CN110356320A - 车轮扭矩调整 - Google Patents
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Abstract
本公开提供“车轮扭矩调整”。一种车辆中的计算机包括处理器，所述处理器被编程为在所述车辆上，在检测到乘员警觉性级别低于第一阈值时，向施加到一个或多个第一端车轮的第一扭矩施加第一周期分量以及向施加到一个或多个第二端车轮的第二扭矩施加第二周期分量。
Description
技术领域
本公开涉及车轮领域，且更具体地涉及车轮扭矩调整。
背景技术
车辆乘员有时会感到疲倦或分心和/或不再注意驾驶。乘员可能不会注意到车辆生成的可听输出和视觉输出，或者可能会忽略它们。触觉输出可以有效地引起乘员的注意，但通常需要添加诸如振动器或马达的机械装置来形成触觉输出。
发明内容
一种车辆中的计算机包括处理器和存储器，该存储器存储可由处理器执行的指令，使得处理器被编程为：在检测到乘员警觉性级别低于第一阈值时，向施加到车辆上的一个或多个第一端车轮的第一扭矩施加第一周期分量以及向施加到车辆上的一个或多个第二端车轮的第二扭矩施加第二周期分量。
用于施加第二扭矩的指令还可以包括编程以使第一周期分量与第二周期分量同步。此外，使第一分量与第二分量同步可以包括编程以施加第二周期分量，使得第二周期分量的第二极性与第一周期分量的第一极性相反。
用于施加第二周期分量的指令还可以包括编程以确定第二周期分量的第二幅度基本上等于第一周期分量的第一幅度。
所述指令还可以包括指令，用于基于以下至少一个来确定第一周期分量的幅度：乘员警觉性级别；以及车辆正在行驶的路面的静摩擦系数。
所述指令还可以包括指令，用于基于以下至少一个来确定第一周期分量的频率：车辆的速度；以及车辆与车辆正在行驶的路面之间的静摩擦系数。
第一周期分量可以是正弦的。此外，第一周期分量可以在每秒1个周期和每秒20个周期之间的范围内。
用于施加第一周期分量和第二周期分量的指令可以包括编程以施加第一周期分量和第二周期分量达第一持续时间。
此外，所述指令可以包括指令，用于在施加第一周期分量和第二周期分量之后的第一预定时间检测到第二乘员警觉性级别低于第一阈值时，向第一扭矩施加第三周期分量以及向第二扭矩施加第四周期分量。
所述指令还可以包括指令，用于施加第三周期分量，使得第三周期分量的第三幅度基于在施加第一周期分量之后的第二预定时间内施加第三周期分量而大于第一周期分量的第一幅度。
一种系统包括乘员警觉性捕获装置、第一扭矩生成装置、第二扭矩生成装置和车辆中的计算机。该计算机包括处理器和存储器，该存储器存储可由处理器执行的指令，使得处理器被编程为从乘员警觉性捕获装置接收乘员警觉性数据。该处理器还被编程为在基于乘员警觉性数据检测到乘员警觉性级别低于第一阈值时，发送第一指令到第一扭矩生成装置，用于向施加到车辆上的一个或多个第一端车轮的第一扭矩施加第一周期分量；以及发送第二指令到第二扭矩生成装置，用于向施加到车辆上的一个或多个第二端车轮的第二扭矩施加第二周期分量。
用于施加第二周期分量的指令还可以包括指令，用于向第一扭矩生成装置和第二扭矩生成装置发送指令以使第一周期分量与第二周期分量同步。用于使第一周期分量和第二周期分量同步的指令还可以包括编程以向第一扭矩生成装置和第二扭矩生成装置发送指令，以施加第二周期分量，其中第二周期分量的第二极性与第一周期分量的第一极性相反。
用于施加第二周期分量的指令还可以包括编程以向第一扭矩生成装置和第二扭矩生成装置发送指令以确定第一周期分量的第一幅度基本上等于第二周期分量的第二幅度。
所述指令还可以包括指令，用于基于以下至少一个来确定第一周期分量的幅度：乘员警觉性级别；以及车辆正在行驶的路面的静摩擦系数。
一种方法包括：在检测到乘员警觉性级别低于第一阈值时：向施加到车辆上的一个或多个第一端车轮的第一扭矩施加第一周期分量；以及向施加到车辆上的一个或多个第二端车轮的第二扭矩施加第二周期分量。
该方法还可以包括向第二扭矩施加第二周期分量，包括使第二周期分量与第一周期分量同步，使得第二周期分量的第二极性与第一周期分量的第一极性相反。
施加第二周期分量还可以包括确定第二周期分量的第二幅度基本上等于第一周期分量的第一幅度。
该方法还可以包括基于以下至少一个来确定第一周期分量的幅度：乘员警觉性级别；以及车辆正在行驶的路面的静摩擦系数。
附图说明
图1是用于生成车轮扭矩调整的示例性系统的框图。
图2是示例性车辆扭矩控制序列的图。
图3是施加到车辆的一个或多个车轮的包括非周期分量和周期分量的示例性扭矩的图。
图4是施加到一个或多个第一端车轮的第一扭矩和施加到车辆的一个或多个第二端车轮的第二扭矩的示例。
图5是施加到一个或多个第一端车轮的第一扭矩和施加到一个或多个第二端车轮的第二扭矩的另一示例。
图6是用于向车辆的车轮施加包括周期分量的扭矩的示例性过程的图。
具体实施方式
