CN107257757A - 控制车辆间间距的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆，该车辆被构造为执行以下步骤：获得由车辆的自主式紧急制动系统(16)识别出的潜在碰撞威胁(26)的指示参数(27)，其中，该车辆的自主式紧急制动系统包括预定义的控制阶段(28a‑c)，并且其中，所述指示参数至少部分地确定该自主式紧急制动系统的当前控制阶段；以及，将所获得的所述指示参数发送到一个或多个跟随车辆。

Description

控制车辆间间距的方法
技术领域
本发明涉及车辆，并且涉及控制前导车辆和一个或多个跟随车辆之间的车辆间间距的方法。本发明还涉及计算机程序、计算机可读介质和控制单元。本发明例如能够应用在重型车辆中，例如卡车和公共汽车。
背景技术
可使用基于雷达的自适应巡航控制(ACC)来控制车辆间间距，所述ACC通过控制加速器和制动器来保持与前方车辆的安全距离。
协同式自适应巡航控制(CACC)是ACC的一种扩展。在CACC中，可使用车辆间通信(vehicle to vehicle communications)从前导车辆向跟随车辆发送信息，该信息可由跟随车辆用于更好地保持与前导车辆的前述安全距离。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的控制车辆间间距的方法。
根据本发明的第一方面，所述目的通过根据权利要求1所述的车辆来实现。根据本发明的第二方面，所述目的通过根据权利要求4所述的方法来实现。根据第三方面，所述目的通过根据权利要求12所述的车辆来实现。根据第四方面，所述目的通过根据权利要求15所述的方法来实现。
根据第一方面，提供了一种车辆，该车辆被构造成执行以下步骤：获得由车辆的自主式紧急制动系统识别出的潜在碰撞威胁的指示参数，其中，该车辆的自主式紧急制动系统包括预定义的控制阶段，并且其中，所述指示参数至少部分地确定自主式紧急制动系统的当前控制阶段；以及，将所获得的指示参数发送到一个或多个跟随车辆。该车辆可称为前导车辆。
自主式紧急制动系统的所述预定义的控制阶段例如可以是标准化的或法定的。本发明基于如下的理解：通过将从(前导)车辆的自主式紧急制动系统获得的所述指示参数发送到跟随车辆，由于自主式紧急制动系统的预定义的控制阶段，所述跟随车辆能够预测前导车辆将做什么并采取适当的先行(pre-emptive)行动。
所述指示参数可以是避撞时间(TTC)。其它的指示参数可以是所述潜在碰撞威胁与前导车辆之间的相对速度、所述潜在碰撞威胁与前导车辆之间的距离，等等。
根据第二方面，提供了一种控制前导车辆和一个或多个跟随车辆之间的车辆间间距的方法，其中，该方法包括以下步骤：获得由前导车辆的自主式紧急制动系统识别出的潜在碰撞威胁的指示参数，其中，该前导车辆的自主式紧急制动系统包括预定义的控制阶段，并且其中，所述指示参数至少部分地确定自主式紧急制动系统的当前控制阶段；以及，将所获得的指示参数发送到所述一个或多个跟随车辆。本方面可具有与本发明的第一方面相同或相似的特征和/或技术效果，反之亦然。
该方法可进一步包括：在所述一个或多个跟随车辆中接收所述指示参数；以及，基于所接收到的指示参数自动调节车辆间间距。
所述指示参数可以是避撞时间。
可使用车辆间通信装置执行所述指示参数的发送。
也可使用车辆间通信装置执行所述指示参数的接收。
该方法可进一步包括：在所述一个或多个跟随车辆中获得来自一个或多个车载传感器的读数，该车载传感器测量与前方车辆的实际间距；以及，基于所获得的读数自动调节车辆间间距。通过基于所接收到的前述指示参数和所获得的读数自动调节车辆间间距，可以实现改进的协同式自适应巡航控制。
所述一个或多个车载传感器可包括至少一个雷达或至少一个LIDAR装置或至少一个相机。
在所接收到的指示参数比所获得的读数指示了(所述跟随车辆的)更大减速的情况下，所接收到的指示参数可取代(override)所获得的读数，而在所获得的读数比所接收到的指示参数指示了(所述跟随车辆的)更大减速的情况下，所获得的读数可取代所接收到的指示参数。
