CN109747622A - 横向加速度限制装置、包括该装置的系统和横向加速度限制方法 - Google Patents

横向加速度限制装置、包括该装置的系统和横向加速度限制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及横向加速度限制装置、包括该装置的系统和横向加速度限制方法。横向加速度限制装置可以包括：处理器，其配置为计算车辆的当前横向加速度，预测前方横向加速度，确定预测横向加速度和当前横向加速度是否大于预定的参考值；控制器，其以通信的方式连接至处理器，并配置为根据处理器确定的结果来确定是否生成警告或是否调整转向扭矩；以及转向扭矩调整装置，其以通信的方式连接至控制器，并配置为根据控制器的控制来调整转向扭矩。

Description

横向加速度限制装置、包括该装置的系统和横向加速度限制 方法
与相关申请的交叉引用
本申请基于2017年11月01日向韩国知识产权局提交的No.10-2017-0144865的韩国专利申请的优先权并要求其权益，该申请的全部内容通过引用结合于此。
技术领域
本发明涉及一种横向加速度限制装置、包括该装置的系统以及横向加速度限制的方法，更具体地说，本发明涉及在以车道为中心的辅助控制时，主动地调整转向扭矩不超过法规规定的横向加速度极限值的技术。
背景技术
以车道为中心的辅助系统可以是用于自动控制转向系统从而在车道中心行驶的系统。以车道为中心的辅助系统可以利用识别车道的传感器确定车辆在车道中的位置，并可以初步计算将车辆保持在车道中心所需的需求转向角度。在这种情况下，由于引起转向角变化的实际物理值是扭矩，所以以车道为中心的辅助系统可以二次计算转向扭矩，以便跟踪所要求的转向角。
虽然执行了自动命令的转向功能(ACSF，automatically commanded steeringfunction)，但是驾驶员仍然是在车辆的转向控制下。在这方面，联合国欧洲经济委员会(UNECE，United Nations Economic Commission for Europe)的ACSF法规设置和规定了由系统进行的控制的数量的极限值。现行法规规定，在执行以车道为中心的辅助功能时，系统可能产生的加速度不超过最大值3.0m/s2。
在相关技术中，如果横向加速度大于3.0m/s2(3.0m/s2是法规所规定的极限值)使得释放了转向控制，则在弯曲道路上车辆可能会突然偏离车道。因此，需要有技术来确保控制性能，同时限制由系统进行的控制的数量以满足法规。
发明内容
本发明已经解决了现有技术中发生的上述问题，同时完整地保持了由现有技术所实现的优点。
本发明的一个方面提供了一种横向加速度限制装置、包括该装置的系统以及横向加速度限制方法，所述横向加速度限制装置在车辆以车道为中心的辅助控制时，逐步地调整转向扭矩以执行车道保持控制，同时横向加速度不大于法规规定的极限值。
本发明构思要解决的技术问题不局限于上述问题，并且本发明所属技术领域的技术人员将从随后的描述中清晰地理解在本文中没有提及的任何其他技术问题。
根据本发明的一个方面，横向加速度限制装置可以包括：处理器，其配置为计算车辆的当前横向加速度，预测前方横向加速度，确定预测的预测横向加速度和当前横向加速度是否大于预定的参考值；控制器，其以通信的方式连接至处理器，并配置为根据处理器确定的结果来确定是否生成警告或是否调整转向扭矩；以及转向扭矩调整装置，其以通信的方式连接至控制器，并配置为根据控制器的控制来调整转向扭矩。
在一个实施方案中，所述装置可以进一步包括：警告装置，其以通信的方式连接至控制器，并配置为根据控制器的控制来提供警告。
在一个实施方案中，所述装置可以进一步包括：存储装置，其配置为存储预测横向加速度、当前横向加速度或转向扭矩中的至少一个或更多。
在一个实施方案中，所述处理器可以配置为：估计车辆正在行驶的道路前方的道路的最大曲率；利用前方最大曲率来计算预测横向加速度；基于车辆的当前横摆率来计算当前横向加速度；确定预测横向加速度或当前横向加速度是否大于预定的参考值。
在一个实施方案中，所述处理器可以进一步配置为：利用从导航装置接收到的包括全球定位系统(GPS)时间延迟的有关当前位置的纵向距离和曲率的信息，来计算车辆正在行驶的道路的当前曲率；利用有关车辆行驶预定时间后的纵向距离和曲率的信息，来计算车辆行驶预定时间后的某一点处的道路的前方预测曲率。
在一个实施方案中，所述处理器可以进一步配置为：将从车辆的当前位置到车辆行驶预定的时间后的某一点计算出的多个曲率中具有最大值的有关曲率的信息估计为最大曲率信息。
在一个实施方案中，所述处理器可以进一步配置为：通过将前方最大曲率乘以车速来计算预测横向加速度。
在一个实施方案中，所述处理器可以进一步配置为：通过将横摆率乘以车速来计算当前横向加速度。
在一个实施方案中，所述处理器可以进一步配置为：确定预测横向加速度或当前横向加速度是否大于法规规定的最大横向加速度。
在一个实施方案中，所述控制器可以配置为：如果预测横向加速度或当前横向加速度中的至少一个大于预定的参考值，则确定驾驶员是否处于撒手状态；如果驾驶员处于撒手状态，则控制警告装置向驾驶员输出警告。
