CN109017990A - 车辆安全转向系统 - Google Patents

Abstract

本文描述的技术方案包括车辆安全转向系统，该转向系统包括：产生辅助转矩的马达；以及控制器，其产生马达转矩命令，用于控制由马达产生的辅助转矩的量。转向系统还包括远程对象辅助模块，其基于车辆与检测到的对象的接近度来计算转向干预。控制器使用转向干预来改变马达转矩命令。

Description

车辆安全转向系统

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2017年6月12日提交的美国临时专利申请序列号62/518,099的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及一种车辆安全转向系统。

背景技术

过去几十年中，车辆中乘员安全性的进步在减少死亡和伤害数量方面发挥了重要作用。这些进步包括被动安全(安全带，安全气囊，底盘结构设计等)以及主动安全(电子稳定控制，防抱死制动系统，自适应巡航，自动制动系统等)。主动安全技术对于避免碰撞或减轻碰撞的严重程度至关重要。

车辆配备有若干技术，其允许监控移动车辆的状况以提供主动安全性。这些技术可以使车辆能够检测到其他车辆和障碍物的存在。这些技术可以响应于其他车辆或障碍物而警告车辆的操作者或者执行某些操纵。

发明内容

车辆安全系统包括环境监测系统，该环境监测系统被配置成监测在主车辆的预定邻近范围内的对象(例如远程车辆、交通锥标、墙壁等等)的距离和速度。除了对象之外，环境监测系统还可以识别道路上车道标记的位置。环境监测系统与转向系统连通，该转向系统具有可操作地连接到操作者输入装置的转向致动器。转向致动器被布置成响应于来自环境监测系统的输入信号而向操作者输入装置提供输入。

根据一个或多个实施例，转向系统包括：产生辅助转矩的马达；以及控制器，其产生马达转矩命令，用于控制由马达产生的辅助转矩的量。转向系统还包括远程对象辅助模块，其基于车辆与检测到的对象的接近度来计算转向干预。控制器使用转向干预来改变马达转矩命令。

根据一个或多个实施例，一种计算机实现的方法包括生成马达转矩命令，用于控制由汽车的转向系统的马达产生的辅助转矩的量。该方法进一步包括基于汽车与检测到的对象的接近度来计算转向干预。该方法还包括使用转向干预来改变马达转矩命令。

根据一个或多个实施例，一种计算机程序产品包括存储器存储装置，所述存储器存储装置包括一个或多个计算机可执行指令，所述指令在由控制器执行时使所述控制器调整方向盘辅助转矩。该调整包括产生马达转矩命令，用于控制由汽车的转向系统的马达产生的辅助转矩的量。该调整还包括基于汽车与检测到的对象的接近度来计算转向干预。该调整还包括使用转向干预来改变马达转矩命令。

从以下结合附图的描述中，这些和其他优点和特征将变得更加明显。

附图说明

图1是包括转向系统的车辆的示例性实施例；

图2示出了根据一个或多个实施例的示例控制模块；

图3示出了根据一个或多个实施例的环境监测系统；

图4A、图4B和图4C描绘了根据一个或多个实施例的环境监测系统提供转向辅助的示例场景；

图5描绘了根据一个或多个实施例的情境分析模块的操作框图；

图6描绘了根据一个或多个实施例的调节辅助转矩命令的控制模块的操作框图；以及

图7示出了根据一个或多个实施例的用于基于来自环境监测系统的输入通过转向系统产生马达转矩命令的示例方法的流程图。

具体实施方式

如本文所使用的，术语模块和子模块是指一个或多个处理电路，例如专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或组)和存储器、组合逻辑电路、和/或提供所述功能的其他合适组件。可以理解，下面描述的子模块可以被组合和/或被进一步划分。

本文描述的技术方案通过帮助驾驶员避免碰撞或减轻碰撞的影响来帮助转向系统进一步有助于主动安全。例如，本文描述的技术方案可以减轻可能由于驾驶员分心、半睡驾驶、驾驶员未在变换车道之前观看、或者不常见的交通状况等而导致的侧面碰撞(sideswipe collision)。

