CN104670225B - 用于车辆的制动控制系统和方法 - Google Patents

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Abstract

提供用于车辆的制动控制系统和方法。制动控制方法包括通过控制器感测后方碰撞风险和车道变化并且基于车辆的转向变化确定变道意图。另外，控制器被配置为基于后方碰撞风险和车道变化确定车辆的制动控制和车辆的制动控制的幅度，并且确定变道意图。

Description

用于车辆的制动控制系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年11月26日提交韩国知识产权局的韩国专利申请号为10-2013-0144723的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明涉及用于车辆的制动控制，且更具体地，防止当驾驶员改变车道时可能发生的事故或者减小事故引起的损坏的用于车辆的制动控制系统和方法。
背景技术
车辆具有加速设备和制动设备。加速设备和制动设备被基于驾驶员的控制操作，并且因此，驾驶员的状态和周围环境影响车辆的加速或者制动。例如，当驾驶员没有足够的驾驶技能或者驾驶员可能因为不舒服没有展现能力时，事故的风险增加。为了补充这些问题，在现有技术中，已经准备进行车辆的自动制动的方法。例如，根据相关技术的车辆可以基于各种积累的传感器信息进行自动制动。然而，因为根据相关技术的车辆的制动系统专注于防止与另一个车辆的碰撞的出现上，所以难以应用于驱动情形或者驾驶员环境。
发明内容
本发明通过使用后方警告系统、车道脱离警告系统、电动驱动动力转向(MDPS)和电子稳定控制(ESC)，无需额外的部件成本和开发成本为车辆提供更加稳定的制动控制系统和方法。另外，本发明进一步提供可以通过分析驾驶员的变道意图进行适当的控制的车辆的制动控制系统和方法。
根据本发明的一方面，用于车辆的制动控制系统可以包括：雷达，被配置为收集感测信息以感测后方碰撞风险；成像设备，被配置为收集信息以检测车道变化；转向设备，被配置为辅助车辆的转向变化；制动设备，被配置为进行车辆的制动控制；和控制器，被配置为在后方碰撞风险和车道变化期间基于车辆的转向变化的程度确定驾驶员的变道意图，和基于驾驶员的变道意图通过制动设备调节车辆的自动制动控制的幅度。
用于车辆的制动控制系统可以进一步包括被配置为感测车辆速度的车辆速度传感器，其中，控制器可以被配置为当车辆速度是预设值或者更大时进行车辆的自动制动控制，和当车辆的车辆速度小于预设值时停止车辆的制动控制。控制器可以被配置为基于驾驶员的变道意图调节车辆的制动控制时间的幅度。控制器可以被配置为基于驾驶员的变道意图将车辆的制动控制时间减小至预定的幅度或者更小。另外，控制器可以被配置为基于驾驶员的变道意图调节车辆的制动控制的侧面制动的幅度。
根据本发明的另一方面，用于车辆的制动控制方法可以包括感测后方碰撞风险和车道变化；基于车辆的转向变化确定驾驶员的变道意图；基于后方碰撞风险和车道变化确定车辆的制动控制和车辆的制动控制的幅度，以及确定驾驶员的变道意图。
方法可以进一步包括感测车辆速度；当车辆速度是预定的或者更大的速度时自动制动车辆；或者当车辆的车辆速度小于预定速度时停止车辆的制动控制。另外，方法可以包括基于驾驶员的变道意图调整车辆的制动控制时间的幅度和车辆的侧面制动量的幅度的至少一个；当检测到变道意图时，将车辆的制动控制时间减小至预定的幅度或者更小；当车辆的后部碰撞风险由于加速减小至预定幅度或者更小时，停止车辆的制动控制；当车辆根据转向设备的操作返回至车道时，停止车辆的制动控制；以及当产生具有预定的或者更大的幅度的转向设备的操作时，停止车辆的制动控制。
附图说明
从结合附图的下面详细的描述中，本发明的目标、特性和优点将变得更为显而易见，其中：
图1是示出根据本发明的示例性实施方式的具有用于车辆的制动控制系统的车辆的运动的示例性示图；
图2是示出根据本发明的示例性实施方式的车辆的构造的示例性示图；