在一个实施方案中，所述控制器可以进一步配置为：在确定出当前横向加速度大于预定的参考值之后，确定过量标志位是否为“1”；如果过量标志位不为“1”，则确定当前横向加速度是否大于第一极限值；如果当前横向加速度大于第一极限值，则在减小转向扭矩的方向上控制转向扭矩，并将过量标志位保持为“1”；如果当前横向加速度不大于第一极限值，则将转向扭矩设置为“0”，并将过量标志位更改为“0”。
在一个实施方案中，所述控制器可以进一步配置为：如果过量标志位为“1”，则确定当前横向加速度是否大于第二极限值，所述第二极限值低于所述第一极限值；如果当前横向加速度大于第二极限值，则在减小转向扭矩的方向上控制转向扭矩，并将过量标志位保持为“1”；如果当前横向加速度不大于第二极限值，则将转向扭矩设置为“0”，并将过量标志位更改为“0”。
根据本发明的另一个方面，一种横向加速度限制系统可以包括：横向加速度限制装置，其包括：处理器，其配置为根据车辆的横摆率来计算当前横向加速度，基于有关车辆正在行驶的道路前方的道路的曲率信息来预测前方横向加速度，确定预测的预测横向加速度和当前横向加速度是否大于预定的参考值；以及警告装置，其配置为根据处理器确定的结果，来输出警告或调整转向扭矩。所述横向加速度限制系统可以进一步包括：导航装置，其以通信的方式连接至处理器，并配置为提供有关车辆正在行驶的道路前方的道路的曲率的信息；以及横摆率传感器，其以通信的方式连接至处理器，并配置为提供横摆率。
在一个实施方案中，横向加速度限制装置可以包括：控制器，其以通信的方式连接至控制器，并配置为根据处理器确定的结果来确定是否生成警告或是否调整转向扭矩；以及转向扭矩调整装置，其配置为根据控制器的控制来调整转向扭矩。
根据本发明的另一个方面，横向加速度限制方法可以包括以下步骤：基于车辆的横摆率来计算当前横向加速度；基于有关车辆正在行驶的道路前方的道路的曲率信息来预测前方横向加速度；确定预测的预测横向加速度和当前横向加速度是否大于预定的参考值；根据确定步骤的结果来输出警告或调整转向扭矩。
在一个实施方案中，预测前方横向加速度的步骤可以包括：利用从导航装置接收到的包括GPS时间延迟的有关当前位置的纵向距离和曲率的信息，来计算车辆正在行驶的道路的当前曲率；利用有关车辆行驶预定时间后的纵向距离和曲率的信息，来计算车辆行驶预定时间后的某一点处的道路的前方预测曲率；将从车辆的当前位置到车辆行驶预定时间后的某一点计算的多个曲率中具有最大值的有关曲率的信息估计为最大曲率信息。
在一个实施方案中，预测前方横向加速度的步骤可以包括：通过将前方最大曲率乘以车速来计算预测横向加速度。
在一个实施方案中，输出警告或调整转向扭矩的步骤可以包括：如果预测横向加速度或当前横向加速度中的至少一个大于预定的参考值，则确定驾驶员是否处于撒手状态；如果驾驶员处于撒手状态，则控制警告装置向驾驶员输出警告。
在一个实施方案中，输出警告或调整转向扭矩的步骤可以包括：在确定出当前横向加速度大于预定的参考值之后，确定过量标志位是否为“1”；如果过量标志位不为“1”，则确定当前横向加速度是否大于第一极限值；如果当前横向加速度大于第一极限值，则在减小转向扭矩的方向上控制转向扭矩，并将过量标志位保持为“1”；如果当前横向加速度不大于第一极限值，则将转向扭矩设置为“0”，并将过量标志位更改为“0”。
在一个实施方案中，输出警告或调整转向扭矩的步骤可以包括：如果过量标志位为“1”，则确定当前横向加速度是否大于第二极限值，所述第二极限值低于所述第一极限值；如果当前横向加速度大于第二极限值，则在减小转向扭矩的方向上控制转向扭矩，并将过量标志位保持为“1”；如果当前横向加速度不大于第二极限值，则将转向扭矩设置为“0”，并将过量标志位更改为“0”。
附图说明
结合附图，通过以下详细描述，本发明的上述和其他目的、特征和优点将变得更加清楚。
图1是显示了根据本发明实施方案的横向加速度限制系统的配置的框图；
图2是显示了根据本发明实施方案的利用从导航装置接收到的信息的曲率估计方法的示意图；
图3是显示了根据本发明实施方案的横向加速度限制方法的流程图；
图4是显示了根据本发明实施方案的计算当前曲率的方法的流程图；
图5是显示了根据本发明实施方案的计算前方预测曲率的方法的流程图；
图6是显示了根据本发明实施方案，基于确定横向加速度是否大于最大横向加速度的警告方法的流程图；
图7是显示了根据本发明实施方案，基于横向加速度是否大于最大横向加速度的用于调整转向扭矩的方法的流程图；
图8A是显示了在横向加速度大于最大横向加速度时，释放横向加速度控制模式，同时提供警告的示例的示意图；
图8B是显示了根据本发明实施方案，在横向加速度大于最大横向加速度时，执行横向加速度限制控制，同时提供警告的示例的示意图；以及
