CN105966400B - 车辆停车帮助和速度控制系统 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及车辆停车帮助和速度控制系统。提供一种车辆、一种车辆速度控制系统以及一种控制车辆速度的方法。所述车辆可包括动力传动系统和控制器。所述控制器可被配置为：基于制动舒适参数来减少动力传动系统的输出，使得速度在停车操作完成之前变得低于与停车操作关联的阈值速度。

Description

车辆停车帮助和速度控制系统
技术领域
本公开涉及一种车辆速度控制和停车帮助系统。
背景技术
现代车辆可装备有用于防止与其他车辆的潜在碰撞的系统。所述系统可以是与多个车辆传感器通信的低速防碰撞系统，其中，所述多个车辆传感器可提供指示车辆速度和到物体的距离的信号，使得制动器可被用于使车辆停车。
发明内容
在至少一个实施例中，提供一种车辆，车辆可包括：动力传动系统和控制器。控制器可被配置为：当车辆正在执行停车操作时，响应于车辆的速度超过阈值，减少动力传动系统的输出。动力传动系统的输出的减少可以是基于制动舒适参数的，使得所述速度在停车操作完成之前变得低于所述阈值。
在至少一个实施例中，提供一种车辆速度控制系统。车辆速度控制系统可包括控制器。控制器可被配置为：响应于车辆和靠近车辆的物体之间的距离变得低于第一阈值以及车辆的速度高于目标速度，将所述速度降低至目标速度，其中，目标速度是基于车辆的俯仰和所述距离的。
根据本发明，一种车辆速度控制系统包括：控制器，被配置为：响应于车辆和物体之间的距离变得低于第一阈值以及车辆的速度超过目标速度，将所述速度降低至目标速度，其中，目标速度是基于车辆的俯仰和所述距离的。
根据本发明的一个实施例，降低所述速度的步骤包括：减少动力传动系统的输出，至少直到所述距离超过第一阈值为止。
根据本发明的一个实施例，降低所述速度的步骤包括：当所述距离小于第二阈值时，启动制动系统，以基于预定减速度施加制动扭矩。
根据本发明的一个实施例，减少动力传动系统的输出的步骤包括：减少与当前加速踏板位置关联的动力传动系统的输出扭矩。
根据本发明的一个实施例，第二阈值低于第一阈值。
在至少一个实施例中，提供一种控制车辆速度的方法。所述方法可包括：响应于车辆和靠近车辆的物体之间的第一距离变得小于第一阈值以及车辆速度高于与第一距离关联的预定速度，操作动力传动系统以满足与第一距离关联的预定速度。
根据本发明，一种控制车辆速度的方法包括：响应于车辆和物体之间的距离变得小于第一阈值以及车辆的速度超过由第一阈值指示的第一预定速度，根据车辆的俯仰来减少动力传动系统的输出，以将车辆速度降低至第一预定速度。
根据本发明的一个实施例，减少动力传动系统的输出至少直到所述距离变得大于第一阈值为止。
根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：响应于所述距离变得小于第二阈值以及车辆速度超过由第二阈值指示的第二预定速度，操作制动器系统以根据预定减速度来降低车辆速度。
根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：当车辆正在执行停车操作时，响应于车辆速度超过与停车操作关联的预定速度，基于车辆速度和预定减速度阈值来减少动力传动系统的输出，使得车辆的减速度低于预定减速度阈值。
根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：当车辆正在执行停车操作时，响应于车辆和靠近车辆的障碍物之间的距离变得小于第三阈值，基于制动舒适参数来操作制动器系统，以使车辆在距离障碍物的预定距离处停车。
