CN109291921B - 车辆控制设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种车辆控制设备和方法，该车辆控制设备包括：车辆信息获取模块，如果基于从检测主车周围的物体的检测模块接收的检测信息在主车的后侧检测到后车，则该车辆信息获取模块计算与后车的距离和后车的相对速度；碰撞预测模块，其基于与后车的距离和后车的相对速度来确定后车与主车的潜在碰撞的可能性；以及控制器，如果预测到后车与主车的潜在碰撞，则该控制器使主车的行驶速度加速或减速，或者调节主车的制动扭矩。根据本公开的设备和方法，当预测到与后车的潜在碰撞的可能性时，可防止或减小对驾驶员和乘客的伤害。

Description

车辆控制设备和方法
技术领域
本公开涉及用于控制车辆的设备和方法，更具体地讲，涉及一种用于检测后车，然后避免或减轻与后车的碰撞或将超车道让与开始向超车道变换车道的后车的车辆控制设备和方法。
背景技术
随着现代社会中车辆的使用迅速增长，每年因车祸导致的伤亡数已达数千万人。因此，为了减少由交通事故导致的人身伤害和经济损失，已开发了许多汽车技术，例如利用高级传感器和智能图像设备来防止事故的高级驾驶员辅助系统(ADAS)等。
这种ADAS包括前向碰撞警示(FCW)系统、自动巡航控制(ACC)系统、车道变换辅助系统、车道偏离警示系统、盲点检测系统和停车辅助系统等。
在这些系统当中，自动巡航控制系统被称为智能巡航控制系统，并且使得主车能够在根据驾驶员的设定维持当前行驶车道的同时自动地检测在主车前方的相同方向上的前车，并且在通过根据前车的速度自动地加速或减速来维持与前车的安全距离的同时自动地按照目标速度行驶。
此外，在车辆行驶的同时常常发生由后车导致的碰撞，并且由于驾驶员看向前方而非后车，常常存在驾驶员没有防止与后车的碰撞的情况。在使用盲点检测系统的情况下，可检测后车并预测与后车的碰撞。因此，需要提供一种设备、系统或方法，其用于检测与后车的潜在碰撞的可能性，以及当预测到与后车的潜在碰撞时，避免与后车的碰撞或者当无法避免时使碰撞时产生的撞击最小化。另外，在车辆在公路上作为超车道的第一车道上行驶的同时，有必要控制车辆的行驶以使得车辆适当地避让开始向超车道变换车道的后车。
发明内容
因此，本公开提供了一种用于控制车辆的设备和方法，其具有当预测到与后车的潜在碰撞时避免与后车的潜在碰撞或减轻碰撞中产生的撞击的后侧撞击减轻功能。
另外，本公开提供了一种用于控制车辆的设备和方法，其具有在车辆在超车道中行驶的同时将超车道让与开始向超车道变换车道的后车的车道变换功能。
根据本公开的一方面，提供了一种车辆控制设备，该车辆控制设备包括：车辆信息获取模块，其被配置为如果基于从检测主车周围的物体的检测模块接收的检测信息检测到位于主车后侧的后车，则计算与后车的距离和相对速度；碰撞预测模块，其被配置为使用来自车辆信息获取模块的距离和相对速度来预测或确定后车与主车的潜在碰撞的可能性；以及控制器，其被配置为如果预测到与后车的潜在碰撞，则使主车的行驶速度加速或减速，或者调节主车的制动扭矩。
根据本公开的另一方面，提供了一种车辆控制方法，该车辆控制方法包括以下步骤：检测主车周围的物体；如果检测到位于主车后侧的后车，则计算与后车的距离和相对速度；使用来自车辆信息获取模块的距离和相对速度来预测或确定后车与主车的潜在碰撞的可能性；以及如果预测到与后车的潜在碰撞，则使主车的行驶速度加速或减速，或者调节主车的制动扭矩。
根据本公开的车辆控制设备和方法，如果预测到与后车的潜在碰撞，则通过对主车的速度加速或减速或者调节主车的制动压力，可避免与后车的碰撞或者可减轻碰撞中产生的撞击，从而防止或减少对驾驶员和乘客的伤害。
另外，根据本公开的车辆控制设备和方法，通过将超车道让与开始向超车道变换车道的后车，可提供后车的便利并且可防止交通拥堵。
附图说明
附图被包括以提供对本公开的进一步理解并且被并入本公开中并构成本公开的一部分，附图示出本公开的各方面并与说明书一起用于说明本公开的原理。
附图中：
图1是示出根据本公开的一些实施方式的车辆控制设备的框图；
图2是示出配备有根据本公开的车辆控制设备的主车正向期望的速度加速的状态的示图；
图3是示出配备有根据本公开的车辆控制设备的主车正向期望的速度减速的状态的示图；
图4是示出根据本公开的车辆控制设备中调节主车的行驶速度和制动扭矩的处理的流程图；
图5是示出根据本公开的车辆控制设备检测中线的状态的示图；
图6和图7是示出根据本公开的车辆控制设备检测相邻车道中的车辆以确定车道变换是否可行的状态的示图；
图8和图9是示出根据本公开的车辆控制设备计算与后车的距离的状态的示图；以及
图10是示出由根据本公开的车辆控制设备通过检测后车来执行从超车道到行驶车道的车道变换的处理的流程图。