图1示出了用于响应于与乘员状况有关的传感器数据来控制车辆101的车轮扭矩的示例性系统100。乘员是车辆101中的人，并且可以是车辆101的操作者。车辆101包括计算机105。计算机105被编程为从可用于确定乘员状况的传感器收集数据，包括确定警觉性级别或操作车辆101的能力。该数据可以来自一种或多种类型的传感器，并且在本文中可以统称为乘员警觉性数据。用于确定乘员警觉性的传感器的非限制性列表包括方向盘传感器125、相机130和车道传感器135。计算机105还可编程为使用其他传感器来收集指示乘员的警觉性级别的数据。如下面另外详细描述的，计算机105基于乘员警觉性数据来确定乘员警觉性级别。
计算机105还从诸如防抱死制动(ABS)传感器140和降水传感器145的传感器收集工况数据。工况数据是指定车辆101正在操作的状况的数据，诸如环境温度、湿度、路面摩擦力、车辆速度、车辆马达速度等。基于工况数据，计算机105可编程为确定车辆101正在行驶的路面的静摩擦系数(COSF)。计算机105还可编程为识别例如环境中的降水。
基于乘员警觉性数据，并且进一步基于工况数据，计算机105被编程为通过控制车轮扭矩来生成触觉输出。触觉输出可以包括施加到车辆101的第一端车轮160和/或第二端车轮165的包括周期分量的扭矩。第一端车轮160可以是包括前轮驱动或四轮驱动的车辆101的前轮，以及包括后轮驱动的车辆101的后轮。第二端车轮165可以是包括四轮驱动的车辆101的后轮。计算机105被编程为施加周期分量到非周期分量，用于驱动第一端车轮160，并且当可用时，用于驱动第二端车轮165。
计算机105可编程为基于可包括乘员警觉性级别、在当前输出序列中已经给出的输出的数目以及工况(诸如车辆速度、路面与车辆101之间的静摩擦系数(COSF)、是否在降水、环境温度等)的因素来确定周期分量的幅度和频率。
乘员可以控制车辆101。附加地或替代地，计算机105可以控制车辆101的一些或全部操作。
出于本公开的目的，术语“自主车辆”用来指代在完全自主模式下操作的车辆101。完全自主模式被定义为这样的模式，其中：车辆101推进(通常经由包括电动马达和/或内燃发动机的动力传动系统)、制动和转向中的每一个都由计算机105控制。半自主模式是这样的模式，其中：车辆101推进(通常经由包括电动马达和/或内燃发动机的动力传动系统)、制动和转向中的至少一个至少部分地由计算机105而不是人类操作者控制。
车辆101包括方向盘110、加速器(油门踏板)115和制动踏板120中的一个或多个。计算机105被编程为从方向盘110、加速器115和制动踏板120中的一个或多个接收乘员输入。基于乘员输入，计算机105被编程为将扭矩施加到第一端车轮160，并且当可用时，施加到第二端车轮165。出于本公开的目的，施加扭矩意指将指令发送到车辆101中的动力传动系统155以生成并施加扭矩。
在第一端车轮160包括右车轮和左车轮的情况下，向第一端车轮160施加扭矩可能意味着向右第一端车轮160施加扭矩的第一部分以及向左第一端车轮160施加扭矩的第二部分。通常，扭矩可以在右第一端车轮和左第一端车轮160之间均匀地分配。在仅存在一个第一端车轮160的情况下，可以向一个第一端车轮160施加整个扭矩。
类似地，向第二端车轮165施加扭矩可能意味着向右第二端车轮165施加扭矩的第一部分以及向左第二端车轮165施加扭矩的第二部分。在这种情况下，扭矩可以在右第二端车轮和左第二端车轮165之间均匀地分配。在仅存在一个第二端车轮的情况下，可以向一个第二端车轮165施加整个扭矩。
除了控制动力传动系统155以及第一端车轮160和第二端车轮165之外，计算机105还控制车辆101的其他部件150。其他部件150可以包括车辆101中的制动器、转向齿条、座椅、气候控件、照明设备、显示器、扬声器等。其他部件150中的每一个都可包括计算机，例如电子控制单元(ECU)等，其被编程为从计算机105接收指令，并致动部件150中的一个或多个执行器。例如，其他部件150可以为显示器。显示器中的计算机可以从计算机105接收指令以在显示器上显示消息。然后，计算机可以致动一个或多个执行器(例如，晶体管)以在显示器上显示消息。
计算机105通常被编程用于在车辆101网络上的通信，该车辆网络例如如已知的那样包括通信总线。经由网络、总线和/或其他有线或无线机制(例如，车辆101中的有线或无线局域网)，计算机105可以向车辆101中的各种装置发送消息和/或从各种装置接收消息，所述各种装置例如控制器、执行器、传感器等。附加地或替代地，在计算机105实际上包括多个装置的情况下，车辆网络可用于在本公开中表示为计算机105的装置之间的通信。另外，计算机105可以被编程用于与网络通信，所述网络可以包括各种有线和/或无线联网技术，例如，蜂窝网络、低功耗(BLE)、有线和/或无线分组网络等。