根据本发明的一个实施例，制动舒适参数是基于车辆速度和车辆的车轮方向的。
根据本发明的一个实施例，减少动力传动系统的输出，至少直到停车操作完成为止。
附图说明
图1是具有停车帮助和速度控制系统的车辆的示例性实施例；
图2是车辆执行靠近停车位置的停车操作的透视图；
图3是车辆在有坡度的路面上靠近另一车辆的透视图；
图4是控制车辆速度的示例性方法。
具体实施方式
根据需要，在此公开了本发明的详细实施例；然而，将理解的是，所公开的实施例仅为本发明的示例，其中，本发明可以以各种替代形式来实现。附图不必按比例绘制；一些特征可被夸大或最小化以示出特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为具有限制性，而仅作为用于教导本领域技术人员以多种方式利用本发明的代表性基础。
参照图1，可提供车辆10。车辆10可以是机动车辆(诸如汽车、卡车、农用设备或军用运输车辆)。车辆10可包括动力传动系统20、转向系统22、制动器系统24和停车系统26。
动力传动系统20可向一个或更多个车轮总成提供扭矩以推进车辆10。动力传动系统20可包括发动机30、传动装置32、动力传动系统控制器34和至少一个驱动轴总成36。
发动机30可被构造为可适合于使用任何适当类型的燃料(诸如汽油、柴油、乙醇、氢气等)来操作的内燃发动机。发动机30可提供动力或推进扭矩，所述动力或推进扭矩可被用于使一个或更多个车轮总成转动以推进车辆10。
传动装置32可驱动地连接至发动机30和驱动轴总成36。传动装置32可以是任何适当类型(诸如，自动或手动多档位或者阶梯传动比)的传动装置。如在此所使用的，术语“传动装置”还可包括分动器或差速器40。
动力传动系统控制器34可被配置为：调度传动装置换挡事件，输出传动装置的挡位，改变动力传动系统的输出扭矩或动力传动系统组件之间的动力分配(如果车辆10被这样配备的话)。动力传动系统控制器34可控制传动装置32的多个摩擦元件或致动器(诸如离合器和/或制动器)，以根据不同的传动装置传动比来选择性地将动力从发动机30传输至车辆车轮。
驱动轴总成36可通过驱动轴42可转动地支承车轮总成。输出轴44可连接至差速器40的输入端。
转向系统22可被构造为改变车轮总成50的车轮方向。转向系统22可包括通过转向连杆54与车轮总成50可转动地连接的方向盘52。转向连杆54可连接至转向机构56。转向机构56可连接至车轮总成50的车轮。
转向机构56可被构造为响应于方向盘52的转动，而围绕主销轴线铰接或枢转(pivot)车轮总成50的车轮。车轮总成50的车轮的车轮方向可被示出为车轮角位置α，并且方向盘52对应的转动位置可被示出为方向盘角位置β。转向角传感器可被构造为提供指示车轮角位置α和/或方向盘角位置β的信号。
动力转向马达58可与转向连杆54和/或转向机构56连接。动力转向马达58可被构造为向转向机构56赋予运动或施加扭矩，以改变车轮总成50的车轮的车轮方向。
制动器系统24可包括与ABS模块62通信的制动器总成60。制动器总成60可被构造为摩擦制动器，所述摩擦制动器可减缓或抑制与车辆10关联的至少一个车轮的转动。制动器总成60可被构造为鼓式制动器或盘式制动器。
ABS模块62可被构造为向制动器总成60提供制动器扭矩需求。制动器扭矩需求可响应于对车辆制动器踏板的下压和制动舒适参数而控制由制动器总成60提供的制动施加量或制动施加力。在至少一个实施例中，ABS模块62可被构造为基于车轮速度和车轮方向来监测车辆10的速度。
参照图2，示出了车辆10执行靠近停车位置的示例性停车操作的透视图。停车系统26可帮助车辆10的操作者执行停车操作，并且可在没有操作者参与的情况下引导车辆10进入识别的停车位置。停车系统26可被配置为引导车辆10进入识别的停车位置，并且使车辆停在距离车辆10后方的物体的预定距离P1处或停在车辆10前方的物体的预定距离P2处。