具体实施方式
以下，将参照附图详细描述本公开的当前优选的实施方式。在由标号表示附图的元件时，尽管元件在不同的图中示出，相同的元件将由相同的标号表示。在本公开的以下描述中，当可能使本公开的主题不清楚时，可省略对本文中所包含的已知功能和配置的详细描述。
本文中可使用诸如第一、第二、A、B、(a)或(b)的术语来描述本公开的元件。各个术语并非用于限定元件的本质、次序、顺序或数量，而仅用于将对应元件与另一元件相区分。当提到元件“连接”或“联接”到另一元件时，应该解释为另一元件可被“插入”在元件之间，或者元件可经由另一元件彼此“连接”或“联接”，以及一个元件直接连接或联接到另一元件。
图1是示出根据本公开的一些实施方式的车辆控制设备的框图。图2是示出配备有根据本公开的车辆控制设备的主车正向期望的速度加速的状态的示图。图3是示出配备有根据本公开的车辆控制设备的主车正向期望的速度减速的状态的示图。
如果预测到后车与主车的潜在碰撞，则车辆控制系统1被配置为调节主车100的行驶速度或制动状态。
车辆控制系统1包括：车辆信息获取模块10，其包括被配置为计算与前车105的距离以及主车与前车105之间的相对速度的前速度获取模块11以及被配置为计算与后车110的距离以及主车与后车之间的相对速度的后速度获取模块13；位置确定模块30，其被配置为基于GPS模块80的检测结果来确定主车的位置；碰撞预测模块20，其包括被配置为计算与前车碰撞所花费的碰撞估计时间的前向碰撞预测模块21以及被配置为计算与后车110碰撞所花费的碰撞估计时间的后向碰撞预测模块23；车道确定模块40，其被配置为确定主车是否正在超车道中行驶；车道变换确定模块50，其被配置为确定主车是否可向行驶车道变换车道；以及控制器60，其被配置为当预测到与后车的潜在碰撞时，控制主车的行驶速度或制动状态，确定是否有必要变换车道，并且如果车道变换可行，则控制车道变换。
安装在车辆上的检测模块70可包括：右传感器71，其检测车辆右侧的物体；左传感器72，其检测车辆左侧的物体；前传感器73，其检测车辆前侧的物体；以及后传感器74，其检测车辆后侧的物体。右传感器71和后传感器74可形成为单个单元(右后传感器)，左传感器72和后传感器74可形成为单个单元(左后传感器)。在这种情况下，右后传感器被配置为检测主车右后侧的物体，左后传感器被配置为检测主车左侧和后侧的物体。
以下，为了描述方便，作为示例，将描述右传感器71、左传感器72、前传感器73和后传感器74被单独地设置到车辆控制系统的情况。右传感器71、左传感器72、前传感器73和后传感器74中的每一个可包含一个或更多个传感器。前传感器73和后传感器74可被安装在车辆的格栅、行李箱、保险杠等上，并且多个前传感器和/或后传感器可沿着格栅、行李箱和/或保险杠的水平方向按照预定间隔安装。
此外，右传感器71、左传感器72、前传感器73和后传感器74中的每一个可包含例如雷达、激光传感器、超声波传感器和相机的各种类型的传感器中的至少一种。
在右传感器71、左传感器72、前传感器73和/或后传感器74包含激光传感器或超声波传感器的情况下，可在已发射激光束或超声波之后基于从外部物体返回的激光束或超声波来检测外部物体，并获得关于与外部物体的距离的信息。
例如，在使用激光传感器的情况下，激光传感器包括发射激光束的光发射部分以及接收从其它车辆或物体反射的激光束的光接收部分，从而可在所发射的激光束已从前车反射之后基于从光发射部分发射激光束的时间与光接收部分接收到激光束的时间之间的时间差来计算激光束的移动距离。
因此，基于从主车100前侧和后侧的车辆或物体返回的激光束或超声波，可检测在主车100前侧和后侧的行驶车辆或物体以及在主车的左侧或右侧车道中的行驶车辆或物体。基于这样检测的信息，可计算主车100与所检测的行驶车辆或物体中的每一个之间的距离。
此外，在前传感器73和后传感器74包含相机的情况下，可通过应用视觉技术基于相机拍摄的图像来估计与物体的距离。
速度传感器75是检测主车100的行驶速度的传感器并且使用簧片开关、霍尔传感器、磁传感器等。利用速度传感器75，可基于通过车轮的旋转生成的脉冲信号来检测车辆的速度，并且可获得关于车辆是处于空转状态还是行驶状态的信息。由速度传感器75检测的主车100的行驶速度可被提供给车辆信息获取模块10、碰撞预测模块20、控制器60等。
车辆信息获取模块10可基于由右传感器71、左传感器72和后传感器74检测的信息以及从速度传感器75接收的主车的速度信息来计算后车的速度。
如果通过前传感器73检测到前车105，则车辆信息获取模块10的前速度获取模块11计算主车100与前车105之间的距离。此后，前速度获取模块11可按照预定时间间隔计算主车100与前车之间的距离，从而计算主车100与前车之间的距离随时间的变化，并计算前车105相对于主车100的相对速度。