图9是显示了根据本发明实施方案，应用了横向加速度限制方法的计算机系统的配置的框图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图来详细地描述本发明的实施方案。在对每幅图的元件添加附图标记时，尽管在不同的图中显示了相同的元件，但应该注意相同的元件具有相同的附图标记。另外，在描述本发明的实施方案时，如果确定出相关的公知配置或功能的详细描述模糊了本发明实施方案的主旨，那么将省略该相关的公知配置或功能的详细描述。
在描述本发明实施方案的元件时，在本文中可以使用术语第1、第2、第一、第二、A、B、(a)、(b)等。这些术语只用于区分一个元件和另一个元件，而这些术语都不限制相应的元件，不论相应的元件的性质、转变或顺序如何。除非另外定义，否则在本文中所使用的所有术语(包括技术或科学术语)都具有与本发明所属技术领域的技术人员通常所理解的相同的含义。那些在通常使用的字典中定义的术语将解释为具有与相关技术领域中的语境含义等同的含义，并且不被解释为具有理想的或过度正式的含义，除非在本申请中明确定义。
本发明的实施方案可以公开这样的技术：基于从导航装置接收到的曲率信息提前预测横向加速度，通过横摆率传感器基于横摆率计算当前横向加速度，检查预测的预测横向加速度和当前横向加速度是否大于极限值。本发明的实施方案可以公开这样的进行安全驾驶的技术：如果预测横向加速度和当前横向加速度大于极限值，则调整转向扭矩，从而进行以车道为中心的行驶，同时横向加速度不大于极限值。
在下文中，将参照图1至图9详细地给出本发明实施方案的描述。
图1是显示了根据本发明实施方案的横向加速度限制系统的配置的框图。图2是显示了根据本发明实施方案的利用从导航装置接收到的信息的曲率估计方法的示意图。图1的横向加速度限制系统可以实施为与以车道为中心的辅助装置整合为一体。
参照图1，横向加速度限制系统可以包括：导航装置100、摄像机200、横摆率传感器300和横向加速度限制装置400。
导航装置100可以通过地图信息、全球定位系统(GPS)信号等生成并引导车辆的行驶路径，并可以通过地图信息向横向加速度限制装置400提供有关道路纵向距离或道路曲率半径的信息。
摄像机200可以捕获车辆前方的图像，并可以将图像数据(图像数据包括有关道路曲率半径的信息)传输到横向加速度限制装置400。
横摆率传感器300可以感测车辆的横摆率，并可以向横向加速度限制装置400提供感测的横摆率信息。
横向加速度限制装置400可以基于车辆的横摆率来计算当前横向加速度，可以基于有关车辆正在行驶的道路前方的道路的曲率信息来预测前方横向加速度，可以确定预测的预测横向加速度和当前横向加速度是否大于预定的参考值，从而根据确定的结果来输出警告或调整转向扭矩。
为此，横向加速度限制装置400可以包括：处理器410、控制器420、警告装置430、转向扭矩调整装置440和存储装置450。
处理器410可以基于车辆的横摆率来计算当前横向加速度，可以基于有关车辆正在行驶的道路前方的道路的曲率信息来预测前方横向加速度，从而确定预测的预测横向加速度和当前横向加速度是否大于预定的参考值。
为此，处理器410可以具有存储软件指令的相关的非易失性存储器，当处理器410执行这些指令时，这些指令将提供前方最大曲率估计模块411、预测横向加速度计算模块412、当前横向加速度计算模块413和横向加速度过量确定模块414的功能。处理器410可以采取一个或更多个处理器以及相关存储器的形式，相关存储器存储提供上述模块411、412、413和414的功能的程序指令。
处理器410的前方最大曲率估计模块411可以估计车辆正在行驶的道路前方的道路的最大曲率。前方最大曲率估计模块411可以利用从导航装置100接收到的包括GPS时间延迟的有关当前位置的纵向距离和曲率的信息，计算车辆正在行驶的道路的当前曲率。此外，前方最大曲率估计模块411可以接收和利用由摄像机200捕获的有关曲率的信息。
前方最大曲率估计模块411可以利用有关车辆行驶预定时间后的纵向距离和曲率的信息，来计算车辆行驶预定时间后的某一点处的道路的前方预测曲率。前方最大曲率估计模块411可以将从车辆的当前位置到车辆行驶预定时间后的某一点计算出的多个曲率中具有最大值的有关曲率的信息估计为最大曲率信息。
下面的等式1是考虑了GPS延迟的用于计算车辆当前纵向位置Dcur的公式。等式2是不考虑GPS延迟的用于计算车辆当前纵向位置Doff的公式。
[等式1]
Dcur＝Doff+V×tdelay
在这里，Dcur可以指考虑了GPS延迟的车辆当前纵向位置，Doff可以指不考虑GPS延迟的车辆当前纵向位置，V可以指车速，tdelay可以指GPS时间延迟。
[等式2]
Doff＝Doff+V×tsampling
在这里，tsampling可以指逻辑算术周期。
[等式3]
在这里，ρcur可以指车辆正在行驶的道路的当前曲率，R可以指曲率半径，D可以指纵向距离。在这种情况下，可以从导航装置100接收有关曲率半径和纵向距离的信息。参照图2，可以看到，显示了有关纵向距离和曲率半径的信息。参照图2，可以看到，显示出了车辆的当前位置和t秒后的位置。在这种情况下，只有当出现50米的差异时，曲率半径才可以表示为排列中的一个值。前方最大曲率估计模块411可以利用内插排列值的方法来估计当前位置曲率。