停车操作可由停车系统26通过已知的技术来计算或确定。在托莱多等人的专利公开号为20110260887 A1的美国专利公开以及托莱多等人的专利号为8169341 B2的美国专利中示出了这种路径引导计算技术的示例，所述专利的全部内容通过引用被包含于此。
停车系统26可被配置为操作动力传动系统20、转向系统22和制动器系统24以执行和完成停车操作。停车系统26可包括多个停车传感器70、前方物体检测传感器72和后方物体检测传感器74(以上传感器全部与停车模块76通信)。
多个停车传感器70可被布置为靠近车辆10的边角(corner)。多个停车传感器70可被配置为提供关于车辆10的全部或几乎全部的感测覆盖。多个停车传感器70的数量、类型和/或位置可基于车辆应用来改变。多个停车传感器70可包括停车传感器、接近度传感器和/或侧视传感器。
多个停车传感器70可被配置为包括发射器和接收器的超声波传感器。在至少一个实施例中，多个停车传感器70可被配置为雷达、激光雷达、光学传感器等。前方物体检测传感器72可以是被配置为提供关于车辆10前方障碍物或物体的信息的前视摄像机。所述信息可通过人机界面80提供给车辆的操作者。前方物体检测传感器72可被布置为靠近车辆10的前部。
后方物体检测传感器74可以是被配置为提供关于车辆10尾部的障碍物或物体的信息的后视摄像机。所述信息可通过人机界面80提供给车辆的操作者。后方物体检测传感器74可被布置为靠近车辆10的后部。
多个停车传感器70可被配置为提供指示车辆10与靠近车辆10的物体90之间的距离的信号。物体90可以是另一车辆。多个停车传感器70可被配置为提供指示车辆10与可能在车辆10正在被操作时进入车辆10的路径的障碍物(诸如人、垃圾桶、自行车或其他无生命的物体)92之间的距离的信号。
停车系统26可被配置为基于围绕车辆延伸的多个区域(zone)来监测车辆10和物体90之间的距离。所述区域可基于距离车辆10的距离来分级。例如，区域n可以是离车辆10最近的区域，而区域n+1可以是离车辆10最远的区域，在区域n和区域n+1中，物体90可通过多个停车传感器被检测到。在一些实施例中，区域n+1可以是离车辆10最近的区域，而区域n可以是离车辆10最远的区域，在区域n+1和区域n中，物体90可通过多个停车传感器被检测到。
如在本公开中使用的以及在图2中示出的，区域1可与距离车辆10的第一距离D1对应。区域2可与距离车辆10的第二距离D2对应。区域3可与距离车辆10的第三距离D3对应。
控制器100可与动力传动系统控制器34、ABS模块62和停车模块76通信。控制器100可以是车辆系统控制器或通过CAN总线网络彼此通信的多个控制器。
控制器100可被配置为当停车系统26执行停车操作时设定与区域关联的预定的车辆速度阈值。控制器100还可被配置为当车辆10正在操作并且没有执行停车操作时设定与区域关联的预定的车辆速度阈值。与区域关联的预定的车辆速度阈值可根据车辆是否正在执行停车操作而改变。
控制器100可被配置为当停车系统26正在执行停车操作时设定与区域关联的预定的减速度。控制器100还可被配置为当车辆10正在运转并且没有在执行停车操作时设定与区域关联的预定的减速度。与区域关联的预定的减速度可根据车辆是否正在执行停车操作而改变。
预定的减速度可以是车辆速度降低的速率。基于预定的车辆速度、预定的减速度、动力传动系统的档位、制动器扭矩需求、最大制动器输出扭矩、区域和车辆的车轮方向，控制器100可被配置为提供用于影响施加至制动器总成60的制动输出扭矩的制动舒适参数。