如果主车100开始行驶，则不管主车100的行驶和停止，前速度获取模块11可连续地计算与前传感器73所检测到的物体的距离和前车105的相对速度。
如果通过后传感器74检测到后车110，如图8所示，则车辆信息获取模块10的后速度获取模块13计算主车100与后车110之间的距离d。此后，后速度获取模块13可按照预定时间间隔计算主车100与后车之间的距离，从而计算主车100与后车之间的距离随时间的变化，并计算后车110相对于主车100的相对速度。
车辆信息获取模块10可将前车105与后车110之间的相对速度、前车105与主车100之间的距离以及后车110与主车100之间的距离发送到控制器60。
碰撞预测模块20的前向碰撞预测模块21可基于车辆信息获取模块10所计算的前车105的相对速度以及主车100与前车105之间的距离来计算与前车碰撞所花费的碰撞估计时间。即，前向碰撞预测模块21可基于相对速度和距离来计算前车105碰到主车100的碰撞估计时间。前向碰撞预测模块21可将主车100与前车105之间的碰撞估计时间传送到控制器60。
碰撞预测模块20的后向碰撞预测模块23可使用车辆信息获取模块10所计算的后车110的相对速度以及主车100与后车110之间的距离来计算与后车碰撞所花费的碰撞估计时间。即，后向碰撞预测模块23可基于相对速度和距离来计算后车110碰到主车100的估计时间，并且如图2所示，如果估计时间低于或等于预设时间x，则后向碰撞预测模块23可确定预测到与后车110的潜在碰撞。如果预测到与后车110的潜在碰撞，则后向碰撞预测模块23可将相关信息输出到控制器60。
设置到车辆的GPS模块80可基于通过与多个卫星的通信收集的信息来获得主车100的位置信息并将主车100的位置信息输出到位置确定模块30。
位置确定模块30可通过将从GPS模块80收集的主车100的位置信息与存储在主车的存储器中的地图信息匹配来确定主车100的实际位置。因此，位置确定模块30可确定主车100是否位于直道上、弯道上、诸如人行横道的停车线上、交叉路口处等。位置确定模块30可将关于所确定的主车100的位置的数据输出到控制器60。
位置确定模块30可通过将从GPS模块80收集的主车100的位置信息与存储在存储器中的地图信息匹配来确定主车100是否正在公路上行驶。如果确定主车100正在公路上行驶，则位置确定模块30可将相关信息输出到控制器60。
用于控制引擎的电子引擎控制单元91可包括：引擎控制单元，其根据引擎条件和行驶条件调节燃料喷射；以及变速器控制单元，其用于控制自动变速器。电子引擎控制单元91可根据来自控制器60的控制信号来控制车辆的速度。
用于制动的电子制动器控制单元93可通过调节液压制动系统中所使用的液压缸和电子制动系统中所使用的制动器电机的制动扭矩来控制主车100的制动距离。电子制动器控制单元93通过根据来自控制器的控制信号调节液压缸或制动器电机的制动扭矩来使得主车100停止在控制器60的目标位置处。
如果基于来自速度传感器75、车辆信息获取模块10、位置确定模块30和碰撞预测模块20的信息确定存在后车110与主车100的潜在碰撞的可能性，则如果车辆正在行驶，则控制器60可使主车100的行驶速度加速或减速到目标速度，如果车辆正停止，则控制主车100的制动器状态。
如果主车100开始行驶，则控制器60从碰撞预测模块20接收关于后车110与主车100的潜在碰撞的可能性的信息。如果预测到后车110与主车100的潜在碰撞，则根据主车100前方是否存在物体、主车100的实际位置和/或主车100是否正在行驶，控制器60使得主车100行驶或停止。
根据主车100前方是否存在物体，控制器60可控制主车100的行驶速度。如图2所示，当主车100前方不存在物体时，控制器60可将控制信号输出到电子引擎控制单元91以使得主车100的行驶速度加速到目标速度。主车100的目标速度可被设定为比后车110的目标速度更大的值。如果主车100正行驶在公路或普通道路上，则主车100的目标速度可被设定为对应公路或道路的速度限制。
如图3所示，如果在主车100前方的预定距离y内存在车辆，则控制器60可将主车100的行驶速度减速以防止前车105与主车100之间的潜在碰撞。如果预测到与前车105的潜在碰撞，则控制器60可将命令信号输出到电子引擎控制单元91以使得主车100在距前车105的预定安全距离处行驶，因此使得主车100的行驶速度减速。
此外，控制器60可根据主车100的实际位置将主车100的行驶速度加速或减速或者控制主车100的制动。主车100的实际位置从位置确定模块30获得，因此，位置确定模块30可向控制器60提供关于主车100是否位于直道、弯道、停止线或交叉路口上的信息。
