CN105480225B - 车辆碰撞后前向运动的减缓 - Google Patents

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Abstract

车辆碰撞被确定为有可能发生。车辆速度低于第一预定阈值、车辆踏板条件被满足以及车辆加速度低于第二预定阈值的确定被做出。至少一个指令然后被提供，该指令包括超驰加速请求的指令和抑制节气门指令中的至少一个。

Description

车辆碰撞后前向运动的减缓
技术领域
本发明涉及用于减缓车辆碰撞后的前向运动的系统和方法。
背景技术
一般的车辆事故场景出现在交通拥堵的尽头或十字路口列队等待的尽头的第一车辆上，该第一车辆受后方撞击并被推向第一车辆的前方的第二车辆。在某些事件中，即使是低重力加速度的碰撞，驾驶员也可能会受到惊吓和/或身体移动以使驾驶员的脚滑离制动踏板并触及加速器踏板。这个问题可能在任何车辆中发生，但其尤其可能出现在具有小的踏板间距离的小汽车中。作为一种附加或选择，驾驶员可能会使他们的脚离开制动踏板，在加速器踏板上悬停以致冲击力使驾驶员的脚将加速器踏板踩下。
这样事故性的行为的结果，即使是在低重力加速度碰撞下，仍可能造成严重的后果。举例来说，当加速器踏板在碰撞后被无意地压下时，状态的改变可能会引发从零运动状态或低运动状态向更高运动状态的释放，其可能接着使最初被碰撞的车辆依次碰撞队列中的下一个车辆，甚至更糟地，当被碰撞的车辆不能够离开时可能会行驶到十字路口中。甚至在非常低速的碰撞中，车辆可能遭受数千美元价值的损坏，或在随后的情况中车辆乘员可能遭受严重的伤害。
现有的系统仅仅用于高重力加速度的碰撞。举例来说，当高重力加速度碰撞被检测到时(例如，3-4g的碰撞反正切加速度(在下文中被描述为3-4倍的重力加速度水平))，燃料切断系统可以切断到发动机的燃料流以防止车辆的前向运动。举例来说，这样的系统可以采用恒定加速度，在此车辆加速度＝(时间点n的车辆速度–时间点0的车辆速度)/时间。在具有较低的力的碰撞中(例如，1-3g的加速度(即1-3倍的重力加速度水平))，这种情况下发动机燃料未被切断，以及当驾驶员无意地踩下制动或加速器踏板时，缺少避免车辆不期望的前向运动的系统。(“重力加速度”通常被限定为9.81m/s2或32.2ft/sec2)。
然而1-3倍范围中的重力加速度足以惊吓到驾驶员和/或使驾驶员失去对车辆踏板的踩踏。在这个范围中的加速度或重力加速度通常能量足够低，使典型的伤害不严重。然而，附加的车辆运动可能增加后部碰撞引发的伤害或如果车辆被推向十字路口的其他的伤害的可能性和严重性。
发明内容
根据本发明，提供一种用于减缓车辆碰撞后的前向运动的系统，包含具有处理器和存储器的计算机，其中所述计算机被编程为：
确定有可能发生车辆碰撞；
确定车辆速度低于第一预定阈值以及满足车辆踏板条件；
确定车辆碰撞加速度低于第二预定阈值；以及
然后提供至少一个指令，所述至少一个指令包括抑制加速请求的指令和超驰节气门的指令中的至少一个。
根据本发明的一个实施例，其中所述计算机被进一步编程为在提供所述至少一个指令之后确定所述车辆碰撞加速度是否低于第三预定阈值。
根据本发明的一个实施例，其中所述计算机被进一步编程为一旦确定所述车辆碰撞加速度低于所述第三预定阈值则提供启动制动保持的指令。
根据本发明的一个实施例，其中所述踏板条件为制动踏板的位置。
根据本发明的一个实施例，其中所述踏板条件为加速器踏板的位置。
根据本发明的一个实施例，其中所述计算机被进一步编程为确定道路坡度，以及仅在所述道路坡度低于预定阈值的情况下提供所述至少一个指令。