制动舒适参数可使得车辆10能够在车辆10完成停车操作时提供舒适或平缓的停车，这可被称为停车控制。制动舒适参数还可在各种情况下使得车辆10能够在车辆10靠近车辆10前方的物体90时舒缓地减速，这可被称为速度控制。制动舒适参数可限制制动器总成60的制动泵的应用，以更为渐进或舒缓地使车辆10停车或减速。
停车控制功能可在停车操作期间车辆10正在靠近物体90时被启用。控制器100可被配置为当车辆10正在执行相对于物体90的停车操作时监测车辆10的速度。控制器100可将车辆的当前速度与预定的车辆速度阈值进行比较，其中，预定的车辆速度阈值与当前区域以及车辆10和物体90之间的距离D1关联。如果车辆10的速度超过与当前区域关联的预定的车辆速度阈值，则控制器100可命令减少动力传动系统20的输出扭矩。传动系统20的输出扭矩的减少可以是基于制动舒适参数的，使得车辆10的速度在停车操作完成之前变得低于或者接近预定的车辆速度阈值，其中，预定的车辆速度阈值与当前区域关联。动力传动系统20的输出扭矩可被减少，至少直到停车操作完成为止。在至少一个实施例中，动力传动系统20的输出扭矩可随着车辆10逐步移动靠近物体90而逐渐减少。在至少一个实施例中，动力传动系统20的输出速度可随着车辆10逐步移动靠近物体90而被控制器100限制或逐渐减少。
控制器100可被配置为当车辆正在执行相对于物体90的停车操作时监测车辆10和物体90之间的距离D2。如果车辆10的速度超过与距离D2关联的预定的车辆速度阈值，则控制器100可操作制动器系统24降低车辆速度，使得车辆10的速度变得低于或接近预定的车辆速度阈值，其中，预定的车辆速度阈值与当前区域关联。制动器系统24的操作可以是基于制动舒适参数以及车辆的速度和与距离D2关联的预定的车辆速度阈值中的至少一个的。在至少一个实施例中，施加至制动器总成60的制动器扭矩可随着车辆逐步移动靠近物体90而逐渐增加。距离D1可大于距离D2。
控制器100可被配置为：当车辆即将完成相对于物体90的停车操作时，响应于指示物体90在靠近车辆10的区域中的信号而操作制动器系统24。制动器系统24可被操作使得车辆10在没有操作者参与的情况下停在距离物体90的预定距离P1或P2处。
用于使车辆10在预定距离P1或P2处停车的由制动器总成60施加的制动扭矩可小于制动器系统24的最大制动扭矩容量，以降低停车的噪声、震动和生硬度(harshness)。最大制动扭矩容量的减少可减少在停车期间的悬架摆动量，并改善在停车期间的乘员舒适度。
控制器100可被配置为在没有操作者参与的情况下使车辆在距离障碍物92的预定距离处停车。可在车辆10正在执行参照物体90的停车操作时通过多个停车传感器70检测障碍物92。响应于多个停车传感器70提供指示车辆和障碍物之间的距离D3的信号，控制器100可被配置为操作制动器系统24，使得车辆10在距离障碍物92的预定距离P3处停车。
用于使车辆10在距离障碍物92的预定距离P3处停车的由制动器总成60施加的制动扭矩可小于最大制动扭矩容量，以降低停车的噪声、震动和生硬度。施加至制动器总成60的制动扭矩可大于在没有检测到障碍物92时施加至制动器总成的制动扭矩。这种在施加至制动器总成60的制动扭矩的增加可增加悬架摆动量，而且可能不如被执行以完成停车操作的停车舒适。
参照图3，示出了车辆在有坡度的路面上110靠近另一车辆的透视图。当没有执行停车操作时，速度控制功能可在车辆10正在靠近车辆10前方的物体90(诸如另一车辆)时被启用。车辆10可能正在有坡度的路面110上运行并且具有俯仰角112。车辆10可设置有独立的车辆俯仰角传感器，或者可包括被配置为提供各种车辆动态参数(诸如侧倾角、俯仰角和横摆率)的车身控制模块。