根据从位置确定模块30接收的信息，如果主车100处于不太可能发生事故的位置(例如，直道、弯道等)处，则即使主车100的行驶速度被加速或减速或者其制动器状态被改变，控制器60也确定可调节主车100的行驶速度或制动扭矩。
另一方面，根据从位置确定模块30接收的信息，在主车100处于可能发生事故的位置(例如，停止线、交叉路口等)处的情况下，如果主车100的行驶速度或制动扭矩改变，则即使预测到与后车110的潜在碰撞，控制器60也不调节主车100的行驶速度或制动扭矩。
根据从速度传感器75接收的关于主车100正在行驶还是停止的信息，控制器60可确定可调节行驶速度和制动扭矩中的哪一个。如果主车100正在行驶并且主车前方不存在物体，则控制器60可向电子引擎控制单元91输出控制信号以使得主车100的行驶速度被加速，因此可避免主车100与后车110之间的碰撞。
然而，如果主车前方存在车辆，则控制器60向电子引擎控制单元91输出控制信号以使得主车100的行驶速度被减速，因此主车100可维持与前车105的安全距离，或者当发生与后车110的碰撞时，可避免与前车105的二次碰撞或者使二次碰撞中的撞击最小化。
此外，如果主车100正停止并且其前方不存在前车105，则控制器60向电子制动器控制单元93输出控制信号以使得主车100的制动扭矩最小化。因此，当后车110与主车100碰撞时，主车100可在没有阻力的情况下向前移动，从而碰撞对主车100的驾驶员和乘客的撞击可最小化。
然而，如果主车100前方存在物体，则当后车110与主车100碰撞时，控制器60可向电子制动器控制单元93输出控制信号以使得主车100仅移动用于避免与前方物体的碰撞的距离，因此可调节主车100的制动扭矩。因此，当发生与后车110的碰撞时，可减轻施加到主车100的驾驶员或乘客的撞击，并且可防止与前车105的二次碰撞。此外，如果前车105非常接近主车，则控制器60可不调节主车100的制动扭矩以防止与前车105的二次碰撞。
根据一些实施方式，如果主车100正停止并且预测到与后车110的潜在碰撞，则控制器60可计算当发生预测的碰撞时发生的预测撞击量以及当主车100由于与后车110的碰撞而与前车105碰撞时发生的预测撞击量。根据一些实施方式，可考虑前车105和/或后车110的行驶路径、速度和预测碰撞部分来执行撞击量的计算。
当主车维持当前制动扭矩时，如果预测到与前车105的二次碰撞所导致的撞击量大于与后车110的碰撞所导致的撞击量，则控制器60可增大制动扭矩。在增大制动扭矩的情况下，控制器60可比较与后车110的碰撞所导致的撞击量的增大值和与前车105的二次碰撞所导致的撞击量的减小值。根据一些实施方式，控制器60可在预测与后车110的碰撞所导致的撞击量的增大值小于与前车105的二次碰撞所导致的撞击量的减小值的范围内增大制动扭矩。
相反，当主车维持当前制动扭矩时，如果预测到与后车110的碰撞所导致的撞击量大于与前车105的二次碰撞所导致的撞击量，则控制器60可减小制动扭矩。在减小制动扭矩的情况下，控制器60可比较与后车110的碰撞所导致的撞击量的减小值和与前车105的二次碰撞所导致的撞击量的增大值。根据一些实施方式，控制器60可在预测与后车110的碰撞所导致的撞击量的减小值大于与前车105的二次碰撞所导致的撞击量的增大值的范围内减小制动扭矩。
这些实施方式是示例，本公开不限于此。控制器60可调节制动扭矩以使得通过估计施加在主车100上的总撞击量来减小撞击量。
根据一些实施方式，控制器60可优先于主车100的自动紧急制动(AEB)的开始调节制动扭矩。在主车100配备有自动紧急制动系统的情况下，如果预测到与前车105的潜在碰撞，则车辆被设定为开始紧急制动。根据一些实施方式，如果确定当制动扭矩减小时施加在主车100上的撞击量小于当紧急制动开始时施加在主车100上的撞击量，则控制器60可优先于自动制动的开始减小主车100的制动扭矩。
下面将参照图4讨论控制包括这些配置的车辆控制系统1从而避免与后车110的碰撞或者使碰撞所导致的撞击最小化的处理。
如果车辆开始行驶并且操作车辆控制系统1，则前传感器73和后传感器74分别检测主车100前方和后方的物体或车辆，并且速度传感器75测量主车100的行驶速度并确定主车100正在行驶还是停止。另外，GPS模块80收集车辆的位置信息并将所收集的数据输出到位置确定模块30，然后位置确定模块30确定主车100的位置。
如果从后传感器74检测到后车110(S400)，则后方车辆信息获取模块10可计算后车110与主车100之间的距离以及后车110的相对速度。关于所计算的距离和相对速度的信息被提供给碰撞预测模块20，并且碰撞预测模块20计算直至发生后车110与主车100的碰撞的估计时间，并将所估计的数据提供给控制器60。