方向盘传感器125是诸如已知的传感器，其被布置成收集和提供转向数据，包括例如指定随时间变化的方向盘角度的数据，从而提供关于乘员向方向盘传感器125施加的转向动作的数据并向乘员警觉性系统136提供转向数据。方向盘传感器可包括加速度计、陀螺仪、扭矩测量传感器等中的一个或多个，其耦合到并感测方向盘110的运动或施加到方向盘110的转向扭矩。
相机130可以是车辆101上的一个或多个相机，其布置成收集车辆101的乘员的乘员运动数据并向乘员警觉性系统136提供乘员运动数据。例如，相机130可以安装在车辆101的内部，其中视野指向乘员的面部。相机130收集诸如已知的乘员运动数据(例如，眼睑运动(例如，眨眼)的频率、虹膜运动的幅度和频率、虹膜相对于车辆101的前端的方向等)并向乘员警觉性系统136提供乘员运动数据。
车道传感器135可以是诸如已知的布置在车辆101的外部的相机或激光雷达单元，用于收集车道偏离数据，该车道偏离数据指示车辆101相对于车辆101正在行驶的车道边缘的位置。车道传感器135向乘员警觉性系统136提供车道偏离数据。车道偏离数据可以包括例如车辆正在行驶的车道的图像数据，乘员警觉性系统136可以利用所述数据来确定车辆101距车道边缘的距离。
如已知的那样，乘员警觉性系统136可以包括监视车道保持或偏离、转向数据、眼睑运动、虹膜运动等中的一个或多个。车道偏离系统的示例是目前部署在2018年中的驾驶员警示系统。方向盘监视系统的示例是的驾驶员警示系统，其监视方向盘运动。在文章“基于眼睛行为的睡意检测系统(Eyebehavior based drowsiness Detection System)”中公开了用于监视眼睛运动的方法的示例，所述文章在以下公布：小波活动媒体技术和信息处理(ICCWAMTIP)，2015年第12次国际计算机大会，2015年12月18日至20日，Javed Ahmed等人，Electronic ISBN:978-1-4673-8266-3，出版商：IEEE。此类系统通常提供乘员警觉性系统136可以用来确定乘员警觉性级别的数据。
乘员警觉性系统136还可以包括编程以接收来自方向盘传感器125、相机130和/或车道传感器135的输出并基于输出来确定乘员警觉性级别。出于本公开的目的，乘员警觉性级别是指示乘员注意并响应车辆101的工况的程度的数值。例如，可以按1到6的等级确定乘员警觉性级别，其中1是最低乘员警觉性级别而6是最高乘员警觉性级别。
乘员警觉性系统136被编程为接收转向数据、乘员运动数据和车道偏离数据中的一个或多个，并基于所接收的数据来确定乘员的警觉性级别。转向数据、乘员运动数据和车道偏离数据在本文中统称为乘员警觉性数据。
对于转向数据、乘员运动数据和车道偏离数据中的一个或多个，乘员警觉性系统136可以接收、确定一个或多个阈值和/或用一个或多个阈值进行预编程(即，存储在存储器中)。乘员警觉性系统136可以将乘员警觉性数据与一个或多个阈值进行比较，以基于该数据来确定乘员警觉性级别。这显示在下表1中。
| 乘员警觉性级别 | |
| 6 | 警觉性高于第一阈值 |
| 5 | 第一阈值>警觉性>第二阈值 |
| 4 | 第二阈值>警觉性>第三阈值 |
| 3 | 第三阈值>警觉性>第四阈值 |
| 2 | 第四阈值>警觉性>第五阈值 |
| 1 | 警觉性低于第五阈值 |
表1
对于转向数据、乘员运动数据和车道偏离数据中的每一个，可以确定五个阈值。通过在每个失能水平中观察运动(眼睛和转向)的性质来确定警觉性级别阈值。例如，在监视眼睛运动的情况下，第一阈值(从警觉性级别6转换到警觉性级别5)可以为向下看两秒钟。对于第五阈值(警觉性级别1)，可以通过缺乏对前四个警告级别的响应和/或闭眼五秒钟来指示无法继续行程。阈值1到5中的每一个指示乘员的警觉性级别降低。
作为另一示例，在监视转向校正的情况下，第一阈值可以是缺乏转向校正两秒钟。对于第五阈值，可以通过缺乏对前四个警告级别的响应和/或缺乏转向校正五秒钟来指示无法继续行程。这些阈值可以基于例如一般人群的研究而以经验确定，所述研究将警觉性级别与乘员警觉性数据相关联，所述乘员警觉性数据诸如转向校正的频率和/或幅度、眼睑运动的频率、虹膜运动、车辆与车辆正在行驶的车道边缘的距离等。
乘员警觉性系统136可以包括基于所使用的乘员警觉性数据的类型而进行的附加编程。例如，当使用车道偏离数据时，为了防止当乘员想要改变车道时的错误输出，当乘员已经激活车辆的转向信号时可以关闭乘员警觉性输出。
使用六个阈值只是示例。对于转向数据、乘员运动数据和车道偏离数据中的每一个，乘员警觉性系统136可以使用任何数量(一个或多个)阈值。
计算机105可另外收集与车辆101的工况有关的数据。当计算机105基于乘员警觉性级别确定生成包括周期扭矩分量的输出时，计算机105可以基于工况数据来确定周期扭矩分量的幅度或频率。