图3是示出根据本发明的示例性实施方式的车辆的制动控制情形的示例性示图；
图4是示出根据本发明的示例性实施方式的车辆的制动控制方法的示例性示图；
图5是示出根据本发明的示例性实施方式的与车辆的制动控制相关的各种示例的示例性示图；和
图6是示出根据本发明的示例性实施方式的与车辆的制动控制时间相关的示例的示例性示图。
具体实施方式
应当理解，本文所使用的术语“车辆(vehicle)”或者“车辆的(vehicular)”或者其他的类似术语包括广义的机动车辆，诸如包括运动型多用途车辆(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的载客车辆，包括各种小船(boat)和船舶(ship)的水运工具(watercraft)，航天器等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、内燃机、插电混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其他可替代的燃料电池车辆(例如，从除石油以外的资源获得的燃料)。
尽管示例性实施方式被描述为使用多个单元来执行示例性过程，但应理解，示例性过程也可由一个或多个模块来执行。此外，应理解，术语控制器/控制单元是指包括存储器和处理器的硬件设备。存储器被配置为存储模块并且处理器被具体配置为执行所述模块以执行下面进一步描述的一个或多个过程。
此外，本发明的控制逻辑可实现为在包括由处理器、控制器/控制单元等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非易失性计算机可读媒介。计算机可读介质的示例包括但并不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读记录介质也可分布在网络耦接的计算机系统中，从而例如通过远程通信服务器(telematics server)或控制器局域网络(CAN)以分布式方式存储和执行该计算机可读介质。
本文中所使用的术语仅是为了描述具体实施方式的目的而并不旨在限制本发明。除非上下文另有明确指示，否则，如本文所用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式。将进一步理解，当在该说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，规定指定的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，而并不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件及/或其组合的存在或添加。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列出项的任意和全部组合。
除非具体地提出或在上下文中是明显的，如本文所使用的，术语“大约”理解为在本领域内的一般公差范围内，例如在平均值的2个标准偏差内。“大约”可理解为规定值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％内。除非在上下文中另外说明，本文所提供的全部数值均被术语“大约”修饰。
参考附图详细描述本发明的示例性实施方式。贯穿附图使用相同的参考数字指代相同或者类似部分。本文中所结合的众所周知的功能和结构的详细说明可以省去，以避免本发明的主题不清楚。
图1是示出根据本发明的示例性实施方式的具有用于车辆的制动控制系统的车辆的运动的示例性示图。参考图1，装备有用于车辆的制动控制系统的车辆100可以在某些车道内行驶。具体地，车辆100(例如，设置在车辆内的控制器)可以被配置为感测后方碰撞和车道变化并且确定驾驶员的驾驶意图。车辆100可以基于确定的驾驶员的驾驶意图和感测的后方碰撞和车道变化进行车辆的制动控制。