根据本发明的第三方面，提供了一种车辆，该车辆被构造成执行以下步骤：在该车辆中接收由前导车辆的自主式紧急制动系统识别出的潜在碰撞威胁的指示参数，其中，前导车辆的自主式紧急制动系统包括预定义的控制阶段，并且其中，所述指示参数至少部分地确定自主式紧急制动系统的当前控制阶段；以及，基于所接收到的指示参数自动调节车辆间间距。本方面可具有与本发明的前述方面相同或相似的特征和/或技术效果，反之亦然。
所述指示参数可以是避撞时间。
所述车辆可被称为跟随车辆。
根据第四方面，提供了一种控制前导车辆和一个或多个跟随车辆之间的车辆间间距的方法，其中，该方法包括以下步骤：在一个或多个跟随车辆中接收由前导车辆的自主式紧急制动系统识别出的潜在碰撞威胁的指示参数，其中，该前导车辆的自主式紧急制动系统包括预定义的控制阶段，并且其中，所述指示参数至少部分地确定自主式紧急制动系统的当前控制阶段；以及，基于所接收到的指示参数自动调节车辆间间距。本方面可具有与本发明的前述方面相同或相似的特征和/或技术效果，反之亦然。
所述指示参数可以是避撞时间。
该方法可进一步包括：在所述一个或多个跟随车辆中获得来自一个或多个车载传感器的读数，所述车载传感器测量与前方车辆的实际间距；以及，基于所获得的读数自动调节所述车辆间间距。
所述一个或多个车载传感器可包括至少一个雷达或至少一个LIDAR装置或至少一个相机。
在所接收到的指示参数比所获得的读数指示了更大减速的情况下，所接收到的指示参数可取代所获得的读数，而在所获得的读数比所接收到的指示参数指示了更大减速的情况下，所获得的读数可取代所接收到的指示参数。
本发明还涉及一种包括程序代码组件的计算机程序，当所述程序在计算机上运行时，所述程序代码组件执行本发明的第二或第四方面的步骤。
本发明还涉及携载有计算机程序的计算机可读介质，所述计算机程序包括程序代码组件，当所述程序产品在计算机上运行时，所述程序代码组件执行本发明的第二或第四方面的步骤。
本发明还涉及一种控制单元，其被构造成执行本发明的第二或第四方面的步骤。该控制单元例如可被包括在前导车辆和/或跟随车辆中。
在下文的描述和从属权利要求中公开了本发明的其他优点和有利特征。
附图说明
参考附图，下面是作为示例给出的本发明实施例的更详细描述。在各图中：
图1示意性地示出了包括本发明的多个方面的前导车辆和跟随车辆。
图2示出了图1中的前导车辆的自主式紧急制动系统的预定义的控制阶段。
图3是控制图1的前导车辆和跟随车辆之间的车辆间间距的方法的流程图。
图4示出了图3的方法的背景下的预定义的控制阶段。
图5示出了前导车辆、跟随车辆以及中间车辆。
具体实施方式
图1是第一车辆12和第二车辆14a的侧视图。该第一车辆可称为前导车辆12，并且该第二车辆可称为跟随车辆14a。车辆12、14a可以是道路机动车，但它们中的至少一个可具有挂车。车辆12、14a可以是重型车辆，例如卡车和公共汽车，或可以是轿车。
前导车辆12包括自动紧急制动(AEB)系统16、车辆间(V2V)通信装置18、可选的人机界面(HMI)20、以及电子控制单元(ECU)22。控制单元22连接到AEB系统16、V2V通信装置18和可选的人机界面(HMI)20。
AEB系统16也可称为高级紧急制动系统(AEBS)。AEB系统16适于识别潜在碰撞威胁26，并针对所识别出的碰撞威胁26得出安全指示参数27，该安全指示参数27为避撞时间(TTC)的形式。可以通过前导车辆12与潜在碰撞威胁26之间的相对速度和距离来得出该避撞时间(time to collision)(其中所有车辆都在同一车道上横向固定的稳定状况)，但也可以考虑加速度、驾驶员响应、横向威胁等(动态状况)。该避撞时间例如可以用秒来表示。潜在碰撞威胁26例如可以是位于前导车辆12的预计路径中的另一个车辆。AEB系统16还适于根据所得出的避撞时间自动地将前导车辆12减速或制动。
特别地，如图2所示，AEB系统16包括预定义的控制阶段28a-28c。在图2中，横轴是避撞时间，而纵轴是减速度。预定义的控制阶段28a-28c例如可以是标准化的或法定的(由法律确定)。预定义的控制阶段28a-28c包括第一警示阶段28a、第二警告制动阶段28b和第三完全制动阶段28c。当前控制阶段28a-28c取决于所得出的避撞时间。在警示阶段28a中，前导车辆12的驾驶员被警示已检测到潜在碰撞威胁26。此阶段28a中的警示例如可以是光学、声学的和/或包括一些轻微脉动的制动。图2中示出了后一种情况。在警告制动阶段28b中，AEB系统16通过施加自动和/或关小的油门而自动地使前导车辆12减速。如图2所示，减速度可随着避撞时间的变短而增加。最后，在完全制动阶段28c中，AEB系统16自动地对前导车辆12施加完全制动。