[等式4]
Dpre＝Dcur+V×t
在这里，Dpre可以指前方预测纵向位置。
[等式5]
在这里，ρpre可以指前方预测曲率，R可以指曲率半径，D可以指纵向距离。参照图2，前方最大曲率估计模块411可以预测t秒后，车辆前方2公里位置的纵向距离和曲率。
[等式6]
ρmax＝max(ρcur,ρimin,ρimin+1,......ρ.i,miax,ρpre)
在这里，ρmax可以指有关前方最大曲率的信息。
前方最大曲率估计模块411可以利用等式3计算道路的当前曲率，可以利用等式5计算前方预测曲率，并可以估计有关源与t秒后的点之间的最大曲率的信息，如等式6。
处理器410的预测横向加速度计算模块412可以通过将车辆的前方最大曲率乘以车速来计算预测横向加速度，如等式7。
[等式7]
|apre|＝|ρmax|×V2
处理器410的当前横向加速度计算模块413可以通过将车辆的当前横摆率乘以车速来计算当前横向加速度，如等式8。当前横向加速度计算模块413可以通过将横摆率乘以车速来计算当前横向加速度。
[等式8]
|acur|＝|γ|×V
处理器410的横向加速度过量确定模块414可以确定预测横向加速度apre或当前横向加速度acur是否大于预定的参考值。在这种情况下，预定的参考值可以表示法规规定的最大横向加速度(极限值)。在本发明的实施方案中，横向加速度过量确定模块414可以通过反映以下第一裕度amar1来确定预测横向加速度apre或当前横向加速度acur是否大于预定的参考值，如以下等式9和10。
[等式9]
如果(|apre|≥|amax|-|amar1|)
Flag_apre＝1；
否则Flag_apre＝0；
在这里，amax可以指法规规定的最大横向加速度，amar1可以指第一裕度，Flag_apre可以指指示预测横向加速度是否大于最大横向加速度的标志位。
[等式10]
如果(|acur|≥|amax|-|amar1|)
Flag_acur＝1；
否则Flag_acur＝0；
在这里，Flag_acur可以指指示当前横向加速度是否大于最大横向加速度的标志位。
换句话说，如果预测横向加速度apre大于将最大横向加速度amax减去第一裕度amar1得出的值，则指示横向加速度是否大于最大横向加速度的标志位Flag_apre可以为“1”。如果预测横向加速度apre小于该值，则标志位Flag_apre可以为“0”。此外，如果当前横向加速度acur大于将最大横向加速度amax减去第一裕度amar1得出的值，则指示当前横向加速度是否大于最大横向加速度的标志位Flag_acur可以为“1”。如果当前横向加速度acur小于该值，则标志位Flag_acur可以为“0”。
控制器420是执行软件指令的电路，从而执行以下描述的各种功能。
控制器420可以根据处理器410所确定的结果，确定是否生成警告或是否调整转向扭矩。换句话说，如果预测横向加速度或当前横向加速度中的至少一个大于预定的参考值，则控制器420可以确定驾驶员是否处于撒手(hand-off)状态。如果驾驶员处于撒手状态，则控制器420可以控制警告装置430向驾驶员输出警告。在这种情况下，撒手状态可以是驾驶员不把握方向盘的状态，并可以指他或她是否不注意驾驶的状态。
此外，如果确定出当前横向加速度大于预定的参考值，控制器420可以确定过量标志位是否为“1”。如果过量标志位不是“1”，则控制器420可以确定当前横向加速度是否大于第一极限值。如果当前横向加速度大于第一极限值，则控制器420可以在减小转向扭矩的方向上控制转向扭矩，并可以将过量标志位保持为“1”。此外，如果当前横向加速度不大于第一极限值，则控制器420可以将转向扭矩设置为“0”，并可以将过量标志位更改为“0”。此外，如果过量标志位为“1”，则控制器420可以确定当前横向加速度是否大于第二极限值(第二极限值低于第一极限值)。如果当前横向加速度大于第二极限值，则控制器420可以在减小转向扭矩的方向上控制转向扭矩，并可以将过量标志位保持为“1”。此外，如果当前横向加速度不大于第二极限值，则控制器420可以将转向扭矩设置为“0”，并可以将过量标志位更改为“0”。
警告装置430可以根据控制器420的控制来向驾驶员提供警告。警告装置430可以通过警告文本、警告语音、警告声音、振动等来警告驾驶员。
转向扭矩调整装置440可以基于控制器420的控制来调整转向扭矩。
存储装置450可以存储计算的预测横向加速度、计算的横向加速度或转向扭矩中的至少一个或更多。
具有这种配置的本发明的实施方案可以基于从导航装置100接收到的曲率信息来提前预测横向加速度，并可以通过横摆率传感器300基于横摆率来计算当前横向加速度，从而检查预测横向加速度和当前横向加速度是否大于极限值。如果预测横向加速度和当前横向加速度大于极限值，则本发明的实施方案可以通过调整转向扭矩来进行以车道为中心的行驶，同时横向加速度不大于极限值。