具体地，车辆100可以基于驾驶员的驾驶意图进行各种幅度类型的车辆的制动控制。例如，当感测到后方碰撞和车道变化时，车辆100可以基于驾驶员的驾驶意图操作(例如，响应)不同的制动设备140和转向设备150。换言之，车辆100的控制器可以被配置为依据驱动情形不同地调节制动时间和电子稳定控制(ESC)的幅度和电动驱动动力转向(MDPS)。
根据本发明的示例性实施方式，当感测到后方碰撞和车道变化时，驾驶员的驾驶意图值为之前的限定值或者更大时，例如，当驾驶员打算变化车道时，车辆100可以被配置为通过第一幅度进行制动时间和幅度。另外，当驾驶员的驾驶意图值小于之前的限定值时，例如，当驾驶员没有打算变化车道时，车辆100可以被配置为通过不同于第一幅度的第二幅度进行制动时间和幅度。具体地，可以基于车辆100的前进位移值或者转向设备的旋转幅度值的变化限定驾驶意图值，或者可以基于驾驶员的车道变化的意图确定驾驶意图值。制动时间和制动幅度的值可以由抑制车辆转向的变化的时间幅度值和施加至制动的压力值限定。
图2是示出根据本发明的示例性实施方式的车辆的构造的示例性示图。参考图2，本发明的车辆100可以包括雷达110、成像设备120、车辆速度传感器130、制动设备140、转向设备150和控制器160。
雷达110可以被配置为收集感测信息以感测后方碰撞。当车辆的制动控制被激活时，雷达110可以被配置为发射和接收信号以收集有关车辆100在具体点(例如，位置)的感测信息。当收集到感测信息时，雷达110可以被配置为将收集的感测信息传输至控制器160。
成像设备120可以被配置为获得(例如，捕捉)图像以感测车道变化。当车辆的制动控制被激活时，成像设备120的电力可以被激活。例如，成像设备120可以被配置为获得车辆的前面或者前侧的图像，并且可以被配置为将获得的图像传输至控制器160。具体地，成像设备120可以被设置在车辆100的具体位置获得车辆被驾驶的车道的图像。
车辆速度传感器130可以是被配置为感测车辆100的速度的传感器。车辆速度传感器130可以被配置为收集有关测量车辆速度的速度计的信息。另外，车辆速度传感器130可以被配置为收集关于车辆的速度的信息，并且可以被配置为将收集的信息传输至控制器160。
制动设备140可以是被配置为进行车辆的制动的设备。具体地，制动设备140可以进行车辆100的每个车轮的制动。例如，制动设备140可以进行每个前车轮的制动或者每个后车轮的制动。另外，制动设备140可以分别进行前车轮的任一个和后车轮的任一个的制动。制动设备140可以进行多个车轮中的至少一个车轮的制动。具体地，当估算出车辆100的后方碰撞和车道变化时，制动设备140可以被配置为依据基于车辆的前面的移动方向进行设置在左侧的后车轮和前车轮的制动或者设置在右侧的后车轮和前车轮的制动。
转向设备150可以是调节车辆100的方向(例如，转向方向)的设备。例如，转向设备150可以包括转向盘和连接至转向盘的各种机械设备以调整车轮的旋转。转向设备150可以被配置为基于驾驶员的驾驶意图在特定的方向上旋转车轮。当通过外压力产生具有预定的或者更大的幅度的扭矩时，转向设备150可以被配置为将关于转向角度的信息传输至控制器160。此外，转向设备150可以由控制器160操作。例如，当出现(例如，感测到)后方碰撞风险时，转向设备150可以被配置为当进行车道变化时在控制器160的操作下在具体方向上自动旋转。根据本发明的示例性实施方式，转向设备150可以在与进行车道变化的方向相反的方向上旋转。
控制器160可以被配置为进行车辆100的全面的操作控制。具体地，控制器160可以被配置为确定车辆100的自动制动控制方式的激活，然后，感测后方碰撞风险和车道变化以确定驾驶员意图。另外，控制器160可以被配置为基于车辆100的感测结果以预定的级别进行车辆的制动控制和转向控制中的至少一个。例如，即使在没有感测到后方碰撞风险时感测到车道变化，控制器160操作车辆的分离控制。当感测到车道变化时和当感测到后方碰撞风险时，控制器160可以被配置为确定转向变化意图。
此外，控制器160可以被配置为基于驾驶员的意图值的幅度调节车辆的控制的幅度。例如，当驾驶员意图值小于预设值时，控制器160可以被配置为将车辆的控制时间和控制幅度调节大于预定幅度。因此，车辆100可以被配置为取消车道变化。具体地，控制器160可以被配置为操作制动设备140和转向设备150以在没有进行车道变化的方向上移动车辆100。