例如，车辆101可包括一个或多个防抱死制动系统(ABS)传感器140。ABS传感器140可包括例如联接到第一端车轮160和第二端车轮165的扭矩传感器。计算机105可以从ABS传感器140收集ABS数据，以确定或估计车辆101正在行驶的路面与车轮之间的静摩擦系数(COSF)。例如，当施加到相应的第一端车轮160或第二端车轮165的扭矩改变时，ABS传感器140可以检测到第一端车轮160或第二端车轮165的微打滑，即短持续时间(大约几毫秒)的打滑。基于施加的扭矩的变化和检测到的打滑，计算机105可以估计第一端车轮160或第二端车轮165的静摩擦系数(COSF)。
车辆101还可包括一个或多个降水传感器145。一个或多个降水传感器145可以位于例如车辆101的挡风玻璃上并且可以检测挡风玻璃上的雨滴或雪。计算机105可以从降水传感器145收集数据并确定是否正在降水。
计算机105被编程为在警觉性级别下降到低于第一阈值或输出阈值的情况下生成输出。计算机105还可编程为基于诸如乘员警觉性级别的状况和输出序列内的多个先前输出来调整输出级别。输出级别可以是数值，例如，按1到5的等级，对应于用于警示乘员的输出信号的强度，其中1是最低输出级别而5是最高输出级别。取决于输出级别，计算机105可以基于输出级别来生成各种输出信号，所述各种输出信号包括叠加在扭矩上的周期扭矩信号(周期扭矩分量)，用于驱动第一端车轮160和第二端车轮165。输出序列可以是一个或多个输出，其中序列中除第一输出之外的每个输出都在先前输出的预定时间内发生。
例如，在计算机105生成第一输出并且在第一输出之后的预定时间确定乘员警觉性级别保持低于输出阈值的情况下，计算机105可以生成第二输出。可以基于在输出序列中具有一个先前输出(第一输出)来调整第二输出的输出级别。例如，计算机105可编程为相对于第一输出向第二输出分配更高的输出级别，尽管乘员警觉性级别保持不变。
图2示出了基于乘员警觉性级别201的示例性输出序列200。乘员警觉性级别201在第一时间230下降到低于第一阈值202(输出阈值)。计算机105基于乘员警觉性级别201下降到低于第一阈值202进行编程，以生成第一输出220。第一输出220继续直到第二时间232并且具有第一持续时间250。
在第一预定时间252之后，计算机105确定乘员警觉性级别201保持低于第一阈值202并且在输出序列200中生成第二输出222。第二输出在第三时间234开始并且在第四时间236结束并且具有第二持续时间254。
在第二预定时间256之后，计算机105确定乘员警觉性级别201保持低于第一阈值202，并生成第三输出224。第三输出224在第五时间238开始并在第六时间240结束并且具有第三持续时间258。
在第三预定时间260之后，计算机105确定乘员警觉性级别高于第一阈值202，并且中断输出序列。如图2所示，输出序列仅是示例。输出序列可以具有一个或多个输出。
第一持续时间250、第二持续时间254和第三持续时间258可以是由计算机105接收或在计算机中编程的预定持续时间，诸如三秒。预定持续时间可以是用于增加乘员警觉性级别的输出的合理持续时间。第一持续时间250、第二持续时间254和第三持续时间258可以相同但不一定相同。
第一预定时间252、第二预定时间256和第三预定时间260可以是由计算机105接收或在计算机中编程的预定时间，诸如15秒。预定时间可以是在输出之后生成后续输出的合理时间。第一预定时间、第二预定时间和第三预定时间可以相同但不一定相同。
计算机105被编程为向每个输出分配输出级别。输出级别是输出旨在引起乘员注意的程度。例如，输出级别为1指示最低输出级别，并且可以是被选择为愉快发声的铃声，以及显示器上的指示乘员需要更加注意驾驶的消息。
输出级别为2的输出(其为第二最低输出级别)可以包括触觉输出，其幅度和频率被选择为向乘员提供平缓的输出。如下面另外详细描述的，计算机105可以通过向第一端车轮160以及在适当时向第二端车轮165施加具有周期分量的扭矩来生成触觉输出。
随着输出级别的增大，可以将触觉输出的幅度和/或频率调整为对乘员具有越来越大的破坏性。如下所述，增大周期分量的幅度或降低周期分量的频率可以增大输出给乘员的“破坏性”。
计算机105可编程为基于乘员警觉性级别和输出序列内的先前输出数目来确定输出级别。以下表2说明了选择输出级别的示例。
| 输出级别 | 乘员警觉性级别 | 先前输出数目 |
| 1 | 5 | 0 |
| 2 | 5 | 1 |
| 2 | 4 | 0 |
| 3 | 5 | 2 |
| 3 | 4 | 1 |
| 3 | 3 | 0 |
| 4 | 5 | 3 |
| 4 | 4 | 2 |
| 4 | 3 | 1 |
| 4 | 2 | 0 |
| 5 | 5 | 4 |
| 5 | 4 | 3 |
| 5 | 3 | 2 |
| 5 | 2 | 1 |
| 5 | 1 | 0 |
表2