如果预测到后车110与主车100的潜在碰撞(S410)，则控制器60基于来自位置确定模块30的数据来识别主车100的位置。如果基于来自位置确定模块30的数据，主车100位于停止线、交叉路口等处，则即使预测到与后车110的潜在碰撞，控制器60也可确定调节主车100的行驶速度或制动扭矩(S420-是)。
相反，如果主车100位于直道、弯道等上，则控制器60确定主车100的行驶速度或制动扭矩可调节，然后确定主车100前方是否存在物体(S420-否)。
如果预测到后车110与主车100的潜在碰撞，则控制器60根据前传感器所检测的结果确定主车100前方是否存在物体(S430)。
如果主车100前方不存在物体，则控制器60确定主车100正在行驶还是停止(S455)。如果主车100正在行驶，则控制器60向电子引擎控制单元91输出控制信号以使得主车100的行驶速度被加速，因此可避免主车100和后车110之间的碰撞(S465)。
相反，如果主车100正停止，则控制器60向电子制动器控制单元93输出控制信号以使得主车100的制动扭矩被最小化。因此，当发生与后车100的碰撞时，控制器60使得主车100没有阻力地向前移动(S475)。
如果车辆100前方存在物体，则车辆信息获取模块10可计算前车105与主车100之间的距离以及前车105的相对速度。关于所计算的距离和相对速度的信息被提供给碰撞预测模块20，然后碰撞预测模块20计算直至发生前车105与主车100的碰撞的估计时间并将所估计的数据提供给控制器60(S440)。
然后，控制器60确定主车100正在行驶还是停止(S450)。如果主车100正在行驶，则控制器60向电子引擎控制单元91输出控制信号以使得主车100的行驶速度被减速。因此，当发生主车100与后车110之间的碰撞，则可避免与前车105的二次碰撞或者可使二次碰撞所导致的撞击最小化(S460)。
相反，如果主车100正停止，则控制器60向电子制动器控制单元93输出控制信号以使得主车100的制动扭矩被调节至当发生与后车100的碰撞时可避免与前车的碰撞的程度(S470)。
如上所述，当预测到主车100与后车110的潜在碰撞时，如果主车100位于直车道或弯路中，则根据是否检测到前车105或者主车100正在行驶还是停止，根据本公开的一些实施方式的车辆控制系统1可通过将主车100的行驶速度加速或减速或对其进行制动来避免与后车110的碰撞或者使与后车110的碰撞所导致的对驾驶员或乘客的撞击最小化。此外，如果主车100位于交叉路口或停止线中，则由于主车100的制动状态没有改变，防止了二次事故。
图5至图9是示出配备有根据本公开的车辆控制系统的主车正在公路上行驶的状态的示图。
如果确定主车正在超车道上行驶并且检测到后车，则车辆控制系统1比较主车100的速度与后车110的速度并使得主车100执行从超车道到行驶车道的车道变换。
返回参照图1，车道确定模块40可基于左传感器72所检测的信息来确定主车100是否正在公路的超车道上行驶。根据一些实施方式，车道确定模块40可基于主车110的GPS位置信息、来自导航系统的位置信息和来自高通终端的利用信息中的至少一个来确定主车110是否正在公路上行驶。
可针对公路上的中线设置护栏或护墙，并且中线可位于车辆的左侧。如图5所示，如果通过左传感器12在预设时间内连续地检测到物体，则车道确定模块40可将在左侧检测到的物体确定为护栏或护墙，而不是车辆，并且确定主车100正在超车道上行驶。如果确定主车100正在超车道上行驶，则车道确定模块40可将所确定的结果输出到控制器60。
此外，可在具有在车辆右侧的中线的区域中应用本公开，在这种情况下，可由右传感器71检测中线。
根据一些实施方式，检测信息可包括从位于车辆的侧后方的多个雷达检测到的障碍物检测信息。在障碍物检测信息包括关于位于主车100的驾驶员座位所在的侧后方的障碍物的信息的情况下，如果在设定的时间或设定的行驶距离内障碍物被连续地确定为静止物体，则车道确定模块40可确定主车100正在超车道上行驶。
车道变换确定模块50可基于由前传感器73、左传感器72、右传感器71和/或后传感器74检测到的信息来确定主车是否可进行从超车道到行驶车道的车道变换。车道变换确定模块50基于在车辆行驶的同时由各个传感器检测到的信息来确定是否可向左车道和右车道之一变换车道。
具体地讲，如果由车道确定模块40确定主车100正在超车道上行驶，则车道变换确定模块50确定是否可向位于右侧的行驶车道变换车道。如图6和图7所示，车道变换确定模块50可基于由前传感器73、右传感器71和后传感器74检测到的信息来计算主车100与超车道中的前车和/或后车110之间的距离以及主车100与行驶车道中的前车和/或后车110之间的距离，然后确定是否确保了用于主车100向行驶车道移动的足够空间。
