CN106740833A - 机动车辆的后部碰撞预防 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于预防机动车辆(1)的后部碰撞的方法，其中，控制单元(3)执行下列步骤：从传感器单元(2)接收检测数据(8)；以及当检测数据(8)满足预定触发标准(19)时，启动用于辅助机动车辆(1)的驾驶员预防后部碰撞的预防模式(20)。预防模式(20)包括为驾驶员生成警报信号(38)以及配置机动车辆(1)的至少一个驱动组件(4)使得与没有该配置的情况相比驱动组件(4)的响应能力增加，其中，响应能力是响应于驾驶员的驾驶动作受驱动组件(4)影响的机动车辆(1)的驾驶行为的变化的量。

Description

机动车辆的后部碰撞预防
技术领域
本发明涉及一种预防机动车辆的后部碰撞的方法。机动车辆的控制单元从传感器单元接收检测数据，其中，检测数据至少描述在相同车道上机动车辆的后方行驶的车辆。本发明还涉及一种用于执行本发明方法的控制单元和一种包括本发明的控制单元的机动车辆。
背景技术
机动车辆的后部碰撞是另一目标从后方与机动车辆相撞的事件。后部碰撞事故是与交通安全相关的重要因素。驾驶员辅助系统可用于在后部碰撞中保护驾驶员。这种驾驶员辅助系统从CN 103 010 210 A已知。已知系统包括用于检测机动车辆后方的目标的雷达和控制车辆的加速的执行机构，从而可预防车辆被后方的目标追尾。当追尾不可避免时，选择保证由碰撞引起的损害较小的执行方案。
发明内容
本发明的目的是辅助机动车辆的驾驶员避免后部碰撞。
该目的通过本发明的主题解决。在下面的说明和附图中详细说明了本发明的方便且重要的进一步实施例的有利发展。
根据本发明的方法是用于预防机动车辆的后部碰撞。机动车辆的控制单元执行下列步骤：
a)从传感器单元接收检测数据，其中，检测数据至少描述在相同车道上机动车辆的后方行驶的车辆。
b)当检测数据满足预定触发标准时，启动用于辅助驾驶员预防后部碰撞的预防模式。
预防模式包括：
为机动车辆的驾驶员生成警报信号，其中，警报信号表示可能的后部碰撞；
配置机动车辆的至少一个驱动组件使得与没有配置的情况相比驱动组件的响应能力增加。
与本发明有关的术语“响应能力”描述响应于驾驶员的驾驶动作受驱动组件影响的机动车辆的驾驶行为的变化的量。换言之，驱动组件配置后比配置前反应得更强大或更有力或更强劲。每当驾驶员改变机动车辆的驾驶行为，驱动组件作出反应。改变机动车辆的驾驶行为包括使机动车辆加速、制动和/或转向。
该方法提供下列优势：机动车辆对驾驶员的驾驶动作的响应时间被最小化或通过配置至少一个驱动组件而至少被减少。因此，使驾驶员配备有当驾驶员依次对由控制单元提供的警报信号作出反应时可更快作出反应或响应的机动车辆。驾驶员具有通过例如加速汽车和/或改变至邻近车道逃离紧急情况的更大机会。
本发明还包括提供给予额外技术优势的特征的可选实施例。
在一个实施例中，所述触发标准包括在一侧的机动车辆的驾驶速度和在另一侧的其他车辆的驾驶速度的速度差大于预定速度值。速度值可处于从10km/h到50km/h的范围。进一步地，触发标准包括其他车辆到该机动车辆的距离小于预定距离值。距离值可处于从100m到15m的范围。该实施例提供了下列优势：检测在机动车辆的后部快速接近的其他车辆。
在一个实施例中，检测数据还描述机动车辆正在其上行驶的车道的道路状况。触发标准包括车道的摩擦系数小于预定第一值和/或机动车辆的左轮轨迹和右轮轨迹的各自的摩擦系数的差大于预定第二值。所描述的摩擦系数之间的差还被称为μ分配(μ-split)。该实施例包括下列优势：当其他车辆正在非常快速地接近该机动车辆而驾驶条件非常好如例如在干燥干净车道上时，错误警报被预防。
在一个实施例中，由控制单元配置的至少一个驱动组件包括发动机。发动机可以是例如内燃机、电动发动机或包括内燃机和电动发动机的混合系统。配置包括响应于油门踏板的预定致动而增加由发动机产生的扭矩的量。换言之，发动机对油门踏板更快地作出响应且产生高的扭矩输出。这减小了从驾驶员操作油门踏板到机动车辆速度改变的时间间隔。
在一个实施例中，所述至少一个驱动组件包括传动装置或齿轮箱且配置包括将传动装置的档位变化为较低档。这包括下列优势：发动机速度增加且因此可由发动机提供更多动力。作为进一步的措施，可减少换档变化时间。这增加了机动车辆的动态驱动，例如运动驱动模式可被启动。
在一个实施例中，所述至少一个驱动组件包括动力转向单元。配置包括增加转向比。换言之，转向比被优化用于动态驱动模式。动力转向是用于支持车轮的转向使用电动发动机的辅助转向。通过配置动力转向，电动马达可比配置前反应得更快和/或更强。