图3示出了包括非周期分量315和周期分量320的示例性扭矩310。非周期分量315是计算机105(经由动力传动系统155)施加到第一端车轮160以推进车辆101的扭矩310的部分。计算机105可以至少部分地基于来自加速器115的用户输入来确定非周期分量315。附加地或替代地，计算机105可以全部或部分地基于诸如巡航控制的半自主或自主车辆控制系统来确定非周期分量315。
在计算机105基于乘员警觉性级别和输出序列内的先前输出数目来确定生成触觉输出的情况下，计算机105可以经由动力传动系统155生成扭矩310的周期分量320。周期分量被称为“周期性的”，因为周期分量的幅度随时间以频率变化。周期分量320可以具有幅度325和周期330。周期分量可以作为正弦波或另一周期函数来施加。周期分量320具有如下频率：f＝1/p，其中p表示周期330。周期分量320的幅度是以牛顿米为单位测量的周期分量320的峰-峰扭矩值。频率是周期分量320的每秒周期数。如下所述，可以基于乘员警觉性级别、车辆101的工况和/或输出序列中的先前输出数目来确定频率。
为了生成触觉输出，计算机105可以经由动力传动系统155来将周期分量320叠加在非周期分量315上以生成扭矩310。
计算机105被编程为计算要施加的周期分量320的幅度325。在一种情况下，可以基于输出的最大幅度和输出级别来计算幅度325。最大幅度可以以经验确定为例如对乘员具有破坏性但是使乘员失去对车辆101的控制的可能性低的值。例如，可以以经验确定最大幅度为诸如50牛顿米(Nm)的值。
附加地或替代地，可以基于路面和车轮之间的静摩擦系数和/或导致车轮打滑的扭矩变化来确定最大幅度。如上所述，防抱死制动系统(ABS)可以监视驾驶期间的静摩擦系数。静摩擦系数通常是将两个物体压在一起的力与它们之间的摩擦力之间的无量纲比。在车辆101的情况下，它是将车辆101压向支撑车辆101的路面的力的比。对于混凝土路面上的橡胶，静摩擦系数通常在湿路面的0.3到干路面的1的范围内变化。在静摩擦系数等于或接近干路面上的橡胶轮胎的参考值(例如，1)的情况下，计算机105可以将第一周期分量的最大幅度设定为等于参考幅度值，诸如50Nm。在由于例如打滑状况而导致静摩擦系数降低的情况下，计算机105可以使最大幅度按比例减小。也就是说，计算机105可以计算
其中：
·magmax是用于确定周期分量的幅度的最大幅度，
·COSF是由防抱死制动系统测量的静摩擦系数，
·COSFdry是干路面上的橡胶轮胎的静摩擦系数的参考值，并且
·magref是干路面上的橡胶轮胎的参考幅度。
在参考幅度magref为50Nm的情况下，干路面上的参考值COSFdry为1.0，静摩擦系数COSF为0.40，最大幅度magmax＝0.40/1*50Nm＝20Nm。
周期分量的最大幅度与静摩擦系数之间的比例关系仅是示例。可以建立其他关系。例如，计算机105可以包括表，该表包括将用于最大幅度magmax的参考幅度magref的百分比，作为不同静摩擦系数的函数。
在确定周期分量的最大幅度之后，计算机105可以基于输出级别来确定周期分量的幅度325为最大幅度magmax的百分比。例如，计算机105可以根据下表来设定幅度325。
| 输出级别 | 最大幅度mag<sub>max</sub>的百分比 |
| 1 | 0 |
| 2 | 40 |
| 3 | 70 |
| 4 | 100 |
| 5 | 100 |
表3
计算机105还被编程为确定周期分量320的频率。通常，周期分量的频率在每秒0个周期到每秒20个周期的范围内。例如，周期分量320的频率可以是基频，诸如每秒10个周期。该基频可以以经验确定为对乘员具有破坏性但距离车辆101的任何共振频率足够远的频率，以避免降低乘员对车辆101的控制。
在示例中，计算机105可编程为基于降水的存在来确定周期分量320的频率。具有较高频率的周期分量320不太可能降低乘员对车辆101的控制。例如，计算机105可以在接收到指示正在降水的数据时进行编程，以将周期分量320的频率设定为因子x*基频。作为示例，x可以设定为x＝2。因子x可以以经验确定为继续向乘员发送破坏性信号同时还考虑湿路面对控制车辆101的影响的值。
作为另一示例，计算机105可编程为基于车辆速度来确定周期分量的频率。例如，当车辆速度低于阈值速度时，计算机105可编程为确定周期分量320的频率为基频。当车辆速度等于或高于阈值速度时，计算机105可编程为确定周期分量的频率为因子x*基频。例如，x可以设定为x＝2。
在车辆101包括四轮驱动的情况下，计算机105可编程为生成用于第一端车轮160的第一扭矩410和用于第二端车轮165的第二扭矩460，如图4所示。第一扭矩410包括非周期分量415和周期分量420。第二扭矩460包括第二非周期分量465和第二周期分量470。
在示例中，第一周期分量420和第二周期分量470可以同步。也就是说，它们都可以在时间t0开始并且具有相同的频率＝1/周期430＝1/周期480。它们也可以具有相同的极性。也就是说，第一周期分量420的正峰值440可以与第二周期分量470的正峰值490同时发生。