如图6所示，如果在行驶车道中确保了用于车道变换的足够空间，则车道变换确定模块50可确定主车100可变换车道，并且如图7所示，如果在距主车100的特定距离内检测到车辆，则车道变换确定模块50可确定其不可变换车道。
车道变换确定模块50可在主车100正在超车道上行驶的同时连续地确定主车100是否可向行驶车道变换车道，然后将所确定的结果输出到控制器60。
此外，在具有在车辆右侧的中线的区域的情况下，行驶车道位于主车100的左侧，因此车道变换确定模块50可基于由前传感器73、左传感器72和后传感器74检测到的信息来确定主车是否可向位于其左侧的行驶车道变换车道。
如果基于来自速度传感器75、车辆信息获取模块10、位置确定模块30、车道确定模块40和车道变换确定模块50的信息确定主车100正在行驶车道上行驶，则控制器60可根据预设条件使得主车100执行从超车道到行驶车道的车道变换。
如果基于来自位置确定模块30的信息确定主车100正在公路上行驶，并且基于来自车道确定模块40的信息确定主车100正在超车道上行驶，则控制器60比较从速度传感器75获得的主车100的速度与从车辆信息获取模块10获得的后车110的速度。比较的结果，如果后车110的速度大于主车100的速度，即，如果后车110越来越接近主车100，则控制器60可确定后车110正试图超车。因此，控制器60可确定主车100从超车道到行驶车道的车道变换。
根据一些实施方式，如果发生后车110的速度大于主车100的速度的情况和主车100与后车110之间的距离小于或等于预设值的情况中的至少一种情况，则控制器60可确定主车100的车道变换。
如图9所示，如果后车110在预定距离dth内碰到主车100，则控制器可确定主车100的车道变换。另外，即使后车110未在预定距离内碰到主车100，如果后车110的速度不小于预定值，则控制器60可确定存在与后车110的潜在碰撞的可能性，然后确定主车100的车道变换。例如，如果后车110的速度高于公路的速度限制，则控制器60可立即确定主车100的车道变换。
如果确定车道变换，则基于从车道变换确定模块50获得的关于主车100是否可向行驶车道变换车道的信息，控制器60可使得执行主车100的车道变换。如果由车道变换确定模块50确定主车可向行驶车道变换车道，则控制器60可向电子方向盘控制单元95输出控制信号，因此使得方向盘被控制。
此外，如果由车道变换确定模块50确定主车100不可向行驶车道变换车道，则控制器60可等待预定时间量直至车道变换可行，然后使得执行车道变换。另外，如果由车道变换确定模块50确定车道变换不可行，则控制器60可确定车辆是否位于主车100前方，并且如果前方不存在车辆或者车辆间隔超过预定距离，则使得主车100被加速。
此时，控制器60可向电子引擎控制单元91输出控制信号以使得可控制车辆的速度。
如果主车100的速度低于公路的速度限制，则控制器60可输出将公路的速度限制设定为主车100的目标速度的控制信号，然后电子引擎控制单元91可根据目标速度来控制车辆的引擎。此外，如果主车100的速度大于公路的速度限制，则控制器60可向电子引擎控制单元91输出控制信号以使得主车100仅在预定时间段内以超过公路的速度限制的预定速度行驶。控制器60可向电子引擎控制单元91输出设定目标速度的控制信号以使得主车100加速超过后车110的速度。
在车辆加速的同时，控制器60监测来自车道变换确定模块50的检测结果，并且如果由车道变换确定模块50确定可向行驶车道变换车道，则向电子方向盘控制单元95输出用于车道变换的控制信号。因此，可从超车道到行驶车道执行主车100的车道变换。
另外，如果确定主车100的车道变换，则控制器60可通过仪表板、导航系统、音频或语音输出单元等向驾驶员通知要执行车道变换。
以下，将参照图10描述在具有这种配置的车辆控制系统1中控制主车100从超车道到行驶车道的车道变换的处理。
如果车辆启动并且车辆控制系统1被启用，则GPS模块80收集车辆的位置信息并将所收集的信息输出到位置确定模块30。如果位置确定模块30基于位置信息和地图信息确定主车100正在公路上行驶(S1000)，则车道确定模块40可通过根据左传感器72和后传感器74所检测的结果确定护栏或护墙是否位于主车100的左侧来确定主车100是否正在超车道上行驶(S1010)。
如果主车100正在超车道上行驶，则车道变换确定模块50可基于由右传感器71、前传感器73和后传感器74检测的结果来确定主车100是否可从超车道到行驶车道变换车道。在主车100正在超车道上行驶的同时，车道变换确定模块50可连续地确定主车100是否可向行驶车道变换车道。