车辆间通信装置18一般适于向跟随车辆14a发送数据和/或从跟随车辆14a接收数据。特别地，V2V通信装置18可用于将所得出的避撞时间从前导车辆12发送到跟随车辆14a。例如，V2V通信装置18可基于WLAN，例如IEEE802.11p标准。
人机界面20一般适于向前导车辆12的驾驶员展示信息。HMI界面20例如可以是前导车辆12的仪表板上的显示器。
转到所述跟随车辆14a，跟随车辆14a包括自动纵向控制系统30a、车辆间(V2V)通信装置32a、以及电子控制单元(ECU)34a。控制单元34a连接到自动纵向控制系统30a和V2V通信装置32a。
自动纵向控制系统30a一般适合基于至少一个输入来自动地控制跟随车辆14a的油门/制动/速度。特别地，如下文中将进一步解释的，自动纵向控制系统28a可用来基于AEB系统16所得出的避撞时间而自动调节与前方车辆12的间距24a。自动纵向控制系统30a也可基于来自一个或多个车载传感器35的读数来调节与前方车辆的间距24a，该一个或多个车载传感器35测量与前方车辆的实际间距24a，在图1中，所述前方车辆是前导车辆12。
一个或多个传感器35以车载方式设置在跟随车辆14a上。所述一个或多个传感器35可连接到控制单元34a。所述一个或多个传感器35可以是至少一个雷达。替代地，所述一个或多个传感器35可以是使用激光器的光的至少一个LIDAR(“光检测和测距”)装置，或可以是至少一个相机。
车辆间通信装置32a一般适于从其它车辆接收数据，例如从前导车辆12接收数据。特别地，V2V通信装置32a可用于从前导车辆12接收所得出的避撞时间。类似于前导车辆12的车辆间通信装置18，V2V通信装置32a可基于WLAN，例如IEEE802.11p标准。
进一步参考图3和图4，在运行中，可如下地控制车辆间间距24a(即，前导车辆12和跟随车辆14之间的时间和/或距离)：
前导车辆12的AEB系统16识别出潜在碰撞威胁24(步骤S1)，且开始得出避撞时间TTC(步骤S2)。
所得出的TTC被控制单元22获得(步骤S3)，并且通过V2V通信装置18从前导车辆12发送到跟随车辆14a(步骤S4)，如图1中的附图标记27所示。
在跟随车辆14a中，通过V2V通信装置32a接收所述TTC(步骤S5)。跟随车辆14a也可从其车载传感器35获得读数(步骤S6)，该读数代表了与前方车辆(在此情况下为前导车辆12)的当前间距24a。所接收到的TTC和所获得的读数可由控制单元34a用于通过自动纵向控制系统30a来自动调节车辆间间距24a(步骤S7)。
步骤S1至S7或至少步骤S2至S7可连续地执行。
前导车辆的AEB系统16的所述预定义的控制阶段28a-28c通常是已知的。因此，(仅)通过接收TTC，跟随车辆14a就能够预测前导车辆12将要做什么并相应地采取先行行动，而不必使用V2V通信将控制阶段28a-28c从前导车辆12事先传送到跟随车辆14a。预定义的控制阶段28a-28c例如可预存储在跟随车辆14a的控制单元34a中。替代地，与控制阶段28a-28c相关的信息可使用V2V通信从前导车辆12发送到跟随车辆14a。
为了基于所接收到的TTC自动调节车辆间间距24a，跟随车辆14a可从所接收到的TTC减去预定时间。所接收到的TTC在图4中被表示为TTC12指示。跟随车辆14a减去该预定时间，从而导致减少的TTC14a。图4中示出了所接收到的TTC12(即，用于前导车辆的TTC)和减少的TTC14a。在图4中，可以看到前导车辆12处于警示阶段28a的早期，没有减速度。另一方面，跟随车辆14a具有与警示阶段28a后期相对应的TTC14a，因此，其自动纵向控制系统30a可施加与警示阶段28a中的轻微脉动的制动相对应的轻微脉动的制动，从而使间距24a略微增大。由于图4中的间距尺寸的增加开始于完全制动阶段28c之前，所以，对间距24a的控制对于V2V通信中的延迟远不敏感。