装备在车辆中的主动安全系统可以包括车道偏离警告系统、盲点检测、主动巡航控制等。主动安全系统使用一个或多个传感器(例如雷达、摄像头、激光雷达(LIDAR)等)以连续监测车辆预定接近范围内的对象。主动安全系统进一步预测与对象的潜在碰撞，例如前部、后部和/或侧面碰撞。本文描述的技术方案根据不同的威胁等级有助于转向系统的高级驾驶员辅助系统(ADAS)功能，以生成和提供驾驶员反馈。驾驶员反馈可以基于不同的干预水平(例如，方向盘嗡嗡声、减小的辅助、转矩叠加和主动转向位置控制)而产生，以对抗(或阻止)驾驶员改变车道，或提供进一步的车道改变辅助等等或其组合。

诸如盲点检测和车道保持辅助之类的主动安全系统通常通过可听声音、警告灯或其他视听提示向驾驶员提供反馈。本文描述的技术方案通过执行周围感知和情况分析，通过使用车辆的转向系统作为人机界面来与驾驶员交互并引导驾驶员以防止潜在的侧面碰撞，从而改进了这种方法。除了视听提示之外，本文描述的技术方案通过方向盘提供触觉反馈以提供警告，或者通过修改由转向系统产生的辅助转矩来提供关于潜在侧面碰撞、碰撞时间以及其他此类分析参数的驾驶员反馈。此外，在一个或多个示例中，本文描述的技术方案修改辅助转矩以对抗(或阻止)由驾驶员执行的车道改变操纵，例如，与驾驶员施加的输入转矩相反的修改。

现在参考附图，其中技术方案将参照具体实施例进行描述，但不对其进行限制。图1是包括转向系统12的车辆10的示例性实施例。应该注意的是，转向系统12可以是EPS、线控转向(SbW)系统、具有磁转矩覆盖层(MTO)的液压转向系统，等等。本文的实施例描述了EPS，但是在其他示例中，本文描述的技术方案可以在其他类型的转向系统中实施。在各种实施例中，转向系统12包括联接到转向轴系统16的方向盘14，转向轴系统16包括转向柱、中间轴和必要的接头。在一个示例性实施例中，转向系统12是EPS系统，其进一步包括联接到转向系统12的转向轴系统16以及联接到车辆10的连杆20、22的转向辅助单元18。或者，转向辅助单元18可以将转向轴系统16的上部与该系统的下部相联接。转向辅助单元18包括例如可通过转向轴系统16联接到转向致动器马达19和传动装置的齿条和小齿轮转向机构(未示出)。在操作期间，当车辆操作者转动方向盘14时，转向致动器马达19提供辅助来移动连杆20、22，所述连杆进而分别移动分别联接到车辆10的道路车轮28、30的转向节24、26。

如图1所示，车辆10还包括检测和测量转向系统12和/或车辆10的可观察状况的各种传感器31、32、33。传感器31、32、33基于可观察状况产生传感器信号。在一个示例中，传感器31是感测车辆10的操作者施加到方向盘14的输入驾驶员方向盘转矩(HWT)的转矩传感器。转矩传感器基于此产生驾驶员转矩信号。在另一个示例中，传感器32是感测转向致动器马达19的旋转角度和旋转速度的马达角度和速度传感器。在又一示例中，传感器33是方向盘位置传感器，其感测方向盘14的位置。传感器33基于此产生方向盘位置信号。

控制模块40接收从传感器31、32、33输入的一个或多个传感器信号，并且可以接收其他输入，例如车辆速度信号34。控制模块40产生命令信号，以基于一个或多个输入并且进一步基于本公开的转向控制系统和方法来控制转向系统12的转向致动器马达19。本公开的转向控制系统和方法应用信号调节，并且执行摩擦分类以确定表面摩擦水平42作为控制信号，该控制信号可以用于通过转向辅助单元18控制转向系统12的各个方面。与其他车辆子系统(未示出)的通信可以使用例如控制器局域网(CAN)总线或本领域已知的其他车辆网络来执行，以交换诸如车辆速度信号34的信号。车辆速度信号可以基于发动机转速、或使用一个或多个车轮转速信号等来产生。

图2示出根据一个或多个实施例的示例控制模块40。除其他组件外，控制模块40还包括：处理器205，耦合到存储器控制器215的存储器210，以及一个或多个输入设备245和/或输出设备240，诸如通过本地I/O控制器235通信耦合的外围设备或控制设备。这些设备240和245可以包括例如：电池传感器，位置传感器(高度计40，加速度计42，GPS 44)，指示器/标识灯等。诸如常规键盘250和鼠标255的输入设备可以耦合到I/O控制器235。I/O控制器235可以是例如一个或多个总线或其他有线或无线连接，如在本领域中已知的。I/O控制器235可以具有为了简化而省略的附加元件，例如控制器、缓冲器(高速缓存)、驱动器、中继器和接收器，以实现通信。