如果根据来自左传感器72、右传感器71和后传感器74的信息定位后车110(S1020)，则车辆信息获取模块10可按照规则的时间间隔测量与后车110的距离，计算后车110的相对速度，并基于速度传感器75所检测的主车100的速度和后车110的相对速度来计算后车110的速度。
在主车100在公路的超车道上行驶的同时，如果在超车道上检测到后车110，则控制器60可在来自速度传感器75的主车100的速度与来自车辆信息获取模块10的后车110的速度之间进行比较，并确定主车100的车道变换。
此时，在后车110的速度大于主车100的速度的情况下(S1030)，如果后车110在预定距离dth内碰到主车100(S1040)，则控制器60可确定主车100从超车道到行驶车道的车道变换(S1050)。另外，如果后车110的速度大于或等于预定值(例如，公路的速度限制)，则控制器60可使得执行主车的车道变换。
如果确定车道变换，则控制器60可基于车道变换确定模块50所确定的结果来控制执行车道变换。如果由车道变换确定模块50确定车道变换可行(S1060)，则控制器60可向主车100的驾驶员通知要执行车道变换(S1080)，并向电子方向盘控制单元95输出与主车100的车道变换有关的控制信号，然后可执行车道变换(S1090)。
此外，如果根据车道变换确定模块50的信息，主车100的车道变换不可行，则控制器60可等待预定时间量直至车道变换可行，或者如果主车100前方没有车辆或者车辆间隔超过预定距离(S1065)，则通过使主车100加速来增加与后车110的距离(S1070)。此后，当主车100的车道变换可行时，控制器60可向电子方向盘控制单元95输出与主车100的车道变换有关的控制信号以使得执行车道变换。
如上所述，在主车100正在公路的超车道上行驶的情况下，如果后车110的速度大于主车100的速度，则根据本公开的一些实施方式的车辆控制系统1确定后车110正试图超车，并使得从超车道到行驶车道执行主车100的车道变换。因此，可防止由主车100的驾驶员的不安全驾驶实践导致的后车110的不便或公路拥堵。
与上述实施方式有关的标准化规范或标准文档已被省略以便简化描述，但构成本公开的一部分。因此，应该理解，将标准化规范的内容和标准文档的部分并入具体实施方式和权利要求中包括在本公开的范围内。
本公开中所描述的特征、结构、配置和效果被包括在至少一个实施方式中，但未必限于特定实施方式。本领域技术人员可通过组合或修改这些特征、结构、配置和效果来将特定实施方式中所示的特征、结构、配置和效果应用于另一个或更多个附加实施方式。应该理解，尽管已出于例示性目的描述了示例性实施方式，但所有这些组合和修改均被包括在本公开的范围内，本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的基本特征的情况下，可进行各种修改和应用。例如，可对示例性实施方式的特定组件进行各种修改。可组合上述各种实施方式以提供另外的实施方式。可根据以上详细描述对实施方式进行这些和其它改变。通常，在以下权利要求中，所使用的术语不应被解释为将权利要求限于说明书和权利要求中所公开的特定实施方式，而应该被解释为包括所有可能的实施方式以及这些权利要求的等同物的完整范围。因此，权利要求不由本公开限制。
相关申请的交叉引用
本申请要求在韩国知识产权局于2017年7月25日提交的韩国专利申请No.10-2017-0094395以及于2017年7月25日提交的韩国专利申请No.10-2017-0094393的优先权，其公开整体通过引用并入本文。

Claims (13)

1.一种车辆控制设备，该车辆控制设备包括：
车辆信息获取模块，该车辆信息获取模块被配置为：如果基于从检测主车周围的物体的检测模块接收的检测信息在所述主车的后侧检测到后车，则计算与所述后车的距离和所述后车的相对速度；
碰撞预测模块，该碰撞预测模块被配置为基于与所述后车的距离和所述后车的相对速度来确定所述后车与所述主车的潜在碰撞的可能性；
控制器，该控制器被配置为当预测到所述后车与所述主车的潜在碰撞时，使所述主车的行驶速度加速或减速，或者调节所述主车的制动扭矩；以及
车道变换确定模块，该车道变换确定模块被配置为基于所述检测信息根据所述主车周围是否存在物体来确定所述主车的车道变换是否可行，
其中，在所述车道变换确定模块确定所述主车的车道变换不可行并且所述主车前方不存在车辆的情况下，如果所述主车的速度低于公路的速度限制，则所述控制器输出将所述公路的所述速度限制设定为所述主车的目标速度的控制信号，并且如果所述主车的速度大于所述公路的所述速度限制，则所述控制器输出控制信号以使得所述主车仅在预定时间段内以超过所述公路的所述速度限制的预定速度行驶，并且