当未识别出潜在碰撞威胁26时，基于来自传感器35的读数自动调节间距24a，类似于传统的自适应巡航控制。然而，当识别出潜在碰撞威胁26时，所接收到的TTC可用于取代(override)来自传感器35的读数。例如，即使来自传感器35的读数指示了间距24a在增加(这通常表明所述跟随车辆14a可增加其速度以减小间距24a)，所接收到的TTC可能指示了前导车辆12要开始紧急制动，因此，跟随车辆14a反而增加了间距24a以提高安全性。在另一个示例中，来自传感器35的读数可能指示了间距24a必须略微增加，而所接收到的TTC可能指示了紧急制动非常迫近，因此，跟随车辆14a必须与来自传感器35的读数所指示的相比减速或制动得更多。因此，也在此示例中，所接收到的TTC取代了来自车载传感器35的读数。另一方面，例如，如果另一车辆36自身突然“插入”到前导车辆12和跟随车辆14a之间(见图5)，来自传感器35的读数可能指示该跟随车辆14a必须与所接收到的TTC所指示的相比减速得更多(可能已识别出潜在碰撞威胁26，但该潜在碰撞威胁26不是迫近的，即，它仍远离于前导车辆12)，以维持与前方车辆的安全间距，该前方车辆现在是指中间车辆36。因此，在此情况下，所获得的来自传感器35的读数取代了所接收到的TTC。
本发明的方法可进一步包括：基于摩擦力估算值来确定前导车辆12的减速能力(deceleration capacity)，因此，自动调节车辆间间距24a的步骤可包括：也考虑到所述减速能力。这样，即使滑的道路(低摩擦力)降低了减速能力并要求更早的制动，前导车辆12也可维持对跟随车辆14来说是可预测的。如果例如由于道路湿滑(低摩擦力)而使得前导车辆12的当前减速能力被确定为低于在干燥柏油路上的减速能力，则可在持续时间、起点和/或减速方面修改所述警告制动阶段和完全制动阶段。可通过各种方式来估算前述的摩擦力：
·前导车辆12上或路旁的光学传感器可检测路面的物理状态，例如干、湿、雪、冰等。然后使用查找表将所检测到的物理状态转换为摩擦力估算值。
·可以使用所测量到的、驱动轮或发动机制动轮与自由滚动轮之间的滑移水平之间的差值。滑移差值与驱动轮/发动机制动轮上的扭矩差值以及车轮上的重力(法向力)一起为计算或估算摩擦力提供了数学基础。
·可使用在特定的转向角度下测量的侧向滑移。横摆角速度传感器或在车辆的不同部分内的GNNS(全球导航卫星系统)接收器之间的相对位置给出了横摆角速度，该横摆角速度可与在特定速度和转向角度及不同车轴上的重量分布、一定差分制动水平等情况下的理论或数学横摆角速度进行比较。
·所测量到的在特定转向角速度和转向角度下进行动力转向的旋转阻力可用于估算摩擦力，尤其在低速下。
·可利用车辆的ESP(电子稳定程序)或ABS(防抱死制动系统)系统的介入来估算摩擦力。
应当理解，本发明不限于以上所述的且在附图中示出的实施例；而是，本领域普通技术人员将认识到，可在所附权利要求的范围内进行许多修改和变型。例如，车辆12和14a可构造成都充当前导车辆和跟随车辆。这样，每个车辆可根据情形而充当前导车辆或充当跟随车辆工作。也可存在从前导车辆接收TTC的一个或多个另外的跟随车辆。本发明也可用在车队中。本发明也可在没有来自车载传感器35的读数的情况下工作，例如，如果跟随车辆14a不具有ACC或者其ACC被关闭。

Claims (22)

1.一种车辆(12)，所述车辆(12)被构造成执行以下步骤：
获得由所述车辆的自主式紧急制动系统(16)识别出的潜在碰撞威胁(26)的指示参数(27)，其中，所述车辆的所述自主式紧急制动系统包括预定义的控制阶段(28a-c)，并且其中，所述指示参数至少部分地确定所述自主式紧急制动系统的当前控制阶段；以及
将所获得的所述指示参数发送到一个或多个跟随车辆。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述指示参数是避撞时间。
3.根据权利要求1或2所述的车辆，其中，所述车辆是前导车辆。
4.一种控制前导车辆(12)和一个或多个跟随车辆(14a)之间的车辆间间距(24a)的方法，其中，所述方法的特征在于以下步骤：
获得由所述前导车辆的自主式紧急制动系统(16)识别出的潜在碰撞威胁(26)的指示参数(27)，其中，所述前导车辆的所述自主式紧急制动系统包括预定义的控制阶段(28a-c)，并且其中，所述指示参数至少部分地确定所述自主式紧急制动系统的当前控制阶段；以及
将所获得的所述指示参数发送到所述一个或多个跟随车辆。
