使用模糊结果值确定驾驶员的短期驾驶倾向。

此外，当根据模糊结果值确定车辆加速度等于或低于预先确定的参考加速度并且相对于在前车辆的相对速度等于或高于预先确定的参考速度时，控制器可以确定短期驾驶倾向为第一倾向。当根据模糊结果值确定车辆加速度超过预先确定的参考加速度并且相对于在前车辆的相对速度低于预先确定的参考速度时，控制器可以确定短期驾驶倾向为第二倾向。

另外，当根据模糊结果值确定车辆的加速度等于或低于参考加速度并且相对于在前车辆的相对速度低于预先确定的参考速度时，或者当根据模糊结果值确定车辆的加速度超过参考加速度并且相对于在前车辆的相对速度等于或高于预先确定的参考速度时，控制器可以确定短期驾驶倾向为第三倾向。

控制器可以通过对车辆速度进行求微分来计算车辆的加速度。数据检测器可以包括安装到车辆的车轮的车辆速度传感器，并且可以使用车辆速度传感器来测量车辆速度。此外，数据检测器可以包括能够确定车辆的位置的GPS模块，并且可以使用由GPS模块接收的GPS信号来计算车辆速度。另外，数据检测器可以包括安装到车辆的加速度传感器，并且可以使用加速度传感器测量车辆的加速度。

本发明的各个其他的方面提供一种用于确定驾驶员的短期驾驶倾向的方法，包括：检测车辆的加速度、车辆速度和车辆间距离；根据车辆速度和车辆间距离计算相对于在前车辆的相对速度；设定对应于车辆的加速度和相对于在前车辆的相对速度中的每个的从属函数；提取分别用于车辆速度和车辆间距离的模糊结果值，并且使用模糊结果值确定驾驶员的短期驾驶倾向。

本发明的方法和装置具有其他的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1是根据本发明的用于确定驾驶员的短期驾驶倾向的示例性装置的方框图。

图2是根据本发明的用于确定驾驶员的短期驾驶倾向的示例性方法的流程图。

图3A、图3B和图3C是示出根据本发明的用于确定驾驶员的短期驾驶倾向的从属函数的示例性视图。

具体实施方式

下面将详细说明本发明的各个实施方案，在附图中和以下的描述中示出了这些实施方案的实例。虽然本发明将与示例性实施方案相组合进行描述，但是应当了解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替换、修改、等效形式以及其它实施方案。

图1是根据本发明的各个实施方案的用于确定驾驶员的短期驾驶倾向的装置的方框图。如所示出的，用于确定驾驶员的短期驾驶倾向的装置包括数据检测器10、控制器20、发动机30以及变速器40。

数据检测器10检测驾驶员的短期驾驶倾向和用于确定短期驾驶倾向的数据，并且数据检测器10所测量的数据传输至控制器20。数据检测器10包括加速器踏板位置传感器11、车辆速度传感器12、换档速度传感器13、加速度传感器14、转向角度传感器15、制动器踏板位置传感器16、导航设备17、全球定位系统（GPS）18以及距离传感器19。

加速器踏板位置传感器11测量驾驶员按压加速器踏板的程度。即，加速器踏板位置传感器11测量关于驾驶员加速车辆的意图的数据。车辆速度传感器12测量车辆速度，并且安装至车辆的车轮。在一些情况下，车辆速度可以基于GPS18接收的GPS信号来进行计算。

同时，目标换档速度可以基于加速器踏板位置传感器11的信号和车辆速度传感器12的信号使用换档模式来进行计算，并且控制到目标换档速度的换档。即，在包括多个行星齿轮组和多个摩擦元件的自动变速器的情况下，调整供应至多个摩擦元件或者从多个摩擦元件释放的液压。另外，在双离合器变速器的情况下，施加至多个同步器设备和致动器的电流受到控制。

换档速度传感器13检测当前接合的换档速度。加速度传感器14检测车辆的加速度。除了车辆速度传感器12之外，加速度传感器14安装为直接检测车辆的加速度，或者车辆的加速度可以通过对车辆速度传感器12检测的车辆速度求微分来进行计算。