在一个实施例中，所述至少一个驱动组件包括主动悬架系统且配置包括增加用于增加机动车辆的灵活性和稳定性的阻尼力。换言之，当汽车加速和/或改变其驾驶方向时，通过该配置增加俯仰角(pitchangle)和侧倾角(roll angle)的稳定。这提高了机动车辆的方向稳定性。
在一个实施例中，所述至少一个驱动组件包括机电制动系统且配置包括减小制动片和相应的制动盘之间的制动间隔。这包括下列优势：驾驶员可利用较小的力和/或制动踏板的运动将制动片压在制动盘上。
一个实施例考虑后部碰撞不再无法预防的情况。在该实施例中，当检测数据满足预定碰撞标准时，保护模式被启动。该实施例提供下列优势：当检测数据表明后部碰撞将发生时，驾驶员和/或机动车辆可免受不必要的损害。
关于碰撞标准，在一个实施例中，碰撞标准包括在邻近的车道上无自由空间可用和/或车辆以小于预定值的距离在该机动车辆的前方行驶。预定值可处于从10m到50m的范围。当无邻近车道存在或另一车辆堵塞邻近车道时，邻近车道上无自由空间可用，使得机动车辆可能不能改变车道用于避开后部碰撞。
在一个实施例中，保护模式包括下列措施中的至少一个。一个措施可以是通过启动相应的电动马达关闭天窗和/或至少一个窗户使得在碰撞过程中没有物体可能侵扰车辆和/或没有物体可从车辆掉出。一个措施可以是系紧至少一个安全带使得乘客被保持在乘客座椅上。一个措施可以是通过启动相应的电动座椅马达改变至少一个座椅的各自的座椅位置使得乘客与在例如仪表盘中的气囊的距离可增加。一个措施可以是通过启动相应的电动头部支撑马达移动各自的座椅的至少一个头部支撑部使得乘客的头部在碰撞的过程中可以被支撑从而保护乘客的颈部。
一个措施可以是断开用于使发动机从机动车辆的车轮去耦的离合器使得发动机不被由其他车辆从后方碰撞机动车辆引起的震动或撞击损坏。一个措施可以是在碰撞过程中将由发动机产生的扭矩适配至由机动车辆的车轮产生的扭矩。这预防了由于扭矩从车轮返回至发动机的传递而对发动机的损害。
本发明还包括描述的用于机动车辆的控制单元，其中，控制单元被设计为连接至用于感测所描述的检测数据的传感器单元并连接至机动车辆的至少一个驱动组件。控制单元被设计为执行本发明方法的实施例。因此，控制单元为处于可能的后部碰撞的情况中的驾驶员提供援助。
本发明还涉及一种包括传感器单元和描述的类型的至少一个驱动组件的机动车辆。传感器单元和所述至少一个驱动组件通过控制单元连接，控制单元为本发明控制单元的实施例。机动车辆因此为描述的可能的后部碰撞的情况中的驾驶员提供保护。传感器单元可包括如各自的传感器，例如雷达和/或摄像机和/或超声传感器。
附图说明
在下文中，描述本发明的示例实施例。附图示出：
图1是本发明机动车辆的实施例的示意图，
图2是用于说明本发明方法的实施例的简图，
图3是示出满足触发标准的交通状况的概略图，
图4是示出由本发明机动车辆支持的驾驶员的反应的图3的状况的概略图，
图5是用于说明通过本发明机动车辆的检测数据的测量的概略图。
具体实施方式
下面说明的实施例是本发明的优选实施例，然而，在实施例中，描述的实施例的组件各自代表本发明的、被认为彼此独立且各自还彼此独立地发展了本发明的各个特征，且由此还被以单独的方式或以不限于所示结合的方式看作本发明的组件。而且，描述的实施例还可通过本发明已经描述的进一步的特征补充。
在附图中，提供相同功能的元件标有相同的参考标号。
图1示出可以是乘用车辆的机动车辆1。机动车辆可包括传感器单元2、控制单元3、数个驱动组件4和数个保护组件5。传感器单元2可包括后视摄像机6和/或后部雷达7和/或超声传感器。传感器单元基于传感器6、7生成检测数据8。控制单元3可包括例如微控制器或微处理器的微处理单元。控制单元3接收检测数据8并控制驱动组件4和保护组件5。
驱动组件4可包括用于生成加速和/或移动机动车辆1的扭矩的发动机9。发动机9可由油门踏板10控制，油门踏板10可由驾驶员(未示出)致动。驱动组件4还可包括用于从传动装置12连接和断开发动机9的离合器11，而传动装置12也可以是驱动组件4的一部分。驱动组件4还可包括用于响应于转向盘15的致动转动例如机动车辆1的前轮14的动力转向部13。驱动组件4还可包括具有可控和/或适配阻尼力的主动悬架系统16。驱动组件4还可包括可由驾驶员通过制动踏板18致动的机电制动系统17。
当通过检测数据8满足触发标准19时，预防模式20在控制单元中被启动。在预防模式20中，控制单元3重新配置或简单地配置驱动组件4。