5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：
在所述一个或多个跟随车辆中接收所述指示参数；以及
基于所接收到的所述指示参数自动调节所述车辆间间距。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，所述指示参数是避撞时间。
7.根据权利要求4所述的方法，其中，使用车辆间通信装置(18)执行所述指示参数的发送。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，使用车辆间通信装置(32a)执行所述指示参数的接收。
9.根据权利要求5所述的方法，进一步包括：
在所述一个或多个跟随车辆中获得来自一个或多个车载传感器的读数，所述车载传感器测量与前方车辆的实际间距；以及
基于所获得的所述读数自动调节所述车辆间间距。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述一个或多个车载传感器包括至少一个雷达或至少一个LIDAR装置或至少一个相机。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，在所接收到的所述指示参数比所获得的所述读数指示了更大减速的情况下，所接收到的所述指示参数取代所获得的所述读数，并且其中，在所获得的所述读数比所接收到的所述指示参数指示了更大减速的情况下，所获得的所述读数取代所接收到的所述指示参数。
12.一种车辆(14a)，所述车辆(14a)被构造成执行以下步骤：
在所述车辆中接收由前导车辆的自主式紧急制动系统(16)识别出的潜在碰撞威胁(26)的指示参数(27)，其中，所述前导车辆的所述自主式紧急制动系统包括预定义的控制阶段(28a-c)，并且其中，所述指示参数至少部分地确定所述自主式紧急制动系统的当前控制阶段；以及
基于所接收到的所述指示参数自动调节车辆间间距。
13.根据权利要求12所述的车辆，其中，所述指示参数是避撞时间。
14.根据权利要求12或13所述的车辆，其中，所述车辆是跟随车辆。
15.一种控制前导车辆(12)和一个或多个跟随车辆(14a)之间的车辆间间距(24a)的方法，其中，所述方法的特征在于以下步骤：
在所述一个或多个跟随车辆中接收由所述前导车辆的自主式紧急制动系统(16)识别出的潜在碰撞威胁(26)的指示参数(27)，其中，所述前导车辆的所述自主式紧急制动系统包括预定义的控制阶段(28a-c)，并且其中，所述指示参数至少部分地确定所述自主式紧急制动系统的当前控制阶段；以及
基于所接收到的所述指示参数自动调节所述车辆间间距。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述指示参数是避撞时间。
17.根据权利要求15或16所述的方法，进一步包括：
在所述一个或多个跟随车辆中获得来自一个或多个车载传感器的读数，所述车载传感器测量与前方车辆的实际间距；以及
基于所获得的所述读数自动调节所述车辆间间距。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述一个或多个车载传感器包括至少一个雷达或至少一个LIDAR装置或至少一个相机。
19.根据权利要求17或18所述的方法，其中，在所接收到的所述指示参数比所获得的所述读数指示了更大减速的情况下，所接收到的所述指示参数取代所获得的所述读数，并且其中，在所获得的所述读数比所接收到的所述指示参数指示了更大减速的情况下，所获得的所述读数取代所接收到的所述指示参数。
20.一种包括程序代码组件的计算机程序，当所述程序在计算机上运行时，所述程序代码组件执行根据权利要求4-11或15-19中的任一项所述的步骤。
21.一种携载有计算机程序的计算机可读介质，所述计算机程序包括程序代码组件，当所述程序产品在计算机上运行时，所述程序代码组件执行根据权利要求4-11或15-19中的任一项所述的步骤。
22.一种控制单元(22；34a)，所述控制单元被配置成执行根据权利要求4-11或15-19中的任一项所述的方法的步骤。
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