转向角度传感器15检测车辆的转向角度。即，转向角度传感器15检测车辆意图行驶的方向。制动器踏板位置传感器16检测制动器踏板是否被按压。即，制动器踏板位置传感器16与加速器踏板位置传感器11一起检测驾驶员加速车辆的意图。

导航设备17是向驾驶员通知到目的地的路径的设备。导航设备17包括输入和输出单元、当前位置检测器、存储器、控制单元等，输入和输出单元配置成输入并输出关于路线导引的信息，当前位置检测器配置成检测关于车辆的当前位置的信息，存储器存储计算路线必须的地图数据和导引驾驶员必须的数据，控制单元配置成进行路线搜索或路线导引等。

GPS18接收从GPS卫星传输的电波，并且将关于电波的信号传输至导航设备17。距离传感器19检测驾驶员的车辆与在前车辆或前方车辆之间的距离，或者驾驶员的车辆与在后车辆之间的距离。各种传感器（比如，超声波传感器和红外传感器）可以用作距离传感器19。

控制器20基于数据检测器10检测的数据来确定驾驶员的短期驾驶倾向。为此，控制器20可以实现为包括由预先确定的程序操作的至少一个处理器，并且预先确定的程序可以编程为执行根据本发明的各个实施方案的用于确定驾驶员的短期驾驶倾向的方法的每个步骤。

具体地，控制器20基于数据检测器10检测的数据来确定对于比较短的时间的驾驶员的短期驾驶倾向。即，控制器20可以确定驾驶员的驾驶倾向，例如，当车辆当前行驶时或在当车辆当前行驶时的预先确定的时间期间。驾驶员的短期驾驶倾向可以基于关于驾驶员的倾向的一个或多个假设有多满足来进行确定，并且模糊控制理论可以用于确定驾驶员的短期驾驶倾向。

控制器20将模糊控制理论应用到相对于在前车辆的相对速度和车辆的加速度，并且可以设定对应于相对于在前车辆的相对速度和车辆的加速度中的每个的从属函数。此外，控制器20可以根据对应于相对于在前车辆的相对速度和车辆的加速度的每个的从属函数来计算模糊结果值。另外，控制器20也可以使用相对于不是在前车辆的车辆的驾驶员的车辆的相对速度来确定短期驾驶倾向。下文中，将描述使用相对于在前车辆的相对速度来确定短期驾驶倾向的构造。

当控制器20使用距离传感器19检测的驾驶员的车辆和在前车辆之间的距离来计算在前车辆和驾驶员的车辆之间的速度的差别时，计算的结果可以定义为相对于在前车辆的驾驶员的车辆的相对速度。即，可以通过如下的公式1来计算相对于在前车辆的相对速度。

公式1

VSPREL=V1-V2

在公式1中，VSPREL指的是相对于在前车辆的驾驶员的车辆的相对速度，V1指的是在前车辆的速度，V2指的是驾驶员的车辆的速度。

相对于在前车辆的相对速度的从属函数可以分开定义或者划分成如下状态：当VSPREL的值为正数时的对在前车辆的防御性状态；并且当VSPREL的值为负数时的对在前车辆的进取性状态。

另外，根据与车辆速度传感器12分开安装的加速度传感器14测量的车辆的加速度或者通过对车辆速度传感器12检测的车辆速度进行求微分而计算的车辆的加速度，车辆的加速度可以分开定义或者划分成如下的状态：车辆的加速度的从属函数为高的状态，以及车辆的加速度的从属函数为低的状态。

此外，控制器20可以使用对于相对于在前车辆的相对速度和车辆的加速度的从属函数组来确定驾驶员的短期驾驶倾向。

同时，控制器20可以基于数据检测器10检测的数据来确定车辆当前在其上行驶的道路的状况。道路的状况包括特定道路状态（比如，结冰道路、湿滑道路、崎岖道路以及未铺砌道路）、特定道路形状（比如，弯曲道路和斜坡道路）以及拥挤程度。在特定道路状态、特定道路形状或拥挤道路的情况下，常见的是，车辆不根据驾驶员的驾驶倾向驾驶而是根据道路的状况行驶。因此，在特定道路状况下，不计算驾驶员的短期驾驶倾向，使得可以精确计算驾驶员的驾驶倾向。