根据本发明的一个实施例，其中所述计算机被进一步编程为在提供所述至少一个指令之后确定所述车辆碰撞加速度高于第三预定阈值，以此作为提供至少一个附加指令的条件，其中所述附加指令与车辆制动相关。
根据本发明的一个实施例，其中所述第一预定阈值为每小时十公里。
根据本发明的一个实施例，其中确定有可能发生车辆碰撞是确定在预定时间有可能发生车辆碰撞，所述预定时间在大约40到1000毫秒的范围内。
根据本发明的一个实施例，其中所述第二预定阈值为3倍重力加速度水平。
根据本发明，提供一种用于减缓车辆碰撞后的前向运动的方法，包含：
确定有可能发生车辆碰撞；
确定车辆速度低于第一预定阈值以及满足车辆踏板条件；
确定车辆碰撞加速度低于第二预定阈值；以及
然后提供至少一个指令，所述至少一个指令包括抑制加速请求的指令以及超驰节气门的指令中的至少一个。
根据本发明的一个实施例，该方法进一步包含在提供所述至少一个指令之后确定所述车辆碰撞加速度是否低于第三预定阈值。
根据本发明的一个实施例，该方法进一步包含一旦确定所述车辆碰撞加速度低于所述第三预定阈值则提供启动制动保持的指令。
根据本发明的一个实施例，其中所述踏板条件为制动踏板的位置。
根据本发明的一个实施例，其中所述踏板条件为加速器踏板的位置。
根据本发明的一个实施例，该方法进一步包含确定道路坡度，以及仅在所述道路坡度低于预定阈值的情况下提供所述至少一个指令。
根据本发明的一个实施例，该方法进一步包含在提供所述至少一个指令之后确定所述车辆碰撞加速度大于第三预定阈值，以此作为提供至少一个附加指令的条件，其中所述附加指令与车辆制动相关。
根据本发明的一个实施例，其中所述第一预定阈值为每小时十公里。
根据本发明的一个实施例，其中确定有可能发生车辆碰撞是确定在预定时间有可能发生车辆碰撞，所述预定时间在大约40到1000毫秒的范围内。
根据本发明的一个实施例，其中所述第二预定阈值为3倍重力加速度水平。
附图说明
图1为用于减缓车辆碰撞后的前向运动的示例性系统的框图；
图2为用于减缓车辆碰撞后的前向运动的示例性流程的图解。
具体实施方式
介绍
图1为车辆101中的示例性系统100的框图，其用于减缓车辆101在碰撞后的前向运动。车辆101中的计算机105检测车辆101的碰撞并接着执行流程以处理车辆101的不期望的和/或不安全的加速。举例来说，如以下进一步的描述，计算机105总体上监测车辆101的速度和加速度力以及，如果检测到碰撞，则根据所测量的速度和加速度启动动作(诸如节气门和/或制动控制)。所启动的动作有利地提供了对车辆101的乘员保护(例如，即使当车辆101未以足以起动燃料切断机制的速度行驶时，也能避免车辆101的突然加速)。
示例性的系统元件
车辆101的计算机105总体上包括处理器和存储器，该存储器包括一种或多种形式的计算机可读介质，以及存储处理器可执行的指令，该指令用于执行包含此处公开的各种操作。计算机105的存储器进一步总体上存储收集的数据115。计算机105被配置为在控制器局域网(CAN)或其类似物和/或其他有线或无线的协议(例如，蓝牙等)上通信，即，该计算机105能够通过在车辆101中提供的各种机制进行通信。该计算机105还可以具有到车载诊断连接器(OBD-II)的连接。通过CAN总线、OBD-II、和/或其他有线的或无线的机制，该计算机105可以将信息传送给车辆中的各种装置和/或从包括超过一个的用户装置、数据收集器110的各种装置(例如，控制器、致动器、传感器等)接收信息。此外，该计算机105可以被配置使用网络与例如一个或多个远程服务器通信，如下所述，该网络可以包括各种有线和/或无线网络技术，例如蜂窝、蓝牙、有线的和/或无线的包交换网络等。