在下文中，将参照图3来详细给出根据本发明实施方案的横向加速度限制方法的描述。图3是说明根据本发明实施方案的横向加速度限制方法的流程图。
参照图3，在步骤S100，根据本发明实施方案的图1的横向加速度限制装置400可以通过计算当前曲率ρcur和前方预测曲率ρpre来估计前方最大曲率ρmax。
在步骤S200，横向加速度限制装置400可以利用前方最大曲率ρmax和车速来计算预测横向加速度apre。
在步骤S300，横向加速度限制装置400可以利用从图1的横摆率传感器300接收的横摆率以及车速来估计当前横向加速度acur。
此外，在步骤S400，横向加速度限制装置400可以确定估计的当前横向加速度值acur或计算的预测横向加速度apre是否大于法规规定的极限值。如果当前横向加速度acur或预测横向加速度apre大于极限值，则在步骤S500，横向加速度限制装置400对驾驶员生成警告。
此外，在步骤S600，横向加速度限制装置400可以基于当前横向加速度acur来逐步地调整转向扭矩，从而在横向加速度不大于法规规定的极限值的情况下继续执行以车道为中心的控制。
将参照图4来详细地给出根据本发明实施方案的用于计算当前曲率的方法的描述。图4是显示了根据本发明实施方案的计算当前曲率的流程图。
参照图4，当i为一天时，在步骤S111，在考虑到车辆的当前纵向位置Doff(不考虑GPS延迟)、车速和GPS时间延迟tdelay的情况下，图1中的横向加速度限制装置400可以利用上面的等式1来计算车辆的当前纵向位置Dcur。
在步骤S112，横向加速度限制装置400可以确定计算的车辆当前纵向位置Dcur是否小于纵向距离Di。如果计算的车辆当前纵向位置Dcur不小于纵向距离Di，则在步骤S113，横向加速度限制装置400可以确定i是否为最大值。如果i不是最大值，则在步骤S114，横向加速度限制装置400可以给i加1，并可以返回步骤S112。此外，如果i是最大值，则在步骤S115，横向加速度限制装置400可以将当前曲率ρcur设置为“0”。
此外，如果在步骤S112车辆当前纵向位置Dcur不小于纵向距离Di，则在步骤S116，横向加速度限制装置400可以计算车辆当前纵向位置Doff(不考虑GPS延迟)和当前曲率ρcur，如以上等式2和等式3。
将参照图5来详细地给出根据本发明实施方案的用于计算前方预测曲率的方法的描述。图5是显示了根据本发明实施方案的计算前方预测曲率的流程图。
参照图5，当i为一天时，在步骤S121，在考虑到车辆的当前纵向位置Doff(不考虑GPS延迟)、车速和GPS时间延迟tdelay的情况下，图1中的横向加速度限制装置400可以利用上面的等式1来计算车辆的当前纵向位置Dcur，并可以利用车辆当前纵向位置Dcur来计算前方预测纵向位置Dpre，如上面的等式4。
在步骤S122，横向加速度限制装置400可以确定计算的前方预测纵向位置Dpre是否小于纵向距离Di。如果计算的前方预测纵向位置Dpre不小于纵向距离Di，则在步骤S123，横向加速度限制装置400可以确定i是否为最大值。如果i不是最大值，则在步骤S124，横向加速度限制装置400可以给i加1，并可以返回步骤S212。同时，如果i是最大值，则在步骤S125，横向加速度限制装置400可以将前方预测曲率ρpre设置为“0”。
此外，如果在步骤S122车辆前方预测纵向位置Dpre不小于纵向距离Di，则在步骤S126，横向加速度限制装置400可以计算车辆当前纵向位置Doff(不考虑GPS延迟)和前方预测曲率ρpre，如以上等式2和等式5。
将参照图6详细地给出根据本发明实施方案的基于确定横向加速度是否大于最大横向加速度的警告方法的描述。图6是显示了根据本发明实施方案的基于确定横向加速度是否大于最大横向加速度的警告方法的流程图。
参照图6，在基于曲率预测的预测横向加速度大于最大横向加速度之后，在步骤S501，图1的横向加速度限制装置400可以确定指示预测横向加速度是否大于最大横向加速度的标志位Flag_apre是否为“1”。
如果指示预测横向加速度是否大于最大横向加速度的标志位Flag_apre为“1”，则在步骤S503，横向加速度限制装置400可以确定驾驶员是否处于撒手状态，即，他或她是否把握方向盘。在步骤S504，如果驾驶员处于撒手状态，则横向加速度限制装置400可以向驾驶员生成警告。
此外，如果指示预测横向加速度是否大于最大横向加速度的标志位Flag_apre不为“1”，则在步骤S502，横向加速度限制装置400可以确定当前横向加速度是否大于极限值，即，指示当前横向加速度是否大于最大横向加速度的标志位Flag_acur是否为“1”。
如果指示当前横向加速度是否大于最大横向加速度的标志位Flag_acur为“1”，则在步骤S503，横向加速度限制装置400可以确定驾驶员是否处于撒手状态，即，他或她是否把握方向盘。如果驾驶员处于撒手状态，则在步骤S504，横向加速度限制装置400可以向驾驶员生成警告。
另一方面，如果驾驶员不处于撒手状态，并且指示当前横向加速度是否大于最大横向加速度的标志位Flag_acur不是“1”，则在步骤S505，横向加速度限制装置400可以不生成警告。