此外，当感测到后方碰撞风险和车道变化并且驾驶员意图值为预定或者更大的值时，控制器160可以被配置为将车辆的控制时间和控制幅度调节为小于预定幅度。因此，车辆100可以保持转向角度以基于驾驶员意图变化车道。同时，以上提及的控制器160可以被配置为感测车辆100的速度并且在车辆的速度为预定或者更大的速度时应用车辆的制动控制。为了感测后方碰撞风险，控制器160可以被配置为确定后部车辆的风险等级(例如，被驾驶的车辆后部的车辆、随后的车辆)。在这个过程中，控制器160可以被配置为基于车辆行驶的车道边界时间(TLC)确定变道意图。车辆的TLC可以通过以下等式1计算出。
等式1
其中，WLane是驾驶车道的宽度，y是车道内车辆的前面的偏航速率，vy是车辆的横向速度，和ay是车辆的横向加速度。控制器160可以被配置为当确定车道偏离时确定是否另一个车辆接近后部。当盲点检测区(BSD)/车道变化辅助区(LCA)系统产生警告时，控制器160可以被配置为确定警告的车辆(例如，接近的车辆/后部车辆)的风险等级。控制器160可以被配置为基于之前限定的某些值确定每个速度段的车辆碰撞时间(TTC)，例如，与后方车辆的风险等级的确定相关的车道边界时间(TLC)的以下等式2。
等式2
当出现后方车辆碰撞风险时，控制器160可以被配置为确定驾驶员的变道意图。在确定驾驶员的变道意图中，可以考虑基于平均横向位移的转向角度的阈值、横向位移的标准偏差、转向角度的标准偏差、以及转向角度的指定段的过度速率。ΔV表示车辆与后方车辆之间的相对速度。
首先，为了计算平均横向位移(MLP)，控制器160可以使用以下等式3。
等式3
其中，yi是车道的中心和车辆前面的中心之间的横向距离，并且n是测量数据的总数。为了计算横向位移的标准偏差(SDLP)，控制器160可以使用以下等式4。
等式4
其中，yi是车道的中心与车辆的前面的中心之间的横向距离，yavg是车道的中心与车辆的前面的中心之间的横向距离的平均值，并且n是测量数据的总数。
此外，为了计算转向角度的标准偏差(SDST)，控制器160可以使用以下等式5。
等式5
其中，φi是转向盘的转向角度，φavg是转向盘的转向角度的平均值，并且n是测量数据的总数。
为了计算转向角度(SRR)的指定段的过度速率，控制器160可以使用以下等式6。
等式6
其中，ngap是在去除噪声之后，相邻的转向角度的最小值与最大值之间的差值超过指定范围(例如，2度)的次数，并且tdriven是超过指定范围的驾驶时间。
在计算转向角度的阈值时，控制器160可以被配置为通过比较基于转向速度计算的预设值、转向角位移、转向角度和车辆速度值与转向角度的阈值确定变道意图值。当确定变道意图值时，控制器160可以被配置为基于变道意图和后部碰撞风险进行如表1所示的调整。
表1
图3是示出根据本发明的示例性实施方式的车辆的制动控制情形的示例性示图。参考图3，当在第一车辆100(例如，被驾驶的车辆)的速度是预设值或者更大时，基于使用成像设备120获得的图像估算后方碰撞情形时，控制器160可以被配置为通过警告车道变化进行确定过程。如图3所示，在确定过程期间，控制器160可以被配置为通过车道偏离报警系统(LDWS)进行确定。在如图3所示的控制过程期间，控制器160可以被配置为进行ESC的控制ESC指令(CEC)过程和进行电子稳定性程序(ESP)的用于LDP(DYCFL)过程的期望的偏航速率计算。另外，控制器160可以被配置为在控制过程期间基于从转向设备150获得的信息确定驾驶员的变道意图。然后，如图3所示，车辆100的驾驶员可以进行识别过程的驾驶员状态观察器(DSO)。
上述车辆100可以被配置为调节具有与根据确定的驾驶员的意图和风险度的车辆的控制相关的大约1.5至1.9秒的平均操作时间的系统的控制时间，从而使在控制过程期间的不舒适最小化。例如，根据本发明的示例性实施方式的车辆100在驾驶员打算变化车道和碰撞风险最小时可以在几乎大约0.5s内结束控制以使驾驶员的不必要的控制最小化，从而使由于不必要的控制的不舒适最小化。