当车辆10在有坡度的路面110上运行时，控制器100可被配置为监测车辆10和物体90之间的距离。控制器100可具有与车辆10和物体90之间的多种距离关联的目标车辆速度。响应于车辆10和物体90之间的距离D变得小于第一阈值距离t1以及车辆10的速度大于与距离D关联的目标车辆速度，控制器可在没有操作者参与的情况下将车辆10的速度降低至大约为与距离D关联的目标车辆速度。车辆10的速度可基于俯仰角112和距离D而被降低。
车辆10的速度可被降低使得车辆10和物体90之间的距离D变得大于第一阈值距离t1。控制器100可被配置为通过限制动力传动系统的输出扭矩或动力传动系统的输出速度或启动制动器系统24来降低车辆10的速度。在没有操作者参与的情况下，动力传动系统的输出可被减少，至少直到车辆10和物体90之间的距离D变得大于第一阈值距离t1为止。
在至少一个实施例中，动力传动系统的输出可通过提供改进的加速踏板位置来被降低。与当前的加速踏板位置相比，改进的加速踏板位置可提供减少的动力传动系统的输出扭矩或速度命令。改进的加速踏板位置可以基于使加速踏板位置与动力传动系统的输出扭矩或速度相关联的踏板映射(map)。
控制器100可通过启动制动器系统24来降低车辆10的速度。当车辆10和物体90之间的距离D小于第二阈值距离t2时，可启动制动器系统24以向制动器总成60提供制动扭矩。制动扭矩可以基于预定的减速度、距离D和制动舒适参数。第二阈值距离t2可小于第一阈值距离t1。
参照图4，示出了控制车辆速度的示例性方法。所述方法可接收指示车辆10和物体90之间的距离以及车辆速度的信号。在方框200，所述方法可确定车辆10是否正在朝物体90移动。如果车辆和物体90之间的第一距离正变得小于第一阈值距离，并且车辆速度大于与第一阈值距离关联的预定速度，则车辆10可能正在朝物体90移动。第一阈值距离可以是与距离车辆10最远的区域(区域1)关联的距离，在所述距离车辆10最远的区域中，物体90可通过多个停车传感器70被检测到。如果车辆10没有正在朝物体90移动，则所述方法可重新启动该循环的执行。
在方框202，所述方法可确定车辆10是否正在执行停车操作。如果停车系统26识别出停车位置，并且正在操作动力传动系统20和转向系统22引导车辆10进入该停车位置，则车辆10可能正在执行停车操作。如果车辆10正在执行停车操作，则所述方法可进行到方框204。如果车辆10在朝物体90移动的同时没有在执行停车操作，则方法可进行到方框206。
在方框204，所述方法可将车辆速度与预定的停车操作速度进行比较，其中，预定的停车操作速度与第一阈值距离关联。如果车辆速度大于与第一阈值距离关联的预定的停车操作速度，则所述方法可在方框208减少动力传动系统的输出扭矩。在方框208，动力传动系统的输出可以是基于车辆速度、车辆设置速度、设置为高于车辆设置速度的制动器速度以及预定的减速度阈值中的至少两个的组合而限制的速度或限制的扭矩，使得车辆减速度低于预定的减速度阈值。当车辆10减速至与第一阈值距离关联的预定的停车操作速度内时，将车辆减速度限制为低于预定的减速度阈值可提高车辆乘员的舒适度。如果车辆速度不大于与第一阈值距离关联的预定的停车操作速度，则所述方法可重新启动该循环的执行。在至少一个实施例中，在方框208，可通过操作制动器系统60和动力传动系统12管理整体车辆速度来减低车辆速度。
所述方法可继续估计车辆10和物体90之间的距离。在方框210，所述方法可将车辆10和物体90之间的距离与第二阈值距离进行比较。如果车辆10和物体90之间的距离小于第二阈值距离，则所述方法可在方框212操作制动器系统24。可基于车辆10和物体90之间的距离以及基于制动舒适参数的预定的减速度阈值，操作制动器系统24降低车辆速度。如果车辆10和物体90之间的距离大于第二阈值距离，则所述方法可进行到方框214。