数据收集器110可以包括多个装置，例如，摄像机、雷达、激光雷达、超声波传感器、加速计等。举例来说，车辆中的各种控制器可以作为数据收集器110运行以通过CAN总线提供数据115，举例来说，数据115除了以上提到的环境条件外还与车辆速度、加速度、位置等相关。此外，传感器或其类似物、全球定位系统(GPS)设备等可以被包含在车辆中并被配置为数据收集器110以通过有线或无线的连接直接向计算机105提供数据。
收集的数据115可以包括在车辆101中收集的各种数据，包括以上所列举的示例。数据115总体上使用一个或多个数据收集器110被收集，以及可以附加地包括在计算机105中由其计算的数据。通常，收集的数据115可以包括通过数据收集器110聚集的和/或由这些数据计算的任何数据。收集的数据115的示例包括车辆速度、车辆加速器踏板位置、车辆制动踏板位置、车辆位置上的道路坡度、即将到来的碰撞的检测(例如，可能在250毫秒或更短时间里出现的、或在按照如下所述的时间参数120确定的一些其他的值之中出现的)、碰撞加速度矢量(即，碰撞的力和方向)等。
如以下对于图2的描述，计算机105使用参数120连同收集的数据115以确定在碰撞情景下采取的动作。通常，参数120识别可以连同其他参数120和/或数据115一起约束或支配在碰撞情景中所采取的行动的值。参数120可以包括下列各项，随着每个参数的括号中的文字表明了以下说明书中和图2的说明中使用的参数的标示符：
(A)车辆速度参数，例如以每小时公里数为单位；
(B)加速器踏板位置，例如角度值或踏板行程值，踏板行程值(有时被称为“读数”)例如可以在例如从0到100的预定的标度上分配(在实践中，读数可以按照不同的标度来分配，但为了便于说明和实施，此处的读数涉及0到100的标准标度)，在此0代表踏板处于完全未被踩下的位置，以及100代表踏板处于最大踩下位置这样的位置上，作为在二者之间被分配给踏板位置的值，通常以在最少踩下位置和最大踩下位置之间的踏板行程的相等增量来确定；
(C)制动踏板位置，例如，角度值(或踏板行程值)；
(D)确定所检测的碰撞即将到来的时间，例如，以毫秒计；
(E)碰撞加速度矢量的下限加速度或重力加速度参数；
(F)碰撞加速度矢量的上限加速度或重力加速度参数；以及
(G)碰撞加速度矢量的后部碰撞伤害加速度阈值/重力加速度。
如以下进一步描述，计算机105基于被检测的碰撞可以确定向发动机控制模块(ECM)125提供指令以抑制加速请求和/或超驰控制节气门。ECM 125公知用于在车辆中提供发动机控制，其包括节气门控制。此外，ECM 125可以通过诸如上述的已知的机制与计算机105通信，和/或计算机105可以包含在ECM 125中。也就是说，ECM 125可以执行在此属于计算机105的操作，计算机105相应地可以作为单独的硬件部件被省略。
示例性方法流程
图2为示例性方法200的图解，该方法200用于减缓车辆碰撞后的前向运动。如上所述，方法200使用诸如以上所述的参数120用于与下述的收集的数据115的各项(诸如车辆速度、踏板位置、碰撞加速矢量等)进行比较。
当可能的或即将发生的碰撞(例如，后端碰撞)已经由车辆101中的计算机105检测到时，启动方法200。收集的数据115可以包括计算机105中的定期更新的速度、加速器和/或制动踏板位置、以及道路坡度等的值，其可以以公知的方式被用于确定可能的和/或即将发生的碰撞以及用于下述的步骤。举例来说，基于由车辆101碰撞检测系统确定的车辆101的碰撞可能发生的预定的置信度，车辆碰撞可以被认为可能会发生。一经这样的检测，在框205中，计算机105就可以确定当前车辆101的速度是否小于规定车辆速度A的参数120的值。如果为否，则该方法200进行到框240。然而，如果车辆101速度小于速度A的规定，则方法200进行到框210。要注意的是速度A为总体上相对低的值，例如，每小时十公里或更低，因为如果车辆101以较高的速率运动，抑制节气门和/或制动控制将未必有利。