如果在所述主车以经加速的速度行驶的同时所述主车的车道变换可行，则使得执行所述主车的车道变换。
2.根据权利要求1所述的车辆控制设备，该车辆控制设备还包括：
位置确定模块，该位置确定模块被配置为基于从GPS模块接收的所述主车的位置信息来确定所述主车正在道路上行驶或停止的位置，
其中，所述控制器被配置为：如果所述主车位于停止线或交叉路口上，则维持所述主车的当前行驶速度或当前制动扭矩。
3.根据权利要求1所述的车辆控制设备，其中，所述车辆信息获取模块被配置为：如果由所述检测模块在所述主车前方检测到前车，则计算与所述前车的距离和所述前车的相对速度，
其中，所述碰撞预测模块使用与所述前车的距离和所述前车的相对速度来预测所述前车与所述主车的潜在碰撞的可能性，
其中，所述控制器被配置为：如果由所述碰撞预测模块预测到所述后车与所述主车的潜在碰撞，则根据与所述前车的距离和所述前车的相对速度以及所述前车与所述主车的潜在碰撞的可能性，使所述主车的行驶速度加速或减速或者调节所述主车的制动扭矩。
4.根据权利要求1所述的车辆控制设备，其中，所述控制器被配置为：根据在速度传感器中检测到的关于所述主车正在行驶还是停止的信息，选择使所述主车的行驶速度加速或减速的操作和调节所述主车的制动扭矩的操作中的一个操作。
5.根据权利要求4所述的车辆控制设备，其中，所述控制器被配置为：在所述主车前方没有前车的情况下，如果所述主车正在行驶，则使得所述主车的行驶速度加速，如果所述主车正停止，则使得所述主车的制动扭矩最小化。
6.根据权利要求4所述的车辆控制设备，其中，所述控制器被配置为：在前车位于所述主车前方的情况下，如果所述主车正在行驶，则使得所述主车的行驶速度减速，如果所述主车正停止，则当所述后车与所述主车碰撞时，使得所述制动扭矩被调节以使得所述主车能够停止在使得所述主车不会导致与所述前车的二次碰撞的距离处。
7.根据权利要求6所述的车辆控制设备，其中，所述控制器被配置为：如果所述主车正停止，则计算所述后车与所述主车的碰撞所导致的第一撞击量以及所述主车与所述前车的碰撞所导致的第二撞击量，并且如果所述第二撞击量大于所述第一撞击量，则使得所述制动扭矩增大，并且如果所述第一撞击量大于所述第二撞击量，则使得所述制动扭矩减小。
8.根据权利要求1所述的车辆控制设备，其中，所述控制器被配置为优先于自动紧急制动来调节所述主车的所述制动扭矩。
9.根据权利要求1所述的车辆控制设备，该车辆控制设备还包括：
车道确定模块，该车道确定模块被配置为基于所述检测信息来检测所述主车是否正在公路的超车道上行驶，
其中，所述控制器被配置为：如果所述主车正在公路的超车道上行驶，则使用与所述后车的距离和所述后车的相对速度中的至少一个来确定所述主车向行驶车道的车道变换。
10.根据权利要求9所述的车辆控制设备，其中，所述车道确定模块被配置为基于所述主车的位置信息、来自导航系统的位置信息和来自高通终端的利用信息中的至少一个来确定所述主车是否正在公路上行驶。
11.根据权利要求9所述的车辆控制设备，其中，所述检测信息包括从位于所述主车的侧后方的多个雷达检测的障碍物检测信息，
其中，所述车道确定模块被配置为：在所述障碍物检测信息是关于位于所述主车的驾驶员座位所在的侧后方的障碍物的信息的情况下，并且如果在设定的时间或设定的行驶距离内所述障碍物被连续地确定为静止物体，则确定所述主车正在超车道上行驶。
12.根据权利要求9所述的车辆控制设备，其中，所述控制器被配置为：如果发生所述后车的速度大于所述主车的速度的情况和与所述后车的距离小于或等于预设距离的情况中的至少一种情况，则确定所述主车的车道变换。
13.一种控制车辆的方法，该方法包括以下步骤：
检测主车周围的物体；
如果在所述主车后侧检测到后车，则计算与所述后车的距离和所述后车的相对速度；
基于与所述后车的距离和所述后车的相对速度来确定所述后车与所述主车的潜在碰撞的可能性；以及
如果预测到所述后车与所述主车的潜在碰撞，则使所述主车的行驶速度加速或减速，或者调节所述主车的制动扭矩，
其中，该控制车辆的方法还包括以下步骤：
基于检测信息根据所述主车周围是否存在物体来确定所述主车的车道变换是否可行，
在确定所述主车的车道变换不可行并且所述主车前方不存在车辆的情况下，如果所述主车的速度低于公路的速度限制，则输出将所述公路的所述速度限制设定为所述主车的目标速度的控制信号，并且如果所述主车的速度大于所述公路的所述速度限制，则输出控制信号以使得所述主车仅在预定时间段内以超过所述公路的所述速度限制的预定速度行驶，并且
如果在所述主车以经加速的速度行驶的同时所述主车的车道变换可行，则使得执行所述主车的车道变换。
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