在如图4所示的情况下，如上所计算的最大扭矩可以在第一端车轮160和第二端车轮165之间分配。该最大扭矩可以均匀地分配，也就是说，幅度的50％可以被施加到第一端车轮160，并且幅度的50％可以被施加到第二端车轮165。替代地，可以使用任何其他分配，诸如60/40、10/90等。
在车辆101包括四轮驱动的另一种情况下，如图5所示，计算机105可编程为将第一扭矩510和第二扭矩560施加到第一端车轮160和第二端车轮165。在这种情况下，第一扭矩510的第一周期分量520的极性与第二扭矩560的第二周期分量570的极性相反。也就是说，第一周期分量515的峰值540与第二周期分量570的谷值585同时发生。在如图5所示的示例中，第一周期分量的第一幅度525等于第二周期分量570的幅度575。例如，可以如参考上面的周期分量320所讨论的那样计算幅度。
以上示例不意图进行限制。计算机105可编程为生成各种不同的扭矩模式以形成触觉输出。例如，周期扭矩分量可具有随时间变化的幅度。例如，它可以从低级别开始，并且随着时间的推移增加到更高级别，或者从低级别开始，增加到更高级别，然后返回到更低级别。
作为另一示例，周期扭矩分量可具有随时间变化的频率。例如，周期分量可以从第一低频开始，并且随时间增加到第二较高频率。在一个示例中，周期分量可以以每秒10个周期开始，并且在输出的长度上增加到每秒20个周期。类似地，频率可以以更高的频率(例如，每秒20个周期)开始，并且降低到更低的频率，诸如每秒10个周期。
作为另一示例，作为添加周期分量的补充或替代，计算机105可编程为添加非周期性的补充触觉分量。例如，在车辆101是四轮驱动车辆的情况下，计算机105可编程为将第一补充触觉分量施加到第一端车轮160，并且将第二补充触觉分量施加到第二端车轮165。第二补充触觉分量可以与第一补充触觉分量相等并且相反，使得施加到车辆的净扭矩(即，第一补充触觉分量和第二补充触觉分量的总和)在任何时间都为零。
作为又一示例，计算机105可编程为使车轮扭矩从左向右振荡。例如，具有第一极性的第一周期扭矩分量可以被施加到左第一端车轮160，并且具有第二相反极性的第二周期扭矩分量可以被施加到右第一端车轮160。在该示例中，例如，在四轮驱动车辆101的情况下，第三周期扭矩分量可以被施加到左第二端车轮165、具有第二相反极性，并且第四周期扭矩分量可以被施加到右第二端车轮165、具有第一极性。
在该示例中，计算机105还可编程为在左第一端车轮和右第一端车轮160之间切换极性，并且进一步在预定时间之后例如在一秒之后在左第二端车轮和右第二端车轮165之间切换极性。
图6是用于实现输出序列的示例性过程600的图，该输出序列包括向车轮施加扭矩。过程600在框605中开始。
在框605中，车辆101开启。计算机105例如通过检测来自车辆101点火装置的信号来识别车辆101开启。在识别出车辆101开启时，过程600在框610中继续。
在框610中，计算机105将变量“n”初始化为零值。变量“n”跟踪在输出序列内已经生成的输出数目。
接下来，在框615中，计算机105收集乘员警觉性数据。如上所述，乘员警觉性数据可包括转向数据、乘员运动数据和车道偏离数据中的一个或多个。
接下来，在框620中，计算机105基于乘员警觉性数据来确定乘员警觉性级别。如上所述，计算机105接收转向数据、乘员运动数据和车道偏离数据中的一个或多个。基于转向数据、乘员运动数据和车道偏离数据中的一个或多个，计算机105确定乘员警觉性级别。乘员警觉性级别可以是例如1和6之间的数值，其中6是最高警觉性级别而1是最低警觉性级别。然后，过程600在框625中继续。
在框625中，计算机105确定乘员警觉性级别是否低于输出阈值。输出阈值可以是例如第一阈值，当低于该阈值时，乘员警觉性级别的分类从级别6变为级别5。在计算机105确定乘员警觉性级别大于或等于输出阈值级别的情况下，过程600在框630中继续。在乘员警觉性级别低于输出阈值的情况下，过程600在框635中继续。
在框630中，计算机105确定车辆101是否正在运行。例如，计算机105可以从点火装置接收指示点火装置保持在“接通”位置的数据，或者检测到车辆中的马达正在运行。在车辆运行的情况下，过程600在框615中继续。在车辆101未运行的情况下，过程600结束。
在框635中，过程600确定输出级别。如上表2所示，输出级别可以是1和5之间的级别，其中输出级别1是最低输出级别而输出级别5是最高输出级别。可以基于乘员警觉性级别并且进一步基于在输出序列中已经实现的先前输出数目“n”来确定输出级别。
接下来，在框640中，计算机105基于输出级别来实现输出。输出可以包括给乘员的音频消息、视觉消息和触觉消息。输出还可以包括控制车辆101的推进、制动和转向中的一个或多个。表4指示可以基于输出级别来实现的一组输出。
表4