I/O设备240、245还可以包括使输入和输出两者相通信的设备，例如：磁盘和磁带存储器，网络接口卡(NIC)或调制器/解调器(用于访问其他文件、设备、系统、或网络)，射频(RF)或其他收发器，电话接口，网桥，路由器等。

处理器205是用于执行硬件指令或软件的硬件设备，尤其是存储在存储器210中的那些硬件指令或软件。处理器205可以是：定制的或商业可用的处理器，中央处理单元(CPU)，与系统100相关联的几个处理器中的辅助处理器，基于半导体的微处理器(以微芯片或芯片组的形式)，宏处理器，或用于执行指令的其他设备。处理器205包括高速缓存270，其可以包括但不限于：用于加速可执行指令提取的指令高速缓存，用于加速数据提取和存储的数据高速缓存，以及用于为可执行指令和数据加速虚拟到物理地址转换的转换后备缓冲器(TLB)。高速缓存270可以被组织为更多高速缓存级别(L1、L2等)的分层结构。

存储器210可以包括易失性存储器元件(例如，随机存取存储器，RAM，诸如DRAM、SRAM、SDRAM)和非易失性存储器元件(例如，ROM，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可编程只读存储器(PROM)，磁带，光盘只读存储器(CD-ROM)，磁盘，软盘，盒式磁带或匣式磁带等)之一或其组合。而且，存储器210可以包含电子、磁性、光学或其他类型的存储介质。请注意，存储器210可以具有分布式架构，其中各种组件彼此远离而处于可由处理器205访问的位置。

存储器210中的指令可以包括一个或多个单独的程序，其中的每一个包括用于实现逻辑功能的可执行指令的有序列表。在图2的示例中，存储器210中的指令包括合适的操作系统(OS)211。操作系统211本质上可以控制其他计算机程序的执行，并提供调度、输入输出控制、文件和数据管理、内存管理、以及通信控制和相关服务。

例如包括用于处理器205的指令或其他可检索信息的附加数据可以被存储在存储器件220中，存储器件220可以是诸如硬盘驱动器或固态驱动器之类的存储设备。存储在存储器210中或存储器件220中的指令可以包括使得处理器能够执行本文描述的系统和方法的一个或多个方面的指令。

控制模块40还可以包括耦合到用户界面或显示器230的显示控制器225。在一些实施例中，显示器230可以是LCD屏幕。在其他实施例中，显示器230可以包括多个LED状态灯。在一些实施例中，控制模块40可以进一步包括用于耦合到网络265的网络接口260。网络265可以是基于IP的网络，经由宽带连接用于控制模块40与外部服务器、客户端等之间的通信。在一个实施例中，网络265可以是卫星网络。网络265在控制模块40和外部系统之间传输和接收数据。在一些实施例中，网络265可以是由服务提供商管理的受管IP网络。网络265可以以无线方式实现，例如使用无线协议和技术，诸如WiFi、WiMax、卫星或任何其他方式。网络265也可以是分组交换网络，例如局域网、广域网、城域网、因特网或其他类似的网络环境。网络265可以是固定无线网络、无线局域网(LAN)、无线广域网(WAN)、个域网(PAN)、虚拟专用网络(VPN)、车辆网络(CAN)、内联网或其他合适的网络系统，并且可以包括用于接收和发送信号的设备。

图3示出了根据一个或多个实施例的环境监测系统。环境监测系统300包括远程对象辅助模块310，远程对象辅助模块310与转向系统12通信，例如与产生辅助转矩的控制器40通信。在一个或多个示例中，远程对象辅助模块310是检测主车辆10的盲区中的远程对象的'盲区'辅助系统。

在一个或多个示例中，远程对象辅助模块310是转向系统12的一部分，例如，控制模块40基于来自远程对象辅助模块310的输出信号执行一个或多个操作。在一个或多个示例中，远程对象辅助模块310是控制器40本身的一部分。可选地或附加地，远程对象辅助模块310是单独的处理单元，诸如电子电路单元(ECU)。在一个或多个示例中，远程对象辅助模块310包括由处理单元(诸如控制模块40)读取和执行的一个或多个计算机可执行指令。