在图6中，如果图1中的导航装置100的GPS信号接收不稳定，或者如果对车辆产生影响的加速度高于预测横向加速度，则因为横向加速度大于最大横向加速度，所以本发明可以公开尽管预测横向加速度并不大于极限值，但是在车辆的当前横向加速度大于极限值的情况下生成警告的示例。
将详细地给出对根据本发明实施方案的基于横向加速度是否大于最大横向加速度来调整转向扭矩的方法的描述。图7是显示了根据本发明实施方案的基于横向加速度是否大于最大横向加速度来调整转向扭矩的方法的流程图。
参照图7，在步骤S601，横向加速度限制装置400可以确定指示横向加速度是否大于最大横向加速度的标志位Flagover是否为“1”。
如果指示横向加速度是否大于最大横向加速度的标志位Flagover不为“1”，则在步骤S602，横向加速度限制装置400可以确定当前横向加速度acur是否大于第一极限值。在这种情况下，第一极限值可以是通过将法规规定的最大横向加速度amax减去第一裕度amar1而得到的值。
如果当前横向加速度acur不大于第一极限值，则在步骤S604，横向加速度限制装置400可以将用于减小转向扭矩的减小扭矩Tadj设置为“0”，并可以将指示横向加速度是否大于最大横向加速度的标志位Flagover设置为“0”。
此外，如果当前横向加速度acur大于第一极限值，则在步骤S605，横向加速度限制装置400可以将用于减小转向扭矩的减小扭矩的值设置为增加k，并可以将指示横向加速度是否大于最大横向加速度的标志位Flagover设置为“1”。
如果在步骤S601，指示横向加速度是否大于最大横向加速度的标志位Flagover为“1”，则在步骤S603，横向加速度限制装置400可以确定当前横向加速度acur是否大于第二极限值。这里，第二极限值可以是通过将法规规定的最大横向加速度amax减去第二裕度amar2而得到的值。在这种情况下，第一裕度amar1可以设置为小于第二裕度amar2。
此后，如果当前横向加速度acur不大于第二极限值，则在步骤S604，横向加速度限制装置400可以将用于减小转向扭矩的减小扭矩Tadj设置为“0”，并可以将指示横向加速度是否大于最大横向加速度的标志位Flagover设置为“0”。
此外，如果当前横向加速度acur大于第二极限值，则在步骤S605，横向加速度限制装置400可以将用于减小转向扭矩的减小扭矩Tadj的值设置为增加k，并可以将指示横向加速度是否大于最大横向加速度的标志位Flagover设置为“1”。
此后，如果旧的转向扭矩计算值Tsys大于或等于“0”，则在步骤S606，横向加速度限制装置400可以通过将旧的转向扭矩计算值Tsys减去减小扭矩Tadj来确定最终转向扭矩的计算值Tfinal。如果旧的转向扭矩计算值Tsys小于“0”，则在步骤S606，横向加速度限制装置400可以通过在旧的转向扭矩计算值Tsys上增加减小扭矩Tadj来确定最终转向扭矩的计算值Tfinal。
在图5的警告控制方法中，如果当前横向加速度或预测横向加速度中的一个大于参考值，则可以输出警告。然而，可以看出，图6中的转向扭矩调整是基于当前横向加速度控制的。这是排除预测横向加速度以用于准确地调整转向扭矩，并根据当前计算的当前横向加速度来控制转向扭矩。
在图7中，通过提供第一裕度和第二裕度并调整极限值，可以避免接近某一极限值的频繁扭矩调整。
例如，当第一裕度为0.5km/s2时并且当第二裕度为0.7km/s2时，假定法规规定的最大横向加速度为3.0km/s2，初始当前横向加速度为2.6km/s2。
如果在步骤S601，指示横向加速度是否大于最大横向加速度的标志位Flagover不为“1”(如果当前横向加速度不大于极限值)，则横向加速度限制装置400可以进入步骤S602。在步骤S602，横向加速度限制装置400可以确定当前横向加速度是否大于2.5km/s2(第一极限值)，2.5＝3.0-0.5。在这种情况下，由于初始当前横向加速度(2.6km/s2)大于2.5km/s2，所以横向加速度限制装置400可以进入步骤S605以减少转向扭矩。因此，横向加速度限制装置400可以将指示横向加速度是否大于最大横向加速度的标志位Flagover保持为“1”，并可以增加减小扭矩以降低转向扭矩。
假设转向扭矩从2.6km/s2减少至2.5km/s2，则由于指示横向加速度是否大于最大横向加速度的标志位Flagover为“1”，所以横向加速度限制装置400可以进入步骤S603。在步骤S603，横向加速度限制装置400可以确定当前横向加速度是否大于2.3km/s2(第二极限值)，2.3＝3.0-0.7。在这种情况下，由于当前横向加速度为2.5km/s2，其大于第二极限值(2.3km/s2)。因此，横向加速度限制装置400可以进入步骤S605，以进一步降低转向扭矩。
如果当前横向加速度小于第二极限值(第二极限值为警告取消值)，则由于当前区域不是违反法规的区域，所以横向加速度限制装置400可以将转向扭矩恢复到原始状态，以加强车道保持性能。