在一些情况下，即使在特定道路状况下，也可以计算驾驶员的短期驾驶倾向。在这些情况下，可以应用过滤器，过滤器强烈针对在特定道路状况下计算的驾驶员的短期驾驶倾向。

另外，控制器20根据驾驶员的短期驾驶倾向指数来控制发动机30或变速器40。即，控制器20可以根据短期驾驶倾向指数来改变换档模式、朝目标换档速度接合的感觉、发动机扭矩映射和/或发动机扭矩过滤器。

下文中，将参考图2、图3A、图3B和图3C对用于确定驾驶员的短期驾驶倾向的方法进行详细描述。图2是用于确定驾驶员的短期驾驶倾向的方法的流程图，图3A、图3B和图3C是示出根据本发明的各个实施方案的用于确定驾驶员的短期驾驶倾向的从属函数的示例性视图。

如图2中所示，数据检测器10检测车辆加速度、车辆速度或车辆间距离（S110）。具体地，数据检测器10可以使用安装至车辆的车轮的车辆速度检测器12来测量车辆速度，或者可以通过基于由GPS18接收的GPS信号计算车辆速度来检测车辆速度。此外，数据检测器10可以使用与车辆速度传感器12分开安装的加速度传感器14来测量车辆的加速度。另外，数据检测器10可以使用距离传感器19来检测在驾驶员的车辆与在前车辆之间的距离。此外，数据检测器10可以将检测的车辆加速度、车辆速度或车辆间距离传输至控制器20。

接下来，在数据检测器10检测车辆的加速度、车辆速度或车辆间距离并接着将车辆的加速度、车辆速度或车辆间距离传输至控制器20之后，控制器20计算车辆的加速度或相对于在前车辆的相对速度（S120）。

具体地，在车辆速度和车辆间距离由数据检测器10检测并被传输至控制器20的情况下，控制器20可以通过对车辆速度进行求微分来计算车辆的加速度。替代性地，在车辆的加速度被检测并从数据检测器10传输的情况下，控制器20可以不计算车辆的加速度。

此外，控制器20可以使用车辆速度和车辆间距离来计算在前车辆的速度。另外，控制器20可以通过将计算的在前车辆的速度和计算的驾驶员的车辆的速度输入到公式1来计算相对于在前车辆的相对速度。

接下来，控制器20计算相对于在前车辆的相对速度和车辆的加速度用作变量的从属函数（S130）。用作计算的变量的相对于在前车辆的相对速度和车辆的加速度可以为预先确定的时间内数据检测器10测量并从数据检测器10传输的值，或者为控制器20基于传输的值计算的值。

控制器20确定相对于在前车辆的相对速度是否为正数，并且车辆的加速度是否等于或低于预先确定的参考加速度（S140）。此外，当确定相对于在前车辆的相对速度为正数并且车辆的加速度等于或低于预先确定的参考加速度时，控制器20确定驾驶员的短期驾驶倾向是第一倾向（温和）（S150）。

在步骤S140中，如果相对于在前车辆的相对速度是负数，或者车辆的加速度超过预先确定的参考加速度，则控制器20确定相对于在前车辆的相对速度是否为负数并且车辆的加速度是否超过预先确定的参考加速度（S160）。此外，当确定相对于在前车辆的相对速度为负数并且车辆的加速度超过预先确定的参考加速度时，控制器20确定驾驶员的短期驾驶倾向是第二倾向（运动）（S170）。

最后，在步骤S160中，如果相对于在前车辆的相对速度为负数并且车辆的加速度等于或低于预先确定的参考加速度，或者如果相对于在前车辆的相对速度为正数并且车辆的加速度超过预先确定的参考加速度，则控制器20确定驾驶员的短期驾驶倾向为第三倾向（正常）（S180）。