图4是示出根据本发明的示例性实施方式的车辆的制动控制方法的示例性示图。参考图4，在车辆的制动控制方法中，首先，在步骤S101，控制器160可以被配置为确定开关是否接通。当开关断开时，控制器160可以被配置为等待车辆的制动控制。当开关在步骤S101被接通时，在步骤S103，控制器160可以被配置为确定车辆速度是否为预定的或者更大的速度。当车辆的速度小于预定速度时，控制器160可以进行至步骤S105以操作车辆。
同时，当车辆的速度在步骤S103中是预设值(例如，预定速度)或者更大的时，在步骤S107，控制器160可以被配置为确定车辆100是否偏离车辆行驶的车道。当车辆100偏离车道时，在步骤S109，控制器160可以被配置为确定变道意图和后部风险度。然后，在步骤S111，控制器160可以被配置为依据变道意图进行车辆的变量控制。例如，控制器160可以被配置为依据变道意图不同地调节车辆的制动控制的制动时间。另外，控制器160可以被配置为根据变道意图不同地调节车辆的制动控制的制动幅度。然后，在步骤S113，控制器160可以被配置为确定是否出现功能结束的事件，和当分离事件没有出现时，控制器160可以返回至步骤S103用于车辆的制动控制。
图5是示出根据本发明的示例性实施方式的与车辆的制动控制相关的各种示例的示例性示图。参考图5，在501中，当因为由于驾驶员的加速而使后部碰撞的风险等级减小而实际上没有发生碰撞时，控制器160可以被配置为停止车辆的制动控制以使车辆的不必要的控制最小化。另外，在503中，当驾驶员有效操作车辆返回至车道使得制动控制不再需要时，控制器160可以被配置为停止车辆的制动控制。如505所示，尽管风险增加，当驾驶员打算控制车辆100时，控制器160可以被配置为使对驾驶员意图的干涉最小化。具体地，控制器160的操作进行，然而，当驾驶员具有操作车辆的意图时，可以停止制动控制。
图6是示出根据本发明的示例性实施方式的与车辆的制动控制时间相关的示例的示例性示图。参考图6，如601所示，当检测到变道意图时，车辆100的控制器160可以被配置为确定后部或者后方的碰撞的风险等级并且可以在碰撞的风险等级是预设值或者更大时操作转向设备150用于车辆100的车道返回(例如，最初的车道或者操纵车辆返回至车辆之前行进的车道，即，避免车道变化)。具体地，控制器160可以被配置为确定驾驶员意图并且通过反映确定的驾驶员意图操作车辆100。另外，控制器160可以被配置为调节车辆100的控制时间。在这个过程期间，当与侧面车辆的碰撞概率是阈值或者更大时，控制器160可以被配置为取消车辆100的控制(例如，操作)。
此外，当碰撞的风险等级是预设值或更小时，控制器160可以被配置为取消车辆100的控制。因此，如图6中所示，车辆100可以部分地返回至车道内。然后，因为碰撞的风险等级减小，所以可以取消车辆的控制，并且可以进行变道。同时，当与后方车辆的碰撞的风险等级是预设值或者更大时，控制器160可以被配置为无视驾驶员的意图来操作车辆100以避免与后方车辆的碰撞。在这个过程期间，控制器160可以被配置为暂时调节控制时间直到碰撞的风险等级小于预设值。
如上所述，根据本发明的示例性实施方式的车辆的制动控制可以确定由后部雷达使用后部雷达、超声传感器、后部成像设备等感测的目标车辆的碰撞的风险等级以在需要控制时控制车辆。例如，在变道期间，车辆的制动控制可以选择可能危险的目标车辆以计算与目标车辆的实际碰撞的概率。此外，当存在碰撞的可能性时，可以使用ESC侧面制动和DMPS避免碰撞，并且在车辆与目标车辆碰撞时可以使损坏最小化。具体地，可以考虑驾驶员的变道意图或者车道维持意图来进行车辆控制以减小驾驶员感觉的系统的不舒适并且减小不必要的报警和控制。
如上所述，根据本发明的示例性实施方式，当驾驶员感测阻挡物和从后部接近的车辆时，可以根据情形适当地提供制动控制，并尝试改变车道。
尽管在上文中已经详细地描述了本发明的示例性实施方式，应清楚地理解的是，对本领域技术人员显而易见的是，在此教导的基本发明构思的多种变化及变型将依然落入所附权利要求中限定的本发明的精神及范围内。