图8A是显示了在横向加速度大于最大横向加速度时，释放横向加速度控制模式，同时提供警告的示例的示意图。图8B是显示了根据本发明的实施方案，在横向加速度大于最大横向加速度时，执行横向加速度限制控制，同时提供警告的示例的示意图。
为了防止当前横向加速度大于法规规定的极限值，在相关技术中，如图8A所示，在曲线行驶期间，可能会突然释放以车道为中心的辅助装置的控制模式。在这种情况下，当车辆突然偏离车道时，可能会发生危险情况。如图8B所示，在本发明的实施方案中，在横向加速度不大于极限值的情况下，可以调整转向扭矩以保持车道。
照此，本发明的实施方案可以基于从导航装置接收到的曲率信息来预测前方横向加速度，并可以基于横摆率来计算当前横向加速度。如果预测的前方横向加速度和当前横向加速度中的一个大于极限值，则本发明的实施方案可以提供警告以用于通知驾驶员注意危险。如果预测到急转弯(前方横向加速度大于最大横向加速度)，则本发明的实施方案可以警告驾驶员注意急转弯，从而允许驾驶员有时间处理该急转弯，并可以引导驾驶员安全驾驶。
此外，本发明的实施方案可以在执行以车道为中心的辅助功能时，根据当前横向加速度来调整转向扭矩，并可以增强车道保持性能，同时在不超过法规限制的横向加速度的范围内稳定地保持控制。
图9是显示了根据本发明实施方案的应用了横向加速度限制方法的计算机系统的配置的框图。
参照图9，计算系统1000可以包括通过总线1200相互连接的至少一个的处理器1100、存储器1300、乘客接口输入装置1400、乘客接口输出装置1500、存储区1600以及网络接口1700。
处理器1100可以是中央处理器(CPU)或半导体器件，用于处理存储在存储器1300和/或存储区1600中的指令。存储器1300和存储器1600中的每个都可以包括各种类型的易失性存储介质或非易失性存储介质。例如，存储器1300可以包括只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)。
因此，结合说明书中公开的实施方案所描述的方法或算法的步骤可以直接利用处理器1100运行的硬件模块、软件模块或者硬件模块和软件模块二者的结合来实施。软件模块可以位于存储介质(例如，存储器1300和/或存储区1600)上，诸如RAM、闪存、ROM、可擦除可编程ROM(EPROM)、电EPROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可移动磁盘或者光盘-ROM(CD-ROM)。
示例性存储介质可以连接至处理器1100。处理器1100可以从存储介质中读出信息并且将信息写入存储介质中。或者，存储介质可以与处理器1100集成。集成的处理器和存储介质可以位于专用集成电路(ASIC)中。ASIC可以位于乘客终端中。或者，集成的处理器和存储介质可以作为乘客终端的独立组件存在。
本技术在车辆以车道为中心的辅助控制时，通过逐步地调整转向扭矩以执行车道保持控制，同时横向加速度不大于关于的法规规定的极限值，可以实现安全驾驶。
尽管参考示例性实施方案对本发明进行了描述，但是本技术领域的技术人员将明了可以做各种改变和修改而不偏离本发明的精神和范围。
因此，本发明的示例性实施方案不是限制性的，而是说明性的，并且本发明的精神和范围不局限于本发明的示例性实施方案。本发明的精神和范围应该通过随后的权利要求来解释，等同于本发明的所有技术概念都应该解释为包括在本发明的精神和范围之内。

Claims (20)

1.一种横向加速度限制装置，所述横向加速度限制装置包括：
处理器，其配置为计算车辆的当前横向加速度，预测前方横向加速度，确定预测的预测横向加速度和当前横向加速度是否大于预定的参考值；
控制器，其以通信的方式连接至处理器，并配置为根据处理器确定的结果来确定是否生成警告或是否调整转向扭矩；以及
转向扭矩调整装置，其以通信的方式连接至控制器，并配置为根据控制器的控制来调整转向扭矩。
2.根据权利要求1所述的横向加速度限制装置，其进一步包括：
警告装置，其以通信的方式连接至控制器，并配置为根据控制器的控制来提供警告。
3.根据权利要求2所述的横向加速度限制装置，其进一步包括：
存储装置，其配置为存储预测横向加速度、当前横向加速度或转向扭矩中的至少一个或更多。
4.根据权利要求2所述的横向加速度限制装置，其中，所述处理器配置为：
估计车辆正在行驶的道路前方的道路的最大曲率；
利用前方最大曲率来计算预测横向加速度；
基于车辆的当前横摆率来计算当前横向加速度；
确定预测横向加速度或当前横向加速度是否大于预定的参考值。
5.根据权利要求4所述的横向加速度限制装置，其中，所述处理器进一步配置为：
利用从导航装置接收到的包括全球定位系统时间延迟的有关当前位置的纵向距离和曲率的信息，来计算车辆正在行驶的道路的当前曲率；
利用车辆行驶预定时间后的纵向距离和曲率的信息，来计算车辆行驶预定时间后的某一点处的道路的前方预测曲率。
6.根据权利要求5所述的横向加速度限制装置，其中，所述处理器进一步配置为：