远程对象辅助模块310使用主车辆10配备的诸如摄像头、雷达、激光雷达、超声波传感器等的一个或多个传感器312。另外还可以使用其他传感器，例如GPS。另外，远程对象辅助模块310还输入和使用车辆和转向信号314。车辆和转向信号可以包括从一个或多个传感器(例如转向系统12中的那些传感器)接收的测量信号，或者可以包括来自主车辆10中的一个或多个ECU的估计或计算的信号。车辆和转向信号314可包括：偏航率，车辆速度，车辆加速度，转向角度，施加到方向盘14的输入转矩等。

在一个或多个示例中，传感器融合模块316可以使用两个或更多个传感器312的逻辑组合。传感器融合模块316负责接收来自传感器312的输入信号和其他车辆/转向信号314，并使用一种或多种传感器融合技术来处理输入信号。传感器融合模块316有助于组合来自不同的源、传感器312和车辆/转向信号314的传感数据或数据，使得得到的信息比单独使用源具有更少的不确定性。

传感器融合模块316使用输入信号来监测主车辆10的预定接近度(例如距离主车辆10最大达到预定距离)内的周围环境。传感器融合模块316检测周围环境中的一个或多个远程对象，并分析是否可能发生主车辆10与检测到的远程对象的潜在碰撞。检测到的远程对象可以包括与主车辆10可能碰撞的其他车辆(远程车辆或目标车辆)、交通锥标/标记、车道标记、行人、墙壁、道路分隔物或任何其他这样的对象。

传感器融合模块316使用输入信号和一种或多种已知技术计算与检测到的远程对象发生碰撞的时间。例如，传感器融合模块316计算主车辆10的同一车道内在主车辆附近或前方的远程车辆的距离和速度。传感器融合模块316还可以计算主车辆10的相邻车道内来车的距离和速度。例如，远程对象辅助模块310经由转向系统12提供盲区辅助。在一个或多个示例中，传感器融合模块316将前TTC信号发送到情境分析模块318，用于确定可以采取什么样的转向动作。前TTC信号表示与主车辆10前方的目标车辆碰撞的时间。

图4A、图4B和图4C描绘了根据一个或多个实施例的环境监测系统300提供转向辅助的示例场景。需要注意的是，三种不同情况均为示例，本文的技术方案也可以在其他场景下实现。在图4A中，描绘了其中远程对象辅助模块310使用用于车道标记和前方对象分类信息的一个或多个输入信号的情况I。例如，环境监测系统300可以包括5个雷达和1个前置摄像头、前视雷达、两个前角雷达和两个后角雷达。如图所示，第一区域410代表摄像头的视场(FOV)，第二区域420代表雷达视场，第三区域422代表两个(或更多)雷达传感器之间的重叠区域。在所描绘的示例中，前部雷达和摄像头信息被融合以获得公共分类对象列表。

另外，图4B描绘了另一种系统配置，即情况II，其使用一个前视摄像头来用于车道标记和前分类对象信息，使用了3个雷达和1个前摄像头，其中一个前视雷达和两个后角雷达。在这里，前部雷达和摄像头信息被融合以获得公共分类对象列表。

图4C描绘了具有3或5个雷达的系统配置，即情况III，其使用雷达传感器来提供360度视场。在所描述的例子中，设置了一个前视雷达、两个前角雷达和两个后角雷达。这里，雷达信息被融合以获得公共分类对象列表。

参照图3，例如，在主车辆的前部区域(即，在主车辆10的“前方”)，传感器融合模块316通过使用车道标记405检测、雷达420检测和车辆信号314的组合来持续跟踪最近的前方车辆415，用于情况I和II。在仅雷达设置(情况III)中，传感器融合模块316仅使用车辆信号314来预测主车辆10的未来轨迹。在主车辆10的侧面区域420中，使用雷达信号来保持跟踪靠近主车辆10的目标425。在两种情况下，使用一种或多种已知技术来计算碰撞时间(TTC)。车辆信号314和车道标记405还用于预测主车辆10的车道改变状态。车道改变状态指示主车辆10是否打算执行车道改变操纵(左变道、右变道等)或继续在当前车道405中行驶。

远程对象辅助模块310还包括情境分析模块318，其使用车道改变状态、前部碰撞时间和侧面碰撞时间来确定是否触发一个或多个级别的转向干预。例如，如果存在基于前部碰撞时间确定的即将发生的前部碰撞，则利用提供给转向动作模块40的标志将侧面碰撞防止功能切换为关闭。可选地或者附加地，取决于侧面碰撞时间，触发转向干预以防止侧面碰撞。转向干预可以包括对基于驾驶员输入转矩生成的辅助转矩进行缩放，用于缩放的缩放比例因子基于情境分析模块318的分析。可替换地或附加地，转向干预可以包括生成叠加转矩(overlay torque)以对抗或者进一步辅助来自驾驶员的输入转矩。例如，控制器40确定一个或多个级别的转向干预。