此后，控制器20在每个时间点计算短期驾驶倾向指数（SI）（S190）。另外，控制器20计算并存储对于预先确定的时间T1的短期驾驶倾向指数的平均值，作为对于预先确定的时间的短期驾驶倾向指数（SI_Avg）。即，通过如下的公式2来计算对于预先确定的时间的短期驾驶倾向指数（SI_Avg）。

公式2

$\mathrm{SI}\_\mathrm{Avg}=\frac{\underset{t=t_0}{\overset{t_0+T_1\left(\sec \right)}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{SI}}{T_1\left(\sec \right)}$

当在步骤S190中计算对于预先确定的时间的短期驾驶倾向指数时，控制器20根据近期的n个短期驾驶倾向指数使用如下的公式3来计算长期驾驶倾向指数（SI_long）（S200）。

公式3

$\mathrm{SI}\_\mathrm{long}=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{SI}\_\mathrm{Av}{g}_{n-i+1}\×W_i}{{\mathrm{nT}}_1}$

此处，SI_Avgi指的是第i个短期驾驶倾向指数，Wi指的是第i个权重值。另外，n个权重值的总和是1，并且第i个权重值可以等于或小于第（i+1）个权重值。通过使第（i+1）个权重值可以等于或大于第i个权重值，最近的短期驾驶倾向指数对长期驾驶倾向指数的影响最大。

尽管本说明书公开了计算短期驾驶倾向指数和长期驾驶倾向指数的示例性方法，但是应该理解的是，计算短期驾驶倾向指数和长期驾驶倾向指数的方法不限于在本说明书中公开的示例性方法。

当在步骤S200中计算驾驶员的长期驾驶倾向指数时，控制器20根据长期驾驶倾向指数控制换档（S210）。即，控制器20根据长期驾驶倾向指数改变发动机扭矩映射和/或发动机扭矩过滤器，并且根据改变的发送机扭矩映射和/或改变的发动机扭矩过滤器控制发动机30。另外，控制器20根据长期驾驶倾向指数改变换档模式和朝目标换档速度接合的感觉，并且根据改变的换档模式和朝目标换档速度接合的感觉来控制变速器40。

下文中，将参考图3A、图3B和图3C对相对于在前车辆的相对速度和车辆的加速度的从属函数进行描述。图3A、图3B和图3C是示出根据本发明的各个实施方案的用于确定驾驶员的短期驾驶倾向的从属函数的示例性视图。

如图3A所示，在车辆速度不快速增加或减少的情况下，控制器20可以在车辆的加速度不变化的状态下表示输入从属函数。此外，如图3B所示，当相对于在前车辆的相对速度为正数，即通过公式1计算的值等于或大于0时，控制器20可以在防御性状态下将车辆间距离表示为输入从属函数。

此外，如图3C所示，控制器20可以使用两个从属函数输出模糊结果值。例如，当输入从属函数输入时，控制器20输出模糊结果值作为第三倾向（正常），并且可以确定驾驶员的短期驾驶倾向是第三倾向。

如上所述，根据本发明的各个实施方案，根据相对于在前车辆的驾驶员的车辆的相对速度和车辆的加速度，容易计算得到驾驶员的短期驾驶倾向。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是出于说明和描述的目的。这些描述并非旨在为穷尽本发明，或将本发明限定为所公开的精确形式，并且显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施方案进行选择并进行描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及各种不同选择和改变。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等同形式加以限定。

Claims (16)

1.一种用于确定驾驶员的短期驾驶倾向的装置，包括：

数据检测器，所述数据检测器配置成检测车辆的加速度、车辆速度和车辆间距离；以及

控制器，所述控制器配置成根据所述车辆速度和所述车辆间距离计算相对于在前车辆的相对速度，通过设定对应于车辆的加速度和相对于在前车辆的相对速度中的每个的从属函数来提取分别用于所述车辆速度和所述车辆间距离的模糊结果值，并且使用所述模糊结果值确定驾驶员的短期驾驶倾向。

2.根据权利要求1所述的用于确定驾驶员的短期驾驶倾向的装置，其中，当根据所述模糊结果值确定所述车辆加速度等于或低于预先确定的参考加速度并且相对于在前车辆的相对速度等于或高于预先确定的参考速度时，所述控制器确定短期驾驶倾向为第一倾向。