如表4所示，每个输出级别的输出仅是示例。触觉信号可以使用更大或更小的幅度。不同的输出级别可以使用周期分量的不同频率，或者所有输出级别可以使用相同的频率。可以省略铃声、音频或视觉消息。可以省略用于输出级别4和5的车辆控制。然后，过程600在框645中继续。
在框645中，计算机105使数字“n”递增，以跟踪在输出序列期间实现的输出数目。然后，过程600在框630中继续。
如本文所使用的，修饰形容词的副词“基本上”意味着形状、结构、测量结果、值、计算等可能偏离精确描述的几何形状、距离、测量结果、值、计算等，这是因为在材料、加工、制造、数据采集器测量结果、计算、处理时间、通信时间等中存在缺陷。
计算机105通常包括可由一个或多个计算装置(诸如上面标识的那些计算装置)执行并且用于实施上述过程的框或步骤的指令。计算机可执行指令可以由使用多种编程语言和/或技术创建的计算机程序来编译或解译，所述多种编程语言和/或技术包括但不限于以下的单一形式或组合形式：JavaTM、C、C++、Visual Basic、Java Script、Perl、HTML等。一般来说，处理器(例如，微处理器)接收例如来自存储器、计算机可读介质等的指令，并且执行这些指令，从而执行一个或多个过程，包括本文所描述的过程中的一个或多个。可使用多种计算机可读介质来存储和传输此类指令和其他数据。计算机105中的文件通常是存储在诸如存储介质、随机存取存储器等计算机可读介质上的数据的集合。
计算机可读介质包括参与提供可以由计算机读取的数据(例如，指令)的任何介质。这种介质可以采用许多形式，其包括但不限于非易失性介质、易失性介质等。非易失性介质包括例如光盘或磁盘和其他持久性存储器。非易失性介质包括通常构成主存储器的动态随机存取存储器(DRAM)。计算机可读介质的常见形式包括例如软盘、软磁盘、硬盘、磁带、任何其他磁性介质、CD ROM、DVD、任何其他光学介质、穿孔卡、纸带、任何其他具有孔图案的物理介质、RAM、PROM、EPROM、快闪EEPROM、任何其他存储器芯片或盒式磁带、或计算机可以从中读取的任何其他介质。
就本文所描述的介质、过程、系统、方法等而言，应当理解，虽然此类过程的步骤等已经被描述为按照特定的顺序发生，但是可以在按照本文所述顺序以外的顺序执行所述步骤的情况下实践此类过程。还应理解，可同时执行某些步骤、可添加其他步骤，或者可省略本文所描述的某些步骤。例如，在过程800中，可以省略步骤中的一个或多个，或者可以按照与图6中所示出不同的顺序执行所述步骤。换句话说，本文对系统和/或过程的描述是出于说明某些实施例的目的而提供的，而绝不应被解释为限制所公开的主题。
因此，应当理解，包括以上描述和附图以及以下权利要求的本公开意图是说明性的而非限制性的。在阅读了以上描述之后，除了所提供的示例之外的许多实施例和应用对于所属领域技术人员而言将是明显的。因此，本发明的范围不应当参考以上描述来确定，而应当参考所附的和/或基于此包括在非临时专利申请中的权利要求连同此类权利要求所赋予权利的等效物的全部范围来确定。可以设想并预期未来的发展将在本文讨论的技术中发生，并且所公开的系统和方法将结合到此类未来实施例中。总而言之，应当理解，所公开的主题能够进行修改和变化。
除非另有说明或者上下文另有要求，否则修改名词的冠词“一”应理解为一个或多个。短语“基于”包括部分或全部基于。
根据本发明，提供了车辆中的计算机，该计算机具有：处理器和存储器，该存储器存储可由处理器执行的指令，使得处理器被编程为：在检测到乘员警觉性级别低于第一阈值时，向施加到车辆上的一个或多个第一端车轮的第一扭矩施加第一周期分量以及向施加到车辆上的一个或多个第二端车轮的第二扭矩施加第二周期分量。
根据实施例，施加第二扭矩包括进一步编程以使第一周期分量与第二周期分量同步。
根据实施例，同步包括编程以施加第二周期分量，使得第二周期分量的第二极性与第一周期分量的第一极性相反。
根据实施例，施加第二周期分量包括编程以确定第二周期分量的第二幅度基本上等于第一周期分量的第一幅度。
根据实施例，处理器还被编程为：基于以下至少一个来确定第一周期分量的幅度：乘员警觉性级别；以及车辆正在行驶的路面的静摩擦系数。
根据实施例，处理器还被编程为：基于以下至少一个来确定第一周期分量的频率：车辆的速度；以及车辆与车辆正在行驶的路面之间的静摩擦系数。
根据实施例，第一周期分量是正弦的。
根据实施例，第一周期分量的频率在每秒1个周期和每秒20个周期之间的范围内。
根据实施例，施加第一周期分量和第二周期分量包括编程以施加第一周期分量和第二周期分量达第一持续时间。
根据实施例，处理器还被编程为：在施加第一周期分量和第二周期分量之后的第一预定时间检测到第二乘员警觉性级别低于第一阈值时，向第一扭矩施加第三周期分量以及向第二扭矩施加第四周期分量。
根据实施例，处理器还被编程为：施加第三周期分量，使得第三周期分量的第三幅度基于在施加第一周期分量之后的第二预定时间内施加第三周期分量而大于第一周期分量的第一幅度。