在框210中，计算机105确定与车辆踏板位置相关的条件是否被满足。举例来说，计算机105可以确定车辆101加速器踏板位置是否小于参数120踏板位置B。结合与加速器踏板位置相关的确定，计算机105总体上还确定由收集的数据115指示的道路坡度是否为0或实质上是否处于例如0上下1或2度之内。(要注意的是，根据道路相对于车辆101的前向是否向上或向下倾斜，道路坡度可以表示为正数或负数；因此，在一个实施方式中，步骤210可以包括评估道路坡度的绝对值，即应对道路坡度值为负数处的情况。)踏板位置B通常相对较小，例如，针对特定车辆101(如车辆101的特定类型，例如，品牌、型号、配置等)中的踏板的踏板灵敏度，根据可能疏忽地和/或过度地随动碰撞的踏板位置大体校准的读数，因为在次级碰撞条件下，指示车辆101快速加速的任何对加速器踏板的显著踩踏可能是危险的和/或不期望的。计算机105还可以确定制动踏板位置是否大于制动踏板位置C，例如，参数120指示的读数。如果前述的确定中的一个或二者评估为真，则方法200进行到框215。否则，方法200进行到框240。
在框215中，计算机105确定距离碰撞的时间是否小于由参数120指示的时间D。潜在的碰撞和/或距离碰撞的时间可以使用公知的碰撞检测机制和/或数据收集器110(例如，提供可以处理的图像的后向摄像机、超声波传感器等)确定。如果距离碰撞的时间小于时间D(例如，小于250毫秒(ms))或小于一些其他适当的值(这些值基于用于确定可能的碰撞的收集的数据115类型和/或其他因素)，则该方法200进行到框220。否则，框240接下来被执行。如刚刚陈述的，距离碰撞的时间D参数120可以根据各种因素配置，例如，碰撞将会发生的所期望的置信度(即，较低的值可以表示较高的置信度)以及用于确定碰撞的数据115的一种或多种类型，例如，超声波系统通常具有从300到600ms的系统延迟，摄像机可能具有200ms的延迟，然而雷达可能快到只有40ms的延迟。
框220通常跟随框215，以及通常还跟随碰撞，例如，该碰撞可能如上所述地被确定。然而，要注意的是，没有碰撞发生也是可能的。举例来说，距离碰撞的时间D参数120被设定为相对高的值(例如，1000ms)，这可能为将发生碰撞的较低置信度以及可能存在这样的情况，即执行了方法200却没有碰撞发生的情况。一旦碰撞被检测，则计算机105通常由收集的数据115确定(例如，使用来自于加速计数据收集器110或其类似物的数据)与碰撞加速度矢量相关联的重力加速度。如果碰撞加速度矢量重力加速度处于由参数120规定的重力加速度值E和F之间(例如，在1-3倍的范围内)，则框225接下来被执行。否则，该方法200将进行到框240。要注意的是，值E参数120根据车辆101如何基于仅由车辆101发动机引起的加速度而操作来进行设定，即重力加速度值E在没有施加在车辆101上的外力(例如，与一些物体的碰撞)的情况下是不可完成的。
在框225中，计算机105向ECM 125发送指令以超驰节气门指令和/或适当地抑制加速请求。举例来说，如果车辆101中的加速器踏板位置指示节气门请求已经由驾驶员做出，则计算机105可以向ECM 125提供指令以抑制被请求的加速度和/或如果框210的条件已经满足则减小车辆101节气门。因此，车辆101将有利地避免了从低运动状态(例如，在1-3倍的重力加速度下)到高运动状态的变化。