图中各元件的符号
110：雷达
120：照相机
130：车辆速度传感器
140：制动设备
150：转向设备
160：控制器

Claims (11)

1.一种用于车辆的制动控制系统，所述系统包括：
雷达，被配置为收集感测信息以感测后方碰撞风险；
成像设备，被配置为收集信息以感测车道变化；以及
控制器，被配置为：
在所述后方碰撞风险和所述车道变化期间，基于所述车辆的转向变化的程度确定变道意图；
操作转向设备以调整所述车辆的所述转向变化；和
通过制动设备根据所述变道意图调节所述车辆的制动控制时间的幅度和在自动制动期间的侧面制动的量的幅度中的至少一者。
2.根据权利要求1所述的车辆的制动控制系统，进一步包括：
车辆速度传感器，被配置为感测车辆速度，
其中，所述控制器被配置为在所述车辆的速度是预定的或者更大的速度时自动地制动所述车辆，和在所述车辆的速度小于所述预定的速度时停止所述自动制动。
3.根据权利要求1所述的车辆的制动控制系统，其中，所述控制器被配置为基于所述变道意图将所述车辆的制动控制时间减小至预定的幅度或者更小。
4.一种用于车辆的制动控制方法，所述方法包括：
通过控制器感测后方碰撞风险和车道变化；
通过所述控制器基于所述车辆的转向变化确定变道意图；以及通过所述控制器基于所述后方碰撞风险和所述车道变化、以及所述变道意图确定所述车辆的制动控制；
基于所述变道意图通过所述控制器调整所述车辆的制动控制时间的幅度和在自动制动期间的侧面制动的量的幅度中的至少一者。
5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：
通过所述控制器感测车辆的速度，
当所述车辆的速度是预定的速度或者更大时，通过所述控制器自动制动所述车辆；以及
当所述车辆的速度小于所述预定的速度时，通过所述控制器停止所述车辆的所述自动制动。
6.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：
响应于确定变道意图，通过所述控制器将所述车辆的制动控制时间减小至预定的幅度或者更小。
7.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：
当所述车辆的后部碰撞风险由于加速减小至预定幅度或者更小时，通过所述控制器停止所述车辆的所述自动制动；
当所述车辆基于转向设备的操作返回至最初的车道时，通过所述控制器停止所述车辆的所述自动制动；以及
当产生具有预定的幅度或者更大的幅度的转向设备的操作时，通过所述控制器停止所述车辆的所述自动制动。
8.一种包括由控制器执行的程序指令的非暂存性计算机可读介质，所述非暂存性计算机可读介质包括：
感测后方碰撞风险和车道变化的程序指令；
基于车辆的转向变化确定变道意图的程序指令；以及
基于所述后方碰撞风险和所述车道变化、以及所述变道意图确定所述车辆的制动控制和所述车辆的所述制动控制的幅度的程序指令；
基于所述变道意图调整所述车辆的制动控制时间的幅度和在自动制动期间的侧面制动的量的幅度中的至少一者的程序指令。
9.根据权利要求8所述的非暂存性计算机可读介质，进一步包括：
感测车辆的速度的程序指令，
当所述车辆的速度是预定的速度或者更大时自动制动所述车辆的程序指令；和
当所述车辆的速度小于所述预定的速度时停止所述车辆的所述自动制动的程序指令。
10.根据权利要求8所述的非暂存性计算机可读介质，进一步包括：
响应于确定变道意图将所述车辆的所述制动控制时间减小至预定的幅度或者更小的程序指令。
11.根据权利要求8所述的非暂存性计算机可读介质，进一步包括：
当所述车辆的后部碰撞风险由于加速减小至预定幅度或者更小时停止所述车辆的所述自动制动的程序指令；
当所述车辆基于所述转向设备的操作返回至最初的车道时停止所述车辆的所述自动制动的程序指令；以及
当产生具有预定的幅度或者更大的幅度的转向设备的操作时停止所述车辆的所述自动制动的程序指令。
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