在方框214，所述方法可继续估计在多个停车传感器70的观测范围中是否有障碍物。所述方法可估计车辆10和障碍物92之间的距离。当车辆正在执行停车操作时，如果在小于第三阈值距离的车辆10和障碍物92之间的距离处检测到障碍物92，则所述方法可操作制动器系统24。制动其系统24可基于制动舒适参数而被操作，使得车辆10在车辆10和障碍物92之间的预定距离P3处停车。如果车辆10和障碍物92之间的距离大于第三阈值距离，则所述方法可重新启动该循环的执行。
返回到方框206，所述方法可接收指示俯仰角112的信号。如果俯仰角112大于俯仰角阈值，则车辆10可能正在有坡度的路面110上运行。如果车辆正在有坡度的路面110上运行，则所述方法可进行到方框216。如果俯仰角小于俯仰角阈值，则所述方法可重新启动该循环的执行。
在方框216，所述方法可将车辆速度与车辆速度阈值进行比较，其中，车辆速度阈值与第一阈值距离关联。如果车辆速度大于与第一阈值距离关联的车辆速度阈值，则所述方法可在方框218操作动力传动系统20以满足车辆速度阈值。动力传动系统的输出可以是基于俯仰角112以及车辆和物体90之间的距离而限制的扭矩或限制的速度。动力传动系统的输出扭矩可被减少，至少直到车辆10和物体90之间的距离变得大于第一阈值距离为止。如果车辆速度小于与第一阈值距离关联的车辆速度阈值，则所述方法可重新启动该循环的执行。
在方框220，所述方法可将车辆10和物体90之间的距离与第二阈值距离进行比较。如果车辆10和物体90之间的距离小于第二阈值距离，并且车辆速度大于与第二阈值距离关联的预定速度，则所述方法可在方框222操作制动器系统24。可基于该距离以及与第二阈值距离关联的预定的减速度阈值来操作制动器系统24降低车辆速度。如果车辆和物体90之间的距离大于第二阈值距离，并且车辆速度小于与第二阈值距离关联的预定速度，则所述方法可重新启动该循环的执行。
虽然以上描述了示例性实施例，但这些实施例并不意在描述本发明的所有的可能形式。更确切地说，说明书中所使用的词语是描述性词语而非限制性词语，并且应理解的是，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种改变。因此，可将各种实现的实施例的特征进行组合以形成本发明的进一步的实施例。

Claims (5)

1.一种车辆，包括：
动力传动系统；
制动器系统；
控制器，被配置为：
当车辆正在执行停车操作时，
响应于车辆的速度超过阈值，基于制动舒适参数来减少动力传动系统的输出，使得所述速度在停车操作完成之前变得低于所述阈值；
响应于(i)指示车辆和靠近车辆的物体之间的距离的信号和(ii)所述速度超过由所述距离指示的另一阈值，基于制动舒适参数来操作制动器系统，使得所述速度变得低于所述另一阈值。
2.如权利要求1所述的车辆，其中，制动舒适参数是基于动力传动系统的档位、制动扭矩需求或者车辆的车轮方向的。
3.如权利要求1所述的车辆，其中，控制器还被配置为：响应于指示车辆和当车辆正在执行停车操作时进入车辆路径中的障碍物之间的距离的信号，操作制动器系统，使得车辆在距离所述障碍物的预定距离处停车。
4.如权利要求3所述的车辆，其中，制动舒适参数是基于最大制动输出扭矩和预定减速度阈值的，其中，预定减速度阈值与车辆和所述物体之间的距离以及车辆和所述障碍物之间的距离关联。
5.如权利要求3所述的车辆，其中，车辆和所述物体之间的距离大于车辆和所述障碍物之间的距离。
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