方法200可以进行到紧随框225的框230，虽然如图2所示，框230可以紧随框225被选择性地实施以实现防止或降低后部碰撞引发伤害的目的。在框230中，计算机105确定车辆101碰撞加速度矢量是否包括小于由上述参数120规定的值G的重力加速度，其通常小于值F(例如，小于3倍的重力加速度)。如果为否，则方法200返回到框240。如果框230的确定为是，则框235被执行。要注意的是，值G参数120必须小心地设定；如果G被设定得过高，则在碰撞后保持车辆101的制动可能实质上引发比仅碰撞造成的体积力扰动更大程度的后部碰撞产生的伤害。
在框235中，计算机105向车辆101制动控制器或其类似物发送启动制动保持的指令。因此，有利的是，伤害可能被降低或甚至避免。紧随框235，方法200进行到框240。
在框240中，计算机105确定方法200是否应当继续。举例来说，车辆101可以熄火，停止方法200的用户输入可以被接收，计算机105可能丧失与网络和/或从远程源等提供数据的其他机制的连通性，等等。无论怎样，如果方法200应当继续，则框205紧随框240被执行。否则，方法200在框240后终止。
结论
诸如此处讨论的计算机装置，其各自大体包括由诸如以上识别的一个或多个计算机装置可执行的以及用于执行上述方法的框或步骤的指令。举例来说，上述方法框可以被实施为计算机可执行的指令。
计算机可执行的指令可以从使用多种程序语言和/或技术建立的计算机程序编译或解释，这些程序语言和/或技术包括，但不限于，单独的或组合的JavaTM、C、C++、VisualBasic、Java Script、Perl、HTML等。通常，处理器(例如，微处理器)接收例如来自存储器或计算机可读介质等的指令，并且执行这些指令，因此完成一个或多个流程，这些过程包括一个或多个在此描述的流程。可以使用多种计算机可读介质存储并传输该指令及其他数据。计算机装置中的文档通常为在计算机可读介质上存储的数据的集合，计算机可读介质诸如为存储介质、随机存取存储器等。
计算机可读介质包括任何参与提供可以由计算机读取的数据(例如，指令)的介质。这样的介质可以采取多种形式，包括，但不限于非易失性介质和易失性介质等。非易失性介质包括，例如光盘或磁盘及其他永久存储器。易失性介质可以包括，例如动态随机存取存储器(DRAM)，该存储器通常构成主存储器。计算机可读介质的常见形式包括，例如软盘、可折叠磁盘、硬盘、磁带、任何其他磁介质，CD-ROM、DVD、任何其他任何光学介质，穿孔卡片、纸带、其他任何有孔式样的物理介质，RAM(随机存取存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(电可编程只读存储器)、FLASH-EEPROM(闪速电可擦除可编程只读存储器)、其他任何存储芯片或内存盒、或者其他计算机可从中读取的任何介质。
在附图中，相同的附图标记指代相同的元件。此外，这些元件中的一些或全部可以被改变。关于此处描述的介质、流程、系统、方法等，应当理解的是，虽然这样的流程的步骤等已经描述为按照某种有序序列发生，但是这样的流程可以以与此处描述的次序不同次序执行所描述的步骤进行实践。进一步可以理解的是，某些步骤可以同步地实施，其他的步骤可以被加入，或此处描述的某些步骤可以被省略。换句话说，此处流程的说明被提供用于说明某些实施例的目的，以及不应当被解释为对所要求保护的发明的限制。
因此，可以理解的是以上的说明是为了解释而不是限制。提供的示例以外的许多实施例和应用通过阅读以上的描述将对本领域技术人员变得显而易见。不应当根据上述的说明书来确定本发明的保护范围，而是应该根据所附的权利要求书连同该权利要求书所享有的全部等同范围来确定。可以预期或想到，此处讨论的技术会发生未来的改进，所公开的系统和方法将合并入这些将来的实施例。总而言之，应该理解为本发明是可以修改和改变的并仅通过所附的权利要求书进行限定。