保护组件5可包括用于关闭天窗22和/或至少一个窗户23的电动马达21。保护组件5还可包括主动安全带24，主动安全带24可被系紧使得乘客25被紧密地保持到乘客座椅26。保护组件5还可包括具有用于改变座椅28的位置的电动座椅马达27的乘客座椅。保护组件5还可包括用于调整头部支撑部30以保护乘客25头部31的电动头部支撑马达29。保护组件5还可包括用于从将发动机9的扭矩传递到车道33上的那些车轮32断开发动机9的离合器11。保护组件5还可包括发动机9，在发动机9中发动机的扭矩可适配至从车道33向后传递到车轮32的扭矩。
当通过检测数据8满足触发标准34时，保护模式35在控制单元3中被启动。在保护模式35中，控制单元3控制保护组件5。
在下文中，基于图2、图3和图4描述由控制单元3执行的方法。
控制单元3帮助驾驶员避免可能由从后方接近的另一车辆36引起的潜在后部碰撞风险。这通过预防模式20来完成。在其他车辆36的后部碰撞可能不能防止的情况下，控制单元3为机动车辆1的驾驶员和乘客提供当后部碰撞事故不可避免时尽可能的保护。这通过保护模式35来实现。
当控制单元3起作用时，通过监控后部交通状况37，来自后部车辆36的潜在碰撞风险将被识别并通过发出警报信号38(“后部碰撞风险！”)来告知驾驶员。警报信号38和用于避免风险的可能建议可通过仪表板39在视觉上或在听觉上发送至驾驶员。
后部碰撞风险通过描述的触发标准19来识别。通过传感器单元2，控制单元3观察到车辆36的距离D和相对速度ΔV，相对速度ΔV是机动车辆1的行驶速度V0和车辆36的行驶速度V1之差。如果该距离小于距离值Dt且相对速度ΔV大于速度值Vt，则满足触发标准19且因此可启动预防模式20，这导致警报信号38的生成。此外，当等待来自驾驶员的进一步动作时，为了允许机动车辆1利用最敏感且动态的性能对驾驶员的希望做出反应，控制单元3本身可自动地适配机动车辆1，使得可以较大机会地从危险状况和/或危险区域逃离(参见图4)。
当不仅满足触发标准19而且满足碰撞标准34时，后部碰撞是不可避免的且为了最小化事故损失，控制单元3将进行一系列调整以保护驾驶员和乘客以及机动车辆1的最重要的组件。
碰撞标准可包括邻近机动车辆1和其他车辆36正行驶在其上的车道33的车道33＇不可用或被车辆39堵塞使得不可能改变车道。此外，到正在机动车辆1的前方行驶的车辆41的距离40可以小于预定值使得不可能加速机动车辆1。
为了防止错误的警报，触发标准19和/或碰撞标准34还可包括下列条件：车道33的摩擦系数μ或分开的车轮轨迹42的摩擦系数μ1和μ2之差即μ分配表明车道33是滑的。这可能通过相应的阈值来表明。
预防模式20可包括下列措施。措施M1可包括通过将发动机9配置为较快响应油门踏板10和高扭矩输出的发展而最小化从驾驶员操作到机动车辆1加速的时间间隔来准备快速加速机动车辆1。措施M2可包括配置传动装置12用于动态行驶的短的换档变化时间和最佳换档时机。措施M3可包括用于通过配置灵活且稳定的动态模式的悬架16而快速响应的悬架适配。措施M4可包括用于通过配置动力转向部13和/或制动系统17快速响应的制动/转向适配。可优化动态驱动模式的转向比和/或可提供通过最小化制动间隔而更灵活且稳定的动态模式。
保护模式35可包括下列措施。一个措施M5可以是通过启动马达21来关闭窗户23和天窗22。一个措施M6可以是系紧安全带24。一个措施M7可以是通过马达27的乘客座椅26、28的座椅位置适配。一个措施M8可以是通过马达29启动头部支撑部30。一个措施M9可以是用于后部碰撞使得保护发动机9免受来自车轮33的扭矩的传递的发动机适配。一个措施M10可以是用于后部碰撞以避免损坏发动机的传动装置12的传递适配。
预防模式20和保护模式35不限于描述的措施M1至M10。
图5说明可如何通过例如雷达传感器7监控或观察后部交通状况37。雷达传感器7可发射可随时间t改变其频率f的雷达信号43。当发送信号43通过如图5所示的调频连续波方法生成时，后部接近车辆36的距离D和相对速度ΔV可通过比较发送信号43与接收信号44来检测，接收信号44由于多普勒(Doppler)效应而变化。
摩擦系数μ和单摩擦系数μ1、μ2可例如由电子稳定控制ESC通过例如观察车轮32、14的车轮速度来检测。
总的来说，示例示出通过本发明如何提供后部碰撞辅助系统。

Claims (14)

1.一种用于预防机动车辆(1)的后部碰撞的方法，其中，所述机动车辆(1)的控制单元(3)执行下列步骤：
a)从传感器单元(2)接收检测数据(8)，其中，所述检测数据(8)至少描述在相同车道(33)上所述机动车辆(1)的后方行驶的车辆(36)，