将从车辆的当前位置到车辆行驶预定时间后的某一点计算出的多个曲率中具有最大值的有关曲率的信息估计为最大曲率信息。
7.根据权利要求6所述的横向加速度限制装置，其中，所述处理器进一步配置为：
通过将前方最大曲率乘以车速来计算预测横向加速度。
8.根据权利要求4所述的横向加速度限制装置，其中，所述处理器进一步配置为：
通过将横摆率乘以车速来计算当前横向加速度。
9.根据权利要求4所述的横向加速度限制装置，其中，所述处理器进一步配置为：
确定预测横向加速度或当前横向加速度是否大于法规规定的最大横向加速度。
10.根据权利要求4所述的横向加速度限制装置，其中，所述控制器配置为：
如果预测横向加速度或当前横向加速度中的至少一个大于预定的参考值，则确定驾驶员是否处于撒手状态；
如果驾驶员处于撒手状态，则控制警告装置向驾驶员输出警告。
11.根据权利要求10所述的横向加速度限制装置，其中，所述控制器进一步配置为：
在确定出当前横向加速度大于预定的参考值之后，确定过量标志位是否为“1”；
如果过量标志位不为“1”，则确定当前横向加速度是否大于第一极限值；
如果当前横向加速度大于第一极限值，则在减小转向扭矩的方向上控制转向扭矩，并将过量标志位保持为“1”；
如果当前横向加速度不大于第一极限值，则将转向扭矩设置为“0”，并将过量标志位更改为“0”。
12.根据权利要求11所述的横向加速度限制装置，其中，所述控制器进一步配置为：
如果过量标志位为“1”，则确定当前横向加速度是否大于第二极限值，所述第二极限值低于所述第一极限值；
如果当前横向加速度大于第二极限值，则在减小转向扭矩的方向上控制转向扭矩，并将过量标志位保持为“1”；
如果当前横向加速度不大于第二极限值，则将转向扭矩设置为“0”，并将过量标志位更改为“0”。
13.一种横向加速度限制系统，所述横向加速度限制系统包括：
横向加速度限制装置，其包括：
处理器，其配置为基于车辆的横摆率来计算当前横向加速度，基于有关车辆正在行驶的道路前方的道路的曲率信息来预测前方横向加速度，确定预测的预测横向加速度和当前横向加速度是否大于预定的参考值；
警告装置，其配置为根据处理器确定的结果，来输出警告或调整转向扭矩；
导航装置，其以通信的方式连接至处理器，并配置为提供有关车辆正在行驶的道路前方的道路的曲率的信息；
横摆率传感器，其以通信的方式连接至处理器，并配置为提供横摆率。
14.根据权利要求13所述的横向加速度限制系统，其中，所述横向加速度限制装置进一步包括：
控制器，其以通信的方式连接至处理器，并配置为根据处理器确定的结果来确定是否生成警告或是否调整转向扭矩；
转向扭矩调整装置，其以通信的方式连接至控制器，并配置为根据控制器的控制来调整转向扭矩。
15.一种横向加速度限制方法，所述横向加速度限制方法包括以下步骤：
基于车辆的横摆率来计算当前横向加速度；
基于有关车辆正在行驶的道路前方的道路的曲率信息来预测前方横向加速度；
确定预测的预测横向加速度和当前横向加速度是否大于预定的参考值；
根据确定步骤的结果来输出警告或调整转向扭矩。
16.根据权利要求15所述的横向加速度限制方法，其中，预测前方横向加速度的步骤包括：
利用从导航装置接收到的包括全球定位系统时间延迟的有关当前位置的纵向距离和曲率的信息，来计算车辆正在行驶的道路的当前曲率；
利用有关车辆行驶预定时间后的纵向距离和曲率的信息，来计算车辆行驶预定时间后的某一点处的道路的前方预测曲率；
将从车辆的当前位置到车辆行驶预定时间后的某一点计算出的多个曲率中具有最大值的有关曲率的信息估计为最大曲率信息。
17.根据权利要求16所述的横向加速度限制方法，其中，预测前方横向加速度的步骤包括：
通过将前方最大曲率乘以车速来计算预测横向加速度。
18.根据权利要求15所述的横向加速度限制方法，其中，输出警告或调整转向扭矩的步骤包括：
如果预测横向加速度或当前横向加速度中的至少一个大于预定的参考值，则确定驾驶员是否处于撒手状态；
如果驾驶员处于撒手状态，则控制警告装置向驾驶员输出警告。
19.根据权利要求15所述的横向加速度限制方法，其中，输出警告或调整转向扭矩的步骤包括：
在确定出当前横向加速度大于预定的参考值之后，确定过量标志位是否为“1”；
如果过量标志位不为“1”，则确定当前横向加速度是否大于第一极限值；
如果当前横向加速度大于第一极限值，则在减小转向扭矩的方向上控制转向扭矩，并将过量标志位保持为“1”；
如果当前横向加速度不大于第一极限值，则将转向扭矩设置为“0”，并将过量标志位更改为“0”。
20.根据权利要求19所述的横向加速度限制方法，其中，输出警告或调整转向扭矩的步骤包括：
如果过量标志位为“1”，则确定当前横向加速度是否大于第二极限值，所述第二极限值低于所述第一极限值；
如果当前横向加速度大于第二极限值，则在减小转向扭矩的方向上控制转向扭矩，并将过量标志位保持为“1”；
如果当前横向加速度不大于第二极限值，将转向扭矩设置为“0”，并将过量标志位更改为“0”。
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