图5描绘了根据一个或多个实施例的情境分析模块318的操作框图。应该注意的是，在一个或多个示例中，情境分析模块318可以包括与本文描述的模块不同的、更少的和/或附加的模块。除其他组件外，情境分析模块318还包括：车道接近度模块510，对象接近度模块520，接近度动作确定模块530，车道变化状态模块540，以及转向动作确定模块550。

车道接近度模块510确定主车辆10距主车辆10行驶的车道的车道标记405的距离。这样的距离可以针对主车辆的当前位置或主车辆10的预测位置(例如，相距10米)或者在多个点处确定。该距离可以使用一个或多个传感器312(例如摄像头)来测量。在一个或多个示例中，从左车道标记测量第一(左)距离，并且从右车道标记测量第二(右)距离。在一个或多个示例中，例如使用查找表将测量的车道距离转换为车道接近度水平。将车道距离转换成车道接近度水平包括检查车道距离落入哪个预定范围，以及选择对应于所得预定范围的车道接近度水平。此外，车道接近度水平还可以受车道距离变化率(例如车道关闭速率或加速度)的影响。在一个或多个示例中，存在预定数量的车道接近度水平，诸如低、中、高等。不同的例子中车道接近度水平的数量可能会有所不同。接近度水平可以由预定范围内的数字表示，例如0至1。

对象接近度模块520确定主车辆10与主车辆10侧面的检测对象(诸如远程车辆425)的对象距离。可以使用一个或多个传感器312(例如，雷达)测量该距离。在一个或多个示例中，例如使用查找表将测量的对象距离转换为对象接近度水平。将对象距离转换为对象接近度水平包括检查对象距离落入哪个预定范围，以及选择对应于得到的预定范围的对象接近度水平。根据传感器312，也可以测量/估计被跟踪对象的速率。除了距离之外，还可以使用检测到的对象的速率来计算接近度水平。在一个或多个示例中，存在预定数量的对象接近度水平，例如近距离、中距离、远距离等。不同的例子中对象接近度水平的数量可能会有所不同。接近度水平也可以由预定范围内的数字表示，例如0至1。

来自车道接近度模块510和对象接近度模块520的接近度水平输出被转发到接近度动作模块530。接近度动作模块530基于车道接近度水平和对象接近度水平来确定接近度动作水平。在一个或多个示例中，接近度动作水平使用查找表将车道接近度水平和对象接近度水平转换为接近度动作水平。在一个或多个示例中，转换可以是布尔逻辑表。接近度动作水平可以是温和变化车道、停留车道、中度车道变更、快速车道变更等。应该注意的是，不同的、更少的或附加的接近度动作水平可以用在与上述不同的示例中。接近度水平还可以由预定范围内的数字表示，例如0至1。接近度动作水平被转发给转向动作模块550。

转向动作模块550基于接近度动作水平确定产生的辅助转矩中要进行的改变。另外，在一个或多个示例中，转向动作模块550基于车道改变状态和驾驶员经由方向盘14提供的输入转矩来确定要进行的改变。输入转矩可以使用一个或多个传感器来测量；或者，使用已知技术来估计输入转矩。转向动作模块550确定辅助缩放因子、叠加转矩、输入转矩叠加以及位置控制中的至少一个，以调整提供给驾驶员以操纵主车辆10的辅助。

图6描绘了根据一个或多个实施例的控制模块40调整辅助转矩命令的操作框图。转向系统12的控制模块40产生用于为驾驶员产生辅助转矩的转矩命令。典型地，控制模块40至少基于方向盘处来自驾驶员的输入转矩来产生辅助转矩命令。控制模块40可以使用任何一种已知技术来产生辅助转矩命令。辅助转矩命令提供将由马达19产生的转矩的量。由马达19利用马达控制系统施加辅助转矩命令。

转向马达19(致动器)通常可以被称为“方向盘致动器”。转向致动器被配置为可操作地连接到转向轴的一端的机电致动器。转向轴可以由转向致动器接收并且可以至少部分地延伸穿过转向致动器。转向致动器可以替代转向轴和可操作地连接至车轮的转向机构之间的直接机械连接。