除非本发明另有明确相反的指示，使用在权利要求书中的所有的术语旨在被赋予它们最广义的合理解释以及本领域的技术人员所理解的通常含义。特别地，除非权利要求书详述出明确相反的限制，使用的单个冠词——例如“一个”、“这个”、“所述”等——应该理解为叙述一个或多个所示的元件。

Claims (18)

1.一种用于减缓车辆碰撞后的前向运动的系统，包含具有处理器和存储器的计算机，其中所述计算机被编程为：
确定有可能发生车辆碰撞；
确定车辆速度低于第一预定阈值以及满足与加速器踏板和/或制动踏板的位置相关的车辆踏板条件；
确定车辆碰撞加速度处于预定上限和预定下限之间，所述预定下限大于零，所述车辆碰撞加速度为低重力加速度水平；以及
然后提供至少一个指令，所述至少一个指令包括抑制加速请求的指令和超驰节气门的指令中的至少一个。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述计算机被进一步编程为在提供所述至少一个指令之后确定所述车辆碰撞加速度是否低于第二预定阈值，一旦确定所述车辆碰撞加速度低于所述第二预定阈值则提供启动制动保持的指令。
3.如权利要求1所述的系统，其中所述踏板条件为制动踏板的位置大于预定的制动踏板位置。
4.如权利要求1所述的系统，其中所述踏板条件为加速器踏板的位置小于预定的加速器踏板位置。
5.如权利要求1所述的系统，其中所述计算机被进一步编程为确定道路坡度，以及仅在所述道路坡度低于预定阈值的情况下提供所述至少一个指令。
6.如权利要求1所述的系统，其中所述计算机被进一步编程为在提供所述至少一个指令之后确定所述车辆碰撞加速度高于第二预定阈值，以此作为提供至少一个附加指令的条件，其中所述附加指令是不进行车辆制动。
7.如权利要求1所述的系统，其中所述第一预定阈值为每小时十公里。
8.如权利要求1所述的系统，其中确定有可能发生车辆碰撞是确定在预定时间有可能发生车辆碰撞，所述预定时间在40到1000毫秒的范围内。
9.如权利要求1所述的系统，其中所述预定上限为3倍重力加速度水平。
10.一种用于减缓车辆碰撞后的前向运动的方法，包含：
确定有可能发生车辆碰撞；
确定车辆速度低于第一预定阈值以及满足与加速器踏板和/或制动踏板的位置相关的车辆踏板条件；
确定车辆碰撞加速度处于预定上限和下限之间，所述预定下限大于零，所述车辆碰撞加速度为低重力加速度水平；以及
然后提供至少一个指令，所述至少一个指令包括抑制加速请求的指令以及超驰节气门的指令中的至少一个。
11.如权利要求10所述的方法，进一步包含在提供所述至少一个指令之后确定所述车辆碰撞加速度是否低于第二预定阈值，一旦确定所述车辆碰撞加速度低于所述第二预定阈值则提供启动制动保持的指令。
12.如权利要求10所述的方法，其中所述踏板条件为制动踏板的位置大于预定的制动踏板位置。
13.如权利要求10所述的方法，其中所述踏板条件为加速器踏板的位置小于预定的加速器踏板位置。
14.如权利要求10所述的方法，进一步包含确定道路坡度，以及仅在所述道路坡度低于预定阈值的情况下提供所述至少一个指令。
15.如权利要求10所述的方法，进一步包含在提供所述至少一个指令之后确定所述车辆碰撞加速度大于第二预定阈值，以此作为提供至少一个附加指令的条件，其中所述附加指令是不进行车辆制动。
16.如权利要求10所述的方法，其中所述第一预定阈值为每小时十公里。
17.如权利要求10所述的方法，其中确定有可能发生车辆碰撞是确定在预定时间有可能发生车辆碰撞，所述预定时间在40到1000毫秒的范围内。
18.如权利要求10所述的方法，其中所述预定上限为3倍重力加速度水平。
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