b)当所述检测数据(8)满足预定触发标准(19)时，启动用于辅助所述机动车辆(1)的驾驶员预防所述后部碰撞的预防模式(20)，其中，所述预防模式(20)包括：
为所述驾驶员生成警报信号(38)，其中，所述警报信号(38)表示可能的后部碰撞；
配置所述机动车辆(1)的至少一个驱动组件(4)使得与没有所述配置的情况相比所述驱动组件(4)的响应能力增加，其中，所述响应能力是响应于所述驾驶员的驾驶动作受所述驱动组件(4)影响的所述机动车辆(1)的驾驶行为的变化的量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述触发标准(19)包括所述机动车辆(1)的行驶速度(V0)和所述其他车辆(36)的行驶速度(V1)的速度差(ΔV)大于预定速度值(Vt)以及所述其他车辆(36)到所述机动车辆(1)的距离(D)小于预定距离值(Dt)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述检测数据(8)还描述所述车道(33)的道路状况，以及其中，所述触发标准(19)包括所述车道(33)的摩擦系数(μ)小于预定第一值和/或
所述机动车辆(1)的左轮轨迹(42)和右轮轨迹(42)的各自的摩擦系数(μ1、μ2)的差大于预定第二值。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一个驱动组件(4)包括发动机(9)，并且所述配置包括响应于油门踏板(10)的预定致动增加由所述发动机(9)生成的扭矩的量。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一个驱动组件(4)包括传动装置(12)，并且所述配置包括将所述传动装置(12)的档位变化为较低档。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一个驱动组件(4)包括动力转向单元(13)，并且所述配置包括增加转向比。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一个驱动组件(4)包括主动悬架系统(16)，并且所述配置包括增加用于增加所述机动车辆的灵活性和稳定性的所述悬架系统(16)的阻尼力。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一个驱动组件(4)包括机电制动系统(17)，并且所述配置包括减小制动片和相应的制动盘之间的制动间隔。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，当所述检测数据(8)满足预定碰撞标准(34)时，保护模式(35)被启动。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述碰撞标准(34)包括在邻近的车道(33＇)上无自由空间可用和/或车辆(41)以小于预定值的距离(40)在所述机动车辆(1)的前方行驶。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，所述保护模式(35)包括：
通过启动相应的电动马达(21)关闭天窗(22)和/或至少一个窗户(23)；和/或
系紧至少一个安全带(24)；和/或
通过启动相应的电动座椅马达(27)改变至少一个座椅(28)的各自的座椅位置；和/或
通过启动相应的电动头部支撑马达(29)移动各自的座椅(28)的至少一个头部支撑部(30)。
12.根据权利要求9-11中任一项所述的方法，其中，所述保护模式(35)包括：
断开用于使发动机(9)从所述机动车辆(1)的车轮(32)去耦的离合器(11)；和/或
在所述碰撞过程中将由所述发动机(9)产生的扭矩适配至由所述车轮(32)产生的扭矩。
13.一种用于机动车辆(1)的控制单元(3)，其中，所述控制单元(3)被设计为连接至传感器单元(2)并连接至所述机动车辆(1)的至少一个驱动组件(4)，并且其中，所述控制单元(3)被设计为执行根据前述权利要求中的一项所述的方法。
14.一种机动车辆(1)，其包括传感器单元(2)和至少一个驱动组件(4)，其中，所述传感器单元(2)和所述至少一个驱动组件(4)通过根据权利要求13所述的控制单元(3)连接。
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