转向马达19(或致动器)可以被配置为释明转向轴和/或连接到转向轴的操作者输入装置的位置，并且将该位置提供为转向机构的转向输入，该转向机构可操作地连接到车轮以使车轮枢转。转向致动器配置为基于由环境监测系统300接收的输入向转向轴或操作者输入装置提供输入，以抵制或对抗操作者输入装置的旋转。

如图6所示，控制模块40包括辅助计算模块610，其在612处接收来自驾驶员的输入转矩并计算用于马达19的对应的马达转矩命令。在一个或多个示例中，马达转矩命令是辅助转矩命令。辅助计算模块610接收由情境分析模块318计算的辅助缩放因子。在614处，辅助计算模块使用辅助缩放因子来缩放辅助转矩命令。在一些示例中，辅助缩放因子可以是0和1之间的数值。此外，可以使用比例因子或多个比例因子来缩放612的特定子分量输出，例如升压(boost)曲线(以减小升压曲线输出)或阻尼(以增加阻尼)等。

此外，在一个或多个示例中，控制模块40接收由情境分析模块318计算的叠加转矩。在620处，控制模块40使用叠加转矩来进一步改变辅助转矩命令。例如，叠加转矩可以是正弦信号，用以警告驾驶员潜在的侧面碰撞。例如，叠加转矩引起触觉反馈，例如方向盘14的振动。替代或附加地，触觉反馈包括推动反馈，其中控制模块40向马达19施加转矩命令，该转矩命令对抗驾驶员输入。反向转矩命令具有预定的大小，并且与驾驶员输入方向相反。例如，如果驾驶员正在提供输入转矩来操纵方向盘14向左，则反向转矩向右，反之亦然。在一个或多个示例中，在驾驶员未执行转向操纵的情况下，可以在两个方向(左侧和右侧)提供推动反馈。

另外，在605处，可以使用输入转矩叠加来修改进入到辅助计算的输入转矩值。输入转矩叠加改变由辅助计算610使用的输入转矩值，以确定将生成并提供的辅助转矩的量。因此，通过基于接近度动作水平来修改输入转矩，由转向系统12产生的辅助转矩是基于检测到的对象的接近度。输入转矩叠加是为了调整输入转矩、进而调整由马达19产生的辅助转矩而生成的引导转矩命令。

此外，由情境分析模块318计算的位置控制提供方向盘14的角度。PID控制可以用于提供位置控制。例如，在630处，位置控制提供方向盘14将被定位以引起车道改变、或者对抗或阻止车道改变的参考方向盘角度。例如，如果车道改变将被对抗，则可以命令方向盘角度为0度。可替代地或另外地，如果主车辆10将被操纵向左(或向右)特定角度以避免与右侧(或左侧)的来车425碰撞，则避免碰撞的方向盘角度被提供作为参考方向盘角度。位置控制模块根据参考方向盘角度确定第二转矩叠加命令以定位方向盘。在620处将第二叠加命令添加到缩放后的辅助转矩命令。所产生的辅助转矩命令作为用于产生辅助转矩给驾驶员并避免侧面碰撞的转矩命令而提供给马达19。

将一个或多个级别的转向干预添加到控制模块40产生的马达转矩命令中，用于定位方向盘14和/或产生辅助转矩。

图7示出了根据一个或多个实施例的用于基于来自环境监测系统的输入通过转向系统产生马达转矩命令的示例方法的流程图。该方法包括在810处生成用于驾驶员通过转向系统12操纵主车辆10的辅助转矩。通过产生辅助命令并且向马达提供辅助命令，使用马达19来产生辅助转矩。基于用于控制马达19的马达控制系统，辅助命令可以是转矩命令、电流命令、电压命令等。使用这样的命令来从马达产生期望量的转矩是使用一种或多种已知技术来进行的，所述已知技术使用来自驾驶员的输入转矩和基于路面的参考转矩、以及其他机械部件来产生互补辅助转矩，该辅助转矩有助于驾驶员使用方向盘14完成操纵。

该方法进一步包括在820处确定主车辆10的车道接近度水平。车道接近度水平基于主车辆与车道标记405之间的距离(其基于一个或多个传感器输入)来确定。车道接近度水平指示主车辆10距离与主车辆10相邻的一个(或多个)车道标记405有多远。此外，该方法包括在830处确定主车辆10的对象接近度水平。对象接近度水平是基于主车辆与主车辆10侧面的远程车辆425的距离来确定的。对象距离是使用一个或多个传感器读数来确定的。此外，对象接近度水平基于诸如主车辆速度、主车辆加速度等的车辆信号，以确定主车辆10与远程车辆425的碰撞时间。在一个或多个示例中，碰撞时间用于确定对象接近度水平，其中使用查找表将碰撞时间转换成对象接近度水平。该方法还包括在840处确定接近度动作水平。基于车道接近度水平和对象接近度水平来确定接近度动作水平。