根据本发明，提供了一种系统，该系统具有：乘员警觉性捕获装置；第一扭矩生成装置；第二扭矩生成装置；以及车辆中的计算机，该计算机包括处理器和存储器，该存储器存储可由处理器执行的指令，使得处理器被编程为：从乘员警觉性捕获装置接收乘员警觉性数据；在基于乘员警觉性数据检测到乘员警觉性级别低于第一阈值时，发送：到第一扭矩生成装置的第一指令，用于向施加到车辆上的一个或多个第一端车轮的第一扭矩施加第一周期分量；以及到第二扭矩生成装置的第二指令，用于向施加到车辆上的一个或多个第二端车轮的第二扭矩施加第二周期分量。
根据实施例，施加第二周期分量包括进一步编程以向第一扭矩生成装置和第二扭矩生成装置发送指令以使第一周期分量与第二周期分量同步。
根据实施例，同步包括编程以向第一扭矩生成装置和第二扭矩生成装置发送指令以施加第二周期分量，其中第二周期分量的第二极性与第一周期分量的第一极性相反。
根据实施例，施加第二周期分量包括编程以向第一扭矩生成装置和第二扭矩生成装置发送指令以确定第一周期分量的第一幅度基本上等于第二周期分量的第二幅度。
根据实施例，处理器还被编程为：基于以下至少一个来确定第一周期分量的幅度：乘员警觉性级别；以及车辆正在行驶的路面的静摩擦系数。
根据本发明，一种方法包括：在检测到乘员警觉性级别低于第一阈值时：向施加到车辆上的一个或多个第一端车轮的第一扭矩施加第一周期分量；以及向施加到车辆上的一个或多个第二端车轮的第二扭矩施加第二周期分量。
根据实施例，向第二扭矩施加第二周期分量包括使第二周期分量与第一周期分量同步，使得第二周期分量的第二极性与第一周期分量的第一极性相反。
根据实施例，施加第二周期分量包括确定第二周期分量的第二幅度基本上等于第一周期分量的第一幅度。
根据实施例，本发明的特征进一步在于基于以下至少一个来确定第一周期分量的幅度：乘员警觉性级别；以及车辆正在行驶的路面的静摩擦系数。
Claims (15)
1.一种方法，其包括：
在检测到乘员警觉性级别低于第一阈值时：
向施加到车辆上的一个或多个第一端车轮的第一扭矩施加第一周期分量；以及
向施加到所述车辆上的一个或多个第二端车轮的第二扭矩施加第二周期分量。
2.如权利要求1所述的方法，其还包括：
使所述第一周期分量与所述第二周期分量同步。
3.如权利要求2所述的方法，其还包括：
确定所述第二周期分量的第二极性与所述第一周期分量的第一极性相反。
4.如权利要求2所述的方法，其还包括；
确定所述第二周期分量的第二幅度基本上等于所述第一周期分量的第一幅度。
5.如权利要求1所述的方法，其还包括：
基于以下至少一个来确定所述第一周期分量的幅度：
所述乘员警觉性级别；以及
所述车辆正在行驶的路面的静摩擦系数。
6.如权利要求1所述的方法，其还包括：
基于以下至少一个来确定所述第一周期分量的频率：
所述车辆的速度；以及
所述车辆与所述车辆正在行驶的路面之间的静摩擦系数。
7.如权利要求1所述的方法，其还包括，其中所述第一周期分量是正弦的。
8.如权利要求1所述的方法，其还包括：
施加所述第一周期分量和所述第二周期分量达第一持续时间。
9.如权利要求8所述的方法，其还包括：
在施加所述第一周期分量和所述第二周期分量之后的第一预定时间检测到第二乘员警觉性级别低于所述第一阈值时，向所述第一扭矩施加第三周期分量以及向所述第二扭矩施加第四周期分量。
10.如权利要求9所述的方法，其还包括：
施加所述第三周期分量，使得所述第三周期分量的第三幅度基于在施加所述第一周期分量之后的第二预定时间内施加所述第三周期分量而大于所述第一周期分量的第一幅度。
11.一种计算装置，其被编程来执行如权利要求1至10中任一项所述的方法。
12.一种计算机程序产品，其包括计算机可读介质，所述计算机可读介质存储可由计算机处理器执行的指令以执行如权利要求1至10中任一项所述的方法。
13.一种地面车辆，其包括被编程来执行如权利要求1至10中任一项所述的方法的计算机装置。
14.一种系统，其包括：
乘员警觉性捕获装置；
第一扭矩生成装置；
第二扭矩生成装置；以及
车辆中的计算机，所述计算机包括处理器和存储器，所述存储器存储可由所述处理器执行的指令，使得所述处理器被编程为：
从所述乘员警觉性捕获装置接收乘员警觉性数据；
在基于所述乘员警觉性数据检测到乘员警觉性级别低于第一阈值时，发送：
到所述第一扭矩生成装置的第一指令，用于向施加到所述车辆上的一个或多个第一端车轮的第一扭矩施加第一周期分量；以及
到所述第二扭矩生成装置的第二指令，用于向施加到所述车辆上的一个或多个第二端车轮的第二扭矩施加第二周期分量。
15.如权利要求14所述的系统，其中：
施加所述第二周期分量包括进一步编程以向所述第一扭矩生成装置和所述第二扭矩生成装置发送指令以使所述第一周期分量与所述第二周期分量同步。
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