3.根据权利要求1所述的用于确定驾驶员的短期驾驶倾向的装置，其中，当根据所述模糊结果值确定所述车辆加速度超过预先确定的参考加速度并且相对于在前车辆的相对速度低于预先确定的参考速度时，所述控制器确定短期驾驶倾向为第二倾向。

4.根据权利要求1所述的用于确定驾驶员的短期驾驶倾向的装置，其中，当根据所述模糊结果值确定所述车辆的加速度等于或低于参考加速度并且相对于在前车辆的相对速度低于预先确定的参考速度时，或者当根据所述模糊结果值确定所述车辆的加速度超过参考加速度并且相对于在前车辆的相对速度等于或高于预先确定的参考速度时，所述控制器确定短期驾驶倾向为第三倾向。

5.据权利要求1所述的用于确定驾驶员的短期驾驶倾向的装置，其中，所述控制器通过对所述车辆速度进行求微分来计算车辆的加速度。

6.据权利要求1所述的用于确定驾驶员的短期驾驶倾向的装置，其中，所述数据检测器包括安装到车辆的车轮的车辆速度传感器，并且使用所述车辆速度传感器来测量车辆速度。

7.据权利要求1所述的用于确定驾驶员的短期驾驶倾向的装置，其中，所述数据检测器包括能够确定车辆的位置的GPS模块，并且使用由所述GPS模块接收的GPS信号来计算车辆速度。

8.据权利要求1所述的用于确定驾驶员的短期驾驶倾向的装置，其中，所述数据检测器包括安装到车辆的加速度传感器，并且使用所述加速度传感器测量车辆的加速度。

9.一种用于确定驾驶员的短期驾驶倾向的方法，包括：

检测车辆的加速度、车辆速度和车辆间距离；

根据所述车辆速度和所述车辆间距离计算相对于在前车辆的相对速度；

设定对应于车辆的加速度和相对于在前车辆的相对速度中的每个的从属函数；

提取分别用于所述车辆速度和所述车辆间距离的模糊结果值；以及

使用所述模糊结果值确定驾驶员的短期驾驶倾向。

10.根据权利要求9所述的用于确定驾驶员的短期驾驶倾向的方法，其中，确定驾驶员的短期驾驶倾向包括：

当根据所述模糊结果值确定所述车辆加速度等于或低于预先确定的参考加速度并且相对于在前车辆的相对速度等于或高于预先确定的参考速度时，确定短期驾驶倾向为第一倾向。

11.根据权利要求9所述的用于确定驾驶员的短期驾驶倾向的方法，其中，确定驾驶员的短期驾驶倾向包括：

当根据所述模糊结果值确定所述车辆加速度超过预先确定的参考加速度并且相对于在前车辆的相对速度低于预先确定的参考速度时，确定短期驾驶倾向为第二倾向。

12.根据权利要求9所述的用于确定驾驶员的短期驾驶倾向的方法，其中，确定驾驶员的短期驾驶倾向包括：

当根据所述模糊结果值确定所述车辆的加速度等于或低于预先确定的参考加速度并且相对于在前车辆的相对速度低于预先确定的参考速度时，或者当根据所述模糊结果值确定所述车辆的加速度超过所述预先确定的参考加速度并且相对于在前车辆的相对速度等于或高于所述预先确定的参考速度时，确定短期驾驶倾向为第三倾向。

13.根据权利要求9所述的用于确定驾驶员的短期驾驶倾向的方法，其中，所述车辆的加速度是通过对所述车辆速度进行求微分而计算得到的。

14.根据权利要求9所述的用于确定驾驶员的短期驾驶倾向的方法，其中，使用安装到所述车辆的车轮的车辆速度传感器测量所述车辆速度。

15.根据权利要求9所述的用于确定驾驶员的短期驾驶倾向的方法，其中，使用由能够确定车辆的位置的GPS模块接收的GPS信号来计算所述车辆速度。

16.根据权利要求9所述的用于确定驾驶员的短期驾驶倾向的方法，其中，使用安装到所述车辆的加速度传感器来测量所述车辆加速度。