此外，该方法包括在850处确定车道改变状态。基于转向/车辆信号314来确定车道改变状态。例如，车道改变状态是使用方向盘位置、提供给方向盘的输入转矩、车辆速度、车辆加速度等来确定的，用于确定驾驶员是否操纵主车辆10改变车道。例如，当主车辆10行驶在至少预定车辆速度时，向左(或右)侧倾斜至少预定角度的方向盘位置可以指示车道改变操纵。

该方法进一步包括在860处确定方向盘14处来自驾驶员的输入转矩。该方法包括在870处基于车道改变状态、输入转矩以及接近度水平动作来确定转向动作。产生转向动作包括确定是否辅助驾驶员改变车道或对抗车道改变操纵。转向动作可以包括辅助缩放因子、叠加转矩命令和/或位置控制命令。在880处，转向动作用于修改由转向系统12的控制模块40产生的辅助命令。

例如，如果与远程车辆425的碰撞时间小于第一预定阈值，使得如果车道改变则主车辆10将与远程车辆425碰撞，则对抗(或阻止)主车辆10改变到远程车辆425行驶的车道。应该注意的是，碰撞时间是在如果预期的车道改变操纵完成时，对于主车辆10的预测位置计算的。在这种情况下，为了对抗车道改变操纵，所产生的转向动作产生辅助命令，该辅助命令与来自驾驶员的输入转矩相反，并进一步使马达19将方向盘14移动到中心(0度)，以使主车辆10保持当前车道。在这种情况下，辅助缩放因子被设置为0，使得控制模块40将转矩命令缩放为0(零)。

或者，如果碰撞时间大于第一预定阈值，并且如果输入转矩小于预定水平，使得主车辆10改变车道的时间大于碰撞时间，则所产生的转向动作可以通过增加辅助转矩来帮助加速车道改变操纵。在这种情况下，辅助缩放因子基于接近度动作水平将输入转矩增加预定程度。在一个或多个示例中，对应于接近度动作水平来选择缩放因子。

此外，转向动作可以包括产生用于驾驶员的触觉反馈的转矩叠加命令。在一个或多个示例中，叠加命令是预定的转矩叠加，其被添加到辅助转矩以引起方向盘14振动。在其他一些示例中，叠加命令是预定的转矩叠加，该转矩叠加被添加到辅助转矩，使得驾驶员感觉到与车道改变方向相逆的推动。可选地或附加地，叠加命令是引起驾驶员的触觉反馈(例如嗡嗡声)的频率注入信号，诸如正弦信号。除了可以在一个或多个示例中提供的视听反馈之外，触觉反馈是对驾驶员的附加警告。

在一个或多个示例中，该方法进一步包括在895处生成可听噪声，诸如作为对远程车辆425的警告的喇叭声。可听噪声可以使用主车辆10的喇叭(未示出)或主车辆10的任何其他声音产生装置产生，以警告主车辆10外部的远程车辆425。

本文描述的技术方案提供了一种车辆安全系统，该车辆安全系统包括被配置为监测主车辆前方车辆的距离和速度的环境监测系统。环境监测系统与具有可操作地连接到操作者输入装置的转向致动器的转向系统连通。转向致动器被布置成响应于来自环境监测系统的输入信号向操作者输入装置提供输入。

本技术方案可以是在任何可能的技术细节整合水平上的系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上具有用于使处理器执行本技术方案的各方面的计算机可读程序指令。

本文参照根据技术方案的实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图来描述本技术方案的各个方面。应该理解，流程图和/或框图中的每个框以及流程图和/或框图中的框的组合可以通过计算机可读程序指令来实现。

附图中的流程图和框图示出了根据本技术方案的各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的架构、功能和操作。就这一点而言，流程图或框图中的每个框可表示指令的模块、段或部分，其包括用于实现指定的逻辑功能的一个或多个可执行指令。在一些替代实施方式中，方框中提到的功能可以不按照附图中指出的顺序发生。例如，实际上，连续示出的两个框可以基本上同时执行，或者框有时可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。还将注意到，框图和/或流程图的每个框以及框图和/或流程图中的框的组合可以由执行指定功能或动作、或者执行专用硬件和计算机指令的组合的基于专用硬件的系统来实现。

还将理解的是，本文例示的执行指令的任何模块、单元、部件、服务器、计算机、终端或设备可以包括或以其他方式访问计算机可读介质，例如存储介质、计算机存储介质或数据存储设备(可移除和/或不可移除)，例如磁盘、光盘或磁带。计算机存储介质可以包括以用于存储信息(例如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。这样的计算机存储介质可以是设备的一部分，或可访问或可连接到其上。本文描述的任何应用或模块可以使用可以被这样的计算机可读介质存储或以其他方式保持的计算机可读/可执行指令来实现。

尽管仅结合有限数量的实施例来详细描述技术方案，但应当容易理解的是，技术方案不限于这些公开的实施例。相反，可以对技术方案进行修改以结合迄今为止未描述但与技术方案的精神和范围相称的任何数量的变化、更改、替换或等同布置。另外，尽管已经描述了技术方案的各种实施例，但应该理解，技术方案的各个方面可以仅包括所描述的实施例中的一些。相应地，技术方案不被视为受前述描述的限制。

Claims (15)

1.一种转向系统，包括：

马达，其产生辅助转矩；

控制器，其产生马达转矩命令，用于控制由所述马达产生的辅助转矩的量；

远程对象辅助模块，其基于车辆与检测到的对象的接近度来计算转向干预，所述车辆配备有所述转向系统；以及

所述控制器使用所述转向干预来改变所述马达转矩命令。

2.根据权利要求1所述的转向系统，其中，所述检测到的对象是车道标记和目标车辆中的一个。

3.根据权利要求1所述的转向系统，其中，计算所述转向干预包括：

基于来自驾驶员的输入转矩来确定驾驶员的车道改变意图。

4.根据权利要求1所述的转向系统，其中，所述转向干预包括叠加转矩命令，并且所述控制器通过将所述叠加转矩命令与所述马达转矩命令相加来生成触觉反馈。

5.根据权利要求1所述的转向系统，其中，所述转向干预包括响应于预定水平的所述接近度的引导转矩命令，并且所述控制器将所述引导转矩命令添加到来自驾驶员的输入转矩。

6.根据权利要求1所述的转向系统，其中，所述检测到的对象的接近度是使用包括雷达、摄像头、激光雷达和超声波传感器的一个或多个传感器来确定的。

7.根据权利要求1所述的转向系统，其中，所述转向干预包括位置命令，并且所述控制器根据所述位置命令来改变所述马达的位置。

8.根据权利要求1所述的转向系统，其中，所述转向干预包括辅助缩放因子，其中所述控制器将所述马达转矩命令乘以所述辅助缩放因子。

9.一种计算机实现的方法，包括：

产生马达转矩命令，用于控制由汽车的转向系统的马达产生的辅助转矩的量；

基于所述汽车与检测到的对象的接近度来计算转向干预；以及

使用所述转向干预来改变所述马达转矩命令。

10.根据权利要求9所述的计算机实现的方法，其中，所述检测到的对象是所述汽车的左侧或右侧的目标车辆，并且所述计算机实现的方法还包括：

在所述汽车的外部产生可听噪声以警告所述目标车辆。

11.根据权利要求9所述的计算机实现的方法，其中，计算所述转向干预包括基于来自驾驶员的输入转矩来确定所述汽车的车道改变状态，所述车道改变状态指示驾驶员执行车道改变操纵的意图。

12.根据权利要求9所述的计算机实现的方法，其中，确定所述转向干预还包括：

计算叠加转矩命令；以及

通过将所述叠加转矩命令与所述马达转矩命令相加来生成触觉反馈。

13.根据权利要求9所述的计算机实现的方法，其中，确定所述转向干预还包括：

响应于所述接近度为预定水平来计算用于车道改变操纵的引导转矩命令；以及

将所述引导转矩命令与来自驾驶员的输入转矩相加并且使用相加的和来产生所述马达转矩命令，其中，通过向所述输入转矩提供相反的转矩以对抗改变方向盘的位置，使得所述引导转矩命令对抗车道改变操纵。

14.根据权利要求9所述的计算机实现的方法，其中，所述转向干预包括位置命令，并且所述控制器根据所述位置命令来改变所述马达的位置。

15.根据权利要求9所述的计算机实现的方法，其中，所述转向干预包括辅助缩放因子，其中所述控制器将所述马达转矩命令乘以所述辅助缩放因子。